專利名稱：構造發色體的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用光的反射、干涉、衍射、散射等物理現象來發色的構造發色體。
背景技術：
以往，這種構造發色體已知有各種構造的發色體。例如，作為以往的構造發色體具 有專利文獻1 (特開2004-151271號公報)中記載的構造發色體。圖14是專利文獻1中記 載的以往的構造發色體的剖面圖。在圖14中，以往的構造發色體101具有具有光透過性的結構體102、和多個微細 結構體103。多個微細結構體103由與結構體102折射率不同的材料構成并有規則地配置 在結構體102中。而且，沿著每一個相對于x方向的軸傾斜e 1角度的多個虛擬線A1以固 定間距P1設置多個微細結構體103。在具有所述結構的以往的構造發色體101中作為結構體102的材料采用平均折射 率為1. 62的聚對苯二甲酸乙二醇酯(水°〗J工f > >歹> 7夕 > 一卜)(PET)，作為微細結 構體103的材料采用平均折射率為1. 53的尼龍6(Ny6)，假設微細結構體103的平均直徑 D1為0. 1911111、間距？1為0. 28、角度e 1為32°，以a 1 = 45°的入射角度來照射入射光 L1，并在通過以受光角度0 1 = 45°來目視從而進行觀察的情況下看到構造發色體101發 色為紫藍色。另外，通過改變受光角度0 1來目視從而對構造發射體101進行觀察時看到 構造發色體101自紫藍色變化到紅綠色。根據以往的構造發色體101，由于不使用顏料、染料等色素就能夠顯示(表現)色， 因此能夠去掉色素涂敷工序而謀求制造工序的縮短，并且由于不需要使用有機溶劑系涂 料，因此能夠謀求0)2的消減。但是，在將以往的構造發色體101作為照相機、電視機等電化制品的外裝部件等 而使用的情況下其裝飾效果受局限。即，在以往的構造發色體101中原理上能夠通過變化 多個微細結構體103的配置間距P1從而使構造發色體發色為紅色、黃色等任意色。但是，為 了使構造發色體101發色為任意色，需要對配置間距P1進行非常高精度(光的波長以下) 的調整。因此使構造發色體101發色為任意色(例如，顯示藍色和綠色的中間色)為較難。 另外，在所述以往的構造發色體101中雖然能夠顯示單一色，但是不能顯示部分不同的色。
發明內容
因此，本發明的目的在于解決所述的問題并提供一種能夠利用光的反射、干涉、衍 射、散射等物理現象而在發色的構造發色體中進一步提高裝飾效果的構造發色體。為實現上述目的，本發明設計如下的構成。根據本發明的第1方式，提供一種構造發色體，其中，對構造發色為相互不同的色 的多個構造發色部進行組合而構成。根據本發明的第2方式，提供所述各個構造發色部由多個單元格構成的第1方式 中所述的構造發色體。
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根據本發明的第3方式，提供所述多個構造發色部含有構造發色為紅色的紅色 單元格組、構造發色為綠色的綠色單元格組、構造發色為藍色的藍色單元格組的第2方式 中所述的構造發色體。根據本發明的第4方式，提供所述多個構造發色部含有不反射可見光的單元格組 或全反射可見光的單元格組的第2或3方式中所述的構造發色體。根據本發明的第5方式，提供所述各個單元格形狀相同并且具有相同尺寸的第 2 4方式中所述的構造發色體。根據本發明的第6方式，提供所述各個單元格不相互重疊且無間隙地鄰接而配置 的第2 5方式中任一項所述的構造發色體。根據本發明的第7方式，提供在相互鄰接的所述單元格之間具有非構造發色部的 第2 6方式中任一項所述的構造發色體。根據本發明的第8方式，提供從所述構造發色部的槽的底部到所述非構造發色部 的頂部的距離，大于從所述構造發色部的槽的底部到所述構造發色部的槽的頂部的距離的 第7方式中所述的構造發色體。根據本發明的第9方式，提供所述非構造發色部具有不反射可見光的結構的第7 方式中所述的構造發色體。根據本發明的第10方式，提供利用相對于構造發色體具有凹凸反轉形狀的模具 來進行樹脂成形的第1 9方式中任一項所述的構造發色體。根據本發明的構造發色體，由于對構造發色為相互不同色的多個構造發色部進行 組合而構成，因此例如CRT顯像管電視機根據紅色、綠色、藍色3色的熒光體能夠進行多種 色的顯示一樣通過改變各構造發色部的面積比率從而能夠顯示多彩的色(包括中間色的3 色以上的色)。由此能夠進一步提高裝飾效果。
本發明的這些和其它目的與特征通過關于附圖的優選的實施方式所涉及的以下 的敘述變得清楚。在該圖中圖1是本發明的第一實施方式所涉及的構造發色體的單一單元格的立體圖。圖2是本發明的第一實施方式所涉及的構造發色體的俯視圖。圖3A是示意性表示制造圖2的構造發色體一部分的工序的圖。圖3B是表示接續圖3A的工序的圖。圖3C是表示接續圖3B的工序的圖。圖4A是表示單一單元格形狀的第一變形例的圖。圖4B是表示單一單元格形狀的第二變形例的圖。圖4C是表示單一單元格形狀的第三變形例的圖。圖5是表示本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體結構的說明圖。圖6A是示意性表示本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體基本結構的立體 圖。圖6B是圖6A的A-A剖面圖。圖7是表示將本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體從不同的視場角觀看時的視線和非構造發色部的立壁之間關系的說明圖。圖8是表示用手觸摸本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體時的狀態的說 明圖。圖9是表示用于模具上形成槽的加工裝置結構的立體圖。圖10是圖9的加工裝置所具備3軸工具單元的立體圖。圖11是表示利用圖9的加工裝置在模具上加工槽的動作的示意說明圖。圖12A是本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體的示意剖面圖。圖12B是用于加工圖12A的構造發色體的模具的示意剖面圖。圖13是表示加工紅色單元格時的工具的移動時序(夕4 S > 7 )的說明圖。圖14是以往的構造發色體的剖面圖。
具體實施例方式
在繼續進行本發明的敘述之前，在附圖中對相同的部件附上相同的參照符號。以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。《第一實施方式》對本發明的第一實施方式所涉及的構造發色體的構造進行說明。本發明的第一實 施方式所涉及的構造發色體對構造發色為相互不同色的多個(這里作為一例具有三個)構 造發色部進行組合而構成。各構造發色部由多個單一單元格構成。圖1是表示本發明的第 一實施方式所涉及的構造發色體的單一單元格的立體圖。在圖1中，位于以虛線包圍的部分的單一單元格1利用光的反射、干涉、衍射、散射 等物理現象而構造發色為單一色。具體而言，單一單元格1具有在構造發色體的基材上以 規定間距來有規則地形成了多個規定深度尺寸的槽的構造，并通過所述多個槽對特定波長 的光進行反射、干涉、衍射、散射等從而進行構造發色。在這種單一單元格1中通過變化所 述槽的配置間距從而能夠使單一單元格1發色為任意色。另外，單一單元格1的構造不局 限于所述構造，如果是構造發色為單一色的構造，也可以是其它的構造。另外，單一單元格1在假定本第一實施方式所涉及的構造發色體為一個畫面的情 況下相當于一個像素的部分。因此單一單元格1的尺寸相對于構造發色體的尺寸設計得越 小，越提高所謂分辨率，所以優選。具體而言，優選單一單元格1的尺寸為250 y m見方(角) 以下。在本第一實施方式中設定單一單元格1的尺寸為約30 y m見方。另外，在作為屋外設置的那樣的巨大構造物的外裝部件而使用本構造發色體的情 況下即使單一單元格1的尺寸較大也(例如為10mm見方也)對裝飾性無妨礙。另一方面， 在單一單元格1的尺寸小于可見光的波長的情況下構造發色體不構造發色。因此，設定單 一單元格1的尺寸為lym以上。圖2是將圖1的單一單元格1多數組合而構成的本第一實施方式所涉及的構造發 色體的俯視圖。圖3A 圖3C是示意性表示制造圖2的構造發色體的工序的圖。這里，單一 單元格1的尺寸被設定為如以上所述那樣相對于本構造發色體的整體尺寸非常小。因此， 在圖3々 圖3(中放大表示以連接圖2的31、131、(31、(11點的實線包圍的區域。本第一實施方式所涉及的構造發色體按照以下進行制造。首先，將圖2中所示的所希望的圖案色分解成紅色、綠色以及藍色的3色。
其次，基于通過所述色分解而得到的信息，設計在哪個位置上形成構造發色為紅 色的單一單元格即紅色單元格R、構造發色為綠色的單一單元格即綠色單元格G、構造發色 為藍色的單一單元格即藍色單元格B。再次，如圖3A 圖1C中所示，在所述設計的位置上分別順次地形成紅色單元格R、 綠色單元格G以及藍色單元格B。另外，就以連接al、bl、cl、dl點的實線包圍的區域以外 的區域而言，當然也作成如圖3A 圖3C中所示從而形成紅色單元格R、綠色單元格G以及 藍色單元格B。另外，紅色單元格R、綠色單元格G以及藍色單元格B的形成順序并不特別 地被限定，也可以以任意順序來形成。如此制造作為多個構造發色部具有構造發色為紅色的紅色單元格R的組、構造發 色為綠色的綠色單元格G的組以及構造發色為藍色的藍色單元格B的組的本第一實施方式 所涉及的構造發色體。根據本第一實施方式，由于不使用涂料、染料等色素，而組合紅色單元格R、綠色單 元格G以及藍色單元格B這3色的單元格來構成構造發色體，因此能夠通過改變那些單元 格的面積比率而顯示多彩的色(包括中間色的3色以上的色)。由此能夠進一步提高裝飾 效果。這與例如CRT顯像管UW、電視機根據紅色、綠色、藍色3色的熒光體顯示多 種色的情況一樣。另外，在本第一實施方式中紅色單元格R、綠色單元格G以及藍色單元格 B以不相互重疊的方式形成。另外，本發明不局限于所述第一實施方式，也可以通過其它的各種方式來實施。例 如在所述第一實施方式中說明了組合紅色單元格R、綠色單元格G以及藍色單元格B的3色 的單元格而構成構造發色體的例子，不過本發明并不局限于此。例如也可以利用構造發色 為所述3色以外的色的單元格、或適合顯示黑色的不反射可見光的單元格、適合顯示白色 的完全反射(全反射)可見光的單元格等而構成構造發色體。由此能夠進一步提高裝飾效 果。另外，也可以不需要組合3色的單元格，而組合雙色的單元格來構成構造發色體。由此 能夠抑制制造成本。另外，在圖3A 圖3C中將各單元格R、G、B的形狀分別設成正方形而表示，但是本 發明并不局限于此。例如，如圖4A中所示，也可以為三角形。另外，如圖4B中所示，也可以 為六邊形。而且，如圖4C中所示，也可以為圓形。另外，優選各單元格R、G、B分別具有相同 形狀以及相同尺寸。由此組合各單元格R、G、B而顯示中間色變得容易并且設計變更變得容 易，因此能夠提高通用性。另外，優選各單元格R、G、B為能夠按照圖4A以及圖4B中所示的 那樣不相互重疊且無間隙地鄰接設置的形狀。由此能夠提高發色效率。另外，在所述第一實施方式中由多個單一單元格1構成了構造發色部，但是并不 局限于此。例如，也可以由一個單一單元格1構成構造發色部。此時，比以往的構造發色體 裝飾效果變得更高。《第二實施方式》對本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體進行說明。圖5是表示本發明的第 二實施方式所涉及的構造發色體結構的說明圖。圖6A是表示本發明的第二實施方式所涉 及的構造發色體的基本結構的立體圖，圖6B是圖6A的A-A剖面圖。本第二實施方式所涉 及的構造發色體的與所述第一實施方式的構造發色體不同的地方在于在相互鄰接的單一 單元格1之間設置有非構造發色體2。
例如，在所述第一實施方式那樣在構造發色體的基材上以規定間距來形成(加 工)多個槽從而形成單一單元格1的情況下，尤其在構造發色為相互不同色的單一單元格 彼此的邊界部分上有可能產生未加工部分(未形成槽的部分)。若該未加工部分隨機產生， 則裝飾效果有可能降低。因此，在本第二實施方式所涉及的構造發色體中，如圖5以及圖6A中所示，將作為 未加工部分的非構造發色部2有意圖地設置在各單一單元格1的整周(全周)。由此能夠 抑制由隨機產生未加工部分而引起的裝飾效果的降低。另外，由于各單一單元格1成為分 別獨立的結構，因此各個色的滲入變小，從而作為單色的色純度提高。因此，能夠實現高度 的色顯示，從而能夠進一步提高裝飾效果。另外，在本第二實施方式中，若將非構造發色部2的頂部2a按照不反射可見光的 方式構成，則單一單元格1的構造發色表現出更好的效果，而能夠進一步提高裝飾效果。另外，在本第二實施方式中，非構造發色部2形成為圖6B中所示的那樣頂部2a比 單一單元格1高。即，從單元格1的底部到非構造發色部2的頂部2a的距離H2大于從單 元格1(構造發色部的槽)的底部到單元格1的頂部的距離HI。由此，如圖7中所示，在傾 斜方向上觀看本第二實施方式所涉及的構造發色體的情況下，由于非構造發色部2的立壁 的高度而產生能夠看到單一單元格1的位置和看不到的位置。即，在視場角0小的位置上 能夠看到單一單元格1，另一方面在視場角3大的位置上被非構造發色部2的立壁遮擋而 看不到單一單元格1。因此能夠通過對非構造發色部2的立壁高度進行調整而控制看到單 一單元格1的視場角3。由此能夠實現高度的色顯示而能進一步提高裝飾效果。另外，非構造發色部2的立壁，如圖8中所示，在用手接觸本第二實施方式所涉及 的構造發色體表面的情況下起防止手直接接觸單一單元格1的作用。由此可抑制單一單元 格1的損傷或污濁，并能夠抑制由長時期使用而引起的裝飾效果的降低。本第二實施方式所涉及的構造發色體能夠通過利用相對于該構造發色體具有凹 凸反轉形狀的模具來樹脂成形而制造。通過利用模具而能夠容易地得到多個構造發色體、 并且能夠廉價地進行制造。另外，本發明并不局限于此，例如也可以通過對構造發色體直接 進行加工而制造本第二實施方式所涉及的構造發色體。其次，對本第二實施方式所涉及的構造發色體的制造中所使用的模具的制造方法 進行說明。圖9是表示用于模具上形成槽的加工裝置結構的立體圖。圖10是圖9的加工 裝置所具備的3軸工具單元的立體圖。另外，由于本第二實施方式所涉及的構造發色體通過多數組合例如大約30 y m見 方的微細單一單元格1而構成，因此對模具的槽的加工中要求例如納米級(f 7 ^ —卜& 才一々'一)的加工精度。由于利用以下所說明的加工裝置10對模具的槽進行機械加工存在 加工時間的增大、工具的磨損等問題，因此并不一定優選，但是具有設計變更容易等優點。圖9中所示的加工裝置10為例如能夠以lnm的分辨率(分解能)來動作的4軸 (X，Y，Z，0 )控制的超精密加工裝置。加工裝置10具備3軸工具單元20、和相對于被加工 物11將3軸工具單元20向相互正交的3軸(X，Y，Z軸)方向相對移動的各工作臺(〒一
)12 14。各工作臺由將3軸工具單元20向X軸方向移動的X軸工作臺12、將3軸 工具單元20向Y軸方向移動的Y軸工作臺13、將3軸工具單元20向Z軸方向移動的Z軸 工作臺14構成。另外，加工裝置10具備使3軸工具單元20相對于被加工物11相對地做圓周運動的旋轉工作臺15。3軸工具單元20、各工作臺12 14以及旋轉工作臺15與控制 部16連接并通過控制部16而控制它們的動作。控制部16構成為在各工作臺12 14以 及旋轉工作臺15到達規定位置時基于預先存儲的程序而使3軸工具單元20進行規定的動 作。通過3軸工具單元20而進行加工裝置10的槽加工動作。3軸工具單元20與加工裝置10 —樣例如能夠以Inm的分辨率來動作。3軸工具 單元20具備在圖10中所示那樣的朝向相互正交的3軸(u，v，w)方向進行動作的作為致動 器的壓電單元格21 23。在這些三個壓電單元格21 23的交點上經由刀夾(7 — >7)24安裝有工具(例如金剛石工具)25。另外，3軸工具單元20為了對各電壓單元格 21 23的動作變位進行測長(測長)，具備三個間隙傳感器(W 七 > 寸)26 28。 各間隙傳感器26 28具體對安裝有工具25的刀夾24的變位進行測長。三個間隙傳感器 26 28配置為它們的延長線相交于一點，并且工具25的前端位于該交點上。另外，三個間 隙傳感器26 28配置為阿貝(7《)誤差最小。圖11示意性表示利用具有所述結構的加工裝置10在模具上加工槽的動作。另外， 當然模具的槽被使用于形成單一單元格1的相互鄰接的槽之間的凸部，并且模具的相互鄰 接的槽之間的凸部被使用于形成單一單元格1的槽。如圖11中所示，在模具上加工槽時，例如進行以下的動作即可。另外，基于預先存儲的NC程序而在控制部16的控制下進行對模具的槽的加工動 作。首先，驅動Y軸工作臺13而使工具25沿Y軸方向移動到槽加工始點位置的上方。接著，驅動Z軸工作臺14而使工具25下降到與模具接觸。接著，驅動Y軸工作臺13而使工具25沿Y軸方向移動到槽加工終點位置。由此 在模具上形成一條槽。接著，反向驅動Z軸工作臺14而使工具25退避到槽加工終點位置的上方。接著，驅動Y軸工作臺13而使工具25返回到原來的位置。接著，驅動X軸工作臺12而使工具25向X軸方向移動規定距離。另外，當然所述 規定距離對單一單元格1所發色的色帶來影響。以下，通過重復所述的動作從而在模具上形成用于形成單一單元格1的多條槽。另外，在這樣形成的模具的槽的兩端即工具25的入口側(槽加工始點側)和出口 側(槽加工終點側)，產生圖11中所示的那樣寬度為wi、W2的接縫(^ & F目)。這些接 縫的寬度Wl、W2在通過加工裝置10進行加工時大約為5 μ m左右。例如，如所述第一實施 方式那樣，單一單元格1彼此不經由非構造發色部2而鄰接的結構的構造發色體中，這些接 縫有可能降低裝飾效果。以下對不產生所述接縫的加工方法進行說明。圖12A是本發明的第二實施方式所涉及的構造發色體的示意剖面圖。圖12B是用 于加工圖12A的構造發色體的模具的示意剖面圖。如從圖12A以及圖12B中所知，模具30 形成為在構造發色體的與單一單元格1相對應的位置具有凸部31R、31B或31G并在與非構 造發色部2相對應的位置具有凹部32。凸部31R加工紅色單元格R、凸部31B加工藍色單 元格B、凸部31G加工綠色單元格G。另外，作為凹部32的加工方法并不受特別的限定，例 如可以利用整形器(力工一 ^一)加工、立銑刀(工> K S ^ )加工等機械加工或激光加工等。
圖13是表示加工紅色單元格R時的工具的移動時序(夕4 S > 7 )(這里是指Y 軸工作臺13以及Z軸工作臺14的驅動時序)的說明圖。如圖13中所知，上下移動工具25 的位置作為與凹部31相對應的位置。由此在工具25加工凸部31R的期間能夠固定工具25 的高度并能夠消除工具25上下移動的痕跡即接縫。另外，在前面所述中，為了在模具上加工槽使用了超精密機械加工裝置即加工裝 置10，但是本發明并不限于此。例如也可以使用激光加工或應用半導體光刻(ν y夕巧7 ^ )技術的加工技術。另外，通過適當組合所述各種實施方式中的任意實施方式，從而能夠產生每一個 實施方式所具有的效果。本發明所涉及的構造發色體能夠進一步提高裝飾效果，因此作為例如電視機、照 相機等電化制品的外裝部件等而有用。本發明參照附圖對優選的實施方式進行了充分的記 載，而對于本技術領域的技術人員而言其各種變形和修正是較清楚的。那種的變形和修正， 只要在不偏離基于所附的權利要求范圍的本發明的范圍時應當被理解為包含在其中。
權利要求
一種構造發色體，其中，對構造發色為相互不同的色的多個構造發色部進行組合而構成。
2.根據權利要求1所述的構造發色體，其特征在于， 所述各個構造發色部由多個單元格構成。
3.根據權利要求2所述的構造發色體，其特征在于，所述多個構造發色部含有構造發色為紅色的紅色單元格組、構造發色為綠色的綠色 單元格組、構造發色為藍色的藍色單元格組。
4.根據權利要求2或3所述的構造發色體，其特征在于，所述多個構造發色部含有不反射可見光的單元格組或全部反射可見光的單元格組。
5.根據權利要求2或3所述的構造發色體，其特征在于， 所述各個單元格形狀相同并且具有相同尺寸。
6.根據權利要求2或3所述的構造發色體，其特征在于， 所述各個單元格不相互重疊且無間隙地鄰接而配置。
7.根據權利要求2或3所述的構造發色體，其特征在于， 在相互鄰接的所述單元格之間具有非構造發色部。
8.根據權利要求7所述的構造發色體，其特征在于，從所述構造發色部的槽的底部到所述非構造發色部的頂部的距離，大于從所述構造發 色部的槽的底部到所述構造發色部的槽的頂部的距離。
9.根據權利要求7所述的構造發色體，其特征在于， 所述非構造發色部具有不反射可見光的結構。
10.根據權利要求1 3中任意一項所述的構造發色體，其特征在于， 利用相對于構造發色體具有凹凸反轉形狀的模具來進行樹脂成形。
全文摘要
本發明提供一種構造發色體，其中在利用光的反射、干涉、衍射、散射等物理現象來發色的構造發色體中為了提供能夠進一步提高裝飾效果，對構造發色為相互不同色的多個構造發色部進行組合而構成構造發色體。
文檔編號B44C1/10GK101890866SQ201010180759
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月14日 優先權日2009年5月18日
發明者田代功, 高橋正行 申請人:松下電器產業株式會社