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JP4748735B2 - COLORING STRUCTURE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTRIC PRODUCT HAVING THE COLORING STRUCTURE - Google Patents

COLORING STRUCTURE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND ELECTRIC PRODUCT HAVING THE COLORING STRUCTURE Download PDF

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JP4748735B2 JP2007170727A JP2007170727A JP4748735B2 JP 4748735 B2 JP4748735 B2 JP 4748735B2 JP 2007170727 A JP2007170727 A JP 2007170727A JP 2007170727 A JP2007170727 A JP 2007170727A JP 4748735 B2 JP4748735 B2 JP 4748735B2
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Description

本発明は、発色構造体、及びその製造方法、並びに、該発色構造体を有する電器製品に関する。   The present invention relates to a coloring structure, a method for producing the same, and an electrical product having the coloring structure.

通常、着色は塗料(色素)を用いて行われるものである。この塗料は、揮発性有機物質を含み、環境に悪影響を及ぼすことがある。また、塗料の機械的強度が低いために、傷が付きやすい、剥離してしまう等の問題が生じたり、化学変化による変色により外観を損ねてしまう等の問題が生じていた。   Usually, coloring is performed using a paint (pigment). This paint contains volatile organic substances and may adversely affect the environment. In addition, since the mechanical strength of the paint is low, problems such as easy scratching and peeling occur, and problems such as deterioration of appearance due to discoloration due to chemical changes have occurred.

これに対し、モルフォ蝶や玉虫に見られるような発色は、微細構造に基づく光の干渉、回折、散乱による発色であり、このような発色機構を用いて着色すれば、塗料を用いずに着色することができ、塗料を用いたことにより生じる前記問題を解決することができる。   On the other hand, the coloration seen in morpho butterflies and beetles is the coloration due to light interference, diffraction and scattering based on the fine structure. If coloring is performed using such a coloring mechanism, coloring can be done without using paint. It is possible to solve the above-mentioned problems caused by using the paint.

ここで、前記発色機構を用いた例として、図16に示すような、金属層101と、複数のナノホール102が形成された陽極酸化層103とを備える構造体100が考えられる。この構造体100においては、陽極酸化層103の外表面103aで反射した反射光Bの強度に対して、陽極酸化層103を透過して金属層101の表面101aで反射した反射光Aの強度が高いため、反射光Aと反射光Bとの干渉が強調されず、発色のコントラスト(彩度)を向上する(くっきりとした色彩を視認する)ことができない。   Here, as an example using the color development mechanism, a structure 100 including a metal layer 101 and an anodized layer 103 in which a plurality of nanoholes 102 are formed as shown in FIG. 16 can be considered. In this structure 100, the intensity of the reflected light A transmitted through the anodized layer 103 and reflected by the surface 101a of the metal layer 101 is higher than the intensity of the reflected light B reflected by the outer surface 103a of the anodized layer 103. Therefore, the interference between the reflected light A and the reflected light B is not emphasized, and the color contrast (saturation) cannot be improved (a clear color can be visually recognized).

さらに、前記発色機構を用いた例として、図17に示すように、透明な陽極酸化皮膜を形成し得る金属素地111と、その表面に形成されたバリヤー層112と、バリヤー層112の外表面112a上に形成された光反射性層113とを備える干渉色発色金属体110が開示されている(特許文献1参照)。この干渉色発色金属体110においては、バリヤー層112の外表面112a上に光反射性層113を形成することで、光反射性層113において反射された反射光Bの強度を向上すると共に金属素地111の表面111aにおいて反射された反射光Aの強度を弱めるので、金属素地111の表面111aにおいて反射された反射光Aと反射光Bとの干渉を強調することができ、発色のコントラスト(彩度)を向上することができる。   Further, as an example using the coloring mechanism, as shown in FIG. 17, a metal substrate 111 capable of forming a transparent anodized film, a barrier layer 112 formed on the surface thereof, and an outer surface 112a of the barrier layer 112 An interference color metal body 110 including a light reflective layer 113 formed thereon is disclosed (see Patent Document 1). In this interference color-developing metal body 110, by forming the light reflective layer 113 on the outer surface 112a of the barrier layer 112, the intensity of the reflected light B reflected by the light reflective layer 113 is improved and the metal substrate is formed. Since the intensity of the reflected light A reflected on the surface 111a of the 111 is weakened, the interference between the reflected light A reflected on the surface 111a of the metal substrate 111 and the reflected light B can be emphasized, and the color contrast (saturation) ) Can be improved.

しかしながら、バリヤー層112の外表面112a上に形成された光反射性層113に傷が付いたり、外表面112a上に形成された光反射性層113が剥離したりすると、光反射性層113において反射された反射光Bの強度を向上すると共に金属素地111の表面111aにおいて反射された反射光Aの強度を弱めることができず、金属素地111の表面111aにおいて反射された反射光Aと光反射性層113において反射された反射光Bとの干渉を強調することができず、発色のコントラスト(彩度)を向上することができないという問題があった。   However, if the light reflective layer 113 formed on the outer surface 112a of the barrier layer 112 is scratched or the light reflective layer 113 formed on the outer surface 112a is peeled, the light reflective layer 113 The intensity of the reflected light B reflected is improved and the intensity of the reflected light A reflected on the surface 111a of the metal substrate 111 cannot be reduced, and the reflected light A and the light reflected from the surface 111a of the metal substrate 111 are reflected. There is a problem that the interference with the reflected light B reflected by the luminescent layer 113 cannot be enhanced, and the color contrast (saturation) cannot be improved.

なお、特許文献2には、金属層面に対し略直交する方向に形成されたナノホールの内部にカーボン層が蒸着されたナノホール構造体が開示されているが、このナノホール構造体は、カーボンナノチューブ複合材料を製造する過程で得られるものであり、発色構造体として用いられていない。即ち、本発明は、ナノホール構造体を発色構造体として用いた点で新規である。   Patent Document 2 discloses a nanohole structure in which a carbon layer is deposited inside a nanohole formed in a direction substantially orthogonal to the metal layer surface. This nanohole structure is a carbon nanotube composite material. It is obtained in the process of manufacturing and is not used as a coloring structure. That is, the present invention is novel in that the nanohole structure is used as the color developing structure.

特開2002−363772号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-36372 特開2005−350339号公報JP 2005-350339 A

本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、光反射層の表面において反射された光と光透過層の外表面において反射された光との干渉を強調することができ、もって発色のコントラスト(彩度)を向上することができる発色構造体、及びその製造方法、並びに、該発色構造体を有する電器製品を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, a color developing structure that can enhance the interference between the light reflected on the surface of the light reflecting layer and the light reflected on the outer surface of the light transmitting layer, thereby improving the color contrast (saturation). It is an object of the present invention to provide a body, a method for producing the same, and an electrical appliance having the coloring structure.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の発色構造体は、光反射層と、前記光反射層上に形成され、ナノホールが形成された光透過層と、前記光透過層の露出表面のうち少なくとも前記ナノホールの内表面に形成された光吸収層とを備えることを特徴とする。
Means for solving the problems are as follows. That is,
The color developing structure of the present invention is formed on at least the inner surface of the nanohole among the light reflecting layer, the light transmitting layer formed on the light reflecting layer and having nanoholes formed thereon, and the exposed surface of the light transmitting layer. And a light absorption layer.

該発色構造体において、入射した光は、光透過層を透過して光反射層の表面において全反射されると共に、光透過層の外表面において反射される。このとき、光透過層におけるナノホールの内表面に形成された光吸収層が、光透過層を透過する光を吸収(減衰)する。これにより、ナノホールの内表面に光吸収層が形成されていない場合と比較して、光透過層を透過して光反射層の表面において全反射された光と、光透過層の外表面において反射された光との干渉を大幅に強調する。また、干渉光が可視光である場合、発色構造体に塗料(色素)が塗布されていなくても、発色構造体があたかも発色しているように見える。   In the coloring structure, incident light is transmitted through the light transmission layer and totally reflected on the surface of the light reflection layer, and is reflected on the outer surface of the light transmission layer. At this time, the light absorption layer formed on the inner surface of the nanohole in the light transmission layer absorbs (attenuates) light transmitted through the light transmission layer. As a result, compared with the case where the light absorption layer is not formed on the inner surface of the nanohole, the light transmitted through the light transmission layer and totally reflected on the surface of the light reflection layer is reflected on the outer surface of the light transmission layer. Significantly emphasize the interference with the emitted light. Further, when the interference light is visible light, the coloring structure appears to be colored even if no paint (pigment) is applied to the coloring structure.

さらに、仮に、外力が加わった場合であっても、光透過層の外表面に形成された光吸収層が傷ついたり、光透過層の外表面に形成された光吸収層が剥離するにとどまり、ナノホールの内表面に形成された光吸収層が残存したままであるので、光透過層を透過する光を吸収(減衰)して、光反射層の表面において反射された光と光透過層の外表面において反射された光との強い干渉を維持し、発色のコントラスト(彩度)が劣化するなどのダメージを受けない。   Furthermore, even if an external force is applied, the light absorption layer formed on the outer surface of the light transmission layer is damaged, or the light absorption layer formed on the outer surface of the light transmission layer is peeled off, Since the light absorption layer formed on the inner surface of the nanohole remains, the light transmitted through the light transmission layer is absorbed (attenuated), and the light reflected on the surface of the light reflection layer and the outside of the light transmission layer are absorbed. It maintains strong interference with the light reflected on the surface and does not suffer damage such as deterioration in color contrast (saturation).

本発明の発色構造体の製造方法は、金属基板を陽極酸化処理して光反射層上にナノホールが形成された光透過層を形成する光透過層形成工程と、前記ナノホールの内表面に光吸収層を形成する光吸収層形成工程とを含むことを特徴とする。   The method for producing a coloring structure according to the present invention includes a light transmitting layer forming step of forming a light transmitting layer in which nanoholes are formed on a light reflecting layer by anodizing a metal substrate, and light absorption on the inner surface of the nanohole. And a light absorption layer forming step of forming a layer.

該発色構造体の製造方法では、前記光透過層形成工程において、前記金属基板が陽極酸化処理されて前記光反射層上にナノホールが形成された前記光透過層が形成され、前記光吸収層形成工程において、前記ナノホールの内表面に光吸収層が形成される。その結果、前記発色構造体が効率よく得られる。   In the method for producing the color developing structure, in the light transmission layer forming step, the metal substrate is anodized to form the light transmission layer in which nanoholes are formed on the light reflection layer. In the process, a light absorption layer is formed on the inner surface of the nanohole. As a result, the colored structure can be obtained efficiently.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、光透過層を透過する光を吸収(減衰)して、光反射層の表面において反射された光と光透過層の外表面において反射された光との干渉を強調することができ、もって発色のコントラスト(彩度)を向上する発色構造体、及びその製造方法、並びに、該発色構造体を有する電器製品を提供することができる。   According to the present invention, the conventional problems can be solved, and the light transmitted through the light transmission layer is absorbed (attenuated) and reflected by the surface of the light reflection layer and reflected by the outer surface of the light transmission layer. Thus, it is possible to provide a color-forming structure that can enhance interference with light and improve color contrast (saturation), a method for producing the same, and an electrical appliance having the color-forming structure.

(発色構造体)
本発明の発色構造体は、光反射層と、前記光反射層上に形成され、ナノホールが形成された光透過層と、前記光透過層の露出表面のうち少なくとも前記ナノホールの内表面に形成された光吸収層とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材(層)を有してなる。
(Coloring structure)
The color developing structure of the present invention is formed on at least the inner surface of the nanohole among the light reflecting layer, the light transmitting layer formed on the light reflecting layer and having nanoholes formed thereon, and the exposed surface of the light transmitting layer. And other members (layers) appropriately selected as necessary.

本発明の発色構造体は、図1A及び図1Bに示すように、光反射層11と、光反射層11上に形成され、ナノホール12が形成された光透過層13と、光透過層13の露出表面のうち少なくともナノホール12の内表面に形成された光吸収層14とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材(層)を有してなる。
ここで、図1Aでは、光吸収層14が露出表面全体(ナノホール12の内表面及び光透過層13の外表面13a)に形成されているが、これに限定されるものではなく、図1Bで示すように、ナノホール12の内表面のみに形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the color developing structure of the present invention includes a light reflecting layer 11, a light transmitting layer 13 formed on the light reflecting layer 11, in which nanoholes 12 are formed, and a light transmitting layer 13. It has a light absorption layer 14 formed on at least the inner surface of the nanohole 12 in the exposed surface, and further has other members (layers) appropriately selected as necessary.
Here, in FIG. 1A, the light absorption layer 14 is formed on the entire exposed surface (the inner surface of the nanohole 12 and the outer surface 13a of the light transmission layer 13), but the present invention is not limited to this. As shown, it may be formed only on the inner surface of the nanohole 12.

−光反射層−
光反射層11としては、光を反射するものである限り特に制限はなく、該光を反射するものとしては、金属層などが挙げられる。金属層としては、例えば、金属単体、合金などのいずれであってもよく、これらの中でも、例えば、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム合金、などが好適に挙げられ、これらの中でも、アルミニウムが特に好ましい。
なお、後述するように、金属基板を陽極酸化した場合、陽極酸化されずに残存した金属部分が光反射層11となる。
-Light reflection layer-
The light reflecting layer 11 is not particularly limited as long as it reflects light, and examples of the material that reflects light include a metal layer. The metal layer may be, for example, any of a simple metal, an alloy, and the like. Among these, for example, aluminum, magnesium, a magnesium alloy, and the like are preferable. Among these, aluminum is particularly preferable.
As will be described later, when the metal substrate is anodized, the remaining metal portion without being anodized becomes the light reflecting layer 11.

−光透過層−
光透過層13としては、ナノホール12が複数形成され、光を透過するものであれば、特に制限はなく、その厚み、形状、構造、大きさ等について目的に応じて適宜選択することができる。
-Light transmission layer-
The light transmitting layer 13 is not particularly limited as long as a plurality of nanoholes 12 are formed and transmits light, and the thickness, shape, structure, size, and the like can be appropriately selected according to the purpose.

光透過層13の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、100〜800nmが好ましく、100〜600nmが特に好ましい。光透過層13の厚みが100nmより小さいと可視光域での干渉が少なくなり色が消失するという問題があり、光透過層13の厚みが800nmより大きいと光吸収層14の長さが長くなり吸収能が上がり、その結果、ほとんどの光を吸収してしまうという問題がある。光透過層13の厚みを調整することにより、色調を調整することができる。光透過層13が厚い場合には色調は赤色を示し、光透過層13が薄い場合には色調は青色を示す。   There is no restriction | limiting in particular as thickness of the light transmissive layer 13, Although it can select suitably according to the objective, For example, 100-800 nm is preferable and 100-600 nm is especially preferable. If the thickness of the light transmission layer 13 is smaller than 100 nm, there is a problem that interference in the visible light region is reduced and the color disappears. If the thickness of the light transmission layer 13 is larger than 800 nm, the length of the light absorption layer 14 is increased. There is a problem that the absorption capacity is increased, and as a result, most of the light is absorbed. The color tone can be adjusted by adjusting the thickness of the light transmission layer 13. When the light transmission layer 13 is thick, the color tone indicates red, and when the light transmission layer 13 is thin, the color tone indicates blue.

前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状、円板状(ディスク状)などが好適に挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said shape, Although it can select suitably according to the objective, For example, plate shape, disk shape (disk shape), etc. are mentioned suitably.

なお、前記形状が、板状、円板状等である場合には、ナノホール(細孔)12は、光反射層11の表面11aに対し、略直交する方向に形成される。ナノホール12としては、光透過層13を貫通して孔として形成されていてもよいし、光透過層13を貫通せず穴(窪み)として形成されていてもよい。   In addition, when the said shape is plate shape, disk shape, etc., the nanohole (pore) 12 is formed in the direction substantially orthogonal to the surface 11a of the light reflection layer 11. The nanoholes 12 may be formed as holes through the light transmission layer 13 or may be formed as holes (dents) without penetrating the light transmission layer 13.

前記構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。   There is no restriction | limiting in particular as said structure, According to the objective, it can select suitably, A single layer structure may be sufficient and a laminated structure may be sufficient.

前記大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。   There is no restriction | limiting in particular as said magnitude | size, According to the objective, it can select suitably.

−光吸収層−
光吸収層14としては、光透過層13の露出表面のうち少なくともナノホール12の内表面に形成され、光を吸収(減衰)するものであれば、特に制限はないが、例えば、カーボン層であることが好ましく、また、層状構造であることが好ましい。光吸収層14の厚みとしては、2〜20nmであることが好ましい。
光吸収層の厚さが2nmより小さいとその吸収能が低下するという問題があり、光吸収層の厚さが20nmより大きいと吸収能が高すぎてほとんどの光を吸収してしまうという問題がある。
光吸収層14を厚くすることにより、光透過層13を透過する光をより吸収(減衰)し、発色のコントラスト(彩度)を向上することができる。光吸収層14が、ナノホール12の内表面のみならず、光透過層13の外表面13aに形成されていてもよい。
-Light absorption layer-
The light absorption layer 14 is not particularly limited as long as it is formed on at least the inner surface of the nanohole 12 in the exposed surface of the light transmission layer 13 and absorbs (attenuates) light. For example, it is a carbon layer. It is also preferable that it has a layered structure. The thickness of the light absorption layer 14 is preferably 2 to 20 nm.
If the thickness of the light absorption layer is less than 2 nm, there is a problem that the absorption capacity is lowered. If the thickness of the light absorption layer is more than 20 nm, the absorption capacity is too high to absorb most light. is there.
By making the light absorption layer 14 thick, the light transmitted through the light transmission layer 13 can be more absorbed (attenuated), and the color contrast (saturation) can be improved. The light absorption layer 14 may be formed not only on the inner surface of the nanohole 12 but also on the outer surface 13 a of the light transmission layer 13.

―その他の層―
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
―Other layers―
There is no restriction | limiting in particular as said other layer, According to the objective, it can select suitably.

本発明の発色構造体10においては、光吸収層14が、光透過層13を透過する光Aを吸収(減衰)して、光反射層11の表面11aにおいて反射された光Aと光透過層13の外表面13aにおいて反射された光Bとの干渉を強調することができ、もって発色のコントラスト(彩度)を向上することができる。   In the coloring structure 10 of the present invention, the light absorption layer 14 absorbs (attenuates) the light A transmitted through the light transmission layer 13, and the light A reflected by the surface 11a of the light reflection layer 11 and the light transmission layer. The interference with the light B reflected on the outer surface 13a of the 13 can be emphasized, so that the color contrast (saturation) can be improved.

さらに、仮に、外力が加わっても、光透過層13の外表面13aに形成された光吸収層14が傷ついたり、光透過層13の外表面13aに形成された光吸収層14が剥離したりするにとどまり、ナノホール12の内表面に光吸収層14が残存したままであるので、光透過層13を透過する光Aを吸収(減衰)して、光反射層11の表面11aにおいて反射された光Aと光透過層13の外表面13aにおいて反射された光Bとの強い干渉を維持し、発色のコントラスト(彩度)が劣化するなどのダメージを受けない。   Furthermore, even if an external force is applied, the light absorption layer 14 formed on the outer surface 13a of the light transmission layer 13 is damaged, or the light absorption layer 14 formed on the outer surface 13a of the light transmission layer 13 is peeled off. However, since the light absorption layer 14 remains on the inner surface of the nanohole 12, the light A transmitted through the light transmission layer 13 is absorbed (attenuated) and reflected on the surface 11a of the light reflection layer 11. The strong interference between the light A and the light B reflected on the outer surface 13a of the light transmission layer 13 is maintained, and no damage such as deterioration in color contrast (saturation) occurs.

光吸収層14が形成されていない、光反射層11及び光透過層13のみからなる構造体(図16)であっても、わずかながら発色するが、発色のコントラスト(彩度)が低く、発色構造体としては機能しない。そこで、カーボン層等からなる光吸収層14を付与することにより、図5に示すように、発色の彩度が向上する。また、光吸収層14をカーボン層とすると、カーボンは硬度が高いので、発色構造体の機械的強度を向上することができる。   Even the structure (FIG. 16) composed of only the light reflection layer 11 and the light transmission layer 13 in which the light absorption layer 14 is not formed produces a slight color, but the color contrast (saturation) is low and the color development. It does not function as a structure. Therefore, by adding the light absorption layer 14 made of a carbon layer or the like, the color saturation is improved as shown in FIG. Further, when the light absorption layer 14 is a carbon layer, since the carbon has a high hardness, the mechanical strength of the coloring structure can be improved.

なお、図5に示される発色構造体は、各領域A〜Gの色が異なるものとなっている。この発色の違いは、光透過層13の厚み、即ち、陽極酸化の処理時間の違いによって生じるものである。図6に示すように、まず領域Hをt1秒(例えば、32秒)処理し、次に領域Iをt2秒(例えば、57秒)処理し、さらに領域Jをt3秒(例えば、82秒)処理することによって、領域Kがt1秒処理され、領域Lがt2秒処理され、領域Mがt3秒処理され、領域Nがt1+t2秒処理され、領域Oがt2+t3秒処理され、領域Pがt1+t3秒処理され、領域Qがt1+t2+t3秒処理されたこととなり、陽極酸化の処理時間の違いを出すことができる。その結果、光透過層13の厚みを異ならせることができ、ひいては発色の違いを出すことができる。   In addition, the color development structure shown in FIG. 5 has different colors in the regions A to G. This color difference is caused by a difference in the thickness of the light transmission layer 13, that is, in an anodic oxidation treatment time. As shown in FIG. 6, region H is first processed for t1 seconds (for example, 32 seconds), region I is processed for t2 seconds (for example, 57 seconds), and region J is further processed for t3 seconds (for example, 82 seconds). By processing, the region K is processed for t1 seconds, the region L is processed for t2 seconds, the region M is processed for t3 seconds, the region N is processed for t1 + t2 seconds, the region O is processed for t2 + t3 seconds, and the region P is processed for t1 + t3 seconds. As a result, the region Q is processed for t1 + t2 + t3 seconds, and a difference in the processing time of the anodic oxidation can be obtained. As a result, the thickness of the light transmission layer 13 can be varied, and as a result, a difference in color can be produced.

また、陽極酸化する時間を連続的に変化させれば、色彩も連続的に変化させることができ、例えば、虹色のような色彩を表現することが可能となる。具体的には、図7に示すようにアルミニウム基板を陽極酸化させながら、アルミニウム基板を電解液槽から徐々に引き上げる方法などが考えられる。その後、光吸収層14を付与することで、連続的に変化する色彩が得られる。   Moreover, if the anodizing time is continuously changed, the color can be continuously changed, and for example, a rainbow-like color can be expressed. Specifically, as shown in FIG. 7, a method of gradually lifting the aluminum substrate from the electrolytic bath while anodizing the aluminum substrate is conceivable. Then, the color which changes continuously is obtained by providing the light absorption layer 14.

本発明の発色構造体の製造は、特に制限はなく、公知の方法に従って製造することができるが、以下に説明する本発明の発色構造体の製造方法により好適に製造することができる。   The production of the coloring structure of the present invention is not particularly limited, and can be produced according to a known method, but can be suitably produced by the production method of the coloring structure of the present invention described below.

(発色構造体の製造方法)
本発明の発色構造体の製造方法は、光透過層形成工程と、光吸収層形成工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
(Method for producing colored structure)
The method for producing a color forming structure of the present invention includes at least a light transmitting layer forming step and a light absorbing layer forming step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.

<光透過層形成工程>
前記光透過層形成工程は、金属基板を陽極酸化処理して光反射層上にナノホールが形成された光透過層を形成する工程である。
<Light transmission layer forming step>
The light transmission layer forming step is a step of forming a light transmission layer in which nanoholes are formed on the light reflection layer by anodizing the metal substrate.

−金属基板−
前記金属基板としては、金属材料を用いて形成されている限り特に制限はなく、該金属材料としては、例えば、金属単体、合金などのいずれであってもよく、これらの中でも、例えば、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム合金、などが好適に挙げられ、これらの中でも、アルミニウムが特に好ましい。
-Metal substrate-
The metal substrate is not particularly limited as long as it is formed using a metal material. The metal material may be any of a simple metal, an alloy, etc. Among these, for example, aluminum, Magnesium, a magnesium alloy, etc. are mentioned suitably, Among these, aluminum is especially preferable.

前記金属基板の表面を平滑化する方法(平滑化処理)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、電解研磨などが好適に挙げられる。
前記金属基板は基板製造工程での圧延による筋が入っており、基板表面が粗く不均一であることが多い。そこで、電解研磨などの平滑化処理を行うことにより平滑な表面を得ることができる。
なお、電解研磨は、例えば、図2で示すような電解研磨装置を用いて行うことができる。
The method for smoothing the surface of the metal substrate (smoothing treatment) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Preferred examples include electropolishing.
The metal substrate has streaks due to rolling in the substrate manufacturing process, and the substrate surface is often rough and uneven. Therefore, a smooth surface can be obtained by performing a smoothing process such as electrolytic polishing.
The electrolytic polishing can be performed using, for example, an electrolytic polishing apparatus as shown in FIG.

−陽極酸化処理−
金属基板を陽極酸化することで無数のナノホールを有する光透過層(多孔質層)を作製する。陽極酸化は、例えば、図3に示すように、片面を絶縁テープでマスキングした金属基板を陽極とし、片面をマスキングした同じ大きさの金属基板を陰極として、セルに設置することにより、陽極酸化処理を行うことができる。
-Anodizing treatment-
A light transmission layer (porous layer) having innumerable nanoholes is produced by anodizing the metal substrate. For example, as shown in FIG. 3, anodization is performed by placing a metal substrate masked on one side with an insulating tape as an anode and a metal substrate of the same size masked on one side as a cathode, and placing it in a cell. It can be performed.

前記陽極酸化処理における電圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。   There is no restriction | limiting in particular as a voltage in the said anodizing process, According to the objective, it can select suitably.

なお、前記陽極酸化処理における電解液の種類、濃度、温度、時間等としては、特に制限はなく、形成する光透過層の厚み、ナノホールの数、大きさ、アスペクト比等に応じて適宜選択することができる。前記光透過層の厚みの調整は、陽極酸化処理時間を増減させることにより行うことができる。前記ナノホールのアスペクト比の調整は、陽極酸化処理後にリン酸溶液に浸漬させて前記ナノホール(アルミナポア)の直径を増加させることにより行うことができる。   The type, concentration, temperature, time, etc. of the electrolytic solution in the anodizing treatment are not particularly limited and are appropriately selected according to the thickness of the light transmission layer to be formed, the number, size, aspect ratio, etc. of the nanoholes. be able to. The thickness of the light transmission layer can be adjusted by increasing or decreasing the anodizing time. The aspect ratio of the nanoholes can be adjusted by increasing the diameter of the nanoholes (alumina pores) by immersing them in a phosphoric acid solution after the anodizing treatment.

以上の工程により、ナノホールが複数形成された光透過層(多孔質層)が形成される。   Through the above steps, a light transmission layer (porous layer) in which a plurality of nanoholes are formed is formed.

<光吸収層形成工程>
前記光吸収層形成工程は、前記ナノホールの内表面に光吸収層を形成する工程である。例えば、前記ナノホールの内部に原料ガスを供給して、化学的気相成長法により前記ナノホールの内表面に光吸収層を形成する。
<Light absorption layer formation process>
The light absorbing layer forming step is a step of forming a light absorbing layer on the inner surface of the nanohole. For example, a source gas is supplied into the nanohole, and a light absorption layer is formed on the inner surface of the nanohole by chemical vapor deposition.

−原料ガス−
前記原料ガスとしては、化学的気相成長法(CVD法)によりナノホールの内表面に堆積するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素供給ガスと導入ガスとの混合ガスを用いるのが、好ましい。
前記炭素供給ガスとしては、例えば、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、エチレン、プロピレン、ベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種の炭化水素が好ましい。
前記導入ガスとしては、窒素、アルゴン、水素、NHなどが挙げられ、窒素ガスが好ましい。
この場合、前記混合ガスにおける混合割合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記炭素供給ガスとしてアセチレンガスを用い、前記導入ガスとして窒素ガスを用いた場合には、常圧にて、体積比でアセチレンガス:窒素ガス=10〜30:90〜70程度が好ましく、アセチレンガス:窒素ガス=20:80が特に好ましい。
-Source gas-
The source gas is not particularly limited as long as it is deposited on the inner surface of the nanohole by a chemical vapor deposition method (CVD method), and can be appropriately selected according to the purpose. It is preferable to use a mixed gas with the introduction gas.
As the carbon supply gas, for example, at least one hydrocarbon selected from the group consisting of methane, ethane, propane, acetylene, ethylene, propylene, and benzene is preferable.
Examples of the introduced gas include nitrogen, argon, hydrogen, NH 3 and the like, and nitrogen gas is preferable.
In this case, the mixing ratio in the mixed gas is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, when acetylene gas is used as the carbon supply gas and nitrogen gas is used as the introduction gas Is preferably about acetylene gas: nitrogen gas = 10-30: 90-70 by volume ratio at normal pressure, and particularly preferably acetylene gas: nitrogen gas = 20: 80.

−化学的気相成長法(CVD法)−
前記化学的気相成長法(CVD法)としては、例えば、熱CVD(単にCVDとも呼ばれる)、ホットフィラメントCVD、プラズマエンハンストCVD(プラズマアシステッドCVD、プラズマCVDとも呼ばれる)、プラズマエンハンストホットフィラメントCVD、レーザーエンハンストCVD(レーザーCVDとも呼ばれる)、などが挙げられる。これらの中でも、熱CVD、プラズマCVDが好ましい。
-Chemical vapor deposition (CVD)-
Examples of the chemical vapor deposition method (CVD method) include thermal CVD (also simply referred to as CVD), hot filament CVD, plasma enhanced CVD (also referred to as plasma assisted CVD and plasma CVD), plasma enhanced hot filament CVD, Laser enhanced CVD (also called laser CVD), and the like can be given. Among these, thermal CVD and plasma CVD are preferable.

前記熱CVDにおいては、400〜2,000℃程度に加熱して炭素を蒸着させる。
前記プラズマCVDにおいては、0.1〜1,000W/cm程度の高周波(RF)で励起したプラズマにより原料ガスを分解して炭素を蒸着させる。なお、前記高周波(RF)で励起したプラズマ以外に、低周波、マイクロ波(MW)、直流(DC)等で励起したプラズマを使用することもできる。
前記化学的気相成長法(CVD法)は、例えば、図4に示すように、陽極酸化した金属基板を、陽極酸化した面が上になるように石英ボートに載せ、反応管内中央の均熱帯に入れることにより行うことができる。ここで、原料ガスの成膜は、大気圧下でかつ400〜1000℃、好ましくは、600〜800℃の条件で行われる。
In the thermal CVD, carbon is deposited by heating to about 400 to 2,000 ° C.
In the plasma CVD, carbon is deposited by decomposing a source gas with plasma excited at a high frequency (RF) of about 0.1 to 1,000 W / cm 3 . In addition to plasma excited by the high frequency (RF), plasma excited by low frequency, microwave (MW), direct current (DC), or the like can be used.
In the chemical vapor deposition method (CVD method), for example, as shown in FIG. 4, an anodized metal substrate is placed on a quartz boat so that the anodized surface faces up, and the soaking zone in the center of the reaction tube is placed. It can be done by putting in. Here, the film formation of the source gas is performed under atmospheric pressure and at a temperature of 400 to 1000 ° C., preferably 600 to 800 ° C.

前記光吸収層形成工程においては、前記CVD法等によりカーボン層を形成する際に、前記光透過層の材料が該カーボン層の形成触媒として作用するため、前記カーボン層の形成のための触媒を別途使用しなくてもよい。例えば、前記光透過層がアルミナで形成されている場合には、該光透過層の露出表面に存在するアルミナがそのまま前記カーボン層の形成のための触媒として作用する。   In the light absorption layer forming step, when the carbon layer is formed by the CVD method or the like, the material of the light transmission layer acts as a catalyst for forming the carbon layer. It is not necessary to use it separately. For example, when the light transmission layer is made of alumina, the alumina present on the exposed surface of the light transmission layer acts as a catalyst for forming the carbon layer as it is.

前記触媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、遷移金属が好適に挙げられる。該遷移金属としては、例えば、Fe、Ni、Co、Ru、Rh、Pd、Pt、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Lu、これら金属元素を含む合金、などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said catalyst, Although it can select suitably according to the objective, For example, a transition metal is mentioned suitably. Examples of the transition metal include Fe, Ni, Co, Ru, Rh, Pd, Pt, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Lu, and alloys containing these metal elements. Is mentioned.

なお、前記光吸収層形成工程を行う前に、前記光透過層の露出表面を清浄化してもよく、該清浄化の方法としては、溶剤洗浄、コロナ処理、プラズマ処理、プラズマ灰化などの放電処理、などが挙げられる。   Before performing the light absorption layer forming step, the exposed surface of the light transmission layer may be cleaned, and the cleaning method includes discharge such as solvent cleaning, corona treatment, plasma treatment, plasma ashing, and the like. Processing, etc.

<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄工程、乾燥工程などが挙げられる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a washing | cleaning process, a drying process, etc. are mentioned.

(電器製品)
電器製品としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話などが挙げられる。
(Electrical products)
Examples of the electric appliance include a personal computer and a mobile phone.

<パーソナルコンピュータ>
前記パーソナルコンピュータは、発色構造体を筐体として備えるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<Personal computer>
The personal computer is not particularly limited as long as it has a color developing structure as a casing, and can be appropriately selected according to the purpose.

<携帯電話>
前記携帯電話は、発色構造体を筐体として備えるものであれば、特に制限はなく、目的
に応じて適宜選択することができる。
<Mobile phone>
The mobile phone is not particularly limited as long as it has a color developing structure as a casing, and can be appropriately selected according to the purpose.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
<発色構造体の製造>
図8に示すように、アルミニウム基板を電解研磨し、前記電解研磨されたアルミニウム基板を陽極酸化し、前記陽極酸化されたアルミニウム基板に炭素堆積して、発色構造体を製造した。
Example 1
<Manufacture of coloring structure>
As shown in FIG. 8, an aluminum substrate was electropolished, the electropolished aluminum substrate was anodized, and carbon was deposited on the anodized aluminum substrate to produce a color structure.

−電解研磨−
出発材料として使用するアルミニウム基板(フルウチ化学、基板用、純度99.99%、0.5×100×300(mm))は基板製造工程での圧延による筋が入っており、基板表面が粗く不均一であったため、平滑な表面を得るべく電解研磨を行った。
-Electropolishing-
The aluminum substrate used as the starting material (Furuuchi Chemistry, for substrates, purity 99.99%, 0.5 × 100 × 300 (mm)) contains streaks due to rolling in the substrate manufacturing process, and the substrate surface is rough. Since it was uniform, electropolishing was performed to obtain a smooth surface.

電解研磨の実験条件を表1に示す。0.5×50×50(mm)に切断したAl板の片側に絶縁テープを貼付した。これを陽極、同サイズに切断したNi板(フルウチ化学、純度99.9%、0.5×100×300(mm))を陰極とし、図2に示すように研磨装置を組み電解研磨を行った。この際、恒温槽(EYELA、NCB−2300)にて温度の制御を行い、電源には直流安定化電源(YAMABISHI、MD−110−1)を用いた。処理後は基板をすぐにアセトンで洗浄し、絶縁テープを剥がしてアセトン中で保存した。   Table 1 shows the experimental conditions for electrolytic polishing. An insulating tape was attached to one side of the Al plate cut to 0.5 × 50 × 50 (mm). This was used as the anode and the Ni plate cut to the same size (Furuuchi Chemistry, purity 99.9%, 0.5 × 100 × 300 (mm)) as the cathode, and a polishing apparatus was assembled as shown in FIG. It was. At this time, the temperature was controlled in a thermostatic chamber (EYELA, NCB-2300), and a DC stabilized power source (YAMABISHI, MD-110-1) was used as a power source. After the treatment, the substrate was immediately washed with acetone, the insulating tape was peeled off and stored in acetone.

−陽極酸化−
陽極酸化条件を表2に示す。片面を絶縁テープでマスキングした基板(電解研磨したアルミニウム基板)を陽極とし、片面をマスキングした同じ大きさのアルミニウム基板を陰極として、図3に示すセルに設置し、陽極酸化を行った。この際、恒温槽にて温度の制御を行い、電源には直流安定化電源を用いた。処理後、蒸留水を数回に分けてかけ、基板をよく洗浄した。
-Anodization-
Table 2 shows the anodizing conditions. A substrate having one side masked with an insulating tape (aluminum substrate subjected to electropolishing) was used as an anode, and an aluminum substrate of the same size masked on one side was used as a cathode, and anodization was performed. At this time, the temperature was controlled in a thermostatic bath, and a DC stabilized power source was used as the power source. After the treatment, distilled water was applied in several times to thoroughly wash the substrate.

−炭素堆積−
炭素前駆体としてアセチレンを用いて化学的気相成長法(CVD法)によりナノホールの内表面及び光透過層の外表面に熱分解炭素を堆積させてカーボン層を形成した。陽極酸化されたアルミニウム基板を陽極酸化した面が上になるように石英ボートに載せ、図4に示すような反応管内中央の均熱帯に最大3枚まで入れた。図9に実験プロセスを示す。窒素流通下で600℃まで1時間で昇温したのち、窒素で希釈したアセチレン(濃度:20体積%、総流量:500mL/min)を反応管内に流入し、600℃で2時間CVDを行った。その後、アセチレンを止め窒素流通下で室温まで冷却した。これにより得られるカーボン層の厚みは5nmであった。
-Carbon deposition-
A carbon layer was formed by depositing pyrolytic carbon on the inner surface of the nanohole and the outer surface of the light transmission layer by chemical vapor deposition (CVD) using acetylene as a carbon precursor. The anodized aluminum substrate was placed on a quartz boat so that the anodized surface was up, and a maximum of three sheets were placed in the soaking zone in the center of the reaction tube as shown in FIG. FIG. 9 shows the experimental process. After heating up to 600 ° C. in a nitrogen flow for 1 hour, acetylene diluted with nitrogen (concentration: 20% by volume, total flow rate: 500 mL / min) was introduced into the reaction tube, and CVD was performed at 600 ° C. for 2 hours. . Then, acetylene was stopped and it cooled to room temperature under nitrogen circulation. The carbon layer thus obtained had a thickness of 5 nm.

(実施例2)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から35秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 2)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 35 seconds.

(実施例3)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から44秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 3)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 44 seconds.

(実施例4)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から52秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
Example 4
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 52 seconds.

(実施例5)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から60秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 5)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 60 seconds.

(実施例6)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から68秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 6)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 68 seconds.

(実施例7)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から77秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 7)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 77 seconds.

(実施例8)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から150秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 8)
In Example 1, a color forming structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 150 seconds.

(実施例9)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から300秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
Example 9
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 300 seconds.

(実施例10)
実施例1において、陽極酸化処理における処理時間を27秒から600秒に変えた以外は、実施例1と同様にして、発色構造体を製造した。
(Example 10)
In Example 1, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 1 except that the treatment time in the anodic oxidation treatment was changed from 27 seconds to 600 seconds.

(比較例1)
実施例2において、前記陽極酸化されたアルミニウム基板に炭素堆積していない以外は、実施例2と同様にして、発色構造体を製造した。
(Comparative Example 1)
In Example 2, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 2 except that carbon was not deposited on the anodized aluminum substrate.

(比較例2)
実施例9において、前記陽極酸化されたアルミニウム基板に炭素堆積していない以外は、実施例9と同様にして、発色構造体を製造した。
(Comparative Example 2)
In Example 9, a coloring structure was produced in the same manner as in Example 9 except that carbon was not deposited on the anodized aluminum substrate.

図10は、実施例1〜7の発色構造体の反射スペクトルを示すグラフである。
図10より、陽極酸化処理時間が長くなるにつれ、反射率が最大となるピーク位置が長波長側に移動していることが分かる。
FIG. 10 is a graph showing the reflection spectra of the color developing structures of Examples 1 to 7.
From FIG. 10, it can be seen that the peak position where the reflectance is maximum is shifted to the long wavelength side as the anodizing time is increased.

なお、図11は、陽極酸化処理時間と光透過層の厚みとの関係を示すグラフである。
図11より、陽極酸化処理時間が27秒のときは光透過層の厚みが127nmであり、陽極酸化処理時間が52秒のときは光透過層の厚みが173nmであり、陽極酸化処理時間が77秒のときは光透過層の厚みが224nmであることが分かる。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the anodizing time and the thickness of the light transmission layer.
From FIG. 11, when the anodizing time is 27 seconds, the thickness of the light transmitting layer is 127 nm. When the anodizing time is 52 seconds, the thickness of the light transmitting layer is 173 nm, and the anodizing time is 77. It is understood that the thickness of the light transmission layer is 224 nm at the second.

図12は、実施例2、8、9、及び10、比較例1及び2の発色構造体の反射スペクトルを示すグラフである。
図13は、干渉の度合いを示すB/Aを説明するための図である。
実施例2及び9と比較例1及び2とを比較するデータを表3に示す。B/Aが大きいほど、干渉の度合いが強いことを示す。表3より、実施例の方が比較例よりも値が大きくなっているので、実施例の方が比較例よりも干渉の度合いが大きくなっていることが分かる。
FIG. 12 is a graph showing the reflection spectra of the color developing structures of Examples 2, 8, 9, and 10, and Comparative Examples 1 and 2.
FIG. 13 is a diagram for explaining B / A indicating the degree of interference.
Table 3 shows data comparing Examples 2 and 9 with Comparative Examples 1 and 2. It shows that the degree of interference is so strong that B / A is large. From Table 3, it can be seen that since the value of the example is larger than that of the comparative example, the degree of interference is greater in the example than in the comparative example.

図14は、酸素プラズマ処理(20〜160秒)した発色構造体(陽極酸化時間600秒)の反射スペクトルを示す図である。図14より、酸素プラズマ処理時間が長くなる、即ち、発色構造体におけるカーボン層が傷ついたり、剥離するにつれて、反射率が増加して発色のコントラスト(色彩)が低下している(色がうっすらしか視認できない)ことが分かる。   FIG. 14 is a diagram showing a reflection spectrum of a coloring structure (anodization time 600 seconds) subjected to oxygen plasma treatment (20 to 160 seconds). As shown in FIG. 14, the oxygen plasma treatment time becomes longer, that is, as the carbon layer in the coloring structure is damaged or peeled, the reflectance increases and the coloring contrast (color) decreases (the color is only faint). It can be seen).

また、図15は、酸素プラズマ処理(20〜160秒)した発色構造体(陽極酸化時間600秒)の屈折率を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing the refractive index of the color developing structure (anodic oxidation time 600 seconds) subjected to oxygen plasma treatment (20 to 160 seconds).

図14及び図15より、酸素プラズマ処理を20秒行った場合、光透過層の外表面に形成されたカーボン層は完全に剥離されているものの、ナノホールの内表面に形成されたカーボン層は残存している。このとき(酸素プラズマ処理(20秒))の発色構造体の反射スペクトル及び屈折率は、酸素プラズマ処理がなされていない発色構造体(図14及び図15におけるcoated)の反射スペクトル及び屈折率とほぼ同等の挙動を示している。このことから、仮に、外力が加わっても、光透過層の外表面に形成されたカーボン層が傷ついたり、光透過層の外表面に形成されたカーボン層が剥離するにとどまり、カーボン層が光透過層におけるナノホールの内表面に形成されたままであれば、光透過層を透過する光を吸収(減衰)して、光反射層の表面において反射された光と光透過層の外表面において反射された光との強い干渉を維持し、発色のコントラスト(彩度)が劣化するなどのダメージを受けていないことが分かる。   14 and 15, when the oxygen plasma treatment is performed for 20 seconds, the carbon layer formed on the outer surface of the light transmission layer is completely peeled off, but the carbon layer formed on the inner surface of the nanohole remains. is doing. At this time, the reflection spectrum and the refractive index of the coloring structure (oxygen plasma treatment (20 seconds)) are almost the same as the reflection spectrum and the refractive index of the coloring structure (coated in FIGS. 14 and 15) not subjected to the oxygen plasma treatment. Equivalent behavior is shown. For this reason, even if an external force is applied, the carbon layer formed on the outer surface of the light transmission layer is damaged, or the carbon layer formed on the outer surface of the light transmission layer is only peeled off, and the carbon layer becomes light. If it is formed on the inner surface of the nanohole in the transmission layer, it absorbs (attenuates) the light transmitted through the light transmission layer, and is reflected on the surface of the light reflection layer and reflected on the outer surface of the light transmission layer. It can be seen that the strong interference with the light is maintained, and the color contrast (saturation) is not damaged.

酸素プラズマ処理を160秒行った場合、光透過層の外表面に形成されたカーボン層のみならず、ナノホールの内表面に形成されたカーボン層も剥離され、ナノホールの内表面に形成されたカーボン層がほとんど残存していない状態となる。このとき(酸素プラズマ処理(160秒))の発色構造体の反射スペクトル及び屈折率は、酸素プラズマ処理がなされていない発色構造体(図14及び図15におけるcoated)の反射スペクトル及び屈折率と大きく異なる挙動を示している。このことから、ナノホールの内表面に形成されたカーボン層が剥離されると(カーボン層がナノホールの内表面に形成されていないと)、光透過層を透過する光を吸収(減衰)しないので、光反射層の表面において反射された光と光透過層の外表面において反射された光との強い干渉を維持することができず、発色のコントラスト(彩度)が低くなってしまうことが分かる。   When the oxygen plasma treatment is performed for 160 seconds, not only the carbon layer formed on the outer surface of the light transmission layer but also the carbon layer formed on the inner surface of the nanohole is peeled off to form a carbon layer formed on the inner surface of the nanohole. Is in a state that hardly remains. At this time, the reflection spectrum and refractive index of the coloring structure (oxygen plasma treatment (160 seconds)) are larger than the reflection spectrum and refractive index of the coloring structure (coated in FIGS. 14 and 15) not subjected to oxygen plasma treatment. It shows different behavior. From this, when the carbon layer formed on the inner surface of the nanohole is peeled off (when the carbon layer is not formed on the inner surface of the nanohole), the light transmitted through the light transmitting layer is not absorbed (attenuated). It can be seen that strong interference between the light reflected on the surface of the light reflecting layer and the light reflected on the outer surface of the light transmitting layer cannot be maintained, and the color contrast (saturation) is lowered.

本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
(付記1)光反射層と、ナノホールを有する光透過層とをこの順に備え、前記光透過層が前記ナノホールの内表面に光吸収層を有することを特徴とする発色構造体。
(付記2)光吸収層は、カーボン層である付記1に記載の発色構造体。
(付記3)光吸収層は、層状構造である付記1から2のいずれかに記載の発色構造体。
(付記4)光吸収層は、厚みが2〜20nmである付記1から3のいずれかに記載の発色構造体。
(付記5)光透過層は、厚みが100〜800nmである付記1から4のいずれかに記載の発色構造体。
(付記6)光透過層は、厚みが夫々異なる複数の領域を有する付記1から5のいずれかに記載の発色構造体。
(付記7)光透過層は、厚みが連続的に変化する付記1から6のいずれかに記載の発色構造体。
(付記8)光反射層は、アルミニウム、マグネシウム、及びマグネシウム合金のいずれかからなる付記1から7のいずれかに記載の発色構造体。
(付記9)付記1から8のいずれかに記載の発色構造体の製造方法であって、金属基板を陽極酸化処理して光反射層上にナノホールが形成された光透過層を形成する光透過層形成工程と、前記ナノホールの内表面に光吸収層を形成する光吸収層形成工程とを含むことを特徴とする発色構造体の製造方法。
(付記10)光吸収層形成工程で用いられる原料ガスが、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、エチレン、プロピレン、ベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種の炭化水素からなる付記9記載の発色構造体の製造方法。
(付記11)原料ガスが窒素ガスを更に含む付記10に記載の発色構造体の製造方法。
(付記12)光吸収層形成工程における成膜が、大気圧下でかつ400〜1000℃の条件で行われる付記9から11のいずれかに記載の発色構造体の製造方法。
(付記13)光吸収層形成工程における成膜が、大気圧下でかつ600〜800℃の条件で行われる付記12に記載の発色構造体の製造方法。
(付記14)光吸収層形成工程において、金属基板を電解液に浸漬する時間を連続的に変化させて陽極酸化処理を行う付記9から13に記載の発色構造体の製造方法。
(付記15)付記1から8のいずれかに記載の発色構造体を有する電器製品。
The preferred embodiments of the present invention are as follows.
(Additional remark 1) The coloring structure characterized by including a light reflection layer and the light transmission layer which has a nanohole in this order, and the said light transmission layer has a light absorption layer in the inner surface of the said nanohole.
(Additional remark 2) The color development structure of Additional remark 1 whose light absorption layer is a carbon layer.
(Appendix 3) The color developing structure according to any one of appendices 1 to 2, wherein the light absorption layer has a layered structure.
(Appendix 4) The color developing structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the light absorption layer has a thickness of 2 to 20 nm.
(Supplementary note 5) The light-transmitting layer is the color developing structure according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the thickness is 100 to 800 nm.
(Appendix 6) The color developing structure according to any one of appendices 1 to 5, wherein the light transmission layer has a plurality of regions each having a different thickness.
(Appendix 7) The color developing structure according to any one of appendices 1 to 6, wherein the light transmission layer has a thickness that continuously changes.
(Additional remark 8) The color reflection structure in any one of Additional remark 1 to 7 whose light reflection layer consists of either aluminum, magnesium, and a magnesium alloy.
(Additional remark 9) It is a manufacturing method of the coloring structure body in any one of additional remarks 1-8, Comprising: The light transmission which forms the light transmissive layer by which the metal substrate was anodized and the nanohole was formed on the light reflection layer A method for producing a coloring structure comprising a layer forming step and a light absorbing layer forming step of forming a light absorbing layer on the inner surface of the nanohole.
(Additional remark 10) The coloring structure of Additional remark 9 whose source gas used at a light absorption layer formation process consists of at least 1 sort (s) of hydrocarbon selected from the group which consists of methane, ethane, propane, acetylene, ethylene, propylene, and benzene. Body manufacturing method.
(Additional remark 11) The manufacturing method of the coloring structure of Additional remark 10 whose source gas further contains nitrogen gas.
(Additional remark 12) The manufacturing method of the color development structure in any one of Additional remark 9 to 11 in which film-forming in a light absorption layer formation process is performed on the conditions of 400-1000 degreeC under atmospheric pressure.
(Additional remark 13) The manufacturing method of the color development structure of Additional remark 12 with which film-forming in a light absorption layer formation process is performed on the conditions of 600-800 degreeC under atmospheric pressure.
(Additional remark 14) The manufacturing method of the color development structure of Additional remarks 9-13 which performs an anodizing process by changing the time which a metal substrate is immersed in electrolyte solution continuously in a light absorption layer formation process.
(Supplementary note 15) An electrical appliance having the coloring structure according to any one of Supplementary notes 1 to 8.

本発明の発色構造体は、パーソナルコンピュータ及び携帯電話等の電器製品の筺体として好適に使用することができ、また、装飾用光学フィルタとしても好適に使用することができる。   The coloring structure of the present invention can be suitably used as a housing for electrical products such as personal computers and mobile phones, and can also be suitably used as a decorative optical filter.

図1Aは、本発明の発色構造体の一例を示す概略説明図である。FIG. 1A is a schematic explanatory view showing an example of the color developing structure of the present invention. 図1Bは、本発明の発色構造体の他の一例を示す概略説明図である。FIG. 1B is a schematic explanatory view showing another example of the color developing structure of the present invention. 図2は、本発明の発色構造体の製造方法において用いられる電解研磨装置の一例を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an example of an electropolishing apparatus used in the method for producing a color developing structure of the present invention. 図3は、本発明の発色構造体の製造方法において用いられる陽極酸化セルの一例を示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view showing an example of an anodic oxidation cell used in the method for producing a coloring structure according to the present invention. 図4は、本発明の発色構造体の製造方法において用いられるCVD装置の一例を示す概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view showing an example of a CVD apparatus used in the method for producing a coloring structure according to the present invention. 図5は、本発明の発色構造体の発色状態の一例を示す概略説明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view showing an example of the color development state of the color development structure of the present invention. 図6は、本発明の発色構造体の発色状態を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the color development state of the color development structure of the present invention. 図7は、本発明の発色構造体の製造方法における陽極酸化処理の一例を示す概略説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view showing an example of anodizing treatment in the method for producing a color developing structure of the present invention. 図8は、本発明の発色構造体の製造方法の一例を示す工程図である。FIG. 8 is a process diagram showing an example of a method for producing a color developing structure according to the present invention. 図9は、本発明の発色構造体の製造方法における炭素堆積の実験プロセスを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an experimental process of carbon deposition in the method for producing a color forming structure of the present invention. 図10は、実施例1〜7の発色構造体の反射スペクトルを示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the reflection spectra of the color developing structures of Examples 1 to 7. 図11は、陽極酸化処理時間と光透過層の厚みとの関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the anodizing time and the thickness of the light transmission layer. 図12は、実施例2、8、9、及び10、比較例1及び2の発色構造体の反射スペクトルを示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the reflection spectra of the color developing structures of Examples 2, 8, 9, and 10, and Comparative Examples 1 and 2. 図13は、干渉の度合いを示すB/Aを説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining B / A indicating the degree of interference. 図14は、酸素プラズマ処理(20〜160秒)した発色構造体(陽極酸化時間600秒)の反射スペクトルを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a reflection spectrum of a coloring structure (anodization time 600 seconds) subjected to oxygen plasma treatment (20 to 160 seconds). 図15は、酸素プラズマ処理(20〜160秒)した発色構造体(陽極酸化時間600秒)の屈折率を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the refractive index of a color developing structure (anodic oxidation time 600 seconds) subjected to oxygen plasma treatment (20 to 160 seconds). 図16は、従来の発色構造体の一例を示す概略説明図である。FIG. 16 is a schematic explanatory view showing an example of a conventional color developing structure. 図17は、従来の発色構造体の他の例を示す概略説明図である。FIG. 17 is a schematic explanatory view showing another example of a conventional color forming structure.

符号の説明Explanation of symbols

10 発色構造体
11 光反射層
11a 表面
12 ナノホール
13 光透過層
13a 外表面
14 光吸収層
100 構造体
101 金属層
101a 表面
102 ナノホール
103 陽極酸化層
103a 外表面
110 干渉色発色金属体
111 金属素地
111a 表面
112 バリヤー層
112a 外表面
113 光反射性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coloring structure 11 Light reflection layer 11a Surface 12 Nanohole 13 Light transmission layer 13a Outer surface 14 Light absorption layer 100 Structure 101 Metal layer 101a Surface 102 Nanohole 103 Anodized layer 103a Outer surface 110 Interference color coloring metal body 111 Metal substrate 111a Surface 112 Barrier layer 112a Outer surface 113 Light reflective layer

Claims (7)

光反射層と、ナノホールを有する光透過層とをこの順に備え、前記光透過層が前記ナノホールの内表面にカーボン層を有することを特徴とする発色構造体。 A coloring structure comprising a light reflection layer and a light transmission layer having nanoholes in this order, wherein the light transmission layer has a carbon layer on an inner surface of the nanohole. カーボン層が光吸収層である請求項1に記載の発色構造体。 The color developing structure according to claim 1, wherein the carbon layer is a light absorbing layer . カーボン層は、厚みが2〜20nmである請求項1から2のいずれかに記載の発色構造体。 The color developing structure according to claim 1, wherein the carbon layer has a thickness of 2 to 20 nm. 光透過層は、厚みが100〜800nmである請求項1から3のいずれかに記載の発色構造体。   The color developing structure according to claim 1, wherein the light transmission layer has a thickness of 100 to 800 nm. 光透過層は、厚みが夫々異なる複数の領域を有する請求項1から4のいずれかに記載の発色構造体。   The color developing structure according to claim 1, wherein the light transmission layer has a plurality of regions having different thicknesses. 請求項1から5のいずれかに記載の発色構造体の製造方法であって、金属基板を陽極酸化処理して光反射層上にナノホールが形成された光透過層を形成する光透過層形成工程と、前記ナノホールの内表面にカーボン層を形成するカーボン層形成工程とを含むことを特徴とする発色構造体の製造方法。 6. The method for producing a color developing structure according to claim 1, wherein a light transmitting layer forming step is performed in which a metal substrate is anodized to form a light transmitting layer in which nanoholes are formed on the light reflecting layer. When manufacturing method of coloring structure which comprises a carbon layer formation step of forming a carbon layer on the inner surface of the nanoholes. 請求項1から5のいずれかに記載の発色構造体を筐体として有する電器製品。

An electrical product having the coloring structure according to any one of claims 1 to 5 as a casing .

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