(57)【要約】【課題】特定の波長領域の放射を反射または回折できる構造を提供することによって、人が放射下に曝されることで生じる眼疾患の潜在的なリスクを低減し、かつ色弱患者の色識別能力を調整する。【解決手段】本発明の抗放射構造は、基材と、基材に隣接する反射層と、反射層に隣接する周期的格子と、を含む。本発明のもう１つの抗放射構造は、基材と、基材に隣接する周期的格子と、を含む。上述の抗放射構造は特定の波長領域の入射光を反射または回折させることができる。【選択図】図１
2008097013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材に隣接する反射層と、
前記反射層の上に配置され、入射光を反射する周期的格子と、
を含む抗放射構造。
【請求項２】
前記基材がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含む請求項１記載の抗放射構造。
【請求項３】
前記反射層の屈折率が１．４〜２．０である請求項１記載の抗放射構造。
【請求項４】
前記周期的格子の屈折率が１．４〜２．０である請求項１記載の抗放射構造。
【請求項５】
前記反射層と前記周期的格子が一体成形される請求項１記載の抗放射構造。
【請求項６】
前記反射層と前記周期的格子の屈折率が前記基材の屈折率よりも大きい請求項１記載の抗放射構造。
【請求項７】
前記入射光が波長２００〜４００ｎｍの紫外光である請求項１記載の抗放射構造。
【請求項８】
前記周期的格子のデューティー比が０．２〜０．３、高さが５０〜２１０ｎｍである請求項７記載の抗放射構造。
【請求項９】
前記反射層の厚さが５〜７０ｎｍである請求項７記載の抗放射構造。
【請求項１０】
前記入射光が波長５５０〜７００ｎｍの赤色光である請求項１記載の抗放射構造。
【請求項１１】
前記周期的格子のデューティー比が０．１５〜０．８、高さが５〜１３０ｎｍである請求項１０記載の抗放射構造。
【請求項１２】
前記反射層の厚さが５０〜１８０ｎｍである請求項１０記載の抗放射構造。
【請求項１３】
前記入射光が波長４００〜５５０ｎｍの青色光である請求項１記載の抗放射構造。
【請求項１４】
前記周期的格子のデューティー比が０．１５〜０．８、高さが５０〜２１０ｎｍである請求項１３記載の抗放射構造。
【請求項１５】
前記反射層の厚さが１０〜１２０ｎｍである請求項１３記載の抗放射構造。
【請求項１６】
基材と、
前記基材に隣接し、入射光を回折させる周期的格子と、
を含む抗放射構造。
【請求項１７】
前記基材がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含む請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項１８】
前記周期的格子がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含む請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項１９】
前記基材と前記周期的格子の屈折率が１．４〜１．９である請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項２０】
前記基材と前記周期的格子の屈折率が同じである請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項２１】
前記基材と前記周期的格子が同じ材料からなる請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項２２】
前記基材と前記周期的格子が一体成形される請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項２３】
前記入射光が波長２００〜４００ｎｍの紫外光である請求項１６記載の抗放射構造。
【請求項２４】
前記周期的格子のデューティー比が０．１〜０．９、高さが１０〜４００ｎｍ、格子間隔が１８０〜３４０ｎｍである請求項２３記載の抗放射構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抗放射構造（anti-radiation structure）に関し、特に特定の入射波長を反射または回折できる基材表面の周期的格子（periodic grating）構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白内障は老人に多い眼疾患の一つである。眼球において、水晶体は瞳孔の後ろに位置する小さな凸レンズ状の構造体であり、眼内に入ってきた光の焦点を合わせて網膜上に映し出す役目を持つ。分布する血管が少ない眼球では放熱能力が低く、長時間紫外光の下に曝されて眼球の温度が過度に高くなると、水晶体に病変が生ずる可能性がある。最もよく見られる病変は水晶体の白濁、つまり、眼疾患としてポピュラーな「白内障」である。
【０００３】
これ以外に、色盲もよく見られる眼疾患の一つである。人の眼が色を見分けられるのは、主に網膜における光受容細胞内の特殊な色素による。各光受容細胞は、赤、青、緑３種類の特殊な色素のうちの１種類をそれぞれ有しており、各種波長を組み合わせることで様々な色が感じられるようになっている。その原理はカメラフィルムの感光粒子に例えることができる。
【０００４】
いわゆる色盲とは色の種類を正確に判断できない、あるいは、特定の色に対して混同を生ずるような色覚異常であり、その発生率は男性の方が女性よりも多く、男性の約８％が色覚異常であるといわれ、女性の方が男性よりも少なく、女性の約０．５％が色覚異常であるといわれているが、ほとんどは比較的軽度の色弱で、色の識別が完全に不可能な全色盲者は約１０万人に１人ほどしかいない。
【０００５】
出生後すぐに発生し、かつ、その程度が一生涯変わらない、つまり先天性色盲と呼ばれるところの色盲は伴性遺伝によるものであり、男性に多く、大部分が赤色と緑色をはっきりと見分けられない赤緑色盲で、紫色と青色の区別ができないことを最たる特徴とする。
【０００６】
また、後天性の色盲は、網膜病変または視神経病変、例えば外傷や緑内障などを原因とするもので、ほとんどが黄青色盲であり、黄色と青色をはっきりと見分けることはできないが、紫色と青色は容易に区別できる。上述した赤緑色盲は先天性の眼疾患であり、現在の医学に根本的かつ有効な治療法はない。しかし、大多数の色盲者は色弱であり、色の識別が不可能なわけではなくて、識別の能力が弱いだけである。
【０００７】
よって、発生した白内障に対しては手術による人工水晶体の移植が必要とされるが、手術の効果は人それぞれであるということ、および、色弱は現代人に多い遺伝性眼疾患であること、という事情を考慮すると、抗放射機能を備え、かつ特定色の光波を有効に反射させることができる構造を通して、これら眼部の症状の予防と改善を図る必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来技術に鑑みて、本発明の目的は、特定の波長領域の放射光を反射できる構造を提供することによって、放射光下に曝されることで生じる潜在的なリスクを低減し、かつ色弱患者の色識別能力を調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第一の抗放射構造は、基材と、基材に隣接する反射層と、反射層上に配置されて、入射光を反射する周期的格子と、を含む。
【００１０】
また、前記第一の抗放射構造において、前記基材がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含むことが好ましい。
【００１１】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層の屈折率が１．４〜２．０であることが好ましい。
【００１２】
また、前記第一の抗放射構造において、前記周期的格子の屈折率が１．４〜２．０であることが好ましい。
【００１３】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層と前記周期的格子が一体成形されることが好ましい。
【００１４】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層と前記周期的格子の屈折率が前記基材の屈折率よりも大きいことが好ましい。
【００１５】
また、前記第一の抗放射構造において、前記入射光が波長２００〜４００ｎｍの紫外光であることが好ましい。
【００１６】
また、前記第一の抗放射構造において、前記周期的格子のデューティー比が０．２〜０．３、高さが５０〜２１０ｎｍであることが好ましい。
【００１７】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層の厚さが５〜７０ｎｍであることが好ましい。
【００１８】
また、前記第一の抗放射構造において、前記入射光が波長５５０〜７００ｎｍの赤色光であることが好ましい。
【００１９】
また、前記第一の抗放射構造において、前記周期的格子のデューティー比が０．１５〜０．８、高さが５〜１３０ｎｍであることが好ましい。
【００２０】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層の厚さが５０〜１８０ｎｍであることが好ましい。
【００２１】
また、前記第一の抗放射構造において、前記入射光が波長４００〜５５０ｎｍの青色光であることが好ましい。
【００２２】
また、前記第一の抗放射構造において、前記周期的格子のデューティー比が０．１５〜０．８、高さが５０〜２１０ｎｍであることが好ましい。
【００２３】
また、前記第一の抗放射構造において、前記反射層の厚さが１０〜１２０ｎｍであることが好ましい。
【００２４】
本発明の第二の抗放射構造は、基材と、基材に隣接し、入射光を回折させる周期的格子と、を含む。
【００２５】
また、前記第二の抗放射構造において、前記基材がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含むことが好ましい。
【００２６】
また、前記第二の抗放射構造において、前記周期的格子がガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を含むことが好ましい。
【００２７】
また、前記第二の抗放射構造において、前記基材と前記周期的格子の屈折率が１．４〜１．９であることが好ましい。
【００２８】
また、前記第二の抗放射構造において、前記基材と前記周期的格子の屈折率が同じであることが好ましい。
【００２９】
また、前記第二の抗放射構造において、前記基材と前記周期的格子が同じ材料からなることが好ましい。
【００３０】
また、前記第二の抗放射構造において、前記基材と前記周期的格子が一体成形されることが好ましい。
【００３１】
また、前記第二の抗放射構造において、前記入射光が波長２００〜４００ｎｍの紫外光であることが好ましい。
【００３２】
また、前記第二の抗放射構造において、前記周期的格子のデューティー比が０．１〜０．９、高さが１０〜４００ｎｍ、格子間隔が１８０〜３４０ｎｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の抗放射構造は、特定の波長領域の放射を有効に反射または回折させることができるため、これをレンズ、窓またはその他の抗放射装置に応用すれば、眼疾患を予防および改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明に係る抗放射構造の紫外光、赤色光および青色光に対する反射効果を示すために、本発明に係る抗放射構造の反射率シミュレーションの実施形態を以下に提示する。本発明はレンズ、窓、またはその他の抗放射装置に適用される。このシミュレーションにおいては、パラメータの複雑さを単純化するために、材料分散（material dispersion）は考慮せず、かつ、完全コヒーレンス（perfect coherence）および垂直入射（normal incidence）を備えるものと仮定している。
【００３５】
実施の形態１
図１に示されているものは本発明に係る抗放射構造１００の断面図である。該抗放射構造１００は、透明基材１０１と、透明基材１０１に隣接する反射層１０３と、反射層１０３の上に配置され、入射光を反射する周期的格子（periodic grating）１０５とを含む。周期的格子１０５は方形であり、繰り返される格子の格子間の距離は、格子間隔Ｔで表される。
【００３６】
反射層１０３に形成される周期的格子１０５は、以下に述べる方法により得られる。
【００３７】
洗浄後の透明基材１０１上にスピンコーティング（spin coating）法により、エポキシを１０００〜３０００Åの膜厚で被膜する。このときのスピンコーティングの回転数は１５００〜７０００ｒｐｍ、被膜時間は１０〜３０秒である。そして、エポキシ被膜は、適切な温度で熱処理をおこなうことにより、高分子化または硬化（curing）される。
【００３８】
続いて、ＤＣスパッタ（DC sputter）、Ｅガン（E-gun）などの物理的または化学的な手法によって、前記エポキシ上にＡｌ金属薄膜を５００〜２０００Åの膜厚で被膜する。
【００３９】
さらに、スピンコーティング法により、電子ビーム（E-Beam）レジスト（例えば、ＥＥＰ５２０）を、前記Ａｌ薄膜上に５００〜２０００Åの膜厚で被膜する。前記膜厚は、回転数、被膜時間、ベーキング温度（baking temperature）などのプロセスパラメータを制御することにより調整される。
【００４０】
電子ビームリソグラフィ（以下、ＥＢＬという）を用いて、前記レジスト上に周期的格子のレジストパターンを形成し、反応性イオンエッチング（以下、ＲＩＥという）を伴うエッチングにより、前記周期的格子のレジストパターンをＡｌ薄膜に転写（transfer）する。
【００４１】
前記周期的格子のレジストパターンは、Ａｌ薄膜をハードマスク（hard mask）として、Ｏ２プラズマ・クリーナー・エッチャー（O2 plasma cleaner etcher）などのＲＩＥを伴うエッチングにより、エポキシをエッチングすることによって転写される。
【００４２】
Ａｌエッチング液を用いて、エポキシ上のＡｌ薄膜を除去し、ＩＰＡ洗浄を経た後、周期的格子１０５が得られる。Ａｌ薄膜の除去は、ＲＩＥを伴うエッチングによってもすることもできる。
【００４３】
透明基材１０１にはガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を用いることができ、本発明の第一の実施形態では、屈折率が１．４〜２．０の基材として入手が容易で応用範囲が広いガラス基材を用いるのが好ましい。反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率は約１．４〜２．０である。反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率が、１．４未満であると、スペクトル選択性が良くない傾向があり、屈折率が２．０を超える透明材料はあまりなく、入手が困難なためである。好ましい実施形態において、反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率は基材の屈折率よりも実質的に大きい。このように、反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率を基材の屈折率より大きくすることにより、スペクトル選択性に優れる。本発明の第一の実施形態では、反射層１０３および周期的格子１０５は同じまたは異なる材料とすることができ、両者を同じ材料とする場合は一体成形を採用してもよい。
【００４４】
白内障防止を目的として、本発明は、波長２００〜４００ｎｍの紫外光を反射できる抗放射構造１００を提供する。その反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率は、光学原理上、透明基材の屈折率よりも実質的に大きく、１．６〜２．０であると好ましい。反射層１０３および周期的格子１０５の屈折率が、１．６未満であると、スペクトル選択性が良くない傾向があり、屈折率が２．０を超える透明材料はあまりなく、入手が困難なためである。周期的格子１０５のデューティー比（duty cycle）は０．１５〜０．８であるのが好ましく、０．２〜０．３であるとより好ましい。また、格子間隔Ｔは１０〜５００ｎｍであるのが好ましく、１００〜２００ｎｍであるとより好ましい。格子間隔Ｔが１０ｎｍ未満のものは、製造が困難なためである。高さＨは約５０〜２１０ｎｍである。反射層１０３の厚さｄは約５〜７０ｎｍである。周期的格子１０５のデューティー比（duty cycle）、格子間隔Ｔ、高さＨ、および反射層１０３の厚さが、それぞれ前記の範囲内にあることにより、波長２００〜４００ｎｍの紫外光を選択的に反射することができる。
【００４５】
赤色弱患者の色識別能力を調整することを目的として、本発明は図２に示すような、他の抗放射構造２００を提供する。当該構造は短波長、例えば４００〜５５０ｎｍの光を反射して、色弱患者の眼に見える色をより実際の色（true color）に近付けさせることができる。上記構造における反射層２０３および周期的格子２０５の屈折率は、光学原理上、透明基材の屈折率より実質的に大きく、約１．６〜２．０である。反射層２０３および周期的格子２０５の屈折率が、１．６未満であると、スペクトル選択性が良くない傾向があり、屈折率が、２．０を超える透明材料はあまりなく、入手が困難であるためである。周期的格子２０５のデューティー比は約０．１５〜０．８であり、０．２〜０．３であると好ましい。また、格子間隔Ｔは１０〜５００ｎｍであるのが好ましく、１００〜２００ｎｍであるとより好ましい。格子間隔Ｔが１０ｎｍ未満のものは、製造が困難なためである。高さＨは約５０〜２１０ｎｍである。反射層２０３の厚さｄは約１０〜１２０ｎｍである。周期的格子２０５のデューティー比（duty cycle）、格子間隔Ｔ、高さＨ、および反射層２０３の厚さが、それぞれ前記の範囲内にあることにより、波長４００〜５５０ｎｍの光を選択的に反射することができる。
【００４６】
青色弱患者の色識別能力を調整することを目的として、本発明は図３に示すような、他の抗放射構造３００を提供する。当該構造は長波長、例えば５５０〜７００ｎｍの光を反射して、色弱患者の眼に見える色をより実際の色（true color）に近付けさせることができる。上記構造における反射層３０３および周期的格子３０５の屈折率は透明基材の屈折率より実質的に大きく、約１．６〜２．０である。周期的格子３０５の屈折率が１．６未満であると、スペクトル選択性が良くない傾向があり、周期的格子３０５の屈折率が２．０を超える透明材料はあまりなく、入手が困難であるためである。周期的格子３０５のデューティー比は約０．１５〜０．８であり、０．２５〜０．４であると好ましい。また、格子間隔Ｔは１０〜５００ｎｍであるのが好ましく、１００〜２００ｎｍであるとより好ましい。格子間隔Ｔが１０ｎｍ未満のものは、製造が困難なためである。高さＨは約５〜１３０ｎｍである。反射層３０３の厚さｄは約５０〜１８０ｎｍである。周期的格子３０５のデューティー比（duty cycle）、格子間隔Ｔ、高さＨ、および反射層３０３の厚さが、それぞれ前記の範囲内にあることにより、波長５５０〜７００ｎｍの光を選択的に反射することができる。
【００４７】
実施の形態２
本発明は、上述したような三層構造以外に、図４に示すように、反射層を必要としない抗放射構造４００をも提供する。この抗放射構造４００は、透明基材４０１と、透明基材４０１に隣接し、入射光を回折させる周期的格子４０５とを含む。透明基材４０１にはガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を用いることができ、本発明の第二の実施形態では、屈折率が１．４〜２．０の基材として入手が容易で応用範囲が広い入手しやすく、応用も広いという理由から、ガラス基材を用いるのが好ましい。また、周期的格子４０５にはガラス、プラスチックまたは有機無機ハイブリッド材料を用いることができる。
【００４８】
透明基材４０１上に形成される周期的格子４０５は、以下に述べる方法により得られる。洗浄後の透明基材４０１上にスピンコーティング法により、エポキシを１０００〜３０００Åの膜厚で被膜する。前記膜厚は、回転数、被膜時間、ベーキング温度などのプロセスパラメータを制御することにより調整される。
【００４９】
その後、ＥＢＬを用いて、エポキシ上に周期的格子のレジストパターンを形成し、現像を経た後、周期的格子４０５が得られる。
【００５０】
本発明の第二の実施形態において、透明基材４１０と周期的格子４０５は、基材として屈折率が１．４〜２．０の透明材料であればよいが、実施例ではガラス基材を用いているという理由から、屈折率が同じであることが好ましく、同一または異なる材料とすることができる。透明基材４１０と周期的格子４０５の屈折率は、１．４〜１．９であることが好ましい。透明基材４１０と周期的格子４０５の屈折率が、１．４未満であると、スペクトル選択性が良くない傾向があり、屈折率が、１．９を超える透明素材はあまりなく、入手が困難なためである。
【００５１】
両者を同一の材料とする場合は一体成形を採用してもよい。波長２００〜４００ｎｍの紫外光を反射できるよう、抗放射構造４００においては周期的格子４０５のデューティー比を約０．１〜０．９、好ましい格子間隔Ｔを１８０〜３４０ｎｍ、高さを約１０〜４００ｎｍとする。
【実施例】
【００５２】
［シミュレーション１］
表１に示すのは、紫外光反射率シミュレーションに用いた抗放射構造１００のデータである。透明基材の屈折率は１．５であり、可変パラメータには、周期的格子１０５の高さＨ、反射層１０３の厚さｄ、周期的格子１０５と反射層１０３の屈折率（このシミュレーションにおいて格子と反射層は同じ材料とする）、デューティー比、および格子周期Ｔが含まれる。デューティー比は格子の幅Ｗと格子間隔Ｔとの比である。比較例１は透明基材１０１上に反射層１０３および周期的格子１０５が備わっていない構成である。つまり、比較例１は反射率シミュレーションを透明基材１０１単独に対して行ったものである。また、シミュレーションでは、入射光をＴＥ（Transverse electric）偏光の入射光とＴＭ（Transverse magnetic）偏光の入射光とに分けた。図５には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーションの結果が示されている。曲線実施例１〜４および曲線比較例１は、表１における実施例１〜４および比較例１の抗放射構造の反射率シミュレーション結果をそれぞれ示したものである。図５を見るとわかるように、波長２００〜４００ｎｍの紫外光領域において、本発明に係る抗放射構造（実施例１〜４）は透明基材（比較例１）よりも優れた反射率を備えている。とくに、屈折率の高い（１．９）反射層１０３および周期的格子１０５を採用した実施例３、４の抗放射構造にあっては、反射率が約８〜１４％となっている。
【００５３】
【表１】
2008097013.tif 000003
【００５４】
［シミュレーション２］
表２に示すのは、短波長可視光反射率シミュレーションに用いた抗放射構造２００のデータである。透明基材の屈折率は１．５であり、可変パラメータには、周期的格子２０５の高さＨ、反射層２０３の厚さｄ、周期的格子２０５と反射層２０３の屈折率（このシミュレーションにおいて格子と反射層は同じ材料とする）、デューティー比、および格子間隔Ｔが含まれる。デューティー比は格子の幅Ｗと格子間隔Ｔとの比である。比較例２は透明基材２０１上に反射層２０３および格子２０５が備わっていない構成である。つまり、比較例２は反射率シミュレーションを透明基材２０１単独に対して行ったものである。またシミュレーションでは、入射光をＴＥ（Transverse electric）偏光の入射光とＴＭ（Transverse magnetic）偏光の入射光とに分けた。図６には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果が示されている。曲線実施例５〜８および曲線比較例２は、表２における実施例５〜８および比較例２の抗放射構造の反射率のシミュレーション結果をそれぞれ示している。図６を見るとわかるように、波長４００〜５５０ｎｍの短波長領域において、本発明に係る抗放射構造（実施例５〜８）は透明基材（比較例２）よりも優れた反射率を備えている。とくに、屈折率の高い（１．９）反射層２０３および周期的格子２０５を採用した実施例７、８の抗放射構造にあっては、反射率が約６〜１７％となっている。
【００５５】
【表２】
2008097013.tif 000004
【００５６】
表３には、各抗放射構造２００のパラメータがそれぞれ示されている。屈折率が１．６、格子の高さが１４５ｎｍ、格子間隔が１３０ｎｍで、反射層の厚さｄが異なる抗放射構造２００に対して反射率シミュレーションを行った。図７には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーションの結果が示されている。曲線実施例９〜１１および曲線比較例３は、表３における実施例９〜１１および比較例３の抗放射構造の反射率シミュレーション結果を示している。図７を見るとわかるように、波長４００〜５５０ｎｍの青色領域において、曲線実施例９と曲線実施例１１の反射率は約３〜６％と比較的大きい。反射層２０３の厚さｄが１００ｎｍよりも大きい、例えば曲線実施例１０の場合、その短波長可視光の反射率は透明基材よりもむしろ劣るようになる。
【００５７】
【表３】
2008097013.tif 000005
【００５８】
表４には、各抗放射構造２００のパラメータがそれぞれ示されている。屈折率が１．９、格子の高さが１４６ｎｍ、格子間隔が１３０ｎｍで、反射層の厚さｄが異なる抗放射構造２００に対して反射率シミュレーションを行った。図８には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーションの結果が示されている。曲線実施例１２〜１４および曲線比較例４は、表４における実施例１２〜１４および比較例４の抗放射構造の反射率シミュレーション結果を示している。図８を見るとわかるように、波長４００〜５５０ｎｍの青色領域において、曲線実施例１２と曲線実施例１３の反射率は約６〜１７％と比較的大きい。そして、反射層が薄くても、例えば曲線実施例１４の場合、反射層の厚さｄはわずか２５ｎｍであるが、その短波長の反射率は依然透明基材よりも高かった。このシミュレーション結果より、屈折率の高い反射層は短波長可視光に対して優れた反射率を備えることがわかった。
【００５９】
【表４】
2008097013.tif 000006
【００６０】
［シミュレーション３］
表５に示すのは、長波長可視光反射率シミュレーションに用いた抗放射構造３００のデータである。透明基材の屈折率は１．５であり、可変パラメータには、周期的格子３０５の高さＨ、反射層３０３の厚さｄ、周期的格子３０５と反射層３０３の屈折率（このシミュレーションにおいて格子と反射層は同じ材料とする）、デューティー比、および格子間隔Ｔが含まれる。デューティー比は格子の幅Ｗと格子間隔Ｔとの比である。比較例５は、透明基材３０１上に反射層３０３および格子３０５が備わっていない構成である。つまり、比較例５は、反射率シミュレーションを透明基材３０１単独に対して行ったものである。またシミュレーション実験では、入射光をＴＥ（Transverse electric）偏光の入射光とＴＭ（Transverse magnetic）偏光の入射光とに分けた。図９には、本発明に係る抗放射構造の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果が示されている。曲線実施例１５〜１８および曲線比較例５は、表５における実施例１５〜１８および比較例５の抗放射構造の反射率のシミュレーション結果をそれぞれ示している。図９を見るとわかるように、波長５５０〜７００ｎｍの長波長領域において、本発明の抗放射構造（実施例１５〜１８）は透明基材（比較例５）よりも優れた反射率を備えている。特に、屈折率の高い（１．９）反射層３０３および周期的格子３０５を採用した実施例１７、１８の抗放射構造にあっては、反射率が約９〜１４％となっている。
【００６１】
【表５】
2008097013.tif 000007
【００６２】
表６には、各抗放射構造３００のパラメータがそれぞれ示されている。屈折率が１．６、格子の高さが７０ｎｍ、格子間隔が１３０ｎｍで、反射層の厚さｄはそれぞれ異なる上記各抗放射構造３００に対して反射率シミュレーションを行った。図１０には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーションの結果が示されている。曲線実施例１９〜２１および曲線比較例６は、表６における実施例１９〜２１および比較例６の抗放射構造の反射率シミュレーション結果をそれぞれ示している。本シミュレーションでは反射層の厚さが３種類あるが、図１０を見るとわかるように、波長５５０〜７００ｎｍの赤色領域において、厚さが大きくなるほど反射率は低下している。
【００６３】
【表６】
2008097013.tif 000008
【００６４】
表７には、各抗放射構造３００のパラメータがそれぞれ示されている。屈折率が１．９、格子の高さが６０ｎｍ、格子間隔が１３０ｎｍで、反射層の厚さｄが異なる抗放射構造３００に対して反射率シミュレーションを行った。図１１には、本発明に係る抗放射構造の、各種波長の入射光に対する反射率シミュレーションの結果が示されている。曲線実施例２２〜２４および曲線比較例７は、表７における実施例２２〜２４および比較例７の抗放射構造の反射率シミュレーション結果をそれぞれ示している。図１１を見るとわかるように、波長５５０〜７００ｎｍの赤色領域において、曲線実施例２２と曲線実施例２４の反射率は約４〜１１％と比較的大きい。反射層３０３の厚さｄが１００ｎｍよりも大きい、例えば曲線実施例２３の場合、その長波長可視光の反射率は透明基材よりもむしろ劣るようになる。
【００６５】
【表７】
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【００６６】
［シミュレーション４］
図４は、紫外光透過率シミュレーションを行うのに用いた抗放射構造４００であり、その可変パラメータには周期的格子４０５の高さＨ、透明基材４０１および周期的格子４０５の屈折率（このシミュレーション実験では透明基材４０１と周期的格子４０５を同じ材料とする）、デューティー比、および格子間隔Ｔが含まれる。デューティー比は格子の幅Ｗと格子間隔Ｔとの比である。シミュレーション実験に用いた入射光はＴＥ（Transverse electric）偏向の光であり、格子の高さＨは１００ｎｍ、抗放射構造４００の屈折率は１．４、デューティー比は０．５、格子間隔は２８６ｎｍである。図１２には、各種波長の光に対する抗放射構造４００の透過率のシミュレーション結果が示されている。曲線実施例２５はゼロ次光透過率であり、曲線実施例２６は正負の１次光透過率であり、曲線実施例２７は総透過率である。図１２より、波長２００〜４００ｎｍの紫外光領域において、本発明に係る抗放射構造のゼロ次光透過率は比較的低い。シミュレーション１〜３とは異なり、シミュレーション４の原理は回折であって、反射ではない。好ましく設計した格子のデューティー比により、シミュレーション４では、紫外光領域に回折を生じさせて、エネルギーの一部を正負の１次光に伝え、紫外光領域の透過率を低下させることができた。
【００６７】
以上、好適な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定はされないと解されるべきであり、つまり本発明は、（当業者であれば自明であるような）各種変更および均等な形態を含むものである。上に掲げた実施形態は、本発明の原理を説明するための最良の態様を提示すべく選択し記載したものである。即ち、添付の特許請求の範囲は、かかる各種変更および均等な形態が全て包含されるように、最も広い意味に解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る、白内障防止のための抗放射構造の断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る、赤色弱患者の識別能力を調整するための抗放射構造の断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る、青色弱患者の識別能力を調整するための抗放射構造の断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る、抗放射構造の断面図であり、反射層を必要としない構造である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の紫外光領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の短波長領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の青色領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の青色領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の長波長領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の赤色領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図１１】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の赤色領域の各種波長の入射光に対する反射率シミュレーション結果を示す図である。
【図１２】本発明の好ましい実施形態による抗放射構造の紫外光領域の各種波長の入射光に対する透過率シミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００、２００、３００、４００    抗放射構造
１０１、２０１、３０１、４０１    透明基材
１０３、２０３、３０３            反射層
１０５、２０５、３０５、４０５    周期的格子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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