(57)【要約】  表面（１０４）を有する透明な基板（１１０）を具える構造（１００）において、表面（１０４）は、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を有する。少なくとも２つ表面波（３１２、３１４、３１６）は、より大きい波長を有する少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の波の波長に基づいて、最大５０％波長が異なる。少なくとも２つの波（３１２、３１４、３１６）の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される。構造（１００）は、特に光管理の目的のために、プラスチック・フィルムまたはシートまたは窓ガラスに組み込むことができる。
2014519047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造（１０、１００）において、
前記構造（１０、１００）は、表面（１１２）を有する透明な基板（１１０）を具え、
前記表面（１１２）は、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を有し、
前記表面波（３１２、３１４、３１６）の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波（３１２、３１４、３１６）の前記少なくとも２つの前記波の前記波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、
前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
構造（１０、１００）。
【請求項２】
前記基板（１１０）は、媒質（１０２）によって、少なくとも部分的に包囲され、
前記基板（１１０）と前記媒質（１０２）との間に前記表面（１１２）が設けられ、
前記基板（１１０）および前記媒質（１０２）は、屈折率が特に少なくとも０．３だけ異なり、および／または、前記基板（１１０）は、好ましくは、前記媒質（１０２）より高い屈折率を有する、
請求項１に記載の構造（１０、１００）または請求項１に記載の構造（１０、１００）を具える装置。
【請求項３】
前記基板（１１０）は、特に３００ｎｍから２５００ｎｍの範囲の太陽放射に対して透明であり、
前記３次元パターン（３１０）は、同一方向に配向された前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の重ね合せに対応する、
請求項１または２に記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項４】
前記３次元パターン（３１０）は、最大５００ｎｍの範囲の最大振幅を示す、
請求項１〜３のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項５】
前記媒質（１０２）は固体媒質であり、特にポリマ層（１０２）を具える、
請求項２〜４のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項６】
前記媒質（１０２）は、特に、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールおよびその２つ以上からなる群から選択される少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える、
請求項２〜５のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項７】
前記基板（１１０）は、金属酸化物または硫化金属またはその両方を具え、
または、
前記基板（１１０）は、基本的に、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮおよびその２つ以上からなる群から選択される材料からなる、
請求項１〜６のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項８】
前記基板（１１０）は、導波路として作用し、前記表面（１１２）と垂直方向に、２０ｎｍから１５００ｎｍの厚みを有する、
請求項１〜７のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項９】
層構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）樹脂表面（２０４）を具える樹脂（２０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記樹脂表面（２０４）の上に樹脂の波状イメージ（２１４）を形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記樹脂波状イメージ（２１４）を、媒質（１０２）の表面（１０４）上で変換し、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を得るステップと、
（ｉｖ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部の上に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記樹脂の波状イメージ（２１４）は、第１の放射ビーム（２０６）を第１の方向から、さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）を前記第１の方向と異なるさらなる方向から、前記樹脂表面（２０４）に適用することによって形成され、
前記第１の放射ビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、角度θ（２１２、３００）を形成し、
前記方法は、前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を、特に前記角度θ（２１２、３００）の変化によって、前記樹脂表面（２０４）の方へ変更するステップを含む、
方法。
【請求項１０】
前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を変更する前記ステップは、前記樹脂表面（２０４）を、前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の前記方向に対して傾けることによって行われ、
および／または、
前記第１のビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０６、２０８、３０２、３０４）は、レーザビーム、電子ビームおよびその両方からなる群から選択され、例えば、前記第１の放射ビーム（２０６、２１０）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、各々、２００ｎｍから６００ｎｍの範囲の波長を有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）表面（１０４）を具える媒質（１０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記表面（１０４）の少なくとも一部を、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）に変換するステップと、
（ｉｉｉ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記表面波（３１２、３１４、３１６）の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波（３１２、３１４、３１６）の前記少なくとも２つの前記波の前記波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、
前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
方法。
【請求項１２】
前記変換ステップは、エンボス加工、スタンピングおよびプリンティングからなる群から選択される、
請求項９〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれかに記載の方法から得られる構造（１００）。
【請求項１４】
前記構造（１００）または装置は、少なくとも１つのさらなる層（１１４）、特にポリマ層および／またはガラス層を具える、
請求項１〜８、１３のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項１５】
前記構造（１０、１００）は、特に、フロントガラス、建物の窓、太陽電池のようなガラス・スクリーンからなる群から選択されるシートまたはスクリーンの一部である、
請求項１〜８、１３、１４のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置。
【請求項１６】
請求項１〜８、１３〜１５のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置を、熱管理のために、特に、プラスチック・フィルム、プラスチック・シートまたはフロントガラス、建物の窓または太陽電池のようなガラス・スクリーンを通した太陽放射の透過を減少させるために使用する方法。
【請求項１７】
透明要素を通した太陽光の透過、または、特に７００ｎｍから１２００ｎｍの範囲のＩＲ放射の透過を減少させる方法であって、
前記透明要素は、ポリマ・フィルム、プラスチック・スクリーン、プラスチック・シート、プラスチック・プレート、ガラス・スクリーン、特に車両または建物のための窓および建築上のガラス要素であり、
前記方法は、請求項１〜８、１３〜１５のいずれかに記載の構造（１０、１００）または装置を前記透明要素に組み入れるステップを含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射の管理に関するものであり、特に、電磁波によって照射されたときの構造、例えば太陽光管理において用いられる構造の反射挙動の制御に関するものである。さらに、本発明は、特にＩＲ領域の所定の反射挙動を有する構造の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、電磁波によって照射されたときに、電磁波の反射に影響するフィルタまたは格子を提供する構造は公知である。この構造は、（例えば紙幣、クレジットカード、パスポート、チケットなどのための）セキュリティデバイス、熱反射窓ガラスおよびスペクトル選択的な反射色素のような複数の用途で用いられる。
【０００３】
ＵＳ４４８４７９７には、認証またはセキュリティデバイス用のゼロ次回折フィルタが記載されている。この種のデバイスは、非偏光の多色光で照明されても、回転時に固有の色効果を示すので、明らかに識別可能である。フィルタが、漏れる導波路の共振反射に基づくという事実のため、狭い反射ピークを有する。色効果を変化させる可能性は制限される。
【０００４】
ＷＯ２００５／０６４３６５には、波長分割用の外部共振波長可変レーザにおける調整可能な鏡として用いられる調整可能なゼロ次回析フィルタが記載されている。フィルタは、回折格子、平面導波路および導波路用の調整可能なクラッド層を含む。後者は、フィルタの調整が可能な、選択的に可変的な屈折率を有する光透過性の材料で作られる。
【０００５】
ＥＰ１７６７９６４には、赤外および可視の電磁放射の透過、吸収および／または反射を制御する適切なパラメータを有するゼロ次回析フィルタとして、熱反射窓ガラスが記載されている。窓ガラスは、建物または車両への太陽エネルギーの透過を制御すべき太陽光制御用途におけるＩＲ管理の目的に用いられる。フィルタ機能は、１つの波長のみを示す波状表面を有する構造を提供することによって達成される。
【０００６】
従来技術では時々、ゼロ次回折フィルタは、例えばガイドモード共振フィルタ、共振導波路フィルタまたは共振サブ波長格子フィルタのような異なる名前で記載されている。
【０００７】
ＥＰ１８６２８２７では、回析フィルタは、電磁放射の透過の制御のために用いられる。目的は、ＥＰ１７６７９６４と同一であるが、構造は、波状表面がフィルタの反射帯域を狭くするナノ構造によってさらにカバーされるので異なる。
【０００８】
ＵＳ２００５／１５３４６４には、ホログラフィック・リソグラフィによって形成されたイメージを材料に転写することによって固体材料、例えば光学半導体をパターニングする方法が記載されている。
【０００９】
ＷＯ１０／１０２６４３は、２次元の波構造の表面に基づく光学的ガイドモード共振フィルタを開示し、その波長は、表面と平行な２つの方向において異なり、フィルタは、表面に垂直な軸の周りで回転させることによって調整可能である。
【００１０】
すべての言及されたフィルタは、電磁波の特定の範囲と相互作用するための明確に定義された構造を示す。これらの種々の構造は、共通して、一方向に１つのみの波長を有する波状表面を提供する。時々、この波状表面は、追加構造によってカバーされる。この波状構造の１つの波長だけを提供することによって、透過制御が制限される。複数の波長領域の電磁波を反射または吸収するために、複数のフィルタを連続して使用しなければならない。各フィルタが電磁スペクトル全体に対して異なる吸収特性を有するので、結果として生じる透過は所望領域においてのみ影響されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、従来技術の上述した欠点の少なくとも一部を解消することにある。さらなる目的は、異なる波長領域における電磁放射の透過の制御を可能にする構造を提供することにある。この種の構造の製造方法もまた、本発明の目的の１つである。
【００１２】
これらの目的は、独立請求項に記載の構造および構造の製造方法によって解決される。本発明の好適な特徴、有利な特徴、または他の特徴は、従属請求項において述べられる。さらに、構造に関する説明は方法に適用され、逆もまた同様である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の態様において、本発明の構造は、表面を有する透明な基板を具え、前記表面は、少なくとも２つの表面波の組合せから生じる３次元パターンを有し、前記表面波の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波の前記少なくとも２つの波の波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、好ましくは１％から５０％の範囲で、より好ましくは、３％から４５％の範囲で、さらに好ましくは、５％から４０％の範囲で波長が異なり、前記少なくとも２つの表面波の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される。少なくとも２つの表面波の組合せは、３次元パターンを提供し、この３次元パターンは、同一方向に配向された少なくとも２つの波の重ね合せから生じる（しばしば「ビート波」と呼ばれるパターンである）。
【００１４】
構造は、太陽電磁放射の少なくとも一部に対して透明である限り、一般に、任意の形状または材料とすることができる。「透明」という用語は、以下で定められるように、媒質のための特性を特に表す。この構造は、好ましくは誘電体または電気絶縁体の少なくとも１つの基板を含む。基板は、当業者に知られている、この種の透明基板を形成するための任意の材料とすることができる。基板は、柔軟性があってもなくてもよい。基板は、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物およびセラミックまたはこれら２つ以上からなる群から選択される金属化合物を具えることができる。構造は、箔の形状または少なくとも部分的に箔の形状を有することもできる。構造は、数ｍｍと、数ｍから数ｋｍまでと、の間に２次元に延在することができる。第３の方向への延在は、好ましくは１０ｎｍから１ｍｍの間に、より好ましくは５０ｎｍから１μｍの間に、最も好ましくは１００ｎｍから５００ｎｍの間にある。基板の他に、構造は、ポリマ層またはさらなる層のようなさらなる材料を具えることができる。例えば、媒質は、ポリマ層とすることができる。構造が基板の他に少なくとも１つの材料を具える場合、層構造と呼ばれる。
【００１５】
本発明によれば、構造は、３次元パターンを有する表面を有する基板を具える。この表面は、好ましくは、構造の２次元より高い次元で延在し、それによって、３次元パターンは、表面の変化によって構造の第３の次元に形成される。３次元パターンは、基板の表面上の少なくとも２つの表面波の組合せから生じる。これらの少なくとも２つの波を基板の表面に提供することによって、表面の構造は、好ましくは固定される。これは、液体、気体またはその混合のような流体媒質の中または上への動的な波の場合、波が、その位置を媒質の中または上で時間とともに変えるが、このような場合とは対照的である。これは、好ましくは、構造の表面が常温、常圧、常湿のような標準状態の下でひとりでに変形しないことを意味する。表面波は、表面全体に延在する周期的形状を有する。上述したように、３次元パターンは、所定の波長および振幅を各々有する少なくとも２つの波の固定のオーバレイである。前記表面波の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波の前記少なくとも２つの波の波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、好ましくは１％から５０％の範囲で、より好ましくは、３％から４５％の範囲で、さらに好ましくは、５％から４０％の範囲で波長が異なる。
【００１６】
本発明に従って、少なくとも２つの波の波長の違いを制限することによって、複数の異なる波長を有する２つの波の重ね合せに関するＥＰ１８６２８２７にて説明したように、照射電磁波の結果として生じる反射効果が拡大され、狭くならないということが達成される。本発明による構造の前記少なくとも２つの波の各波長が２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択されるので、２つの異なる波はその波長において４５０ｎｍ以上異なることがない。
【００１７】
単一波は、矩形波、正弦波またはそれらの組み合わせのような異なる形状を有することができる。これらの少なくとも２つの波をオーバレイすることによって、結果として生じる３次元パターンは、少なくとも２つの表面波の干渉構造に類似性を示す。少なくとも２つの表面波から生じるパターンは、少なくとも２つの単一波の各々とは異なる形状および新しい周期性を有する。
【００１８】
本発明の構造は、一般に、ゼロ次回折フィルタの機能を実行する。
【００１９】
一般に太陽放射によって達成されるように、前記３次元パターンを有するこの種の構造への照射によって、照射光の回折は達成される。前記回折は、一般に、構造への光の透過を減少させ、反射を増加させる。本発明の構造によって、特に、赤外線放射のような光の長波長部分の反射は増加し、それゆえ、赤外線放射の透過は減少する。有利なことに、本発明の構造は、好ましくはシートまたはスクリーン（例えばガラス・スクリーン、フロントガラス、建物の窓、太陽電池、例えば農業または包装のためのプラスチック・フィルムまたはプラスチック・シート）の組み入れられた部分として、熱管理における使用を見出す。
【００２０】
さらに、本発明は、太陽光の透過を減少させる方法に関するものであり、特に、上述したような透明要素を介した、７００ｎｍから１２００ｎｍの範囲のＩＲ放射線の透過を減少させる方法に関するものである。本発明の方法は、上述した構造および当該構造を含む装置を、前記透明要素に組み入れるステップを含む。
【００２１】
本発明による構造は、主にエネルギー管理の分野で使用されうる。このために、構造の３次元パターンは、７００ｎｍから１２００ｎｍ、好ましくは７００ｎｍから１１００ｎｍ、より好ましくは７５０ｎｍから１０００ｎｍの範囲で、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％、さらに好ましくは少なくとも７０％の電磁放射を反射する方法で構築される。
【００２２】
好適実施形態において、前記基板は、媒体によって少なくとも部分的に包囲され、前記基板と前記媒体との間に前記表面が設けられ、前記基板および前記媒体は、屈折率が異なり、一般的に、互いに直接接触している。媒質によって少なくとも部分的に包囲されている基板の構成は、本発明の意味において層構造と呼ばれている。この種の層構造は、異なる屈折率を有する少なくとも２つの異なる材料を具える。
【００２３】
前記層構造の媒質は、異なる機能を達成することができる。１つの機能は、３次元パターンを有する基板の表面の破壊を防止することである。それゆえ、媒質は、完全にまたは少なくとも部分的に、基板を包囲することができる。好適実施形態では、媒質は、３次元パターンを提供している表面のみをカバーする。これは、２層の材料だけが伝播している電磁波と相互作用するという効果がある。媒質のさらなる機能は、基板と媒質との間の屈折率の高い差を引き起こすことである。２つの接触材料の屈折率の間に差が大きいほど、電磁ビームは大きく回析する。この効果によって、構造の反射特性は、所望の方向において影響されうる。
【００２４】
好適実施形態では、前記基板が前記媒質より高い屈折率を有する構造が提供される。構造上に照射する電磁波の回折は、一方では、基板と媒質とのインタフェースで、電磁波の一部の反射を引き起こす。他方では、照射する電磁波の一部は基板に結合され、それによって、基板は導波路として作用する。それゆえ、基板は、一般に、数μｍまでの厚みを有することができ、基板厚は、好ましくは２０ｎｍから１５００ｎｍの範囲であり、特に好ましくは５０ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。これは特に、媒質が基板より低い屈折率を有するときに当てはまる。基板の材料の選択もまた、基板の導波性特性に影響を及ぼす。金属成分を有する基板は、金属合成物を有さない材料より良好な放射線を導く能力を有する。
【００２５】
好適実施形態において、前記３次元パターンは、最大５００ｎｍの範囲の、好ましくは５０ｎｍから４００ｎｍの範囲の、より好ましくは１００ｎｍから３５０ｎｍの範囲の最大振幅を示す。３次元パターンの振幅が基板の厚さより厚い場合、基板の反対の表面も波状のパターンを組み込む。この波状のパターンは、対向する３次元パターンの反対である。基板全体がその厚みにおいて３次元パターンの形状に追従することができる。３次元パターンの振幅は、２つの波の組合せの結果でもある。一般に、１つの波の振幅は、３次元パターンの振幅の同一範囲以下である。異なる波長を有するが同等の振幅の少なくとも２つの波を組み合わせる、例えば干渉させることによって、３次元パターンは、振幅が変化した領域を有する波を生ずる。この組合せパターンを有する表面は、波長の幅広い領域を反射することができる。
【００２６】
３次元パターンは、格子、例えばゼロ次格子とみなすこともできる。格子は、入射光を回析することができる。それらの形状に依存して、それは、１次格子と多次格子（multi-order grating）との間で区別されうる。１次格子は、一般に、１つの波長のみを有する３次元パターンを有すると定められ、格子周期とも呼ばれている。多周期格子（multi-period grating）は、一般に、複数の波長を提供する３次元パターンを有すると定められる。ゼロ次格子は、基板表面と垂直に構造に当たる放射ビームと主に相互作用する。ゼロ次格子を用いて、最高エネルギー負荷を有する入射放射線の一部がフィルタされうる。
【００２７】
構造と相互作用している電磁波の伝播反応は、照射波の照射角度および波長にも依存している。構造の３次元パターンは、３次元パターンに対応する波長を有する波のための格子カプラとして作用し、構造の方へ特定の角度で伝播することができる。基板に結合する電磁波の部分は、基板内で特定の距離だけ伝播し、表面と相互作用することによって、エネルギーを減少させる。このエネルギーロスにより、電磁波が来た方向で基板から結合されるということが仮定される。それゆえ、電磁波のこの部分は、さらに、構造によって反射される。基板に結合される電磁波の部分は、特に、基板の表面パターンに依存する。３次元パターンが１つの波長および１つの振幅を有する１種類の波のみだけを有する場合、１種類の電磁波のみが、構造で反射されるまたは構造に結合されうる。本発明によって、基板において複数の波長または振幅を有する複数の表面波が存在する場合、照射の複数の波長は反射され、それゆえ、基板を透過することが妨げられるということが見出された。
【００２８】
基板と同様に、媒質は、一般に、太陽光（約３００ｎｍから２５００ｎｍの一般的な波長範囲）の有意な範囲から、電磁波に対して透明であるので、太陽放射エネルギーの少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％の透過を、特に可視範囲（４００ｎｍから８００ｎｍ）において可能にする。好ましくは、透明性は、３００ｎｍから１２００ｎｍの領域で、好ましくは３００ｎｍから８００ｎｍの領域で存在する。ウインドウ、例えば車両のためのフロントガラスの使用のために、媒質は、例えば、３００ｎｍから８００ｎｍ、特に４００ｎｍから８００ｎｍの範囲の少なくとも可視領域において透明でなければならない。しかしながら、フロントガラスに使用される材料、例えば、ガラスまたはプラスチックは、１０００ｎｍまたは１２００ｎｍのより幅広い領域の電磁波をしばしば透過する。媒質は、媒質の上述した使用法を提供するために当業者が使用する任意の材料を具えることができる。媒質は、少なくとも基板との接触後、ソリッドであることが好ましい。好ましくは、媒質は、３次元パターンを破壊することのなく、基板に結合されうる。媒質の材料は、ポリマ、ガラス、金属、セラミックまたはその２つ以上からなる群から選択されうる。好適実施形態において、媒質は、ポリマ層を具える。好ましくは、このポリマ層は、２０％超のポリマの重量、より好ましくは５０％超の重量を具え、さらに好ましくは、ポリマ層は、ポリマである。媒質またはポリマ層は、１００ｎｍから１ｍｍの範囲の、好ましくは５００ｎｍから０．５ｍｍの範囲の、より好ましくは８００ｎｍから２００μｍの範囲の厚みを有することができる。詳細に後述するように、媒質は最初にその表面に３次元パターンが設けられ、それによって、基板はその構造上に配置され、層構造を提供する。
【００２９】
好適実施形態において、媒質は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える。この熱可塑性ポリマは、好ましくは２０％超の熱可塑性ポリマの重量、より好ましくは５０％超の重量を具え、さらに好ましくは、熱可塑性ポリマ層は、熱可塑性ポリマである。構造の媒質は、好ましくは、ホット・エンボス処理可能な（hot embossable）ポリマまたはＵＶ硬化性樹脂または少なくともその両方を具える。構造の媒質は、好ましくは、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールまたはその２つ以上からなる群から選択されるポリマを具える。
【００３０】
また、構造上に照射されるとき、基板と媒質との間の屈折率の差は、電磁波のビームの反応に影響を及ぼすと思われる。それゆえ、基板および媒質の材料の選択は、３次元パターンの形状とともに、構造を通る電磁波の伝播反応に影響する。好ましくは、基板および媒質は、屈折率が少なくとも０．３、好ましくは少なくとも０．５、さらに好ましくは少なくとも０．９だけ異なる構造が提供される。
【００３１】
上述したように、透明基板は、電磁波の幅広いスペクトル領域において透明である材料から構成することができる。構造は、重量の最低２０％、重量の好ましくは４０％以上、重量のより好ましくは６０％以上の透明基板を含む。好適実施形態において、基板は、金属酸化物または硫化金属またはその両方を具える。基板は、重量の２０％超、好ましくは重量の５０％超、さらに好ましくは重量の８０％超の金属酸化物または硫化金属またはその両方を具える。好適実施形態において、基板は、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮまたはその２つ以上からなる群から選択される。
【００３２】
さらに、構造または層構造は、例えばさらなるポリマ層の形態のさらなる層を具えることができる。さらなる層は、材料および特性において媒質と異なることができる。例えば、さらなる層は、構造により剛性構成を与え、特に３次元パターンに対する機械的力を妨げることができる。
【００３３】
さらなる態様において、本発明は、上述した形状の層構造を製造する方法に関するものである。本発明による層構造を製造するための方法は、
（ｉ）樹脂表面を具える樹脂を提供するステップと、
（ｉｉ）前記樹脂表面の上に樹脂の波状イメージを形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記樹脂波状イメージを、媒質の表面上で変換し、少なくとも２つの表面波の組合せから生じる３次元パターンを得るステップと、
（ｉｖ）前記３次元パターンの少なくとも一部の上に透明な基板を配置するステップと、
を含み、
前記樹脂の波状イメージは、第１の放射ビームを第１の方向から、さらなる放射ビームを前記第１の方向と異なるさらなる方向から、前記樹脂表面に適用することによって形成され、前記第１の放射ビームおよび前記さらなる放射ビームは、角度θを形成し、前記第１のビームまたは前記さらなるビームの少なくとも１つの方向を、前記樹脂表面の方へ変更する。現在の方法によって得られる層構造は、好ましくは、本発明の第１の態様に記載されているものである。
【００３４】
樹脂は、当業者に周知の任意の材料から製造され、熱または機械的プロセスによって表面で構築可能である。例えば、樹脂は、フォトレジスト技術から周知であるレジストとすることができる。前記レジストは、マイクロエレクトロニクスおよびマイクロシステム技術の分野において用いられる。樹脂の形態のレジストは、ポリマ、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のようなアクリル・ポリマまたはエポキシ樹脂またはその両方から形成可能である。樹脂の波状イメージを前記樹脂表面上に形成するステップは、いくつかのさらなるステップを必要としうる。樹脂の波状イメージを形成する好適な方法は、ホログラフィック・パターン（ホログラフィック・リソグラフィ）を形成する周知の方法である。第１に、マスター表面レリーフ構造（master surface relief structure）は、マスター表面パターンの形態で生成される。これは、樹脂表面を放射ビーム、例えばレーザまたは電子ビームの書き込みプロセスで処理することによって実行されうる。いずれの場合においても、レジストは、光子または電子にさらされる。
【００３５】
樹脂表面の少なくとも一部を照射することによって、ポリマは、もともと軟質の場合は硬化し、逆にもともと硬質の場合は軟化する。第１の方向から第１の放射ビームで、前記第１の方向と異なるさらなる方向からさらなる放射ビームで、樹脂を照明し、樹脂の波状イメージは、形成される。第１の放射ビームおよびさらなる放射ビームは、角度θを形成し、一対のビームを形成する。放射ビームの数は制限されない。前記第１のビームまたは前記さらなるビームの少なくとも１つの方向を前記樹脂表面の方へ変えることによって、樹脂の波状イメージの形状は影響されうる。結果として生じる波状イメージの形状は、少なくとも２つの放射ビームの相互作用に依存している。
【００３６】
この相互作用は、少なくとも２つの放射ビームの波長および振幅ならびに各々に対する角度θに依存している。樹脂の表面に、イメージが形成され、このイメージは、同時にまたは連続して適用される異なる放射ビームの組合せによって形成される。各放射ビームは、所定の周期を有するので、少なくとも２つの放射ビームの周期が異なる場合、結果として生じる樹脂波状イメージも、最初の周期と異なる周期を有する。２つの照射ビームが同じ波長を有する場合、樹脂波状イメージの周期は、露光放射ビームの波長および放射ビーム間の角度θに依存する。
Ｐ＝λ／２sinθ（１）
ここで、Ｐは格子の周期であり、λは放射ビームの波長であり、θは２つの放射ビーム間の角度である。
【００３７】
多周期格子を生成している少なくとも２つの複合波で樹脂波状イメージを製造するために、ホログラフィック技術によるフォトレジスト層の多重露光は、有利である。多重露光の間、放射ビームの方向は、変えられうる。
【００３８】
好適実施形態における方法では、前記第１のビームまたは前記さらなるビームの少なくとも１つの方向を変える前記ステップが、前記角度θの変化を生じる。角度θを変化させる１つの可能性は、第２の露光角度θ２を有する第２のビーム対を樹脂表面上で使用することである。好適実施形態において、少なくとも４つの放射ビームを利用し、樹脂波状イメージを作成する。これらの４つの放射ビームは、２対の放射ビームを形成する。放射ビームの露光は、一般的に、２つのステップで実行される。第１のステップでは、第１のビーム対の角度θ１での露光が実施され、周期Ｐ１を有する潜在的な格子をもたらす。この露光の終了後または露光中に、第２のビーム対の第２の露光が角度θ２で実施され、潜在的な格子周期Ｐ２をもたらす。露光ステップにおける樹脂表面の露光の後、２つの格子は、組み合わせた方法で観察される。樹脂の表面は、４つの放射ビームによって調整されるので、結果として生じる格子は、以下の方程式に従って周期を保持する。
Ｐ１２＝２（１／Ｐ１＋１／Ｐ２）−１（２）
ここで、Ｐ１２は、平均格子周期であり、Ｐ１は、第１の放射ビーム対の周期であり、Ｐ２は、第２の放射ビーム対の周期である。３つ以上の異なる波の組合せの結果として生じる格子周期は、同様に算出される。
【００３９】
樹脂表面上のこの種の組合せパターンを形成する代替の方法は、放射ビーム間の角度θ１を有する１つの放射ビーム対の使用であり、それによって、樹脂の表面は放射ビーム対の方へ傾けることができる。
【００４０】
好適実施形態における方法では、前記第１のビームまたは前記さらなるビームの少なくとも１つの方向を変更する前記ステップは、前記樹脂表面を、前記第１のビームまたは前記さらなるビームの前記方向に対して傾けることによって誘発される。樹脂を傾けるプロセスの間、ホルダは、任意の方向に傾けられうる樹脂のために提供可能である。好ましくは、ホルダの位置も、第３の方向に変更することができる。樹脂を傾けること、または、放射ビームの位置を変更することが実行可能か否かは、樹脂の形状および寸法に依存している。両方の方法は、３次元パターンによって表され、同じ樹脂の波状イメージをもたらすことができる。
【００４１】
さらなる好適実施形態における方法では、前記第１の放射ビームおよび前記さらなる放射ビームは、各々、２００ｎｍから６００ｎｍの範囲の、好ましくは３００ｎｍから６００ｎｍの範囲の、さらに好ましくは４２０ｍｍから６００ｎｍの範囲の波長を有する。この範囲の放射ビームの波長を選択することによって、ＩＲ領域において好ましくは照射光を反射する構造上の３次元パターンが得られる。パターン化された構造を用いて、前記構造によって保護されている空間のエネルギー入力を制御する、特に熱制御をすることができる。さらなる好適実施形態における方法では、第１およびさらなる放射ビームが、レーザビームおよび電子ビームおよびその両方からなる群から選択される。レーザ処理の間光子が樹脂の表面と相互作用する一方、電子ビームが適用される場合電子が用いられる。レーザの一例は、ＨｅＣｄレーザである。電子ビーム処理は、高エネルギーの電子ビーム・アクセラレータを用いた製品の照射（処理）を含む。電子ビームは、真空において観察される電子の流れである。電子ビームの適用に関しては、記事（Bly, J.HによるElectron Beam Processing、Yardley, PA、International Information Associates, 1988）を参照されたい。
【００４２】
さらなる好適実施形態における方法では、前記第１の放射ビームの波長が前記さらなる放射ビームの波長と異なる。放射ビームの波長が樹脂の構築された表面構造に影響を及ぼすので、適切な波長を選択することによって、特に放射ビームの複数の波長を選択することによって、樹脂の計画的な構築を確立することができる。
【００４３】
樹脂への放射後、樹脂の波形表面の形状を固定するレジストの露光ステップを実行することができる。露光ステップの間、樹脂の硬化または軟化部分は、例えば溶媒によって軟化または硬化したポリマ構造から分離可能である。この露光ステップの結果は、連続した表面レリーフ構造になり、例えば、正弦波の断面または正弦波いくつかの組合せの断面、および／または、矩形波を保持する。概して、電子ビームに露光されるレジストは、矩形波には典型的なバイナリの表面構造に結果としてなる。連続的かつバイナリの表面レリーフ構造は、非常に類似の光学反応に結果としてなる。ガルバニックステップによって、典型的に軟質のレジスト材料は、硬質かつ強固な金属表面、例えばニッケル・シムに変換される。この金属表面は、エンボシング・ツールとして使用可能である。マスター表面を提供するこのエンボシング・ツールを用いて、ポリマ層または箔の形態の媒質は、エンボス加工可能である。エンボス加工されている３次元パターンを有する媒質は、層構造の基板の蒸着（deposition）のためのベースとして役立つ。この蒸着ステップは、異なる方法、例えば真空蒸着、スパッタリング、プリンティング、キャスティング、スタンピング、または、これらのプロセスの少なくとも２つの組合せによって実行可能である。好ましくは、基板は真空蒸着によって蒸着される。なぜなら、この方法は、蒸着材料の厚みに関して高い精度を有するためである。
【００４４】
さらに、さらなる材料は、基板および／または媒質上へ配置可能である。さらなる材料は、構造を機械的応力から保護するポリマ層とすることができる。
【００４５】
複雑な構造に対して、表面レリーフは、電子ビーム・ライタを用いてより容易に書き込み可能である。電子ビーム・サイズおよびバイナリの特性は、適切なシミュレーションおよび最適化計算において結論付けることができる。
【００４６】
本発明のさらなる態様において提供される、構造を製造するための方法は、
（ｉ）表面を具える媒質を提供するステップと、
（ｉｉ）前記表面の少なくとも一部を、少なくとも２つの表面波の組合せから生じる３次元パターンに変換するステップと、
（ｉｉｉ）前記３次元パターンの少なくとも一部に透明な基板を配置するステップと、
を含み、
前記表面波の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波の前記少なくとも２つの波の波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、好ましくは１％から５０％の範囲で、より好ましくは、３％から４５％の範囲で、さらに好ましくは、５％から４０％の範囲で波長が異なり、前記少なくとも２つの表面波の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される。好ましくは、この方法によって得られる構造は、本発明の第１の態様に記載されているものである。
【００４７】
方法は、表面を具える媒質を形成するステップを含む。媒質は、上述した構造のために言及された任意の材料とすることができる。媒質は、箔または層またはその部分のみのような平面構造の形態で提供可能である。媒質の形状および寸法は、上述した構造に関して説明したように選択可能である。有利には、平面構造は、材料に応じて柔軟性があってもなくてもよい。構造の表面の１つにおいて、３次元パターンは、変換ステップの形態で配置される。透明基板を少なくとも３次元パターンの一部に配置することによって、表面波は、２つの材料間のインタフェースを構築する。好適実施形態における方法では、変換ステップは、エンボス加工、スタンピングおよびプリンティングからなる群から選択される。これらの方法は、当業者にとって周知である。
【００４８】
好適実施形態における方法では、前記３次元パターンが、最大５００ｎｍの範囲の、好ましくは５０ｎｍから４００ｎｍの範囲の、より好ましくは１００ｎｍから３５０ｎｍの範囲の最大振幅を示す。振幅を基材の厚さと同範囲で選択することによって、基板の全厚さに拡大する３次元パターンが提供される。基板のこの種の小さい層の利点は、基板を伝播する照射ビームの可視領域における透明性が高いことである。
【００４９】
さらなる好適実施形態における方法では、媒質は、ポリマ層を具える。ポリマ層は、１００ｎｍから１ｍｍの厚みを有することができ、好ましくは５００ｎｍから０．５ｍｍの厚みを有し、より好ましくは８００ｎｍから２００μｍの厚みを有する。さらなる好適実施形態における方法では、ポリマ層は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える。
【００５０】
さらなる好適実施形態における方法では、媒質は、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールまたはその２つ以上からなる群から選択されるポリマを具える。媒質は、他の材料、好ましくは、任意の種類のホット・エンボス加工可能なポリマまたはＵＶ硬化性樹脂または少なくともその２つを具えることもできる。
【００５１】
さらなる好適実施形態における方法では、基板および媒質は、屈折率が少なくとも０．３、好ましくは少なくとも０．５、さらに好ましくは少なくとも０．９だけ異なる。
【００５２】
さらなる好適実施形態における方法では、基板は金属酸化物または硫化金属を具える。さらなる好適実施形態における方法では、基板はＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮまたはその２つ以上からなる群から選択される。
【００５３】
本発明のさらなる態様において、上述した方法のいずれかによる方法から得られる構造が提供される。
【００５４】
さらなる好適実施形態における構造では、前記構造は、少なくともさらなる層を具える。さらなる層は、上述したように太陽電磁波スペクトルの少なくとも一部に透明な層構造を提供する、当業者に周知の任意の材料とすることができる。さらなる層は、媒質と同一材料を具えることができる。好適実施形態では、前記さらなる層は、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％のポリマを具える。ポリマは、上述された材料から選択することができる。さらなる層は、積層またはカプセル化層と称することもできる。好ましくは、さらなる層は、ホット・エンボス加工可能なポリマ、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールおよび紫外線硬化性樹脂からなる群から選択されるポリマを具える。
【００５５】
さらなる好適実施形態における構造では、前記構造は、色素、フロントガラス、建物の窓、太陽電池または光電池のようなガラス・スクリーンの群から選択される。構造の材料は、上述した任意の材料とすることができる。構造は、異なる目的および用途のために異なる形状で提供することができる。色素の場合、構造は、微粒子で形成可能である。これらの粒子の寸法は、１μｍから数ｍｍまで変化することができる。ガラス・スクリーンの場合、構造の形状は、３次元においてより２次元におけるはるかに大きい拡張を有する箔の形態とすることができる。箔は、１ｎｍから数ｍｍの厚みと、数ｍｍから数ｍの長さおよび幅と、を有することができる。太陽電池または光電池に使用される構造は、ガラスまたは窓の用途のために記載されている箔と同じ範囲とすることができるが、幅および長さは、一般により小さく、数μｍから数ｃｍの範囲である。本発明のさらなる態様において、上述した構造の使用は、色素、フロントガラスのようなガラス・スクリーン、ウインドウのような設計上の構造、太陽電池または光電池において提供される。これらの使用のために、構造は、インク、ガラスまたはプラスチックのようなさらなる材料と異なる形状およびサイズで組み合わせることができる。これらの物体と構造を接触させるために、さまざまな組み合わせるステップを、これらの目的のために、当業者に周知なように、同様に適用することができる。実施例は、被覆、接着または蒸着である。
【００５６】
上述した構造は、全て共通して、７００ｎｍから１０００ｎｍの放射線の少なくとも一部を反射することが好ましい。好ましくは、構造は、主に可視領域において透明である。前記構造の使用は、上述したようにマニホルドとすることができる。本発明による構造は、主にエネルギー管理の分野において使用可能である。このために、構造の３次元パターンは、７００ｎｍから１２００ｎｍ、好ましくは７００ｎｍから１１００ｎｍ、より好ましくは７５０ｎｍから１０００ｎｍの電磁放射の少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％、最も好ましくは少なくとも７０％を反射するように構築される。
【００５７】
それゆえ、本発明は、以下の特徴事項を含む。
【００５８】
[１]構造（１０、１００）において、前記構造（１０、１００）は、表面（１１２）を有する透明な基板（１１０）を具え、前記表面（１１２）は、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を有し、
前記表面波（３１２、３１４、３１６）の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波（３１２、３１４、３１６）の前記少なくとも２つの前記波の前記波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、
前記少なくとも２つの波（３１２、３１４、３１６）の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
構造（１０、１００）。
【００５９】
[２]前記基板は、媒質（１０２）によって、少なくとも部分的に包囲され、前記基板（１１０）と前記媒質（１０２）との間に前記表面（１１２）が設けられ、前記基板（１１０）および前記媒質（１０２）は、屈折率が異なる、構造（１）
【００６０】
[３]前記基板（１１０）は、前記媒質（１０２）より高い屈折率を有する上記構造の１つ。
【００６１】
[４]前記３次元パターン（３１０）は、最大５００ｎｍの範囲の最大振幅を示す上記構造の１つ。
【００６２】
[５]前記媒質（１０２）は、ポリマ層（１０２）を具える上記構造の１つ。
【００６３】
[６]前記媒質（１０２）は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える上記構造の１つ。
【００６４】
[７]前記媒質（１０２）は、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールまたはその２つ以上からなる群から選択されるポリマを具える上記構造の１つ。
【００６５】
[８]前記基板（１１０）および前記媒質（１０２）は、屈折率が少なくとも０．３だけ異なる上記構造の１つ。
【００６６】
[９]前記基板（１１０）は、金属酸化物または硫化金属またはその両方を具える上記構造の１つ。
【００６７】
[１０]前記基板（１１０）は、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮまたはその２つ以上からなる群から選択される、上記[９]に記載の構造。
【００６８】
[１１]層構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）樹脂表面（２０４）を具える樹脂（２０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記樹脂表面（２０４）の上に樹脂の波状イメージ（２１４）を形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記樹脂波状イメージ（２１４）を、媒質（１０２）の表面（１０４）上で変換し、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を得るステップと、
（ｉｖ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部の上に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記樹脂の波状イメージ（２１４）は、第１の放射ビーム（２０６）を第１の方向から、さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）を前記第１の方向と異なるさらなる方向から、前記樹脂表面（２０４）に適用することによって形成され、
前記第１の放射ビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、角度θ（２１２、３００）を形成し、
前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を、前記樹脂表面（２０４）の方へ変更する、
方法。
【００６９】
[１２]前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を変更する前記ステップは、前記角度θ（２１２、３００）の変化に結果としてなる、上記[１１]に記載の方法。
【００７０】
[１３]前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を変更する前記ステップは、前記樹脂表面（２０４）を、前記第１のビーム（２０６）または前記さらなるビーム（２０８、３０２、３０４）の前記方向に対して傾けることによって誘発される、上記[１１]または[１２]に記載の方法。
【００７１】
[１４]前記第１の放射ビーム（２０６、２１０）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、各々、２００ｎｍから６００ｎｍの範囲の波長を有する、上記[１１]〜[１３]のいずれかに記載の方法。
【００７２】
[１５]前記第１のビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０６、２０８、３０２、３０４）は、レーザビーム、電子ビームまたはその両方からなる群から選択される、上記[１１]〜[１４]のいずれかに記載の方法。
【００７３】
[１６]前記第１の放射ビーム（２０６、２１０）の波長は、前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）の波長と異なる、上記[１１]〜[１５]のいずれかに記載の方法。
【００７４】
[１７]構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）表面（１０４）を具える媒質（１０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記表面（１０４）の少なくとも一部を、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）に変換するステップと、
（ｉｉｉ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記表面波（３１２、３１４、３１６）の少なくとも２つは、より大きい波長を有する前記表面波（３１２、３１４、３１６）の前記少なくとも２つの前記波の前記波長に基づいて、最大で５０％波長が異なり、前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の各波長は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
方法。
【００７５】
[１８]前記変換ステップは、エンボス加工、スタンピングおよびプリンティングからなる群から選択される、上記[１１]〜[１７]のいずれかに記載の方法。
【００７６】
[１９]前記３次元パターン（３１０）は、最大５００ｎｍの範囲の最大振幅を示す、上記[１１]〜[１８]のいずれかに記載の方法。
【００７７】
[２０]前記媒体（１０２）は、ポリマ層（１０２）を具える、上記[１１]〜[１９]のいずれかに記載の方法。
【００７８】
[２１]前記ポリマ層（１０２）は、少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える、上記[１１]〜[２０]のいずれかに記載の方法。
【００７９】
[２２]前記媒質（１０２）は、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールまたはその２つ以上からなる群から選択されるポリマを含む、上記[１１]〜[２１]のいずれかに記載の方法。
【００８０】
[２３]前記基板（１１０）および前記媒質（１０２）は、屈折率が少なくとも０．３だけ異なる、上記[１１]〜[２２]のいずれかに記載の方法。
【００８１】
[２４]前記基板（１１０）は、金属酸化物または硫化金属を具える、上記[１１]〜[２３]のいずれかに記載の方法。
【００８２】
[２５]前記基板（１１０）は、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮまたはその２つ以上からなる群から選択される、上記[１１]〜[２４]のいずれかに記載の方法。
【００８３】
[２６]上記[１１]〜[２４]のいずれかに記載の方法によって得られる構造（１００）。
【００８４】
[２７]前記構造は、少なくとも１つのさらなる層（１１４）を具える、上記[１]〜[１０]、[２６]のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【００８５】
[２８]前記構造は、フロントガラス、建物の窓、または、太陽電池のようなガラス・スクリーンからなる群から選択される、上記[１]〜[１０]、[２６]、[２７]のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【００８６】
[２９]上記[１]〜[１０]、[２６]〜[２８]のいずれかに記載の構造（１０、１００）を、フロントガラス、建物の窓、または、太陽電池のようなガラス・スクリーンの形態で使用する方法。
【００８７】
[３０]ポリマ・フィルム、プラスチック・スクリーンまたはプレート、ガラス・スクリーンのような上記[１]〜[１０]、[２６]〜[２８]のいずれかに記載の構造（１０、１００）または前記構造を含む装置を、太陽放射、特に赤外線放射のための反射器として使用する方法。
【００８８】
[３１]ポリマ・フィルム、プラスチック・スクリーンまたはプレート、ガラス・スクリーンのような上記[１]〜[１０]、[２６]〜[２８]のいずれかに記載の構造（１０、１００）または前記構造を含む装置を、熱管理のために、特に車両、建物、太陽電池のような技術的な装置において使用する方法。
【００８９】
[３２]上記[１]〜[１０]、[２６]〜[２８]のいずれかに記載の構造（１０、１００）を含む装置。
【００９０】
[３３]ポリマ・フィルム、プラスチック・スクリーン、プラスチック・シート、プラスチック・プレートおよびガラス・スクリーンから選択され、特に熱管理のための上記[３２]記載の装置。
【００９１】
[３４]３以上の層を具える、上記[３３]記載の装置。
【００９２】
本発明の上記および他の特徴および効果は、一例として、添付の図面を参照して本発明の実施形態の以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１ａ】従来のサブ波長格子ベースの反射器の図である。
【図１ｂ】１格子周期を保っている従来技術の共鳴格子による反射／透過を示す。
【図２】２つの放射線源およびポリマ・レジストの典型的な配置の図である。
【図３】ポリマ樹脂と組み合わせた複数の放射線源の図である。
【図４ａ】放射線源およびポリマ樹脂の回転配置の図である。
【図４ｂ】レジスト波状イメージを媒質波状イメージに変換する手順を有する多周期格子の製造工程の図である。
【図５】高指数（屈折率）でコーティングされたサブ波長構造に基づく反射器の図であり、（ａ）は１周期格子、（ｂ）は２周期格子、（ｃ）は３周期格子を保持している。
【図６】２周期格子を保つ表面プロファイルの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージの断面図である。
【図７】２周期格子を保つプロファイルの平面図である。
【図８】２周期格子を保つ装置の透過スペクトルを示す図である。
【図９】３周期格子を保つプロファイルの平面図である。
【図１０】１次元のバイナリの格子パターンの図である。
【図１１】２次元のバイナリの格子パターンの図である。
【図１２ａ】正弦波の図である（従来技術）。
【図１２ｂ】図１２ａの波形のフーリエ変換の図である。
【図１３ａ】矩形波の図である（従来技術）。
【図１３ｂ】図１３ａの波形のフーリエ変換の図である。
【図１４ａ】正弦波に重ね合わされた矩形波の図である（従来技術）。
【図１４ｂ】図１４ａの波形のフーリエ変換の図である。
【図１５ａ】２つの結合された正弦波の図である。
【図１５ｂ】図１５ａの正弦波のフーリエ変換の図である。
【発明を実施するための形態】
【００９４】
図１ａは、透明基板１１０を有する構造１０を示す。透明基板１１０は、基板表面１１２とも呼ばれている表面１１２を有する。表面１１２は、少なくとも２つの表面波３１２、３１４、３１６の組合せから生じている３次元パターン３１０を示す。基板１１０は、表面１１２の反対側に、逆の３次元パターン３１０’を有する他の表面１１３を有する。構造１０の表面１１２は、入射照射ビーム１２０が表面波３１２、３１４および３１６と相互作用する第１のインタフェース１０８を形成する。照射ビーム１２０の波長および基板１１０の表面１１２への照射ビーム１２０の角度に依存して、照射ビーム１２０は、構造１０によって反射され、基板１１０に結合され、または、構造１０を透過する。照射ビーム１２０が基板１１０に結合される場合には、構造１０を光学回折格子と呼ぶことができる。図１ｂに示すように、前記構造１０は、層構造１００の基礎とすることができる。
【００９５】
図１ｂには、層構造１００の形態の典型的なサブ波長格子が示され、層構造１００は、ポリマ表面１０４を有するポリマ層１０２の形の媒質１０２から形成される。ポリマ層１０２の材料の例は、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、他のポリマまたはそれらの混合物である。媒質の波状イメージ１０６は、例えば、図２に示される方法によって、ポリマ表面１０４に形成された。媒質の波状イメージ１０６は、基板表面１１２を介した透明基板１１０に対する第２のインタフェース１０９を形成する。このように、２つの表面１０４および１１２は、第２のインタフェース１０９を介して媒質の波状イメージ１０６によって、互いに接続されている。基板１１０のための材料の例は、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５またはそれらの混合物である。矢印１２０、１３０および１４０は、それぞれ、照射ビーム１２０、反射ビーム１３０および透過ビーム１４０を表し、構造１００が一方から照射されたときの状況を例示する。反射ビーム１３０および透過ビーム１４０は、照射ビーム１２０と層構造１００の媒質の波状イメージ１０６との相互作用から生じる。図１ｂに示すように、反射スペクトル１５０および透過スペクトル１６０は、１周期のサブ波長格子の特徴を示す。これらのスペクトル１５０および１６０の特徴は、波状イメージ１９０の格子周期１９０に対応する照射ビーム１２０の１つの波長だけが反射されるように、波状イメージ１０６の構造と相互作用するということである。基板１１０およびポリマ層１０２両方は、広範囲にわたる放射線において透明である。それゆえ、反射された放射線は、異なる屈折率を有する表面１０４および１１２が接続される第２のインタフェースで、放射線と波状イメージ１０６との相互作用から生じる。この種の１周期の格子では、特定の波長領域の放射ビームだけが、波状イメージ１０６によって反射される。なぜなら、波状イメージ１０６が、１つの周期的に繰り返す波形を有する１つの波のみを具えるためである。この第１の波３１２は、矩形波、正弦波またはそれらの組み合わせとすることができる。１周期の格子のこの波形の特徴は、波状イメージ１０６の波長および振幅が層構造１００全体に対して同一であるということである。この種の層構造１００は、基板１１０上のさらなる層１１４を含むこともできる。この層１１４は、階層構造１００が、ほこりまたは機械的露出によって破壊されるのを防止することができる。図３、図４および図５に示すように、この種の層構造１００は、３次元パターン３１０を具える波状イメージ１０６を有して形成することもできる。図１ｂに示される層構造１００の構造は、さらなる図に関して説明されているように、層が配置されている１、２、３、ｎ周期の格子の全てに対する一例である。
【００９６】
媒質の波状イメージ１０６は、樹脂の波状イメージ２１４、別名、レジスト波状イメージ２１４の主表面パターンを、媒質１０２の表面１０４上へエンボス加工することによって形成することができる。樹脂の波状イメージ２１４は、従来のホログラフィック方法によって、または、電子ビーム書き込みによって形成可能である。図２において、例えば、レジスト２０２に関して示したように、基本的な方法は樹脂２０２の表面２０４を照射することである。レーザまたは電子ビームを用いて、レジスト２０２は、例えば、レーザの光子または電子ビームの電子の一方に対して露光される。図２は、波状イメージ１０６がレジスト２０２のレジスト表面２０４上にどのように形成されるのかの一例を示す。このレジスト表面２０４は、所定の波長λ１（２１０）を有する２つのレーザビーム２０６および２０８によって処理される。波状イメージ１０６の構造は、レーザ２０６および２０８によるレジスト表面２０４のこの処理によって生ずる。結果として生じた波状イメージ１０６の形状は、波長λ（２１０）およびレジスト表面２０４上の第１のレーザビーム２０６と第２のレーザビーム２０８との間の角度θ１（２１２）に依存している。生じた波状イメージ１０６は、特徴的な格子周期長１９２を有する格子周期Ｐ１（１９０）をホストする。図２の例では、レジストの波状イメージ２１４は、同じ波長を有する１対のレーザ２０６および２０８のみがレジスト表面２０４に適用されたので、１つ第１の波３１２のみを示す。
【００９７】
本発明の目的は、３次元パターン３１０を複数の波により形成することにあるので、レジスト２０２を図２に示されるのとは別の方法で処理しなければならない。
【００９８】
１つの方法は図３に示され、さらなる方法は図４ａに示される。図３において、２つ以上のレーザビーム２０６および２０８が、レジスト表面２０４に適用される。レーザビーム３０２および３０４も適用される。これらのレーザビーム３０２および３０４の波長は、互いに異なっていてもよいし、第１のレーザビーム２０６および／または第２のレーザビーム２０８と異なってもよいし、または、同一の波長でもよい。上述したように、ビーム２０６、２０８、３０２、３０４の波長は、３００ｎｍから１６００ｎｍの範囲にある。図示例では、波長は、４００ｎｍから５００ｎｍの範囲にある。規則的なパターンの波状イメージ１０６を形成するために、２対のレーザビームをレジスト表面２０４に適用することが有益である。例えば、第１のレーザビーム２０６および第２のレーザビーム２０８はレーザ対を形成し、波長λ１（２１０）および各々の間の角度θ１（２１２）を有し、第３のレーザビーム３０２および第４のレーザビーム３０４は第２のレーザ対を形成し、波長λ２（５１０）および各々の間の角度θ２（３００）を有することができる。波長λ１（２１０）は、波長λ２（５１０）と異なっていてもいなくてもよい。レーザビーム対２０６、２０８間の第１の角度θ１（２１２）を、第２のレーザビーム対３０２、３０４の角度θ２（３００）と異なって選択することによって、少なくとも２つの格子周期Ｐ１（３０６）およびＰ２（３０８）を具え、各々繰り返す３次元パターン３１０を有する波状イメージ１０６が形成される。前記パターン３１０は、２つの波３１２および３１４を具え、各々は、振幅または波長３１８、３２０または両方ともが異なる。好ましくは、レーザビーム対２０６、２０８および３０２、３０４は順々に適用され、レジスト２０２が溶解するのを防止する。同じ波長を有するが、レジストに対する異なる角度θで、ビーム２０６、２０８の第１の対を適用することもできる。
【００９９】
３次元パターン３１０を形成する代替方法は、レーザビーム２０６、２０８またはレーザビーム３０２、３０４の１対のみを使用することである。レーザビーム２０６、２０８またはレーザビーム３０２、３０４は、レジスト表面２０４に対して回転することができる。このことは、レーザビーム２０６、２０８またはレーザビーム３０２、３０４またはレジスト表面２０４を有するレジスト２０２を、角度γ（４０２）で回転または傾斜させることよって実現可能である。レジスト２０２は、例えば傾斜装置４００によって傾斜させることができる。
【０１００】
レーザビーム２０６、２０８、３０２、３０４をレジスト表面２０４に対して所望の角度で適用する手順は、ホログラムを形成するために従来技術において公知のプログラムによって算出可能である。
【０１０１】
レジストの波状イメージ２１４を有するレジスト２０２のレジスト表面２０４は、例えば、図４ｂに示すように媒質の波状イメージ１０６を形成するポリマ層１０２の形で、媒質１０２の表面１０４上で変換されるために用いられる。媒質１０２に対する波状イメージ２１４のこの変換は、変換ステップまたは変換プロセス２５０と呼ばれている。この変換プロセス２５０は、ポリマ表面１０４上で上述した手順によって達成されるように、レジスト２０２のレジストの波状イメージ２１４をエンボス加工またはスタンピングすることによって達成可能である。変換プロセスを強化するために、変換ステップ２５０の前にポリマ表面１０４を熱処理することができる。その後、図４ｂのコーティングステップ２６０の一部として例示されているように、透明基板１１０は、少なくとも波状イメージ１０６上に配置される。任意に、コーティングステップ２６０の間、さらなる層１１４を、層構造１００の全体に、または、層構造一方側にだけコーティング可能である。所望の結果を達成するために、すなわち層構造１００の波状イメージ１０６によって、照射ビーム１２０の波長の特定範囲を反射するために、ポリマ層１０２および基板１１０の屈折率は、互いに異ならなければならない。屈折率の差は好ましくは少なくとも０．５であり、より好ましくは少なくとも０．７であり、さらに好ましくは少なくとも０．９である。上述した方法により、図１および図５ａ〜図５ｃに示した層構造１００を生ずる。
【０１０２】
レジストの波状イメージ２１４を形成するための上述した方法を、同じレジスト表面２０４上に複数回適用し、３次元パターン３１０を得ることができる。それゆえ、異なるレーザビーム２０６、２０８、３０２、３０４を、少なくとも１つあるいは複数のステップで適用し、異なる長さ１９２、３０８、５０２を有する異なる格子周期１９０、３０６、５００を形成することができる。それゆえ、第１の格子周期Ｐ１（１９０）、第２の格子周期Ｐ２（３０６）、任意に第３の格子周期Ｐ３（５００）およびさらなる格子周期を単独あるいは組み合わせてレジスト表面２０４に適用することができる。複数の格子周期１９０、３０６、５００をレジスト表面２０４に適用することによって、３次元パターン３１０の形態でレジストの波状イメージ２１４が達成される。次に、図５ｂおよび図５ｃで示すように、このレジストイメージ２１４は、格子周期Ｐｘ（５１８）および周期長Ｐｘ（５２０）を有するポリマ層１０２のポリマ表面１０４に変換される。図５ａ〜図５ｃは、それぞれ、ポリマ表面１０４上に異なるタイプの波状イメージ１０６を有する層構造１００を示す。図５ｂでは、２つの格子周期Ｐ１（３０６）および格子周期Ｐ２（３０８）が適用され、図５ｂに示すように３次元パターン３１０を生じている。この３次元パターン３１０は、３種類の波３１２、３１４、３１６を有する波状イメージ１０６を示す。第１の波３１２は、第２の波３１４より大きな振幅を有する。第２の波３１４は、第３の波３１６より大きな振幅を有する。第１の波３１２の波長λ１（３１８）は、第２の波３１４の波長λ２（３２０）と異なり、さらに第３の波３１６の波長λ３（３２２）とも異なる。図５ｃでは、レジスト表面２０４に適用された３つの異なる格子周期から生じた格子周期Ｐｘを有する３周期の格子の一例が示される。レーザビーム２０６、２０８、３０２および３０４のための３つの異なる角度θまたは波長λまたはその両方を選択することによって、３つの異なる格子周期１９０、３０６、５００は適用された。この結果として生じる格子周期Ｐｘにおいて、第１の波３１２、第２の波３１４および第３の波３１６の振幅は、互いに異なる。また、波長λ１（３１８）、波長λ２（３２０）および波長λ３（３２２）は、互いに異なる。レジスト表面２０４に適用される異なる格子周期の数に依存して、結果として生じる媒質の波状イメージ１０６は、照射ビーム１２０の１つまたは複数の波長領域を反射することが可能である。図５ａの１周期格子についての結果として生じる透過スペクトル１６０は、１つの反射波長のみを示し、図５ｂの２周期格子についての透過スペクトル１６０は、２つの反射波長を示す。結論的には、図５ｃの３周期格子は、波状イメージ１０６の格子周期に対応するスペクトル１６０における３つの反射波長を示す。
【０１０３】
図６は、２周期格子を保持している表面プロファイルの原子間力分光法（ＡＦＳ）によって形成される走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）イメージを示す。この２周期格子は、４５０ｎｍおよび４８８ｎｍの格子の組合せの結果である。図６の矢印６００で示されるように、結果として生じる格子周期Ｐｘ（５１８）は半分の約６．４μｍの周期長Ｐｘ（５２０）を有する。表面１０４に、２つの複合波３１２、３１４が見られる。２周期格子のこの例では、１ｍｍの厚さおよび５インチの直径のガラスウエハは、シプリーフォトレジストＳ１８０５でコーティングされていた。フォトレジストの露光に用いられる青色光源は、４４２ｎｍの波長を有するＨｅＣｄレーザであった。レーザ露光は、図３に示す構成に従って動作し、この構成では、４つのレーザビーム２０６、２０８、３０２、３０４によって２つの異なる角度である角度θ１（２１２）および角度θ２（３００）で２つの連続露光が行われた。露光角度、すなわち角度θ１（２１２）および角度θ２（３００）は、４５０ｎｍの格子周期Ｐ１（１９０）および４８８ｎｍの第２の格子周期Ｐ２（３０６）が生ずるように調整された。レーザ露光されたフォトレジストの現像後、４６８ｎｍのＰｘ（５１８）の表面プロファイルおよび振幅変調表面格子および１１.５μｍの格子周期５２０の長さは、レジストの波状イメージ２１４の形態を生ずる。
【０１０４】
さらなるステップにおいて、フォトレジスト２０２の表面プロファイル２０４は、透明な紫外線架橋剤樹脂１０２、１０４に再現された。このために、ミクロ・レジスト・テクノロジー社のＯｒｍｏｃｏｒＯｒｍｏｃｏｍｐが利用された。Ｏｒｍｏｃｏｍｐレプリカは、１ｍｍのガラス上に準備された。その後、高い屈折率材料ＺｎＳは、ＢａｌｚｅｒｓＢＡＥ２５０マシンで樹脂表面１０２上でコーティングされた。図６に示す例では、１１０ｎｍの厚さのＺｎＳフィルムは、パターン化されたＯｒｍｏｃｏｍｐ表面上でコーティングされた。最後に、構造１００は、封止接着剤として他のガラスおよびＯｒｍｏｃｏｍｐによってカプセル化された。
【０１０５】
図７は、図６に示す格子の平面図を示す。より暗い領域は、波３１２、３１４の谷であり、より明るい領域は、波３１２、３１４の山である。２つの格子周期１９０および３０６の長さについて、格子周期長１９２はＰ１＝４５０ｎｍであり、格子周期長３０８はＰ２＝４８８ｎｍである。
【０１０６】
図８は、２周期格子を有している構造１００の透過スペクトルを示す。特性評価は、パーキンエルマーのフォト分光計Ｌａｍｄａ９によって行われた。白色光放射線源から放射線が照射されるとき、２周期格子は二重ピークの透過スペクトルを生ずる。測定は偏光子を用いて行われ、偏光は格子周期の線の延長と平行に調整された。２つの顕著なピークが、８００ｎｍおよび９５０ｎｍ周辺に見られる。表面構造は、図６に記載された方法で加工される基板として、４５０ｎｍおよび５５０ｎｍの格子周期および１１０ｎｍのＺｎＳコーティングの組合せに基づく。
【０１０７】
図９は、４５３ｎｍの初期の格子周期Ｐ１、４７４ｎｍのＰ２および４９０ｎｍのＰ３を有する３周期格子の平面図である。図６の構造と同一の材料および同一の条件が、この格子に適用された。
【０１０８】
図１０および図１１に示すバイナリの格子パターン７２０として、格子構造の情報をポリマ層１０２、１１４上に保存することができる。図１０において、このバイナリの格子パターン７２０は、第１の次元７００の格子情報のみを有し、図１１の格子の格子パターン７２０は、２次元７００および７１０、すなわち、第１の次元７００および第２の次元７１０の格子情報を有する。図１０ａでは、１周期格子７３０の格子情報が保存され、図１０ｂでは、バイナリの格子パターン７２０は、２周期格子７４０の情報を保存する。さらに、図１０ｃは、３周期格子の格子パターン情報を示す。
【０１０９】
それぞれ、図１１ａは、２次元の１周期格子７６０の格子パターン７２０の情報を示し、図１１ｂは、２次元の周期格子７７０の格子パターン７２０の情報を示す。
【０１１０】
図１２〜図１４では、従来技術から公知の異なる波形が、フーリエ変換された原子間力スペクトル１２０６とともに示される。例えば図１２ａでは、正弦波１２００の図が示され、波１２００の強度はｙ軸１２０２によって示され、波長はｘ軸１２０４によって示される。図１２ｂでは、図１２ａの波形１２００のフーリエ変換された原子間力スペクトル（ＦＴ−ＡＦＳ）１２０６が示される。このＦＴ−ＡＦＳ（１２０６）の最も特徴的な情報は、図１２ａの波形１２００の波スペクトルの１つの周波数だけの存在のため、２μｍ−１にてＦＴ−ＡＦＳ（１２０６）の１つの基線（ＢＬ）１２０８だけが存在するということである。このＢＬ（１２０８）は、公式ｆ＝１／λによって算出可能であり、ｆは、ｘ軸１２０４に示される周波数であり、λは、図１２ａのｘ軸１２０４に示される波１２００の波長である。
【０１１１】
図１３ａの矩形波１３００に対して類似の変換手順が行われ、波１３００の強度はｙ軸１２０２によって示され、波長はｘ軸１２０４によって示される。この波形１３００のＦＴ−ＡＦＳ（１２０６）は、図１３ｂに示される。ここでは、ＢＬ（１３０８）に加えて、異なる振幅を有するいくつかの倍音１３１０、１３１２および１３１４が見られる。図１３ａでは、ＢＬ（１３０８）のための振幅１２１６は矢印として示されているが、倍音の振幅は示されていない。これらの倍音１３１０、１３１２および１３１４等は、ＢＬ（１３０８）の倍数の周波数で現れる。それらは、ＢＬ値の２倍を前の値に加えることによって、ＢＬ（１３０８）から距離δ（１３１６）離れて生ずる。この場合、ＢＬ（１３０８）の周波数値ｆは、１ｆ＝２μｍ−１であり、第１の倍音１３１０が３ｆ＝６μｍ−１で発生し、ＢＬ（１３０８）に対する２ｆの距離δ（１３１６）を有する。次の倍音１３１２は、５ｆ＝１０μｍ−１で発生し、第１の倍音１３１０に対する２ｆの距離δ’を有し、次の倍音１３１４は７ｆ＝１４μｍ−１で発生し、第２の倍音１３１２に対する２ｆの距離δ’’を有する、などである。これらの距離δ（１３１６）、δ’（１３１７）およびδ’’（１３１８）は、倍音１３１０、１３１２および１３１４のピークの最大の間で測定される。それゆえ、倍音１３１０、１３１２および１３１４は、距離δ（１３１６）、δ’（１３１７）およびδ’’（１３１８）を有し、これらはそれぞれＢＬ（１３０８）自体の周波数値より各々大きい。倍音１３１０、１３１２、１３１４等を有する矩形波１３００のＦＴ−ＡＦＳ（１２０６）のさらなる特性は、倍音１３１０、１３１２、１３１４の振幅がＢＬ（１３０８）のＢＬ値から始まって指数的に減少するという事実である。
【０１１２】
図１４ａでは、第２の正弦波１４００と第２の矩形波１４０２との重ね合せが示される。２つの波１４００および１４０２は、ｘ軸１２０４から読み取れる異なる波長を有する。波１４００は６０ｎｍの波長を有し、波１４０２は５００ｎｍの波長を有する。より短い波長を有する波１４００が波１４０２に重ね合わせられたので、各波１４００および１４０２のパターンは依然視認できる。波１４００および１４０２の波長および振幅は、この重ね合せプロセスによって不変のため、組合せの効果はない。
【０１１３】
これは、図１４ｂに示された重ね合わせた波１４００および１４０２のＦＴ−ＡＦスペクトル（１２０６）おいても見られる。倍音１３１０、１３１２および１３１４とｆ＝２μｍ−１の周波数を有する矩形波１４０２のＢＬ（１３０８）は、図１３ａおよび図１３ｂの波１３００のＦＴ−ＡＦＳ（１２０６）と同じ周波数値および５００ｎｍの同じ波長を有する。このＢＬ（１３０８）に加えて、さらなるＢＬ（１４０８）が、ｆ＝１６．７μｍ−１の周波数で見られる。２つの基線ＢＬ（１３０８）およびＢＬ（１４０８）の距離は、第１の基線距離Δ１（１３２０）と呼ばれている。このＢＬ距離Δ１（１３２０）は、距離δ（１３１６）、δ’（１３１７）、δ’’（１３１８）等の倍数である。
【０１１４】
図１５ａには、互いに組み合わされた３つの波を有する３周期格子の３次元パターン３１０が示される。図１４ａに示すいくつかの波の重ね合せとは対照的に、図１５ａに示される本発明の３つの波の組合せは、図１５ｂに示されるＦＴ―ＡＦスペクトラム（１２０６）において、より小さい第１のＢＬ距離Δ１（１３２０）および第２のＢＬ距離Δ２（１３３０）を生ずる。図１５ａの３次元パターン３１０のＡＦＳ（１２０６）において、３つの基線、すなわち、第１のＢＬ（１２０８）、第２のＢＬ（１５０８）および第３のＢＬ（１５１０）が見られる。これらの基線は、図１５ａの３次元パターン３１０の３つの複合波３１２、３１４および３１６に属する。図１５ａの干渉波１５００として示される３つの複合波３１２、３１４および３１６の基線距離Δ１（１３２０）およびΔ２（１３３０）は、ＢＬ（１２０８）およびＢＬ（１５０８）の各々自体のＢＬ値のほんの一部である。これは、重ね合せと対照的に、２つの波の本当の干渉の結果である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０    構造
１０２  媒質／ポリマ層
１００  層構造
１０４  表面／ポリマ表面
１０６  媒質の波形イメージ
１０８  第１のインタフェース
１０９  第２のインタフェース
１１０  透明基板
１１２  基板表面
１１３  対向面
１１４  さらなる層
１２０  照射ビーム
１３０  反射ビーム
１４０  透過ビーム
１５０  反射スペクトル
１６０  透過スペクトル格子
１９０  格子周期Ｐ１
１９２  格子周期Ｐ１の格子長
２０２  樹脂、レジスト
２０４  樹脂表面、レジスト表面
２０６  第１のレーザビーム
２０８  第２のレーザビーム
２１０  波長λ１
２１２  角度θ１
２１４  樹脂またはレジストの波状イメージ
２５０  変換ステップ
２６０  コーティングステップ
３００  角度θ２
３０２  第３のレーザビーム
３０４  第４のレーザビーム
３０６  格子周期Ｐ２
３０８  Ｐ２の長さ
３１０  ３次元のパターン
３１２  第１の波
３１４  第２の波
３１６  第３の波
３１８  第１の波の波長
３２０  第２の波の波長
３２２  第３の波の波長
４００  傾斜装置
４０２  角度γ
５００  格子周期Ｐ３
５０２  Ｐ３の長さ
５１０  波長λ２
５１２  波長λ３
５１８  結果として生じる格子周期Ｐｘ
５２０  Ｐｘの長さ
７００  第１の次元
７１０  第２の次元
７２０  バイナリの格子パターン
７３１  １周期格子
７４０  ２周期格子
７５０  ３周期格子
７６０  ２次元の１周期
７７０  ２次元の２周期
１２００  正弦波
１２０２  ｙ軸
１２０４  ｘ軸
１２０６  原子間力スペクトル
１２０８  正弦波の基線
１２１６  ＢＬの振幅
１３００  矩形波
１３０８  矩形波の基線
１３１０  第１の倍音
１３１２  第２の倍音
１３１４  第３の倍音
１３１６  倍音距離δ
１３１７  倍音距離δ’
１３１８  倍音距離δ’’
１３２０  第１のＢＬ距離Δ１
１３３０  第２のＢＬ距離Δ２
１４００  第２の正弦波
１４０２  第２の矩形波
１４０８  さらなるＢＬ
１５００  干渉波
１５０８  第２のＢＬ
１５１０  第３のＢＬ
【図１ａ）】
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【図１ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図５ｃ）】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ）】
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【図１５ｂ）】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月26日(2014.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造（１０、１００）において、
前記構造（１０、１００）は、表面（１１２）を有する透明な基板（１１０）を具え、
前記表面（１１２）は、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を有し、
前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の第１の表面波は、前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の第２の表面波と波長が異なり、前記第１の表面波の第１の波長は、前記第２の表面波の第２の波長の５０％以上であり、
前記第１および第２の波長の各々は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
構造（１０、１００）。
【請求項２】
前記基板（１１０）は、媒質（１０２）によって、少なくとも部分的に包囲され、
前記基板（１１０）と前記媒質（１０２）との間に前記表面（１１２）が設けられ、
前記基板（１１０）は、前記媒質（１０２）より少なくとも０．３だけ高い屈折率を有する、
請求項１に記載の構造（１０、１００）。
【請求項３】
前記基板（１１０）は、３００ｎｍから２５００ｎｍの範囲の太陽放射に対して透明であり、
前記３次元パターン（３１０）は、同一方向に配向された前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の重ね合せに対応する、
請求項１または２に記載の構造（１０、１００）。
【請求項４】
前記３次元パターン（３１０）は、最大５００ｎｍの範囲の最大振幅を示す、
請求項１〜３のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項５】
前記媒質（１０２）は固体媒質であり、ポリマ層（１０２）を具える、
請求項２〜４のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項６】
前記媒質（１０２）は、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン・テレフタル酸塩、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエチレン・ナフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニル・ブチラールおよびその２つ以上からなる群から選択される少なくとも１つの熱可塑性ポリマを具える、
請求項２〜５のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項７】
前記基板（１１０）は、金属酸化物または硫化金属またはその両方を具え、
または、
前記基板（１１０）は、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＡｌＮおよびその２つ以上からなる群から選択される材料からなる、
請求項１〜６のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項８】
前記基板（１１０）は、導波路として作用し、前記表面（１１２）と垂直方向に、２０ｎｍから１５００ｎｍの厚みを有する、
請求項１〜７のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項９】
前記構造（１０、１００）は、少なくとも１つのさらなる層（１１４）を具え、前記さらなる層（１１４）は、ポリマ層および／またはガラス層である、
請求項１〜８のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項１０】
前記構造（１０、１００）は、フロントガラス、建物の窓、太陽電池のようなガラス・スクリーンからなる群から選択されるシートまたはスクリーンの一部である、
請求項１〜９のいずれかに記載の構造（１０、１００）。
【請求項１１】
層構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）樹脂表面（２０４）を具える樹脂（２０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記樹脂表面（２０４）の上に樹脂の波状イメージ（２１４）を形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記樹脂の波状イメージ（２１４）を、媒質（１０２）の表面（１０４）上で変換し、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）を得るステップと、
（ｉｖ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部の上に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記樹脂の波状イメージ（２１４）は、第１の放射ビーム（２０６）を第１の方向から、さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）を前記第１の方向と異なるさらなる方向から、前記樹脂表面（２０４）に適用することによって形成され、
前記第１の放射ビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、角度θ（２１２、３００）を形成し、
前記方法は、前記第１の放射ビーム（２０６）または前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）の少なくとも１つの方向を、前記樹脂表面（２０４）の方へ変更するステップを含む、
方法。
【請求項１２】
前記変更するステップは、前記角度θ（２１２、３００）の変化によって行われる、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記変更するステップは、前記樹脂表面（２０４）を、前記第１の放射ビーム（２０６）または前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）の前記方向に対して傾けることによって行われ、
および／または、
前記第１の放射ビーム（２０６）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、レーザビーム、電子ビームおよびその両方からなる群から選択され、前記第１の放射ビーム（２０６、２１０）および前記さらなる放射ビーム（２０８、３０２、３０４）は、各々、２００ｎｍから６００ｎｍの範囲の波長を有する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれかに記載の構造（１００）を製造するための方法であって、前記方法は、
（ｉ）表面（１０４）を具える媒質（１０２）を提供するステップと、
（ｉｉ）前記表面（１０４）の少なくとも一部を、少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の組合せから生じる３次元パターン（３１０）に変換するステップと、
（ｉｉｉ）前記３次元パターン（３１０）の少なくとも一部に透明な基板（１１０）を配置するステップと、
を含み、
前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の第１の表面波は、前記少なくとも２つの表面波（３１２、３１４、３１６）の第２の表面波と波長が異なり、前記第１の表面波の第１の波長は、前記第２の表面波の第２の波長の５０％以上であり、
前記第１および第２の波長の各々は、２００ｎｍから９００ｎｍの範囲から選択される、
方法。
【請求項１５】
前記変換ステップは、エンボス加工、スタンピングおよびプリンティングからなる群から選択される、
請求項１１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
請求項１〜１０のいずれかに記載の構造（１０、１００）を、熱管理のために使用する方法。
【請求項１７】
請求項１〜１０のいずれかに記載の構造（１０、１００）を、プラスチック・フィルム、プラスチック・シートまたはフロントガラス、建物の窓または太陽電池のようなガラス・スクリーンを通した太陽放射の透過を減少させるために使用する方法。
【請求項１８】
透明要素を通した太陽光の透過、または、７００ｎｍから１２００ｎｍの範囲のＩＲ放射の透過を減少させる方法であって、
前記透明要素は、ポリマ・フィルム、プラスチック・スクリーン、プラスチック・シート、プラスチック・プレート、ガラス・スクリーン、車両または建物のための窓および建築上のガラス要素であり、
前記方法は、請求項１〜１０のいずれかに記載の構造（１０、１００）を前記透明要素に組み入れるステップを含む、
方法。
【請求項１９】
請求項１〜１０のいずれかに記載の構造（１０、１００）を具える装置。
【国際調査報告】
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