架橋シリコーン表面を有する反射防止フィルム、そのフィルムの製造方法及びそのフィルムを使用した光吸収装置
構造化表面を画定する反射防止構造を有する、構造化面を有する構造化フィルム基材を含む透明反射防止構造化フィルム。構造化フィルム基材は、シリコーンエラストマー材料からなる。構造化面は、光に対する反射防止性を有する。構造化表面は、透明反射防止構造化フィルムの残りの部分（例えば、構造化フィルム基材の残りの部分）よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する。光エネルギーが光吸収要素によって吸収される際、光エネルギーの供給源と光吸収要素の光エネルギー受容面との間となるように、前記透明反射防止構造化フィルムが配置される光エネルギー吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明反射防止構造化フィルムに関し、詳細には、架橋シリコーンエラストマー材料を含む透明反射防止フィルムに関し、より詳細には、反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマーの架橋密度を有する反射防止構造化表面を有するこうしたフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の化石燃料の燃焼に基づく発電（例えば、石油及び石炭に頼った発電所）のコストの上昇、及びこれにともなう温室効果ガスを低減する必要から、従来とは異なる電力の供給源に対する投資が増大している。例えば、米国エネルギー省は、太陽光発電の研究開発に多大な投資を行ってきた（例えば、太陽エネルギーに基づいた温水及び電力の発生）。このような従来とは異なる発電の供給源の１つとして、太陽光エネルギーを電力に変換する光電池の使用がある。太陽光エネルギーは、住宅用及び商業用の温水を直接的又は間接的に加熱する目的でも使用されている。このような関心の高まりとともに、従来とは異なるこうした太陽エネルギー技術による光エネルギーの吸収効率を高め、これにより利用可能な太陽エネルギーの量を増大させることが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、より有用な光エネルギーを該当する光吸収要素（例えば、光電池）に与えることによって、太陽エネルギー及び他の光エネルギー吸収技術の効率を高める（すなわち、エネルギー発生能力を高める）手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材を含む透明反射防止構造化フィルムを提供する。構造化面は光に対する反射防止性を有する。少なくとも反射防止構造は、架橋シリコーンエラストマー材料を含む。各反射防止構造は構造化表面を有する。構造化表面は、反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する。
【０００５】
シリコーンエラストマーは、長期の紫外線曝露下におけるその安定性によって知られ、光学的に透明かつ強靱でありうる。残念なことに、シリコーンエラストマーは、汚れ及び埃の粒子を誘引、吸着及び保持する傾向を有する比較的粘着性の表面を有してもいる。これまで、汚れ及び埃を吸着及び保持するこうした特性のため、シリコーンエラストマーは、例えば光電池用の光学的に透明な角柱状カバーなどの光エネルギー吸収又は変換装置の露出表面を形成するための候補としては望ましくないものであった。本発明は、シリコーンエラストマーの少なくとも表面の架橋密度を高めることによって、シリコーンエラストマー表面のこのような粘着性を大幅に低減させることが可能であり、汚れ及び埃粒子の吸着に対する表面の耐性を大幅に高めることが可能であるという発見に一部基づいてなされたものである。このように架橋密度を高めることによって、シリコーンエラストマー表面の耐摩耗性も向上しうる。したがって、本発明のこの態様においては、フィルムの上の露出した面となるフィルムの構造化表面は、構造化フィルム基材又は少なくとも透明反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する。
【０００６】
各反射防止構造の外側層のみが高いシリコーンエラストマー架橋密度を有することが望ましい場合もある。各反射防止構造のシリコーンエラストマー材料の全体又は大部分が高いシリコーンエラストマー架橋密度を有することが望ましい場合もある。反射防止構造は、ベース部分又は構造化フィルム基材の裏材から突出してよい。各反射防止構造の全体がより高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する場合、フィルムのベース部分又は構造化フィルム基材の裏材が、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さないフィルムの唯一の部分となりうる。構造化表面から構造化フィルム基材内部にいたる高いシリコーンエラストマー架橋密度の深さは、シリコーンエラストマー材料を架橋するために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法の電圧及び／又は線量）の設定条件（例えば、強度及び／又は時間の長さ）によって決まる。
【０００７】
本発明の別の態様では、本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法を提供する。本方法は最初に、構造化表面を画定する反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、構造化面が光に対する反射防止性を有し、構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、構造化フィルム基材を提供する工程を含む。本方法は次に、構造化表面が、構造化フィルム基材の残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように構造化表面を処理する工程を含む。
【０００８】
構造化フィルム基材を提供する工程は、硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を提供することと、シリコーンエラストマー前駆材料を構造化フィルム基材の形状に形成することと、シリコーンエラストマー前駆材料を硬化させて構造化フィルム基材を形成することと、を含んでもよい。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させ、これにより高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する構造化表面を形成するために用いられる方法及び設定条件によっては、高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない反射防止構造の部分が残る場合がある。
【０００９】
本発明の更なる態様では、光吸収要素（例えば、太陽光温水循環管又は他の導管、光電池など）及び透明反射防止構造化フィルムを有する光エネルギー吸収装置（例えば、太陽光温水システム、光起電力発電システムなど）を提供する。光吸収要素は光エネルギー受容面を有し、少なくとも光エネルギーの供給源（例えば太陽）からの光エネルギーが光吸収要素によって吸収されている間は、透明反射防止構造化フィルムが光エネルギーの供給源と光エネルギー受容面との間となるように配置される。光エネルギー吸収装置（例えば、太陽エネルギー変換装置）は、地上における用途及び宇宙での用途の両方を含む広範な用途で使用されている。いくつかの実施形態では、太陽エネルギー変換装置は、自動車、航空機、列車又は船舶のような乗り物に取り付けることができる。これらの環境の多くは、有機ポリマー材料にとって非常に過酷である。
【００１０】
本発明の更なる態様では、光エネルギー吸収装置を製造するための方法を提供する。本方法は、本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、光受容面を有する光吸収要素を提供する工程と、反射防止構造化フィルムを通って光吸収要素の光受容面へと光が通過できるように、光吸収要素に反射防止構造化フィルムを固定する工程と、を含む。
【００１１】
本明細書において使用するところの「フィルム」なる用語は、特に断らないかぎりは、シート、ウェブ、及びこれに類する構造と同義語である。
【００１２】
本明細書において使用するところの「透明な」なる用語は、例えば本発明のフィルムのような構造体が、所望の帯域幅の光を透過させる能力のことを指して言う。ある構造体は、この用語が本明細書において用いられる意味においては、澄んでいるとは考えられない場合であってもなお透明でありうる。これは、この用語が本明細書において用いられる意味において、ある構造体は曇っていると考えられる場合であってもなお透明でありうる、ということである。本発明に基づく透明な構造体は、少なくとも８５％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％又は９８％の光透過率を有することが望ましい。本発明は、広い光の波長帯域において有用でありうる。例えば、本発明は、約４００ｎｍ〜約２５００ｎｍの波長帯域内の光の透過に対して透明であることが望ましい場合がある。この帯域は、近赤外線（ＩＲ）を含む可視光の帯域に一般的に相当する。
【００１３】
本明細書において使用するところの「反射防止構造」なる用語は、光が臨界角よりも大きな角度でポリマー材料に入射して内部で伝播するように、光の入射角を変化させる表面構造のことを指して言う。
【００１４】
本明細書において使用するところに「シリコーンエラストマー架橋密度」なる用語は、シリコーンエラストマー材料の、対象とする特定のフィルム要素（例えば、構造化表面、反射防止構造、構造化フィルム基材など）を形成する部分の平均架橋密度のことを指して言う。平均架橋密度は一般的に、架橋点当たりの１モル当たりのグラム数で測定される（すなわち、架橋点間の分枝鎖の分子量）。
【００１５】
「含む」なる用語及びその変化形は、これらの用語が説明文及び「特許請求の範囲」において用いられている場合に限定的な意味を有するものではない。
【００１６】
「好ましい」及び「好ましくは」なる用語は、特定の状況下で特定の利点をもたらしうる本発明の実施形態のことを指す。しかしながら、同じ、又は他の状況下において他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１以上の好ましい実施形態の引用は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲から除外することを目的とするものではない。
【００１７】
本明細書で使用するところの「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」、及び「１以上」は、内容上そうでないことが明らかに示されない場合は互換可能に使用される。
【００１８】
「及び／又は」なる用語は、列記される要素の１つ若しくはすべて、又は列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する（例えば、疾患の予防及び／又は治療とは、更なる疾患を予防すること、治療すること、又は疾患を治療及び予防することの両方を意味する）。
【００１９】
本明細書で使用するところの「又は」なる用語は、内容上そうでないことが明らかに示されない場合は一般的に「及び／又は」を含む意味で用いられる。
【００２０】
本明細書では更に、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すべての数（例えば、１〜５の範囲には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、４．６、５、５．３などが包含される）、及びその範囲内のあらゆる範囲が含まれる。
【００２１】
「ポリマー」又は「ポリマー性」及び「エラストマー」及び「エラストマー性」なる用語は、ポリマー、コポリマー（例えば、２種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマー及びこれらの組み合わせ、並びに混和性ブレンド中で形成されうるポリマー、オリゴマー、又はコポリマーを含むものとして理解される。
【００２２】
本明細書において開示される反射防止構造化フィルムの使用によって、反射されて光エネルギー吸収装置の光吸収要素に到達しない光の量が減少することが実証されている。例えば、このような反射防止構造化フィルムにより、従来の太陽光電池モジュールにおいて約３％〜約７％の範囲で平均出力を増加させることが可能となる。本発明は、反射防止構造化フィルムの露出した表面の汚れ及び埃粒子の吸着に対する耐性（すなわち、耐汚れ性）、並びに／又は耐摩耗性を向上させることにより、光エネルギー吸収装置の寿命の間に、このような反射防止構造化フィルムの光に対する透明性を維持する助けとなりうるものである。これにより、本発明は、こうした光吸収装置の光に曝露される表面から反射される入射光の量を低減する助けとなりうるものである。詳細には、構造化面の構造化表面におけるシリコーンエラストマー材料をより高度に架橋することにより、構造化面は、高度の架橋を行わない同じシリコーンエラストマー材料と比較して、更に他のポリマー材料（例えば、ポリウレタン）で形成された同じ構造化面と比較して、向上した機械的耐久性（例えば、落下する砂に対する耐性）を示しうる。このような構造化面は更に、蓄積した汚れ及び埃粒子を比較的容易に取り除くことができる。
【００２３】
光エネルギー吸収装置、及び特に反射防止構造化フィルムの構造化面は、外部環境からの様々な有害な条件に曝されうる。例えば構造化面は、構造化面の構造化表面を損傷させうる雨、風、雹、雪、氷、吹きつける砂などの環境的要素に曝されうる。更に、太陽からの熱及び紫外線に対する曝露などの他の環境条件に対する長期の曝露も構造化面の劣化を引き起こしうる。例えば多くのポリマー有機材料は、紫外線に繰り返し曝露されると分解しやすい。例えば太陽エネルギー変換装置のような光エネルギー吸収装置の耐候性は、材料が劣化したり又は性能が損なわれたりすることなく何年にもわたって機能しうることが望ましいため、一般的に年数によって測定される。材料は、光透過率又は機械的一体性が大幅に損なわれることなく２０年程度の屋外曝露に耐えうることが望ましい。一般的なポリマー有機材料は、２０年といった長期に及んで光透過率又は機械的一体性が損なわれることなく屋外曝露に耐えうるものではない。少なくとも一部の実施形態において、本発明の構造化面は、少なくとも約５年〜少なくとも約２０年の範囲、場合によっては更に長期（例えば、少なくとも約２５年）の耐汚れ性及び／又は機械的耐久性を示すことが予想される。更に、構造化面はシリコーン材料で形成されることから、少なくとも約１５年、約２０年、又は更には約２５年の長期の紫外線安定性を示しうる。
【００２４】
本発明のこれらの利点及び他の利点を、同様の参照符合を用いて同様の部材を表す本発明の図面及び「発明を実施するための形態」に更に示し、説明する。ただし、図面及び説明文はあくまで説明を目的としたものであって、本発明の範囲を不要に限定するものとして読まれるべきものではない点は理解を要する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
添付の図面において、
【図１】本発明の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図２】本発明の代替の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図３】本発明の別の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図４】光吸収要素によって吸収される光の量を増大させるように配置された透明反射防止構造化フィルムを有する光エネルギー吸収装置の実施形態の側面図。
【図５】光吸収要素によって吸収される光の量を増大させるように入射光が伝播しうる反射の経路を示す、別の光エネルギー吸収装置の実施形態の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明文に、例示的な実施形態をより詳細に示す。以下の本発明の実施形態の説明では、説明を分かりやすくするために特定の用語を用いる。ただし、本発明はそのように選択された特定の用語に限定されるものではなく、そのように選択された各用語には、同様の機能を有するあらゆる技術的均等物が含まれる。更に、説明される異なる実施形態の同じ、又は類似の要素を特定するために同じ参照符合を用いる。
【００２７】
そうではない旨が断られないかぎり、上記明細書及び添付の「特許請求の範囲」に記載される数値的パラメータは、本明細書に開示される教示を利用する当業者が得ようとする所望の特性に応じて変更することが可能な近似的な値である。
【００２８】
図１を参照すると、例示的な透明反射防止構造化フィルム１０は、例えば光の反射を防止する角柱状リブレット（図５を参照）の形の反射防止構造を備える主構造化面１４を有する構造化フィルム基材１２を含む。各反射防止構造１６は、先端角度α、及び露出した構造化表面１８を有する。フィルム１０は更に、そこから反射防止構造１６が延出するベース部分２０を有する。ベース部分２０は、図に示されるように構造１６の一体形成された部分としてもよく、あるいは破線２１によって示されるような別の層としてもよい。構造化フィルム基材１２は、架橋シリコーンエラストマー材料からなる。シリコーンエラストマー材料は、例えば２成分シリコーンゴム（例えば、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ ＲＴＶ６１５シリコーン）、ポリジメチルシロキサン（例えば、ＰＤＭＳ−Ｓ５１）など、又はそれらの組み合わせであってよい。構造化面１４は、各構造化表面１８が構造化フィルム基材１２のコア又は残りの部分２２よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、更なる架橋処理（例えば、電子線照射、紫外線、及び／又は熱エネルギー）に曝露される。高い架橋密度の深さＤは、更なる架橋処理への曝露強度及び／又は架橋処理の長さによって決まる。構造化表面１８のこのような高い架橋密度によって、シリコーンエラストマー表面１８の汚れ及び埃の吸着に対する耐性（汚れ吸着試験の結果によって示される）が高められるとともに、シリコーンエラストマー表面１８の耐摩耗性（砂落下試験の結果によって示される）が高められる。
【００２９】
フィルム１０又は本発明に基づく他のあらゆる透明反射防止構造化フィルムは、場合により用いられる透明支持裏材２４と組み合わせて使用することが望ましい場合がある。こうした実施形態では、支持裏材２４は主面２４ａを有し、構造化フィルム基材１２は更に支持裏材２４の主面２４ａと結合される主裏打ち面１２ａを含むことにより、強化された透明反射防止構造化フィルムが形成される。支持裏材２４は、ポリマー材料若しくはガラス、又は他の透明セラミック材料で形成することができる。例示的なポリマー材料には、ポリメチル（メタ）アクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、プライミングされたＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルム、架橋ポリウレタンフィルム、アクリレートフィルム、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）フィルム、又はこれらのブレンドの内の少なくとも１つ又は組み合わせが含まれる。紫外線吸収剤（チバ・ガイギー社（Ciba Geigy）より販売されるＴｉｎｕｖｉｎ １５７７など）をＰＭＭＡ及びＰＶＤＦとＰＭＭＡとのブレンドに添加することによって、屋外での耐久性を向上させることができる。他の透明セラミック材料は、例えば石英結晶などであってよい。支持裏材２４を形成するうえで、透明な不織布若しくは織布繊維材料、又は切断した透明繊維の使用も可能である。こうした繊維材料は、構造化フィルム１０を形成するシリコーンエラストマー材料中に配するか、構造化フィルム１０上に配するか、あるいはその両方であってよい。
【００３０】
透明支持裏材２４は、静電気を消散させるように選択することもできる。例えば、支持裏材は、支持裏材２４に静電気を消散させるような１以上のポリマー材料で形成することができる。静電気を消散させるため、透明支持裏材２４は、ラブリゾール社（Lubrizol Corp.）からＳＴＡＴＲＩＴＥ Ｘ５０９１ポリウレタン又はＳＴＡＴＲＩＴＥ Ｍ８０９ポリメチルメタクリレートとして販売されるものなどの本質的に静電気消散性のポリマーを含んでもよい。また、スリー・エム社（3M Company）より販売されるＦＣ４４００などの静電気消散性の塩を、透明支持裏材２４を形成するために用いられるポリマー（例えば、ＰＶＤＦ）中に配合してもよい。これに加えるか又はこれに代えて、構造化フィルム基材１２はこうした静電気消散性の塩を含んでもよい。
【００３１】
支持裏材２４に代えるか又は支持裏材２４に加えて、フィルム１０又は本発明に基づく他のあらゆる透明反射防止構造化フィルムは、場合により用いられる水分バリア層２６と組み合わせて使用することが望ましい場合もある。こうした実施形態では、水分バリア層２６は、例えば水分バリア層２６を１以上の中間層（例えば、支持裏材層２４）を介して間接的に、又は構造化フィルム基材１２の主裏打ち面１２ａ上に直接的に積層、コーティング、又は結合することによって形成することができる。また、水分バリア層２６は、フィルム１０の組成を水分バリア性を示すように（例えば、水分の吸収、浸透を阻止するように）配合することによって形成することもできる。
【００３２】
水分バリアは、例えば、それらの全容を本明細書に援用する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６２９４４号、米国特許第７，４８６，０１９号及び同第７，２１５，４７３号、並びに米国特許出願公開第２００６／００６２９３７ Ａ１号に開示されるバリアアセンブリ、又は１以上のバリア層であってよい。シリコーンは高い水蒸気透過率を有し、光電池は一般的に水分の影響を受けやすいことから、水分バリアは有用でありうる。したがって、水分バリア層によって裏打ちすることにより、本発明の透明反射防止構造化フィルムを、水分の影響を受けやすい光電池（例えば、銅／インジウム／ガリウム／セレン又はＣＩＧＳ光電池）上に直接使用することが可能である。
【００３３】
図２を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルムの別の実施形態１０ａでは、主構造面１４は、反射防止構造１６のそれぞれのシリコーンエラストマー材料の全体が、構造化表面１８のシリコーンエラストマー架橋密度と同等のシリコーンエラストマー架橋密度を有し、フィルム１０ａの残りの部分２２が、反射防止構造１６のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように更なる架橋処理に曝露されている。破線２３は、フィルム１０ａの高い架橋密度部分を低い架橋密度部分から分けている。
【００３４】
図３を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルムの更なる実施形態１０ｂでは、反射防止構造１６のそれぞれが別体のベース部分２０’から延出している。別体のベース部分２０’は架橋シリコーンエラストマー材料の１以上の層であってもよく、あるいは別体のベース部分２０’は異なる材料の１以上の層であってもよい（例えば、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ及びＰＥＴなどのより安価な材料）。別体のベース部分２０’は、シリコーンエラストマー材料と異なる材料との適合性に応じて、任意の適当な手段によって反射防止構造１６に接着又は結合される。例えば、ベース部分２０’は、シリコーンエラストマー反射防止構造１６のそれぞれの主裏打ち面１６ａを受承して、主裏打ち面１６ａと結合されるように場合に応じてプライマーでコーティングされるか、又は処理（例えば、コロナ放電処理）若しくは準備される主面２０ａを有しうる。反射防止構造１６は、例えば、その主面の少なくとも一方に反射防止構造１６の所望のパターンと一致する微小複製パターンが形成された金型フィルム（図に示されていない）によって形成することができる。
【００３５】
所望のシリコーンエラストマー前駆材料の層を、ベース部分面２０ａの表面上に押出し、コーティング、又は適用することができる。次いで金型フィルムの微小複製された主面を、シリコーンエラストマー前駆材料の層と接触させることによって、適用されたシリコーンエラストマー前駆材料の露出表面を所望の反射防止構造１６の形状に形成することができる。あるいは、シリコーンエラストマー前駆材料の層を金型フィルムの微小複製された主面上に押出し、コーティング又は適用し、次いで適用された前駆材料の露出した裏面をベース部分面２０ａの表面と積層又は接触させて結合させてもよい。形成された前駆材料をベース部分面２０ａの表面と接触させた時点で、最初にシリコーンエラストマー前駆材料を架橋又は硬化させ、この後、反射防止構造１６の少なくとも表面１８に高い架橋密度を生じさせる架橋を行う。
【００３６】
反射防止構造は、角柱状、角錐状、円錐状、半球状、放物線状、円筒状、及び柱状構造の少なくとも１つ又は組み合わせで構成されうる。角柱からなる反射防止構造は、約９０°未満、約６０°以下、約３０°以下、又は約１０°〜最大で約９０°の範囲の角柱先端角度を有しうる。このような反射防止プリズム構造は、約２マイクロメートル〜約２ｃｍの範囲の谷〜谷、又は山〜山のピッチを有してもよい。角柱からなる反射防止構造は、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度を有してもよい。角柱からなる反射防止構造は、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有してもよい。
【００３７】
反射防止構造は、約１．５５未満の屈折率、好ましくは約１．５０未満の屈折率を示すことが望ましい場合がある。反射防止構造が角柱構造を有する場合（例えば、直線状プリズム構造又はリブレット）、それぞれの角柱が、それらの基部から約９０°未満の頂角、好ましくは約６０°以下の頂角を有する先端へと幅が狭くなることが望ましい場合がある。このような角柱構造は、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲の谷〜山までの高さを有することが望ましい場合がある。このような角柱構造は、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの範囲の谷〜山までの高さを有することが望ましい場合もある。
【００３８】
本発明の透明反射防止構造化フィルムは、構造化表面を汚れ吸着試験、砂落下試験、又は両試験の組み合わせに曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示すことが望ましい場合がある。これらの試験については後述する。本発明の透明反射防止構造化フィルムは、構造化表面を汚れ吸着試験、砂落下試験、又は両試験の組み合わせに曝露した後に、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示すことが望ましい場合もある。
【００３９】
本発明の透明反射防止構造化フィルムは、反射防止構造のシリコーンエラストマー材料中に無機粒子、好ましくはナノ粒子を含んでもよい。これらの粒子には、任意の適当な無機材料が含まれうる（例えば、シリカ、ジルコニア、チタニアなど、又はこれらの任意の組み合わせ）。こうした粒子は、約２．０マイクロメートル以下の範囲の粒径を有するものでよい。シリカ粒子は最大でミクロンサイズであってよいが、他の材料で形成された粒子はナノメートルサイズのものが使用されることが好ましい（すなわち、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ以下の範囲）。こうした粒子、特にナノ粒子は、０重量％〜約６０重量％以下の範囲でシリコーンエラストマー材料中に添加してもよい。
【００４０】
図４を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルム１０のいずれの実施形態も、例えば、光源熱エネルギー吸収装置（例えば、太陽光温水システム）、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置３０において使用することができる。こうした装置３０は、光エネルギー受容面３２ａを有する光吸収要素３２（例えば、光電池）を更に含み、透明反射防止構造化フィルム１０が、光エネルギーの供給源（例えば、太陽）と光エネルギー受容面３２ａとの間となるように光吸収要素３２に対して配置される。これにより、光源からの光エネルギーは、光吸収要素３２によって吸収される前に構造化フィルム１０を通過することになる。フィルム１０は、光エネルギー受容面３２ａに結合、接着、機械的に締結又は直接接触させて配置することができる。また、必要な場合には、１以上の透明支持裏材２４又は他の中間層を、フィルム１０と光吸収要素３２との間に配置することができる。
【００４１】
光エネルギー吸収装置（例えば、太陽エネルギー変換装置）は、地上における用途及び宇宙での用途の両方を含む広範な用途で使用されている。いくつかの実施形態では、太陽エネルギー変換装置は、自動車、航空機、列車又は船舶などの乗り物に取り付けることができる。これらの環境の多くは、有機ポリマー材料にとって非常に過酷である。
【００４２】
図５を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルム１０を光エネルギー吸収装置３０の光吸収要素３２とともに使用することにより、反射防止構造１６の表面１８に入射する入射光（矢印４０により示される）が複数回反射される可能性が高くなる（矢印４０Ｒにより示される）。このような光４０の複数回の反射によって、光４０が光吸収要素３２内へと屈折する確率、及び入射光の受容角が大きくなる確率が高くなる。このように、こうした透明反射防止構造の使用により、装置３０の効率及びエネルギー出力を高めることが可能である。
【００４３】
構造化フィルム基材の構造化面は、一連の反射防止構造を有しうる。構造化フィルム基材は１又は複数の材料で形成されるか、かつ／又は多層構造を有しうる。これに代えるか又はこれに加えて、構造化フィルムが多層構造であってもよい。例えば、フィルムは、１種類の材料の配合で形成された構造化面と、ベース及び異なる材料の配合を有する接着剤のそれぞれで形成された、接着剤で裏打ちされた別体のベース部分とを有する。更に、接着剤は１又は複数の層の形であってもよい。
【００４４】
一般的に構造化フィルム基材の反射防止構造は、反射光の相当部分が別の反射防止構造の表面と交差するように設計されている。いくつかの実施形態では、一連の反射防止構造は、基本的に平行な一連の谷によって分離された基本的に平行な一連の山を有する。構造化フィルム基材の断面は様々な波形を有しうる。例えば、構造化フィルム基材の断面は、（１）反射防止構造の山のそれぞれが、対応する谷のそれぞれと同様、同じである対称的なノコ歯パターン、（２）一連の対応する平行な谷によって分離された、高さの異なる一連の平行な反射防止構造の山、又は（３）一連の平行かつ非対称的な谷によって分離された、交互に配された平行かつ非対称的な反射防止構造の山のノコ歯パターンを有しうる。いくつかの実施形態では、反射防止構造の山及び対応する谷は連続的であるが、他の実施形態では山と谷との非連続的なパターンも考えられる。したがって、例えば、反射防止構造の山及び対応する谷は、光エネルギー吸収又は変換装置の一部において途絶している場合もある。谷は、反射防止構造の山又は谷が装置の一端から他端へと進むに従って幅が狭くなるか又は広くなってよい。更に、特定の反射防止構造の山又は対応する谷の高さ及び／又は幅が、山又は谷が装置の一端から他端へと進むに従って変化してもよい。他の実施形態では、一連の反射防止構造は不均一な構造である。例えば、反射防止構造は、高さ、ベース幅、ピッチ、頂角、及び／又は他の任意の構造的側面において異なりうる。いくつかの実施形態では、構造化面の平面からの反射防止構造の傾きは、平均で垂線から３０°未満であることが望ましい。他の実施形態では、反射防止構造は、一寸法において構造化面に対する垂線の周囲でほぼ対称的である。
【００４５】
光吸収装置が光起電力装置である場合、光吸収要素は、太陽光又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池である。反射防止構造化フィルムは表面反射を低減することによって、光電池の電気的出力（すなわち、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率）を向上させる。このようにして本発明の透明反射防止構造化フィルムを使用することにより、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を、少なくとも約３％、場合により約５％〜約１０％以下の範囲で高めることが可能である。透明反射防止構造はフィルムの形態であるため、光電池は、破損することなくロールに巻いたり、折り畳めたりするような充分な可撓性及び柔軟性を有しうる。
【００４６】
本発明の光エネルギー吸収装置は、反射防止構造化フィルムを通って光吸収要素（例えば、光電池）の光受容面へと光が通過できるように、光吸収要素に反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定することによって作製することができる。光吸収要素は例えば、太陽光温水ヒーター又は他の光により発生する熱エネルギーの吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池、又はこれらの組み合わせであってよい。
【００４７】
本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムは、上記に述べたような透明構造化フィルム基材を与え、次いで、構造化表面が、構造化フィルム基材の残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように構造化表面を処理することによって作製することができる。構造化フィルム基材の構造化表面は、例えば、架橋シリコーンエラストマー材料の更なる架橋を生じる処理（例えば、電子線照射硬化処理）に曝露することによって処理することができる。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させるために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法）の設定条件（例えば、強度、電圧、及び／又は時間の長さ）によっては、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない構造化フィルム基材の部分が残る場合がある。低電圧（１５０ｋＶ未満）の電子線照射によって、架橋シリコーンの表面付近に高い架橋密度が生じる。例えば図２に見られるように、処理の設定条件は、反射防止構造のシリコーンエラストマー架橋密度が構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さとなるように選択することもできる（すなわち、構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じシリコーンエラストマー架橋密度を有するように反射防止構造全体を処理する）。また、処理の設定条件は、それぞれの反射防止構造のコア部分が、構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有さないように選択することもできる（図１、３及び４を参照）。
【００４８】
透明構造化フィルム基材は、硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を与えることによって作製することができる。このシリコーンエラストマー前駆材料は、任意の適当な形成方法によって構造化フィルム基材の形状に形成される。例えば、適当な大きさの溝を基材に形成した後、この基材を鋳型表面として使用してその上にシリコーンエラストマー前駆材料をコーティングすることによって、構造化フィルム基材の反射防止構造を有する主構造化面を成形することができる。このような鋳型基材は、例えば、その全容を本明細書に援用するところの米国特許出願公開第２００６／０２３４６０５号に開示される方法及び装置に基づいて作製することができる。シリコーンエラストマー前駆材料は、この形状で硬化させることで構造化フィルム基材が形成される。あるいは、米国特許出願第２００６／０２３４６０５号に開示される金型を使用して、適当な大きさの溝をポリマー鋳型基材（例えば、フィルムの形態の）に成形した後、これを鋳型表面として使用することもできる。
【００４９】
使用するシリコーンシリコーンエラストマー前駆材料に応じて、硬化プロセスにおいて前駆材料に架橋処理を行ってもよい（例えば、熱及び／又は放射線処理）。前駆材料が２成分型の自己硬化型シリコーンエラストマー材料である場合、硬化プロセスにおいて、２成分を混合した後、前駆材料を鋳型表面と充分に長い時間、接触状態に維持することで架橋を生じさせることができる。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させるために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法）の設定条件（例えば、強度、及び／又は時間の長さ）によっては、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない反射防止構造の部分、又は少なくとも構造化フィルム基材の部分が残る場合がある。また、それぞれの反射防止構造の全体を、より高いシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同等の架橋密度にまで架橋してもよい。エネルギーコストを節約するため、構造化表面をより高いシリコーンエラストマー架橋密度にまで更に架橋する深さ及び程度を最小に抑えることが望ましい場合もある。
【００５０】
いくつかの実施形態では、構造化フィルム基材は、フィルム基材の厚さ全体にわたって変化する架橋密度を有する。例えば、架橋密度が構造化フィルム基材の構造化表面において最も高く、構造化表面の反対側の表面において最も低くなるように、構造化フィルム基材の厚さに沿った架橋密度の勾配を形成してもよい。約１００ｋＶ〜約１５０ｋＶの範囲などの比較的低電圧の電子線照射を用いて、構造化フィルム基材の表面の架橋密度を高めることが可能である。
【００５１】
以下の実施例は、あくまで本発明の特徴、利点、及び他の詳細を更に説明する目的で選択されたものである。しかしながら、実施例はこの目的を果たすものではあるが、使用される特定の成分及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明の範囲を必要以上に限定するものとして解釈されるべきではない点は明確に理解されるはずである。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
ニューヨーク州ウォーターフォード所在のモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社（Momentive Performance Materials）より販売されるＲＴＶ６１５のＡ液及びＲＴＶ６１５のＢ液を１０：１の比で混合し、４枚の石英スライドガラスのそれぞれに厚さ１００マイクロメートルでコーティングした。次いで、シリコーンコーティングされた石英スライドガラスを対流式オーブン中で８５℃に３０分加熱し、熱硬化性シリコーン前駆材料を架橋／硬化させた。次いで、架橋シリコーンでコーティングされたこれらのスライドガラスを、表１に示す電子線照射処理に曝露した。次いで、得られた電子線照射架橋シリコーンコーティングの貯蔵弾性率を、ナノインデンテーション法により調べた。これらの電子線照射シリコーンコーティングにおける貯蔵弾性率の変化を表１に示す。試料の貯蔵弾性率の増大は、コーティングの架橋密度が増大したことを示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
シリコーンエラストマー表面の貯蔵弾性率（すなわち、架橋密度）が少しでも増大することが望ましい。シリコーンエラストマー表面が少なくとも約２０ＭＰａ、約２５ＭＰａ、約３０ＭＰａ、又はこれよりも高い貯蔵弾性率を示す場合に、好ましい結果が得られた。
【００５５】
（実施例２）
高分子量のＰＤＭＳ（ジェレスト社（Gelest）より販売されるＰＤＭＳ−Ｓ５１）を、２枚の石英スライドガラスのそれぞれに１００マイクロメートルの厚さでコーティングした。シリコーンコーティングされた石英スライドガラス（試料１及び２）を両方とも電子線処理に曝露して、架橋性シリコーンＰＤＭＳ前駆物質を架橋／硬化させた。次いでこれらのコーティングされたスライドガラスの一方（試料２）を、１４０ｋＶ及び６０Ｍｒａｄの更なる電子線照射処理に曝露した。
【００５６】
試料１及び２を、２枚のコーティングしていないそのままの石英スライドガラスとともに、以下に述べる汚れ吸着試験に供した。試験を行う前の最初の光透過率を（Ｔｉ）、試験を行った後の最終的な光透過率を（Ｔｆ）とし、最初の光透過率と最終的な透過率との差（Ｔｄ）を下記表２にそれぞれについて示した。表のデータは、非処理の試料１（すなわち、更なる架橋を行わなかったもの）と比較して、更なる処理を行った試料２（すなわち、更なる架橋を行ったもの）では、光透過率が大幅に増大したことを示している。この光透過率の差は、更なる処理を行ったシリコーンエラストマー表面（試料２）は、試料１よりも汚れの吸着及び保持量が少ないことによるものである。表のデータは、そのままのスライドガラスの光透過度は汚れ吸着試験による影響が最も小さく、試料２は同等の結果を有したことを示している。
【００５７】
【表２】
【００５８】
（実施例３）
高分子量のＰＤＭＳ（ジェレスト社（Gelest）より販売されるＰＤＭＳ−Ｓ５１）を、２枚の石英スライドガラスのそれぞれに１００マイクロメートルの厚さでコーティングした。シリコーンコーティングされた石英スライドガラス（試料１及び２）を両方とも電子線処理に曝露して、硬化性シリコーンＰＤＭＳ前駆物質を架橋／硬化させた。次いでこれらのコーティングされたスライドガラスの一方（試料２）を、１４０ｋＶ及び６０Ｍｒａｄの更なる電子線照射処理に曝露した。
【００５９】
試料１及び２を、１枚のコーティングしていないそのままの石英スライドガラスとともに、以下に述べる砂落下試験に供した。試験を行う前の最初の光透過率を（Ｔｉ）、試験を行った後の最終的な光透過率を（Ｔｆ）とし、最初の光透過率と最終的な透過率との差（Ｔｄ）を下記表３にそれぞれについて示した。表のデータは、非処理の試料１（すなわち、更なる架橋を行わなかったもの）と比較して、更なる処理を行った試料２（すなわち、更なる架橋を行ったもの）では、光透過率が大幅に増大したことを示している。このデータは、硬化シリコーンエラストマー材料の更なる架橋によって、表面の摩耗に対する耐性を高めることができることを示している。この透過率の差は、更なる処理を行ったシリコーンエラストマー表面（試料２）は、試料１の表面よりも研磨砂によって影響されにくいために生じるものである。表のデータは、そのままのスライドガラスの光透過度は砂落下試験による影響が最も小さく、試料２はほとんど同じ結果を有したことを示している。
【００６０】
【表３】
【００６１】
試験方法
汚れ吸着試験
本明細書において使用する汚れ吸着試験では、１ガロン（３．７８Ｌ）のＮａｌｇｅｎ容器の内部に透明反射防止構造化フィルムの試料を１００ｇの細かい／埃状のアリゾナ土と一緒に入れて容器をタンブルすることを行う。１．５インチ（３．８ｃｍ）×２．５インチ（６．４ｃｍ）の試料を、３インチ（７．６ｃｍ）×５インチ（１２．７ｃｍ）のより大きな１０ミル（０．２５ｍｍ）ＰＥＴ片に取り付ける。試料及び汚れは、モータ駆動ローラ上に水平に置かれたＮａｌｇｅｎ容器の内側のバッフル板によってタンブルされる。２分間のタンブリング後、試料を缶入り圧縮空気で吹き飛ばし、表面に結合した汚れのみが残るように余分な汚れを除去した。
【００６２】
砂落下試験
本明細書において使用する砂落下試験では、反射防止構造の構造化表面上に直径１インチ（２．５ｃｍ）のパイプから１０００ｇの砂を落下させることを行う。
【００６３】
本発明の例示的実施形態
反射防止フィルムの実施形態１
透明反射防止構造化フィルム、シート、ウェブ、又はこれに類するものであって、反射防止構造を有する主構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面は光に対する反射防止性を有し、少なくとも前記反射防止構造が架橋シリコーンエラストマー材料を含み、各反射防止構造が構造化表面を有し、前記構造化表面が、前記反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、構造化フィルム基材を含む、フィルム、シート、ウェブ、又はこれに類するもの。
【００６４】
フィルムの実施形態２
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、フィルムの実施形態１に記載のフィルム。
【００６５】
フィルムの実施形態３
前記構造化表面が少なくとも約２０ＭＰａの貯蔵弾性率を有し、前記構造化フィルム基材の残りの部分がそれよりも低い貯蔵弾性率を有する、フィルムの実施形態１又は２に記載のフィルム。
【００６６】
フィルムの実施形態４
前記構造化表面が少なくとも約２０ＭＰａの貯蔵弾性率を有し、それぞれの反射防止構造の残りの部分がそれよりも低い貯蔵弾性率を有する、フィルムの実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフィルム。
【００６７】
フィルムの実施形態５
前記構造化フィルム基材が、前記反射防止構造が延出するベース部分を更に含み、前記反射防止構造のそれぞれの前記シリコーンエラストマー材料の全体が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有し、前記ベース部分が、前記反射防止構造のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、フィルムの実施形態１に記載のフィルム。
【００６８】
フィルムの実施形態６
前記反射防止構造が、角柱状、角錐状、円錐状、放物線状、半球状、円筒状、及び柱状構造の少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを含む、フィルムの実施形態１〜５のいずれか１つに記載のフィルム。
【００６９】
フィルムの実施形態７
前記反射防止構造が、約９０°未満、約６０°以下、又は約１０°〜最大で約９０°の範囲の角柱先端角度、及び、約２マイクロメートル〜約２ｃｍの範囲のピッチを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜６のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７０】
フィルムの実施形態８
前記反射防止構造が、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度、及び、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜７のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７１】
フィルムの実施形態９
前記反射防止構造が、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲の谷〜山の高さを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７２】
フィルムの実施形態１０
前記フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ吸着試験に曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示す、フィルムの実施形態１〜９のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７３】
フィルムの実施形態１１
前記フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ吸着試験に曝露した後に、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示す、フィルムの実施形態１〜９のいずれか１つに記載のフィルム。
フィルムの実施形態１２
前記フィルムが、前記構造化表面を前記砂落下試験に曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示す、フィルムの実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７４】
フィルムの実施形態１３
前記フィルムが、前記構造化表面を前記砂落下試験に曝露した後に。８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示す、フィルムの実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７５】
フィルムの実施形態１４
前記反射防止構造の前記シリコーンエラストマー材料中に無機ナノ粒子（例えば、シリカ、ジルコニア、チタニアなど）を更に含む、フィルムの実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のフィルム。こうした粒子は、約２．０マイクロメートル以下の範囲の粒径を有するものでよい。シリカ粒子は最大でミクロンサイズであってよいが、他の材料で形成された粒子はナノメートルサイズのものが使用されることが好ましい（すなわち、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ以下の範囲）。こうした粒子、特にナノ粒子は、０重量％〜約６０重量％以下の範囲でシリコーンエラストマー材料中に添加してもよい。
【００７６】
フィルムの実施形態１５
主面を有する透明支持裏材と組み合わされたフィルムの実施形態１〜１４のいずれか１つに記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が、前記支持裏材の前記主面と結合されて強化された反射防止構造化フィルムを形成する裏打ち面（例えば、主裏打ち面）を更に含む、フィルム。前記反射防止構造は、前記強化された反射防止構造化フィルムの露出した表面を形成する。
【００７７】
フィルムの実施形態１６
前記透明支持裏材が静電気を消散させる、フィルムの実施形態１５に記載のフィルム。
【００７８】
フィルムの実施形態１７
バリア層と組み合わされたフィルムの実施形態１〜１６のいずれか１つに記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が裏打ち面（例えば、主裏打ち面）を更に含み、前記バリア層が前記構造化フィルム基材の前記裏打ち面と結合される、フィルム。
【００７９】
フィルムの実施形態１８
前記バリア層が水分バリアである、フィルムの実施形態１７に記載のフィルム。
【００８０】
光エネルギー吸収装置の実施形態１
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置であって、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池）と、
前記光吸収装置の使用時に、光エネルギーの供給源と前記光エネルギー受容面との間となるように前記光エネルギー受容面に対して配置された、フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムと、を含む、装置。
【００８１】
装置の実施形態２
前記光吸収装置が、光電池を有する光起電力装置であり、前記反射防止構造化フィルムが表面反射を低減させることにより、前記光電池の電気的出力（すなわち、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率）が少なくとも約３％、好ましくは約５〜１０％の範囲で向上する、装置の実施形態１に記載の装置。
【００８２】
装置の実施形態３
前記光吸収装置が、破損することなく折り畳むか又は少なくともロールに巻くことができるような充分な可撓性及び柔軟性を有する光電池を有する光起電力装置である、装置の実施形態１又は２に記載の装置。
【００８３】
装置の実施形態４
前記光吸収装置が、剛性の光起電力モジュールを含む、装置の実施形態１又は２に記載の装置。
【００８４】
装置の実施形態５
前記光吸収装置が、太陽熱パネルを含む、装置の実施形態１に記載の装置。
【００８５】
装置の実施形態６
前記光吸収装置の前記透明反射防止構造化フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ付着試験に曝露した後に９２％よりも高い光透過率を有する、装置の実施形態１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【００８６】
装置の実施形態７
前記構造化フィルム基材が、ガラス基材上のコーティングである、装置の実施形態１、２及び４〜６のいずれか１つに記載の装置。
【００８７】
フィルムの製造方法の実施形態１
フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定するか又は少なくとも各反射防止構造が構造化表面を有する反射防止構造を有する主構造化面を含む透明構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、透明構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【００８８】
フィルムの製造方法の実施形態２
透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定するか又は少なくとも各反射防止構造が構造化表面を有する反射防止構造を有する主構造化面を含む透明構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、透明構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【００８９】
フィルムの製造方法の実施形態３
前記反射防止構造が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有するように前記構造化表面を処理する、フィルムの製造法の実施形態１又は２に記載の方法。
【００９０】
フィルムの製造方法の実施形態４
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有さないように前記構造化表面を処理する、フィルムの製造法の実施形態１又は２に記載の方法。
【００９１】
フィルムの製造方法の実施形態５
前記透明構造化フィルム基材を提供する工程が、
硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を提供することと、
前記シリコーンエラストマー前駆材料を前記構造化フィルム基材の形状に形成することと、
前記シリコーンエラストマー前駆材料を硬化させて前記構造化フィルム基材を形成することと、を含む、フィルムの製造方法の実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【００９２】
フィルムの製造方法の実施形態６
前記処理する工程が、前記架橋シリコーンエラストマー材料の更なる架橋を生じる電子線照射硬化処理を含む、フィルムの製造方法の実施形態１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【００９３】
装置の製造方法の実施形態１
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、
光受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光温水ヒーター又は他の熱エネルギー吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池など）を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定する工程と、を含む、方法。
【００９４】
装置の製造方法の実施形態２
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
フィルムの製造方法の実施形態１〜６のいずれか１つの方法に従って透明反射防止構造化フィルムを製造する工程と、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光温水ヒーター又は他の熱エネルギー吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池）を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光エネルギー受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定する工程と、を含む、方法。
【００９５】
本発明には、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができる。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。
【００９６】
本発明は、本明細書に詳細に開示されていない要素を欠いても適宜実施されうる。
【００９７】
上記に引用したすべての特許及び特許出願は、「背景技術」の項目において記載されるものを含め、その全容にわたって本文書に援用するものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明反射防止構造化フィルムに関し、詳細には、架橋シリコーンエラストマー材料を含む透明反射防止フィルムに関し、より詳細には、反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマーの架橋密度を有する反射防止構造化表面を有するこうしたフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の化石燃料の燃焼に基づく発電（例えば、石油及び石炭に頼った発電所）のコストの上昇、及びこれにともなう温室効果ガスを低減する必要から、従来とは異なる電力の供給源に対する投資が増大している。例えば、米国エネルギー省は、太陽光発電の研究開発に多大な投資を行ってきた（例えば、太陽エネルギーに基づいた温水及び電力の発生）。このような従来とは異なる発電の供給源の１つとして、太陽光エネルギーを電力に変換する光電池の使用がある。太陽光エネルギーは、住宅用及び商業用の温水を直接的又は間接的に加熱する目的でも使用されている。このような関心の高まりとともに、従来とは異なるこうした太陽エネルギー技術による光エネルギーの吸収効率を高め、これにより利用可能な太陽エネルギーの量を増大させることが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、より有用な光エネルギーを該当する光吸収要素（例えば、光電池）に与えることによって、太陽エネルギー及び他の光エネルギー吸収技術の効率を高める（すなわち、エネルギー発生能力を高める）手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様では、反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材を含む透明反射防止構造化フィルムを提供する。構造化面は光に対する反射防止性を有する。少なくとも反射防止構造は、架橋シリコーンエラストマー材料を含む。各反射防止構造は構造化表面を有する。構造化表面は、反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する。
【０００５】
シリコーンエラストマーは、長期の紫外線曝露下におけるその安定性によって知られ、光学的に透明かつ強靱でありうる。残念なことに、シリコーンエラストマーは、汚れ及び埃の粒子を誘引、吸着及び保持する傾向を有する比較的粘着性の表面を有してもいる。これまで、汚れ及び埃を吸着及び保持するこうした特性のため、シリコーンエラストマーは、例えば光電池用の光学的に透明な角柱状カバーなどの光エネルギー吸収又は変換装置の露出表面を形成するための候補としては望ましくないものであった。本発明は、シリコーンエラストマーの少なくとも表面の架橋密度を高めることによって、シリコーンエラストマー表面のこのような粘着性を大幅に低減させることが可能であり、汚れ及び埃粒子の吸着に対する表面の耐性を大幅に高めることが可能であるという発見に一部基づいてなされたものである。このように架橋密度を高めることによって、シリコーンエラストマー表面の耐摩耗性も向上しうる。したがって、本発明のこの態様においては、フィルムの上の露出した面となるフィルムの構造化表面は、構造化フィルム基材又は少なくとも透明反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する。
【０００６】
各反射防止構造の外側層のみが高いシリコーンエラストマー架橋密度を有することが望ましい場合もある。各反射防止構造のシリコーンエラストマー材料の全体又は大部分が高いシリコーンエラストマー架橋密度を有することが望ましい場合もある。反射防止構造は、ベース部分又は構造化フィルム基材の裏材から突出してよい。各反射防止構造の全体がより高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する場合、フィルムのベース部分又は構造化フィルム基材の裏材が、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さないフィルムの唯一の部分となりうる。構造化表面から構造化フィルム基材内部にいたる高いシリコーンエラストマー架橋密度の深さは、シリコーンエラストマー材料を架橋するために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法の電圧及び／又は線量）の設定条件（例えば、強度及び／又は時間の長さ）によって決まる。
【０００７】
本発明の別の態様では、本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法を提供する。本方法は最初に、構造化表面を画定する反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、構造化面が光に対する反射防止性を有し、構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、構造化フィルム基材を提供する工程を含む。本方法は次に、構造化表面が、構造化フィルム基材の残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように構造化表面を処理する工程を含む。
【０００８】
構造化フィルム基材を提供する工程は、硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を提供することと、シリコーンエラストマー前駆材料を構造化フィルム基材の形状に形成することと、シリコーンエラストマー前駆材料を硬化させて構造化フィルム基材を形成することと、を含んでもよい。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させ、これにより高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する構造化表面を形成するために用いられる方法及び設定条件によっては、高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない反射防止構造の部分が残る場合がある。
【０００９】
本発明の更なる態様では、光吸収要素（例えば、太陽光温水循環管又は他の導管、光電池など）及び透明反射防止構造化フィルムを有する光エネルギー吸収装置（例えば、太陽光温水システム、光起電力発電システムなど）を提供する。光吸収要素は光エネルギー受容面を有し、少なくとも光エネルギーの供給源（例えば太陽）からの光エネルギーが光吸収要素によって吸収されている間は、透明反射防止構造化フィルムが光エネルギーの供給源と光エネルギー受容面との間となるように配置される。光エネルギー吸収装置（例えば、太陽エネルギー変換装置）は、地上における用途及び宇宙での用途の両方を含む広範な用途で使用されている。いくつかの実施形態では、太陽エネルギー変換装置は、自動車、航空機、列車又は船舶のような乗り物に取り付けることができる。これらの環境の多くは、有機ポリマー材料にとって非常に過酷である。
【００１０】
本発明の更なる態様では、光エネルギー吸収装置を製造するための方法を提供する。本方法は、本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、光受容面を有する光吸収要素を提供する工程と、反射防止構造化フィルムを通って光吸収要素の光受容面へと光が通過できるように、光吸収要素に反射防止構造化フィルムを固定する工程と、を含む。
【００１１】
本明細書において使用するところの「フィルム」なる用語は、特に断らないかぎりは、シート、ウェブ、及びこれに類する構造と同義語である。
【００１２】
本明細書において使用するところの「透明な」なる用語は、例えば本発明のフィルムのような構造体が、所望の帯域幅の光を透過させる能力のことを指して言う。ある構造体は、この用語が本明細書において用いられる意味においては、澄んでいるとは考えられない場合であってもなお透明でありうる。これは、この用語が本明細書において用いられる意味において、ある構造体は曇っていると考えられる場合であってもなお透明でありうる、ということである。本発明に基づく透明な構造体は、少なくとも８５％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％又は９８％の光透過率を有することが望ましい。本発明は、広い光の波長帯域において有用でありうる。例えば、本発明は、約４００ｎｍ〜約２５００ｎｍの波長帯域内の光の透過に対して透明であることが望ましい場合がある。この帯域は、近赤外線（ＩＲ）を含む可視光の帯域に一般的に相当する。
【００１３】
本明細書において使用するところの「反射防止構造」なる用語は、光が臨界角よりも大きな角度でポリマー材料に入射して内部で伝播するように、光の入射角を変化させる表面構造のことを指して言う。
【００１４】
本明細書において使用するところに「シリコーンエラストマー架橋密度」なる用語は、シリコーンエラストマー材料の、対象とする特定のフィルム要素（例えば、構造化表面、反射防止構造、構造化フィルム基材など）を形成する部分の平均架橋密度のことを指して言う。平均架橋密度は一般的に、架橋点当たりの１モル当たりのグラム数で測定される（すなわち、架橋点間の分枝鎖の分子量）。
【００１５】
「含む」なる用語及びその変化形は、これらの用語が説明文及び「特許請求の範囲」において用いられている場合に限定的な意味を有するものではない。
【００１６】
「好ましい」及び「好ましくは」なる用語は、特定の状況下で特定の利点をもたらしうる本発明の実施形態のことを指す。しかしながら、同じ、又は他の状況下において他の実施形態が好ましい場合もある。更に、１以上の好ましい実施形態の引用は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲から除外することを目的とするものではない。
【００１７】
本明細書で使用するところの「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つ」、及び「１以上」は、内容上そうでないことが明らかに示されない場合は互換可能に使用される。
【００１８】
「及び／又は」なる用語は、列記される要素の１つ若しくはすべて、又は列記される要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する（例えば、疾患の予防及び／又は治療とは、更なる疾患を予防すること、治療すること、又は疾患を治療及び予防することの両方を意味する）。
【００１９】
本明細書で使用するところの「又は」なる用語は、内容上そうでないことが明らかに示されない場合は一般的に「及び／又は」を含む意味で用いられる。
【００２０】
本明細書では更に、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すべての数（例えば、１〜５の範囲には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、４．６、５、５．３などが包含される）、及びその範囲内のあらゆる範囲が含まれる。
【００２１】
「ポリマー」又は「ポリマー性」及び「エラストマー」及び「エラストマー性」なる用語は、ポリマー、コポリマー（例えば、２種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマー及びこれらの組み合わせ、並びに混和性ブレンド中で形成されうるポリマー、オリゴマー、又はコポリマーを含むものとして理解される。
【００２２】
本明細書において開示される反射防止構造化フィルムの使用によって、反射されて光エネルギー吸収装置の光吸収要素に到達しない光の量が減少することが実証されている。例えば、このような反射防止構造化フィルムにより、従来の太陽光電池モジュールにおいて約３％〜約７％の範囲で平均出力を増加させることが可能となる。本発明は、反射防止構造化フィルムの露出した表面の汚れ及び埃粒子の吸着に対する耐性（すなわち、耐汚れ性）、並びに／又は耐摩耗性を向上させることにより、光エネルギー吸収装置の寿命の間に、このような反射防止構造化フィルムの光に対する透明性を維持する助けとなりうるものである。これにより、本発明は、こうした光吸収装置の光に曝露される表面から反射される入射光の量を低減する助けとなりうるものである。詳細には、構造化面の構造化表面におけるシリコーンエラストマー材料をより高度に架橋することにより、構造化面は、高度の架橋を行わない同じシリコーンエラストマー材料と比較して、更に他のポリマー材料（例えば、ポリウレタン）で形成された同じ構造化面と比較して、向上した機械的耐久性（例えば、落下する砂に対する耐性）を示しうる。このような構造化面は更に、蓄積した汚れ及び埃粒子を比較的容易に取り除くことができる。
【００２３】
光エネルギー吸収装置、及び特に反射防止構造化フィルムの構造化面は、外部環境からの様々な有害な条件に曝されうる。例えば構造化面は、構造化面の構造化表面を損傷させうる雨、風、雹、雪、氷、吹きつける砂などの環境的要素に曝されうる。更に、太陽からの熱及び紫外線に対する曝露などの他の環境条件に対する長期の曝露も構造化面の劣化を引き起こしうる。例えば多くのポリマー有機材料は、紫外線に繰り返し曝露されると分解しやすい。例えば太陽エネルギー変換装置のような光エネルギー吸収装置の耐候性は、材料が劣化したり又は性能が損なわれたりすることなく何年にもわたって機能しうることが望ましいため、一般的に年数によって測定される。材料は、光透過率又は機械的一体性が大幅に損なわれることなく２０年程度の屋外曝露に耐えうることが望ましい。一般的なポリマー有機材料は、２０年といった長期に及んで光透過率又は機械的一体性が損なわれることなく屋外曝露に耐えうるものではない。少なくとも一部の実施形態において、本発明の構造化面は、少なくとも約５年〜少なくとも約２０年の範囲、場合によっては更に長期（例えば、少なくとも約２５年）の耐汚れ性及び／又は機械的耐久性を示すことが予想される。更に、構造化面はシリコーン材料で形成されることから、少なくとも約１５年、約２０年、又は更には約２５年の長期の紫外線安定性を示しうる。
【００２４】
本発明のこれらの利点及び他の利点を、同様の参照符合を用いて同様の部材を表す本発明の図面及び「発明を実施するための形態」に更に示し、説明する。ただし、図面及び説明文はあくまで説明を目的としたものであって、本発明の範囲を不要に限定するものとして読まれるべきものではない点は理解を要する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
添付の図面において、
【図１】本発明の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図２】本発明の代替の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図３】本発明の別の透明反射防止構造化フィルムの実施形態の側縁図。
【図４】光吸収要素によって吸収される光の量を増大させるように配置された透明反射防止構造化フィルムを有する光エネルギー吸収装置の実施形態の側面図。
【図５】光吸収要素によって吸収される光の量を増大させるように入射光が伝播しうる反射の経路を示す、別の光エネルギー吸収装置の実施形態の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明文に、例示的な実施形態をより詳細に示す。以下の本発明の実施形態の説明では、説明を分かりやすくするために特定の用語を用いる。ただし、本発明はそのように選択された特定の用語に限定されるものではなく、そのように選択された各用語には、同様の機能を有するあらゆる技術的均等物が含まれる。更に、説明される異なる実施形態の同じ、又は類似の要素を特定するために同じ参照符合を用いる。
【００２７】
そうではない旨が断られないかぎり、上記明細書及び添付の「特許請求の範囲」に記載される数値的パラメータは、本明細書に開示される教示を利用する当業者が得ようとする所望の特性に応じて変更することが可能な近似的な値である。
【００２８】
図１を参照すると、例示的な透明反射防止構造化フィルム１０は、例えば光の反射を防止する角柱状リブレット（図５を参照）の形の反射防止構造を備える主構造化面１４を有する構造化フィルム基材１２を含む。各反射防止構造１６は、先端角度α、及び露出した構造化表面１８を有する。フィルム１０は更に、そこから反射防止構造１６が延出するベース部分２０を有する。ベース部分２０は、図に示されるように構造１６の一体形成された部分としてもよく、あるいは破線２１によって示されるような別の層としてもよい。構造化フィルム基材１２は、架橋シリコーンエラストマー材料からなる。シリコーンエラストマー材料は、例えば２成分シリコーンゴム（例えば、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ ＲＴＶ６１５シリコーン）、ポリジメチルシロキサン（例えば、ＰＤＭＳ−Ｓ５１）など、又はそれらの組み合わせであってよい。構造化面１４は、各構造化表面１８が構造化フィルム基材１２のコア又は残りの部分２２よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、更なる架橋処理（例えば、電子線照射、紫外線、及び／又は熱エネルギー）に曝露される。高い架橋密度の深さＤは、更なる架橋処理への曝露強度及び／又は架橋処理の長さによって決まる。構造化表面１８のこのような高い架橋密度によって、シリコーンエラストマー表面１８の汚れ及び埃の吸着に対する耐性（汚れ吸着試験の結果によって示される）が高められるとともに、シリコーンエラストマー表面１８の耐摩耗性（砂落下試験の結果によって示される）が高められる。
【００２９】
フィルム１０又は本発明に基づく他のあらゆる透明反射防止構造化フィルムは、場合により用いられる透明支持裏材２４と組み合わせて使用することが望ましい場合がある。こうした実施形態では、支持裏材２４は主面２４ａを有し、構造化フィルム基材１２は更に支持裏材２４の主面２４ａと結合される主裏打ち面１２ａを含むことにより、強化された透明反射防止構造化フィルムが形成される。支持裏材２４は、ポリマー材料若しくはガラス、又は他の透明セラミック材料で形成することができる。例示的なポリマー材料には、ポリメチル（メタ）アクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、プライミングされたＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルム、架橋ポリウレタンフィルム、アクリレートフィルム、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）フィルム、又はこれらのブレンドの内の少なくとも１つ又は組み合わせが含まれる。紫外線吸収剤（チバ・ガイギー社（Ciba Geigy）より販売されるＴｉｎｕｖｉｎ １５７７など）をＰＭＭＡ及びＰＶＤＦとＰＭＭＡとのブレンドに添加することによって、屋外での耐久性を向上させることができる。他の透明セラミック材料は、例えば石英結晶などであってよい。支持裏材２４を形成するうえで、透明な不織布若しくは織布繊維材料、又は切断した透明繊維の使用も可能である。こうした繊維材料は、構造化フィルム１０を形成するシリコーンエラストマー材料中に配するか、構造化フィルム１０上に配するか、あるいはその両方であってよい。
【００３０】
透明支持裏材２４は、静電気を消散させるように選択することもできる。例えば、支持裏材は、支持裏材２４に静電気を消散させるような１以上のポリマー材料で形成することができる。静電気を消散させるため、透明支持裏材２４は、ラブリゾール社（Lubrizol Corp.）からＳＴＡＴＲＩＴＥ Ｘ５０９１ポリウレタン又はＳＴＡＴＲＩＴＥ Ｍ８０９ポリメチルメタクリレートとして販売されるものなどの本質的に静電気消散性のポリマーを含んでもよい。また、スリー・エム社（3M Company）より販売されるＦＣ４４００などの静電気消散性の塩を、透明支持裏材２４を形成するために用いられるポリマー（例えば、ＰＶＤＦ）中に配合してもよい。これに加えるか又はこれに代えて、構造化フィルム基材１２はこうした静電気消散性の塩を含んでもよい。
【００３１】
支持裏材２４に代えるか又は支持裏材２４に加えて、フィルム１０又は本発明に基づく他のあらゆる透明反射防止構造化フィルムは、場合により用いられる水分バリア層２６と組み合わせて使用することが望ましい場合もある。こうした実施形態では、水分バリア層２６は、例えば水分バリア層２６を１以上の中間層（例えば、支持裏材層２４）を介して間接的に、又は構造化フィルム基材１２の主裏打ち面１２ａ上に直接的に積層、コーティング、又は結合することによって形成することができる。また、水分バリア層２６は、フィルム１０の組成を水分バリア性を示すように（例えば、水分の吸収、浸透を阻止するように）配合することによって形成することもできる。
【００３２】
水分バリアは、例えば、それらの全容を本明細書に援用する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６２９４４号、米国特許第７，４８６，０１９号及び同第７，２１５，４７３号、並びに米国特許出願公開第２００６／００６２９３７ Ａ１号に開示されるバリアアセンブリ、又は１以上のバリア層であってよい。シリコーンは高い水蒸気透過率を有し、光電池は一般的に水分の影響を受けやすいことから、水分バリアは有用でありうる。したがって、水分バリア層によって裏打ちすることにより、本発明の透明反射防止構造化フィルムを、水分の影響を受けやすい光電池（例えば、銅／インジウム／ガリウム／セレン又はＣＩＧＳ光電池）上に直接使用することが可能である。
【００３３】
図２を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルムの別の実施形態１０ａでは、主構造面１４は、反射防止構造１６のそれぞれのシリコーンエラストマー材料の全体が、構造化表面１８のシリコーンエラストマー架橋密度と同等のシリコーンエラストマー架橋密度を有し、フィルム１０ａの残りの部分２２が、反射防止構造１６のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように更なる架橋処理に曝露されている。破線２３は、フィルム１０ａの高い架橋密度部分を低い架橋密度部分から分けている。
【００３４】
図３を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルムの更なる実施形態１０ｂでは、反射防止構造１６のそれぞれが別体のベース部分２０’から延出している。別体のベース部分２０’は架橋シリコーンエラストマー材料の１以上の層であってもよく、あるいは別体のベース部分２０’は異なる材料の１以上の層であってもよい（例えば、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ及びＰＥＴなどのより安価な材料）。別体のベース部分２０’は、シリコーンエラストマー材料と異なる材料との適合性に応じて、任意の適当な手段によって反射防止構造１６に接着又は結合される。例えば、ベース部分２０’は、シリコーンエラストマー反射防止構造１６のそれぞれの主裏打ち面１６ａを受承して、主裏打ち面１６ａと結合されるように場合に応じてプライマーでコーティングされるか、又は処理（例えば、コロナ放電処理）若しくは準備される主面２０ａを有しうる。反射防止構造１６は、例えば、その主面の少なくとも一方に反射防止構造１６の所望のパターンと一致する微小複製パターンが形成された金型フィルム（図に示されていない）によって形成することができる。
【００３５】
所望のシリコーンエラストマー前駆材料の層を、ベース部分面２０ａの表面上に押出し、コーティング、又は適用することができる。次いで金型フィルムの微小複製された主面を、シリコーンエラストマー前駆材料の層と接触させることによって、適用されたシリコーンエラストマー前駆材料の露出表面を所望の反射防止構造１６の形状に形成することができる。あるいは、シリコーンエラストマー前駆材料の層を金型フィルムの微小複製された主面上に押出し、コーティング又は適用し、次いで適用された前駆材料の露出した裏面をベース部分面２０ａの表面と積層又は接触させて結合させてもよい。形成された前駆材料をベース部分面２０ａの表面と接触させた時点で、最初にシリコーンエラストマー前駆材料を架橋又は硬化させ、この後、反射防止構造１６の少なくとも表面１８に高い架橋密度を生じさせる架橋を行う。
【００３６】
反射防止構造は、角柱状、角錐状、円錐状、半球状、放物線状、円筒状、及び柱状構造の少なくとも１つ又は組み合わせで構成されうる。角柱からなる反射防止構造は、約９０°未満、約６０°以下、約３０°以下、又は約１０°〜最大で約９０°の範囲の角柱先端角度を有しうる。このような反射防止プリズム構造は、約２マイクロメートル〜約２ｃｍの範囲の谷〜谷、又は山〜山のピッチを有してもよい。角柱からなる反射防止構造は、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度を有してもよい。角柱からなる反射防止構造は、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有してもよい。
【００３７】
反射防止構造は、約１．５５未満の屈折率、好ましくは約１．５０未満の屈折率を示すことが望ましい場合がある。反射防止構造が角柱構造を有する場合（例えば、直線状プリズム構造又はリブレット）、それぞれの角柱が、それらの基部から約９０°未満の頂角、好ましくは約６０°以下の頂角を有する先端へと幅が狭くなることが望ましい場合がある。このような角柱構造は、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲の谷〜山までの高さを有することが望ましい場合がある。このような角柱構造は、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルの範囲の谷〜山までの高さを有することが望ましい場合もある。
【００３８】
本発明の透明反射防止構造化フィルムは、構造化表面を汚れ吸着試験、砂落下試験、又は両試験の組み合わせに曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示すことが望ましい場合がある。これらの試験については後述する。本発明の透明反射防止構造化フィルムは、構造化表面を汚れ吸着試験、砂落下試験、又は両試験の組み合わせに曝露した後に、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示すことが望ましい場合もある。
【００３９】
本発明の透明反射防止構造化フィルムは、反射防止構造のシリコーンエラストマー材料中に無機粒子、好ましくはナノ粒子を含んでもよい。これらの粒子には、任意の適当な無機材料が含まれうる（例えば、シリカ、ジルコニア、チタニアなど、又はこれらの任意の組み合わせ）。こうした粒子は、約２．０マイクロメートル以下の範囲の粒径を有するものでよい。シリカ粒子は最大でミクロンサイズであってよいが、他の材料で形成された粒子はナノメートルサイズのものが使用されることが好ましい（すなわち、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ以下の範囲）。こうした粒子、特にナノ粒子は、０重量％〜約６０重量％以下の範囲でシリコーンエラストマー材料中に添加してもよい。
【００４０】
図４を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルム１０のいずれの実施形態も、例えば、光源熱エネルギー吸収装置（例えば、太陽光温水システム）、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置３０において使用することができる。こうした装置３０は、光エネルギー受容面３２ａを有する光吸収要素３２（例えば、光電池）を更に含み、透明反射防止構造化フィルム１０が、光エネルギーの供給源（例えば、太陽）と光エネルギー受容面３２ａとの間となるように光吸収要素３２に対して配置される。これにより、光源からの光エネルギーは、光吸収要素３２によって吸収される前に構造化フィルム１０を通過することになる。フィルム１０は、光エネルギー受容面３２ａに結合、接着、機械的に締結又は直接接触させて配置することができる。また、必要な場合には、１以上の透明支持裏材２４又は他の中間層を、フィルム１０と光吸収要素３２との間に配置することができる。
【００４１】
光エネルギー吸収装置（例えば、太陽エネルギー変換装置）は、地上における用途及び宇宙での用途の両方を含む広範な用途で使用されている。いくつかの実施形態では、太陽エネルギー変換装置は、自動車、航空機、列車又は船舶などの乗り物に取り付けることができる。これらの環境の多くは、有機ポリマー材料にとって非常に過酷である。
【００４２】
図５を参照すると、本発明の透明反射防止構造化フィルム１０を光エネルギー吸収装置３０の光吸収要素３２とともに使用することにより、反射防止構造１６の表面１８に入射する入射光（矢印４０により示される）が複数回反射される可能性が高くなる（矢印４０Ｒにより示される）。このような光４０の複数回の反射によって、光４０が光吸収要素３２内へと屈折する確率、及び入射光の受容角が大きくなる確率が高くなる。このように、こうした透明反射防止構造の使用により、装置３０の効率及びエネルギー出力を高めることが可能である。
【００４３】
構造化フィルム基材の構造化面は、一連の反射防止構造を有しうる。構造化フィルム基材は１又は複数の材料で形成されるか、かつ／又は多層構造を有しうる。これに代えるか又はこれに加えて、構造化フィルムが多層構造であってもよい。例えば、フィルムは、１種類の材料の配合で形成された構造化面と、ベース及び異なる材料の配合を有する接着剤のそれぞれで形成された、接着剤で裏打ちされた別体のベース部分とを有する。更に、接着剤は１又は複数の層の形であってもよい。
【００４４】
一般的に構造化フィルム基材の反射防止構造は、反射光の相当部分が別の反射防止構造の表面と交差するように設計されている。いくつかの実施形態では、一連の反射防止構造は、基本的に平行な一連の谷によって分離された基本的に平行な一連の山を有する。構造化フィルム基材の断面は様々な波形を有しうる。例えば、構造化フィルム基材の断面は、（１）反射防止構造の山のそれぞれが、対応する谷のそれぞれと同様、同じである対称的なノコ歯パターン、（２）一連の対応する平行な谷によって分離された、高さの異なる一連の平行な反射防止構造の山、又は（３）一連の平行かつ非対称的な谷によって分離された、交互に配された平行かつ非対称的な反射防止構造の山のノコ歯パターンを有しうる。いくつかの実施形態では、反射防止構造の山及び対応する谷は連続的であるが、他の実施形態では山と谷との非連続的なパターンも考えられる。したがって、例えば、反射防止構造の山及び対応する谷は、光エネルギー吸収又は変換装置の一部において途絶している場合もある。谷は、反射防止構造の山又は谷が装置の一端から他端へと進むに従って幅が狭くなるか又は広くなってよい。更に、特定の反射防止構造の山又は対応する谷の高さ及び／又は幅が、山又は谷が装置の一端から他端へと進むに従って変化してもよい。他の実施形態では、一連の反射防止構造は不均一な構造である。例えば、反射防止構造は、高さ、ベース幅、ピッチ、頂角、及び／又は他の任意の構造的側面において異なりうる。いくつかの実施形態では、構造化面の平面からの反射防止構造の傾きは、平均で垂線から３０°未満であることが望ましい。他の実施形態では、反射防止構造は、一寸法において構造化面に対する垂線の周囲でほぼ対称的である。
【００４５】
光吸収装置が光起電力装置である場合、光吸収要素は、太陽光又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池である。反射防止構造化フィルムは表面反射を低減することによって、光電池の電気的出力（すなわち、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率）を向上させる。このようにして本発明の透明反射防止構造化フィルムを使用することにより、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率を、少なくとも約３％、場合により約５％〜約１０％以下の範囲で高めることが可能である。透明反射防止構造はフィルムの形態であるため、光電池は、破損することなくロールに巻いたり、折り畳めたりするような充分な可撓性及び柔軟性を有しうる。
【００４６】
本発明の光エネルギー吸収装置は、反射防止構造化フィルムを通って光吸収要素（例えば、光電池）の光受容面へと光が通過できるように、光吸収要素に反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定することによって作製することができる。光吸収要素は例えば、太陽光温水ヒーター又は他の光により発生する熱エネルギーの吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池、又はこれらの組み合わせであってよい。
【００４７】
本発明に基づく透明反射防止構造化フィルムは、上記に述べたような透明構造化フィルム基材を与え、次いで、構造化表面が、構造化フィルム基材の残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように構造化表面を処理することによって作製することができる。構造化フィルム基材の構造化表面は、例えば、架橋シリコーンエラストマー材料の更なる架橋を生じる処理（例えば、電子線照射硬化処理）に曝露することによって処理することができる。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させるために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法）の設定条件（例えば、強度、電圧、及び／又は時間の長さ）によっては、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない構造化フィルム基材の部分が残る場合がある。低電圧（１５０ｋＶ未満）の電子線照射によって、架橋シリコーンの表面付近に高い架橋密度が生じる。例えば図２に見られるように、処理の設定条件は、反射防止構造のシリコーンエラストマー架橋密度が構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さとなるように選択することもできる（すなわち、構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じシリコーンエラストマー架橋密度を有するように反射防止構造全体を処理する）。また、処理の設定条件は、それぞれの反射防止構造のコア部分が、構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有さないように選択することもできる（図１、３及び４を参照）。
【００４８】
透明構造化フィルム基材は、硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を与えることによって作製することができる。このシリコーンエラストマー前駆材料は、任意の適当な形成方法によって構造化フィルム基材の形状に形成される。例えば、適当な大きさの溝を基材に形成した後、この基材を鋳型表面として使用してその上にシリコーンエラストマー前駆材料をコーティングすることによって、構造化フィルム基材の反射防止構造を有する主構造化面を成形することができる。このような鋳型基材は、例えば、その全容を本明細書に援用するところの米国特許出願公開第２００６／０２３４６０５号に開示される方法及び装置に基づいて作製することができる。シリコーンエラストマー前駆材料は、この形状で硬化させることで構造化フィルム基材が形成される。あるいは、米国特許出願第２００６／０２３４６０５号に開示される金型を使用して、適当な大きさの溝をポリマー鋳型基材（例えば、フィルムの形態の）に成形した後、これを鋳型表面として使用することもできる。
【００４９】
使用するシリコーンシリコーンエラストマー前駆材料に応じて、硬化プロセスにおいて前駆材料に架橋処理を行ってもよい（例えば、熱及び／又は放射線処理）。前駆材料が２成分型の自己硬化型シリコーンエラストマー材料である場合、硬化プロセスにおいて、２成分を混合した後、前駆材料を鋳型表面と充分に長い時間、接触状態に維持することで架橋を生じさせることができる。既に架橋されているシリコーンエラストマー材料を更に架橋させるために用いられる処理（例えば、従来の電子線照射硬化法）の設定条件（例えば、強度、及び／又は時間の長さ）によっては、より高いシリコーンエラストマー架橋密度を有さない反射防止構造の部分、又は少なくとも構造化フィルム基材の部分が残る場合がある。また、それぞれの反射防止構造の全体を、より高いシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同等の架橋密度にまで架橋してもよい。エネルギーコストを節約するため、構造化表面をより高いシリコーンエラストマー架橋密度にまで更に架橋する深さ及び程度を最小に抑えることが望ましい場合もある。
【００５０】
いくつかの実施形態では、構造化フィルム基材は、フィルム基材の厚さ全体にわたって変化する架橋密度を有する。例えば、架橋密度が構造化フィルム基材の構造化表面において最も高く、構造化表面の反対側の表面において最も低くなるように、構造化フィルム基材の厚さに沿った架橋密度の勾配を形成してもよい。約１００ｋＶ〜約１５０ｋＶの範囲などの比較的低電圧の電子線照射を用いて、構造化フィルム基材の表面の架橋密度を高めることが可能である。
【００５１】
以下の実施例は、あくまで本発明の特徴、利点、及び他の詳細を更に説明する目的で選択されたものである。しかしながら、実施例はこの目的を果たすものではあるが、使用される特定の成分及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明の範囲を必要以上に限定するものとして解釈されるべきではない点は明確に理解されるはずである。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
ニューヨーク州ウォーターフォード所在のモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社（Momentive Performance Materials）より販売されるＲＴＶ６１５のＡ液及びＲＴＶ６１５のＢ液を１０：１の比で混合し、４枚の石英スライドガラスのそれぞれに厚さ１００マイクロメートルでコーティングした。次いで、シリコーンコーティングされた石英スライドガラスを対流式オーブン中で８５℃に３０分加熱し、熱硬化性シリコーン前駆材料を架橋／硬化させた。次いで、架橋シリコーンでコーティングされたこれらのスライドガラスを、表１に示す電子線照射処理に曝露した。次いで、得られた電子線照射架橋シリコーンコーティングの貯蔵弾性率を、ナノインデンテーション法により調べた。これらの電子線照射シリコーンコーティングにおける貯蔵弾性率の変化を表１に示す。試料の貯蔵弾性率の増大は、コーティングの架橋密度が増大したことを示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
シリコーンエラストマー表面の貯蔵弾性率（すなわち、架橋密度）が少しでも増大することが望ましい。シリコーンエラストマー表面が少なくとも約２０ＭＰａ、約２５ＭＰａ、約３０ＭＰａ、又はこれよりも高い貯蔵弾性率を示す場合に、好ましい結果が得られた。
【００５５】
（実施例２）
高分子量のＰＤＭＳ（ジェレスト社（Gelest）より販売されるＰＤＭＳ−Ｓ５１）を、２枚の石英スライドガラスのそれぞれに１００マイクロメートルの厚さでコーティングした。シリコーンコーティングされた石英スライドガラス（試料１及び２）を両方とも電子線処理に曝露して、架橋性シリコーンＰＤＭＳ前駆物質を架橋／硬化させた。次いでこれらのコーティングされたスライドガラスの一方（試料２）を、１４０ｋＶ及び６０Ｍｒａｄの更なる電子線照射処理に曝露した。
【００５６】
試料１及び２を、２枚のコーティングしていないそのままの石英スライドガラスとともに、以下に述べる汚れ吸着試験に供した。試験を行う前の最初の光透過率を（Ｔｉ）、試験を行った後の最終的な光透過率を（Ｔｆ）とし、最初の光透過率と最終的な透過率との差（Ｔｄ）を下記表２にそれぞれについて示した。表のデータは、非処理の試料１（すなわち、更なる架橋を行わなかったもの）と比較して、更なる処理を行った試料２（すなわち、更なる架橋を行ったもの）では、光透過率が大幅に増大したことを示している。この光透過率の差は、更なる処理を行ったシリコーンエラストマー表面（試料２）は、試料１よりも汚れの吸着及び保持量が少ないことによるものである。表のデータは、そのままのスライドガラスの光透過度は汚れ吸着試験による影響が最も小さく、試料２は同等の結果を有したことを示している。
【００５７】
【表２】
【００５８】
（実施例３）
高分子量のＰＤＭＳ（ジェレスト社（Gelest）より販売されるＰＤＭＳ−Ｓ５１）を、２枚の石英スライドガラスのそれぞれに１００マイクロメートルの厚さでコーティングした。シリコーンコーティングされた石英スライドガラス（試料１及び２）を両方とも電子線処理に曝露して、硬化性シリコーンＰＤＭＳ前駆物質を架橋／硬化させた。次いでこれらのコーティングされたスライドガラスの一方（試料２）を、１４０ｋＶ及び６０Ｍｒａｄの更なる電子線照射処理に曝露した。
【００５９】
試料１及び２を、１枚のコーティングしていないそのままの石英スライドガラスとともに、以下に述べる砂落下試験に供した。試験を行う前の最初の光透過率を（Ｔｉ）、試験を行った後の最終的な光透過率を（Ｔｆ）とし、最初の光透過率と最終的な透過率との差（Ｔｄ）を下記表３にそれぞれについて示した。表のデータは、非処理の試料１（すなわち、更なる架橋を行わなかったもの）と比較して、更なる処理を行った試料２（すなわち、更なる架橋を行ったもの）では、光透過率が大幅に増大したことを示している。このデータは、硬化シリコーンエラストマー材料の更なる架橋によって、表面の摩耗に対する耐性を高めることができることを示している。この透過率の差は、更なる処理を行ったシリコーンエラストマー表面（試料２）は、試料１の表面よりも研磨砂によって影響されにくいために生じるものである。表のデータは、そのままのスライドガラスの光透過度は砂落下試験による影響が最も小さく、試料２はほとんど同じ結果を有したことを示している。
【００６０】
【表３】
【００６１】
試験方法
汚れ吸着試験
本明細書において使用する汚れ吸着試験では、１ガロン（３．７８Ｌ）のＮａｌｇｅｎ容器の内部に透明反射防止構造化フィルムの試料を１００ｇの細かい／埃状のアリゾナ土と一緒に入れて容器をタンブルすることを行う。１．５インチ（３．８ｃｍ）×２．５インチ（６．４ｃｍ）の試料を、３インチ（７．６ｃｍ）×５インチ（１２．７ｃｍ）のより大きな１０ミル（０．２５ｍｍ）ＰＥＴ片に取り付ける。試料及び汚れは、モータ駆動ローラ上に水平に置かれたＮａｌｇｅｎ容器の内側のバッフル板によってタンブルされる。２分間のタンブリング後、試料を缶入り圧縮空気で吹き飛ばし、表面に結合した汚れのみが残るように余分な汚れを除去した。
【００６２】
砂落下試験
本明細書において使用する砂落下試験では、反射防止構造の構造化表面上に直径１インチ（２．５ｃｍ）のパイプから１０００ｇの砂を落下させることを行う。
【００６３】
本発明の例示的実施形態
反射防止フィルムの実施形態１
透明反射防止構造化フィルム、シート、ウェブ、又はこれに類するものであって、反射防止構造を有する主構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面は光に対する反射防止性を有し、少なくとも前記反射防止構造が架橋シリコーンエラストマー材料を含み、各反射防止構造が構造化表面を有し、前記構造化表面が、前記反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、構造化フィルム基材を含む、フィルム、シート、ウェブ、又はこれに類するもの。
【００６４】
フィルムの実施形態２
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、フィルムの実施形態１に記載のフィルム。
【００６５】
フィルムの実施形態３
前記構造化表面が少なくとも約２０ＭＰａの貯蔵弾性率を有し、前記構造化フィルム基材の残りの部分がそれよりも低い貯蔵弾性率を有する、フィルムの実施形態１又は２に記載のフィルム。
【００６６】
フィルムの実施形態４
前記構造化表面が少なくとも約２０ＭＰａの貯蔵弾性率を有し、それぞれの反射防止構造の残りの部分がそれよりも低い貯蔵弾性率を有する、フィルムの実施形態１〜３のいずれか１つに記載のフィルム。
【００６７】
フィルムの実施形態５
前記構造化フィルム基材が、前記反射防止構造が延出するベース部分を更に含み、前記反射防止構造のそれぞれの前記シリコーンエラストマー材料の全体が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有し、前記ベース部分が、前記反射防止構造のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、フィルムの実施形態１に記載のフィルム。
【００６８】
フィルムの実施形態６
前記反射防止構造が、角柱状、角錐状、円錐状、放物線状、半球状、円筒状、及び柱状構造の少なくとも１つ又はそれらの組み合わせを含む、フィルムの実施形態１〜５のいずれか１つに記載のフィルム。
【００６９】
フィルムの実施形態７
前記反射防止構造が、約９０°未満、約６０°以下、又は約１０°〜最大で約９０°の範囲の角柱先端角度、及び、約２マイクロメートル〜約２ｃｍの範囲のピッチを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜６のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７０】
フィルムの実施形態８
前記反射防止構造が、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度、及び、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜７のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７１】
フィルムの実施形態９
前記反射防止構造が、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲の谷〜山の高さを有する角柱を含む、フィルムの実施形態１〜８のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７２】
フィルムの実施形態１０
前記フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ吸着試験に曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示す、フィルムの実施形態１〜９のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７３】
フィルムの実施形態１１
前記フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ吸着試験に曝露した後に、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示す、フィルムの実施形態１〜９のいずれか１つに記載のフィルム。
フィルムの実施形態１２
前記フィルムが、前記構造化表面を前記砂落下試験に曝露した後に、少なくとも約８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％又は９９％の光透過率を示す、フィルムの実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７４】
フィルムの実施形態１３
前記フィルムが、前記構造化表面を前記砂落下試験に曝露した後に。８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％又は１％未満の光透過率の変化を示す、フィルムの実施形態１〜１１のいずれか１つに記載のフィルム。
【００７５】
フィルムの実施形態１４
前記反射防止構造の前記シリコーンエラストマー材料中に無機ナノ粒子（例えば、シリカ、ジルコニア、チタニアなど）を更に含む、フィルムの実施形態１〜１３のいずれか１つに記載のフィルム。こうした粒子は、約２．０マイクロメートル以下の範囲の粒径を有するものでよい。シリカ粒子は最大でミクロンサイズであってよいが、他の材料で形成された粒子はナノメートルサイズのものが使用されることが好ましい（すなわち、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ以下の範囲）。こうした粒子、特にナノ粒子は、０重量％〜約６０重量％以下の範囲でシリコーンエラストマー材料中に添加してもよい。
【００７６】
フィルムの実施形態１５
主面を有する透明支持裏材と組み合わされたフィルムの実施形態１〜１４のいずれか１つに記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が、前記支持裏材の前記主面と結合されて強化された反射防止構造化フィルムを形成する裏打ち面（例えば、主裏打ち面）を更に含む、フィルム。前記反射防止構造は、前記強化された反射防止構造化フィルムの露出した表面を形成する。
【００７７】
フィルムの実施形態１６
前記透明支持裏材が静電気を消散させる、フィルムの実施形態１５に記載のフィルム。
【００７８】
フィルムの実施形態１７
バリア層と組み合わされたフィルムの実施形態１〜１６のいずれか１つに記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が裏打ち面（例えば、主裏打ち面）を更に含み、前記バリア層が前記構造化フィルム基材の前記裏打ち面と結合される、フィルム。
【００７９】
フィルムの実施形態１８
前記バリア層が水分バリアである、フィルムの実施形態１７に記載のフィルム。
【００８０】
光エネルギー吸収装置の実施形態１
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置であって、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池）と、
前記光吸収装置の使用時に、光エネルギーの供給源と前記光エネルギー受容面との間となるように前記光エネルギー受容面に対して配置された、フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムと、を含む、装置。
【００８１】
装置の実施形態２
前記光吸収装置が、光電池を有する光起電力装置であり、前記反射防止構造化フィルムが表面反射を低減させることにより、前記光電池の電気的出力（すなわち、光エネルギーを電気エネルギーに変換する効率）が少なくとも約３％、好ましくは約５〜１０％の範囲で向上する、装置の実施形態１に記載の装置。
【００８２】
装置の実施形態３
前記光吸収装置が、破損することなく折り畳むか又は少なくともロールに巻くことができるような充分な可撓性及び柔軟性を有する光電池を有する光起電力装置である、装置の実施形態１又は２に記載の装置。
【００８３】
装置の実施形態４
前記光吸収装置が、剛性の光起電力モジュールを含む、装置の実施形態１又は２に記載の装置。
【００８４】
装置の実施形態５
前記光吸収装置が、太陽熱パネルを含む、装置の実施形態１に記載の装置。
【００８５】
装置の実施形態６
前記光吸収装置の前記透明反射防止構造化フィルムが、前記構造化表面を前記汚れ付着試験に曝露した後に９２％よりも高い光透過率を有する、装置の実施形態１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【００８６】
装置の実施形態７
前記構造化フィルム基材が、ガラス基材上のコーティングである、装置の実施形態１、２及び４〜６のいずれか１つに記載の装置。
【００８７】
フィルムの製造方法の実施形態１
フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定するか又は少なくとも各反射防止構造が構造化表面を有する反射防止構造を有する主構造化面を含む透明構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、透明構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【００８８】
フィルムの製造方法の実施形態２
透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定するか又は少なくとも各反射防止構造が構造化表面を有する反射防止構造を有する主構造化面を含む透明構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、透明構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【００８９】
フィルムの製造方法の実施形態３
前記反射防止構造が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有するように前記構造化表面を処理する、フィルムの製造法の実施形態１又は２に記載の方法。
【００９０】
フィルムの製造方法の実施形態４
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有さないように前記構造化表面を処理する、フィルムの製造法の実施形態１又は２に記載の方法。
【００９１】
フィルムの製造方法の実施形態５
前記透明構造化フィルム基材を提供する工程が、
硬化性であることで架橋シリコーンエラストマー材料を形成するシリコーンエラストマー前駆材料を提供することと、
前記シリコーンエラストマー前駆材料を前記構造化フィルム基材の形状に形成することと、
前記シリコーンエラストマー前駆材料を硬化させて前記構造化フィルム基材を形成することと、を含む、フィルムの製造方法の実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【００９２】
フィルムの製造方法の実施形態６
前記処理する工程が、前記架橋シリコーンエラストマー材料の更なる架橋を生じる電子線照射硬化処理を含む、フィルムの製造方法の実施形態１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【００９３】
装置の製造方法の実施形態１
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
フィルムの実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、
光受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光温水ヒーター又は他の熱エネルギー吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池など）を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定する工程と、を含む、方法。
【００９４】
装置の製造方法の実施形態２
例えば光源（例えば太陽光）の熱エネルギー吸収装置、光起電力装置、又は他の任意の光エネルギー吸収装置などの光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
フィルムの製造方法の実施形態１〜６のいずれか１つの方法に従って透明反射防止構造化フィルムを製造する工程と、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素（例えば、太陽光温水ヒーター又は他の熱エネルギー吸収装置、太陽エネルギー又は他の光エネルギーを電気エネルギーに変換するための光電池）を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光エネルギー受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを機械的に取り付けるか、接着剤により接着するか、あるいは他の手段により固定する工程と、を含む、方法。
【００９５】
本発明には、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な改変及び変更を行うことができる。したがって本発明は上記の記載によって限定されるものではないが、以下の「特許請求の範囲」及びそのあらゆる均等物において記載される限定条件によって規制されるものである。
【００９６】
本発明は、本明細書に詳細に開示されていない要素を欠いても適宜実施されうる。
【００９７】
上記に引用したすべての特許及び特許出願は、「背景技術」の項目において記載されるものを含め、その全容にわたって本文書に援用するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明反射防止構造化フィルムであって、
反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、少なくとも前記反射防止構造が架橋シリコーンエラストマー材料を含み、各反射防止構造が構造化表面を有し、前記構造化表面は、前記反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、構造化フィルム基材を含む、フィルム。
【請求項２】
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記構造化フィルム基材が、前記反射防止構造が延出するベース部分を更に含み、前記反射防止構造のそれぞれの前記シリコーンエラストマー材料の全体が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有し、前記ベース部分が、前記反射防止構造のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
前記反射防止構造が、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度、及び、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有する角柱を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項５】
前記フィルムが、（ａ）前記構造化表面を汚れ付着試験に曝露した後に８％未満の光透過率の変化、又は（ｂ）前記構造化表面を砂落下試験に曝露した後に８％未満の光透過率の変化の少なくとも一方を示す、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項６】
主面を有する透明支持裏材と組み合わされた請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルムであって、前記透明支持裏材が静電気を消散させ、前記構造化フィルム基材が、前記支持裏材の前記主面と結合されて強化された反射防止構造化フィルムを形成する裏打ち面を更に含む、フィルム。
【請求項７】
水分バリア層と組み合わされた請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が裏打ち面を更に含み、前記水分バリア層が前記構造化フィルム基材の前記裏打ち面と結合される、フィルム。
【請求項８】
光エネルギー吸収装置であって、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素と、
光エネルギーの供給源からの光エネルギーが前記光吸収要素によって吸収されている間、前記光エネルギーの供給源と前記光エネルギー受容面との間となるように配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明反射防止構造化フィルムと、を含む、光エネルギー吸収装置。
【請求項９】
透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定する反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【請求項１０】
光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、
光受容面を有する光吸収要素を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを固定する工程と、を含む、方法。
【請求項１】
透明反射防止構造化フィルムであって、
反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、少なくとも前記反射防止構造が架橋シリコーンエラストマー材料を含み、各反射防止構造が構造化表面を有し、前記構造化表面は、前記反射防止構造化フィルムの残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、構造化フィルム基材を含む、フィルム。
【請求項２】
前記反射防止構造のそれぞれのコア部分が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記構造化フィルム基材が、前記反射防止構造が延出するベース部分を更に含み、前記反射防止構造のそれぞれの前記シリコーンエラストマー材料の全体が、前記構造化表面のシリコーンエラストマー架橋密度と概ね同じ高さのシリコーンエラストマー架橋密度を有し、前記ベース部分が、前記反射防止構造のそれぞれのシリコーンエラストマー架橋密度よりも低いシリコーンエラストマー架橋密度を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
前記反射防止構造が、約１５°〜約７５°の範囲の角柱先端角度、及び、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートルの範囲のピッチを有する角柱を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項５】
前記フィルムが、（ａ）前記構造化表面を汚れ付着試験に曝露した後に８％未満の光透過率の変化、又は（ｂ）前記構造化表面を砂落下試験に曝露した後に８％未満の光透過率の変化の少なくとも一方を示す、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム。
【請求項６】
主面を有する透明支持裏材と組み合わされた請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルムであって、前記透明支持裏材が静電気を消散させ、前記構造化フィルム基材が、前記支持裏材の前記主面と結合されて強化された反射防止構造化フィルムを形成する裏打ち面を更に含む、フィルム。
【請求項７】
水分バリア層と組み合わされた請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルムであって、前記構造化フィルム基材が裏打ち面を更に含み、前記水分バリア層が前記構造化フィルム基材の前記裏打ち面と結合される、フィルム。
【請求項８】
光エネルギー吸収装置であって、
光エネルギー受容面を有する光吸収要素と、
光エネルギーの供給源からの光エネルギーが前記光吸収要素によって吸収されている間、前記光エネルギーの供給源と前記光エネルギー受容面との間となるように配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明反射防止構造化フィルムと、を含む、光エネルギー吸収装置。
【請求項９】
透明反射防止構造化フィルムを製造するための方法であって、
構造化表面を画定する反射防止構造を有する構造化面を含む構造化フィルム基材であって、前記構造化面が光に対する反射防止性を有し、前記構造化フィルム基材が架橋シリコーンエラストマー材料を含む、構造化フィルム基材を提供する工程と、
前記構造化表面が前記構造化フィルム基材の前記残りの部分よりも高いシリコーンエラストマー架橋密度を有するように、前記構造化表面を処理する工程と、を含む、方法。
【請求項１０】
光エネルギー吸収装置を製造するための方法であって、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明反射防止構造化フィルムを提供する工程と、
光受容面を有する光吸収要素を提供する工程と、
前記反射防止構造化フィルムを通って前記光吸収要素の前記光受容面へと光が通過できるように、前記光吸収要素に対して前記反射防止構造化フィルムを固定する工程と、を含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１６６４５（Ｐ２０１３−５１６６４５Ａ）
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４７１１３（Ｐ２０１２−５４７１１３）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６０６９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８１９７４
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６０６９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８１９７４
【国際公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]