KR20180127392A - 광학체, 창재 및 롤 커튼 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 광학체는, 사각추형의 오목부를 갖는 제1 광학 투명층과, 오목부 상에 형성된 특정 파장대의 광을 선택적으로 반사하는 파장 선택 반사층과, 파장 선택 반사층 상에 형성된 제2 광학 투명층을 구비한다. 광학체는, 입사각(θ, φ)(단, θ: 입사면이 되는 제2 광학 투명층에 대한 수선과 입사면에 입사하는 입사광이 이루는 각, φ: 입사면 내의 특정한 직선과 입사광을 입사면에 투영한 성분이 이루는 각)으로 할 때, θ=60°로 다른 φ 방향으로부터 입사면에 입사하는 입사광에 대한, 해당 입사광과 동일 사분면으로의 반사광의 평균 반사각이 30° 이상이다.
Description
[관련 출원의 상호 참조]
본 출원은, 일본에 특허 출원된 일본 특허 출원 제2016-077582호(2016년 4월 7일 출원), 및 일본 특허 출원 제2016-141835호(2016년 7월 19일 출원)의 우선권을 주장하는 것이고, 이들 상기 출원의 개시 전체를 여기에 참조를 위하여 도입한다.
본 발명은 광학체, 창재 및 롤 커튼에 관한 것이다.
공조 부하 저감의 관점에서, 일사를 반사하는 일사 차폐용 접합 구조체가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 그러나, 이 일사 차폐용 접합 구조체는, 평면 상의 창 유리에 붙여져서 사용되기 때문에, 입사한 태양광을 정반사시키는 것밖에 할 수 없다. 그로 인해, 상공으로부터 조사되어서 정반사된 태양광은, 옥외의 다른 건물이나 지면에 도달하고, 흡수되어서 열로 변해 주위의 기온을 상승시킨다. 이에 의해, 이 일사 차폐용 접합 구조체가 창 전체에 붙여진 빌딩의 주변에서는, 국소적인 온도 상승이 일어나고, 도시부에서는 히트 아일랜드 현상이 증장되는 원인이 되는 경우가 있다.
또한, 히트 아일랜드 현상을 증장하는 특정 파장대의 광을 선택적으로 정반사 이외의 방향으로 지향 반사시키는 광학체도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 광학체에 의하면, 창 유리에 붙여져서 사용되는 경우, 상공으로부터 조사되는 태양광 중 특정 파장대의 광을 상공에 반사시킬 수 있으므로, 상술한 바와 같이 정반사에 의한 히트 아일랜드 현상의 증장을 억제할 수 있는 효과가 기대된다. 그로 인해, 최근에는, 이러한 광학체로서, 특정 파장 대역의 광 지향 반사 성능이 개선된 광학체의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 상술한 요망에 따르기 위해 이루어진 것으로, 특정 파장 대역의 광 지향 반사 성능이 개선된 광학체, 창재 및 롤 커튼을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명에 따른 광학체는,
마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 오목부가 표면에 형성된 제1 광학 투명층과,
상기 오목부 상에 형성된 특정 파장대의 광을 선택적으로 반사하는 파장 선택 반사층과,
상기 파장 선택 반사층 상에 형성된 제2 광학 투명층
을 구비하고,
입사각(θ, φ)(단, θ: 입사면이 되는 상기 제2 광학 투명층에 대한 수선과 상기 입사면에 입사하는 입사광이 이루는 각, φ: 상기 입사면 내의 특정한 직선과 상기 입사광을 상기 입사면에 투영한 성분이 이루는 각)으로 할 때, θ=60°로 다른 φ 방향으로부터 상기 입사면에 입사하는 입사광에 대한, 해당 입사광과 동일 사분면으로의 반사광의 평균 반사각이 30° 이상이다.
또한, 본 발명에 따른 창재 및 본 발명에 따른 롤 커튼은, 각각 상기의 광학체를 구비하는 것이다.
본 발명에 따르면, 특정 파장 대역의 광의 지향 반사 성능을 개선할 수 있다.
도 1a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 1b는, 도 1a의 광학체를 피착체에 접합한 예를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 광학체에 대하여 입사하는 입사광과, 광학체에 의해 반사된 반사광과의 관계를 도시하는 사시도이다.
도 3a는, 제1 광학 투명층에 형성된 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 평면도이다.
도 3b는, 도 3a에 나타내는 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 3c는, 도 3a에 나타내는 제1 광학 투명층의 확대 단면도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 전체 형상의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방향에 의한 광학체(1)의 반사 기능을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방향에 의한 광학체(1)의 반사 기능의 상위를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는, 제1 실시 형태에 따른 광학체를 제조하기 위한 제조 장치의 일 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 10a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 10b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 10c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 11a는, 도 10a에 나타내는 금형을 바이트 가공에 의해 형성할 때에 사용하는 바이트의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 11b는, 도 10a에 나타내는 금형을 바이트 가공에 의해 형성할 때에 사용하는 바이트의 다른 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 12a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 12b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 12c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 14는, 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 광학체의 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 따른 광학체의 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 17a는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제1 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 17b는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제2 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 17c는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제3 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 18은, 제5 실시 형태에 따른 광학체의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 19는, 제6 실시 형태에 따른 창재의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 20a는, 제7 실시 형태에 따른 롤 커튼의 일 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 20b는, 도 20a의 B-B선 단면도이다.
도 21은, 극좌표계와 직교 좌표계의 관계를 도시하는 도면이다.
도 22는, 실시예 5의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 참고예의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 24는, 능선부가 구면 형상을 포함하는 실시예 9에 있어서의 구면 형상의 곡률 반경에 대한 상방 반사율과 최대 반사율 각과의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25a는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 0㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25b는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 5㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25c는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 10㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 26은, 광학 현미경에 의한 광학체의 개략도이다.
도 27은, 실시예 10에 있어서 입사각(θ=60°, φ=0°)의 경우의 능선부의 고저차 ΔX에 대한 상방 반사율 R1 및 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 28은, 실시예 10에 있어서 입사각(θ=70°로부터 75°, φ=0°)의 경우의 능선부 고저차 ΔX에 대한 상방 반사율 R1 및 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1b는, 도 1a의 광학체를 피착체에 접합한 예를 도시하는 단면도이다.
도 2는, 광학체에 대하여 입사하는 입사광과, 광학체에 의해 반사된 반사광과의 관계를 도시하는 사시도이다.
도 3a는, 제1 광학 투명층에 형성된 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 평면도이다.
도 3b는, 도 3a에 나타내는 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 3c는, 도 3a에 나타내는 제1 광학 투명층의 확대 단면도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 전체 형상의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방향에 의한 광학체(1)의 반사 기능을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 접합 방향에 의한 광학체(1)의 반사 기능의 상위를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는, 제1 실시 형태에 따른 광학체를 제조하기 위한 제조 장치의 일 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 10a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 10b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 10c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 11a는, 도 10a에 나타내는 금형을 바이트 가공에 의해 형성할 때에 사용하는 바이트의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 11b는, 도 10a에 나타내는 금형을 바이트 가공에 의해 형성할 때에 사용하는 바이트의 다른 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 12a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 12b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 12c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13c는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 14는, 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 광학체의 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 따른 광학체의 사각추형의 오목부의 형상 예를 도시하는 사시도이다.
도 17a는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제1 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 17b는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제2 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 17c는, 제4 실시 형태에 따른 광학체의 제3 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 18은, 제5 실시 형태에 따른 광학체의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 19는, 제6 실시 형태에 따른 창재의 일 구성예를 도시하는 단면도이다.
도 20a는, 제7 실시 형태에 따른 롤 커튼의 일 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 20b는, 도 20a의 B-B선 단면도이다.
도 21은, 극좌표계와 직교 좌표계의 관계를 도시하는 도면이다.
도 22는, 실시예 5의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 23은, 참고예의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 24는, 능선부가 구면 형상을 포함하는 실시예 9에 있어서의 구면 형상의 곡률 반경에 대한 상방 반사율과 최대 반사율 각과의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25a는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 0㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25b는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 5㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 25c는, 실시예 9에 있어서 능선부의 곡률 반경이 10㎛인 경우의 전 방향 반사율, 상방 반사율 및 하방 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 26은, 광학 현미경에 의한 광학체의 개략도이다.
도 27은, 실시예 10에 있어서 입사각(θ=60°, φ=0°)의 경우의 능선부의 고저차 ΔX에 대한 상방 반사율 R1 및 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 28은, 실시예 10에 있어서 입사각(θ=70°로부터 75°, φ=0°)의 경우의 능선부 고저차 ΔX에 대한 상방 반사율 R1 및 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
<제1 실시 형태>
[광학체의 구성]
도 1a는, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 일 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 1b는, 도 1a의 광학체를 피착체에 접합한 예를 도시하는 단면도이다. 광학체(1)는, 소위 지향 반사 성능을 갖는다. 광학체(1)는, 내부에 요철 형상의 계면을 갖는 광학층(2)과, 이 광학층(2)의 계면에 설치된 파장 선택 반사층(3)을 구비한다. 광학층(2)은, 요철 형상의 제1면을 갖는 제1 광학 투명층(4)과, 요철 형상의 제2면을 갖는 제2 광학 투명층(5)을 구비한다. 광학층(2)의 내부 계면은, 대향 배치된 요철 형상의 제1면과 제2면에 의해 형성되어 있다. 구체적으로는, 광학체(1)는, 요철면을 갖는 제1 광학 투명층(4)과, 제1 광학 투명층(4)의 요철면 상에 형성된 파장 선택 반사층(3)과, 파장 선택 반사층(3)이 형성된 요철면을 매립하도록, 파장 선택 반사층(3) 상에 형성된 제2 광학 투명층(5)을 구비한다. 광학체(1)는, 태양광 등의 광이 입사하는 입사면 S1과, 이 입사면 S1에 의해 입사한 입사광 중, 광학체(1)를 투과한 광이 출사되는 출사면 S2를 갖는다.
광학체(1)는 내벽 부재, 외벽 부재, 창재, 벽재 등에 적용하기 적합한 것이다. 또한, 광학체(1)는, 블라인드 장치의 슬랫(일사 차폐 부재)이나 롤 커튼의 스크린(일사 차폐 부재)으로서 사용해도 적합한 것이다. 또한, 광학체(1)는, 미닫이 등의 창호(내장 부재 또는 외장 부재)의 채광부에 설치되는 광학체로서 사용해도 적합한 것이다.
광학체(1)는 필요에 따라, 광학층(2)의 출사면 S2에 제1 기재(4a)를 더 구비하게 해도 된다. 또한, 광학체(1)는 필요에 따라, 광학층(2)의 입사면 S1에 제2 기재(5a)를 더 구비하게 해도 된다. 또한, 제1 기재(4a) 및/또는 제2 기재(5a)를 광학체(1)에 구비하는 경우에는, 제1 기재(4a) 및/또는 제2 기재(5a)를 광학체(1)에 구비한 상태에 있어서, 후술하는 투명성 및 투과색 등의 광학 특성을 만족시키는 것이 바람직하다.
광학체(1)는, 필요에 따라 접합층(6)을 더 구비하게 해도 된다. 접합층(6)은, 광학체(1)의 입사면 S1 및 출사면 S2 중, 창재(10)에 접합되는 면에 형성된다. 이 경우, 광학체(1)은 접합층(6)을 개재하여 피착체인 창재(10)의 옥내측 또는 옥외측에 접합된다. 접합층(6)으로서는, 예를 들어 접착제(예를 들어, UV 경화형 수지, 2액 혼합형 수지)를 주성분으로 하는 접착층 또는 점착제(예를 들어, 감압 점착재(PSA: Pressure Sensitive Adhesive))를 주성분으로 하는 점착층을 사용할 수 있다. 접합층(6)이 점착층인 경우, 접합층(6) 상에 형성된 박리층(7)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 박리층(7)을 박리하는 것만으로, 접합층(6)을 개재하여 창재(10) 등의 피착체에 대하여 광학체(1)를 용이하게 접합할 수 있다.
광학체(1)는, 제2 기재(5a)와, 접합층(6) 및/또는 제2 광학 투명층(5)의 접합성을 향상시키는 관점에서, 제2 기재(5a)와, 접합층(6) 및/또는 제2 광학 투명층(5) 사이에, 프라이머층(도시하지 않음)을 더 구비하게 해도 된다. 또한, 동일한 개소의 접합성을 향상시키는 관점에서, 프라이머층 대신에 또는 프라이머층과 함께, 공지된 물리적 전처리를 실시하는 것이 바람직하다. 공지된 물리적 전처리로서는, 예를 들어 플라스마 처리, 코로나 처리 등을 들 수 있다.
광학체(1)는, 창재(10) 등의 피착체에 접합되는 입사면 S1 또는 출사면 S2 위, 또는 그 면과 파장 선택 반사층(3) 사이에, 배리어층(도시하지 않음)을 더 구비하게 해도 된다. 배리어층의 재료로서는, 예를 들어 알루미나(Al2O3), 실리카(SiOx) 및 지르코니아 중 적어도 1종을 포함하는 무기 산화물, 폴리비닐리덴클로라이드(PVDC), 폴리불화비닐 수지 및 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체의 부분 가수분해물(EVOH) 중 적어도 1종을 포함하는 수지 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 배리어층의 재료로서는, 예를 들어 SiN, ZnS-SiO2, AlN, Al2O3, SiO2-Cr2O3-ZrO2를 포함하는 복합 산화물(SCZ), SiO2-In2O3-ZrO2를 포함하는 복합 산화물(SIZ), TiO2 및 Nb2O5 중 적어도 1종을 포함하는 유전체 재료를 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 광학체(1)가 입사면 S1 또는 출사면 S2에 배리어층을 더 갖는 경우에는, 배리어층이 형성된 제2 광학 투명층(5) 또는 제1 광학 투명층(4)이 이하의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 배리어층이 형성된 기재(5a) 또는 기재(4a)의 수증기 투과율을, 제2 광학 투명층(5) 또는 제1 광학 투명층(4)의 것보다도 낮게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 광학체(1)의 입사면 S1 또는 출사면 S2로부터 파장 선택 반사층(3)으로의 수분의 확산을 더 저감할 수 있기 때문이다. 이렇게 배리어층을 구비함으로써, 입사면 S1 또는 출사면 S2로부터 파장 선택 반사층(3)으로의 수분의 확산을 저감하고, 파장 선택 반사층(3)에 포함되는 금속 등의 열화를 억제할 수 있다. 이에 의해, 광학체(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
광학체(1)는, 표면에 내찰상성 등을 부여하는 관점에서, 하드 코팅층(8)을 더 구비하게 해도 된다. 하드 코팅층(8)은, 광학체(1)의 입사면 S1 및 출사면 S2 중, 창재(10) 등의 피착체에 접합되는 면과는 반대측의 면에 형성하는 것이 바람직하다. 하드 코팅층(8)의 연필 경도는, 내찰상성의 관점에서, 바람직하게는 2H 이상, 보다 바람직하게는 3H 이상이다. 하드 코팅층(8)은 수지 조성물을 도포, 경화하여 얻어진다. 이 수지 조성물로서는, 예를 들어 메틸트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란 등의 오르가노실란계 열경화형 수지, 에테르화 메틸올멜라민 등의 멜라민계 열경화 수지, 폴리올아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 다관능 아크릴레이트계 자외선 경화 수지 등을 들 수 있다. 하드 코팅층(8)을 형성하는 수지 조성물은, 필요에 따라, 광 안정제, 난연제 및 산화 방지제 등의 첨가제를 더 함유하게 해도 된다.
이와 같이, 하드 코팅층(8)을 형성하면, 광학체(1)에 내찰상성을 부여할 수 있으므로, 예를 들어 광학체(1)를 창재(10)의 내측에 접합한 경우에는, 광학체(1)의 표면을 사람이 만지거나, 또는 광학체(1)의 표면을 청소했을 때에도 흠집의 발생을 억제하거나 할 수 있다. 또한, 광학체(1)를 창재(10)의 외측에 접합한 경우에도, 마찬가지로 흠집의 발생을 억제할 수 있다.
광학체(1)의 입사면 S1 또는 출사면 S2에는, 방오성 등을 부여하는 관점에서, 발수성 또는 친수성을 갖는 층을 더 구비해도 된다. 이러한 기능을 갖는 층은, 예를 들어 방오제를 갖는 독립의 방오층으로서 형성해도 되고, 하드 코팅층(8) 등의 각종 기능층에 방오제를 함유함으로써 방오 기능을 가지게 해도 된다. 방오제로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 1개 이상의 (메트)아크릴기, 비닐기, 또는 에폭시기를 갖는 실리콘 올리고머 및/또는 불소 함유 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘 올리고머 및/또는 불소 올리고머의 배합량은, 고형분의 0.01질량％ 이상 5질량％ 이하인 것이 바람직하다. 배합량이 0.01질량％ 미만이면, 방오 기능이 불충분해지는 경향이 있다. 한편, 배합량이 5질량％를 초과하면, 도막 경도가 저하되는 경향이 있다. 방오제로서는, 예를 들어 DIC 가부시키가이샤제의 RS-602, RS-751-K, 사토마사제의 CN4000, 다이킨 고교 가부시키가이샤제의 옵툴 DAC-HP, 신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제의 X-22-164E, 칫소 가부시끼가이샤제의 FM-7725, 다이셀·사이텍 가부시키가이샤제의 EBECRYL350, 데구사사제의 TEGORad2700 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 하드 코팅층(8)에 방오 기능을 가지게 하는 경우, 방오성이 부여된 하드 코팅층(8)의 순수 접촉각은, 바람직하게는 70° 이상, 보다 바람직하게는 90° 이상이다. 또한, 예를 들어 하드 코팅층(8) 상에 방오층을 독립하여 형성하는 경우, 하드 코팅층(8)과 방오층 사이의 밀착성을 향상하는 관점으로부터 하면, 하드 코팅층(8)과 방오층 사이에, 커플링제층(프라이머층)을 더 갖는 것이 바람직하다.
광학체(1)는, 창재(10) 등의 피착체에 용이하게 접합 가능하게 하는 관점으로부터 하면, 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 광학체(1)에는, 가요성을 갖는 필름이나 시트가 포함되는 것으로 한다.
광학체(1)는, 투명성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 투명성으로서는, 후술하는 투과 사상 선명도의 범위를 갖는 것인 것이 바람직하다. 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)의 굴절률 차는, 바람직하게는 0.010 이하, 보다 바람직하게는 0.008 이하, 더욱 바람직하게는 0.005 이하이다. 굴절률 차가 0.010을 초과하면, 투과상이 흐리게 보이는 경향이 있다. 0.008을 초과하고 0.010 이하의 범위이면, 밖의 밝기에도 의존하지만 일상 생활에는 문제가 없다. 0.005를 초과하고 0.008 이하의 범위이면, 광원과 같이 매우 밝은 물체만 회절 패턴이 신경이 쓰이지만, 밖의 경치를 선명하게 볼 수 있다. 0.005 이하이면 회절 패턴은 거의 신경 쓰이지 않는다.
제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5) 중, 창재(10) 등과 접합하는 측이 되는 광학층은, 점착제를 주성분으로 해도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 점착재를 주성분으로 하는 제1 광학 투명층(4) 또는 제2 광학 투명층(5)에 의해, 광학체(1)를 창재(10) 등에 접합할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성으로 하는 경우, 점착제의 굴절률 차가 상기 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)은, 굴절률 등의 광학 특성이 동일한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)은, 가시 영역에 있어서 투명성을 갖는 동일 재료, 예를 들어 동일 수지 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)을 동일 재료에 의해 구성함으로써, 양자의 굴절률이 동등해지므로, 가시광의 투명성을 향상시킬 수 있다. 단, 동일 재료를 출발원으로서도, 성막 공정에서의 경화 조건 등에 의해 최종적으로 생성하는 층의 굴절률이 상이한 것이 있으므로, 주의가 필요하다. 이에 비해, 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)을 상이한 재료에 의해 구성하면, 양자의 굴절률이 상이하므로, 파장 선택 반사층(3)을 경계로서 광이 굴절하고, 투과상이 희미해지는 경향이 있다. 특히, 먼 전등 등 점 광원에 가까운 물체를 관찰하면 회절 패턴이 현저하게 관찰되는 경향이 있다. 또한, 굴절률의 값을 조정하기 위해서, 제1 광학 투명층(4) 및/또는 제2 광학 투명층(5)에 첨가제를 혼입시켜도 된다.
제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)은, 가시 영역에 있어서 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 투명성의 정의에는 2종류의 의미가 있고, 광의 흡수가 없는 것과, 광의 산란이 없는 것이다. 일반적으로 투명이라고 말했을 경우에는 전자만을 가리키는 경우가 있지만, 제1 실시 형태에 따른 광학체(1)에서는 양자를 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 현재 이용되고 있는 재귀 반사체는, 도로 표지나 야간 작업자의 의복 등, 그 표시 반사광을 시인하는 것을 목적으로 하고 있다. 그로 인해, 예를 들어 산란성을 갖고 있어도, 하지 반사체와 밀착하고 있으면, 그 반사광을 시인할 수 있다. 예를 들어, 화상 표시 장치의 전면에, 방현성의 부여를 목적으로 하여 산란성을 갖는 안티 글래어 처리를 해도, 화상은 시인할 수 있는 것과 동일한 원리이다. 그러나, 제1 실시 형태에 따른 광학체(1)는, 지향 반사하는 특정한 파장 이외의 광을 투과시킨다. 그로 인해, 이 투과 파장을 주로 투과하는 광학체(1)를 투과체에 접착하여, 그 투과광을 관찰하기 위해서는, 광의 산란이 없는 것이 바람직하다. 단, 그 용도에 따라서는, 제2 광학 투명층(5)에 의도적으로 산란성을 갖게 하는 것도 가능하다.
광학체(1)는, 바람직하게는 투과한 특정 파장 이외의 광에 대하여 주로 투과성을 갖는 강체, 예를 들어 창재(10)에 점착제 등을 통하여 접합하여 사용된다. 창재(10)로서는, 고층 빌딩이나 주택 등의 건축용 창재, 차량용의 창재 등을 들 수 있다. 건축용 창재에 광학체(1)를 적용하는 경우, 특히 동 내지 남 내지 서쪽 방향 사이의 어느 한 방향(예를 들어 남동 내지 남서향)에 배치된 창재(10)에 광학체(1)를 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 위치의 창재(10)에 적용함으로써, 더 효과적으로 열선을 반사할 수 있기 때문이다. 광학체(1)는, 단층의 창 유리뿐만 아니라, 복층 글래스 등의 특수한 유리에도 사용할 수 있다. 또한, 창재(10)는 유리를 포함하는 것에 한정되는 것은 아니고, 투명성을 갖는 고분자 재료를 포함하는 것을 사용해도 된다. 광학층(2)은, 가시 영역에 있어서 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 투명성을 가짐으로써, 광학체(1)를 창 유리 등의 창재(10)에 접합했을 경우, 가시광을 투과하고, 태양광에 의한 채광을 확보할 수 있기 때문이다. 또한, 접합하는 면으로서는 유리의 내면뿐만 아니라, 외면에도 사용할 수 있다.
또한, 광학체(1)는 다른 열선 컷 필름과 병용하여 사용할 수 있는데, 예를 들어 공기와 광학체(1)와의 계면(즉, 광학체(1)의 최표면)에 광 흡수 도막을 설치할 수도 있다. 또한, 광학체(1)는, 자외선 커트층, 표면 반사 방지층 등과도 병용하여 사용할 수 있다. 이들 기능층을 병용하는 경우, 이들 기능층을 광학체(1)와 공기 사이의 계면에 설치하는 것이 바람직하다. 단, 자외선 커트층에 대해서는, 광학체(1)보다도 태양측에 배치할 필요가 있기 때문에, 특히 실내의 창 유리면에 내부 부착용으로서 사용하는 경우에는, 해당 창 유리면과 광학체(1) 사이에 자외선 커트층을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 창 유리면과 광학체(1) 사이 접합층 중에, 자외선 흡수제를 첨가하게 해도 된다.
또한, 광학체(1)의 용도에 따라, 광학체(1)에 대하여 착색을 실시하고, 의장성을 부여하게 해도 된다. 이렇게 의장성을 부여하는 경우, 투명성을 손상시키지 않는 범위에서 제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)의 적어도 한쪽이, 가시 영역에 있어서의 특정한 파장대의 광을 주로 하여 흡수하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
도 2는, 광학체(1)에 대하여 입사하는 입사광과, 광학체(1)에 의해 반사된 반사광과의 관계를 도시하는 사시도이다. 광학체(1)는, 광 L이 입사하는 입사면 S1을 갖는다. 광학체(1)는, 입사각(θ, φ)으로 입사면 S1에 입사한 입사광 L 중, 특정 파장대의 광 L1을 선택적으로 정반사(-θ, φ+180°) 이외의 방향으로 지향 반사하는 것에 대해서, 특정 파장대 이외의 광 L2를 투과하는 것이 바람직하다. 또한, 광학체(1)는, 상기 특정 파장대 이외의 광 L2에 대하여 투명성을 갖는 것이 바람직하다. 그 투명성으로서는, 후술하는 투과 사상 선명도의 범위를 갖는 것인 것이 바람직하다. 또한, 도 2에 있어서, θ는 입사면 S1에 대한 수선 l1과, 입사광 L 또는 반사광 L1이 이루는 각이다. 또한, φ는 입사면 S1 내의 특정한 직선 l2와, 입사광 L 또는 반사광 L1을 입사면 S1에 사영한 성분이 이루는 각이다.
여기서, 입사면 S1 내의 특정한 직선 l2란, 입사각(θ, φ)을 고정하고, 광학체(1)의 입사면 S1에 대한 수선 l1을 축으로서 광학체(1)를 회전했을 때에, 입사광과 동일 사분면으로의 반사 강도가 최대가 되는 축이다(도 3a 참조). 단, 반사 강도가 최대가 되는 축(방향)이 복수인 경우, 그 중 하나를 직선 l2로서 선택하는 것으로 한다. 또한, 입사광과 동일 사분면이란, 본 명세서에서는, 특정한 직선 l2와 교차하는 입사면 S1 내의 직선과, 수선 l1을 포함하는 면을 경계로 하는 입사광측이다. 바람직하게는, 입사광과 동일 사분면은, 특정한 직선 l2가 수선이 되는 면, 즉 특정한 직선 l2와 직교하는 면을 경계로 하는 입사광측으로 하면 된다. 또한, θ의 극성은, 수선 l1을 기준으로 하여 시계 방향으로 회전한 각도 θ를 「+θ」로 하고, 반시계 방향으로 회전한 각도 θ를 「-θ」로 한다. 또한, φ의 극성은, 직선 l2를 기준으로 하여 시계 방향으로 회전한 각도 φ를 「+φ」로 하고, 반시계 방향으로 회전한 각도 φ를 「-φ」로 한다.
선택적으로 지향 반사하는 특정 파장대의 광 및 투과시키는 특정한 광은, 광학체(1)의 용도에 따라 상이하다. 예를 들어, 창재(10)에 대하여 광학체(1)를 적용하는 경우, 선택적으로 지향 반사하는 특정 파장대의 광은 근적외광이고, 투과시키는 특정한 파장대의 광은 가시광인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 선택적으로 지향 반사하는 특정 파장대의 광이, 주로 파장 대역 780nm 내지 2100nm의 근적외선인 것이 바람직하다. 근적외선을 반사함으로써, 광학체(1)를 유리창 등의 창재에 접합한 경우에, 건물 내의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 냉방 부하를 경감하고, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 여기서, 지향 반사란, 정반사 이외의 어느 특정한 방향으로의 반사를 갖고, 또한, 지향성을 갖지 않는 확산 반사 강도보다도 충분히 강한 것을 의미한다. 또한, 반사한다란, 특정한 파장 대역, 예를 들어 근적외역에 있어서의 반사율이 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 더욱 바람직하게는 80％ 이상인 것을 나타낸다. 투과한다란, 특정한 파장 대역, 예를 들어 가시광 영역에 있어서의 투과율이 바람직하게는 30％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 더욱 바람직하게는 70％ 이상인 것을 나타낸다.
광학체(1)에 있어서, 지향 반사하는 방향은, 입사광과 동일 사분면으로 하면 된다. 이에 의해, 광학체(1)를 창재(10)에 붙였을 경우, 동일 정도의 높이가 줄지어 서는 건물의 상공으로부터 입사하는 광 중, 특정 파장대의 광을 다른 건물의 상공에 효율적으로 복귀시킬 수 있기 때문이다. 광학체(1)는, 적외선 센서나 적외선 촬상과 같이, 특정한 방향으로부터 적외선을 센싱할 필요가 없으므로, 재귀 반사 방향을 입사 방향과 엄밀하게 동일한 방향으로 할 필요는 없다.
본 실시 형태에 따른 광학체(1)는, 후술하는 바와 같이, 제1 광학 투명층(4)의 요철면이 마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 오목부에 의해 형성되어 있다. 이에 의해, 광학체(1)는, 입사면 S1에 입사각 θ=60°로 다른 φ 방향으로부터 입사하는 입사광에 대한, 해당 입사광과 동일 사분면으로의 반사광의 평균 반사각이 30° 이상으로 되고 있다. 따라서, 광학체(1)를 창재(10)에 붙였을 경우, 상공으로부터 입사하는 광 중, 특정 파장대의 광을 입사광과 동일 사분면의 상공에 효율적으로 반사시킬 수 있다. 이에 의해, 주변의 건물로의 영향을 경감할 수 있고, 히트 아일랜드 현상을 저감할 수 있다. 즉, 히트 아일랜드 현상은, 일반적으로 태양의 앙각(고도)이 60° 이상이 되면 조장되는 경향이 있다. 본 실시 형태에 따른 광학체(1)는, 히트 아일랜드 현상이 개시되는 입사각 θ=60°로 다른 φ 방향으로부터의 입사광에 대한 입사광과 동일 사분면으로의 특정 파장대의 광 평균 반사각이 30° 이상이 되고 있으므로, 히트 아일랜드 현상을 저감할 수 있다. 또한, 평균 반사각이 30° 미만인 경우에는, 예를 들어 주변에 높은 건물이 있는 경우, 반사광이 주변의 높은 건물에 입사하는 확률이 높아져서 히트 아일랜드 현상이 증장되는 확률이 높아진다.
광학체(1)에 있어서, 투과성을 갖는 파장대에 대한 투과 사상 선명도에 관한 것으로, 0.5mm의 광학 빗을 사용했을 때의 값이, 바람직하게는 50 이상, 보다 바람직하게는 60 이상, 더욱 바람직하게는 75 이상이다. 투과 사상 선명도의 값이 50 미만이면, 투과상이 흐리게 보이는 경향이 있다. 50 이상 60 미만이면 밖의 밝기에도 의존하지만 일상 생활에는 문제가 없다. 60 이상 75 미만이면, 광원과 같이 매우 밝은 물체만 회절 패턴이 신경이 쓰이지만, 밖의 경치를 선명하게 볼 수 있다. 75 이상이면, 회절 패턴은 거의 신경 쓰이지 않는다. 또한 0.125mm, 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm의 광학 빗을 사용하여 측정한 투과 사상 선명도의 값의 합계값이, 바람직하게는 230 이상, 보다 바람직하게는 270 이상, 더욱 바람직하게는 350 이상이다. 투과 사상 선명도의 합계값이 230 미만이면, 투과상이 흐리게 보이는 경향이 있다. 230 이상 270 미만이면, 밖의 밝기에도 의존하지만 일상 생활에는 문제가 없다. 270 이상 350 미만이면, 광원과 같이 매우 밝은 물체만 회절 패턴이 신경이 쓰이지만, 밖의 경치를 선명하게 볼 수 있다. 350 이상이면, 회절 패턴은 거의 신경 쓰이지 않는다. 여기서, 투과 사상 선명도의 값은, 스가 시껭끼제 ICM-1T를 사용하고, JIS K7105에 준하여 측정한 것이다. 단, 투과시키고 싶은 파장이 D65 광원 파장과 상이한 경우에는, 투과하고 싶은 파장의 필터를 사용하여 교정한 후에 측정하는 것이 바람직하다.
광학체(1)에 있어서, 투과성을 갖는 파장대에 대한 헤이즈는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 6％ 이하, 보다 바람직하게는 4％ 이하, 더욱 바람직하게는 2％ 이하로 하면 된다. 헤이즈가 6％를 초과하면, 투과광이 산란되어, 흐려 보이기 때문이다. 여기서, 헤이즈는, 무라카미 시키사이제 HM-150을 사용하여, JIS K7136으로 규정되는 측정 방법에 의해 측정한 것이다. 단, 투과시키고 싶은 파장이 D65 광원 파장과 상이한 경우에는, 투과하고 싶은 파장의 필터를 사용하여 교정한 후에 측정하는 것이 바람직하다.
광학체(1)의 입사면 S1, 바람직하게는 입사면 S1 및 출사면 S2는, 투과 사상 선명도를 저하시키지 않는 정도의 평활성을 갖는다. 구체적으로는, 입사면 S1 및 출사면 S2의 산술 평균 조도 Ra는, 바람직하게는 0.08㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.06㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.04㎛ 이하이다. 또한, 상기 산술 평균 조도 Ra는, 입사면의 표면 조도를 측정하고, 2차원 단면 곡선으로부터 조도 곡선을 취득하여, 조도 파라미터로서 산출한 것이다. 측정 조건은, JIS B0601: 2001에 준거하고 있다. 이하에 측정 장치 및 측정 조건을 나타낸다.
측정 장치: 전자동 미세 형상 측정기 서프코더 ET4000A(가부시키가이샤 고사까 겡뀨쇼)
λc=0.8mm, 평가 길이 4mm, 컷오프×5배
데이터 샘플링 간격 0.5㎛
광학체 1의 투과색은, 가능한 한 중립에 가깝고, 착색이 있다고 해도 시원한 인상을 부여하는 청색, 청록색, 녹색 등의 연한 색조가 바람직하다. 이러한 색조를 얻는 관점으로부터 하면, 입사면 S1로부터 입사하고, 광학층(2) 및 파장 선택 반사층(3)을 투과하여, 출사면 S2로부터 출사되는 투과광 및 반사광의 색도 좌표 x, y는, 예를 들어 D65 광원의 조사에 대해서는, 바람직하게는 0.20<x<0.35 또한 0.20<y<0.40, 보다 바람직하게는 0.25<x<0.32 또한 0.25<y<0.37, 더욱 바람직하게는 0.30<x<0.32 또한 0.30<y<0.35의 범위를 만족시키면 된다. 또한, 색조가 붉은 빛을 띠지 않기 위해서는, 바람직하게는 y>x-0.02, 보다 바람직하게는 y>x의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 또한, 반사 색조가 입사 각도에 따라 변화하면, 예를 들어 빌딩의 창에 적용된 경우에, 장소에 따라 색조가 상이하거나, 걸으면 색이 변화하여 보이거나 하기 때문에 바람직하지 않다. 이러한 색조의 변화를 억제하는 관점으로부터 하면, 5° 이상 60° 이하의 입사 각도 θ로 입사면 S1 또는 출사면 S2로부터 입사하고, 광학체(1)에 의해 반사된 정반사광의 색 좌표 x의 차의 절댓값 및 색 좌표 y의 차의 절댓값은, 광학체(1)의 양쪽 주면의 어떤 경우든, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 이들의 절댓값은, 바람직하게는 0.05 이하, 보다 바람직하게는 0.03 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하로 하면 된다. 이러한 반사광에 대한 색 좌표 x, y에 관한 수치 범위의 한정은, 입사면 S1 및 출사면 S2의 양쪽 면에 있어서 만족시켜지는 것이 바람직하다.
정반사 근방에서의 색 변화를 억제하기 위해서는, 바람직하게는 5° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이하의 경사각을 갖는 평면이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 파장 선택 반사층(3)이 수지로 덮여 있는 경우, 입사광이 공기로부터 수지에 입사할 때에 굴절하기 때문에, 더 넓은 입사각의 범위에서 정반사 광 근방에서의 색조 변화를 억제할 수 있다. 기타, 정반사 이외로의 반사색이 문제가 되는 경우에는, 문제가 되는 방향으로 지향 반사하지 않도록, 광학체(1)를 배치하는 것이 바람직하다.
이하, 광학체(1)를 구성하는 제1 광학 투명층(4), 제2 광학 투명층(5) 및 파장 선택 반사층(3)에 대하여 순차 설명한다.
(제1 광학 투명층, 제2 광학 투명층)
제1 광학 투명층(4)은, 예를 들어 파장 선택 반사층(3)을 지지하고, 또한 보호하기 위한 것이다. 제1 광학 투명층(4)은, 광학체(1)에 가요성을 부여하는 관점에서, 예를 들어 수지를 주성분으로 하는 층을 포함한다. 제1 광학 투명층(4)의 양쪽 주면 중, 예를 들어 한쪽 면은 평활면이고, 다른 쪽의 면은 요철면(제1면)이다. 파장 선택 반사층(3)은 해당 요철면 상에 형성된다.
제2 광학 투명층(5)은, 파장 선택 반사층(3)이 형성된 제1 광학 투명층(4)의 제1면(요철면)을 포매함으로써, 파장 선택 반사층(3)을 보호하기 위한 것이다. 제2 광학 투명층(5)은, 광학체(1)에 가요성을 부여하는 관점에서, 예를 들어 수지를 주성분으로 하는 층을 포함한다. 제2 광학 투명층(5)의 양쪽 주면 중, 예를 들어 한쪽 면은 평활면이고, 다른 쪽의 면은 요철면(제2면)이다. 제1 광학 투명층(4)의 요철면과 제2 광학 투명층(5)의 요철면은, 서로 요철을 반전한 관계에 있다.
제1 광학 투명층(4)의 요철면은, 마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 오목부(4c)가 최조밀 충전 상태에서 2차원 배열되어 형성되어 있다. 제2 광학 투명층(5)의 요철면은, 마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 볼록부(5c)가 2차원 배열되어서 형성되어 있다. 제1 광학 투명층(4)의 사각추형의 오목부(4c)와 제2 광학 투명층(5)의 사각추형의 볼록부(5c)는, 요철이 반전하고 있는 점만이 상이하므로, 이하에서는 제1 광학 투명층(4)의 사각추형의 오목부(4c)에 대하여 설명한다.
도 3a는, 제1 광학 투명층(4)에 형성된 사각추형의 오목부(4c)의 형상 예를 도시하는 평면도이다. 도 3b는, 도 3a에 나타내는 사각추형의 오목부(4c)의 형상 예를 도시하는 사시도이다. 도 3c는, 도 3a에 나타내는 사각추형의 오목부(4c)가 형성된 제1 광학 투명층(4)의 확대 단면도이다. 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 사각추형의 오목부(4c)는, 제1 방향의 직선 l3(파선으로 나타냄)에 따라 평행하게 배열하는 복수의 능선부(4d1)와, 직선 l3과 교차하는 제2 방향의 직선 l4(파선으로 나타냄)에 따라 평행하게 배열하는 능선부(4d2)에 의해 최조밀 충전 상태에서 2차원 배열되어 형성되어 있다. 각각의 사각추형의 오목부(4c)는, 사각추면을 형성하는 제1 경사면 T1, 제2 경사면 T2, 제3 경사면 T3 및 제4 경사면 T4와, 마름모꼴의 개구면을 갖고 있다. 능선부(4d1)는, 인접하는 사각추형의 오목부(4c)의 제2 경사면 T2와 제4 경사면 T4로 형성된다. 마찬가지로, 능선부(4d2)는, 인접하는 사각추형의 오목부(4c)의 제1 경사면 T1과 제3 경사면 T3으로 형성된다.
여기서, 직선 l3과 직선 l4가 이루는 각, 즉 능선부(4d1)와 능선부(4d2)의 교차 각도(내각) θ1은, 능선부(4d1)와 능선부(4d2)에 의해 마름모꼴을 형성할 수 있으면 특별히 제한은 없다. 그러나, 사각추형의 오목부(4c)를 후술하는 바와 같이 금형을 사용하는 전사법에 의해 형성하는 경우에는, 금형의 제작상의 관점으로부터 하면, 25°≤θ1≤120°로 하는 것이 바람직하다. 파장 선택 반사층(3)은 사각추형의 오목부(4c) 상에 성막시키기 위해서, 파장 선택 반사층(3)의 형상은, 사각추형의 오목부(4c)의 표면 형상과 동일한 형상을 갖게 된다. 또한, 능선부(4d1)의 꼭지각 η1 및 능선부(4d2)의 꼭지각 η2, 즉 인접하는 사각추형의 오목부(4c)의 제2 경사면 T2와 제4 경사면 T4가 이루는 각도 및 인접하는 사각추형의 오목부(4c)의 제1 경사면 T1과 제3 경사면 T3이 이루는 각도는, 금형의 제작상 및 상기 식 (1)을 만족하는 데에는, 60°≤η1(η2)≤120°로 하면 된다. 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)는, 가공 오차를 포함하는 첨상이어도 되고, 구면 형상이나 비구면상의 만곡 형상이어도 된다. 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)가 구면 형상이나 비구면상의 만곡 형상으로 형성되어 있는 경우, 꼭지각 η는 만곡부보다 앞의 부분의 변 개방 각도로 한다.
또한, 도 3a에 있어서, 사각추형의 오목부(4c)의 2차원 배열 방향의 한쪽을 Z 방향, 다른 쪽을 Y 방향, Z 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향을 X 방향으로 하는 3차원의 직교 좌표계를 정의한다. 또한, 도 3a에 있어서는, 마름모꼴의 개구면의 한쪽의 대각선은 Z 방향과 일치하고, 다른 쪽의 대각선은 Y 방향과 일치하고 있다. 도 3a에 있어서 사각추형의 오목부(4c)의 Y 방향의 피치 Py 및 Z 방향의 피치 Pz는, 바람직하게는 5㎛ 이상 5mm 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 250㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이상 200㎛ 이하로 하면 된다. 피치 Py 및 피치 Pz가 5㎛ 미만이면, 사각추형의 오목부(4c)의 형상을 원하는 것으로 하는 것이 어려운 동시에, 파장 선택 반사층(3)의 파장 선택 특성은 일반적으로는 급준하게 하는 것이 곤란하기 때문에, 투과 파장의 일부를 반사하는 경우가 있다. 이러한 반사가 일어나면 회절이 발생하여 고차의 반사까지 시인되기 때문에, 투명성이 나쁘게 느껴지는 경향이 있다. 한편, 피치 Py 및 피치 Pz가 5mm를 초과하면, 지향 반사에 필요한 사각추형의 오목부(4c)의 형상을 고려한 경우, 필요한 막 두께가 두꺼워져 플렉시블성이 상실되고, 창재(10) 등의 강체에 접합하는 것이 곤란해진다. 또한, 피치 Py 및 피치 Pz를 250㎛ 미만으로 함으로써, 또한 플렉시블성이 증가하고, 롤·투·롤에서의 제조가 용이하게 되고, 배치 생산이 불필요하게 된다. 창 등의 건축재에 광학체(1)를 적용하기 위해서는, 몇m 정도의 길이가 필요하고, 배치 생산보다도 롤·투·롤에서의 제조가 적합하다. 또한, 피치 Py 및 피치 Pz를 20㎛ 이상 200㎛ 이하로 한 경우에는, 보다 생산성이 향상된다.
도 3c는, 사각추형의 오목부(4c)의 Z 방향의 대각선에 따른 확대 단면도를 도시하고 있다. 사각추형의 오목부(4c)는, 당해 오목부(4c)의 마름모꼴의 개구면의 무게 중심(4f)을 통하는 수선 l1에 대하여 비대칭인 형상으로 해도 된다. 이 경우, 사각추형의 오목부(4c)의 주축 lm은, 수선 l1에 대하여 각도 θ2 기울게 된다. 이하, 이 각도 θ2를 경사 각도 θ2라고도 말한다. 여기서, 주축 lm이란, 사각추형의 오목부(4c)의 최하점(4e)과 마름모꼴의 개구면의 무게 중심(4f)을 통과하는 직선을 의미한다. 경사 각도 θ2의 방향은, 지면에 대하여 대략 수직으로 배치된 창재(10)에 광학체(1)를 접합한 경우, 창재(10)의 상방측(상공측)으로 하면 된다. 도 3c에서는, 사각추형의 오목부(4c)의 주축 lm이, Z(+) 방향으로 기운 예가 나타나 있다. 따라서, 이 경우, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 사각추형의 오목부(4c)의 제1 경사면 T1의 면적을 S1, 제2 경사면 T2의 면적을 S2, 제3 경사면 T3의 면적을 S3, 제4 경사면 T4의 면적을 S4로 하면, S1(=S2)<S3(=S4)가 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 특정한 직선 l2는, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 마름모꼴의 개구면의 한쪽의 대각선과 평행한 Z 방향의 직선(파선으로 나타냄)으로서 정의된다.
이와 같이, 사각추형의 오목부(4c)를 상방으로 기울이면, 예를 들어 상방으로부터 입사각 60°로 입사하는 입사광은, 입사하는 방향(방위각)에 따라, 대부분이 면적이 큰 제3 경사면 T3 및/또는 제4 경사면 T4에 입사하게 된다. 그리고, 제3 경사면 T3에 입사한 입사광 중 특정 파장대의 광의 대부분은, 제3 경사면 T3에서 1회 반사되어서 입사광과 동일 사분면에 반사된다. 동일하게, 제4 경사면 T4에 입사한 입사광에 대해서도, 특정 파장대의 광의 대부분은, 제4 경사면 T4에서 1회 반사되어 입사광과 동일 사분면에 반사된다.
본 실시 형태에 따른 광학체(1)에 있어서는, 상술한 능선부(4d1)와 능선부(4d2)의 교차 각도 θ1 및 수선 l1에 대한 주축 lm의 경사 각도 θ2는, 하기 식 (1) 또는 (2)를 만족하면 된다.
25°≤θ1≤45° 또한 θ2≤15°
(1)
90°≤θ1≤120° 또한 θ2≤10°
(2)
여기서, 교차 각도 θ1이 25°≤θ1≤45°의 경우, 즉 사각추형의 오목부(4c)의 마름모꼴의 개구면이 Y 방향으로 긴 경우, θ2>15°가 되면, 후술하는 비교예 6과 같이, 입사각 60°로 입사하는 입사광에 대하여 동일 사분면으로의 특정 파장대의 광 평균 반사각이 30°에 달하지 않게 된다. 동일하게, 교차 각도 θ1이 90°≤θ1≤120°의 경우, 즉 사각추형의 오목부(4c)의 마름모꼴의 개구면이 정사각형으로부터 Z 방향으로 길어지는 경우, θ2>10°가 되면, 후술하는 비교예 2 및 비교예 5와 같이, 입사각 60°로 입사하는 입사광에 대하여 동일 사분면으로의 특정 파장대의 광 평균 반사각이 30°에 달하지 않게 된다. 따라서, 이들 경우에는, 상술한 바와 같이 예를 들어 주변에 높은 건물이 있는 경우, 반사광이 주변의 높은 건물에 입사하는 확률이 높아져서 히트 아일랜드 현상이 증장되는 확률이 높아진다.
제1 광학 투명층(4)은, 100℃에서의 저장 탄성률의 저하가 적고, 25℃와 100℃에서의 저장 탄성률이 현저하게 상이하지 않은 수지를 주성분으로 하고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 25℃에서의 저장 탄성률이 3×109Pa 이하이고, 100℃에서의 저장 탄성률이 3×107Pa 이상인 수지를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 제1 광학 투명층(4)은, 1종의 수지 구성되어 있는 것이 바람직하지만, 2종류 이상의 수지를 포함하고 있어도 된다. 또한, 필요에 따라, 첨가제가 혼입되어 있어도 된다.
이렇게 100℃에서의 저장 탄성률의 저하가 적고, 25℃와 100℃에서의 저장 탄성률이 현저하게 상이하지 않은 수지를 주성분으로 하고 있으면, 열 또는 열과 가압을 수반하는 프로세스가 제1 광학 투명층(4)의 요철면(제1면)을 형성 후에 존재하는 경우에도, 설계한 계면 형상을 거의 유지할 수 있다. 이에 비해, 100℃에서의 저장 탄성률의 저하가 크고, 25℃와 100℃에서의 저장 탄성률이 현저하게 다른 수지를 주성분으로 하고 있으면, 설계한 계면 형상으로부터의 변형이 커지고, 광학체(1)에 컬이 발생하거나 한다.
여기서, 열을 수반하는 프로세스에는, 어닐 처리 등과 같이 직접적으로 광학체(1) 또는 그 구성 부재에 대하여 열을 가하는 것과 같은 프로세스뿐만 아니라, 간접적으로 열을 가하는 것과 같은 프로세스도 포함된다. 예를 들어, 박막의 성막 시 및 수지 조성물의 경화 시 등에, 성막면이 국소적으로 온도 상승하여 간접적으로 그것들에 대하여 열을 가하는 것과 같은 프로세스나, 에너지선 조사에 의해 금형의 온도가 상승하고, 간접적으로 광학체에 열을 가하는 것과 같은 프로세스도 포함된다. 또한, 상술한 저장 탄성률의 수치 범위를 한정함으로써 얻어지는 효과는, 수지의 종류에 특별히 한정되지 않고, 열가소성 수지, 열경화형 수지 및 에너지선 조사형 수지의 어느 것이라도 얻을 수 있다.
제1 광학 투명층(4)의 저장 탄성률은, 예를 들어 이하와 같이 하여 확인할 수 있다. 제1 광학 투명층(4)의 표면이 노출하고 있는 경우에는, 그 노출면의 저장 탄성률을 미소 경도계를 사용하여 측정함으로써 확인할 수 있다. 또한, 제1 광학 투명층(4)의 표면에 제1 기재(4a) 등이 형성되어 있는 경우에는, 제1 기재(4a) 등을 박리하여, 제1 광학 투명층(4)의 표면을 노출시킨 후, 그 노출면의 저장 탄성률을 미소 경도계를 사용하여 측정함으로써 확인할 수 있다.
고온 하에서의 탄성률 저하를 억제하는 방법으로서는, 예를 들어 열가소성 수지에 있어서는, 측쇄의 길이 및 종류 등을 조정하는 방법을 들 수 있고, 열경화형 수지 및 에너지선 조사형 수지에 있어서는, 가교점의 양 및 가교재의 분자 구조 등을 조정하는 방법을 들 수 있다. 단, 이러한 구조 변경에 의해 수지 재료 자체에 요구되는 특성이 손상되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가교제의 종류에 따라서는 실온 부근에서의 탄성률이 높아지고, 취화되어 버리거나, 수축이 커져 필름이 만곡하거나, 컬링하거나 하는 경우가 있으므로, 가교제의 종류를 원하는 특성에 따라서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
제1 광학 투명층(4)이, 결정성 고분자 재료를 주성분으로서 포함하고 있는 경우에는, 유리 전이점이, 제조 프로세스 중의 최고 온도보다 크고, 제조 프로세스 중의 최고 온도 하에서의 저장 탄성률의 저하가 적은 수지를 주성분으로 하고 있는 것이 바람직하다. 이에 비해, 유리 전이점이, 실온 25℃ 이상, 제조 프로세스 중의 최고 온도 이하의 범위 내에 있고, 제조 프로세스 중의 최고 온도 하에서의 저장 탄성률의 저하가 큰 수지를 사용하면, 제조 프로세스 중에, 설계한 이상적인 계면 형상을 유지하는 것이 곤란해진다.
제1 광학 투명층(4)이, 비정질성 고분자 재료를 주성분으로서 포함하고 있는 경우에는, 융점이 제조 프로세스 중의 최고 온도보다 크고, 제조 프로세스 중의 최고 온도 하에서의 저장 탄성률의 저하가 적은 수지를 주성분으로 하고 있는 것이 바람직하다. 이에 비해, 융점이 실온 25℃ 이상, 제조 프로세스 중의 최고 온도 이하의 범위 내에 있고, 제조 프로세스 중의 최고 온도 하에서의 저장 탄성률의 저하가 큰 수지를 사용하면, 제조 프로세스 중에, 설계한 이상적인 계면 형상을 유지하는 것이 곤란해진다.
여기서, 제조 프로세스 중의 최고 온도란, 제조 프로세스 중에 있어서의 제1 광학 투명층(4)의 요철면(제1면)의 최고 온도를 의미하고 있다. 상술한 저장 탄성률의 수치 범위 및 유리 전이점의 온도 범위는, 제2 광학 투명층(5)도 만족시키고 있는 것이 바람직하다.
즉, 제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)의 적어도 한쪽이, 25℃에서의 저장 탄성률이 3×109Pa 이하인 수지를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 실온 25℃에서 광학체(1)에 가요성을 부여할 수 있으므로, 롤·투·롤에서의 광학체(1)의 제조가 가능하게 되기 때문이다.
제1 기재(4a) 및 제2 기재(5a)는, 예를 들어 투명성을 갖고 있다. 기재의 형상으로서는, 광학체(1)에 가요성을 부여하는 관점에서, 필름상을 갖는 것이 바람직하지만, 특별히 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 제1 기재(4a) 및 제2 기재(5a)의 재료로서는, 예를 들어 공지된 고분자 재료를 사용할 수 있다. 공지된 고분자 재료로서는, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에스테르(TPEE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 아라미드, 폴리에틸렌(PE), 폴리아크릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리프로필렌(PP), 디아세틸셀룰로오스, 폴리염화비닐, 아크릴 수지(PMMA), 폴리카르보네이트(PC), 에폭시 수지, 요소 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등을 들 수 있지만, 특별히 이들 재료에 한정되는 것은 아니다. 제1 기재(4a) 및 제2 기재(5a)의 두께는, 생산성의 관점에서 38 내지 100㎛인 것이 바람직하지만, 이 범위에 특별히 한정되는 것은 아니다. 제1 기재(4a) 및 제2 기재(5a)는, 에너지선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 후술하는 바와 같이, 제1 기재(4a) 또는 제2 기재(5a)와 파장 선택 반사층(3) 사이에 개재시킨 에너지선 경화형 수지에 대하여 제1 기재(4a) 또는 제2 기재(5a)측으로부터 에너지선을 조사하고, 에너지선 경화형 수지를 경화시킬 수 있기 때문이다.
제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)은, 예를 들어 투명성을 갖는다. 제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)은, 예를 들어 수지 조성물을 경화함으로써 얻어진다. 수지 조성물로서는, 제조의 용이성 관점으로부터 하면, 광 또는 전자선 등에 의해 경화하는 에너지선 경화형 수지 또는 열에 의해 경화하는 열경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 에너지선 경화형 수지로서는, 광에 의해 경화하는 감광성 수지 조성물이 바람직하고, 자외선에 의해 경화하는 자외선 경화형 수지 조성물이 가장 바람직하다. 수지 조성물은, 제1 광학 투명층(4) 또는 제2 광학 투명층(5)과 파장 선택 반사층(3)과의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 인산을 함유하는 화합물, 숙신산을 함유하는 화합물, 부티로락톤을 함유하는 화합물을 더 함유하는 것이 바람직하다. 인산을 함유하는 화합물로서는, 예를 들어 인산을 함유하는 (메트)아크릴레이트, 바람직하게는 인산을 관능기에 갖는 (메트)아크릴 단량체 또는 올리고머를 사용할 수 있다. 숙신산을 함유하는 화합물로서는, 예를 들어 숙신산을 함유하는 (메트)아크릴레이트, 바람직하게는 숙신산을 관능기에 갖는 (메트)아크릴 단량체 또는 올리고머를 사용할 수 있다. 부티로락톤을 함유하는 화합물로서는, 예를 들어 부티로락톤을 함유하는 (메트)아크릴레이트, 바람직하게는 부티로락톤을 관능기에 갖는 (메트)아크릴 단량체 또는 올리고머를 사용할 수 있다.
자외선 경화형 수지 조성물은, 예를 들어 (메트)아크릴레이트와, 광중합 개시제를 함유하고 있다. 또한, 자외선 경화형 수지 조성물이 필요에 따라, 광 안정제, 난연제, 레벨링제 및 산화 방지제 등을 더 함유하게 해도 된다.
아크릴레이트로서는, 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 갖는 단량체 및/또는 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다. 이 단량체 및/또는 올리고머로서는, 예를 들어 우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 폴리올(메트)아크릴레이트, 폴리에테르(메트)아크릴레이트, 멜라민(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 여기서, (메트)아크릴로일기란, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기의 어느 것을 의미하는 것이다. 여기서, 올리고머란, 분자량 500 이상 60000 이하의 분자를 말한다.
광중합 개시제로서는, 공지된 재료로부터 적절히 선택한 것을 사용할 수 있다. 공지된 재료로서는, 예를 들어 벤조페논 유도체, 아세토페논 유도체, 안트라퀴논 유도체 등을 단독으로 또는 병용하여 사용할 수 있다. 중합 개시제의 배합량은, 고형분 중 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하인 것이 바람직하다. 0.1질량％ 미만이면 광 경화성이 저하되고, 실질적으로 공업 생산에 적합하지 않다. 한편, 10질량％를 초과하면, 조사광량이 작은 경우에, 도막에 악취가 남는 경향이 있다. 여기서, 고형분이란, 경화 후의 하드 코팅층(12)을 구성하는 모든 성분을 말한다. 구체적으로는 예를 들어, 아크릴레이트 및 광중합 개시제 등을 고형분이라고 한다.
수지는 에너지선 조사나 열 등에 의해 구조를 전사할 수 있는 것이 바람직하고, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 열가소성 수지 등 상술한 굴절률의 요구를 충족시키는 것이면 어떤 종류의 수지를 사용해도 된다.
경화 수축을 저감하기 위해서, 올리고머를 첨가해도 된다. 경화제로서 폴리이소시아네이트 등을 포함해도 된다. 또한, 제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)과의 밀착성을 고려하여 수산기나 카르복실기, 인산기를 갖는 것과 같은 단량체, 다가 알코올류, 카르복실산, 실란, 알루미늄, 티타늄 등의 커플링제나 각종 킬레이트제 등을 첨가해도 된다.
수지 조성물이, 가교제를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이 가교제로서는, 환상의 가교제를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 가교제를 사용함으로써 실온에서의 저장 탄성률을 크게 변화시키지 않고, 수지를 내열화할 수 있기 때문이다. 또한, 실온에서의 저장 탄성률이 크게 변화하면, 광학체(1)가 취화되어, 롤·투·롤 공정 등에 의한 광학체(1)의 제작이 곤란해진다. 환상의 가교제로서는, 예를 들어 디옥산글리콜디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디메타크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 이소시아누르산디아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 이소시아누르산트리아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 등을 들 수 있다.
제1 기재(4a) 또는 제2 기재(5a)는, 제1 광학 투명층(4) 또는 제2 광학 투명층(5)보다 수증기 투과율이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 광학 투명층(4)을 우레탄 아크릴레이트와 같은 에너지선 경화형 수지로 형성하는 경우에는, 제1 기재(4a)를 제1 광학 투명층(4)보다 수증기 투과율이 낮고, 또한, 에너지선 투과성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 입사면 S1 또는 출사면 S2로부터 파장 선택 반사층(3)으로의 수분의 확산을 저감하고, 파장 선택 반사층(3)에 포함되는 금속 등의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 광학체(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 두께 75㎛의 PET의 수증기 투과율은, 10g/㎡/day(40℃, 90％RH) 정도이다.
제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)의 적어도 한쪽이, 극성이 높은 관능기를 포함하고, 그 함유량이 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)에서 상이한 것이 바람직하다. 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)의 양쪽이, 인산 화합물(예를 들어, 인산 에스테르)을 포함하고, 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)에 있어서의 상기 인산 화합물의 함유량이 상이한 것이 바람직하다. 인산 화합물의 함유량은, 제1 광학 투명층(4)과 제2 광학 투명층(5)에 있어서, 바람직하게는 2배 이상, 보다 바람직하게는 5배 이상, 더욱 바람직하게는 10배 이상 상이하다.
제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)의 적어도 한쪽이, 인산 화합물을 포함하는 경우, 파장 선택 반사층(3)은, 인산 화합물을 포함하는 제1 광학 투명층(4) 또는 제2 광학 투명층(5)과 접하는 면에, 산화물 또는 질화물, 산질화물을 포함하는 것이 바람직하다. 파장 선택 반사층(3)은, 인산 화합물을 포함하는 제1 광학 투명층(4) 또는 제2 광학 투명층(5)과 접하는 면에, 산화아연(ZnO) 또는 산화니오븀을 포함하는 층을 갖는 것이 특히 바람직하다. 이들 광학층과 파장 선택 반사층(3)과의 밀착성이 향상하기 때문이다. 또한, 파장 선택 반사층(3)이 Ag 등의 금속을 포함하는 경우에, 부식 방지 효과가 높기 때문이다. 또한, 이 파장 선택 반사층(3)은, Al, Ga 등의 도펀트를 함유하고 있어도 된다. 금속 산화물층을 스퍼터법 등으로 형성하는 경우에, 막질이나 평활성이 향상하기 때문이다.
제1 광학 투명층(4) 및 제2 광학 투명층(5)의 적어도 한쪽이, 광학체(1)나 창재(10) 등에 의장성을 부여하는 관점으로부터 하면, 가시 영역에 있어서의 특정한 파장대의 광을 흡수하는 특성을 갖는 것이 바람직하다. 수지 중에 분산시키는 안료는, 유기계 안료 및 무기계 안료 중 어느 것이어도 되지만, 특히 안료 자체의 내후성이 높은 무기계 안료로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 지르콘 그레이(Co, Ni 도프 ZrSiO4), 프라세오디뮴 옐로우(Pr 도프 ZrSiO4), 크롬티타늄 옐로우(Cr, Sb 도프 TiO2 또는 Cr, W 도프 TiO2), 크롬 그린(Cr2O3 등), 피콕 블루((CoZn)O(AlCr)2O3), 빅토리아 그린((Al, Cr)2O3), 감청(CoO·Al2O3·SiO2), 바나듐 지르코늄청(V 도프 ZrSiO4), 크롬 주석 핑크(Cr 도프 CaO·SnO2·SiO2), 망가니즈 핑크(Mn 도프 Al2O3), 새먼 핑크(Fe 도프 ZrSiO4) 등의 무기 안료, 아조계 안료나 프탈로시아닌계 안료 등의 유기 안료를 들 수 있다.
(파장 선택 반사층)
파장 선택 반사층(3)은, 입사면에 입사한 입사광 중, 특정 파장대의 광을 지향 반사하는 것에 대해서, 특정 파장대 이외의 광을 투과하는 것이다. 파장 선택 반사층(3)은, 비정질 고굴절률층과, 금속층이 교대로 적층되어 있어도 된다. 단, 파장 선택 반사층(3)의 최표면이 고굴절률층인 경우, 최표면의 고굴절률층은, 비정질이어도 되고, 결정질이어도 된다.
제1 광학 투명층(4)의 요철 형상의 제1면 상에 결정질의 고굴절률층을 형성하면, 고굴절률층이 균일한 두께가 되지 않으므로, 그 위에 형성되는 금속층도 균일하게 성막되지 않고, 일광 흡수가 커진다. 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 제1 광학 투명층(4)의 요철 형상의 제1면 상에 비정질 고굴절률층을 형성하면, 비정질 고굴절률층이 균일한 두께가 되어, 그 위에 형성되는 금속층도 균일하게 성막되고, 일광 흡수가 작아지는 것을 알아내었다.
파장 선택 반사층(3)의 평균 두께로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 선택할 수 있지만, 20㎛ 이하가 바람직하고, 5㎛ 이하가 보다 바람직하고, 1㎛ 이하가 특히 바람직하다. 파장 선택 반사층(3)의 평균 두께가 20㎛를 초과하면, 투과광이 굴절하는 광로가 길어져, 투과상이 왜곡되어 보이는 경향이 있다.
((금속층))
금속층의 재질로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 금속 단체, 합금 등을 들 수 있다. 금속 단체로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 Au, Ag, Cu, Al, Ni, Cr, Ti, Pd, Co, Si, Ta, W, Mo, Ge 등을 들 수 있다. 합금으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, Ag계, Cu계, Al계, Si계 또는 Ge계의 재료가 바람직하고, AlCu, AlTi, AlCr, AlCo, AlNdCu, AlMgSi, AgPdCu, AgPdTi, AgCuTi, AgPdCa, AgPdMg, AgPdFe가 보다 바람직하다. 또한, 금속층의 부식을 억제하기 위해서, 금속층에 대하여 Ti, Nd 등의 재료를 첨가하는 것이 바람직하다. 특히, 금속층의 재료로서 Ag를 사용하는 경우에는, Ti, Nd를 첨가하는 것이 바람직하다.
금속층의 평균 두께로서는, 5.0nm 내지 23.0nm인 것이 바람직하다. 금속층의 평균 두께가 5.0nm보다 작으면 표면이 평활해도, 광이 투과하여 반사하지 않는 경우가 있고, 23.0nm를 초과하면 광이 투과하지 않는 경우가 있다.
금속층의 평균 두께의 측정 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 투과형 전자 현미경에 의한 단면 측정, 형광 X선 막 두께 측정기, X선 반사율법 등을 들 수 있다.
금속층의 형성 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 스퍼터링법, 증착법, CVD(Chemical Vapor Deposition; 화학 증착법)법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 웨트 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있다.
((비정질 고굴절률층))
비정질 고굴절률층은, 가시 영역에 있어서 굴절률이 높고 반사 방지층으로서 기능하는 비정질의 고굴절률층이다. 비정질 고굴절률층의 재질로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 금속 산화물, 금속 질화물 등을 들 수 있다. 금속 산화물로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 산화니오븀, 산화탄탈륨, 산화티타늄, 산화인듐 주석, 이산화규소, 산화세륨, 산화주석, 산화알루미늄 등을 들 수 있다. 금속 질화물로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 질화규소, 질화알루미늄, 질화티타늄 등을 들 수 있다.
비정질 고굴절률층은, 추가로 첨가하는 원소나 양을 제어하여 비정질막이 되기 쉬운 재료를 적용하는 것이 바람직하다. 그러한 재료로서는, 예를 들어 In2O3와 In2O3에 대하여 10질량％ 내지 40질량％의 CeO2를 함유하는 복합 금속 산화물, ZnO와 ZnO에 대하여 20질량％ 내지 40질량％의 SnO2를 함유하는 복합 금속 산화물 및 ZnO와 ZnO에 대하여 10질량％ 내지 20질량％의 TiO2를 함유하는 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다. 비정질성에 대해서는, 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 층의 단면 화상의 관찰에 의해 확인할 수 있다. 여기서 고굴절률이란, 예를 들어 굴절률 1.7 이상을 가리킨다.
비정질 고굴절률층의 평균 두께로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 10nm 내지 200nm가 바람직하고, 15nm 내지 150nm가 보다 바람직하고, 20nm 내지 130nm가 특히 바람직하다.
비정질 고굴절률층의 형성 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 스퍼터링법, 증착법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 웨트 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있다.
(기타의 층)
기타의 층으로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 기능층 등을 들 수 있다.
(기능층)
기능층은, 외부 자극에 의해 반사 성능 등이 가역적으로 변화하는 크로믹 재료를 주성분으로 한다. 크로믹 재료는, 예를 들어 열, 광, 침입 분자 등의 외부 자극에 의해 구조를 가역적으로 변화시키는 재료이다. 크로믹 재료로서는, 예를 들어 포토크로믹 재료, 서모크로믹 재료, 가스크로믹 재료, 일렉트로크로믹 재료를 사용할 수 있다.
포토크로믹 재료란, 광의 작용에 의해 구조를 가역적으로 변화시키는 재료이다. 포토크로믹 재료는, 예를 들어 자외선 등의 광 조사에 의해, 반사율이나 색 등의 다양한 물성을 가역적으로 변화시킬 수 있다. 포토크로믹 재료로서는, 예를 들어 Cr, Fe, Ni 등을 도핑한 TiO2, WO3, MoO3, Nb2O5 등의 전이 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 층과 굴절률의 다른 층을 적층함으로써 파장 선택성을 향상시킬 수도 있다.
서모크로믹 재료란, 열의 작용에 의해 구조를 가역적으로 변화시키는 재료이다. 서모크로믹 재료는, 가열에 의해, 반사율이나 색 등의 다양한 물성을 가역적으로 변화시킬 수 있다. 서모크로믹 재료로서는, 예를 들어 VO2 등을 사용할 수 있다. 또한, 전이 온도나 전이 커브를 제어하는 목적으로, W, Mo, F 등의 원소를 첨가할 수도 있다. 또한, VO2 등의 서모크로믹 재료를 주성분으로 하는 박막을, TiO2나 ITO 등의 고굴절률체를 주성분으로 하는 반사 방지층 사이에 끼운 적층 구조로 해도 된다.
또는, 콜레스테릭 액정 등의 포토닉 래티스를 사용할 수도 있다. 콜레스테릭 액정은 층 간격에 따른 파장의 광을 선택적으로 반사할 수 있고, 이 층 간격은 온도에 의해 변화하기 때문에, 가열에 의해, 반사율이나 색 등의 물성을 가역적으로 변화시킬 수 있다. 이때, 층 간격이 다른 몇 가지의 콜레스테릭 액정층을 사용하여 반사 대역을 확장하는 것도 가능하다.
일렉트로크로믹 재료란, 전기에 의해, 반사율이나 색 등의 다양한 물성을 가역적으로 변화시킬 수 있는 재료이다. 일렉트로크로믹 재료로서는, 예를 들어 전압의 인가에 의해 구조를 가역적으로 변화시키는 재료를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 일렉트로크로믹 재료로서는, 예를 들어 프로톤 등의 도프 또는 탈도프에 의해, 반사 특성이 바뀌는 반사형 조광 재료를 사용할 수 있다. 반사형 조광 재료란, 구체적으로는 외부 자극에 의해, 광학적인 성질을 투명한 상태와, 거울의 상태 및/또는 그 중간 상태로 제어할 수 있는 재료이다. 이러한 반사형 조광 재료로서는, 예를 들어 마그네슘 및 니켈의 합금 재료, 마그네슘 및 티타늄의 합금 재료를 주성분으로 하는 합금 재료, WO3나 마이크로 캡슐 중에 선택 반사성을 갖는 침상 결정을 가둔 재료 등을 사용할 수 있다.
구체적인 기능층의 구성으로서는, 예를 들어 제2 광학 투명층(5) 상에 상술한 금속층, Pd 등을 포함하는 촉매층, 얇은 Al 등의 버퍼층, Ta2O5 등의 전해질층, 프로톤을 포함하는 WO3 등의 이온 저장층, 투명 도전층이 적층된 구성을 사용할 수 있다. 또는, 제2 광학 투명층 상에 투명 도전층, 전해질층, WO3 등의 일렉트로크로믹층, 투명 도전층이 적층된 구성을 사용할 수 있다. 이들의 구성에서는, 투명 도전층과 대향 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 전해질층에 포함되는 프로톤이 합금층에 도프 또는 탈도핑된다. 이에 의해, 합금층의 투과율이 변화한다. 또한, 파장 선택성을 높이기 위해서, 일렉트로크로믹 재료를 TiO2나 ITO 등의 고굴절률체와 적층하는 것이 바람직하다. 또한, 그 밖의 구성으로서, 제2 광학 투명층(5) 상에 투명 도전층, 마이크로 캡슐을 분산한 광학 투명층, 투명 전극이 적층된 구성을 사용할 수 있다. 이 구성에서는, 양쪽 투명 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 마이크로 캡슐 중의 침상 결정이 배향한 투과 상태로 하거나, 전압을 제외함으로써 침상 결정이 사방팔방을 향하여, 파장 선택 반사 상태로 하거나 할 수 있다.
[광학체의 기능]
도 4는, 광학체(1)의 기능의 일례를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 광학체(1)를 Z(+) 방향을 상방으로서 설치한 경우, 광학체(1)에 상공으로부터 입사한 태양광(입사광) L 중 근적외선 L1의 일부는, 파장 선택 반사막(3)에서 반사되어서, 입사한 방향과 동일 사분면에 지향 반사된다. 이에 비해, 가시광 L2는, 광학체(1)를 투과한다. 본 실시 형태에 따른 광학체(1)는, 제1 광학 투명층(4)에 사각추형의 오목부(4c)가 형성되고, 그 오목부(4c) 상에 파장 선택 반사층(3)이 성막되어 있으므로, 상측 방향으로부터 입사한 입사광을 상측 방향에 반사시키는 비율을 많게 하는 것이 가능하다. 이에 의해, 입사각 60°로 상공으로부터 입사하는 근적외선 L1의 일부를, 파장 선택 반사막(3)에 의한 1회의 반사로 입사광과 동일 사분면에 지향 반사시키는 것이 가능하게 되고, 최종적인 반사 성분을 2회 이상 반사시키는 형상보다도 많게 할 수 있다. 예를 들어, 어떤 파장에 대한 파장 선택 반사층의 반사율이 80％라 하면, 2회 반사의 경우 상공 반사율은 64％가 되지만, 1회 반사로 끝나면 상공 반사율은 80％가 된다.
도 5a 내지 도 5c는, 광학체(1)의 기능의 일례를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5a 내지 도 5c에 있어서, 광학체(1)는 Z(+) 방향을 상방으로서 설치되어 있다. 도 5a는, 광학체(1)에 입사각(θ=60°, φ=0°)의 상공으로부터 입사광 L이 입사한 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 입사광 L의 대부분은, 사각추형의 오목부(4c)의 제3 경사면 T3 및 제4 경사면 T4에 대응하는 파장 선택 반사층에 입사한다. 그리고, 제3 경사면 T3에 대응하는 파장 선택 반사층에 입사한 입사광 L 중 특정 파장대의 광 L1은, 도 5a의 평면으로 보아 우상공에 선택적으로 반사된다. 한편, 제4 경사면 T4에 대응하는 파장 선택 반사층에 입사한 입사광 L 중 특정 파장대의 광 L1은, 제3 경사면 T3의 경우와는 반대인 대칭의 좌상공에 선택적으로 반사된다. 이에 의해, 광학체(1)는, 입사광과 동일 사분면으로의 특정 파장대의 광 L1을, 반사각 θo(-90°<θo<90°)의 전 방향의 반사율 R2에 대하여 50％ 이상의 반사율 R1(R1≥R2×0.5)로 반사시킨다.
또한, 입사각(θ=60°, φ≠0°)의 상공으로부터 입사광 L이 입사하는 경우에는, φ의 극성 및 값에 의해, 제3 경사면 T3 및 제4 경사면 T4에 대응하는 파장 선택 반사층에서 선택적으로 반사되는 특정 파장대의 광 L1의 비율이 변화한다. 그리고, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 입사광 L이 제3 경사면 T3에 대응하는 파장 선택 반사층에만 입사하는 입사각(θ=60°, -φ)으로 우상공으로부터 입사하는 경우, 특정 파장대의 광 L1은, 입사광과 동일한 우상공에 선택적으로 반사된다. 마찬가지로, 도 5c에 도시하는 바와 같이, 입사광 L이 제4 경사면 T4에 대응하는 파장 선택 반사층에만 입사하는 입사각(θ=60°, +φ)으로 좌상공으로부터 입사하는 경우, 특정 파장대의 광 L1은, 입사광과 같은 좌상공에 선택적으로 반사된다.
[광학체의 전체 형상]
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 광학체(1)의 전체 형상의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 광학체(1)는, 전체로서 띠 형상 또는 직사각형상의 형상을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 형상으로 함으로써, 광학체(1)를 롤·투·롤 공정에 의해 용이하게 제작할 수 있다. 또한, 롤 형상 등으로 광학체(1)를 권회함으로써, 취급을 용이하게 할 수 있다. 이하에서는, 띠 형상 또는 직사각형상을 갖는 광학체(1)의 길이 방향을 길이 방향 DL, 짧은 방향(폭 방향이라고도 함)을 짧은 방향 DW라고 칭한다. 또한, 도 3a에 나타낸 Y 방향을 오목부 배열 방향 Dy라고 칭하고, Z 방향을 오목부 배열 방향 Dz라고 칭한다.
사각추형의 오목부(4c)는, 오목부 배열 방향 Dz가 광학체(1)의 길이 방향 DL과 평행이 되고, 오목부 배열 방향 Dy가 광학체(1)의 짧은 방향 DW와 평행해지도록, 제1 광학 투명층(4)에 최조밀 충전 상태에서 2차원 배열되어서 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 건축물의 높이 방향과, 띠 형상 또는 직사각형상의 광학체(1)의 길이 방향 DL이 대략 평행의 관계가 되도록, 띠 형상 또는 직사각형상의 광학체(1)를 건축물의 창재 등에 접합하는 것만으로, 광학체(1)의 반사 기능을 유효하게 발현시킬 수 있다.
[광학체의 접합 방법]
도 7a 및 도 7b는, 제1 실시 형태에 따른 광학체(1)의 접합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다. 빌딩 등의 근년의 고층 건축물에 설치된 창재(10)는, 가로 폭에 비하여 세로 폭쪽이 큰 직사각형상의 것이 일반적이다. 따라서, 이하에서는, 이러한 형상을 갖는 창재(10)에 대하여 광학체(1)를 접합하는 예에 대하여 설명한다.
먼저, 롤 형상으로 권회된 광학체(소위 원단)(1)로부터, 띠 형상의 광학체(1)를 권출하고, 접합하는 창재(10)의 형상에 맞춰서 적절히 재단하고, 직사각형상의 광학체(1)를 얻는다. 이 직사각형상의 광학체(1)는, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 대향하는 1조의 긴 변 La와, 대향하는 1조의 짧은 변 Lb를 갖는다. 직사각형상의 광학체(1)의 긴 변 La와, 광학체(1)의 입사면 내에 있어서의 사각추형의 오목부(4c)의 오목부 배열 방향 Dy가 대략 직교하고 있다. 즉, 직사각형상의 광학체(1)의 길이 방향 DL과, 광학체(1)의 입사면 내에 있어서의 사각추형의 오목부(4c)의 오목부 배열 방향 Dy가 대략 직교하고 있다.
이어서, 재단한 광학체(1)의 한쪽의 짧은 변 Lb를, 직사각형상의 창재(10)의 상단에 위치하는 짧은 변(10a)에 위치 정렬한다. 이때, 광학체(1)는, 도 3a의 Z(+) 방향이, 고층 건축물 등의 건축물의 높이 방향 DH가 되도록 위치 정렬한다. 이어서, 직사각형상의 광학체(1)를 접합층(6) 등을 통하여 창재(10)의 상단으로부터 하단을 향하여 순차 접합한다. 이에 의해, 광학체(1)의 다른 쪽 짧은 변 Lb가, 직사각형상의 창재(10)의 타단부에 위치하는 짧은 변(10b)에 위치 정렬된다. 이어서, 필요에 따라, 창재(10)에 접합된 광학체(1)의 표면을 압박하거나 하여, 창재(10)와 광학체(1) 사이에 혼입된 기포를 탈기한다. 이상에 의해, 직사각형상의 광학체(1)는, 도 3a의 Z 방향(즉 특정한 직선 l2)이 건축물의 높이 방향 DH와 대략 평행하고, Z(+) 방향이 창재(10)의 상단측에 향하도록 창재(10)에 접합된다.
[광학체의 접합 방향]
도 8a, 도 8b는, 접합 방향에 의한 광학체(1)의 반사 기능의 상위를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a는, 광학체(1)의 오목부 배열 방향 Dz가 건축물의 높이 방향 DH와 대략 평행하고, 도 3a에 나타낸 Z(+) 방향이 창재(10)의 상단측에 향하도록, 광학체(1)를 창재(10)에 접합한 건축물(500)의 예를 나타내고 있다. 즉, 도 8a는, 상술한 광학체의 접합 방법에 의해, 광학체(1)를 창재(10)에 대하여 접합한 예를 나타내는 것이다. 이렇게 광학체(1)를 창재(10)에 접합하면, 광학체(1)의 반사 기능을 유효하게 발현시킬 수 있다. 따라서, 상측 방향으로부터 창재(10)에 입사한 입사광의 대부분을, 입사광과 같은 사분면의 상측 방향에 효율적으로 반사할 수 있다. 즉, 창재(10)의 입사광과 동일 사분면으로의 상방 반사율을 향상시킬 수 있다.
도 8b는, 광학체(1)의 오목부 배열 방향 Dz가 건축물의 높이 방향 DH와 대략 평행하고, 도 3a에 나타낸 Z(+) 방향이 창재(10)의 하단측에 향하도록, 광학체(1)를 창재(10)에 접합한 건축물(600)의 예를 나타내고 있다. 이 경우, 상측 방향으로부터 창재(10)에 입사한 입사광은, 아래 방향으로 반사되는 비율이 증가해버린다. 즉, 창재(10)의 입사광과 동일 사분면으로의 상방 반사율이 저하되어 버린다. 그로 인해, 이와 같이 광학체(1)를 창재(10)에 접합한 경우에는, 광학체(1)의 반사 기능을 유효하게 발현시킬 수 없게 된다.
[광학체의 제조 장치]
도 9는, 제1 실시 형태에 따른 광학체(1)를 제조하기 위한 제조 장치의 일 구성예를 도시하는 개략도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 이 제조 장치는, 라미네이트 롤(31, 32), 가이드 롤(33), 도포 장치(35) 및 조사 장치(36)를 구비한다.
라미네이트 롤(31, 32)은, 반사층을 구비한 광학층(9)과, 제2 기재(5a)를 닙 가능하게 구성되어 있다. 여기서, 반사층을 구비한 광학층(9)은, 제1 광학 투명층(4)의 일주면 상에 파장 선택 반사층(3)을 성막한 것이다. 또한, 반사층을 구비한 광학층(9)으로서, 제1 광학 투명층(4)의 파장 선택 반사층(3)이 성막된 면과 반대측의 타주면 상에 제1 기재(4a)가 형성되어 있어도 된다. 이 예에서는, 제1 광학 투명층(4)의 일주면 상에 파장 선택 반사층(3)이 성막되고, 타주면 상에 제1 기재(4a)가 형성된 경우가 나타나 있다. 가이드 롤(33)은, 띠 형상의 광학체(1)를 반송할 수 있도록, 이 제조 장치 내의 반송로에 배치되어 있다. 라미네이트 롤(31, 32) 및 가이드 롤(33)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니고, 원하는 롤 특성에 따라서 스테인리스 등의 금속, 고무, 실리콘 등을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
도포 장치(35)는, 예를 들어 코터 등의 도포 수단을 구비하는 장치를 사용할 수 있다. 코터로서는, 예를 들어 도포하는 수지 조성물의 물성 등을 고려하여 그라비아, 와이어 바 및 다이 등의 코터를 적절히 사용할 수 있다. 조사 장치(36)는, 예를 들어 전자선, 자외선, 가시광선 또는 감마선 등의 전리선을 조사하는 조사 장치이다. 이 예에서는, 조사 장치(36)로서 자외선을 조사하는 UV 램프를 사용한 경우가 도시되어 있다.
[광학체의 제조 방법]
이하, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 광학체의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 제조 프로세스의 일부 또는 전부는, 생산성을 고려하여, 롤·투·롤에 의해 행해지는 것이 바람직하다.
먼저, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 바이트 가공 또는 레이저 가공 등에 의해, 사각추형의 오목부(4c)와 동일한 요철 형상의 금형 또는 그 금형의 반전 형상을 갖는 금형(레플리카)(20)을 형성한다.
여기서, 예를 들어 금형(20)을 바이트 가공에 의해 형성하는 경우, 도 3a 내지 도 3c에 나타낸 능선부(4d1)에 상당하는 방향으로 단면 삼각 형상의 홈을 형성하는 바이트의 단면 형상은, 예를 들어 도 11a에 나타낸 바와 같이 된다. 마찬가지로, 능선부(4d2)에 상당하는 방향으로 단면 삼각 형상의 홈을 형성하는 바이트의 단면 형상은, 예를 들어 도 11b에 나타내게 된다.
도 11a에 나타내는 바이트(21)는 빗변(21a), 빗변(21b) 및 상변(21c)을 갖는다. 빗변(21a)과 빗변(21b)이 이루는 각도는, 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d1)를 형성하는 꼭지각 η1에 상당한다. 또한, 빗변(21a)과 상변(21c)이 이루는 각도를 α1로 하고, 빗변(21b)과 상변(21c)이 이루는 각도를 β1(<α1)로 하면, 빗변(21a)은 사각추형의 오목부(4c)의 제2 경사면 T2를 형성하는 변에 상당하고, 빗변(21b)은 사각추형의 오목부(4c)의 제4 경사면 T4를 형성하는 변에 상당한다. 각도 α1은, 광학체(1)를 창재(10) 등의 피착체에 접합한 경우에, 상방측(상공측)이 되는 경사각이다.
마찬가지로, 도 11b에 나타내는 바이트(22)는, 빗변(22a), 빗변(22b) 및 상변(22c)을 갖는다. 빗변(22a)과 빗변(22b)이 이루는 각도는, 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d2)를 형성하는 꼭지각 η2에 상당한다. 또한, 빗변(22a)과 상변(22c)이 이루는 각도를 α2로 하고, 빗변(22b)과 상변(22c)이 이루는 각도를 β2(<α2)로 하면, 빗변(22a)은 사각추형의 오목부(4c)의 제1 경사면 T1을 형성하는 변에 상당하고, 빗변(22b)은 사각추형의 오목부(4c)의 제3 경사면 T3을 형성하는 변에 상당한다. 각도 α2는, 광학체(1)를 창재(10) 등의 피착체에 접합한 경우에, 상방측(상공측)이 되는 경사각이다.
도 11a 및 도 11b에 있어서, 꼭지각 η1 및 꼭지각 η2는, 동일한 꼭지각 η로 해도 된다. 마찬가지로, 각도 α1 및 각도 α2도 동일한 각도 α로 해도 되고, 각도 β1 및 각도 β2도 동일한 각도 β로 해도 된다. 꼭지각 η, 각도 α 및 각도 β는, 예를 들어 η=90°로 하는 직각 이등변 삼각형을 기준 형상으로 하여 설정할 수 있다. 이 경우, 상술한 사각추형의 오목부(4c)의 최하점(4e)의 경사 각도 θ2는,
θ2=|α-45°|=|45°-β|
로 정의된다. 또한, 기준 형상은, 직각 이등변 삼각형에 한하지 않고, 임의의 이등변 삼각형으로 할 수 있다.
이어서, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 용융 압출법 또는 전사법 등을 사용하여, 상기 금형(20)의 요철 형상을 필름상의 수지 재료에 전사한다. 전사법으로서는, 형에 에너지선 경화형 수지를 유입하고, 에너지선을 조사하여 경화시키는 방법, 수지에 열이나 압력을 가하여, 형상을 전사하는 방법 또는 수지 필름을 롤로부터 공급하고, 열을 가하면서 형의 형상을 전사하는 방법(라미네이트 전사법) 등을 들 수 있다. 이에 의해, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 일주면에 사각추형의 오목부(4c)를 갖는 제1 광학 투명층(4)이 형성된다.
또한, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 제1 기재(4a) 상에 제1 광학 투명층(4)을 형성하도록 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 필름 상의 제1 기재(4a)를 롤로부터 공급하고, 해당 기재 상에 에너지선 경화형 수지를 도포한 후에 형에 누르고, 형의 형상을 전사하고, 에너지선을 조사하여 수지를 경화시키는 방법이 사용된다. 또한, 수지는, 가교제를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 실온에서의 저장 탄성률을 크게 변화시키지 않고, 수지를 내열화할 수 있기 때문이다.
이어서, 도 12a에 도시하는 바와 같이, 제1 광학 투명층(4)의 일주면 상에 파장 선택 반사층(3)을 성막하여 반사층을 구비한 광학층(9)을 형성한다. 파장 선택 반사층(3)의 성막 방법으로서는, 예를 들어, 스퍼터링법, 증착법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 웨트 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있고, 이들의 성막 방법으로부터, 사각추형의 오목부(4c)의 형상 등에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 이어서, 도 12b에 도시하는 바와 같이, 필요에 따라, 파장 선택 반사층(3)에 대하여 어닐 처리(41)를 실시한다. 어닐 처리의 온도는, 예를 들어 100℃ 이상 250℃ 이하의 범위 내이다.
이어서, 도 12c에 도시하는 바와 같이, 미경화 상태의 수지(42)를 파장 선택 반사층(3) 상에 도포한다. 수지(42)로서는, 예를 들어 에너지선 경화형 수지 또는 열경화형 수지 등을 사용할 수 있다. 에너지선 경화형 수지로서는, 자외선 경화 수지가 바람직하다. 이어서, 도 13a와 같이, 수지(42) 상에 제2 기재(5a)를 씌움으로써, 적층체를 형성한다. 이어서, 도 13b에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 에너지선(43) 또는 가열(43)에 의해 수지(42)를 경화시킴과 함께, 적층체에 대하여 압력(44)을 가한다. 에너지선으로서는, 예를 들어 전자선, 자외선, 가시광선, 감마선, 전자선 등을 사용할 수 있고, 생산 설비의 관점에서, 자외선이 바람직하다. 적산 조사량은, 수지의 경화 특성, 수지나 기재(11)의 황변 억제 등을 고려하여 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 적층체에 가하는 압력은, 0.01MPa 이상 1MPa 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 0.01MPa 미만이면, 필름의 주행성에 문제가 발생한다. 한편, 1MPa를 초과하면, 닙롤로서 금속 롤을 사용할 필요가 있고, 압력 불균일이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다. 이상에 의해, 도 13c에 도시하는 바와 같이, 파장 선택 반사층(3) 상에 제2 광학 투명층(5)이 형성되고, 광학체(1)가 얻어진다.
여기서, 도 9에 나타내는 제조 장치를 사용하여, 광학체(1)의 형성 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 먼저, 도시하지 않은 기재 공급 롤로부터 제2 기재(5a)를 송출하고, 송출된 제2 기재(5a)는, 도포 장치(35) 아래를 통과한다. 이어서, 도포 장치(35) 아래를 통과하는 제2 기재(5a) 상에 도포 장치(35)에 의해 전리선 경화 수지(34)를 도포한다. 이어서, 전리선 경화 수지(34)가 도포된 제2 기재(5a)를 라미네이트 롤을 향하여 반송한다. 한편, 도시하지 않은 광학층 공급 롤로부터 반사층을 구비한 광학층(9)을 송출하고, 라미네이트 롤(31, 32)을 향하여 반송한다.
이어서, 제2 기재(5a)와 반사층을 구비한 광학층(9) 사이에 기포가 들어가지 않도록, 반입된 제2 기재(5a)와 반사층을 구비한 광학층(9)을 라미네이트 롤(31, 32)에 의해 집어서, 제2 기재(5a)에 대하여 반사층을 구비한 광학층(9)을 라미네이트한다. 이어서, 반사층을 구비한 광학층(9)에 의해 라미네이트된 제2 기재(5a)를, 라미네이트 롤(31)의 외주면을 따르게 하면서 반송함과 함께, 조사 장치(36)에 의해 제2 기재(5a)측으로부터 전리선 경화 수지(4)에 전리선을 조사하고, 전리선 경화 수지(34)를 경화시킨다. 이에 의해, 제2 기재(5a)와 반사층을 구비한 광학층(9)이 전리선 경화 수지(34)를 개재하여 접합되어, 목적으로 하는 긴 광학체(1)가 제작된다. 이어서, 제작된 띠 형상의 광학체(1)를, 도시하지 않은 권취 롤에 의해 권취한다. 이에 의해, 띠 형상의 광학체(1)가 권회된 원단이 얻어진다.
경화한 제1 광학 투명층(4)은, 상술한 제2 광학 투명층 형성 시의 프로세스 온도를 t℃로 했을 때에, (t-20)℃에서의 저장 탄성률이 3×107Pa 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 프로세스 온도 t란, 예를 들어 라미네이트 롤(31)의 가열 온도이다. 제1 광학 투명층(4)은, 예를 들어 제1 기재(4a) 상에 설치되고, 제1 기재(4a)를 개재하여 라미네이트 롤(31)을 따르게 반송되기 때문에, 실제로 제1 광학 투명층(4)에 가하는 온도는, 경험적으로 (t-20)℃ 정도인 것을 알 수 있다. 따라서, 제1 광학 투명층(4)의 (t-20)℃에서의 저장 탄성률을 3×107Pa 이상으로 함으로써, 열 또는 열과 가압에 의해 광학층 내부의 계면 요철 형상이 변형되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 광학 투명층(4)은, 25℃에서의 저장 탄성률이 3×109Pa 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 실온에서 가요성을 광학체에 부여할 수 있다. 따라서, 롤·투·롤 등의 제조 공정에 의해 광학체(1)를 제작하는 것이 가능하게 된다.
또한, 프로세스 온도 t는, 광학층 또는 기재의 사용 수지의 내열성을 고려하면, 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 단, 내열성이 높은 수지를 사용함으로써, 프로세스 온도 t를 200℃ 이상으로 설정하는 것도 가능하다.
제1 실시 형태에 따른 광학체(1)에 의하면, 상술한 바와 같이 제1 광학 투명층(4)에 사각추형의 오목부(4c)를 형성함으로써, 예를 들어 다른 방위각에서 상방으로부터 입사하는 입사광 중 특정 파장대의 광 대부분을, 파장 선택 반사층(3)에 의한 1회 반사로 입사광과 동일 사분면에 평균 반사각 30° 이상으로 효율적으로 복귀시킬 수 있다. 따라서, 입사광을 3회의 반사로 상공에 복귀시키는 코너 큐브에 비하여, 파장 선택 반사층(3)의 광 흡수량을 저감하고, 발열을 억제할 수 있으므로, 안전성의 향상 및 에너지 절약화(예를 들어 CO2 배출량의 저감화)를 실현하는 것이 가능하게 된다.
또한, 사각추형의 오목부(4c)의 주축 lm을, 수선 l1을 기준으로 하여 상방에 기울임으로써, 입사광과 동일 사분면으로의 높은 상방 반사율을 얻을 수 있다. 또한, 코너 큐브를 사용한 경우와 비하여, 막 두께를 작게 할 수 있다. 따라서, 광학체(1)를 저렴화하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도 11a 및 도 11b에 나타낸 꼭지각 η1, 꼭지각 η2 및 각도 α1, 각도 α2(또는 각도 β1, 각도 β2)는 적절히 설정해도 된다. 이에 의해, 예를 들어 각사각추형의 오목부(4c)의 최하점(4c)을, 도 3a의 평면으로 보아, 당해 사각추형의 오목부(4c)의 Z 방향의 대각선에 대하여 Y 방향으로 기울어도 된다. 이와 같이 하면, 창재(10)의 설치 방향에 따라, 특정 파장대의 광을 보다 효율적으로 입사광과 동일 사분면으로 되돌리는 것이 가능하게 된다.
<변형예>
이하, 상기 실시 형태의 변형예에 대하여 설명한다.
도 14는, 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 14에 도시하는 것처럼, 본 변형예에 관한 광학체(1)는, 파장 선택 반사층(3)이 형성된 제1 광학 투명층(4)의 요철면 중 볼록 형상 정상부의 위치가, 제2 광학 투명층(5)의 입사면 S1과 거의 동일한 높이가 되도록 형성되어 있다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태는, 제1 투명 광학층(4)의 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)가 구면 형상으로 형성되어 있는 점에 있어서, 제1 실시 형태와는 상이하다. 따라서, 사각추형의 오목부(4c) 상에 성막되는 파장 선택 반사막(3)도, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)에 대응하는 부분이 구면 형상으로 형성된다.
도 15는, 제2 실시 형태에 따른 광학체(1)의 제1 투명 광학층(4)에 형성되는 사각추형의 오목부(4c)의 형상 예를 도시하는 사시도이다. 도 15에 있어서, 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)는, 구면 형상으로 형성되어 있다. 구면의 곡률 반경 Sr은, 적절히 선택할 수 있지만, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이면 된다. 곡률 반경 Sr이 10㎛를 초과하면, 광학체(1)를 창재(10)에 부착했을 경우, 상방으로부터의 입사광에 대한 하방으로의 반사율이 높아지고, 입사광과 동일 사분면으로의 상방 반사율이 저하되기 때문이다.
제2 실시 형태에 의하면, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)가 구면 형상으로 형성되어 있으므로, 구면의 렌즈 작용에 의해 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)에서의 회절광의 발생을 저감할 수 있다. 따라서, 투과 사상 선명도를 향상시키는 것이 기대된다.
<제3 실시 형태>
제3 실시 형태는, 제1 투명 광학층(4)의 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)가 비구면 형상으로 형성되어 있는 점에 있어서, 제1 실시 형태와는 상이하다. 따라서, 사각추형의 오목부(4c) 상에 성막되는 파장 선택 반사막(3)도, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)에 대응하는 부분이 비구면 형상으로 형성된다.
도 16은, 제3 실시 형태에 따른 광학체(1)의 제1 투명 광학층(4)에 형성되는 사각추형의 오목부(4c)의 형상 예를 도시하는 사시도이다. 도 16에 있어서, 사각추형의 오목부(4c)의 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)는, 비구면 형상으로 형성되어 있다. 비구면 형상은, 예를 들어 하기 식 (3)에 의해 형성된다.
제3 실시 형태에 의하면, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)가 구면 형상으로 형성되어 있으므로, 입사광의 입사각에 따라서 비구면의 렌즈 작용에 의해 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)에서의 회절광의 발생을 효율적으로 저감시킬 수 있다. 따라서, 투과 사상 선명도를 보다 향상시키는 것이 기대된다.
<제4 실시 형태>
제4 실시 형태는, 특정 파장의 광을 지향 반사하는 것에 대해서, 특정 파장 이외의 광을 산란시키는 점에 있어서, 상술한 실시 형태와는 상이하다. 광학체(1)는, 입사광을 산란하는 광 산란체를 구비하고 있다. 산란체는, 예를 들어 광학층(2)의 표면, 광학층(2)의 내부, 및 파장 선택 반사층(3)과 광학층(2) 사이 중 적어도 1군데에 설치되어 있다. 광 산란체는, 바람직하게는 파장 선택 반사층(3)과 제1 광학 투명층(4) 사이, 제1 광학 투명층(4)의 내부 및 제1 광학 투명층(4)의 표면 중 적어도 1개소에 설치되어 있다. 광학체(1)를 창재 등의 지지체에 접합하는 경우, 실내측 및 실외측의 어느 쪽에도 적용 가능하다. 광학체(1)를 실외측에 대하여 접합하는 경우, 파장 선택 반사층(3)과 창재 등의 지지체 사이에만, 특정 파장 이외의 광을 산란시키는 광 산란체를 설치하는 것이 바람직하다. 파장 선택 반사층(3)과 입사면 사이에 광 산란체가 존재하면, 지향 반사 특성이 상실되어 버리기 때문이다. 또한, 실내측에 광학체(1)를 접합하는 경우에는, 그 접합면과는 반대측의 출사면과, 파장 선택 반사층(3) 사이에 광 산란체를 설치하는 것이 바람직하다.
도 17a는, 제4 실시 형태에 따른 광학체(1)의 제1 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 17a에 도시하는 바와 같이, 제1 광학 투명층(4)은, 수지와 미립자(11)를 포함하고 있다. 미립자(11)는, 제1 광학 투명층(4)의 주 구성 재료인 수지와는 다른 굴절률을 갖고 있다. 미립자(11)로서는, 예를 들어 유기 미립자 및 무기 미립자 중 적어도 1종을 사용할 수 있다. 또한, 미립자(11)로서는, 중공 미립자를 사용해도 된다. 미립자(11)로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나 등의 무기 미립자 또는 스티렌, 아크릴이나 그것들의 공중합체 등의 유기 미립자를 들 수 있지만, 실리카 미립자가 특히 바람직하다.
도 17b는, 제4 실시 형태에 따른 광학체(1)의 제2 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 17b에 도시하는 바와 같이, 광학체(1)는 제1 광학 투명층(4)의 표면에 광 확산층(12)을 더 구비하고 있다. 광 확산층(12)은, 예를 들어 수지와 미립자를 포함하고 있다. 미립자로서는, 제1 예와 동일한 것을 사용할 수 있다.
도 17c는, 제4 실시 형태에 따른 광학체(1)의 제3 구성예를 도시하는 단면도이다. 도 17c에 도시하는 바와 같이, 광학체(1)는, 파장 선택 반사층(3)과 제1 광학 투명층(4) 사이에 광 확산층(12)을 더 구비하고 있다. 광 확산층(12)은, 예를 들어 수지와 미립자를 포함하고 있다. 미립자로서는, 제1 예와 동일한 것을 사용할 수 있다.
제4 실시 형태에 의하면, 적외선 등의 특정 파장대의 광을 지향 반사하고, 가시광 등의 특정 파장대 이외의 광을 산란시킬 수 있다. 따라서, 광학체(1)를 흐리게 하여, 광학체(1)에 대하여 의장성을 부여할 수 있다.
<제5 실시 형태>
도 18은, 제5 실시 형태에 따른 광학체의 일 구성예를 도시하는 단면도이다. 제5 실시 형태는, 광학체(1)의 입사면 S1 및 출사면 S2 중, 피착체에 접합되는 면과는 반대측의 노출면 상에 세정 효과를 발현하는 자기 세정 효과층(51)을 더 구비하고 있는 점에 있어서, 상술한 실시 형태와는 상이하다. 자기 세정 효과층(51)은, 예를 들어 광 촉매를 포함하고 있다. 광 촉매로서는, 예를 들어 TiO2를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 광학체(1)는 특정 파장대의 입사광을 선택적으로 반사하고, 특정 파장대 이외의 입사광을 투과한다. 광학체(1)를 옥외나 오염이 많은 방 등에서 사용할 때에는, 표면에 부착된 오염에 의해 광이 산란되어 투과성 및 반사성이 상실되어 버리기 때문에, 표면이 항상 광학적으로 투명한 것이 바람직하다. 그로 인해, 표면이 발수성이나 친수성 등이 우수하고, 표면이 자동으로 세정 효과를 발현하는 것이 바람직하다.
제5 실시 형태에 의하면, 광학체(1)가 자기 세정 효과층(51)을 구비하고 있으므로, 발수성이나 친수성 등을 입사면에 부여할 수 있다. 따라서, 입사면에 대한 오염 등의 부착을 억제하고, 지향 반사 특성의 저감을 억제할 수 있다.
<제6 실시 형태>
상술한 실시 형태에서는, 광학체로서의 광학체(1)를 창재 등에 접합하여 적용하는 경우를 예로서 설명했지만, 광학체 자체를 창재로서 구성해도 된다. 도 19는, 제6 실시 형태에 따른 창재의 일 구성예를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태는, 제1 광학 투명층으로서의 창재(61) 상에 파장 선택 반사층(3)을 직접 형성하고 있는 점에 있어서, 상술한 실시 형태와는 상이하다. 창재(61)는, 그 일주면에 마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 오목부(61c)가 최조밀 충전 상태에서 2차원 배열되어 형성되어 있다. 오목부(61c)가 형성된 창재(61)의 일주면 상에는, 파장 선택 반사층(3), 제2 광학 투명층(62)이 순차 적층되어 있다. 제2 광학 투명층(62)은, 투과 사상 선명도나 전체 광선 투과율을 향상함과 함께, 파장 선택 반사층(3)을 보호하기 위한 것이기도 하다. 제2 광학 투명층(62)은, 예를 들어 열가소성 수지, 또는 활성 에너지선 경화성 수지를 주성분으로 하는 수지를 경화하여 이루어지는 것이다.
제6 실시 형태에 따르면, 창재(61)에 미리 지향 반사의 기능을 부여할 수 있다. 또한, 창재(61)는, 제2 광학 투명층(62)으로 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 창재로서의 제2 광학 투명층(62) 상에 사각추형의 볼록부가 형성되고, 이 볼록부 상에 파장 선택 반사층(3)을 개재하여 제1 광학 투명층이 형성된다.
<제7 실시 형태>
제1 내지 5 실시 형태에 나타낸 광학체(1)는, 창재 이외의 내장 부재나 외장 부재 등에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 광학체(1)는, 벽이나 지붕 등과 같이 고정된 부동의 내장 부재 및 외장 부재뿐만 아니라, 계절이나 시간 변동 등에 기인하는 태양광의 광량 변화에 따라, 태양광의 투과량 및/또는 반사량을 내장 부재 또는 외장 부재를 움직이게 하여 조정하고, 옥내 등의 공간에 도입 가능한 장치에도 적용 가능하다. 제7 실시 형태에서는, 이러한 장치의 일례로서, 일사 차폐 부재를 권취함 또는 권출함으로써, 일사 차폐 부재에 의한 입사 광선의 차폐량을 조정 가능한 일사 차폐 장치의 일례인 롤 커튼에 대하여 설명한다.
도 20a는, 제7 실시 형태에 따른 롤 커튼의 일 구성예를 도시하는 사시도이다. 도 20a에 도시하는 바와 같이, 일사 차폐 장치인 롤 커튼(71)은 스크린(72)과, 헤드 박스(73)와, 코어재(74)를 구비한다. 헤드 박스(73)는, 체인(75) 등의 조작부를 조작함으로써, 스크린(72)을 승강 가능하게 구성되어 있다. 헤드 박스(73)는, 그 내부에 스크린을 권취 및 권출하기 위한 권취축을 갖고, 이 권취축에 대하여 스크린(72)의 일단부가 결합되어 있다. 또한, 스크린(72)의 타단부에는 코어재(74)가 결합되어 있다. 스크린(72)은 가요성을 갖고, 그 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 롤 커튼(71)을 적용하는 창재 등의 형상에 따라서 선택하는 것이 바람직하고, 예를 들어 직사각형상으로 선택된다.
도 20b는, 도 20a의 B-B선 단면도이다. 도 20b에 도시하는 바와 같이, 스크린(72)은 기재(81)와, 광학체(1)를 구비하고, 가요성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 광학체(1)는, 기재(81)의 양쪽 주면 중, 외광을 입사시키는 입사면측(창재에 대향하는 면측)에 설치하는 것이 바람직하다. 광학체(1)와 기재(81)는, 예를 들어 접착층 또는 점착층 등의 접합층에 의해 접합된다. 또한, 스크린(72)의 구성은 이 예에 한정되는 것은 아니고, 광학체(1)를 스크린(72)으로서 사용하게 해도 된다.
기재(81)의 형상으로서는, 예를 들어 시트상, 필름상 및 판상 등을 들 수 있다. 기재(81)로서는 유리, 수지 재료, 종이재 및 천재 등을 사용할 수 있고, 가시광을 실내 등의 소정의 공간에 도입하는 것을 고려하면, 투명성을 갖는 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 유리, 수지 재료, 종이재 및 천재로서는, 종래 롤 스크린으로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 광학체(1)로서는, 상술한 제1 내지 제5 실시 형태에 따른 광학체(1) 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
실시예
이하, 광학체의 실시예에 대하여 비교예와 함께 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
<광학체의 제작>
먼저, 바이트(절삭 공구)를 사용한 절삭 가공에 의해, Ni-P제의 금형 롤 상에, 해당 금속 롤의 축 방향과 교차하는 다른 각도 방향으로부터 홈을 부여하고, 최조밀 충전 상태에서 2차원 배열된 마름모꼴의 사각추형의 볼록부를 형성하였다. 여기서, 금속 롤의 축 방향과 교차하는 다른 각도 방향이란, 도 3a에 나타낸 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)의 방향에 상당하는 각도 방향이다. 이어서, 이 금형 롤과 닙롤 사이에 평균 두께 75㎛의 PET 필름(A4300, 도요보사제)을 통지하고, 금형 롤과 PET 필름 사이에 우레탄 아크릴레이트(아로닉스, 도아 고세이사제, 경화 후 굴절률 1.533)를 공급하여 닙하면서 주행시켜, PET 필름측으로부터 UV 광을 조사하고, 수지를 경화시킴으로써 마름모꼴의 사각추형의 오목부를 부여한 필름(제1 광학 투명층)을 제작하였다. 또한, 사각추형의 오목부는, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)의 각각의 꼭지각 η가 동등하고, 도 3a의 Z 방향에 있어서의, 마름모꼴의 개구면의 대각선에 대하여 대칭이다.
이어서, 제1 광학 투명층의 사각추형의 오목부가 부여된 면 상에, 진공 스퍼터법에 의해, 〔ZTO(46.8nm)/AgNdCu(10nm)/ZTO(106.4nm)/AgPdCu(10nm)/ZTO(46.8nm)〕를 이 순으로 성막하여, 파장 선택 반사층을 형성하였다. 여기서, 「ZTO」란, SnO2를 30질량％ 정도 첨가한 ZnO를 의미한다. 또한, 은 합금층인 AgNdCu층(금속층)의 성막에는, Ag/Nd/Cu=99.0at％/0.4at％/0.6at％의 조성을 함유하는 합금 타깃을 사용하였다. ZTO층(고굴절률층)의 성막에는, 기재인 PET 필름의 성막면의 배면측을 60℃로 유지된 롤로 지지한 상태에서 성막하였다. 이상에 의해, 파장 선택 반사층을 구비한 제1 광학 투명층을 얻었다.
성막 후, 닙롤 간에, 파장 선택 반사층을 구비한 제1 광학 투명층의 파장 선택 반사층이 형성되어 있는 오목부 형상면과, 평균 두께 50㎛의 PET 필름(A4300, 도요보사제)을 대향시켜, 그 사이에 제1 광학 투명층의 오목부 형상의 형성에 사용한 수지와 같은 수지(아로닉스, 도아 고세이사제, 경화 후 굴절률 1.533)를 공급하여 닙하면서 주행시킴으로써, 기포를 압출하였다. 그 후, PET 필름 너머로 UV 광을 조사하여 수지를 경화시켰다. 이에 의해, 제2 광학 투명층을 형성하고, 광학체를 얻었다. 그 후, 광학체를 두께 3mm의 투명 유리에 부착하여 샘플을 제작하였다.
상술한 바와 같이 하여 제작되는 샘플에 있어서, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6으로서, 능선부의 교차 각도 θ1을 25° 내지 150°, 사각추형의 오목부 최하점의 경사 각도 θ2를 0° 내지 20°, 능선부의 꼭지각 η를 90° 내지 100°의 경우의 상방 반사율 R1(％), 전 방향 반사율 R2(％), 평균 반사 앙각 βave의 관계를 조사하였다.
<상방 반사율 R1(％) 및 전 방향 반사율 R2(％)>
ORA사(Optical Research Associates)제 조명 설계 해석 소프트웨어 Light Tools를 사용하여 시뮬레이션을 행하고, 입사각(θ=60°, φ=0°)으로 입사하는 광(파장 300nm 내지 2500nm) 중 반사각(θ=0° 내지 90°, φ=0°)의 방향으로 반사하는 근적외광(파장 780nm 내지 2100nm)의 상방 반사율 R1과, 반사각(θ=-90° 내지 90°, φ=0°)의 방향으로 반사하는 근적외광의 전 각도의 반사 합계인 전 방향 반사율 R2를 산출하였다. 또한, 각 샘플에 있어서, 입사광은, 광학체의 사각추형의 오목부 최하점을 상방에 위치시켜서, 상방으로부터 입사각 60°로 입사시켰다.
<평균 반사 앙각 βave>
평균 반사 앙각 βave는, 극좌표계로 표시되는 입사각(θ, φ)의 입사광과 거의 동등한 입사각으로, 방위각 차이의 3수준 입사광에 대하여 각각 시뮬레이션을 행하여 반사 앙각을 산출하고, 그 평균을 구하였다. 여기서, 3수준 입사광은, 직교 좌표계(α, β)로 표시되는 값으로 하였다. 도 21은, 극좌표계와 직교 좌표계의 관계를 도시하는 도면이다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 직교 좌표계에 있어서의 α는, XY 평면 내에 있어서의 방위각을 나타내고, β는 Z 방향에 있어서의 앙각을 나타낸다. 여기에서는, θ=60°의 입사광과 거의 동등한 앙각 β에서, 방위각 α가 다른 이하의 3개의 입사광을 정하여, 모든 실시예 및 비교예에 있어서 평균 반사 앙각 βave를 구하였다.
(α, β)=(0°, 60°), (-24°, 57°), (-62°, 57°)
<앙각 판정>
앙각 판정은, θ=60°의 1/2인 30°를 기준으로 하여, βave≥30°의 경우를 「○」, βave<30°의 경우를 「×」로 하였다.
<종합 판정>
종합 판정은, 입사광과 동일 사분면에 많이 반사하는 조건의 상방 반사율 R1이 5％ 이상이고 또한 평균 반사 앙각 βave가 30° 이상의 조건을 충족시키는 경우를 「○」, 상기 조건을 만족하지 않는 경우를 「×」로 하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1로부터,
25°≤θ1≤45° 또한 θ2≤15°
(1)
90°≤θ1≤120° 또한 θ2≤10°
(2)
의 경우, 상방 반사율 R1이 5％ 이상이고 또한 평균 반사 앙각 βave가 30° 이상의 조건을 만족하는 것을 알 수 있었다. 이에 의해, 입사광과 다른 사분면에 반사되는 근적외광에 의한 영향을 저감할 수 있다.
도 22는, 실시예 5의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 도 22에는, 방위각 α, 앙각 β 및 반사율 R이 나타나 있다. 반사율 R은, 입사광의 앙각 β가 60°에 상당하는 경우의 값이다. 도 22에 있어서, 「1i」는 (α, β)=(0°, 60°)의 경우의 입사광의 위치를 나타내고, 「2i」는 (α, β)=(-24°, 57°)의 경우의 입사광의 위치를 나타내고, 「3i」는 (α, β)=(-62°, 57°)의 경우의 입사광의 위치를 나타낸다. 또한, 「1i」, 「2i」 및 「3i」에 대한 특정 파장대의 반사광의 위치 및 반사율을 각각 「1r」, 「2r」 및 「3r」로 나타낸다. 또한, 도 22에는, 앙각 β가 30° 상당 근방의 입사광의 위치 「4i」, 「5i」 및 「6i」와, 각각의 입사광에 대한 특정 파장대의 반사광의 위치 및 반사율을 「4r」, 「5r」 및 「6r」로 나타내고 있다. 또한, 도 22에는, 방위각 α가 「2i」와 「3i」 사이에 있고, 앙각 β가 60° 상당보다도 높은 경우의 입사광의 위치 「7i」와, 앙각 β가 60° 상당보다도 약간 낮은 경우의 입사광의 위치 「8i」와, 각각의 입사광에 대한 특정 파장대의 반사광의 위치 및 반사율을 「7r」 및 「8r」로 나타내고 있다. 또한, 반사광 「1r」, 「4r」 및 「7r」에 있어서의 윗첨자 기호 「*」는, 방위각 α(+) 방향에 대칭 반사광이 존재하는 것을 나타내고 있다.
도 22로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 5의 경우, 앙각 β가 60° 상당 근방의 입사 위치 「1i」, 「2i」, 「3i」, 「7i」 및 「8i」로부터의 입사광에 대해서는, 특정 파장대의 광의 반사광으로서, 입사광과 거의 동일한 앙각 60° 상당보다도 근방 「1r」, 「2r」, 「3r」, 「7r」 및 「8r」에서 높은 반사율 R이 얻어진다. 이 경우의 각 입사광의 특정 파장대의 광 반사율은, R≥18％였다. 따라서, 동일 정도의 높이가 줄지어 서는 건물의 상공으로부터 입사하는 광 중, 특정 파장대의 광을 다른 건물의 상공에 효율적으로 복귀시킬 수 있으므로, 히트 아일랜드 현상을 저감할 수 있다. 이에 비해, 앙각 β가 30° 상당 근방의 입사 위치 「4i」, 「5i」 및 「6i」로부터의 입사광에 대해서는, 입사광과 거의 동일한 앙각 30° 상당 근방 「4r」, 「5r」 및 「6r」에서 특정 파장대의 광의 반사광이 얻어지지만, 그 반사율은 매우 낮은 것을 알 수 있었다. 앙각 β가 30° 상당 근방에서의 입사광의 경우에는, 히트 아일랜드 현상에 대한 영향은 작지만, 이러한 입사광에 대한 반사율을 저감함으로써, 히트 아일랜드 현상을 보다 저감하는 것이 가능하게 된다.
<참고예>
도 23은, 참고예의 광학체에 있어서의 입반사 특성의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 참고예의 광학체는, 능선부의 교차 각도 θ1이 60°, 사각추형의 오목부 최하점의 경사 각도 θ2가 25°, 능선부의 꼭지각 η가 65°인 점에서 상기 실시예와 상이하다. 도 23에 나타내는 입사광의 입사 위치 「1i」, 「2i」, 「3i」, 「4i」, 「5i」, 「6i」, 「7i」 및 「8i」는, 도 22의 경우와 같다.
도 23으로부터 명백해진 바와 같이, 참고예의 경우, 앙각 β가 60° 상당 근방의 입사 위치 「1i」, 「2i」, 「3i」, 「7i」 및 「8i」로부터의 입사광에 대해서는, 특정 파장대의 광의 반사광 「1r」, 「2r」, 「3r」, 「7r」 및 「8r」은, 앙각 β가 30° 상당보다도 낮은 각도에서 반사율 R이 높아진다. 이 경우의 각 입사광의 특정 파장대의 광 반사율은, R≥20％였다. 또한, 앙각 β가 30° 상당 근방의 입사 위치 「4i」, 「5i」 및 「6i」로부터의 입사광에 대해서는, 특정 파장대의 광의 반사광 「4r」, 「5r」 및 「6r」은, 입사광과 거의 동일한 앙각 30° 상당 근방에서 반사율이 높아진다. 그로 인해, 충분한 히트 아일랜드 현상의 저감 효과가 얻어지기 어렵다.
(실시예 9)
상술한 실시예 1 내지 8과 동일하게 하여, 도 15에 도시한 제2 실시 형태에 따른 광학체를 갖는 샘플을 제작하였다. 이 샘플의 광학체의 능선부의 교차 각도 θ1은 내지 30°, 사각추형의 오목부 최하점의 경사 각도 θ2는 10°, 능선부의 꼭지각 η는 90°로 형상은 구면상이다.
본 실시예에서는, ORA사제 조명 설계 해석 소프트웨어 Light Tools를 사용하여, 상기 샘플의 구면 능선부 형상의 곡률 반경 Sr을 0㎛ 내지 10㎛의 범위에서 변화시켜서 시뮬레이션을 행하고, 입사각(θ=60°, φ=0°)으로 입사하는 광(파장 300nm 내지 2500nm) 중 근적외광(파장 780nm 내지 2100nm)의 상방 반사율 R1과, 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout를 산출하였다. 또한, 입사광은, 광학체의 사각추형의 오목부 최하점을 상방에 위치시켜서, 상방으로부터 입사각 60°로 입사시켰다. 그 결과를 도 24에 나타내었다.
또한, 곡률 반경 Sr이 Sr=0㎛, Sr=5㎛, Sr=10㎛의 각각의 경우에 있어서, 입사각(θ=0° 내지 75°, φ=0°)을 변화시켜서 시뮬레이션을 행하고, 전 방향 반사율 R2, 상방 반사율 R1 및 하방 반사율 R3을 산출하였다. 그 결과를 도 25a, 도 25b 및 도 25c에 나타내었다. 도 25a는 Sr=0㎛의 경우의 결과를 나타내고, 도 25b는 Sr=5㎛의 경우의 결과를 나타내고, 도 25c는 Sr=10㎛의 경우의 결과를 나타낸다.
도 24로부터 명백해진 바와 같이, 입사각(θ=60°, φ=0°)의 경우, 반사각 θout는, 곡률 반경 Sr이 0㎛ 내지 10㎛의 범위에서 입사각과 같은 60° 근방에 있다. 이에 비해, 상방 반사율 R1은, 곡률 반경 Sr의 증가에 수반하여 저하된다. 예를 들어, Sr=0㎛일 때의 상방 반사율 R1은 약 36％이지만, Sr=5㎛에서는 R1≒33.5％가 되고, Sr=10㎛에서는 R1≒30.5％가 된다. 이것으로부터, 곡률 반경 Sr이 10㎛를 초과하면, 상방 반사율 R1은 30％를 하회하는 것이 상정된다. 또한, 도 25a 내지 도 25c로부터 명백해진 바와 같이, 전 방향 반사율 R2는, 입사각(θ=0° 내지 50°, φ=0°) 부근에 있어서, 곡률 반경 Sr이 클수록 높아진다. 또한, 하방 반사율 R3은, 입사각(θ=0° 내지 75°, φ=0°)에 걸쳐, 곡률 반경 Sr이 클수록 입사각 θ가 커짐에 따라서 높아진다. 따라서, 곡률 반경 Sr은 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하로 하면 되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 상기한 실시 형태나 실시예에 있어서, 능선부 형상을 비구면상으로 하는 경우도 마찬가지이다.
(실시예 10)
본 발명자들은, 실시예 1 내지 8의 광학체를 광학 현미경으로 관찰하면, 예를 들어 도 26에 개략도를 나타내는 것처럼, 사각추형의 오목부(4c) 내에 미소한 기포(91)가 백탁되어서 관찰되는 경우가 있는 것이 판명되었다. 이들 미소한 기포(91)는, 도 9에 나타낸 제조 장치를 사용하는 포매 프로세스에 있어서, 반사층을 구비한 광학층(9)을 전리선 경화 수지(34)에 의해 포매할 때에 기포가 전부 압출할 수 없고 잔존한 것으로 추측된다. 이러한 광학체는, 잔존하는 기포(91)가 매우 미소한 점에서, 광학체의 전체적인 광학 특성에는 거의 영향을 미치지 않지만, 품질의 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, 기포가 완전히 잔존하지 않도록 하기 위해서는, 예를 들어 도 9의 포매 프로세스에 있어서의 장치의 개량이나 포매 라인 속도의 저속화 등의 변경을 요하고, 제조 비용의 앙등을 초래하는 경우가 있는 것이 예상된다.
그래서, 본 발명자들은, 교차하는 능선부에 고저차를 갖는 광학체의 각종 샘플을 제작하여, 기포의 유무를 광학 현미경으로 관찰하였다. 교차하는 능선부의 각각의 형상은, 곡률 반경 Sr이 Sr=0의 첨상이다. 교차하는 능선부의 고저 차란, 도 3a에 있어서, 능선부(4d1)와 능선부(4d2) 사이의 X 방향에 있어서의 거리이다. 이하, 고저차를 ΔX라고 표기한다. 고저차 ΔX는, 예를 들어 도 10a에 나타낸 금형(20)을 형성할 때의 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바이트(21) 및 바이트(22)의 각각의 절삭 깊이의 차에 의해 발생하는 것이다.
샘플은, 능선부의 교차 각도 θ1이 30°, 사각추형의 오목부 최하점의 경사 각도 θ2가 10°, 능선부의 꼭지각 η가 90°, 도 3a에 나타낸 사각추형의 오목부(4c)의 Y 방향의 피치 Py 및 Z 방향의 피치 Pz가 각각 67㎛이다. 또한, 샘플은, 능선부(4d1) 및 능선부(4d2)의 각각의 능선 높이의 설계값, 즉, 예를 들어 도 10a에 나타낸 금형(20)을 형성할 때의 도 11a 및 도 11b에 나타낸 바이트(21) 및 바이트(22)의 각각의 절삭 깊이의 설계값이, 각각 32㎛이다. 샘플은, 설계값의 능선 높이에 상당하는 한쪽의 능선부에 대하여 다른 쪽의 능선부가 +X 방향 또는 -X 방향으로 0.1㎛, 0.2㎛, 0.5㎛, 1.0㎛, 1.5㎛, 2.0㎛의 고저차 ΔX를 갖는 것으로 하였다. 또한, 도 9에 나타낸 제조 장치를 사용하는 포매 프로세스에 있어서, 반사층을 구비한 광학층(9)을 포매하는 전리선 경화 수지(34)는, 우레탄 아크릴레이트(아로닉스, 도아 고세이사제, 경화 후 굴절률 1.533)로, 점도가 300cP와 1500cP의 2종류로 하였다. 또한, 포매 프로세스에 있어서의 포매 라인 속도는, 1.5m/min와 10m/min의 2조건으로 하였다.
표 2는, 이들의 샘플에 있어서의 기포의 유무 관찰 결과를 나타낸다. 표 2에 있어서, X 표시는 기포가 관찰된 결과를 나타내고, ○ 표시는 기포가 관찰되지 않은 결과를 나타낸다.
또한, ORA사제 조명 설계 해석 소프트웨어 Light Tools를 사용하여, 입사각(θ=60°, φ=0°)으로 입사하는 광(파장 300nm 내지 2500nm) 중 근적외광(파장 780nm 내지 2100nm)의 상방 반사율 R1과, 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout를 산출하였다. 입사광은, 사각추형의 오목부 최하점이 상방에 위치하는 샘플의 수직 설치 상태에서, 상방으로부터 입사각 60°로 입사시켰다. 그 결과를 도 27에 나타내었다. 동일한 입사광을, φ=0°에서 입사각 θ가 70° 내지 75°의 범위에서 상방으로부터 입사시켰을 경우의 근적외광 상방 반사율 R1과, 반사 강도가 최대가 되는 반사각 θout를 산출하였다. 그 결과를 도 28에 나타내었다. 또한, 도 27 및 도 28은, 고저차 ΔX가 3.0㎛까지의 경우의 상방 반사율 R1 및 반사각 θout의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 또한, 도 27 및 도 28에 있어서, +ΔX는 설계값의 능선 높이에 상당하는 한쪽의 능선부보다도 다른 쪽의 능선부가 높은 경우를 나타내고 있고, -ΔX는 설계값의 능선 높이에 상당하는 한쪽의 능선부보다도 다른 쪽의 능선부가 낮은 경우를 나타내고 있다.
상기의 결과로부터, 교차하는 능선부의 각각의 능선부 형상이, 곡률 반경 Sr=0의 첨상인 경우에는, 표 2로부터 명백해진 바와 같이, 고저차 ΔX가 0.2㎛<ΔX를 충족하면, 기포의 혼입 없는 광학체가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 이것은, 포매 프로세스에 있어서, 반사층을 구비한 광학층(9)의 오목부 기포가 고저차 ΔX로부터 빠져나가기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. 또한, 도 27 및 도 28에 있어서, 상방 반사율 R1 및 반사각 θout는, +ΔX 및 -ΔX로 대략 동일하고, 입사각 60°에서는, 도 27로부터 명백해진 바와 같이, 0.2㎛<ΔX에 있어서 반사각 θout가 60° 이상임과 동시에, 상방 반사율 R1도 30° 이상이다. 마찬가지로, 입사각 70° 내지 75°의 범위에서는, 도 28로부터 명백해진 바와 같이, 0.2㎛<ΔX에 있어서 반사각 θout가 50° 이상임과 동시에, 상방 반사율 R1도 30° 이상이다. 따라서, Sr=0의 경우에는, 0.2㎛<ΔX를 충족하면, 실시예 1 내지 8의 경우와 동일한 광학 특성을 갖는 광학체가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 이와 같은 구성의 광학체의 경우에는, 포매 라인 속도를 저속화하는 경우도 없으므로, 제조 비용의 앙등을 초래하는 일 없이, 품질의 향상이 가능하게 된다.
(실시예 11)
실시예 9에서는, 광학체의 능선부 형상이 구면인 경우, 곡률 반경 Sr은 10㎛ 이하가 바람직하다고 하였다. 그러나, 교차하는 능선부의 고저차가 없는 경우, 즉 실시예 10에서 설명한 교차하는 능선부의 고저차 ΔX가 ΔX=0인 경우에는, 곡률 반경 Sr이 극단적으로 작으면, 포매 프로세스에 있어서 기포가 빠져나가기 어려워져서, 도 26에 도시한 바와 같이 미소한 기포(91)가 광학체에 잔존하는 것이 추측된다. 그로 인해, 실시예 10에서 설명한 바와 같이, 품질의 저하를 초래하거나, 제조 비용의 앙등을 초래하거나 하는 경우가 있는 것이 예상된다.
그래서, 본 발명자들은, 교차하는 능선부의 고저차 ΔX가 ΔX=0에서, 능선부의 구면 형상의 곡률 반경 Sr이 상이한 복수의 샘플을 제작하고, 기포의 유무를 광학 현미경으로 관찰하였다. 샘플은, 능선부의 교차 각도 θ1이 30°, 사각추형의 오목부 최하점의 경사 각도 θ2가 10°, 능선부의 꼭지각 η가 90°, 능선 높이가 32㎛, 도 3a에 나타낸 사각추형의 오목부(4c)의 Y 방향의 피치 Py 및 Z 방향의 피치 Pz가 각각 67㎛이다. 샘플은, 능선부의 구면 형상의 곡률 반경 Sr이 0.1㎛, 0.2㎛, 0.3㎛, 1.0㎛, 2.0㎛, 3.0㎛의 것으로 하였다. 또한, 도 9에 나타낸 제조 장치를 사용하는 포매 프로세스에 있어서, 반사층을 구비한 광학층(9)을 포매하는 전리선 경화 수지(34)는, 우레탄 아크릴레이트(아로닉스, 도아 고세이사제, 경화 후 굴절률 1.533)로, 점도가 300cP와 1500cP의 2종류로 하였다. 또한, 포매 프로세스에 있어서의 포매 라인 속도는, 1.5m/min와 10m/min의 2조건으로 하였다.
표 3은, 이들의 샘플에 있어서의 기포의 유무의 관찰 결과를 나타낸다. 표 3에 있어서, X 표시는 기포가 관찰된 결과를 나타내고, ○ 표시는 기포가 관찰되지 않은 결과를 나타낸다.
표 3으로부터 명백해진 바와 같이, 교차하는 능선부의 고저차 ΔX가 ΔX=0의 경우, 각각의 능선부의 구면 형상은, 곡률 반경 Sr이 0.3㎛≤Sr을 충족하면, 기포의 혼입 없는 광학체가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 이것은, 포매 프로세스에 있어서, 반사층을 구비한 광학층(9)의 오목부 기포가 능선부의 구면 형상을 따라서 빠져나가기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. 따라서, 상기의 실시예 9를 고려하면, ΔX=0의 경우에는, 0.3㎛≤Sr≤10㎛를 충족하면, 기포의 혼입이 없고, 실시예 9에서 설명한 광학 특성을 갖는 광학체가 확실하게 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 이와 같은 구성의 광학체의 경우에는, 포매 라인 속도를 저속화하는 경우도 없으므로, 제조 비용의 앙등을 초래하는 일 없이, 품질의 향상이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 기초하는 각종 변형이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서 예를 든 구성, 방법, 형상, 재료 및 수치 등은 어디까지나 예에 지나지 않고, 필요에 따라서 이것과 다른 구성, 방법, 형상, 재료 및 수치 등을 사용해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태의 각 구성은, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 한, 서로 조합하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 롤 커튼의 구동 방식이 수동식인 경우를 예로서 설명했지만, 롤 커튼의 구동 방식을 전동식으로 해도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 광학체가 필름상인 경우를 예로서 설명했지만, 광학체의 형상은 필름상에 한정되는 것은 아니고, 플레이트상, 블록상 등이어도 된다.
상술한 실시 형태에서는, 광학체를 창재 및 롤 커튼의 스크린에 적용한 경우를 예로서 설명했지만, 본 발명은 이 예에 한정되는 것은 아니고, 창호, 블라인드 장치의 슬랫 등의 내장 부재 또는 외장 부재에도 적용 가능하다.
본 발명에 따른 광학체가 적용되는 내장 부재 또는 외장 부재로서는, 예를 들어 광학체 자체에 의해 구성된 내장 부재 또는 외장 부재, 지향 반사체가 접합된 투명 기재 등에 의해 구성된 내장 부재 또는 외장 부재 등을 들 수 있다. 이러한 내장 부재 또는 외장 부재를 실내의 창 부근에 설치함으로써, 예를 들어 적외선만을 옥외에 지향 반사하고, 가시광선을 실내에 도입할 수 있다. 따라서, 내장 부재 또는 외장 부재를 설치한 경우에도, 실내 조명의 필요성이 저감된다. 또한, 내장 부재 또는 외장 부재에 의한 실내측으로의 산란 반사도 거의 없기 때문에, 주위의 온도 상승도 억제할 수 있다. 또한, 시인성 제어나 강도 향상 등 필요한 목적에 따라, 투명 기재 이외의 접합 부재에 적용하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 일사 차폐 부재를 권취함 또는 권출함으로써, 일사 차폐 부재에 의한 입사 광선의 차폐량을 조정 가능한 일사 차폐 장치(예를 들어 롤 커튼)에 본 발명에 따른 광학체를 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일사 차폐 부재를 접음으로써, 일사 차폐 부재에 의한 입사 광선의 차폐량을 조정 가능한 일사 차폐 장치에 대해서도 본 발명은 적용 가능하다. 이러한 일사 차폐 장치로서는, 예를 들어 일사 차폐 부재인 스크린을 주름상자 모양으로 접음으로써, 입사 광선의 차폐량을 조정하는 플리트 스크린 장치를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학체를 블라인드 장치에 적용하는 경우, 블라인드 장치는 횡형 블라인드 장치(베니션 블라인드 장치)에 한하지 않고, 종형 블라인드 장치(버티컬 블라인드 장치)에 대해서도 적용 가능하다.
1: 광학체
2: 광학층
3: 파장 선택 반사층
4: 제1 광학 투명층
4a: 제1 기재
4c, 61c: 사각추형의 오목부
4d1, 4d2: 능선부
4e: 최하점
4f: 무게 중심
5, 62: 제2 광학 투명층
5a: 제2 기재
6: 접합층
7: 박리층
8: 하드 코팅층
10, 61: 창재
71: 롤 커튼
S1: 입사면
S2: 출사면
2: 광학층
3: 파장 선택 반사층
4: 제1 광학 투명층
4a: 제1 기재
4c, 61c: 사각추형의 오목부
4d1, 4d2: 능선부
4e: 최하점
4f: 무게 중심
5, 62: 제2 광학 투명층
5a: 제2 기재
6: 접합층
7: 박리층
8: 하드 코팅층
10, 61: 창재
71: 롤 커튼
S1: 입사면
S2: 출사면
Claims (8)
- 마름모꼴로 교차하는 능선부를 갖는 복수의 사각추형의 오목부가 표면에 형성된 제1 광학 투명층과,
상기 오목부 상에 형성된 특정 파장대의 광을 선택적으로 반사하는 파장 선택 반사층과,
상기 파장 선택 반사층 상에 형성된 제2 광학 투명층
을 구비하고,
입사각(θ, φ)(단, θ: 입사면이 되는 상기 제2 광학 투명층에 대한 수선과 상기 입사면에 입사하는 입사광이 이루는 각, φ: 상기 입사면 내의 특정한 직선과 상기 입사광을 상기 입사면에 투영한 성분이 이루는 각)으로 할 때, θ=60°로 다른 φ 방향으로부터 상기 입사면에 입사하는 입사광에 대한, 해당 입사광과 동일 사분면으로의 반사광의 평균 반사각이 30° 이상인, 광학체. - 제1항에 있어서, 상기 마름모꼴로 교차하는 능선부의 교차 각도를 θ1로 하고,
상기 오목부의 최하점과 당해 오목부의 마름모꼴의 개구면의 무게 중심을 통하는 주축과, 상기 수선이 이루는 각도를 θ2로 할 때, 하기 식 (1) 또는 (2)를 만족시키는, 광학체.
25°≤θ1≤45° 또한 θ2≤15° (1)
90°≤θ1≤120° 또한 θ2≤10° (2) - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파장 선택 반사층은, 적어도 비정질 고굴절률층과 금속층을 포함하는, 광학체.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특정 파장대의 광은, 주로 파장 780nm 내지 2100nm의 광인, 광학체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능선부는 첨상이고,
상기 마름모꼴로 교차하는 능선부의 고저차를 ΔX로 할 때,
0.2㎛<ΔX
를 만족시키는, 광학체. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능선부는 구면 형상이고,
상기 구면 형상의 곡률 반경을 Sr, 상기 마름모꼴로 교차하는 능선부의 고저차를 ΔX로 할 때,
ΔX=0 또한 0.3㎛≤Sr≤10㎛
를 만족시키는, 광학체. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 광학체를 구비하는 창재.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 광학체를 구비하는 롤 커튼.
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