光學體及其制造方法、日光遮蔽構件、窗構件及內(nèi)裝構件的制作方法

文檔序號：2455400閱讀：168來源：國知局

光學體及其制造方法、日光遮蔽構件、窗構件及內(nèi)裝構件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學體及其制造方法、日光遮蔽構件、窗構件及內(nèi)裝構件。該光學體包括：第一光學層；第二光學層，具有光入射的入射面；以及反射層，被夾在第一光學層和第二光學層之間，其中，第一光學層包括在設置了反射層的表面上或該表面中形成的多個凸形或凹形結構，凸形結構的脊部或彼此相鄰的凹形結構之間的脊部具有向入射面?zhèn)韧怀龅哪┒瞬?，末端部從理想形狀變形，第二光學層透明，并且具有1.1以上1.9以下的折射率，并且光學體在除了鏡面反射方向之外的方向上選擇性地指向性反射進入入射面的光中的處于特定波長帶的一部分光。
【專利說明】光學體及其制造方法、日光遮蔽構件、窗構件及內(nèi)裝構件

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學體、光學體制造方法、日光遮蔽構件、窗構件、內(nèi)裝構件以及建筑構件。具體而言，本發(fā)明涉及用于指向性反射入射光的光學體。

【背景技術】
[0002] 近來，在用于高層建筑和房屋的建筑玻璃、汽車窗玻璃等上的涂覆部分吸收或反射日光的層的情況已經(jīng)增多。這樣的趨勢是以防止地球變暖為目的的節(jié)能對策之一，也是為了降低隨著通過窗戶進入室內(nèi)并升高室內(nèi)溫度的日光能量而增加的制冷裝置的負載。
[0003] 由太陽引入的光能主要由波長為380nm至780nm的可見范圍的光及波長為780nm 至2100nm的近紅外范圍的光提供。因為近紅外范圍的光通過窗戶的透射率與人眼可見度無關，所以近紅外光的透射率為影響具有高透明性和高熱屏蔽能力的窗戶所提供的性能的重要因素。
[0004] 就用于遮擋近紅外范圍內(nèi)的光同時保持對于可見范圍內(nèi)的光的透明性的方法的實例而言，有一種在窗戶玻璃上設置在近紅外范圍內(nèi)具有高反射率的光學體的方法。關于這種方法，已經(jīng)披露了使用光學多層膜、含金屬的膜、透明導電膜等作為反射層的各種技術 (例如，見國際公開W005/087680)。
[0005] 但是，在所披露的技術中，反射層被形成在平坦窗玻璃上，并且入射日光正好被鏡面（規(guī)則）反射。因此，來自天空并且被平坦窗玻璃規(guī)則反射的光到達其他戶外建筑和地面，且光被吸收并被轉換成熱，因此，升高了環(huán)境溫度。因此，在所有玻璃都被涂覆了上述類型的反射膜的建筑物周圍發(fā)生局部溫度升高。這引起了城鎮(zhèn)中的熱島現(xiàn)象加速及草在被反射光輻射的區(qū)域內(nèi)不生長的問題。
[0006] 為了解決上述問題，提出了使用指向性反射器以在日光入射方向上回射入射的日光的技術（例如，見日本未審查專利申請公開第2007-10893號）。在所提出的現(xiàn)有技術中，例如，通過排列多個基本上為金字塔形的結構來構成指向性反射器。入射在指向性反射器上的光被基本上金字塔形結構的表面多次反射，使得光最終基本上在入射方向上被反射。
[0007] 但是，對于以較大入射角進入指向性反射器的光，指向性反射功能劣化。此外，盡管基本上金字塔形結構的脊部被設計具有基本上三角形的截面，但是實際脊部由于在制造加工中遇到的原因可能具有從理想形狀變形（崩塌）的形狀。在這種情況下，進入脊部的入射光在鏡面反射方向上被反射，而不會被多次反射。因此，由于脊部形狀從理想形狀變形了較大程度，所以入射光的指向性反射分量減少。
[0008] 換句話說，上述指向性反射器存在隨著指向性反射分量的減少，更大量的日光到達地面并引起地表附近溫度升高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 作為鑒于現(xiàn)有技術的上述問題而進行的積極研究的結果，發(fā)明人已經(jīng)成功實現(xiàn)了光學體、光學體制造方法、日光遮蔽構件、窗構件、內(nèi)裝構件以及建筑構件，即使脊部形狀從理想形狀變形了較大程度，也能夠減少被反射至地面的光的分量。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供了一種光學體，包括：第一光學層；第二光學層，具有光入射至其上的入射面；以及反射層，被夾在第一與第二光學層之間，其中，第一光學層包括在其上設置了反射層的表面上或在該表面中所形成的多個凸形或凹形結構，凸形結構的脊部或彼此相鄰的凹形結構之間的脊部具有向入射面?zhèn)韧怀龅哪┒瞬?，末端部從理?形狀變形，第二光學層透明并具有1. 1以上1. 9以下的折射率，并且光學體在除了（- Θ， Φ+180° )之外的方向上選擇性地指向性反射以入射角（θ，φ)入射至入射面的光中的處于特定波長帶的一部分光（其中，Θ為入射面的垂線與入射至入射面的光或從入射面反射的光所形成的角，并且Φ為入射面內(nèi)的特定直線與將入射光或反射光投影至入射面所獲得的分量之間所形成的角）。
[0011] 優(yōu)選地，多個結構被排列為基本上周期性結構的圖案。
[0012] 優(yōu)選地，末端部以相對于結構的陣列節(jié)距為7%以下的比率從理想形狀變形。
[0013] 優(yōu)選地，第二光學層的折射率為1. 4以上1. 6以下。
[0014] 更優(yōu)選地，第二光學層的折射率為1. 49以上1. 55以下。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了一種光學體制造方法，包括以下步驟：將模具或沖模的凹凸形狀轉印至第一樹脂材料，從而形成第一光學層，該第一光學層包括在其一個主面上或在該主面中所形成的多個凸形或凹形結構；在已經(jīng)被轉印至第一光學層的凹凸表面上形成反射層；以及通過第二樹脂材料包埋反射層，從而形成具有光入射至其上的入射面的第二光學層，第二光學層透明，并且具有1. 1以上1. 9以下的折射率，其中，彼此相鄰的凸形結構的脊部或凹形結構之間的脊部具有向入射面?zhèn)韧怀龅哪┒瞬?，末端部從理想?狀變形，并且光學體在除了（-Θ，Φ+180° )之外的方向上選擇性地指向性反射以入射角 (θ，Φ)入射至入射面的光中的處于特定波長帶的一部分光（其中，Θ為入射面的垂線與入射至入射面的光或從入射面反射的光所形成的角，并且Φ為入射面內(nèi)的特定直線與將入射光或反射光投影至入射面所獲得的分量之間所形成的角）。
[0016] 此處，從理想形狀變形（崩塌）的大小被表示為如下定義的圓半徑。圖32Α和圖 32Β圖解說明了如何確定從理想形狀的變形Cr。在圖32Α中，Ρ表示結構的陣列節(jié)距（下文中，也被簡單稱作"節(jié)距"）。圖32B示出了圖32A中的區(qū)域XXXIIB的放大圖。
[0017] 如圖32B所圖解說明的那樣，PL1和PL2表示當觀察光學層中的結構截面時在按照設計形成結構末端部的條件下描繪出的結構末端部的輪廓線。當在所設計的結構截面中結構末端部實際上具有曲率或某些不同形狀時，從限定其截面中的實際結構的側面的輪廓線延伸的線被認為是輪廓線PL1和PL2。隨后，描繪與PL1和PL2接觸并且穿過結構末端部的實際形狀中朝光入射側最突出的點T的兩個內(nèi)切圓。就這兩個內(nèi)切圓而言，比另一個圓具有更大半徑的一個圓1C的半徑Cr被定義為表示從理想形狀變形的大小。
[0018] 例如，從理想形狀變形的大小與用于機械加工模具或沖模（該模具或沖模用于將凹凸形狀轉印至光學層）的車刀尖端的曲率半徑相對應。
[0019] 當結構以基本上周期性結構的圖案排列時，結構的排列節(jié)距等價于基本上周期性結構的圖案的周期。此處，基本上周期性結構的圖案意味著該結構的實際陣列節(jié)距的偏差為所設計的陣列節(jié)距的3%以下并且優(yōu)選為1%以下。需要注意，基本上周期性結構的圖案包括完全周期性結構圖案。
[0020] 通過本發(fā)明，由于包埋反射層（該反射層形成在凹凸表面上）的光學層的折射率被設定為在預定范圍內(nèi)下降，所以即使當結構末端部的形狀從理想形狀變形了更大程度時，也能抑制指向性反射分量的總體減少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的概觀的透視圖；
[0022] 圖2A是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的一個結構實例的截面圖，圖2B是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體被貼合至被貼合體（貼合對象）的實例的截面圖；
[0023] 圖3是圖解說明入射在光學體上的入射光與被光學體反射的反射光之間的關系的透視圖；
[0024] 圖4A是圖解說明第一光學層的凹凸表面的形狀的一個實例的平面圖，并且圖4B 是沿著圖4A中的線IVB-IVB所獲取的第一光學層的截面圖；
[0025] 圖5是以放大方式圖解說明圖4A中所圖解說明的第一光學層的凹凸表面部分的放大平面圖；
[0026] 圖6A是圖解說明入射在光學體上的光如何被反射層反射的示意性截面圖，并且圖6B僅使用線來圖解說明當在空氣/樹脂界面處被折射的光被反射層反射時的光路；
[0027] 圖7是表示菲涅耳反射率Γ與第二光學層的折射率nl之間的關系的示圖；
[0028] 圖8A和圖8B均為說明光學體的功能的一個實例的截面圖；
[0029] 圖9A是圖解說明其中形成有角錐的第一光學層的一部分的透視圖，并且圖9B是其中角錐被形成在第一光學層中的光學體的示意性截面圖；
[0030] 圖10A是圖解說明形成具有從理想形狀變形的形狀的角錐的第一光學層的一部分的透視圖，并且圖10B是在第一光學層中形成了具有從理想形狀變形的形狀的角錐的光學體的示意性截面圖；
[0031] 圖11A和圖11B圖解說明了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的貼合方法的一個實例；
[0032] 圖12是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的制造裝置的結構的一個實例的不意圖；
[0033] 圖13為圖12中的區(qū)域K的放大圖；
[0034] 圖14A至圖14C圖解說明了用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的制造方法的一個實例的連續(xù)步驟；
[0035] 圖15A至圖15C圖解說明了用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的制造方法的一個實例的連續(xù)步驟；
[0036] 圖16A至圖16C圖解說明了用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體的制造方法的一個實例的連續(xù)步驟；
[0037] 圖17A是圖解說明輥形母盤（master)概觀的透視圖，圖17B是以放大方式圖解說明圖17A中的區(qū)域R的放大平面圖，并且圖17C是沿著圖17B中的線XVIIC-XVIIC所獲取的截面圖；
[0038] 圖18A和圖18B是用于說明測試實例1中的模擬條件的圖解說明；
[0039] 圖19A是描繪通過測試實例1中的模擬所獲取的向上反射率（upward reflectance)的圖表，并且圖19B是描繪通過測試實例2中的模擬所獲取的向上反射率的圖表；
[0040] 圖20是描繪考慮空氣/樹脂界面處反射的影響所獲取的向上反射率Ru的圖表；
[0041] 圖21是描繪當Cr = 0. 00的向上反射率被視為參考時對于各樣品的損失D的圖表；
[0042] 圖22是描繪當Cr = 0. 00的向上反射率被視為參考時對于各樣品的比值Ra的圖表；
[0043] 圖23是圖解說明本發(fā)明第一實施方式的第一變形例的透視圖；
[0044] 圖24A是圖解說明本發(fā)明第一實施方式的第二變形例的截面圖，圖24B是圖解說明本發(fā)明第一實施方式的第三變形例的截面圖，并且圖24C是圖解說明本發(fā)明第一實施方式的第四變形例的截面圖；
[0045] 圖25是圖解說明本發(fā)明第一實施方式的第五變形例的截面圖；
[0046] 圖26A和圖26B均為圖解說明在第一光學層中所形成的結構形狀實例的透視圖；
[0047] 圖27A和圖27B圖解說明了以關于垂線的非對稱形狀形成棱鏡狀結構的實例；
[0048] 圖28是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的百葉窗（遮光物）結構的一個實例的透視圖；
[0049] 圖29A是圖解說明板條結構的第一實例的截面圖，圖29B是圖解說明板條結構的第二實例的截面圖，圖29C是圖解說明當一組板條處于閉合狀態(tài)時從外來光入射面?zhèn)人^ 察的板條的平面圖；
[0050] 圖30A是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的卷簾裝置結構的一個實例的透視圖，并且30B是沿著圖30A中的線XXXB-XXXB所獲取的圖解說明簾結構的一個實例的截面圖；
[0051] 圖31A是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的建筑構件結構的一個實例的透視圖，并且圖31B是圖解說明在建筑構件中所使用的光學功能體的結構的一個實例的截面圖；以及
[0052] 圖32A是用于說明實際形狀從理想形狀變形的程度的特定方式的圖解說明，并且圖32B是圖32A中的區(qū)域XXXIIB的放大圖。

【具體實施方式】
[0053] 下面，將參照附圖以下面的順序描述本發(fā)明的實施方式。
[0054] 第一實施方式（以角錐圖案形成反射層的光學體的實例）
[0055] 第二實施方式（采用光學體的日光遮蔽裝置的實例）
[0056] 第三實施方式（日光遮蔽裝置的另一實例，其中，光學體被應用于卷簾裝置）
[0057] 第四實施方式（建筑構件的實例，其中，光學體被用在采光部中）
[0058] 〈1.第一實施方式〉
[0059] [光學體的結構]
[0060] 圖1是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體1的概觀的透視圖。圖2A是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體結構的一個實例的截面圖，并且圖2B是圖解說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的光學體被貼合至被貼合體（貼合對象）的實例的截面圖。例如，用作指向性反射體的光學體1由具有指向性反射率的光學膜構成。如圖1所示，光學體1具有帶狀形狀，并且被卷繞為卷繞形式，以準備用作所謂的貯料輥。
[0061] 如圖2A所示，光學體1包括其中具有凹凸界面的光學層2以及在光學層2中的凹凸界面處形成的反射層3。光學層2包括具有凹凸形狀的第一面的第一光學層4以及具有凹凸形狀的第二面的第二光學層5。通過彼此相對的第一和第二凹凸面形成光學層2中的凹凸界面。換言之，光學體1包括具有凹凸面的第一光學層4、在第一光學層4的凹凸面上形成的反射層3以及形成在反射層3上并且被用來平坦地填充其上形成了反射層3的凹凸面的第二光學層5。光學層2具有入射面S1和出射面S2,諸如日光的光入射在入射面S1 上，入射在入射面S1上的光中已經(jīng)通過光學體1透射（穿過）的那部分光從出射面S2出射。光學體1被適當?shù)貞糜趦?nèi)墻構件、外墻構件、窗構件、墻壁材料等。此外，光學體1被適當?shù)貞糜诎偃~窗（遮光物）的板條（日光遮蔽構件的一個實例）和卷簾裝置的簾（日光遮蔽構件的另一實例）。此外，光學體1被適當?shù)赜米髟O置在諸如日式拉門（即，紙制和 /或鑲嵌玻璃的滑門）的建筑構件（即，內(nèi)裝構件（interior member，內(nèi)部構件）或外裝構件（exterior member,夕卜部構件））的采光部中的光學體。
[0062] 如果需要，光學體1可還包括設置在光學層2的出射面S2側的第一基材4a。如果需要，光學體1可還包括設置在光學層2的入射面S1側的第二基材5a。當光學體1包括第一基材4a和/或第二基材5a時，在光學體1中形成第一基材4a和/或第二基材5a的狀態(tài)下，優(yōu)選滿足稍后所述的諸如透明性和透射光顏色的光學特性。
[0063] 如果需要，光學體1可還包括貼合層6。在光學體1的入射面S1和出射面S2中的一個上形成貼合層6,貼合層6將被貼合至窗構件10。因此，光學體1通過插入在其間的貼合層6被貼合至窗構件10 (即，被貼合體）的室內(nèi)或室外側。例如，貼合層6可被形成為包含接合劑（例如，UV固化樹脂或雙液混合型樹脂）作為主要組分的接合層，或者被形成為包含粘合劑（例如，PSA(壓敏粘合劑））作為主要組分的粘合層。當貼合層6為粘合層時，優(yōu)選進一步在貼合層6上形成剝離層7。通過提供剝離層7,僅通過剝離剝離層7,就可以容易地將光學體1通過其間插入的貼合層6貼合至被貼合體（例如，窗構件10)。
[0064] 從增加第二基材5a與貼合層6和第二光學層5 (具體而言，稍后所述的樹脂層5b) 中的一個或兩個之間的粘合性的觀點來看，光學體1可還包括位于第二基材5a與貼合層6 和第二光學層5中的一個或兩個之間的底層（primer layer)(未示出）。并且，從增加相同位置處的粘合性的觀點來看，代替形成底層或者除了形成底層之外，優(yōu)選執(zhí)行通常的物理預處理。例如，通常的物理預處理包括等離子體處理或電暈處理。
[0065] 光學體1可以在入射面S1和出射面S2中的被貼合至被貼合體（例如，窗構件10) 的那一個上或者在面S1或S2與反射層3之間還包括阻擋層（未示出）。利用阻擋層的存在，能夠減少濕氣從入射面S1或出射面S2向反射層3擴散，并且能夠抑制反射層中所包含的金屬等的劣化。因此，能夠提高光學體1的耐久性。
[0066] 從使得光學體1的表面具有耐磨損擦傷性等的觀點來看，光學體1還可包括硬涂層8。硬涂層8優(yōu)選形成在光學體1的入射面S1和出射面S2中的與被貼合至被貼合體（例如，窗構件10)的面相對的一側上的那一個上。從提供防污性能等的觀點來看，還可在光學體1的入射面S1上形成疏水或親水層。例如，可以直接在光學層2上或者在諸如硬涂層8 的各種功能層中的一個上形成具有這種功能的層。
[0067] 從光學體1容易被貼合至被貼合體（例如，窗構件10)的觀點來看，光學體1優(yōu)選具有撓性。具體而言，光學體1優(yōu)選為具有撓性的光學膜。這樣的性能使帶狀光學體1能夠被卷繞在貯料輥上，因此提高了例如搬送和處理光學體1的便利性。此處，術語"膜"被解釋為包括片。換句話說，光學片也被包括在光學體1的實際實例中。光學體1的結構不限于膜，并且可以為板或塊。
[0068] 光學體1具有透明性。透明性優(yōu)選落在稍后所述的透射圖像清晰度的范圍內(nèi)。第一光學層4與第二光學層5之間的折射率差優(yōu)選為0. 010以下，更優(yōu)選為0. 008以下，再更優(yōu)選為0.005以下。如果折射率差超過0.010,則透射圖像外觀趨于模糊。當折射率差大于 0. 008并且不大于0. 010時，盡管依賴于戶外亮度，但日常生活中不會有問題。當折射率差大于0. 005并且不大于0. 008時，雖然僅僅諸如光源的非常亮的物體引起令人不快的衍射圖案，但也能清晰觀察戶外景象。當折射率差小于〇. 005時，幾乎不會產(chǎn)生令人不快的衍射圖案。需要注意，在某些情況下，第一光學層4與第二光學層5之間的折射率差可以偏離上述范圍。
[0069] 第一光學層4和第二光學層5中的被貼合至例如窗構件10的一側上的那一個可以包含粘合劑作為主要成分。通過這種特征，例如，通過使用包含粘合劑作為主要成分的第一光學層4或第二光學層5,光學體1可被貼合至窗構件10。在這種情況下，關于粘合劑的折射率差優(yōu)選在上述范圍內(nèi)。
[0070] 第一光學層4和第二光學層5優(yōu)選具有相同的光學特性，諸如折射率。具體而言，第一光學層4和第二光學層5優(yōu)選由在可見光范圍內(nèi)具有透明性的相同材料（例如，相同的樹脂材料）構成。通過使用相同材料來形成第一光學層4和第二光學層5,兩個光學層的折射率彼此相等，因此，對于可見光的透明性能夠被提升。但是，即使當原材料相同時，需要注意，例如，依賴于膜形成處理中的固化條件，最終形成的層的折射率也會彼此不同。另一方面，當?shù)谝还鈱W層4和第二光學層5由不同材料構成時，因為由兩個光學層之間的折射率差而引起光在反射層3(其提供了邊界）處被折射，所以透射圖像趨于模糊。具體地，存在當觀察類似于諸如遠處的燈的點光源的物體時顯著觀察到衍射圖案的趨勢。需要注意，為了調節(jié)折射率的值，可以在第一光學層4和/或第二光學層5中混合添加劑。
[0071] 第一光學層4和第二光學層5優(yōu)選在可見光范圍內(nèi)具有透明性。此處，術語"透明性"被定義為具有兩種含義，即，不吸收光并且不散射光。當術語"透明性"被通常使用時，經(jīng)常意味著前者的含義。但是，在根據(jù)第一實施方式的光學體1中，優(yōu)選透明性具有這兩種含義。目前采用的回射器（retroreflector)旨在視覺確認從路標、夜間工作者的衣服等所反射的光，以提供可被注意的標記。因此，即使當回射器具有散射性能時，如果回射器與下層反射器緊密接觸，則也能視覺觀察到從下層反射器所反射的光。這種現(xiàn)象基于與即使當具有散射性能的防炫目處理被應用至圖像顯示器的正面以賦予防炫目特性時也能視覺確認圖像的原理相同的原理。相反，由于光學體1具有透射除了指向性反射的特定波長的光之外的光的特性，并且光學體1被貼合至主要透過透射波長的光的透射構件從而允許透射光被觀察到的原因，根據(jù)第一實施方式的光學體1優(yōu)選不散射光。但是，基于用途，可以有意為第一光學層4提供散射性能。
[0072] 光學體1優(yōu)選以通過例如插入其間的粘合劑將其貼合至主要對于由光學體透射并落入除了特定波長之外的波長帶中的光有透射性的剛性構件（例如，窗構件10)的這種方式被使用。窗構件10的實例包括用于高層建筑、房屋等的建筑窗構件以及用于車輛的窗構件。當光學體1被應用于建筑窗構件時，具體地，優(yōu)選應用于面向從東至南（進一步至西）的范圍內(nèi)（例如，在從東南至西南的范圍內(nèi)）的一些方向的窗構件10。這是因為，通過將光學體1應用于上述取向的窗構件10,熱射線能夠被更有效地反射。光學體1不僅能夠被應用于單層窗玻璃，而且也能夠被應用于諸如多層玻璃的特殊玻璃。此外，窗構件10不限于玻璃制構件，它可以為由具有透明性的高聚合材料所構成的構件。光學層2優(yōu)選在可見光范圍內(nèi)具有透明性。其原因為，通過在可見光范圍內(nèi)具有透明性的光學層2,當光學體 1被貼合至例如窗玻璃的窗構件10時，可見光被允許通過光學體1，可確保日光采光。光學體1不僅可以被貼合至窗玻璃的內(nèi)表面，而且也可以被貼合至其外表面。
[0073] 此外，光學體1能夠與附加的熱射線截止膜組合使用。例如，光吸收涂層可被設置在空氣與光學體1之間的界面處（即，光學體1的最外部表面）。此外，光學體1能夠與硬涂層、紫外線截止層、表面防反射層等組合使用。當一個或多個這樣的功能層以組合方式被使用時，功能層優(yōu)選被設置在光學體1與空氣之間的界面處。但是，紫外截止層被設置在比光學體1更接近于太陽的一側。因此，具體地，當光學體1被貼合至具有面向室內(nèi)和室外兩個表面的窗玻璃的內(nèi)側表面時，紫外線截止層期望被設置在窗玻璃內(nèi)表面與光學體1之間。在這種情況下，紫外線吸收劑可被混合在窗玻璃內(nèi)表面與光學體1之間的貼合層中。
[0074] 基于光學體1的用途，光學體1可以被著色，從而具有視覺上吸引人的設計。當向光學體1提供視覺上吸引人的設計時，在不降低透明性的范圍內(nèi)，優(yōu)選第一光學層4和第二光學層5中的至少一個被形成為主要吸收可見光范圍內(nèi)特定波長帶的光。
[0075] 圖3是圖解說明入射在光學體1上的入射光與被光學體1反射的反射光之間的關系的透視圖。光學體1具有光線L入射至其上的入射面S1。當反射層3為波長選擇性反射層時，就以入射角（θ，Φ)入射在入射面S1上的光L而言，優(yōu)選光學體1在除了鏡面反射方向（-Θ，φ+180° )之外的方向上選擇性地指向性反射特定波長帶的光1^，同時透射除了特定波長帶之外的光L2。而且，光學體1對于除了特定波長帶之外的光具有透明性。透明性優(yōu)選落在稍后所述的透射圖像清晰度的范圍內(nèi)。當反射層3為半透明層時，就以入射角（θ，Φ)入射在入射面S1上的光L而言，優(yōu)選光學體1在除了鏡面反射方向（-Θ， Φ+180° )之外的方向上選擇性地指向性反射一部分光1^，同時透射余下的光L2。此處，Θ 為入射面S1的垂線h與入射光L或反射光U所形成的角，并且，Φ為入射面S1內(nèi)的特定直線12與將入射光L或反射光U投影至入射面S1所獲得的分量之間所形成的角。入射面 S1中的特定直線12表示當光學體1關于入射面S1的垂線h所提供的軸旋轉并同時保持入射角（θ，Φ)不變時反射強度在方向Φ上被最大化的軸。當存在多個反射強度被最大化的軸（方向）時，其中一個軸被選擇作為直線1^ 2。此外，從作為基準的垂線^順時針旋轉的角Θ被定義為"+Θ"，并且從垂線1逆時針旋轉的角Θ被定義為"-Θ"。從作為基準的垂線1 2順時針旋轉的角Φ被定義為"+Φ"，并且從垂線12逆時針旋轉的角Φ被定義為"-Φ "。當反射層3為半透明層時，指向性反射光優(yōu)選為主要是落在400nm以上2100nm 以下的波長帶中的光。
[0076] 基于光學體1的用途，被選擇性地指向性反射的特定波長帶中的光以及被透射的特定光可被設定得不同。例如，當光學體1被應用于窗構件10時，被選擇性地指向性反射的特定波長帶中的光優(yōu)選為近紅外光，并且被透射的其他波長帶中的光優(yōu)選為可見光。具體而言，被選擇性地指向性反射的特定波長帶中的光優(yōu)選為主要落在780nm至2100nm波長帶中的近紅外光。通過反射近紅外光，當光學體1被貼合至諸如窗玻璃的窗構件10時，能夠抑制建筑物內(nèi)部溫度升高。因此，制冷負載可被降低，并且能夠實現(xiàn)節(jié)能。此處，表述"指向性反射"表不光在除鏡面反射方向之外的特定方向上被反射，并且反射光的強度充分強于無指向性漫反射的光強度。此外，表述"反射"表示在特定波長帶（例如，在近紅外范圍中）中的反射率優(yōu)選為30%以上，更優(yōu)選為50%以上，再更優(yōu)選80%以上。表述"透射"表示特定波長帶（例如，可見光范圍內(nèi)）中的透射率優(yōu)選為30 %以上，更優(yōu)選為50 %以上，再更優(yōu)選為70%以上。
[0077] 入射光被光學體1指向性反射的方向Φ。優(yōu)選在-90°以上90°以下的范圍內(nèi)。在這個方向上，當光學體1被貼合至窗構件10時，能夠將來自天空的光中的特定波長帶中的光返回天空。當周圍沒有高層建筑時，指向性反射上述范圍的入射光的光學體1被有效采用。此外，指向性反射的方向優(yōu)選在（θ，-Φ)附近。表述"附近"表示指向性反射的方向偏離關于（θ，-Φ)優(yōu)選在5度以內(nèi)，更優(yōu)選在3度以內(nèi)，再更優(yōu)選為2度以內(nèi)。其原因在于，通過如上所述設定特定波長帶中的光的指向性反射的方向，當光學體1被貼合至窗構件10時，能夠有效地將在來自基本相同高度并排的建筑物上空的光中的特定波長帶中的光返回其他建筑物的上空。為了實現(xiàn)這樣的指向性反射，例如，優(yōu)選采用通過使用球面或雙曲面的一部分、三棱錐、四棱錐或圓錐所形成的三維結構。根據(jù)三維結構的形狀，在方向 (θ，φ) (-90。< φ < 90。）進入的光能夠在方向（Θ。，φ。）（0。< Θ。< 90。且-90° < Φ。< 90° )上被反射。作為選擇，三維結構可以具有在一個方向上延伸的柱狀形狀。在這種情況下，根據(jù)柱狀形狀的傾角，在方向（θ，Φ) (-90° < Φ <90° )上進入的光能夠在（Θ。，-Φ。）（〇° < Θ。< 90° )方向上被反射。
[0078] 特定波長帶中的光優(yōu)選在回射方向附近的方向上被光學體1指向性反射。換句話說，關于以入射角（Θ，Φ)入射在入射面S1上的光，特定波長帶中的光的反射方向優(yōu)選在 (Θ，Φ)附近。原因在于，當光學體1被貼合至窗構件10時，能夠將來自天空的光中的特定波長帶中的光返回天空。此處，表述"附近"表示指向性反射的方向的偏離優(yōu)選在5度以內(nèi)，更優(yōu)選在3度以內(nèi)，更優(yōu)選在2度以內(nèi)。通過如上所述設定特定波長帶中的光的指向性反射的方向，當光學體被貼合至窗構件10時，能夠將來自天空的光中的特定波長帶中的光返回天空。例如，在紅外輻射單元和光接收單元被彼此相鄰地設置的紅外傳感器或紅外圖像拾取裝置的情況下，回射方向被設定為與入射方向一致。然而，當如本發(fā)明實施方式中一樣不在特定方向上執(zhí)行傳感時，回射方向和入射方向可以不被設定為彼此那么精確得一致。
[0079] 當反射層3為波長選擇性反射層時，當使用0. 5mm的光梳（optical comb)時，在光學體1具有透射性的波長帶中的透射圖像清晰度的值優(yōu)選為50以上，更優(yōu)選為60以上，再更優(yōu)選為75以上。如果透射圖像清晰度的值小于50,則透射圖像在外觀上趨于模糊。當透射圖像清晰度的值不小于50且小于60時，盡管基于戶外亮度，但日常生活沒有問題。當透射圖像清晰度不小于60且小于75時，雖然僅僅有諸如光源的非常亮的物體引起令人不快的衍射圖案，但也能夠清晰觀察戶外。當透射圖像清晰度的值不小于75時，幾乎不會產(chǎn) 生令人不快的衍射圖案。此外，使用〇. 125mm、0. 5mm、l. 0mm以及2. 0mm的光梳所測量的透射圖像清晰度的值的總和優(yōu)選為230以上，更優(yōu)選為270以上，更優(yōu)選為350以上。如果透射圖像清晰度的值的總和小于230,則透射圖像在外觀上趨于模糊。當透射圖像清晰度的值的總和不小于230且小于270時，盡管基于戶外亮度，但日常生活沒有問題。當透射圖像清晰度的值的總和不小于270且小于350時，雖然僅僅有諸如光源的非常亮的物體引起令人不快的衍射圖案，但也能夠清晰觀察戶外。當透射圖像清晰度的值的總和不小于350時，幾乎不會產(chǎn)生令人不快的衍射圖案。此處，通過使用由Suga試驗機株式會社制造的ICM-1T 依照JIS K7105測量透射圖像清晰度的值。當被透射的波長與D65光源的波長不同時，優(yōu) 選在使用具有預被透射的波長的濾鏡校準后執(zhí)行測量。
[0080] 當反射層3為半透明層時，當使用0. 5mm的光梳時，用D65光源所測量的透射圖像清晰度的值優(yōu)選為30以上，更優(yōu)選為50以上，再更優(yōu)選為75以上。如果透射圖像清晰度的值小于30,則透射圖像在外觀上趨于模糊。當透射圖像清晰度的值不小于30且小于50時，盡管基于戶外亮度，但日常生活沒有問題。當透射圖像清晰度不小于50且小于75時，雖然僅僅有諸如光源的非常亮的物體引起令人不快的衍射圖案，但也能夠清晰觀察戶外。當透射圖像清晰度的值不小于75時，幾乎不會產(chǎn)生令人不快的衍射圖案。此外，使用0. 125mm、 0· 5mm、1. 0mm以及2. 0mm的光梳所測量的透射圖像清晰度的值的總和優(yōu)選為170以上，更優(yōu) 選為230以上，更優(yōu)選為350以上。如果透射圖像清晰度的值的總和小于170,則透射圖像在外觀上趨于模糊。當透射圖像清晰度的值的總和不小于170且小于230時，盡管基于戶外亮度，但日常生活沒有問題。當透射圖像清晰度的值的總和不小于230且小于350時，雖然僅僅有諸如光源的非常亮的物體引起令人不快的衍射圖案，但也能夠清晰觀察戶外。當透射圖像清晰度的值的總和不小于350時，幾乎不會產(chǎn)生令人不快的衍射圖案。此處，通過使用由Suga試驗機株式會社制造的ICM-1T依照JIS K7105測量透射圖像清晰度的值。
[0081] 在光學體1具有透射性的透射波長帶中所發(fā)生的霧度（Haze)優(yōu)選為6%以下，更優(yōu)選為4%以下，再更優(yōu)選為2%以下。如果霧度超過6 %，則透射光被散射，并且視線變模糊。此處，通過使用由村上色彩研究實驗室株式會社制造的HM-150根據(jù)JIS K7136中規(guī)定的測量方法來測量霧度。當透射的波長與D65光源的波長不同時，優(yōu)選在使用具有被透射的波長的濾鏡校準后執(zhí)行測量。光學體1的入射面S1 (優(yōu)選入射面S1和出射面S2這兩者）具有不會劣化透射圖像清晰度這樣水平的平滑度。具體而言，入射面S1和出射面S2的算術平均粗糙度Ra優(yōu)選為0. 08 μ m以下，更優(yōu)選為0. 06 μ m以下，再更優(yōu)選為0. 04 μ m以下。需要注意，通過測量入射（出射）面的表面粗糙度并且通過二維輪廓曲線對粗糙度曲線求導獲取算術平均粗糙度Ra作為粗糙度參數(shù)。依照JIS B0601 :2001設定測量條件。測量裝置和測量條件的細節(jié)如下：
[0082] 測量裝置：全自動微形貌測量裝置SURFCODER ET4000A (由小坂研究所株式會社制造），
[0083] 入c = 0· 8mm，評價長度為4mm，截止（cutoff) X 5倍，數(shù)據(jù)采樣間隔為0· 5 μ m。
[0084] 通過定向反射器1的透射光優(yōu)選盡可能接近中間色（neutral,非彩色）。即使當透射光著色，顏色也優(yōu)選具有提供涼爽感覺的冷色調，例如藍色、藍綠色或綠色。從獲得這種色調的觀點看，例如，當對使用D65光源的照射進行測量時，期望在入射表面S1上入射、經(jīng)過光學層2和反射層3之后從出射表面S2出射的透射光以及反射光的色度坐標X和y 優(yōu)選滿足〇· 20 < X < (λ 35 且(λ 20 < y < (λ 40,更優(yōu)選為（λ 25 < X < (λ 32 且(λ 25 < y < 0. 37,還更優(yōu)選0. 30 < x < 0. 32且0. 30 < y < 0. 35。此外，從避免色調變得帶紅色的觀點來看，期望色度坐標X和y優(yōu)選滿足y > x-0. 02以及更優(yōu)選y > X的關系。此外，不希望反射光的色調隨入射角變化，因為當定向反射器應用于例如建筑物窗戶時，色調隨觀看位置而不同，在走路時呈現(xiàn)顏色變化。從抑制上述色調改變的觀點來看，光優(yōu)選以5°以上60°以下的入射角Θ在入射表面S1或出射表面S2上入射，并且被光學體1鏡面反射的光的色度坐標X之間的差的絕對值和色度坐標y之間的差的絕對值中的每一個在定向反射器1的兩個主表面的每一個上均優(yōu)選為0. 05以下，更優(yōu)選為0. 03以下，還更優(yōu)選為0. 01 以下。期望入射表面S1和出射表面S2均滿足關于反射光的色度坐標X和y的數(shù)值范圍的上述限制。
[0085] 為了抑制鏡面反射附近的顏色變化，期望定向反射器1不包括具有優(yōu)選為5°以下或更優(yōu)選為10°以下的傾斜角的平面。當反射層3覆蓋有樹脂時，入射光在從空氣進入樹脂時發(fā)生折射，因此鏡面反射的附近的色調改變可以在較寬的入射角范圍中被抑制。此夕卜，當考慮在除鏡面反射方向以外的其他方向上反射的光的顏色時，光學體1優(yōu)選被設置為使得指向性反射光不向相關方向上傳播。
[0086] 下面，將更詳細描述構成光學體1的第一光學層4、第二光學層5以及反射層3。 [0087](第一光學層和第二光學層）
[0088] 例如，第一光學層4用于支撐和保護反射層3。從為光學體1提供撓性的觀點來看，例如，第一光學層4由包含樹脂作為主要成分的層構成。第一光學層4的兩個主面的其中一個為光滑面，另一個為凹凸面（第一表面）。在第一光學層4的凹凸面上形成反射層 3 〇
[0089] 第二光學層5用于通過包埋其上形成了反射層3的第一光學層4的第一面（凹凸面）來保護反射層3。從為光學體1提供撓性的觀點來看，例如，第二光學層5由包含樹脂作為主要成分的層構成。第二光學層5的兩個主面的其中一個為光滑面，另一個為凹凸面 (第二表面）。第一光學層4的凹凸面和第二光學層5的凹凸面的凹凸關系彼此相反。
[0090] 例如，通過多個二維排列結構4c來形成第一光學層4的凹凸面（圖4A和圖4B)。例如，通過多個二維排列結構5c來形成第二光學層5的凹凸面（圖24A至圖24C)。因為第一光學層4的結構4c和第二光學層5的結構5c的不同僅在于凹凸關系彼此相反，所以下面僅關于第一光學層4的結構4c進行描述。
[0091] 結構4c的陣列節(jié)距P優(yōu)選5 μ m以上5mm以下，更優(yōu)選5 μ m以上250 μ m以下，再更優(yōu)選20 μ m以上200 μ m以下。如果結構4c的陣列節(jié)距P小于5 μ m，則透射波長的光的部分可在某些情況下被反射，因為通常難以獲得結構4c的期望形狀并且難以使波長選擇性反射層的波長選擇特性銳化。上述部分反射的發(fā)生具有產(chǎn)生衍射以及引起更高階反射在視覺上被識別的趨勢，從而使觀看的人感覺透明性較差。另一方面，如果結構4c的陣列節(jié) 距P超出5mm，當考慮指向性反射所需的結構4c的形狀時，所需的膜的厚度增加并且失去撓性，從而導致難以將定向反射體1貼附至諸如窗構件10的剛性體。此外，通過設置結構 4c的陣列節(jié)距P小于250 μ m，撓性增加至可以輥到輥的方式容易地制造定向反射體1而不需要分批制造的程度。當定向反射體1應用于諸如窗戶的建筑物組件時，定向反射體1需要大約若干米的長度，輥到輥制造比分批制造更適合。通過設置結構4c的陣列節(jié)距不小于 20 μ m且不大于200 μ m，可進一步提高產(chǎn)量。
[0092] 在第一光學層4的表面上形成的結構4c的形狀不限于一種類型，并且可以在第一光學層4的表面上形成多種形狀的結構4c。當在第一光學層4的表面上形成多種形狀的結構4c時，包括結構4c的多種形狀的預定圖案可以被周期性重復?？商鎿Q地，可以基于所期望的特性隨機（非周期性）形成多種形狀的結構4c。
[0093] 圖4A是圖解說明第一光學層的凹凸面形狀的一個實例的平面圖，并且圖4B為沿著圖4A中的線IVB-IVB所獲取的第一光學層的截面圖。例如，通過二維排列均具有凹形角錐形狀的結構4c以使得相鄰結構4c的斜面被定位為彼此面對，從而形成第一光學層4的凹凸面。結構4c的二維陣列優(yōu)選為密集填充狀態(tài)的二維陣列。原因在于，密集填充狀態(tài)在增加結構4c的填充率方面及提高光學體1的指向性反射效果方面是有效的。
[0094] 圖5是以放大方式圖解說明圖4A所示的第一光學層的凹凸面部分的放大平面圖。凹形形狀的結構4c為具有角錐形狀的結構（該結構在下文中也被稱作"角錐"），并且通過三角形底面71和每個都具有三角形狀的三個斜面72限定該角錐。通過彼此相鄰的結構4c 的斜面形成脊部73a、73b以及73c。脊部73a、73b以及73c被形成為在第一光學層4的凹凸面中的三個方向（下文中，被稱作"脊方向"）a、b以及c上延伸。三個脊方向a、b以及 c中的一個脊方向c基本上平行于帶狀光學體1的長邊方向1\，S卩，平行于光學體1的入射面S1中特定直線12的方向。
[0095] 此處，術語"角錐形狀"不僅包括精確的角錐形狀，而且也包括基本上的角錐形狀。基本上的角錐形狀的實例包括：具有傾斜光軸的角錐形狀、具有一個或多個彎曲的斜面的角錐形狀、具有偏離90°的頂角的角錐形狀、具有在偏離6次對稱的三個方向上的一組溝槽的角錐形狀、特定兩個方向上的溝槽比另外一個方向上的溝槽更深的角錐形狀、特定一個方向上的溝槽比另外兩個方向上的溝槽更深的角錐形狀、三個方向上的溝槽在彼此未精確對準的點處交叉的角錐形狀、以及頂部具有曲率的角錐形狀。具有一個或多個彎曲的斜面的角錐的實例包括：構成角錐的三個面都為曲面的角錐、以及構成角錐的三個面中的一個或兩個為曲面并且余下兩個或一個面為平面的角錐。曲面的實例包括諸如拋物面、雙曲面、球面或橢圓面的特定曲面以及自由形態(tài)面。曲面可以為凹形或凸形。此外，一個角錐可以包括凹形或凸形兩種曲面。
[0096] 例如，第一光學層4具有雙層結構。具體而言，第一光學層4包括第一基材4a和第一樹脂層4b。第一樹脂層4b形成在第一基材4a與反射層3之間，并且其具有與反射層 3緊密接觸的凹凸面。需要注意，第一光學層4的結構不限于雙層結構，并且可以為單層結構或具有三層以上的結構。
[0097] 第一光學層4優(yōu)選包含其儲能（彈性）模量（storage modulus)在100°C表現(xiàn)出很小降低并且儲能模量在25°C與100°C之間無顯著差異的類型的樹脂作為主要組分。具體而言，第一光學層4優(yōu)選包含在25°C儲能模量為3X 109Pa以下并且在100°C儲能模量為 3X107Pa以上的樹脂。第一光學層4優(yōu)選由一種類型的樹脂構成，但其可以包含兩種以上類型的樹脂。此外，如果需要，第一光學層4可以混合添加劑。
[0098] 當如上所述第一光學層4包含儲能模量在100°C表現(xiàn)出很小降低并且儲能模量在 25°C與KKTC之間無顯著差異的類型的樹脂作為主要組分時，即使當形成第一光學層4的凹凸面（第一面）之后在施加熱或熱壓的情況下執(zhí)行處理時，第一光學層4也能基本上保持按照設計的界面形狀。另一方面，如果第一光學層4包含儲能模量在100°C表現(xiàn)出很大降低并且儲能模量在25°C與100°C之間具有顯著差異的類型的樹脂作為主要組分，則界面形狀會從所設計的形狀變形（崩塌）至光學體1可能發(fā)生卷曲的這樣的較大程度。
[0099] 在施加熱的情況下的處理不僅包括諸如退火的直接對光學體1或其構件施加熱的處理，而且也包括例如在薄膜形成期間和樹脂組分固化期間所形成的膜的表面溫度升高并且熱被間接施加至膜表面的處理，以及當能量線輻射時成型溫.度升高并且熱被間接施加至光學膜的處理。此外，如上所述通過限定儲能模量的數(shù)值范圍所得的效果不限于使用特定類型樹脂的情況，并且當使用熱塑性樹脂、熱固性樹脂以及能量線輻射型樹脂時能夠被類似地獲得。
[0100] 例如，能夠如下確認第一光學層4的儲能模量。當?shù)谝还鈱W層4的表面被暴露時，通過用微硬度測試儀測量暴露面的儲能模量來確認第一光學層4的儲能模量。當在第一光學層4的表面上形成第一基材4a等時，能夠通過剝離第一基材4a等從而將第一光學層 4的表面暴露出來并隨后通過微硬度測試儀測量暴露面的儲能模量來確認第一光學層4的儲能模量。
[0101] 例如，當使用熱塑性樹脂時通過調節(jié)例如支鏈長度和種類的方法、以及當使用熱固性樹脂或能量線輻射型樹脂時通過調節(jié)例如交聯(lián)點數(shù)和交聯(lián)劑分子結構的方法，能夠抑制高溫下儲能模量的降低。但是，優(yōu)選樹脂材料本身所要求的特性不會由于這種結構改變而被劣化。例如，基于交聯(lián)劑的類型，大約室溫下的儲能模量可能增大而使得樹脂膜變脆，或者樹脂膜由于較大的收縮而彎曲或卷曲。因此，優(yōu)選基于需要的特性適當?shù)剡x擇交聯(lián)劑的類型。
[0102] 當?shù)谝还鈱W層4包含結晶型高聚合材料作為主要組分時，優(yōu)選包含具有比制造處理期間最高溫度更高的玻璃化轉變點并在制造處理期間的最高溫度下表現(xiàn)出儲能模量的很小降低的樹脂作為主要組分。如果使用具有從室溫25°C至制造處理期間最高溫度的范圍內(nèi)的玻璃化轉變點并在制造處理期間最高溫度處表現(xiàn)出儲能模量很大降低的樹脂，則在制造處理期間在保持根據(jù)設計的理想界面形狀方面出現(xiàn)困難。
[0103] 當?shù)谝还鈱W層4包含非晶態(tài)（非晶）高聚合材料作為主要組分時，優(yōu)選包含具有比制造處理期間最高溫度更高的熔點并在制造處理期間最高溫度下表現(xiàn)出儲能模量的很小降低的樹脂作為主要組分。如果使用具有在從室溫25°C至制造處理期間最高溫度的范圍內(nèi)的熔點并在制造處理期間最高溫度下表現(xiàn)出儲能模量很大降低的樹脂，則在制造處理期間在保持根據(jù)設計的理想界面形狀方面出現(xiàn)困難。
[0104] 此處，表述"制造處理期間的最高溫度"表示制造處理期間第一光學層4的凹凸面 (第一面）處的最高溫度。優(yōu)選地，第二光學層5也滿足儲能模量的上述數(shù)值范圍以及玻璃化轉變點的上述溫度范圍。
[0105] 因此，第一光學層4和第二光學層5中的至少一個優(yōu)選包含在25°C具有3X 109Pa 以下儲能模量的樹脂。在這樣的條件下，光學體1能夠在室溫25°C被賦予撓性，并且能夠以棍到棍的方式被制造。
[0106] (基材）
[0107] 第一基材4a和第二基材5a在示例性情況下具有透明性。從賦予光學體1撓性的觀點來看，每種基材優(yōu)選具有膜結構，但是基材的結構不被特別限于膜。例如，通過使用通常的高分子材料能夠形成第一基材4a和第二基材5a。通常高分子材料的實例包括：三乙酰纖維素（TAC)、聚酯（TPEE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚酰亞胺（PI)、聚酰胺（PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯（PE)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯（PP)、二乙酰纖維素、聚氯乙烯、丙烯酸樹脂（PMMA)、聚碳酸酯（PC)、環(huán)氧樹脂、尿素樹脂、聚氨酯樹脂以及三聚氰胺樹脂。但是，第一基材4a和第二基材5a的材料不被特別限定于上述實例。從生產(chǎn)率的觀點來看，第一基材4a和第二基材5a的每一個的厚度優(yōu)選為38 μ m至100 μ m，但不被特別限定于這個范圍。第一基材4a或第二基材5a優(yōu)選對于能量線透明。原因在于，當?shù)谝换?a或第二基材5a對于能量線透明時，如稍后所述，通過從包括第一基材4a或第二基材5a的一側以能量線照射被插入第一基材4a或第二基材5a與反射層3之間的能量線可固化樹脂，該樹脂可被固化。
[0108] (樹脂層）
[0109] 第一光學層4的第一樹脂層4b和第二光學層5的第二樹脂層5b (稍后描述）在示例性情況下具有透明性。例如，通過固化樹脂組成物獲得第一樹脂層4b和第二樹脂層5b 的每一個。就樹脂組成物而言，從生產(chǎn)容易性的觀點來看，優(yōu)選使用當通過光或電子束輻射時能夠被固化的能量線可固化樹脂或當施加熱時能夠被固化的熱固性樹脂。就能量線可固化樹脂而言，優(yōu)選當通過光輻射時能夠被固化的光敏樹脂組成物，并且最優(yōu)選當通過紫外線輻射時能夠被固化的紫外線可固化樹脂。從提高第一光學層4 (具體地，第一樹脂層4b) 或第二光學層5 (具體地，第二樹脂層5b)與反射層3之間的粘合性的觀點來看，樹脂組成物優(yōu)選還包括包含磷酸的化合物、包含丁二酸的化合物、以及包含丁內(nèi)酯的化合物。例如，包含磷酸的化合物可以為包含磷酸的（甲基）丙烯酸酯，優(yōu)選為官能團中具有磷酸的（甲基）丙烯基單體或低聚物。例如，包含丁二酸的化合物可以為包含丁二酸的（甲基）丙烯酸酯，優(yōu)選為官能團中具有丁二酸的（甲基）丙烯基單體或低聚物。例如，包含丁內(nèi)酯的化合物可以為包含丁內(nèi)酯的（甲基）丙烯酸酯，優(yōu)選為官能團中具有丁內(nèi)酯的（甲基）丙烯基單體或低聚物。
[0110] 例如，紫外線可固化樹脂組成物包含（甲基）丙烯酸酯和光聚合引發(fā)劑。如果需要，則紫外線可固化樹脂組成物還可包含光穩(wěn)定劑、阻燃劑、均化劑和/或抗氧化劑。
[0111] 就丙烯酸酯而言，優(yōu)選使用具有兩個以上（甲基）丙烯?；鶊F的單體和/或低聚物。這種單體和/或低聚物的實例包括聚氨基（甲基）丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂（甲基）丙烯酸酯、聚酯（甲基）丙烯酸酯、多元醇（甲基）丙烯酸酯、聚醚（甲基）丙烯酸酯以及三聚氰胺（甲基）丙烯酸酯。此處，術語"（甲基）丙烯?；鶊F"表示丙烯?；鶊F或（甲基）丙烯?；鶊F。此處所使用的術語"低聚物"表示具有500以上60000以下分子量的分子。
[0112] 此處所使用的光聚合引發(fā)劑能夠從通用材料中適當選擇。就通用材料的實例而言，苯甲酮衍生物、苯乙酮衍生物以及蒽醌衍生物能夠被單獨或組合使用。所混合的光聚合引發(fā)劑的量優(yōu)選為固體含量的〇. 1重量％以上且10重量％以下。如果所混合的光聚合引發(fā)劑的量低于0. 1重量％，則光可固化性被降低至不能適用于實際工業(yè)生產(chǎn)的水平。另一方面，如果所混合的光聚合引發(fā)劑的量超過10重量％，則當輻射所發(fā)射的光量不足夠時，在所形成的涂層中會留有氣味。此處，術語"固體含量"表示固化后構成第一樹脂層4b或第二樹脂層5b的所有組分。例如，丙烯酸酯和光聚合引發(fā)劑被包括在固體含量中。
[0113] 此處所使用的樹脂優(yōu)選即使在電介質形成期間的處理溫度下也不會引起變形或裂紋。如果玻璃化轉變溫度太低，則令人不滿意之處在于樹脂在安裝后可能在相對較高的溫度下發(fā)生變形，或者樹脂形狀在電介質形成期間發(fā)生改變。如果玻璃化轉變溫度太高，則令人不滿意之處在于裂紋和界面剝離更易發(fā)生。實際上，玻璃化轉變溫度優(yōu)選為60°C以上 150°C以下，更優(yōu)選為80°C以上130°C以下。
[0114] 優(yōu)選地，樹脂具有當例如通過能量線輻射或施加熱時結構能夠被轉印至樹脂的性能。例如，乙烯基樹脂、環(huán)氧基樹脂以及熱塑性樹脂能夠被使用。換句話說，任意類型的樹脂能夠被使用，只要樹脂滿足上述對于折射率的要求即可。
[0115] 樹脂可混合低聚物以降低固化收縮。例如，樹脂還可包含聚亞安酯作為固化劑。考慮第一光學層4 (具體地，第一樹脂層4b)或第二光學層5 (具體地，第二樹脂層5b)與鄰近層之間的粘合性，樹脂可以被進一步適當混合具有羥基基團、羧基基團和磷酸基團中的一種或多種基團的單體、多元醇、諸如羧酸、硅烷、鋁和鈦的耦合劑、以及各種螯合劑。
[0116] 樹脂組成物進一步優(yōu)選包含交聯(lián)劑。具體地，優(yōu)選環(huán)狀交聯(lián)劑用作交聯(lián)劑。通過使用交聯(lián)劑，不用很大地改變室溫下的儲能模量就能使樹脂具有耐熱性。如果室溫下儲能模量被較大改變，則光學體1會變脆，并且在通過輥到輥式處理制造光學體1的過程中會產(chǎn) 生困難。環(huán)狀交聯(lián)劑的實例包括二惡烷乙二醇二丙烯酸酯、三環(huán)奎烷二甲醇二丙烯酸酯、三環(huán)奎烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、環(huán)氧乙烷改性異氰尿酸二丙烯酸酯、環(huán)氧乙烯改性異氰尿酸三丙烯酸酯以及己內(nèi)酯改性三（丙烯氧基乙基）異氰尿酸酯。
[0117] 需要注意，能夠基于例如在反射層3中所包括的介電層或金屬層的性能可選地調節(jié)上述聚合物的含量等。
[0118] 優(yōu)選地，第一基材4a或第二基材5a分別具有低于第一樹脂層4b (形成第一光學層4)或第二樹脂層5b (形成第二光學層5)的水蒸氣滲透率。例如，當通過使用例如聚氨酯丙烯酸酯的能量線可固化樹脂形成第一樹脂層4b時，優(yōu)選通過使用具有低于第一樹脂層 4b的水蒸氣滲透率并對于能量線具有透射性的樹脂（例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)) 形成第一基材4a。結果，能夠減少從入射面S1或出射面S2向反射層3的濕氣擴散，并且能夠抑制反射層3中所包含的金屬等的劣化。因此，能夠改進光學體1的耐久性。需要注意，厚度為75 μ m的PET的水蒸氣滲透率約為10g/m2/天（40°C，90% RH)。
[0119] 優(yōu)選，第一光學層4和第二光學層5中的至少一個包含具有高極性的官能團，并且這種官能團的含量在第一光學層4與第二光學層5之間不同。更優(yōu)選地，第一光學層4和第二光學層5兩者都包含磷酸化合物（例如，磷酸酯），并且磷酸化合物的含量在第一光學層4和第二光學層5之間不同。在第一光學層4和第二光學層5之間的磷酸化合物含量的差異優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為5倍以上，并且再更優(yōu)選為10倍以上。
[0120] 當?shù)谝还鈱W層4和第二光學層5中至少一個包含磷酸化合物時，反射層3優(yōu)選在其與包含磷酸化合物的第一光學層4或第二光學層5接觸的表面中包含氧化物、氮化物、或氮氧化物。具體地，優(yōu)選反射層3在其與包含磷酸化合物的第一光學層4或第二光學層5 接觸的表面中包括含有氧化鋅（ZnO)或氧化鈮的層。這種特性在提高第一光學層4或第二光學層5與反射層3 (諸如波長選擇性反射層）之間的粘合性方面是有效的。另一個原因為，當反射層3包含諸如Ag的金屬時，耐腐蝕效果增加。另外，反射層3可以包含諸如A1 或Ga的摻雜劑。原因在于，當通過濺射形成金屬氧化層時，摻雜劑改進了膜質量和平滑度。
[0121] 從為光學體1、窗構件10等提供視覺上吸引人的設計的觀點來看，第一光學層4和第二光學層5中的至少一個優(yōu)選具有吸收可見光范圍內(nèi)特定波長帶中的光的特性。樹脂中所分散的顏料可以為有機顏料或無機顏料。具體地，優(yōu)選其本身具有高耐候性的無機顏料。無機顏料的實例包括氧化鋯灰（Co、Ni摻雜的ZrSi04)、鐠黃（Pr摻雜的ZrSi04)、鉻-二氧化鈦黃（Cr、Sb摻雜的Ti02*Cr、W摻雜Ti02)、鉻綠（諸如Cr20 3)、孔雀藍（(CoZn)0(AlCr)203)、維多利亞綠（(Al，Cr) 203)、深藍（CoO · A1203 · Si02)、釩鋯藍（V摻雜的ZrSi04)、鉻錫粉色 (Cr摻雜的CaO. Sn02 · Si02)、錳粉色（Μη摻雜的A1203)以及橙紅粉色（Fe摻雜的ZrSi0 4)。有機顏料的實例包括偶氮基顏料和酞菁顏料。
[0122] (第二光學層的折射率）
[0123] 如上所述，第二光學層5用于通過包埋其上形成了反射層3的第一光學層4的第一面（凹凸面）來保護反射層3。通過將第二光學層5的折射率設定落在預定范圍內(nèi)，能夠折射在入射面S1處入射在光學體1上的光，并緩和關于反射層3的實際入射角。其還能夠抑制由于入射光在空氣/樹脂界面反射所引起的指向性反射分量的減少。因此，即使當構成反射層3的結構的末端部形狀（例如，當結構為角錐時的脊部形狀）從理想形狀變形 (崩塌）時，指向性反射分量的總比率也能被保持得較高。
[0124] 例如，第二光學層5具有雙層結構。具體而言，第二光學層5包括第二基材5a和第二樹脂層5b。第二樹脂層5b被形成在第二基材5a與反射層3之間，并且具有與反射層 3緊密接觸的凹凸面。需要注意，第二光學層5的結構不限于雙層結構，并且可以為單層結構或具有三層以上的結構。
[0125] 分別通過使用與第一基材4a和第一樹脂層4b同樣的材料來構成第二基材5a和第二樹脂層5b。但是，重要地，第二基材5a和第二樹脂層5b的材料每一個都具有預定范圍內(nèi)的折射率。具體而言，第二光學層5的折射率優(yōu)選為1. 1以上1. 9以下，更優(yōu)選為1. 4以上1. 6以下，再更優(yōu)選為1. 49以上1. 55以下。稍后將與實例說明一起描述將第二光學層 5的折射率優(yōu)選設定落在上述范圍內(nèi)的原因。
[0126] 當?shù)诙鈱W層5具有多層結構時，多層結構的相鄰層之間的折射率差優(yōu)選為 0. 010以下，更優(yōu)選為0. 008以下，再更優(yōu)選為0. 005以下。而且，當光學體1被貼合至例如窗構件的被貼合體時，光學體貼合面處的光學層的折射率與被貼合體的折射率之間的差值優(yōu)選被保持在上述范圍內(nèi)。
[0127] 圖6A是圖解說明入射在光學體1上的光如何被反射層3反射的示意性截面圖，并且圖6B僅使用線來圖解說明當在空氣/樹脂界面處被折射的光被反射層3反射時的光路。
[0128] 在圖6A中，被貼合體、粘合層等被忽略，并且入射面S1被提供作為光學體1與空氣之間的界面。盡管對圖左側被放置為在垂直方向上朝向上方的假設情況進行以下描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此示例性情形。例如，當光學體1被應用于傾斜屋頂時，圖6A 中的左側可被放置為傾斜向上。當光學體1被應用于天窗時，光學體1可被放置為基本上在水平方向上延伸。
[0129] 從光學體1出射的光的向上反射（指向性反射）率Ru和向下反射率Rd能夠被如下確定。
[0130] 現(xiàn)在考慮光L以入射角Θ ^入射在光學體1上的情況。光L的一部分在空氣/樹脂界面處被反射，同時，光L的剩余部分以折射角被折射，并前進至反射層3。已經(jīng)前進至反射層3的光的一部分被反射層3向光學體1的下方反射，同時，其剩余部分被指向性反射。指向性反射光前進至空氣/樹脂界面，并在空氣/樹脂界面處被折射后向光學體1的上方出射。另一方面，未被反射層3指向性反射的光在空氣/樹脂界面處被折射，從而向光學體1下方（向圖6A的右側）出射。
[0131] 因此，向上反射分量為光L中被反射層3指向性反射的分量，并且向下反射分量為在空氣/樹脂界面處反射的分量和沒有被反射層3指向性反射的分量的和值。在本申請文件中所使用的術語"向上反射分量"表示圖6A中以在0°以上至90°以下范圍內(nèi)的出射角 Θ u從光學體1出射的光Lu。
[0132] 在空氣/樹脂界面處的能量反射能夠根據(jù)所謂的菲涅爾反射公式計算：

【權利要求】
1. 一種光學體，包括：第一光學層；第二光學層，具有光入射至其上的入射面；以及反射層，被夾在所述第一光學層和所述第二光學層之間，其中，所述反射層是半透射層，對于透射的光，依據(jù)JIS K-7105測定的0. 5_的光梳的透射清晰度是30以上，所述第一光學層包括在設置了所述反射層的表面上或在該表面中形成的多個凸形或凹形結構，所述凸形結構的脊部或彼此相鄰的所述凹形結構之間的脊部具有向所述入射面?zhèn)韧?出的末端部，所述末端部從理想形狀變形，所述第二光學層透明，并且具有1. 1以上1. 9以下的折射率，并且所述光學體在除了（-Θ，Φ + 180° )之外的方向上選擇性地指向性反射以入射角 (θ，φ)入射至所述入射面的光中的處于特定波長帶的一部分光，其中，Θ為入射面的垂線與入射至入射面的光或從入射面反射的光所形成的角，并且Φ為入射面內(nèi)的特定直線與將入射光或反射光投影至入射面所獲得的分量之間所形成的角。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，這多個結構被排列為周期性結構的圖案。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光學體，其中，所述末端部以相對于所述結構的陣列節(jié)距為 7%以下的比例從所述理想形狀變形。
4. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述第二光學層的折射率為1. 4以上1. 6以下。
5. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述第二光學層的折射率為1. 49以上1. 55以下。
6. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述理想形狀的截面形狀為三角形。
7. 根據(jù)權利要求1-3所述的光學體，其中，所述指向性反射的光為400 nm至2100 nm 波長帶中的光。
8. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述結構具有棱鏡形形狀、與柱狀透鏡形狀相反的形狀以及角錐形狀中的至少一種形狀。
9. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述結構以一維周期性圖案排列在所述第一光學層的所述表面上，并且以所述入射面的垂線為基準，所述結構的主軸在所述結構排列的方向上從所述基準傾斜。
10. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述結構的陣列節(jié)距為30 μ m以上5mm以下。
11. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述第一光學層和所述第二光學層中的至少一個吸收可見光范圍內(nèi)的特定波長帶中的光。
12. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，由所述第一光學層和所述第二光學層形成光學層，并且所述光學體還包括位于所述光學層的表面、所述光學層的內(nèi)部以及所述反射層與所述光學層之間的至少一個位置處的光散射體。
13. 根據(jù)權利要求1所述的光學體，其中，所述光學體還包括位于所述入射面上的疏水性或親水性的層。
14. 一種日光遮蔽構件，包括根據(jù)權利要求1所述的光學體。
15. -種窗構件，包括根據(jù)權利要求1所述的光學體。
16. -種內(nèi)裝構件，包括根據(jù)權利要求1所述的光學體。
17. -種建筑構件，包括米光部，其中，所述米光部包括根據(jù)權利要求1所述的光學體。
18. -種光學體制造方法，包括以下步驟：將模具或沖模的凹凸形狀轉印至第一樹脂材料，從而形成第一光學層，所述第一光學層包括在其一個主面上或該主面中形成的多個凸形或凹形結構；在已經(jīng)被轉印至所述第一光學層的凹凸表面上形成反射層；以及用第二樹脂材料包埋所述反射層，從而形成具有光入射的入射面的第二光學層，所述第二光學層透明，并且具有1. 1以上1. 9以下的折射率，其中，所述反射層是半透射層，對于透射的光，依據(jù)JIS K-7105測定的0. 5_的光梳的透射清晰度是30以上，所述凸形結構的脊部或彼此相鄰的所述凹形結構之間的脊部具有向所述入射面?zhèn)韧?出的末端部，所述末端部從理想形狀變形，并且所述光學體在除了（-Θ，Φ + 180° )之外的方向上選擇性地指向性反射以入射角 (θ，φ)入射至所述入射面的光中的處于特定波長帶的一部分光，其中，Θ為入射面的垂線與入射至入射面的光或從入射面反射的光所形成的角，并且Φ為入射面內(nèi)的特定直線與將入射光或反射光投影至入射面所獲得的分量之間所形成的角。
【文檔編號】B32B37/02GK104297824SQ201410552992
【公開日】2015年1月21日申請日期:2011年4月8日優(yōu)先權日:2010年4月15日
【發(fā)明者】影山正光, 吉田寬則, 谷島勝行, 長浜勉, 榎本正申請人:迪睿合電子材料有限公司

完整全部詳細技術資料下載