TW201539051A - 光學組件及其製造方法 - Google Patents

光學組件及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201539051A
TW201539051A TW104106229A TW104106229A TW201539051A TW 201539051 A TW201539051 A TW 201539051A TW 104106229 A TW104106229 A TW 104106229A TW 104106229 A TW104106229 A TW 104106229A TW 201539051 A TW201539051 A TW 201539051A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
optically transparent
optical component
shape
light
Prior art date
Application number
TW104106229A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI632404B (zh
Inventor
Taketoshi Sato
Ryousuke Murakami
Tsutomu Nagahama
Original Assignee
Dexerials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dexerials Corp filed Critical Dexerials Corp
Publication of TW201539051A publication Critical patent/TW201539051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI632404B publication Critical patent/TWI632404B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors

Abstract

本發明為一種光學組件,包含:第一光學透明層,具有凸形狀,相對可見光為透明的;及波長選擇反射層,形成於該第一光學透明層的凸形狀上,選擇地反射紅外線的特定波長;其中,該波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層及金屬層。

Description

光學組件及其製造方法
本發明係關於光學組件及其製造方法。
近年,為了降低空調的負荷,遮蔽日光的窗戶用薄膜被廣泛使用(例如,參照專利文獻1)。就遮蔽該日光的窗戶用薄膜而言,係為吸收日光的薄膜及反射日光的薄膜。吸收該日光的薄膜,吸收日光後變熱,窗戶的周邊部變熱,由於低溫部及高溫部的熱膨脹差,容易產生窗戶玻璃破裂(熱破裂)的問題。
相對地,反射該日光的薄膜,不容易產生熱破裂。反射該日光的薄膜使用作為反射層的光學多層膜、金屬含有膜、透明導電性膜等習知技術。但是,通常,因為該反射層設置於平面上的玻璃,僅使入射的太陽光正反射。因此,從上空所照射的正反射之光,到達屋外的其他建築或地面,被吸收後變熱,使周圍的氣溫上升。藉此,會有於窗戶全部貼有這樣的反射層之大樓周圍處,產生局部溫度上升的都市地區中增加熱島效應,並且僅反射光的照射面之草地的草不會生長等問題。
為了抑制因該正反射的熱島效應之增加,提出一種朝正反射以外的方向指向地反射日光之技術。舉例來說,就進行往上空的反射之手法而言,提出一種使用結晶層的光學折射率膜之溝面形狀的反射結構(例如,參照專利文獻2-4)
但是,這樣的反射結構之情況下,日光吸收變大,與吸收該日光的薄膜相同,可能會有窗戶玻璃熱破裂的問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第05/087680號冊
[專利文獻2]特開2010-160467號公報
[專利文獻3]特開2012-3024號公報
[專利文獻4]特開2011-175249號公報
本發明係以解決習知的前述多個問題來達成以下的目的,以作為課題。即,本發明之目的係提供一種光學組件,為了抑制熱島效應之增加、防止窗戶玻璃的熱破裂,並朝正反射以外的方向指向地反射日光,且日光吸收小。
作為用於解決前述課題的手段,如以下所述。即,
<1>一種光學組件,包含:第一光學透明層,具有凸形狀,相對可見光為透明的;及波長選擇反射層,形成於該第一光學透明層的凸形狀上,選擇地反射紅外線的特定波長;其中,該波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層及金屬層。
<2>如前述<1>所述之光學組件,其中,非晶質高折射率層包含金屬氧化物及金屬氮化物中至少任一者。
<3>如前述<1>至<2>中任一項所述之光學組件,其中,金屬層的平均厚度為5.0nm-23.0nm。
<4>如前述<1>至<3>中任一項所述之光學組件,其中,第一光學透明層的凸形狀藉由複數結構體的一次元配列及二次元配列中任一者所形成,該結構體的形狀為稜鏡形狀、透鏡形狀、半球狀及角錐稜鏡狀中任一者。
<5>如前述<1>至<4>中任一項所述之光學組件,其中,波長選擇反射層的金屬層中之凸出部於每200nm為10個以下。
<6>如前述<1>至<5>中任一項所述之光學組件,其中,非晶質高折射率層包含以下至少任一者:具有In2O3及相對In2O310質量%-40質量%之CeO2的複合金屬氧化物、具有ZnO及相對ZnO20質量%-40質量%之SnO2的複合金屬氧化物、及具有ZnO及相對ZnO10質量%-20質量%之TiO2的複合金屬氧化物。
<7>一種光學組件之製造方法,包含: 第一光學透明層形成製程,形成具有凸形狀的第一光學透明層;及波長選擇反射層形成製程,於該第一光學透明層的凸形狀上,形成波長選擇反射層,波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層及金屬層,並選擇地反射紅外線的特定波長;其中,於該波長選擇反射層形成製程,藉由濺射法,在60℃以下形成非晶質高折射率層。
根據本發明,能解決習知的前述多個問題,達成前述目的,能提供一種為了抑制熱島效應之增加、防止窗戶玻璃的熱破裂的光學組件,其係朝正反射以外的方向指向地反射日光,且日光吸收小。
1‧‧‧光學組件
3‧‧‧波長選擇反射層
4‧‧‧第一光學透明層
4a‧‧‧基材
4b‧‧‧樹脂層
4c‧‧‧基材
5‧‧‧第二光學透明層
5a‧‧‧基材
5b‧‧‧樹脂層
5b’‧‧‧樹脂
6‧‧‧自體洗淨效果層
7‧‧‧光擴散層
8‧‧‧接合層
9‧‧‧第一光學透明層
10‧‧‧窗戶組件
11‧‧‧結構體
12‧‧‧微粒子
23‧‧‧光源
31‧‧‧珠子
32‧‧‧焦點層
41‧‧‧窗戶組件
42‧‧‧結構體
43‧‧‧第二光學透明層
51‧‧‧捲出滾筒
52‧‧‧捲出滾筒
53‧‧‧捲取滾筒
54‧‧‧層積滾筒
55‧‧‧層積滾筒
56‧‧‧導引滾筒
57‧‧‧導引滾筒
58‧‧‧導引滾筒
59‧‧‧導引滾筒
60‧‧‧導引滾筒
61‧‧‧塗佈裝置
62‧‧‧照射裝置
71‧‧‧阻隔層
72‧‧‧硬塗層
73‧‧‧耦合劑層
74‧‧‧防汙層
101‧‧‧捲出滾筒
102‧‧‧支撐滾筒
103‧‧‧捲取滾筒
104‧‧‧濺鍍靶
a‧‧‧配列方向
L‧‧‧入射光
l1‧‧‧垂直線
L1‧‧‧反射於上空的光
l2‧‧‧直線
L2‧‧‧未反射於上空的光
L3‧‧‧稜線
lm‧‧‧主軸
P‧‧‧間距
P1‧‧‧間距
P2‧‧‧間距
S1‧‧‧入射面
S2‧‧‧射出面
[圖1A] 圖1A係為顯示於第一光學透明層所形成的結構體之形狀例的立體圖。
[圖1B] 圖1B係為顯示於第一光學透明層所形成的結構體之主軸傾斜方向的剖面圖。
[圖2A] 圖2A係為顯示於第一光學透明層所形成的結構體之形狀例的立體圖。
[圖2B] 圖2B係為顯示於第一光學透明層所形成的結構體之形狀例的立體圖。
[圖2C] 圖2C係為顯示於第一光學透明層所形成的結構體之形狀例的立體圖。
[圖3] 圖3係為用於說明光學組件之機能的範例之剖面圖。
[圖4] 圖4係為用於說明光學組件之機能的範例之剖面圖。
[圖5] 圖5係為用於說明光學組件之機能的範例之剖面圖。
[圖6] 圖6係為用於說明光學組件之機能的範例之剖面圖。
[圖7A] 圖7A係為顯示柱狀結構體之稜線、入射光及反射光的關係之剖面圖。
[圖7B] 圖7B係為顯示柱狀結構體之稜線、入射光及反射光的關係之平面圖。
[圖8] 圖8係為相對光學組件所入射的入射光及藉由光學組件所反射的反射光之關係的立體圖。
[圖9A] 圖9A係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖9B] 圖9B係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖9C] 圖9C係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖9D] 圖9D係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖9E] 圖9E係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖9F] 圖9F係為用於說明關於本發明光學組件之製造方法的範例之工程圖。
[圖10] 圖10係為顯示本發明光學組件之製造裝置的構成例之概略圖。
[圖11] 圖10係為顯示本發明光學組件之製造裝置的構成例之概略圖。
[圖12] 圖12係為顯示關於本發明第一實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖13A] 圖13A係為顯示關於本發明第二實施形態之光學組件的結構體之構成例的平面圖。
[圖13B] 圖13B係為沿如圖13A所示之光學組件的B-B線之剖面圖。
[圖13C] 圖13C係為沿如圖13A所示之光學組件的C-C線之剖面圖。
[圖14A] 圖14A係為顯示關於本發明第二實施形態之光學組件的結構體之構成例的平面圖。
[圖14B] 圖14B係為沿如圖14A所示之光學組件的B-B線之剖面圖。
[圖14C] 圖14C係為沿如圖14A所示之光學組件的C-C線之剖面圖。
[圖15A] 圖15A係為顯示關於本發明第二實施形態之光學組件的結構體之構成例的平面圖。
[圖15B] 圖15B係為沿如圖15A所示之光學組件的B-B線之剖面圖。
[圖16] 圖16係為顯示關於本發明第三實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖17] 圖17係為顯示關於本發明第四實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖18] 圖18係為顯示關於本發明第四實施形態之光學組件的構造體之構成例的立體圖。
[圖19] 圖19係為顯示關於本發明第五實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖20A] 圖20A係為顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖20B] 圖20B係為顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖20C] 圖20C係為顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖21] 圖21係為顯示關於本發明第七實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖22A] 圖22A係為顯示關於本發明第八實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖22B] 圖22B係為顯示關於本發明第八實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖23] 圖23係為顯示關於本發明第九實施形態之光學組件的構成例 之剖面圖。
[圖24] 圖24係為顯示關於本發明第九實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖25] 圖25係為顯示關於本發明第十實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖26] 圖26係為顯示關於本發明第十一實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。
[圖27A] 圖27A係為顯示具有實施例1之鋁製模具的成形面之形狀的剖面圖。
[圖27B] 圖27B係為顯示具有實施例1之鋁製模具的成形面之形狀的剖面圖。
[圖28] 圖28係為實施例1的光學組件之剖面圖。
[圖29A] 圖29A係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖29B] 圖29B係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖29C] 圖29C係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖29D] 圖29D係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖29E] 圖29E係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖29F] 圖29F係為可見光線、紅外線的穿透率及反射率之測定結果。
[圖30] 圖30係為比較例1的光學組件之剖面圖。
(光學組件)
本發明的光學組件具有第一光學透明層及波長選擇反射層,更因應必要具有其他層。
<第一光學透明層>
第一光學透明層具有凸形狀,相對可見光為透明的。
就該第一光學透明層而言,只要是支撐該波長選擇反射層用的支撐體,並未特別限制,能因應目的適宜選擇。
就第一光學透明層的材料而言,舉例來說,如熱可塑性樹脂、活性能量射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等樹脂。
該第一光學透明層由賦予設計性於光學組件或窗戶組件等的觀點來看,相對可見光不會妨礙透明性的範圍下,較佳係具有吸收可見區域中特定波長的光之特性。
設計性的賦予就是吸收可見區域中特定波長的光之特性,舉例來說,能藉由於該第一光學透明層含有顏料來進行。
該顏料較佳係分散於該樹脂中。
就分散於該樹脂中的顏料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如無機顏料、有機顏料等,較佳係顏料本身之氣候耐性高的無機顏料。
就該無機顏料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如鋯石灰(摻Co,Ni的ZrSiO4)、鐠黃(摻Pr的ZrSiO4)、鉻鈦黃(摻Cr,Sb的TiO2或摻Cr,W的TiO2)、鉻綠(Cr2O3等)、孔雀藍((CoZn)O(AlCr)2O3)、維多利亞綠((Al,Cr)2O3)、普魯士藍(CoC‧Al2O3‧SiO2)、釩鋯藍(摻V的ZrSiO4)、鉻錫紅(摻Cr的CaO‧SnO2‧SiO2)、陶紅(摻Mn的Al2O3)、鐵鋯紅(摻Fe的ZrSiO4)等。
就有機顏料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如偶氮顏料、酞菁顏料等。
就該第一光學透明層的形狀而言,並未特別限制,能因應目 的適宜選擇,舉例來說,如薄膜狀、片狀、板狀、塊狀等。由能將光學組件易於貼合至窗戶組件的觀點來看,第一光學透明層較佳係為薄膜狀、片狀。
舉例來說,該第一光學透明層於形成該波長選擇反射層側的面具有一次元配列的結構體。就該結構體的間距P而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,較佳30μm以上5mm以下,更佳為50μm以上1mm以下,特佳為50μm以上500μm以下。若該結構體的間距低於30μm,難以形成所期望的結構體之形狀,因為波長選擇反射層的波長選擇特性通常急遽升降困難,所以會反射穿透波長的一部分。由於因這樣的反射而產生繞射被認為高次反射,會有感覺透明性變差的傾向。而且,若該結構體的間距超過50μm,考慮於指向地反射之必要結構體的形狀之情況下,變厚必要的膜厚會損失可撓性,貼合於窗戶組件等剛體變得困難。
就該結構體的形狀而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如稜鏡形狀、透鏡形狀、半球狀、角錐稜鏡狀等。就結構體為稜鏡形狀的情況,稜鏡形狀的結構體之傾斜角度舉例來說,較佳為45°以上。結構體適用於窗戶組件的情況,由上空入射的光較多被反射回上空的觀點來看,較佳係具有傾斜角最好為45°以上傾斜的平面或曲面。在這樣的形狀,因為入射光以約一次的反射回到上空,該波長選擇反射層的反射率即使不是那麼高,也能於朝上空方向反射入射光的同時,降低波長選擇反射層中光的吸收。
而且,如圖1A所示,較佳係將結構體11的形狀作為相對於光學組件之入射面S1中垂直的垂直線l1為非對稱的形狀。此情況,結構體的主軸lm以垂直線l1為基準,朝結構體11的配列方向a傾斜。在此,所謂結構體的主軸lm,係指通過結構體11剖面的底邊之中點及結構體11之頂點的直線。 將光學組件貼合於相對地面垂直配置的窗戶組件之情況,如圖1B所示,結構體11的主軸lm較佳係以垂直線l1為基準,朝窗戶組件的下方(地面側)傾斜。通常,透過窗戶之熱流入多的下午左右之區間,因為太陽的高度大多較45°更高,採用如圖1A所示的形狀,能有效率地將從這樣高角度入射的光反射至上方。圖1A及圖1B中,顯示稜鏡形狀的結構體11作為相對垂直線l1為非對稱的形狀之範例。又,也可將稜鏡形狀以外的結構體11作為相對垂直線l1為非對稱的形狀。舉例來說,也可將角錐稜鏡體作為相對垂直線l1為非對稱的形狀。
而且,結構體11的形狀可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。將複數種類形狀的結構體設置於表面的情況,由複數種類形狀的結構體所形成的特定形態較佳係週期地反復形成。而且,依據所期待的特性,也可將複數種類的結構體隨機地(非週期地)形成。
圖2A至圖2C係顯示第一光學透明層含有的結構體之形狀例的立體圖。結構體11於一方向延伸柱狀的凸部,此柱狀的結構體11朝一方向一次元配列。波長選擇反射層因為成膜於此結構體上,所以該波長選擇反射層的形狀具有與結構體11之表面形狀相同的形狀。
又,於圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖2C,符號3為波長選擇反射層,符號4為第一光學透明層,符號5為第二光學透明層。以下,於本說明書的各圖,於相同組件等顯示相同符號。
<波長選擇反射層>
該波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層(非晶質的高折射率層)及金屬層。
該波長選擇反射層形成於該第一光學透明層的凸形狀上。
該波長選擇反射層選擇地反射紅外線的特定波長。
該波長選擇反射層較佳係交互層積非晶質高折射率層及金屬層。但是,該波長選擇反射層的最表面為高折射率層的情況,該最表面的高折射率層可為非晶質也可為結晶質。
於該第一光學透明層的凸形狀上,若形成習知結晶質高折射率層,因為結晶質高折射率層沒有均勻的厚度,於其上所形成的金屬層也無法均勻地成膜,所以日光吸收變大。
經本發明人認真研究後的結果發現,若於該第一光學透明層的凸形狀上形成非晶質高折射率層,非晶質高折射率層有均勻的厚度,於其上所形成的金屬層也會均勻地成膜,所以日光吸收變小。
就該波長選擇反射層的平均厚度而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,較佳20μm以下,更佳為5μm以下,特佳為1μm以下。若該波長選擇反射層的平均厚度超過20μm,會有穿透光的折射路徑變長,穿透畫面歪斜被看到的傾向。
該波長選擇反射層的金屬層中之凸出部較佳係於每200nm為10個以下(10個/200nm以下)。該凸出部的數量若超過10個/200nm,會影響其表面的粗細,降低反射率。
該凸出部的數量係使用穿透型電子顯微鏡(TEM),藉由剖面畫面的觀察來測定。更具體而言,藉由以下的方法來測定。
藉由TEM得到剖面畫面。於該剖面畫面,金屬層中,拉出上下兩條直線時,夾持於兩條直線的金屬層部分之面積為最大值時之上側直線作為基準線。由該基準線超出該金屬層的厚度1/2以上的金屬層之一部分稱為「凸出部」。然後,計算該剖面畫面中200nm長度的基準線內之凸出部的數量。藉由TEM剖面觀察,對該波長選擇反射層的各金屬層之一個位置分別進行,作為凸出部最多的金屬層中每200nm的凸出部之數量。
<<金屬層>>
就該金屬層的材質而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如金屬單體、合金等。
就該金屬單體而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如Au,Ag,Cu,Al,Ni,Cr,Ti,Pd,Co,Si,Ta,W,Mo,Ge等。
就該合金而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,較佳係Ag系、Cu系、Al系、Si系或Ge系的材料,更佳係AlCu,AlTi,AlCr,AlCo,AlNdCu,AlMgSi,AgPdCu,AgPdTi,AgCuTi,AgPdCa,AgPdMg,AgPdFe。而且,為了抑制該金屬層的腐蝕,相對該金屬層,較佳係添加Ti,Nd等材料。再者,使用Ag作為金屬層的材料之情況,較佳係添加Ti,Nd等材料。
就金屬層的平均厚度而言,較佳係為5.0nm-23.0nm。若該金屬層的平均厚度較5.0nm小,則表面平滑,且光穿透而不會反射;若超過23.0nm,則光無法穿透。
就該金屬層的平均厚度之測定方法而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如藉由穿透型電子顯微鏡剖面測定、X射線螢光膜厚測量儀、X光反射率法等。
就該金屬層的形成方法而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如濺射法、蒸鍍法、化學氣相沉積法(CVD,chemical vapor deposition)、浸塗法、狹縫塗佈法、濕式塗佈法、噴塗法等。
<<非晶質高折射率層>>
該非晶質高折射率層係為作為可見區域中高折射率的反射防止層之機能的非晶質高折射率層。就該非晶質高折射率層的材質而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如金屬氧化物、金屬氮化物等。就該金屬氧化物而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如 氧化鈮、氧化鉭、氧化鈦、氧化銦錫、二氧化矽、氧化鈰、氧化錫、氧化鋁等。就該金屬氮化物而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如氮化矽、氮化鋁、氮化鈦等。
再者,較佳係控制添加的元素或量,適用易成為非晶質膜的材料。就這樣的材料而言,舉例來說,如具有In2O3及相對In2O310質量%-40質量%之CeO2的複合金屬氧化物、具有ZnO及相對ZnO20質量%-40質量%之SnO2的複合金屬氧化物、及具有ZnO及相對ZnO10質量%-20質量%之TiO2的複合金屬氧化物。
關於非晶質性,使用穿透型電子顯微鏡(TEM),藉由層的剖面畫面之觀察,能進行確認。
舉例來說,此處的高折射率係指折射率為1.7以上。
就該非晶質高折射率層的平均厚度而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,較佳係為10nm-200nm,更佳係為15nm-150nm,特佳係為20nm-130nm。
就該非晶質高折射率層的形成方法而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,濺射法、蒸鍍法、化學氣相沉積法(CVD,chemical vapor deposition)、浸塗法、狹縫塗佈法、濕式塗佈法、噴塗法等。
<其他層>
就該其他層而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如第二光學透明層、機能層等。
<<第二光學透明層>>
舉例來說,該第二光學透明層具有凹形狀,抵消該第一光學透明層的凸形狀。
該第二光學透明層係為提高穿透畫面鮮明度或全光線穿透率的同時, 保護該波長選擇反射層用的層。就該第二光學透明層的材料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如聚碳酸等熱可塑性樹脂、丙烯等活性能量射線硬化樹脂等的樹脂。而且,較佳係將該第二光學透明層作為接著層,透過此接著層將光學組件貼合於窗戶組件的構成。就該接著層的材料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如感壓性黏著劑(PSA,pressure sensitive adhesive)、紫外線硬化樹脂等。
該第二光學透明層由賦予設計性於光學組件或窗戶組件等的觀點來看,相對可見光不會妨礙透明性的範圍下,較佳係具有吸收可見區域中特定波長的光之特性。
設計性的賦予就是吸收可見區域中特定波長的光之特性,舉例來說,能藉由於該第二光學透明層含有顏料來進行。
該顏料較佳係分散於該樹脂中。
就分散於該樹脂中的顏料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如於該第一光學透明層的說明中所例示之顏料等。
就該第一光學透明層及該第二光學透明層的折射率差而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,較佳為0.010以下,更佳為0.008以下,特佳為0.005以下。若該折射率差超過0.010,會有穿透畫面看起來模糊的傾向。若該折射率差為超過0.008且0.010以下的範圍,不但外面明亮且用於日常生活中沒有問題。若該折射率差為超過0.005且0.008以下的範圍,雖然僅有如光源之非常明亮的物體發現繞射形態,但外面的景色能鮮明地看到。如果該折射率差為0.005以下,幾乎沒有發現繞射形態。該第一光學透明層及該第二光學透明層中,成為與窗戶組件等貼合側的光學透明層較佳係將黏著劑作為主成分。作為這樣的結構,藉由黏著劑作為主成分的光學透明層能將光學組件貼合於窗戶組件等。
該第一光學透明層及該第二光學透明層的折射率等光學特性較佳係相同。更具體而言,該第一光學透明層及該第二光學透明層較佳係由可見區域中具有透明性的相同材料所組成。該第一光學透明層及該第二光學透明層藉由相同材料構成,因為兩者的折射率相等,能提高可見光的透明性。但是,即使將相同材料作為製作源,但藉由成膜製程中硬化條件等而最後生成的膜之折射率會有差異,必須要注意。對此,若該第一光學透明層及該第二光學透明層藉由不同材料構成,因為兩者的折射率相異,將該波長選擇反射層作為邊界反射光,會有穿透畫面看起來模糊的傾向。再者,於遠的電燈等點光源觀察近的物體,會有明顯發現繞射形態的問題。
該第一光學透明層及該第二光學透明層較佳係於可見區域具有透明性。在此,透明性的定義有兩種意思,光的吸收少及沒有光散射。雖然,一般而言,說到透明的情況,指的僅是前者,但本發明較佳係具有兩者。現在所利用的復歸反射體為道路標示或夜間作業者的衣服等,其目的在於辨識其顯示反射光,舉例來說,即使具有亂射性,若與基底反射體密合,仍能辨識其反射光。舉例來說,於畫面顯示裝置的前面,即使以防眩性的賦予作為目的而進行具有散射性的防眩處理,仍與能辨識畫面為相同原理。然而,本發明的光學組件,具有穿透指向地反射的特定波長以外之光的特點之特徵,且黏著於主要穿透此穿透波長的穿透體,為了觀察此穿透光,必須要有不會光散射之要件。但是,依據此用途,可能只有該第二光學透明層刻意具有散射性。
<<機能層>>
就該機能層而言,只要將由外部刺激可逆地變化反射性能等的變色材料作為主成分,並未特別限制,能因應目的適宜選擇。
就該變色材料而言,只要藉由熱、光、侵入分子等外部刺激使結構可逆地變化之材料,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如感光變色材料、感溫變色材料、感電變色材料等。
就該機能層的配置位置而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇。
該光學組件具有透明性。就該透明性而言,較佳係具有後述的穿透畫面鮮明度之範圍。
該光學組件較佳係藉由黏著劑等貼合於相對穿透的特定波長以外之光具有主要穿透性的剛體(如窗戶組件)來使用。就該窗戶組件而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如高層大樓或住宅等建築用窗戶組件、車輛用的窗戶組件等。將該光學組件適用於該建築用窗戶組件之情況,較佳係將光學組件適用於配置至東、南、西方向間任一方向的窗戶組件。適用於這樣位置的窗戶組件,能更有效果地反射熱射線。該光學組件不僅能用於單層的窗戶玻璃,也能用於複數層玻璃等特殊玻璃。而且,該窗戶組件,並未限制由玻璃所組成,也可使用由具有透明性之高分子材料所組成。第一光學透明層及第二光學透明層,若於可見區域具有透明性,將光學組件貼合於窗戶玻璃等窗戶組件之情況,穿透可見光,能確保來自太陽光的採光。而且,作為所貼合的面不僅使用玻璃的外面,也能使用內面。使用這樣的內面之情況,必須將結構體的凹凸之正反及面內方向對齊而貼合,以使指向地反射方向作為目的方向。
由能將光學組件易於貼合於窗戶組件的觀點來看,該光學組件較佳係具有可撓性。就該光學組件的形狀而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,雖如薄膜狀、片狀、板狀、塊狀等,但並未特別限制這些形狀。
而且,該光學組件能與其他熱射線阻隔膜一併使用,舉例來說,能將 光吸收塗膜設置於空氣及第一光學透明層的界面。而且,該光學組件能與硬塗層、紫外線阻隔層、表面反射防止層一併使用。併用此等機能層的情況,較佳係將此等機能層設置於光學組件及空氣間之界面。但是,關於該紫外線阻隔層,為了必須配置於光學組件的太陽側,特別是使用於室內外之窗戶玻璃面作為內部貼合用的情況,期望將紫外線阻隔層設置於該窗戶玻璃面及光學組件間。此情況,於窗戶玻璃面及光學組件間的黏著層中,較佳係混合紫外線吸收劑。
而且,因應該光學組件的用途,較佳係相對該光學組件施予著色,賦予設計性。賦予這樣的設計性之情況,較佳係在不損及透明性的範圍下,光學透明層作為僅吸收特定波長帶的光之構成。
<光學組件之機能>
圖3、圖4係為用於說明光學組件之機能的範例之剖面圖。於此,作為範例而言,將結構體的形狀為傾斜角45°的稜鏡形狀之情況作為例來說明。
如圖3所示,入射至此光學組件1的太陽光中之反射於上空的光L1之一部分,相對指向地反射於與入射方向相同程度的上空方向,未反射於上空的光L2係穿透光學組件1。
而且,如圖4所示,入射於光學組件1,並在波長選擇反射層3的反射膜面所反射的光因應入射角度比例,分離反射於上空的光L1及未反射於上空的光L2。而且,未反射於上空的光L2在第二光學透明層5及空氣的界面全反射後,最終,與入射方向不同的方向反射。
若光的入射角度為α,第一光學透明層4的折射率為n,波長選擇反射層的反射率為R,則相對全入射成分反射於上空的光L1之比例x由以下式(1)表示。
x=(sin(45-α’)+cos(45-α’)/tan(45+α’))/(sin(45-α’)+cos(45-α’))xR2...(1)
但是,α’=sin-1(sinα/n)
若未反射於上空的光L1之比例多,則入射光反射於上空的比例減少。為了提高反射於上空的比例,設計波長選擇反射層3的形狀是有效的,即設計第一光學透明層4的結構體之形狀是有效的。舉例來說,為了提高往上空的反射之比例,結構體11的形狀較佳係為如圖2C所示的圓柱形狀、或如圖1A及圖1B所示的非對稱形狀。在這樣的形狀下,即使不能將光反射於與入射光全部相同方向,於建築用窗戶組件等,從上方向入射的光反射於上方向的比例可能很多。如圖2C、圖1A及圖1B所示的兩個形狀,如圖5及圖6所示,因為透過波長選擇反射層3之入射光的反射次數為一次完成,所以最終的反射成分可能比如圖3所示的兩次反射之形狀更多。舉例來說,利用二次反射的情況,相對某些波長的波長選擇反射層之反射率為80%,上空反射率為64%,若以一次反射完成,則上空反射率為80%。
圖7A及圖7B係顯示柱狀的結構體之稜線l3、入射光L及反射於上空的光L1之關係。光學組件較佳係在入射角(θ,ψ)入射於入射面S1的入射光L中,將反射於上空的光L1相對指向地反射於選擇地(θo,-ψ)之方向(0<θo<90°),並穿透未反射於上空的光L2。滿足這樣的關係下,能將特定波長帶的光反射於上空方向。但是,θ:係為相對入射面S1的垂直線l1與入射光L或反射於上空的光L1之夾角。ψ:係為入射面S1中與柱狀的結構體之稜線l3垂直的直線l2、及將入射光L或反射於上空的光L1射影於入射面S1的成分之夾角。又,垂直線l1作為基準,順時鐘旋轉角度θ為「+θ」,逆時鐘旋轉角度θ為「-θ」。直線l2作為基準,順時鐘旋轉角度ψ為「+ψ」,逆時鐘旋轉角度ψ為「-ψ」。
圖8係為相對光學組件1入射的入射光及透過光學組件所反射的反射光之關係的立體圖。光學組件具有入射光L入射的入射面S1。光學 組件1在入射角(θ,ψ)入射於入射面S1的入射光L中,將反射於上空的光L1相對指向地反射於選擇地正反射(-θ,ψ+180°)以外之方向,並穿透未反射於上空的光L2。而且,光學組件1相對該特定波長帶以外的光具有透明性。就透明性而言,較佳係具有後述的穿透畫面鮮明度之範圍。但是,θ:係為相對入射面S1的垂直線l1與入射光L或反射於上空的光L1之夾角。ψ:係為入射面S1內的特定直線l2、及將入射光L或反射於上空的光L1射影於入射面S1的成分之夾角。在此,所謂入射面內的特定直線l2,係指固定入射角(θ,ψ),將相對光學組件的入射面S1之垂直線l1作為軸旋轉光學組件時,朝ψ方向反射強度最大的軸(參照圖1A至圖1B、圖2A至圖2C)。但是,反射強度最大的軸(方向)為複數的情況,選擇其中的一個作為直線l2。又,垂直線l1作為基準,順時鐘旋轉角度θ為「+θ」,逆時鐘旋轉角度θ為「-θ」。直線l2作為基準,順時鐘旋轉角度ψ為「+ψ」,逆時鐘旋轉角度ψ為「-ψ」。
選擇指向地反射之特定波長帶的光及穿透之特定的光因光學組件的用途而不同。舉例來說,相對窗戶組件適用光學組件的情況,選擇指向地反射之特定波長帶的光較佳係為近紅外線光,穿透之特定波長帶的光較佳係為可見光。具體而言,選擇指向地反射之特定波長帶的光,較佳係為主要波長帶區780nm-2100nm的近赤紅外線。反射近紅外線,且將光學組件貼合於玻璃窗戶等之窗戶組件的情況,能抑制建築物內的溫度上升。藉此,減少附加冷氣房,冀望能節省能源化。在此,所謂指向地反射,係指往正反射以外的某個特定方向之反射光強度,較正反射光強度強,且較沒有指向地的擴散反射強度非常強。在此,所謂反射,係表示特定波長帶區中,如近紅外線區中的反射率較佳為30%以上,更佳為50%以上,特佳為80%以上。所謂穿透,係表示特定波長帶區中,如可見光區中的穿透率為30%以上,更佳為50%以上,特佳為70%以上。
該光學組件的指向地反射方向ψ o較佳係為-90°以上,90°以下。將該光學組件貼合於窗戶組件的情況,從上空入射的光中,能將特定波長帶的光回到上空方向。周圍沒有高的建築物之情況下,此範圍的光學組件係有用的。而且,該光學組件的指向地反射方向較佳係(-θ,ψ)附近。所謂附近,較佳係為(-θ,ψ)起5度以內,更佳係為3度以內,特佳係為2度以內。此範圍,將光學組件貼合於窗戶組件的情況,從相同程度高度佇立併排的建物之上空入射的光中,能將特定波長帶的光效率良好地回到其他的建物之上空。為了實現這樣的指向地反射,就該結構體而言,舉例來說,較佳係使用球面、雙曲面的一部分、三角錐、四角錐、圓錐等之三次元結構體。由(θ,ψ)方向(-90°<ψ<90°)入射的光,能基於此形狀,反射於(θo,ψ o)方向(0°<θo<90°,-90°<ψ o<90°)。而且,較佳係朝一方向延伸的住狀體。由(θ,ψ)方向(-90°<ψ<90°)入射的光,能基於柱狀體的傾斜角,反射於(θo,-ψ)方向(0°<θo<90°)。
就該光學組件的特定波長體之光的指向地反射,較佳係復歸反射附近方向(即,相對以入射角(θ,ψ)入射於入射面S1的光,特定波長體的光之反射方向(θ,ψ)附近)。將光學組件貼合於窗戶組件的情況,從上空入射的光中,能將特定波長帶的光回到上空。所謂在此附近,較佳係為5度以內,更佳係為3度以內,特佳係為2度以內。在上述範圍,將光學組件貼合於窗戶組件之情況,從上空入射的光中,能將特定波長帶的光效率良好地回到上空。而且,紅外線光照射部及受光部鄰接以使紅外線感測或紅外線拍攝的情況,雖然復歸反射方向與入射方向必須相同,但如本發明不必要由特定方向感應之情況,無須嚴格地為相同方向。
該光學組件中,關於相對帶有穿透性的波長帶之畫面鮮明度,就使用0.5mm的光學柵時之值而言,並未特別限制,雖能因應目的適 宜選擇,但較佳係為50以上,更佳係為60以上,特佳係為75以上。若該畫面鮮明度的值為低於50,會有穿透畫面看起來模糊的傾向。若該畫面鮮明度的值為50以上且低於60,不但外面明亮且用於日常生活中沒有問題。若該畫面鮮明度的值為60以上且低於75,雖然僅有如光源之非常明亮的物體發現繞射形態,但外面的景色可鮮明地看到。如果該畫面鮮明度的值為75以上,幾乎沒有發現繞射形態。再者,就使用0.125mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm的光學柵所測定畫面鮮明度的合計值而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係為230以上,更佳係為270以上,特佳係為350以上。若該畫面鮮明度的值為低於230,會有穿透像看起來模糊的傾向。若該畫面鮮明度的值為230以上且低於270,不但外面明亮且用於日常生活中沒有問題。若該畫面鮮明度的值為270以上且低於350,雖然僅有如光源之非常明亮的物體發現繞射形態,但外面的景色可鮮明地看到。如果該畫面鮮明度的值為350以上,幾乎沒有發現繞射形態。在此,該畫面鮮明度的值,使用SUGA試驗機製ICM-1T,以JIS K7105為基準來測定。但是,所想穿透的波長與D65光源波長不同的情況,較佳係使用想穿透的波長之過濾器校正後來測定。
該光學組件中,就相對帶有穿透性的波長帶之混濁度而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳為6%以下,更佳為4%以下,特佳為2%以下。若該混濁度超過6%,穿透光散射,會看起來混濁。在此,混濁度使用村上色彩製HM-150,藉由以JIS K7136所規定的測定方法來測定。但是,所想穿透的波長與D65光源波長不同的情況,較佳係使用想穿透的波長之過濾器校正後來測定。
該光學組件的入射面S1(較佳係入射面S1及射出面S2)較佳係具有使該畫面鮮明度不會下降的程度之平滑度。具體而言,就入射面S1 及射出面S2的算術平均粗度Ra而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳為0.08μm以下,更佳為0.06μm以下,特佳為0.04μm以下。又,該算術平均粗度Ra係測定入射面的表面粗度,由二次元剖面曲線取得粗度曲線,作為粗度參數來計算。又,測定條件以JIS BO601:2001為準則。於以下表示測定裝置及測定條件。
測定裝置:全自動微細形狀測定機(Surfcoda ET4000A,股份公司小坂研究所製造)
λc=0.8mm,評價長度為4mm,臨界X5倍
資料取樣間隔為0.5μm
該光學組件的穿透色儘可能靠近中性,即使有顏色,較佳係賦予涼爽印象的藍、藍綠、綠色等的淡色調。由得到這樣色調的觀點來看,從入射面S1入射,穿透光學透明層及波長選擇反射層,就從射出面S2所射出的穿透光及反射光的色度座標x,y而言,舉例來說,相對D65光源的照射,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係為0.20<x<0.35且0.20<y<0.40,更佳係為0.25<x<0.32且0.25<y<0.37,特佳係為0.30<x<0.32且0.30<y<0.35。再者,為了色調不帶有紅色,較佳係為y>x-0.02,更佳係為y>x。而且,反射色調若因入射角度而變化,舉例來說,適用於大樓的窗戶之情況,較差係色調因場所而不同,若移動則看到顏色變化。由抑制這樣色調的變化之觀點來看,在0°以上60°以下的入射角度θ從入射面S1或射出面S2入射,就藉由第一光學透明層、第二光學透明層及波長選擇反射層所反射的正反射光之色座標x的差之絕對值及色座標y之差的絕對值而言,不論是於光學組件的兩個主面之任一者,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係為0.05以下,更佳係為0.03以下,特佳係為0.01以下。關於相對這樣的反射光之色座標x,y的數值範圍之限定,期望滿足入射面S1及射出面S2 之兩面。
(光學組件的製造方法)
本發明之光學組件的製造方法至少包含第一光學透明層形成製程及波長選擇反射層形成製程,更因應必要,包含第二光學透明層形成製程等其他製程。
<第一光學透明層形成製程>
就該第一光學透明層形成製程而言,只要是形成具有凸形狀的第一光學透明層之製程,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如使用具有與該凸形狀相同形狀或反轉形狀的模具,形成具有該凸形狀的第一光學透明層之製程等。
<波長選擇反射層形成製程>
就該波長選擇反射層形成製程而言,只要是於該第一光學透明層上,形成波長選擇反射層的製程,並未特別限制,能因應目的適宜選擇。
該波長選擇反射層形成製程中,藉由濺鍍法形成非晶質高折射率層。
濺鍍法中,為了將形成的高折射率層設定為非晶質,該第一光學透明層在60℃以下,進行濺鍍。就該第一光學透明層在60℃以下的方法而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如調整於60℃以下的支撐組件(滾筒等)來支撐該第一光學透明層之方法等。此時,所謂60℃以下的溫度條件較佳係該支撐組件的溫度。
<第二光學透明層形成製程>
就該第二光學透明層形成製程而言,只要是於該波長選擇反射層上,形成第二光學透明層的製程,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如於該波長選擇反射層上,塗佈活性能量射線硬化性樹脂,以進行 硬化的製程等。
以下,使用圖式來說明該光學組件的製造方法之範例。
首先,使用刀刃(切削工具)的切削加工,然後藉由雷射加工等來加工,準備具有與結構體11相同的凸形狀或其反轉型狀的模具。
接著,舉例來說,使用熔融壓出法、轉印法等,將該模具的凸形狀轉印於薄膜狀或片狀的樹脂材料。就該轉印法而言,如將活性能量射線硬化性樹脂組成物流入至模具中,照射活性能量射線以硬化的方法;或施加熱或壓力於樹脂,然後轉印形狀的方法等。藉此,如圖9A所示,形成於一主面具有結構體11的第一光學透明層4。
接著,如圖9B所示,於此第一光學透明層4的一主面上形成波長選擇反射層3。就波長選擇反射層3的金屬層之形成方法而言,舉例來說,如濺射法、蒸鍍法、化學氣相沉積法(CVD,chemical vapor deposition)、浸塗法、狹縫塗佈法、濕式塗佈法、噴塗法等。波長選擇反射層3的高折射率層之形成方法為濺射法。該濺射法中,在60℃以下形成非晶質高折射率層。
接著,如圖9C所示,於波長選擇反射層3的上部配置基材5a,形成夾持部。
接著,如圖9D所示,將作為活性能量射線硬化性樹脂的樹脂5b’供給於夾持部。
接著,如圖9E所示,從基材5a上,由光源23將UV光照射於樹脂5b’,以使樹脂5b’硬化。
藉此,如圖9F所示,表面平滑的第二光學透明層5形成於波長選擇反射層3上。
藉由上述,得到設置所期望的形狀之波長選擇反射層3的光學組件。
說明該光學組件的製造方法之其他的範例。
首先,使用刀刃(切削工具)的切削加工,然後藉由雷射加工等來加工,準備具有與結構體相同的凸形狀或其反轉型狀的模具。
接著,舉例來說,使用熔融壓出法、轉印法等,將該模具的凸形狀轉印於薄膜狀或片狀的樹脂材料。就該轉印法而言,如將活性能量射線硬化性樹脂組成物流入至模具中,照射活性能量射線以硬化的方法;或施加熱或壓力於樹脂,然後轉印形狀的方法等。藉此,形成於一主面具有凸形狀之結構體的第一光學透明層。
使用如圖11所示之製造裝置,如以下製作附有波長選擇反射層的第一光學透明層。
如圖11所示之製造裝置為濺鍍用的製造裝置,具有捲出滾筒101、支撐滾筒102、捲取滾筒103及濺鍍靶104。
一邊將長條的第一光學透明層4密合於捲出滾筒101,一邊送出至支撐滾筒102,在密合於支撐滾筒102的狀態,使用濺鍍靶104進行濺鍍,於第一光學透明層4的凸形狀(結構體)上形成高折射率層。此時,將支撐滾筒102的溫度維持在60℃以下。若將支撐滾筒102的溫度維持在60℃以下,則高折射率層以非晶質的狀態被形成。將形成非晶質高折射率層的第一光學透明層4藉由支撐滾筒102搬送於捲取滾筒103,以進行捲取。
而且,藉由同樣方法之金屬層及非晶質高折射率層交互層積,於第一光學透明層4上形成波長選擇反射層3。
接著,使用如圖10所示之製造裝置,如以下製作光學組件1。
首先,說明關於此製造裝置的構成。此製造裝置具備捲出滾筒51、捲出滾筒52、捲取滾筒53、層積滾筒54,55、導引滾筒56-60、塗佈裝置61及照射裝置62。
配置成於捲出滾筒51及捲出滾筒52分別將條狀的基材5a及附有條狀的波長選擇反射層之第一光學透明層9捲成滾筒狀,並藉由導引滾筒56,57等將基材5a及附有波長選擇反射層的第一光學透明層9連續地送出。圖式中之箭頭係顯示基材5a及附有波長選擇反射層的第一光學透明層9所搬送的方向。附有波長選擇反射層的第一光學透明層9係為於凸形狀(結構體)上形成波長選擇反射層的第一光學透明層。
捲取滾筒53配置成捲取藉由此製造裝置所製作之條狀的光學組件1。層積滾筒54,55配置成夾取從捲出滾筒52所送出的附有波長選擇反射層之第一光學透明層9及從捲出滾筒51所送出的基材5a。導引滾筒56-60配置成此製造裝置內的搬送路徑,以搬送條狀的附有波長選擇反射層之第一光學透明層9、條狀的基材5a及條狀的光學組件1。就層積滾筒54,55及導引滾筒56-60的材質而言,並未特別限制,因應所期望的滾筒特性,能適宜選擇使用不鏽鋼等的金屬、橡膠、矽氧樹脂等。
塗佈裝置61,舉例來說,能使用具備塗佈機等之塗佈元件的裝置。就塗佈機而言,舉例來說,考慮塗佈的樹脂組成物的物理性質等,能適宜使用凹版印刷、塗佈棒、模具等之塗佈機。照射裝置62,舉例來說,係為照射電子射線、紫外線、可見光線、伽馬射線等之活性能量射線的照射裝置。
接著,說明關於使用此製造裝置的光學組件之製造方法。
首先,從捲出滾筒51將基材5a送出。所送出的基材5a經由導引滾筒56通過塗佈裝置61的下面。接著,於通過塗佈裝置61之下面的基材5a上,藉由塗佈裝置61塗佈活性能量射線硬化性樹脂。接著,將塗佈活性能量射線硬化性樹脂的基材5a朝層積滾筒搬送。另一方面,從捲出滾筒52將附有波長選擇反射層的第一光學透明層9送出,經由導引滾筒57朝層積滾筒54,55 搬送。
接著,為了不讓氣泡進入基材5a及附有波長選擇反射層的第一光學透明層9之間,藉由層積滾筒54,55將所搬入的基材5a及附有波長選擇反射層的第一光學透明層9夾合,相對基材5a層積附有波長選擇反射層的第一光學透明層9。接著,將藉由附有波長選擇反射層的第一光學透明層9所層積的基材5a沿層積滾筒55的外周面搬送時,藉由照射裝置62從基材5a側將活性能量射線照射於活性能量射線硬化性樹脂,以使活性能量射線硬化性樹脂硬化。藉此,基材5a及附有波長選擇反射層的第一光學透明層9係藉由稱為活性能量射線硬化性樹脂的硬化物之樹脂層(以下稱為樹脂層5b)貼合,來製作光學組件1為目的。接著,將所製作的條狀之光學組件1藉由導引滾筒58,59,60搬送於捲取滾筒53,將光學組件1藉由捲取滾筒53來捲取。
以下,詳細說明關於該光學組件之製造方法中所說明的基材、樹脂層。
<<基材>>
就基材4a的形狀而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如薄膜狀、片狀、板狀、塊狀等。就基材4a的材料而言,舉例來說,能使用眾所皆知的高分子材料。就該眾所皆知的高分子材料而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如三醋酸纖維素(TAC,triacetylcellulose)、共聚酯(TPEE,polyester)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET,polyethylene-telephthalate)、聚醯亞胺(PI,polyimide)、聚醯胺(PA,polyamide)、醯胺、聚乙烯(PE,polyethylene)、聚丙烯酸酯、聚醚風、聚碸、聚丙烯(PP,polypropylene)、二乙醯基纖維、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂(PMMA,acrylic resin)、聚碳酸酯(PC,polycarbonate)、環氧樹脂、尿素樹脂、 聚氨基甲酸酯、三聚氰胺樹脂等。就基材4a及基材5a的平均厚度而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但由生產性的觀點來看,較佳為38μm-100μm。就基材4a或基材5a而言,較佳係具有活性能量射線穿透性。藉此,對介於基材4a或基材5a、及波長選擇反射層3之間的活性能量射線硬化性樹脂,從基材4a或基材5a側照射活性能量射線,能使活性能量射線硬化性樹脂硬化。
<<樹脂層>>
舉例來說,樹脂層4b及樹脂層5b具有透明性。舉例來說,樹脂層4b藉由在基材4a及波長選擇反射層3之間硬化樹脂組成物而得。舉例來說,樹脂層5b藉由在基材5a及波長選擇反射層3之間硬化樹脂組成物而得。就該樹脂組成物而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,由製造的容易性之觀點來看,較佳如藉由光或電子線等硬化的活性能量射線硬化性樹脂、藉由熱硬化的熱硬化型樹脂等。就該活性能量射線硬化性樹脂而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係藉由光硬化的感光性樹脂組成物,更佳係藉由紫外線硬化的紫外線硬化型樹脂組成物。
該樹脂組成物從提高樹脂層4b或樹脂層5b、及波長選擇反射層3的密合性之觀點來看,較佳係含有包含磷酸的化合物、包含丁二酸的化合物、包含丁內酯的化合物。就包含該磷酸的化合物而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係包含磷酸的(甲基)丙烯酸酯,更佳係具有磷酸官能基的(甲基)丙烯酸單體或低聚物。就包含丁二酸的化合物而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係包含丁二酸的(甲基)丙烯酸酯,更佳係具有丁二酸官能基的(甲基)丙烯酸單體或低聚物。就包含丁內酯的化合物而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係包含丁內酯的(甲基)丙烯酸酯,更佳係具有丁內酯官能基的(甲基)丙烯酸單體或低 聚物。樹脂層4b及樹脂層5b的至少一者含有極性高的官能基,且其含有量於樹脂層4b及樹脂層5b較佳為相異。樹脂層4b及樹脂層5b的兩者含有包含磷酸的化合物,樹脂層4b及樹脂層5b中的磷酸含有量較佳為相異。該磷酸含有量於樹脂層4b及樹脂層5b,較佳係為兩倍以上的差異,更佳係為五倍以上的差異,特佳係為十倍以上的差異。
樹脂層4b及樹脂層5b的至少一者含有包含磷酸的化合物之情況,波長選擇反射層3於接觸包含磷酸的化合物之樹脂層4b或樹脂層5b的面,較佳係含有氧化物或氮化物、氧氮化物。就波長選擇反射層3而言,於接觸包含磷酸的化合物之樹脂層4b或樹脂層5b的面,特佳係具有包含鋅的氧化物之薄膜。
就該紫外線硬化型樹脂組成物的成分而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如(甲基)丙烯酸酯、光聚合起始劑等。而且,該紫外線硬化型樹脂組成物因應必要,較佳係更含有光安定劑、阻燃劑、流平劑及抗氧化劑等。
就該(甲基)丙烯酸酯而言,較佳係使用具有兩個以上(甲基)丙烯醯基的單體及/或低聚物。就此單體及/或低聚物而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、環氧樹脂(甲基)丙烯酸酯、共聚酯(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯等。於此處,(甲基)丙烯醯基的意思係為丙烯醯基及甲基丙烯醯基之任一者。於此處,低聚物係為分子量500以上且60,000以下的分子。
就該光聚合起始劑而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如二苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物、菎蔥衍生物等。此等劃合物較佳係使用單獨一種,更佳係併用兩種以上。就該聚合起始劑的混 合量而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳係為固體成分中0.1質量%以上且10質量%以下。該混合量若低於0.1質量%,光硬化性下降,基本上不適合工業生產。另一方面,該混合量若超過10質量%,於照射光量小的情況,於塗膜有殘留臭味的傾向。於此處,所謂固體成分係為構成硬化後的硬塗層12之全部成分。具體而言,舉例來說,係為丙烯酸酯及光聚合起始劑等固體成分。
就使用於樹脂層4b的樹脂而言,即使在波長選擇反射層3形成時的製程溫度沒有變形,較佳係為不讓破裂發生者。低玻璃轉移溫度設置後,於高溫時變形,於波長選擇反射層3形成時變化樹脂形狀為差的,且高玻璃轉移溫度易產生破裂或介面剝離為差的。具體而言,玻璃轉移溫度較佳為60℃以上且150℃以下,更佳為80℃以上且130℃以下。
就該樹脂而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,較佳為能藉由能量射線照射或熱等來轉印的結構,更佳係乙烯系樹脂、環氧系樹脂、熱可塑性樹脂等。
為了減少硬化收縮,較佳係添加低聚物。較佳係含有作為硬化劑的聚異氰酸酯等。而且考量與基材的密合性,較佳係添加含有羥基的乙烯系單體、含有羧基的乙烯系單體、含有磷酸基的乙烯系單體、多元醇類、羧酸、耦合劑(矽烷、鋁、鈦等)或各種螫合劑等。
就乙烯系樹脂而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,但較佳為丙烯酸(甲基)系樹脂。就丙烯酸(甲基)系樹脂而言,較佳如含有羥基的乙烯系單體,就其具體例而言,如像是以2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、3-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、3-氯-2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、二-2-羥乙基富馬酸或單-2-羥乙基-單丁基富馬酸為首的 聚乙二醇或聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯或此等與ε-己內酯之附加物,[Placcel FM或FA單體][Daicel化學股份有限公司製,附加己內酯單體的商品名]、各種α,β-乙烯不飽和羧酸的羥烷基酯類等。
就含有羧基的乙烯系單體而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如像是(甲基)丙烯酸、丁烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸或檸康酸的各種不飽和單或二羧酸類或富馬酸單乙酯、馬來酸單丁酯的二羧酸單酯類或含有前述羥基的(甲基)丙烯酸酯類、與像是丁二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、苯三羧酸、苯四羧酸、「腐植酸」、四氯鄰苯二甲酸的各種羧酸之酸酐的附加物等。
就含有磷酸基的乙烯系單體而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如二烷基[(甲基)丙烯酸氧烷基]磷酸酯類或(甲基)丙烯酸氧烷基酸性磷酸酯類、二烷基[(甲基)丙烯酸氧烷基]亞磷酸酯或(甲基)丙烯酸氧烷基酸性亞磷酸酯等。
就多元醇類而言,舉例來說,能使用像是乙二醇、丙二醇、丁二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、新戊二醇、1,6-己二醇、1,2,6-季戊四醇或山梨糖醇的各種多元醇類之一種或二種以上。而且,不只是醇,能使用像是「Cardyra E」[荷蘭國Sheel公司製,脂肪酸的縮水甘油酯之商品名]的各種脂肪酸縮水甘油酯類等來取代醇。
就羧酸而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如像是苯甲酸、對-三-丁基苯甲酸、鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐、六氯鄰苯二甲酸酐、四溴鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸、「腐植酸」[日立化成工業(股份)製品;「腐植酸」是同公司的登記商標。]、琥珀酸酐、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸酐、己二酸、癸二酸或乙二酸等的各種羧酸類等。這些單體可使用單獨一種,亦可共聚 二種以上。
就可共聚的單體而言,如:苯乙烯、乙烯甲苯、對-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、異丙基苯乙烯或對-三-丁基苯乙烯等的苯乙烯系單體;像是甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、異(i)-丙基(甲基)丙烯酸酯、正-丁基(甲基)丙烯酸酯、i-丁基(甲基)丙烯酸酯、三-丁基(甲基)丙烯酸酯、二-丁基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯或十二基(甲基)丙烯酸酯、「aerylester SL」[三菱rayon(股份)製的、C12-/C13甲基丙烯酸酯混合物的商品名]、硬脂醯(甲基)丙烯酸酯的烷基(甲基)丙烯酸酯類;不含有像是環己基(甲基)丙烯酸酯、4-三-丁基環己基(甲基)丙烯酸酯或異莰基(甲基)丙烯酸酯、金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、二苯甲醯(甲基)丙烯酸酯的支鏈官能基之(甲基)丙烯酸酯類;及像是乙烯-二-(甲基)丙烯酸酯的二官能性乙烯系單體類;像是甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯或甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯的各種烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯類;像是藉由二甲基馬來酸、二乙基馬來酸、二乙基富馬酸、二(正-丁基)富馬酸、二(i-丁基)富馬酸或二丁基衣康酸的馬來酸、富馬酸或衣康酸所代表之各種二羧酸類與一元醇類的二酯類;像是乙酸乙烯、安息香酸乙烯或「VEAVO」[荷蘭國shell公司製的,分岐狀(分枝狀)脂肪族單羧酸類的乙烯酯的商品名]、(甲基)丙烯腈的各種乙烯酯類;像是N-對甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-對乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯等的N,N-烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯類;或像是(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺的丁基乙醚、對甲基氨基丙基丙烯醯胺等的含 醯胺結合之乙烯系單體等的含氮乙烯系單體類等。
上述此等因應非晶質高折射率層、金屬層的性質,能任意地調整含量。
基材4a或基材5a較佳係藉由樹脂層4b或樹脂層5b降低水蒸氣穿透率。舉例來說,將樹脂層4b以像是胺甲酸酯丙烯酸酯的活性能量射線硬化性樹脂形成之情況,較佳係將基材4a藉由樹脂層4b降低水蒸氣穿透率,且藉由具有活性能量射線穿透性的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等樹脂形成。藉此,能降低從入射面S1或射出面S2往波長選擇反射層3的水分之擴散,並抑制含有波長選擇反射層3的金屬等之劣化。因此,能提高光學組件1的耐久性。厚度75μm的PET之水蒸氣穿透率為10g/m2/天(40℃,90%RH)的程度。
以下,將本發明第一至第十一實施形態同時使用圖式來顯示。
<第一實施形態>
圖12係為顯示關於本發明第一實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。如圖12所示,光學組件1具有光學透明層、形成於此光學透明層的內部之波長選擇反射層。光學組件1具有:入射面S1,入射太陽光等光;及射出面S2,透過此入射面S1入射的光中,使穿透第一光學透明層4的光射出。
圖12中,係顯示第二光學透明層5將黏著劑作為主成分,藉由第二光學透明層5將光學組件貼合於窗戶組件等的範例。又,這樣的結構之情況,黏著劑的折射率差較佳係在上述範圍內。
第一光學透明層4及第二透明光學層5的折射率等光學特性較佳係相同。更具體而言,第一光學透明層4及第二光學透明層5較佳係由可見區域中具有透明性的相同材料所形成。第一光學透明層4及第二光學透 明層5藉由相同材料構成,因為兩者的折射率相等,所以能提高可見光的透明性。但是,即使將相同材料作為製作源,但藉由成膜製程中硬化條件等而最後生成的膜之折射率會有差異,必須要注意。對此,若該第一光學透明層4及該第二光學透明層5藉由不同材料構成,因為兩者的折射率相異,將該波長選擇反射層作為邊界反射光,會有穿透畫面看起來模糊的傾向。再者,於遠的電燈等點光源觀察近的物體,會有明顯發現繞射形態的問題。
第一光學透明層4及第二光學透明層5較佳係於可見區域具有透明性。在此,透明性的定義有兩種意思,光的吸收少及沒有光散射。雖然,一般而言,說到透明的情況,指的僅是前者,但本發明必須具有兩者。現在所利用的復歸反射體為道路標示或夜間作業者的衣服等,其目的在於辨識其顯示反射光,舉例來說,即使具有亂射性,若與基底反射體密合,仍能辨識其反射光。舉例來說,於畫面顯示裝置的前面,即使以防眩性的賦予作為目的而進行具有散射性的防眩處理,仍與能辨識畫面為相同原理。然而,關於本發明的光學組件,具有穿透指向地反射的特定波長以外之光的特點之特徵,且黏著於主要穿透此穿透波長的穿透體,為了觀察此穿透光,必須要有不會光散射之要件。但是,依據此用途,可能只有該第二光學透明層刻意具有散射性。
光學組件較佳係藉由黏著劑等貼合於相對穿透的特定波長以外之光具有主要穿透性的剛體(如窗戶組件)來使用。就窗戶組件而言,如高層大樓或住宅等建築用窗戶組件、車輛用的窗戶組件等。將光學組件適用於建築用窗戶組件之情況,較佳係將光學組件適用於配置至東、南、西方向間任一方向(例如南東至南西方向)的窗戶組件。適用於這樣位置的窗戶組件,能更有效果地反射熱射線。光學組件不僅可用於單層的窗戶玻璃,也可用於複數層玻璃等特殊玻璃。而且,窗戶組件,並未限制由玻璃所組 成,也能使用由具有透明性之高分子材料所組成。該第一光學透明層及該第二光學透明層,若於可見區域具有透明性,由於具有這樣的透明性,將該光學組件貼合於窗戶玻璃等窗戶組件之情況,穿透可見光,能確保來自太陽光的採光。而且,作為所貼合的面不僅使用玻璃的外面,也能使用內面。使用這樣的內面之情況,必須將結構體的凹凸之正反及面內方向對齊而貼合,以使指向地反射方向作為目的方向。
由能將該光學組件易於貼合於窗戶組件的觀點來看,光學組件較佳係具有可撓性。就該光學組件的形狀而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如薄膜狀、片狀、板狀、塊狀等,並未特別限制這些形狀。
而且,該光學組件能與其他熱射線阻隔膜一併使用,舉例來說,能將光吸收塗膜設置於空氣及第一光學透明層的界面。而且,光學組件能與硬塗層、紫外線阻隔層、表面反射防止層一併使用。併用此等機能層的情況,較佳係將此等機能層設置於光學組件及空氣間之界面。但是,關於該紫外線阻隔層,為了必須配置於光學組件的太陽側,特別是使用於室內外之窗戶玻璃面作為內部貼合用的情況,期望將紫外線阻隔層設置於該窗戶玻璃面及光學組件間。此情況,於窗戶玻璃面及光學組件間的黏著層中,較佳係混合紫外線吸收劑。
而且,因應該光學組件的用途,較佳係相對該光學組件施予著色,賦予設計性。賦予這樣的設計性之情況,較佳係在不損及透明性的範圍下,光學透明層作為僅吸收特定波長帶的光之構成。
<第二實施形態>
圖13至圖15係為顯示關於本發明第二實施形態之光學組件的結構體之構成例的剖面圖。第二實施形態就於第一光學透明層4的一主面,使結構體 以二次元配列的特點而言,與第一實施形態相異。
於第一光學透明層4的一主面,結構體11以二次元的配列。此配列較佳係以最密集填充狀態的配列。舉例來說,於第一光學透明層4的一主面,將結構體11以最密集填充狀態藉由二次元配列形成方形密集陣列、三角形密集陣列、六角形密集陣列等的密集陣列。方形密集陣列係為將具有正方形狀的底面之結構體11配列成方形密集狀。三角形密集陣列係為將具有三角形狀的底面之結構體11配列成六角形密集狀。六角形密集陣列係為將具有六角形狀的底面之結構體11配列成六角形密集狀。
舉例來說,結構體11係為立方體角錐狀、半球狀、半橢圓球狀、稜柱狀、自由曲面狀、多角形狀、圓錐形狀、多角錐狀、圓錐台形狀、拋物面狀等的凸部。就結構體11的底面形狀而言,舉例來說,如圓形狀、橢圓形狀、或三角形狀、四角形狀、六角形狀、八角形狀等多角形狀等。又,圖13中,係顯示具有四角形狀的底面之結構體11以最密集填充狀態二次元配列的方形密集陣列之範例。圖14中,係顯示具有六角形狀的底面之結構體以最密集填充狀態二次元配列的方形密集陣列之範例。圖15中,係顯示具有三角形的底面之結構體11以最密集填充狀態二次元配列的六角形密集陣列之範例。而且,結構體11的間距P1,P2較佳係因應作為所期望的光學特性適宜選擇。而且,對於相對光學組件的入射面垂直之垂直線,傾斜結構體11的主軸之情況,較佳係將結構體11的主軸傾斜於結構體11的二次元配列內之至少一配列方向。將光學組件貼於相對地面垂直配置的窗戶組件之情況中,結構體11的主軸較佳係以垂直線為基準,朝窗戶組件的下方(地面側)傾斜。
<第三實施形態>
圖16係顯示關於本發明第三實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。 如圖16所示,第三實施形態就具有珠子31取代結構體11的特點而言,與第一實施形態相異。
於基材4c的一主面,埋入珠子31,以使珠子31的一部分從此主面凸出,藉由基材4c及珠子31形成第一光學透明層4。
於第一光學透明層4的一主面,依序層積焦點層32、波長選擇反射層3、第二光學透明層5。舉例來說,珠子31具有球狀。珠子31較佳係具有透明性。舉例來說,珠子31將玻璃等無機材料、或高分子樹脂等有機材料作為主成分。
<第四實施形態>
圖17係顯示關於本發明第四實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。第四實施形態就相對光的入射面傾斜的複數波長選擇反射層3具備於第一光學透明層4及第二光學透明層5之間,且此等波長選擇反射層3相互平行地配列的特點而言,與第一實施形態相異。
圖18係顯示關於本發明第四實施形態之光學組件的結構體之構成例的立體圖。結構體11係為於一方向延伸的三角柱狀之凸部,此柱狀的結構體11朝一方向一次元配列。舉例來說,於結構體11的延伸方向垂直的剖面具有直角三角形狀。舉例來說,於結構體11的銳角側,藉由蒸鍍法、濺射法等具有指向地的薄膜形成法形成波長選擇反射層。
依據第四實施形態,將複數波長選擇反射層平行配列於光學組件內。藉此,與形成立方體角錐形狀或稜柱形狀的結構體之情況相比,能降低因該波長選擇反射層而導致的反射次數。因此,能提反射率,且能降低因該波長選擇反射層而導致的光之吸收。
<第五實施形態>
圖19係顯示關於本發明第五實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。 如圖19所示,第五實施形態就於光學組件1的入射面上更具有顯現洗淨效果的自體洗淨效果層6之特點而言,與第一實施形態相異。舉例來說,自體洗淨效果層6含有光觸媒。就光觸媒而言,舉例來說,能使用TiO2
如上所述,光學組件具有選擇地指向地反射特定波長帶之光的特點之特徵。將光學組件使用在屋外或髒汙多的房間等時,因為附著於表面的髒汙使光散射的指向地反射特性喪失,所以表面較佳係通常為光學上透明的。因此,表面較佳係有撥水性或親水性等優異,且表面顯現自動地洗淨效果。
依據第五實施形態,因為於光學組件的入射面上形成自體洗淨效果層6,能將潑水性或親水性等賦予於入射面。因此,能抑制對入射面的髒汙等之附著,且抑制指向地反射特性的降低。
<第六實施形態>
第六實施形態就相對指向地反射特定波長之光,使特定波長以外的光散射之特點而言,與第一實施形態相異。光學組件1具備光散射體,散射入射光。舉例而言,此散射體設置於以下所示的至少一位置:第一光學透明層4或第二光學透明層5之表面、第一光學透明層4或第二光學透明層5之內部、以及波長選擇反射層3與第一光學透明層4或第二光學透明層5間。光散射體較佳係設置於以下所示的至少一位置:波長選擇反射層3及第二光學透明層5間、第二光學透明層5之內部、以及第二光學透明層5的表面。將光學組件貼合於窗戶組件等之支撐體的情況,可適用於室內側及室外側任一者。將光學組件1相對室外側貼合的情況,較佳係僅於波長選擇反射層3及窗戶組件等之支撐體間,設置將特定波長以外之光散射的光散射體。將光學組件1貼合於窗戶組件等之支撐體的情況,若於波長選擇反射層3及入射面間存在光散射體,則會喪失指向地反射特性。而且,將光學組件1貼合於 室內側之情況,所謂此貼合面係為反對側的射出面及波長選擇反射層3間,較佳係將光散射體設置於此貼合面。
圖20A係顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的第一構成例之頗面圖。如圖20A所示,第二光學透明層5含有樹脂及微粒子12。微粒子12與作為第二光學透明層5的主構成材料之樹脂具有相異折射率。就微粒子12而言,舉例來說,能使用有機微粒子及無機微粒子的至少一種。而且,就微粒子12而言,較佳使用中空微粒子。就微粒子12而言,舉例來說雖然如二氧化矽、氧化鋁等無機微粒子、苯乙烯、丙烯酸或此等的共聚物等有機微粒子,但特佳為二氧化矽微粒子。
圖20B係顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的第二構成例之剖面圖。如圖20B所示,光學組件1於第二光學透明層5的表面具備光擴散層7。舉例來說,光擴散層7含有樹脂及微粒子。就該微粒子而言,能使用與第一構成例相同的微粒子。
圖20C係顯示關於本發明第六實施形態之光學組件的第三構成例之剖面圖。如圖20C所示,光學組件1於波長選擇反射層3及第二光學透明層5間更具備光擴散層7。舉例來說,光擴散層7含有樹脂及微粒子。就該微粒子而言,能使用與第一構成例相同的微粒子。
依據第六實施形態,指向地反射紅外線等波長特定帶的光,並能散射可見光等之特定波長帶以外之光。因此,使光學組件1混濁,相對光學組件1能賦予設計性。
<第七實施形態>
圖21係顯示關於本發明第七實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。第七實施形態就於作為第一光學透明層之窗戶組件41上直接形成波長選擇反射層3的特點而言,與第一實施形態相異。
窗戶組件41於其一主面具有結構體42。於形成此結構體42的一主面上,依序層積波長選擇反射層3、第二光學透明層43。就結構體42的形狀而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如第一實施形態中反轉結構體11的凹凸之形狀等。第二光學透明層43係為提高穿透畫面鮮明度或全光線穿透率的同時,也用於保護波長選擇反射層3之層。舉例來說,第二光學透明層43係為將熱可塑性樹脂或活性能量射線硬化性樹脂作為主成分的樹脂硬化之層。
<第八實施形態>
圖22A、圖22B係顯示關於本發明第八實施形態之光學組件1的構成例之剖面圖。。第八實施形態就第一光學透明層4及第二光學透明層5之至少一者具有二層結構之特點而言,與第一實施形態相異。圖22A、圖22B係顯示成為外光的入射面S1側之第一光學透明層4具有二層結構之範例。如圖22A、圖22B所示,舉例來說,第一光學透明層4的二層結構係由成為表面側的平滑基材4、及形成於此基材4a與波長選擇反射層3間的樹脂層4b所構成。
舉例來說,光學組件1藉由接合層8貼合於作為被黏合體的窗戶組件10之屋內側或屋外側。就接合層8而言,舉例來說,能使用接著劑作為主成分的接著層、或黏著劑作為主成分的黏著層。接合層8為黏著層的情況,如圖22B、圖23B所示,就該光學組件1而言,舉例來說,較佳係更具有形成於其入射面S1或射出面S2的接合層8(黏著層)及形成於此黏著層上的剝離層。因為這樣的結構,能只剝離剝離層,使光學組件1藉由接合層8(黏著層)相對窗戶組件10等被黏合體而易於貼合。
由提高光學組件1及接合層8的接著性之觀點來看,於光學組件1及接合層8間,較佳更形成底漆層。而且,同樣地,由提高光學組件1及接合層8的接著性之觀點來看,相對形成光學組件1之接合層8的入射面S1或射出面 S2,較佳係施加眾所皆知的物理性前處理。就眾所皆知的物理性前處理而言,並未特別限制,能因應目的適宜選擇,舉例來說,如電漿表面處理、電暈處理等。
<第九實施形態>
圖23係顯示關於本發明第九實施形態之光學組件的第一構成例之剖面圖。圖24係顯示關於本發明第九實施形態之光學組件的第二構成例之剖面圖。第九實施形態就於貼合至窗戶組件10等被黏合體之入射面S1或射出面S2上更具有阻隔層71、或於其面與波長選擇反射層3間更具有阻隔層71之特點而言,與第八實施形態相異。圖23中,係顯示光學組件1於貼合至窗戶阻件10等被黏合體的入射面S1上更具有阻隔層71的範例。圖24中,係顯示光學組件1於成為貼合窗戶組件10等被黏合體之側的基材4a及樹脂層4b間更具有阻隔層71的範例。
就阻隔層71的材料而言,舉例來說,能使用含有氧化鋁(Al2O3)、氧化矽(SiOX)及氧化鋯之至少一種的無機氧化物、含有聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氟乙烯樹脂及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的部分水解物(EVOH)之至少一種的樹脂材料。而且,能使用包含SiN、ZnS-SiO2、AlN、Al2O3、由SiO2-Cr2O3-ZrO2組成的複合氧化物(SCZ)、由SiO2-In2O3-ZrO2組成的複合氧化物(SIZ)、TiO2及Nb2O5之至少一種的介電材料。
如上所述,光學組件1於入射面S1或射出面S2更具有阻隔層71的情況,形成阻隔層71的第一光學透明層4或第二光學透明層5較佳係具有以下的關係。即,形成有阻隔層71的基材4a或基材5a的水蒸氣穿透率較佳係低於樹脂層4b或樹脂層5b的水蒸氣穿透率。藉此,能更加降低從光學組件1的入射面S1或射出面S2往波長選擇反射層3的水分擴散。
第九實施形態中,因為光學組件1於入射面S1或射出面S2更具有阻隔層 71,能降低從入射面S1或射出面S2往波長選擇反射層3的水分擴散,並抑制包含波長選擇反射層3之金屬等的劣化。因此,能提高光學組件1的耐久性。
<第十實施形態>
圖25係顯示關於本發明第十實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。第十實施形態就更具有形成於光學組件1的入射面S1及射出面S2中至少一者的硬塗層72之特點而言,與第八實施形態相異。又,圖25係顯示於光學組件1之射出面S2形成硬塗層72的範例。
由耐擦傷性的觀點來看,硬塗層72的鉛筆硬度較佳為2H以上,更佳為3H以上。硬塗層72係於光學組件1的入射面S1及射出面S2中至少一者塗佈並硬化樹脂組成物而得。就此樹脂組成物而言,舉例來說,如特許公昭50-28092號公報、特公昭50-28446號公報、特公昭51-24368號公報、特公昭52-112698號公報、特公昭57-2735號公報、特開2001-301095號公報所示,具體而言,舉例來說,如甲基三乙氧基矽烷、三乙氧基苯矽烷等的有機矽烷系熱硬化型樹脂、醚化羥甲基三聚氰胺等的三聚氰胺系熱硬化樹脂、多元醇丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯等的多官能丙烯酸酯系紫外線硬化樹脂等。
由賦予防汙性於硬塗層72的觀點來看,該樹脂組成物較佳係更含有防汙劑。就該防汙劑而言,並未特別限制,雖能因應目的適宜選擇,較佳係使用具有一個以上的(甲基)丙烯酸基、乙烯基或環氧基的矽氧低聚物及/或含有氟的低聚物。該矽氧低聚物及/或含有氟的低聚物之混合量較佳係為固體成分的0.01質量%以下且5質量%以上。該混合量若低於0.01質量%,則有防汙機能變得不充分的傾向。另一方面,該混合量若超過5質量%,則有塗膜硬度降低的傾向。就該防汙劑而言,舉例來說,較佳係使用DIC股份公司製的RS-602、RS-751-K、Sartomer公司製的CN4000、大金工業股份公 司製的Optool DAC-HP、信越化學工業股份公司製的X-22-164E、Chisso股份公司製的FM-7725、Daicel Sai Tech股份公司製的EBECRYL350、Degussa公司製的TEGORad2700等。賦予防汙性的硬塗層72之實際接觸角較佳為70°以上,更佳為90°以上。該樹脂組成物因應必要,較佳係更含有光安定劑、阻燃劑及抗氧化劑等之添加劑。
依據第十實施形態,因為於光學組件1的入射面S1及射出面S2中至少一者形成硬塗層72,所以能於光學組件1賦予耐擦傷性。舉例來說,將光學組件1貼合於窗戶的內側之情況,人接觸光學組件1的表面、或清掃光學組件1的表面時,能抑制傷痕的發生。而且,即使將光學組件1貼合於窗戶的外側之情況,同樣能抑制傷痕的發生。
<第十一實施形態>
圖26係顯示關於本發明第十一實施形態之光學組件的構成例之剖面圖。第十一實施形態就於硬塗層72上更具有防汙層74之特點而言,與第十實施形態相異。而且,由提高硬塗層72及防汙層74間的密合性之觀點來看,於硬塗層72及防汙層74間,較佳係更具有耦合劑層73(底漆層)。
第十一實施形態中,因為光學組件1於硬塗層72上更具備防汙層74,所以能相對光學組件1賦予防汙性。
【實施例】
以下,雖然說明本發明實施例,但本發明並不被此等實施例的任一者限制。
(實施例1)
首先,藉由使用刀刃(切削工具)的切削加工,於Ni-P製模具的軸方向賦予如圖27A及圖27B所示的溝結構。接著,於此模具滾筒及夾持滾筒間穿過平均厚度75μm的PET薄膜(A4300,東洋紡公司製),於模具滾筒及PET薄膜 間提供胺甲酸酯丙烯酸酯(Aronix,東亞合成公司製,硬化後折射率為1.533),然後邊夾持邊移動,從PET薄膜測照射UV光,因硬化樹脂硬化而製作賦予凸形狀的薄膜(第一光學透明層)。
接著,於賦予第一光學透明層的凸形狀之面上,藉由真空濺鍍法,將結構A[GZO(摻鎵的氧化鋅,23.8nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(23.8nm)]以上面順序成膜,於35°的傾斜面之垂直方向交互層積GZO(23.8nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(23.8nm),以形成波長選擇反射層。又,作為銀合金層的AgNdCu層(金屬層)的成膜中,使用含有Ag/Nd/Cu=99.0at%/0.4at%/0.6at%組成的合金靶材。GZO層(高折射率層)的成膜中,使用具有Ga2O3/ZnO=1at%/99at%組成的陶瓷靶材。高折射率層使用保持60℃的滾筒,以該滾筒支撐作為基材的PET薄膜之成膜面的背面側之狀態來成膜。藉由上述,得到附有波長選擇反射層的第一光學透明層。
成膜後,於夾持滾筒間,使形成附有波長選擇反射層的第一光學透明層之波長選擇反射層的凸形狀面對向於平均厚度為50μm的PET薄膜(A4300,東洋紡公司製),於其間將與使用於該第一光學透明層的凸形狀之形成的樹脂相同的樹脂(Aronix,東亞合成公司製,硬化後折射率為1.533)進行供給,並邊夾持邊移動,來壓出氣泡。這之後,穿過此PET薄膜照射UV光,使樹脂硬化來形成第二光學透明層,從而得到光學組件。
所得到的光學組件的剖面TEM畫面顯示於圖28。如圖28所視的光學組件分成七個層,往下依序為:第一光學透明層、高折射率層、金屬層、高折射率層、金屬層、高折射率層、第二光學透明層。
<波長選擇反射層的金屬層之凸出部的數量>
波長選擇反射層的金屬層之凸出部的數量係使用穿透型電子顯微鏡 (TEM),藉由剖面畫面的觀察來測定。具體而言,藉由以下的方法來測定。
藉由TEM得到剖面畫面。於該剖面畫面,金屬層中,拉出上下兩條直線時,夾持於兩條直線的金屬層部分之面積為最大值時之上側直線作為基準線。由該基準線超出該金屬層的厚度1/2以上的金屬層之一部分作為「凸出部」。然後,計算該剖面畫面中200nm長度的基準線內之凸出部的數量。藉由TEM的剖面觀察,對該波長選擇反射層的各金屬層之一個位置分別進行,作為凸出部最多的金屬層中每200nm的凸出部之數量。
其結果顯示於表1。
<紅外線吸收率的測定>
波長1200nm作為紅外線的代表值,使用分光光度計(UV-4100,日立製作所製)測定光學組件的紅外線吸收率。其結果顯示於表1。又,紅外線吸收率在50%以下為合格線。
<可見光穿透率的測定>
使用紫外線可視分光光度計(UV-4100,日立製作所製)測定光學組件的可見光穿透率。其結果顯示於表1。又,可見光穿透率在20以上為合格線。而且,如表1所示的可見光穿透率依據JIS A 5759來測定。
<綜合判定>
基於以下評價基準,進行綜合判定。結果顯示於表1。
[評價基準]
◎:紅外線吸收率40%以下及可見光穿透率30%以上
○:紅外線吸收率50%以下及可見光穿透率30%以上、或紅外線吸收率40%以下及可見光穿透率15%以上(但是,不及於◎)
△:紅外線吸收率超過40%且50%以下及可見光穿透率15%以上且低於30%
×:紅外線吸收率超過50%及/或可見光穿透率低於15%
(實施例2-9、比較例1-4)
除了實施例1中之第一光學透明層的凸形狀之有無、用於PET薄膜的支撐之滾筒的溫度、及波長選擇反射層的結構如表1所示進行變更之外,與實施例1相同地得到光學組件。
將關於比較例1所得到的光學組件之剖面TEM劃面顯示於圖30。
而且,進行與實施例1相同的評價。其結果顯示於表1。
結構A:GZO(23.8nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(8.1nm)/GZO(23.8nm)
結構B:GZO(23.8nm)/AgNdCu(24.3nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(24.3nm)/GZO(23.8nm)
結構C:GZO(23.8nm)/AgNdCu(16.2nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(16.2nm)/GZO(23.8nm)
結構D:GZO(23.8nm)/AgNdCu(6.0nm)/GZO(73.5nm)/AgNdCu(6.0nm)/GZO(23.8nm)
結構E:ICO(25.1nm)/AgNdCu(8.1nm)/ICO(77.4nm)/AgNdCu(8.1nm)/ICO(25.1nm)
結構F:TZO(26.3nm)/AgNdCu(8.1nm)/TZO(81.2nm)/AgNdCu(8.1nm)/TZO(26.3nm)
此處,所謂「ICO」係指添加30質量%程度CeO2的In2O3。所謂「ZTO」係指添加30質量%程度SnO2的ZnO。
<可見光線、紅外線的穿透率及反射率測定>
使用紫外線可視分光光度計(UV-4100,日立製作所製)測定可見光線、紅外線的穿透率及反射率測定。其結果顯示於圖29A至圖29F。
實施例1至9中,藉由將形成高折射率層時的支撐滾筒之溫度為60℃以下,能將所形成的高折射率層成為非晶質。其結果,能得到低紅外線吸收率且高可見光穿透率的光學組件。
比較例1中,因為形成高折射率層時的支撐滾筒之溫度為80℃,所以所形成的高折射率層為結晶質。其結果,形成金屬層不均勻且紅外線吸收率高的光學組件。
比較例2中,因為形成高折射率層時的支撐滾筒之溫度為80℃,所以所形成的高折射率層為結晶質。其結果,由於金屬層厚,形成可見光穿透率低的光學組件。
比較例3及4中,使用沒有凸形狀的第一光學透明層。此情況,不論是支撐滾筒的溫度為80℃進行結晶質之高折射率層的形成(比較例3),還是支撐滾筒的溫度為20℃進行高折射率層的形成(比較例4),所得到的光學組件之紅外線吸收率低,且可見光穿透率高。但是,比較例3及4的光學組件不具有指向地反射性。
[產業上的利用可能性]
本發明的光學組件因為能將日光指向地反射於正反射以外的方向,且變小日光吸收,舉例來說,能使用作為貼於窗戶的薄膜。
3‧‧‧波長選擇反射層
4‧‧‧第一光學透明層
5a‧‧‧基材
5b‧‧‧樹脂層

Claims (7)

  1. 一種光學組件,包含:第一光學透明層,具有凸形狀,相對可見光為透明的;及波長選擇反射層,形成於該第一光學透明層的凸形狀上,選擇地反射紅外線的特定波長;其中,該波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層及金屬層。
  2. 如請求項1所述之光學組件,其中,非晶質高折射率層包含金屬氧化物及金屬氮化物中至少任一者。
  3. 如請求項1所述之光學組件,其中,金屬層的平均厚度為5.0nm-23.0nm。
  4. 如請求項1所述之光學組件,其中,第一光學透明層的凸形狀藉由複數結構體的一次元配列及二次元配列中任一者所形成,該結構體的形狀為稜鏡形狀、透鏡形狀、半球狀及角錐稜鏡狀中任一者。
  5. 如請求項1所述之光學組件,其中,波長選擇反射層的金屬層中之凸出部於每200nm為10個以下。
  6. 如請求項1所述之光學組件,其中,非晶質高折射率層包含以下至少任一者:具有In2O3及相對In2O310質量%-40質量%之CeO2的複合金屬氧化物、具有ZnO及相對ZnO20質量%-40質量%之SnO2的複合金屬氧化物、及具有ZnO及相對ZnO10質量%-20質量%之TiO2的複合金屬氧化物。
  7. 一種光學組件之製造方法,包含:第一光學透明層形成製程,形成具有凸形狀的第一光學透明層;及波長選擇反射層形成製程,於該第一光學透明層的凸形狀上,形成波長選擇反射層,波長選擇反射層至少具有非晶質高折射率層及金屬層,並選擇地反射紅外線的特定波長;其中,於該波長選擇反射層形成製程,藉由濺射法,在60℃以下形 成非晶質高折射率層。
TW104106229A 2014-03-31 2015-02-26 光學組件及其製造方法 TWI632404B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP2014-072672 2014-03-31
JP2014072672A JP2015194615A (ja) 2014-03-31 2014-03-31 光学部材及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201539051A true TW201539051A (zh) 2015-10-16
TWI632404B TWI632404B (zh) 2018-08-11

Family

ID=54239948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104106229A TWI632404B (zh) 2014-03-31 2015-02-26 光學組件及其製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2015194615A (zh)
TW (1) TWI632404B (zh)
WO (1) WO2015151610A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3441800B1 (en) * 2016-04-07 2022-07-06 Dexerials Corporation Optical body, window material, and roll curtain
JP6730871B2 (ja) 2016-04-07 2020-07-29 デクセリアルズ株式会社 光学体、窓材及びロールカーテン
EP3647835A4 (en) 2017-06-28 2020-07-08 Toppan Printing Co., Ltd. COLORING STRUCTURE, DISPLAY BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING A COLORING STRUCTURE
JP2019008278A (ja) * 2017-06-28 2019-01-17 凸版印刷株式会社 発色構造体、表示体、発色構造体の製造方法
JP7262879B2 (ja) * 2018-07-27 2023-04-24 エルジー・ケム・リミテッド 視野角補償フィルムの製造方法、偏光板の製造方法、視野角補償フィルム、偏光板およびこれを含むディスプレイ装置
CN112750846B (zh) * 2021-01-04 2023-06-06 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种oled显示面板及oled显示装置
CN115508931A (zh) * 2022-09-27 2022-12-23 青岛理工大学 一种热致变色回归反射复合材料及其应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3221349B2 (ja) * 1997-03-27 2001-10-22 凸版印刷株式会社 熱線反射膜
JP4961786B2 (ja) * 2006-03-17 2012-06-27 住友金属鉱山株式会社 透明導電膜、およびこれを用いた透明導電性フィルム
JP5023745B2 (ja) * 2007-03-12 2012-09-12 住友金属鉱山株式会社 透明導電膜、この透明導電膜を用いた透明導電性基板、透明導電性フィルム、並びに近赤外線遮断フィルター、および、この透明導電膜の製造方法
JP4513921B2 (ja) * 2008-12-09 2010-07-28 ソニー株式会社 光学体およびその製造方法、窓材、ブラインド、ロールカーテン、ならびに障子
JP2011186414A (ja) * 2010-02-12 2011-09-22 Sony Corp 光学素子、日射遮蔽装置、建具、窓材および光学素子の製造方法
JP5586300B2 (ja) * 2010-03-31 2014-09-10 デクセリアルズ株式会社 機能性積層体及び機能性構造体
JP2012003026A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Sony Corp 光学体、窓材、建具および日射遮蔽装置
JP5508946B2 (ja) * 2010-06-16 2014-06-04 デクセリアルズ株式会社 光学体、窓材、建具、日射遮蔽装置、および建築物
JP5971927B2 (ja) * 2011-11-29 2016-08-17 デクセリアルズ株式会社 光学体、窓材、建具、日射遮蔽装置および建築物
JP6174330B2 (ja) * 2012-05-17 2017-08-02 日産自動車株式会社 透明誘電体膜、熱反射構造体およびその製造方法、ならびにこれを用いた合わせガラス

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015194615A (ja) 2015-11-05
WO2015151610A1 (ja) 2015-10-08
TWI632404B (zh) 2018-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI647488B (zh) 光學組件與其製造方法、以及窗戶組件與建材
US10132972B2 (en) Optical element and method for producing the same
TWI632404B (zh) 光學組件及其製造方法
JP4518213B2 (ja) ブラインド、ロールカーテン、および障子
TWI655460B (zh) 光學構件
US8970949B2 (en) Optical body with suppressed change in color tone and window member, fitting, and solar shading including the optical body
JP5662049B2 (ja) 光学体およびその製造方法、窓材、建具、ならびに日射遮蔽装置
JP5727718B2 (ja) 光学体およびその製造方法、窓材、建具、ならびに日射遮蔽装置
JP6580202B2 (ja) 光学部材及びその製造方法