(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有するフィルム状の構造発色体であって、
前記構造発色体が、ブロック共重合体を含有する樹脂層からなり、
前記樹脂層が、ラメラ状のミクロドメインを含むミクロ相分離構造を有し、
前記ミクロドメインのそれぞれが、前記構造発色体の厚さ方向に振幅を有する波状であり、
前記ミクロドメインのそれぞれにおいて、当該ミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間における前記厚さ方向の距離の最大値が３５０ｎｍよりも大きい、構造発色体。
【請求項２】
厚さが１００〜１０００μｍである、請求項１に記載の構造発色体。
【請求項３】
前記ブロック共重合体の重量平均分子量が８．０×１０５以上である、請求項１又は２に記載の構造発色体。
【請求項４】
前記樹脂層が、アクリレート及びメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種の光重合性モノマーを含む組成物を重合させて得られる高分子化合物を更に含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構造発色体。
【請求項５】
前記樹脂層が、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ化合物及びポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種を更に含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の構造発色体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造発色体に関し、特に、フィルム状の構造発色体に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造発色体は、構造色を発現する発色体であり、発色体の微細構造に起因して光の反射、干渉、屈折、回折、散乱等の現象が生じて当該微細構造に固有の光を発色する。構造発色体としては、表面に凹凸を有する基板の当該表面上に、屈折率の互いに異なる膜を積層して得られる構造体（例えば、下記特許文献１〜３参照）や、湾曲した形状を有する多層膜（例えば、下記非特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
構造発色体を構成する構造色材料としては、ブロック共重合体が自己組織化することで形成されるミクロ相分離構造を屈折率周期構造として有するフォトニック結晶が知られている（例えば、下記特許文献４参照）。また、このようなフォトニック結晶の光学特性を左右するミクロ相分離構造の配向制御については例えば、下記非特許文献２〜４でずり流動場を印加するという方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２５９３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１５３１９２号公報
【特許文献３】特許第４４２７０２６号明細書
【特許文献４】国際公開第２００８／０４７５１４号パンフレット
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】比較整理化学  Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．３
【非特許文献２】Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ３７，１２，９００−９０５（２００５）
【非特許文献３】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ３２，３６９５−３７１１（１９９９）
【非特許文献４】Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｏｐｉｎｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ＆  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ５,  ３４２−３５０（２０００）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献４で述べられているように、光学特性に優れたブロック共重合体を用いたフォトニック結晶を得るためにはミクロ相分離構造の規則性、配向性が高いものを作製する必要がある。例えばラメラ状ミクロ相分離構造を有するフィルム状のフォトニック結晶であれば、フィルム主面に対して平行に配向した構造の配向性が高いほど多層膜フィルタとしての光学特性は向上する。一方、前記フィルム状のフォトニック結晶は構造発色体としても利用可能であるが、主面に対して平行に配向したラメラ状のミクロドメインを有する構造発色体の当該主面に可視光領域の光が入射する場合、構造色を観察可能な角度範囲は狭いものとなる傾向がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、構造色を観察可能な角度範囲を広くすることができる構造発色体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る構造発色体は、互いに対向する第１の主面及び第２の主面を有するフィルム状の構造発色体であって、構造発色体が、ブロック共重合体を含有する樹脂層からなり、樹脂層が、ラメラ状のミクロドメインを含むミクロ相分離構造を有し、ミクロドメインのそれぞれが、構造発色体の厚さ方向に振幅を有する波状であり、ミクロドメインのそれぞれにおいて、当該ミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間における上記厚さ方向の距離の最大値が可視光領域の波長よりも大きい。
【０００９】
ところで、主面に対して平行に配向したラメラ状のミクロドメインを有する構造発色体の当該主面では、ブラッグの反射条件を満たす入射角の範囲が狭くなる傾向があることから、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から可視光領域の光が上記主面に入射する場合に、構造色を観察し難くなる傾向がある。一方、本発明に係る構造発色体では、ミクロドメインのそれぞれが構造発色体の厚さ方向に振幅を有する波状であり、ミクロドメインのそれぞれにおいて、当該ミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間における上記厚さ方向の距離の最大値が可視光領域の波長よりも大きい。この場合、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から可視光領域の光が構造発色体の主面に入射する場合であっても、光の入射方向に垂直な領域や、ブラッグの反射条件を満たす程度に光の入射方向に対して傾斜した領域が樹脂層のミクロドメインに存在し易いことから、当該領域において光を反射することができる。したがって、上記構造発色体では、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から可視光領域の光が構造発色体の主面に入射する場合であっても、樹脂層において反射された光を構造色として観察することができるため、構造色を観察可能な角度範囲を広くすることができる。
【００１０】
また、主面に対して平行に配向したラメラ状のミクロドメインを有する構造発色体では、構造発色体の厚さ方向から主面を観察する場合と、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から主面を観察する場合とにおいて、観察される構造色が異なる傾向がある。一方、本発明に係る構造発色体では、構造発色体の厚さ方向から主面を観察する場合と、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から主面を観察する場合とにおいて、観察方向に対して垂直となる領域が樹脂層のミクロドメインに存在し易いことから、観察角度に関わらず均一な構造色を観察することもできる。
【００１１】
上記構造発色体の厚さは、１００〜１０００μｍであることが好ましい。この場合、構造色を観察可能な角度範囲を広くし易くなる。
【００１２】
ブロック共重合体の重量平均分子量は、８．０×１０５以上であることが好ましい。この場合、構造発色体としての発色性を発現させるために必要な周期構造を更に良好に得ることができる。
【００１３】
樹脂層は、アクリレート及びメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種の光重合性モノマーを含む組成物を重合させて得られる高分子化合物を更に含有することが好ましい。この場合、樹脂層のミクロドメインが構造発色体の厚さ方向に振幅を有する波状構造を更に良好に得ることができる。
【００１４】
樹脂層は、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ化合物及びポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種を更に含有していてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、構造色を観察可能な角度範囲（構造発色体の厚さ方向に対する傾斜角度の範囲）を広くすることができる。また、本発明によれば、観察角度に関わらず均一な構造色を観察することもできる。本発明によれば、第１の主面及び第２の主面のいずれを観察した場合においても、これらの効果を得ることができる。さらに、本発明の構造発色体は、真空半導体プロセス等の煩雑な工程を要することなく簡便に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る構造発色体を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。
【図３】構造発色体の断面の一例を示す図面である。
【図４】本発明の一実施形態に係る構造発色体の製造方法の工程を示す図面である。
【図５】本発明の一実施形態に係る構造発色体の製造方法の工程を示す図面である。
【図６】本発明の一実施形態に係る構造発色体の製造方法の工程を示す図面である。
【図７】構造色の視認性を説明するための図面である。
【図８】反射強度の角度依存性を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（構造発色体）
図１は、本実施形態に係る構造発色体を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。本実施形態に係る構造発色体１は、フィルム状であり、互いに略平行に対向する表面（第１の主面）１ａ及び裏面（第２の主面）１ｂを有している。構造発色体１の全体は、樹脂層１０からなり、構造発色体１の厚さ（樹脂層１０の厚さ）は、１００〜１０００μｍが好ましく、２００〜８００μｍがより好ましい。
【００１９】
樹脂層１０は、高分子フォトニック結晶によって形成されている。高分子フォトニック結晶は、ブロック共重合体（高分子ブロック共重合体）を含有している。「ブロック共重合体」とは、２種以上のポリマー鎖（セグメント）が結合した共重合体であり、例えば、モノマーＡを構造単位とする第１ポリマー鎖と、モノマーＢを構造単位とする第２ポリマー鎖とがポリマー鎖の末端同士で結合した共重合体が挙げられる。
【００２０】
ブロック共重合体としては、例えば、ポリスチレン−ｂ−ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（エチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（プロピルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（イソプロピルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ペンチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ヘキシルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（デシルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ドデシルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（メチルアクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリブタジエン、ポリスチレン−ｂ−ポリイソプレン、ポリスチレン−ｂ−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−ｂ−ポリジメチルシロキサン、ポリイソプレン−ｂ−ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピリジン−ｂ−ポリ（メチルメタクリレート）、ポリビニルピリジン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）、ポリビニルピリジン−ｂ−ポリブタジエン、ポリビニルピリジン−ｂ−イソプレン、ポリブタジエン−ｂ−ポリビニルナフタレン、ポリビニルナフタレン−ｂ−ポリ（メチルメタクリレート）、ポリビニルナフタレン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）等の２元ブロック共重合体、ポリスチレン−ｂ−ポリブタジエン−ｂ−ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリブタジエン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリイソプレン−ｂ−ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン−ｂ−ポリイソプレン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）等の３元ブロック共重合体等が挙げられる。なお、ブロック共重合体は、ポリマー鎖間で屈折率が異なれば上記に限られるものではない。なお、図２では、樹脂層１０がブロック共重合体として２元ブロック共重合体を含有する形態を一例として示している。
【００２１】
ブロック共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）の下限値は、構造発色体としての発色性を発現させるために必要な周期構造が良好に得られる観点から、８．０×１０５（ｇ／ｍｏｌ）以上が好ましく、９．０×１０５（ｇ／ｍｏｌ）以上がより好ましく、１．０×１０６（ｇ／ｍｏｌ）以上が更に好ましい。上記重量平均分子量の上限値は、構造発色体としての発色性を発現させるために必要な周期構造が良好に得られる観点から、３．０×１０６（ｇ／ｍｏｌ）以下が好ましく、２．５×１０６（ｇ／ｍｏｌ）以下がより好ましく、２．０×１０６（ｇ／ｍｏｌ）以下が更に好ましい。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いてポリスチレン換算の重量平均分子量として得ることができる。
【００２２】
樹脂層１０は、ミクロ相分離構造を有している。「ミクロ相分離構造」とは、複数のミクロドメインが周期的に配置された集合体をいう。「ミクロドメイン」とは、ブロック共重合体の異種のポリマー鎖が互いに混じり合うことなく相分離して形成される相をいう。
【００２３】
樹脂層１０のミクロ相分離構造は、ミクロドメイン１２ａ及びミクロドメイン１２ｂからなるラメラ状のミクロドメイン１２を含んでおり、ミクロドメイン１２ａとミクロドメイン１２ｂとが交互に積層されて形成された屈折率周期構造である。ミクロドメイン１２ａは、ブロック共重合体のうちの一のポリマー鎖を主成分として含んでおり、ミクロドメイン１２ｂは、ブロック共重合体のうちの他のポリマー鎖を主成分として含んでいる。
【００２４】
樹脂層１０のミクロドメイン１２のそれぞれは、構造発色体１の厚さ方向（表面１ａ及び裏面１ｂの対向方向）Ｄ１に振幅を有する波状（凹凸形状）である。ミクロドメイン１２のそれぞれは、方向Ｄ１に突出する凸部１４と、方向Ｄ１に凹む凹部１６とを方向Ｄ１に略垂直な方向に沿って交互に有している。
【００２５】
ミクロドメイン１２は、２次元配列又は１次元配列の凹凸を有している。例えば、各ミクロドメインにおける凸部及び凹部は、方向Ｄ１に略垂直な方向Ｄ２に沿って交互に配置されると共に、方向Ｄ１及び方向Ｄ２に略垂直な方向Ｄ３に沿って交互に配置された形態であってもよく（２次元配列の凹凸）、方向Ｄ３に長尺であると共に、方向Ｄ２に沿って交互に配置された形態であってもよい（１次元配列の凹凸）。また、各ミクロドメインの波長軸は、表面１ａ又は裏面１ｂの少なくとも一方と略平行であることが好ましい。各ミクロドメインは、方向Ｄ２及び方向Ｄ３に等方的に湾曲した凹凸を有していることが好ましく、凹凸の持続長は、方向Ｄ２及び方向Ｄ３において長いことが好ましい。
【００２６】
樹脂層１０のミクロドメイン１２（ミクロドメイン１２ａ，１２ｂ）のそれぞれにおいて、ミクロドメイン１２の凸部１４の頂部（例えば頂点）１４ａと凹部１６の底部（例えば底点）１６ａとの間における方向Ｄ１の距離ｄ１の最大値は、波長λ１よりも大きい。ここで、各ミクロドメイン１２は頂部１４ａ及び底部１６ａをそれぞれ複数有しているが、一つのミクロドメイン１２における上記距離ｄ１の最大値とは、当該ミクロドメイン１２において複数の頂部１４ａのうちの一つと、複数の底部１６ａのうちの一つとをそれぞれ選択したときに得られる当該頂部１４ａ及び底部１６ａ間における方向Ｄ１の距離が最大である値を意味する。距離ｄ１の最大値を与える頂部１４ａ及び底部１６ａは、互いに隣接していてもよく、互いに隣接していなくてもよい。なお、構造発色体１を方向Ｄ１に略平行に切断して得られる一の断面において、波長λ１よりも大きい距離ｄ１をミクロドメイン１２が少なくとも一つ有している場合、当該ミクロドメイン１２における距離ｄ１の最大値は波長λ１よりも大きいものとなる。
【００２７】
構造発色体１の対象波長として波長λ１は、可視光領域の波長（例えば３５０〜７００ｎｍ）である。例えば、距離ｄ１の最大値は３５０ｎｍよりも大きい。また、高屈折率のミクロドメイン（屈折率ｎ１、厚さｔ１）と低屈折率のミクロドメイン（屈折率ｎ２（ｎ２＜ｎ１）、厚さｔ２）とが交互に積層されて形成された構造発色体に対して、光が当該構造発色体の主面に垂直な方向から入射した場合、下記式（１）で表される波長λ２の光が当該構造発色体において選択的に強められて構造色として観察され易くなる。波長λ１は、波長λ２であることがより好ましい。
波長λ２＝２×（ｎ１×ｔ１＋ｎ２×ｔ２）      ・・・（１）
【００２８】
図３は、フィルム状の構造発色体１の断面の一例を示す図面（ＴＥＭ写真）である。ミクロドメインＭＤ１において、構造発色体１の厚さ方向におけるミクロドメインＭＤ１の凸部の頂部と凹部の底部との間の距離ｄ１は、可視光領域の波長（波長：５３０ｎｍ）λ３よりも大きい。
【００２９】
樹脂層１０を構成する高分子フォトニック結晶は、ブロック共重合体以外の構成成分として、ブロック共重合体及び後述する光重合開始剤を可溶な光重合性モノマーを単量体成分として含む組成物を光重合開始剤の存在下で光重合させて得られる光硬化性樹脂（高分子化合物）を更に含有していることが好ましい。上記光重合性モノマーとしては、アクリレート及びメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。上記光重合性モノマーとしては、単官能性モノマー又は多官能性モノマーのいずれでもよく、例えばカルボキシエチルアクリレート、イソボニルアクリレート、オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート等の単官能モノマー、ジエチレングリコールアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールアクリレート、１,９−ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングレコールジアクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、４，４′−ジアクリロイルオキシスチルベン、ジエチレングリコールメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、１,９−ノナンジオールジメタクリレート、ジシクロペンタニルジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジメタクリレート、トリス（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、カプロラクトン変性ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート等の多官能モノマーが挙げられる。上記光重合性モノマーとしては、多官能モノマーが好ましく、ジシクロペンタニルアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリトリトールヘキサアクリレートがより好ましい。上記光重合性モノマーは単独で使用してもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。光硬化性樹脂の含有量は、構造発色体１の全質量基準で４０〜９０質量％が好ましい。
【００３０】
また、樹脂層１０を構成する高分子フォトニック結晶は、可塑剤等の他の成分を含有していてもよい。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ化合物、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。構造発色体１がこれらの可塑剤を含有することにより、ミクロ相分離構造の規則性を向上させることができる。可塑剤の含有量は、構造発色体１の全質量基準で５〜５０質量％が好ましい。
【００３１】
（構造発色体の製造方法）
本実施形態に係る構造発色体１の製造方法は、例えば、互いに対向する第１部材の主面及び第２部材の主面の間に、ブロック共重合体と、光重合開始剤と、当該ブロック共重合体及び光重合開始剤を可溶な光重合性モノマーとを含有する溶液を介在させた状態で、第１部材の主面又は第２部材の主面の少なくとも一方に略平行な互いに異なる方向に第１部材及び第２部材を上記溶液に対して相対移動させて、ずり流動場を上記溶液に対して印加する流動場印加工程（第１工程）と、流動場印加工程の後、上記溶液に光を照射して光重合性モノマーを重合させ、ラメラ状のミクロドメインを含むミクロ相分離構造を有する構造発色体を得る光重合工程（第２工程）と、を備えている。上記製造方法は、流動場印加工程の前に溶液調製工程を更に備えていてもよい。また、上記製造方法は、流動場印加工程及び光重合工程の間にアニール工程を更に備えていてもよい。
【００３２】
溶液調製工程では、まず、上述したポリマー鎖を有するブロック共重合体を重合する。ラメラ状のミクロドメインを形成可能なブロック共重合体の重合方法としては、例えばリビングアニオン重合等が挙げられる。
【００３３】
次に、ブロック共重合体及び光重合開始剤を可溶な光重合性モノマーにブロック共重合体及び光重合開始剤を溶解させて、ブロック共重合体と光重合開始剤と光重合性モノマーとを含有するポリマー溶液を調製する。ポリマー溶液は、上記可塑剤等の他の成分を含有していてもよい。このようなポリマー溶液を調製した段階においてブロック共重合体は、配向制御されていない状態のミクロ相分離構造を形成していてもよい。
【００３４】
ポリマー溶液中のブロック共重合体の含有量は、作製プロセスにおいて粘度を下げるために加熱する必要がなく、室温においてある程度低粘度で流動性を有するポリマー溶液とする観点から、ポリマー溶液の全質量基準で３〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましく、７〜１５質量％が更に好ましい。ブロック共重合体の含有量が３質量％未満であると、ミクロ相分離構造を形成する際の偏析力が減少する傾向があり、ミクロ相分離構造の規則性が低下する傾向がある。ブロック共重合体の含有量が３０質量％を超えると、偏析力は増大するものの、粘度が増加するため、流動場印加による配向制御が難化する傾向がある。
【００３５】
光重合開始剤は、活性光線照射により活性化し得る重合開始剤である。光重合開始剤としては、活性光線照射により分子が開裂してラジカルとなり、光重合性を有するポリマー又はモノマーとラジカル重合反応を引き起こすことにより、材料を高分子量化（架橋）させてゲル化を進行させるラジカル型光重合開始剤が挙げられる。光重合開始剤としては、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン等が挙げられる。光重合開始剤としては、より具体的にはＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）等が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で使用してもよく、２種以上を混合して用いてもよい。光重合開始剤の含有量は、光重合性モノマーの全質量基準で０．０５〜０．５質量％であることが好ましい。
【００３６】
次に、図４を用いて流動場印加工程について説明する。まず、互いに略平行に対向する平坦な主面４０ａ，４０ｂを有する板状部材（第１部材）４０と、互いに略平行に対向する平坦な主面５０ａ，５０ｂを有する板状部材（第２部材）５０とを準備する。板状部材４０，５０は、例えば円形状であり、例えば石英ガラスにより形成されている。板状部材４０，５０の直径は、２０〜５００ｍｍが好ましい。板状部材４０，５０の厚さは、０．５〜１０ｍｍが好ましい。板状部材４０，５０の形状、構成材料、大きさは、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
【００３７】
続いて、円形状の開口６０ａを有する円環状（リング状）のスペーサ６０を板状部材４０の主面４０ａ上に配置する。スペーサ６０は、開口６０ａの中心が主面４０ａの中心と対向するように配置されることが好ましい。スペーサ６０の外径は、例えば２０〜５００ｍｍであり、スペーサ６０の厚さは、作製するフィルムの厚さに応じて調整される。
【００３８】
次に、開口６０ａ内にポリマー溶液７０を展開した後、主面４０ｂの中心点Ｐ１及び主面５０ｂの中心点Ｐ２がポリマー溶液７０の厚さ方向に対向することなく主面４０ａと主面５０ａとが互いに略平行に対向するように、ポリマー溶液７０上に板状部材５０を配置する。これにより、ポリマー溶液７０が主面４０ａ及び主面５０ａに接した状態で板状部材４０及び板状部材５０の間に保持される。なお、主面４０ａと主面５０ａとが互いに略平行になるように板状部材４０及び板状部材５０を対向配置させた後、主面４０ａ及び主面５０ａの間にポリマー溶液７０を注入してもよい。
【００３９】
ポリマー溶液７０の厚さは、構造発色体としての発色性を発現させるために必要な周期構造が良好に得られる観点から、１００μｍ以上が好ましく、２００μｍ以上がより好ましい。また、ポリマー溶液７０の厚さは、構造発色体としての発色性を発現させるために必要な周期構造が良好に得られる観点から、１０００μｍ以下が好ましく、８００μｍ以下がより好ましい。
【００４０】
続いて、主面４０ａ及び主面５０ａの間にポリマー溶液７０を介在させた状態で、ポリマー溶液７０に対してずり流動場を印加する。具体的には、主面４０ａ又は主面５０ａの少なくとも一方に略平行な複数の方向に板状部材４０及び板状部材５０を互いに異なる方向にポリマー溶液７０に対して相対移動させて、ずり流動場をポリマー溶液７０に印加する。例えば、図４に示すように、主面４０ｂの中心点Ｐ１及び主面５０ｂの中心点Ｐ２を通過せず且つ主面４０ｂ，５０ｂに略垂直な基準軸Ａの周りに、主面４０ａ，５０ａに対して略平行に、板状部材４０を方向Ｒ１に旋回運動させると共に板状部材５０を方向Ｒ１とは反対の方向Ｒ２に旋回運動させる。板状部材４０及び板状部材５０は、互いに逆方向に同一の回転速度で旋回運動させることが好ましい。
【００４１】
流動場印加工程では、ポリマー溶液７０の厚さ方向に略垂直な方向（主面４０ａ，５０ａに略平行な方向）のずり流動場、及び、ポリマー溶液７０の厚さ方向のずり流動場をポリマー溶液７０に対して印加することにより、ポリマー溶液７０の厚さ方向に振幅を有する波状のミクロドメインがポリマー溶液７０に形成される。
【００４２】
ポリマー溶液７０の表層部に印加された流動場は、ポリマー溶液７０の表層部から中心部にポリマー溶液７０の厚さ方向に伝搬する。この場合、表層部に印加された流動場の大きさによっては、ポリマー溶液７０の厚さ方向に伝搬する流動場の大きさは、ポリマー溶液７０の表層部から離れるに伴い減衰する。この場合、ポリマー溶液７０の表層部に印加される流動場の大きさと、ポリマー溶液７０の中心部に印加される流動場の大きさとが異なることとなる。本実施形態では、ポリマー溶液７０の全体に亘って一定以上の流動場が印加されるように調整する。すなわち、流動場印加工程では、ずり流動場の印加方向や大きさを調整することにより、ポリマー溶液７０の全体において、ポリマー溶液７０の厚さ方向におけるミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間の距離の最大値が可視光領域の波長よりも大きい樹脂層１０を形成する。
【００４３】
ポリマー溶液７０にずり流動場を印加して構造発色体１を得る方法は、上記の方法に限られるものではなく、図５，６に示す方法が挙げられる。図５は、板状部材５０を主面５０ａに略平行な面内において定常運動させる方法を例示している。ここで、「定常運動」とは、一定の速度で所定の運動が繰り返し行われる運動を意味し、例えば旋回運動、遊星運動が挙げられる。図６は、板状部材５０を主面５０ａに略平行な面内において振動運動させる方法を例示している。なお、図５，６では、便宜上、板状部材５０以外の部材の図示を省略している。図５の符号８０は、板状部材５０の回転運動の有無を明示するために記載したものであり、実際に表示されているものではない。
【００４４】
ポリマー溶液７０にずり流動場を印加して構造発色体１を得る方法としては、下記方法（ａ）〜（ｄ）が挙げられる。
（ａ）「旋回運動」：主面５０ｂの中心点Ｐ２を通過せず且つ主面５０ｂに略垂直な基準軸Ａの周りに板状部材５０を旋回運動させる方法（図４，図５（ａ））。
（ｂ）「遊星運動」：主面５０ｂの中心点Ｐ２を通過する軸を基準として板状部材５０を回転運動させつつ、基準軸Ａの周りに板状部材５０を旋回運動させる方法（図５（ｂ））。
（ｃ）「回転運動（自転運動）を伴わない複数方向への振動運動（往復運動）」：板状部材５０を一方向に振動運動させた後、他方向に振動運動させる方法（図６（ａ））。
（ｄ）「回転運動（自転運動）を伴う振動運動」：主面５０ｂの中心点Ｐ２を通過する軸を基準として板状部材５０を回転運動させつつ、少なくとも一軸方向に板状部材５０を振動運動させる方法（図６（ｂ））。
【００４５】
流動場印加工程において、ポリマー溶液に対して複数方向にずり流動場を同時に印加してもよく、ポリマー溶液に対して複数方向にずり流動場を多段階に印加してもよい。複数方向にずり流動場を同時に印加する方法としては、上記方法（ａ）、（ｂ）、（ｄ）が挙げられる。複数方向にずり流動場を多段階に印加する方法としては、上記方法（ｃ）が挙げられる。なお、２次元配列の凹凸は、上記方法（ａ）、（ｂ）により得られ易く、１次元配列の凹凸は、上記方法（ｃ）、（ｄ）により得られ易い。
【００４６】
流動場印加工程では、運動方向が互いに逆向きとなるように板状部材４０，５０を運動させて、板状部材４０，５０のそれぞれからポリマー溶液７０に印加される流動場が互いに逆方向に印加されることが好ましい。板状部材４０，５０のそれぞれからポリマー溶液７０に印加されるずり流動場の大きさが互いに略同一となりミクロドメインの形状を調整し易いことから、板状部材４０，５０の運動方法・運動条件は、運動方向を除いて互いに略同一であることが好ましい。
【００４７】
図５（ａ），（ｂ）では、主面５０ｂ内から基準点を選択し当該基準点を通過し主面５０ｂに略垂直な基準軸の周りに板状部材５０を旋回させているが、板状部材５０の外側に位置する基準軸の周りに板状部材５０を旋回させてもよい。図５（ｂ）では、回転運動の回転方向と旋回運動の旋回方向とは互いに逆方向であることが好ましい。
【００４８】
図６（ａ），（ｂ）では、板状部材４０及び板状部材５０を同一振動数で互いに逆方向に単振動させることが好ましい。また、図６（ｂ）では、板状部材４０及び板状部材５０は、互いに逆方向に同一の回転速度で回転運動させることが好ましく、例えば、主面４０ｂの中心点Ｐ１を通過する軸を基準として一方向に板状部材４０を回転させると共に、主面５０ｂの中心点Ｐ２を通過する軸を基準として板状部材４０の回転方向とは反対の方向に板状部材５０を回転させる。
【００４９】
ポリマー溶液７０に印加されるずり流動場の大きさは、板状部材４０，５０の運動速度や運動時間により適宜調整することができる。板状部材４０，５０の運動方法・運動条件は、ポリマー溶液７０の厚さに応じて適宜選択されるが、ポリマー溶液７０の厚さが１００〜１０００μｍである場合には、以下のように調整されることが好ましい。旋回運動の回転数は、２００〜３００ｒｐｍが好ましい。振動運動の振動数は、１５〜２０ｓ−１が好ましい。回転運動の回転数は、１００〜１５０ｒｐｍが好ましい。ポリマー溶液７０の温度は２０〜３０℃が好ましく、流動場の印加時間は３〜１０分が好ましい。
【００５０】
アニール工程では、ミクロ相分離構造を有するポリマー溶液をアニールして、ミクロ相分離構造の規則性を向上させる。アニール温度としては、１５〜１００℃が好ましい。
【００５１】
光重合工程では、ポリマー溶液に活性光線（例えば紫外線）を照射することにより、ポリマー溶液中の光重合性モノマーを重合させる。これにより、流動場印加工程において形成されたミクロ相分離構造を保持しつつ簡易な方法でミクロ相分離構造を固定化することができる。以上により、構造発色体１を得ることができる。
【００５２】
図７は、構造色の視認性を説明するための図面であり、ラメラ状のミクロドメインを含む構造発色体に光が照射された場合の構造色の視認性を説明するための図面である。図７（ａ），（ｂ）において、構造発色体ＳＴ１のミクロドメインのそれぞれは、構造発色体ＳＴ１の主面に対して平行に配向した平板状である。図７（ｃ）において、構造発色体ＳＴ２のミクロドメインのそれぞれは、構造発色体ＳＴ２の厚さ方向に大きな振幅を有する波状である（例えば、凸部の頂部と凹部の底部との間における構造発色体ＳＴ２の厚さ方向の距離の最大値が可視光領域の波長より大きい波状のミクロドメイン）。
【００５３】
図７（ａ）では、構造発色体ＳＴ１の厚さ方向から主面Ｓ１に照射された光Ｌが、構造発色体ＳＴ１のミクロドメインにおいて光Ｌの入射方向と反対の方向に反射している。図７（ａ）では、構造発色体ＳＴ１の厚さ方向から主面Ｓ１が観察されており、構造発色体ＳＴ１のミクロドメインにおいて反射した光Ｌが観察される。
【００５４】
図７（ｂ）では、構造発色体ＳＴ１の厚さ方向に交差する一の方向から主面Ｓ１に照射された光Ｌが、構造発色体ＳＴ１のミクロドメインにおいて構造発色体ＳＴ１の厚さ方向に交差する他の方向に反射している。図７（ｂ）では、光Ｌの入射方向から主面Ｓ１が観察されているが、構造発色体ＳＴ１のミクロドメインにおいて反射した光Ｌは観察されない。
【００５５】
図７（ｃ）では、構造発色体ＳＴ２の厚さ方向に交差する一の方向から主面Ｓ２に照射された光Ｌが、構造発色体ＳＴ２の波状のミクロドメインにおいて光Ｌの入射方向と反対の方向に反射している。図７（ｃ）では、光Ｌの入射方向から主面Ｓ２が観察されており、構造発色体ＳＴ２のミクロドメインにおいて反射した光Ｌが観察される。
【００５６】
すなわち、大きな振幅を有する波状のミクロドメインを構造発色体が有している場合には、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から可視光領域の光が構造発色体の主面に入射する場合であっても構造色を観察することができるため、構造色を観察可能な角度範囲が充分に広くなる。一方、ミクロドメインのそれぞれが構造発色体の主面に対して平行に配向した平板状である場合や、波状のミクロドメインの振幅が小さい場合（例えば、波状のミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間における構造発色体の厚さ方向の距離が可視光領域の波長以下である場合）には、構造発色体の厚さ方向に対して傾斜した方向から入射する可視光領域の光が充分に反射しない傾向がある。
【００５７】
構造発色体１では、ミクロドメイン１２のそれぞれが構造発色体１の厚さ方向Ｄ１に振幅を有する波状であり、ミクロドメイン１２のそれぞれにおいて、凸部１４の頂部１４ａと凹部１６の底部１６ａとの間における方向Ｄ１の距離ｄ１の最大値が可視光領域の波長よりも大きい。この場合、構造発色体１の厚さ方向Ｄ１に対して傾斜した方向から可視光領域の光が表面１ａや裏面１ｂに入射する場合であっても、光の入射方向に垂直な領域や、ブラッグの反射条件を満たす程度に光の入射方向に対して傾斜した領域が樹脂層１０のミクロドメイン１２に存在し易いことから、当該領域において光を反射することができる。したがって、構造発色体１では、方向Ｄ１に対して傾斜した方向から可視光領域の光が表面１ａや裏面１ｂに入射する場合であっても、樹脂層１０において反射された光を構造色として観察することができるため、構造色を観察可能な角度範囲を広くすることができる。
【００５８】
また、構造発色体１では、方向Ｄ１から表面１ａや裏面１ｂを観察する場合と、方向Ｄ１に対して傾斜した方向から表面１ａや裏面１ｂを観察する場合とにおいて、観察方向に対して垂直となる領域が樹脂層１０のミクロドメイン１２に存在し易いことから、観察角度に関わらず均一な構造色を観察することもできる。
【００５９】
本発明は上述の実施形態に限られず、様々な変形態様が可能である。例えば、構造発色体１、板状部材４０，５０、及び、スペーサ６０の開口６０ａは円形状であることに限られるものではなく、例えば矩形状であってもよい。
【００６０】
さらに、上述の実施形態では、互いに対向する２つの板状部材４０，５０を用いているが、３つ以上の板状部材を用いてポリマー溶液７０にずり流動場を印加してもよい。例えば、ポリマー溶液の上に板状部材を２つ配置し、それぞれの板状部材を動かしてポリマー溶液７０にずり流動場を印加してもよい。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明に関して実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６２】
＜フィルム作製＞
（実施例１）
まず、ブロック共重合体として、ポリスチレン−ｂ−ポリ（ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート）（ＰＳ−ｂ−Ｐ（ｔ−ＢｕＭＡ））（重量平均分子量１．０×１０６［ｇ/ｍｏｌ］、ＰＳ：Ｐ（ｔ−ＢｕＭＡ）＝３８：６２［ｖｏｌ％］）を真空下リビングアニオン重合により合成した。次に、光重合性モノマーである１，４−ブタンジオールジアクリレートと２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレートとを質量比３０：７０で含有する混合溶媒に、上記高分子ブロック共重合体を混合物の全質量基準で１０．０質量％となるように溶解させて混合物を得た。また、上記混合溶媒の含有量に対して０．３質量％となるように、光重合開始剤としてＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を混合物に添加してポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液において、ラメラ状のミクロドメインを含むミクロ相分離構造が形成されていることが確認された。
【００６３】
厚さ０．２５ｍｍ、開口部内径８０ｍｍのリング状スペーサを円形の石英ガラス板（直径１０ｃｍ、厚さ３ｍｍ）の主面上に配置した後、上記ポリマー溶液をスペーサの開口部内に滴下した。続いて、上記と同様の円形の石英ガラス板をスペーサ上に配置し、ポリマー溶液を石英ガラス板で上下に挟み、円形の膜状に展開させた。
【００６４】
次に、ポリマー溶液を挟んだ２つの石英ガラス板のそれぞれを石英ガラス板の主面に平行な面内において異なる方向に動かすことにより、ポリマー溶液（室温：２５℃）にずり流動場を印加して、波状のミクロドメインを含むミクロ相分離構造を得た。２つの石英ガラス板は、互いに逆向きの旋回運動（上記方法（ａ））によってポリマー溶液に対して相対移動させた。旋廻運動の回転数は２００ｒｐｍであり、流動場の印加時間は５分であった。
【００６５】
ずり流動場印加後、余分な流動が加わらないように１０分間、室温でアニールして、ミクロ相分離構造の規則性を向上させた。その後、５分間紫外線をポリマー溶液に照射（１８２０μＷ／ｃｍ２）してポリマー溶液を硬化させた。これにより、ラメラ状のミクロドメイン含むミクロ相分離構造を有する構造色フィルムを得た。構造色フィルムにおいて、ミクロドメインのそれぞれは、構造色フィルムの厚さ方向に振幅を有する波状であり、波状のミクロドメインの波長軸は、構造色フィルムの主面に略平行に配向していた。ミクロドメインのそれぞれにおいて、ミクロドメインの凸部の頂部と凹部の底部との間における構造色フィルムの厚さ方向の距離の最大値は、可視光領域の波長よりも大きいことが確認された。構造色フィルムの厚さは０．２３ｍｍであった。
【００６６】
（比較例１）
旋廻運動の回転数を３０ｒｐｍに変更したことを除き、実施例１と同様の手法によりフィルムを作製した。ラメラ状のミクロドメインのそれぞれが平板状に互いに平行に配向したミクロ相分離構造を有するフィルムが得られた。フィルムの厚さは０．２３ｍｍであった。
【００６７】
＜反射特性評価＞
実施例１及び比較例１におけるフィルムの一方の主面について、反射強度の角度依存性を測定した。角度走査させながら反射強度を反射分光測定装置により測定した。反射強度の角度依存性の測定結果を図８に示す。図８のグラフにおける横軸の角度は、フィルムの厚さ方向からの傾斜角度を意味する。実施例１では、広い角度範囲で同一色の反射が確認された。比較例１では、同一色の反射が確認される角度範囲が狭いことが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
１…構造発色体、１ａ…表面（第１の主面）、１ｂ…裏面（第２の主面）、１０…樹脂層、１２…ミクロドメイン、１４…凸部、１４ａ…凸部の頂部、１６…凹部、１６ａ…凹部の底部、Ｄ１…厚さ方向、ｄ１…距離。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図３】
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