CN102193129A - 光学元件、窗材料、房屋隔断构件及日照遮蔽装置 - Google Patents

光学元件、窗材料、房屋隔断构件及日照遮蔽装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了光学元件、窗材料、房屋隔断构件和日照遮蔽装置,其中,该光学元件具有:第一光学层;波长选择反射层;以及第二光学层。该波长选择反射层包括至少五层高折射率层和至少五层金属层,这两者交替进行层压。当波长选择反射层整体的厚度L为80nm时,金属层整体的光学厚度与高折射率层整体的光学厚度之比α、以及第三高折射率层的光学厚度与第一高折射率层的光学厚度之比β包含在第一区域中;当厚度L为90nm时,该比α和β包含在第二区域中;并且当厚度L为80nm至90nm时,该比α和β包含在第一区域、第二区域以及从这些区域得到的直线所包围的空间中。

Description

光学元件、窗材料、房屋隔断构件及日照遮蔽装置
技术领域
本发明涉及光学元件、窗材料、房屋隔断构件(fitting)和日照遮蔽装置,其中每一种均可以抑制色调变化。
背景技术
近几年,摩天大楼或高层房屋的建筑玻璃和车辆的窗玻璃已越来越多地设置有吸收或反射一些日光的层。上述玻璃作为一种节能措施,目的是防止全球变暖,旨在通过当从太阳发射的光能透过窗户进入室内空间时增加室内温度,而减小空调系统的负荷。从日光发射的光能主要包括波长范围在380nm至780nm的可见区域中的光和波长范围在780nm至2100nm的近红外区域中的光。特别地,因为与人的可见性无关,所以窗户在780nm至2100nm的波长范围(即,近红外区域)内的透射性是决定窗户是否具有高透明性和高隔热性的重要因素。
作为用于在可见区域内保持透明性的同时遮蔽近红外光的方法,例如,可提及为窗玻璃设置在近红外区域中具有高反射率的光学元件的方法。关于此方法,披露了一种将光学多层膜用作反射层的技术(例如,参见日本未审查专利申请公开第2007-152773号)。然而,由于该类型的反射层设置在平坦膜或窗玻璃中,所以仅可以执行入射日光的镜面反射。因此,来自天空并经镜面反射的光到达另一个室外建筑或地面,然后经过吸收转换为热量,从而使得环境温度升高。因此,在上述反射层附至所有窗户的建筑周围,会发生各种问题,即,例如,由于发生了温度的局部升高,在市区发生了热岛现象(heat island phenomenon),并且草坪仅在照射有反射光的区域内无法生长。
发明内容
然而,迄今,已通过在平板上形成多层膜而设计了热射线遮蔽膜。当通过该现有方法设计多层膜时,由于多层膜的至少一个界面的折射率和在该界面上入射的光的入射角发生变化,所以所设计的光谱与最佳值有偏差,并且色调不利地变化为具有蓝色或红色。
因此,期望提供一种光学元件、窗材料、房屋隔断构件和日照遮蔽装置,其中的每一种均可以抑制由于入射角发生变化而引起的色调变化。
根据本发明的实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为80nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(1)至(4)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,该比α和该比β包含在以下式(5)至(8)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在80nm至90nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(9)至(12)所包围的空间中。
α=-0.0004β2+0.0053β+0.0065...(1)
α=-1×10-5β2+0.0007β+0.0066...(2)
α=-1×10-5β2+0.0005β+0.0119...(3)
α=0.012114...(4)
α=-0.0002β2+0.0039β+0.0087...(5)
α=-3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(6)
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(7)
α=0.010589...(8)
(β-0.5)/0.67=(α-0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(9)
(β-5.5)/3.75=(α-0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(10)
(β-10.4)/10.6=(α-0.01516)/0.00067768=(90-L)/10...(11)
(β-0.8)/0.45=(α-0.01161)/0.0008471=(90-L)/10...(12)
根据本发明的另一实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(5)至(8)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,该比α和该比β包含在以下式(13)至(16)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在90nm至100nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(17)至(20)所包围的空间中。
α=-0.0002β2+0.0039β+0.0087...(5)
α=-3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(6)
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(7)
α=0.010589...(8)
α=-0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=0.009403...(16)
(0.7-β)/0.2=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(17)
(β-4.4)/1.1=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(18)
(β-6.5)/3.9=(α-0.01432)/0.0008471=(100-L)/10...(19)
(1-β)/0.2=(α-0.01093)/0.00067768=(100-L)/10...(20)
根据本发明的另一实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(13)至(16)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,该比α和该比β包含在以下式(21)至(24)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在100nm至120nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(25)至(28)所包围的空间中。
α=-0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=0.009403...(16)
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(21)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(22)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(23)
α=0.007709...(24)
(β-0.6)/0.1=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(25)
(β-3.6)/0.8=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(26)
(β-4.25)/2.25=(α-0.0133)/0.00101652=(120-L)/20...(27)
(β-0.9)/0.1=(α-0.00974)/0.00118594=(120-L)20...(28)
根据本发明的另一实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(21)至(24)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,该比α和该比β包含在以下式(29)至(32)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在120nm至140nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(33)至(36)所包围的空间中。
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(21)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(22)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(23)
α=0.007709...(24)
α=-0.0014β2+0.0136β-0.0027...(29)
β=10132α2-241.39α+4.747...(30)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(31)
α=0.006523...(32)
(0.75-β)/0.15=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(33)
(3.65-β)/0.05=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(34)
(β-3.3)/0.95=(α-0.01245)/0.0008471=(140-L)20...(35)
(3.47-β)/2.57=(α-0.00754)/0.00220246=(140-L)/20...(36)
根据本发明的另一实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(29)至(32)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,该比α和该比β包含在以下式(37)至(41)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在140nm至160nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(42)至(45)所包围的空间中。
α=-0.0014β2+0.0136β-0.0027...(29)
β=10132α2-241.39α+4.747...(30)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(31)
α=0.006523...(32)
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(37)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(38)
β=2.875...(39)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(40)
α=0.005676...(41)
(0.9-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(42)
(3.8-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(43)
(β-2.85)/0.45=(α-0.01203)/0.00042355=(160-L)/20...(44)
(β-1.05)/2.42=(0.00864-α)/0.00110123=(160-L)/20...(45)
根据本发明的另一实施方式,提供了一种光学元件,包括:第一光学层,具有光出射面;波长选择反射层,设置在第一光学层上;以及第二光学层,设置在波长选择反射层上并具有光入射面。在该光学元件中,波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压,当波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从第一光学层侧或第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(37)至(41)围成的第一区域中;当波长选择反射层整体的几何膜厚L为180nm时,该比α和该比β包含在以下式(46)至(49)围成的第二区域中;并且当波长选择反射层整体的几何膜厚L在160nm至180nm的范围内时,该比α和该比β包含在第一区域、第二区域以及以下式(50)至(53)所包围的空间中。
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(37)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(38)
β=2.875...(39)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(40)
α=0.005676...(41)
α=-0.0103β2+0.047β-0.0322...(46)
α=0.0093β2-0.0677β+0.1212...(47)
α=-0.0003β2+0.0036β+0.0046...(48)
α=0.00498...(49)
(1.05-β)/0.15=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(50)
(β-2.75)/1.05=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(51)
(β-2.4)/0.45=(α-0.01177)/0.00025413=(180-L)/20...(52)
(1.2-β)/0.15=(α-0.00856)/0.00008471=(180-L)/20...(53)
在根据本发明的实施方式的所有光学元件中,由于波长选择反射层的各层的膜厚被设置为使得比α和比β包含在预定区域中,所以,色调变化可以得到抑制。
如上所述,根据本发明的实施方式,可以抑制入射角的变化所导致的色调变化。
附图说明
图1A是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。
图1B是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜粘附到粘附体的一个实例的截面图。
图2是示出了在光学膜上入射的入射光和被光学膜反射的反射光之间的关系的透视图。
图3A至图3C各自是示出了第一光学层中形成的结构的一个形状实例的透视图。
图4A是示出了第一光学层中形成的结构的一个形状实例的透视图。
图4B是示出了包括形成了如图4A所示的结构的第一光学层的光学膜的一个结构实例的截面图。
图5是示出了波长选择反射层的层压结构的一个实例的示意图。
图6A是示出了第三和第五高折射率层各自分为两层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图6B是示出了第三高折射率层分为三层且第五高折射率层分为两层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图6C是示出了第三高折射率层分为两层且第五高折射率层分为三层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图6D是示出了第一、第三和第五高折射率层各自分为两层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图6E是示出了第一和第五高折射率层各自分为两层且第三高折射率层分为三层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图6F是示出了第一高折射率层各自分为两层且第三和第五高折射率层各自分为三层的波长选择反射层的一个实例的示意图。
图7A和图7B各自是示出了光学膜的功能的一个实例的截面图。
图8A和图8B各自是示出了光学膜的功能的一个实例的截面图。
图9A是示出了光学膜的功能的一个实例的截面图。
图9B是示出了光学膜的功能的一个实例的平面图。
图10是示出了用于制造根据本发明第一实施方式的光学膜的制造装置的一个结构实例的示意图。
图11A至图11C各自是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜的制造方法的一个实例的截面图。
图12A至图12C各自是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜的制造方法的一个实例的截面图。
图13A至图13C各自是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜的制造方法的一个实例的截面图。
图14是示出了反射层的膜厚的截面图。
图15是示出了确定满足各个参数的条件的膜厚的处理的一个实例的流程图。
图16A是示出了相对于比α和比β的可见光透射率的分布的α-β相关性示图。
图16B是示出了相对于比α和比β的遮蔽系数的分布的α-β相关性示图。
图16C是示出了相对于比α和比β的蓝色指标的分布的α-β相关性示图。
图16D是示出了相对于比α和比β的红色指标的分布的α-β相关性示图。
图16E示出了如图16A至16D所示的α-β相关性示图彼此重叠的状态。
图17是当总膜厚L为80nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图18是当总膜厚L为90nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图19是当总膜厚L为100nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图20是当总膜厚L为120nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图21是当总膜厚L为140nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图22是当总膜厚L为160nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图23是当总膜厚L为180nm时可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数的α-β相关性示图。
图24是当总膜厚L为80nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图25是当总膜厚L为90nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图26是当总膜厚L为100nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图27是当总膜厚L为120nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图28是当总膜厚L为140nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图29是当总膜厚L为160nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图30是当总膜厚L为180nm时可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数的α-β相关性示图。
图31是可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数时、满足各个参数的条件的区域映射到三维平面上而获得的示意图。
图32A是可见光透射率、蓝色指标以及红色指标各自用作参数时、满足各个参数的条件的区域映射到该同一平面上而获得的示意图。
图32B是可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数各自用作参数时、满足各个参数的条件的区域映射到该同一平面上而获得的示意图。
图33A是示出了根据本发明第一实施方式的第一修改例的截面图。
图33B是示出了根据本发明第一实施方式的第二修改例的截面图。
图34A是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第一结构实例的透视图。
图34B是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第二结构实例的透视图。
图34C是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第三结构实例的透视图。
图35A是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第三结构实例的平面图。
图35B是沿图35A所示的线XXXVB-XXXVB截取的第一光学层的截面图。
图35C是沿图35A所示的线XXXVC-XXXVC截取的第一光学层的截面图。图36A是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第四结构实例的平面图。
图36B是示出了如图36A所示的线路XXXVIB-XXXVIB的第一光学层的截面图。
图36C是沿图36A所示的线XXXVIC-XXXVIC截取的第一光学层的截面图。
图37A是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的第一光学层的第五结构实例的平面图。
图37B是沿图37A所示的线XXXVIIB-XXXVIIB截取的第一光学层的截面图。
图38A是示出了根据本发明第三实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。
图38B是示出了根据本发明第三实施方式的光学膜的第一光学层的一个结构实例的透视图。
图39A是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜的第一结构实例的截面图。
图39B是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜的第二结构实例的截面图。
图39C是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜的第三结构实例的截面图。
图40A是示出了根据本发明第五实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。
图40B是示出了根据本发明第五实施方式的光学膜粘附到粘附体的一个结构实例的截面图。
图41是示出了根据本发明第六实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。
图42是示出了根据本发明第七实施方式的遮光装置的一个结构实例的透视图。
图43A是示出了板条的第一结构实例的截面图。
图43B是示出了板条的第二结构实例的截面图。
图44A是示出了根据本发明第八实施方式的卷帘装置的一个结构实例的透视图。
图44B是示出了帘302的一个结构实例的截面图。
图45A是示出了根据本发明第九实施方式的日式拉门(日式纸遮蔽门)的一个结构实例的透视图。
图45B是示出了日式拉门的一个结构实例的截面图。
具体实施方式
将参考附图按照以下顺序对本发明的实施方式进行描述。
1、第一实施方式(一维排列结构的实例)
2、第二实施方式(二维排列结构的实例)
3、第三实施方式(设置百叶窗型反射层的实例)
4、第四实施方式(设置包含光散射材料的光学膜的实例)
5、第五实施方式(暴露反射层的实例)
6、第六实施方式(设置自清洁效果层的实例)
7、第七实施方式(光学膜应用于遮光装置的实例)
8、第八实施方式(光学膜应用于卷帘装置的实例)
9、第九实施方式(光学膜应用于房屋隔断构件的实例)
<1、第一实施方式>
光学膜的结构
图1A是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。图1B是示出了根据本发明第一实施方式的光学膜粘附到粘附体的一个实例的截面图。用作光学元件的光学膜1为具有所谓的定向反射特性的光学膜。如图1A所示,该光学膜1包括其中具有凹凸面的光学层2以及沿该光学层2的界面设置的反射层3。光学层2包括具有凹凸形状的第一表面的第一光学层4以及具有凹凸形状的第二表面的第二光学层5。光学层2内的界面由第一表面和第二表面形成,每个表面均具有凹凸形状,并设置为彼此面对。特别地,光学层1包括具有凹凸面的第一光学层4、形成在第一光学层4的凹凸面上的反射层3、以及形成在反射层3上以用于填补形成了反射层3的凹凸面的第二光学层5。光学膜1具有入射面S1和出射面S2,日光等在入射面S1上入射,并且在入射面S1上入射的光中透过光学膜1的光从出射面2出射。优选地,光学膜1应用于内壁构件、外壁构件、窗材料以及壁材料等。此外,光学膜1还可以优选地用作遮光装置的板条(日照遮蔽构件)以及卷帘装置的帘(日照遮蔽构件)。进一步地,光学膜1还可以优选地用作设置在房屋隔断构件(内部构件和/或外部构件)采光部的光学元件,诸如日式拉门(日式纸遮蔽门)。
如果需要,光学膜1还可以包括光学层2的出射面S2上的第一基底构件4a。此外,如果需要,光学膜1还可以包括光学层2的出射面S1上的第二基底构件5a。当第一基底构件4a和/或第二基底构件5a包括在上述的光学膜1中时,在第一基底构件4a和/或第二基底构件5a形成光学膜1的一部分的情况下,优选满足以下的诸如透明性和透过色彩的光学特性。
如果需要,光学膜1还可以包括结合层6。结合层6形成在光学膜1的入射面S1和出射面S2中粘附到窗材料10上的一个面上。光学膜1在室内侧或室外侧通过其间夹有该结合层6而粘附到作为粘附体的窗材料10。作为结合层6,例如,可以使用包含粘合剂作为主要成分的粘合层(如UV固化树脂或双组分液态树脂)或包含胶粘剂作为主要成分的胶粘层(如压敏粘合剂PSA)。当结合层6为胶粘层时,优选地,在结合层6上进一步设置剥离层7。其原因为,通过上述结构,当简单剥离剥离层7后,光学膜1可容易地通过其间夹有结合层6而粘附到诸如窗材料10的粘附体。
光学膜1还可以包括第二基底构件5a与结合层6和/或第二光学层5之间的下层(图中未示),以增强第二基底构件5a与结合层6和/或第二光学层5之间的结合特性。此外,为了增强上述相同部分处的结合特性,使用或不使用上述下层均优选执行普通物理预处理。作为普通物理预处理,例如,可以是等离子体处理或电晕处理。
光学膜1还可以包括粘附到诸如窗材料10的粘附体的入射面S1或出射面S2上、或在上述面与反射层3之间的阻隔层(图中未示)。当如上所述设置了阻隔层时,可以抑制湿气从入射面S1或出射面S2扩散到反射层3,还可以抑制反射层3包含的金属等的劣化。因此,光学膜1的耐用性得以提高。
光学膜1还可以包括硬涂层8,以向光学膜1的表面赋予耐划伤性等。该硬涂层8优选形成在光学膜1的入射面S1和出射面S2中与粘附到诸如窗材料10的粘附体的面相反的一个面上。为了向光学膜1的入射面S1赋予防污性等,还可以设置疏水层或亲水层。具有上述功能的层例如可以直接设置在光学层2上,或设置在诸如硬涂层8的各种功能层上。
光学膜1优选具有柔性,由此其可以容易地粘附到诸如窗材料10的粘附体上。在此情况下,该膜的种类中包括片。即,在光学膜1中也可以包含光学片。
光学膜1具有透明性。透明性优选满足以下将要描述的透射图像清晰度的范围。第一光学层4与第二光学层5之间的折射率差优选为0.010以下,更优选为0.008以下,还更优选为0.005以下。当折射率差大于0.010时,透射图像会模糊。当折射率差在大于0.008至0.010的范围内时,尽管取决于外部亮度,但日常生活中不会发生任何问题。当折射率差在大于0.005至0.008的范围内时,尽管诸如光源的很明亮的物体的衍射图样进行干扰,但户外景物同样清晰可见。当折射率差为0.005以下时,衍射图样几乎不会干扰。在第一光学层4和第二光学层5之中,要粘附到窗材料10等的光学层可以包含胶粘剂作为主要成分。通过上述结构,光学膜1可以通过第一光学层4和第二光学层5中包含胶粘剂作为主要成分的一个层而粘附到窗材料10等。此外,当形成上述结构时,胶粘剂的折射率差优选在上述的范围内。
第一光学层4优选具有与第二光学层5相同的光学特性,如折射率。更特别地,第一光学层4和第二光学层5优选由相同的材料构成,诸如相同的在可见区域内具有透明性的树脂材料。当第一光学层4和第二光学层5由相同的材料构成时,它们的折射率彼此相等,由此,可以提高可见光的透明性。然而,即使使用相同的材料作为起始原材料,由于膜形成处理中固化条件等,最终获得的各层折射率也会不同,因此,需要仔细的关注。另一方面,当第一光学层4和第二光学层5由不同材料构成时,由于它们的折射率彼此不同,光在作为边界的反射层3反射,而透射图像会模糊。特别地,当观察类似于点光源的物体(如较远的电灯)时,容易清楚地观察到衍射图样。此外,可以为第一光学层4和/或第二光学层5添加添加剂,以调整折射率值。
第一光学层4和第二光学层5均优选在可见区域内具有透明性。顺便提及,透明性具有两种定义,即,一种定义指没有光吸收,而另一种定义指没有光散射。通常,透明性仅指前者;但是,根据本发明第一实施方式的光学膜1优选具有上述两种光学特性。由于目前使用的回射体(retroreflector)旨在可以容易观察到显示(诸如路标或夜间工作者的衣服)的反射光,所以,即使具有光散射特性,当回射器与下层反射体紧密接触时,仍然可以观察到所反射的反射光。该原理与以下情况的原理相同:例如,为了提供防眩特性,即使对图像显示装置的前表面进行了具有散射特性的防眩处理,仍然可以看见图像。然而,根据本发明第一实施方式的光学膜1具有透射除了具有特定波长的光(其会被定向反射)以外的光的特性,并且光学膜1粘附到主要透射具有该透射波长的光的透射物体上,并观察到所透射的光;因此,光学膜1优选不具有光散射特性。然而,根据具体应用,可以有意地将散射特性赋予第二光学层5。
光学膜1优选通过将其粘附至诸如窗材料10的刚性体(利用其间夹有的胶粘剂)来使用,该刚性体主要对于具有除特定波长以外的波长的透射光具有透射特性。作为窗材料10,例如可以为在高层建筑或房屋的建筑窗材料或用于车辆的窗材料。当应用至建筑窗材料时,特别地,光学膜1优选用于配置为朝向从东经过南到西之间的任何方向(诸如东南和西南之间的任何方向)的窗材料10。其原因在于,当窗材料10配置在上述位置时,热射线可以被更有效的反射。光学膜1不仅可以用于单层窗玻璃,还可以用于特殊的玻璃,如多层玻璃。此外,窗材料10不限于玻璃构成的材料,而也可以使用具有透明性的聚合物材料。光学层2优选在可见区域中具有透明性。其原因在于,由于光学层2具有上述透明性,所以当光学膜1粘附到诸如窗玻璃的窗材料10上时,可以透射可见光,并可以保证日光的采光。此外,作为要粘附的表面,除了玻璃的内表面,也可以使用其外表面。
此外,光学膜1可以与另一热射线遮蔽膜一起使用,并且例如,也可以在空气与光学膜1之间的界面处(即,在光学膜1的最外表面上)设置光学吸收涂层膜。此外,光学膜1还可以与硬涂层、紫外线防护层以及表面防反射层等一起使用。当与光学膜1一起使用时,这些功能层优选设置在光学膜1与空气之间的界面上。然而,由于与光学膜1相比,紫外线防护层需要配置在更加靠近太阳的一侧,所以,特别地,当光学膜1用在室内侧的窗玻璃表面上时,紫外线防护层优选设置在该窗玻璃表面与光学膜1之间。在该情况下,还可以在窗玻璃表面与光学膜1之间设置的结合层中混入紫外线吸收剂。
此外,根据光学膜1的应用,光学膜1可以着色,使其具有设计特性。当如上所述赋予设计特性时,第一光学层4和第二光学层5中的至少一个优选形成为主要吸收可见区域中特定波长带中的光,而且不降低透明性。
图2是示出了在光学膜1上入射的入射光和被光学膜1反射的反射光之间的关系的透视图。光学膜1具有光L入射的入射面S1。优选地,在以入射角(θ,φ)入射到入射面S1上的光L中,光学膜1选择性地在除了镜面反射方向(-θ,φ+180°)以外的方向上定向反射特定波长带中的光L1,同时透射除特定波长带中的光以外的光L2。此外,光学膜1对于除特定波长带中的光以外的光具有透明性。作为透明性,透射图像清晰度优选地在稍后所述的范围内。在本实施方式中,θ表示入射面S1的法线l1与入射光L或反射光L1之间形成的角度。此外,φ表示入射面S1内的特定直线l2与入射光L或反射光L1在入射面S1上投射的分量之间形成的角度。此外,入射面上的特定直线l2为当入射角(θ,φ)固定时φ方向上的反射强度最大的轴,并且光学膜1绕其入射面S1的法线l1旋转(参见图3A至图4B)。然而,当存在至少两个反射强度最大的轴(方向)时,将其中一个选为直线l2。此外,绕法线l1顺时针旋转的角度θ由“+θ”表示,逆时针旋转的角度θ由“-θ”表示。绕法线l2顺时针旋转的角度φ由“+φ”表示,逆时针旋转的角度φ由“-φ”表示。
选择性定向反射的特定波长带中的光和待透射的特定光根据光学膜1的应用情况发生变化。例如,当光学膜1用于窗材料10时,选择性定向反射的特定波长带中的光优选为近红外光,待透射的特定波长优选为可见光。特别地,选择性定向反射的特定波长带中的光优选为主波长带为780nm至2100nm的近红外光。通过反射近红外光,当光学元件粘附到诸如玻璃窗的窗材料上时,可以抑制建筑内的温度上升。因而,空调制冷负荷减小,可实现节能。在本实施方式中,“定向反射”是指除镜面反射以外的特定方向上的反射,并且定向反射的强度充分地高于不具有定向性的扩散反射的强度。在本实施方式中,“反射”是指特定波长带中(例如在近红外区域中)的反射率优选为30%以上,更优选为50%以上,还更优选为80%以上。“透射”是指特定波长带区域中(例如在可见区域中)的透射率优选为30%以上,更优选为50%以上,还更优选为70%以上。
在光学膜1中,定向反射方向φo优选在-90°至90°的范围内。其原因在于,当光学膜1粘附到窗材料10上时,在来自天空的日光中,特定波长带中的光可以向天空方向返回。当附近没有高层建筑时,该范围中的光学膜1有效。此外,定向反射方向优选为(θ,-φ)附近。“附近”是指优选在从(θ,-φ)起5°以内,更优选为3°以内,还更优选为2°以内。其原因在于,当定向反射方向的范围被设置为上述范围且光学膜1粘附到窗材料10时,在来自具有大致相等高度的建筑之上的天空的光中,特定波长带中的光可以有效地向其他建筑上方的天空返回。为了实现上述的定向反射,优选使用三维结构,如球面的部分、双曲线的部分、三棱锥、四棱锥或圆锥。在(θ,φ)方向(-90°<φ<90°)上入射的光可以根据形状在(θo,φo)方向(0°<θo<90°,-90°<φo<90°)上被反射。可选地,在一个方向上延伸的柱状体是优选的。在(θ,φ)方向(-90°<φ<90°)上入射的光可以根据柱形的倾斜角在(θo,-φ)方向(0°<θo<90°)上被反射。
在光学膜1中,特定波长带中的光的定向反射优选在回射的附近,即,相对于以入射角(θ,φ)在入射面S1上入射的光,特定波长带中的光的反射方向优选在(θ,φ)附近。其原因在于,当光学膜1粘附到窗材料10上时,在来自天空的光中,特定波长带中的光可以向天空返回。在本实施方式中,“附近”优选为5°以内,更优选为3°以内,还更优选为2°以内。其原因在于,当反射方向在上述范围内且光学膜1粘附到窗材料10时,在来自天空的光中,特定波长带中的光可以有效地向天空返回。此外,当诸如红外线传感器或红外线摄像装置的红外线照射部和光接收部彼此相邻时,回射方向需与入射方向一致;然而,当如本发明的情况那样不需要在特定方向上执行传感时,回射方向可以不用严格地与入射方向一致。
在光学膜1中,在具有透射特性的波长带上使用具有0.5mm宽度的光梳测量的透射图像清晰度的值优选为50以上,更优选为60以上,还更优选为75以上。当透射图像清晰度的值小于50时,透射图像会模糊。当该值在50至小于60的范围内时,尽管取决于外部亮度,但日常生活中不会发生任何问题。当该值在60至小于75的范围内时,尽管诸如光源的很明亮的物体的衍射图样有干扰,但户外景物也清晰可见。当该值为75以上时,衍射图样几乎不会干扰。进一步地,使用具有0.125nm、0.5nm、1.0nm及2.0nm宽度的光梳测量的透射图像清晰度的总值优选为230以上,更优选为270以上,还更优选为350以上。当透射图像清晰度的总值小于230时,透射图像会模糊。当该总值在230至小于270的范围内时,尽管取决于外部亮度,但日常生活中不会发生任何问题。当该总值在270至小于350的范围内时,尽管诸如光源的很明亮的物体的衍射图样有干扰,但户外景物也清晰可见。当该值为350以上时,衍射图样几乎不会干扰。在本实施方式中,透射图像清晰度的值根据JIS K7105使用Suga TestInstruments Co.,Ltd.生产的ICM-1T来测量。然而,当要透射的波长与D65光源波长不同时,优选在使用滤光器对待透射的波长进行校正后进行测量。
在光学膜1中,具有透射特性的波长带中的雾度(haze),优选为6%以下,更优选为4%以下,还更优选为2%以下。其原因在于,当雾度大于6%时,透射光被散射并变得模糊。在本实施方式中,雾度根据JIS K7135所规定的测量方法,使用Murakami Color Research Laboratory Co.,Ltd.生产的HM-150来测量。然而,当要透射的波长与D65光源波长不同时,优选在使用滤光器对待透射的波长进行校正后进行测量。光学膜1的入射面S1表面具有不使透射图像清晰度劣化的平滑度,并且优选地,入射面S1和出射面S2均具有如上所述的平滑度。特别地,入射面S1及出射面S2中的每一个的算术平均粗糙度Ra优选为0.08μm以下,更优选为0.06μm以下,还更优选为0.04μm以下。此外,上述算术平均粗糙度Ra通过测量入射面的表面粗糙度并且从二维断面曲线获取粗糙度曲线而被计算,以作为粗糙度参数。此外,测量条件根据JIS B0601:2001设置。测量装置和测量条件如下所示。
测量装置:全自动微断面测量仪Surfcorder ET4000A(KosakaLaboratory Ltd.生产)。
此外,λc设置为0.8mm;评价长度设置为4mm;截止值(cutoff)设置为5倍;并且数据采样间隔设置为0.5μm。
光学膜1的透射色彩优选尽可能为无色彩(中间色),而即使有色彩,透射色彩也优选具有冷色的浅色调,如蓝色、蓝绿色或绿色。为了获得上述色调,在入射面S1上入射、通过光学层2及反射层3并从光出射面S2出射的透射光的色度坐标x和y以及反射光的色度坐标x和y在D65光源照明的情况下,优选满足例如0.20<x<0.35和0.20<y<0.40,更优选满足0.25<x<0.32和0.25<y<0.37,还更优选满足0.30<x<0.32和0.30<y<0.35。进一步地,为了使色调不呈现出红色,优选满足y>x-0.02,更优选满足y>x。此外,如果反射色调随入射角而发生变化,则例如当光学膜1用于建筑窗户时,由于色调在不同处看上去不同或行走过程中观察到色调发生变化,所以其不是优选的。为了抑制上述的色调变化,以在5°至60°的范围内的入射角θ入射到入射面S1或出射面S2上并且由光学膜1镜面反射的光的色度坐标x的差的绝对值、以及该光的色度坐标y的差的绝对值在光学膜1的每个主表面优选为0.05以下,更优选为0.03以下,还更优选为0.01以下。反射光的色度坐标x和y的上述数值限制优选对于入射面S1和出射面S2均满足。
以下将对构成光学膜1的第一光学层4、第二光学层5及反射层3依次进行描述。
(第一光学层、第二光学层)
第一光学层4为支持和保护反射层3的光学层。由于向光学膜1赋予柔性,所以第一光学层4例如由含有树脂作为主要成分的层构成。例如,第一光学层4的两个主表面中的一个为平滑面,另一表面为凹凸面(第一表面)。反射层3形成于此凹凸面上。
第二光学层5为通过包埋形成有反射层3的第一光学层4的第一表面(凹凸面)而保护反射层3的层。为了向光学膜1赋予柔性,第二光学层5例如由含有树脂作为主要成分的层构成。例如,第二光学层5的两个主表面中的一个为平滑面,另一表面为凹凸面(第二表面)。第一光学层4的凹凸面和第二光学层5的凹凸面具有凹凸形状互为反向的关系。
第一光学层4的凹凸面例如由至少两个一维排列的结构4c构成。第二光学层5的凹凸面例如由至少两个一维排列的结构5c构成(参见图3A至图4B)。由于第一光学层4的结构4c和第二光学层5结构5c的彼此不同之处仅在于它们的凹凸形状反向,所以下文中将描述第一光学层4的结构4c。
在光学膜1中,结构4c的节距P优选在5μm至5mm的范围内,更优选在5μm至250μm的范围内,还更优选在20μm至200μm的范围内。当结构4c的节距小于5μm时,难以形成所需的形状,此外,通常也难以获得反射层3的陡峭的波长选择特性;因此,在某些情况下,透射波长会被部分反射。当上述反射发生时,由于产生了衍射并观察到了高阶反射,所以透明性看起来不太好。此外,如果结构4c的节距大于5mm,当考虑到定向反射所需的结构4c的形状时,所需膜厚变大,柔性丧失,因此,难以将光学膜1粘附到诸如窗材料10的刚性体上。此外,当结构4c的节距设置为小于250μm时,由于柔性进一步增加,所以可以容易地进行的辊对辊(roll-to-roll)制造处理,并且可不需要批量制造。为了将根据本发明实施方式的光学膜1应用到诸如窗户的建筑材料方面,光学膜1需要具有大约数米的长度,因此,相比于批量制造处理,更适合进行辊对辊制造处理。此外,当节距设置在20μm至200μm的范围内时,可以进一步提高生产率。
此外,形成于第一光学层4表面中的结构4c的形状不限于一种,形成于第一光学层4的表面中的结构4c可以具有至少两种形状。当具有至少两种形状的结构4c形成于表面中时,由具有至少两种形状的结构4c构成的预定图样可周期性地重复。此外,根据所需特性,具有至少两种形状的结构4c可以随机(非周期性地)形成。
图3A至图3C各自是示出了第一光学层中形成的结构的形状实例的透视图。结构4c均为在一个方向上延伸的柱状凹部,并在一个方向上一维排列。由于形成于结构4c上,所以反射层3具有与结构4c的表面相同的形状。
作为结构4c的形状,例如可以提及如图3A的棱柱形状、如图3B所示的棱柱的脊线部为圆形的形状、如图3C所示的透镜形状的反向形状、或它们的反向形状。在这种情况下,透镜形状指垂直于凸部的脊线的截面为弧形或近似弧形、椭圆弧形或近似椭圆弧形、或抛物线形或近似抛物线形的一部分。因此,透镜形状中也包含圆柱形状。此外,如图3B所示,可以在脊线部形成圆形(R),并且比R/P(即曲率半径R和结构4c的节距P之比)优选为7%以下,更优选为5%以下,还更优选为3%以下。结构4c的形状不限于如图3A至图3C所示的形状及它们的反向形状,而还可以使用环形、双曲柱形、椭圆柱形、多边柱形以及自由形状。此外,棱柱形状或透镜形状的顶点可以形成为具有多边体(如五边体)。当结构4c形成为具有棱柱形时,棱柱形结构4c的倾斜角θ为45°等。当应用于窗材料10时,结构4c优选具有平坦表面或倾斜角为45°以上的曲面,以通过反射尽可能多地将来自天空的光向天空方向返回。形成上述形状的原因在于,由于入射光几乎通过一次反射而向天空返回,所以即使反射层3的反射率不那么高,入射光仍可以被有效地向天空方向反射,并且可以减少反射层3中的光吸收。
此外,如图4A所示,结构4c相对于光学膜1的入射面S1或出射面S2的法线l1可以具有非对称形状。在该情况下,结构4c的主轴lm相对于法线l1而在结构4c的排列方向a上发生倾斜。这里,结构4c的主轴lm表示穿过结构4c的截面的底部中点和顶点的直线。当光学膜1粘附到大致垂直于地面配置的窗材料10(如图4B所示)时,结构4c的主轴lm优选相对于法线l1向窗材料10的下侧(地面侧)倾斜。其原因在于,通常,由于大约中午大量的热通过窗户进入,且在许多情况下太阳的高度大于45°角,所以,通过使用上述的形状,以如上所述这些高角度入射的光可被有效地向上反射。通过图4A和图4B的实例示出了结构4c相对于法线l1的非对称棱柱形。此外,具有除棱柱形状以外的形状的结构4c也可以具有相对于法线l1的非对称形状。例如,立方体角锥体(corner cube body)可以具有相对于法线l1的非对称形状。
第一光学层4优选包括树脂作为主要成分,其中,在100℃时储能模量的降低较小,并且在25℃时的储能模量与在100℃时的区别不大。特别地,优选含有在25℃时具有3×109Pa以下的储能模量以及在100℃时具有3×107Pa以上的储能模量的树脂。此外,尽管第一光学层4优选由一种树脂构成,但其也可以包括至少两种树脂。此外,如果需要,可以包含至少一种添加剂。
当在100℃时储能模量的降低较小并且在25℃时的储能模量与在100℃时的区别不大的树脂用作主要成分时,即使在第一光学层4的凹凸面(第一表面)形成后执行在加压或不加压的条件下进行加热的处理,也可以大部分地保持所设计的界面形状。另一方面,当在100℃时储能模量的降低较大并且在25℃时的储能模量与在100℃时的彼此相差很大的树脂用作主要成分时,所设计的界面大大变形,并且例如,光学膜1在某些情况下卷曲。
作为包括加热的处理,除了诸如将热直接施加到光学膜1或其组成构件的退火处理的处理外,例如还可提及以下处理:其中,当形成薄膜或固化树脂组合物时,膜形成面的温度局部增加并间接施加到薄膜或树脂混合物;以及以下处理:其中模具温度通过能量射线照射而升高,并间接施加至光学膜。此外,通过限制上述储能模量的数值范围获得的效果并不特别地限于特定种类的树脂,而可以从热塑性树脂、热固性树脂以及能量射线固化树脂中的任何种类而获得。
第一光学层4的储能模量例如可如下所述地确定。当第一光学层4的表面暴露时,可以通过使用微硬度测试仪的测量来确定其暴露面的储能模量。此外,当第一基底构件4a等形成在第一光学层4的表面上时,在剥离第一基底构件4a等以使第一光学层4的表面暴露之后,可以通过使用微硬度测试仪的测量来确定暴露面的储能模量。
作为抑制高温下的模量降低的方法,在使用热塑树脂的情况下,例如,可以提及调节侧链长度或其类型的方法;而在热固性树脂和能量射线固化树脂的情况下,例如,可以提及调节交联点数量和交联剂的分子结构的方法。然而,优选地,树脂材料本身的所需性能不会因所述结构变化而劣化。例如,根据交联剂的类型,由于在室温条件下模量增加,树脂变得易碎,并且由于收缩增大,膜可能翘曲或卷曲;因此,交联剂的类型根据所需的特性而适当选择。
当第一光学层4包括结晶聚合物作为主要成分时,优选地,玻璃化转变点高于制造处理中的最高温度并且在制造处理中的最高温度下储能模量的降低较小的树脂用作主要成分。另一方面,如果使用玻璃化转变点在25℃的室温至制造处理中的最高温度的范围内并且在制造处理中的最高温度下储能模量的降低较大的树脂,则难以在制造处理中保持所设计的理想的界面形状。
当第一光学层4包括非晶态聚合物作为主要成分时,优选地,熔点高于制造处理中的最高温度并且在制造处理中的最高温度下储能模量的降低较小的树脂用作主要成分。另一方面,如果使用熔点在25℃的室温至制造处理中的最高温度的范围内并且在制造处理中的最高温度下储能模量的降低较大的树脂,则难以在制造处理中保持所设计的理想的界面形状。
在本实施方式中,制造处理中的最高温度指的是在制造处理中第一光学层4的凹凸面(第一表面)的最高温度。优选地,第二光学层5也满足如上所述的储能模量的数值范围和玻璃化转变点的温度范围。
即,第一光学层4和第二光学层5中的至少一个优选包含在25℃下具有3×109Pa以下的储能模量的树脂。其原因在于,由于可在25℃的室温下向光学膜1赋予柔性,光学膜1可以通过辊对辊制造方法而制造。
第一基底构件4a和第二基底构件5a例如具有透明性。尽管基底构件优选具有膜状,以向光学膜1赋予柔性,但基底构件并不特别限于上述形状。作为用于第一基底构件4a和第二基底构件5a的材料,例如,可以使用普通的聚合物材料。作为普通的聚合物材料,例如可以提及:三乙酰纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、双乙酰纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲醛树脂或三聚氰胺树脂;然而,聚合物材料不特别限于上述材料。鉴于生产率,第一基底构件4a和第二基底构件5a的厚度优选均在38μm至100μm的范围内;然而,厚度不限于此。优选地,第一基底构件4a和第二基底构件5a均具有能量射线透明性。其原因在于,如后所述,设置在反射层3与第一基底构件4a或第二基底构件5a之间的能量射线固化树脂可以通过来自第一基底构件4a或第二基底构件5a侧的能量射线的照射而进行固化。
第一光学层4和第二光学层5例如具有透明性。例如,第一光学层4和第二光学层5可以通过固化树脂组合物而获得。作为树脂组合物,鉴于制造方便,优选使用待由光、电子射线等固化的能量射线固化树脂,或待由加热固化的热固性树脂。作为能量射线固化树脂,优选待由光固化的感光树脂组合物,并且最优选的是待由紫外光固化的紫外线固化树脂组合物。为了提高反射层3和第一光学层4或第二光学层5之间的粘附性,树脂组合物优选还包括含磷酸的化合物、含琥珀酸的化合物、和/或含丁内酯的化合物。作为含磷酸的化合物,例如,可以使用含磷酸的(甲基)丙烯酸酯,并且优选使用含磷酸作为官能团的(甲基)丙烯酸酯单体或其低聚物。作为含琥珀酸的化合物,例如,可以使用含琥珀酸的(甲基)丙烯酸酯,并且优选使用含琥珀酸作为官能团的(甲基)丙烯酸酯单体或其低聚物。作为含丁内酯的化合物,例如,可以使用含丁内酯的(甲基)丙烯酸酯,并且优选使用含丁内酯作为官能团的(甲基)丙烯酸酯单体或其低聚物。
紫外线固化树脂组合物例如包含(甲基)丙烯酸酯和光聚合引发剂。此外,如果需要,紫外线固化树脂组合物还可以包含光稳定剂、阻燃剂、匀染剂、抗氧化剂等。
作为丙烯酸酯,优选使用具有至少两个(甲基)丙烯酰基基团的单体和/或其低聚物。作为该单体和/或其低聚物,例如可以使用尿烷(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯或三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯。这里,(甲基)丙烯酰基基团指丙烯酰基基团和甲基丙烯酰基基团之一。在本实施方式中,低聚物指分子量在500至60000的范围内的分子。
作为光聚合引发剂,可以使用从普通材料中适当选择的化合物。作为普通材料,例如可以单独或组合使用二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物和蒽醌衍生物。聚合引发剂的量在固体含量中优选在0.1质量%至10质量%的范围内。当含量小于0.1质量%时,光固化性降低,可能无法适当进行实际工业生产。另一方面,当聚合引发剂的量大于10质量%且照射光量较小时,容易在涂覆膜中残留气味。在该情况下,固体含量指构成固化硬涂层的所有成分。特别地,例如,丙烯酸酯、光聚合引发剂等统称为固体含量。
优选使用这样的树脂,可以通过能量射线照射、热等来将结构转印至该树脂上,并且只要满足对于折射率的上述要求,就可以使用任何类型的树脂,例如,热固性树脂或电离照射固化树脂(诸如环氧树脂)、或者热塑性树脂(诸如聚碳酸酯或聚丙烯酸酯)。
可以添加低聚物以减小固化收缩。还可以包含聚异氰酸酯等作为固化剂。此外,考虑到需要粘附到第一光学层4和第二光学层5上,还可以添加具有羟基、羧基或磷基的单体的至少一种;多元醇化合物;羧酸;硅烷、铝或钛偶联剂;以及各种螯合剂。
树脂组合物优选还包含交联剂。作为该交联剂,特别地,优选地使用环状交联剂。其原因在于,通过使用交联剂,可将耐热性赋予树脂,而不会较大地改变室温下的储能模量。如果室温下的储能模量发生较大改变,光学膜1将变得易碎,而通过辊对辊处理等生产光学膜1变得困难。作为环状交联剂,例如,可以提及二噁烷乙二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、乙撑氧改性异氰脲酸二丙烯酸酯、乙撑氧改性异氰脲酸三丙烯酸酯、以及己内酯改性三(丙烯醛基乙氧基)异氰脲酸酯。
优选地,第一基底构件4a和第二基底构件5a具有比第一光学层4或第二光学层5更低的水蒸气透过率。例如,当第一光学层4由能量射线固化树脂(如尿烷丙烯酸酯)形成时,第一基底构件4a优选例如由具有能量射线透射特性且水蒸气透过率低于第一光学层4的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。因此,可以抑制湿气从入射面S1或出射面S2扩散到反射层3,从而可以抑制反射层3中包含的金属等的劣化。因此,光学膜1的耐用性得以提高。此外,厚度为75μm的PET的水蒸气透过率大约为10g/m2/天(40℃,90%RH)。
优选地,第一光学层4和第二光学层5中至少一个包括具有高极性的官能团,其在第一光学层4中的含量与在第二光学层5中的含量不同。优选地,第一光学层4和第二光学层5都包括磷酸化合物(如磷酸酯),其在第一光学层4中的含量与在第二光学层5中的含量不同。第一光学层4中的磷酸化合物的含量优选是第二光学层5中的含量的2倍以上,更优选为5倍以上,还更优选为10倍以上。
当第一光学层4和第二光学层5中至少一个包括磷酸化合物时,优选地,反射层3的与含有磷酸化合物的第一光学层4和第二光学层5中的至少一个接触的表面含有氧化物、氮化物或氮氧化物。特别地,反射层3优选地具有包含氧化锌(ZnO)或氧化铌的层,该层与含有磷酸化合物的第一光学层4和第二光学层5中的至少一个接触。其原因是为了提高这些光学层中的至少一个与反射层3之间的粘附性。此外,其原因还在于,当反射层3含有诸如银的金属时,可以获得高的耐腐蚀效果。此外,反射层3还可以包含掺杂物,如铝或镓。其原因在于,当通过溅射法等形成金属氧化物层时,膜的质量和平滑度得以提高。
由于将设计特性赋予了光学膜1和窗材料10等,所以,第一光学层4和第二光学层5中的至少一个优选具有吸收在可见区域的特定波长带中的光的特性。尽管要在树脂中扩散的颜料可以是有机颜料和无机颜料中的任意一种,但是特别地,优选使用具有固有的高耐候性的无机颜料。特别地,例如,可以提及以下无机颜料,如锆石灰(掺杂Co、Ni的ZrSiO4)、镨黄(掺杂Pr的ZrSiO4、)、铬钛黄(掺杂Cr、Sb的TiO2或掺杂Cr、W的TiO2)、铬绿(如Cr2O3)、孔雀蓝((CoZn)O(AlCr)2O3)、维多利亚绿((Al,Cr)2O3)、深蓝(CoO-Al2O3-SiO2)、钒镐蓝(掺杂V的ZrSiO4)、铬锡粉红(掺杂Cr的CaO-SnO2-SiO2)、锰粉红(掺杂Mn的Al2O3)、以及橙红(掺杂Fe的ZrSiO4);以及有机颜料,如偶氮颜料和酞菁颜料。
(反射层)
反射层为由层压膜构成的波长选择反射层,在该层压膜中,在以入射角(θ,φ)在入射面上的入射的光中,特定波长带中的光被定向反射,同时,除了特定波长带中的光以外的光从其透过。反射层3的平均厚度优选为20μm以下,更优选为5μm以下,还更优选为1μm以下。当反射层3的平均厚度大于20μm时,透射光发生折射的光路的长度增加,透射图像可能看上去会畸变(失真)。作为反射层的形成方法,例如,可以提及溅射法、沉积法、浸涂法和模具涂覆法。
该层压膜是具有至少五层的层压膜,其中,例如,在红外区域具有高反射率的金属层、以及在可见区域对于金属膜具有高折射率且用作防反射层的高折射率层相互交替层压。作为高折射率层,可以使用光学透明层或透明导电层。
在红外区域具有高反射率的金属层包含诸如Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr、Ti、Pd、Co、Si、Ta、W、Mo或Ge的元素、或者包含至少两种上述元素的合金作为主要成分。此外,考虑到实用性,在上述元素中,优选使用Ag系材料、Cu系材料、Al系材料、Si系材料或Ge系材料。当使用合金作为金属层的材料时,金属层优选包含AlCu、AlTi、AlCr、AlCo、AlNdCu、AlMgSi、AgBi、AgNdCu、AgPdCu、AgPdTi、AgCuTi、AgPdCa、AgPdMg、AgPdFe、Ag或SiB作为主要成分。此外,为了抑制金属层腐蚀,优选向其添加诸如Ti或Nd的材料。特别地,当使用Ag作为金属层的材料时,优选添加上述材料。
光学透明层为在可见区域具有高折射率且用作防反射层的光学层。光学透明层例如包含高介电材料(诸如氧化铌、氧化钽或氧化钛)作为主要成分。透明导电层例如包含ZnO系氧化物或掺杂铟的氧化锡作为主要成分。此外,作为ZnO系氧化物,可以使用选自由氧化锌(ZnO)、掺杂镓(Ga)和铝(Al)的氧化锌(GAZO)、掺杂Al的氧化锌(AZO)以及掺杂镓(Ga)的氧化锌(GZO)组成的组中的至少一种。
此外,包含在层压膜中的高折射率层的折射率优选在1.7至2.6的范围内。该折射率更优选在1.8至2.6的范围内,而还更优选在1.9至2.6的范围内。其原因在于,可见光区域中的防反射可以通过不容易产生裂缝的薄膜来实现。在此情况下,折射率在550nm的波长处。高折射率层为例如包含金属氧化物作为主要成分的层。作为金属氧化物,为了减小层的应力并抑制产生裂缝,在某些情况下可优选使用除氧化锌以外的金属氧化物。特别地,优选使用选自由氧化铌(诸如五氧化铌)、氧化钽(诸如五氧化钽)及氧化钛组成的组中的至少一种。高折射率层的膜厚优选在10nm至120nm的范围内,更优选在10nm至100nm的范围内,还更优选在10nm至80nm的范围内。当膜厚小于10nm时,可见光易于被反射。另一方面,当膜厚大于120nm时,可能会发生透射率的降低和裂缝的产生。
图5示出了反射层3的层压结构的一个实例。从出射面侧起,反射层2的各层被称为第一层、第二层、第三层、第四层和第五层,并且以下将进行描述。第一层,第三层和第五层均为例如含有GAZO作为主要成分的高折射率层,并且第一层的膜厚形成为与第五层的大致相同。第一层与第五层之间的膜厚差异优选相对于这两层中的一层的膜厚为10%以下,更优选为5%以下,还更优选为3%以下。此外,第二层与第四层均为由AgNdCu作为主要成分形成的金属层,并且它们的膜厚大致相同。第二层与第四层之间的膜厚差异优选相对于这两层中的一层的膜厚为10%以下,更优选为5%以下,还更优选为3%以下。
反射层3的层压结构不限于此处描述,并且例如,多个独立的层可以形成一个高折射率层。图6A至图6F各自示出了多个独立的层形成一个高折射率层的反射层3的层压结构的一个实例。在如图6A所示的实例中,第三和第五高折射率层均由两个分别包含ZnO和Nb2O5作为主要成分的层形成。在如图6B所示的实例中,第三高折射率层由三个分别包含GAZO、Nb2O5和GAZO作为主要成分的层形成,并且第五高折射率层由两个分别包含GAZO和Nb2O5作为主要成分的层形成。在如图6C所示的实例中,第三高折射率层由两个分别包含ZnO和Nb2O5作为主要成分的层形成,并且第五高折射率层由三个分别包含ZnO、Nb2O5和ZnO作为主要成分的层形成。
在如图6D所示的实例中,第一、第三和第五高折射率层均由两个分别包含GAZO和Nb2O5作为主要成分的层形成。在如图6E所示的实例中,第一和第五高折射率层均由两个分别包含GAZO和Nb2O5作为主要成分的层形成,并且第三高折射率层由三个分别包含GAZO、Nb2O5和GAZO作为主要成分的层形成。在如图6F所示的实例中,第一高折射率层由两个分别包含GAZO和Nb2O5作为主要成分的层形成,并且第三和第五高折射率层由三个分别包含GAZO、Nb2O5和GAZO作为主要成分的层形成。
此外,层压膜不限于由无机材料构成的薄膜,并且还可以通过对由聚合物材料形成的薄膜或包含聚合物材料和其中分散的微粒的层进行层压而形成。此外,为了在这些光学透明层形成过程中防止下层金属因氧化而劣化,可以在这些光学透明层的界面上设置厚度很小(如大约几纳米)的Ti等的缓冲层。在本实施方式中,缓冲层是在上层的形成过程中氧化自身以抑制用作下层的金属层等的氧化的层。
(色调变化的抑制)
在本发明的实施方式中,设置表示诸如蓝色或红色的色调的指标值,并且通过形成层压膜以满足该指标值来抑制色调的变化。在本实例中,蓝色指标和红色指标都设置为针对色调的指标值。
蓝色指标是用于判断透射光是否具有蓝色的指标值。按以下方式计算蓝色指标值:在对620nm至750nm的波长范围中的光源频谱、反射率和发光率(视见度,luminosity factor)的乘积进行积分后,将由此获得的值除以通过对光源频谱和发光率的乘积进行积分所得的值。
蓝色指标值优选小于0.152,更优选小于0.111。其原因在于,当蓝色指标值在0至小于0.111的范围内时,几乎没有蓝色的干扰,而当蓝色指标值在0.111至小于0.152的范围内时,尽管依赖于外部亮度,但也基本没有蓝色的干扰。另一方面,当蓝色指标值在0.152至小于0.2的范围内时,在特定角度上透射光可能会具有浅蓝色,而当蓝色指标值为0.2以上时,在特定角度上透射光可能会具有深蓝色。
红色指标值是用于判断透射光是否具有红色的指标值。与蓝色指标值的情况相同,按以下方式来计算红色指标值:在对620nm至750nm的波长范围中的光源频谱、反射率和发光率的乘积进行积分后,将由此获得的值除以通过对光源频谱和发光率的乘积进行积分所得的值。
红色指标值优选小于0.258,更优选小于0.175。其原因在于,当红色指标值在0至小于0.175的范围内时,几乎没有红色的干扰,而当红色指标值在0.175至小于0.258的范围内时,尽管依赖于外部亮度,但也基本没有红色的干扰。另一方面,当红色指标值在0.258至小于0.3的范围内时,在特定角度上透射光可能会具有浅红色,而当红色指标值为0.3以上时,在特定角度上透射光可能会具有深红色。
(光学膜的功能)
图7A和图7B各自是示出了光学膜的功能的一个实例的截面图。以下将通过实例描述具有45°倾斜角的棱柱形状的结构的情况。如图7所示,尽管入射到光学膜1上的日光中的一些近红外光L1在大致与入射方向相同的方向上被定向反射回天空,但是可见光L2透过了光学膜1。
此外,如图7B所示,根据入射角,在光学膜1上的入射并经反射层3的反射面反射的光分为反射回天空的分量LA和未反射回天空的分量LB。此外,在第二光学层5和空气之间的界面处镜面反射后,未反射回天空的分量LB最终在与入射方向不同的方向上被反射。
当光的入射角由δ表示、第一光学层4的折射率由n表示、并且反射层3的反射率由R表示时,反射回天空的分量LA与所有入射分量的比由以下式(1)表示。
x=(sin(45-δ′)+cos(45-δ′)/tan(45+δ′))/(sin(45-δ′)+cos(45-δ′))×R2...(1)
在上式中,δ′=sin-1(sinδ/n)。
如果未反射回天空的分量LB的比增加,则反射回天空的入射光的比率会减小。为了增加朝向天空反射的比率,反射层3合理的形状设计、即第一光学层4的结构4c形状的合理设计是有用的。例如,为了增加朝向天空反射的比率,结构4c的形状优选具有如图3C所示的透镜形状,或如图4A和图4B所示的非对称形状。通过上述结构,尽管光可能无法在与入射光完全相同的方向上被反射,但是在建筑的窗材料上被向上反射的光对于入射光的比率可以增加。由于如图8A和图8B所示,入射光经反射层3的一次反射就足够,所以相比于执行两次(或三次以上)反射的如图7A和图7B所示的形状,图3C和图4A中所示的两种形状可以增加最终反射分量。例如,当使用两次反射时,如果假设反射层3的反射率在某个波长为80%,则朝向天空的反射率理论上为64%,而当进行一次反射时,朝向天空的反射率为80%。
图9A和图9B示出了柱状结构4c的脊线l3与入射光L及反射光L1之间的关系。优选地,在以入射角(θ,φ)入射到入射面S1上的入射光L中,光学膜1在方向(θo,-φ)(0°<θo<90°)上选择性地定向反射在特定波长带中的光L1,而透射除了特定波长带中的光以外的光L2。其原因在于,当满足上述关系时,特定波长带中的光可以被反射回天空。在该情况下,θ表示入射面S1的法线l1与入射光L或反射光L1之间形成的角度。此外,φ表示在入射面S1与柱状结构4c的脊线垂直交叉的直线l2与入射光L或反射光L1投射在入射面S1上的分量之间形成的角度。此外,绕法线l1顺时针旋转的角度θ由“+θ”表示,而逆时针旋转的角度θ由“-θ”表示。绕直线l2顺时针旋转的角度φ由“+φ”表示,而逆时针旋转的角度φ由“-φ”表示。
[光学膜的制造装置]
图10是示出了用于制造根据本发明第一实施方式的光学膜的制造装置的一个结构实例的示意图。如图10所示,该制造装置包括层压辊41和42、导辊43、涂覆装置45和照射装置46。
层压辊41和42形成为能够用于捏夹设置有反射层和第二基底构件5a的光学层9。设置有反射层的光学层9通过在第一光学层4的一个主表面上形成反射层3而形成。此外,作为设置有反射层的光学层9,第一基底构件4a可以形成在第一光学层4的主表面上,而不是形成有反射层3的表面上。在本实例中,示出了这样的情况,其中,反射层3形成在第一光学层4的一个主表面上,而第一基底构件4a形成在另一主表面上。导辊43设置在该制造装置的传送路径上,用于传送带状光学膜1。层压辊41和42及导辊43的材料没有特别限制,并且根据所需的辊特性,例如可以适当使用诸如不锈钢的金属、橡胶或硅树脂。
例如,具有诸如涂覆器的涂覆单元的装置可以用作涂覆装置45。作为涂覆器,考虑到要涂覆的树脂组合物的物理特性等,例如可以适当地使用照相凹版涂覆器、拉丝锭涂覆器或模具涂覆器。照射装置46为照射诸如电子射线,紫外线、可见射线或伽马射线的电离射线的装置。在本实例中,示出了照射紫外线的UV灯用作照射装置46的情况。
[光学膜的制造方法]
下文中,将参考图10至图13C,描述根据本发明第一实施方式的光学膜的制造方法的实例。此外,考虑到生产率,优选通过如图10所示的辊对辊方法部分或全部地执行如下所示的制造处理。然而,独立执行形成模子的步骤。
首先,如图11A所示,通过切割工具处理或激光处理,形成具有与结构4c相同的凹凸形状的模子21或具有其反向形状的模具(复制品)。接下来,如图11B所示,使用熔体挤出法或转印法,将上述模子21的凹凸形状转印到膜状树脂材料。作为转印法,例如可以提及在模子中灌注能量射线固化树脂并由能量射线的照射加以固化的方法、通过向其施加热量和/或压力而将形状转印至树脂的方法、以及从辊供给树脂膜并且通过施加热量而将模子形状转移至其的方法(层压转移法)。因此,如图11C所示,形成了第一光学层4,使得其一个主表面具有结构4c。
此外,如图11C所示,第一光学层4可以形成在第一基底构件4a上。在此情况下,使用这样的方法,其中,在从辊供给膜状的第一基底构件4a并且在该基底构件上涂覆能量射线固化树脂之后,在模子上按压树脂,使得模子的形状得以转印,并通过能量射线的照射进行固化。此外,树脂优选还包含交联剂。其原因在于,这可以将耐热性赋予树脂,而不会较大地改变室温下的储能模量。
接下来,如图12A所示,反射层3形成在第一光学层4的一个主表面上。作为反射层3的形成方法,可以提及溅射法、沉积法、化学气相沉积(CVD)法、浸涂法、模具涂覆法、湿涂法以及喷涂法,并且在这些膜形成方法中,根据结构4c的形状等适当选择优选的方法。接下来,如图12B所示,如果需要,对反射层3执行退火处理31。退火处理的温度在100℃至250℃的范围内。
接下来,如图12C所述,在反射层3上涂覆未固化树脂22。作为树脂22,可以使用能量射线固化树脂或热固性树脂。作为能量射线固化树脂,优选使用紫外线固化树脂。接下来,如图13A所示,通过将第二基底构件5a放置到树脂22上形成层压体。接着,如图13B所示,在利用能量射线32的照射或热量施加32而固化树脂22时,向层压体施加压力33。作为能量射线,可以使用电子射线、紫外线、可见射线、伽马射线或电子射线,并且鉴于生产设备的原因,紫外线是优选的。考虑树脂的固化特性、树脂和基底构件的变黄抑制等而优选地选择累积照射量。优选地,施加至层压体的压力在0.01MP至1MPa的范围内。当压力小于0.01MPa时,薄膜移动性能(travelling performance)会产生问题。另一方面,当压力大于1MPa时,需要使用金属辊作为压辊,并且可能产生压力不规则。因此,如图13C所示,在反射层3上形成了第二光学层5,从而获得了光学膜1。
通过利用如图10所示的制造装置,将特别地详细描述光学膜1的形成方法。首先,从基底构件供给辊(未示出)送出第二基底构件5a,并且由此送出的该第二基底构件5a被允许从涂覆装置45下方通过。接着,电离射线固化树脂44由涂覆装置45涂覆到从其下通过的第二基底构件5a上。接着,涂覆有电离射线固化树脂44的第二基底构件5a被传送到层压辊上。另一方面,设置有反射层的光学层9从光学层供给辊(未示出)朝向层压辊41和42而送出。
接着,所传送的第二基底构件5a和设置有反射层的光学层9被保持在层压辊41和42之间,以使得第二基底构件5a和设置有反射层的光学层9之间不含有气泡,且设置有反射层的光学层9层压在第二基底构件5a上。接着,当层压了设置有反射层的光学层9的第二基底构件5a沿层压辊41的外周表面传送时,电离射线固化树脂44使用照射装置46通过来自第二基底构件5a侧的电离射线的照射进行固化。因此,第二基底构件5a和设置有反射层的光学层9通过中间夹置的电离射线固化树脂44而相互粘附,从而形成了所需的长光学膜1。接着,由此形成的带状光学膜1由卷绕辊(未示出)进行卷绕。由此,获得了通过卷绕带状光学膜1所形成的原始构造。
当用于形成上述第二光学层的处理温度设置为t℃时,固化的第一光学层4优选在(t-20)℃具有3×107Pa以上的储能模量。此时,处理温度t例如表示层压辊41的加热温度。由于第一光学层4例如设置在第一基底构件4a上并在其间夹有第一基底构件4a的条件下沿层压辊41而传送,所以,根据经验可以理解,实际施加至第一光学层4的温度大约为(t-20)℃。因此,当第一光学层4在(t-20)℃的储能模量被设置为3×107Pa以上时,可以抑制光学层内的界面的凹凸形状的因施压或不施压加热所导致的变形
此外,第一光学层4优选在25℃具有3×109Pa以下的储能模量。从而,室温条件下,可以将柔性赋予光学膜。因此,光学膜1可以通过诸如辊对辊制造的制造处理而形成。
考虑到光学层及基底构件所使用的树脂的耐热性,处理温度t优选为200℃以下。然而,当使用具有高耐热性的树脂时,处理温度t可以被设置为200℃以上。
[反射层的厚度设置]
如上所述,表示蓝色和红色色调的蓝色指标值和红色指标值分别根据反射层3的层压膜的各层的膜厚而发生变化。所以,在本发明的实施方式中,通过使用蓝色指标值和红色指标值作为参数,层压膜的厚度被设置为满足各参数的条件。
此外,在本实例中,除了蓝色指标和红色指标以外,层压膜的厚度还通过使用可见光透射率和遮蔽系数作为参数进行设置。可见光透射率为表示光的透射性的参数并优选为70%以上。遮蔽系数为表示隔热效率的参数并优选为0.6以下。如蓝色指标和红色指标的情况那样,可见光透射率和遮蔽系数也根据层压膜的膜厚而发生变化。
满足各个参数的条件的层压膜的各层的膜厚可以通过例如模拟而计算出。例如当相对于膜厚的各参数的分布通过模拟而获得时,可以设置满足各个参数的条件的膜厚。
当执行模拟时,使用根据反射层3层压膜的各个层的膜厚所确定的比α和比β。比α表示金属层整体的光学膜厚与高折射率层整体的光学膜厚之比。比β表示第三高折射率层的光学膜厚与第一高折射率层的光学膜厚之比。此外,光学膜厚指折射率乘以几何膜厚获得的膜厚。
当所示第一和第五高折射率层的光学膜厚均由X1表示,第三高折射率层的光学膜厚由X2表示,且第二和第四金属层的光学膜厚均由Y表示时,以光学膜厚表示的总膜厚L、比α和比β可以通过以下式(2)至(4)来计算。
L=X1+Y+X2+Y+X1...(2)
α=2Y/(2X1+X2)...(3)
β=X2/X1...(4)
当基于式(2)至(4)获取总膜厚L、比α和比β时,可以设置满足各个参数条件的反射层3的层压膜的各层的膜厚。
在本发明的实施方式中,如图14所示,与在第一光学层4中形成的结构4c的倾斜面垂直的方向被定义为反射层3的层压膜的厚度方向。当结构4c倾斜面到第一光学层4的主表面的角度由θ表示时,在垂直于第一光学层4的主表面的方向上的膜厚A与垂直于结构4c的倾斜面的方向上的膜厚B之间,存在“A=B/cosθ”的关系。例如,当结构4c倾斜面的角度θ为54°时,“A≈1.7B”。
以下将参考如图15所示的流程图,来描述确定满足各个参数的条件的膜厚的流程的一个实例。首先,为了在反射层3的层压膜的各层的膜厚变化的情况下进行模拟,设置了满足步骤S1至S5中所示的条件。在步骤S1中,设置层压膜的总膜厚L。在步骤S2中,设置了层压膜形状的倾斜角。在步骤S3中,设置了层压膜的各个层的厚度分布。在步骤S4中,设置了第一光学层(成形层)和第二光学层(包埋层)的折射率。在步骤S5中,输入比α和比β。
在步骤S6中,基于步骤S1至S5中设置的条件执行模拟,并且计算所设置的比α和比β下的各个参数的值。在步骤S7中,计算所设置的比α和比β下的可见光透射率。在步骤S8中,计算所设置的比α和比β下的遮蔽系数。在步骤S9中,计算所设置的比α和比β下的蓝色指标。在步骤S10中,计算所设置的比α和比β下的红色指标。
在步骤S11中,通过改变比α和比β,来改变各个层的膜厚,并且重复执行步骤S6至S10的模拟,从而计算出各个参数的值。
在步骤12中,步骤S7至S10中计算的各个参数的值映射到α-β平面上。如图16A至图16D所示,形成了示出对于比α和比β的各个参数的分布的α-β相关性示图。图16A示出了对于比α和比β的可见光透射率的分布。图16B示出了对于比α和比β的遮蔽系数的分布。图16C示出了对于比α和比β的蓝色指标的分布。图16D示出了对于比α和比β的红色指标的分布。
接下来,在步骤S13中,基于图16A至图16D中的每一个所示的对于各个参数的α-β相关性示图,而提取满足各个参数的条件的区域。在图16B中,阴影所示的区域为不满足遮蔽系数的条件的区域。在图16C中,阴影所示的区域为不满足蓝色指标的条件的区域。在图16D中,阴影所示的区域为不满足红色指标的条件的区域。
当图16A至图16D所示的由此形成的各个α-β相关性示图相互重叠时,提取出满足所有参数的条件的区域。图16E示出了图16A至图16D所示的各个α-β相关性示图彼此重叠的状态。在图16E中,提取出除阴影所示的区域以外的区域。该区域为满足所有参数的条件的区域。也就是说,满足各个参数的条件的区域为由满足各个参数的条件的区域与不满足各个参数的条件的区域之间的分界线所围成的区域。
分界线在步骤S14中数学化(数式化)。例如,提取分界线上的预定值,并且基于这些值而获得满足各个参数的条件的区域和不满足各个参数的条件的区域之间的分界线的近似曲线,并将该分界线数学化。由此,可以确定满足各个参数的条件的区域。
将特别描述对于比α和比β满足各个参数的条件的区域。首先,将对于反射层3的各个总膜厚L,描述可见光透射率、蓝色指标及红色指标用作参数的情况。
(L=80nm)
图17示出了基于总膜厚L为80nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。在图17中,点“●”和点“▲”各自表示满足蓝色指标条件的区域与不满足蓝色指标条件的区域之间的分界线上的预定点。点“■”表示满足红色指标条件的区域与不满足红色指标条件的区域之间的分界线上的预定点。在图17中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。在以下将要描述的图18至图30中,以上这些点也具有与如上所述相同的含义。
基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(5)至(7)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0004β2+0.0053β+0.0065...(5)
α=-1×10-5β2+0.0007β+0.0066...(6)
α=-1×10-5β2+0.0005β+0.0119...(7)
在该情况下,由式(5)至(7)表示的近似曲线及以下式(8)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(8)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。其原因是,当金属层的膜厚为5nm以下时,用于金属层的材料的性质发生改变,并很可能与模拟值发生偏离。
α=0.012114...(8)
(L=90nm)
图18示出了基于总膜厚L为90nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图18中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(9)至(11)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0002β2+0.0039β+0.0087...(9)
α=-3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(10)
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(11)
在该情况下,由式(9)至(11)表示的近似曲线及以下式(12)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(12)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.010589...(12)
(L=100nm)
图19示出了基于总膜厚L为100nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图19中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(13)至(15)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
在该情况下,由式(13)至(15)表示的近似曲线及以下式(16)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(16)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.009403...(16)
(L=120nm)
图20示出了基于总膜厚L为120nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图20中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(17)至(19)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(17)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(18)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(19)
在该情况下,由式(17)至(19)表示的近似曲线及以下式(20)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(20)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.007709...(20)
(L=140nm)
图21示出了基于总膜厚L为140nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图21中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(21)至(23)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0014β2+0.0136β-0.0027...(21)
β=10132α2-241.39α+4.747...(22)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(23)
在该情况下,由式(21)至(23)表示的近似曲线及以下式(24)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(24)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.006523...(24)
(L=160nm)
图22示出了基于总膜厚L为160nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图22中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(25)至(28)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(25)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(26)
β=2.875...(27)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(28)
在该情况下,由式(25)至(28)表示的近似曲线及以下式(29)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(29)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.005676...(29)
(L=180nm)
图23示出了基于总膜厚L为180nm时的可见光透射率、蓝色指标以及红色指标的条件的α-β相关性。此外,在图23中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。基于该α-β相关性示图中所绘制的各个参数的分界线上的点,获得了以下式(30)至(32)所表示的各个参数的分界线的近似曲线。
α=-0.0103β2+0.047β-0.0322...(30)
α=0.0093β2-0.0677β+0.1212...(31)
α=-0.0003β2+0.0036β+0.0046...(32)
在该情况下,由式(30)至(32)表示的近似曲线及以下式(33)表示的直线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。设置式(33)以防止金属层的厚度减小到5nm以下。
α=0.00498...(33)
接下来,将对于反射层3的各个总膜厚L,描述除了上述可见光透射率、蓝色指标和红色指标外还使用遮蔽系数作为参数的情况。
(L=80nm)
图24示出了基于总膜厚L为80nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。在图24中,点“×”表示满足遮蔽系数条件的区域与不满足遮蔽系数条件的区域之间的分界线上的预定点。在图24中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。在以下将要描述的图25至30中,以上这些点也具有与如上所述相同的含义。
除了式(5)至(7)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(34)所表示的分界线的近似曲线。
α=-6×10-6β2+0.0002β+0.0141...(34)
在该情况下,由式(5)至(7)和式(34)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=90nm)
图25示出了基于总膜厚L为90nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图25中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(9)至(11)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(35)所表示的分界线的近似曲线。
α=-1×10-5β2+0.0002β+0.0125...(35)
在该情况下,由式(9)至(11)和式(35)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=100nm)
图26示出了基于总膜厚L为100nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图26中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(13)至(15)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(36)所表示的分界线的近似曲线。
α=-3×10-5β2+0.0004β+0.0113...(36)
在该情况下,由式(13)至(15)和式(36)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=120nm)
图27示出了基于总膜厚L为120nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图27中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(17)至(19)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(37)所表示的分界线的近似曲线。
α=-7×10-5β2+0.0007β+0.0097...(37)
在该情况下,由式(17)至(19)和式(37)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=140nm)
图28示出了基于总膜厚L为140nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图28中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(21)至(23)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(38)所表示的分界线的近似曲线。
α=-0.0001β2+0.0011β+0.0083...(38)
在该情况下,由式(21)至(23)和式(38)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=160nm)
图29示出了基于总膜厚L为160nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图29中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(25)至(28)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(39)所表示的分界线的近似曲线。
α=-0.0002β2+0.0016β+0.0067...(39)
在该情况下,由式(25)至(28)和式(39)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
(L=180nm)
图30示出了基于总膜厚L为180nm时的可见光透射率、蓝色指标、红色指标以及遮蔽系数的条件的α-β相关性。此外,在图30中,由于满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的分界线上的预定点(α,β)在阴影所示的区域之外,所以图中未示出这些点。除了式(30)至(32)所表示的分界线的近似曲线外,还基于该α-β相关性示图中所绘制的遮蔽系数的分界线上的点,获得了以下式(40)所表示的分界线的近似曲线。
α=-0.0003β2+0.0021β+0.0055...(40)
在该情况下,由式(30)至(32)和式(40)所表示的近似曲线所围成的阴影所示的区域为满足各个参数的条件的区域。
接着,在总膜厚L非特定厚度的情况下,将描述用于确定满足各个参数的条件的区域的方法。图31示出了将满足基于如图17至图23所示的α-β相关性示图确定的各个参数的条件的区域映射到使用比α、比β和总膜厚L作为轴的三维平面上的情况。在该实例中,当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,示出了满足各个参数的条件的区域。此外,满足可见光透射率条件的区域与不满足可见光透射率条件的区域之间的在每个L值时的分界线上的预定点(α,β)和从上述这些点的组获得的近似曲线在图31中阴影所示的在每个L值时的区域之外,所以在图中未示出这些点和近似曲线。
如图31所示,可认为满足各个参数的条件的区域相对于总膜厚L是连续的。因此,在总膜厚为非特定厚度时,将由彼此相邻的在特定总膜厚L时的区域和连接在上述相邻区域的相应顶点之间的直线所包围的区域被定义为满足各个参数的条件的区域。
首先,将描述可见光透射率、蓝色指标及红色指标用作参数,且总膜厚L被设置为特定总膜厚L之间的值的情况。
(80nm≤L≤90nm)
当总膜厚L在80nm至90nm的范围内时,基于满足图17和图18所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(41)至(44)。
(β-0.5)/0.67=(α-0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(41)
(β-5.5)/3.75=(α-0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(42)
(β-10.4)/10.6=(α-0.01516)/0.00067768=(90-L)/10...(43)
(β-0.8)/0.45=(α-0.01161)/0.0008471=(90-L)/10...(44)
在该情况下,由图17和图18所示的区域以及式(41)至(44)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(90nm≤L≤100nm)
当总膜厚L在90nm至100nm的范围内时,基于满足图18和图19所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(45)至(48)。
(0.7-β)/0.2=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(45)
(β-4.4)/1.1=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(46)
(β-6.5)/3.9=(α-0.01432)/0.0008471=(100-L)/10...(47)
(1-β)/0.2=(α-0.01093)/0.00067768=(100-L)/10...(48)
在该情况下,由图18和图19所示的区域以及式(45)至(48)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(100nm≤L≤120nm)
当总膜厚L在100nm至120nm的范围内时,基于满足图19和图20所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(49)至(52)。
(β-0.6)/0.1=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(49)
(β-3.6)/0.8=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(50)
(β-4.25)/2.25=(α-0.0133)/0.00101652=(120-L)/20...(51)
(β-0.9)/0.1=(α-0.00974)/0.00118594=(120-L)/20...(52)
在该情况下,由图19和图20所示的区域以及式(49)至(52)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(120nm≤L≤140nm)
当总膜厚L在120nm至140nm的范围内时,基于满足图20和图21所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(53)至(56)。
(0.75-β)/0.15=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(53)
(3.65-β)/0.05=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(54)
(β-3.3)/0.95=(α-0.01245)/0.0008471=(140-L)/20...(55)
(3.47-β)/2.57=(α-0.00754)/0.00220246=(140-L)/20...(56)
在该情况下,由图20和图21所示的区域以及式(53)至(56)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(140nm≤L≤160nm)
当总膜厚L在140nm至160nm的范围内时,基于满足图21和图22所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(57)至(60)。
(0.9-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(57)
(3.8-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(58)
(β-2.85)/0.45=(α-0.01203)/0.00042355=(160-L)/20...(59)
(β-1.05)/2.42=(0.00864-α)/0.00110123=(160-L)20...(60)
在该情况下,由图21和图22所示的区域以及式(57)至(60)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(160nm≤L≤180nm)
当总膜厚L在160nm至180nm的范围内时,基于满足图22和图23所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(61)至(64)。
(1.05-β)/0.15=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(61)
(β-2.75)/1.05=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(62)
(β-2.4)/0.45=(α-0.01177)/0.00025413=(180-L)/20...(63)
(1.2-β)/0.15=(α-0.00856)0.00008471=(180-L)/20...(64)
在该情况下,由图22和图23所示的区域以及式(61)至(64)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
接着,将描述除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标外,还使用遮蔽系数作为参数,并且总膜厚L被设置为特定总膜厚L之间的值的情况。
如在可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数的情况那样,可认为满足各个参数的条件的区域相对于总膜厚L是连续的。因此,将由彼此相邻的在特定总膜厚L时的区域和连接在上述相邻区域的相应顶点之间的直线所包围的区域被定义为满足各个参数的条件的区域。
(80nm≤L≤90nm)
当总膜厚L在80nm至90nm的范围内时,基于满足图24和图25所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(61)至(64)。
(β-0.8)/11.6=(α-0.01161)/0.00398137=(90-L)/10...(65)
(β-8.9)/10.4=(α-0.01398)/0.00152478=(90-L)/10...(66)
(β-10.4)/10.6=(α-0.01516)/0.00067768=(90-L)/10...(67)
(β-4.9)/16.1=(α-0.01347)/0.00237188=(90-L)/10...(68)
(β-4.9)/7.5=(α-0.01347)/0.00211775=(90-L)/10...(69)
在该情况下,由图24和图25所示的区域以及式(65)至(69)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(90nm≤L≤100nm)
当总膜厚L在90nm至100nm的范围内时,基于满足图25和图26所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(70)至(73)。
(1-β)/0.2=(α-0.01093)/0.0067768=(100-L)/10...(70)
(β-5.8)/3.1=(α-0.01262)/0.00135536=(100-L)/10...(71)
(β-6.5)/3.9=(α-0.01432)/0.0008471=(100-L)/10...(72)
(β-2.8)/2.1=(α-0.0122)/0.00127065=(100-L)/10...(73)
在该情况下,由图25和图26所示的区域以及式(70)至(73)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(100nm≤L≤120nm)
当总膜厚L在100nm至120nm的范围内时,基于满足图26和图27所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(74)至(77)。
(β-0.9)/0.1=(α-0.00974)/0.00118594=(120-L)/20...(74)
(β-4)/1.8=(α-0.01144)/0.00118594=(120-L)20...(75)
(β-4.25)/2.25=(α-0.0133)/0.00101652=(120-L)/20...(76)
(β-1.7)/1.1=(α-0.01076)/0.00144007=(120-L)/20...(77)
在该情况下,由图26和图27所示的区域以及式(74)至(77)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(120nm≤L≤140nm)
当总膜厚L在120nm至140nm的范围内时,基于满足图27和图28所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(78)至(81)。
(1-β)/0.1=(α-0.00923)/0.00050826=(140-L)/20...(78)
(β-3.3)/0.7=(α-0.01042)/0.00101652=(140-L)/20...(79)
(β-3.3)/0.95=(α-0.01245)/0.0008471=(140-L)/20...(80)
(β-1.1)/0.6=(α-0.0094)/0.00135536=(140-L)/20...(81)
在该情况下,由图27和图28所示的区域以及式(78)至(81)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(140nm≤L≤160nm)
当总膜厚L在140nm至160nm的范围内时,基于满足图28和图29所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(82)至(85)。
(1.05-β)/0.05=(α-0.00822)/0.00101652=(160-L)/20...(82)
(β-2.85)/0.45=(α-0.00991)/0.00050826=(160-L)/20...(83)
(β-2.85)/0.45=(α-0.01203)/0.00042355=(160-L)/20...(84)
(β-1.05)/0.05=(α-0.00864)/0.00076239=(160-L)/20...(85)
在该情况下,由图28和图29所示的区域以及式(82)至(85)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
(160nm≤L≤180nm)
当总膜厚L在160nm至180nm的范围内时,基于满足图29和图30所示的各个参数条件的区域的顶点的信息,得到了以下式(86)至(89)。
(1.15-β)/0.1=(α-0.00754)/0.00067768=(180-L)/20...(86)
(β-2.55)/0.3=(α-0.00889)/0.00101652=(180-L)/20...(87)
(β-2.4)/0.45=(α-0.01177)/0.00025413=(180-L)/20...(88)
(1.2-β)/0.15=(α-0.00856)/0.00008471=(180-L)/20...(89)
在该情况下,由图29和图30所示的区域以及式(86)至(89)所表示的直线所包围的区域是满足各个参数的条件的区域。
如上所述,当设置总膜厚L并设置各个层的膜厚使得比α和比β在阴影所示的区域内时,可以形成满足各个参数的条件的层压膜。
如上所述,当总膜厚L为非特定值时,由彼此相邻的在特定总膜厚L时的区域和连接在上述相邻区域的相应顶点之间的直线所包围的区域被定义为满足各个参数的条件的区域;然而,区域不仅限于该实例。例如,当总膜厚L为非特定值时,其中彼此相邻的在特定总膜厚L时的各区域重叠的区域也可以定义为满足各个参数的条件的区域。
首先,将描述可见光透射率、蓝色指标及红色指标用作参数的情况。图32A示出了当可见光透射率、蓝色指标及红色指标用作参数时,满足各个参数的条件的区域映射到同一平面上的示图。在本实例中,示出了总膜厚L为160nm和180nm时的区域。
如图32A所示,当彼此相邻的在特定总膜厚L时的区域映射到同一平面上时,形成了其中两个区域彼此重叠的区域。在该情况下,重叠的区域可以被定义为满足各个参数的条件的区域。重叠的区域可以基于形成各个区域的近似曲线来确定。
(80nm<L<90nm)
当总膜厚L在大于80nm至小于90nm的范围内时,基于满足图17和图18所示的各个参数的条件的区域,由以下式(8)、(10)和(11)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=0.012114...(8)
α=-3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(10)
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(11)
(90nm<L<100nm)
当总膜厚L在大于90nm至小于100nm的范围内时,基于满足图18和图19所示的各个参数的条件的区域,由以下式(11)至(15)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(11)
α=0.010589...(12)
α=-0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
(100nm<L<120nm)
当总膜厚L在大于100nm至小于120nm的范围内时,基于满足图19和图20所示的各个参数的条件的区域,由以下式(15)至(19)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=0.009403...(16)
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(17)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(18)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(19)
(120nm<L<140nm)
当总膜厚L在大于120nm至小于140nm的范围内时,基于满足图20和图21所示的各个参数的条件的区域,由以下式(20)至(23)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=0.007709...(20)
α=-0.0014β2+0.0136β-0.0027...(21)
β=10132α2-241.39α+4.747...(22)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(23)
(140nm<L<160nm)
当总膜厚L在大于140nm至小于160nm的范围内时,基于满足图21和图22所示的各个参数的条件的区域,由以下式(23)至(28)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(23)
α=0.006523...(24)
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(25)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(26)
β=2.875...(27)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(28)
(160nm<L<180nm)
当总膜厚L在大于160nm至小于180nm的范围内时,基于满足图22和图23所示的各个参数的条件的区域,由以下式(28)至(32)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(28)
α=0.005676...(29)
α=-0.0103β2+0.047β-0.0322...(30)
α=0.0093β2-0.0677β+0.1212...(31)
α=-0.0003β2+0.0036β+0.0046...(32)
接着,将描述除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标以外,还使用遮蔽系数作为参数的情况。图32B示出了当可见光透射率、蓝色指标、红色指标及遮蔽系数用作参数时,满足各个参数的条件的区域映射在同一平面上的示图。在该实例中,示出了总膜厚L为160nm和180nm时的区域。
如图32B所示,当彼此相邻的在特定总膜厚L时的区域映射到同一平面上时,形成了其中两个区域彼此重叠的区域。在该情况下,重叠的区域可以被定义为满足各个参数的条件的区域。重叠的区域可以基于形成各个区域的近似曲线来确定。
此外,当总膜厚在大于80nm至小于90nm的范围内时,即使图24和图25所示的满足各个参数的条件的区域映射到同一平面上,它们之间也不存在重叠区域;因此,满足各个参数的条件的区域可能无法通过该方法来确定。
(90nm<L<100nm)
当总膜厚L在大于90nm至小于100nm的范围内时,基于满足图25和图26所示的各个参数的条件的区域,由以下式(11)、(14)、(15)和(35)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(11)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=-1×10-5β2+0.0002β+0.0125...(35)
(100nm<L<120nm)
当总膜厚L在大于100nm至小于120nm的范围内时,基于满足图26和图27所示的各个参数的条件的区域,由以下式(15)、(18)、(19)和(36)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(18)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(19)
α=-3×10-5β2+0.0004β+0.0113...(36)
(120nm<L<140nm)
当总膜厚L在大于120nm至小于140nm的范围内时,基于满足图27和图28所示的各个参数的条件的区域,由以下式(19)、(22)、(23)和(37)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(19)
β=10132α2-241.39α+4.747...(22)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(23)
α=-7×10-5β2+0.0007β+0.0097...(37)
(140nm<L<160nm)
当总膜厚L在大于140nm至小于160nm的范围内时,基于满足图28和图29所示的各个参数的条件的区域,由以下式(23)、(26)、(28)、(27)和(38)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(23)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(26)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(28)
β=2.875...(27)
α=-0.0001β2+0.0011β+0.0083...(38)
(160nm<L<180nm)
当总膜厚L在大于160nm至小于180nm的范围内时,基于满足图29和图30所示的各个参数的条件的区域,由以下式(28)、(30)、(32)、(39)和(40)所围成的区域满足各个参数的条件。
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(28)
α=-0.0103β2+0.047β-0.0322...(30)
α=-0.0003β2+0.0036β+0.0046...(32)
α=-0.0002β2+0.0016β+0.0067...(39)
α=-0.0003β2+0.0021β+0.0055...(40)
根据第一实施方式,当相对于根据反射层3的各个层的膜厚所确定的比α和比β来确定满足各个参数的条件的区域,并且设置反射层3的膜厚以使得比α和比β包含在区域内时,可以抑制色调的变化。
<修改例>
以下,将描述以上实施方式的修改例。
[第一修改例]
图33A是示出了根据本发明第一实施方式的第一修改例的截面图。如图33A所示,根据该第一修改例的光学膜1具有入射面S1,入射面S1具有凹凸形状。该入射面S1的凹凸形状和第一光学层4的凹凸形状形成为使得它们的凹凸形状相互对应,并且入射面S1的每个凸部的顶点位置和每个凹部的底部位置与第一光学层4一致。入射面S1的凹凸形状优选比第一光学层4的凹凸形状更平缓。
[第二修改例]
图33B是示出了根据本发明第一实施方式的第二修改例的截面图。如图33B所示,在根据该第二修改例实例的光学膜1中,形成有反射层3的第一光学层4的凹凸面的每个凸部的顶点位置被形成为具有与第一光学层4的入射面S1的高度大致相等的高度。
<2、第二实施方式>
图34A至图37B各自是示出了根据本发明第二实施方式的光学膜的结构的实例的示意图。在第二实施方式中,与第一实施方式中的元件对应的元件由与第一实施方式中相同的参考标号表示。在第二实施方式中,结构4c在第一光学层4的一个主表面上二维排列,这与第一实施方式不同。二维排列优选为最密集充填状态。其原因在于,定向反射率可得到提高。
如图34A和图34B所示,例如,第一光学层4的主表面形成为使得柱状结构4c(柱形体)被排列为相互正交交叉。特别地,在第一方向上排列的第一结构4c和在与第一方向垂直的第二方向上排列的第二结构4c被配置为通过它们的侧面而相互穿透。例如,柱状结构4c为具有诸如棱柱形(图34A)或透镜形(图34B)的柱形的凹部或凸部,或柱体的顶部具有多边形(如图34C所示的五边形)的凹部或凸部。
此外,例如,均具有球形或立方体角锥形的结构4c可以在第一光学层4的一个主表面上以最密集充填状态而二维排列,以形成密集充填阵列,如正方密集充填阵列、三角密集充填阵列或六角密集充填阵列。如图35A至图35C所示,例如,正方密集充填阵列通过以正方密集充填状态(即,矩阵状态(点阵状态))排列均具有四边形底面(诸如正方形)的结构4c形成。例如,如图36A至图36C所示,六角密集充填阵列通过以六角密集充填状态排列均具有六边形底面的结构4c形成。例如,如图37A至图37B所示,三角密集充填阵列通过以三角密集充填状态排列均具有三角形底面的结构4c(诸如三角锥)形成。
结构4c为立方体角锥形、半球形、半椭圆形、棱柱形、圆柱形、自由形、多边形、圆锥形、多棱锥形、截锥形、抛物面形等的凹部或凸部。结构4c的底部例如具有圆形、椭圆形或多边形(诸如三角形、四边形、六边形或八边形)。结构4c的节距P1和节距P2优选根据所需的光学特性而适当选择。此外,当结构4c的主轴相对于与光学膜1的入射面成正交的法线而倾斜时,优选地,结构4c的主轴以结构4c的二维排列的至少一个排列方向倾斜。当光学膜1粘附到以大致与地面垂直的方向配置的窗材料上时,优选地,结构4c的主轴相对于法线朝向的窗材料的下侧(地面侧)倾斜。
当结构4c具有立方体角锥形时,如果脊线R较大,则主轴优选朝向天空方向倾斜,而为了抑制向下反射,主轴优选朝地面侧倾斜。由于倾斜地入射到膜上,所以日光不易到达结构的背部,因此,其在入射光侧的形状是重要的。也就是说,当脊线部的R较大时,回射光的量减少,因此,通过将主轴向天空方向倾斜,可以抑制这一现象。此外,在立方体角锥体中,当在反射面进行三次反射后,可以实现回射;然而,当进行两次反射时,光在除了回射方向以外的方向上发生部分泄漏。通过向地面侧倾斜立方体角锥体,可以将大部分该泄漏光返回天空。如上所述,根据形状和/或目的,主轴可以在任何方向上倾斜。
<3、第三实施方式>
图38A是示出了根据本发明第三实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。在第三实施方式中,与第一实施方式中元件对应的元件由与第一实施方式中相同的参考标号表示,并且此处将省略其描述。在第三实施方式中,向光入射的入射面倾斜的反射层3包括在光学层2中,并且相互平行地配置,而这是与第一实施方式中的不同点。
图38B是示出了根据本发明第三实施方式的光学膜的结构的一个实例的透视图。结构4c均为在一个方向上延伸的三角柱的凸部,并在一个方向上一维排列。与延伸方向垂直的结构4c的截面例如具有直角三角形。在结构4c锐角侧的倾斜面上,例如通过诸如沉积法或溅射法的具有定向性的薄膜形成法而形成了反射层3。
根据第三实施方式,在光学层2中平行排列多个反射层3。根据该结构,相比于形成具有立方体角锥形或棱柱形的结构4c的情况,反射层3的反射次数可以减少。因此,反射率可以减小,并且反射层3的光吸收可以减少。
<4、第四实施方式>
在第四实施方式中,具有特定波长的光被定向反射,具有除特定波长以外的波长的光被散射,这是与第一实施方式的不同点。光学膜1包含光散射材料,用于散射入射光。该散射材料例如可以设置在位于光学层2表面上、光学层2中以及反射层3与光学层2之间的位置中的至少一处。光散射材料优选设置位于反射层3与第一光学层4之间、第一光学层4上中以及其表面上的位置中的至少一处。当粘附到诸如窗材料的支撑构件时,光学膜1既可以在室内侧使用,也可以在室外侧使用。当光学膜1粘附至室外侧时,散射具有除特定波长以外的波长的光的光散射材料优选仅设置在反射层3与诸如窗材料的支撑构件之间。其原因在于,当光散射材料存在于反射层3和入射面之间时,定向反射特性消失。此外,当光学膜1粘附至室内侧时,光散射材料优选设置在反射层3与和粘附面相反的出射面之间。
图39A是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜1的第一结构实例的截面图。如图39A所示,第一光学层4包含树脂和微粒11。微粒11具有与作为第一光学层4的主要成分的树脂不同的折射率。作为微粒11,例如可以使用有机微粒和无机微粒的中的一种。此外,空心微粒也可以用作微粒11。作为微粒11,例如可以提及无机微粒(诸如二氧化硅或氧化铝)或有机微粒(诸如聚苯乙烯、丙烯酸树脂或它们的共聚物),并且特别优选地,使用二氧化硅微粒。
图39B是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜1的第二结构实例的截面图。如图39B所示,光学膜1还包括第一光学层4表面上的光扩散层12。光扩散层12例如包含树脂和微粒。作为微粒,可以使用如上所述的那些微粒。
图39C是示出了根据本发明第四实施方式的光学膜1的第三结构实例的截面图。如图39C所示,光学膜1还包括反射层3和第一光学层4之间的光扩散层12。光扩散层12例如包含树脂和微粒。作为微粒,可以使用如上所述的那些微粒。
根据第四实施方式,具有特定波长的光(诸如红外光)可以被定向反射,而具有除特定波长以外的波长的光(诸如可见光)可以被散射。因此,当如上所示使光学膜1模糊时,可向其赋予设计特性。
<5、第五实施方式>
图40A是示出了根据本发明第五实施方式的光学膜的一个结构实例的截面图。在第五实施方式中,与第一实施方式中的元件对应的元件由与第一实施方式中相同的参考标号表示,并将省略其描述。如图40A所示,在根据第五实施方式的光学膜1中,光学层2a的凹凸面没有用树脂材料包埋,并且形成在光学层2a的凹凸面上的反射层3暴露;因此,这是与第一实施方式的不同点。光学膜1具有凹凸形状的入射面S1和出射面S2,其中诸如日光的光在该入射面上入射,并且从出射面2出射在该入射面S1上入射的光中透过光学膜1的光。
如果需要,光学膜1还可以包括光学层2a出射面S2的基底构件2b。此外,如果需要,光学膜1还可以在光学层2a的出射面S2上或基底构件2b上包括结合层6和剥离层7。作为光学层2a和基底构件2b,可以分别使用类似于第一实施方式中的第一光学层4和基底构件4a的构件。
图40B是示出了根据本发明第五实施方式的光学膜粘附到粘附体的一个实例的截面图。如图40B所示,光学膜1的出射面S2通过夹置在中间的结合层6而粘附到粘附体10a上。作为粘合体10a,窗材料、遮光装置、卷帘、折叠帘等是优选的。
根据第五实施方式,由于形成有反射层3的光学层2a的凹凸面用作入射面S1,所以一些入射光被入射面S1散射,而没有被散射的一些光透过光学膜1。由此,尽管可以通过入射光感知光的明度,但可以获得非透明光学膜1。具有上述特性的光学膜1优选用于内部构件、外部构件或日照遮蔽构件,这些构件都用于保护个人隐私,并且更特别地,还用于窗材料、遮光装置、卷帘、折叠帘等。
<6、第六实施方式>
图41是示出了根据本发明第六实施方式的光学元件的一个结构实例的截面图。在第六实施方式中,进一步在暴露面上设置了具有清洁作用的自清洁效果层51,该暴露面为光学膜1的入射面S1和出射面S2中与粘附到粘附体的表面相反的一个面,并且这是与第一实施方式的不同点。自清洁效果层例如包含光催化剂。作为光催化剂,例如可以使用TiO2
如上所述,光学膜1允许入射光部分透过。例如,当光学膜1在室外使用或在非常脏的室内使用时,光被粘附到光学膜1表面的灰尘散射,从而失去其透射特性和反射特性;因此,光学膜1的表面优选在任何时候都保持光学透明性。因此,疏水性或亲水性优异并且自动表现出清洁效果的表面是优选的。
根据第六实施方式,由于光学膜1包括自清洁效果层51,所以例如可以向入射面赋予疏水性或亲水性。因此,抑制了入射面的污物等的粘附,并且可以抑制定向反射特性的劣化。
<7、第七实施方式>
在第一实施方式中,尽管通过实例对本发明例如应用于窗材料的情况进行了描述,但本发明不限于此,而还可以应用于除了窗材料以外的内部构件、外部构件等中。此外,除了诸如墙体和屋顶的固定的内部构件和外部构件以外,本发明还可以应用于这样的装置,其通过移动内部构件或外部构件来根据季节和时间变化所导致的日光量的变化来调节日光的透射量和/或反射量,而将日光引入诸如房间的空间。在第七实施方式中,作为上述装置的一个实例,将描述日照遮蔽装置(遮光装置),其能通过改变包括多个日照遮蔽构件的日照遮蔽构件组的角度来调节入射光的遮蔽量。
图42是示出了根据本发明第七实施方式的遮光装置的一个结构实例的透视图。如图42所示,作为日照遮蔽装置的遮光装置201包括头箱(headbox)203、多个板条(羽片)202a组成的板条组(日照遮蔽构件组)202以及底轨204。头箱203设置在由多个板条202a形成的板条组202上方。阶梯绳索206和升降绳索205从头箱203向下延伸,并且底轨204悬挂在这些绳索的下端。作为日照遮蔽构件的板条202a均具有例如长而窄的矩形,并且通过从头箱203向下延伸的阶梯绳索206以预定的间距悬挂并支撑。此外,在头箱203中设置了诸如杆的操作单元(未示出),其用于调节由多个板条202a组成的板条组202的角度。
头箱203是响应于诸如杆的操作单元的操作,通过旋转由多个板条组成的板条组202而调节引入到诸如房间的空间内的光量的驱动单元。此外,头箱203还用作响应于诸如升降操作绳索207的操作单元的操作、适当地上下移动板条组202的驱动单元(升降单元)。
图43A是示出了板条的第一结构实例的截面图。如图43A所示,板条202a包括基底构件211和光学膜1。在基底构件211的两个主表面中,光学膜1优选设置在入射面侧(例如,面对窗材料的一侧),当板条组202关闭时室外光在该入射面侧上入射。光学膜1和基底构件211例如通过结合层(诸如粘附层或胶粘层)而相互结合。
作为基底构件211的形状,例如可以提及片、膜或平板。作为基底构件211的材料,例如可以使用玻璃、树脂材料、纸材料或布料,并且考虑到要将可见光引入诸如房间的预定的空间,优选使用具有透明性的树脂材料。作为玻璃、树脂材料、纸材料或布料,可以使用普遍用作现有的卷帘的材料。作为光学膜1,可以单独或组合使用根据第一至第六实施方式的光学膜1。
图43B是示出了板条的第二结构实例的截面图。如图43B所示,在该第二结构实例中,光学膜1用作板条202a。优选地,光学膜1可以由阶梯绳索206支撑,并具有刚性,以在被支撑的同时维持其形状。
<8、第八实施方式>
在第八实施方式中,将描述卷帘装置,其是能够通过将日照遮蔽构件卷起或展开来调节入射光的遮蔽量的日照遮蔽装置的一个实例。
图44A是示出了根据本发明第八实施方式的卷帘装置的一个结构实例的透视图。如图44A所示,作为日照遮蔽装置的卷帘装置301包括帘302、头箱303和芯材料304。头箱303被配置为通过操作诸如链子305的操作单元,将帘302上下移动。头箱303设置有一个辊子,用于将帘向内卷起和将其卷出(展开),并且帘302的一端与该辊子相结合。此外,芯材料304结合至帘302的另一端。帘302具有柔性,其形状没有特别限制,并且优选根据要应用卷帘装置301的窗材料等的形状(诸如矩形)而进行选择。
图44B是示出了帘302的一个结构实例的截面图。如图44B所示,帘302包括基底构件311和光学膜1,并优选具有柔性。在基底构件311的两个主表面中,光学膜1优选设置在入射面侧(面对窗材料的一侧),其中室外光在该入射面侧上入射。光学膜1和基底构件311通过结合层(诸如粘附层或胶粘层)而相互结合。此外,帘302的结构不限于本实例,并且光学膜1本身也可以作为帘302使用。
作为基底构件311的形状,例如可以是片、膜或平板。作为基底构件311的材料,例如可以使用玻璃、树脂材料、纸材料或布料,并且考虑到要将可见光引入诸如房间的预定空间,优选使用具有透明性的树脂材料。作为玻璃、树脂材料、纸材料或布料,可以使用普遍用作现有的卷帘的材料。作为光学膜1,可以单独或组合使用根据第一至第六实施方式的光学膜1。
<9、第九实施方式>
在第九实施方式中,将描述本发明应用于具有采光部的房屋隔断构件(内部构件或外部构件),其中,在该采光部中,设置了具有定向反射特性的光学元件。
图45A是示出了根据本发明第九实施方式的房屋隔断构件的一个结构实例的透视图。如图45A所示,房屋隔断构件401具有这样的结构,其中,光学元件402设置在采光部404中。特别地,房屋隔断构件401包括光学元件402和沿其周边设置的框构件403。光学元件402由框构件403固定,并且如果需要,可以通过拆除框构件403来卸下光学元件402。作为房屋隔断构件401,尽管可以提及诸如日本的日式拉门(障子)的纸遮蔽门,但本发明不仅限于该实例,并且还可以应用于均具有采光部的各种房屋隔断构件。
图45B是示出了光学元件402的一个结构实例的截面图。如图45B所示,光学元件402包括基底构件411和光学膜1。在基底构件411的两个主表面中,光学膜1优选设置在入射面侧(面对窗材料的一侧),其中室外光在该入射面侧上入射。光学膜1和基底构件411通过结合层(诸如粘附层或胶粘层)而相互结合。此外,光学元件402的结构不限于本实例,并且光学膜1本身也可以作为光学元件402使用。
基底构件411例如为片、膜或基板,它们都具有柔性。作为基底构件411的材料,例如可以使用玻璃、树脂材料、纸材料或布料,并且考虑到要将可见光引入诸如房间的预定空间,优选使用具有透明性的树脂材料。作为玻璃、树脂材料、纸材料或布料,可以使用普遍用作现有的房屋隔断构件的材料。作为光学膜1,可以单独或组合使用根据第一至第六实施方式的光学膜1。
实施例
尽管将参考实施例对本发明进行特别说明,但本发明并不仅限于这些实施例。
在下面的实施例中,层压膜的光学特性通过模拟而获得,在该模拟中,反射层3的层压膜的各个层的厚度发生变化。通过使用Optical ResearchAssociates(ORA)的光学模拟软件“Light Tools”针对以下样本1-1至样本7-5的各个层压膜执行了模拟,并且通过改变比α和比β而获得可见光透射率、遮蔽系数、蓝色指标和红色指标的值。
(样本1-1)
首先,假设高折射率层和金属层进行层压以形成具有五层结构的层压膜。以下示出了该层压膜的结构的详细情况。
层压结构:高折射率层/金属层/高折射率层/金属层/高折射率层
总膜厚L:80nm
高折射率层:
材料:GAZO
折射率:1.936
第一和第五层中每层的几何膜厚:6.73nm
第三层的几何膜厚:56.53nm
金属层:
材料:AgNdCu
折射率:0.164
第二和第四层中每层的几何膜厚:5.0nm
比α:0.0121
比β:8.4
(样本1-2)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0138且比β为12.4。
(样本1-3)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0138且比β为17.9。
(样本1-4)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0155且比β为17.4。
(样本1-5)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0172且比β为14.6。
(样本2-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为90nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0106且比β为4。
(样本2-2)
以与样本2-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0123且比β为10.6。
(样本2-3)
以与样本2-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.014且比β为7.6。
(样本2-4)
以与样本2-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0157且比β为1.6。
(样本2-5)
以与样本2-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0157且比β为9。
(样本3-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为100nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0095且比β为4.2。
(样本3-2)
以与样本3-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0122且比β为6.6。
(样本3-3)
以与样本3-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0129且比β为4.8。
(样本3-4)
以与样本3-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0129且比β为7.4。
(样本3-5)
以与样本3-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0146且比β为4.8。
(样本4-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为120nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0094且比β为3。
(样本4-2)
以与样本4-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0111且比β为4.6。
(样本4-3)
以与样本4-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0128且比β为4。
(样本4-4)
以与样本4-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0128且比β为5.8。
(样本4-5)
以与样本4-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0145且比β为3。
(样本5-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为140nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0065且比β为2.4。
(样本5-2)
以与样本5-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0082且比β为3.8。
(样本5-3)
以与样本5-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0099且比β为1.6。
(样本5-4)
以与样本5-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0099且比β为4.2。
(样本5-5)
以与样本5-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0116且比β为1.6。
(样本6-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为160nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0057且比β为2.2。
(样本6-2)
以与样本6-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0074且比β为3.6。
(样本6-3)
以与样本6-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0091且比β为1.6。
(样本6-4)
以与样本6-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0108且比β为1.2。
(样本6-5)
以与样本6-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0125且比β为3.2。
(样本7-1)
以与样本1-1相同的方式假设层压膜,只是总膜厚L被设置为180nm,并且各个层的膜厚被改变为使得比α为0.005且比β为1.8。
(样本7-2)
以与样本7-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0067且比β为3.4。
(样本7-3)
以与样本7-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0101且比β为2。
(样本7-4)
以与样本7-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0118且比β为1.6。
(样本7-5)
以与样本7-1相同的方式假设层压膜,只是各个层的膜厚被改变为使得比α为0.0135且比β为2。
[模拟结果]
表1示出了对于样本1-1至样本7-5的层压膜的模拟结果。
从表1可以得到以下信息。
(L=80nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本1-1、1-2和1-4满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图17所示的区域之内。在样本1-3中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图17所示的区域之外。在样本1-5中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图17所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本1-4中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图24所示的区域之内。在样本1-1和1-2中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图24所示的区域之外。
(L=90nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本2-1和2-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图18所示的区域之内。在样本2-2中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图18所示的区域之外。在样本2-4中,不满足可见光透射率、蓝色指标和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图18所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本2-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图25所示的区域之内。在样本2-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图25所示的区域之外。
(L=100nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本3-1和3-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图19所示的区域之内。在样本3-2和3-4中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图19所示的区域之外。在样本3-5中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图19所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本3-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图26所示的区域之内。在样本3-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图26所示的区域之外。
(L=120nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本4-1和4-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图20所示的区域之内。在样本4-2和4-4中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图20所示的区域之外。在样本4-5中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图20所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本4-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图27所示的区域之内。在样本4-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图27所示的区域之外。
(L=140nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本5-1和5-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图21所示的区域之内。在样本5-2和5-4中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图21所示的区域之外。在样本5-5中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图21所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本5-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图28所示的区域之内。在样本5-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图28所示的区域之外。
(L=160nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本6-1和6-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图22所示的区域之内。在样本6-2和6-5中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图22所示的区域之外。在样本6-4中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图22所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本6-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图29所示的区域之内。在样本6-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图29所示的区域之外。
(L=180nm)
当可见光透射率、蓝色指标和红色指标用作参数时,由于样本7-1和7-3满足各个参数的条件,所以设置的比α和比β在图23所示的区域之内。在样本7-2中,不满足蓝色指标的条件,因此设置的比α和比β在图23所示的区域之外。在样本7-4和7-5中,不满足可见光透射率和红色指标的条件,因此设置的比α和比β在图23所示的区域之外。
此外,当除了可见光透射率、蓝色指标和红色指标之外,还使用遮蔽系数作为参数时,在样本7-3中,还满足了遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图30所示的区域之内。在样本7-1中,不满足遮蔽系数的条件,因此设置的比α和比β在图30所示的区域之外。
至此,尽管已具体描述了本发明的实施方式,但本发明不仅限于上述实施方式,并且在不背离本发明技术范围的前提下,可以进行各种修改。
例如,在上述实施方式中所描述的结构、方法、形状、材料、数值等仅用作示例,并且如果需要,也可以使用不同于上述这些的结构、方法、形状、材料和数值。
此外,在不背离本发明精神和范围的前提下,可以组合使用上述实施方式的结构。
此外,在上述实施方式中,尽管通过示例描述了手动操作遮光装置和卷帘装置的情况,但是遮光装置和卷帘装置也可以电动操作。
此外,在上述实施方式中,尽管通过示例描述了光学膜粘附到粘附体(诸如窗材料)上的结构,但是也可以使用粘附体(诸如窗材料)由光学膜的第一和第二光学层本身构成的结构。因此,可以将定向反射功能预先赋予诸如窗材料的光学元件。
此外,在上述实施方式中,尽管通过示例描述了光学元件为光学膜的情况,但是光学元件的形状不限于膜,并且例如,也可以使用板状或块状。
在上述实施方式中,尽管通过示例描述了本发明应用于内部构件或外部构件(诸如窗材料、房屋隔断构件、遮光装置的板条或卷帘装置的帘)的情况,但是本发明不限于上述情况,并且可以应用于除以上所述的那些之外的内部构件和外部构件。
作为应用根据本发明实施方式的光学元件的内部构件和外部构件,可以提及由光学元件自身构成的内部构件或外部构件、或由粘附有定向反射器的透明基底构件构成的内部构件或外部构件。通过在房间内的窗户的附近安装如上所述的内部构件或外部构件,例如,可以仅将红外线定向反射到室外,而将可见光线引入室内。因此,当安装了内部构件或外部构件时,对于内部照明的需要也得以减少。此外,由于通过内部构件或外部构件,向房间内的散射反射几乎不会发生,所以环境温度的升高可以得到抑制。此外,根据本发明的所需目的(诸如可见性控制和强度的提高),光学元件可以应用到除了透明基底构件以外的结合构件中。
此外,在上述实施方式中,尽管通过示例描述了本发明应用于遮光装置和卷帘装置的情况,但是本发明不限于该情况,并且也可以应用于要安装在房间或建筑内部的各种日照遮蔽装置。
此外,在上述实施方式中,尽管通过示例描述了本发明应用于能够通过卷起或展开日照遮蔽构件来调节入射光的遮蔽量的日照遮蔽装置(诸如卷帘装置)的情况,但是本发明并不限于该情况。例如,本发明还可以应用到能够通过折起日照遮蔽构件来调节入射光的遮蔽量的日照遮蔽装置。作为上述的日照遮蔽装置,可以提及通过将帘(其作为日照遮蔽构件)折起为折叠状(accordion form)来调节入射光的遮蔽量的折叠帘装置。
在上述实施方式中,尽管通过示例描述了本发明应用于水平遮光装置(百叶帘遮光装置)的情况,但是本发明也可以应用于竖式遮光装置(垂直遮光装置)。
本申请包含于2010年3月2日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2010-045909中所公开的主题,其全部内容结合于此作为参考。
本领域的技术人员应当理解,根据设计需要和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变形,均应包含在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (22)

1.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为80nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(1)至(4)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(5)至(8)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在80nm至90nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(9)至(12)所包围的空间中;
α=0.0004β2+0.0053β+0.0065...(1)
α=1×10-5β2+0.0007β+0.0066...(2)
α=1×10-5β2+0.0005β+0.0119...(3)
α=0.012114...(4)
α=0.0002β2+0.0039β+0.0087...(5)
α=3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(6)
α=2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(7)
α=0.010589...(8)
(β0.5)/0.67=(α0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(9)
(β-5.5)/3.75=(α-0.01059)/0.00152478=(90-L)/10...(10)
(β10.4)/10.6=(α0.01516)/0.00067768=(90-L)/10...(11)
(β-0.8)/0.45=(α-0.01161)/0.0008471=(90-L)/10...(12)。
2.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(5)至(8)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(13)至(16)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在90nm至100nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(17)至(20)所包围的空间中;
α=0.0002β2+0.0039β+0.0087...(5)
α=3×10-5β2+0.0014β+0.0038...(6)
α=2×10-5β2+0.0006β+0.0112...(7)
α=0.010589...(8)
α=0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=-0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=0.009403...(16)
(0.7-β)/0.2=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(17)
(β-4.4)/1.1=(α-0.0094)/0.00118594=(100-L)/10...(18)
(β-6.5)/3.9=(α-0.01432)/0.0008471=(100-L)/10...(19)
(1-β)/0.2=(α-0.01093)/0.00067768=(100-L)/10...(20)。
3.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(13)至(16)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(21)至(24)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在100nm至120nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(25)至(28)所包围的空间中;
α=-0.0002β2+0.0055β+0.0057...(13)
α=0.0002β2+0.0045β-0.0067...(14)
α=-4×10-5β2+0.001β+0.0099...(15)
α=0.009403...(16)
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(21)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(22)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(23)
α=0.007709...(24)
(β-0.6)/0.1=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(25)
(β-3.6)/0.8=(α-0.00771)/0.0016942=(120-L)/20...(26)
(β-4.25)/2.25=(α-0.0133)/0.00101652=(120-L)/20...(27)
(β-0.9)/0.1=(α-0.00974)/0.00118594=(120-L)20...(28)。
4.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(21)至(24)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(29)至(32)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在120nm至140nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(33)至(36)所包围的空间中;
α=-0.0003β2+0.0074β+0.0033...(21)
α=-0.0014β2+0.0191β-0.0422...(22)
α=-9×10-5β2+0.0015β+0.0084...(23)
α=0.007709...(24)
α=0.0014β2+0.0136β-0.0027...(29)
β=10132α2-241.39α+4.747...(30)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(31)
α=0.006523...(32)
(0.75-β)/0.15=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(33)
(3.65-β)/0.05=(α-0.00652)/0.00118594=(140-L)/20...(34)
(β-3.3)/0.95=(α-0.01245)/0.0008471=(140-L)20...(35)
(3.47-β)/2.57=(α-0.00754)/0.00220246=(140-L)/20...(36)。
5.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(29)至(32)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(37)至(41)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在140nm至160nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(42)至(45)所包围的空间中;
α=-0.0014β2+0.0136β-0.0027...(29)
β=10132α2-241.39α+4.747...(30)
α=-0.0001β2+0.002β+0.0074...(31)
α=0.006523...(32)
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(37)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(38)
β=2.875...(39)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(40)
α=0.005676...(41)
(0.9-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(42)
(3.8-β)/0.15=(α-0.00568)/0.0008471=(160-L)/20...(43)
(β-2.85)/0.45=(α-0.01203)/0.00042355=(160-L)/20...(44)
(β-1.05)/2.42=(0.00864-α)/0.00110123=(160-L)/20...(45)。
6.一种光学元件,包括:
第一光学层,具有光出射面;
波长选择反射层,设置在所述第一光学层上;
第二光学层,设置在所述波长选择反射层上并具有光入射面;
其中,所述波长选择反射层具有包括至少五层的结构,其中,高折射率层和金属层交替进行层压;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,所述金属层整体的光学膜厚与所述高折射率层整体的光学膜厚之比α、以及从所述第一光学层侧或所述第二光学层侧起的第三高折射率层的光学膜厚与从该侧起的第一高折射率层的光学膜厚之比β包含在以下式(37)至(41)围成的第一区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为180nm时,所述比α和所述比β包含在以下式(46)至(49)围成的第二区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在160nm至180nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第一区域、所述第二区域以及以下式(50)至(53)所包围的空间中;
α=-0.005β2+0.0273β-0.0145...(37)
α=0.0043β2-0.0332β+0.07...(38)
β=2.875...(39)
α=-0.0001β2+0.0025β+0.0062...(40)
α=0.005676...(41)
α=-0.0103β2+0.047β-0.0322...(46)
α=0.0093β2-0.0677β+0.1212...(47)
α=-0.0003β2+0.0036β+0.0046...(48)
α=0.00498...(49)
(1.05-β)/0.15=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(50)
(β-2.75)/1.05=(α-0.005)/0.00067768=(180-L)/20...(51)
(β-2.4)/0.45=(α-0.01177)/0.00025413=(180-L)/20...(52)
(1.2-β)/0.15=(α-0.00856)/0.00008471=(180-L)/20...(53)。
7.根据权利要求1所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为80nm时,所述比α和所述比β包含在式(1)至(3)及以下式(54)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,所述比α和所述比β包含在式(5)至(7)及以下式(55)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在80nm至90nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(56)至(60)所包围的空间中;
α=-6×10-6β2+0.0002β+0.0141...(54)
α=-1×10-5β2+0.0002β+0.0125...(55)
(β-0.8)/11.6=(α-0.01161)/0.00398137=(90-L)/10...(56)
(β-8.9)/10.4=(α-0.01398)/0.00152478=(90-L)/10...(57)
(β-10.4)/10.6=(α-0.01516)/0.00067768=(90-L)/10...(58)
(β-4.9)/16.1=(α-0.01347)/0.00237188=(90-L)/10...(59)
(β-4.9)/7.5=(α-0.01347)/0.00211775=(90-L)/10...(60)。
8.根据权利要求2所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为90nm时,所述比α和所述比β包含在式(5)至(7)及以下式(55)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,所述比α和所述比β包含在式(13)至(15)及以下式(61)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在90nm至100nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(62)至(65)所包围的空间中;
α=-1×10-5β2+0.0002β+0.0125...(55)
α=-3×10-5β2+0.0004β+0.0113...(61)
(1-β)/0.2=(α-0.01093)/0.0067768=(100-L)/10...(62)
(β-5.8)/3.1=(α-0.01262)/0.00135536=(100-L)/10...(63)
(β-6.5)/3.9=(α-0.01432)/0.0008471=(100-L)/10...(64)
(β-2.8)/2.1=(α-0.0122)/0.00127065=(100-L)/10...(65)。
9.根据权利要求3所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为100nm时,所述比α和所述比β包含在式(13)至(15)及以下式(61)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,所述比α和所述比β包含在式(21)至(23)及以下式(66)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在100nm至120nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(67)至(70)所包围的空间中;
α=-3×10-5β2+0.0004β+0.0113...(61)
α=-7×10-5β2+0.0007β+0.0097...(66)
(β-0.9)/0.1=(α-0.00974)/0.00118594=(120-L)/20...(67)
(β-4)/1.8=(α-0.01144)/0.00118594=(120-L)/20...(68)
(β-4.25)/2.25=(α-0.0133)/0.00101652=(120-L)/20...(69)
(β-1.7)/1.1=(α-0.01076)/0.00144007=(120-L)/20...(70)。
10.根据权利要求4所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为120nm时,所述比α和所述比β包含在式(21)至(23)及以下式(66)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,所述比α和所述比β包含在式(29)至(31)及以下式(71)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在120nm至140nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(72)至(75)所包围的空间中;
α=-7×10-5β2+0.0007β+0.0097...(66)
α=-0.0001β2+0.0011β+0.0083...(71)
(1-β)/0.1=(α-0.00923)/0.00050826=(140-L)/20...(72)
(β-3.3)/0.7=(α-0.01042)/0.00101652=(140-L)/20...(73)
(β-3.3)/0.95=(α-0.01245)/0.0008471=(140-L)/20...(74)
(β-1.1)/0.6=(α-0.0094)/0.00135536=(140-L)/20...(75)。
11.根据权利要求5所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为140nm时,所述比α和所述比β包含在式(29)至(31)及以下式(71)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,所述比α和所述比β包含在式(37)至(40)及以下式(76)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在140nm至160nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(77)至(80)所包围的空间中;
α=-0.0001β2+0.0011β+0.0083...(71)
α=-0.0002β2+0.0016β+0.0067...(76)
(1.05-β)/0.05=(α-0.00822)/0.00101652=(160-L)/20...(77)
(β-2.85)/0.45=(α-0.00991)/0.00050826=(160-L)/20...(78)
(β-2.85)/0.45=(α-0.01203)/0.00042355=(160-L)/20...(79)
(β-1.05)/0.05=(α-0.00864)/0.00076239=(160-L)/20...(80)。
12.根据权利要求6所述的光学元件,其特征在于:
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为160nm时,所述比α和所述比β包含在式(37)至(40)及以下式(76)围成的第三区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L为180nm时,所述比α和所述比β包含在式(46)至(48)及以下式(81)围成的第四区域中;
当所述波长选择反射层整体的几何膜厚L在160nm至180nm的范围内时,所述比α和所述比β包含在所述第三区域、所述第四区域以及以下式(82)至(85)所包围的空间中;
α=-0.0002β2+0.0016β+0.0067...(76)
α=-0.0003β2+0.0021β+0.0055...(81)
(1.15-β)/0.1=(α-0.00754)/0.00067768=(180-L)/20...(82)
(β-2.55)/0.3=(α-0.00889)/0.00101652=(180-L)/20...(83)
(β-2.4)/0.45=(α-0.01177)/0.00025413=(180-L)/20...(84)
(1.2-β)/0.15=(α-0.00856)/0.00008471=(180-L)/20...(85)。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
所述第一光学层具有凹凸面;
所述波长选择反射层设置在所述凹凸面上;以及
所述第二光学层设置在所述波长选择反射层上,以填补所述凹凸面。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
所述第一高折射率层的膜厚与所述第五高折射率层的膜厚大致相同。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
第二金属层的膜厚与第四金属层的膜厚大致相同。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
各个高折射率层的折射率和各个金属层的折射率各自为光的波长为550nm时的折射率。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
各个高折射率层的折射率高于各个金属层的折射率。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件,其中,
各个高折射率层的折射率在1.7至2.6的范围内。
19.根据权利要求1至6任意一项所述的光学元件,其特征在于:
各个高折射率层包含选自由氧化铌、氧化锌、氧化钛以及氧化钽组成的组中的至少一种;
各个金属层包含银合金。
20.一种窗材料,包括:
根据权利要求1至19中任一项所述的光学元件。
21.一种房屋隔断构件,包括:
在采光部包括根据权利要求1至19中任一项所述的光学元件。
22.一种日照遮蔽装置,包括:
至少一个日照遮蔽构件,用于遮蔽日光;
其中,所述日照遮蔽构件包括根据权利要求1至19中任一项所述的光学元件。
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