(57)【要約】【課題】入射光を部分的に反射させ周囲の温度上昇を抑制し、層間剥離のない耐久性に優れた光学素子、日射遮蔽装置、建具、窓材および光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る光学素子は、形状層１１と、光学機能層１３と、包埋樹脂層１２とを具備する。形状層１１は、凹部１１１を形成する構造体１１ａを有する。光学機能層１３は、構造体１１ａの上に形成され、赤外線を反射し可視光を透過させる。包埋樹脂層１２は、凹部１１１を充填し第１の体積を有する構造層１２ａ（第１の層）と、上記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで構造層１２ａの上に形成された平坦層１２ｂ（第２の層）とを含む。包埋樹脂層１２は、上記構造体１１ａ及び光学機能層１３を包埋する紫外線硬化樹脂で形成される。【選択図】図５
2014142669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を形成する構造体を有する形状層と、
前記構造体の上に形成された、入射光を部分的に反射させる光学機能層と、
前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記構造体および前記光学機能層を包埋するエネルギー線硬化樹脂で形成された包埋樹脂層とを具備し、
前記形状層および前記包埋樹脂層の少なくとも一つは、透光性を有するとともに前記入射光の入射面を有する光学素子であって、
前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、
前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である光学素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子であって、
前記エネルギー線硬化樹脂は、１３体積％以上の硬化収縮率を有し、
前記第２の体積は、前記第１の体積の５０％以上である光学素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光学素子であって、
前記形状層側および前記包埋樹脂層側の少なくとも一方に積層された、透光性を有する基材をさらに具備する光学素子。
【請求項４】
請求項１に記載の光学素子であって、
入射角（θ、φ）（但し、θ：前記入射面に対する垂線と、前記入射面に入射する入射光または前記入射面から出射される反射光とのなす角、φ：前記入射面内の特定の直線と、前記入射光または前記反射光を前記入射面に射影した成分とのなす角）で前記入射面に入射した光のうち、第１の波長帯の光を正反射（−θ、φ＋１８０°）以外の方向に選択的に指向反射するのに対して、前記第１の波長帯と異なる第２の波長帯の光を透過する光学素子。
【請求項５】
請求項１に記載の光学素子であって、
前記入射面は平坦面である光学素子。
【請求項６】
請求項１に記載の光学素子であって、
前記透過する波長の光に対する、ＪＩＳ  Ｋ−７１０５に準拠して測定した０．５ｍｍの光学くしの透過写像鮮明度が、５０以上である光学素子。
【請求項７】
請求項１に記載の光学素子であって、
前記透過する波長の光に対する、ＪＩＳ  Ｋ−７１０５に準拠して測定した０．１２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍおよび２．０ｍｍの光学くしの透過写像鮮明度の合計値が、２３０以上である光学素子。
【請求項８】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記光学機能層は、半透過層である光学素子。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記光学機能層が、前記入射面に対して傾斜した複数の光学機能層からなり、
前記複数の光学機能層が、互いに平行に配置されている光学素子。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記形状層と前記包埋樹脂層との屈折率差が、０．０１０以下である光学素子。
【請求項１１】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記構造体は、プリズム形状、シリンドリカル形状、半球状、またはコーナーキューブ状である光学素子。
【請求項１２】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記構造体は、１次元または２次元的に配列されており、
前記構造体の主軸が、前記入射面の垂線を基準にして前記構造体の配列方向に傾いている光学素子。
【請求項１３】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
５°以上６０°以下の入射角度で前記光学素子の両面のいずれか一方から入射し、前記光学素子により反射された正反射光の色座標ｘの差の絶対値、およびｙの差の絶対値が、前記両面のいずれにおいても、０．０５以下である光学素子。
【請求項１４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子であって、
前記光学素子の前記入射面上に、撥水性または親水性を有する層をさらに具備する光学素子。
【請求項１５】
日射を遮蔽する１または複数の日射遮蔽部材を備え、
前記日射遮蔽部材が、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子を備える日射遮蔽装置。
【請求項１６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学素子を採光部に備える建具。
【請求項１７】
凹部を形成する構造体を有する第１の支持体と、
前記構造体の上に形成された、入射光を部分的に反射させる光学機能層と、
前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記構造体および前記光学機能層を包埋するエネルギー線硬化樹脂で形成された第２の支持体と、
前記第２の支持体と接合される窓本体とを具備する窓材であって、
前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、
前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である窓材。
【請求項１８】
凹部を形成する構造体を有する第１の支持体を形成し、
前記構造体の上に、入射光を部分的に反射させる光学機能層を形成し、
前記構造体及び前記光学機能層をエネルギー線硬化樹脂で包埋することで、前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含む第２の支持体を形成する光学素子の製造方法であって、
前記第２の支持体と接合される窓本体とを具備する窓材であって、
前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、
前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を部分的に反射させる光学素子、例えば、赤外線帯域の光を選択的に指向反射させ、可視光帯域の光を透過させる光学素子、かかる光学素子を備えた日射遮蔽装置、建具および窓材、並びに光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高層ビル、住居などの建築用ガラスや車窓ガラスに太陽光の一部を吸収、又は反射させる層が設けられるケースが増加している。これは、地球温暖化防止を目的とした省エネルギー対策のひとつであり、太陽から注がれる光エネルギーが窓から屋内に入り、屋内温度が上昇することによる冷房設備の負荷を軽減することを目的としている。
【０００３】
可視領域の透過性を維持しながら近赤外線を遮蔽する構造としては、近赤外領域に高い反射率を有する層を窓ガラスに設ける構造（例えば特許文献１参照）と、近赤外領域に高い吸収率を有する層（例えば特許文献２参照）を窓ガラスに設ける構造が知られている。また、窓ガラスではなく、道路標識などの用途ではあるが、光学構造層を有し、可視光に対する透過性を保ちながら、特定波長域の光線のみ再帰反射させることができる透明波長選択性再帰反射体が知られている（特許文献３参照）。この再帰反射体は、再帰反射構造を有する光学構造層と、再帰反射構造に沿って形成された波長選択反射層と、再帰反射構造を埋める光透過性樹脂層とを備える。光透過性樹脂層には、例えば、紫外線硬化樹脂等のエネルギー線硬化樹脂で形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０８７６８０号公報
【特許文献２】特開平６−２９９１３９号公報
【特許文献３】特開２００７−１０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３に記載の構造では、エネルギー線硬化樹脂の硬化後の残留応力を緩和できず、再帰反射構造に沿って形成された波長選択反射層と、再帰反射構造を埋める光透過性樹脂の間の層間剥離に起因する光学素子の透過率の低下を招いていた。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、入射光を部分的に反射させ周囲の温度上昇を抑制し、層間剥離のない耐久性に優れた光学素子、日射遮蔽装置、建具、窓材および光学素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る光学素子は、凹部を形成する構造体を有する形状層と、前記構造体の上に形成された、入射光を部分的に反射させる光学機能層と、前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記構造体および前記光学機能層を包埋するエネルギー線硬化樹脂で形成された包埋樹脂層とを具備し、前記形状層および前記包埋樹脂層の少なくとも一つは、透光性を有するとともに前記入射光の入射面を有する光学素子であって、前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である。
【０００８】
上記光学素子において、入射面を介して構造体に入射した光は、光学機能層によって部分的に反射される。構造体は形状層の表面に凹部を形成し、構造体の上に形成された光学機能層によって反射される光はその入射方向に指向性をもって反射される。したがって、光学機能層によって反射される光が赤外線帯域の光となるように設計されることで、入射光を正反射させる場合に比べて周囲の温度上昇を抑制することができる。また、光学機能層を透過する光が可視光帯域の光となるように設計されることで、温度上昇を抑制しつつ視認性に優れた採光が可能となる。
【０００９】
また、上記光学素子において、包埋樹脂層は、凹部を充填する第１の層と、その上に形成された第２の層とを含むことで、構造体及び光学機能層の保護層として機能する。これにより、構造体及び光学機能層の損傷あるいは汚損を防止して、耐久性の向上を図ることが可能となる。また、第２の層は、凹部を充填する個々の第１の層を相互に連結する機能を有し、当該第２の層は、第１の層の体積（第１の体積）の１５％以上の体積（第２の体積）を有する厚みで形成される。これにより、エネルギー線硬化樹脂の硬化後の残留応力を第２の層で緩和でき、光学機能層と第１の層との間の層間剥離に起因する光学素子の透過率の低下を長期にわたって抑制することができる。
【００１０】
上記構造体の形状は限定されず、例えば、プリズム形状、シリンドリカル形状、半球状、またはコーナーキューブ状等でもよい。
【００１１】
上記エネルギー線効果樹脂は、典型的には、紫外線硬化樹脂である。これ以外に、電子線やＸ線、熱線あるいは可視光の照射によって硬化する樹脂が用いられてもよい。上記形状層は、エネルギー線硬化樹脂で形成されてもよいし、他の材料、例えば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂で形成されてもよい。
【００１２】
上記光学素子は、フィルム、シートあるいはブロック状に形成することができる。上記光学素子は、建築用、車載用等の内装材、外装材あるいは窓材に貼り付けて使用されることができる。
【００１３】
上記第２の体積が上記第１の体積の５％未満の場合、エネルギー線硬化樹脂の残留応力を第２の層で緩和することができないことで、長期にわたって第１の層と光学機能層との間の剥離を抑制できない場合がある。第２の体積の大きさは、エネルギー線硬化樹脂の収縮応力の大きさで設定され、硬化収縮率が３体積％以上であるエネルギー線硬化樹脂が用いられる場合に本発明は効果的である。
【００１４】
さらに、上記エネルギー線硬化樹脂が１３体積％以上の硬化収縮率を有する場合、上記第２の体積は、上記第１の体積の５０％以上とすることができる。これにより、エネルギー線硬化樹脂の硬化時において、光学機能層と第１の層との間の剥離を抑制することができる。
【００１５】
上記光学素子は、前記形状層側および前記包埋樹脂層側の少なくとも一方に積層された、透光性を有する基材をさらに具備してもよい。
これにより、上記構造体および／または光学機能層の保護効果が高まるとともに、光学素子の生産性を高めることができる。
【００１６】
本発明の一形態に係る窓材は、凹部を形成する構造体を有する第１の支持体と、前記構造体の上に形成された、入射光を部分的に反射させる光学機能層と、前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記構造体および前記光学機能層を包埋するエネルギー線硬化樹脂で形成された第２の支持体と、前記第２の支持体と接合される窓本体とを具備する窓材であって、前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、前記第２の体積は、前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である。
【００１７】
上記窓材によれば、光学機能層によって反射される光が赤外線帯域の光となり、光学機能層を透過する光が可視光帯域の光となるように設計されることで、周囲の温度上昇を抑制しつつ視認性に優れた採光が可能となる。また、光学機能層と第１の層との間の剥離を長期にわたって抑制でき、耐久性を高めることができる。
【００１８】
本発明の一形態に係る光学素子の製造方法は、凹部を形成する構造体を有する第１の支持体を形成し、前記構造体の上に、入射光を部分的に反射させる光学機能層を形成し、前記構造体及び前記光学機能層をエネルギー線硬化樹脂で包埋することで、前記凹部を充填し第１の体積を有する第１の層と、前記第１の体積の１５％以上である第２の体積を有する厚みで前記第１の層の上に形成された第２の層とを含む第２の支持体を形成する光学素子の製造方法であって、前記第２の支持体と接合される窓本体とを具備する窓材であって、前記エネルギー線硬化樹脂は、８体積％以上の硬化収縮率を有し、前記光学機能層は、赤外線帯域の光を指向反射し、可視光帯域の光を透過させる波長選択反射層である。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、特定波長帯域の光を部分的に反射し特定波長帯域以外の光を透過させ、層間剥離のない耐久性に優れた光学素子、日射遮蔽装置、建具、窓材および光学素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学素子及びこれを備えた熱線反射窓の概略構成を示す断面図である。
【図２】上記光学素子における形状層の一構成例を示す部分斜視図である。
【図３】上記光学素子における形状層の他の構成例を示す部分斜視図である。
【図４】上記光学素子における形状層の他の構成例を示す部分平面図である。
【図５】上記光学素子における包埋樹脂層を説明する要部の断面図である。
【図６】上記光学素子の一作用を説明する断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法を説明する各工程の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光学素子の製造方法を説明する各工程の断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る光学素子の製造装置の概略構成図である。
【図１０】図９の製造装置における要部の平面図である。
【図１１】上記形状層を作製するための金型の構成例を示す要部の概略断面図である。
【図１２】本発明の実施例において説明する、上記包埋樹脂層の平坦層の体積比と、高温高湿試験前後における透過率の変化との関係を示す図である。
【図１３】本発明の変形例に係る、光学素子に対して入射する入射光と、光学素子により反射された反射光との関係を示す斜視図である。
【図１４】本発明の変形例に係る、光学素子の一構成例を示す断面図である。
【図１５】本発明の変形例に係る、光学素子の構造体の一構成例を示す斜視図である。
【図１６】（Ａ）は、本発明の変形例に係る、形状層に形成された構造体の形状例を示す斜視図であり、（Ｂ）は、形状層に形成された構造体の主軸の傾きの方向を示す断面図である。
【図１７】本発明の変形例に係る、光学素子の一構成例を示す断面図である。
【図１８】本発明の変形例に係る、光学素子の一構成例を示す断面図である。
【図１９】本発明の変形例に係る、光学素子の一構成例を示す断面図である。
【図２０】本発明の変形例に係る、光学素子における形状層の構成例を示す斜視図である。
【図２１】（Ａ）は、本発明の変形例に係る、光学素子における形状層の構成例を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した形状層のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示した形状層のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図２２】（Ａ）は、本発明の変形例に係る、光学素子における形状層の構成例を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した形状層のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示した形状層のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図２３】本発明の適用例に係るブラインド装置の一構成例を示す斜視図である。
【図２４】（Ａ）は、本発明の適用例に係るブラインドの要部の断面図であり、（Ｂ）はその変形例を示す断面図である。
【図２５】（Ａ）は、本発明の適用例に係るロールスクリーン装置の一構成例を示す斜視図であり、（Ｂ）はその要部の断面図である。
【図２６】（Ａ）は本発明の適用例に係る建具の一構成例を示す斜視図であり、（Ｂ）はその要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
［光学素子の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る光学素子の一構成例を示す概略断面図である。本実施形態の光学素子１は、形状層１１（第１の支持体）と、包埋樹脂層１２（第２の支持体）と、これら形状層１１及び包埋樹脂層１２の間に形成された光学機能層１３とを含む積層体１０を有する。また、本実施形態の光学素子１は、形状層１１に積層される透明な第１の基材２１と、包埋樹脂層１２に積層される透明な第２の基材２２とを有する。光学素子１は、第２の基材２２上に形成された接合層２３を介して、建築窓あるいは車窓用の窓本体３０に接合される。
【００２３】
以下、光学素子１の各部の詳細について説明する。
【００２４】
［形状層］
形状層１１は、透明な樹脂材料で形成されており、例えば、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂、エポキシ等の熱硬化性樹脂、アクリルなどの紫外線硬化樹脂で形成されている。本実施形態では、後述する包埋樹脂層１２と同様な紫外線硬化樹脂で形成されている。形状層１１は、光学機能層１３を支持する支持体としての機能を有し、所定厚みのフィルム状、シート状、プレート状あるいはブロック状に形成される。
【００２５】
形状層１１は、光学機能層１３が形成される側の面に配列された複数の凹部１１１を形成する複数の構造体１１ａを有する。形状層１１の構造体１１ａ側とは反対側の面１１ｂは平坦面である。
【００２６】
本実施形態において、凹部１１１は、指向反射が可能な形状を有しており、例えば、角錐形状、円錐形状、角柱形状、曲面形状等で形成されている。個々の凹部１１１は、同一の形状及び大きさで形成されるが、領域ごとに又は周期的に、形状あるいは大きさを異ならせてもよい。
【００２７】
図２は、三角柱形状（プリズム形状）の凹部１１１を形成する構造体１１ａが一次元配列された形状層１１の部分斜視図、図３は、曲面形状（シリンドリカルレンズ形状）の凹部１１１を形成する構造体１１ａが一次元配列された形状層１１の部分斜視図である。図４は、三角錐形状の凹部１１１を形成する構造体１１ａ（デルタ稠密アレイ）が二次元配列された形状層１１の部分平面図である。ただし、凹部１１１（または構造体１１ａ）の形状はこれらに限定されず、例えば、コーナーキューブ状、半球状、半楕円球状、自由曲面状、多角形状、円錐形状、多角錐状、円錐台形状、放物面状などの凸状または凹状などであってもよい。また、凹部１１１の底面は、例えば、円形状、楕円形状、または三角形状、四角形状、六角形状もしくは八角形状などの多角形状を有していてもよい。
【００２８】
構造体１１ａ（凹部１１１）の配列ピッチ（凹部１１１の頂点間の間隔）は、特に限定されず、例えば数十μｍ〜数百μｍの間で適宜設定することができる。構造体１１ａのピッチは、好ましくは５μｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２５０μｍ未満、さらに好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下である。構造体１１ａのピッチが５μｍ未満であると、凹部１１１の形状を所望のものとすることが難しい上、光学機能層の波長選択特性は一般的には急峻にすることが困難であるため、透過波長の一部を反射することがある。このような反射が起こると回折が生じて高次の反射まで視認されるため、指向反射に必要な凹部１１１の形状を考慮した場合、必要な膜厚が厚くなりフレキシブル性が失われ、窓本体３０などの剛体に貼り合わせることが困難になる。また、構造体１１ａのピッチを２５０μｍ未満にすることにより、さらにフレキシブル性が増し、ロールツーロールでの製造が容易となり、バッチ生産が不要となる。窓などの建材に本発明の光学素子を適用するためには、数ｍ程度の長さが必要であり、バッチ生産よりもロールツーロールでの製造が適している。また、凹部１１１の深さも特に限定されず、例えば、１０μｍ〜１００μｍとされる。凹部１１１のアスペクト比（深さ寸法／平面寸法）は特に限定されず、例えば０．５以上である。
【００２９】
［光学機能層］
光学機能層１３は、形状層１１の構造体１１ａの上に形成される。光学機能層１３は、特定波長帯域（第１の波長帯域）の光を反射し特定波長帯域以外（第２の波長帯域）の光を透過させる光学多層膜を含む、波長選択反射層である。本実施形態において、上記特定波長帯域の光は近赤外線を含む赤外線帯域であり、上記特定波長帯域以外の光は可視光帯域である。
【００３０】
光学機能層１３は、例えば、第１の屈折率層（低屈折率層）と、第１の屈折率層よりも高い屈折率を有する第２の屈折率層（高屈折率層）とを交互に複数積層してなる積層膜で形成される。あるいは、光学機能層１３は、赤外領域において反射率の高い金属層と、可視領域において屈折率が高く反射防止層として機能する光学透明層または透明導電層とを、交互に積層してなる積層膜で形成される。
【００３１】
赤外領域において反射率の高い金属層は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｇｅなどの単体、またはこれらの単体を２種以上含む合金を主成分とする。また、金属層の材料として合金を用いる場合には、金属層は、ＡｌＣｕ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＣｏ、ＡｌＮｄＣｕ、ＡｌＭｇＣｕ、ＡｇＢｉ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＰｄＴｉ、ＡｇＣｕＴｉ、ＡｇＰｄＣａ、ＡｇＰｄＭｇ、ＡｇＰｄＦｅなどを用いることができる。上記光学透明層は、例えば、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタンなどの高誘電体を主成分とする。上記透明導電層は、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、インジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ含有体、インジウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化錫などを主成分とする。若しくは、これらのナノ粒子や金属などの導電性を持つ材料のナノ粒子、ナノロッド、ナノワイヤーを樹脂中に高濃度に分散させた層を用いてもよい。
【００３２】
なお、これらの光学透明層または透明導電層は、Ａｌ、Ｇａなどのドーパントを含有していてもよい。金属酸化物層をスパッタ法等で形成する場合に、膜質や平滑性が向上するからである。例えば、ＺｎＯ系酸化物の場合、ＧａおよびＡｌをドープした酸化亜鉛（ＧＡＺＯ）、Ａｌをドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ）、およびＧａをドープした酸化亜鉛（ＧＺＯ）からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。
【００３３】
また、積層膜に含まれる高屈折率層の屈折率は、１．７以上２．６以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは１．８以上２．６以下、更に好ましくは１．９以上２．６以下である。これにより、クラックが発生しない程度の薄い膜で可視光領域での反射防止を実現できるからである。ここで、屈折率は、波長５５０ｎｍにおけるものである。高屈折率層は、例えば、金属の酸化物を主成分とする層である。金属の酸化物としては、層の応力を緩和し、クラックの発生を抑制する観点からすると、酸化亜鉛以外の金属酸化物を用いることが好ましい場合もある。特に、酸化ニオブ（例えば、五酸化ニオブ）、酸化タンタル(例えば、五酸化タンタル)、および酸化チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。高屈折率層の膜厚は、好ましくは１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。膜厚が１０ｎｍ未満であると、可視光が反射しやすくなる傾向がある。一方、膜厚が１２０ｎｍを超えると、透過率の低下やクラックが発生しやすくなる傾向がある。
【００３４】
光学機能層１３は、無機材料からなる薄膜の多層膜に限定されるものではなく、高分子材料からなる薄膜や高分子中に微粒子などを分散した層が積層された膜でもよい。光学機能層１３の厚みは特に限定されず、目的とする波長帯域の光を所望の反射率で反射できる膜厚を有していればよい。光学機能層１３の形成方法としては、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等のドライプロセスや、ディップコーティング法、ダイコーティング法等のウェットプロセスを用いることができる。光学機能層１３は、構造体１１ａの上にほぼ均一な厚みで形成される。なお、光学機能層１３の平均膜厚は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。光学機能層１３の平均膜厚が２０μｍを超えると、透過光が屈折する光路が長くなり、透過像が歪んで見える傾向がある。
【００３５】
また、光学機能層１３は、外部刺激により反射性能などが可逆的に変化するクロミック材料を主成分とする機能層を含んでいてもよい。該機能層を単層または複層で用いてもよいし、上述した積層膜、透明導電層と組み合わせて用いてもよい。クロミック材料は、例えば、熱、光、侵入分子などの外部刺激により構造を可逆的に変化させる材料である。クロミック材料としては、例えば、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料、ガスクロミック材料、エレクトロクロミック材料を用いることができる。
【００３６】
フォトクロミック材料とは、光の作用により構造を可逆的に変化させる材料である。フォトクロミック材料は、例えば紫外線などの光照射により、反射率や色などの様々な物性を可逆的に変化させることができる。フォトクロミック材料としては、例えばＣｒ、Ｆｅ、ＮｉなどをドープしたＴｉＯ２、ＷＯ３、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５などの遷移金属酸化物を用いることができる。また、これらの層と屈折率の異なる層を積層することで波長選択性を向上させることもできる。
【００３７】
サーモクロミック材料とは、熱の作用により構造を可逆的に変化させる材料である。サーモクロミック材料は、加熱により、反射率や色などの様々な物性を可逆的に変化させることができる。サーモクロミック材料としては、例えばＶＯ２などを用いることができる。また、転移温度や転移カーブを制御する目的で、Ｗ、Ｍｏ、Ｆなどの元素を添加することもできる。また、ＶＯ２などのサーモクロミック材料を主成分とする層を、ＴｉＯ２やＩＴＯなどの高屈折率体を主成分とする反射防止層で挟んだ積層構造としてもよい。
【００３８】
または、コレステリック液晶などのフォトニックラティスを用いることもできる。コレステリック液晶は層間隔に応じた波長の光を選択的に反射することができ、この層間隔は温度によって変化するため、加熱により、反射率や色などの物性を可逆的に変化させることができる。このとき、層間隔の異なるいくつかのコレステリック液晶層を用いて反射帯域を広げることも可能である。
【００３９】
エレクトロクロミック材料とは、電気により、反射率や色などの様々な物性を可逆的に変化させることができる材料である。エレクトロクロミック材料としては、例えば、電圧の以下により構造を可逆的に変化させる材料を用いることができる。より具体的には、エレクトロクロミック材料としては、例えば、プロトンなどのドープまたは脱ドープにより、反射特性が代わる反射型調光材料を用いることができる。反射型調光材料とは、具体的には、外部刺激により、光学的な性質を透明な状態と、鏡の状態、および／またはその中間状態に制御することができる材料である。このような反射型調光材料としては、例えば、マグネシウムおよびニッケルの合金材料、マグネシウムおよびチタンの合金材料を主成分とする合金材料、ＷＯ３やマイクロカプセル中に選択反射性を有する針状結晶を閉じ込めた材料などを用いることができる。
【００４０】
具体的な光学機能層の構成としては、例えば、形状層上に、上記合金層、Ｐｄなどを含む触媒層、薄いＡｌなどのバッファー層、Ｔａ２Ｏ５などの電解質層、プロトンを含むＷＯ３などのイオン貯蔵層、透明導電層が積層された構成を用いることができる。または、形状層上に透明導電層、電解質層、ＷＯ３などのエレクトロクロミック層、透明導電層が積層された構成を用いることができる。これらの構成では、透明導電層と対向電極との間に電圧を印加することにより、電解質層に含まれるプロトンが合金層にドープまたは脱ドープされる。これにより、合金層の透過率が変化する。また、波長選択性を高めるためには、エレクトロクロミック材料をＴｉＯ２やＩＴＯなどの高屈折率体と積層することが望ましい。また、その他の構成として、形状層上に透明導電層、マイクロカプセルを分散した光学透明層、透明電極が積層された構成を用いることができる。この構成では、両透明電極間に電圧を印加することにより、マイクロカプセル中に針状結晶が配向した透過状態にしたり、電圧を除くことで針状結晶を四方八方に向かせて波長選択反射状態にしたりすることができる。
【００４１】
［包埋樹脂層］
包埋樹脂層１２は、例えば、透明な紫外線硬化樹脂で形成される。包埋樹脂層１２は、形状層１１の構造体１１ａ及び光学機能層１３を包埋する。
【００４２】
紫外線硬化樹脂を構成する組成物は、例えば、（メタ）アクリレートと、光重合開始剤とを含有する。また、必要に応じて、光安定剤、難燃剤、レベリング剤、酸化防止剤などがさらに含まれてもよい。
【００４３】
アクリレートとしては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有するモノマーおよび／またはオリゴマーを用いることができる。このモノマーおよび／またはオリゴマーとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレートなどを用いることができる。ここで、（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタアクリロイル基のいずれかを意味する。オリゴマーとは、分子量５００以上６０００以下の分子をいう。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、アントラキノン誘導体などを単独で、または併用して用いることができる。
【００４４】
図５は、包埋樹脂層１２の構成を模式的に示す要部断面図である。包埋樹脂層１２は、光学機能層１３が形成された凹部１１１を充填する、断面三角形状の構造層１２ａ（第１の層）と、構造層１２ａの上に形成された平坦層１２ｂ（第２の層）とを有する。構造層１２ａは、構造体１１ａを構成する各凹部１１１の内部に形成され、凹部１１１の深さと同等の厚みを有する。構造層１２ａは、凹部１１１の内壁を被覆する光学機能層１３と密着する。平坦層１２ｂは、凹部１１１を充填する個々の構造層１２ａを相互に連結する機能を有し、その表面は平坦に形成されている。
【００４５】
また、平坦層１２ｂは、包埋樹脂層１２を形成する際の紫外線硬化樹脂の硬化収縮による層間剥離を緩和する機能を有する。すなわち、一般に紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する際、当該樹脂の組成や含有物質等によって定まる所定の収縮率で収縮する。当該収縮応力が適度に緩和されないと、樹脂に作用する熱負荷等を原因として光学機能層との界面に応力が集中し、上記界面での層間剥離が引き起こされることで、経時的に光学素子の透過率が低下するおそれがある。特に、誘電層や金属層に対する樹脂の密着性は比較的低いため、光学機能層に対して樹脂の層間剥離は発生しやすい。そこで本実施形態では、平坦層１２ｂを形成することで、構造層１２ａに残留する内部応力を緩和して、光学機能層１３との界面剥離を抑制するようにしている。
【００４６】
平坦層１２ｂの厚みは、用いられる樹脂の硬化収縮率と、構造層１２ａの体積とによって定められる。例えば、包埋樹脂層１２を形成する紫外線硬化樹脂の硬化収縮率が３体積％以上である場合、平坦層１２ｂは、構造層１２ａの体積（第１の体積）の５％以上の体積（第２の体積）を有する厚みで形成される。５％未満の場合、構造層１２ａの残留応力を平坦層１２ｂで緩和することができずに、長期にわたって構造層１２ａと光学機能層１３との間の剥離を抑制できない場合がある。
【００４７】
上述のように、平坦層１２ｂの厚みは、構造層１２ａ（凹部１１１）との体積比で決定される。上記第１の体積は、個々の凹部１１１の体積と定義されてもよいし、すべての凹部１１１の総体積と定義されてもよい。前者の場合の第２の体積は、単位領域（個々の凹部１１１の形成領域に相当する。）あたりの平坦層１２ｂの体積であり、後者の場合の第２の体積は、平坦層１２ｂ全体の体積である。
【００４８】
また、上記紫外線硬化樹脂が８体積％以上の硬化収縮率を有する場合、平坦層１２ｂの体積は、構造層１２ａの体積の１５％以上とすることができる。さらに、上記紫外線硬化樹脂が１３体積％以上の硬化収縮率を有する場合、平坦層１２ｂの体積は、構造層１２ａの体積の５０％以上とすることができる。これにより、当該紫外線硬化樹脂の硬化時において、光学機能層１３と構造層１２ａとの間の剥離を抑制することができる。
【００４９】
形状層１１および包埋樹脂層１２の少なくとも一方は、透明性を有している。透明性としては、後述する透過像鮮明度の範囲を有するものであることが好ましい。形状層１１と包埋樹脂層１２との屈折率差は、好ましくは０．０１０以下、より好ましくは０．００８以下、さらに好ましくは０．００５以下である。屈折率差が０．０１０を超えると、透過像がぼけて見える傾向がある。０．００８を超え０．０１０以下の範囲であると、外の明るさにも依存するが日常生活には問題がない。０．００５を超え０．００８以下の範囲であると、光源のように非常に明るい物体のみ回折パターンが気になるが、外の景色を鮮明に見ることができる。０．００５以下であれば、回折パターンは殆ど気にならない。形状層１１および包埋樹脂層１２のうち、窓本体３０などとの貼り合わせ側となる支持体は、粘着剤を主成分としてもよい。このような構成とすることで、部材を削減することができる。なお、このような構成にする場合、粘着剤の屈折率差が上記範囲内であることが好ましい。
【００５０】
形状層１１と包埋樹脂層１２の両方が透明性を有する場合には、形状層１１および包埋樹脂層１２は、可視領域において透明性を有する同一材料からなることが好ましい。形状層１１と包埋樹脂層１２とを同一の材料により構成することで、両者の屈折率が同程度となるので、可視光の透明性を向上させることができる。ここで、透明性の定義には２種類の意味があり、光の吸収がないことと、光の散乱がないことである。一般的に透明と言った場合に前者だけを指すことがあるが、本発明では両者を備えることが好ましい。本発明に係る光学素子１を指向反射体として用いる場合には、指向反射する特定の波長以外の光を透過することが好ましく、この透過波長を主に透過する透過体に接着し、その透過光を観察するため、光の散乱がないことが好ましい。ただし、その用途によっては、一方の支持体に意図的に散乱性を持たせることが可能である。
【００５１】
形状層１１と包埋樹脂層１２とを樹脂層で形成する場合、光学機能層の形成前に形成される樹脂層（形状樹脂層）と、光学機能層の形成後に形成される樹脂層（包埋樹脂層）は、屈折率が略同一であることが好ましい。しかし、両樹脂層に同一の有機樹脂を用い、かつ光学機能層が無機層である場合に、包埋樹脂層との密着性を向上させるために、添加剤を形状樹脂層に配合すると、形状転写の際にＮｉ−Ｐ型から形状樹脂層を剥離させにくくなる。光学機能層をスパッタ法により形成する場合は、高エネルギーの粒子が付着するため、形状樹脂層と光学機能層との密着性が問題になることは少ない。そのため、形状樹脂層の添加剤の添加量を必要最低限に抑えておき、包埋樹脂層に密着性を向上する添加剤を導入することが好ましい。この際、包埋樹脂層と形状樹脂層の屈折率が大きく異なっていると、曇って反対側が見難くなるが、添加剤の添加量を１質量％以下とすれば、屈折率も殆ど変化がないため、透過鮮明性が非常に高い光学素子を得ることができる。仮に、添加剤を多量に添加する必要がある場合には、形状樹脂層を形成するための樹脂組成物の配合を調整し、包埋樹脂層と屈折率を略同一とすることが好ましい。
【００５２】
また、光学素子１や窓材などに意匠性を付与する観点からすると、形状層１１および／または包埋樹脂層１２に、可視光領域における特定の波長の光を吸収する特性を付与してもよい。このような機能を有する材料としては、形状層１１または包埋樹脂層１２の主成分である材料（例えば、樹脂）に顔料を分散させたものを用いることができる。顔料は、有機系顔料および無機系顔料のいずれであってもよいが、特に顔料自体の耐候性が高い無機系顔料を用いることが好ましい。具体的には、ジルコングレー（Ｃｏ、ＮｉドープＺｒＳｉＯ４）、プラセオジムイエロー（ＰｒドープＺｒＳｉＯ４）、クロムチタンイエロー（Ｃｒ、ＳｂドープＴｉＯ２またはＣｒ、ＷドープＴｉＯ２）、クロムグリーン（Ｃｒ２Ｏ３など）、ピーコック（（ＣｏＺｎ）Ｏ（ＡｌＣｒ）２Ｏ３）、ビクトリアグリーン（（Ａｌ、Ｃｒ）２Ｏ３）、紺青（ＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、バナジウムジルコニウム青（ＶドープＺｒＳｉＯ４）、クロム錫ピンク（ＣｒドープＣａＯ・ＳｎＯ２・ＳｉＯ２）、陶試紅（ＭｎドープＡｌ２Ｏ３）、サーモンピンク（ＦｅドープＺｒＳｉＯ４）などの無機顔料、アゾ系顔料やフタロシアニン系顔料などの有機顔料が挙げられる。
【００５３】
［第１及び第２の基材］
図１に示すように、形状層１１、光学機能層１３及び包埋樹脂層１２の積層体１０は、第１及び第２の基材２１、２２によって挟み込まれる。
【００５４】
第１及び第２の基材２１、２２は、透明性を有する材料で形成される。基材２１、２２の材料としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられるが、これらに限られない。
【００５５】
第１及び第２の基材２１、２２は、積層体１０の保護層としての機能を有する。第１及び第２の基材２１、２２として、ポリエチレンテレフタレート等のように紫外線硬化樹脂よりも水蒸気透過率の低い材料を用いることで、積層体１０の吸湿による光学機能層１３と包埋樹脂層１２との間の層間剥離を抑制することができる。また、第１及び第２の基材２１、２２は、形状層１１及び包埋樹脂層１２と同等の屈折率を有する材料で形成されることで、界面における光の反射ロスを低減し光学素子１の透過率の向上を図ることができる。さらに、第１及び第２の基材２１、２２として、紫外線の透過率に優れた材料が用いられることで、形状層１１及び包埋樹脂層１２を紫外線硬化樹脂によって容易に形成することが可能となる。
【００５６】
第１の基材２１は、形状層１１の構造体１１ａとは反対側の平坦面１１ｂに積層される。第２の基材２２は、包埋樹脂層１２の平坦層１２ｂの上に積層される。第１の基材２１および第２の基材２２は両方設けられる場合に限らず、少なくとも一方のみ設けられればよい。
【００５７】
［光学素子が指向反射体として機能する場合の説明］
図１３は、光学素子１に対して入射する入射光と、光学素子１により反射された反射光との関係を示す斜視図である。光学素子１は、光Ｌが入射する平坦な入射面Ｓ１を有する。光学素子１は、入射角（θ、φ）で入射面Ｓ１に入射した光Ｌのうち、特定波長帯の光Ｌ１を選択的に正反射（−θ、φ＋１８０°）以外の方向に指向反射するのに対して、特定波長帯以外の光Ｌ２を透過する。また、光学素子１は、上記特定波長帯以外の光に対して透明性を有する。透明性としては、後述する透過像鮮明度の範囲を有するものであることが好ましい。但し、θは、入射面Ｓ１に対する垂線ｌ１と、入射光Ｌまたは反射光Ｌ１とのなす角である。φは、入射面Ｓ１内の特定の直線ｌ２と、入射光Ｌまたは反射光Ｌ１を入射面Ｓ１に射影した成分とのなす角である。ここで、入射面内の特定の直線ｌ２とは、入射角（θ、φ）を固定し、光学素子１の入射面Ｓ１に対する垂線ｌ１を軸として光学素子１を回転したときに、φ方向への反射強度が最大になる軸である。但し、反射強度が最大となる軸（方向）が複数ある場合、そのうちの１つを直線ｌ２として選択するものとする。なお、垂線ｌ１を基準にして時計回りに回転した角度θを「＋θ」とし、反時計回りに回転した角度θを「−θ」とする。直線ｌ２を基準にして時計回りに回転した角度φを「＋φ」とし、反時計回りに回転した角度φを「−φ」とする。
【００５８】
選択的に指向反射する特定の波長帯の光、および透過させる特定の光は、光学素子１の用途により異なる。例えば、窓本体３０に対して光学素子１を適用する場合、選択的に指向反射する特定の波長帯の光は近赤外光であり、透過させる特定の波長帯の光は可視光であることが好ましい。具体的には、選択的に指向反射する特定の波長帯の光が、主に波長帯域７８０ｎｍ〜２１００ｎｍの近赤外線であることが好ましい。近赤外線を反射することで、光学体をガラス窓などの窓本体に貼り合わせた場合に、建物内の温度上昇を抑制することができる。したがって、冷房負荷を軽減し、省エネルギー化を図ることができる。ここで、指向反射とは、正反射以外のある特定の方向への反射を有し、かつ、指向性を持たない拡散反射強度よりも十分に強いことを意味する。ここで、反射するとは、特定の波長帯域、例えば近赤外域における反射率が好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは８０％以上であることを示す。透過するとは、特定の波長帯域、例えば可視光域における透過率が好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは７０％以上であることを示す。
【００５９】
指向反射する方向φｏは、−９０°以上、９０°以下であることが好ましい。光学素子１を窓本体３０に貼った場合、上空から入射する光のうち、特定波長帯の光を上空方向に戻すことができるからである。周辺に高い建物がない場合にはこの範囲の光学素子１が有用である。また、指向反射する方向が（θ、−φ）近傍であることが好ましい。近傍とは、好ましくは（θ、−φ）から５度以内、より好ましくは３度以内であり、さらに好ましくは２度以内の範囲内のずれのことをいう。この範囲にすることで、光学素子１を窓本体３０に貼った場合、同程度の高さが立ち並ぶ建物の上空から入射する光のうち、特定波長帯の光を他の建物の上空に効率良く戻すことができるからである。このような指向反射を実現するためには、例えば球面や双曲面の一部や三角錐、四角錘、円錐などの３次元構造体を用いることが好ましい。（θ、φ）方向（−９０°＜φ＜９０°）から入射した光は、その形状に基づいて（θｏ、φｏ）方向（０°＜θｏ＜９０°、−９０°＜φｏ＜９０°）に反射させることができる。または、一方向に伸びた柱状体にすることが好ましい。（θ、φ）方向（−９０°＜φ＜９０°）から入射した光は、柱状体の傾斜角に基づいて（θｏ、−φ）方向（０°＜θｏ＜９０°）に反射させることができる。
【００６０】
特定波長体の光の指向反射が、再帰反射近傍方向、すなわち、入射角（θ、φ）で入射面Ｓ１に入射した光に対する、特定波長体の光の反射方向が、（θ、φ）近傍であることが好ましい。光学素子１を窓本体３０に貼った場合、上空から入射する光のうち、特定波長帯の光を上空に戻すことができるからである。ここで近傍とは５度以内が好ましく、より好ましくは３度以内であり、さらに好ましくは２度以内である。この範囲にすることで、光学素子１を窓本体３０に貼った場合、上空から入射する光のうち、特定波長帯の光を上空に効率良く戻すことができるからである。また、赤外線センサーや赤外線撮像のように、赤外光照射部と受光部が隣接している場合は、再帰反射方向は入射方向と等しくないとならないが、本発明のように特定の方向からセンシングする必要がない場合は、厳密に同一方向とする必要はない。
【００６１】
透過性を持つ波長帯に対する写像鮮明度に関し、０．５ｍｍの光学くしを用いたときの値が、好ましくは５０以上、より好ましくは６０以上、さらに好ましくは７５以上である。写像鮮明度の値が５０未満であると、透過像がぼけて見える傾向がある。５０以上６０未満であると、外の明るさにも依存するが日常生活には問題がない。６０以上７５未満であると、光源のように非常に明るい物体のみ回折パターンが気になるが、外の景色を鮮明に見ることができる。７５以上であれば、回折パターンは殆ど気にならない。更に０．１２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍの光学くしを用いて測定した写像鮮明度の値の合計値が、好ましくは２３０以上、より好ましくは２７０以上、さらに好ましくは３５０以上である。写像鮮明度の合計値が２３０未満であると、透過像がぼけて見える傾向がある。２３０以上２７０未満であると、外の明るさにも依存するが日常生活には問題がない。２７０以上３５０未満であると、光源のように非常に明るい物体のみ回折パターンが気になるが、外の景色を鮮明に見ることができる。３５０以上であれば、回折パターンは殆ど気にならない。ここで、写像鮮明度の値は、スガ試験機製ＩＣＭ−１Ｔを用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に準じて測定したものである。ただし、透過させたい波長がＤ６５光源波長と異なる場合は、透過したい波長のフィルターを用いて校正した後に測定することが好ましい。
【００６２】
透過性を持つ波長帯に対するヘイズが、好ましくは６％以下、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは２％以下である。ヘイズが６％を超えると、透過光が散乱され、曇って見えるためである。ここで、ヘイズは、村上色彩製ＨＭ−１５０を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１３６で規定される測定方法により測定したものである。ただし、透過させたい波長がＤ６５光源波長と異なる場合は、透過したい波長のフィルターを用いて校正した後に測定することが好ましい。光学素子１の入射面Ｓ１、好ましくは入射面Ｓ１および出射面Ｓ２は、写像鮮明度を低下させない程度の平滑性を有する。具体的には、入射面Ｓ１および出射面Ｓ２の算術平均粗さＲａは、好ましくは０．０８μｍ以下、より好ましくは０．０６μｍ以下、さらに好ましくは０．０４μｍ以下である。なお、上記算術平均粗さＲａは、入射面の表面粗さを測定し、２次元断面曲線から粗さ曲線を取得し、粗さパラメータとして算出したものである。なお、測定条件はＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠している。以下に測定装置および測定条件を示す。
測定装置：全自動微細形状測定機  サーフコーダーＥＴ４０００Ａ（株式会社小坂研究所）
λｃ＝０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ、カットオフ×５倍
データサンプリング間隔０．５μｍ
【００６３】
光学素子１の透過色はなるべくニュートラルに近く、色付きがあるとしても涼しい印象を与える青、青緑、緑色などの薄い色調が好ましい。このような色調を得る観点からすると、入射面Ｓ１から入射し、光学層２および波長選択反射層３を透過し、出射面Ｓ２から出射される透過光および反射光の色度座標ｘ、ｙは、例えばＤ６５光源の照射に対しては、好ましくは０．２０＜ｘ＜０．３５かつ０．２０＜ｙ＜０．４０、より好ましくは、０．２５＜ｘ＜０．３２かつ０．２５＜ｙ＜０．３７、更に好ましくは０．３０＜ｘ＜０．３２かつ０．３０＜ｙ＜０．３５の範囲を満たすのが望ましい。更に、色調が赤みを帯びないためには、好ましくはｙ＞ｘ−０．０２、より好ましくはｙ＞ｘの関係を満たすのが望ましい。また、反射色調が入射角度によって変化すると、例えばビルの窓に適用された場合に、場所によって色調が異なったり、歩くと色が変化して見えたりするため好ましくない。このような色調の変化を抑制する観点からすると、０°以上６０°以下の入射角度θで入射面Ｓ１または出射面Ｓ２から入射し、光学層２および波長選択反射層３により反射された正反射光の色座標ｘの差の絶対値、および色座標ｙの差の絶対値が、光学素子１の両主面のいずれにおいても、好ましくは０．０５以下、より好ましくは０．０３以下、さらに好ましくは０．０１以下である。このような反射光に対する色座標ｘ、ｙに関する数値範囲の限定は、入射面Ｓ１、および出射面Ｓ２の両方の面において満たされることが望ましい。
【００６４】
［熱線反射窓］
本実施形態の光学素子１は、包埋樹脂層１２が外光の入射側（屋外側）、形状層１１が外光の出射側となるように窓本体３０に接合される。第２の基材２２は接合層２３を介して窓本体３０に接合され、第２の基材２２の接合層２３との界面Ｓ１は平坦面であり、窓本体３０を透過した光の入射面を形成する。一方、第１の基材２１の空気と接する表面Ｓ２は、光学素子１を透過した光の出射面を形成する。これら光学素子１、接合層２３、窓本体３０等により、本実施形態の熱線反射窓１００（窓材）が構成される。
【００６５】
接合層２３は、透明な接着剤あるいは粘着材で形成される。接合層２３は、第２の基材２２および／または窓本体３０と同等な屈折率を有する材料で形成されることで、界面における光の反射ロスを低減し光学素子１の透過率の向上を図ることができる。
【００６６】
窓本体３０は、建築用あるいは車載用の各種ガラス材料で形成されるが、ポリカーボネート板やアクリル板などの各種樹脂材料で形成されてもよい。また、窓本体３０は、単層構造に限られずペアガラス（合わせガラス）のような複層構造であってもよい。
【００６７】
図６は、光学素子１（積層体１０）の一作用を説明する模式図である。光学素子１は、光入射面Ｓ１に入射する太陽光のうち、赤外線帯域の光Ｌ１を光学機能層１３で反射する。また、光学素子１は、光入射面Ｓ１に入射する太陽光のうち可視光帯域の光Ｌ２を透過させて光出射面Ｓ２から出射させる。これにより、屋外あるいは車外の視認性を確保しつつ、屋内あるいは車内の温度上昇を抑制することができる。
【００６８】
本実施形態の光学素子１において、光学機能層１３は、構造体１１ａ上に形成されているため、赤外光（熱線）Ｌ１はその入射方向に指向性をもつように再帰反射される。したがって、入射光が選択反射層で正反射される場合に比べて、窓本体３０周囲の気温の上昇を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態の光学素子１において、包埋樹脂層１２は、構造体１１ａ及び光学機能層１３の保護層として機能する。これにより、構造体１１ａ及び光学機能層１３の損傷あるいは汚損を防止して、耐久性の向上を図ることが可能となる。また、包埋樹脂層１２を構成する平坦層１２ｂは、構造層１２ａの体積（第１の体積）の５％以上の体積（第２の体積）を有する厚みで形成される。これにより、包埋樹脂層１２を形成する紫外線硬化樹脂の硬化後の残留応力を平坦層１２ｂで効果的に緩和することができる。その結果、光学機能層１３と構造層１２ａとの間の層間剥離に起因する光学素子１の透過率の低下を長期にわたって抑制でき、光学素子１の耐久性を高めることができる。
【００７０】
［光学素子の製造方法］
次に、本実施形態の光学素子１の製造方法について説明する。図７及び図８は、光学素子１の製造方法を説明する概略工程図である。
【００７１】
まず、図７（Ａ）に示すように、構造体１１ａを有する形状層１１を形成する。形状層１１の形成方法としては、例えば、あらかじめ構造体１１ａに対応する凹凸形状が形成された型を作製し、上記凹凸形状を紫外線硬化樹脂に転写する方法が用いられる。基材２１は、上記転写型から紫外線硬化樹脂を剥離する際の支持体として機能する。これにより、紫外線硬化樹脂からなる形状層１１が形成される。
【００７２】
次に、図７（Ｂ）に示すように、形状層１１の構造体１１ａ上に光学機能層１３を形成する。光学機能層１３は、赤外線帯域の光を反射し可視光帯域の光を透過させることが可能なように設計された光学多層膜で形成される。光学機能層１３の形成には、スパッタ法、真空蒸着法等のドライプロセスが用いられるが、ディップ法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法等のウェットプロセスが用いられてもよい。
【００７３】
続いて、図７（Ｃ）に示すように、構造体１１ａの上に形成された光学機能層１３の上に、未硬化のペースト状の紫外線硬化樹脂１２Ｒを所定量供給する。そして、図８（Ａ）に示すように、樹脂１２Ｒの上に第２の基材２２を重ねた後、第２の基材２２を形状層１１に押し付けることで樹脂１２Ｒを形状層１１の構造体１１ａ全体に行き渡らせる。これにより、構造体１１ａ及び光学機能層１３が紫外線硬化樹脂１２Ｒで包埋される。このとき、形状層１１と第２の基材２２との間隔Ｔが所定の値となるように、第２の基材２２の押し付け圧が調整される。
【００７４】
間隔Ｔは、平坦層１２ｂ（図５参照）の厚みに相当し、間隔Ｔの厚み領域に存在する樹脂１２Ｒの体積（第２の体積）が構造層１２ａの体積（第１の体積）の５％以上となる値に調整される。これにより、樹脂１２Ｒの硬化処理に際して、凹部１１１の形成領域に存在する構造層１２ａの残留応力に起因する、光学機能層１３に対する界面剥離を効果的に抑制することができる。
【００７５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、紫外線ランプ４０を用いて、樹脂１２Ｒに第２の基材２２を介して紫外線を照射し、樹脂１２Ｒを硬化させる。これにより、包埋樹脂層１２が形成され、図８（Ｃ）に示すように、本実施形態に係る光学素子１が製造される。光学素子１の厚みは特に限定されず、仕様又は用途に応じて適宜定められ、例えば５０μｍ〜３００μｍとされる。
【００７６】
図９は、光学素子１の製造装置の一例を示す概略図である。図示する製造装置５０は、帯状の第１の基材２１Ｆを供給する第１の供給ローラ５１と、帯状の第２の基材２２Ｆを供給する第２の供給ローラ５２と、紫外線硬化樹脂１２Ｒを吐出するノズル６１と、紫外線ランプ４０とを有する。第１の基材２１Ｆは、図７（Ｂ）に示したように光学機能層１３が形成された形状層１１を支持する。第２の基材２２Ｆは、図８（Ａ）に示した第２の基材２２に相当する。製造装置５０は、第１及び第２のラミネートローラ５４、５５と巻取りローラ５３とをさらに有する。第１のラミネートローラ５４はゴム製であり、第２のラミネートローラ５５は金属製である。
【００７７】
第１の基材２１Ｆ上の光学機能層１３には、塗布ノズル６１により紫外線硬化樹脂１２Ｒが塗布される。第１の基材２１Ｆと第２の基材２２Ｆは、ガイドローラ５６、５７により、ラミネートローラ５４、５５の間に案内される。ラミネートローラ５４、５５は第１の基材２１Ｆと第２の基材２２Ｆとを紫外線硬化樹脂１２Ｒを挟むようにラミネートし、積層フィルム１Ｆを作製する。積層フィルム１Ｆ内の紫外線硬化樹脂１２Ｒは、紫外線ランプ４０から紫外線の照射を受けることで硬化する。巻取りローラ５３は、作製された積層フィルム１Ｆを連続的に巻き取る。積層フィルム１Ｆは、図８（Ｃ）に示した帯状の光学素子１に相当する。
【００７８】
製造装置５０によれば、光学素子１Ｆを連続して製造することができる。光学素子１Ｆの製造に第１及び第２の基材２１Ｆ、２２Ｆを用いることで、光学素子１Ｆの生産性を高めることができる。光学素子１Ｆは、製品サイズに裁断されることで使用される。
【００７９】
製造装置５０は、図９に示した構成に限られず、例えば、紫外線ランプ４０は、第２の基材２２Ｆ側から紫外線を照射するように配置されてもよい。また、第１の基材２１Ｆは第２の供給ローラ５２から供給されてもよいし、第２の基材２２Ｆは第１の供給ローラ５２から供給されてもよい。
【００８０】
ラミネートローラ５４、５５は、図８（Ａ）を参照して説明したように、紫外線硬化樹脂１２Ｒを介して対向する第１の基材２１Ｆ（光学機能層１３）と第２の基材２２Ｆ（２２）との間に間隔Ｔを形成して積層フィルム１Ｆを作製する。間隔Ｔの調整方法としては、紫外線硬化樹脂１２Ｒの粘度、基材２１Ｆ及び２２Ｆの張力、第２のラミネートローラ５５に対する第１のラミネートローラ５４の押し付け圧力などによって調整することができる。
【００８１】
間隔Ｔの調整方法の一例を図１０に示す。図示の例は、第１のラミネートローラ５４と第２のラミネートローラ５５との間に形成された空間部Ｓ内で積層フィルム１Ｆをラミネートすることで、上記間隔Ｔを確保するようにしている。空間部Ｓは、第１のラミネートローラ５４の両端に形成されたフランジ状のスペーサ５４ｓを第２のラミネートローラ５５に接触させることで形成される。空間部Ｓの厚みは、スペーサ５４ｓの弾性変形を利用して、第２のラミネートローラ５５に対する第１のラミネートローラ５４の押圧力で調整することができる。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００８３】
包埋樹脂層１２を形成する紫外線硬化樹脂の種類と包埋樹脂層１２の平坦層１２ｂの体積とが異なる複数の光学素子サンプルを作製し、各サンプルの透過率の経時変化を測定した。
【００８４】
サンプルの作製に先立ち、図１１に示す金型８０を作製した。金型８０はＮｉ−Ｐ製であり、断面二等辺三角形状のプリズム形状の凹部が連続して配列された構造面８０ａを有する。プリズム形状の凹部の幅（配列ピッチ）は５０μｍ、深さは２５μｍ、プリズム頂角は９０°（最も指向反射性が高くなる角度）とした。また、以下の基本組成を有する３種類の紫外線硬化樹脂Ａ、Ｂ及びＣを作製した。樹脂Ａの硬化収縮率は３体積％、樹脂Ｂの硬化収縮率は８体積％、樹脂Ｃの硬化収縮率は１３体積％であった。
【００８５】
＜樹脂Ａの基本組成＞
ウレタンアクリレート（東亞合成（株）製「アロニックス（同社の登録商標。以下同じ。）」）：９７重量％
光重合開始剤（日本化薬（株）社製「イルガキュア１８４（「イルガキュア」は、スイス国  チバ  ホールディング  インコーポレーテッド社の登録商標。以下同じ。）」：３重量％
＜樹脂Ｂの基本組成＞
ウレタンアクリレート（東亞合成（株）製「アロニックス」）：８２重量％
架橋剤（東京化成工業（株）製「Ｔ２３２５」）：１５重量％
光重合開始剤（日本化薬（株）社製「イルガキュア１８４」：３重量％
＜樹脂Ｃの基本組成＞
ウレタンアクリレート（東亞合成（株）製「アロニックス」）：４８．５重量％
架橋剤（東京化成工業（株）製「Ｔ２３２５」）：４８．５重量％
光重合開始剤（日本化薬（株）社製「イルガキュア１８４」：３重量％
【００８６】
（実施例１）
金型８０の構造面８０ａに樹脂Ｂを塗布し、その上に厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製「コスモシャインＡ４３００」）を載置した。次に、ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射することで樹脂Ｂを硬化させた後、樹脂ＢとＰＥＴフィルムとの積層体を金型８０から剥離した。これにより、プリズム形状の凹部１１１（図２）が配列された構造面を有する樹脂層（形状層１１（図７（Ａ））が作製された。
次に、得られた積層体のプリズム構造面に、光学機能層として、酸化亜鉛層及び銀層を交互に積層した。酸化亜鉛３５ｎｍ、銀１１ｎｍ、酸化亜鉛８０ｎｍ、銀１１ｎｍ、酸化亜鉛３５ｎｍという構成の多層膜をスパッタ法によって作製した。
次に、光学機能層の上に樹脂Ｂを塗布した後、ＰＥＴフィルム（東洋紡社製「コスモシャインＡ４３００」）を積層した。そして、当該樹脂Ｂを紫外線の照射によって硬化させることで、包埋樹脂層１２（図８（Ｃ））を形成した。
【００８７】
上述のようにして作製された光学素子サンプルを、常温下、ミクロトームで切断し、その断面画像を工業用顕微鏡（オリンパス社製「ＯＬＳ３０００」）を用いて取得した。対物レンズの倍率は５０倍もしくは１００倍とした。得られた断面画像から、平坦層１２ｂ（図５）に相当する領域の厚みＴ（図８（Ａ））を、画像処理装置（三谷商事（株）製）によって測定した。そして、厚みＴから上記凹部に対する平坦層の体積比（以下単に「体積比」という。）を計算した結果、１５％であった。なお、体積比は、上記ＰＥＴフィルムの積層時の押圧力で任意の値に調整可能とした。
【００８８】
次に、上記光学素子サンプルの可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率を測定した。そして、当該光学素子サンプルに対し、恒温恒湿槽（温度６０℃、相対湿度９０％）内に１５００時間保持する高温高湿試験を実施した後、再び可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率を測定し、透過率の変化を評価した。透過率の測定には、日本分光（株）製「Ｖ−７１００」を用いた。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様な手順で体積比２６％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９０】
（実施例３）
実施例１と同様な手順で体積比５０％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９１】
（実施例４）
実施例１と同様な手順で体積比１０６％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９２】
（実施例５）
実施例１と同様な手順で体積比２０５％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９３】
（実施例６）
実施例１と同様な手順で体積比３０１％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９４】
（実施例７）
実施例１と同様な手順で体積比６１０％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９５】
（実施例８）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ａを用いて、実施例１と同様な手順で体積比５％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９６】
（実施例９）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ｃを用いて、実施例１と同様な手順で体積比５０％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９７】
（実施例１０）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ｃを用いて、実施例１と同様な手順で体積比１００％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９８】
（実施例１１）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ｃを用いて、実施例１と同様な手順で体積比２０４％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【００９９】
（実施例１２）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ｃを用いて、実施例１と同様な手順で体積比３０３％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【０１００】
（実施例１３）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ｃを用いて、実施例１と同様な手順で体積比６１２％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【０１０１】
（比較例１）
実施例１と同様な手順で体積比０％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【０１０２】
（比較例２）
実施例１と同様な手順で体積比１４％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【０１０３】
（比較例３）
樹脂Ｂの代わりに樹脂Ａを用いて、実施例１と同様な手順で体積比０％の平坦層を有する光学素子サンプルを作製し、実施例１と同様な条件で高温高湿試験前後の透過率の変化を評価した。
【０１０４】
実施例１〜１３及び比較例１〜３に係るサンプルの体積比、試験前後の透過率及び透過率変化の評価結果を、表１にまとめて示す。ここでは、透過率変化の評価として、透過率の変化量が２％以上を不合格「×」、透過率変化量が２％未満を合格「○」とした。また、樹脂Ａ〜Ｃの平坦層の体積比と透過率変化との関係を図１２に示す。
【０１０５】
【表１】
2014142669.tif 000003
【０１０６】
表１の結果から明らかなように、いずれの光学素子サンプルに関しても、高温高湿試験の後の透過率は、その試験前に比べて減少することが確認された。透過率の減少は、包埋樹脂層の残留応力により誘発された、光学機能層と包埋樹脂層との間の層間剥離に起因するものである。
【０１０７】
包埋樹脂層を樹脂Ａで作製した光学素子サンプルにおいては、体積比５％の平坦層を有することで、透過率の減少量を２％未満に抑えることができる。一方、包埋樹脂層を樹脂Ｂで作製した光学素子サンプルにおいては体積比１５％以上の平坦層を有することで、また、包埋樹脂層を樹脂Ｃで作製した光学素子サンプルにおいては体積比５０％以上の平坦層を有することで、それぞれ、透過率の減少量を２％未満に抑えることができる。これにより、本実施例に係る光学素子サンプルによれば、紫外線硬化樹脂の残留応力に起因する包埋樹脂層と光学機能層との間の層間剥離を効果的に抑制でき、耐久性に優れた光学素子を得ることができる。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【０１０９】
例えば以上の実施形態では、光学機能層１３は、赤外線帯域の光を反射し、可視光帯域の光を透過させるように構成されたが、これに限られない。例えば、可視光帯域において反射すべき波長帯域と透過させるべき波長帯域を設定することで、本発明に係る光学素子をカラーフィルタとして機能させることができる。
【０１１０】
また、包埋樹脂層１２の作製に用いる紫外線硬化樹脂に、適宜の粒子径を有するフィラー（スペーサ）を混入することによって、上記間隔Ｔに相当する厚みの平坦層を形成するようにしてもよい。
【０１１１】
以下、上記実施形態の変形例について説明する。
【０１１２】
＜変形例１＞
光学機能層は、例えば、入射角（θ、φ）で入射面に入射した光のうち、特定波長帯の光を指向反射するのに対して、特定波長帯以外の光を透過する波長選択反射層のほか、入射角（θ、φ）で入射面に入射した光を指向反射する反射層、または散乱が少なく反対側を視認できる透明性を有する半透過層であってもよい。反射層としては上述した金属層を用いることができ、その平均層厚は、好ましくは２０μｍ、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。反射層３の平均層厚が２０μｍを超えると、透過光が屈折する光路が長くなり、透過像が歪んで見える傾向がある。反射層の形成方法としては、例えば、スパッタ法、蒸着法、ディップコーティング法、ダイコーティング法などを用いることができる。
【０１１３】
一方、半透過層は、例えば、単層または複数層の金属層からなり、半透過性を有するものである。金属層の材料としては、例えば、上述の積層膜の金属層と同様のものを用いることができる。半透過層の具体例を下記に示す。
（１）構造体上に製膜する反射層をＡｇＴｉ：８．５ｎｍ（Ａｇ／Ｔｉ＝９８．５／１．５ａｔ％）として本発明に係る光学素子を得た。
（２）構造体上に製膜する反射層をＡｇＴｉ：３．４ｎｍ（Ａｇ／Ｔｉ＝９８．５／１．５ａｔ％）として本発明に係る光学素子を得た。
（３）構造体上に製膜する反射層をＡｇＮｄＣｕ：１４．５ｎｍ（Ａｇ／Ｎｄ／Ｃｕ＝９９．０／０．４／０．６ａｔ％）として本発明に係る光学素子を得た。
【０１１４】
＜変形例２＞
図１４は、本発明の変形例２に係る光学素子の一構成例を示す断面図である。変形例２は、光の入射面に対して傾斜した複数の光学機能層１３を、形状層および包埋樹脂層の間に備え、これらの光学機能層１３が互いに平行または略平行に配列されている。図１４は一例として、形状層１１および包埋樹脂層１２がともに透光性を有し、形状層１１側から入射した特定の波長帯域の光Ｌ１が光学機能層１３によって指向反射し、それ以外の波長帯域の光Ｌ２が透過する場合を示している。ただし、光入射面は包埋樹脂層１２側であってもよい。また、形状層１１および包埋樹脂層１２の一方のみに透光性を持たせ、入射光Ｌ１の指向反射機能を有し、入射光Ｌ２の透過機能を有しない光学素子１とすることもできる。
【０１１５】
図１５は、本変形例に係る光学素子の構造体の一構成例を示す斜視図である。構造体１１ａは、一方向に延在された三角柱状の凸部であり、この柱状の構造体１１ａが他の一方向に向かって一次元配列されることで形状層１１の表面に凹部が形成されている。構造体１１aの延在方向に垂直な断面は、例えば、直角三角形状を有する。構造体１１ａの鋭角側の傾斜面上に、例えば、蒸着法、スパッタリング法などの、指向性を有する薄膜形成法により、光学機能層１３が形成される。
【０１１６】
本変形例によれば、複数の光学機能層１３を平行に配列していることより、光学機能層１３による反射回数を、コーナーキューブ形状やプリズム形状の構造体１１ａを形成した場合に比べて低減することができる。したがって、反射率を高くすることができ、かつ、光学機能層１３による光の吸収を低減できる。
【０１１７】
＜変形例３＞
図１６（Ａ）に示すように、構造体１１ａの形状を、光学素子１の入射面または出射面に垂直な垂線ｌ1に対して非対称な形状としてもよい。この場合、構造体１１ａの主軸ｌmが、垂線ｌ1を基準にして構造体１１ａの配列方向Ａに傾くことになる。ここで、構造体１１ａの主軸ｌmとは、構造体断面の底辺の中点と構造体の頂点とを通る直線を意味する。地面に対して略垂直に配置された窓本体３０に光学素子１を貼る場合には、図１６（Ｂ）に示すように、構造体１１ａの主軸ｌmが、垂線ｌ1を基準にして窓本体３０の下方（地面側）に傾いていることが好ましい。一般に窓を介した熱の流入が多いのは昼過ぎ頃の時間帯であり、太陽の高度が４５°より高いことが多いため、上記形状を採用することで、これら高角度から入射する光を効率的に上方に反射できるからである。図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）では、プリズム形状の構造体１１ａを垂線ｌ1に対して非対称な形状とした例が示されている。なお、プリズム形状以外の構造体１１ａを垂線ｌ1に対して非対称な形状としてもよい。例えば、コーナーキューブ体を垂線ｌ1に対して非対称な形状としてもよい。
【０１１８】
構造体１１ａがコーナーキューブ形状の場合、稜線Ｒが大きい場合は、上空に向けて傾けた方が良く、下方反射を抑制するという目的においては、地面側に向けて傾いている方が好ましい。太陽光線は、光学素子に対して斜めから入射するため、構造の奥まで光が入射しにくく、入射側の形状が重要となる。すなわち、稜線部分のＲが大きい場合は、再帰反射光が減少してしまうため、上空に向けて傾けることでこの現象を抑制することができる。また、コーナーキューブでは、反射面で３回反射することで再帰反射を実現するが、一部の光が２回反射により再帰反射以外の方向に漏れる。コーナーキューブを地面側に向けて傾けることで、この漏れ光を上空方向に多く戻すことができる。このように、形状や目的に応じてどちらの方向に傾けても良い。
【０１１９】
＜変形例４＞
図１７は、本発明の変形例４に係る光学素子の一構成例を示す断面図である。本変形例では、光学素子１の入射面上に、洗浄効果を発現する自己洗浄効果層６をさらに備えている。自己洗浄効果層６は、例えば、光触媒を含んでいる。光触媒としては、例えば、ＴｉＯ２を用いることができる。
【０１２０】
上述したように、光学素子１は特定波長帯の光を部分的に反射する点に特徴を有している。光学素子１を屋外や汚れの多い部屋などで使用する際には、表面に付着した汚れにより光が散乱され部分反射特性（例えば、指向反射特性）が失われてしまうため、表面が常に光学的に透明であることが好ましい。そのため、表面が撥水性や親水性などに優れ、表面が自動的に洗浄効果を発現することが好ましい。
【０１２１】
本変形例によれば、光学素子１の入射面上に自己洗浄効果層６を形成しているので、撥水性や親水性などを入射面に付与することができる。したがって、入射面に対する汚れなどの付着を抑制し、部分反射特性（例えば、指向反射特性）の低減を抑制できる。
【０１２２】
＜変形例５＞
本変形例は、光学素子１が、特定波長の光を指向反射するのに対して、特定波長以外の光を散乱させる点において、上記実施形態とは異なっている。光学素子１は、入射光を散乱する光散乱体を備えている。この散乱体は、例えば、形状層若しくは包埋樹脂層の表面または内部、および光学機能層と形状層若しくは包埋樹脂層との間のうち、少なくとも一の箇所に設けられている。光学素子１を窓材などの部材に貼り合わせる場合、室内側および室外側のどちらにも適用可能である。光学素子１を室外側に対して貼り合わせる場合、光学機能層１３と窓本体３０などの部材の間にのみ、特定波長以外の光を散乱させる光散乱体を設けることが好ましい。光学素子１を窓材などの部材に貼り合わせる場合、光学機能層１３と入射面との間に光散乱体が存在すると、指向反射特性が失われてしまうからである。また、室内側に光学素子１を貼り合せる場合には、その貼り合わせ面とは反対側の出射面と、光学機能層１３との間に光散乱体を設けることが好ましい。
【０１２３】
図１８（Ａ）は、本変形例に係る光学素子の第１の構成例を示す断面図である。図１８（Ａ）に示すように、形状層１１は、樹脂と微粒子１１０とを含んでいる。微粒子１１０は、形状層１１の主構成材料である樹脂とは異なる屈折率を有している。微粒子１１０としては、例えば、有機微粒子および無機微粒子の少なくとも１種を用いることができる。また、微粒子１１０としては、中空微粒子を用いてもよい。微粒子１１０としては、例えば、シリカ、アルミナなどの無機微粒子、スチレン、アクリル、やそれらの共重合体などの有機微粒子が挙げられるが、シリカ微粒子が特に好ましい。
【０１２４】
図１８（Ｂ）は、本変形例に係る光学素子の第２の構成例を示す断面図である。図１８（Ｂ）に示すように、光学素子１は、形状層１１の裏面に光拡散層７をさらに備えている。光拡散層７は、例えば、樹脂と微粒子とを含んでいる。微粒子としては、第１の構成例と同様のものを用いることができる。
【０１２５】
図１８（Ｃ）は、本変形例に係る光学素子の第３の構成例を示す断面図である。図１８（Ｃ）に示すように、光学素子１は、光学機能層１３と形状層１１との間に光拡散層７をさらに備えている。光拡散層７は、例えば、樹脂と微粒子とを含んでいる。微粒子としては、第１の例と同様のものを用いることができる。
【０１２６】
本変形例によれば、赤外線などの特定波長帯の光を指向反射し、可視光などの特定波長対以外の光を散乱させることができる。したがって、光学素子１を曇らせて、光学素子１に対して意匠性を付与することができる。
【０１２７】
＜変形例６＞
上記実施形態では、光学素子１の包埋樹脂層１２は平坦層１２ｂを有していたが、本変形例では、図１９に示すように、光学素子１は、凹凸層１２ｃからなる入射面Ｓ１を有している。この入射面Ｓ１の凹凸形状と、形状層１１の凹凸形状とは、例えば、両者の凹凸形状が対応するように形成されており、両者が有する凸部の頂部と凹部の最下部との位置が略一致しているか、若しくは、入射面Ｓ１の凹凸形状は、第１の光学層４の凹凸形状よりもなだらかであることが好ましい。
【０１２８】
ここで、凹凸層１２ｃは、第２の体積を有する厚みで構造層１２ａ（第１の層）の上に形成された第２の層に相当し、第２の体積は、構造層１２ａが有する第１の体積の５％以上である。そして、例えば、エネルギー線硬化樹脂で形成された、構造層１２ａと凹凸層１２ｃからなる包埋樹脂層１２によって、構造体及び光学機能層が包埋されている。
【０１２９】
＜変形例７＞
図２０〜図２２は、本発明に係る光学素子の構造体の変形例を示す断面図である。
【０１３０】
本変形例の一態様は、図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に示すように、形状層１１の一主面には、例えば、柱状の構造体（柱状体）１１ｃを直交配列することにより形成されている。具体的には、第１の方向に向かって配列された第１の構造体１１ｃと、上記第１の方向とは直交する第２の方向に向かって配列された第２の構造体１１ｃとが、互いの側面を貫通するように配列されている。柱状の構造体１１ｃは、例えば、上述したプリズム形状やレンチキュラー形状などの柱状を有する凸部または凹部である。
【０１３１】
また、形状層１１の一主面に、例えば、球面状やコーナーキューブ状などの形状を有する構造体１１ｃを最稠密充填状態で２次元配列することにより正方稠密アレイ、デルタ稠密アレイ、六方稠密アレイなどの稠密アレイを形成するようにしてもよい。正方稠密アレイは、例えば図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）に示すように、四角形状（例えば正方形状）の底面を有する構造体１１ｃを正方稠密状に配列させたものである。六方稠密アレイは、例えば図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に示すように、六方形状の底面を有する構造体１１ｃを六方稠密状に配列させたものである。
【０１３２】
以下、本発明の適用例について説明する。
上述の実施形態では、本発明に係る光学素子を窓材などに適用する場合を例として説明したが、本発明に係る光学素子を他の内装部材や外装部材などに適用するようにしてもよい。これらの部材としては、壁や屋根のように固定された部材のみならず、季節や時間変動など、必要に応じて光学体の適用量を変更出来る部材なども挙げられる。光学体を複数の要素に分割し、角度を変更するなどの手段により、光学体への入射光線の透過量を調整可能な部材、例えばブラインドなどが挙げられる。また、巻き取ったり、折りたたんだりする事が可能である本光学体を適用した部材、例えばロールカーテンなどが挙げられる。更に、本光学体を枠組みなどに固定し、必要に応じ枠組み毎取り外しが可能な部材、例えば障子などが挙げられる。
【０１３３】
光学素子が適用された内装部材または外装部材としては、例えば、光学素子自体により構成された内装部材または外装部材、光学素子が貼り合わされた透明基材などにより構成された内装部材または外装部材などが挙げられる。このような内装部材または外装部材を室内の窓付近に設置することで、例えば、赤外線だけを屋外に指向反射し、可視光線を室内に取り入れることができる。したがって、内装部材または外装部材を設置した場合にも、室内照明の必要性が低減される。また、内装部材または外装部材による室内側への散乱反射も殆どないため、周囲の温度上昇も抑えることができる。また、視認性制御や強度向上など必要な目的に応じ、透明基材以外の貼り合わせ部材を適用する事も出来る。
【０１３４】
＜適用例１＞
本適用例では、複数の日射遮蔽部材からなる日射遮蔽部材群の角度を変更することにより、日射遮蔽部材群による入射光線の遮蔽量を調整可能な日射遮蔽装置（ブラインド装置）について説明する。
【０１３５】
図２３は、本適用例に係るブラインド装置の一構成例を示す斜視図である。図２３に示すように、日射遮蔽装置であるブラインド装置２０１は、ヘッドボックス２０３と、複数のスラット（羽）２０２ａからなるスラット群（日射遮蔽部材群）２０２と、ボトムレール２０４とを備える。ヘッドボックス２０３は、複数のスラット２０２ａからなるスラット群２０２の上方に設けられている。ヘッドボックス２０３からラダーコード２０６、および昇降コード２０５が下方に向かって延びており、これらのコードの下端にボトムレール２０４が吊り下げられている。日射遮蔽部材であるスラット２０２ａは、例えば、細長い矩形状を有し、ヘッドボックス２０３から下方に延びるラダーコード２０６により所定間隔で吊り下げ支持されている。また、ヘッドボックス２０３には、複数のスラット２０２ａからなるスラット群２０２の角度を調整するためのロッドなどの操作手段（図示省略）が設けられている。
【０１３６】
ヘッドボックス２０３は、ロッドなどの操作手段の操作により応じて、複数のスラット２０２ａからなるスラット群２０２を回転駆動することにより、室内などの空間に取り込まれる光量を調整する駆動手段である。また、ヘッドボックス２０３は、昇降操作コード２０７などの操作手段の適宜操作に応じて、スラット群２０２を昇降する駆動手段（昇降手段）としての機能も有している。
【０１３７】
図２４（Ａ）は、スラットの第１の構成例を示す断面図である。図２４（Ａ）に示すように、スラット２０２は、基材２１１と、光学フィルム１とを備える。光学フィルム１は、基材２１１の両主面のうち、スラット群２０２を閉じた状態において外光が入射する入射面側（例えば窓材に対向する面側）に設けることが好ましい。光学フィルム１と基材２１１とは、例えば、接着層などにより貼り合される。
【０１３８】
基材２１１の形状としては、例えば、シート状、フィルム状、および板状などを挙げることができる。基材２１１の材料としては、ガラス、樹脂材料、紙材、および布材などを用いることができ、可視光を室内などの所定の空間に取り込むことを考慮すると、透明性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。ガラス、樹脂材料、紙材、および布材としては、従来ロールスクリーンとして公知のものを用いることができる。光学フィルム１としては、上述の第１〜第６の実施形態に係る光学フィルム１のうちの１種、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１３９】
図２４（Ｂ）は、スラットの第２の構成例を示す断面図である。図２４（Ｂ）に示すように、第２の構成例は、光学フィルム１をスラット２０２ａとして用いるものである。光学フィルム１は、ラダーコード２０５により支持可能であるとともに、支持した状態において形状を維持できる程度の剛性を有していることが好ましい。
【０１４０】
なお、本適用例では、本発明を横型ブラインド装置（ベネシアンブラインド装置）に対して適用した例について説明したが、縦型ブラインド装置（バーチカルブラインド装置）に対しても適用可能である。
【０１４１】
＜適用例２＞
本適用例では、日射遮蔽部材を巻き取る、または巻き出すことで、日射遮蔽部材による入射光線の遮蔽量を調整可能な日射遮蔽装置の一例であるロールスクリーン装置について説明する。
【０１４２】
図２５（Ａ）は、本適用例に係るロールスクリーン装置の一構成例を示す斜視図である。図２５（Ａ）に示すように、日射遮蔽装置であるロールスクリーン装置３０１は、スクリーン３０２と、ヘッドボックス３０３と、芯材３０４とを備える。ヘッドボックス３０３は、チェーン２０５などの操作部を操作することにより、スクリーン３０２を昇降可能に構成されている。ヘッドボックス３０３は、その内部にスクリーンを巻き取り、および巻き出すための巻軸を有し、この巻軸に対してスクリーン３０２の一端が結合されている。また、スクリーン３０２の他端には芯材３０４が結合されている。スクリーン３０２は可撓性を有し、その形状は特に限定されるものではなく、ロールスクリーン装置３０１を適用する窓材などの形状に応じて選択することが好ましく、例えば矩形状に選ばれる。
【０１４３】
図２５（Ｂ）は、スクリーン３０２の一構成例を示す断面図である。図２５（Ｂ）に示すように、スクリーン３０２は、基材３１１と、光学素子１とを備え、可撓性を有していることが好ましい。光学素子１は、基材２１１の両主面のうち、外光を入射させる入射面側（窓材に対向する面側）に設けることが好ましい。光学素子１と基材３１１とは、例えば、接着層などにより貼り合される。なお、スクリーン３０２の構成はこの例に限定されるものではなく、光学素子１をスクリーン３０２として用いるようにしてもよい。
【０１４４】
基材３１１の形状としては、例えば、例えば、シート状、フィルム状、および板状などを挙げることができる。基材３１１としては、ガラス、樹脂材料、紙材、および布材などを用いることができ、可視光を室内などの所定の空間に取り込むことを考慮すると、透明性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。ガラス、樹脂材料、紙材、および布材としては、従来ロールスクリーンとして公知のものを用いることができる。光学素子１としては、上述の実施形態または変形例に係る光学素子１のうちの１種、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１４５】
なお、本適用例ではロールスクリーン装置について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、日射遮蔽部材を折り畳むことで、日射遮蔽部材による入射光線の遮蔽量を調整可能な日射遮蔽装置に対しても本発明は適用可能である。このような日射遮蔽装置としては、例えば、日射遮蔽部材であるスクリーンを蛇腹状に折り畳むことで、入射光線の遮蔽量を調整するプリーツスクリーン装置を挙げることができる。
【０１４６】
＜適用例３＞
本適用例では、指向反射性能を有する光学体に採光部を備える建具（内装部材または外装部材）に対して本発明を適用した例について説明する。
【０１４７】
図２６（Ａ）は、本適用例に係る建具の一構成例を示す斜視図である。図２６（Ａ）に示すように、建具４０１は、その採光部４０４に光学体４０２を備える構成を有している。具体的には、建具４０１は、光学体４０２と、光学体４０２の周縁部に設けられる枠材４０３とを備える。光学体４０２は枠材４０３により固定され、必要に応じて枠材４０３を分解して光学体４０２を取り外すことが可能である。建具４０１としては、例えば障子を挙げることができるが、本発明はこの例に限定されるものではなく、採光部を有する種々の建具に適用可能である。
【０１４８】
図２６（Ｂ）は、光学体の一構成例を示す断面図である。図２６（Ｂ）に示すように、光学体４０２は、基材４１１と、光学素子１とを備える。光学素子１は、基材４１１の両主面のうち、外光を入射させる入射面側（窓材に対向する面側）に設けられる。光学素子１と基材３１１とは、接着層などにより貼り合される。なお、障子４０２の構成はこの例に限定されるものではなく、光学素子１を光学体４０２として用いるようにしてもよい。
【０１４９】
基材４１１は、例えば、可撓性を有するシート、フィルム、または基板である。基材４１１としては、ガラス、樹脂材料、紙材、および布材などを用いることができ、可視光を室内などの所定の空欄に取り込むことを考慮すると、透明性を有する樹脂材料を用いることが好ましい。ガラス、樹脂材料、紙材、および布材としては、従来建具の光学体として公知のものを用いることができる。光学素子１としては、上述の実施形態または変形例に係る光学素子１のうちの１種、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１５０】
なお、上述の適用例では、本発明を窓材、建具、ブラインド装置のスラット、およびロールスクリーン装置のスクリーンなどの内装部材または外装部材に適用した場合を例として説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、上記以外の内装部材および外装部材にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１５１】
１…光学素子
１０…積層体
１１…形状層
１１ａ…構造体
１２…包埋樹脂層
１２ａ…構造層（第１の層）
１２ｂ…平坦層（第２の層）
１３…光学機能層
２１…第１の基材
２２…第２の基材
２３…接合層
３０…窓本体
１００…熱線反射窓
１１１…凹部
２０１…ブラインド装置
３０１…ロールスクリーン装置
４０１…建具
【図１】
2014142669.tif 000004
【図２】
2014142669.tif 000005
【図３】
2014142669.tif 000006
【図４】
2014142669.tif 000007
【図５】
2014142669.tif 000008
【図６】
2014142669.tif 000009
【図７】
2014142669.tif 000010
【図８】
2014142669.tif 000011
【図９】
2014142669.tif 000012
【図１０】
2014142669.tif 000013
【図１１】
2014142669.tif 000014
【図１２】
2014142669.tif 000015
【図１３】
2014142669.tif 000016
【図１４】
2014142669.tif 000017
【図１５】
2014142669.tif 000018
【図１６】
2014142669.tif 000019
【図１７】
2014142669.tif 000020
【図１８】
2014142669.tif 000021
【図１９】
2014142669.tif 000022
【図２０】
2014142669.tif 000023
【図２１】
2014142669.tif 000024
【図２２】
2014142669.tif 000025
【図２３】
2014142669.tif 000026
【図２４】
2014142669.tif 000027
【図２５】
2014142669.tif 000028
【図２６】
2014142669.tif 000029