JP3374978B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回折格子の製造方法に
関し、特に、熱線反射膜のように広い波長範囲の回折を
する回折格子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回折格子としては、フォトポリマ
ー、重クロム酸ゼラチン、銀塩等の膜に光の干渉縞を記
録して形成したブラッグ回折格子がよく知られている。
しかし、これらは何れも回折波長の範囲が狭く、広い波
長範囲の回折が可能なものは得られていない。

【０００３】このようなブラッグ回折格子を熱線反射膜
等の用途に用いるには、回折波長が数百ｎｍ以上の範囲
にわたる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈折率差
のある２種類以上のポリマー層を一部の層間で厚みが異
なるように積層することにより、広い波長範囲の回折が
可能なブラッグ回折格子を製造する方法を提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の回折格子の製造方法においては、少なくとも一部の
層間で厚さを異ならせて積層された屈折率差のあるポリ
マー層の作製方法において、塗布手段としてスピンコー
ト法を用い、膜厚の制御を、塗布溶液の粘度やスピンコ
ートの回転数を変化させることにより行うものである。
そのため、回折効率及び回折波長を、ポリマー膜の膜
厚、積層数、屈折率差を変えることにより、任意に設定
することができ、極めて簡便で、応用範囲の広い回折格
子作製方法である。

【０００６】一般に、回折格子の格子間ピッチｄと回折
波長λは、入射角をθ、屈折率をｎとすると、 ２ｎｄｓｉｎθ＝ｍλ（ｍ＝１，２，３・・・） で与えられる。したがって、屈折率の高い層と低い層を
交互に積層して回折格子を構成し、その際、格子間ピッ
チｄの異なる層を数種類作製することにより、種々の波
長の光を回折できるようにすることができ、１つの回折
格子の回折波長範囲を広げることができる。

【０００７】具体的な例について説明すると、平均屈折
率が１．５の場合、図１に断面図を示すように、例え
ば、０．１３μｍの高屈折率ポリマー層１（ｎ_d ＝１．
５９）に同じ厚みの低屈折率ポリマー層２（ｎ_d ＝１．
４１）を５組積層後、０．１４μｍの高屈折率ポリマー
層３（ｎ_d ＝１．５９）に同じ厚みの低屈折率ポリマー
層４（ｎ_d ＝１．４１）を５組積層し、厚みを順次大き
くして同様に繰り返し積層し、０．６７μｍの高屈折率
ポリマー層５（ｎ_d ＝１．５９）と同じ厚みの低屈折率
ポリマー層６（ｎ_d ＝１．４１）を５組積層して回折格
子１０を作製する。このフィルム１０の膜厚は、次の計
算から７０μｍとなる。

【０００８】 ０．１３×２×５＋０．１４×２×５＋・・・・＋０．６７×２×５ ＝７０μｍ この回折格子１０により、図２に示すように、第１の厚
さの層の組１、２により、８００ｎｍの波長の光を回折
し、順次増加される厚さの層の組により、８４０ｎｍ、
・・・・・、２０００ｎｍの幅広い光を回折するように
なる。ここで、ポリマー層の膜厚、積層数、屈折率差を
変えることにより、回折波長範囲、回折効率を任意に設
定することができる。

【０００９】このような層構成を得る手段としては、ロ
ールコーティング、グラビアコーティング、ダイコーテ
ィング、スプレーコーティング、ブレードコーティン
グ、スピンコーティング等種々のコーティング法が考え
られるが、何れのコーティング法も本発明に適用でき
る。これらの中、特に好ましいコーティング方法は、膜
厚の制御が０．０１μｍの単位でも厳密に行うことがで
きるスピンコーティング法である。

【００１０】また、本発明においてポリマー層となるポ
リマーは、ポリマー溶液として、又は、電離放射線硬化
型材料溶液として、スピンコーティング法で塗布するの
が望ましい。

【００１１】まず、ポリマー溶液として塗布する場合に
ついて以下に述べる。ポリマー溶液として塗布する場合
は、次に示すいくつかの条件を満たすことが必要となっ
てくる。 ポリマーは、スピンコート後、加熱乾燥できる溶媒に
可溶である。 ２つのポリマーの屈折率が相互に異なる。 １つのポリマーが溶けている溶媒が、他のポリマー膜
を溶解しない。 これらの条件を満たすポリマーの組み合わせは、ポリマ
ーハンドブック等を用いて、屈折率、溶媒、非溶媒を調
べることにより決定できる。

【００１２】本発明の製造方法に使用できるポリマーと
しては、例えば、 ポリビニリデンフルオライド 1.42 ポリジメチルシリレン（ポリジメチルシロキサン） 1.43 ポリトリフルオロエチルメタクリレート 1.437 ポリオキシプロピレン 1.4495 ポリビニルイソブチルエーテル 1.4507 ポリビニルエチルエーテル 1.4540 ポリオキシエチレン 1.4563 ポリビニルブチルエーテル 1.4563 ポリビニルペンチルエーテル 1.4581 ポリビニルヘキシルエーテル 1.4591 ポリ（４−メチル−１−ペンテン） 1.459 -1.465 セルロースアセテートブチレート 1.46 -1.49 ポリ（４−フルオロ−２−トリフルオロメチルスチレン） 1.46 ポリビニルオクチルエーテル 1.4613 ポリ（ビニル２−エチルヘキシルエーテル） 1.4626 ポリビニルデシルエーテル 1.4628 ポリ（２−メトキシエチルアクリレート） 1.463 ポリブチルアクリレート 1.4631 ポリブチルアクリレート 1.466 ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート） 1.4638 ポリビニルドデシルエーテル 1.4640 ポリ（３−エトキシプロピルアクリレート） 1.465 ポリオキシカルボニルテトラメチレン 1.465 ポリビニルプロピオネート 1.4665 ポリビニルアセテート 1.4665 ポリビニルメチルエーテル 1.467 ポリエチルアクリレート 1.4685 エチレン−ビニルアセテート共重合体 1.47 -1.50 （８０％−２０％ビニルアセテート） セルロースプロピオネート 1.47 -1.49 セルロースアセテートプロピオネート 1.47 ベンジルセルロース 1.47 -1.58 フェノール−フォルムアルデヒド樹脂 1.47 -1.70 セルローストリアセテート 1.47 -1.48 ポリビニルメチルエーテル（アイソタクティック） 1.4700 ポリ（３−メトキシプロピルアクリレート） 1.471 ポリ（２−エトキシエチルアクリレート） 1.471 ポリメチルアクリレート 1.472 -1.480 ポリイソプロピルメタクリレート 1.4728 ポリ（１−デセン） 1.4730 ポリプロピレン（アタクティック，密度0.8575ｇ／ｃｍ³ ） 1.4735 ポリ（ビニルｓｅｃ−ブチルエーテル）（アイソタクティック） 1.4740 ポリドデシルメタクリレート 1.4740 ポリオキシエチレンオキシスクシノイル 1.4744 （ポリエチレンスクシネート） ポリテトラデシルメタクリレート 1.4746 エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ−ゴム） 1.4748-1.48 ポリヘキサデシルメタクリレート 1.4750 ポリビニルフォルメート 1.4757 ポリ（２−フルオロエチルメタクリレート） 1.4768 ポリイソブチルメタクリレート 1.477 エチルセルロース 1.479 ポリビニルアセタール 1.48 -1.50 セルロースアセテート 1.48 -1.50 セルローストリプロピオネート 1.48 -1.49 ポリオキシメチレン 1.48 ポリビニルブチラール 1.48 -1.49 ポリ（ｎ−ヘキシルメタクリレート） 1.4813 ポリ（ｎ−ブチルメタクリレート） 1.483 ポリエチリデンジメタクリレート 1.4831 ポリ（２−エトキシエチルメタクリレート） 1.4833 ポリオキシエチレンオキシマレオイル 1.4840 （ポリエチレンマレート） ポリ（ｎ−プロピルメタクリレート） 1.484 ポリ（３，３，５−トリメチルシクロヘキシルメタクリレート） 1.485 ポリエチルメタクリレート 1.485 ポリ（２−ニトロ−２−メチルプロピルメタクリレート） 1.4868 ポリトリエチルカルビニルメタクリレート 1.4889 ポリ（１，１−ジエチルプロピルメタクリレート） 1.4889 ポリメチルメタクリレート 1.4893 1.490 ポリ（２−デシル−１，３−ブタジエン） 1.4899 ポリビニルアルコール 1.49 -1.53 ポリエチルグリコレートメタクリレート 1.4903 ポリ（３−メチルシクロヘキシルメタクリレート） 1.4947 ポリ（シクロヘキシルα−エトキシアクリレート） 1.4969 メチルセルロース（低粘度） 1.497 ポリ（４−メチルシクロヘキシルメタクリレート） 1.4975 ポリデカメチレングリコールジメタクリレート 1.4990 ポリウレタン 1.5 -1.6 ポリ（１，２−ブタジエン） 1.5000 ポリビニルフォルマール 1.50 ポリ（２−ブロモ−４−トリフルオロメチルスチレン） 1.5 セルロースニトレート 1.50 -1.514 ポリ（ｓｅｃ−ブチルα−クロロアクリレート） 1.500 ポリ（２−ヘプチル−１，３−ブタジエン） 1.5000 ポリ（エチルα−クロロアクリレート） 1.502 ポリ（２−イソプロピル−１，３ブタジエン） 1.5028 ポリ（２−メチルシクロヘキシルメタクリレート） 1.5028 ポリプロピレン（密度0.9075ｇ／ｃｍ³ ） 1.5030 ポリイソブテン 1.505 -1.51 ポリボルニルメタクリレート 1.5059 ポリ（２−ｔ−ブチル−１，３−ブタジエン） 1.5060 ポリエチレングリコールジメタクリレート 1.5063 ポリシクロヘキシルメタクリレート 1.5066 ポリ（シクロヘキサンジオール−１，４−ジメタクリレート） 1.5067 ブチルゴム（未加硫） 1.508 ポリテトラハイドロフルフリルメタクリレート） 1.5096 グッタペルカ（β） 1.509 ポリエチレンアイオノマー 1.51 ポリオキシエチレン（高分子量） 1.51 -1.54 ポリエチレン（密度0.914 ｇ／ｃｍ³ ） 1.51 （密度0.94-0.945ｇ／ｃｍ³ ） 1.52 -1.53 （密度0.965 ｇ／ｃｍ³ ） 1.545 ポリ（１−メチルシクロヘキシルメタクリレート） 1.5111 ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート） 1.5119 ポリビニルクロロアセテート 1.512 ポリブテン（アイソタクティック） 1.5125 ポリビニルメタクリレート 1.5129 ポリ（Ｎ−ブチル−メタクリルアミド） 1.5135 グッタペルカ（α） 1.514 テルペン樹脂 1.515 ポリ（１，３−ブタジエン） 1.5154 セラック 1.51 -1.53 ポリ（メチルα−クロロアクリレート） 1.517 ポリ（２−クロロエチルメタクリレート） 1.517 ポリ（２−ジエチルアミノエチルメタクリレート） 1.5174 ポリ（２−クロロシクロヘキシルメタクリレート） 1.5179 ポリ（１，３−ブタジエン）（３５％ｃｉｓ；５６％ｔｒａｎｓ 1.5180 ；７％１，２−ｃｏｎｔｅｔ） 天然ゴム 1.519 -1.52 ポリアリルメタクリレート 1.5196 ポリビニルクロライド＋４０％ジオクチルフタテート 1.52 ポリアクリロニトリル 1.52 1.5187 ポリメタクリロニトリル 1.52 ポリ（１，３−ブタジエン）（ｓｉｃ型リッチ） 1.52 ブタジエン−アクリロニトリル共重合体 1.52 ポリメチルイソプロペニルケトン 1.5200 ポリイソプレン 1.521 ポリエステル樹脂 リジッド（約５０％スチレン） 1.523 -1.54 ポリ（Ｎ−（２−メトキシエチル）メタクリルアミド） 1.5246 ポリ（２，３−ジメチルブタジエン）（メチルゴム） 1.525 ビニルクロライド−ビニルアセテート共重合体（95/5-90/10） 1.525 -1.535 ポリアクリックアシド 1.527 ポリ（１，３−ジクロロプロピルメタクリレート） 1.5270 ポリ（２−クロロ−１−（クロロメチル）エチルメタクリレート） 1.5270 ポリアクロレイン 1.529 ポリ（１−ビニル−２−ピロリドン） 1.53 塩酸化ゴム 1.53 -1.55 ナイロン６；ナイロン６，６；ナイロン６，１０（成型体） 1.53 （ナイロン−６−ファイバ：1.515 横断方向 1.565 ファイバ方向） ブタジエン−スチレン共重合体（約３０％スチレン） 1.53 ブロック共重合体 ポリ（シクロヘキシルα−クロロアクリレート） 1.532 ポリ（２−クロロエチルα−クロロアクリレート） 1.533 ブタジエン−スチレン共重合体（約７５／２５） 1.535 ポリ（２−アミノエチルメタクリレート） 1.537 ポリフルフリルメタクリレート 1.5381 プロテイン 1.539 -1.541 ポリブチルメルカプチルメタクリレート 1.5390 ポリ（１−フェニル−ｎ−アミルメタクリレート） 1.5396 ポリ（Ｎ−メチル−メタクリルアミド） 1.5398 セルロース 1.54 ポリビニルクロライド 1.54 -1.55 ウレアフォルムアルデヒド樹脂 1.54 -1.56 ポリ（ｓｅｃ−ブチルα−ブロモアクリレート） 1.542 ポリ（シクロヘキシルα−ブロモアクリレート） 1.542 ポリ（２−ブロモエチルメタクリレート） 1.5426 ポリジヒドロアビエチックアシド 1.544 ポリアビエチックアシド 1.546 ポリエチルメルカプチルメタクリレート 1.547 ポリ（Ｎ−アリルメタクリルアミド） 1.5476 ポリ（１−フェニルエチルメタクリレート） 1.5487 ポリビニルフラン 1.55 ポリ（２−ビニルテトラヒドロフラン） 1.55 ポリ（ビニルクロライド）＋４０％トリクレジルフォスフェート 1.55 エポキシ樹脂 1.55 -1.60 ポリ（ｐ−メトキシベンジルメタクリレート） 1.552 ポリイソプロピルメタクリレート 1.552 ポリ（ｐ−イソプロピルスチレン） 1.554 ポリクロロプレン 1.554 -1.558 ポリ（オキシエチレン−α−ベンゾエート−ω−メタクリレート） 1.555 ポリ（ｐ，ｐ’−キシリレニルジメタクリレート） 1.5559 ポリ（１−フェニルアリルメタクリレート） 1.5573 ポリ（ｐ−シクロヘキシルフェニルメタクリレート） 1.5575 ポリ（２−フェニルエチルメタクリレート） 1.5592 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレン−１−プロピル 1.5602 −ブチリデン−１，４−フェニレン） ポリ（１−（ｏ−クロロフェニル）エチルメタクリレート） 1.5624 スチレン−無水マレイン酸共重合体 1.564 ポリ（１−フェニルシクロヘキシルメタクリレート） 1.5645 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレン−１，３ 1.5671 −ジメチル−ブチリデン−１，４−フェニレン） ポリ（メチルα−ブロモアクリレート） 1.5672 ポリベンジルメタクリレート 1.5680 ポリ（２−（フェニルスルフォニル）エチルメタクリレート） 1.5682 ポリ（ｍ−クレジルメタクリレート） 1.5683 スチレン−アクリロニトリル共重合体（約７５／２５） 1.57 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンイソブチリデン 1.5702 −１，４−フェニレン） ポリ（ｏ−メトキシフェニルメタクリレート） 1.5705 ポリフェニルメタクリレート 1.5706 ポリ（ｏ−クレジルメタクリレート） 1.5707 ポリジアリルフタレート 1.572 ポリ（２，３−ジブロモプロピルメタクリレート） 1.5739 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレン−１−メチル 1.5745 −ブチリデン−１，４−フェニレン） ポリ（オキシ−２，６−ジメチルフェニレン） 1.575 ポリオキシエチレンオキシテレフタロイル（アモルファス） 1.5750 （ポリエチレンテレフタレート） （結晶性ファイバ：1.51横断方向 1.64ファイバ方向） ポリビニルベンゾエート 1.5775 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンブチリデン 1.5792 −１，４−フェニレン） ポリ（１，２−ジフェニルエチルメタクリレート） 1.5816 ポリ（ｏ−クロロベンジルメタクリレート） 1.5823 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレン−ｓｅｃ− 1.5827 ブチリデン−１，４−フェニレン） ポリオキシペンタエリスリトロキシフタロイル） 1.584 ポリ（ｍ−ニトロベンジルメタクリレート） 1.5845 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンイソプロピリデン 1.5850 −１，４−フェニレン） ポリ（Ｎ−（２−フェニルエチル）メタクリルアミド） 1.5857 ポリ（４−メトキシ−２−メチルスチレン） 1.5868 ポリ（ｏ−メチルスチレン） 1.5874 ポリスチレン 1.59 -1.592 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンシクロヘキシリデン 1.5900 −１，４−フェニレン） ポリ（ｏ−メトキシスチレン） 1.5932 ポリジフェニルメチルメタクリレート 1.5933 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンエチリデン 1.5937 −１，４−フェニレン） ポリ（ｐ−ブロモフェニルメタクリレート） 1.5964 ポリ（Ｎ−ベンジルメタクリルアミド） 1.5965 ポリ（ｐ−メトキシスチレン） 1.5967 硬化ゴム（３２％Ｓ） 1.6 ポリビニリデンクロライド 1.60 -1.63 ポリスルフィド（“Ｔｈｉｏｋｏｌ”） 1.6 -1.7 ポリ（ｏ−クロロジフェニルメチルメタクリレート） 1.6040 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−（２，６−ジクロロ） 1.6056 フェニレン−イソプロピリデン−１，４− （２，６−ジクロロ）フェニレン） ポリ（オキシカルボニロキシビス（１，４−（３，５− 1.6056 ジクロロフェニレン））） ポリペンタクロロフェニルメタクリレート 1.608 ポリ（ｏ−クロロスチレン） 1.6098 ポリ（フェニルα−ブロモアクリレート） 1.612 ポリ（ｐ−ジビニルベンゼン） 1.6150 ポリ（Ｎ−ビニルフタルイミド） 1.6200 ポリ（２，６−ジクロロスチレン） 1.6248 ポリ（β−ナフチルメタクリレート） 1.6298 ポリ（α−ナフチルカルビニルメタクリレート） 1.63 ポリサルホン 1.633 ポリ（２−ビニルチオフェン） 1.6376 ポリ（α−ナフチルメタクリレート） 1.6410 ポリ（オキシカルボニロキシ−１，４−フェニレンジフェニル 1.6539 −メチレン−１，４−フェニレン） ポリビニルフェニルスルフィド 1.6568 ブチルフェノールフォルムアルデヒド樹脂 1.66 ウレア−チオウレア−フォルムアルデヒド樹脂 1.660 ポリビニルナフタレン 1.6818 ポリビニルカルバゾール 1.683 ナフタレン−フォルムアルデヒド樹脂 1.696 フェノール−フォルムアルデヒド樹脂 1.70 ポリペンタブロモフェニルメタクリレート 1.71 等があげられる。なお、以上には、ｄ線の屈折率
（ｎ_d ）も併せて示してある。

【００１３】また、代表的溶媒としては、メタノール、
エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ア
ミルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、エチレンクロライド、クロロホル
ム、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタ
ン、シクロヘキサン、等の比較的沸点の低い有機溶媒や
水があげられる。

【００１４】電離放射線硬化型材料溶液として塗布する
場合については、以下のようである。電離放射線硬化型
材料としては、電子線硬化型樹脂及び紫外線硬化型樹脂
が有用であり、電子線硬化性樹脂と紫外線硬化性樹脂と
は、後者が光重合開始剤と増感剤を含有することを除い
て、成分的に同様なものであり、一般的には、皮膜形成
成分としてその構造中にラジカル重合性の活性基を有す
るポリマー、オリゴマー、モノマーを主成分とするもの
で、粘度では、２０００ｃｐｓ以下であることが望まし
い。このようなポリマー、オリゴマーとして、ウレタン
アクリレートやポリエステルアクリレートのような市販
品から容易に入手可能なものが本発明に適用可能であ
る。モノマーとしては、市販のアクリル酸又はメタクリ
ル酸誘導体等の電離放射線硬化型モノマーが本発明に適
用可能である。上記の硬化樹脂を紫外線硬化性樹脂とす
るためには、この中に光重合開始剤として、アセトフェ
ノン類、ベンゾフェノン、ミヒラーベンゾイルベンゾエ
ート、α−アミノキシムエステル、テトラメチルチウラ
ムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤と
して、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ
−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。

【００１５】この場合、スピンコートにより上記材料を
所定の厚さに塗布した後、電離放射線を照射することに
より、ポリマー層を生成する。電離放射線照射方法とし
ては、従来の技術がそのまま適用でき、例えば電子線照
射の場合は、コックロフトワルトン型、バンデグラフ
型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミ
トロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出され
る５０〜１，０００ＫｅＶ、好ましくは、１００〜３０
０ＫｅＶのエネルギーを有する電子線を、０．１〜１０
０Ｍｒａｄ．、好ましくは、１〜１０Ｍｒａｄ．照射す
ことにより硬化させることができ、また、紫外線照射の
場合は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク、
キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光源から発
せられる紫外線を、０．１〜１０，０００ｍＪ／ｃ
ｍ² 、好ましくは、１０〜１，０００ｍＪ／ｃｍ² 照射
することにより硬化させることができる。

【００１６】一般に、スピンコーティング法では、コー
ティング膜厚ｈは、 ｈ＝Ｋμ^0.36ω^-0.50 （Ｅλ／Ｃ_p ）^0.60 で与えられる。ここで、Ｋ：定数、μ：塗工剤粘度、
ω：スピンナーの角速度、Ｅ：相対蒸発速度、λ：蒸発
潜熱、Ｃ_p ：熱容量である。

【００１７】したがって、ポリマー膜を所定の厚さに塗
布する条件は、予め、ポリマー溶液を所定の粘度と回転
数で塗布することにより膜厚と回転数の関係を求めてお
くことにより、決定することができる。

【００１８】以上の説明から明らかなように、本発明の
回折格子の製造方法は、屈折率の異なる２種以上のポリ
マーからなる層を屈折率が相対的に高・低と繰り返すよ
うに、高屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー層を順に
コーティング法により積層して作製する回折格子の製造
方法において、各ポリマー層毎に、電離放射線の照射に
よりポリマー膜を形成できる電離放射線硬化型の液体を
コーティングし、硬化させて作製し、かつ、高屈折率ポ
リマー層と低屈折率ポリマー層からなる組を複数積層し
てなる多層膜を複数設け、それらの多層膜間で高屈折率
ポリマー層及び低屈折率ポリマー層の厚さが異なるよう
に作製し、可視光を透過し、８００ｎｍ〜２０００ｎｍ
の熱線を回折するようにすることを特徴とする製造方法
である。

【００１９】

【００２０】

【００２１】ポリマー溶液がはじき等により均一に塗布
し難い場合は、コロナ処理、オゾン処理等の表面処理を
行うことにより解決できる。

【００２２】なお、コーティング法としてスピンコーテ
ィングを用いるのが望ましい。

【００２３】

【作用】本発明においては、各ポリマー層毎に、電離放
射線の照射によりポリマー膜を形成できる電離放射線硬
化型の液体をコーティングし、硬化させて作製し、か
つ、高屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー層からなる
組を複数積層してなる多層膜を複数設け、それらの多層
膜間で高屈折率ポリマー層及び低屈折率ポリマー層の厚
さが異なるように作製し、可視光を透過し、８００ｎｍ
〜２０００ｎｍの熱線を回折するようにするので、広い
波長範囲の熱線に対して耐久性に優れ、所望の安定した
特性の回折格子を容易に作製することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の回折格子の製造方法の実施例
について説明する。 実施例１ 高屈折率ポリマー層としてポリスチレン（ＰＳｔ，ｎ_d
＝１．５９２）を、低屈折率ポリマー層としてポリヒド
ロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ，ｎ_d ＝１．
４６）を用いて、８００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長の光
を回折するように、０．１２９μｍ〜０．３２７μｍの
間で０．０３３のピッチの膜厚で、各膜厚につき２０組
の屈折率高、低の層からなる多層ポリマー層を作製し
た。

【００２５】ここで、ＰＳｔは分子量１０万の市販品
（デンカ社製）を５％のジオキサン溶液（粘度：１０．
０ｃｐｓ）として、ＰＨＥＭＡは分子量１０万の合成品
を７％のメタノール溶液（粘度：１２．３ｃｐｓ）とし
て塗布した。なお、ＰＨＥＭＡは、メタノール中モノマ
ー濃度３０％で、開始剤（Ｖ−６５：和光純薬工業社
製）を０．１％用いて、ラジカル重合することにより合
成した。

【００２６】各膜厚に対するＰＳｔ、ＰＨＥＭＡのスピ
ンコートの条件を下表に示す。

【００２７】 得られた回折格子の回折効率を、分光光度計（ＵＶ−３
６５：島津製作所社製）で測定したところ、８００ｎｍ
〜２０００ｎｍの範囲で平均で４８％の回折効率を持つ
ことが分かった。

【００２８】実施例２ 高屈折率ポリマー層、低屈折率ポリマー層として、以下
に示す電離放射線硬化型組成物を使用した。

【００２９】 高屈折率ポリマー層 ウレタンアクリレート（ＰＲ−２０２：三菱化成社製）・・・ ５０重量部 ２，４，５−トリブロモフェノールメタクリレート ・・・１５０重量部 （和光純薬工業社製） ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・ ５重量部 （サートマー３９９：サートマー社製） 粘度：１０ｃｐｓ，屈折率：１．５８ 低屈折率ポリマー層 ウレタンアクリレート（ＰＲ−２０２：三菱化成社製）・・・ ５０重量部 ２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート・・・１５０重量部 （ダイキン化成品販売社製） ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・ ５重量部 （サートマー３９９：サートマー社製） 粘度： ８ｃｐｓ，屈折率：１．４７ 各膜厚に対する高屈折率、低屈折率材のスピンコートの
条件を下表に示す。

【００３０】 各層は、スピンコーティング後、電子線を５Ｍｒａｄ．
照射する（ＥＳＩ社製）ことにより硬化させ、ポリマー
層とした。各膜厚について、高屈折率層、低屈折率層を
交互に１０組ずつ積層し、回折格子を作製した。

【００３１】得られた回折格子の回折効率を、分光光度
計（ＵＶ−３６５：島津製作所社製）で測定したとこ
ろ、８００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲で平均で５２％の
回折効率を持つことが分かった。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回折格子の製造方法によると、屈折率の異なる２種以
上のポリマーからなる層を屈折率が相対的に高・低と繰
り返すように、高屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー
層を順にコーティング法により積層して作製するので、
層間の厚さを異ならせて積層することにより、回折波長
の広い回折格子を容易に作製することができる。

【００３３】具体的には、回折波長範囲を例えば８００
ｎｍ〜２０００ｎｍにすることができ、この場合は、可
視光を透過し熱線を反射する良好な熱線反射膜となる。
この熱線反射膜を自動車や建物の窓に用いることによ
り、車内及び室内の温度の上昇を低減することができ
る。

【００３４】また、このような熱線反射フィルム以外の
用途として、可視領域の特定波長の光を反射する液晶デ
ィスプレー等用のカラーフィルターや、紫外線カットフ
ィルム等にも応用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製作された回折格子の
１つの具体例の積層断面図である。

【図２】図１の回折格子の回折特性を示す図である。

【符号の説明】

１…膜厚０．１３μｍの高屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．５９） ２…膜厚０．１３μｍの低屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．４１） ３…膜厚０．１４μｍの高屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．５９） ４…膜厚０．１４μｍの低屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．４１） ５…膜厚０．６７μｍの高屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．５９） ６…膜厚０．６７μｍの低屈折率ポリマー層（ｎ_d ＝
１．４１） １０…回折格子（膜厚７０μｍ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−95901（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215916（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245104（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−503578（ＪＰ，Ａ) 欧州公開491551（ＥＰ，Ａ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屈折率の異なる２種以上のポリマーから
   なる層を屈折率が相対的に高・低と繰り返すように、高
   屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー層を順にコーティ
   ング法により積層して作製する回折格子の製造方法にお
   いて、 各ポリマー層毎に、電離放射線の照射によりポリマー膜
   を形成できる電離放射線硬化型の液体をコーティング
   し、硬化させて作製し、 かつ、高屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー層からな
   る組を複数積層してなる多層膜を複数設け、それらの多
   層膜間で高屈折率ポリマー層及び低屈折率ポリマー層の
   厚さが異なるように作製し、 可視光を透過し、８００ｎｍ〜２０００ｎｍの熱線を回
   折するようにすることを特徴とする回折格子の製造方
   法。
2. 【請求項２】 コーティング前にコロナ処理、オゾン処
   理等の表面処理を行うことを特徴とする請求項１記載の
   回折格子の製造方法。
3. 【請求項３】 コーティング法としてスピンコーティン
   グを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の回折
   格子の製造方法。