JP2014177354A - 窓ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光の入射角に応じて赤外線の透過量をコントロールでき、かつ透過しなかった赤外線の光エネルギーを有効利用することができる窓ガラスを提供する。
【解決手段】２枚のガラス板５０と、その間に挟まれた回折格子シート１とが、中間膜５２を介して貼り合わされた合わせガラス（窓ガラス本体）と、合わせガラスの窓ガラス本体の上辺および下辺の両方に配置された太陽電池６２を具備する窓ガラス３であって、回折格子シート１が、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層１０と、互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線２２からなる回折格子２０とを有し、格子線２２が、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、格子線２２が、透明樹脂層１０の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、透明樹脂層１０内に埋設されたものであることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、回折格子を有する窓ガラスに関する。

建築物の窓ガラスとして、ガラス板の内部に回折格子が形成されたもの（特許文献１）、２枚のガラス板の間に回折格子が形成されたフィルムを挟んだもの（特許文献２）が提案されている。該窓ガラスによれば、季節（太陽の高度、すなわち太陽光の入射角）によって赤外線の透過量をコントロールできるため、夏季においては室内に侵入する太陽光の赤外線を効率よく遮断して室内の温度上昇を抑え、冬季においては太陽光の赤外線を室内に効率よく取り込んで室内の温度を上昇させることができる。

すなわち、太陽光の入射角が大きい夏季において窓ガラスに入射した太陽光の赤外線を、窓ガラスから空気へと出射する際の該界面への入射角が該界面における臨界角以上となるような角度に回折するように、かつ太陽光の入射角が小さい冬季において窓ガラスに入射した太陽光を回折しないように、格子線の間隔および格子線の表面の傾きが設定されている。そして、夏季において、窓ガラスに入射し、回折格子によって回折された太陽光の赤外線は、窓ガラスと空気との界面にて全反射するため、窓ガラスの内部に閉じ込められる。一方、太陽光の入射角が小さい冬季において、窓ガラスに入射した太陽光は、回折格子によって回折されることなく窓ガラスを透過する。

国際公開第２００６／１３４９８３号 特開２００８−１２６６３１号公報

しかし、夏季において、窓ガラスの内部に閉じ込められた赤外線は、ガラス板と空気との界面にて全反射を繰り返すうちに、窓ガラスにしだいに吸収される。そのため、閉じ込められた赤外線の光エネルギーを有効利用することができず、無駄にしてしまう。

本発明は、太陽光の入射角に応じて赤外線の透過量をコントロールでき、かつ透過しなかった赤外線の光エネルギーを有効利用することができる窓ガラスを提供する。

本発明の窓ガラスは、回折格子を有する窓ガラス本体と、前記窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に配置された太陽電池とを具備することを特徴とする。
前記窓ガラス本体は、ガラス板および回折格子シートを有することが好ましい。
前記回折格子シートは、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有し、前記格子線が、前記透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、前記透明樹脂層内に埋設されたものであることが好ましい。

前記格子線は、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して、長さ方向が平行に延びるように、かつ前記薄膜の表面が勾配を有するように、前記透明樹脂層内に埋設されたものであることが好ましい。
前記格子線は、前記透明樹脂層より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなるものであることが好ましい。
前記回折格子シートは、前記第１の主表面に接する第１の透明基板をさらに有することが好ましい。
前記窓ガラス本体は、２枚のガラス板と、その間に挟まれた回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラスであってもよい。
前記窓ガラス本体は、２枚のガラス板が所定の間隔をあけて配置され、少なくとも一方のガラス板の内面に回折格子シートが貼着されたた複層ガラスであってもよい。
前記窓ガラス本体は、ガラス板の表面に回折格子シートが貼着されたものであってもよい。

本発明の窓ガラスは、太陽光の入射角に応じて赤外線の透過量をコントロールでき、かつ透過しなかった赤外線の光エネルギーを有効利用することができる。

本発明の窓ガラスの第１の実施形態を示す断面図である。 本発明の窓ガラスの第２の実施形態を示す断面図である。 本発明の窓ガラスの第３の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの一実施形態を示す断面図である。 図４の回折格子シートにおける透明樹脂層を示す斜視図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 回折格子シートの他の実施形態を示す断面図である。 窓ガラス（透明樹脂層）における光の屈折および回折の様子の一例を示す概略図である。 窓ガラス（透明樹脂層）における光の屈折および回折の様子の他の例を示す概略図である。 本発明の窓ガラスにおける夏季の太陽光の透過の様子を示す図である。 本発明の窓ガラスにおける冬季の太陽光の透過の様子を示す図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ａ）を説明する断面図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ｂ）を説明する斜視図である。 回折格子シートの製造方法における工程（ｃ）を説明する断面図である。 実施例で用いた単結晶シリコン型太陽電池素子の分光感度特性（波長と量子効率との関係）を示すグラフである。 窓ガラスの内部に閉じ込められ、窓ガラス本体の上辺および下辺から太陽電池側に出射する光のスペクトルを示すグラフである。

本発明における窓ガラス本体の辺とは、窓ガラス本体を正面から見たときに窓ガラス本体の多角形をつくっている線分、すなわち窓ガラス本体の側面をいう。
本発明における窓ガラス本体の上辺とは、窓ガラス本体の複数の辺のうち、窓ガラスを建築物等に設置した際に最も上側に位置する辺をいう。
本発明における窓ガラス本体の下辺とは、窓ガラス本体の複数の辺のうち、窓ガラスを建築物等に設置した際に最も下側に位置する辺をいう。
本発明における透明とは、可視光線および赤外線を透過することを意味する。
本発明における屈折率は、波長５８９ｎｍにおける屈折率である。
本発明における回折格子シートの各寸法は、回折格子シートの断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像または原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像において、３箇所の各寸法を測定し、平均した値とする。

＜窓ガラス＞
本発明の窓ガラスは、回折格子を有する窓ガラス本体と、窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に配置された太陽電池とを具備するものである。本発明の窓ガラスとしては、１年のうち単位面積あたりの光エネルギーが最大となる夏季の南中方向の太陽光の赤外線を回折させ、さらに窓ガラスと空気の界面にて全反射させて効率よく利用できる点から、窓ガラス本体の上辺および下辺の少なくとも一方に太陽電池が配置されたものが好ましく、窓ガラス本体の上辺および下辺の両方に太陽電池が配置されたものがより好ましい。

（窓ガラス本体）
窓ガラス本体の形状は、少なくとも１つの辺に太陽電池を配置できるような形状、すなわち多角形であればよく、通常は四角形（長方形、台形等）である。また、湾曲ガラスであってもよく、辺や角が曲線であってもよい。

窓ガラス本体としては、ガラス板の表面に凹凸からなる通常の回折格子が形成されたものに比べ、赤外線帯域の波長の太陽光を幅広い入射角において効率よく回折できる点から、下記の（Ａ）〜（Ｃ）の窓ガラス本体が好ましく、比較的短時間で簡便に製造でき、かつ大面積化が容易である点から、（Ａ）の窓ガラス本体がより好ましい。

（Ａ）後述する回折格子シートと、ガラス板とを有するもの。
（Ｂ）ガラス板にレーザ光の干渉光を照射して照射部分の屈折率を変化させることによって複数の格子線を形成した窓ガラス本体（特許文献１）。
（Ｃ）フォトポリマーフィルムにレーザ光の干渉光を照射して照射部分の屈折率を変化させることによって複数の格子線を形成した回折格子フィルムを、２枚のガラス板の間に挟んだ窓ガラス本体（特許文献２）。

（Ａ）の窓ガラス本体としては、たとえば、下記の（Ａ−１）〜（Ａ−３）が挙げられる。
（Ａ−１）２枚のガラス板と、その間に挟まれた後述する回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラス（第１の実施形態）。
（Ａ−２）２枚のガラス板が所定の間隔をあけて配置され、少なくとも一方のガラス板の内面に後述する回折格子シートが貼着されたた複層ガラス（第２の実施形態）。
（Ａ−３）ガラス板の表面に後述する回折格子シートが貼着されたシート貼着ガラス（第３の実施形態）。

（太陽電池）
太陽電池としては、窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に配置でき、かつ窓ガラス本体の辺からの出射光を受光できる大きさのものであればよく、建築物、車両（自動車等）等への窓ガラスの設置のしやすさの点から、長さが窓ガラス本体の辺の長さとほぼ同じまたは若干小さくされ、かつ幅が窓ガラス本体の厚さとほぼ同じまたは若干小さくされたものが好ましい。

太陽電池としては、公知の太陽電池が挙げられる。太陽電池の種類としては、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、ハイブリッド型、薄膜シリコン型、球状シリコン型、タンデム型、多接合型、化合物系（ＧａＡｓ系、ＣＩＳ系、ＣＩＧＳ系、ＣＺＴＳ系、ＣｄＴｅ系等）、色素増感型、有機薄膜型、量子ドット型等が挙げられる。

＜窓ガラスの実施形態＞
（Ａ）の窓ガラス本体を有する本発明の窓ガラスとしては、たとえば、第１〜３の実施形態の窓ガラスが挙げられる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の窓ガラスの第１の実施形態を示す断面図である。窓ガラス３は、２枚のガラス板５０と、その間に挟まれた後述する回折格子シート１とが、中間膜５２を介して貼り合わされた合わせガラスの上辺および下辺（図中、合わせガラスの左側面および右側面）に隣接して、太陽電池６２を配置したものである。合わせガラスの上辺および下辺は、回折格子シート１における回折格子２０の格子線２２の長さ方向に対して平行な辺とする。合わせガラスの上辺および下辺は、格子線２２の長さ方向に対して実質的に平行となればよく、完全に平行でなくてもよい。

ガラス板５０としては、窓ガラス用の公知のガラス板を用いればよい。ガラス板としては、フロート法またはダウンドロー法で得られたものであってもよく、型板ガラスであってもよい。ガラス板の材料としては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
中間膜５２としては、公知の合わせガラスに用いられる中間膜（ポリビニルブチラールフィルム等）を用いればよい。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の窓ガラスの第２の実施形態を示す断面図である。窓ガラス４は、２枚のガラス板５０と、ガラス板５０間に空隙５４が形成されるようにガラス板５０の周縁部に介在配置される枠状のスペーサ５６と、スペーサ５６とガラス板５０との間に設けられた１次シール材５８と、スペーサ５６の周縁に設けられた２次シール材５９と、一方のガラス板５０の内面に粘着剤層６０を介して貼着された後述する回折格子シート１とを有する複層ガラスにおいて、４辺のスペーサ５６のうち、上辺および下辺のスペーサ５６が太陽電池６２とされたものである。複層ガラスの上辺および下辺は、回折格子シート１における回折格子２０の格子線２２の長さ方向に対して平行な辺とする。複層ガラスの上辺および下辺は、格子線２２の長さ方向に対して実質的に平行となればよく、完全に平行でなくてもよい。

ガラス板５０としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
スペーサ５６（太陽電池６２を除く。）、１次シール材５８、２次シール材５９としては、たとえば、特許第４４７９６９０号公報に記載のスペーサ、１次シール材、２次シール材を用いればよい。
粘着剤層６０としては、ガラス板に各種フィルムを貼着する際に用いられる公知の粘着シート等を用いればよい。

（第３の実施形態）
図３は、本発明の窓ガラスの第３の実施形態を示す断面図である。窓ガラス５は、ガラス板５０と、ガラス板５０の表面に粘着剤層６０を介して貼着された後述する回折格子シート２とを有するシート貼着ガラスの上辺および下辺に隣接して、太陽電池６２を配置したものである。回折格子シート２は、ハードコート層３６が最外層となるようにガラス板５０の表面に貼着される。シート貼着ガラスの上辺および下辺は、回折格子シート１における回折格子２０の格子線２２の長さ方向に対して平行な辺とする。シート貼着ガラスの上辺および下辺は、格子線２２の長さ方向に対して実質的に平行となればよく、完全に平行でなくてもよい。

ガラス板５０としては、第１の実施形態と同様のものを用いればよい。
粘着剤層６０としては、第２の実施形態と同様のものを用いればよい。

（他の形態）
本発明の窓ガラスは、回折格子を有する窓ガラス本体と、窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に配置された太陽電池とを具備するものであればよく、図１〜３に示すものに限定はされない。

たとえば、回折格子シートが、透明基板（第１の透明基板３２および第２の透明基板３４）を有さず、透明樹脂層１０および回折格子２０のみからなる回折格子シートであってもよい。
また、回折格子シートが、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のうち、いずれか一方を有する回折格子シートであってもよい。
また、後述する積層タイプの回折格子シートを有する窓ガラス本体であってもよい。

＜回折格子シートの実施形態＞
以下、（Ａ）の窓ガラス本体に用いる回折格子シートの実施形態を、図を用いて説明する。以下の図は模式図であり、実際の回折格子シートは、図示したような理論的かつ理想的形状を有するものではない。たとえば、実際の回折格子シートにおいては、格子線等の形状に多少の崩れがある。

図４は、回折格子シートの一実施形態を示す断面図であり、図５は、該回折格子シートにおける透明樹脂層を示す斜視図である。回折格子シート１は、互いに平行な第１の主表面１８および第２の主表面１９を有する平坦な透明樹脂層１０と；透明樹脂層１０内に、互いに平行に、所定のピッチＰｐで埋設された複数の格子線２２からなる回折格子２０と；透明樹脂層１０の第１の主表面１８に接する第１の透明基板３２と；透明樹脂層１０の第２の主表面１９に接する第２の透明基板３４とを有する。

（透明樹脂層）
透明樹脂層１０は、互いに平行な第１の主表面１８および第２の主表面１９を有する。第１の主表面１８および第２の主表面１９は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。

透明樹脂層１０は、具体的には、図４に示すような、断面形状が直角三角形である複数の凸条１２が、互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで表面に形成された凹凸面を有する第１の層１４と；凸条１２の第１の側面を被覆する格子線２２と凸条１２との間の溝に充填され、かつ凸条１２の頂部および格子線２２を完全に被覆する第２の層１６とを有する積層体である。第１の層１４と第１の透明基板３２との界面が、透明樹脂層１０の第１の主表面１８であり、第２の層１６と第２の透明基板３４との界面が、透明樹脂層１０の第２の主表面１９である。

凸条１２は、第１の層１４の平坦部から立ち上がり、かつその立ち上がりが一方向に伸びている部分である。凸条１２は第１の層１４の平坦部と一体で第１の層１４の平坦部と同じ材料からなっていてもよく、第１の層１４の平坦部と異なる透明樹脂からなっていてもよい。凸条１２は第１の層１４の平坦部と一体で、かつ第１の層１４の平坦部と同じ材料からなっていることが好ましい。

複数の凸条１２は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。また、凸条１２は、直線が好ましいが、隣接する凸条１２が接触しない範囲で曲線または折れ線であってもよい。

凸条１２は、その長さ方向に直交する断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の凸条１２においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。凸条１２の断面形状は、底部（第１の層１４の平坦部）から頂部に向かうにしたがって幅がしだいに狭くなる形状である。具体的な断面形状としては、たとえば、三角形、台形等が挙げられる。断面形状における角は曲線状であってもよい。また、断面形状における辺（側面）は曲線状であってもよく、階段状であってもよい。なお、凸条１２の断面形状は、これら形状に限定されず、矩形等であってもよい。

凸条１２の頂部は、前記断面形状の最も高い部分が長さ方向に連なった部分である。凸条１２の頂部は面であってもよく、線であってもよい。たとえば、断面形状が台形の場合には頂部は面をなし、断面形状が三角形の場合には頂部は線をなす。本発明において凸条１２の頂部以外の表面を凸条１２の側面という。

凸条１２は、第１の側面および第２の側面を有する。第１の側面および第２の側面のうち、第１の側面の少なくとも一部に格子線２２が形成される。第１の側面および第２の側面のうち、少なくとも第１の側面が第１の主表面１８に対して勾配を有することが好ましい。第１の側面は、勾配を有する限りは、平面であってもよく、曲面であってもよく、階段状であってもよい。第２の側面は、第１の主表面１８に対して垂直であってもよく、勾配を有していてもよい。

透明樹脂層１０（第１の層１４および第２の層１６）は、透明樹脂からなる層である。
透明樹脂としては、後述するインプリント法にて凸条１２を形成できる点および格子線２２を透明樹脂層１０内に埋設しやすい点から、光硬化樹脂または熱可塑性樹脂が好ましく、光インプリント法にて凸条１２を形成できる点ならびに耐熱性および耐久性に優れる点から、光硬化樹脂が特に好ましい。光硬化樹脂としては、生産性の点から、光ラジカル重合により光硬化し得る光硬化性組成物を光硬化して得られる光硬化樹脂が好ましい。

透明樹脂層１０（第１の層１４および第２の層１６）の屈折率は、１．２５〜１．８が好ましく、１．３〜１．７がより好ましい。透明樹脂層１０の屈折率が前記範囲の間にあれば、第１の透明基板３２、第２の透明基板３４の材料を適宜選択することにより、透明樹脂層１０と第１の透明基板３２、もしくは透明樹脂層１０と第２の透明基板３４の間の屈折率の差を小さくしやすい。

第１の層１４と第２の層１６との屈折率の差（絶対値）は、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。屈折率の差が０．０５以下であれば、第１の層１４と第２の層１６の界面における反射、回折等による迷光やロスが抑制できる。また第１の層１４と第２の層１６の屈折率が同一であれば、光学設計が容易になる。
第１の層１４と第２の層１６との屈折率の差を小さくする点から、第１の層１４の材料と第２の層１６の材料は、実質的に同じ材料が好ましく、完全に同じ材料であることがより好ましい。

（格子線）
回折格子２０は、互いに平行に、所定のピッチＰｐで埋設された複数の格子線２２からなる。複数の格子線２２は、互いに実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。また、格子線２２は、直線が好ましいが、隣接する格子線２２が接触しない範囲で曲線または折れ線であってもよい。また、格子線２２の長さ方向の端面は、透明樹脂層１０の側面から露出していても構わない。

格子線２２は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して、その長さ方向が平行に延びるように形成される。格子線２２は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して、その長さ方向が実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。

格子線２２は、窓ガラス３の上辺および下辺に対して、その長さ方向が平行に延びるように形成される。格子線２２は、窓ガラス３の上辺および下辺に対して、その長さ方向が実質的に平行に形成されていればよく、完全に平行に形成されてなくてもよい。

格子線２２は、その長さ方向に直交する方向の断面の形状が長さ方向にわたってほぼ一定であり、複数の格子線２２においてもそれらの断面形状はすべてほぼ一定であることが好ましい。

凸条１２の表面の少なくとも一部に格子線２２を形成した場合、格子線２２は凸条１２の長さ方向に延びる薄膜から構成される。格子線２２は、凸条１２の第１の側面の少なくとも一部を被覆することが好ましく、第１の側面を完全に被覆することがより好ましい。この際、格子線２２は、凸条１２の頂部の一部もしくは全部を被覆してもよく、または、凸条１２の頂部の全部および凸条１２の第２の側面の一部を被覆してもよい。また、格子線２２は、隣接する２つの凸条１２間の平坦部の一部を被覆していてもよい。

格子線２２は、格子線２２を構成する薄膜の表面が、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有するように形成されることが好ましい。薄膜の表面が第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していれば、回折格子において回折した光を、屋外の方向または透明樹脂層１０の端部の方向へ出射する等の出射方向の制御が容易になる。透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面（格子面）の勾配の角度φ_ｇは、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、凸条１２の第１の側面の勾配の角度φ_ｐと同じになる。薄膜の表面は、勾配を有する限りは、平面であってもよく、曲面であってもよく、階段状であってもよい。

格子線２２のピッチＰｐ、格子線２２の高さＨｇ、格子線２２の厚さＤｇ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ等は、たとえば、後述する回折格子の設計方法によって適宜設定すればよい。

なお、格子線２２のピッチＰｐは、格子線２２の断面の左端（または右端）から、これに隣接する格子線２２の断面の左端（または右端）までの距離であり、格子線２２の厚さＤｇは、格子線２２の長さ方向に直交する断面における、凸条１２の幅方向と同じ方向の厚さの最大値であり、格子線２２の高さＨｇは、格子線２２の長さ方向に直交する断面における、凸条１２の高さ方向と同じ方向の高さである。

格子線２２は、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料（以下、格子線材料とも記す。）の薄膜からなる。
格子線材料としては、誘電体（無機酸化物、樹脂等）、金属等が挙げられる。無機酸化物としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、二酸化ジルコニウム（以下、ジルコニアと記す。）等が挙げられる。樹脂としては、光硬化樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。金属としては、金属単体、合金、ドーパントまたは不純物を含む金属等が挙げられる。具体的には、アルミニウム、銀、クロム、マグネシウム、アルミニウム系合金、銀系合金等が挙げられる。

格子線２２は、透明樹脂層１０より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなることが好ましい。格子線２２（誘電体）の屈折率を、透明樹脂層１０の屈折率よりも大きくすることによって、格子線２２（誘電体）の屈折率を、透明樹脂層１０の屈折率よりも小さくする場合に比べて、屈折率差をより大きくし、回折効率を上げることが容易になる。また誘電体の選択肢が増える。

格子線材料としては、回折効率を向上させるためには、透明樹脂材料１０との屈折率差が大きい材料が好ましく、樹脂との屈折率差を大きくし、回折効率を大きくできる点から、酸化チタン、ジルコニアが好ましく、ジルコニアが特に好ましい。また、回折効率は酸化チタン、ジルコニアよりも低下するものの、可視視光線や赤外線の透過率が高く、薄膜を形成しやすく、安価な点からは、二酸化ケイ素が好ましい。

（透明基板）
回折格子シート１は、透明樹脂層１０の表面に、熱可塑性樹脂等からなる透明基板（第１の透明基板３２および第２の透明基板３４）を有する。

透明基板と透明樹脂層１０との屈折率の差（絶対値）は、０．１以下が好ましく、０．０５以下がより好ましい。屈折率の差が０．１以下であれば、透明樹脂層１０と透明基板の界面でおこる反射による光のロスを抑えることができる。

（他の形態）
本発明における回折格子シートは、互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有する回折格子シートであって、格子線が、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、かつ格子線が、透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、透明樹脂層内に埋設されたものであればよく、図４、図５に示すものに限定はされない。

たとえば、格子線２２を構成する誘電体の薄膜の表面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していなくてもよい、すなわち、第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して平行であってもよく、垂直であってもよい。
また、透明基板（第１の透明基板３２および第２の透明基板３４）を有さず、透明樹脂層１０および回折格子２０のみからなる回折格子シートであってもよい。
また、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のうち、いずれか一方を有する回折格子シートであってもよい。第１の透明基板３２および第２の透明基板３４のいずれか一方を有する場合、回折格子シートを製造しやすい点から、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２を有する回折格子シートが好ましい。

また、図６に示すように、第２の透明基板３４（または第１の透明基板３２）の表面にハードコート層３６を有する回折格子シート２であってもよい。
ハードコート層３６の材料としては、樹脂（光硬化樹脂等）、無機酸化物（二酸化ケイ素等）等が挙げられる。

また、回折格子シート１を複数積層した回折格子シートであってもよく、回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０を複数積層した回折格子シートであってもよい。この際、各透明樹脂層１０における回折線２２の長さ方向、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ、格子線２２のピッチＰｐ等は、各透明樹脂層１０で同一であってもよく、一部の透明樹脂層１０で異なっていてもよく、透明樹脂層１０ごとに異なっていてもよい。

たとえば、図７に示すように、格子線２２の長さ方向がｘ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が−ｚ方向に勾配した回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ａと；格子線２２の長さ方向がｘ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が＋ｚ方向に勾配した回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ｂと；格子線２２の長さ方向がｚ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が−ｘ方向に勾配した回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ｃと；格子線２２の長さ方向がｚ方向に延び、＋ｙ方向に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が＋ｘ方向に勾配した回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ｄとが積層された透明樹脂層１０を有する回折格子シートであってもよい。該回折格子シートを有する窓ガラスによれば、太陽の高度や方角（朝昼夕、季節）によらず、いずれかの透明樹脂層における回折格子２０で回折した太陽光の赤外線が太陽電池６２に効率よく入射する。また、車両（自動車等）のように、進行方向が変化すると、太陽光の入射方向が変化するような場合であっても、車両（自動車等）の進行方向によらず、いずれかの透明樹脂層における回折格子２０で回折した太陽光の赤外線が太陽電池６２に効率よく入射する。該回折格子シートを有する窓ガラスにおいては、太陽電池６２は、窓ガラスの４つの辺に設けてもよい。

また、図８に示すように、格子線２２の長さ方向、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の向きおよび角度φ_ｇが同じ回折格子２０が埋設された透明樹脂層１０ｅと透明樹脂層１０ｆとが積層された透明樹脂層１０を有する回折格子シートであってもよい。該回折格子シートによれば、単層の透明樹脂層１０に比べ、回折させたい特定の入射角や波長の太陽光の赤外線の回折効率をより高めることができる。

＜回折格子の設計方法＞
格子線２２のピッチＰｐ、格子線２２の高さＨｇ、格子線２２の厚さＤｇ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ等は、透過量を抑えたい赤外線の波長の範囲、赤外線の透過量を抑えたい太陽光の入射角の範囲、回折格子シートを構成する各材料（透明樹脂層１０、格子線２２の薄膜、第１の透明基板３２、第２の透明基板３４、ハードコート層３６等）の屈折率、窓ガラスを構成する各材料（ガラス板５０、中間膜５２、粘着剤層６０等）の屈折率、窓ガラスの設置角度等に応じ、公知の光学的な知見（特許文献１、２、その他）に基づいて適宜設定すればよい。

たとえば、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇは、以下のようにして、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎを求め、φ_ｇ＝９０−φ_ｎから算出できる。
また、格子線２２の断面の左端（または右端）から、これに隣接する格子線２２の断面の左端（または右端）までの距離である格子線２２のピッチＰｐは、以下のようにして、格子線２２の法線方向の格子線間隔ｄを求めることによって算出できる。

（ケース１）
図９は、太陽光の入射面に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が上辺側（図面の右側）に勾配した窓ガラス３（透明樹脂層１０）における光の屈折および回折の様子の一例を示す概略図である。なお、窓ガラス３の場合、透明樹脂層１０の他に、透明基板３２、３４、中間膜５２、ガラス板５０を有するが、後述するＳｎｅｌｌの法則より空気と透明樹脂層１０との間に透明樹脂層１０以外の材料が存在していても、最終的に透明樹脂層１０に入射する太陽光の屈折角は、透明樹脂層１０以外の材料が存在しない場合と同じになる。よって、簡略化のため、太陽光が空気から透明樹脂層１０に直接入射するモデルを用いて、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎおよび格子線間隔ｄの求め方を説明する。また、図面の煩雑さを避けるため、透明樹脂層１０中の格子線２２は２本のみ図示し、他の格子線２２は省略する。

空気（屈折率ｎ_０）から透明樹脂層１０（屈折率ｎ_１）に入射角θ_０で入射した太陽光は、後述するＳｎｅｌｌの法則にしたがって該界面にて屈折角θ_１で屈折する。
後述するＢｒａｇｇ条件を満たす場合、屈折した太陽光の一部（赤外線）は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度がφ_ｎである格子線２２に、入射角φ_ｎ−θ_１で入射し、回折角φ_ｎ−θ_１で回折（反射）する。一方、Ｂｒａｇｇ条件を満たさない場合、屈折した太陽光は、格子線２２にて回折することなく、透明樹脂層１０から空気に出射する。
回折した赤外線は、透明樹脂層１０と空気との界面に入射角βで入射する。入射角βが該界面における臨界角γ以上である場合（β−γ≧０）、赤外線は、該界面にて全反射し、窓ガラス３の内部に閉じ込められ、下辺側の太陽電池（図示略）に導波する。一方、入射角βが該界面における臨界角γ未満である場合（β−γ＜０）、赤外線は、該界面にて屈折し、透明樹脂層１０から空気に出射する。

ここで、入射角βは、下式（１）で表される。
β＝２φ_ｎ−θ_１ ・・・（１）
また、屈折角θ_１は、下式（２）のＳｎｅｌｌの法則から、下式（３）で表される。
ｎ_０ｓｉｎθ_０＝ｎ_１ｓｉｎθ_１ ・・・（２）
θ_１＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ_０／ｎ_１）ｓｉｎθ_０｝ ・・・（３）
また、臨界角γは、下式（４）で表される。
γ＝ａｒｃｓｉｎ｛ｎ_０／ｎ_１｝ ・・・（４）
式（１）、（３）、（４）をβ−γに代入すると、下式（５）となる。
β−γ＝２φ_ｎ−ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ_０／ｎ_１）ｓｉｎθ_０｝−ａｒｃｓｉｎ｛ｎ_０／ｎ_１｝ ・・・（５）
式（５）に回折させたい赤外線の入射角θ_０（たとえば、６０°）、空気の屈折率ｎ_０、透明樹脂層１０の屈折率ｎ_１を入力し、右辺が０以上となるような、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎを求める。

回折を起こす格子線間隔ｄは、下式（６）のＢｒａｇｇ条件で表される。
ｄ＝λ／｛２ｎ_１ｓｉｎ（φ_ｎ−θ_１）｝ ・・・（６）
式（６）に回折させたい赤外線の波長λ（たとえば８００ｎｍ）、屈折角θ_１（式（３））、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎを入力し、格子線間隔ｄを求める。

（ケース２）
図１０は、太陽光の入射面に向かうにしたがって格子線２２を構成する薄膜の表面が下辺側（図面の左側）に勾配した窓ガラス３（透明樹脂層１０）における光の屈折および回折の様子の一例を示す概略図である。なお、上述したように、簡略化のため、太陽光が空気から透明樹脂層１０に直接入射するモデルを用いて、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎおよび格子線間隔ｄの求め方を説明する。また、図面の煩雑さを避けるため、透明樹脂層１０中の格子線２２は２本のみ図示し、他の格子線２２は省略する。

空気（屈折率ｎ_０）から透明樹脂層１０（屈折率ｎ_１）に入射角θ_０で入射した太陽光は、Ｓｎｅｌｌの法則にしたがって該界面にて屈折角θ_１で屈折する。
Ｂｒａｇｇ条件を満たす場合、屈折した太陽光の一部（赤外線）は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度がφ_ｎである格子線２２に、入射角φ_ｎ＋θ_１で入射し、回折角φ_ｎ＋θ_１で回折（反射）する。一方、Ｂｒａｇｇ条件を満たさない場合、屈折した太陽光は、格子線２２にて回折することなく、透明樹脂層１０から空気に出射する。
回折した赤外線は、透明樹脂層１０と空気との界面に入射角βで入射する。入射角βが該界面における臨界角γ以上である場合（β−γ≧０）、赤外線は、該界面にて全反射し、窓ガラス３の内部に閉じ込められ、下辺側の太陽電池（図示略）に導波する。一方、入射角βが該界面における臨界角γ未満である場合（β−γ＜０）、赤外線は、該界面にて屈折し、透明樹脂層１０から空気に出射する。

ここで、入射角βは、下式（７）で表される。
β＝２φ_ｎ＋θ_１ ・・・（７）
ケース１と同様に、式（７）、（３）、（４）をβ−γに代入すると、下式（８）となる。
β−γ＝２φ_ｎ＋ａｒｃｓｉｎ｛（ｎ_０／ｎ_１）ｓｉｎθ_０｝−ａｒｃｓｉｎ｛ｎ_０／ｎ_１｝ ・・・（８）
式（８）に回折させたい赤外線の入射角θ_０（たとえば、６０°）、空気の屈折率ｎ_０、透明樹脂層１０の屈折率ｎ_１を入力し、右辺が０以上となるような、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎを求める。

回折を起こす格子線間隔ｄは、下式（９）のＢｒａｇｇ条件で表される。
ｄ＝λ／｛２ｎ_１ｓｉｎ（φ_ｎ＋θ_１）｝ ・・・（９）
式（９）に回折させたい赤外線の波長λ（たとえば８００ｎｍ）、屈折角θ_１（式（３））、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎを入力し、格子線間隔ｄを求める。

なお、ケース１およびケース２において、回折させたい赤外線の入射角θ_０および回折させたい赤外線の波長λを用いて求められる、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎおよび格子線間隔ｄは、それぞれ１点のみであるが、実際の回折格子においては、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎおよび格子線間隔ｄが１点に固定されていても、回折させたい赤外線の入射角θ_０を中心として前後にある程度の幅を有する入射角の範囲、および回折させたい赤外線の波長λを中心として前後にある程度の幅を有する波長の範囲における赤外線が、透明樹脂層１０と空気との界面にて全反射し、窓ガラス３の内部に閉じ込められ、下辺側の太陽電池（図示略）に導波する。
また、回折格子シート１を有する実際の窓ガラス３においては、隣の格子線２２で再度反射した光、導波して下辺側の太陽電池にいったん導波したものの窓ガラス３と太陽電池との界面で反射して戻ってくる光等、上述した設計で想定している出射方向以外の光が発生する可能性がある。そのため、このような光も受光するために、窓ガラス３の上辺側にも太陽電池を置くことが好ましい。

以上のようにして回折格子２０を設計することによって、図１１に示すように、太陽の高度が高い（太陽光の入射角θ_０が大きい）夏季においては、窓ガラス３に入射した太陽光のうち、波長の長い赤外線の一部が回折格子２０によって回折され、太陽電池６２へと導波され、室内に取り込まれることはない。一方、図１２に示すように、太陽の高度が低い（太陽光の入射角θ_０が小さい）冬季においては、窓ガラス３に入射した太陽光（可視光線〜赤外線）は、回折格子２０によって回折されることなく、室内に効率よく取り込まれる。
なお、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９の法線に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎ（透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線２２を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ）および格子線間隔ｄ（ピッチＰｐ）は、上述した設計方法で設計したように回折格子シート１の全体にわたって一定であってもよく、連続的または部分的に変化させてもよい。

＜窓ガラスの製造方法＞
本発明の窓ガラスは、たとえば、下記の工程（Ｉ）〜（III）を経て製造される。
（Ｉ）回折格子シートを製造する工程。
（II）回折格子シートとガラス板とを貼り合わせて窓ガラス本体を得る工程。
（III）窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に太陽電池を配置して本発明の窓ガラスを得る工程。

〔工程（Ｉ）〕
回折格子シートの製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ）〜（ｃ）を有する方法が挙げられる。
（ａ）一方の表面が第１の主表面であり、他方の表面が、複数の凸条が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層を形成する工程。
（ｂ）凸条の表面の少なくとも一部に、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜を形成することによって、複数の格子線からなる回折格子を形成する工程。
（ｃ）第１の層の凹凸面および回折格子の表面に、透明樹脂からなる第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる前記透明樹脂層を形成する工程。

また、透明基材を有する回折格子シート１の製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ’）、工程（ｂ）、工程（ｃ’）を有する方法が挙げられる。
（ａ’）第１の透明基板の表面に、一方の表面が、第１の透明基板との界面、すなわち第１の主表面であり、他方の表面が、複数の凸条が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層を形成する工程。
（ｂ）凸条の表面の少なくとも一部に、透明樹脂層とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜を形成することによって、複数の格子線からなる回折格子を形成する工程。
（ｃ’）第１の層および回折格子が表面に形成された第１の透明基板と、光硬化性組成物からなる塗膜が表面に形成された第２の透明基板とを、第１の層および回折格子に塗膜が接するように貼り合わせ、ついで塗膜を光硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成する工程。

具体的には、図４の回折格子シート１の製造方法としては、たとえば、下記の工程（ａ”）、工程（ｂ”）、工程（ｃ”）を有する方法が挙げられる。
（ａ”）第１の透明基板３２の表面に、一方の表面が第１の透明基板３２との界面（すなわち第１の主表面１８）であり、他方の表面が、第１の主表面１８に対して勾配した第１の側面を有する複数の凸条１２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成された凹凸面である、透明樹脂からなる第１の層１４を形成する工程。
（ｂ”）凸条１２の第１の側面に、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料をドライコートして薄膜（格子線２２）を形成することによって、複数の格子線２２からなる回折格子２０を形成する工程。
（ｃ”）第１の層１４および回折格子２０が表面に形成された第１の透明基板３２と、光硬化性組成物からなる塗膜が表面に形成された第２の透明基板３４とを、第１の層１４および回折格子２０に塗膜が接するように貼り合わせ、ついで塗膜を光硬化させて第２の層１６を形成することによって、第１の層１４および第２の層１６からなる透明樹脂層１０を形成する工程。

（工程（ａ）、工程（ａ’）、工程（ａ”））
第１の層１４の作製方法としては、インプリント法（光インプリント法、熱インプリント法）、リソグラフィ法等が挙げられ、凸条１２を生産性よく形成できる点および第１の層１４を大面積化できる点から、インプリント法が好ましく、凸条１２をより生産性よく形成できる点およびモールドの溝を精度よく転写できる点から、光インプリント法が特に好ましい。

光インプリント法は、たとえば、電子線描画とエッチングとの組み合わせ等により、複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールドを作製し、該モールドの溝を、第１の透明基板３２の表面に塗布された光硬化性組成物に転写し、同時に該光硬化性組成物を光硬化させる方法である。

光インプリント法による第１の層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）〜（iv）を経て行われることが好ましい。
（ｉ）光硬化性組成物を第１の透明基板３２の表面に塗布する工程。
（ii）図１３に示すように、複数の溝４２が互いに平行にかつ所定のピッチＰｐで形成されたモールド４０を、溝４２が光硬化性組成物２４に接するように、光硬化性組成物２４に押しつける工程。
（iii）モールド４０を光硬化性組成物２４に押しつけた状態で放射線（紫外線、電子線等）を照射して光硬化性組成物２４を硬化させて、モールド４０の溝４２に対応する複数の凸条１２を有する第１の層１４を作製する工程。
（iv）第１の層１４からモールド４０を分離する工程。

熱インプリント法による第１の層１４の作製は、具体的には下記の工程（ｉ）〜（iii）を経て行われることが好ましい。
（ｉ）第１の透明基板３２の表面に熱可塑性樹脂の被転写膜を形成する工程、または熱可塑性樹脂の被転写フィルムを作製する工程。
（ii）複数の溝４２が互いに平行にかつ一定のピッチＰｐで形成されたモールド４０を、溝４２が被転写膜または被転写フィルムに接するように、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）以上に加熱した被転写膜または被転写フィルムに押しつけ、モールド４０の溝４２に対応する複数の凸条１２を有する第１の層１４を作製する工程。
（iii）第１の層１４をＴｇまたはＴｍより低い温度に冷却して第１の層１４からモールド４０を分離する工程。

インプリント法に用いられるモールド４０の材料としては、シリコン、ニッケル、石英ガラス、樹脂等が挙げられる。
樹脂フィルムを第１の透明基板３２に用いた場合は、インプリント法は、ロールツウロール方式で行うことができる。

（工程（ｂ）、工程（ｂ”））
格子線２２は、第１の層１４の凸条１２の表面に選択的に、透明樹脂層１０とは屈折率の異なる材料をドライコートして形成される。

ドライコート法としては、ＰＶＤ法またはＣＶＤ法が挙げられ、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法が好ましく、真空蒸着法が特に好ましい。真空蒸着法としては、蒸発粒子の第１の層１４に対する入射方向を制御でき、凸条１２の表面に選択的に誘電体を蒸着できる点から、斜方蒸着法が好ましい。

斜方蒸着法による格子線２２の形成は、たとえば、下記のように行う。
まず、図１４に示すように、凸条１２の長さ方向Ｌに対して略直交し、かつ凸条１２の高さ方向Ｈに対して第１の側面の側に下式（１０）を満たす角度θ^Ｒ（°）をなす方向Ｖ１から格子線材料を蒸着する工程を実施することによって、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する勾配の角度がφ_ｐである、凸条１２の第１の側面の一部または全体を被覆する薄膜を形成する。
ｔａｎ（θ^Ｒ±１０）＝（Ｐｐ−Ｈｐ／ｔａｎφ_ｐ）／Ｈｐ ・・・（１０）。

式（１０）の角度θ^Ｒ（°）は、隣の凸条１２に遮られることなく、凸条１２の第１の側面に格子線材料を蒸着するための角度を表わし、凸条１２の第１の側面の底部と隣の凸条１２の頂部との間隔（すなわち凸条１２のピッチＰｐからＨｐ／ｔａｎφ_ｐを引いた距離（Ｐｐ−Ｈｐ／ｔａｎφ_ｐ））と、隣の凸条１２の高さＨｐとから決まる。「±１０」は振れ幅である。
角度θ^Ｒ（°）は、ｔａｎ（θ^Ｒ±７）＝（Ｐｐ−Ｈｐ／ｔａｎφ_ｐ）／Ｈｐを満たすことが好ましく、ｔａｎ（θ^Ｒ±５）＝（Ｐｐ−Ｈｐ／ｔａｎφ_ｐ）／Ｈｐを満たすことがより好ましい。

（工程（ｃ）、工程（ｃ’）、工程（ｃ”））
図６に示すように、第１の層１４および回折格子２０が表面に形成された第１の透明基板３２と、光硬化性組成物からなる塗膜２６が表面に形成された第２の透明基板３４とを、第１の層１４および回折格子２０に塗膜２６が接するように貼り合わせる。
ついで、塗膜２６を光硬化させて第２の層１６を形成することによって、第１の層１４および第２の層１６からなる透明樹脂層１０を形成する。

（他の形態）
回折格子シートの製造方法は、上述の工程（ａ）〜（ｃ）を有する方法であればよく、上述の工程（ａ”）〜（ｃ”）を有する図示例の回折格子シートの製造方法に限定はされない。

たとえば、凸条１２の第１の側面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していなくてもよい、すなわち、第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して垂直であってもよい。また、凸条１２の第２の側面は、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対して勾配を有していてもよい。また、凸条１２の頂部は、平面であってもよい。
また、格子線２２を構成する格子線材料の薄膜の表面は、凸条１２の第２の側面に形成されてもよく、凸条１２の頂部の平面に形成されてもよい。
また、透明樹脂層１０の表面に第１の透明基板３２を有し、第２の透明基板３４を有さない回折格子シートを製造する場合は、前記工程（ｃ’）を下記のように変更すればよい。
（ｃ’）第１の層および回折格子が表面に形成された第１の透明基板の回折格子側の表面に、光硬化性組成物からなる塗膜を形成し、ついで塗膜を光硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成する工程。

〔工程（II）〕
窓ガラス本体は、公知の方法、すなわち第１の実施形態の合わせガラスの場合は、公知の合わせガラスの製造方法によって、第２の実施形態の複層ガラスの場合は、公知の複層ガラスの製造方法によって、第３の実施形態のシート貼着ガラスの場合は、公知のシート貼着ガラスの製造方法によって製造される。

〔工程（III）〕
窓ガラスは、窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に太陽電池６２を貼り合わせる、少なくとも１つの辺に太陽電池６２が設けられた枠体の中に窓ガラス本体を嵌め合わせる、等の方法によって製造できる。第２の実施形態の複層ガラスの場合は、工程（II）と工程（III）が同時に行われる。

＜作用効果＞
以上説明した本発明の窓ガラスにあっては、窓ガラス本体が回折格子を有するため、太陽光の入射角に応じて赤外線の透過量をコントロールできる。
また、窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に太陽電池が配置されているため、透過しなかった赤外線の光エネルギーを有効利用することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
例１は実施例であり、例２は比較例である。

（日射透過率）
透過率は、紫外可視分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ３６００）を用いて入射角０°から８０°にて測定した。入射角は、図１１および図１２におけるθ_０に相当する。日射透過率は、得られた分光スペクトル（３００〜２１００ｎｍ）から日射透過率測定ソフトウエアを用いシミュレーションにより求めた。

（光硬化性組成物１）
撹拌機および冷却管を装着した１０００ｍＬの４つ口フラスコに、
単量体１（新中村化学工業社製、ＮＫ エステル Ａ−ＤＰＨ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）の６０ｇ、
単量体２（新中村化学工業社製、ＮＫ エステル Ａ−ＮＰＧ、ネオペンチルグリコールジアクリレート）の４０ｇ、
光重合開始剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）の４．０ｇ、
含フッ素界面活性剤（旭硝子社製、フルオロアクリレート（ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_２（ＣＦ_２）_８Ｆ）とブチルアクリレートとのコオリゴマー、フッ素含有量：約３０質量％、質量平均分子量：約３０００）の０．１ｇ、
重合禁止剤（和光純薬社製、Ｑ１３０１）の１．０ｇ、および
シクロヘキサノンの６５．０ｇを入れた。
フラスコ内を常温および遮光にした状態で、１時間撹拌して均一化した。ついで、フラスコ内を撹拌しながら、コロイド状シリカの１００ｇ（固形分：３０ｇ）をゆっくりと加え、さらにフラスコ内を常温および遮光にした状態で１時間撹拌して均一化した。ついで、シクロヘキサノンの３４０ｇを加え、フラスコ内を常温および遮光にした状態で１時間撹拌して光硬化性組成物１の溶液を得た。光硬化性組成物１の硬化後の屈折率は１．４５であった。

〔例１〕
（回折格子の設計）
透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ、および格子線２２のピッチＰｐは、回折させたい赤外線の入射角θ_０を６０°、および回折させたい赤外線の波長λを８００ｎｍに設定し、上述した回折格子の設計方法に基づいて、透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面の法線に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｎ、および格子線の法線方向の格子線間隔ｄを求めることによって算出した。結果を表１に示す。

（工程（Ｉ））
工程（ａ’）：
厚さ５０μｍの高透過ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、Ａ４３００、１００ｍｍ×１００ｍｍ、屈折率（５８９ｎｍ）：１．６５）の表面に、光硬化性組成物１をスピンコート法により塗布し、光硬化性組成物１の塗膜を形成した。
複数の溝が互いに平行にかつ所定のピッチで形成されたニッケル製モールド（面積：１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、パターン面積：１００ｍｍ×１００ｍｍ、溝のピッチＰｐ：０．３７μｍ、溝の深さＨｐ：１．５μｍ、溝の長さ：１００ｍｍ、溝の断面形状：略直角三角形）を、溝が光硬化性組成物１の塗膜に接するように、２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で光硬化性組成物１の塗膜に押しつけた。
該状態を保持したまま、ＰＥＴフィルム側から高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射し、光硬化性組成物１を硬化させて、モールドの溝に対応する複数の凸条を有する第１の層（凸条のピッチＰｐ：０．３７μｍ、凸条の高さＨｐ：１．５μｍ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、凸条の第１の側面の勾配の角度φ_ｐ：７７°）を形成した。第１の層からモールドをゆっくり分離した。

工程（ｂ）：
蒸着源に対向する第１の層付きＰＥＴフィルムの傾きを変更可能な真空蒸着装置（昭和真空社製、ＳＥＣ−１６ＣＭ）を用い、第１の層の凸条の第１の側面に斜方蒸着法にてジルコニアを蒸着させ、ジルコニア（屈折率（５８９ｎｍ）：２．００）の薄膜からなる格子線（格子線のピッチＰｐ：０．３７μｍ、格子線の高さＨｇ：１．５μｍ、格子線の厚さＤｇ：７２ｎｍ、透明樹脂層１０の第１の主表面１８および第２の主表面１９に対する、格子線を構成する薄膜の表面の勾配の角度φ_ｇ：７７°）を形成した。
この際、凸条の長さ方向Ｌに対して略直交し、かつ凸条の高さ方向Ｈに対して第１の側面の側に角度θ^Ｒをなす方向Ｖ１（すなわち第１の側面の側）からの蒸着を１回行い、かつ該蒸着における角度θ^Ｒおよび該蒸着で凸条が形成されていない平坦な領域に形成される薄膜の厚さ（すなわち蒸着量）Ｄｇ’を表１に示す角度および厚さとした。なお、格子線の厚さＤｇは、シミュレーションで設計した目的とする厚さであり、該厚さになるように、蒸着量Ｄｇ’を調整した。Ｄｇ’は水晶振動子を膜厚センサーとする膜厚モニターにより測定した。

工程（ｃ’）：
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ａ４３００、１００ｍｍ×１００ｍｍ）の表面に、光硬化性組成物１をスピンコート法により塗布し、光硬化性組成物１の塗膜を形成した。
第１の層および回折格子が表面に形成されたＰＥＴフィルムに、光硬化性組成物１からなる塗膜が表面に形成されたＰＥＴフィルムを、第１の層および回折格子に塗膜が接するように２５℃にて０．５ＭＰａ（ゲージ圧）で押しつけ、該状態を保持したまま、高圧水銀灯（周波数：１．５ｋＨｚ〜２．０ｋＨｚ、主波長光：２５５ｎｍ、３１５ｎｍおよび３６５ｎｍ、３６５ｎｍにおける照射エネルギー：１０００ｍＪ）の光を１５秒間照射した。光硬化性組成物１を硬化させて第２の層を形成することによって、第１の層および第２の層からなる透明樹脂層を形成し、図４に示す回折格子シート１を得た。

（工程（II））
フロートガラス板（１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ２ｍｍ、屈折率（５８９ｎｍ）：１．５２）の２枚およびその内側に配設された自動車窓ガラス用中間膜（積水化学社製、厚さ０．７８ｍｍ、ポリビニルブチラールフィルム、屈折率（５８９ｎｍ）：１．４８）の２枚により、回折格子シート１を挟持し、７２０ｍｍＨｇの減圧下で４分間脱気し、脱気状態のままで、１２０℃のオーブン内に３０分間入れた。ガラス板と中間膜とが予備圧着されたサンドイッチ体をオートクレーブ内に入れ、圧力：１．３ＭＰａ、温度：１３５℃で熱圧着処理することにより、図１に示す窓ガラス本体（合わせガラス）を得た。入射角０°から８０°における日射透過率を表１に示す。

（工程（III））
窓ガラス本体（合わせガラス）の上辺および下辺に隣接して、太陽電池６２を配置し、図１に示す窓ガラス３を得る。
太陽電池６２としては、単結晶シリコン型太陽電池を用いる。単結晶シリコン型太陽電池素子の分光感度特性（波長と量子効率との関係）を図１６に示す。

例１の窓ガラスに入射角θ_０：６０°で入射した太陽光のうち、回折格子で回折する−１次回折光および窓ガラス内で反射する反射光、すなわち窓ガラスの内部に閉じ込められ、窓ガラス本体の上辺および下辺から太陽電池側に出射する光のスペクトルを図１７に示す。
図１７の光がすべて太陽電池に入射したと仮定した場合の太陽電池の発電量を計算した。結果を表１に示す。

〔例２〕
旭硝子社製フロート板ガラス（ＦＬ、厚さ４ｍｍ）について、入射角０°から８０°における日射透過率を表１に示す。
例１の窓ガラス本体（合わせガラス）の代わりに、該ガラス板を用いた以外は、例１と同様にして太陽電池付き窓ガラスを得る。

例２の窓ガラスに入射角θ_０：６０°で入射した太陽光のうち、窓ガラス内で反射する反射光、すなわち窓ガラスの内部に閉じ込められ、窓ガラスの上辺および下辺から太陽電池側に出射する光のスペクトルを図１７に示す。
図１７の光がすべて太陽電池に入射したと仮定した場合の太陽電池の発電量を計算した。結果を表１に示す。

本発明の窓ガラスは、夏季においては室内に侵入する太陽光の赤外線を効率よく遮断して室内の温度上昇を抑え、冬季においては太陽光の赤外線を室内に効率よく取り込んで室内の温度を上昇させ、そして、夏季に遮断された赤外線の光エネルギーを電気エネルギーとして有効利用することができる建築物の窓ガラス、車両用窓ガラス（自動車のルーフガラス、リアガラス、フロントガラス等）として有用である。

１ 回折格子シート
２ 回折格子シート
３ 窓ガラス
４ 窓ガラス
５ 窓ガラス
１０ 透明樹脂層
１８ 第１の主表面
１９ 第２の主表面
２０ 回折格子
２２ 格子線
３２ 第１の透明基板
３４ 第２の透明基板
５０ ガラス板
５２ 中間膜
６２ 太陽電池

Claims (9)

1. 回折格子を有する窓ガラス本体と、
   前記窓ガラス本体の少なくとも１つの辺に配置された太陽電池と
   を具備する、窓ガラス。
2. 前記窓ガラス本体が、ガラス板および回折格子シートを有する、請求項１に記載の窓ガラス。
3. 前記回折格子シートが、
   互いに平行な第１の主表面および第２の主表面を有する透明樹脂層と、
   互いに平行にかつ所定のピッチで配置された複数の格子線からなる回折格子とを有し、
   前記格子線が、前記透明樹脂層とは屈折率の異なる材料の薄膜からなり、
   前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して長さ方向が平行に延びるように、前記透明樹脂層内に埋設された、回折格子シートである、請求項２に記載の窓ガラス。
4. 前記格子線が、前記透明樹脂層の第１の主表面および第２の主表面に対して、長さ方向が平行に延びるように、かつ前記薄膜の表面が勾配を有するように、前記透明樹脂層内に埋設された、請求項３に記載の窓ガラス。
5. 前記格子線が、前記透明樹脂層より屈折率の大きい誘電体の薄膜からなる、請求項３または４に記載の窓ガラス。
6. 前記回折格子シートが、前記第１の主表面に接する第１の透明基板をさらに有する、請求項３〜５のいずれか一項に記載の窓ガラス。
7. 前記窓ガラス本体が、２枚のガラス板と、その間に挟まれた回折格子シートとが、中間膜を介して貼り合わされた合わせガラスである、請求項２〜６のいずれか一項に記載の窓ガラス。
8. 前記窓ガラス本体が、２枚のガラス板が所定の間隔をあけて配置され、少なくとも一方のガラス板の内面に回折格子シートが貼着されたた複層ガラスである、請求項２〜６のいずれか一項に記載の窓ガラス。
9. 前記窓ガラス本体が、ガラス板の表面に回折格子シートが貼着されたものである、請求項２〜６のいずれか一項に記載の窓ガラス。

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