CN102289012A - 光学体、壁构件、建筑配件、日光遮蔽装置、以及建筑物 - Google Patents

光学体、壁构件、建筑配件、日光遮蔽装置、以及建筑物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光学体、壁构件、建筑配件、日光遮蔽装置、以及建筑物。该光学体包括:基板,具有凹凸面;反射层,形成在所述凹凸面上;以及光学层,形成在所述反射层上,从而填埋所述凹凸面,其中,所述反射层定向性反射光,所述凹凸面由以一维图案排列的多个三角柱状体构成,并且所述三角柱状体具有顶角α和倾斜角β,所述顶角α和倾斜角β满足下面给出的公式(1)或(2):30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)...(1);30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)...(2)。

Description

光学体、壁构件、建筑配件、日光遮蔽装置、以及建筑物
技术领域
本发明涉及一种光学体、壁构件、建筑配件(建筑构件,门窗隔扇装置,fitting)、日光遮蔽装置(日光遮挡装置,遮光装置)、以及建筑物。更具体地,本发明涉及一种用于定向(指向)地反射入射光的光学体。
背景技术
近年来,在涂覆层以反射在诸如高层建筑和房屋的各种建筑物的墙壁表面上的日光的情况已经增多。这样的趋势代表以防止全球变暖为目的的节能措施之一,并且旨在降低随着被建筑物的墙壁表面吸收并升高建筑物内温度的日光能量(即,太阳光)而增加的用于建筑物的冷却设备的负载(负荷)。
此外,当来自天空并被建筑物的墙壁表面反射的日光被镜面地(规则地)反射时,反射光可以到达屋外的其它建筑物和地面,其中光被吸收并被转换成热,因此升高了环境温度。因此,在建筑物的周围出现局部温度升高。这引起在市区内热岛现象被加速并且草不会在被反射光照射的区域内生长的问题。
作为涂覆层用于在建筑物的墙壁表面上反射日光的技术的一个实例,提出了一种在隅角棱镜(三面直角棱镜)上形成反射层使得入射光被反射层回复反射的技术(参见日本未审查专利申请公开第2006-322313号)。
发明内容
通过上面所提及的推荐技术,在隅角棱镜(三面直角棱镜)上形成反射层,因此,日光可以在入射光已经被反射层反射三次后被回复反射(向后反射,回射)。然而,因为入射光被反射三次,所以被反射层吸收的光量与当在平板上形成反射层时所吸收的光量相比增大了约三倍,并且所生成的热相应增大。由于该原因,当该种类型的光学体被应用于建筑物的壁构件时,壁构件的温度会升高,并且建筑物内部空间中的温度也会升高。在这种情况下,冷却设备以更高的利用率被操作,并且CO2排出量增大。
因此,期望提供一种可以确保很高的向上反射性能并可以减少反射层的光吸收的光学体、壁构件、建筑配件(建筑构件)、日光遮蔽装置、以及建筑物。
根据本发明的一个实施方式,提供了一种光学体,包括具有凹凸表面的基板、在凹凸表面上形成的反射层、以及在反射层上形成从而填埋(嵌入,包埋)凹凸表面的光学层,其中,反射层定向性地(指向性地)反射光,凹凸表面由以一维图案排列的多个三角柱状体(triangular pillars)构成,并且该三角柱状体具有顶角α和倾斜角β,顶角α和倾斜角β满足下面给出的公式(1)或(2):
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)...(2)
根据本发明的另一个实施方式,提供了一种这样的光学体,包括具有凹凸表面的基板、以及在该凹凸表面上形成的反射层,其中,反射层定向性地反射光,该凹凸表面由以一维图案排列的多个三角柱状体构成,并且三角柱状体具有顶角α和倾斜角β,顶角α和倾斜角β满足下面给出的公式(1)或(2):
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)...(2)
利用根据本发明的实施方式的光学体,通过以一维图案排列非对称三角柱状体来形成凹凸表面,并且在凹凸表面上形成反射层。因此,当根据本发明的实施方式的光学体被应用于诸如壁构件的粘附体(adherend)(即,粘附目标)时,入射光可以被向上反射。
此外,利用根据本发明的实施方式的光学体,三角柱状体的顶角α和倾斜角β满足预定关系。因此,当根据本发明的实施方式的光学体被应用于诸如壁构件的粘附体时,可以获得很高的向上反射率。
如上所述,根据本发明的实施方式,由于在能够定向性地反射入射光的光学体中由于光的吸收所引起的热生成被减少,所以可以实现节能。此外,当光学体被应用于诸如壁构件的粘附体时,可以获得很高的向上反射率。
附图说明
图1A是示出了根据第一实施方式的光学膜的构造的一个实例的截面图,并且图1B是示出了根据第一实施方式的光学膜被贴合至粘附体(粘附目标)的实例的截面图;
图2是示出了入射在光学膜上的入射光与被光学膜反射的反射光之间的关系的透视图;
图3A是示出了在第一光学层中形成的三角柱状体的形状实例的透视图,并且图3B是示出了包括其中形成了图3A所示的三角柱状体的第一光学层的光学膜的构造实例的截面图;
图4A是以放大比例示出了图3B中所示的光学膜的一部分的放大截面图,并且图4B是以放大比例示出了图3B中所示的反射层的放大截面图;
图5A和图5B均是用于说明根据第一实施方式的光学膜的功能的一个实例的截面图;
图6A是用于说明根据第一实施方式的光学膜的功能的一个实例的截面图,并且图6B是用于说明根据第一实施方式的光学膜的功能的一个实例的平面图;
图7是示出了用于制造根据第一实施方式的光学膜的装置的构造的一个实例的示意图;
图8A至图8C示出了用于说明制造根据第一实施方式的光学膜的方法的一个实例的连续步骤;
图9A至图9C示出了用于说明制造根据第一实施方式的光学膜的方法的一个实例的连续步骤;
图10A至图10C示出了用于说明制造根据第一实施方式的光学膜的方法的一个实例的连续步骤;
图11A是示出了第一实施方式的第一变形例的截面图,并且图11B是示出了第一实施例的第二变形例的截面图;
图12是示出了根据第二实施方式的光学膜的构造的一个实例的截面图;
图13是示出了根据第三实施方式的光学膜的构造的一个实例的截面图;
图14是示出了根据第四实施方式的遮光帘(百叶窗,window blind)(遮光板(遮罩))的构造的一个实例的透视图;
图15A是示出了板条(狭板,slat)的结构的第一实例的截面图,并且图15B是示出了板条的结构的第二实例的截面图;
图16A是示出了根据第五实施方式的卷幕装置(rolling screen device)的结构的一个实例的透视图,并且图16B是沿图16A中的线XVIB-XVIB截取的示出了幕(screen)的结构的一个实例的截面图;
图17A是示出了根据第六实施方式的建筑配件(建筑构件,fitting)的结构的一个实例的透视图,并且图17B是示出了在建筑配件中使用的光学体的结构的一个实例的截面图;
图18是用于说明向上反射率的定义的示图;
图19A至图19C是用于说明用于模拟的设定条件的示图;
图20是示出了通过在测试实例1中的模拟的向上反射率的计算结果的示图;
图21A是示出了通过在测试实例2中的模拟的反射率的计算结果的示图,图21B是示出了通过在测试实例3中的模拟的反射率的计算结果的示图,图21C是示出了通过在测试实例4中的模拟的反射率的计算结果的示图;
图22A是示出了通过在测试实例2中的模拟的反射率的计算结果的示图,并且图22B是示出了实施例1的光学膜的反射率的测量结果的示图;
图23A是示出了通过在测试实例3中的模拟的反射率的计算结果的示图,并且图23B是示出了实施例2的光学膜的反射率的测量结果的示图;
图24A是示出了被用于制造比较例2的光学膜的母版的隅角棱镜形状的平面图,并且图24B和图24C均示出了被用于制造比较例2的光学膜的母版的隅角棱镜形状的侧视图;
图25A是用于说明测量在参考实例1至3的每一个中的波长选择反射层的多层膜中的每一层的平均膜厚度的方法的示图,并且图25B是用于说明测量在参考实例4中的波长选择反射层的多层膜中的每一层的平均膜厚度的方法的示图;
图26A示出了在参考实例1至4的每一个中的向上斜面上形成的波长选择性反射层的多层膜中的层的膜厚度,并且图26B示出了在参考实例1至4的每一个中的向下斜面上形成的波长选择性反射层的多层膜中的层的膜厚度;
图27A是示出了通过测试实例5至7中的模拟的向上反射率的计算结果的曲线图,并且图27B是示出了通过测试实例8中的模拟的向上反射率的计算结果的曲线图;
图28A是示出了通过测试实例9和10中的模拟的向上反射率的计算结果的曲线图,并且图28B是示出了通过测试实例11中的模拟的向上反射率的计算结果的曲线图;
图29是示出了根据第一实施方式的光学膜的整个形状的一个实例的透视图;
图30A和图30B是用于说明贴合根据第一实施方式的光学膜的方式的一个实例的示图;以及
图31A和图31B是用于说明取决于光学膜的贴合方向的光学膜的反射功能的差异的示图。
具体实施方式
下面,将参照附图以下面的顺序来描述本发明的实施方式。
1.第一实施方式(其中光学膜通过以一维图案排列非对称三角柱状体来形成)
2.第二实施方式(其中,光学膜的反射层被暴露在包括该光学膜的一个主面的侧上)
3.第三实施方式(其中光学膜包括自清洁效果层)
4.第四实施方式(其中,光学膜被应用于遮光帘(百叶窗))
5.第五实施方式(其中,光学膜被应用于卷幕装置)
6.第六实施方式(其中,光学膜被应用于建筑配件)
<1.第一实施方式>
[光学膜的构造]
图1A是示出了根据第一实施方式的光学膜1的结构的一个实例的截面图,并且图1B是示出了根据第一实施方式的光学膜被贴合(粘附)至粘附体(粘附目标)的实例的截面图。作为光学体的一种形式的光学膜1是具有所谓的定向(指向)反射性能的光学膜。如图1A中所示,光学膜1包括具有以凹凸形状在其中形成的界面的光学层2以及在光学层2中的界面处形成的反射层3。光学层2包括具有凹凸形状的第一表面的第一光学层(基板)4以及具有凹凸形状的第二表面的第二光学层5。通过彼此相对排列的第一凹凸面和第二凹凸面来形成光学层2中的界面。具体而言,光学膜1包括具有凹凸面的第一光学层4、在第一光学层4的凹凸面上形成的反射层3、以及在反射层3上形成从而填埋其上形成了反射层3的凹凸面的第二光学层5。光学膜1具有诸如日光的光入射在其上的入射面(第一主面)S1和被定位在与入射面S1相对侧上的背面(第二主面)S2。光学膜1被适当地应用于内壁构件、外壁构件、墙壁材料等。此外,光学膜1被适当地应用于遮光帘(百叶窗)的板条(狭板,slat)(日光遮蔽构件的一个实例)和卷幕装置的幕(日光遮蔽构件的另一个实例)。此外,光学膜1被适当地采用作为被设置在例如障子(日式拉门)(即,纸制和/或玻璃装配的滑动门)的建筑配件(即,内部构件或外部构件)的遮蔽部(遮挡部)的光学体。
当需要时,光学膜1可以在光学层2的背面S2上进一步包括第一基材4a。当需要时,光学膜1可以在光学层2的入射面S1上进一步包括第二基材5a。
当需要时,光学膜1可以进一步包括贴合层(粘附层)6。贴合层6形成在被贴合(粘附)至粘附体(例如,壁构件10)的光学膜1的入射面S1和背面S2中的一个上。因此,通过插入其间的贴合层6,将光学膜1贴合至壁构件10,即,粘附体。例如,可以作为包含粘结剂(例如,UV固化树脂或两种液体混合树脂)作为主要成分的粘合层或作为包含粘着剂(例如,PSA(压敏粘合剂))作为主要成分的粘着层来形成贴合层。当贴合层6为粘着层时,优选在贴合层6上进一步形成剥离层7。这能够仅通过利用插入其间的贴合层6剥离所述剥离层7而容易地将光学膜1贴合至粘附体,例如,壁构件10。
从增大第二基材5a与贴合层6和第二光学层5中的一个或两者之间的粘着力的观点来看,光学膜1可以进一步包括在第二基材5a与贴合层6和第二光学层5中的一个或两者之间的底漆层(未示出)。而且,从增大上面所提及的位置处的粘着力的观点来看,优选代替或除形成底漆层之外执行普通的物理预处理。例如,普通的物理预处理包括等离子处理或电晕处理。
光学膜1可以进一步包括在入射面S1和背面S2中的一个上或在该一个面与反射层3之间的阻挡层(未示出)。在存在阻挡层的情况下,可以减小从入射面S1或背面S2向反射层3的水分扩散,并且可以抑制在反射层3中所包含的金属等的劣化。因此,可以改善光学膜1的耐用性。
从为光学膜1的表面提供耐磨损、擦伤等的观点来看,光学膜1可以进一步包括硬涂层8。优选在光学膜1的入射面S1和背面S2中的一个上形成硬涂层8,所述入射面S1和背面S2中的一个在被定位在与被贴合至粘附体(例如,壁构件10)的表面的相对侧上。从提供防污性能等的观点来看,可以进一步在光学膜1的入射面S1上形成疏水层(抗水层,拒水层)或亲水层。例如,可以在光学层2上或者在诸如硬涂层8的各种功能层中的一个上直接形成具有这样的功能的层。
从使光学膜1能够被容易地贴合至粘附体(例如,壁构件10)的观点来看,优选光学膜1具有挠性。此处,术语“膜”被解释为包括薄片(薄板)。换句话说,光学膜1也包括光学片。
第二光学层5优选对入射光具有透明性(透光度)。利用对入射光具有透明性的第二光学层5,入射光可以被反射层3定向性地反射。此处,术语“透明性”被定义为具有两种含义,即,不吸收光和不散射光。当术语“透明性”被通常使用时,其经常仅暗示前者的含义。然而,根据第一实施方式的光学膜1优选具有两种含义的透明性。第一光学层4和第二光学层5中被定位在被贴合至例如壁构件10侧上的一个可以包含粘着剂作为主要组分。利用这样的特性,光学膜1可以通过包含粘着剂作为主要组分的第一光学层4或第二光学层5的直接附着而被贴合至例如壁构件10。
例如,以利用例如插入其间的粘着剂而被贴合至壁构件10的这种方式来使用光学膜1。壁构件10的实例包括用于高层建筑物、房屋等的建筑墙壁构件。当光学膜1被应用于建筑墙壁构件时,其优选被应用于定向面对在尤其是从东至南并且进一步至西的范围内(例如,在从东南至西南的范围内)的某些方向的壁构件10。这是因为,通过将光学膜1应用于如上面所提及被定向的壁构件10,日光可以被更有效地反射。
此外,光学膜1可以与附加的热射线遮挡膜(热射线阻挡膜,heat-raycutoff film)组合使用。例如,光吸收涂层可以被设置在空气与光学膜1之间的界面处(即,在光学膜1的最外表面上)。而且,光学膜1可以与硬涂层、紫外线遮挡层(紫外线阻挡层)、表面抗反射层等组合使用。当以组合方式使用这些功能层中的一个或多个时,所述一个或多个功能层优选被设置在光学膜1与空气之间的界面处。
取决于光学膜1的用途,光学膜1可以被着色成具有视觉上吸引人的设计。当为光学膜1提供视觉上吸引人的设计时,优选第二光学层5主要吸收可见光范围内特定波长带的光到不会减小其透明性的这种程度。
图2是示出了入射在光学膜1上的入射光与被光学膜1反射的反射光之间的关系的透视图。光学膜1具有光L入射在其上的入射面S1。光学膜1在除镜面反射方向(-θ,φ+180°)之外的方向上选择性定向地反射以入射角(θ,φ)进入入射面S1的光L。此处,θ为关于入射面S的垂线l1与入射光L或反射光L1所形成的角。而且,φ为通过入射面S1中的特定直线l2与由将入射光L或反射光L1投射至入射面S1所引起的分量而形成的角。入射面S1中的特定直线l2表示在入射角(θ,φ)被保持固定的同时,当光学膜1关于通过关于光学膜1的入射面S1的垂线l1所提供的轴被旋转时反射强度在方向φ上被最大化的轴(参见图3A和图3B)。当存在反射强度被最大化的多个轴(方向)时,这些轴中的一个被选择作为直线l2。此外,从作为基准的垂线l1被顺时针旋转的角θ被定义为“+θ”,并且从作为基准的垂线l1被逆时针旋转的角θ被定义为“-θ”。从作为基准的直线l2被顺时针旋转的角φ被定义为“+φ”,并且从作为基准的直线l2被逆时针旋转的角φ被定义为“-φ”。
入射光被光学膜1定向地反射的方向φo优选在-90°以上至90°以下的范围内。在这样的条件下,当光学膜1被贴合至壁构件10时,可以将来自天空的光反射回天空。当在周围不存在高层建筑物时,有效地采用在上述范围内定向地反射入射光的光学膜1。此外,定向反射的方向优选在(θ,-φ)附近。表达“附近”表示定向反射的方向的偏离(偏差)优选关于(θ,-φ)在5度以内,更优选在3度以内,并且甚至更优选在2度以内。原因为,通过如上所述设定定向反射的方向,当光学膜1被贴合至壁构件10时,可以有效地将来自基本上相同高度并排站立的建筑物上方的天空的光返回朝向其它建筑物上方的天空。为了实现这样的定向反射,优选通过以一维图案排列每个都在一个方向上延伸的三角柱状体来形成第一光学层4或第二光学层5的凹凸面。在方向(θ,φ)(-90°<φ<90°)入射的光可以根据柱状体的倾斜角在方向(θo,-φ)(0°<θo<90°)被反射。
入射光优选在回复反射方向附近的方向上被光学膜1定向地反射。换句话说,以入射角(θ,φ)入射在入射面S1上的光的反射方向优选在(θ,φ)附近。原因为,当光学膜1被贴合至壁构件10时,可以将来自天空的光反射回天空。此处,表达“附近”表示定向反射的方向的偏差优选在5度以内,更优选在3度以内,并且甚至更优选在2度以内。通过如上所述设定定向反射的方向,当光学膜1被贴合至壁构件10时,可以有效地将来自天空的光反射回天空。在例如其中红外光发射单元和光接收单元被彼此邻近排列的红外传感器或红外图像拾取装置的情况下,回复反射的方向被设定为与入射方向成一直线(对齐)。然而,当如本发明的实施方式中一样不执行特定方向上的感测时,回复反射的方向和入射方向可以不被设定为彼此精确地成一直线(对齐)。
下面,将更详细地描述构成光学膜1的第一光学层4、第二光学层5、以及反射层3。
(第一光学层和第二光学层)
例如,第一光学层4用来支撑和保护反射层3。从为光学膜1提供挠性的观点来看,第一光学层4由包含例如树脂作为主要成分的层制成。例如,第一光学层4的两个主面中的一个为光滑面,而另一个为凹凸面(第一面)。在第一光学层4的凹凸面上形成反射层3。
第二光学层5用来通过填埋其上形成了反射层3的第一光学层4的第一面(凹凸面)来保护反射层3。从为光学膜1提供挠性的观点来看,第二光学层5由包含例如树脂作为主要成分的层制成。例如,第二光学层5的两个主面中的一个为光滑面,而另一个为凹凸面(第二面)。第一光学层4的凹凸面和第二光学层5的凹凸面在凹凸关系上彼此相反。
第二光学层5对入射光具有透明性,使得入射光被反射层3定向地反射。第二光学层5可以为透明的或不透明的。即,取决于光学膜1的期望特性,其可以可选地为透明的或不透明的。
例如,通过以一维图案排列的多个非对称三角柱状体4c来形成第一光学层4的凹凸面。例如,通过以一维图案排列的多个非对称三角柱状体5c来形成第二光学层5的凹凸面。因为第一光学层4的三角柱状体4c和第二光学层5的三角柱状体5c的不同仅在于,凹凸关系彼此相反,所以仅关于第一光学层4的三角柱状体4c进行下面的描述。
在光学膜1中,三角柱状体4c的阵列间距P优选不小于5μm且不大于5mm,更优选不小于5μm且小于250μm,并且甚至更优选不小于20μm且不大于200μm。如果三角柱状体4c的阵列间距P小于5μm,则通常很难形成期望形状的三角柱状体4c。另一方面,如果三角柱状体4c的阵列间距P超过5mm,则当考虑定向反射所需的三角柱状体4c的形状时,光学膜1的所需膜厚度增大,并且挠性损失,因此在将光学膜1贴合至诸如壁构件10的刚性体过程中导致困难。此外,通过将三角柱状体4c的阵列间距P设定为小于250μm,挠性被增大至这样的程度,使得光学膜1可以以辊到辊(辊对辊)方式被容易地制造,并且不需要批量生产。当根据本发明实施方式的光学体(膜)被应用于诸如壁构件的建筑物部件时,光学体(膜)需要约几米的长度,并且辊到辊生产比批量生产更适合。通过将阵列间距P设定为不小于20μm且不大于200μm,可以进一步提高生产率。
在第一光学层4的表面上形成的三角柱状体4c的形状并不限于一种类型,并且可以在第一光学层4的表面上以多种形状形成三角柱状体4c。当在第一光学层4的表面上以多种形状形成三角柱状体4c时,包括三角柱状体4c的多个形状的预定图案可以被周期性重复。作为备选方案,取决于所期望的特性,可以随机(非周期性)地形成三角柱状体4c的多个形状。
图3A是示出了在第一光学层中形成的三角柱状体的形状实例的透视图,并且图3B是示出了包括其中形成了图3A中所示的三角柱状体的第一光学层的光学膜结构实例的截面图。三角柱状体4c均以在一个方向上延伸的非对称三角柱状体的形式。三角柱状体4c在一个方向上(即,以一维图案方式)被并排排列。利用具有这样的形状的三角柱状体4c,入射光可以在被反射一次或两次后被反射回天空。因此,与在其中入射光在被反射三次后被返回天空的情况下使用隅角棱镜的情况相比,可以减小被反射层3所吸收的光量,并且可以抑制热生成。由于在三角柱状体4c上形成反射层3,所以反射层3具有与三角柱状体4c的表面形状相同的形状。
如图3A中所示,三角柱状体4c均为具有关于垂直于光学膜1的入射面S1或背面S2的线l1的非对称形状的三角柱状体。在这样的情况下,三角柱状体4c的主轴lm从作为基准的垂线l1沿其中三角柱状体4c被并排排列的方向a被倾斜。此处,三角柱状体4c的主轴lm表示通过其截面中的三角柱状体的底边中点和三角柱状体的顶点的直线。当光学膜1被贴合至基本上垂直于地面排列的壁构件10时,三角柱状体4c的主轴lm从作为基准的垂线l1向壁构件10的向上侧(天空侧)或向下侧(地面侧)倾斜。在图3B中所示的实例中,三角柱状体4c的主轴lm从作为基准的垂线l1向壁构件10的向下侧(地面侧)倾斜。
图4A是以放大的比例示出了在图3B中所示的光学膜的一部分的放大截面图,并且图4B是以放大的比例示出了在图3B中所示的反射层的放大截面图。三角柱状体4c具有每个都提供了其上形成有反射层3的三角柱状体表面(即,膜形成表面)的第一斜面Sp1和第二斜面Sp2。当光学膜1被贴合至粘附体(例如,壁构件10)时,第一斜面Sp1变为指向向上侧(天空侧)的表面,并且第二斜面Sp2变为指向向下侧(地面侧)的表面。在随后的描述中,在第一斜面Sp1和第二斜面Sp2上形成的反射层3的膜厚度分别被称作反射层3的第一膜厚度d1和第二膜厚度d2。
三角柱状体4c具有通过第一斜面Sp1和第二斜面Sp2所形成的顶角α和关于入射面S1或背面S2的第一斜面Sp1的倾斜角β。倾斜角β提供了这样的倾斜角,当光学膜1被贴合至粘附体(例如,壁构件10)时,以该倾斜角,光学膜1向向上侧(天空侧)倾斜。光学膜1以三角柱状体4c的倾斜角β被定位在其顶角α上方的这种状态被贴合至粘附体,例如,壁构件10或建筑物。三角柱状体4c的顶点可以被弄圆成具有曲率半径R。当三角柱状体4c的顶点部被弄圆成具有曲率半径R时,顶角α被定义为在刚好顶点部以曲率半径R被弯曲(弄圆)前的位置处通过两条边(斜面)所形成的开度角。
顶角α和倾斜角β满足以下公式(1)或(2),并且优选以下公式(3)或(4)。通过满足这些公式中的一个,可以获得更高的向上反射率。
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)...(2)
30≤β≤α-40(70≤α≤80)...(3)
30≤β≤-α+150(80≤α≤100)...(4)
第一膜厚度d1和第二膜厚度d2优选基本上相同。然而,第一膜厚度d1和第二膜厚度d2可以彼此不同,只要满足下面的条件即可。此处,表达“基本上相同”表示第一膜厚度d1与第二膜厚度d2的比例,即,((d1/d2)×100)[%]为±20%以下。在这样的条件下,因为两个斜面的反射性能几乎相同,所以不仅可以解决由于膜太薄所引起的光透射问题,而且还可以解决由于膜太厚所引起的颜色漂移的问题。当第一膜厚度d1和第二膜厚度d2彼此不同时,第一膜厚度d1和第二膜厚度d2中较小的一个优选为10nm以上,并且更优选为20nm以上。如果较小的膜厚度小于10nm,则全反射性能被劣化,并且向上反射率被减小。
第一光学层4优选包含其储能(弹性)模量在100℃下表现出很小降低并且储能模量在25℃到100℃之间无显著差异的类型的树脂作为主要成分(主要组分)。更具体地,第一光学层4优选包含在25℃下储能模量为3×109Pa以下并且在100℃下储能模量为3×107Pa以上的树脂。第一光学层4优选由一种类型的树脂制成,但其可以包含两种以上类型的树脂。此外,如果需要,第一光学层4可以与添加剂混合。
当如上所述第一光学层4包含其储能模量在100℃下表现出很小降低并且储能模量在25℃到100℃之间无显著差异的类型的树脂作为主要成分时,即使当在形成第一光学层4的凹凸面(第一面)后执行施加热量或施加热量和压力两者下的处理时,第一光学层4也可以基本上保持按照设计的界面形状。另一方面,如果第一光学层4包含其储能模量在100℃下表现出较大降低并且储能模量在25℃到100℃之间提供显著差异的类型的树脂作为主要成分,则界面形状可以从所设计的形状被变形至光学膜1会被卷曲的这样的很大程度。
在施加热量下的处理不仅包括诸如退火的直接将热施加至光学膜1或其部件的处理;而且还包括例如在薄膜的形成期间和树脂组合物的固化期间,形成的膜的表面温度被局部升高并且热被间接施加至膜表面的处理;以及当用能量线辐射后模具(冲模)的温度升高并且热被间接施加至光学膜的处理。此外,如上所述由限定储能模量的数值范围所产生的效果并不限于使用特定类型的树脂的情况,并且当使用热塑性树脂、热固性树脂、和能量线辐射树脂时可以被类似地获得。
例如,可以如下来确认第一光学层4的储能模量。当第一光学层4的表面被暴露时,通过用微硬度测试仪测量暴露面的储能模量可以确认第一光学层4的储能模量。当在第一光学层4的表面上形成第一基材4a等时,可以通过剥离第一基材4a等从而使第一光学层4的表面暴露,然后利用微硬度测试仪测量暴露面的储能模量来确认第一光学层4的储能模量。
例如,通过当使用热塑性树脂时调节例如侧链的长度和种类的方法,以及通过当使用热固性树脂或能量线辐射树脂时调节例如交联点的数目和交联剂的分子结构的方法可以抑制高温下储能模量的降低。然而,优选树脂材料本身所要求的特性不会由于这样的结构变化而被劣化。例如,取决于交联剂的类型,约室温下的储能模量可以被增大至这样的程度,使得使树脂膜变脆,或者树脂膜由于较大的收缩而被弯曲或卷曲。因此,优选取决于需要的特性适当地选择交联剂的类型。
当第一光学层4包含结晶性高分子材料作为主要成分时,优选包含具有比在制造过程期间的最高温度更高的玻璃化转变点并且在制造过程期间的最高温度下表现出储能模量的很小降低的树脂作为主要成分。另一方面,如果使用具有在室温25℃至制造过程期间的最高温度范围内的玻璃化转变点并且在制造过程期间的最高温度处表现出储能模量的较大降低的树脂,则在维持在制造过程期间按照设计的理想界面形状中出现困难。
当第一光学层4包含非晶性(无定形)高分子材料作为主要成分时,优选包含具有比在制造过程期间的最高温度更高的熔点并在制造过程期间的最高温度下表现出储能模量的很小降低的树脂作为主要成分。另一方面,如果使用具有在室温25℃至制造过程期间的最高温度范围内的熔点并在制造过程期间的最高温度下表现出储能模量的较大降低的树脂,则在维持在制造过程期间按照设计的理想界面形状中出现困难。
此处,表达“制造过程期间的最高温度”意味着在制造过程期间第一光学层4的凹凸面(第一面)处的最高温度。优选地,第二光学层5也满足储能模量的上述数值范围和玻璃化转变点的上述温度范围。
因此,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。在这样的条件下,光学膜1在室温25℃下可以被赋予挠性,并且可以利用辊到辊处理来制造。
第一基材4a和第二基材5a在示例性情况下具有透明性。从为光学膜1提供挠性的观点来看,每种基材优选具有膜的形式,但是基材的形式并不特别限于膜。例如,通过使用一般的高分子材料均可以形成第一基材4a和第二基材5a。一般的高分子材料的实例包括三乙酰基纤维素(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)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、以及三聚氰胺树脂。然而,第一基材4a和第二基材5a的材料不限于上述特定实例。从生产率的观点来看,第一基材4a和第二基材5a中的每一个的厚度优选为38μm至100μm,但不限于这样的特定范围。第一基材4a或第二基材5a优选对于能量射线(能量线)是可透射的。原因在于,当第一基材4a或第二基材5a对于能量射线是可透过的时,如后面所描述的,通过从包括第一基材4a或第二基材5a侧用能量射线(能量线)辐射能量射线可固化树脂(能量线可固化树脂),可以固化置于第一基材4a或第二基材5a与反射层3之间的能量射线可固化树脂。
第一光学层4和第二光学层5在示例性情况下具有透明性。第一光学层4和第二光学层5均例如通过固化树脂组合物来获得。作为树脂组合物,从生产容易性的观点来看,优选使用在利用光或电子束辐射后能够被固化的能量射线可固化树脂或在施加热后能够被固化的热固性树脂。作为能量射线可固化树脂,在用光辐射后能够被固化的光敏树脂组合物是优选的,并且在用紫外射线辐射后能够被固化的紫外线可固化树脂组合物是最优选的。从增加第一光学层4或第二光学层5与反射层3之间的粘着力的观点来看,树脂组合物优选进一步包括包含磷酸的化合物、包含丁二酸的化合物、以及包含丁内酯的化合物。包含磷酸的化合物可以为例如,包含磷酸的(甲基)丙烯酸酯,优选为在官能团中具有磷酸的(甲基)丙烯酸单体或低聚物。例如,包含丁二酸的化合物可以为包含丁二酸的(甲基)丙烯酸酯,优选为在官能团中具有丁二酸的(甲基)丙烯酸单体或低聚物。例如,包含丁内酯的化合物可以为包含丁内酯的(甲基)丙烯酸酯,优选为在官能团中具有丁内酯的(甲基)丙烯酸单体或低聚物。
例如,紫外线可固化树脂组合物包含(甲基)丙烯酸酯和光聚合引发剂。如果需要,紫外线可固化树脂组合物可以进一步包含光稳定剂、阻燃剂、均染剂、和/或抗氧化剂。
作为丙烯酸酯,优选使用具有两个以上(甲基)丙烯酰基基团的单体和/或低聚物。这样的单体和/或低聚物的实例包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂(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、以及三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯。此处,术语“(甲基)丙烯酰基基团”表示丙烯酰基基团或甲基丙烯酰基基团。此处所使用的术语“低聚物”表示具有500以上至60000以下的分子量的分子。
此处所使用的光聚合引发剂可以从一般材料中适当地选择。作为一般材料的实例,可以单独或组合使用二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、蒽醌衍生物等。所混合的光聚合引发剂的量优选为按固体含量(固体内容物)的质量计0.1%以上且按质量计10%以下。如果所混合的光聚合引发剂的量低于按质量计0.1%,则光可固化性被降低至从实际观点来看并不适合于工业生产的水平。另一方面,如果所混合的光聚合引发剂的量超过按质量计10%,则当用于辐射所发射的光量不足时,气味倾向于留在所形成的涂层中。此处,术语“固体含量(固体内容物)”表示构成固化后的第一光学层4或第二光学层5的所有成分。例如,固体含量(固体内容物)包括丙烯酸酯、光聚合引发剂等。
优选地,树脂具有在例如用能量射线(能量线)辐或施加热后结构可以被转印至树脂的这样的性能。可以使用包括乙烯基树脂、环氧基树脂、热塑性树脂等的任意类型的树脂,只要该树脂满足上述对于折射率的要求即可。
树脂可以与低聚物混合,以降低固化收缩。例如,树脂可以进一步包含聚异氰酸酯作为固化剂。考虑到第一光学层4或第二光学层5与邻近层之间的粘着性,树脂可以进一步与合适的具有羟基基团、羧基基团和磷酸基团的一种或多种单体;多元醇;诸如羧酸、硅烷、铝和钛的偶联剂;以及各种螯合剂混合。
树脂组合物优选进一步包含交联剂。特别地,优选使用环状交联剂作为交联剂。通过使用交联剂,在无需很大地改变室温下的储能模量的情况下,可以使树脂具有耐热性。如果室温下的储能模量被很大地改变,则光学膜1会变脆,并且在利用辊到辊工艺制造光学膜1的过程中会出现困难。环状交联剂的实例包括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、环氧乙烷改性的异氰尿酸二丙烯酸酯、环氧乙烷改性的异氰尿酸三丙烯酸酯、以己内酯改性的三(丙烯酰氧基乙基)异氰尿酸酯。
优选地,第一基材4a或第二基材5a分别具有低于第一光学层4或第二光学层5的水蒸气渗透率。例如,当通过使用例如聚氨酯丙烯酸酯的能量射线可固化树脂来形成第一光学层4时,优选通过使用具有低于第一光学层4的水蒸气渗透率并对于能量射线可透过的树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))来形成第一基材4a。结果,可以减少从入射面S1或背面S2向反射层3中的水分扩散,并且可以抑制反射层3中所包含的金属等的劣化。因此,可以改善光学膜1的耐久性。应当注意,厚度为75μm的PET的水蒸气渗透率为约10g/m2/天(40℃,90%RH)。
优选地,第一光学层4和第二光学层5中的至少一个包含具有高极性的官能团,并且这样的功能团的含量在第一光学层4与第二光学层5之间不同。更优选地,第一光学层4和第二光学层5两者均包含磷酸化合物(例如,磷酸酯),并且磷酸化合物的含量在第一光学层4与第二光学层5之间不同。在第一光学层4与第二光学层5之间的磷酸化合物含量的差异优选为2倍以上,更优选为5倍以上,并且甚至更优选为10倍以上。
当第一光学层4和第二光学层5中的至少一个包含磷酸化合物时,反射层3优选在其与包含磷酸化合物的第一光学层4或第二光学层5接触的表面中包含氧化物、氮化物、或氮氧化物。特别优选地,反射层3在其与包含磷酸化合物的第一光学层4或第二光学层5接触的表面中包括含有氧化锌(ZnO)或氧化铌的层。这样的特性在增加第一光学层4或第二光学层5与反射层3之间的粘着性方面是有效的。另一个原因为,当反射层3包含诸如Ag的金属时,抗腐蚀效果增加。另外,反射层3可以包含诸如Al或Ga的掺杂剂。原因为,当通过例如溅射来形成金属氧化层时,掺杂剂改善了膜质量和平滑性。
从为光学膜1、窗组件10等提供视觉上吸引人的设计的观点来看,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可见光范围内的特定波长带的光的特性。分散在树脂中的颜料可以为有机颜料或无机颜料。特别地,其本身具有高耐候性的无机颜料是优选的。无机颜料的实际实例包括氧化锆灰(zircone gray)(Co和Ni掺杂的ZrSiO4)、镨黄(Pr掺杂的ZrSiO4)、铬二氧化钛黄(Cr和Sb掺杂的TiO2或Cr和W掺杂的TiO2)、铬绿(诸如Cr2O3)、孔雀蓝((CoZn)O(AlCr)2O3)、维多利亚绿((Al,Cr)2O3)、深蓝(CoO·Al2O3·SiO2)、钒锆蓝(V掺杂的ZrSiO4)、铬锡粉(Cr掺杂的CaO·SnO2·SiO2)、锰粉(Mn掺杂的Al2O3)、以及鲑鱼粉(Fe掺杂的ZrSiO4)。有机颜料的实例包括偶氮基颜料和酞菁颜料。
(反射层)
例如,反射层3为在除了镜面反射方向(-θ,φ+180°)之外的方向上定向地反射以入射角(θ,φ)进入入射面S1的光L的高度反射层(参见图2)。例如,反射层3由在1500nm的波长处具有优选为30%以上的高反射率的金属膜形成。例如,反射层3可以包含单独的Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr、Ti、Pd、Co、Si、Ta、W、Mo、或Ge,或者包含选自这些元素中的两种或多种的合金作为主要材料成分。在这些实例中,考虑到实用性,Ag基、Cu基、Al基、Si基或Ge基材料是优选的。为了延缓反射层3的腐蚀,诸如Ti或Nd的另外的材料被优选混合在金属层中。此外,金属氮化物层可以由例如TiN、CrN或WN制成。反射层3的膜厚度可以被设定为例如10nm以上至200nm以下的范围。然而,反射层3的膜厚度不限于该范围,只要可以获得高反射率即可。
[光学膜的功能]
图5A和图5B均是用于说明光学膜的功能的一个实例的截面图。如图5A中所示,进入光学膜1的日光L以基本上相反的关系,例如,在几乎与入射光的方向相反的方向上被反射层3定向地反射向天空。
此外,如图5B中所示,进入光学膜1并被反射层3的反射面反射的光以取决于入射角的比例被分离成被反射向天空的分量(成分)LA和没有被反射向天空的分量LB。没有被反射向天空的分量LB在第二光学层5与空气之间的界面处被全反射,然后最终在与入射方向不同的方向上被反射。
图6A和图6B示出了三角柱状体4c的脊线l3、入射光L、以及反射光L1之间的关系。优选光学膜1在方向(θ0,-φ)(0°<θ0<90°)上选择性地定向性反射以入射角(θ,φ)进入入射面S1的光L。通过满足该关系,光学膜1可以将入射光反射向天空。此处,θ为通过关于入射面S的垂线l1与入射光L或反射光L1所形成的角。而且,φ为通过与三角柱状体4c的脊线l3正交的直线l2,以及由将入射光L或反射光L1投影至入射面S1所产生的分量在入射面S1中所形成的角。此外,从作为基准的垂线l1顺时针旋转的角θ被定义为“+θ”,并且从垂线l1被逆时针旋转的角θ被定义为“-θ”。从作为基准的直线l2被顺时针旋转的角φ被定义为“+φ”,并且从直线l2被逆时针旋转的角φ被定义为“-φ”。
[光学膜的整体形状]
图29是示出了根据第一实施方式的光学膜的整体形状的一个实例的透视图。如图29中所示,光学膜1优选整体上具有带状形状或矩形形状。利用具有这样的形状的光学膜1,可以通过辊到辊工艺容易地制造光学膜1。此外,通过将光学膜1缠绕成辊的形式,使得更容易地处理光学膜1。在下面的描述中,具有带状形状或矩形形状的光学膜1的长度(纵向)方向被称作“长度方向DL”,并且其宽度(横向)方向被称作“宽度方向DW”。而且,在第一光学层4中形成的三角柱状体4c的脊线lr的方向被称作“脊线方向DR”。
优选在第一光学层4中形成三角柱状体4c,使得每个三角柱状体4c的脊线lr平行于光学膜1的宽度方向DW。三角柱状体4c的脊线方向DR和光学膜1的长度方向DL优选具有正交关系。在这样的条件下,可以在建筑物的高度方向和具有带状形状或矩形形状的光学膜1的长度方向DL基本上彼此平行的这种状态下,仅通过将具有带状形状或矩形形状的光学膜1贴合至例如建筑物的壁构件来有效地实现(产生)光学膜1的反射功能。
[贴合光学膜的方法]
图30A和图30B是用于说明贴合根据本发明的第一实施方式的光学膜的方式的一个实例的示图。与其中光学膜1被贴合至具有垂直尺寸大于水平尺寸的矩形形状的壁构件10的实例相关地进行下面的描述。
首先,带状光学膜1被从缠绕的光学膜1的辊(即,从所谓的贮料辊)中放出,并且相应于光学膜1待被贴合至其上的壁构件10的形状以适当的长度被切割,从而获得具有矩形形状的光学膜1。如图30A中所示,矩形光学膜1具有一对相对的长边La和一对相对的短边Lb。矩形光学膜1的长边La基本上与光学膜1的入射面中的三角柱状体4c的脊线方向DR正交。换句话说,矩形光学膜1的长度方向DL基本上与光学膜1的入射面中的三角柱状体4c的脊线DR正交。
接着,切割的光学膜1的一条短边Lb与矩形壁构件10的一条短边10a被排成一直线(对齐),所述一条短边10a位于壁构件10的上端。接着,矩形光学膜1通过例如被置于它们之间的贴合层6在从其上端朝向下端的方向上被逐渐贴合至壁构件10。光学膜1的另一条短边Lb与矩形壁构件10的另一条短边10b被排列成一直线,所述另一条短边10b位于壁构件10的下端。接着,当需要时,例如,压按被贴合至壁构件10的光学膜1的表面,从而除去(清除)在壁构件10与光学膜1之间截留的气泡。结果,矩形光学膜1以光学膜1的入射面中的三角柱状体4c的脊线方向DR基本上与建筑物(例如,高层建筑)的高度方向DH正交的这种状态被贴合至壁构件10。
[光学膜的贴合方向]
图31A和图31B是用于说明取决于光学膜的贴合方向的光学膜1的反射功能的差异的示图。
图31A示出了建筑物500的一个实例,其中,光学膜1被贴合至壁构件10,使得光学膜1的入射面中的三角柱状体4c的脊线方向DR基本上与建筑物的高度方向DH正交。换句话说,图31A示出了按照上述贴合光学膜的方式将光学膜1贴合至壁构件10的情况。当光学膜1如上所述被贴合至壁构件10时,可以有效地实现(开发)光学膜1的反射功能。因此,从上面撞击壁构件10的光可以以更大的量被反射向上。因此,壁构件10的向上反射可以被增强。
图31B示出了建筑物600的一个实例,其中,光学膜1被贴合至壁构件10,使得代替正交,光学膜1的入射面中的三角柱状体4c的脊线方向DR关于建筑物600的高度方向DH被倾斜导向。当光学膜1如上所述被贴合至壁构件10时,没有有效地实现光学膜1的反射功能。因此,从上面撞击壁构件10的光被向下反射的比例增大。因此,壁构件10的向上反射减少。
[用于制造光学膜的装置]
图7是示出了用于制造根据第一实施方式的光学膜的装置结构的一个实例的示意图。如图7中所示,制造装置包括层压辊41和42、导向辊43、涂覆装置45、以及辐射装置46。
层压辊41和42被排列成能够将反射层贴合的光学层9和第二基材5a夹在其间。反射层贴合的光学层9是通过在第一光学层4的一个主面上形成反射层4所形成的层。反射层贴合的光学层9可以进一步包括在与其上形成有反射层3的其一个主面相对侧上的第一光学层4的另一个主面上设置的第一基材4a。在所示出的实例中,在第一光学层4的一个主面上形成反射层3,并且在第一光学层4的另一个主面上设置第一基材4a。导向辊43被排列在制造装置内的传送路径上,从而能够传送具有带状形状的光学膜1。层压辊41和42以及导向辊43的材料并不限于特定的材料。取决于期望的辊特性,可以适当地可选使用诸如不锈钢的金属、橡胶、硅酮等。
涂覆装置45可以被制备作为包括诸如涂布机的涂覆单元的装置。作为涂布机,考虑到待被涂覆的树脂组合物的物理性能等,可以适当地可选使用包括照相凹版涂布机、拉丝锭、以及冲模的普通涂布机。辐射装置46为用于利用例如电子射线、紫外线、可见光射线、或γ射线的电离射线辐射树脂组合物的装置。在所示出的实例中,发射紫外线的UV灯被用作辐射装置46。
[制造光学膜的方法]
下面,将参照图7至图10来描述根据本发明的第一实施方式的光学膜的制造方法的一个实例。应当注意,考虑到生产率,除了模具(或冲模)的制造步骤之外,优选以辊到辊方式执行下面描述的制造工艺的一部分或全部。
首先,如图8A中所示,例如,通过车刀加工或激光加工来形成与三角柱状体4c具有相同凹凸形状的模具(或冲模)21或具有与先前的模具(冲模)的凹凸形状相反的形状的模具(或冲模)(复型(复制品))。接着,如图8B中所示,模具(冲模)21的凹凸形状通过利用例如熔融挤压处理或转印处理被转印至膜形式的树脂材料。例如,通过将能量射线可固化树脂倒入模具并用能量射线辐射倒入的树脂从而固化树脂的方法、或通过将热和/或压力施加至树脂以用于将期望的形状转印至树脂的方法、或通过从贮料辊供应树脂膜并在施加热的条件下将冲模的形状转印至树脂膜的方法(层压转印处理)可以实现转印处理。通过上述步骤,如图8C所示,形成了在其一个主面上具有三角柱状体4c的第一光学层4。
此外,如图8C所示,可以在第一基材4a上形成第一光学层4。例如,可以通过从贮料辊供应膜形式的第一基材4a,将能量射线可固化树脂涂覆在第一基材4a上,将树脂压靠在冲模上从而将冲模的形状转印至树脂,并利用能量射线辐射树脂从而固化该树脂的处理来实现这种情况。优选地,树脂进一步包含交联剂。原因为,交联剂使树脂具有耐热性,而不会将室温下的储能模量改变很大程度。
接着,如图9A中所示,在第一光学层4的一个主面上形成反射层3。例如,可以通过溅射、蒸发、CVD(化学气相沉积)、浸涂、冲模涂布、湿法涂布、或喷涂来形成反射层3。优选地,取决于三角柱状体4c的形状等,形成反射层3的实际方法可选地选自那些膜形成方法。接着,如图9B中所示,当需要时,反射层3经受如由31所表示的退火。退火的温度例如在100℃以上至250℃以下的范围内。
接着,如图9C中所示,处于仍未固化状态的树脂22被涂覆在反射层3上。例如,树脂22可以为能量射线可固化树脂或热固性树脂。这里所使用的能量射线可固化树脂优选为紫外线可固化树脂。接着,如图10A中所示,通过将第二基材5a置于树脂22上来形成层压体。接着,如图10B中所示,例如,如由32所表示的通过施加能量射线或施加热来固化树脂22,同时,如由33所表示的将压力施加至层压体。此处可用的能量射线的实例包括电子射线、紫外线、可见光线、以及γ射线。从生产设备的观点来看,紫外线是更优选的。优选地,考虑到树脂的固化特性、抑制树脂和第二基材5a的发黄等,适当地选择整体辐射量。施加至层压体的压力优选在0.01MPa以上至1MPa以下的范围内。如果所施加的压力低于0.01MPa,则在膜的传送过程中会出现问题。另一方面,如果所施加的压力超过1MPa,则金属辊被用作捏夹辊(nip roll),并且所施加的压力更易于波动。通过上述步骤,如图10C中所示,在反射层3上形成第二光学层5,并且获得了光学膜1。
下面,将更详细地描述通过使用图7中所示的制造装置来形成光学膜1的方法。首先,第二基材5a被从基材供给辊(未示出)中被放出(送出),并且放出的第二基材5a被引导在涂覆装置45下方通过。接着,通过涂覆装置45在通过涂覆装置45下方的第二基材5a上涂覆电离射线可固化树脂44。接着,用电离射线可固化树脂44涂覆的第二基材5a被朝向层压辊41和42传送。另一方面,反射层贴合的光学层9从光学层供给辊(未示出)中被放出,并被朝向层压辊41和42传送。
接着,在不允许气泡进入第二基材5a与反射层贴合的光学层9之间的情况下,将每个均已经如上所述被传送的第二基材5a和反射层贴合的光学层9夹在层压辊41和42之间,由此反射层贴合的光学层9被层压在第二基材5a上。接着,包括层压的反射层贴合光学层9的第二基材5a沿着层压辊41的外周面被传送,同时,辐射装置46从包括第二基材5a的一侧利用电离射线辐射电离射线可固化树脂44,从而固化电离射线可固化树脂44。结果,第二基材5a和反射层贴合的光学层9利用插入其间的电离射线可固化树脂44被彼此粘附,并且制造了具有长尺寸的目标光学膜1。接着,所制造的带状光学膜1通过卷取辊(卷绕辊)(未示出)被卷取。最后,获得了带状光学膜1的卷绕形式的贮料辊。
假定在形成第二光学层5的上述方法中的处理温度为t℃,固化状态的第一光学层4优选在(t-20)℃下具有3×107Pa以上的储能模量。此处,例如,处理温度t为层压辊41的加热温度。例如,第一光学层4以第一光学层4被形成在第一基材4a上并且与插入其间的第一基材4a一起沿着层压辊41被传送的这种状态被传送。因此,经验上证实了,第一光学层4的实际温度为约(t-20)℃。因此,通过将第一光学层4的储能模量设定为在(t-20)℃下为3×107Pa以上,可以防止光学层内界面的凹凸形状由于加热或加热和加压而发生变形。
此外,第一光学层4优选在25℃下具有3×109Pa以下的储能模量。利用这样的性能,可以在室温下为光学膜1提供挠性。因此,例如,可以通过使用辊到辊制造工艺来制造光学膜1。
考虑到被用作光学层或基材的树脂的耐热性,处理温度t优选为200℃以下。然而,当使用具有更高耐热性的树脂时,处理温度t可以被设定为200℃以上。
根据第一实施方式,在能够定向地反射入射光的光学膜1中,通过反射层3的反射次数可以被减小到1次或2次。结果,由于反射层3的光吸收的热生成可以被减少,并且可以实现节能(例如,CO2排出量的减少)。
此外,由于多个非对称三角柱状体4c以一维图案排列,并且三角柱状体4c的顶角α和倾斜角β被设定为满足上述公式(1)或(2),所以可以获得很高的向上反射率。另外,与二维排列隅角棱镜的情况相比,可以减小反射层的膜厚度。结果,可以以更低的成本来制造光学膜1。
<变形例>
下面,将描述第一实施方式的变形例。
[第一变形例]
图11A是示出了第一实施方式的第一变形例的截面图。如图11A中所示,根据第一变形例的光学膜1具有凹凸形状的入射面S1。例如,入射面S1的凹凸形状被形成为遵循第一光学层4的凹凸形状,使得凸部的顶点部的位置和凹部的底部的位置在两个凹凸形状之间被排列成一直线。入射面S1的凹凸形状优选比第一光学层4更平缓。
[第二变形例]
图11B是示出了第一实施方式的第二变形例的截面图。如图11B中所示,形成根据第二变形例的光学膜1,使得其上形成了反射层3的第一光学层4的凹凸形状中的凸部的顶点部基本上与第二光学层5的入射面S1齐平。
<2.第二实施例>
图12是示出了根据第二实施方式的光学膜1的结构的一个实例的截面图。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于,在提供入射面的侧上的反射层3的表面被暴露,而没有被第二光学层5填埋。从提高反射层3的耐久性的观点来看,优选在用作入射面的反射层3的表面上形成保护层52。优选地,在反射层3上形成保护层52以遵循第一光学层4的凹凸面。从通过反射层3定向地反射入射光的观点来看,保护层52优选具有透明性。保护层52可以例如由诸如SiN、ZnS-SiO2、AlN、Al2O3、SiO2-Cr2O3-ZrO2、SiO2-In2O3-ZrO2、TiO2、Nb2O5、以及Ta2O5的介电材料制成。
第二实施方式也可以提供与利用第一实施方式获得的那些类似的优点。
<3.第三实施方式>
图13是示出了根据第三实施方式的光学膜1的结构的一个实例的截面图。第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于,前者在与其入射面S1和背面S2中的一个(其被贴合至粘附体)相对侧上的光学膜1的暴露面上进一步包括实现自身的清洗效果的自清洁效果层51。例如,自清洗效果层51包括光催化剂。例如,TiO2可以被用作光催化剂。
如上所述,光学膜1具有定向反射入射光的特性。例如,当光学膜1被用在户外或脏的室内时,光由于附着至光学膜1的表面的污物和灰尘而被散射,由此使透射率和反射率损失。因此,光学膜1的表面优选在所有时间都是光学透明的。换句话说,例如,优选光学膜1的表面具有优异的疏水性或亲水性,并且其可以自动实现自清洗效果。
根据第三实施方式,例如,由于光学膜1包括自清洗效果层51,所以可以为入射面提供疏水性或亲水性。因此,可以抑制污物和灰尘粘着至入射面,并且可以抑制定向反射特性的劣化。
<4.第四实施方式>
虽然上面已经通过实例结合将本发明应用于例如壁构件的情况描述了第一实施方式,但是本发明的实施方式并不限于上述应用,并且可以进一步被应用于除壁构件之外的各种内部构件和外部构件等。具体而言,根据本发明的实施方式的光学膜不仅可以应用于诸如墙壁和屋顶的固定安装的内部构件和外部构件,而且还可以应用于能够通过根据由季节变换和时间流逝等所引起的日光量的变化,移动内部构件或外部构件来调节透射和/或反射日光的量并将所调节的日光量引入室内空间等中的装置。在第四实施方式中,结合能够通过改变日光遮蔽构件组的角度来调节由多个日光遮蔽构件所构成的组遮挡(遮蔽,挡住)入射光的程度的日光遮蔽装置(遮光帘(百叶窗)或遮光板的形式)来描述这样的装置的一个实例。
图14是示出了根据第四实施方式的遮光帘(遮光板)201的结构的一个实例的透视图。如图14中所示,作为日光遮蔽装置的一个实例的遮光帘(百叶窗)201包括网前箱203、由多个板条(叶片)202a构成的板条组(日光遮蔽构件组)202、以及下横档204。网前箱203被设置在由多个板条(狭板)202a构成的板条组202上方。梯形弦杆(梯形弦架,ladderchord)206和升降弦杆(升降弦架)205从网前箱203向下延伸,并且下横档204被悬挂在这些弦杆的下端。例如,用作日光遮蔽构件的板条202a均以细长矩形形状形成,并且在悬挂状态下以预定间隔由从网前箱203向下延伸的梯形弦杆206支撑。此外,网前箱203设置有诸如杆的操作件(未示出),用于调节由多个板条202a构成的板条组202的角度。
例如,网前箱203用作用于按照诸如杆的操作件的操作旋转由多个板条202a构成的板条组202,从而调节被引入室内空间的光量的驱动单元。此外,网前箱203具有用于根据例如升降操作弦杆207的操作件的操作适当地升高和降板条组202的驱动单元(升降单元)的功能。
图15A是示出了板条202a的结构的第一实例的截面图。如图15A中所示,板条202a包括基材211和光学膜1。光学膜1优选被设置在基材211的两个主面中的一个上,所述一个主面位于包括当板条组202处于闭合状态时外来光入射在其上的入射面的侧(例如,面向窗构件的侧)。光学膜1和基材211利用插入其间的贴合层(例如,粘合层或粘着层)被彼此贴合。
可以以例如片、膜、或板的形状来形成基材211。基材211可以由例如玻璃、树脂、纸张、或布等制成。考虑到将可见光引入到预定室内空间的情况,例如,具有透明性的树脂优选被用作基材211的材料。这里所使用的玻璃、树脂、纸张、或布可以与通常在普通卷幕中所使用的相同。这里所使用的光学膜1可以为根据上述第一至第三实施方式的光学膜1的一种类型或两种以上类型的组合。
图15B是示出了板条202a的结构的第二实例的截面图。在第二实例中,如图15B中所示,光学膜1本身被用作板条202a。在这种情况下,光学膜1优选具有光学膜体1可以被梯形弦杆206支撑并可以在被支撑状态下保持其形状的这种水平的刚度。
<5.第五实施方式>
下面,将结合卷幕装置(即,能够通过卷绕或解绕日光遮蔽构件调节日光遮蔽构件遮挡入射光的程度的日光遮蔽装置的另一个实例)来描述第五实施方式。
图16A是示出了根据第五实施方式的卷幕装置301的结构的一个实例的透视图。如图16A中所示,作为日光遮蔽装置的另一个实例的卷幕装置301包括幕302、网前箱303、以及芯构件304。网前箱303可以通过诸如链305的操作件的操作来升降幕302。在网前箱303中包括用于卷取和放出幕302的卷轴,并且幕302的一端结合(耦接)至卷轴。此外,芯构件304被结合至幕302的另一端。优选地,幕302具有挠性。幕302的形状并不限于特定的一种,并且优选根据例如应用了卷幕装置301的窗构件的形状来选择。例如,幕302具有矩形形状。
图16B为示出了幕302的结构的一个实例的沿着图16A中的线XVIB-XVIB所截取的截面图。如图16B中所示,幕302包括基材311和光学膜1。幕302优选具有挠性。光学膜1优选被设置在基材311的两个主面中的一个上,所述一个主面位于包括外来光入射在其上的入射面的侧(例如,面向窗构件的侧)。光学膜1和基材311利用插入其间的贴合层(例如,粘合层或粘着层)被彼此粘附。应当注意,幕302的结构并不限于所示出的实例,并且光学膜1本身可以被用作幕302。
可以以例如片、膜、或板的形状来形成基材311。基材311可以例如由玻璃、树脂、纸张、或布制成。考虑到将可见光引入预定室内空间的情况,例如,具有透明性的树脂优选被用作基材311的材料。这里所使用的玻璃、树脂、纸张、或布可以与通常在普通卷幕中所使用的相同。这里所使用的光学膜1可以为根据上述第一至第三实施方式的光学膜1的一种类型或两种以上类型的组合。
<6.第六实施方式>
将结合将本发明应用于包括设置有具有定向性反射性能的光学体的遮蔽部的建筑配件(建筑构件,门窗隔扇装置)(例如,内部或外部构件)的情况来描述第六实施方式。
图17A是示出了根据第六实施方式的建筑配件401的结构的一个实例的透视图。如图17A中所示,建筑配件401包括设置有光学体402的遮蔽部404。更具体地,建筑配件401包括光学体402和设置在该光学体402的周围部中的框构件403。光学体402通过框构件403固定保持,但当需要时,可以通过拆卸框构件403来去除光学体402。虽然建筑配件401的一个实例为障子(日式拉门)(即,纸制和/或玻璃安装的滑动门),但是本发明的应用并不限于这样的实例,并且本发明的实施方式可以被应用于包括遮蔽部的各种类型的建筑配件。
图17B是示出了光学体402的结构的一个实例的截面图。如图17B中所示,光学体402包括基材411和光学膜1。光学膜1被设置在基材411的两个主面中的一个上,所述一个主面位于包括外来光入射在其上的入射面的侧(例如,面向窗构件的侧或外部侧)。光学膜1和基材411利用插入其间的贴合层(例如,粘合层或粘着层)被彼此粘附。应当注意,障子的结构(具体地,光学体402)并不限于所示出的实例,并且光学膜1本身可以被用作光学体402。
基材411由例如每种均具有挠性的片、膜、或板形成。基材411可以由例如玻璃、树脂、纸张、或布制成。考虑到将可见光引入预定室内空间的情况,例如,具有透明性的树脂优选被用作基材411的材料。这里所使用的玻璃、树脂、纸张、或布可以与在普通建筑配件中通常被用作光学体的相同。这里所使用的光学膜1可以为根据上述第一至第三实施方式的光学膜1的一种类型或两种以上类型的组合。
[实施例]
下面,将结合试验例和实施例更详细地描述本发明,但是本发明并不限于下面的测试例和实施例。
图18是用于说明向上反射率的定义的示图。
在下面的试验例和实施例中,向上反射率被定义如下;
向上反射率Ru=[(在向上方向上反射的光的总功率)/(入射光的总功率)]×100
其中,入射光的功率=(在向上方向上反射的光的功率)+(在向下方向上反射的光的功率),
向上方向:反射角(θ,φ)=(90°,φ)至(10°,φ),
向下方向:反射角(θ,φ)=(10°,φ)至(-90°,φ),并且
θ=10°的方向被包括在向上方向中。
在下面的试验例和实施例中,假设光学膜被贴合至例如壁构件的粘附体的状态,如图18中所示,形成三角柱状体的两个面中的位于上侧的第一面Sp1被称作上表面Sp1,并且位于下侧的第二面Sp2被称作下表面Sp2。
此外,在上表面Sp1上形成的全反射层或波长选择性反射层的膜厚度(即,图4B中的第一膜厚度d1)被称作上斜面上的膜厚度d1,并且在下表面Sp2上形成的全反射层或波长选择性反射层的膜厚度(即,图4B中的第二膜厚度d2)被称作下斜面上的膜厚度d2。
在下面的试验例和实施例中,棱镜图案1至3被如下定义。
(棱镜图案1)
图19A是示出了棱镜图案1的形状的截面图。棱镜图案1是在下面给出的设定条件下通过以最紧密充填状态充填非对称三角柱状体而形成的图案:
间距:100μm
顶角α:90°
倾斜角β:75°
对称性:非对称
(棱镜图案2)
图19B是示出了棱镜图案2的形状的截面图。棱镜图案2是在下面给出的设定条件下通过以最紧密充填状态充填非对称三角柱状体而形成的图案:
间距:100μm
顶角α:90°
倾斜角β:35°
对称性:非对称
(棱镜图案3)
图19C是示出了棱镜图案3的形状的截面图。棱镜图案3是在下面给出的设定条件下通过以最紧密充填状态充填非对称三角柱状体而形成的图案:
间距:100μm
顶角α:90°
倾斜角β:45°
对称性:对称
在下面的试验例和实施例中,波长选择性反射层和全反射层被如下定义。
(波长选择性反射层)
波长选择性反射层为仅反射在780至2100nm的波长带中的红外光并且透射除通过其中的这样的波长带之外的光的反射层。
(全反射层)
全反射层是不管波长带而反射全部(100%)入射光的反射层。
下面,将以以下顺序来描述测试例和实施例。
1.顶角α和倾斜角β对向上反射率的关系
2.入射角和反射角对向上反射率的关系
2-1.通过模拟的计算
2-2.利用实际样品的测量
3.倾斜角对波长选择性反射层的膜厚度的关系
4.波长对向上反射率的关系
5.入射角对向上反射率的关系
6.波长和入射角对向上反射率的关系
<1.顶角α和倾斜角β对向上反射率的关系>
(试验例1)
通过如下所述的通过使用由ORA(光学研究学会)获得的照明设计分析软件“Light Tools”所执行的模拟来确定向上反射率。
首先,设定由以最紧密填充状态的非对称三角柱状体构成的定向反射面(定向性反射面,指向性反射面)。用于定向反射层表面的设定条件如下:
间距:100μm
顶角α:20°至160°
倾斜角β:10°至80°
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
接着,虚拟日光光源(色温为6500K,且波长为380至1200nm)被设定为光源P,并且通过使光从入射角(θ0,φ)=(60°,0°)的方向入射在定向反射面来确定向上反射率。图20中绘制了测量结果。
从图20中可以理解下述观点。
当顶角α和倾斜角β满足下述公式(1)或(2)时,可以确保80%以上的向上反射率:
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)...(2)
此外,当顶角α和倾斜角β满足下述公式(3)或(4)时,可以确保100%的向上反射率:
30≤β≤α-40(70≤α≤80)...(3)
30≤β≤-α+150(80≤α≤100)...(4)
<2.入射角和反射角对向上反射率的关系>
<2-1.通过模拟的计算>
(试验例2)
通过如下所述的通过使用由ORA获得的照明设计分析软件“LightTools”所执行的模拟来确定向上反射率。
首先,设定具有下述设定条件的定向反射面:
棱镜图案的类型:棱镜图案1
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
接着,虚拟日光光源(色温为6500K,且波长为380至1200nm)被设定为光源P,并且当在(0°,0°)至(90°,0°)的范围内改变入射角(θ0,φ)的同时确定向上反射率。在图21A中绘制了测量结果。
(试验例3)
除了如下更改定向反射面的设定条件之外,以与试验例2中类似的方式来确定向上反射率。在图21B中绘制了测量结果。
棱镜图案的类型:棱镜图案2
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
(试验例4)
除了如下更改定向反射面的设定条件之外,以与试验例2中类似的方式来确定向上反射率。在图21C中绘制了测量结果。
棱镜图案的类型:棱镜图案3
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
从图21A至图21C中了解到下述观点。
在试验例2至4中,入射光被向上回复反射。然而,更具体地,与通过对称三角柱状体形成定向反射面的试验例4相比,在通过非对称三角柱状体形成定向反射面的试验例2和3中,可以增加回复反射的比例。
因此,在通过对称三角柱状体形成定向反射面的试验例4中,与通过非对称三角柱状体形成定向反射面的试验例2和3相比,提高了向下反射率。
<2-2.利用实际样品的测量>
(实施例1)
首先,通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成截面与图19A中所示的三角柱状体相反的、每一个具有二维形状的沟槽的阵列。接着,将二季戊四醇六丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯的混合树脂(由NIPPONKAYAKU Co.,Ltd制造的商标名DPHA)涂覆在Ni-P制的冲模上,并且将厚度为75μm的PET膜(由Toyobo Co.,Ltd制造的A4300)放置在混合树脂上。接着,从包括PET膜的侧利用UV光来辐射该混合树脂,从而固化该混合树脂。
接着,树脂和PET膜的层压体从Ni-P制的冲模上剥离,从而获得具有成形表面的树脂层(第一光学层),每个如图19A所示的多个三角柱状体以一维图案方式被排列在该成形表面上。接着,通过真空溅射在树脂层的成形表面上以100nm的厚度形成用作全反射层的AlTi层(目标组成:Al/Ti=98.5at%/1.5at%)。
接着,上述混合树脂再次被涂覆在交替多层膜(全反射层)上。在将PET膜放置在混合树脂上并除去气泡之后,通过用UV光辐射来固化混合树脂,从而在交替多层膜上形成树脂层(第二光学层)。结果,获得了光学膜形式的目标定向反射体。
(实施例2)
除了通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成截面与图19B中所示的三角柱状体相反的、每一个均具有二维形状的沟槽的阵列之外,以与实例1中类似的方式来获得光学膜。
(反射分布)
通过使用由Lambda Vision公司制造的光谱GONIO光度计来测量对于入射角15°、30°、45°、60°、以及75°中的每一个的反射分布。测量结果被绘制在图22B和图23B中。应当注意,图22A和图23A通过在与实施例1和2中的定向反射面相同的设定条件下所执行的模拟来绘制计算结果(试验例2和3中的计算结果)。
从图22A至图23B中可以看出,通过使用实际样品所获得的实施例1和2中的向上反射率的测量结果具有与通过执行模拟所获得的测试例2和3中的计算结果类似的趋势。
<3.倾斜角对波长选择性反射层的膜厚度的关系>
(参考例1)
首先,通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成截面与图19A中所示的三角柱状体相反的、每一个均具有二维形状的沟槽的阵列。接着,将二季戊四醇六丙烯酸酯和二季戊四醇五丙烯酸酯的混合树脂(由NIPPONKAYAKU Co.,Ltd制造的商标名DPHA)涂覆在NiP制的冲模上,并且将厚度为75μm的PET膜(由Toyobo Co.,Ltd制造的A4300)放置在混合树脂上。接着,从包括PET膜的侧用UV光辐射混合树脂,从而固化该混合树脂。
接着,使树脂和PET膜的层压体从Ni-P制的冲模上剥离,从而获得具有成形表面的树脂层(第一光学层),每个均如图19A所示的多个三角柱状体以一维图案方式排列在该成形表面上。接着,通过真空溅射在树脂层的成形表面上形成由下述层构成的多层膜。结果,获得了光学膜形式的目标定向反射体。
第一层:GAZO层
第二层:AgNdCu层
第三层:GAZO层
第四层:AgNdCu层
第五层:GAZO层
(参考例2)
除了通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成截面与图19B中所示的三角柱状体相反的、每一个均具有二维形状的沟槽的阵列之外,以与参考例1中类似的方式来获得光学膜。
(参考例3)
除了通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成截面与图19C中所示的三角柱状体相反的、每一个均具有二维形状的沟槽的阵列之外,以与参考例1中类似的方式来获得光学膜。
(参考例4)
首先,通过用车刀切割在Ni-P制的冲模上形成图24A至图24C中所示的隅角棱镜的阵列。接着,将聚氨酯丙烯酸酯(由TOAGOSEI Co.,Ltd制造的ARONIX,固化后,折射率为1.533)涂覆在Ni-P制的冲模上,并且将厚度为75μm的PET膜(由Toyobo Co.,Ltd制造的A4300)放置在所涂覆的树脂上。接着,从包括PET膜的侧利用UV光辐射所涂覆的树脂,从而固化所涂覆的树脂。
接着,使树脂和PET膜的层压体从Ni-P制的冲模上剥离,从而获得具有成形表面的树脂层(第一光学层),多个隅角棱镜被二维排列在成形表面上。接着,在与参考例1相同的膜形成条件下通过真空溅射在树脂层的成形表面上形成多层膜。结果,获得了光学膜形式的目标定向反射体。
(测量膜厚度的方法)
图25A是用于说明在参考例1至3中的波长选择性反射层的多层膜中每一层的平均膜厚度的测量方法的示图。
如下测量在参考例1至3中的波长选择性反射层的多层膜中每一层的平均膜厚度。首先,通过使用FIB(聚焦离子束)在垂直于三角柱状体的脊线的方向上切割光学膜,从而形成截面。然后,通过使用TEM(透射电子显微镜)在形成截面的三角形形状的两边中的每一个的中点处测量方向n2上每层的膜厚度t2。在光学膜上的任意10点处重复测量,并且测量值被简单平均(算术平均),从而获得平均膜厚度。通过如上所述规定测量位置来测量膜厚度的原因在于,当测量在三角柱状体上形成的波长选择性反射层的膜厚度时,其随着如图25A所示的三角柱状体的斜面上的位置而不同。在图25A中,n1和n2表示下述方向:
方向n1:垂直于在PET膜中形成的三角柱状体的倾斜面的方向
方向n2:垂直于PET膜的主面的方向(即,PET膜的厚度方向)
图25B是用于说明在参考例4中的波长选择性反射层的多层膜中每层的平均膜厚度的测量方法的示图。
如下测量在参考例4中的波长选择性反射层的多层膜中每层的平均膜厚度。首先,通过使用FIB沿着包括形成隅角棱镜的边之一的平面切割光学膜,从而形成截面。然后,通过使用TEM在关于形成隅角棱镜的三角形的垂线的中点处测量方向n2上每个层的膜厚度t2。在光学膜上的任意10点处重复测量,并且测量值被简单平均(算术平均),从而获得平均膜厚度。此处,术语“关于三角形的垂线”表示从形成三角柱状体的棱锥面的三角形的顶点至对边(即,三角形的底边)所画出的垂线。通过如上所述规定测量位置来测量膜厚度的原因在于,当测量在隅角棱镜上形成的波长选择性反射层的膜厚度时,其随着如图25B中所示的形成隅角棱镜的三角形上的位置而不同。在图25B中,n1和n2表示下述方向:
方向n1:垂直于在PET膜中形成的隅角棱镜的倾斜面的方向
方向n2:垂直于PET膜的主面的方向(即,PET膜的厚度方向)
图26A示出了在参考例1至4的每一个中的向上倾斜面Sp1(参见图18)上形成的波长选择性反射层的多层膜中层的膜厚度(向上倾斜面上的膜厚度d1),并且图26B示出了在参考例1至4的每一个中的向下倾斜面Sp2(参见图18)上形成的波长选择性反射层的多层膜中层的膜厚度(向下倾斜面上的膜厚度d2)。
从图26A和图26B中理解到下述观点。
在通过非对称三角柱状体形成定向反射面的参考例1和2中,可以减小上反射层Sp1或下反射层Sp2上的波长选择性反射层的膜厚度。
另一方面,在通过对称三角柱状体形成定向反射面的参考1例3中,上反射面和下反射面两者上的波长选择性反射层的膜厚度总体增大。此外,在通过隅角棱镜形成定向反射层的参考例4中,在形成隅角棱镜的三个三角形表面的每一个上,波长选择性反射层的膜厚度相对较大。
因此,当通过非对称三角柱状体形成定向反射面时,与当通过对称三角柱状体或隅角棱镜形成定向反射面时相比,可以整体上减小波长选择性反射层的膜厚度。因此,可以以更低的成本制造光学膜。
<4.波长对向上反射率的关系>
(试验例5)
通过如下所述的通过使用由ORA获得的照明设计分析软件“LightTools”所执行的模拟来确定向上反射率。
首先,设定具有下述设定条件的定向反射面:
棱镜图案的类型:棱镜图案1
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
接着,虚拟日光光源(色温为6500K,且波长为380至1200nm)被设定为光源P,并且通过使光从入射角(θ0,φ)=(60°,0°)的方向入射在定向反射面上来在上述波长范围内确定向上反射率。在图27A中绘制了测量结果。
(试验例6)
除了如下更改定向反射面的设定条件之外,以与试验例5中类似的方式来在上述波长范围内确定向上反射率。在图27A中绘制了测量结果。
棱镜图案的类型:棱镜图案2
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
(试验例7)
除了如下更改定向反射面的设定条件之外,以与试验例5中类似的方式在上述波长范围内确定向上反射率。在图27A中绘制了测量结果。
棱镜图案的类型:棱镜图案3
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的从图27A至图27C中可以理解到下述观点。
在通过三角柱状体形成定向反射面的试验例5至7中,向上反射率取决于波长,并且当波长超过约650nm时,其倾向于增大。向上反射率的增大趋势在试验例6中显著更大。
(试验例8)
除了使光从入射角(θ0,φ)=(40°,0°)和(60°,0°)的方向入射在定向反射面上之外,以与试验例5中类似的方式在上述波长范围内确定向上反射率。在图27B中绘制了测量结果。
从图27B中可以理解到下述观点。
在入射角(θ0,φ)=(40°,0°)处的向上反射率低于入射角(θ0,φ)=(60°,0°)处的向上反射率。换句话说,在更小的入射角θ0处,更长波长带的向上反射率的增大被减小。
<5.入射角对向上反射率的关系>
(试验例9)
通过如下所述的通过使用由ORA获得的照明设计分析软件“LightTools”所执行的模拟来确定向上反射率。
首先,设定具有下述设定条件的定向反射面:
棱镜图案的类型:棱镜图案2
反射层的类型:全反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
接着,虚拟日光光源(色温为6500K,且波长为380至1200nm)被设定为光源P,并且通过使光从入射角(θ0,φ)=(0°,0°)至(80°,0°)范围内的方向入射在定向反射面上来确定向上反射率。在图28A中绘制了测量结果。
(试验例10)
除了将反射层的类型更改为波长选择性反射层之外,以与试验例9中类似的方式来确定向上反射率。在图28A中绘制了测量结果。
从图28A中可以看出,向上反射率对入射角在当反射层为波长选择性反射层时与当反射层为全反射层时之间的依赖性存在类似的趋势。换句话说,不管使用何种类型的反射层,向上反射率均倾向于在40°附近的某个角度范围内部分降低。
<6.波长和入射角对向上反射率的关系>
(试验例11)
通过如下所述的通过使用由ORA获得的照明设计分析软件“LightTools”所执行的模拟来确定向上反射率。
首先,设定具有下述设定条件的定向反射面:
棱镜图案的类型:棱镜图案2
反射层的类型:波长选择性反射层
膜厚度:上倾斜面上的膜厚度d1和下倾斜面上的膜厚度d2是恒定的
接着,虚拟日光光源(色温为6500K,且波长为380至1200nm)被设定为光源P,并且通过使光从入射角(θ0,φ)=(0°,0°)至(80°,0°)范围内的方向入射在定向反射面上来确定向上反射率。在图28B中绘制了测量结果。
从图28B中可以看出,在1100至1200nm的波长带内,在60°的入射角附近存在向上反射率的峰。
为了总结上述结果,关于棱镜图案1至3了解下述观点。
由于具有非对称形状,所以棱镜图案1在两个斜面之间的膜厚度上具有较大差异。利用棱镜图案1获得的向上反射率倾向于变得比利用棱镜图案2所获得的更小。当全反射层被用作反射层时,棱镜图案1优选被用作棱镜图案的类型。
棱镜图案2也具有非对称形状,但它在两个斜面之间的膜厚度上具有比棱镜图案1更小的差异。利用棱镜图案2所获得的向上反射率在红外范围内(即,在不短于约1150nm的范围内)可以被增大至50%以上。
由于具有对称形状,所以棱镜图案3在两个斜面之间的膜厚度上没有差别。在使用棱镜图案2的情况下,全反射层的反射性能很低,并且甚至利用波长选择性反射层也不能获得高的向上反射率。
虽然上面已经详细地描述了本发明的实施方式,但是本发明不限于上述实施方式,并且可以基于本发明的技术概念进行各种修改。
例如,在前述实施方式中说明的结构(构造)、方法、形状、材料、数值等仅被提及用于举例说明的目的,并且当需要时也可以使用不同的结构(构造)、方法、形状、材料、数值等。
而且,在不背离本发明的精神的情况下,上述实施方式中的结构(构造)可以被选择性彼此组合。
虽然已经结合遮光帘和卷幕装置被人工操作的情况通过实例描述了前述实施方式,但是遮光帘和卷幕装置可以被电操作。
已经结合光学膜被贴合至诸如壁构件的粘附体的情况通过实例描述了前述实施方式。然而,诸如壁构件的粘附体可以被构造为光学膜自身的第一光学层或第二光学层。该变形例可以使诸如壁构件的粘附体预先具有定向反射功能。
虽然已经结合光学体是光学膜的情况通过实例描述了前述实施方式,但是光学体的形状并不限于膜,并且光学体可以具有板形或块状形状。
虽然已经结合将本发明应用于诸如壁构件、建筑配件、遮光帘的板条、以及卷幕装置的幕的内部或外部构件的情况通过实例描述了前述实施方式,但是本发明的应用实例并不限于所示出的这些,并且本发明的实施方式可以进一步应用于除上述之外的其它内部和外部构件。
虽然已经结合将本发明应用于遮光帘和卷幕装置的情况通过实例描述了前述实施方式,但是本发明的应用实例并不制于所示出的那些,并且本发明的实施方式可以进一步应用于安装在户内或户外侧上的各种类型的日光遮蔽装置。
虽然已经结合将本发明应用于可以通过卷取或放出日光遮光构件来调节日光遮蔽构件遮挡入射光的程度的日光遮蔽装置(例如,卷幕装置)的情况通过实例描述了前述实施方式,但是本发明的应用实例并不限于所说明的实例。例如,本发明的实施方式可以进一步应用于可以通过折叠或展开日光遮蔽构件来调节日光遮蔽构件遮挡入射光的程度的日光遮蔽装置。这样的日光遮蔽装置的一个实例为折叠幕装置,其中,可以通过折叠或展开作为波纹管形式的日光遮蔽构件的幕来调节日光遮蔽构件遮挡入射光的程度。
虽然已经结合将本发明应用于水平类型遮光帘(软百叶帘遮光帘)的情况通过实例描述了前述实施方式,但是本发明的实施方式可以进一步应用于垂直类型的遮光帘。
本发明包含与于2010年6月16日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-137783中所披露的有关的主题,将其全部内容并入本文作为参考。
本领域的技术人员应当理解,可以根据设计要求和其它因素进行各种变更、组合、子组合、以及改变,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (17)

1.一种光学体,包括:
基板,具有凹凸面;
反射层,形成在所述凹凸面上;以及
光学层,形成在所述反射层上以填埋所述凹凸面,
其中,所述反射层定向地反射光,
所述凹凸面由以一维图案排列的多个三角柱状体构成,并且
所述三角柱状体具有顶角α和倾斜角β,所述顶角α和所述倾
斜角β满足下面给出的公式(1)或(2):
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)        ...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)      ...(2)。
2.一种光学体,包括:
基板,具有凹凸面;以及
反射层,形成在所述凹凸面上,
其中,所述反射层定向地反射光,
所述凹凸面由以一维图案排列的多个三角柱状体构成,并且
所述三角柱状体具有顶角α和倾斜角β,所述顶角α和所述倾
斜角β满足下面给出的公式(1)或(2):
30≤β≤4.5α-285(70≤α≤80)        ...(1)
30≤β≤-1.5α+195(80≤α≤100)      ...(2)。
3.根据权利要求1所述的光学体,其中,所述顶角α和所述倾斜角β
满足下面给出的公式(3)或(4):
30≤β≤α-40(70≤α≤80)        ...(3)
30≤β≤-α+150(80≤α≤100)     ...(4)。
4.根据权利要求1所述的光学体,其中,所述三角柱状体具有第一倾斜面和第二倾斜面,在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的每一个上形成所述反射层,并且
在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面上形成的所述反射层的膜厚度彼此不同。
5.根据权利要求1所述的光学体,其中,所述三角柱状体具有第一倾斜面和第二倾斜面,在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面中的每一个上形成所述反射层,并且
在所述第一倾斜面和所述第二倾斜面上形成的所述反射层的膜厚度基本上彼此相同。
6.根据权利要求1所述的光学体,其中,以5μm以上且5mm以下的间距排列所述三角柱状体。
7.根据权利要求1所述的光学体,其中,所述反射层是金属层。
8.根据权利要求7所述的光学体,其中,所述反射层在1500nm的波长处具有30%以上的反射率。
9.根据权利要求1所述的光学体,进一步包括在所述光学体的入射面上的疏水层或亲水层。
10.根据权利要求2所述的光学体,进一步包括跟随所述凹凸面在所述反射层上形成的保护层。
11.根据权利要求1所述的光学体,其中,所述光学体具有带状或矩形形状,并且
所述光学体的长度方向与所述三角柱状体的脊线方向正交。
12.一种壁构件,包括根据权利要求1所述的光学体。
13.根据权利要求12所述的壁构件,其中,所述光学体被排列成使得所述三角柱状体的脊线方向基本上与建筑物的高度方向正交。
14.根据权利要求12所述的壁构件,其中,所述光学体被排列成使得在每个所述三角柱状体中,所述倾斜角β被定位在所述顶角α上方。
15.一种建筑配件,包括设置有根据权利要求1所述的光学体的遮蔽部。
16.一种日光遮蔽装置,包括用于遮挡日光的一个或多个日光遮蔽构件,
其中,所述日光遮蔽构件包括根据权利要求1所述的光学体。
17.一种建筑物,包括根据权利要求1所述的光学体,
其中,所述光学体被排列成使得在每个所述三角柱状体中,所述倾斜角β被定位在所述顶角α上方。
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