聚光膜及其制造方法、聚光元件、太阳能电池以及聚光方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102483482 A (43)申请公布日 2012.05.30 C N 1 0 2 4 8 3 4 8 2 A *CN102483482A* (21)申请号 201080040273.9 (22)申请日 2010.09.10 2009-210765 2009.09.11 JP G02B 5/32(2006.01) C08J 7/00(2006.01) G02B 3/08(2006.01) G03H 1/08(2006.01) (71)申请人大金工业株式会社 地址日本大阪府大阪市 (72)发明人佐藤数行 尾崎秀典 荒木孝之 (74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限

2、 公司 11127 代理人丁香兰 孟伟青 (54) 发明名称 聚光膜及其制造方法、聚光元件、太阳能电池 以及聚光方法 (57) 摘要 本发明提供能够以高效率聚集宽角度范围的 入射光的聚光方法和聚光膜、具备该聚光膜的聚 光元件、以及太阳能电池。本发明涉及一种聚光 膜，其特征在于，其为由有机材料构成的聚光膜， 其具有多级层次图案。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.03.09 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2010/065636 2010.09.10 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/030858 JA 2011.03.17 (51)Int.Cl

3、. 权利要求书1页 说明书44页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 44 页 附图 6 页 1/1页 2 1.一种聚光膜，其为由有机材料构成的透过型的聚光膜，其特征在于， 该聚光膜具有多级层次图案。 2.如权利要求1所述的聚光膜，其中，该聚光膜聚集平均80以上的相对于聚光膜的 法线方向以089的角度入射的光。 3.如权利要求1或2所述的聚光膜，其中，在具有多级层次图案的区域中，最小厚度相 对于最大厚度为25以下。 4.如权利要求1、2或3所述的聚光膜，其中， 多级层次图案为将深度不同的2个以上的凹部组合而构成的图案， 至少一个凹部

4、的深度大于该凹部的宽度。 5.如权利要求1、2、3或4所述的聚光膜，其中，有机材料具有1.301.65的折射率。 6.如权利要求1、2、3、4或5所述的聚光膜，其中，有机材料为氟树脂。 7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的聚光膜，其中，多级层次图案为利用离散傅里叶变 换计算出的图案，以聚集平均80以上的相对于聚光膜的法线方向以089的角度入 射的光。 8.一种聚光元件，其特征在于，其具备权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的聚光膜。 9.如权利要求8所述的聚光元件，其中，所述聚光元件还具备选自由菲涅耳透镜和双 凸透镜组成的组中的至少一种透镜。 10.如权利要求9所述的聚光元件，其中，透

5、镜由氟树脂构成。 11.一种太阳能电池，其特征在于，其具备权利要求8、9或10所述的聚光元件。 12.一种聚光膜的制造方法，其为制造权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的聚光膜的方 法，其特征在于，该方法包括： 利用离散傅里叶变换计算多级层次图案的工序；和 形成具有该多级层次图案的聚光膜的工序。 13.如权利要求12所述的聚光膜的制造方法，其特征在于，形成聚光膜的工序包括： 形成铸模的工序，该铸模具有通过离散傅里叶变换计算出的多级层次图案的反转图 案；和 使该铸模与由有机材料构成的膜接触，形成具有多级层次图案的聚光膜的工序。 14.如权利要求12所述的聚光膜的制造方法，其特征在于，形成聚光膜

6、的工序包括： 对由有机材料构成的膜照射激光，形成具有多级层次图案的聚光膜的工序。 15.一种聚光方法，其为使用权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的聚光膜的聚光方法，其 特征在于，该方法包括： 使光入射到聚光膜的具有多级层次图案的面的工序；和 使所入射的光从聚光膜的与光入射的面相反的面射出的工序。 权 利 要 求 书CN 102483482 A 1/44页 3 聚光膜及其制造方法、 聚光元件、 太阳能电池以及聚光方法 技术领域 0001 本发明涉及聚光膜及其制造方法、具备该聚光膜的聚光元件、具备该聚光元件的 太阳能电池以及使用了聚光膜的聚光方法。 背景技术 0002 近年来，与逐渐显著的能量

7、资源问题和地球环境问题相对应，太阳能发电的重要 性逐渐增强，太阳能发电利用的扩大和能量供给技术的开发正在积极进行。 0003 从经济性的方面出发，太阳能发电的目标在于与通用电力相同的发电成本，因而 要求开发出能够降低组件制造成本且发电效率高的太阳能电池。 0004 作为用于提高发电效率的方法，认为有提高在太阳能电池中的聚光效率的方法。 以往，作为用于聚光的光学部件，可以举出(1)透镜(球面、非球面型)、(2)凹面镜、(3)平 面膜等。 0005 作为平面膜，已进行了菲涅耳透镜等光学部件的开发(例如，参见专利文献1。)。 但是，现有的平面膜无法以高效率聚集相对于平面膜的面内方向由小角度入射的光，

8、因此 在用作太阳能电池用的聚光膜时，为了以高效率进行发电，需要制成使太阳能电池单元的 方向跟踪太阳光的照射方向的所谓跟踪型太阳能电池。跟踪型太阳能电池是对聚光元件进 行控制以使其总是朝向太阳方向的系统，因此系统整体的结构复杂，成本和设备方面存在 问题。 0006 另外，作为平面膜，还已知使用了全息图的光学元件。例如，可以举出在感光性材 料上激光印刷全息衍射图案而制作的全息图。这样的全息衍射图案的形成使用了下述方 法：对于重铬酸明胶等感光性材料，在感光性材料面记录激光等参照光和物体光的干涉条 纹，通过光学方式在记录面定影物体光的复数振幅的信息。但是，上述感光性材料缺乏耐久 性(耐湿性、耐候性)，

9、因此在将具有该全息衍射图案的平面膜用于太阳能电池时，要安装 到太阳能电池单元的内部，例如形成如非专利文献1中所公开那样的内部全反射方式的太 阳能电池单元，因此从结构上来看不是以宽角度范围进行聚光(全方位聚光)。 0007 另一方面，还提出了通过利用计算机计算衍射图案而形成的计算机全息图(CGH： Computer Generated Hologram)，而不是在感光性材料上进行激光印刷而得到的全息衍射 图案。 0008 专利文献2公开了一种光分路器，其具有：至少一个第一光学系统；形成有将由第 一光学系统以辐射状发射的光分成两个以上的光束且将该光束聚集到两个以上的点的衍 射光栅图案的全息元件；以

10、及，在与两个以上的点对应的位置配置有光接收部的两个以上 的第二光学系统。并且记载了：全息元件的衍射面的光学相位的确定可以通过利用计算机 的计算机全息技术来进行设计，但这种现有的全息元件无法聚集宽角度范围的入射光。 0009 另外，专利文献3中公开了利用傅里叶变换计算出计算机全息图。但是，专利文献 3中公开的计算机全息图的基材是石英，所得到的层次图案也留在石英表面上，因此用途限 定于显示装置等，无法用于聚光。 说 明 书CN 102483482 A 2/44页 4 0010 现有技术文献 0011 专利文献 0012 专利文献1：日本专利第3687836号说明书 0013 专利文献2：日本特开2

11、002-228819号公报 0014 专利文献3：日本特开2004-206254号公报 0015 非专利文献 0016 非专利文献1：一一等、“一効率改善水 平面集光器(改善太阳能电池板的效率的全息平面聚光器)”、Laser Focus World Japan、日本、2009年、第2卷、p.26-28 发明内容 0017 发明要解决的问题 0018 即使将现有的在感光性材料上进行激光印刷而制作的全息图用于聚光膜，由于在 耐候性、耐湿性等方面欠缺，因此如上所述也无法制成可实现全方位聚光的光学元件。另 外，现有的光学元件中使用的计算机全息图仅具有二级(二值)的层次所产生的空间调制 度的图案，即使适

12、用于聚光膜，也无法聚集宽角度范围的入射光。 0019 本发明的目的在于提供能够以高效率聚集宽角度范围的入射光的聚光膜、具备该 聚光膜的聚光元件、以及太阳能电池、和能够以高效率聚集宽角度范围的入射光的聚光方 法。 0020 用于解决问题的手段 0021 本发明涉及一种聚光膜，其为由有机材料构成的透过型的聚光膜，其特征在于，其 具有多级层次(多值階調)图案。 0022 另外，本发明涉及一种聚光元件，其特征在于，其具备上述聚光膜。 0023 此外，本发明涉及一种太阳能电池，其特征在于，其具备上述聚光元件。 0024 本发明涉及一种聚光膜的制造方法，其特征在于，其为制造上述聚光膜的方法，该 方法包括以

13、下工序：利用离散傅里叶变换计算多级层次图案的工序；和形成具有该多级层 次图案的聚光膜的工序。 0025 另外，本发明涉及一种聚光方法，其特征在于，其为使用上述聚光膜的聚光方法， 该方法包括以下工序：使光入射到聚光膜的具有多级层次图案的面的工序；和使所入射的 光从聚光膜的与光入射的面相反的面射出的工序。 0026 以下详细说明本发明。 0027 本发明的聚光膜是由有机材料构成的透过型的聚光膜。“透过型的聚光膜”是指使 入射到聚光膜的单面的光从与光入射的面相反的面射出的聚光膜。 0028 本发明的聚光膜具有多级层次图案。通过具有多级层次图案，能够进行宽角度范 围的面内聚光。多级层次图案是也被称为计

14、算机多级(多值)全息光栅图案等的图案。 0029 多级层次图案优选为构成计算机全息图的图案。即，本发明的聚光膜优选具备具 有多级层次图案的计算机全息图。计算机全息图并不是通过参照光和物体光的干涉条纹形 成而形成的，因而作为用于形成聚光膜的材料，不需要使用感光性材料，能够形成具有耐久 性的全息图。 说 明 书CN 102483482 A 3/44页 5 0030 本说明书中，“多级层次图案”是具有由计算机计算出的多级的层次的图案。“多级 层次”是指具有3级以上的层次，与2级的层次相区别。另外，也与在有机材料上进行激光 印刷而得到的全息衍射图案那样的记录了相位信息的波形图案相区别。此处，“层次”是

15、指 聚光膜的膜厚变化的程度，例如，在具有多级层次图案的聚光膜中，具有3阶段以上的膜厚 的值。 0031 多级层次图案优选为将深度不同的两个以上的凹部组合而构成的图案。作为俯视 多级层次图案时的凹部的形状，可以如图9的(a)所示为四边形，也可以如图9的(b)所示 为圆形，另外，还可以如图9的(e)所示为椭圆形等。多级层次图案中，这些凹部可以独立 存在，或者也可以连续相连而存在。此外，其剖视时的形状可以如图9的(c)所示为三角形 状，也可以如图9的(d)所示为半圆形状或半椭圆形状。另外，多级层次图案优选为以同心 圆状、四棱锥或者三棱锤为基本的图案。例如，多级层次图案优选为两个以上的圆锥状、四 棱锥

16、状或者三棱锥状、聚光膜的膜厚变薄的层次图案连接而成的图案，也优选为该层次图 案以棋盘格状连接而成的图案。也可以是两个以上的圆锥状、四棱锥状或者三棱锥状、聚光 膜的膜厚变薄的层次图案在整个面进行连接而成的图案。上述“圆锥状、四棱锥状或者三棱 锥状”只要是大致能够认识为圆锥状、四棱锥状或者三棱锥状的形状即可。另外，多级层次 图案优选为432层次的图案。 0032 凹部是在具有多级层次图案的区域中聚光膜的厚度比该聚光膜的最大厚度薄的 部分。例如，凹部的深度只要在具有多级层次图案的区域中为聚光膜的最大厚度的10以 上即可。图9中的L表示凹部的间距，d表示凹部的深度。 0033 多级层次图案例如为将具有

17、与聚光膜的面内方向实质上平行的底部的两个以上 的凹部组合而构成的图案，该两个以上的凹部优选为至少两个凹部的深度不同的凹部。多 级层次图案只要是将至少两个深度不同的凹部组合而构成的图案即可。可以具有多个深度 实质上相同的凹部。上述凹部通常具有与聚光膜的面内方向实质上垂直的侧面部，但两个 以上的凹部组合而构成多级层次图案的情况下，深度小于相邻的凹部时，有时也不具有侧 面部。 0034 作为多级层次图案，例如，可以举出图1的聚光膜的截面示意图中所示那样的形 态。图1所示的聚光膜的多级层次图案由凹部11a、11b、11c、11d、11e和11f构成，在具有 多级层次图案的区域中，最大厚度为d max

18、，最小厚度为d min 。例如，凹部11d具有底部12和 侧面部13。凹部的深度根据构成聚光膜的材料、聚光膜的尺寸和形状等适当设定。需要说 明的是，此处“凹部的深度”是指，以具有多级层次图案的区域中的聚光膜的最大厚度为基 准，从具有多级层次图案的面至相对侧的面的距离，例如，图1中的凹部11d的深度d f 为以 d max -d xin 表示的距离。凹部的深度例如优选为0.01m100m，更优选为0.1m30m。 0035 聚光膜在具有多级层次图案的区域中最小厚度(d min )相对于最大厚度(d max )优选 为25以下。作为聚光膜，为了充分提高聚光效率，在上述多级层次图案中最大厚度与最小

19、厚度之差优选较大，由此能够制成聚光效率高的聚光膜。需要说明的是，在具有2级层次的 计算机全息图中，最小厚度相对于最大厚度的比例为50。需要说明的是，“具有多级层次 图案的区域”是指形成了上述层次的区域，例如，如后所述为了形成多级层次图案而使用铸 模时，为与该铸模的形成了多级层次图案的反转图案的区域接触而形成的区域。 0036 聚光膜的多级层次图案的间距(间隔)优选为100m以下。更优选为10m以 说 明 书CN 102483482 A 4/44页 6 下，进一步优选为1um以下。多级层次图案的间距通常与上述凹部的宽度相同。在俯视时 的凹部为四边形时，上述凹部的宽度优选为四边形的最小的边的长度，

20、只要至少一个凹部 的宽度在上述范围即可。这样的俯视或剖视时的凹部的形状为四边形的情况下的优选形态 同样也适合于俯视时的凹部的形状为圆形、三角形等的情况。 0037 多级层次图案优选相位全息图的厚度比干涉条纹的间隔厚。通过使相位全息图的 厚度比干涉条纹的间隔厚，能够在相同部位多重地记录转印(多重记录)衍射光。由此，能 够形成角度选择性优异的聚光膜，能够将宽角度范围的入射光聚集在任意一个方向。作为 相位全息图的厚度比干涉条纹的间隔厚的形态，例如，可以举出构成多级层次图案的凹部 的深度比该凹部的宽度大的形态。即，多级层次图案优选为将深度不同的2个以上的凹部 组合而构成的图案，且至少一个凹部的深度大于

21、该凹部的宽度。另外，凹部的端面深度(d a ) 和该凹部的宽度(L)优选满足下式()。 0038 L/d a 2 () 0039 例如，在图1所示的层次图案的凹部11d中，凹部11d的宽度L f 和朝着层次图案 的深度方向(法线方向)的端面距离d a 满足L f /d a 2时，如上所述作为将宽角度范围的 入射光聚集在任意一个方向的面内聚光膜的功能更优异。对于构成上述多级层次图案的凹 部，只要具有最小宽度的凹部满足上述式()即可，更优选实质上全部的凹部满足上述式 ()。在实质上全部的凹部满足上述式()的情况下，存在不具有侧面部的凹部时，该凹 部不满足上述式()。需要说明的是，凹部的端面深度(端

22、面距离)d a 表示多级层次图案 中的各阶段端面的长度，为在凹部的侧面部中聚光膜的法线方向上最短的侧面部(端面) 的长度。 0040 多级层次图案优选为利用离散傅里叶变换计算得到的图案。在现有的利用傅里叶 变换计算得到的计算机全息图中，为了计算以宽角度范围进行聚光的全息图，需要大容量 的运算处理，无法计算用于聚光膜的大面积的计算机全息图，作为用于聚光膜的计算机全 息图，界限为二级层次的全息图。 0041 通过利用离散傅里叶变换，能够飞跃性地提高运算速度，并且能够以高品质计算 大面积的计算机全息图，能够将计算机全息图适用于聚光膜。 0042 离散傅里叶变换能够利用傅里叶变换装置来实行。上述傅里叶

23、变换装置优选为对 N点(N为2以上的整数)的输入数据实行离散傅里叶变换的傅里叶变换装置，其具备：通 过变化N点的输入数据的相位而生成m组(m为2以上的整数)的N点的相位校正数据的 相位校正部；通过对在该相位校正部生成的各组的相位校正数据并行实施离散傅里叶变换 而生成m组的N点的变换数据的傅里叶变换部；以及，将在上述傅里叶变换部生成的m组的 N点的变换数据进行合成而生成L点(L为N的m倍的整数)的合成数据的合成器；相位校 正部通过将具有L点的周期的旋转因子的乘幂乘以输入数据而生成相位校正数据，同时傅 里叶变换部对于各组的相位校正数据实行利用了具有N点的周期的旋转因子的幂乘的N点 的离散傅里叶变换

24、。上述输入数据只要适当设定以得到目标聚光膜的特性即可，没有特别 限定。 0043 优选上述相位校正部具备使上述N点的输入数据的相位变化、且相互并行地动作 的第0个第m-1个相位校正器，第q个(q为0m-1的整数)相位校正器通过使上述具 有L点的周期的旋转因子的q的整数倍次方乘以上述输入数据，而生成上述相位校正数据。 说 明 书CN 102483482 A 5/44页 7 0044 优选的是，第q个上述相位校正器通过对上述N点的输入数据之中第k个(k为 0N-1的整数)输入数据x(k)乘以下式(A)所规定的上述旋转因子W L 的qk次方，从而 计算出下式(B)所示的上述相位校正数据x C (k，

25、q)，同时上述傅里叶变换部对于由第q个上 述相位校正器输出的上述相位校正数据x C (k，q)利用下式(C)所规定的上述旋转因子W N 来 实行基于下式(D)的N点的离散傅里叶变换，生成上述N点的变换数据X(mp+q)(p为0 N-1的整数)。 0045 0046 x C (k，q)x(k)W L qk (B) 0047 0048 0049 上述傅里叶变换装置优选还具备对上述合成数据的相位进行调整的相位校正器。 0050 上述傅里叶变换部优选具有实行N点的高速傅里叶变换的功能。 0051 图7是示意性示出上述傅里叶变换装置的一个例子的框图。如图7所示，傅里叶 变换装置75具备采样回路70、相位

26、校正部71、傅里叶变换部72、合成器73和相位校正器 74而构成。采样回路70对N点的输入数据x(k)(k为0N-1的整数)进行采样，分成m 组(m为N的整数倍)的输入数据x(k)，x(k)，.，x(k)，输出到相位校正部71。 0052 另外，相位校正部71由使输入数据x(k)的相位变化、且相互并行地动作的第0 个第m-1个相位校正器71 0 71 m-1 构成。第0个第m-1个相位校正器71 0 71 m-1 分 别生成相位校正数据x C (k，0)x C (k，m-1)并输出到傅里叶变换部72。 0053 另外，傅里叶变换部72由实行N点的FFT(快速傅立叶变换)的2个以上的FFT 运算

27、器72 0 72 m-1 构成，FFT运算器72 0 72 m-1 分别对由相位校正器71 0 71 m-1 输入的N 点的相位校正数据实行FFT，并将其处理结果的变换数据输出到合成器73。另外，合成器73 利用后述的方法合成由FFT运算器72输入的m组的N点的变换数据，生成合计L(mN) 点的合成数据X(n)(n为0L-1的整数)，并输出到相位校正器74。并且，相位校正器74 变化预定量的合成数据X(n)的相位，生成输出功率数据并将其输出。利用离散傅里叶变换 实行计算的方法详细记载于日本特开2004-206254号公报中。另外，多级层次图案除了可 以利用离散傅里叶变换得到之外，还可以利用迭代

28、傅里叶变换得到。关于这些计算方法，详 细记载于非专利文献(“Applied Optics”、1994年、第33卷、pp863-867)中。 0054 聚光膜优选相对于该聚光膜的法线方向以089的角度入射的550nm的波 长的透光率平均为80以上。更优选平均为90以上，进一步优选平均为95以上。通 过提高形成聚光膜的有机材料的透光率，还能够提高聚光效率。另外，通过提高透光率，能 够抑制蓄热等导致的劣化，因此能够长时间使用，能够特别适合用于太阳能电池用途等。 上述透光率能够通过使用了紫外-可见分光光度计(U-4100Spectrophotometer、Hitachi High-Technologi

29、es Corporation制造)的方法测定。 0055 另外，聚光膜优选相对于该聚光膜的法线方向以089的角度入射的550nm 说 明 书CN 102483482 A 6/44页 8 的波长的透光率实质上以全部的角度为80以上。更优选为90以上，进一步优选为95 以上。需要说明的是，相对于法线方向为0的角度表示垂直轴的角度，另外相对于法线方 向为89的角度表示水平轴1的角度。需要说明的是，透光率可以采用将在089的 范围每隔2测定的值用所测定的值的数目进行平均化而得到的值。相对于聚光膜的法线 方向以089的角度入射的550nm的波长的透光率还优选为入射到具有多级层次图案的 区域的550nm的

30、波长的透光率。 0056 对于构成本发明的聚光膜的有机材料，优选350800nm的波长的折射率为 1.301.65。作为折射率的上限，更优选为1.60，进一步优选为1.55。作为折射率的下 限，更优选为1.35，进一步优选为1.40。上述折射率能够通过使用了阿贝折射仪(Digital thermometer 2T、株式会社Atago制造)的方法测定。测定在25下进行测量，使用光源波 长为589nm的钠D线。需要说明的是，作为聚光膜用途中的最佳折射率，例如优选为1.40。 还优选为1.42。 0057 作为有机材料，没有特别限定，例如优选热塑性树脂，例如，优选为选自由 PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯

31、)、PC(聚碳酸酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PET(聚对苯二甲 酸乙二醇酯)、TAC(三乙酰纤维素)、PES(聚醚砜)和氟树脂组成的组中的至少一种化合 物。这些热塑性树脂也可以为所谓的耐候性有机材料。 0058 另外，除了这些热塑性树脂之外，作为这些树脂上的涂敷层，还能够利用后述的固 化性树脂等高分子材料、或被用作溶胶和凝胶材料等的有机/无机纳米复合材料等。 0059 有机材料还优选为氟树脂。以往，将PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料用于塑料系 光学部件，但即使在成型时添加增塑剂、抗热氧化剂等添加剂而用作太阳能电池用的聚光 元件，也存在黄变(YI值的增大)等问题，在实用上无法使用。 00

32、60 氟树脂的耐候性、耐热性、耐水蒸气透过性、透明性等优异，因而能够防止太阳光 线等所导致的材料的劣化，能够形成具有长期耐久性的聚光膜。另外，光透过性也优异。 0061 上述氟树脂只要是能够熔融加工的氟树脂则没有特别限定，优选为具有由至少一 种含氟烯键式单体衍生的重复单元的均聚物或共聚物。 0062 上述氟树脂可以仅将含氟烯键式单体聚合而形成，也可以将含氟烯键式单体与不 含氟原子的烯键式单体聚合而形成。 0063 上述氟树脂优选具有来自于选自由四氟乙烯TFE、偏二氟乙烯VdF、三氟氯乙 烯CTFE、氟乙烯、六氟丙烯HFP、六氟异丁烯、CH 2 CZ 1 (CF 2 ) n Z 2 (式中，Z

33、1 为H或F，Z 2 为 H、F或Cl，n为110的整数。)表示的单体、CF 2 CF-ORf 1 (式中，Rf 1 表示碳原子数为 18的全氟烷基。)表示的全氟(烷基乙烯基醚)PAV E以及CF 2 CF-O-CH 2 -Rf 2 (式 中，Rf 2 表示碳原子数为15的全氟烷基)表示的烷基全氟乙烯基醚衍生物组成的组中的 至少一种含氟烯键式单体的重复单元。 0064 作为上述PAVE，可以举出全氟(甲基乙烯基醚)PMVE、全氟(乙基乙烯基醚) PEVE、全氟(丙基乙烯基醚)PPVE、全氟(丁基乙烯基醚)等，其中，更优选PMVE、PEVE 或PPVE。 0065 作为上述烷基全氟乙烯基醚衍生物

34、，优选Rf 2 是碳原子数为13的全氟烷基的 物质，更优选CF 2 CF-O-CH 2 -CF 2 CF 3 。 0066 上述氟树脂可以具有来自不含氟原子的烯键式单体的重复单元，从维持耐热性、 说 明 书CN 102483482 A 7/44页 9 耐化学药品性等方面出发，具有来自碳原子数为5以下的烯键式单体的重复单元也是优选 形态之一。上述氟树脂还优选具有选自由乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、氯乙烯、偏二氯乙烯 和不饱和羧酸组成的组中的至少一种非含氟烯键式单体。 0067 作为上述不饱和羧酸，优选1分子中具有至少1个能够共聚的碳-碳不饱和键 且1分子中具有至少1个羰酰氧基-C(O)-O-的

35、不饱和羧酸，可以为脂肪族不饱和单 羧酸，也可以为具有2个以上羧基的脂肪族不饱和多元羧酸，例如，可以举出国际公开第 2005/100420号小册子中记载的不饱和羧酸。 0068 作为上述脂肪族不饱和羧酸，更优选为选自由(甲基)丙烯酸、丁烯酸、马来酸、马 来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐、中康酸和乌头酸组成的组中的至少 一种。 0069 作为上述氟树脂，优选为选自由聚三氟氯乙烯PCTFE、乙烯Et/TFE共聚物 ETFE、CTFE/TFE共聚物、TFE/HFP共聚物FEP、TFE/PAVE共聚物PFA和聚偏二氟乙烯 PVdF组成的组中的至少一种，更优选为选自由PCTFE、ETFE

36、、CTFE/TFE共聚物、FEP和PFA 组成的组中的至少一种氟树脂。 0070 上述三氟氯乙烯CTFE/四氟乙烯TFE共聚物优选CTFE单元与TFE单元的 摩尔比为CTFETFE298982，更优选为5959010，进一步优选为 20809010。若CTFE单元过少，则具有熔融加工困难的倾向，若过多，则成型时的 耐热性、耐化学药品性有时会变差。 0071 CTFE/TFE共聚物优选为由CTFE、TFE、以及能够与CTFE和TFE共聚的单体构成的 共聚物。作为能够与CTFE和TFE共聚的单体，可以举出乙烯、VdF、HFP、CH 2 CZ 1 (CF 2 ) n Z 2 (式 中，Z 1 为H或

37、F，Z 2 为H、F或Cl，n为110的整数。)表示的单体、CF 2 CF-ORf 1 (式中， Rf 1 表示碳原子数为18的全氟烷基。)表示的全氟(烷基乙烯基醚)PAVE和CF 2 CF-O-CH 2 -Rf 5 (式中，Rf 5 表示碳原子数为15的全氟烷基。)表示的烷基全氟乙烯基醚衍 生物等，其中，优选为选自由乙烯、VdF、HFP和PAVE组成的组中的至少一种，更优选为PAVE。 0072 作为上述PAVE，可以举出全氟(甲基乙烯基醚)PMVE、全氟(乙基乙烯基醚) PEVE、全氟(丙基乙烯基醚)PPVE、全氟(丁基乙烯基醚)等，其中，更优选为PMVE、PEVE 或PPVE。 0073

38、 作为上述烷基全氟乙烯基醚衍生物，优选Rf 5 是碳原子数为13的全氟烷基的 物质，更优选CF 2 CF-O-CH 2 -CF 2 CF 3 。 0074 对于上述CTFE/TFE共聚物，优选来自能够与CTFE和TFE共聚的单体的单体单元 为0.110摩尔，且CTFE单元和TFE单元合计为9099.9摩尔。若能够共聚的单 体单元过少，则成型性、耐环境应力开裂性和耐应力裂纹性容易劣化，若过多，则耐热性、机 械特性、生产率等具有劣化的倾向。来自能够与CTFE和TFE共聚的单体的单体单元的下限 更优选为0.5摩尔，上限更优选为5摩尔。 0075 从特别能够形成耐热性优异的物质的方面出发，优选FEP。

39、作为FEP，没有特别限 定，优选为由TFE单元7099摩尔和HFP单元130摩尔构成的共聚物，更优选为 由TFE单元8097摩尔和HFP单元320摩尔构成的共聚物。若TFE单元小于70 摩尔，则具有机械物性降低的倾向，若超过99摩尔，则熔点变得过高，具有成型性降低 的倾向。 说 明 书CN 102483482 A 8/44页 10 0076 FEP可以为由TFE、HFP、以及能够与TFE和HFP共聚的单体构成的共聚物，作为该 单体，可以为作为能够与CTFE和TFE共聚的单体所例示的单体。作为该单体，可以举出CF 2 CF-OR f 6 (式中，R f 6 表示碳原子数为15的全氟烷基。)表示的

40、全氟(烷基乙烯基醚) PAVE、CZ 3 Z 4 CZ 5 (CF 2 ) n Z 6 (式中，Z 3 、Z 4 和Z 5 相同或不同，表示氢原子或氟原子，Z 6 表示氢原 子、氟原子或氯原子，n表示210的整数。)表示的乙烯基单体和CF 2 CF-OCH 2 -Rf 7 (式 中，Rf 7 表示碳原子数为15的全氟烷基。)表示的烷基全氟乙烯基醚衍生物等，其中优 选PAVE。作为PAVE和烷基全氟乙烯基醚衍生物，与作为能够与CTFE和TFE共聚的单体所 例示的物质相同。 0077 对于FEP，优选来自能够与TFE和HFP共聚的单体的单体单元为0.110摩尔、 且TFE单元和HFP单元合计为90

41、99.9摩尔。若能够共聚的单体单元小于0.1摩尔， 则成型性、耐环境应力开裂性和耐应力裂纹性容易劣化，若超过10摩尔，则耐热性、机械 特性、生产率等具有劣化的倾向。 0078 从特别能够形成耐热性优异的物质的方面出发，优选PFA。作为PFA，没有特别限 定，优选为由TFE单元7099摩尔和PAVE单元130摩尔构成的共聚物，更优选为 由TFE单元8098.5摩尔和PAVE单元1.520摩尔构成的共聚物。若TFE单元小 于70摩尔，则具有机械物性降低的倾向，若超过99摩尔，则熔点变得过高，具有成型性 降低的倾向。 0079 作为上述PAVE，可以举出上述物质，其中，更优选为选自由PMVE、PEV

42、E和PPVE组 成的组中的至少一种，进一步优选为PMVE。 0080 上述PFA可以为由TFE、PAVE、以及能够与TFE和PAVE共聚的单体构成的共聚物， 作为该单体，可以是作为能够与CTFE和TFE共聚的单体所例示的单体。作为该单体，可以举 出HFP、CZ 3 Z 4 CZ 5 (CF 2 ) n Z 6 (式中，Z 3 、Z 4 和Z 5 相同或不同，表示氢原子或氟原子，Z 6 表示氢原 子、氟原子或氯原子，n表示210的整数。)表示的乙烯基单体和CF 2 CF-OCH 2 -Rf 7 (式 中，Rf 7 表示碳原子数为15的全氟烷基。)表示的烷基全氟乙烯基醚衍生物等。作为上 述烷基全氟

43、乙烯基醚衍生物，与作为能够与CTFE和TFE共聚的单体所例示的物质相同。 0081 对于上述PFA，优选来自能够与TFE和PAVE共聚的单体的单体单元为0.110摩 尔、且TFE单元和PAVE单元合计为9099.9摩尔。若能够共聚的单体单元小于0.1 摩尔，则成型性、耐环境应力开裂性和耐应力裂纹性容易劣化，若超过10摩尔，则耐热 性、机械特性、生产率等具有劣化的倾向。 0082 从力学物性等提高的方面出发，优选上述ETFE。TFE单元与乙烯单元的含有摩尔 比优选为20809010，更优选为37638515，进一步优选为3862 8020。 0083 上述ETFE可以为由TFE、乙烯、以及能够与

44、TFE和乙烯共聚的单体构成的共聚物。 作为能够共聚的单体，可以举出下式 0084 CH 2 CZ 7 R f 3 、CF 2 CFR f 3 、CF 2 CFOR f 3 、CH 2 C(R f 3 ) 2 0085 (式中，Z 7 表示氢原子或氟原子，R f 3 表示含有或不含醚键性氧原子的氟代烷基。) 表示的单体，其中，优选CF 2 CFR f 3 、CF 2 CFOR f 3 和CH 2 CZ 7 R f 3 表示的含氟乙烯基单体，更 优选HFP、CF 2 CF-OR f 4 (式中，R f 4 表示碳原子数为15的全氟烷基。)表示的全氟(烷 基乙烯基醚)PAVE和R f 3 是碳原子数

45、为18的氟代烷基的CH 2 CZ 7 R f 3 表示的含氟乙 说 明 书CN 102483482 A 10 9/44页 11 烯基单体。 0086 作为上式表示的含氟乙烯基单体的具体例子，可以举出1，1-二氢全氟-1-丙烯、 1，1-二氢全氟-1-丁烯、1，1，5-三氢全氟-1-戊烯、1，1，7-三氢全氟-1-庚烯、1，1，2-三 氢全氟-1-己烯、1，1，2-三氢全氟-1-辛烯、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊基乙烯基醚、全氟 (甲基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)、六氟丙烯、全氟-1-丁烯、3，3，3-三氟-2-(三氟 甲基)-1-丙烯、2，3，3，4，4，5，5-七氟-1-戊烯(

46、CH 2 CFCF 2 CF 2 CF 2 H)。 0087 另外，作为能够与TFE和乙烯共聚的单体，可以为上述衣康酸、衣康酸酐等脂肪族 不饱和羧酸。 0088 能够与TFE和乙烯共聚的单体相对于含氟聚合物优选为0.110摩尔，更优选 为0.15摩尔，特别优选为0.24摩尔。 0089 作为氟树脂，更优选为选自由ETFE、PCTFE、EFEP、FEP和PVdF组成的组中的至少 一种氟树脂。以往作为全息材料使用的PMMA的总透光率为90以下，特别是低波长侧的光 吸收大。由于上述ETFE、PCTFE、EFEP、FEP和PVdF是高透光性的材料，进而薄膜性也高，因 此能够抑制光的吸收和反射，能够提高

47、聚光效率。 0090 上述氟树脂为全卤聚合物也是优选形态之一。通过使用全卤聚合物，耐化学药品 性等优异。上述全卤聚合物是构成聚合物的主链的碳原子全部键合了卤原子的聚合物。作 为上述全卤聚合物，优选为选自由上述CTFE/TFE共聚物、FEP和PFA组成的组中的至少一 种。 0091 上述共聚物的各单体的含量能够根据单体的种类适当组合NMR、FT-IR、元素分析、 荧光X射线分析来算出。 0092 本发明中，上述氟树脂没有特别限定，优选熔点为160270。上述氟树脂的分 子量优选为所得到的聚光膜能够表现出所要求的机械特性等特性的范围。例如，以熔体流 动速率MFR作为分子量的指标，在氟树脂一般的成型

48、温度范围即约230350的范围的 任意温度下的MFR优选为0.5100g/10分钟。 0093 本说明书中，各树脂的熔点如下求出：利用DSC装置(SEIKO社制造)，作为与以 10/分钟的速度升温时的熔解热曲线中的最大值对应的温度所求出的熔点；MFR如下测 定：利用熔体流动指数测定仪(东洋精机制作所社制造)，测定在各温度、5kg负荷下单位时 间(10分钟)从直径为2mm、长度为8mm的喷嘴流出的聚合物的重量(g)。 0094 上述氟树脂能够通过悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合、本体聚合等现有公知的聚合 方法获得。上述聚合中，能够根据所期望的氟树脂的组成和量适当设定温度、压力等各条 件、聚合引发剂或其他添加剂。 0095 (有机材料的例示) 0096 以下，进一步说明能够用于本发明的聚光膜的有机材料。作为上述有机材料，除了 上述热塑性树脂等之外，作为在这些树脂上等的涂敷层，还能够利用固化性树脂等高分子 材料、或被用作溶胶和凝胶材料等的有机/无机纳米复合材料等。 0097 被用作在由热塑性树脂构