JP2006035129A - Fine particle arrangement method, screen and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微粒子を配列する方法に関し、その方法により配列した微粒子を有するスクリーン及びデバイスに関するものである。 The present invention relates to a method for arranging fine particles, and relates to a screen and a device having fine particles arranged by the method.
微粒子を規則的に配列させた構造体は、フォトニック結晶、半導体材料、ディスプレイ用光学散乱体、磁気記録材料、バイオチップ、細胞培養基材など多様な用途への応用が検討されている。従来から知られているリソグラフィーやレーザーによる微細加工方法では加工に関する材料、時間、工程に制限がある。 Structures in which fine particles are regularly arranged have been studied for various applications such as photonic crystals, semiconductor materials, optical scatterers for displays, magnetic recording materials, biochips, cell culture substrates, and the like. Conventionally known fine processing methods using lithography and laser have limitations on materials, time, and processes related to processing.
また、ある種の物理的パターン構造を利用した微細形状の作製法も知られているが、構造体の形状の均一性、精密度、任意性などの課題が残っている。さらには、これらの物理的パターン構造を利用した技術を用いた場合、やはり上記と同様に制限がある。 In addition, a fine shape manufacturing method using a certain physical pattern structure is also known, but problems such as uniformity of the shape of the structure, precision, and optionality remain. Furthermore, when a technique using these physical pattern structures is used, there are restrictions as described above.
一方、自己組織化による微細加工を用いた構造体作製法では、溶媒の蒸発などを利用して従来方法よりも簡易で構造を制御できるようになってきた。現在では、ナノメートルから数百マイクロメートル程度の微粒子を用いて、任意の規則的な配列を実現することにより、上記応用への可能性が広がってきた。 On the other hand, in the structure manufacturing method using microfabrication by self-organization, the structure can be controlled more easily than the conventional method by utilizing evaporation of a solvent or the like. At present, the possibility of the above application has been expanded by realizing an arbitrary regular array using fine particles of nanometers to several hundreds of micrometers.
微粒子を自己組織化により規則的に配列させた微粒子配列体の作製方法としては、種々の手法が報告されている（例えば、非特許文献１及び２参照）。例えば、微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液に、微粒子に対して親和性の良い基板を浸漬し、この基板を引き上げることで、基板に微粒子を写し取る。そして、溶媒を蒸発させることで、微粒子の自己組織化が起こり、微粒子配列体を得る方法（引き上げ法）がある（例えば、非特許文献３、４、及び、５参照）。 Various methods have been reported as a method for producing a fine particle array in which fine particles are regularly arranged by self-assembly (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). For example, a substrate having good affinity for fine particles is immersed in a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent, and the substrate is pulled up to copy the fine particles onto the substrate. Then, there is a method (e.g., non-patent documents 3, 4 and 5) in which the self-organization of fine particles occurs by evaporating the solvent to obtain a fine particle array (for example, see Non-Patent Documents 3, 4, and 5).
また、微粒子に対して親和性の良い基板を微粒子分散溶液中に静置させ、微粒子が自身の重みにより徐々に沈殿し、微粒子配列体を基板上に形成させる方法（重力沈降法）がある（例えば、非特許文献６参照）。 In addition, there is a method (gravity sedimentation method) in which a substrate having good affinity for fine particles is allowed to stand in a fine particle dispersion solution, and the fine particles are gradually precipitated by their own weight to form a fine particle array on the substrate (gravity sedimentation method). For example, refer nonpatent literature 6).
さらに、微粒子よりも大きなスペーサーを挟んだマイクロセルを微粒子分散溶液に差し込み、毛管現象により分散液をセル内に充填させ、溶媒が蒸発するときに微粒子の自己組織化が起こり、微粒子配列体を得る方法がある（例えば、非特許文献７参照）。 Furthermore, a microcell sandwiching a spacer larger than the fine particles is inserted into the fine particle dispersion solution, the dispersion liquid is filled into the cell by capillary action, and self-organization of the fine particles occurs when the solvent evaporates to obtain a fine particle array. There is a method (for example, refer nonpatent literature 7).
しかしながら、これらの方法は、いずれも非常に長い時間が必要であるか、あるいは、微粒子配列体中に欠陥が多く形成されてしまうという問題点がある。図８は、引き上げ法で作製された微粒子配列体の表面をＡＦＭで観察した結果を示した図であり、図８中のＹ字状の線は、欠陥の一種である転位を示すものである。図８に示されるように、微粒子配列体中に転位が形成されていることがわかる。 However, each of these methods has a problem that it takes a very long time or many defects are formed in the fine particle array. FIG. 8 is a view showing the result of observing the surface of the fine particle array produced by the pulling method by AFM, and the Y-shaped line in FIG. 8 shows a dislocation which is a kind of defect. . As shown in FIG. 8, it can be seen that dislocations are formed in the fine particle array.
例えば、このような欠陥を有する微粒子配列体をスクリーンに応用する場合、欠陥部分で光の散乱が生じ、黒の沈みがなくなることでコントラストが低くなり、結果として画像が劣化することになる。特に照明下のような外部光が多く存在するようなところでは、画像の劣化が著しい。また、微粒子配列体を導波路やレーザーなどの光デバイスに応用した場合、欠陥のところで光が散乱することで光損失が大きくなるなどで導波特性やデバイス特性に悪影響を及ぼすことになる。 For example, when a fine particle array having such a defect is applied to a screen, light is scattered at the defective portion, and the black sink is eliminated, resulting in a low contrast, resulting in an image deterioration. In particular, where there is a lot of external light such as under illumination, the image is significantly degraded. In addition, when the fine particle array is applied to an optical device such as a waveguide or a laser, the light loss is increased due to light scattering at the defect, which adversely affects the waveguide characteristics and device characteristics.
また、その他の方法として、微粒子を分散させた懸濁液に基板を接触させ、空気と基板と懸濁液との３相接触線にあるメニスカス先端部を掃引展開して移動させ、メニスカス先端部の移動速度、微粒子の体積分率、及び、液体蒸発速度をパラメータとして微粒子薄膜の微粒子密度及び微粒子層数を制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。 As another method, the substrate is brought into contact with the suspension in which the fine particles are dispersed, and the meniscus tip at the three-phase contact line between the air, the substrate and the suspension is swept and expanded to move the meniscus tip. There is a method of controlling the fine particle density and the number of fine particle layers of the fine particle thin film using the moving speed, the volume fraction of fine particles, and the liquid evaporation rate as parameters (see, for example, Patent Document 1).
さらに、荷電性ナノスケールの微粒子を分散させた電解質溶液を調製し、この微粒子分散電解質溶液中に薄膜を形成し、その薄膜中に上記微粒子を閉じ込め、掃引法等により固体基板上に液膜を形成し、その液膜の乾燥によりナノスケールの微粒子の集積薄膜を形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。 Furthermore, an electrolyte solution in which charged nanoscale fine particles are dispersed is prepared, a thin film is formed in the fine particle dispersed electrolyte solution, the fine particles are confined in the thin film, and a liquid film is formed on the solid substrate by a sweep method or the like. There is a method for forming an integrated thin film of nanoscale fine particles by forming and drying the liquid film (see, for example, Patent Document 2).
またさらに、高周波数で変動する電場を印加することにより微粒子を整列させる方法がある（例えば、特許文献３参照）。さらに、微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液に種結晶を投入した後、微粒子分散溶液の溶媒を蒸発させ、その種結晶を引き上げることにより形成する方法がある。（例えば、特許文献４参照）。 Furthermore, there is a method of aligning fine particles by applying an electric field that fluctuates at a high frequency (see, for example, Patent Document 3). Further, there is a method of forming by seeding a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent, then evaporating the solvent of the fine particle dispersion solution and pulling up the seed crystal. (For example, refer to Patent Document 4).
しかしながら、特許文献１の方法は、メニスカス先端部の引き上げ、引き下げ、及び、同等の掃引操作をゆっくり行い、さらに、ぬれ膜をゆっくり蒸発させることで微粒子を配列させて大きな微粒子膜を形成する方法である。したがって、微粒子膜の作製には長い時間を必要とする。 However, the method of Patent Document 1 is a method in which the tip of the meniscus is pulled up, pulled down, and the equivalent sweep operation is performed slowly, and further, the wet film is slowly evaporated to arrange the particles to form a large particle film. is there. Therefore, it takes a long time to produce the fine particle film.
特許文献２の方法は、固体基板上にナノスケール微粒子の集積薄膜を形成することができるが、微粒子分散電解質溶液中に形成する薄膜は、この薄膜内に閉じ込める微粒子の大きさに応じて膜厚を変更する必要がある。また、この方法は、ナノスケールの微粒子のみに対応する方法であり、例えば、マイクロスケールの微粒子には適応することができない。 The method of Patent Document 2 can form an integrated thin film of nanoscale fine particles on a solid substrate, but the thin film formed in the fine particle dispersed electrolyte solution has a film thickness depending on the size of the fine particles confined in the thin film. Need to be changed. Moreover, this method is a method corresponding to only nano-scale fine particles, and cannot be applied to, for example, micro-scale fine particles.
特許文献３の方法は、高周波数で変動する電場を印加することにより微小粒子を整列させる方法であるが、高周波数で変動する電場という特殊な環境を形成しなければならない。特許文献４の方法は、微粒子分散溶液に種結晶を投入し、その種結晶を引き上げることで欠陥の少ない微粒子結晶を形成することができる方法であるが、種結晶の投入後に微粒子分散溶液の溶媒を蒸発させなければならない。例えば、複数の微粒子配列体を積層させたい場合、１つの微粒子配列体を形成させた後に、再度微粒子分散溶液の調整を行わなければならない。また、この方法は、窒素などの不活性ガスの雰囲気下で行われなければならず、大気中とは隔絶された空間を必要とするという問題点を有している。 The method of Patent Document 3 is a method of aligning microparticles by applying an electric field that varies at a high frequency. However, a special environment called an electric field that varies at a high frequency must be formed. The method of Patent Document 4 is a method in which a seed crystal is charged into a fine particle dispersion solution and the seed crystal is pulled up to form a fine particle crystal with few defects. Must evaporate. For example, when a plurality of fine particle arrays are desired to be laminated, the fine particle dispersion must be adjusted again after forming one fine particle array. In addition, this method has a problem that it must be performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen and requires a space isolated from the atmosphere.
そこで、上記のような従来の実情に鑑み、特別な装置や特殊な環境下で行われることなく、簡便な方法により、欠陥の少ない微粒子配列体を比較的短い時間で形成することができる微粒子配列方法を提供することを目的とする。また、この方法により形成される微粒子配列体を用いたスクリーンやデバイスの提供を目的とする。 Therefore, in view of the conventional situation as described above, a fine particle array capable of forming a fine particle array with few defects in a relatively short time by a simple method without being performed in a special apparatus or a special environment. It aims to provide a method. Another object of the present invention is to provide a screen or a device using the fine particle array formed by this method.
本発明の微粒子配列方法は、曲面を有する基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布する工程と上記基体に塗布された微粒子分散溶液を乾燥させる工程とを有することを特徴とする。 The fine particle arrangement method of the present invention includes a step of applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent to a substrate having a curved surface, and a step of drying the fine particle dispersion solution applied to the substrate.
本発明の微粒子配列方法によれば、曲面を有する基体に微粒子分散溶液を塗布することにより、規則的に微粒子を配列させることができる。そして、この方法は、基体の乾燥時の温度や湿度や乾燥方法、或いは、微粒子分散溶液の微粒子の濃度等に特別な制御を必要としない。また、比較的速い引き上げ速度で微粒子分散溶液から基体を引き上げても、微粒子を規則的に配列させることができ、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。これにより、比較的大きな面積の基体を用いても、あまり時間をかけずに微粒子を配列させることができる。さらに、曲面を有する基体を使用するだけで、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。 According to the fine particle arrangement method of the present invention, fine particles can be regularly arranged by applying a fine particle dispersion solution to a substrate having a curved surface. This method does not require any special control over the temperature and humidity during drying of the substrate, the drying method, or the concentration of fine particles in the fine particle dispersion solution. Further, even when the substrate is pulled up from the fine particle dispersion solution at a relatively high pulling speed, the fine particles can be regularly arranged, and a fine particle array with few defects can be formed. Thereby, even if a substrate having a relatively large area is used, the fine particles can be arranged without taking much time. Furthermore, a fine particle array with few defects can be formed only by using a substrate having a curved surface.
本発明の別の微粒子配列方法は、略平板状の基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布する工程と、上記微粒子分散溶液を塗布した上記基体に曲面を形成して微粒子分散溶液を乾燥させる工程とを有することを特徴とする。 Another fine particle arrangement method of the present invention includes a step of applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent on a substantially flat substrate, and forming a curved surface on the substrate on which the fine particle dispersion solution is applied to form a fine particle dispersion solution. And a step of drying.
本発明の別の微粒子配列方法によれば、微粒子分散溶液を塗布した基体に曲面を形成し、基体の微粒子分散溶液を乾燥させることにより、規則的に配列した微粒子を配列させることができる。そして、この方法は、上記と同様に、微粒子分散溶液の乾燥時の温度や湿度や乾燥方法、或いは、微粒子分散溶液の微粒子の濃度等に特別な制御を必要としない。また、比較的速い引き上げ速度で微粒子分散溶液から基体を引き上げても、微粒子を規則的に配列させることができ、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。これにより、比較的大きな面積の基体を用いても、あまり時間をかけずに微粒子を配列させることができる。さらに、曲面を有する基体を使用するだけで、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。 According to another method of arranging fine particles of the present invention, regularly arranged fine particles can be arranged by forming a curved surface on a substrate coated with a fine particle dispersion and drying the fine particle dispersion of the substrate. And this method does not require special control to the temperature and humidity at the time of drying the fine particle dispersion, the drying method, or the concentration of fine particles in the fine particle dispersion, as described above. Further, even when the substrate is pulled up from the fine particle dispersion solution at a relatively high pulling speed, the fine particles can be regularly arranged, and a fine particle array with few defects can be formed. Thereby, even if a substrate having a relatively large area is used, the fine particles can be arranged without taking much time. Furthermore, a fine particle array with few defects can be formed only by using a substrate having a curved surface.
本発明のスクリーンは、曲面を有する基体と、上記基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、塗布された上記微粒子分散溶液を乾燥させて形成された微粒子配列体とを有することを特徴とする。 The screen of the present invention has a substrate having a curved surface, and a particle array formed by applying a particle dispersion solution in which particles are dispersed in a solvent to the substrate and drying the coated particle dispersion solution. It is characterized by.
本発明のスクリーンによれば、上記微粒子配列方法により作製されることで、微粒子の層中に発生する欠陥を少なくすることができる。微粒子の層中の欠陥は、画像に関係のない外部の光の反射や、入射光の散乱を起こし、コントラストの劣化を招く。したがって、欠陥の少ない本発明のスクリーンは、黒の沈んだ高コントラストの綺麗な画像を提供することができる。 According to the screen of the present invention, defects produced in the fine particle layer can be reduced by being produced by the fine particle arranging method. Defects in the fine particle layer cause reflection of external light not related to the image and scattering of incident light, leading to deterioration of contrast. Therefore, the screen of the present invention with few defects can provide a clear image with high contrast and darkened black.
本発明のデバイスは、曲面を有する基体と、上記基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、塗布された上記微粒子分散溶液を乾燥させて形成された微粒子配列体とを有することを特徴とする。 The device of the present invention has a substrate having a curved surface, and a particle array formed by applying a particle dispersion solution in which particles are dispersed in a solvent to the substrate and drying the coated particle dispersion solution. It is characterized by.
本発明のデバイスによれば、上記微粒子配列方法を用いることにより、微粒子を自己組織化により規則的に配列させ、微粒子同士が接触した微粒子配列体を有している。これにより、好適なデバイスを提供することができる。例えば、微粒子を有機半導体の結晶とすることで、形成された有機半導体デバイスは、粒界やトラップ準位の少ないデバイスとなり、高い電気伝導性を有する有機半導体デバイスを提供することができる。 According to the device of the present invention, by using the above-described fine particle arrangement method, the fine particles are regularly arranged by self-organization, and the fine particle array is in contact with each other. Thereby, a suitable device can be provided. For example, when the fine particles are made of an organic semiconductor crystal, the formed organic semiconductor device becomes a device with few grain boundaries and trap levels, and an organic semiconductor device having high electrical conductivity can be provided.
本発明の微粒子配列方法は、曲面を有する基体に微粒子分散溶液を塗布して基体を乾燥させる、又は、微粒子分散溶液を塗布した基体に曲面を形成させて基体を乾燥させることにより、規則的に微粒子を配列させることができる。そして、この方法は、基体の乾燥時の温度や湿度や乾燥方法、或いは、微粒子分散溶液の微粒子の濃度等に特別な制御を必要としない。また、比較的速い引き上げ速度で微粒子分散溶液から基体を引き上げても、微粒子を規則的に配列させることができ、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。これにより、比較的大きな面積の基体を用いても、あまり時間をかけずに微粒子を配列させることができる。 In the fine particle arrangement method of the present invention, the fine particle dispersion solution is applied to a substrate having a curved surface and the substrate is dried, or the curved surface is formed on the substrate coated with the fine particle dispersion solution and the substrate is dried. Fine particles can be arranged. This method does not require any special control over the temperature and humidity during drying of the substrate, the drying method, or the concentration of fine particles in the fine particle dispersion solution. Further, even when the substrate is pulled up from the fine particle dispersion solution at a relatively high pulling speed, the fine particles can be regularly arranged, and a fine particle array with few defects can be formed. Thereby, even if a substrate having a relatively large area is used, the fine particles can be arranged without taking much time.
本発明のスクリーンは、上記微粒子配列方法により作製されることで、微粒子の層中に発生する欠陥を少なくすることができる。微粒子の層中の欠陥は、画像に関係のない外部の光の反射や、入射光の散乱を起こし、コントラストの劣化を招く。したがって、欠陥の少ない本発明のスクリーンは、黒の沈んだ高コントラストの綺麗な画像を提供することができる。 The screen of the present invention can be produced by the above-described fine particle arrangement method, thereby reducing defects generated in the fine particle layer. Defects in the fine particle layer cause reflection of external light not related to the image and scattering of incident light, leading to deterioration of contrast. Therefore, the screen of the present invention with few defects can provide a clear image with high contrast and darkened black.
本発明のデバイスは、上記微粒子配列方法を用いることにより、微粒子を自己組織化により規則的に配列させ、微粒子同士が接触した欠陥の少ない微粒子配列体を有している。これにより、好適なデバイスを提供することができる。例えば、微粒子を有機半導体の結晶とすることで、形成された有機半導体デバイスは、粒界やトラップ準位の少ないデバイスとなり、高い電気伝導性を有する有機半導体デバイスを提供することができる。 The device of the present invention has a fine particle array in which fine particles are regularly arranged by self-organization and the fine particles are in contact with each other by using the fine particle arrangement method. Thereby, a suitable device can be provided. For example, when the fine particles are made of an organic semiconductor crystal, the formed organic semiconductor device becomes a device with few grain boundaries and trap levels, and an organic semiconductor device having high electrical conductivity can be provided.
以下、本発明の微粒子配列方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明においては、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Hereinafter, the fine particle arrangement method of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following description, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
［実施の形態１］
本発明の微粒子配列方法は、基体として曲面を有する基板１に、微粒子２を溶媒に分散させた微粒子分散溶液２０を塗布し、基板１に塗布された微粒子分散溶液を乾燥させ、自己組織化により微粒子を規則的に配列させる方法である。図１は、本発明の微粒子配列方法により形成された微粒子配列体の一例を示す一部拡大断面図である。微粒子配列体１５は、基板１上に形成され、自己組織化により規則的に配列している。
[Embodiment 1]
In the fine particle arrangement method of the present invention, a fine particle dispersion solution 20 in which fine particles 2 are dispersed in a solvent is applied to a substrate 1 having a curved surface as a substrate, and the fine particle dispersion solution applied to the substrate 1 is dried and self-organized. This is a method of regularly arranging fine particles. FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a particle array formed by the particle array method of the present invention. The fine particle array 15 is formed on the substrate 1 and regularly arranged by self-assembly.
基板１は、所定の曲率の曲面を有しており、例えば、板状やシート状の部材である。また、基板１には、微粒子配列体１５を形成するために、微粒子２や微粒子２を溶媒に分散させた微粒子分散溶液２０と親和性の高い微粒子付着部１０を有している。 The substrate 1 has a curved surface with a predetermined curvature, and is, for example, a plate-like or sheet-like member. Further, the substrate 1 has a fine particle adhering portion 10 having a high affinity with the fine particle dispersion solution 20 in which the fine particles 2 and the fine particles 2 are dispersed in a solvent in order to form the fine particle array 15.
基板１の形状は、曲面を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、略矩形のシート状部材をその断面を円形や半円形となるように湾曲させたものでもよい。また、この曲面の曲率は、特に限定されるものではなく、曲率を一定としてもよいが、一定でなくてもよい。基板１は、微粒子分散溶液２０に浸漬させる前に曲面を形成しても、予め曲面を有するものでもどちらでもよい。 The shape of the substrate 1 is not particularly limited as long as it has a curved surface. For example, a substantially rectangular sheet-like member may be curved so that its cross section becomes a circle or a semicircle. Further, the curvature of the curved surface is not particularly limited, and the curvature may be constant, but may not be constant. The substrate 1 may be formed with a curved surface before being immersed in the fine particle dispersion solution 20 or may have a curved surface in advance.
基板１の材質は、例えば、ポリエチレンテレフタレートといった高分子樹脂を用いることもできる。また、金属や金属酸化物等の材質で形成される基板１をポリエチレンテレフタレート等の疎水性の高分子樹脂でコーティングしてもよい。 As the material of the substrate 1, for example, a polymer resin such as polyethylene terephthalate can be used. Further, the substrate 1 formed of a material such as metal or metal oxide may be coated with a hydrophobic polymer resin such as polyethylene terephthalate.
微粒子付着部１０は、基板１に設けられ、微粒子付着部１０の周囲よりも微粒子２との親和性が高く、微粒子２及び微粒子分散溶液２０を付着させやすい領域である。この微粒子付着部１０は、基板１の一方の面の全体に設けられていてもよいが、基板１の一部に設けられていてもよく、特に限定されるものではない。また、微粒子付着部１０は、曲面を有する基板１の外側に設けられていても、内側に設けられていてもよい。 The fine particle adhesion part 10 is provided in the substrate 1 and has a higher affinity with the fine particles 2 than the periphery of the fine particle adhesion part 10 and is an area where the fine particles 2 and the fine particle dispersion solution 20 are easily attached. Although this fine particle adhesion part 10 may be provided in the whole one surface of the board | substrate 1, it may be provided in a part of board | substrate 1, and is not specifically limited. Moreover, the fine particle adhesion part 10 may be provided outside or inside the substrate 1 having a curved surface.
この微粒子付着部１０は、予め基板１に有していてもよいが、基板１に物理的又は化学的処理によって微粒子付着部１０を設けてもよい。この微粒子付着部１０加工法は、基板１に付着させる微粒子２及び微粒子分散溶液２０の性質により適宜変更することができる。 The fine particle adhesion part 10 may be provided in the substrate 1 in advance, but the fine particle adhesion part 10 may be provided on the substrate 1 by physical or chemical treatment. The processing method of the fine particle attaching portion 10 can be appropriately changed depending on the properties of the fine particles 2 to be attached to the substrate 1 and the fine particle dispersion solution 20.
例えば、微粒子分散溶液２０の溶媒として水等の極性溶媒を用いる場合、微粒子付着部１０を親水性とすることにより微粒子分散溶液を容易に塗布することができる。この場合、親水性とするためには、サンドブラスト等による物理的処理、ヒドロキシル基やアミノ基といった親水性基を有する化合物を塗布する化学的処理を挙げることができる。また、微粒子付着部１０にガラスをコーティングし、プラズマ処理等を行って親水加工する方法でもよい。さらに、より親和性を高めるために、サンドブラスト等で形成された微粒子付着部１０に、微粒子２よりも粒形が小さく、微粒子２との親和性の高い微粒子を付着させたバッファー層を形成してもよい。 For example, when a polar solvent such as water is used as the solvent of the fine particle dispersion solution 20, the fine particle dispersion solution can be easily applied by making the fine particle adhesion part 10 hydrophilic. In this case, in order to achieve hydrophilicity, physical treatment by sandblasting or the like, and chemical treatment by applying a compound having a hydrophilic group such as a hydroxyl group or an amino group can be mentioned. Alternatively, a method may be used in which the fine particle adhering portion 10 is coated with glass and subjected to a plasma processing or the like for hydrophilic processing. Furthermore, in order to further increase the affinity, a buffer layer having a particle shape smaller than the fine particles 2 and having a high affinity with the fine particles 2 is formed on the fine particle adhesion portion 10 formed by sandblasting or the like. Also good.
微粒子２は、溶媒に分散されて微粒子分散溶液２０を形成する。この微粒子分散溶液２０を基板１の微粒子付着部１０に塗布し、基板１の微粒子分散溶液を乾燥させることにより、微粒子２は、自己組織化により規則的に配列することができる。このとき、基板１が曲面を有していることにより、微粒子２は、より規則的に配列し、欠陥の少ない微粒子配列体１５を基板１に形成することができる。 The fine particles 2 are dispersed in a solvent to form a fine particle dispersion solution 20. By applying the fine particle dispersion solution 20 to the fine particle adhesion portion 10 of the substrate 1 and drying the fine particle dispersion solution of the substrate 1, the fine particles 2 can be regularly arranged by self-organization. At this time, since the substrate 1 has a curved surface, the fine particles 2 can be arranged more regularly, and the fine particle array 15 with few defects can be formed on the substrate 1.
微粒子２の材質は、特に限定されるものではなく、形成する微粒子配列体１５の用途により適宜変更される。例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア、アルミナといった無機の微粒子や、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、フェノール樹脂、アクリルポリマー、シリコンポリマー、天然高分子といった有機の微粒子が挙げられ、本発明においては、原子や分子も含むものとする。また、微粒子の大きさも特に限定されるものではない。微粒子２の大きさや材質は、微粒子配列体１５の用途により適宜変更することができる。また、微粒子２は、一種類に限らず複数の種類の微粒子を用いてもよい。 The material of the fine particles 2 is not particularly limited, and is appropriately changed depending on the use of the fine particle array 15 to be formed. Examples include inorganic fine particles such as silica, titania, zirconia, and alumina, and organic fine particles such as polyethylene, polystyrene, polyamide, phenol resin, acrylic polymer, silicon polymer, and natural polymer. In the present invention, atoms and molecules are also included. Shall be included. Further, the size of the fine particles is not particularly limited. The size and material of the fine particles 2 can be appropriately changed depending on the use of the fine particle array 15. The fine particles 2 are not limited to one type, and a plurality of types of fine particles may be used.
溶媒は、微粒子２を分散させて微粒子分散溶液２０を形成する。この溶媒は、微粒子２と反応することなく、微粒子分散溶液２０の塗布後、蒸発を行うことができるものであれば特に限定されるものではない。微粒子２や微粒子付着部１０の性質により適宜変更することができる。例えば、比較的容易に蒸発させることができる溶媒として水やアルコール等が挙げられる。 The solvent forms the fine particle dispersion 20 by dispersing the fine particles 2. The solvent is not particularly limited as long as it does not react with the fine particles 2 and can be evaporated after the fine particle dispersion solution 20 is applied. It can be appropriately changed depending on the properties of the fine particles 2 and the fine particle adhesion part 10. For example, water, alcohol, etc. are mentioned as a solvent which can be evaporated comparatively easily.
微粒子分散溶液２０は、微粒子２を溶媒に分散させた溶液である。微粒子分散溶液２０は、基板１に塗布され、塗布された微粒子分散溶液２０を乾燥することで、この乾燥の過程で、微粒子２が自己組織化により集合し、微粒子配列体１５を形成させることができる。 The fine particle dispersion solution 20 is a solution in which the fine particles 2 are dispersed in a solvent. The fine particle dispersion solution 20 is applied to the substrate 1, and the applied fine particle dispersion solution 20 is dried, so that in the course of this drying, the fine particles 2 are aggregated by self-organization to form the fine particle array 15. it can.
また、微粒子分散溶液２０には、微粒子２とは別に、膜を形成する膜形成物質を含んでいてもよい。例えば、重合することによりポリビニルアルコールとなる化合物等を含んでいてもよい。このように、膜形成物質を含むことにより、基板１の微粒子付着部１０に付着した微粒子２を微粒子分散溶液２０の溶媒に再び分散させることを防ぐことができる。すなわち、下記で説明する微粒子２の配列の方法を複数回行っても、基板１に付着した微粒子２を溶媒に分散させることなく、その上に新たな微粒子２を付着させることができる。 Further, the fine particle dispersion solution 20 may contain a film forming substance that forms a film, in addition to the fine particles 2. For example, the compound etc. which become polyvinyl alcohol by superposing | polymerizing may be included. Thus, by including the film-forming substance, it is possible to prevent the fine particles 2 attached to the fine particle attaching portion 10 of the substrate 1 from being dispersed again in the solvent of the fine particle dispersion solution 20. That is, even if the method of arranging the microparticles 2 described below is performed a plurality of times, new microparticles 2 can be deposited thereon without dispersing the microparticles 2 adhered to the substrate 1 in the solvent.
以下、本発明の微粒子配列方法について説明する。図２は、本発明の微粒子配列方法の一例を示す図である。本発明の微粒子配列方法は、所定の曲面を有する基板１を微粒子分散溶液２０に浸漬させ、一定の速度で基板１を引き上げ、引き上げられた微粒子配列体１を略平坦にして乾燥させる方法である。 Hereinafter, the fine particle arrangement method of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the fine particle arrangement method of the present invention. The fine particle arrangement method of the present invention is a method in which a substrate 1 having a predetermined curved surface is dipped in a fine particle dispersion solution 20, the substrate 1 is pulled up at a constant speed, and the pulled fine particle array 1 is made substantially flat and dried. .
まず、図２（ａ）のように、基板１を微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液２０に浸漬させる。これにより、基板１の微粒子付着部１０に微粒子分散溶液２０を付着させることができる。 First, as shown in FIG. 2A, the substrate 1 is immersed in a fine particle dispersion solution 20 in which fine particles are dispersed in a solvent. Thereby, the fine particle dispersion solution 20 can be attached to the fine particle attachment part 10 of the substrate 1.
微粒子分散溶液２０に基板１を十分に浸漬した後、図２（ｂ）のように、基板１を所定の速度で引き上げる。引き上げる方向は、図２（ｂ）のように、基板１の曲面の垂線に平行な面と微粒子分散溶液２０の液面とを平行とするように引き上げてもよいが、基板１の曲面の垂線と平行する面と微粒子分散溶液２０の液面とを垂直とするように引き上げてもよく、特に限定されるものではない。 After the substrate 1 is sufficiently immersed in the fine particle dispersion solution 20, the substrate 1 is pulled up at a predetermined speed as shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the pulling direction may be so that the surface parallel to the perpendicular of the curved surface of the substrate 1 is parallel to the liquid surface of the fine particle dispersion solution 20, but the perpendicular to the curved surface of the substrate 1 is used. The surface parallel to the surface and the liquid surface of the fine particle dispersion solution 20 may be pulled up perpendicularly, and is not particularly limited.
例えば、微粒子分散溶液２０を入れる容器の幅が狭い場合、基板１の曲面の垂線に平行な面と微粒子分散溶液２０の液面とを平行とするように引き上げることで、微粒子分散溶液２０を基板１に塗布することができる。また、例えば、微粒子分散溶液２０を入れる容器が浅い場合、基板１の曲面の垂線と平行する面と微粒子分散溶液２０の液面とを垂直とするように引き上げることで、微粒子分散溶液２０を基板１に塗布することができる。 For example, when the width of the container in which the fine particle dispersion solution 20 is placed is narrow, the fine particle dispersion solution 20 is lifted so that the surface parallel to the perpendicular of the curved surface of the substrate 1 and the liquid surface of the fine particle dispersion solution 20 are parallel. 1 can be applied. Further, for example, when the container in which the fine particle dispersion solution 20 is placed is shallow, the fine particle dispersion solution 20 is lifted so that the surface parallel to the perpendicular of the curved surface of the substrate 1 and the liquid surface of the fine particle dispersion solution 20 are perpendicular to each other. 1 can be applied.
本発明の微粒子配列方法は、基板１をゆっくり引き上げても、比較的速く引き上げても、曲面を有する基板１を使うことにより微粒子を規則的に配列させることができるため、基板１の引き上げ速度は、特に限定するものではない。 In the fine particle arrangement method of the present invention, the fine particles can be regularly arranged by using the substrate 1 having a curved surface regardless of whether the substrate 1 is pulled up slowly or relatively fast. There is no particular limitation.
微粒子分散溶液２０から引き上げられた基板１は、図２（ｃ）のように、基板１を略平坦にし、基板１に塗布された微粒子分散溶液２０の乾燥を行う。この乾燥により、微粒子分散溶液２０の溶媒が徐々に蒸発し、その蒸発の過程で微粒子が自己組織化的に集合し、基板１に微粒子が規則的に配列した微粒子配列体１５を形成することができる。微粒子分散溶液２０の乾燥は、加熱、送風、除湿等により溶媒の蒸発を制御してもよいが、特別に溶媒の蒸発を促すような制御を行わなくてもよい。また、引き上げられた基板１は、そのままの形状を保ったまま、すなわち、曲面を有したまま乾燥させてもよい。さらに、基板１は、引き上げられたときの曲面の曲げ方向と異なる方向に曲げて乾燥を行っても、微粒子を規則的に配列させることができる。 As shown in FIG. 2C, the substrate 1 pulled up from the fine particle dispersion solution 20 makes the substrate 1 substantially flat, and the fine particle dispersion solution 20 applied to the substrate 1 is dried. By this drying, the solvent of the fine particle dispersion solution 20 gradually evaporates, and in the course of the evaporation, the fine particles gather in a self-organized manner, thereby forming the fine particle array 15 in which the fine particles are regularly arranged on the substrate 1. it can. The drying of the fine particle dispersion 20 may control the evaporation of the solvent by heating, air blowing, dehumidification, or the like, but it is not necessary to perform a control that specifically promotes the evaporation of the solvent. Further, the pulled-up substrate 1 may be dried while keeping the shape as it is, that is, with a curved surface. Further, even when the substrate 1 is dried by bending in a direction different from the bending direction of the curved surface when pulled up, the fine particles can be regularly arranged.
また、この基板１の浸漬工程、引き上げ工程、及び、乾燥工程は、複数回繰り返して行ってもよく、形成する微粒子配列体１５の厚さに応じて繰り返す回数を適宜変更することができる。そして、乾燥工程において、基板１を略平坦にし、基板１の乾燥後に再び微粒子分散溶液２０に浸漬させる場合、略平坦にした基板１に再び曲面を形成してもよい。さらに、繰り返す毎に異なる微粒子を使用することもできる。これにより、形成された微粒子配列体１５の上に別の微粒子からなる微粒子配列体１５を形成することができ、微粒子配列体１５を積層することができる。 In addition, the dipping process, the pulling process, and the drying process of the substrate 1 may be repeated a plurality of times, and the number of repetitions can be appropriately changed according to the thickness of the fine particle array 15 to be formed. In the drying step, when the substrate 1 is made substantially flat and is immersed again in the fine particle dispersion solution 20 after the substrate 1 is dried, the curved surface may be formed again on the substantially flat substrate 1. Furthermore, a different fine particle can be used for each repetition. Thereby, the fine particle array 15 composed of other fine particles can be formed on the formed fine particle array 15, and the fine particle array 15 can be stacked.
このように、曲面を有する基板１に微粒子分散溶液２０を塗布し、乾燥させることにより、自己組織化により微粒子を規則的に配列させることができる。このときの微粒子分散溶液２０の塗布方法としては、図２に示されるような、引き上げ法による方法に限られるものではない。例えば、スピンコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、ナイフコート法等の方法により微粒子分散溶液２０を塗布してもよい。本発明において、塗布とは、微粒子分散溶液２０を基板１に付着させることを示すものであり、例えば、基板１に微粒子分散溶液２０を噴霧することも含まれる。 Thus, by applying the fine particle dispersion solution 20 to the substrate 1 having a curved surface and drying it, the fine particles can be regularly arranged by self-organization. The coating method of the fine particle dispersion solution 20 at this time is not limited to the pulling method as shown in FIG. For example, the fine particle dispersion solution 20 may be applied by a method such as spin coating, gravure coating, curtain coating, or knife coating. In the present invention, the application indicates that the fine particle dispersion solution 20 is adhered to the substrate 1, and includes, for example, spraying the fine particle dispersion solution 20 onto the substrate 1.
［実施の形態２］
本発明の微粒子配列方法は、上記のように、基体として曲面を有する基板１を用いる方法だけに限らず、略平坦な基板５を用いても同様に微粒子配列体を形成することができる。この微粒子配列方法は、略平板状の基板５をそのままの形状で微粒子分散溶液２０に浸漬し、十分に浸漬させた後に、基板５を引き上げ、引き上げた後に曲面を持たせて乾燥させる方法である。このとき使用される、微粒子２及び微粒子分散溶液２０は、上記実施の形態１と同様であり、また、微粒子分散溶液２０が塗布される微粒子付着部５０の加工方法も、上記実施の形態１と同様である。
[Embodiment 2]
The fine particle arrangement method of the present invention is not limited to the method using the substrate 1 having a curved surface as the base as described above, and the fine particle arrangement can be similarly formed even when the substantially flat substrate 5 is used. This fine particle arrangement method is a method in which a substantially flat substrate 5 is immersed in the fine particle dispersion solution 20 as it is, and after sufficiently dipping, the substrate 5 is pulled up, and then pulled up and dried with a curved surface. . The fine particles 2 and the fine particle dispersion solution 20 used at this time are the same as those in the first embodiment, and the processing method of the fine particle adhesion portion 50 to which the fine particle dispersion solution 20 is applied is the same as that in the first embodiment. It is the same.
図３は、略平坦な基板５に微粒子を規則的に配列させる方法を示す図である。略平坦な基板５は、図３（ａ）のとおり、実施の形態１と略同様に、微粒子を分散させた微粒子分散溶液２０に浸漬させる。これにより、基板５の微粒子付着部５０に微粒子分散溶液２０を付着させることができる。 FIG. 3 is a diagram showing a method of regularly arranging fine particles on a substantially flat substrate 5. As shown in FIG. 3A, the substantially flat substrate 5 is immersed in a fine particle dispersion solution 20 in which fine particles are dispersed, as in the first embodiment. Thereby, the fine particle dispersion solution 20 can be adhered to the fine particle adhesion part 50 of the substrate 5.
微粒子分散溶媒２０に略平坦な基板５を十分に浸漬させた後、図３（ｂ）のように、基板５を引き上げる。これにより、基板５に微粒子分散溶液２０を塗布することができる。本発明の微粒子配列方法は、基板５をゆっくり引き上げても、比較的速く引き上げても、次の工程で、基板５に曲面を形成して乾燥させることにより微粒子を規則的に配列させることができため、基板５の引き上げ速度は、特に限定されるものではない。 After the substantially flat substrate 5 is sufficiently immersed in the fine particle dispersion solvent 20, the substrate 5 is pulled up as shown in FIG. Thereby, the fine particle dispersion solution 20 can be applied to the substrate 5. The fine particle arrangement method of the present invention can arrange fine particles regularly by forming a curved surface on the substrate 5 and drying it in the next step, regardless of whether the substrate 5 is pulled up slowly or relatively quickly. Therefore, the pulling speed of the substrate 5 is not particularly limited.
微粒子分散溶液２０から引き上げられた基板５は、図３（ｃ）のように、基板５に曲面を形成し、基板５に塗布された微粒子分散溶液２０の乾燥を行う。この乾燥により、微粒子分散溶液２０の溶媒が徐々に蒸発し、その蒸発の過程で微粒子が自己組織化的に集合し、基板５に微粒子が規則的に配列した微粒子配列体５５を形成することができる。微粒子分散溶液２０の乾燥は、加熱、送風、除湿等により溶媒の蒸発を制御してもよいが、特別に溶媒の蒸発を促すような制御を行わなくてもよい。また、形成される曲面の曲率は、特に限定されるものではなく、曲率を一定としてもよいが、一定でなくてもよい。 The substrate 5 pulled up from the fine particle dispersion solution 20 forms a curved surface on the substrate 5 as shown in FIG. 3C, and the fine particle dispersion solution 20 applied to the substrate 5 is dried. By this drying, the solvent of the fine particle dispersion solution 20 gradually evaporates, and in the course of the evaporation, the fine particles gather in a self-organized manner to form a fine particle array 55 in which fine particles are regularly arranged on the substrate 5. it can. The drying of the fine particle dispersion 20 may control the evaporation of the solvent by heating, air blowing, dehumidification, or the like, but it is not necessary to perform a control that specifically promotes the evaporation of the solvent. Further, the curvature of the curved surface to be formed is not particularly limited, and the curvature may be constant, but may not be constant.
また、基板５に形成する曲面は、基板５を引き上げた方向と、基板５に形成する曲面の垂線に平行な面とが平行になるように曲面を形成してもよく、垂直になるように曲面を形成してもよい。例えば、基板５の引き上げ方向と、基板５に形成する曲面の垂線に平行な面とが平行になるように曲面を形成する場合、引き上げた直後に基板５に曲面を形成することができるため、略平坦な状態で基板５の微粒子分散溶液２０の乾燥が始まる前に曲面を形成することができる。また、基板５の引き上げ方向と、基板５に形成する曲面の垂線に平行な面とが垂直になるように曲面を形成する場合、例えば、基板５をローラー等で巻き取りながら引き上げることで引き上げと同時に基板５に曲面を形成することができ、微粒子分散溶液２０の乾燥が始まる前に曲面を形成することができる。 Further, the curved surface formed on the substrate 5 may be formed so that the direction in which the substrate 5 is pulled up and the surface parallel to the perpendicular of the curved surface formed on the substrate 5 are parallel to each other. A curved surface may be formed. For example, when the curved surface is formed so that the pulling direction of the substrate 5 is parallel to the surface parallel to the perpendicular to the curved surface formed on the substrate 5, the curved surface can be formed on the substrate 5 immediately after the pulling. A curved surface can be formed before the fine particle dispersion solution 20 of the substrate 5 starts drying in a substantially flat state. Further, when forming a curved surface so that the pulling direction of the substrate 5 and the surface parallel to the perpendicular to the curved surface formed on the substrate 5 are perpendicular to each other, for example, pulling up the substrate 5 while winding it with a roller or the like At the same time, a curved surface can be formed on the substrate 5, and the curved surface can be formed before the drying of the fine particle dispersion solution 20 starts.
また、この基板５の浸漬工程、引き上げ工程、及び、乾燥工程は、複数回繰り返し行ってもよく、形成する微粒子配列体５５の厚さに応じて繰り返す回数を適宜変更することができる。そして、乾燥工程において、基板５に曲面を形成し、基板５の乾燥後に再び微粒子分散溶液に浸漬させる場合、曲面を形成した基板５を再び略平坦にしてもよい。さらに、繰り返す毎に異なる微粒子を使用することもできる。これにより、形成された微粒子配列体の上に別の微粒子からなる微粒子配列体を形成することができ、微粒子配列体を積層することができる。 In addition, the dipping process, the pulling process, and the drying process of the substrate 5 may be repeated a plurality of times, and the number of repetitions can be appropriately changed according to the thickness of the fine particle array 55 to be formed. In the drying step, when the curved surface is formed on the substrate 5 and dipped again in the fine particle dispersion solution after the substrate 5 is dried, the substrate 5 on which the curved surface is formed may be made substantially flat again. Furthermore, a different fine particle can be used for each repetition. Thereby, a fine particle array composed of other fine particles can be formed on the formed fine particle array, and the fine particle array can be stacked.
このように、略平坦な基板５に微粒子分散溶液２０を塗布し、微粒子分散溶液２０から引き上げた後、基板５に曲面を形成して基板５を乾燥させることにより、自己組織化により微粒子を規則的に配列させることができる。このときの微粒子分散溶液２０の塗布方法としては、図３に示されるような、引き上げ法による方法に限られるものではない。例えば、スピンコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、ナイフコート法等の方法により微粒子分散溶液２０を塗布してもよい。 As described above, the fine particle dispersion solution 20 is applied to the substantially flat substrate 5, pulled up from the fine particle dispersion solution 20, and then the curved surface is formed on the substrate 5, and the substrate 5 is dried. Can be ordered. The coating method of the fine particle dispersion solution 20 at this time is not limited to the pulling method as shown in FIG. For example, the fine particle dispersion solution 20 may be applied by a method such as spin coating, gravure coating, curtain coating, or knife coating.
以上のように、本発明の微粒子配列方法は、上記実施の形態１のように、曲面を有する基板１に微粒子分散溶液２０を塗布し、基板１に塗布された微粒子分散溶液２０を乾燥させることにより、基板１に微粒子を規則的に配列させることができる。また、上記実施の形態２のように、略平坦な基板５に微粒子分散溶液２０を塗布し、基板５に曲面を形成して基板５に塗布された微粒子分散溶液２０を乾燥させることにより、実施の形態１と同様に、基板５に微粒子を規則的に配列させることができる。これにより、本発明の微粒子配列方法は、欠陥の少ない微粒子配列体を提供することができる。 As described above, in the fine particle arrangement method of the present invention, as in the first embodiment, the fine particle dispersion solution 20 is applied to the substrate 1 having a curved surface, and the fine particle dispersion solution 20 applied to the substrate 1 is dried. Thus, the fine particles can be regularly arranged on the substrate 1. In addition, as in the second embodiment, the fine particle dispersion solution 20 is applied to the substantially flat substrate 5, and the fine particle dispersion solution 20 applied to the substrate 5 is dried by forming a curved surface on the substrate 5. As in the first embodiment, fine particles can be regularly arranged on the substrate 5. Thereby, the fine particle arrangement | sequence method of this invention can provide the fine particle array with few defects.
このように、本発明の微粒子配列方法は、曲面を有する基板に微粒子分散溶液を塗布して基板を乾燥させる、又は、微粒子分散溶液を塗布した基板に曲面を形成して基板を乾燥させるという簡便な作業工程により、規則的に微粒子を配列させることができる。そして、この方法は、特別な装置や特殊な環境下を必要としない。 As described above, the fine particle arrangement method of the present invention is simple in that a fine particle dispersion solution is applied to a substrate having a curved surface and the substrate is dried, or a curved surface is formed on the substrate coated with the fine particle dispersion solution and the substrate is dried. The fine particles can be regularly arranged by a simple work process. This method does not require special equipment or special environments.
また、比較的速い引き上げ速度で微粒子分散溶液から基板を引き上げても、微粒子を規則的に配列させることができ、欠陥の少ない微粒子配列体を形成することができる。これにより、面積の比較的大きな基板を用いても、あまり時間をかけずに微粒子を配列させることができる。 Further, even when the substrate is lifted from the fine particle dispersion solution at a relatively high pulling speed, the fine particles can be regularly arranged, and a fine particle array with few defects can be formed. As a result, even when a substrate having a relatively large area is used, the fine particles can be arranged without taking much time.
上記の微粒子配列方法は、自己組織化により微粒子を規則的に配列させることができる。この微粒子配列方法を利用することにより、フォトニック結晶を形成することができる。フォトニック結晶は、所定の波長の光を選択的に反射することができ、その反射する光は、微粒子の粒径に依存する。そのため、フォトニック結晶を形成することにより、スクリーンをはじめとした光デバイスを作製することができる。 The fine particle arrangement method described above can regularly arrange fine particles by self-assembly. By using this fine particle arrangement method, a photonic crystal can be formed. The photonic crystal can selectively reflect light having a predetermined wavelength, and the reflected light depends on the particle size of the fine particles. Therefore, an optical device such as a screen can be manufactured by forming a photonic crystal.
以下、上記微粒子配列法により形成される本発明のスクリーン４の例を示す。図４は、上記微粒子配列法により形成されたスクリーン４の拡大断面図である。本発明のスクリーン４は、微粒子の粒径を変えて上記微粒子配列方法を用いることにより作製することができる。 Hereinafter, an example of the screen 4 of the present invention formed by the fine particle array method will be shown. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the screen 4 formed by the fine particle array method. The screen 4 of the present invention can be manufactured by changing the particle diameter of the fine particles and using the fine particle arrangement method.
本発明のスクリーン４は、はじめに、可視光を吸収することができ、基体として曲面を有する基板１００を、フォトニック結晶となることにより赤色の光４０１を反射させることができる微粒子２０１を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、基板１００に塗布した微粒子分散溶液を乾燥させる。これにより、微粒子２０１を規則的に配列させるとともに積層させた微粒子２０１の層が形成され、赤色の光４０１を反射することができるフォトニック結晶となる。 In the screen 4 of the present invention, first, fine particles 201 capable of absorbing visible light and reflecting a red light 401 by forming a photonic crystal on a substrate 100 having a curved surface as a substrate are dispersed in a solvent. The fine particle dispersion solution applied is applied, and the fine particle dispersion solution applied to the substrate 100 is dried. As a result, a layer of fine particles 201 in which the fine particles 201 are regularly arranged and stacked is formed, and a photonic crystal capable of reflecting the red light 401 is obtained.
次に、曲面を有する基板１００の微粒子２０１の層の上に、フォトニック結晶となることにより緑色の光４０２を反射させることができる微粒子２０２を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、基板１００に塗布した微粒子分散溶液を乾燥させる。これにより、微粒子２０２を規則的に配列させるとともに積層させた微粒子２０２の層が形成され、緑色の光４０２を反射することができるフォトニック結晶となる。 Next, on the layer of the fine particles 201 of the substrate 100 having a curved surface, a fine particle dispersion solution in which fine particles 202 capable of reflecting the green light 402 by being a photonic crystal are dispersed in a solvent is applied. The fine particle dispersion solution applied to 100 is dried. As a result, a layer of fine particles 202 in which the fine particles 202 are regularly arranged and stacked is formed, and a photonic crystal capable of reflecting the green light 402 is obtained.
そして、曲面を有する基板１００の微粒子２０２の層の上に、フォトニック結晶となることにより青色の光４０３を反射させることができる微粒子２０３を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、基板１００に塗布した微粒子分散溶液を乾燥させる。これにより、微粒子２０３を規則的に配列させるとともに積層させた微粒子２０３の層が形成され、緑色の光４０３を反射することができるフォトニック結晶となる。 Then, on the layer of the fine particles 202 of the substrate 100 having a curved surface, a fine particle dispersion solution in which fine particles 203 capable of reflecting blue light 403 by being a photonic crystal are dispersed in a solvent is applied. The fine particle dispersion solution applied to is dried. As a result, a layer of fine particles 203 in which the fine particles 203 are regularly arranged and stacked is formed, and a photonic crystal capable of reflecting the green light 403 is obtained.
本発明のスクリーン４は、上記微粒子配列方法に作製することで、図４のように、基板１００上に異なる粒径の微粒子をそれぞれ規則的に配列させることができる。この異なる粒径の微粒子の層は、それぞれフォトニック結晶となっており、微粒子２０１の層により赤色の光４０１を反射し、微粒子２０２の層により緑色の光４０２を反射し、微粒子２０３の層により青色の光４０３を反射することができる。そして、基板１００は、各微粒子の層を透過した光を吸収することができる。 By producing the screen 4 of the present invention by the above-described fine particle arranging method, fine particles having different particle diameters can be regularly arranged on the substrate 100 as shown in FIG. Each layer of fine particles having different particle diameters is a photonic crystal. The red light 401 is reflected by the fine particle 201 layer, the green light 402 is reflected by the fine particle 202 layer, and the fine particle 203 layer. Blue light 403 can be reflected. The substrate 100 can absorb light transmitted through each fine particle layer.
微粒子２０１、２０２、２０３の層は、プロジェクタ等の画像投影装置から投影される３原色光を反射して、フルカラーの画像を表示させることができる。通常、このスクリーン４には画像投影装置以外から発生する外部光４０４も照射されている。微粒子２０１、２０２、２０３の層は、所定の光、この例においては、微粒子２０１の層は赤色の光４０１、微粒子２０２の層は緑色の光４０２、微粒子２０３の層は青色の光４０３を選択的に反射し、それ以外の光は透過させてしまう。したがって、外部光４０４は、３つの微粒子の層を透過し、可視光を吸収する基板１００に吸収されることとなる。 The layers of the fine particles 201, 202, and 203 can reflect the three primary color lights projected from an image projection apparatus such as a projector to display a full color image. Usually, the screen 4 is also irradiated with external light 404 generated from other than the image projection apparatus. The layer of fine particles 201, 202, 203 is a predetermined light. In this example, the layer of fine particles 201 selects red light 401, the layer of fine particles 202 selects green light 402, and the layer of fine particles 203 selects blue light 403. The light is reflected and other light is transmitted. Therefore, the external light 404 passes through the three fine particle layers and is absorbed by the substrate 100 that absorbs visible light.
本発明のスクリーン４は、上記微粒子配列方法により作製されることで、微粒子の層中に発生する欠陥を少なくすることができる。微粒子の層中の欠陥は、画像に関係のない外部の光の反射や、入射光の散乱を起こし、コントラストの劣化を招く。したがって、欠陥の少ない本発明のスクリーン４は、黒の沈んだ高コントラストの綺麗な画像を提供することができる。 The screen 4 of the present invention can be produced by the above-described fine particle arrangement method, thereby reducing defects generated in the fine particle layer. Defects in the fine particle layer cause reflection of external light not related to the image and scattering of incident light, leading to deterioration of contrast. Therefore, the screen 4 of the present invention with few defects can provide a high-contrast beautiful image with black sinking.
また、レーザや発光ダイオード等の半値幅が狭く、色純度の良い光の投影による画像の場合、効率良く選択的に画像の光だけを反射させて他の波長の光を吸収することで、高コントラストを維持するとともに、黒がよく沈む画像を提供することができる。さらに、液晶プロジェクタ等の各３原色のスペクトル半値幅が広い光を投影しても、色度図上の色再現性がよくなり、純粋な色が表現できる。 In addition, in the case of an image obtained by projecting light with a narrow half-value width and good color purity, such as a laser or a light-emitting diode, it is possible to efficiently and selectively reflect only the image light to absorb light of other wavelengths. It is possible to provide an image in which black is well sinked while maintaining contrast. Furthermore, even when light having a wide spectrum half width of each of the three primary colors is projected, such as a liquid crystal projector, the color reproducibility on the chromaticity diagram is improved and a pure color can be expressed.
一方、微粒子配列体を導波路やレーザ等の光デバイスに応用した場合、欠陥が少ないことにより、光損失が小さくなり、導波特性やデバイス特性が良好になる。 On the other hand, when the fine particle array is applied to an optical device such as a waveguide or a laser, the optical loss is reduced due to the small number of defects, and the waveguide characteristics and device characteristics are improved.
上記の微粒子配列方法により微粒子を規則的に配列させた微粒子配列体は、スクリーンに限らず、その他のデバイスに利用することができる。上記の微粒子配列方法は、微粒子を自己組織化により規則的に配列させることができる。すなわち、図１に示されるように、微粒子同士が接触した微粒子配列体を形成することができる。 The fine particle array in which the fine particles are regularly arranged by the fine particle arrangement method described above can be used not only for the screen but also for other devices. In the fine particle arrangement method, the fine particles can be regularly arranged by self-assembly. That is, as shown in FIG. 1, a fine particle array in which fine particles are in contact with each other can be formed.
例えば、上記微粒子配列方法には、微粒子として、アントラセン、テトラセン、ペンタセンといった有機半導体の結晶を用いることもできる。有機半導体は、高い電気伝導度を得るために、粒界やトラップ準位の少ない良質の単結晶を必要とする。したがって、有機半導体の結晶を規則的に配列させることは、有機半導体にとって重要な課題となっている。 For example, in the fine particle arrangement method, an organic semiconductor crystal such as anthracene, tetracene, or pentacene can be used as the fine particles. Organic semiconductors require high-quality single crystals with few grain boundaries and trap levels in order to obtain high electrical conductivity. Therefore, arranging organic semiconductor crystals regularly is an important issue for organic semiconductors.
そこで、上記微粒子配列方法を用いることにより、有機半導体の結晶を規則的に配列させた有機半導体の結晶配列体を得ることができる。この結晶配列体は、自己組織化により規則的に配列し、結晶同士が接触している。したがって、上記微粒子配列方法により形成された結晶配列体は、粒界やトラップ準位の少ない良質の単結晶となり、高い電気伝導度を持つ。この結晶配列体は、有機トランジスタ等の有機半導体を利用したデバイスに応用することができる。 Therefore, by using the fine particle arrangement method, an organic semiconductor crystal array in which organic semiconductor crystals are regularly arranged can be obtained. This crystal array is regularly arranged by self-organization, and the crystals are in contact with each other. Therefore, the crystal array formed by the fine particle array method becomes a high-quality single crystal with few grain boundaries and trap levels, and has high electrical conductivity. This crystal array can be applied to a device using an organic semiconductor such as an organic transistor.
以下、本発明の微粒子配列方法を用いた実施例を示す。なお、本発明においては、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Examples using the fine particle arrangement method of the present invention will be described below. It should be noted that the present invention is not limited to the following description, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
［実施例１］ 本発明の微粒子配列方法を用いて円筒状の外側に微粒子を配列させ、基板の形状を保持したまま乾燥させた場合における微粒子結晶の作成。
基板として、材質をポリエチレンテレフタレートとし、曲率φ３２０の曲面を有する円筒状のとした基板９０を用いた。基板９０の外側の一部に微粒子を付着させるために、微粒子の付着させる位置にサンドブラストで処理を行い、親水性とした。基板９０に付着させる微粒子として、粒子径３００ｎｍのシリカ微粒子を用いた。この親水性の部位に微粒子を付着させる方法としては、引き上げ法を用いて行った。そのため、シリカ微粒子は、２０．４ｗｔ％になるように、水に分散させ、微粒子分散溶液を調製した。
[Example 1] Preparation of fine particle crystals when fine particles are arranged on the outside of a cylindrical shape using the fine particle arrangement method of the present invention and dried while maintaining the shape of the substrate.
As the substrate, a substrate 90 made of polyethylene terephthalate and cylindrical having a curved surface with a curvature of φ320 was used. In order to make the fine particles adhere to a part of the outside of the substrate 90, the position where the fine particles are attached is treated by sandblasting to make it hydrophilic. As fine particles to be adhered to the substrate 90, silica fine particles having a particle diameter of 300 nm were used. As a method for attaching the fine particles to the hydrophilic portion, a pulling method was used. Therefore, the silica fine particles were dispersed in water so as to be 20.4 wt% to prepare a fine particle dispersion solution.
基板９０は、シリカ微粒子の水溶液中に浸漬させ、基板９０の曲面の垂線と水溶液の液面とを平行となるように１ｃｍ／ｓの速度で引き上げ、このままの形状で乾燥を行った。基板９０の浸漬工程、基板９０の引き上げ工程、基板９０の乾燥工程を１つのサイクルとして３回繰り返し、最後の乾燥工程後、基板９０を略平板状とした。形成した微粒子結晶の反射率は４２％、光散乱強度は２２ｃｄ／ｍ２であった。 The substrate 90 was immersed in an aqueous solution of silica fine particles, and the perpendicular of the curved surface of the substrate 90 and the liquid surface of the aqueous solution were pulled up at a speed of 1 cm / s and dried in this shape. The immersion process of the substrate 90, the lifting process of the substrate 90, and the drying process of the substrate 90 were repeated three times as one cycle, and after the final drying process, the substrate 90 was made substantially flat. The formed fine crystal had a reflectance of 42% and a light scattering intensity of 22 cd / m 2 .
［実施例２］ 本発明の微粒子配列方法を用いて円筒状の基板の内側に微粒子を配列させ、基板の形状を保持したまま乾燥させた場合における微粒子結晶の作成。
基板として、材質をポリエチレンテレフタレートとし、曲率φ３２０の曲面を有する円筒状のとした基板９１を用いた。基板９１の内側の一部に微粒子を付着させるために、微粒子の付着させる位置にサンドブラストで処理を行い、親水性とした。基板９１に付着させる微粒子として、粒子径３００ｎｍのシリカ微粒子を用いた。この親水性の部位に微粒子を付着させる方法としては、引き上げ法を用いて行った。そのため、シリカ微粒子は、２０．４ｗｔ％になるように、水に分散させ、微粒子分散溶液を調製した。
[Example 2] Preparation of fine particle crystals in the case where fine particles are arranged inside a cylindrical substrate using the fine particle arrangement method of the present invention and dried while maintaining the shape of the substrate.
As the substrate, a substrate 91 made of polyethylene terephthalate and having a cylindrical shape with a curved surface with a curvature of φ320 was used. In order to make the fine particles adhere to a part of the inside of the substrate 91, the treatment was performed by sandblasting at the position where the fine particles were made to adhere to make it hydrophilic. As fine particles to be adhered to the substrate 91, silica fine particles having a particle diameter of 300 nm were used. As a method for attaching the fine particles to the hydrophilic portion, a pulling method was used. Therefore, the silica fine particles were dispersed in water so as to be 20.4 wt% to prepare a fine particle dispersion solution.
基板９１は、シリカ微粒子の水溶液中に浸漬させ、基板９１の曲面の垂線と水溶液の液面とが平行になるように１ｃｍ／ｓの速度で引き上げ、このままの形状で乾燥を行った。基板９１の浸漬工程、基板９１の引き上げ工程、基板９１の乾燥工程を１つのサイクルとして３回繰り返し、最後の乾燥工程後、基板９１を略平板状とした。形成した微粒子結晶の反射率は２７％、光散乱強度は２１ｃｄ／ｍ２であった。 The substrate 91 was immersed in an aqueous solution of silica fine particles, pulled up at a speed of 1 cm / s so that the perpendicular of the curved surface of the substrate 91 and the liquid level of the aqueous solution were parallel, and dried in this shape. The immersion process of the substrate 91, the lifting process of the substrate 91, and the drying process of the substrate 91 were repeated three times as one cycle, and after the final drying process, the substrate 91 was made substantially flat. The formed fine crystal had a reflectance of 27% and a light scattering intensity of 21 cd / m 2 .
［実施例３］ 従来法を用いて略平坦な基板に微粒子を配列させ、乾燥させた場合における微粒子結晶の作成。
基板として、略平坦な形状で、材質をポリエチレンテレフタレートとした基板９２を用いた。基板９２に微粒子を付着させるために、微粒子の付着させる位置にサンドブラストで処理を行い、親水性とした。基板９２に付着させる微粒子として、粒子径３００ｎｍのシリカ微粒子を用いた。この親水性の部位に微粒子を付着させる方法としては、引き上げ法を用いて行った。そのため、シリカ微粒子は、２０．４ｗｔ％になるように、水に分散させ、微粒子分散溶液を調製した。
Example 3 Preparation of fine particle crystals when fine particles are arranged on a substantially flat substrate using a conventional method and dried.
As the substrate, a substrate 92 having a substantially flat shape and made of polyethylene terephthalate was used. In order to make the fine particles adhere to the substrate 92, the treatment was performed by sandblasting at the position where the fine particles were made to adhere to make it hydrophilic. As fine particles attached to the substrate 92, silica fine particles having a particle diameter of 300 nm were used. As a method for attaching the fine particles to the hydrophilic portion, a pulling method was used. Therefore, the silica fine particles were dispersed in water so as to be 20.4 wt% to prepare a fine particle dispersion solution.
基板９２は、シリカ微粒子の水溶液中に浸漬させ、１ｃｍ／ｓの速度で引き上げ、このままの形状で乾燥を行った。基板９２の浸漬工程、基板９２の引き上げ工程、基板９２の乾燥工程を１つのサイクルとして３回繰り返した。形成した微粒子結晶の反射率は２６％、光散乱強度は２０ｃｄ／ｍ２であった。 The substrate 92 was dipped in an aqueous solution of silica fine particles, pulled up at a rate of 1 cm / s, and dried in this shape. The immersion process of the substrate 92, the lifting process of the substrate 92, and the drying process of the substrate 92 were repeated three times as one cycle. The formed fine crystal had a reflectance of 26% and a light scattering intensity of 20 cd / m 2 .
上記実施例１から３において、基板９０、９１、９２上に形成した微粒子結晶を、反射スペクトル、光散乱強度を比較し図５に示す。まず、実施例１から３に示されるように、基板９０、９１、９２に形成される微粒子結晶は、光散乱強度は略同じであった。光散乱は結晶欠陥に由来するものであるが、結晶表面に存在する結晶粒界だけではなく、内部に存在する欠陥にも由来する。上記実施例１から３では、光散乱強度を略同値としているため、微粒子結晶の結晶性の尺度は、反射率に依存することになる。 FIG. 5 shows a comparison of reflection spectra and light scattering intensities of the fine-particle crystals formed on the substrates 90, 91, and 92 in Examples 1 to 3 described above. First, as shown in Examples 1 to 3, the fine crystal formed on the substrates 90, 91, and 92 had substantially the same light scattering intensity. Light scattering originates from crystal defects, but also from defects present inside as well as crystal grain boundaries present on the crystal surface. In Examples 1 to 3 above, since the light scattering intensity is substantially the same value, the crystallinity scale of the fine particle crystal depends on the reflectance.
図５に示される反射スペクトルは、ピークの高さと半値幅により結晶性の尺度とすることができる。したがって、上記実施例１から３の反射率の数値だけでなく、図５に示されるように、実施例１において基板９０上に形成された微粒子結晶の反射率が最も優れ、高い結晶性を有しているといえる。また、実施例２において基板９１上に形成された微粒子結晶は、従来法により形成された実施例３における基板９２上に形成された微粒子結晶と比較して、高い反射率であり、高い結晶性を示しているといえる。 The reflection spectrum shown in FIG. 5 can be a measure of crystallinity by the peak height and the half-value width. Therefore, as shown in FIG. 5 as well as the reflectance values of Examples 1 to 3, the fine crystal formed on the substrate 90 in Example 1 has the highest reflectance and high crystallinity. It can be said that. In addition, the fine crystal formed on the substrate 91 in Example 2 has higher reflectivity and higher crystallinity than the fine crystal formed on the substrate 92 in Example 3 formed by the conventional method. It can be said that it shows.
次に、実施例１及び実施例３において、基板９０、９２上に形成された微粒子結晶のＳＥＭ像を観察し、その図を図６に示す。実施例１において基板９０に形成された微粒子結晶は、図６（ａ）のとおり、規則的に配列し、結晶粒界が少なくなっていることがわかる。一方、実施例３において基板９２に形成された微粒子結晶は、図６（ｂ）のように、所々で規則的に配列しているものの、図６（ａ）に比べ結晶粒界が多いことがわかる。この結果からも明らかなように、本発明の微粒子配列方法は、微粒子をより規則的に配列させることができる。 Next, in Example 1 and Example 3, SEM images of the fine crystal formed on the substrates 90 and 92 were observed, and the figure is shown in FIG. It can be seen that the fine crystal formed on the substrate 90 in Example 1 is regularly arranged as shown in FIG. 6A and the crystal grain boundaries are reduced. On the other hand, although the fine crystal formed on the substrate 92 in Example 3 is regularly arranged in some places as shown in FIG. 6B, there are many crystal grain boundaries as compared with FIG. Recognize. As is clear from this result, the fine particle arrangement method of the present invention can arrange the fine particles more regularly.
［実施例４］ 本発明の微粒子配列方法を用いて円筒状に基板の外側に微粒子を配列させ、基板を略平坦にして乾燥させた場合における微粒子結晶の作成。
基板として、材質をポリエチレンテレフタレートとし、曲率φ３２０の円筒状のとした基板９３を用いた。基板９３の外側の一部に微粒子を付着させるために、微粒子の付着させる位置にサンドブラストで処理を行い、親水性とした。基板９３に付着させる微粒子として、粒子径３００ｎｍのシリカ微粒子を用いた。この親水性の部位に微粒子を付着させる方法としては、引き上げ法を用いて行った。そのため、シリカ微粒子は、２０．４ｗｔ％になるように、水に分散させ、微粒子分散溶液を調製した。
[Example 4] Preparation of fine particle crystals in a case where fine particles are arranged outside the substrate in a cylindrical shape by using the fine particle arrangement method of the present invention, and the substrate is made substantially flat and dried.
As the substrate, a substrate 93 made of polyethylene terephthalate and having a cylindrical shape with a curvature of φ320 was used. In order to make the fine particles adhere to a part of the outside of the substrate 93, the position where the fine particles are attached is treated by sandblasting to make it hydrophilic. As fine particles to be adhered to the substrate 93, silica fine particles having a particle diameter of 300 nm were used. As a method for attaching the fine particles to the hydrophilic portion, a pulling method was used. Therefore, the silica fine particles were dispersed in water so as to be 20.4 wt% to prepare a fine particle dispersion solution.
基板９３は、シリカ微粒子の水溶液中に浸漬させ、基板９３の曲面の垂線と水溶液の液面とが平行になるように１ｃｍ／ｓの速度で引き上げ、基板９３を略平坦にして乾燥を行った。基板９３に曲面を形成する工程、基板９３の浸漬工程、基板９３の引き上げ工程、基板９３の略平坦にして乾燥する工程を１つのサイクルとして３回繰り返した。 The substrate 93 was immersed in an aqueous solution of silica fine particles, and the substrate 93 was pulled up at a speed of 1 cm / s so that the perpendicular of the curved surface of the substrate 93 and the liquid surface of the aqueous solution were parallel, and the substrate 93 was made substantially flat and dried. . The step of forming a curved surface on the substrate 93, the step of immersing the substrate 93, the step of pulling up the substrate 93, and the step of drying the substrate 93 to be substantially flat were repeated three times as one cycle.
［実施例５］ 本発明の微粒子配列方法を用いて略平板の基板に微粒子を配列させ、基板に曲面を形成して乾燥させた場合における微粒子結晶の作成。
基板として、略平坦な形状で、材質をポリエチレンテレフタレートとした基板９４を用いた。基板９４に微粒子を付着させるために、微粒子の付着させる位置にサンドブラストで処理を行い、親水性とした。基板９４に付着させる微粒子として、粒子径３００ｎｍのシリカ微粒子を用いた。この親水性の部位に微粒子を付着させる方法としては、引き上げ法を用いて行った。そのため、シリカ微粒子は、２０．４ｗｔ％になるように、水に分散させ、微粒子分散溶液を調製した。
[Example 5] Preparation of fine particle crystals when fine particles are arranged on a substantially flat substrate using the fine particle arrangement method of the present invention, and a curved surface is formed on the substrate and dried.
As the substrate, a substrate 94 having a substantially flat shape and made of polyethylene terephthalate was used. In order to make the fine particles adhere to the substrate 94, the treatment was performed by sandblasting at the position where the fine particles were made to adhere to make it hydrophilic. As fine particles attached to the substrate 94, silica fine particles having a particle diameter of 300 nm were used. As a method for attaching the fine particles to the hydrophilic portion, a pulling method was used. Therefore, the silica fine particles were dispersed in water so as to be 20.4 wt% to prepare a fine particle dispersion solution.
基板９４は、シリカ微粒子の水溶液中に浸漬させ、１ｃｍ／ｓの速度で引き上げ、引き上げる方向と形成する曲面の垂線が垂直になるように曲率φ３２０で曲面を形成し、基板９４の乾燥を行った。基板９４の浸漬工程、基板９４の引き上げ工程、基板９４の曲面形成工程、基板９４の乾燥工程、基板９４を略平坦にする工程を１つのサイクルとして３回繰り返した。 The substrate 94 was immersed in an aqueous solution of silica fine particles, pulled up at a speed of 1 cm / s, a curved surface was formed with a curvature φ320 so that the pulling direction and the perpendicular of the curved surface to be formed were perpendicular, and the substrate 94 was dried. . The substrate 94 dipping step, the substrate 94 pulling step, the substrate 94 curved surface forming step, the substrate 94 drying step, and the substrate 94 substantially flattening step were repeated three times as one cycle.
上記実施例１、実施例３、実施例４、実施例５において、基板９０、９２、９３、９４に形成された微粒子結晶の反射率から、その結晶性のよさを比較したところ、引き上げの形態としては、曲面を形成させた方が、反射率が高く、結晶性がよいことがわかった。また、同じく曲面を有する基板を引き上げた場合、略平坦にして乾燥させた方が、反射率が高く、結晶性がよいことがわかった。 In the above-mentioned Example 1, Example 3, Example 4, and Example 5, when the crystallinity of the fine particles formed on the substrates 90, 92, 93, and 94 was compared, the crystallinity was compared. As a result, it was found that the curved surface has higher reflectivity and better crystallinity. Further, it was found that when the substrate having a curved surface was pulled up, the reflectance was higher and the crystallinity was better when the substrate was flattened and dried.
［実施例６］ 実施例１の方法を用いて曲率を変えた場合における微粒子結晶の作成。
上記実施例１の操作において、基板の曲面の曲率を変えて微粒子結晶を形成した。基板９５はφ２００、基板９６はφ３２０、基板９７はφ３９０、基板９８はφ４８０、基板９９はφ５５０とし、反射率と光散乱強度を測定した。その他の条件等は、上記実施例１と略同じである。基板９５、９６、９７、９８、９９に形成される微粒子結晶の反射スペクトルを図７に示す。
[Example 6] Preparation of fine particle crystals when the curvature was changed using the method of Example 1.
In the operation of Example 1, fine particle crystals were formed by changing the curvature of the curved surface of the substrate. The substrate 95 was φ200, the substrate 96 was φ320, the substrate 97 was φ390, the substrate 98 was φ480, and the substrate 99 was φ550, and the reflectance and light scattering intensity were measured. Other conditions are substantially the same as in the first embodiment. FIG. 7 shows the reflection spectra of the fine particle crystals formed on the substrates 95, 96, 97, 98, and 99.
その結果、光散乱強度に優位差は認められず、図７に示される反射スペクトルにおいてもほとんど優位差は認められなかった。したがって微粒子結晶の結晶性のよさは、基板の曲率に依存しないことがわかった。 As a result, no significant difference was observed in the light scattering intensity, and almost no significant difference was observed in the reflection spectrum shown in FIG. Therefore, it was found that the crystallinity of the fine crystal does not depend on the curvature of the substrate.
以上のように、本発明の微粒子配列方法は、基板に微粒子を規則的に配列させることができる好適な方法であるといえる。 As described above, it can be said that the fine particle arrangement method of the present invention is a suitable method capable of regularly arranging fine particles on a substrate.
１、５、１００ 基板
１０、５０ 微粒子付着部
１５、５５ 微粒子配列体
２、２０１、２０２、２０３ 微粒子
２０ 微粒子分散溶液
４ スクリーン
４０１ 赤色の光
４０２ 緑色の光
４０３ 青色の光
９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９ 基板
1, 5, 100 Substrate 10, 50 Fine particle adhering portion 15, 55 Fine particle array 2, 201, 202, 203 Fine particle 20 Fine particle dispersion solution 4 Screen 401 Red light 402 Green light 403 Blue light 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 substrate
Claims (11)
上記基体に塗布された微粒子分散溶液を乾燥させる工程とを有する
ことを特徴とする微粒子配列方法。 A method for arranging fine particles, comprising: applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent to a substrate having a curved surface; and drying the fine particle dispersion solution applied to the substrate.
上記微粒子分散溶液を塗布した上記基体に曲面を形成して微粒子分散溶液を乾燥させる工程とを有する
ことを特徴とする微粒子配列方法。 Applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent on a substantially flat substrate;
Forming a curved surface on the substrate coated with the fine particle dispersion solution, and drying the fine particle dispersion solution.
上記基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、塗布された上記微粒子分散溶液を乾燥させて形成された微粒子配列体とを有する
ことを特徴とするスクリーン。 A substrate having a curved surface;
A screen having a fine particle array formed by applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent to the substrate and drying the applied fine particle dispersion solution.
上記基体に微粒子を溶媒に分散させた微粒子分散溶液を塗布し、塗布された上記微粒子分散溶液を乾燥させて形成された微粒子配列体とを有する
ことを特徴とするデバイス。
A substrate having a curved surface;
A device comprising: a fine particle array formed by applying a fine particle dispersion solution in which fine particles are dispersed in a solvent to the substrate, and drying the applied fine particle dispersion solution.
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