阪大,モルフォ蝶を参考に光拡散シートを作製

大阪大学の研究グループは,ナノ構造を工夫することで「明るく広角で,色が偏らず,防汚機能もある」光拡散シートを世界で初めて実作した(ニュースリリース)。

これまで光拡散材は,微小な散乱体を埋め込んで光を拡散するか,表面の微小凹凸による屈折で光を曲げていた。しかし散乱体では「明るさ」と「角度広がり」が両立せず,屈折では角度広がりの不足,汚れ易い,等の欠点があった。

研究グループは,モルフォ蝶の微細構造が「狭い幅からの回折」で光を広角に広げ,「乱雑さ」で色の偏りを防ぐことを応用し,ナノ構造からの回折に基づく光拡散シートを作製した。回折は表面だけで生じるので,高い透過率も得られる。

また表面のナノの凹凸は,ハスの葉がもつ撥水性(ロータス効果)と同じ効果により,防汚機能がある。電磁場シミュレーションにより実作可能な構造を設計し,半導体技術で実作した結果,この構造が所定の特性を満たすこと(角度広がりは垂直方向から±40°,透過率~90%,色分散なし,防汚機能あり)を実証した。さらに設計次第で,拡散光の形状異方性の制御もできる。

このシートは,一昨年,採光窓として理論的に機能を証明し,昨年の試作から改良を経て,今回完成したもの。

研究グループは,この研究成果により,省エネに役立つ採光窓や,各種の照明・ディスプレーに役立つ光拡散シートへの応用が期待されるとしている。

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