JP2012018424A - 光学体、壁材、建具、および日射遮蔽装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学体は、ランダムな凹凸面を有する第1の光学層と、凹凸面上に形成された反射層と、凹凸面を埋めるように反射層上に形成された第2の光学層とを備える。反射層は、入射光のうち特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層、または、入射光のうちの一部の光を拡散反射するのに対して、残りの光を透過する半透過層である。
【選択図】図1
Description
本発明は以上の検討に基づいて案出されたものである。
ランダムな凹凸面を有する第1の光学層と、
凹凸面上に形成された反射層と、
凹凸面を埋めるように反射層上に形成された第2の光学層と
を備え、
反射層は、入射光のうち特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層である光学体である。
ランダムな凹凸面を有する第1の光学層と、
凹凸面上に形成された反射層と、
凹凸面を埋めるように反射層上に形成された第2の光学層と
を備え、
反射層は、入射光のうちの一部の光を拡散反射するのに対して、残りの光を透過する半透過層である光学体である。
ランダムな凹凸面を有する第1の光学層を形成する工程と、
凹凸面上に反射層を形成する工程と、
凹凸面を埋めるように反射層上に第2の光学層を形成する工程と
を備え、
反射層は、特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層である光学体の製造方法である。
ランダムな凹凸面を有する第1の光学層を形成する工程と、
凹凸面上に反射層を形成する工程と、
凹凸面を埋めるように反射層上に第2の光学層を形成する工程と
を備え、
反射層は、入射光のうちの一部の光を拡散反射するのに対して、残りの光を透過する半透過層である光学体の製造方法である。
1.第1の実施形態(拡散反射性能を有する波長選択性の光学フィルムの例)
2.第2の実施形態(拡散反射性能を有する半透過性の光学フィルムの例)
3.第3の実施形態(光散乱体をさらに備えた光学フィルムの例)
4.第4の実施形態(自己洗浄効果層をさらに備えた光学フィルムの例)
5.第5の実施形態(ビースにより拡散反射面を形成した例)
6.第6の実施形態(ブラインド装置に光学フィルムを適用した例)
7.第7の実施形態(ロールスクリーン装置に光学フィルムを適用した例)
8.第8の実施形態(建具に光学フィルムを適用した例)
[光学フィルムの構成]
図1Aは、第1の実施形態に係る光学フィルムの一構成例を示す断面図である。図1Bは、第1の実施形態に係る光学フィルムを被着体に貼り合わせた例を示す断面図である。光学体としての光学フィルム1は、拡散反射性能を有する波長選択性の光学フィルムである。拡散反射性能を有する波長選択性の光学フィルムは、入射光のうち特定波長帯域の光を拡散反射するのに対して、特定波長帯域以外の光を透過するものである。光学フィルム1は、帯状の形状を有することが好ましい。これにより、光学フィルム1をロール・ツー・ロール工程により容易に作製することができる。また、ロール状などに光学フィルム1を巻回することで、取り扱いを容易とすることができる。
測定装置:全自動微細形状測定機 サーフコーダーET4000A(株式会社小坂研究所)
λc=0.8mm、評価長さ4mm、カットオフ×5倍
データサンプリング間隔0.5μm
第1の光学層4は、例えば、波長選択反射層3を支持し、かつ保護するためのものである。第1の光学層4は、光学フィルム1に可撓性を付与する観点から、樹脂材料を主成分とする層であることが好ましい。第1の光学層4の両主面のうち、例えば、一方の面は平滑面であり、他方の面はランダムな凹凸面(第1の面)である。波長選択反射層3は該ランダムな凹凸面上に形成される。
部分反射層である波長選択反射層3は、例えば、入射面に入射した光のうち、特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、特定波長帯以外の光を透過するものである。波長選択反射層3は、例えば、積層膜、透明導電層、または機能層である。また、積層膜、透明導電層、および機能層を2以上組み合わせて波長選択反射層3としてもよい。波長選択反射層3の平均膜厚は、好ましくは20μm、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは1μm以下である。波長選択反射層3の平均膜厚が20μmを超えると、透過光が屈折する光路が長くなり、透過像が歪んで見える傾向がある。反射層の形成方法としては、例えば、スパッタ法、蒸着法、ディップコーティング法、ダイコーティング法などを用いることができる。
(積層膜)
積層膜は、例えば、屈折率の異なる低屈折率層および高屈折率層を交互に積層してなる積層膜である。または、積層膜は、例えば、赤外領域において反射率の高い金属層と、可視領域において屈折率が高く反射防止層として機能する高屈折率層とを交互に積層してなる積層膜である。高屈折率層としては、光学透明層、または透明導電層を用いることができる。
透明導電層は、可視領域において透明性を有する導電性材料を主成分とする透明導電層である。透明導電層は、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ含有体、インジウムドープ酸化錫、インジウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化錫などの透明導電物質を主成分とする。もしくはこれらのナノ粒子や金属などの導電性を持つ材料のナノ粒子、ナノロッド、ナノワイヤーを樹脂中に高濃度に分散させた層を用いても良い。
機能層は、外部刺激により反射性能などが可逆的に変化するクロミック材料を主成分とする。クロミック材料は、例えば、熱、光、侵入分子などの外部刺激により構造を可逆的に変化させる材料である。クロミック材料としては、例えば、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料、ガスクロミック材料、エレクトロクロミック材料を用いることができる。
図3は、第1の実施形態に係る光学フィルムを製造するための製造装置の一構成例を示す概略図である。図3に示すように、この製造装置は、ラミネートロール41、42、ガイドロール43、塗布装置45、および照射装置46を備える。
ランダムな微細凹凸形状を有する原盤21を作製する方法としては、例えば以下の(1)〜(9)の方法を用いることができることができる。これらの(1)〜(9)の方法により、それぞれ異なる微細凹凸形状を有する原盤21を得ることができる。
この方法は、ガラス、金属、セラミックス、プラスチックスなどからなる原盤作製用母材の平滑面を砥粒もしくはサンドブラストなどにより研磨したり、またはエッチングしたりすることにより粗面化する方法である。母材表面に形成される凹凸のピッチは砥粒の粒径、ストロークやブラストの力および回転数で制御でき、またエッチングで粗化や平滑化して制御することができる。また、形状の制御は砥粒を用いる場合、揺動軌跡により制御することが可能で、サンドブラストやエッチングの場合は、母材への吹き付け角度を考慮することにより制御をすることができる。
この方法は、例えば、ワックスの表面を尖った針(例えばダイアモンド針)で原盤作製用母材表面を彫刻する方法である。また、彫刻した原盤作製用母材表面上に金属を蒸着等により堆積させて、表面を強化するようにしてもよい。
この方法は、例えば原盤作製用母材表面に、蒸着を行う方法であり、母材の温度を低く設定するなどの、グレインサイズが大きくなるような条件を選択して蒸着を行うことにより、原盤作製用母材表面上に微小な凹凸を形成することができる。また、メッキにおいてメッキ液中に通常は添加される安定化剤やその他の添加剤の添加量を減らすような条件を設定することにより、同様に微小な固体を原盤作製用母材表面に形成することが可能である。また、固体溶液あるいは分散液を極めて微細な霧状の状態(ミスト)で原盤作製用母材表面に噴霧して、あるいは、上記ミストの中を原盤作製用母材を通過させることにより原盤作製用母材表面にミストを付着させ、その後溶媒あるいは分散媒を蒸発させることにより、原盤作製用母材表面に微小な固体を凝集させる方法も採用可能である。
微小粒子としては、粉体、ビーズ、砂、微小結晶体、微生物(菌、ウィルス、プランクトン等)等を挙げることができる。これらの微小粒子を、高分子バインダーと共に塗布することにより原盤作製用母材表面に微小粒子を敷き詰めることができる。また、微小粒子の粒径、微小粒子とバインダーの割合、塗布量等を種々変更することにより、表面凹凸のピッチ、凹凸の高さ等を調節することができる。また、上記の微生物とは、例えば、微生物が増殖する際に生ずるコロニーが微小凹凸を構成するものであり、菌種により、さまざまな形状のコロニーが形成される。
この方法は、例えば、高分子塗膜材料を有機溶媒に溶解した塗料を、原盤作製用母材表面に塗布し、乾燥条件を特定の条件に制御しつつ、溶媒の除去を行うことにより、原盤作製用母材表面に微細な皺、すなわち、微小な凹凸形状を有する表面を得る方法である。また、形成した塗膜に熱膨張あるいは吸水を制御条件下で行わせて皺を形成する方法を挙げることもできる。また、多層膜で各層の化学反応として異なる機構の材料を用いて各層の膨張収縮率を制御することにより発生する皺を微小凹凸として利用することもできる。
この方法は、紙、皮、布、陶磁器、板ガラス、木板、岩石の表面の他、生物例えば昆虫、魚、貝等の外皮、ウロコ、外骨格、殻等をそのまま利用する方法である。
この方法は、原盤作製用母材表面にフォトポリマーを塗布した後、不均一パターンに露光し現像した面を利用する方法である。不均一パターンに露光するには、印刷用の網点パターンや、コヒーレント光の干渉でできるスペックル(以下、レーザー干渉法と称する。)を利用することができる。レーザー干渉法としては、例えば、特許第4460163号公報に開示の方法を用いることができる。
この方法は、フォトリソグラフィおよびエッチング法により原盤作製用母材表面にランダムな凹凸形状を形成する方法である。
この方法は、上記の(1)〜(8)のいずれかの方法により不規則な微小凹凸形状を有する表面を形成あるいは選択した後、さらにその表面に(1)〜(8)のいずれかの方法を再度施す方法である。
以下、図4A〜図8Cを参照して、第1の実施形態に係る光学フィルムの製造方法の一例について説明する。なお、以下に示す製造プロセスの一部または全部は、生産性を考慮して、ロール・ツー・ロールにより行われることが好ましい。但し、原盤の作製工程は除くものとする。
まず、図4Aに示すように、ランダムな微細凹凸形状を有する原盤21を形成する。原盤21の形状としては、例えば、平板状、円柱状、円筒状などが挙げられる。原盤表面に微細凹凸形状を形成する方法として、例えば、上記(1)〜(9)のうちのいずれかの方法を用いることができ、これらの方法を2以上組み合わせるようにしてもよい。これらの方法のうち、サンドブラスト法、レーザー干渉法、またはフォトリソグラフィおよびエッチングによる方法を用いることが好ましく、これらの方法を2以上組み合わせるようにしてもよい。ここで、例として、サンドブラスト法、およびフォトリソグラフィおよびエッチング法について説明する。
図5A、図5Bは、サンドブラスト法による原盤表面の加工方法の一例を説明するための略線図である。
図6A〜図6Fは、フォトリソグラフィおよびエッチングにより原盤表面の加工方法の一例を説明するための工程図である。
まず、被加工体である原盤作製用母材21aの表面上に、レジスト層71を形成する(図6A参照)。被加工体である原盤作製用母材21aの形状としては、例えば、板状、シート状、フィルム状、ブロック状、円柱状、円筒状、円環状などが挙げられる。レジスト層71の材料としては、例えば、無機レジストおよび有機レジストのいずれも用いることができる。なお、原盤作製用母材21aが円柱状または円筒状を有する場合には、それらの外周面にレジスト層71を形成することが好ましい。
次に、例えば、レーザー光などの光L1をレジスト層71に照射することにより、露光部71aをランダムにレジスト層71に形成する(図6B参照)。レジスト層71に形成される露光部71aの形状としては、例えば、円形状またはほぼ円形状を挙げることができる。
次に、露光部71aが形成されたレジスト層71を現像する。これにより、露光部71aに応じた開口部71bがレジスト層71に形成される(図6C参照)。開口部71bは、異なる半径を有する円形状であることが好ましい。なお、図6Cでは、レジストとしてポジ型レジストを用い、露光部に開口部71bを形成する例が示されているが、レジストはこの例に限定されるものではない。すなわち、レジストとしてネガ型レジストを用い、露光部を残すようにしてもよい。
次に、開口部71bが形成されたレジスト層71をマスクとして、原盤作製用母材21aの表面をエッチングする。これにより、異なる深さおよび/または異なる半径を有する凹部72が、原盤作製用母材21aの表面に形成される(図6D参照)。凹部72の形状は、部分球面形状であることが好ましい。部分球面形状とは、球形またはほぼ球形の一部を切り出した形状である。エッチングとしては、例えば、ドライエッチングおよびウエットエッチングのいずも用いることができるが、設備が簡易である点からすと、ウエットエッチングを用いることが好ましい。また、エッチングとしては、例えば、等方性エッチングおよび異方性エッチングのいずれも用いることができ、所望とするランダムな凹凸形状に応じて適宜選択することが好ましい。
次に、必要に応じて、アッシングなどにより、原盤作製用母材21aの表面に形成されたレジスト層71を剥離する。
次に、必要に応じて、原盤21の凹凸面にメッキ処理を施し、ニッケルメッキなどのメッキ層を形成するようにしてもよい。
以上により、ランダムな凹凸形状を有する原盤21が得られる。
次に、図4Bに示すように、例えば溶融押し出し法または転写法などを用いて、上記原盤のランダムな凹凸形状をフィルム状の樹脂材料に転写する。転写法としては、型にエネルギー線硬化型樹脂を流し込み、エネルギー線を照射して硬化させる方法、樹脂に熱や圧力を加え、形状を転写する方法、または樹脂フィルムをロールから供給し、熱を加えながら型の形状を転写する方法(ラミネート転写法)などが挙げられる。これにより、図4Cに示すように、一主面にランダムな凹凸面を有する第1の光学層4が形成される。
次に、図7Aに示すように、その第1の光学層4の一主面上に波長選択反射層3を成膜する。波長選択反射層3の成膜方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、ディップコーティング法、ダイコーティング法、ウェットコーティング法、スプレーコーティング法などが挙げられる。次に、図7Bに示すように、必要に応じて、波長選択反射層3に対してアニール処理31を施す。アニール処理の温度は、例えば100℃以上250℃以下の範囲内である。
次に、図7Cに示すように、未硬化状態の樹脂22を波長選択反射層3上に塗布する。樹脂22としては、例えば、エネルギー線硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂などを用いることができる。エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線硬化樹脂が好ましい。次に、図8Aのように、樹脂22上に第2の基材5aを被せることにより、積層体を形成する。次に、図8Bに示すように、例えばエネルギー線32または加熱32により樹脂22を硬化させるとともに、積層体に対して圧力33を加える。エネルギー線としては、例えば、電子線、紫外線、可視光線、ガンマ線、電子線などを用いることができ、生産設備の観点から、紫外線が好ましい。積算照射量は、樹脂の硬化特性、樹脂や基材11の黄変抑制などを考慮して適宜選択することが好ましい。積層体に加える圧力は、0.01MPa以上1MPa以下の範囲内であることが好ましい。0.01MPa未満であると、フィルムの走行性に問題が生じる。一方、1MPaを超えると、ニップロールとして金属ロールを用いる必要があり、圧力ムラが生じ易く好ましくない。以上により、図8Cに示すように、波長選択反射層3上に第2の光学層5が形成され、光学フィルム1が得られる。
これに対して、光学フィルムの反射光の方向を制御するために、設計通りに規則的な凹凸形状を有する原盤、例えば幅100cm以上で直径20cm以上のロール原盤を作製するためには、膨大な時間を有し、コストがかかる。また、加工時間中に地震等のトラブルがあると、原盤が使用出来なくなるなどの問題もある。
図9Aは、第2の実施形態に係る光学フィルムの一構成例を示す断面図である。第2の実施形態において、第1の実施形態と同一または対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。第2の実施形態に係る光学フィルム1は、拡散反射性能を有する半透過性の光学フィルムであり、部分反射層として半透過層52を備える点において、第1の実施形態のものとは異なっている。拡散反射性能を有する半透過性の光学フィルムは、入射光うちの一部の光を拡散反射するのに対して、残り光を透過するものである。
第3の実施形態において、第1の実施形態と同一または対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。第3の実施形態に係る光学フィルム1は、特定波長の光を拡散反射するのに対して、特定波長以外の光を散乱させる点において、第1の実施形態のものとは異なっている。光学フィルム1は、入射光を散乱する光散乱体を備えている。この散乱体は、例えば、光学層2の表面、光学層2の内部、および波長選択反射層3と光学層2との間のうち、少なくとも1箇所に設けられている。光散乱体は、好ましくは、波長選択反射層3と第1の光学層4との間、第1の光学層4の内部、および第1の光学層4の表面のうちの少なくとも一箇所に設けられている。光学フィルム1を窓材などの支持体に貼り合わせる場合、室内側および室外側のどちらにも適用可能である。光学フィルム1を室外側に対して貼り合わせる場合、波長選択反射層3と窓材などの支持体との間にのみ、特定波長以外の光を散乱させる光散乱体を設けることが好ましい。波長選択反射層3と入射面との間に光散乱体が存在すると、拡散反射特性が失われてしまうからである。また、室内側に光学フィルム1を貼り合せる場合には、その貼り合わせ面とは反対側の出射面と、波長選択反射層3との間に光散乱体を設けることが好ましい。
図11は、第4の実施形態に係る光学フィルムの一構成例を示す断面図である。第4の実施形態において、第1の実施形態と同一または対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。第4の実施形態は、光学フィルム1の入射面S1および出射面S2のうち、被着体に貼り合わされる面とは反対側の露出面上に、洗浄効果を発現する自己洗浄効果層51をさらに備えている点において、第1の実施形態とは異なっている。自己洗浄効果層51は、例えば、光触媒を含んでいる。光触媒としては、例えば、TiO2を用いることができる。
図12は、本発明の第5の実施形態に係る光学フィルムの一構成例を示す断面図である。第5の実施形態において、第1の実施形態と対応する箇所には同一の符号を付す。図10に示すように、第3の実施形態は、第1の光学層4のランダムな凹凸形状をビース53により形成している点において、第1の実施形態とは異なっている。
上述の第1の実施形態では、本発明を窓材などに適用する場合を例として説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、窓材以外の内装部材や外装部材などに適用することが可能である。また、本発明は壁や屋根などのように固定された不動の内装部材および外装部材のみならず、季節や時間変動などに起因する太陽光の光量変化に応じて、太陽光の透過量および/または反射量を内装部材または外装部材を動かして調整し、屋内などの空間に取り入れ可能な装置にも適用可能である。第6の実施形態では、このような装置の一例として、複数の日射遮蔽部材からなる日射遮蔽部材群の角度を変更することにより、日射遮蔽部材群による入射光線の遮蔽量を調整可能な日射遮蔽装置(ブラインド装置)について説明する。
第7の実施形態では、日射遮蔽部材を巻き取る、または巻き出すことで、日射遮蔽部材による入射光線の遮蔽量を調整可能な日射遮蔽装置の一例であるロールスクリーン装置について説明する。
第8の実施形態では、拡散反射性能を有する光学体を採光部に備える建具(内装部材または外装部材)に対して本発明を適用した例について説明する。
まず、FIB(Focused Ion Beam)により光学フィルムをカットして断面を形成した。次に、TEM(Transmission Electron Microscope)を用いて、入射面または出射面の垂線方向の反射層の膜厚を測定した。この測定を光学フィルムの任意の10箇所で繰り返し行い、その測定値を単純に平均(算術平均)して平均膜厚を求めた。
まず、下地の形状フィルム(形状樹脂層)として、レーザー干渉法により作製したPOC(Physical Optics Coorporation)社製の透過型異方性拡散シート(商品名:LSD40×20°、アクリルシートタイプ)(フィルムへの垂直入射光に対する透過光のFHWMがフィルム面内第1の軸とそれに垂直な軸に対してそれぞれ40°、20°)を準備した。次に、この形状フィルム上に、スパッタ法によりAg/Bi=99.0at%/1.0at%の組成を有する合金ターゲットを使用してAgBiを平均膜厚で12nm製膜した。
まず、下地の形状フィルム(形状樹脂層)としてPOC社製の透過型拡散シート(商品名:DDS40°)(アクリルタイプ)を用いた以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
以下の条件で斜めブラスト法により異方性光拡散シート複製用原盤を作製した。
(1)原盤作製用母材:アルミロール(直径20cm)
(2)サンドブラスト条件
・サンドブラスト装置(不二製作所製、型名:SGF−4(A))
・研削材:アルミナ(番手#180、平均粒径:76μm)
・ブラストガンと原盤作製用母材との距離:50mm
・ブラストガンと原盤作製用母材との角度:8°
・圧縮空気圧:0.5MPa
・原盤作製用母材表面への研削材吹き付け状態:図5A、図5Bの状態
・ブラストガンスキャン条件:ロールを回転しながら、図5A、図5BのX方向にピッチ5mmでスキャンした。
ウレタンアクリレート 99質量部
(東亞合成製、アロニックス、硬化後屈折率1.533)
2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート 1質量部
(共栄社化学製、ライトアクリレートP−1A)
部分反射層としてAlTiを10nm製膜した以外は、実施例3と同様にして光学フィルムを得た。
包埋樹脂層の材料として、下記配合の樹脂組成物を使用し、包埋樹脂層と形状樹脂層との屈折率差を0.003とした以外は実施例4と同様にして、光学フィルムを得た。
ウレタンアクリレート 99質量部
(東亞合成製、アロニックス、硬化後屈折率1.536)
2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート 1質量部
(共栄社化学製、ライトアクリレートP−1A)
包埋樹脂層の材料として、下記配合の樹脂組成物を使用し、包埋樹脂層と形状樹脂層との屈折率差を0.006とした以外は実施例4と同様にして、光学フィルムを得た。
ウレタンアクリレート 99質量部
(東亞合成製、アロニックス、硬化後屈折率1.542)
2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート 1質量部
(共栄社化学製、ライトアクリレートP−1A)
包埋樹脂層の材料として、下記配合の樹脂組成物を使用し、包埋樹脂層と形状樹脂層との屈折率差を0.006とした以外は実施例4と同様にして、光学フィルムを得た。
ウレタンアクリレート 99質量部
(東亞合成製、アロニックス、硬化後屈折率1.542)
2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート 1質量部
(共栄社化学製、ライトアクリレートP−1A)
部分反射層(波長選択反射層)として、下層よりGAZO(27nm)/AgNdCu(9nm)/GAZO(88nm)を製膜した以外は実施例3と同様にして、光学フィルムを得た。
部分反射層(波長選択反射層)として、下層よりGAZO(平均膜厚27nm)/AgNdCu(平均膜厚9nm)/GAZO(平均膜厚88nm)/AgNdCu(平均膜厚9nm)/GAZO(平均膜厚27nm)を製膜した以外は実施例3と同様にして、光学フィルムを得た。
平滑な表面を有するPETフィルム(東洋紡製A4300、厚み75μm)上に、AlTiを平均膜厚で10nm製膜して、光学フィルムを得た。
部分反射層(波長選択反射層)としてAlTiを平均膜厚で100nm製膜した以外は実施例3と同様にして、光学フィルムを得た。
包埋樹脂層の材料として、下記配合の樹脂組成物を使用し、包埋樹脂層と形状樹脂層との屈折率差を0.012とした以外は実施例4と同様にして、光学フィルムを得た。
ウレタンアクリレート 99質量部
(東亞合成製、アロニックス、硬化後屈折率1.545)
2−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート 1質量部
(共栄社化学製、ライトアクリレートP−1A)
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムの分光透過率を以下のようにして評価した。
可視領域および近赤外領域の分光透過率を島津製作所製のDUV3700により測定した。試料への光線入射角は0°(垂直入射)とし、直線透過光を測定した。その分光透過率波形を図18A、図19A、図20Aに示す。
分光反射率は同一の装置により、試料への光線入射角を8°とし、反射光を積分球で受光して測定した。その分光反射率波形を図18B、図19B、図20Bに示す。
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムの反射角度分布を以下のようにして評価した。平行度0.5°以下にコリメートされたハロゲン光源501を用い、ハーフミラー502で反射した光を入射光とし、サンプル503に照射し、検出器504により検出を行った。サンプル503は入射光に対し45°傾けて配置し、入射光に垂直な軸で360°回転(φm)しながら、検出器504を0〜90°(θm)の範囲で走査し、波長900〜1550nmの反射強度の平均値を極座標プロットした(図21、図22参照)。評価結果の一例として、実施例1〜3の結果を図23〜図25に示す。なお、拡散反射の異方性がある実施例1、3に関しては、拡散反射光が広角まで広がっている方向をφm≒90°となるよう配置して測定した。また、入射光軸と正反射光軸を含む方位における反射強度をプロットした結果を図26A、図26B、図27に示す。この時、サンプル面に垂直な軸をθ=0°とし、下方向への反射をマイナス方位とした。サンプル503を鉛直面内に配置した時に、水平面より上方に反射する成分が上方反射であり、図22の極座標プロットから計算することができるが、計算方法が複雑になるため、ここでは、入射面内での反射強度分布を表す図26A、図26B、図27のグラフを用いて、簡易的に上方反射率を計算した。図26A、図26B、図27のプロットにおいて、正反射光を除く拡散反射光に対して、ハーフミラー502による強度減少分、迷光による強度上昇分の補正を行った(グラフ中、計算データのプロット参照)。この時、測定光学系の影響で正反射より下方の反射が測定出来ないため、反射強度最大となる軸に対して上下対称の反射分布と仮定してプロットを行った。次に、サンプル面に垂直な軸(θm=45°)より高角側を上方反射とし、上方反射/正反射を除く全反射成分を上方反射率と定義して計算した結果を表に示す。なお、この計算法によると、反射層の種類が異なっていても、上方反射率は形状に依存することが分かる。また、実施例3ではその非対称形状に依存して、拡散反射最大強度方向が軸ずれしているため、この反射方向と正反射方向のφが10°程度異なるが、どちらの軸で計算しても数%の違いであった。
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムの透過写像鮮明性を以下のようにして評価した。JIS−K7105に従い、くし幅2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.125mmの光学くしを用いて透過写像鮮明度を評価した。評価に使用した測定装置はスガ試験機(株)製の写像性測定器(ICM−1T型)である。次に、くし幅2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.125mmの光学くしを用いて測定した透過写像鮮明度の総和を求めた。それらの結果を表1に示す。なお、光源はD65光源を用いた。
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムのヘイズ評価を以下のようにして評価した。
JIS K7136に準拠した測定条件に基づき、ヘイズメータHM−150(村上色彩技術研究所製)を用いてヘイズの測定を行った。その結果を表1に示す。なお、光源はD65光源を用いた。
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムの視認性を以下のようにして評価した。
作製したフィルムを光学透明な粘着剤により3mm厚のガラスに貼合した。次にこのガラスを目から50cm程度離して保持し、ガラス越しに約10mの距離にある隣の建物内部を観察し、以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
○:回折による多重像や曇りなどは見られず、通常の窓と同様に見える
△:通常の使用には問題ないが、鏡面反射体などがあるとその周辺が若干ボケて見える
×:曇っていて、反対側に何があるか分からない
××:反対側が全く見えない
実施例1〜9、比較例1〜3の光学フィルムの回折パターンを以下のようにして評価した。
作製したフィルムを光学透明な粘着剤により3mm厚のガラスに貼合した。次に、このガラスを目から50cm程度離して保持し、ガラス越しに約500m程度の距離にある電灯を観察し、その回折パターンを以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
○:フィルムを貼らない時と同等で気にならない
△:電灯の周辺にうっすらと広がりが見えるが、殆ど気にならない
×:電灯の周辺にスポット状の強いパターンが見える
斜めブラストにより作製した複製原盤を用いて転写した光学フィルム(実施例3)の表面粗さを以下のようにして評価した。その結果を図17A、図17Bに示す。
触針式表面形状測定器ET−4000(小坂研究所製)を用いて、2次元断面曲線から粗さ曲線を取得し、算術平均粗さRaを算出した。なお、測定条件はJIS B0601:2001に準拠している。以下に測定条件を示す。
λc=0.8mm、評価長さ4mm、カットオフ×5倍
データサンプリング間隔0.5μm
X軸方向の表面粗さのピッチPxの方がY軸方向の表面粗さのピッチPyよりも長くなっていた。また、平均凹凸間隔Smとして、X軸方向ではS=0.14、Y軸方向でS=0.08となっていた。
実施例1〜9の光学フィルムの作製に用いられる複製原盤について、原盤加工に要する日数を以下の基準で評価した。また、比較のために、コーナーキューブ形状を有する複製原盤についても、原盤加工に要する日数を同様の基準で評価した。
○:〜2日(加工中に地震などの発生でトラブルが生じるリスクが低い。また、加工途中でトラブルが生じたとしてもすぐに再加工により原盤を容易に作製することが可能であり、光学フィルムの生産に影響を与えることがない。したがって、リスク管理をする必要が特にない。)
△:3日〜10日(加工中に地震などの発生でトラブルが生じるリスクがある。また、加工途中でトラブルが生じた場合には再加工により原盤を作製することは可能であるが、光学フィルムの生産に影響を与える可能性がある。したがって、リスク管理をすることが好ましい。)
×:11日〜1ヶ月(加工中に地震などの発生でトラブルが生じるリスクが高い。また、加工途中でトラブルが生じた場合には再加工により原盤を作製することは困難であり、光学フィルムの生産に与える影響が大きい。したがって、リスク管理をすることが必要である。)
実施例1〜9では、ランダムな凹凸形状を有する形状樹脂層上に、部分反射層である半透過層または波長選択反射層を形成しているので、回折パターンの発生を抑制できている。また、形状樹脂層と包埋樹脂層との屈折率差Δnを0.010以下としているため、透過像鮮明度の値を50以上とすることができる。したがって、光学フィルムの透過像を鮮明にすることができる。
比較例1では、光学フィルムの平坦面に部分反射層を形成しているため、上方反射率が0%となっている。
比較例2では、部分反射層を100nmと厚く形成しているため、光を透過することができない。
比較例3では、形状樹脂層と包埋樹脂層との屈折率差Δnが0.010を超えているため、透過像鮮明度の値が50未満となっている。したがって、光学フィルムの透過像がぼけて見える傾向がある。
2 光学層
3 波長選択反射層
4 第1の光学層
4a 第1の基材
5 第2の光学層
5a 第2の基材
6 貼合層
7 剥離層
8 ハードコート層
9 反射層付き光学層
51 自己洗浄効果層
52 反透過層
53 ビース
S1 入射面
S2 出射面
Claims (20)
- ランダムな凹凸面を有する第1の光学層と、
上記凹凸面上に形成された反射層と、
上記凹凸面を埋めるように上記反射層上に形成された第2の光学層と
を備え、
上記反射層は、入射光のうち特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、上記特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層である光学体。 - ランダムな凹凸面を有する第1の光学層と、
上記凹凸面上に形成された反射層と、
上記凹凸面を埋めるように上記反射層上に形成された第2の光学層と
を備え、
上記反射層は、入射光のうちの一部の光を拡散反射するのに対して、残りの光を透過する半透過層である光学体。 - 上記透過する波長の光に対する、JIS K−7105に準拠して測定した0.5mmの光学くしの透過像鮮明度が、50以上である請求項1または2記載の光学体。
- 上記透過する波長の光に対する、JIS K−7105に準拠して測定した0.125、0.5、1.0、2.0mmの光学くしの透過像鮮明度の合計値が、230以上である請求項1または2記載の光学体。
- 上記第1の光学層と上記第2の光学層との屈折率差が、0.010以下である請求項1または2記載の光学体。
- 上記第1の光学層と上記第2の光学層とが、可視光領域において透明性を有する同一樹脂からなり、上記第2の光学層には添加剤が含まれている請求項1または2記載の光学体。
- 上記第1の光学層、および上記第2の光学層の少なくとも一方が、可視領域における特定の波長帯の光を吸収する請求項1または2記載の光学体。
- 上記第1の光学層と上記第2の光学層とにより光学層が形成され、
上記光学層の表面、上記光学層の内部、および上記波長選択反射層と上記光学層との間のうち、少なくとも1箇所に光散乱体をさらに備える請求項1または2記載の光学体。 - 上記光学体の上記入射面上に、撥水性または親水性を有する層をさらに備える請求項1または2記載の光学体。
- 上記特定波長帯の光を拡散反射し、所定の空間に入り込むのを排除するのに対して、上記特定波長帯以外の光を透過して所定の空間に取り込む請求項1記載の光学体。
- 上記波長選択反射層が、可視光領域において透明性を有する導電性材料を主成分とする透明導電膜、または外部刺激により反射性能が可逆的に変化するクロミック材料を主成分とする機能膜である請求項1記載の光学体。
- 上記入射光の一部を拡散反射し、所定の空間に入り込むのを排除するのに対して、上記残りの光を透過して所定の空間に取り込む請求項2記載の光学体。
- 上記半透過層は、波長500nm以上1000nm以下の範囲内において透過率5%以上70%以下を有する請求項1記載の光学体。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学体を備える窓材。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学体を採光部に備える建具。
- 日射を遮蔽する1または複数の日射遮蔽部材を備え、
上記日射遮蔽部材が、請求項1〜13のいずれか1項に記載の光学体を備える日射遮蔽装置。 - ランダムな凹凸面を有する第1の光学層を形成する工程と、
上記凹凸面上に反射層を形成する工程と、
上記凹凸面を埋めるように上記反射層上に第2の光学層を形成する工程と
を備え、
上記反射層は、特定波長帯の光を拡散反射するのに対して、上記特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層である光学体の製造方法。 - ランダムな凹凸面を有する第1の光学層を形成する工程と、
上記凹凸面上に反射層を形成する工程と、
上記凹凸面を埋めるように上記反射層上に第2の光学層を形成する工程と
を備え、
上記反射層は、入射光のうちの一部の光を拡散反射するのに対して、残りの光を透過する半透過層である光学体の製造方法。 - 原盤の表面にランダムな凹凸面を形成する工程をさらに備え、
上記第1の光学層の形成工程では、上記原盤のランダムな凹凸面を光学層材料に転写し、上記ランダムな凹凸面を有する第1の光学層を形成する請求項17または18記載の光学体の製造方法。 - 上記原盤の表面に凹凸面を形成する工程では、サンドブラスト法、レーザ干渉法、またはフォトリソグラフィおよびエッチング法により、上原盤の表面にランダムな凹凸面を形成する請求項19記載の光学体の製造方法。
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