(57)【要約】  一実施形態によれば、ソーラーデバイスは、封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体とを備え、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されている。光制御構造体は、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限する。各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている。
2021530743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、
一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体であって、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、前記複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されており、
前記光制御構造体は、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限し、
各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている、光制御構造体と、を備える、ソーラーデバイス。
【請求項２】
各ルーバー構造体が、前記光制御構造体の光入射面の法線から約０°〜約５０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１に記載のソーラーデバイス。
【請求項３】
各ルーバー構造体が、約０°〜約４０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１又は２に記載のソーラーデバイス。
【請求項４】
各ルーバー構造体が、約０°〜約３０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項５】
各ルーバー構造体が、約１０°〜約３０°のルーバー角度にて配向されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項６】
前記光制御構造体は、少なくとも５０％である最大相対輝度比（ＲＢＲ）を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項７】
前記光制御構造体は、可視スペクトルの一部分を選択的に吸収する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項８】
前記磁化可能な粒子の少なくとも一部分が、可視スペクトルの１つ以上の選択的波長を反射させる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項９】
前記複数の磁化可能な粒子は、磁化可能な粒子の複数のグループを含み、粒子の各グループが、隣り合うグループから約０．０５ｍｍ〜約５ｍｍ離されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１０】
前記磁化可能な粒子は、セラミック、金属合金粉末、金属合金、磁化可能となるようにコーティングされたガラス粒子、磁化可能となるようにコーティングされた雲母粒子、複合材、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される１つ以上の粒子を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１１】
前記磁化可能な粒子は、内部に配置された磁化可能な部分を有する材料を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１２】
前記磁化可能な粒子は、前記磁化可能な粒子の１つ以上の表面の上の層として配置された磁化可能な部分を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１３】
前記磁化可能な粒子は、フレーク、破砕粒子、集塊物、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１４】
前記結合マトリックスは、無機ガラス質バインダーを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１５】
前記結合マトリックスは、樹脂を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１６】
前記封入材は、ＥＶＡ系封入材及びポリオレフィン系封入材のうちの１つを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１７】
前記デバイスは、前記光起電力セルの両方の主表面上に配置された封入材を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１８】
カバー層及びバックシート層を更に備え、封入された前記光起電力セルは、前記バックシート層と前記カバー層との間に配置されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項１９】
前記カバー層は、ガラス及び超バリアフィルムのうちの１つを含む、請求項１８に記載のソーラーデバイス。
【請求項２０】
前記カバー層及びバックシート層は、異なる材料から形成されている、請求項１８に記載のソーラーデバイス。
【請求項２１】
前記光制御構造体は、前記カバー層を前記封入材に接合させる接着剤として形成されている、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項２２】
前記カバー層は、前記光制御構造体と前記封入材との間に配置されている、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項２３】
前記ソーラーデバイスの縁部を覆うフレームを更に備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項２４】
前記ソーラーデバイスは、ソーラー屋根パネルを含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のソーラーデバイス。
【請求項２５】
前記ソーラーデバイスは、屋根タイルを有する屋根に設置され、前記ソーラーデバイスは、屋根タイル色と実質的に一致する可視色を有する、請求項２４に記載のソーラーデバイス。
【請求項２６】
前記ルーバー角度は、前記ソーラーデバイスが設置される屋根のピッチに少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項２４に記載のソーラーデバイス。
【請求項２７】
一連のルーバー構造体を有する光制御フィルムであって、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、前記複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されており、
前記光制御フィルムは、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限し、
各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で整列されている、光制御フィルム。
【請求項２８】
光入力面に入射した光は、主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が５０％以上であり、有効極視野角（ＥＰＶＡ）が１５０°以下で、光出力面から出る、請求項２７に記載の光制御フィルム。
【請求項２９】
前記光入力面に入射した光が、前記主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が６０％以上で、前記光出力面から出る、請求項２８に記載の光制御フィルム。
【請求項３０】
前記光入力面に入射した光が、前記主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が８０％以上で、前記光出力面から出る、請求項２９に記載の光制御フィルム。
【請求項３１】
最大相対輝度比（ＲＢＲ）となる入射角が、８０°以下である、請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
【請求項３２】
最大相対輝度比（ＲＢＲ）となる入射角が、１０°超かつ８０°未満である、請求項２７〜３１のいずれか一項に記載の光制御フィルム。
【請求項３３】
封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、
請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の第１の光制御フィルムと、を備える、ソーラーデバイス。
【請求項３４】
請求項２７〜３２のいずれか一項に記載の第２の光制御フィルムを更に備え、前記第２の光制御フィルム用のルーバー構造体が、前記第１の光制御フィルムの前記ルーバー構造体に対して１０°〜９０°の角度にて配向されている、請求項３３に記載のソーラーデバイス。
【請求項３５】
封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、
第１の光制御フィルム及び第２の光制御フィルムであって、各光制御フィルムが、請求項２７〜３２のいずれか一項に記載の構造体を有し、前記第１の光制御フィルムは、前記第１の光制御フィルム用の実質的に平行な前記ルーバー構造体が、前記第２の光制御フィルム用の実質的に平行な前記ルーバー構造体に対して１０°〜９０°の角度で斜めになるように、前記第２の光制御フィルムに対して配向されている、第１の光制御フィルム及び第２の光制御フィルムと、を備える、ソーラーデバイス。
【請求項３６】
光入力面に入射した光は、有効極視野角（ＥＰＶＡ）が１５０°以下で、光出力面から出る、請求項２７に記載の光制御フィルム。
【請求項３７】
前記光入力面に入射した光は、有効極視野角（ＥＰＶＡ）が１１５°以下で、前記光出力面から出る、請求項２８に記載の光制御フィルム。
【請求項３８】
複数の磁化可能な粒子からなる光制御フィルムであって、前記複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中で配列されかつ整列されて光透過領域及び遮光領域を交互に有するルーバーフィルムを形成し、前記遮光領域は、約０°〜約４０°のルーバー角度にて整列されている、光制御フィルム。
【請求項３９】
光入射面の法線に対して非ゼロのルーバー角度を有するルーバー構造体を備える光制御フィルムであって、ＥＰＶＡは、最大相対輝度比となる入射角を中心として非対称である、光制御フィルム。
【請求項４０】
結合マトリックス中で配列されかつ整列されて前記ルーバー構造体を形成する複数の磁化可能な粒子を含む、請求項３９に記載の光制御フィルム。
【請求項４１】
光入射面の法線に対して非ゼロのルーバー角度を有するルーバー構造体を備える光制御フィルムであって、前記光入射面の法線との、ＲＢＲとなる入射角が、第１の側において７０°より大きく、第２の側において７０°未満である、光制御フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、全般的に、限定するわけではないが、磁化可能な粒子を含む、フィルムなどの光制御構造体を有する、ソーラーセル及びソーラー屋根パネルなどのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光制御フィルム（ＬＣＦ）は、光の透過を調節するように構成された光学フィルムである。典型的なＬＣＦは、光吸収材料で形成された複数の平行溝を有する光透過性フィルムを含む。
【０００３】
当該技術分野において公知のＬＣＦは可視光を制御し、ディスプレイに利用可能な光の制御と併せて使用される。例えば、ＬＣＦは、ディスプレイ表面、画像表面、又は視認される他の表面に近接して配置され得る。観察者がフィルム表面に垂直な方向でＬＣＦを通して画像を見る垂直入射（すなわち、０度の視野角）では、画像は視認可能である。視野角が増加するにつれて、ＬＣＦを透過する光の量は、外部視野カットオフ角度に達するまで減少し、外部視野カットオフ角度では実質的に全て（約９５％超）の光が光吸収材料によって阻止され、画像はもはや視認できない。ＬＣＦは、視野角の典型的な範囲の外にいる他の観察者による観察を阻止することによって、観察者にプライバシーを提供する。
【０００４】
元来、ＬＣＦは、重合性樹脂をポリカーボネート基材上で成形及び紫外線硬化することによって調製することができる。このようなＬＣＦは、商標名「３Ｍ（商標）Ｐｒｉｖａｃｙ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｎｏｔｅｂｏｏｋ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ  ａｎｄ  ＬＣＤ  Ｍｏｎｉｔｏｒｓ」にて、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている。これらの形成プロセスは、労力の集中を要し、かつ費用を要する場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、ＬＣＦの一部として使用することができる磁化可能な粒子を有する光制御構造体を含むデバイスに関する。これらのデバイスは、ソーラーセル及びソーラー屋根パネルなどの様々なデバイスを含むことができる。磁化可能な粒子を、磁界を使用して樹脂中で互いに対して配置、整列、及び／又は配向させて、光制御のための所望の構造を形成することができる。
【０００６】
従来のＬＣＦに関連するプロセシング及びコストを考慮すると、本発明者らは、ＬＣＦが、とりわけ、より低いコストで所望の構造に構成できる磁化可能な粒子の使用から利益を得ることができることを認識した。したがって、本発明者らは、磁界を変化させて、磁化可能な粒子の互いに対する配向、位置、及び／又は整列を制御して所望の構造を形成するプロセス及び装置を開発した。本発明者らは、例えば、磁化可能な粒子に対する回転変調により、又は角度が複数回変化する、変化する印加磁界により変化させた印加磁界を使用して、樹脂又は結合マトリックス中の複数の磁化可能な粒子について所望の構造を実現できることを発見した。樹脂又は結合マトリックス中の複数の磁化可能な粒子についてのこのような所望の構造がいったん実現されると、樹脂又は結合マトリックスを部分的に硬化させるか又は完全に硬化させることによって、樹脂又は結合マトリックスの粘度を増加させることができる。磁界の変化は複数のプロセスによって達成することができ、そのプロセスのいくつかが以下の実施形態に記載される。プロセスは、複数の磁化可能な粒子に対して所望の構造を実現することができる。
【０００７】
ソーラーセル又はソーラー屋根パネルなどの大規模デバイスを含む特定のデバイスでは、複数の磁化可能な粒子の、結果として得られる構造を光制御フィルム（ＬＣＦ）として実現することができ、それを使用して、特定の角度から見たときにソーラーセル／ソーラー屋根パネルを隠すか又はカモフラージュし、一方で依然として、太陽光の相当量の透過を可能にして、太陽光の電気エネルギーへの効率的な変換を可能にすることができる。
【０００８】
一例示的実施形態によれば、ソーラーデバイスは、封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、一連のルーバー構造体を有するルーバーフィルムを含む光制御構造体とを備え、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されている。光制御構造体は、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限する。各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で実質的に整列されている。
【０００９】
別の実施形態によれば、各ルーバー構造体は、光制御構造体の光入射面の法線から約０°〜約５０°のルーバー角度にて配向される。
【００１０】
別の実施形態によれば、複数の磁化可能な粒子は、磁化可能な粒子の複数のグループを含み、粒子の各グループは、隣り合うグループから約０．０５ｍｍ〜約５ｍｍ離されている。
【００１１】
別の実施形態によれば、光制御フィルムは、一連のルーバー構造体を備え、各ルーバー構造体は、複数の磁化可能な粒子の１つ以上のグループを含み、複数の磁化可能な粒子は、結合マトリックス中に分散され、少なくとも第１の配向にて整列されている。光制御フィルムは、第１の角度で入射する光を実質的に透過させ、第２の角度で入射する光の透過を実質的に制限する。各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体から離され、各ルーバー構造体は、隣り合うルーバー構造体に実質的に平行な平面内で整列されている。
【００１２】
別の実施形態によれば、光入力面に入射した光は、主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が５０％以上であり、有効極視野角（ＥＰＶＡ）が１５０°以下で、光出力面から出る。
【００１３】
別の実施形態によれば、ソーラーデバイスは、封入材中に配置された１つ以上の光起電力セルと、第１２の光制御フィルム及び第２の光制御フィルムとを備える。第１の光制御フィルムは、第１の光制御フィルム用の実質的に平行なルーバー構造体が、第２の光制御フィルム用の実質的に平行なルーバー構造体に対して１０°〜９０°の角度で斜めになるように、第２の光制御フィルムに対して配向されている。
【００１４】
別の実施形態によれば、光制御フィルムは、結合マトリックス中で配列されかつ整列された複数の磁化可能な粒子からなり、光透過領域及び遮光領域を交互に有するルーバーフィルムを形成し、遮光領域は、約０°〜約４０°のルーバー角度にて整列されている。
【００１５】
別の実施形態によれば、光制御フィルムは、光入射面の法線に対して非ゼロのルーバー角度を有するルーバー構造体を備え、ＥＰＶＡは、最大相対輝度比となる入射角を中心として非対称である。
【００１６】
別の実施形態によれば、光制御フィルムは、光入射面の法線に対して非ゼロのルーバー角度を有するルーバー構造体を備え、光入射面の法線との、ＲＢＲとなる入射角は、第１の側において７０°より大きく、第２の側において７０°未満である。
【００１７】
本明細書で使用される場合、
「１つの（a）」、「１つの（an）」、及び「その（the）」という用語は、「少なくとも１つの」と交換可能に使用され、記載されている要素のうちの１つ又は複数を意味する。
【００１８】
用語「及び／又は（and/or）」は、いずれか一方又は両方を意味する。例えば「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡとＢとの両方を意味する。
【００１９】
用語「含む（including）」、「備える／含む（comprising）」又は「有する（having）」及びこれらの変化形は、それらの後に記載される物品及びそれらの均等物並びに付加的な物品を包含するものである。
【００２０】
特に指定又は限定されない限り、「結合された」、「配置された」、又は「堆積された」という用語及びその変形は広義で使用され、直接及び間接の両方の、結合、配置、堆積などを包含する。
【００２１】
用語「隣り合っている」とは、本明細書で使用する場合、例えば、互いに近接している２つの層などの、２つの要素の相対位置を意味し、これらは、互いに接触していても必ずしも接触していなくてもよく、「隣り合っている」が用いられている文脈により理解される２つの要素を分離する１つ以上の層を有していてもよい。
【００２２】
用語「直接隣り合っている」は、例えば、互いに隣り合い、互いに接触し、２つの要素を分離する中間層を有さない２つの層などの、２つの要素の相対位置を指す。ただし、用語「直接隣り合っている」は、一方又は両方の要素（例えば、層）がプライマーで処理されている状況、又はそれらの性質に影響を及ぼすように、例えば、エッチング、エンボス加工等、若しくは粘着力を改善し得る表面処理、例えば、コロナ処理若しくはプラズマ処理等によって、その表面が改質される状況を包含する。
【００２３】
本明細書で使用する場合、用語「光学的に透明な」は、電磁スペクトルの所与の領域（例えば、可視光、赤外線、無線、又は任意の他の範囲）において、２０％より高い視感透過率を有し４０％未満のヘイズ値を呈する物品（例えば、フィルム）を指す。視感透過率及び全ヘイズの両方は、ＡＳＴＭ−Ｄ  １００３−１３、手順Ａ（視程計）の方法に従って、例えば、ＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｈａｚｅ−ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（カタログ番号４７２５）を使用して、決定することができる。
【００２４】
用語「フィルム」は、本明細書で使用する場合、状況に応じて、単一層物品、又は様々な層が本明細書にて記載される技術に従って処理された多層構造体のいずれかを指す。
【００２５】
本明細書で使用する場合、用語「透過率」は、電磁スペクトルの所与の領域（例えば、可視光、赤外線、又は任意の他の範囲）において、表面にわたって透過されたエネルギーの割合を指す。透過率は、ＡＳＴＭ  １３４８−１５に記載されている方法に従って測定される。
【００２６】
「主表面」又はその変形は、その長さ及び幅と比較して小さい厚さを有する物品、例えばウェブ、を記述するために使用される。かかる物品の長さ及び幅は、物品の「主表面」を画定することができるが、この主表面は物品と同様に、平坦又は平面である必要はない。例えば、上記のフレーズは、物品が主表面の第１の表面寸法（例えば、幅又は長さ）に対する厚さ（例えば、主表面に沿った任意の点で物品の主表面に直交するＺ方向での）の第１の比（Ｒ１）と、主表面の第２の表面寸法に対する厚さの第２の比（Ｒ２）とを有して、第１の比（Ｒ１）及び第２の比（Ｒ２）が共に０．１未満である場合に、その物品を記述するために使用することができる。いくつかの実施形態では、第１の比（Ｒ１）及び第２の比（Ｒ２）は０．０１未満、いくつかの実施形態では０．００１未満、及びいくつかの実施形態では０．０００１未満であり得る。第１の比（Ｒ１）及び第２の比（Ｒ２）の双方が所望の範囲内に収まるようにするために、２つの表面寸法は同じである必要はなく、第１の比（Ｒ１）と第２の比（Ｒ２）は同じである必要はない。加えて、第１の比（Ｒ１）及び第２の比（Ｒ２）の双方が所望の範囲内に収まるようにするために、第１の表面寸法、第２の表面寸法、厚さ、第１の比（Ｒ１）、及び第２の比（Ｒ２）のいずれも一定である必要はない。
【００２７】
用語「光」は、可視光、紫外光及び赤外線、並びに高周波電磁波を含むがこれらに限定されない１つ以上の形態の光を単独で又は組み合わせて含む。
【００２８】
用語「光を制御する」、「光制御」などは、光学フィルムを通る光の透過を調節するように構成された光学フィルムを意味する。いくつかの実施形態では、光の透過は、光学フィルムを通過して基材に至ることになる。
【００２９】
用語「相対輝度比」（又はＲＢＲ）は、光制御フィルムの存在下での拡散光源の輝度プロファイルと、光制御フィルムなしでの同じ光源の輝度プロファイルとの比を指す。
【００３０】
「最大ＲＢＲとなる入射角」という用語は、大部分が平行なルーバー又はルーバー構造体を有するフィルムとの関連で本明細書で使用する場合、測定された電磁スペクトルの所与の領域において、ＲＢＲがその最大値となるような、ＬＣＦ上のルーバー又はルーバー構造体の長さに垂直な平面における入射角を指す。例えば、図２Ｂに関して、３０°の角度は、ルーバーの長さに垂直であってページの平面と一致する平面内で測定される。
【００３１】
用語「有効極視野角」（ＥＰＶＡ）は、相対輝度比が１０％以上である入射角範囲を指す。視野角は、非ゼロのΘｌｏｕｖｅｒを有するルーバー構造体については、法線方向の表面に対して対称にはならないであろう。
【００３２】
用語「フェリ磁性の」は、フェリ磁性を呈する材料を指す。フェリ磁性は、個々の原子に関連する磁界がそれ自体を自発的に整列させ、ある場合は（強磁性のように）平行に又は同一方向に、及び他の場合は（反強磁性のように）略逆平行に又は反対方向に対をなして整列させる、固体中で生じる永久磁性の一種である。フェリ磁性材料の単一結晶の磁気挙動を、平行な整列に起因させることができ、逆平行構成にあるそれら原子の希釈効果により、これら材料の磁気強度は、金属鉄などの純粋な強磁性固体の磁気強度よりも概ね低く保持される。フェリ磁性は、主にフェライトとして知られる磁性酸化物において生じる。フェリ磁性を生成する自発的な整列は、各フェリ磁性材料の特性であるキュリー点と呼ばれる温度を超えると完全に損なわれる。材料の温度がキュリー点を下回ると、フェリ磁性が復活する。
【００３３】
用語「磁石」は、磁界に応答し磁石として機能する強磁性材料を含むことができる。「磁石」は、永久的、半永久的、又は一時的な状態のいずれかで磁界を及ぼす任意の材料であり得る。用語「磁石」は、１つの個々の磁石であるか、又は単一の磁石のように機能する磁石のアセンブリであり得る。用語「磁石」は、永久磁石及び電磁石を含むことができる。
【００３４】
用語「強磁性の」は、強磁性を呈する材料を指す。磁性は、特定の帯電していない材料が他の材料を強く引き付ける物理的現象である。他の物質とは対照的に、強磁性材料は容易に磁化され、強い磁界において、磁化は飽和と呼ばれる明確な限界に近づく。磁界が印加され、次いで除去されると、磁化はその元の値には戻らない。この現象は、ヒステリシスと呼ばれる。強磁性材料は、キュリー点と呼ばれる特定の温度（一般にキュリー点は各物質にとって異なる）に加熱されると、その特性を失い、磁性であることを停止するが、冷却されると再び強磁性になる。
【００３５】
用語「磁性」及び「磁化された」は、特に指定しない限り、２０℃で強磁性又はフェリ磁性であることを意味する。
【００３６】
用語「磁化可能」は、言及されている物品が磁性であるか、又は印加された磁界を用いて磁性にすることができることを意味し、少なくとも０．００１電磁単位（ｅｍｕ）、場合によっては少なくとも０．００５ｅｍｕ、及び更に他の場合では０．０１ｅｍｕ、更に他の場合では最大で０．１ｅｍｕの磁気モーメントを有するが、これは必要条件ではない。
【００３７】
用語「磁界」は、任意の天体（例えば、地球又は太陽）によって生成された磁界ではない磁界を指す。一般に、本開示の実施に使用される磁界は、磁化可能な粒子の配向されている領域における磁界強度が、少なくとも約１０ガウス（１ｍＴ）、場合によっては少なくとも約１００ガウス（１０ｍＴ）、更に他の場合では少なくとも約１０００ガウス（０．１Ｔ）、更に他の場合では少なくとも約１０，０００ガウス（１．０Ｔ）である。
【００３８】
用語「回転」は、１回転の一部分、又は１回転、又は複数の回転である角変位を指す。
【００３９】
「長さ」という用語は、物体の最長寸法を指す。
【００４０】
「幅」という用語は、物体の長さに対して垂直なその最長寸法を指す。
【００４１】
「厚さ」という用語は、物体の長さ及び幅の両方に対して垂直なその最長寸法を指す。
【００４２】
用語「アスペクト比」は、物体の長さ／厚さの比を指す。
【００４３】
用語「配向」、「配向させる」、「配向する」、又は「配向された」は、本開示の磁界によって提供される磁化可能な粒子を指す場合、基材（本明細書ではバッキングと呼ばれることもある）に対する、少なくとも大部分の粒子の非ランダムな配置を指し得る。例えば、大部分の磁化可能な粒子は、磁界の印加後に、基材の第１の主表面に対して少なくとも７０度の角度で配置された主平坦表面を有する。これらの用語はまた、磁化可能な粒子自体の主軸及び寸法を指し得る。例えば、粒子の最大長さ、幅、及び厚さは、磁化可能な粒子の形状の関数であり、形状は均一であっても、均一でなくてもよい。本開示は、いかなる特定の粒子の形状、寸法、種類などに限定されることもなく、本開示にとって有用な多数の例示的な磁化可能な粒子について、以下で更に詳細に記載される。しかしながら、いくつかの形状では、「長さ」、「幅」、及び「厚さ」は、主面及び副側面を与える。厳密な形状にかかわらず、いずれの磁化可能な粒子も、粒子の局所的なデカルト軸であるｕ（長さ）、ｖ（幅）、及びｗ（厚さ）を画定し得る重心を有し得る。本開示の磁界によって達成される配向は、磁界を適用して、基材に対して及び／又は粒子レベルで、複数の磁化可能な粒子の少なくとも大部分の空間構成を変更するか、又はなんらかのやり方で変えることを必然的に伴い得る。変化又は変更は、ｚ軸、ｙ軸、及び／又はｘ軸のうちの１つ以上における粒子を中心とする回転配向の所望の範囲への、及び／又は粒子軸を中心とする回転配向の範囲への、変化又は変更であり得る。
【００４４】
用語「位置」、「位置決め」、「位置」、又は「位置」は、本開示の磁界によって提供される磁化可能な粒子を指す場合、少なくとも大部分の粒子の、互いに対しての非ランダムな配置を指し得る。例えば、磁化可能な粒子の大部分は、磁界の印加後に、少なくとも１つの軸において所望の距離だけ離れていてもよい。
【００４５】
用語「整列」、「整列する」、「整列された」、又は「整列させる」という用語は、本開示の磁界によって提供される磁化可能な粒子を指す場合、磁化可能な粒子の少なくとも大部分の非ランダムな配置を指し得る。具体的には、「整列」させることにより、大部分の磁化可能な粒子が、互いに実質的に平行である、互いに実質的に垂直である、及び／又は互いに対して所望の角度に配向されている、主表面を有するように、磁化可能な粒子の大部分を配置することができる。
【００４６】
用語「所望の構造」は、複数の粒子のうちの少なくとも大部分が、互いに対する配向、位置、及び／又は整列のうちの１つ以上を有する複数の磁化可能な粒子から形成される構造、及び／又は磁界の印加によって影響を受ける基材、を意味する。
【００４７】
用語「ガラス化」、「ガラス化された」、「ガラス化している」、又は「ガラス化する」は、磁化可能な粒子を含有する樹脂混合物を指す場合、磁化可能な粒子の少なくとも大部分が、磁界からの除去後に、それらの所望の構造を維持することが可能なように、樹脂混合物の粘度を増加させることを意味する。ガラス化は、磁界からの除去後に、磁化可能な粒子の少なくとも大部分が、その所望の構造を維持することが可能となるのに十分な量が部分的にのみ達成されてもよい。ガラス化は、重合（例えば、放射線硬化性樹脂系又は熱硬化性樹脂系）、熱エネルギーの除去による固化（例えば、ポリマー溶融体の固化）、又は樹脂混合物からの溶媒の蒸発によって起こり得る。本明細書で使用する場合、用語「硬化」、「硬化１」、及び「硬化２」は、全てガラス化プロセスである。
【００４８】
本明細書で使用される全ての科学用語及び技術用語は、別途明記しない限り、当該技術分野で通常使用される意味を有する。本明細書に提示される定義は、本出願で頻繁に使用される特定の用語の理解を促すためのものであり、そうした用語の妥当な解釈を本開示の文脈で排除することを意図していない。
【００４９】
特に示さない限り、本明細書及び特許請求の範囲に使用される加工寸法（特徴サイズ）、量及び物理的特性を表す、説明及び特許請求の範囲における数字は全て、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、特に反対の指示がない限り、上記明細書及び添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本明細書で開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは特許請求の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。本開示の広範な範囲を記述する数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体例において記載される数値は可能な限り正確に報告される。しかしながら、どの数値も、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含んでいる。
【００５０】
用語「実質的に」は、参照される属性から２０パーセント以内（場合によっては１５パーセント以内、更に他の場合では１０パーセント以内、更に他の場合では５パーセント以内）を意味する。したがって、値Ａが、値Ａから５％、１０％、２０％のうちの１つ以上の、プラス／マイナスの範囲内にある場合、値Ａは値Ｂと「実質的に類似」である。
【００５１】
本開示の特徴及び利点は、詳細な説明並びに添付の特許請求の範囲を考察することによって更に理解されるであろう。
【００５２】
端点による数値範囲の列挙には、その範囲内に包含される全ての数値（例えば、１〜５の範囲は、例えば、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４及び５を含む）、及びその範囲内の任意の範囲が含まれる。
【００５３】
この概要は、本特許出願の主題の概観を提供することが意図されている。本発明の専門的又は網羅的説明を提供することは意図されていない。詳細な説明は、本特許出願に関する更なる情報を提供するために含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態による、光制御構造体を有するデバイスの概略断面図である。
【図２Ａ】本発明の別の実施形態による、整列された磁化可能な粒子を有する光制御フィルムの形態にある光制御構造体の概略断面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態による、整列し傾いた磁化可能な粒子を有する光制御フィルムの形態にある光制御構造体の概略断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、住宅の屋根に設置された例示的なソーラーパネルの概略図である。
【図３Ｂ】光入射面に対して垂直に形成されたルーバー構造体を有するルーバーフィルムの視野角に関する計算を示す図である。
【図３Ｃ】光入射面に対して垂直でない角度にて形成されたルーバー構造体を有するルーバーフィルムの視野角に関する計算を示す図である。
【図４Ａ】本開示の一実施形態に係る磁化可能な粒子の概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの領域４Ｂの拡大図である。
【図５】本開示の一実施例に係る、基材への磁界の印加に起因する所望の構造で構成された複数の磁化可能な粒子の画像である。
【図６】本開示の一実施例に係る、光学フィルムを作製する第１の方法であって、方法は、回転変調によって磁界を変化させ硬化を適用し、磁界の影響下で、複数の磁化可能な粒子が所望の構造をとる方法の概略図である。
【図６Ａ】本開示の一実施例に係る、図６の方法の磁界から生じる、複数の磁化可能な粒子を有する例示的構造を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの断面図である。
【図７】本開示で論じられる磁界を作り出すことができる磁石の一例の概略図である。
【図７Ａ】本開示の一実施例に係る、磁石の回転の結果として回転変調を伴う磁界を有する図７の磁石を示す概略図である。
【図８Ａ】本開示の一実施例に係る、互いに対してクロスウェブ方向、ダウンウェブ方向、及び厚さ方向にある複数の磁化可能な粒子の構成を示す図である。
【図８Ｂ】本開示の一実施例に係る、互いに対してクロスウェブ方向、ダウンウェブ方向、及び厚さ方向にある複数の磁化可能な粒子の構成を示す図である。
【図８Ｃ】本開示の一実施例に係る、互いに対してクロスウェブ方向、ダウンウェブ方向、及び厚さ方向にある複数の磁化可能な粒子の構成を示す図である。
【図９】本開示の一実施例に係る、本明細書で論じられる方法のうちの１つによって生成され複数の層を有する例示的な光学フィルであって、複数の層のうちのいくつかは、複数の磁化可能な粒子を含有する光学フィルムの断面図である。
【図１０】試料樹脂混合物の２５℃にて測定された粘度値を示すプロットである。
【図１１】本発明の実施形態に従って調製された、角度が付けられた光ガイド構造体を有する試料ＬＣＦの断面図の画像である。
【図１２】本発明の実施形態に従って調製された２つのＬＣＦ試料、及び対照ＬＣＦ試料の、入射角の関数としての透過率を示すプロットである。
【図１３】試料ＬＣＦを横断する各厚さ場所における顕微鏡画像である。
【図１４】いくつかの試料ＬＣＦの顕微鏡画像である。
【図１５】試料ＬＣＦにおける磁気的に整列可能な粒子の平均ルーバー間隔対濃度を示す図である。
【図１６】いくつかの試料ＬＣＦの顕微鏡画像である。
【図１７Ａ】いくつかの試料ＬＣＦの顕微鏡画像である。
【図１７Ｂ】いくつかの試料ＬＣＦの断面画像である。
【図１８】様々な試料ＬＣＦの角度透過プロットである。
【図１９Ａ】ルーバーフィルムの様々な傾斜に対するコノスコープ角度透過プロットのセットを示す図である。
【図１９Ｂ】ルーバー構造体の長さに垂直な平面内のルーバーフィルムの様々な傾斜に対するコノスコープ角度透過プロットの断面のセットを示す図である。
【図２０Ａ】シミュレートされた１５°傾いたルーバー（左側）、及び１５°傾いた粒子を有する作製されたフィルムについての透過率の比較を示す図である。
【図２０Ｂ】シミュレートされた１５°傾いたルーバー（左側）、及び１５°傾いた粒子を有する作製されたフィルムについての透過率を比較した断面図である。
【図２１】モデル化された透過ピーク角度とスネルの法則との比較を示すプロットである。  本発明は様々な修正形態及び代替形態へと適用可能であるが、その詳細は、例として図面に示されており、詳細に説明されるであろう。しかしながら、本発明を、記載された特定の実施形態に限定することは意図していないことを理解すべきである。それとは反対に、添付の特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲に含まれる全ての修正形態、均等物、及び代替形態を包含することを意図している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本明細書に記載される様々な実施形態によれば、デバイスは、結合マトリックス又は樹脂中に分散された磁化可能な粒子を使用して形成できる光制御構造体、例えば光制御フィルム（ＬＣＦ）、を含むことができる。磁化可能な粒子を、磁界を使用して、結合マトリックス又はマトリックス樹脂中で互いに対して配置、整列、及び／又は配向させて、光制御のための所望の構造体、例えばルーバー構造体、を形成することができる。いくつかの態様では、磁化可能な粒子の１つ以上のグループは１つ以上のルーバー構造体を形成することができ、ルーバー構造体は離して配置され、整列され、及び／又は角度が付けられて、フィルムの角度透過を制御する所望の構造体を形成することができる。これらの光制御構造体を使用して、屋根又は他の構造体上の１つ以上のソーラーセル及び／又はソーラーパネルをカモフラージュすることができる。本明細書に記載される方法を使用して、複数の粒子長さ及び高さを有する組み立てられた磁化可能な粒子を有するデバイスを形成することができる。
【００５６】
本明細書に記載されるデバイス及び光制御構造体（例えば、ＬＣＦ）は、例示的なソーラーセル及びソーラーパネルの用途で利用されるが、当業者であれば、このようなデバイス及び／又はＬＣＦが、プライバシーフィルム、ディスプレイ（コンピュータ用、自動車用など）、指紋センサ、及び窓フィルムを含む多数の他の用途において利用できることを理解するであろう。一般的なＬＣＦは知られているが、本明細書に記載の構成及び方法に従って特別に調整された構造を有するＬＣＦは、国際公開第２０１８／０７８４９３号及び同第２０１８／２２９６００号に記載されているような既知のＬＣＦ製造方法よりもはるかに単純で費用効率の高い方法で設計及び製造することができる。
【００５７】
本開示のＬＣＦは、光起電力セル（「ＰＶセル」）、１つ以上のＰＶセルに、及び／又はソーラーモジュール若しくはパネルの全体に適用され得る。ＬＣＦをＰＶセル又はモジュール上に置くことの利点は、ＬＣＦが、外部視野カットオフ角度の二分の一を超える角度でセル又はモジュールを見る観察者に対して、光起電力表面上への入射太陽放射を著しく低減させることなく、セル又はモジュールを隠す又は不明瞭にすることができることである。ＰＶセルは、シリコン、ＣＩＧＳ、ペロブスカイトなどから作製することができる。
【００５８】
一般に、ＰＶセルはサイズが比較的小さく、組み合わせて物理的に一体化されたソーラーモジュールにすることができる。ＰＶモジュールは一般に、ＰＶセルの１つのストリング又は２つ以上の「ストリング」になった単一のセル又は少数のセルから形成され、各ストリングは２つ以上のＰＶセルを含み、ＰＶセルは列状に構成され、典型的には、スズめっきされた平角銅線（電気コネクタ、タビングリボン、又はバスワイヤとしても知られる）を使用して直列に電気的に接続される。これらの電気コネクタは、典型的には、はんだ付けプロセスによってＰＶセルに接着される。
【００５９】
機能的なＰＶセルは、典型的には、例えばＥＶＡ系又はポリオレフィン系封入材などの封入材によって取り囲まれた実際の光起電力セルを備える。典型的な構造では、ＰＶセルは、光起電力表面の両側に封入材を含む。ガラスパネル（又は他の好適な透明ポリマー材料）が、封入材の表面及び裏面のそれぞれに接合される。フロントパネルは、太陽放射に対して透明であり、典型的には、表面層又は表面カバーと呼ばれる。バックパネルは透明であってもよいが、必ずしもそうである必要はなく、通常、裏面層又はバックシートと呼ばれる。表面カバー及びバックシートは、同じ又は異なる材料で作製されてもよい。典型的には、表面カバーはガラスで作製されるが、他の透明な材料が使用されてもよい。封入材は、通常、ＰＶセルを封入し、更に、光起電力表面を物理的に封入するように、表面層及びバックシートに接合される透明ポリマー材料である。このラミネート（laminated）構造は、ＰＶセルの機械的支持をもたらすと共に、更にＰＶセルを風、雪、氷などの環境要因による損傷から保護する。典型的なＰＶモジュールは、通常は金属で作製されるフレームの中に嵌挿され、シーラントがモジュールの縁部を覆う。フレームは、モジュールの縁部を保護するだけでなく、アセンブリ全体に追加の機械的強度も提供する。しかしながら、全てのモジュールがフレームを備えるとは限らない。
【００６０】
いくつかの実施形態では、本開示の光制御構造体は、単一の光起電力セルの上に、又はソーラーモジュール全体の上に置かれる。光制御構造体を、ソーラーアセンブリ内の異なる場所に置くことができる。例えば、ＬＣＦは、光起電力表面と隣り合って、封入材中に埋め込まれて、又は封入材の隣に又は表面層の外部表面上のいずれかで表面層と隣り合って置かれ得る。特定の好ましい実施形態では、ＬＣＦなどの光制御構造体は、表面層と隣り合って、その内部表面と封入材との間に置かれる。接着剤又は接着剤層を使用して、ＬＣＦを光起電力セル又はソーラーモジュール内の所望の基材に接合することができる。いくつかの実施形態では、本開示のＬＣＦは、表面層上でモジュールの外部に置かれる。接着剤又は接着剤層は、光学的に透明である、着色されている、又は拡散性である場合がある。
【００６１】
図１は、本発明の一実施形態であるソーラーセルデバイス１０の断面図を示す。デバイスは、カバー層１２、ＬＣＦ層２０、封入材４５中に配置された１つ以上のソーラーセル４０、及び裏面層又はバックシート５０を含む。この図は、本発明の光制御構造体を組み込んだ典型的なソーラーセル／ソーラーパネル設計を表すために提供されている。本明細書を読めば当業者には理解されるように、本明細書に記載される光制御構造体（例えば、ＬＣＦ）を含む代替のソーラーセル／ソーラーパネル構造を利用することができる。
【００６２】
カバー層１２は、ガラス、バリアフィルム、又は超バリアフィルムなどの保護材料から形成することができる。この層は、雨、ほこり、砂などの外部要素からデバイスの内部層を保護するために使用することができる。図１に示す実施形態では、入射光５はカバー層１２の第１の主表面に入射する。カバー層１２は平滑な外面として示されているが、平滑、テクスチャ付き、レンズ付きであってもよく、又は反射防止及び／又は防汚機能を組み込むための層でコーティングされていてもよい。
【００６３】
本発明の一態様では、カバー層１２は、ＬＣＦ２０上に配置される。この態様では、ＬＣＦ層２０は、カバー層１２とは別個の層である。代替的な態様では、ＬＣＦ層２０を接着剤４２と組み合わせて、カバー層１２を封入材４５に接合させることができる。更なる代替形態では、配列された一体型レンズ構造などの光学要素１８の層を、カバー層１２とＬＣＦ２０との間に配置することができる。
【００６４】
封入材４５、セル４０（例えば、ＰＶセル４０ａ及び４０ｂ）、及びバックシート層５０は、上述した材料を含むことができる。
【００６５】
具体的には、ＬＣＦ層２０は、結合マトリックス又は樹脂中に配列されかつ整列された複数の磁化可能な粒子を含んで、光透過領域２１及び遮光領域２２を交互に有するルーバーフィルムを形成することができる。ＬＣＦ層２０は、光入力面２３と、光入力面２３とは反対側の光出力面２４とを含む。光入力面及び光出力面は、参照するだけのためにラベル付けされているが、本開示のＬＣＦは上下をひっくり返してもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、フィルムの配向及び光源の場所に応じて、本明細書に記載されるＬＣＦ内の光出力面は光入力面として機能してもよく、光入力面は光出力面として機能してもよい。いくつかの実施形態では、遮光領域２２は、光入力面２３から光出力面２４へと延びていてもよい。
【００６６】
別の実施形態では、ＬＣＦ層２０は、結合マトリックス中に配列されかつ整列された複数の磁化可能な粒子からなり、光透過領域２１及び遮光領域２２を交互に有するルーバーフィルムを形成することができる。別の態様では、遮光領域は、０°超〜約５０°のルーバー角度で角度が付けられている。
【００６７】
特定の好ましい実施形態では、領域２１は、可視光、紫外光、及び赤外光に対して実質的に透過性である。他の実施形態では、領域２１の透過特性は、可視、紫外及び／又は赤外のスペクトルにおいて透過性又は吸収性であり、各スペクトル範囲における透過又は吸収性が、他の範囲とは独立して調整され得るように、調整することができる。いくつかの実施形態では、領域２２はスペクトル的に選択的な吸収領域であり、吸収は、太陽スペクトルの特定の波長範囲に限定される。いくつかの実施形態では、領域２２はスペクトル的に選択的な反射領域であり、反射は、太陽スペクトルの特定の波長範囲に限定される。
【００６８】
特定の好ましい実施形態では、領域２２は、可視光に対して実質的に透過性ではないが、赤外線及び／又は紫外線に対して透過性である。他の好ましい実施形態では、領域２１は可視光、紫外光、及び赤外光に対して実質的に透過性であり、領域２２は紫外光及び赤外光に対して実質的に透過性であるが、可視光に対して実質的に透過性ではない。
【００６９】
図１に示すように、領域２２は、表面２３からの法線方向ではない角度で配置された、（非ランダムな形態で）離され整列された領域である。これらの領域２２は、複数の次元における深さ、厚さ、高さ、及び／又は長さを有し得る。例えば、同じ所望の構造体内の領域２２（例えば、磁化可能な粒子／ルーバー構造体のグループ）間の間隔距離は、約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下、又は約３ｍｍ以下、又は約２ｍｍ以下、又は約１ｍｍ以下、又は約０．５ｍｍ以下、又は約０．２５ｍｍ以下、又は約０．１ｍｍ以下、又は約０．０５ｍｍであってもよい。領域２２は非ランダムであるように示されるが、間隔は物品の範囲にわたって幾分のランダム性を有していてもよい。このように、ルーバー構造体間の間隔距離は、隣り合うルーバー構造体に対して実質的に同じであってもよいが、光学性能に著しく影響を及ぼさないような、間隔の幾分のランダム性が、物品の範囲にわたって存在してもよい。
【００７０】
本明細書で更に詳細に記載されるように、これらの遮光領域を選択された角度で傾かせることができ、それにより、選択された光透過角度を有するルーバー型構造体として動作させることができる。本発明者らは、領域２２の構成及び形状（幾何学形状）を制御することにより、最大量の放射がフィルムを通過して光起電装置（ＰＶ）表面に向かう際のＬＣＦの効率を改善させ、一方で、そのような表面を観察者から隠すことができることを観察した。そのような制御は、本明細書で更に記載される方法によって提供することができる。
【００７１】
このように、光制御構造体は、磁化可能な粒子のグループを含むことができ（粒子の離された各グループをルーバー構造体と称し、光制御構造体はアレイ状の又は一連のルーバー構造体を備える）、各々が少なくとも第１の配向にて整列されており、粒子の各グループは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、隣り合うグループから離されている。
【００７２】
ＬＣＦは、従来のソーラーセル又はソーラーパネル構造体と共に利用されるように寸法決めされてもよく、これは、従来の６０セルパネル用の１．６７ｍ×１．０ｍなどの寸法、又は他の従来のサイズを有し得る。ルーバー構造体は、本明細書に記載される幅のいずれかを有し得る。
【００７３】
図２Ａ及び図２Ｂは、ＬＣＦ層２０’及び２０’’の代替的断面図を示す。図２Ａでは、ＬＣＦ層２０’は、結合マトリックス又は樹脂３０中に分散され（以下で更に詳細に記載される）、本明細書に記載の方法に従って配列されかつ整列された、複数の磁化可能な粒子２５を含む。この態様では、粒子２５のグループは、間隔距離だけ互いに離された平面内に形成され、表面２３の法線方向に整列されている（及びページの次元の中に又は外に延びている）。任意選択的に、ＬＣＦ２０を、デバイス１０の構築中に除去される除去可能なキャリアフィルム３５上に形成することができる。代替として、図２Ｂでは、ＬＣＦ層２０’’は、いくつかのグループを含み、各グループは、複数の磁化可能な粒子２５を有し、これらは、結合マトリックス又は樹脂３０中に分散され、かつ間隔距離だけ離され、表面２３の法線に対して角度Θｌｏｕｖｅｒにて配列されかつ整列され、それにより、粒子２５のグループが、表面２３に対して角度Θｌｏｕｖｅｒ傾いた平面内に形成される。本明細書で傾斜角度又はルーバー角度とも称される角度Θｌｏｕｖｅｒは、４２．１°が（屈折率（ｎ）＝１．５を有する）ガラスの臨界角であることを考慮すると、（例えば、使用される磁化可能な粒子の透過率及び結合マトリックスの屈折率に応じて）約０°〜約７０°、好ましくは約０°〜約５０°、より好ましくは約０°〜約４０°、更により好ましくは約０°〜約３０°であり得る。図２Ｂの例では、Θｌｏｕｖｅｒは２０°である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、磁化可能な粒子２５の各グループは、平面内でほぼ同じ密度及び／又は厚さであるか、あるいは平面内で変化する密度及び／又は厚さである場合があり、平面は互いに実質的に平行である。代替として、磁化可能な粒子２５の各グループは、図２Ａ及び図２Ｂの平面内において変化する高さ、及び／又はこれら図の平面から外に出る方向への長さ、を有することができる。ルーバー構造体２５は、わずかに異なるルーバー角度で配向させることができ、フィルム又は厚さ方向の平面内で厳密に平行でなくてもよい。ルーバー構造体の幾分のランダム性が不均一な外観をもたらす場合があり、これが一部の用途には望ましい場合があり、一方で、他の用途では実質的に均一な外観を必要とする場合がある。
【００７４】
このようにして、ＬＣＦ２０、２０’、２０’’を、太陽光の大きな透過を可能にしながら、特定の視野領域からデバイス１０をカモフラージュするために使用されるルーバーフィルムとして形成することができる。例えば、ルーバーフィルムは、観察者と光起電力（例えば、Ｓｉ、ＣＩＧＳ、ペロブスカイトなど）セルの間に置くことができる。ルーバーフィルムはまた、観察者にとって特定の色が見えるように設計されてもよく、それにより、ルーバーフィルムは屋根のタイルと調和し、及び／又は美的に心地よいタイル状の外観を有することができる。所望の色の外観のために必要とされるだけを、このようなルーバーフィルムに吸収又は反射させることが、本発明の様々な実施形態の利点である。モジュールの色外観に寄与しない波長は、ルーバーフィルムの厚さを通過して透過することができる。これは、ルーバーフィルムからの反射、ルーバーフィルムを通過する透過、又は組み合わせによって実現することができる。ルーバーフィルムは、光又は光の特定波長の、ソーラーセルからの反射を防止し、よってそれらを観察者（路上から住宅を見ている人など；例えば図３Ａを参照）から隠すように構成され得る。最大透過率は、特定の屋根ピッチ及び／又は太陽軌道の緯度に対応するように選択することができる。
【００７５】
図２Ｂに関して、３０°の入射角でフィルムの表面に当たるように示される光線は、ルーバー構造体にほぼ平行な角度に屈折される。この光線及び平行光線は、ルーバー構造体との相互作用が最も少ないであろうし、したがって、フィルムを通過する最大入射角透過率を有する。フィルムを通過する角度透過率の測定は、入射角を変えるための回転ステージを有する標準的な光度検出器を使用して容易に測定することができる。ＬＣＦ２０、２０’、２０’’を通過する透過率を、対象とする任意の波長帯域にわたって得ることができる。例えば、ＰＶセルについては、ＰＶセルの有用な波長、例えば３５０ｎｍ〜１２００ｎｍの波長にわたって透過率を平均することが望ましい場合がある。他の用途が、可視波長帯域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）又は電磁スペクトル内の他の副帯域にわたって関与し得る。
【００７６】
フィルムを通過する透過率の角度プロファイルを得ることができ、そこから、（最大）相対輝度比（ＲＢＲ）、最大ＲＢＲとなる入射角、及び有効極視野角を得ることができる。
【００７７】
図３Ａは、本発明の実施形態による、例示的なソーラーデバイス（例えば、住宅６０の屋根に設置されたソーラーパネル）の概略図を示す。この図では、ソーラーパネルのフィーチャは、ＬＣＦ２０（誇張された相対サイズで示されている）以外は除去されている。ソーラー透過率の最大化のために、ルーバーフィルム表面２３に対する最適なルーバー角度（Θｌｏｕｖｅｒ  ｏｐｔｉｍａｌ）は、対象となる場所における春分点及び秋分点の正午における太陽位置９５からの屈折光線を中心にあわせなければならない。このルーバー角度（Θｌｏｕｖｅｒ  ｏｐｔｉｍａｌ）は、緯度（Θｌａｔｉｔｕｄｅ）と屋根ピッチ（Θｒｏｏｆ  ｐｉｔｃｈ）との間の差の絶対値に基づいて選択することができる：
θｌｏｕｖｅｒ  ｏｐｔｉｍａｌ＝｜θｌａｔｉｔｕｄｅ−θｒｏｏｆ  ｐｉｔｃｈ｜
【００７８】
外部視野角Θｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ  ｅｘｔは、図３Ｂ及び図３Ｃに示すルーバー形状から得ることができる。
【００７９】
図３Ｂは、光入射面２３に垂直に形成されたルーバー構造体２５（例えば、磁化可能な粒子２５ａ、２５ｂのグループなど）を有するルーバーフィルム２０についての視野角（Θｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ  ｅｘｔ）の計算を示し、光入射面２３の法線（Ｎ）に対して傾斜角度すなわちルーバー角度（Θｌｏｕｖｅｒ）＝０°である。図３Ｂでは、各ルーバー構造体２５は、高さＨ、幅（ｗｌ）を有し、別のルーバー構造体から間隔距離（ｄ）だけ離されており、ここで、ｄ＝ルーバー構造体縁部から隣り合うルーバー構造体の反対側縁部までの間隔距離−ルーバー幅（ｗｌ）、である。光透過領域２１（例えば、図１を参照）内の内角Θを使用して、外部視野角Θｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ  ｅｘｔを以下の式に従って計算することができる：
【数１】
2021530743.tif 000003
【００８０】
外部視野角は、１つのルーバーの近位端から隣り合うルーバーの遠位端までの最大幾何学的角度である。これは、ルーバーマトリックス屈折率（ｎｌｏｕｖｅｒ）（例えば、図１の領域２１を参照）、ルーバー間隔（ｄ）、ルーバー高さ（Ｈ）、及びルーバー幅（ｗｌ）によって定義される。内角は、領域２１の間隔距離（ｄ）をルーバー高さで割ったものの逆正接に等しい。外部視野角は、スネルの法則によって決定され、対称である。図３Ｂは平坦な外面を想定しているが、当業者であれば、本明細書を考慮すれば、凹凸のある、湾曲した、又は粗面化された外面の影響を予測することができるであろう。
【００８１】
図３Ｃは、光入射面２３の法線に対して非ゼロのルーバー角度（Θｌｏｕｖｅｒ）にて形成されたルーバー構造体２５（例えば、磁化可能な粒子２５ａ、２５ｂのグループなど）を有するルーバーフィルム２０についての、複数の視野角、（Θｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ  ｅｘｔ，１）及び（Θｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ  ｅｘｔ，２）、の計算を示す。このようなタイル状のルーバー構造体については、外部視野角は対称ではない。外部視野角は、上記と同様の方法で決定される：
【数２】
2021530743.tif 000004
ルーバーフィルム媒体の臨界角よりも大きいルーバー角度Θｌｏｕｖｅｒは、非効率をもたらし得る。平坦な外面では、光は臨界角よりも大きい角度で移動することができない。ルーバーがこの角度よりも大きい場合、光の一部がルーバーに当たることになり、幾分の損失が生じる。
【００８２】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、太陽光の透過を最大化し、一方で美的魅力のために構造体自体のカモフラージュを提供する、特定の地理的場所、屋根ピッチ、及び屋根スタイルのために設計されたルーバーフィルムを有するソーラーセル及びソーラーパネルを組み立てることができる。
【００８３】
例えば、本発明の一実施形態では、最大相対輝度比（ＲＢＲ）は少なくとも５０％である。これは、本明細書に記載されるものと整合するＬＣＦ構造を使用して実現することができる。
【００８４】
本明細書の説明を考慮すると、及び以下の実験によって証明されるように、一実施形態では、光入力面に入射した光が、主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が５０％以上であり、有効極視野角（ＥＰＶＡ）が１５０°以下で、光出力面から出るように、光制御フィルムを構成することができる。
【００８５】
別の実施形態では、光入力面に入射した光が、主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が６０％以上で、光出力面から出るように、光制御フィルムを構成することができる。
【００８６】
別の実施形態では、光入力面に入射した光が、主視野軸方向における最大相対輝度比（ＲＢＲ）が８０％以上で、光出力面から出るように、光制御フィルムを構成することができる。
【００８７】
別の実施形態では、光制御フィルムは、最大相対輝度比（ＲＢＲ）となる入射角が８０°以下となるように構成される。
【００８８】
別の実施形態では、光制御フィルムは、最大相対輝度比（ＲＢＲ）となる入射角が１０°超かつ８０°未満となるように構成される。
【００８９】
別の実施形態では、光制御フィルムは、光入射面に対して非ゼロのルーバー角度を有する複数のルーバー構造体を含み、ＥＰＶＡは最大相対輝度比となる入射角を中心として非対称である。
【００９０】
別の実施形態では、光制御フィルムは、光入射面の法線に対して非ゼロのルーバー角度を有するルーバー構造体を含み、光入射面の法線との、ＲＢＲとなる入射角は、第１の側において７０°より大きく、法線の第２の側において７０°未満である。
【００９１】
ルーバーフィルムの様々な構造、例えばＬＣＦ２０を、本明細書に記載の方法に従って実現することができる。磁化可能な粒子は、本明細書に例として記載されており、様々な構成を有することができる。例えば、磁化可能な粒子は、セラミック、金属合金粉末、金属合金、磁化可能となるようにコーティングされたガラス粒子、磁化可能となるようにコーティングされた雲母粒子、複合材などが挙げられるが、これらに限定されない様々な材料で構成することができる。同様に、磁化可能な粒子は、いくつかの実施例によれば、磁化可能な材料で実質的に完全に構成されてもよく、その中に配置された磁化可能な部分（例えば、鉄トレース）を有することができ、又はその１つ以上の表面の上の層として配置された磁化可能な部分を有することができる（例えば、１つ以上の表面を磁化可能な材料でコーティングすることができる）。磁化可能な粒子は、図４Ａ及び図４Ｂの実施例に示すような、いくつかの実施例に従って成形することができる。他の実施例によれば、磁化可能な粒子は、フレーク、破砕粒子（crush grain）、集塊物（agglomerates）などを含むことができる。磁化可能な粒子は、硬化前に固まっていない（loose）形態（例えば、易流動性である又はスラリー中にある）で使用することができ、本明細書で論じられる光学フィルムを含む様々な物品に組み込むことができる。
【００９２】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、複数の磁化可能な粒子１２５を含む例示的な本体１００が開示される。本体１１０は、磁化可能な材料１２０でコーティングされた成形された本体１１０であり得る。いくつかの例によれば、本体１１０は成形される必要はなく、ランダムであり得る。更に、本体１１０は、磁化可能な材料で形成することができ、コーティングされる必要はない。磁化可能な材料１２０は、図４Ｂに更に示すように、バインダーマトリックス１３０（単に「バインダー」とも称される）中に保持された磁化可能な粒子１２５（例えば、鉄）から構成され得る。多くの実施形態では必要はないが、図４Ａの実施形態に示すように成形される場合、本体１１０は、４つの副側面１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、及び１４０ｄによって互いに接続された２つの反対側の主表面１６０、１６２を有し得る。図示された種類の磁化可能な粒子は、後で論じられるように、所望の構造を形成するために磁界の力線と整列するように移動可能であり得る。
【００９３】
磁化可能な材料１２０は、一体となった磁化可能な材料とすることができ、又はバインダーマトリックス中で磁化可能な粒子を含むことができる。好適なバインダーは、バインダーマトリックス１３０に関して後述されるように、例えば、ガラス質又は有機であり得る。バインダーマトリックスは、例えば、これらのガラス質バインダー及び有機バインダーから選択され得る。本体１１０は、例えば、鉄材料又は非鉄材料を含み得る。
【００９４】
磁化可能な材料が、図４Ａの実施形態に示すように本体１００上にコーティングされた層を含む場合、これは、例えばディップコーティング、噴霧、塗装、物理蒸着、及び粉末コーティングなどの任意の好適な方法によって達成することができる。個々の磁化可能な粒子は、異なる被覆率及び／又は被覆場所を有する磁化可能な層を有し得る。磁化可能な材料は、成形された本体１１０において使用される材料を本質的に含まない（すなわち、５重量パーセント未満を含有する、更に他の場合では１重量パーセント未満を含有する）場合がある。磁化可能な層は、磁化可能な材料（例えば、９９超〜１００重量％の蒸着された金属及びその合金）から本質的になることができ、又はバインダーマトリックス中に保持された磁化可能な粒子を含有することができる。磁化可能な層のバインダーマトリックスは、存在する場合は、無機樹脂ベース又は有機樹脂ベースとすることができ、典型的には、それぞれのバインダー前駆体から形成される。
【００９５】
本開示による磁化可能な粒子は、例えば、磁化可能な層又はその前駆体を本体１１０に適用することによって調製することができる。磁化可能な層は、以下で論じられるように、物理蒸着によって提供され得る。磁化可能な層の前駆体は、液状ビヒクル中の分散体又はスラリーとして提供することができる。分散体又はスラリービヒクルは、例えば、その成分（例えば、磁化可能な粒子、任意選択のバインダー前駆体、及び液状ビヒクル）の単純な混合によって作製することができる。例示的な液状ビヒクルとしては、水、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル）、エーテル（例えば、グリム、ジグリム）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。分散体又はスラリーは、例えば、分散剤、界面活性剤、離型剤、着色剤、消泡剤、及びレオロジー変性剤などの追加の成分を含有し得る。典型的には、セラミック本体上にコーティングした後、磁化可能な層の前駆体を乾燥させて、液状ビヒクルの大部分又は全てを除去するが、これは必要条件ではない。硬化性バインダー前駆体が使用される場合、一般に硬化工程（例えば、加熱及び／又は化学線への曝露）が続いて、磁化可能な層が提供される。
【００９６】
ガラス質バインダーは、高温に加熱されると融解及び／又は溶融してガラス質バインダーマトリックスを形成する、１つ以上の原材料の混合物又は組み合わせを含む前駆体組成物から生成され得る。物品と共に使用することができる適切なガラス質バインダーの更なる開示は、ＰＣＴ国際公開第２０１８／０８０７０３号、同第２０１８／０８０７５６号、同第２０１８／０８０７０４号、同第２０１８／０８０７０５号、同第２０１８／０８０７６５号、同第２０１８／０８０７８４号、同第２０１８／０８０７５５号、及び同第２０１８／０８０７９９号に見出すことができ、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００９７】
いくつかの実施形態では、例えば、マグネトロンスパッタリングを含む物理蒸着（ＰＶＤ）などの蒸着技術を用いて磁化可能な層を堆積させることができる。様々な金属、金属酸化物、及び金属合金のＰＶＤ金属被覆法は、例えば、米国特許第４，６１２，２４２号（Ｖｅｓｌｅｙ）、及び同第７，７２７，９３１号（Ｂｒｅｙら）に開示されている。磁化可能な層は、典型的には、この一般的な方法で作製することができる。
【００９８】
前述したように、磁化可能な粒子の本体は、成形される（例えば、精密に成形される）、又はランダム（例えば、フレーク、破砕、球体など）であり得る。例示的な形状としては、正方形、球体、矩形、角錐（例えば、３面、４面、５面、又は６面の角錐）、切頭角錐（例えば、３面、４面、５面、又は６面の切頭角錐）、錐体、切頭錐体、ロッド（例えば、円筒形、虫状（vermiform））、プレートレット、ディスク、及びプリズム（例えば、３面、４面、５面、又は６面のプリズム）が挙げられる。
【００９９】
磁化可能な粒子での使用に好適であり得る例示的な磁化可能な材料の例としては、鉄；コバルト；ニッケル；様々なグレードでＰｅｒｍａｌｌｏｙとして市販されているニッケルと鉄の様々な合金；Ｆｅｒｎｉｃｏ、Ｋｏｖａｒ、ＦｅｒＮｉＣｏ  Ｉ、又はＦｅｒＮｉＣｏ  ＩＩとして市販されている鉄、ニッケル、及びコバルトの様々な合金；様々なグレードでＡｌｎｉｃｏとして市販されている鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、及び場合によっては銅及び／又はチタンの様々な合金；センダスト合金として市販されている鉄、ケイ素、及びアルミニウムの合金（典型的には重量比約８５：９：６）；Ｈｅｕｓｌｅｒ合金（例えば、Ｃｕ２ＭｎＳｎ）；ビスマス化マンガン（Ｂｉｓｍａｎｏｌとしても知られる）；希土類の磁化可能な材料、例えば、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ユーロピウム酸化物、ネオジムと鉄とホウ素の合金（例えば、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）、及びサマリウムとコバルトの合金（例えば、ＳｍＣｏ５）；ＭｎＳｂ；ＭｎＯＦｅ２Ｏ３；Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２；ＣｒＯ２；ＭｎＡｓ；フェライト、例えば、フェライト、マグネタイト；亜鉛フェライト；ニッケルフェライト；コバルトフェライト、マグネシウムフェライト、バリウムフェライト、及びストロンチウムフェライト；イットリウム鉄ガーネット；及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、磁化可能な材料は、鉄、ニッケル、及びコバルトから選択される少なくとも１つの金属、２つ以上のそのような金属の合金、又は１つのそのような金属と、リン及びマンガンから選択される少なくとも１つの元素との合金を含む。いくつかの実施形態では、磁化可能な材料は、８〜１２重量％（ｗｔ％）のアルミニウム、１５〜２６重量％のニッケル、５〜２４重量％のコバルト、最大で６重量％の銅、最大で１重量％のチタンを含有する合金（例えば、アルニコ合金）であり、１００重量％にするための材料の残部は鉄である。
【０１００】
磁化可能な粒子は、磁化可能な粒子が一部を占める光学フィルムの厚さに対して、任意の大きさの主寸法を有する場合があるが、場合によっては、光学フィルムの厚さよりもはるかに小さい場合がある。例えば、磁化可能な粒子は、いくつかの実施形態では、１〜２０００分の１倍の大きさ、更に他の実施形態では、１００〜２０００分の１倍の大きさ、更に他の実施形態では、５００〜２０００分の１倍の大きさであり得るが、他のサイズも使用することができる。
【０１０１】
図５は、所望の構造に組織化された複数の磁化可能な粒子２０２を有する光学フィルム２００の画像であり、変調された磁界の印加に起因して、磁化可能な粒子の大部分が磁力線に沿った非ランダムな配置を示している。図５に示すように、複数の磁化可能な粒子２０２の少なくとも大部分が整列され離されて、特有の列を有する所望の構造２０４になっている。図５では、複数の磁化可能な粒子２０２はセンダストを含む。センダスト粒子は、重量パーセントで光学フィルムの実質的に２０％を占め、基材上にスラリーとして適用される。センダスト粒子は、最初に、光学的に透明な樹脂中にランダムに分散される。本発明の様々な実施形態のために好適な樹脂系の種類としては、（メタ）アクリレートモノマー、及び（メタ）アクリレートオリゴマー、及びそれらの混合物から選択される、第１の重合性成分及び第２の重合性成分の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書で使用するとき、「モノマー」又は「オリゴマー」は、ポリマーに変換できる任意の物質である。用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物の両方を指す。いくつかの事例では、重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化エポキシオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノールオリゴマー、（メタ）アクリル化アクリルオリゴマー及びそれらの混合物を含むことができる。重合性樹脂は任意選択的に、かつ好ましくは、３つ以上の（メタ）アクリレート基を有する少なくとも１種の架橋剤を更に含む。重合性組成物は、（例えば、単官能性の）反応性希釈剤を任意選択的に含んでもよい。重合性樹脂は、ＵＶ硬化性樹脂などの放射線硬化性ポリマー樹脂であってもよい。放射線（例えばＵＶ）硬化性組成物は通常、少なくとも１種の光開始剤を含む。１種の光開始剤、又は光開始剤の組み合わせは、約０．１〜約１０重量％の濃度で使用することができる。より好ましくは、光開始剤又はその組み合わせは、約０．２〜約３重量％の濃度で使用される。概ね、光開始剤は、少なくとも部分的に可溶性であり（例えば、樹脂の加工温度で）、重合後に実質的に無色である。紫外線源への曝露後に光開始剤が実質的に無色となるのであれば、光開始剤は有色（例えば黄色）であってよい。樹脂系の種類としては、高ポリマー、エポキシド及び／又はシロキサンからなる重合性樹脂を含むことができるが、これらに限定されない。
【０１０２】
印加された磁界によってセンダスト粒子が所望の構造に組織化された後に、樹脂は少なくとも部分的にガラス化され得る。センダストフレークの高いアスペクト比に起因して、及び場合によっては、そのようなフレークが倒れて横になることに起因して、磁界による組織化の前には、スラリーを通した透過が最初は殆ど又は全く存在しない可能性がある。いったん磁界が印加されると、センダスト粒子は組織化されて所望の構造になり、磁力線が、センダスト粒子（フレークを含む）を上向きに配向させ、それらを互いに対して整列させる。この所望の構造は、光学フィルム２００を通る法線方向（ｚ軸に平行）、及びｘ−ｚ平面における任意の角度にて光透過の能力を実現するが、更に（ｙ−ｚ平面内の）光学フィルム２００に対して傾斜した角度での光透過を制限する。引き続いて更に詳細に論じられるように、光が遮断される角度、並びに光学フィルムを垂直方向から視野方向へと角度を付けたときに透過が低減する速さの程度を、光学的に透明な樹脂へのセンダストの重量含有率と、光学フィルムの構造に影響を及ぼす他の技術及びフィーチャとによって制御することができる。
【０１０３】
図６は、本開示の一実施形態による、光学フィルム３０２を作製する方法３００を示す。図６Ａは、図６の方法の磁界から生じる、複数の磁化可能な粒子３０６の所望の構造３０４を示す。図６Ａにおいて、並びに引き続き示され説明される、本明細書にて参照される方法及び所望の構造において、所望の構造、方法、及び光学フィルムは、複数の磁化可能な粒子の個体が具体的には示されないような、より大きなスケール（高レベル）で示されていることに留意すべきである。したがって、所望の構造の（線として示される）各列は、複数の磁化可能な粒子のいくつかから構成されることになる。所望の構造は、複数の磁化可能な粒子から構成され、これら粒子は、図５に示すように、磁力線に沿って列にグループ化されている場合であっても、互いに離れている場合があることを認識すべきである。開示される方法では、複数の磁化可能な粒子の大部分（又はそれ以上）が所望の構造を示す場合があり、本明細書に示される所望の構造は高度に概略的な形態で示されており、複数の磁化可能な粒子の少なくともいくらか（過半数未満）の配向、整列、及び／又は配置において生じ得る、ある程度のランダム性を示していないことを更に認識すべきである。このランダム性は、図５の光学フィルムの一部のエリアに示されている。
【０１０４】
方法３００は、図６Ａに示すように、光学フィルム３０２中に所望の構造３０４を有する複数の磁化可能な粒子３０６を提供するように実施可能である。図６Ｂは、別の視点からの所望の構造３０４を示す図６Ａの断面図を示す。複数の磁化可能な粒子３０６は、前に図示した又は記載したものと同様の構造を有することができる。一実施形態によると、また、ここで図６を参照すると、磁化可能な粒子は、（関心の対象である電磁スペクトルの範囲において）光学的に透明な樹脂中に分散されて、第１の混合物３０８を形成することができる。光学的に透明な樹脂は、図５を参照して提供される実施例と同じ組成を有することができる。第１の混合物３０８を、（基材３１２を含む）ウェブ３１０上に配置することができる。複数の磁化可能な粒子３０６は、樹脂の重量パーセントに対して、０．０１％〜９０％重量パーセントのいずれかであり得る。基材３１２の特定の化学組成及び厚さは、構築されている特定の光学製品の必要条件に依存し得る。すなわち、とりわけ、強度、透明度、耐熱性、表面エネルギー、光学層への接着、についての必要性のバランスをとることである。基材３１２の厚さは、典型的には、少なくとも約０．０２５ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には少なくとも約０．１２５ｍｍである。更に、基材３１２は一般に、約０．５ｍｍ以下の厚さを有する。
【０１０５】
有用な基材材料としては、例えばスチレン−アクリロニトリル、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、三酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸に基づくコポリマー又はブレンド、ポリオレフィン系材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリシクロ−オレフィンの、キャストフィルム又は配向フィルム、ポリイミド、及びガラスが挙げられる。任意選択的に、基材材料は、これらの材料の混合物又は組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、基材は多層であってもよく、又は連続相中に懸濁若しくは分散された分散成分を含有してもよい。
【０１０６】
基材の更なる例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネートが挙げられる。有用なＰＥＴフィルムの例としては、ＤｕＰｏｎｔ  Ｆｉｌｍｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥＬ．）から、商品名「Ｍｅｌｉｎｅｘ  ６１８」で入手可能なフォトグレードポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
【０１０７】
任意選択的に、第２の基材（組成及び厚さにおいて第１の基材３１２と同様であっても同様でなくてもよい）を、光学フィルム３０２にラミネートして（例えば、光学的に透明な接着剤を使用して接着させ）、透明度を向上させること、光学層３０４を保護すること、光学フィルム３０２に所望の物理的性質を提供すること、などができる。
【０１０８】
第１の混合物３０８は、磁石３１４（永久又は電磁石）のアップウェブに適用することができる。磁石３１４は、複数の磁化可能な粒子３０６と樹脂との第１の混合物３０８を含有するウェブ３１０の極めて近傍に（数フィート以内）置くことができる。磁石３１４に対するウェブ３１０の配置を理解すること、及び図６Ａの所望の構造３０４を理解することに役立つように、デカルト座標系が図６及び図６Ｂに提供される。示される実施形態によれば、提供されるデカルト座標系は、ダウンウェブ／アップウェブ方向に配向された軸（ｘ軸）を有することができる。（ｙ軸）は、ウェブ３１０のクロスウェブ方向、及び磁石３１４の回転軸ＡＲと実質的に整列している。（ｚ軸）は、ｘ軸及びｙ軸の両方に対して実質的に垂直に整列している。
【０１０９】
図６の例に示すように、磁石３１４は、回転軸ＡＲの周りに、ウェブ３１０に対して回転される。磁石の回転速度は、１００〜１０，０００ｒｐｍ、又はそれ以上であり得る。ウェブ３１０は、矢印３１６によって示すように磁石３１４に対して並進移動することができる。図７及び図７Ａは、磁石３１４の構造を更に詳細に示す。図７は、磁石３１４が、それぞれ半円柱として成形され、回転軸ＡＲの両側に配置された２つの極、Ｎ及びＳ、を含むことができることを示す。図７Ａは、磁石３１４によって生成される磁界３１８、及び回転軸ＡＲ（図６及び図７）の周りの磁石３１４の回転から生じる磁界３１８の回転変調を示す。図６の方法３００の光学フィルム３０２及び他の詳細は、図７Ａには示されていない。複数の磁化可能な粒子３０６に及ぼされるであろう分解された磁力線は、図７Ａの矢印Ａによって示される。
【０１１０】
磁界構成及び磁界を生成するための装置の更なる例は、米国特許出願公開第２００８／０２８９２６２（Ａ１）号（Ｇａｏ）、及び米国特許第２，３７０，６３６号（Ｃａｒｌｔｏｎ）、同第２，８５７，８７９号（Ｊｏｈｎｓｏｎ）、同第３，６２５，６６６号（Ｊａｍｅｓ）、同第４，００８，０５５号（Ｐｈａａｌ）、同第５，１８１，９３９号（Ｎｅｆｆ）、及び英国特許第１４７７７６７号（Ｅｄｅｎｖｉｌｌｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｗｏｒｋｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）に記載されており、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１１１】
ここで図６に戻ると、例示的実施形態によれば、磁石３１４は、提供されるデカルト座標系のｙ軸方向にウェブ３１０のクロスウェブ延長の全体を横切って延びるように配置される。しかしながら、いくつかの実施形態では、磁石３１４は、図６に示すように、クロスウェブ長さ全体にわたって延びていなくてもよい。図６は、加えて、方法３００が、図６において硬化１として示される少なくとも１つの硬化を光学フィルム３０２に適用することを示す。硬化１は、磁石３１４の近傍（アップウェブ又はダウンウェブに数インチ以内）に適用される。硬化１は、限定するわけではないが、例えば、紫外線光の適用、電子ビームの適用、熱エネルギーの適用又は除去（例えば、加熱又は冷却の適用）などの任意の既知の技術によって適用することができる。図７Ａに示すように、磁界３１８が回転変調を受けている際に、複数の磁化可能な粒子が所望の構造３０４（図６Ａ）になるように、磁力線と分解された磁力線とが所望の形態で配向される特定の時間及び場所において、硬化１の適用が光学フィルム３０２に適用されるべきである。硬化１は、完全な硬化（すなわち、樹脂の完全な重合が起こり得る）であることができる、又は磁化可能な粒子の大部分が所望の構造３０４（図６Ａ）にて固定されるような十分な重合を伴う部分硬化であることができる。完全硬化の場合は、図６の方法では、（硬化２として示される）第２の硬化は必要ないであろう。図６は、完全な重合を完了するために、ダウンウェブの場所での部分硬化（硬化１）及び第２の硬化（硬化２）を有する方法３００を示す。
【０１１２】
したがって、図６の方法３００は、第１の混合物３０８を基材３１０上に配置することを含んで、光を制御するための光学フィルムを作製することができる。第１の混合物３０８は、第１の樹脂中に分散された複数の磁化可能な粒子３０６を含むことができる。方法３００は、複数の磁化可能な粒子３０６に対する少なくとも磁界３１８を回転変調することによって、複数の磁化可能な粒子３０６を、光を制御するための所望の構造３０４に組み立てることを含み得る。方法３００は、複数の磁化可能な粒子３０６が所望の構造３０４にある間に、第１の樹脂の粘度を増加させるためにガラス化させる（例えば、上記の硬化１及び／又は硬化２による）ことを更に含み得る。
【０１１３】
図６Ａは、高レベルで及び高度に概略的な形態で所望の構造３０４を示す。図６Ａに示すように、基材３１２（図６）を除去することができる。しかしながら、他の実施形態では、基材３１２を保持することができる。前述したように、複数の磁化可能な粒子のうちの個々の粒子は、図６Ａには示されていない。図６Ａは、図５の光学フィルム２００と同様の所望の構造３０４を有する光学フィルム３０２の構成を示す。所望の構造３０４は、複数の磁化可能な粒子が、概ねダウンウェブ方向に延びる離れた列３２０で構成されている構造である。所望の構造３０４は、図６Ａに示す配向（ｘ−ｚ平面に平行）で直接見た場合に、光学フィルム３０２が実質的に光透過性になることを可能にする構造である。しかしながら、所望の構造３０４はまた、ｙ−ｚ平面（すなわち、図６Ａの図に直交する、ｘｚ平面内ではない平面）内の光学フィルム３０２に対して傾斜した角度での光透過を制限する。図６及び図６Ａの実施形態は、第１の混合物３０８を単一層として基材上に適用することについて記載されていることに留意することが重要である。しかしながら、同じ混合物又は異なる混合物の組成物を使用した複数の層の適用も考えられ、実際に、本開示において更に説明及び例示される。
【０１１４】
図８Ａ〜図８Ｃは、本明細書に記載される複数の磁化可能な粒子のうちの例示的な粒子の更なる可能な配向、位置、及び整列を示す。図８Ａは、粒子４０２及び４０４の特定の配向を示し、副表面がデカルト座標系のｚ方向及びｘ方向に構成され（図６〜図７Ａで使用されているものと同じ配向系）、主表面がｙ方向に配向されている。そのような配向は、本質的に純粋に例示的であり、参照及び説明を容易にするために使用される。図８Ａの多層配向では、粒子４０２及び４０４は、積層され互いに離されている。いくつかの実施形態では、粒子４０２及び４０４は、矢印Ａによって示すように、互いに引き寄せられるか、又は反発するように構成され得る。
【０１１５】
図８Ｂは、クロスウェブ方向に互いに離されている粒子４０６及び４０８を示す。いくつかの実施形態では、粒子４０６及び４０８は、矢印Ａによって示すように、互いに引き寄せられるか、又は反発するように構成され得る。図８Ｃは、ダウンウェブ方向に互いに離されている粒子４１０及び４１２を示す。いくつかの実施形態では、粒子４１０及び４１２は、矢印Ａによって示すように、互いに引き寄せられるか、又は反発するように構成され得る。複数の粒子の複数の構成（例えば、図８Ａ、図８Ｂ及び／又は図８Ｃの構成）が考えられ、実際に、本明細書にて開示されている。
【０１１６】
図９は、複数の層を有する別の光学フィルム５００の１つの可能な構成を示す。光学フィルム５００は、前述したような基材５０２と、第１の層５０４とを有することができる。第１の層５０４は、第１の光学的に透明な樹脂５０８と第１の複数の磁化可能な粒子５１０との第１の混合物５０６を含むことができる。第１の層５０４は、直接的に又は間接的に、基材５０２に結合することができる。図９では、第１の複数の磁化可能な粒子５１０の相対的なサイズ及び間隔は、例示目的で及び見る人の理解のために誇張されている。図９に示すように、第１の複数の磁化可能な粒子５１０は、第１の所望の構造５１１を有する。
【０１１７】
図９では、第２の層５１２は、直接的に又は間接的に（例えば、第２の基材を介して）第１の層５０４に結合することができる。第２の層５１２は、第２の光学的に透明な樹脂５１６と第２の複数の磁化可能な粒子５１８との第２の混合物５１４を含むことができる。図９では、第２の複数の磁化可能な粒子５１８の相対的なサイズ及び間隔は、例示目的で及び見る人の理解のために誇張されている。図９に示すように、第２の複数の磁化可能な粒子５１８は、第２の所望の構造５１９を有する。第２の所望の構造５１９は、第１の所望の構造５１１とは異なるか、又は実質的に同様であり得る。
【０１１８】
例えば、第１の所望の構造５１１は、互いに第１の間隔距離で離され、第１の傾斜角度を有し、Ｘ軸に整列された磁化可能な粒子のグループを含む、ルーバー構造体の第１のセットであり得る。第２の所望の構造５１９は、互いに第２の間隔距離で離され、第２の傾斜角度を有し、Ｙ軸に整列された磁化可能な粒子のグループを含む、ルーバー構造体の第２のセットであり得る。代替的な態様では、第１の間隔距離及び第２の間隔距離は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、同じ所望の構造体内のグループ間の間隔距離は、約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下、又は約３ｍｍ以下、又は約２ｍｍ以下、又は約１ｍｍ以下、又は約０．５ｍｍ以下、又は約０．２５ｍｍ以下、又は約０．１ｍｍ以下、又は約０．０５ｍｍであってもよい。これらの間隔距離は、特定の距離のあらゆる変動及び範囲を含み、例えば、同じ所望の構造体内でのグループ間の間隔距離は、約５ｍｍから約１ｍｍ、又は約４ｍｍから約０．２５ｍｍ、又は少なくとも約３ｍｍからであってもよい。
【０１１９】
更なる代替的な態様では、第１の傾斜角度及び第２の傾斜角度は、同じであっても異なっていてもよい。なお更なる代替的態様では、ルーバー構造体の第１のセット及び第２のセットを、同じ又は異なる軸に整列させることができる。
【０１２０】
図９に示すように、第１の複数の磁化可能な粒子５１０は、基材５０２に対して共有された第１の配向及び第１の共通整列方向のうちの少なくとも１つを有することができ、第２の複数の粒子５１８は、基材５０２に対して共有された第２の配向又は第２の共通整列方向のうちの少なくとも１つを有することができる。図９では、共有された第１の配向又は第１の共通整列方向は、共有された第２の配向又は第２の共通整列方向とは異なる。
【０１２１】
任意選択的に、更なる所望の構造を有する磁化可能な粒子を有する層を含む更なる層を光学フィルム５００に追加することができる。図９の実施形態は、光学フィルムの、基材５０２とは反対側に沿って、光学フィルム５００に平滑な表面を提供するように構成され得る更なる層５２０を示す。他の場合には、更なる層５２０は、所望であれば、所望のテクスチャリング又は他の物理的属性を提供することができる。
【０１２２】
光を制御するための、１つ以上の層を有する光制御フィルムを形成する他の方法が米国仮特許出願第６２／６９９，９６６号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１２３】
実験及び実施例
本開示の範囲内における多数の修正及び変形が当業者には明らかであろうから、以下の実施形態及び実施例は単に例示を意図している。特に記載のない限り、以下の実施例で報告される全ての部、百分率、及び比率は、重量基準である。
【０１２４】
光制御フィルムの調製
試料は、（メタ）アクリレート樹脂の混合物を含む結合マトリックス中に分散された磁性粒子を含む。
【０１２５】
以下の表１に示す樹脂混合物を使用して、実施例のＬＣＦの多くを調製した。Ｐｈｏｔｏｍｅｒ  ６２１０アクリレート樹脂は、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ，ＵＳＡ）から入手可能である。表１に列挙した残りのアクリレート樹脂は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ａｍｅｒｉｃａｓ（Ｃｈａｔｈａｍ，ＶＡ，ＵＳＡ）から入手可能である。Ａ〜Ｇの各混合物に、０．８％  Ｄａｒｏｃｕｒ  ４２６５光開始剤（供給元：ＢＡＳＦ（Ｍｏｂｉｌｅ，ＡＬ，ＵＳＡ））を添加した。混合物Ｈに、０．５％  ＴＰＯ光開始剤（供給元：ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ）を添加した。また、表１には、樹脂混合物の一部について、２５℃で測定した粘度値も示す。粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＤＶ２Ｔ粘度計を使用して、計器と共に提供された説明書を使用して測定した。
【０１２６】
【表１】
2021530743.tif 000005
【０１２７】
図１０は、図１の試料樹脂混合物の、２５℃にて測定された粘度値を示すプロットである。
【０１２８】
例示的な光制御フィルム
実施例１は、比較例１と同様の光学性能を有する例示的なＬＣＦを表す。Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ（Ｐｅｒｍａｌｌｏｙ  Ｆｌａｋｅ  Ｐｏｗｄｅｒ；供給元：Ｎｏｖａｍｅｔ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｌｅｂａｎｏｎ，ＴＮ））の１０％混合物をマトリックス樹脂Ｈに導入した（表１参照）。混合物を好適な基材上にコーティングした。磁気整列及び硬化を、前述した方法と整合する形態で実施した。
【０１２９】
実施例２は、実施例１よりも制限的な光学性能を有する例示的なＬＣＦを表す。センダスト（商品名ＳＥＮＤＵＳＴ  ＳＰ−３Ｂ；供給元：株式会社メイト（岡山県、日本））の２０％混合物を樹脂Ｈに導入した（表１参照）。混合物を好適な基材上にコーティングした。磁気整列及び硬化を、前述した方法と整合する形態で実施した。
【０１３０】
比較例１は、高精細（micro-replication）製造方法を用いて作製されたＬＣＦを表す。その外面に切削された精巧に精密なチャネルを有する円筒形状の金属ロールが金型としての役割を担う。熱可塑性オレフィン共重合体（Ｔａｆｍｅｒ  ＤＦ９２００；Ｍｉｔｓｕｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．（Ｒｙｅ  Ｂｒｏｏｋ，ＮＹ，ＵＳＡ）より入手可能）の溶融した樹脂を金型上に導入し、次いで金型に完全に充填するために金属ロールに強く押し付けた。冷却した時点で、構造化フィルムを金型から取り外した。ポリマーフィルム中に得られた構造は、一連の均等に離されたチャネルであり、各チャネルは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１８／２２９６００号に記載されているような名目上台形の断面を有する。国際公開第２０１８／２２９６００号に記載のものと同様のＵＶ硬化性樹脂性混合物を、上述の方法によって調製された微細構造化フィルムの透明なチャネルの間の溝の中に充填した。過剰な色素含有樹脂を、透明なチャネルの外側に面した表面から拭き取った。次いで、顔料を充填したチャネルを、ＵＶ照射を用いて硬化させてＬＣＦを得た。
【０１３１】
実施例３は、様々な厚さの例示的なＬＣＦを表す。ＳＳＦＬ（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ  Ｆｌａｋｅ  Ｆｉｎｅ  Ｌｅａｆｉｎｇ  Ｇｒａｄｅ；供給元：Ｎｏｖａｍｅｔ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｌｅｂａｎｏｎ，ＴＮ））の７％混合物を表１のマトリックス樹脂Ｂに導入した。２枚の顕微鏡スライドを楔形の形態で整列させた。スライドの１つの縁部に４片のテープを使用して楔形のギャップを形成した。ＳＳＦＬフレークは、９５％が、メッシュ３２５（およそ４４μｍ）よりも小さく、厚さは０．８μｍであった。
【０１３２】
磁気整列及び硬化を、前述した方法と整合する形態で実施した。
【０１３３】
実施例４、５、６、７、及び８は、磁気的に整列可能な粒子の様々な濃度の例示的なＬＣＦを表す。実施例４〜８用に、２％（実施例４）、４％（実施例５）、８％（実施例６）、１０％（実施例７）、及び１６％（実施例８）のＳＳＦＬの混合物を、約４０ｎｍの銅（Ｃｕ  ＳＳＦＬ）でバロー（valor）コーティングしてマトリックス樹脂Ｂに導入した。試料をコーティングして同様の厚さにした。磁気整列及び硬化を、前述した方法と整合する内容で実施した。
【０１３４】
実施例９は、１つのマトリックス粘度における例示的なＬＣＦを表す。７％Ｃｕ  ＳＳＦＬをマトリックス樹脂Ａに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。
【０１３５】
実施例１０は、マトリックス樹脂のみが実施例９とは異なる。７％Ｃｕ  ＳＳＦＬをマトリックス樹脂Ｂに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。
【０１３６】
実施例１１は、マトリックス樹脂のみが実施例９とは異なる。７％Ｃｕ  ＳＳＦＬをマトリックス樹脂Ｆに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。
【０１３７】
実施例１２は、マトリックス樹脂のみが実施例９とは異なる。７％Ｃｕ  ＳＳＦＬをマトリックス樹脂Ｇに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。
【０１３８】
実施例１３〜１５は、３つの異なる厚さでのＬＣＦを表す。７％Ｃｕ  ＳＳＦＬをマトリックス樹脂Ｂに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。各ＬＣＦの厚さは、ガラス顕微鏡スライド間のシム材料として導入されたテープ片の数によって制御された。テープの２片（実施例１３）、４片（実施例１４）、又は６片（実施例１５）のいずれかを各側に導入した。
【０１３９】
実施例１６及び１７は、２つの異なるルーバー傾斜角度でのＬＣＦを表す。５％のセンダストをマトリックス樹脂Ｈに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。しかしながら、磁界を、フィルムの平面に対して傾けた（ＬＣＦの平面に対して非垂直な配置）。実施例１６についての磁界傾斜角度は、実施例１７のものよりも小さい。
【０１４０】
実施例１８は、ルーバー傾斜角度でのＬＣＦを表す。２％のセンダストをマトリックス樹脂Ｈに導入し、前述した本方法に従って磁気的に整列可能なＬＣＦを作製した。しかしながら、磁界を、フィルムの平面に対して約２０°傾けた（ＬＣＦの平面に対して非垂直な配置）。
【０１４１】
図１１は、実施例１８に対応する角度が付けられた磁化可能な粒子を有する光制御フィルム試料の断面写真を示す。上述したように、線状構造が完全に直立した形態で整列されるとは限らないことが、本研究者らによって発見された。試料及び／又は磁界を特定の角度で傾けることにより、遮光領域（磁化可能な粒子の領域）の線状のフィーチャを任意の角度で整列させることができる。
【０１４２】
光制御フィルムの光学的特性評価
角度透過率は、回転ステージ（供給元：Ｏｒｉｅｌ  Ｉｎｓｔａｓｐｅｃ  Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ；角度透過率測定のために試料を平面から外れるように回転させることが可能なステージを有し、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ  ＬＰＳ−１００電源によって制御されたランプで照射した）を用いて分光光度計で測定した。ステージを、０°から６０°まで１５°刻みで回転させ、ステージの回転毎に測定した。これらの測定値から、４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける平均可視透過率を計算し、入射角の関数としてプロットした。図１２は、実施例１、実施例２、及び比較例１のＬＣＦの可視波長透過率のプロットを表す。可視波長透過率は、４００ｎｍ〜７００ｎｍにわたる透過率の算術平均であり、ＲＢＲが図１２にプロットされている。実施例２は、実施例１及び比較例１よりも制限された視野角を有するように意図的に設計された。傾いていないルーバー構造体については、ＲＢＲは、内部光線経路がルーバー構造体に平行にされているとき、０度の入射角で最大である。実施例１のルーバー構造体は、全ての角度において、比較例１の微細構造化ＬＣＦと同様のＲＢＲをもたらした。
【０１４３】
ルーバー間隔の制御（厚さ）
Ｋｅｙｅｎｃｅ  ＶＨＸ−２０００顕微鏡をＶＨ  Ｚ１０００ＵＲレンズと共に使用して、顕微鏡スライドにわたる３つの異なる位置において、実施例３のＬＣＦのルーバー間隔を画像化した。図１３は、ＬＣＦにわたる、各厚さの場所（Ａ（６１μｍ）、Ｂ（２０９μｍ）、Ｃ（３４３μｍ））の顕微鏡画像を示す。ルーバー間隔は、層厚が増加するにつれて大きくなる。所与の粒子濃度に対して、ルーバー間隔は、ＬＣＦの厚さを変化させることによって制御することができる。
【０１４４】
ルーバー間隔の制御（磁気的に整列可能な粒子の濃度）
Ｋｅｙｅｎｃｅ  ＶＨＸ−２０００顕微鏡をＶＨ  Ｚ１０００ＵＲレンズと共に使用して、実施例４〜８のＬＣＦについてルーバーを画像化した。図１４に、実施例５、６、及び７の画像を示す。顕微鏡画像をカスタム画像処理ソフトウェアで処理した。これらの画像から、画像の各列において個々のルーバー（暗い領域）を判定し、画像にわたる各列についての間隔を平均化することにより、平均ルーバー間隔を決定した。
【０１４５】
図１５は、ＬＣＦ中の磁気的に整列可能な粒子の、マイクロメートル単位の平均ルーバー間隔と濃度とのプロットを表す。実験データの線形回帰も示す。所与の樹脂系及び厚さについて、ルーバー間隔は、ＬＣＦ内の磁気的に整列可能な粒子の濃度によって制御され得る。
【０１４６】
ルーバー配向（マトリックス樹脂の粘度）
Ｋｅｙｅｎｃｅ  ＶＨＸ−２０００顕微鏡をＶＨ  Ｚ１０００ＵＲレンズと共に使用して、実施例９〜１２のＬＣＦについてルーバーを画像化した。図１６は、実施例９〜１２のＬＣＦの画像を示す。ルーバーは、より連続的であり、マトリックス粘度がより大きい場合と比較して、マトリックス粘度がより低い場合に、より良好に整列しているように見える。
【０１４７】
ＬＣＦ厚さ
Ｋｅｙｅｎｃｅ  ＶＨＸ−２０００顕微鏡をＶＨ  Ｚ１０００ＵＲレンズと共に使用して、実施例１３〜１５のＬＣＦについてルーバーを画像化した。図１７Ａは、実施例１３〜１５のＬＣＦの画像を示す。ルーバーは、より連続的であり、厚さがより大きい場合と比較して、厚さがより小さい場合に、より良好に整列しているように見える。図１５について論じたものと同じコンピュータプログラムを使用すると、ルーバー構造体の平均長さ（すなわち、例えば図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ｂ、図３Ｃのページの中へと延びる、ルーバー構造体の最長寸法）は、実施例１３については６４３μｍ、実施例１４については２３９μｍ、及び実施例１５については１９９μｍである。
【０１４８】
各実施例１３〜１５の断面画像を図１７Ｂに示す。ルーバーの全体的な高さは、ＬＣＦの厚さによって制御され得る。２層、４層、及び６層のテープシムのフィルムの厚さは、それぞれ２３９μｍ、５０７μｍ、及び７７０μｍである。ルーバー構造体は、概ね、試料の厚さ全体に及んでいる。したがって、これらの実験から、（ルーバー構造体の高さ及び長さの両方によって）ルーバー構造体の各々が、複数の個々の磁化可能な粒子を含むことが確認される。
【０１４９】
傾斜したルーバー
角度透過率を、回転ステージを有する分光光度計（供給元：Ｏｒｉｅｌ  Ｉｎｓｔａｓｐｅｃ  Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ；上記参照）を用いて測定した。ステージを、０°から６０°まで１５°刻みで回転させ、ステージの回転毎に測定した。これらの測定値から、４００ｎｍ〜７００ｎｍにおける平均可視透過率を計算し、ＲＢＲを入射角の関数としてプロットした。図１８は、実施例１６、１７のＬＣＦ、及び比較例１についてのＲＢＲのプロットを表す。
【０１５０】
実施例１６〜１７の最大ＲＢＲとなる入射角は、傾いたルーバー構造体に起因して、非ゼロの角度で生じる。実施例１６では、ルーバー構造体は約２２°だけ傾いている。スネルの法則から、ＬＣＦに約３４°で入射する光線は、ＬＣＦの内側のルーバー構造体に平行に移動する。それゆえ、図１８ではＲＢＲは３０°の近くで最大値になる。
【０１５１】
実施例１７では、ルーバー構造体は約１５°だけ傾いている。スネルの法則から、ＬＣＦに約２２°で入射する光線は、ＬＣＦの内側のルーバー構造体に平行に移動する。それゆえ、図１８ではＲＢＲは２０°の近くで最大値になる。
【０１５２】
ＬＣＦのモデルのコノスコープ角透過プロットを図１９Ａに示す。
【０１５３】
ルーバーフィルムのモデルは、独自のレイトレーシングプログラムで作成されたが、任意の市販のレイトレーシングプログラムをシミュレーションに使用することができる。ルーバーフィルムは、５５単位離されたルーバーを有する平面フィルム（ｎ＝１．５、厚さ＝８６単位）を含み、各ルーバー構造体は７単位の厚さ及び６６単位の深さを有する。ルーバー長さは、その間の間隔よりも数桁大きく、ゆえに、ほぼ無限に見える。ダミーの最終集光面がルーバーフィルムの出口面の近傍に置かれている。ルーバーフィルムは空気によって取り囲まれている。
【０１５４】
光線は、ルーバー構造体の対に加えてルーバー構造体の幅にも及ぶラインから開始される。このラインから、１０００の光線が、ルーバーフィルムの方向に開始する。ルーバー幅は間隔よりもはるかに大きいので、これは代表的な断面である。光線は、極角及び方位角の両方において１°刻みでルーバーフィルムに方向付けられた、半球内の全ての角度における、ラインからのトレースである。
【０１５５】
光線は、各角度についてのフレネル係数、フィルムの屈折率、及び空気の屈折率に基づいてエネルギーを分割することができる。分割された光線は、エネルギーが元の光線の０．００１％未満になるまで追跡される。各角度について、集光面に到達する元の光線の割合。以下の図１９Ａのプロットは、この百分率を示す。極角は、プロットの中心からの距離として表示され、方位角は、３時の位置から反時計回りに構成されている。
【０１５６】
図の左側のスケールにおいて、高透過率を白色で示している。各プロットの中心は、０°の入射角での透過を表示している。入射角の増加が半径方向に描かれており、方位角はプロットの周りを回転している。ルーバーの物理的傾斜が増加するにつれて、透過のピークは軸から離れるようにシフトする。
【０１５７】
図１９Ａのコノスコープ角度透過プロットの断面のセットを、Θｌｏｕｖｅｒ＝０度、及びΘｌｏｕｖｅｒ＝１０度について図１９Ｂに示す。断面は、ルーバー構造体の長さに垂直な平面内でとっており、図１９Ａでは６時から１２時の方向で示される。Θｌｏｕｖｅｒ＝０°について、最大ＲＢＲとなる入射角は０°であり、Θｌｏｕｖｅｒ＝１０°について、最大ＲＢＲとなる入射角は１６°である。これらは、最大ＲＢＲ角度の正弦が、ＬＣＦの屈折率にΘｌｏｕｖｅｒを乗じたものに関連し得る、スネルの法則からの予測と一致する。シミュレーションのＥＰＶＡ値は、図１９Ｂの断面から計算することができる。Θｌｏｕｖｅｒ＝０°についてのＥＰＶＡは０°を中心に対称であり１５０°の値を有する。Θｌｏｕｖｅｒ＝１０°についてのＥＰＶＡは、傾いたルーバー構造体に起因して、０°を中心として又は最大ＲＢＲとなる入射角を中心として対称ではない。Θｌｏｕｖｅｒ＝１０°についてのＥＰＶＡは、約１１５°である。
【０１５８】
シミュレートされた１５°傾いたルーバー（左側）と、１５°傾いた粒子を有する作製したフィルム（実施例１６）（右側）とについての透過率の比較を図２０Ａに示す。測定したコノスコーププロットは、ＮＳＰ  ＮＳ６ＭＬ−１９４０ソーラーモノセルを使用し、Ａｇｉｌｅｎｔ  ３４９７ａＡ  ＬＸＩデータ取得スイッチユニットで取得したデータ採取により、単一セルモジュールの短絡電流測定値から得た。モジュールを、安定化されたＯｒｉｅｌ  ６６００２  Ｘｅｎｏｎアークランプで照射した。モジュールを、９０°極角及び３６０°方位角回転が可能な２軸回転ステージ上に取り付け、カスタムソフトウェアを使用してステージを制御し短絡電流を取得する。モジュール角応答のベースライン測定を、極角を５°刻みで、方位角を１５°刻みで行った。角度測定のために、ルーバーフィルム試料をモジュールにラミネートすることができる。ルーバーフィルム有効透過率は、試料測定値を、対応する角ベースライン測定値で割ることによって得られる。
【０１５９】
本発明の実施形態による例示的なＬＣＦについてのピーク透過率は、図２０Ｂに示すように、シミュレートされたＬＣＦ（２３°）とほぼ同じ角度（２０°）だけシフトされる。作製したＬＣＦとシミュレートされたＬＣＦの両方についてのＥＰＶＡ値は、最大ＲＢＲとなる入射角を中心として非対称である。図２０Ａ及び図２０Ｂのデータは、非対称ＲＢＲプロファイル（最大ＲＢＲとなる入射角を中心とする非対称性）及び非対称ＥＰＶＡを有する光制御フィルムを作製するために、本発明を使用することができることを実証している。これは、国際公開第２０１８／０７８４９３号及び同第２０１８／２２９６００号に記載されているようなＬＣＦの既知の製造プロセスでは、実現が不可能ではないとしても困難である。
【０１６０】
モデルと試料との差は、粒子分布、粒子充填、吸収特性、散乱特性、粒子整列の不規則性、及び／又は他の要因から生じ得る。
【０１６１】
別の実験では、図２１に示すように、角度透過プロファイルを予測するために、単純な光線トレースモデルを構築した。シミュレーションでは、フィルム表面に対して異なる傾斜でルーバーフィルムを構築した。透過率ピークはスネルの法則に予測可能に従い、光が空気中で入射し、フィルムの屈折率が１．５の場合、ルーバーの物理的傾斜が２０°のとき、ピーク透過率は３０．９°になる（ｓｉｎΘｐｅａｋ＝ｎｆｉｌｍ＊ｓｉｎΘｌｏｕｖｅｒ）。ルーバーフィルムの傾斜がフィルムの屈折率の臨界角に近付くにつれて、光の反射が急速に増加するので、透過率は損なわれることになる。結果として得られる透過ピークの場所は、スネルの法則から予測される場所から逸脱する。
【図１】
2021530743.tif 000006
【図２Ａ】
2021530743.tif 000007
【図２Ｂ】
2021530743.tif 000008
【図３Ａ】
2021530743.tif 000009
【図３Ｂ】
2021530743.tif 000010
【図３Ｃ】
2021530743.tif 000011
【図４Ａ】
2021530743.tif 000012
【図４Ｂ】
2021530743.tif 000013
【図５】
2021530743.tif 000014
【図６】
2021530743.tif 000015
【図６Ａ】
2021530743.tif 000016
【図６Ｂ】
2021530743.tif 000017
【図７】
2021530743.tif 000018
【図７Ａ】
2021530743.tif 000019
【図８Ａ】
2021530743.tif 000020
【図８Ｂ】
2021530743.tif 000021
【図８Ｃ】
2021530743.tif 000022
【図９】
2021530743.tif 000023
【図１０】
2021530743.tif 000024
【図１１】
2021530743.tif 000025
【図１２】
2021530743.tif 000026
【図１３】
2021530743.tif 000027
【図１４】
2021530743.tif 000028
【図１５】
2021530743.tif 000029
【図１６】
2021530743.tif 000030
【図１７Ａ】
2021530743.tif 000031
【図１７Ｂ】
2021530743.tif 000032
【図１８】
2021530743.tif 000033
【図１９Ａ】
2021530743.tif 000034
【図１９Ｂ】
2021530743.tif 000035
【図２０Ａ】
2021530743.tif 000036
【図２０Ｂ】
2021530743.tif 000037
【図２１】
2021530743.tif 000038
【国際調査報告】
2021530743.tif 000039
2021530743.tif 000040
2021530743.tif 000041
2021530743.tif 000042
2021530743.tif 000043