(57)【要約】【課題】  反射粒子の面積占有率の高い光学反射膜を提供する。【解決手段】  樹脂と反射粒子からなる光学反射膜において、光学反射膜は単位面積２μｍ×２μmあたりの反射粒子の面積占有率５０％以上であることを特徴とする。また、単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で９０％以上１００％以下であることが好ましい。また、反射粒子の平均粒径は２μｍ以下であることが好ましい。これにより薄い膜であっても優れた反射特性を示す。【選択図】  図１
2016224105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と反射粒子からなる光学反射膜において、光学反射膜は単位面積２μｍ×２μmあたりの反射粒子の面積占有率５０％以上であることを特徴とする光学反射膜。
【請求項２】
単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で９０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項１記載の光学反射膜。
【請求項３】
反射粒子の平均粒径は１μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載の光学反射膜。
【請求項４】
反射粒子の凝集体の平均粒径が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光学反射膜。
【請求項５】
反射粒子の平均アスペクト比が１．５以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学反射膜。
【請求項６】
反射粒子は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化クロムから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学反射膜。
【請求項７】
光学反射膜の膜厚が５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光学反射膜。
【請求項８】
前記樹脂は、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂およびビニル系樹脂から選択される１種または２種以上より構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１種に記載の光学反射膜。
【請求項９】
波長５１０ｎｍの光の反射率が９４％以上、かつ、波長６７０ｎｍの光の反射率が９１％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１種に記載の光学反射膜。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の光学反射膜を具備したことを特徴とする光学部品。
【請求項１１】
光学部品がシンチレータアレイ、発光素子搭載用基板、光束測定用積分球のいずれか１種であることを特徴とする請求項１０記載の光学部品。
【請求項１２】
反射粒子の表面に樹脂被覆した表面被覆反射粒子を調製する工程と、前記表面被覆反射粒子を加速した気体により噴射し、基材上に堆積させる噴射工程、とを有することを特徴とする光学反射膜の製造方法。
【請求項１３】
樹脂被膜の厚さが０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１２記載の光学反射膜の製造方法。
【請求項１４】
反射粒子の平均粒径が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１２ないし請求項１３のいずれか１項に記載の光学反射膜の製造方法。
【請求項１５】
前記噴射工程は、コールドスプレー法、ＨＶＡＦ法、および、ＨＶＯＦ法から選択される１種または２種以上のメカニカルデポジション方式であることを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の光学反射膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述する実施形態は、光学反射膜及びそれを用いた光学部品並びに光学反射膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学反射膜は、主に可視光を反射する反射膜として様々な分野で使用されている。光学反射膜が使用される用途としては、シンチレータアレイの反射膜、発光素子搭載用基板の反射膜など様々なものが挙げられる。
国際公開番号ＷＯ２０１３／０８０５６５号公報（特許文献１）では、シンチレータアレイの反射膜にＴｉＯ２粒子と樹脂を混合したものが開示されている。特許文献１ではＴｉＯ２粒子と樹脂の混合工程を三本ロール混合機にて行っている。このような方式では、ＴｉＯ２（反射粒子）の添加量を多くすると、ＴｉＯ２粒子の凝集体ができてしまい反射特性のばらつきの原因となっていた。このため、特許文献１では反射粒子の添加量を多くすることができなかった。
また、国際公開番号ＷＯ２００８／０４１３８２号公報（特許文献２）では、ナノ粒子（反射粒子）の凝集体を用いた光学反射膜が開示されている。樹脂層上にナノ粒子の凝集体を配置した構造であるため、反射膜全体としては反射粒子が均一に分散したものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１３／０８０５６５号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２００８／０４１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の光学反射膜は、樹脂層の中に反射粒子を多く含有させることが困難であった。反射粒子の含有量を多くしようとすると凝集体が大きくなったり、凝集体が増加するといった状態となっていた。光学反射膜の反射率は、反射粒子の物性だけでなく、反射粒子の分散状態も重要である。光学反射膜の中で反射粒子と樹脂が均一分散することにより、屈折率が異なる領域を均一に存在させることが必要である。従来の光学反射膜は反射粒子の含有量を多くしようとすると凝集体が増大するため、屈折率が異なる領域を均一に形成することができなかった。このため、反射率の向上には限界があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態にかかる光学反射膜は、樹脂と反射粒子からなる光学反射膜において、光学反射膜は単位面積２μｍ×２μmあたりの反射粒子の面積占有率５０％以上であることを特徴とするものである。単位面積あたりの反射粒子の分散状態を均一化できるため、反射率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかる光学反射膜の一例を示す図。
【図２】実施形態にかかる光学反射膜の反射粒子の分散状態の一例を示す図。
【図３】実施形態にかかる光学反射膜の別の一例を示す図。
【図４】実施形態にかかるシンチレータアレイの一例を示す図。
【図５】実施形態にかかる発光素子搭載用基板の一例を示す図。
【図６】実施形態にかかる光学反射膜の製造方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態にかかる光学反射膜は、樹脂と反射粒子からなる光学反射膜において、光学反射膜は単位面積２μｍ×２μｍあたりの反射粒子の面積占有率５０％以上であることを特徴とするものである。
図１に実施形態にかかる光学反射膜の一例を示した。図中、１は光学反射膜、２は反射粒子、３は樹脂、である。
実施形態にかかる光学反射膜は、樹脂３の膜の中に反射粒子２が分散したものである。また、光学反射膜の単位面積２μｍ×２μmあたりの反射粒子の面積占有率を５０％以上にしたものである。面積占有率を５０％以上と高くすることにより、光学反射膜の反射率を向上させることができる。また、反射粒子の存在割合を高くすることにより、光学反射膜の薄型化も行うことができる。
なお、反射粒子の面積占有率の測定方法は、光学反射膜の任意の断面において走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて拡大写真を撮影する。拡大写真の単位面積２μｍ×２μｍあたりの反射粒子の合計面積を求める。（反射粒子の合計面積／４μｍ２）×１００＝反射粒子の面積占有率（％）にて求める。
【０００８】
また、反射粒子の面積占有率の上限は特に限定されるものではないが、８５％以下であることが好ましい。反射粒子の面積占有率が８５％を超えると光学反射膜中の樹脂の割合が少なくなる。樹脂の割合が少なくなると、反射膜の強度が低下する。また、反射粒子の面積占有率が大きくなると、反射粒子の凝集体ができやすくなる。そのため、反射粒子の面積占有率は５０〜８５％、さらには５５〜８０％が好ましい。
また、単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で９０％以上１００％以下であることが好ましい。
図２に、反射粒子の分散状態の一例を示した。図中、２は反射粒子、３は樹脂、４は反射粒子の凝集体、である。また、４−１は反射粒子２個からなる凝集体、４−２は反射粒子３個からなる凝集体、である。また、ｈは反射粒子同士の隙間、Ｗ１は凝集体４−１の長径、Ｗ２は凝集体４−２の長径、である。
【０００９】
単位面積２μｍ×２μｍあたりに存在する反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で９０％以上１００％以下であるということは、反射粒子同士の隙間ｈが９０％以上の割合で存在することを示す。個々の反射粒子同士の隙間に樹脂が存在することにより、反射粒子と樹脂が交互に存在する領域をつくることができる。反射粒子と樹脂が交互に存在することにより、屈折率の異なる領域を連続的に存在させることができる。このような状態にすると反射率が向上する。反射粒子の凝集体が存在すると屈折率の異なる領域を連続的に形成できなくなる。そのため、反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で９０％以上１００％以下であることが好ましい。なお、反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合が個数割合で１００％であることが最も好ましい。
また、単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合の測定方法はＳＥＭ写真（拡大写真）を用いて、反射粒子同士の隙間に樹脂が確認できるか否かを確認する。単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する反射粒子の個数と、隙間に樹脂が確認できる個数を求める。また、反射粒子同士の隙間に樹脂が確認できるとは、拡大写真にて一粒の反射粒子の周囲すべてに樹脂の存在が確認できる状態を示す。図２に示した凝集体４−１、４−２のように反射粒子同士が直接接触したものは、隙間に樹脂が確認できない反射粒子としてカウントする。また、凝集体４−１のように２粒の反射粒子からなる凝集体は、隙間に樹脂が確認できない反射粒子を２個とカウントする。また、凝集体４−２のように３粒の反射粒子からなる凝集体は、隙間に樹脂が確認できない反射粒子を３個とカウントする。同様に、４粒以上の反射粒子からなる凝集体は、凝集体を構成する反射粒子の個数をカウントし、隙間に樹脂が確認できない反射粒子の個数とする。ＳＥＭ写真で確認し難いときは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてもよい。
【００１０】
また、反射粒子の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましい。また、反射粒子の平均粒径は０．５μｍ以下、さらには０．１μｍ以下であることが好ましい。前述のように、反射粒子と樹脂が交互に存在する領域を形成することにより、屈折率の異なる領域を微小な領域でつくることができる。これにより反射率を向上させるものである。反射粒子の粒径があまり大きくなると屈折率の異なる領域を微小領域にすることができなくなる。
また、反射粒子の凝集体の平均粒径が２μｍ以下であることが好ましい。反射粒子の凝集体が大きいと、屈折率の異なる領域を微小領域とすることが困難となる。そのため、反射粒子の凝集体は、小さいことが好ましい。当然ながら、凝集体は存在しないことが最も好ましい。そのため、反射粒子の凝集体は平均粒径２μｍ以下、さらには１．５μｍ以下が好ましい。
【００１１】
また、反射粒子の凝集体の平均粒径の測定方法は、単位面積２μｍ×２μmあたりのＳＥＭ写真（拡大写真）を撮影する。拡大写真にて、反射粒子同士の隙間に樹脂が確認できない領域を凝集体とする。凝集体の長径を凝集体の粒径とする。単位面積２μｍ×２μmあたりに存在する凝集体の粒径の平均値を凝集体の平均粒径とする。例えば、図２ではＷ１とＷ２の平均値が凝集体の平均粒径となる。
また、反射粒子の平均アスペクト比が１．５以上であることが好ましい。図３に実施形態にかかる光学反射膜の別の一例を示した。図中、１は光学反射膜、２は反射粒子、３は樹脂、である。
反射粒子の平均アスペクト比を１．５以上にすると、反射粒子同士の三重点を小さくすることができる。その結果、反射粒子の面積占有率を高くすることができる。なお、反射粒子の平均アスペクト比の上限は特に限定されるものではないが、３．０以下が好ましい平均アスペクト比が３を超えて大きいと、屈折率の異なる領域を微小領域とすることが難しくなる。そのため、反射粒子の平均アスペクト比は１．５〜３．０の範囲内であることが好ましい。
また、反射粒子のアスペクト比の求め方は、光学反射膜１の厚み方向の断面をＳＥＭ写真（拡大写真）にて観察する。単位面積２μｍ×２μmあたりに写る反射粒子の最大径を長径とする。長径の中点から垂直に伸ばした長さを短径とする。長径／短径＝アスペクト比とする。この作業を位面積２μｍ×２μmあたりに写る反射粒子すべてに行い、その平均値を平均アスペクト比とする。
【００１２】
また、反射粒子同士の隙間ｈは０．５μｍ以下、さらには０．２μｍ以下であることが好ましい。反射粒子同士の隙間ｈとは図２に示したように、隣り合う反射粒子の中で最も近い距離を示す。つまり、一つの反射粒子の周囲に複数の反射粒子があるとき、最も近い距離にある反射粒子までの距離を隙間ｈとする。
隙間ｈを小さくすることにより、反射粒子の面積占有率を大きくすることができる。また、反射粒子同士の隙間ｈの下限値は０．０１μｍ以上であることが好ましい。反射粒子の凝集体は隙間ｈ＝０μｍとなる。凝集体が無い状態にするためにも、隙間ｈを０．０１μｍ以上とすることが好ましい。
また、反射粒子同士の隙間ｈは平均値が０．１μｍ以下であることが好ましい。隙間ｈの平均値を０．１μｍ以下とすることにより、反射粒子の面積占有率を大きくすることができる。また、隙間ｈの平均値は、単位面積５μｍ×５μｍに写る反射粒子の隙間ｈを測定し、その平均値を求めるものとする。
【００１３】
また、反射粒子は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化クロムから選ばれる１種または２種以上であることが好ましい。酸化チタンはＴｉＯ２であることが好ましい。酸化アルミニウムはＡｌ２Ｏ３であることが好ましい。酸化タンタルはＴａ２Ｏ５であることが好ましい。酸化ジルコニウムはＺｒＯ２であることが好ましい。酸化珪素はＳｉＯ２であることが好ましい。酸化クロムはＣｒ２Ｏ３であることが好ましい。
この中では、ＴｉＯ２およびＴａ２Ｏ５が好ましい。この２つは可視光（波長４００〜７５０ｎｍ）の反射率が高い。ＴｉＯ２は屈折率が２．５０と高い。また、ＴｉＯ２はルチル型であることが好ましい。ＴｉＯ２は、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型などがある。この中でルチル型は光触媒特性が低い。そのため、樹脂を劣化させることが少ない。その結果、光学反射膜の劣化を防ぐことができる。また、ＴｉＯ２の光触媒特性を抑制するために、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる１種または２種以上の第二反射粒子を混合してもよい。反射粒子の合計量を１００質量部としたとき、ＴｉＯ２を７０〜９８％、第二反射粒子を３０〜２質量部とすることが好ましい。また、ＴｉＯ２粒子の表面にＡｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる１種を被膜したものを用いてもよい。
【００１４】
また、樹脂は、有機物であれば特に限定されるものではない。また、樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリイミド樹脂から選ばれる１種または２種以上が挙げられる。これらの樹脂は、前記反射粒子との屈折率の差を０．２０以上にすることができる。
この中では、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂およびビニル系樹脂から選択される１種または２種以上より構成されていることが好ましい。これら樹脂は、後述するように樹脂被膜した表面被覆反射粒子を調整しやすい。また、これら樹脂は屈折率が１．５０前後である。ＴｉＯ２の屈折率は２．５０〜２．７２である。樹脂と反射粒子の屈折率の差を０．２０以上、さらには０．８０以上とすることができる。前述のように、反射粒子と樹脂の分散状態を均一化することにより、屈折率の異なる領域を微小領域で形成することができる。その結果、光学反射膜の反射率を向上させることができる。
【００１５】
また、光学反射膜の膜厚が５〜１００μｍであることが好ましい。膜厚ｔが５μｍ未満である場合、光学反射膜中の反射粒子の存在量の絶対値が少なくなる。そのため十分な反射率が得られないおそれがある。一方、膜厚ｔが１００μｍを越えて厚いと、それ以上の反射率の向上が得難くなる。また、光学反射膜の膜厚ｔは１０〜５０μｍが好ましい。
このような光学反射膜は、反射率を向上させることができる。ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３から選ばれる反射粒子を用いることにより、可視光領域（波長４００〜７５０ｎｍ）の反射率を向上させることができる。特に、波長５１０ｎｍの光の反射率が９４％以上、かつ、波長６７０ｎｍの光の反射率が９１％以上とすることができる。
【００１６】
以上のような光学反射膜は、様々な光学部品に好適である。特に、可視光を反射する光学部品に好適である。また、膜厚ｔを１００μｍ以下にできるので、薄い反射膜が必要な製品に好適である。このような製品としてシンチレータアレイ、発光素子搭載用基板、光束測定用積分球が挙げられる。言い換えると、光学部品がシンチレータアレイ、発光素子搭載用基板、光束測定用積分球のいずれか１種であることが好ましい。
図４にシンチレータアレイの一例を示した。図中、１は光学反射膜、５はシンチレータアレイ、６はシンチレータ、である。シンチレータ６同士の隙間に光学反射膜１を配置して一体化したものがシンチレータアレイ５となる。シンチレータアレイ５は、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）装置や荷物検査装置などのＸ線を使ったＸ線検出器に用いられる。また、Ｘ線検出器は、Ｘ線がシンチレータ６に当たることにより可視光に変換される。この可視光をフォトダイオードなどの検出器で電気信号に変えていく。シンチレータアレイ５に実施形態にかかる光学反射膜１を用いることにより、反射率が向上するためシンチレータアレイ５の光出力を向上させることができる。また、光学反射膜中の反射粒子の面積占有率を５０％以上と高くしているため、光学反射膜の厚さｔを薄型化することもできる。光学反射膜の厚さを１００μｍ以下と薄くすることにより、シンチレータ６のピッチを狭くすることができる。これにより、検出画素を小型化（高精細）にすることができる。また、光学反射膜中の反射粒子の面積占有率を高くしているため、薄型化したとしてもクロストークの発生を抑制することができる。このように、実施形態にかかるシンチレータアレイは、反射膜に実施形態にかかる光学反射膜を用いることにより、光出力向上、高精細化、クロストーク抑制をなしえることができる。
【００１７】
図５に、発光素子搭載用基板の一例を示した。図中、１は光学反射膜、７は発光素子搭載用基板、８は基板、９は発光素子、である。発光素子７は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザなどが例示される。基板８には発光素子７が実装される。基板８上に光学反射膜１を設けることにより発光素子からの光を反射することができる。なお、発光素子搭載用基板７は、基板８上に光学反射膜１を設けたものを示す。発光素子搭載用基板７に発光素子９を搭載したものは発光装置と呼ぶ。実施形態にかかる発光素子搭載用基板を用いた発光装置は、発光素子からの光を反射できるため発光効率を向上させることができる。特に、実施形態にかかる光学反射膜１は可視光の反射率が高いため、可視光を発光する発光素子を搭載する発光素子搭載用基板に好適である。なお、可視光を発光する発光素子は、発光ダイオードと蛍光体層を組合せたものであってもよい。
【００１８】
また、シンチレータアレイ、発光素子搭載用基板以外にも可視光を反射する効果が求められる光学部品に好適である。このような光学部品として光束測定用積分球が挙げられる。光束測定用積分球は、中空の球体の中心に発光素子を配置し、その全光束や色度を測定する装置である。白色ＬＥＤなどの可視光を発光する発光素子の発光特性を測定することに使用される。積分球の内面の反射膜に実施形態にかかる光学反射膜を設けることにより、反射率が高まるため測定精度を向上させることができる。
実施形態にかかる光学部品は、厚さ１００μｍ以下と薄い膜であっても、優れた反射率を有する。そのため、薄い反射膜であることによる効果が出る光学部品に好適である。
次に、実施形態にかかる光学反射膜の製造方法について説明する。実施形態にかかる光学反射膜は上記構成を有していれば、その製造方法は特に限定されるものではないが、効率的に得るための方法として次のものが挙げられる。
【００１９】
実施形態にかかる光学反射膜の製造方法は、反射粒子の表面に樹脂被覆した表面被覆反射粒子を調製する工程と、前記表面被覆反射粒子を加速した気体により噴射し、基材上に堆積させる噴射工程、とを有することを特徴とするものである。
まず、反射粒子の表面に樹脂被覆した表面被覆反射粒子を調製する工程を行う。反射粒子は平均粒径１μｍ以下のものであることが好ましい。また、反射粒子としては酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化クロムから選ばれる１種または２種以上であることが好ましい。次に、樹脂を溶媒に混合して希釈した樹脂希釈溶媒を調製する。溶媒に関しては、有機溶媒などの樹脂を希釈可能なものを用いるものとする。
【００２０】
樹脂希釈溶媒に反射粒子を混合して十分に攪拌する。その後、反射粒子を含有した樹脂希釈溶媒をスプレードライ法で噴出、乾燥する方法が好ましい。また、反射粒子に樹脂希釈溶媒を噴霧と乾燥を繰り返して被覆する方法もある。また、反射粒子を含有した樹脂希釈溶媒をボールミルなどで十分混合する。混合したものを取り出し乾燥する。この混合と乾燥を繰り返して被覆する方法も挙げられる。このような反射粒子を含有した樹脂希釈溶媒を用いて、反射粒子の表面に樹脂被覆した表面被覆反射粒子を調製する方法が好ましい。樹脂希釈溶媒を用いることにより、反射粒子の表面に樹脂被覆を行い易くなる。また、予め表面被覆反射粒子とすることにより、反射粒子の凝集体が形成されるのを防ぐことができる。
また、樹脂被膜の厚さは０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍ以下の薄い被膜とすることにより、光学反射膜中の反射粒子の面積占有率を大きくすることができる。
また、表面被覆反射粒子を造粒してある程度の大きさにすることが好ましい。造粒体（２次粒子）とすることにより、噴射工程での噴射効率を高めることができる。２次粒子の平均粒径は３〜５０μｍ、さらには５〜２０μｍの範囲が好ましい。また、必要に応じ、樹脂被膜が消失しない程度の熱処理を加えてもよいものとする。
【００２１】
次に、前記表面被覆反射粒子を加速した気体により噴射し、基材上に堆積させる噴射工程を行う。図６に噴射工程の一例を示した。図中、１０は表面被覆反射粒子、１１は基材である。
基材は、光学反射膜を設けるための基材であることが好ましい。この方法であれば、光学反射膜を具備した基材をそのまま光学部品として使用することができる。また、一旦、基材に設けた光学反射膜をはがして光学部品の基材に貼り付けてもよい。この場合は、光束測定用積分球のように、球面上に光学反射膜を設ける場合に有効である。
また、前記噴射工程は、コールドスプレー法、ＨＶＡＦ法、および、ＨＶＯＦ法から選択される１種または２種以上のメカニカルデポジション方式であることが好ましい。メカニカルデポジション方式は、表面被覆反射粒子に高熱を加えずに噴射することができる。そのため、反射粒子の表面にある樹脂を消失させずに成膜させることができる。このため、反射粒子同士の凝集体の形成を大幅に抑制することができる。
また、噴射速度を速めることにより、表面被覆反射粒子が基材に衝突する応力を高くすることができる。これにより、反射粒子を塑性変形させて扁平形状にすることができる。噴射工程での塑性変形であれば基材と平行方向に扁平形状にすることができる。
噴射工程では、表面被覆反射粒子を、圧縮気体（作動ガス）により加速させて基材に向け噴射する。ここで、用いる作動ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、空気、酸素、窒素、これらの混合気体などが挙げられる。これら気体は樹脂と反応しないため好ましい。
また、噴射速度は、粒子速度で１００ｍ／ｓ以上、さらには４００ｍ／ｓ以上の高速で噴射を行うことが好ましい。また、作動ガス温度により当該粉末が実質的に溶融しないような相対的に低い温度であることが好ましい。作動ガスの温度が２８０℃以下、さらには１４０℃以下の温度であることが好ましい。樹脂も、この温度で消失しないものを選択するものとする。
【００２２】
このような噴射方法として、コールドスプレー法、ＨＶＡＦ法、ＨＶＯＦ法が挙げられる。これら方法は、噴射速度を高めることにより、作動ガスの温度を実質的に低くすることができる。
コールドスプレー法は、概略、原料粉末の融点または軟化温度よりも低い温度のガスを超音速流にし、その流れ中に原料粒子を投入し加速させ、固相状態のままで基材に衝突させる方法である。用いるガスとしては、大気を用いる場合もあるが、一般には酸化を防止するため窒素、ヘリウム、アルゴン等の非酸化性のガスを使用することが好ましい。
また、ＨＶＯＦ（High Velocity Oxygen Fuel）法、ＨＶＡＦ（High Velocity Aero Fuel）法は、燃焼炎を利用したフレーム溶射法の一種で、前者のＨＶＯＦ法は、燃料の燃焼に高圧酸素を使用し、後者のＨＶＡＦ法は、上記高圧酸素に代えて圧縮空気を使用する方法である。両方法は、概略、ともに原料粉末を加熱により溶融または軟化させ、微粒子状にして加速し基材表面に衝突させる方法である。
【００２３】
コールドスプレー法、ＨＶＡＦ法、ＨＶＯＦ法の中ではコールドスプレー法が好ましい。コールドスプレー法は、表面被覆反射粒子の加熱が最も抑えられるためである。そのため、熱変質が少ないので、良好な反射膜を得やすくなる。特に、樹脂被膜の厚さが０．１μｍ以下の薄い膜を有する表面被覆反射粒子を用いる場合に有効である。
また、ＨＶＯＦ法を採用した場合には、成膜速度は非常に大きく、量産に適している。また、ＨＶＡＦ法を採用した場合には、ＨＶＯＦ法より燃焼温度を低く抑えられ、空気を用いるため酸化が抑えられる。また、成膜コストも比較的安価にできる。
また、噴射速度の制御には、噴射ノズル入口ガス圧力、噴射ノズル入口ガス温度、噴射ノズル−基板間距離、噴射装置への粉末供給量、ノズルまたは基材の移動速度などを各種の噴射方式、粉末の材質、粒径などに応じて最適な値を選択すれば良い。また、表面被覆反射粒子の２次粒子を用いて成膜することにより、成膜量を増やすことができ、成膜効率を向上させることができる。
【００２４】
（実施例）
（実施例１〜５、比較例１）
樹脂を有機溶媒にて希釈した樹脂希釈溶媒を調製した。次に、反射粒子を添加して十分に攪拌した後、スプレードライ法にて反射粒子の表面に樹脂被覆した表面被覆反射粒子を調製した。その結果を表１に示す。
また、比較例１として、ＴｉＯ２粒子をエポキシ樹脂に添加し、３本ロールで混合したものを用意した。なお、表１にてＴｉＯ２はルチル型のものを用いた。また、実施例３はＡｌ２Ｏ３被膜を０．０２μｍ設けたものである。また、実施例５は、ＴｉＯ２を９０質量部、Ａｌ２Ｏ３を１０質量部の比で混合したものである。
【００２５】
【表１】
2016224105.tif 000003
【００２６】
以下の成膜条件にて成膜した。実施例および比較例は、Ａｌ板（板厚４ｍｍ）からなる基材上に成膜を行った。また、実施例１〜５は表１に示した２次粒子を用いた。比較例１は反射粒子と樹脂の混合物を塗布する方法にて成膜した。
【００２７】
（コールドスプレー法：ＣＳ法）
・ノズル入口ガス圧力：ヘリウムガス  １ＭＰａ
・ノズル入口ガス温度：３１５℃
・ノズル−基板間距離：１０ｍｍ
・粉末供給量        ：約１０ｇ／ｍｉｎ
・ノズル移動速度    ：２５〜４０ｍｍ／ｓ
・実質的な作動ガス温度：９０〜１４０℃
【００２８】
（ＨＶＡＦ法）
・ノズル入口ガス圧力：空気  ０．６ＭＰａ
・ノズル入口ガス温度：約１２００℃
・ノズル−基板間距離：２００ｍｍ
・粉末供給量        ：約１５０ｇ／ｍｉｎ
・ノズル移動速度    ：５００〜６００ｍｍ／ｓ
・実質的な作動ガス温度：１５０〜２３０℃
【００２９】
（ＨＶＯＦ法）
・ノズル入口ガス流量：酸素５ガロン／ｈｒ
・ノズル入口ガス温度：約１５００℃
・ノズル−基板間距離：３５０ｍｍ
・粉末供給量        ：約２００ｇ／ｍｉｎ
・ノズル移動速度    ：１０００〜１１００ｍｍ／ｓ
・実質的な作動ガス温度：１８０〜２７０℃
【００３０】
得られた光学反射膜について、反射粒子の面積占有率、反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合、反射粒子同士の隙間、反射粒子の凝集体の平均粒径、反射粒子の平均アスペクト比、を求めた。
これらの測定には、ＳＥＭ写真（拡大写真）を用いた。拡大写真にて単位面積２μｍ×２μｍを観察する。拡大写真の倍率は、５０００倍以上が好ましい。拡大写真にて反射粒子の合計面積を求める。（反射粒子の合計面積／４μｍ２）×１００（％）にて反射粒子の面積率を求めた。
また、同じ拡大写真（単位面積２μｍ×２μm）を用いて反射粒子の全体個数、反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する反射粒子の個数を求める。（反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する反射粒子の個数／反射粒子の全体個数）×１００（％）により、反射粒子同士の隙間に樹脂が存在する割合を求めた。また、反射粒子同士の隙間ｈは隣り合う反射粒子の中で最も近い距離を示した。
また、その際、反射粒子の凝集体が確認されたものは、凝集体の長径を求めた。その長径の平均値を反射粒子の凝集体の平均粒径とした。また、拡大写真に写る反射粒子の長径と、その長径の中点に垂直に伸ばした径を短径とした。（長径／短径）をアスペクト比とし、単位面積２μｍ×２μｍに写る反射粒子すべてのアスペクト比の平均値を平均アスペクト比とした。
その結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】
2016224105.tif 000004
【００３２】
表から分かる通り、実施例にかかる光学反射膜は反射粒子の面積占有率が高かった。その上で凝集体が少なく、反射粒子同士の隙間も小さかった。
次に、実施例および比較例にかかる光学反射膜に関して、可視光の反射率を求めた。反射率の測定は、光学反射膜に波長５１０ｎｍまたは６７０ｎｍの光を照射し、反射率を求めた。その結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2016224105.tif 000005
【００３４】
表から分かる通り、実施例にかかる光学反射膜は反射率が優れていた。比較例１のように膜厚３００μｍのものと同等以上の反射率を示している。このため、光学反射膜の薄型が可能である。これは反射粒子同士の隙間に樹脂が存在している状態を微小領域とすることができているためである。このような微小領域とすることにより、屈折率の異なる領域を微小に連続的に形成できるためである。
【００３５】
次に、実施例および比較例にかかる光学反射膜を用いてシンチレータアレイを作製した。各シンチレータアレイの光出力およびクロストークの有無を測定した。また、シンチレータアレイは、縦０．８ｍｍ×横０．８ｍ×厚さ１．０ｍｍのシンチレータを用いた。
シンチレータアレイの光出力は比較例１Ａの光出力を１００としたときの比で示した。また、クロストークは反射膜で分離された特定のセルにＸ線を入射したときの入射セルにおける出力と隣接セルにおける出力の比により定義する。
その結果を表４に示した。
【００３６】
【表４】
2016224105.tif 000006
【００３７】
表から分かる通り、実施例にかかるシンチレータアレイは光出力が向上した。また、クロストークも抑制されていた。その上で反射膜の厚さを薄くできるのでシンチレータ間のピッチを狭くすることができる。そのため、高精細化することができる。
【００３８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…光学反射膜
２…反射粒子
３…樹脂
４、４−１、４−２  …反射粒子の凝集体
５…シンチレータアレイ
６…シンチレータ
７…発光素子搭載用基板
８…基板
９…発光素子
１０…表面被覆反射粒子
１１…基材
【図１】
2016224105.tif 000007
【図２】
2016224105.tif 000008
【図３】
2016224105.tif 000009
【図４】
2016224105.tif 000010
【図５】
2016224105.tif 000011
【図６】
2016224105.tif 000012