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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6821098
(24)【登録日】2021年1月7日
(45)【発行日】2021年1月27日
(54)【発明の名称】放射冷却装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/26 20060101AFI20210114BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20210114BHJP
G02B 5/22 20060101ALI20210114BHJP
B32B 7/023 20190101ALI20210114BHJP
B32B 15/08 20060101ALI20210114BHJP
【ＦＩ】
G02B5/26
G02B5/28
G02B5/22
B32B7/023
B32B15/08 D
【請求項の数】11
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2020-532321(P2020-532321)
(86)(22)【出願日】2019年7月17日
(86)【国際出願番号】JP2019028145
(87)【国際公開番号】WO2020022156
(87)【国際公開日】20200130
【審査請求日】2020年7月6日
(31)【優先権主張番号】特願2018-137746(P2018-137746)
(32)【優先日】2018年7月23日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000284
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ
(72)【発明者】
【氏名】末光 真大
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 禎
【審査官】
横川 美穂
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１７−１２２７７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１７−１２２７７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００５−５３５９３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表平１０−５０８２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１６−５１３０５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特許第２６９６８７７（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】
特表２０１３−５３２３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−０３１６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１０−２９１８３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００２−５０９２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１９／１６３３４０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０２Ｂ ５／２０−２８
Ｂ３２Ｂ ７／０２３
Ｂ３２Ｂ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置させる光反射層とが積層状態で設けられた放射冷却装置であって、
前記光反射層が、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の銀あるいは銀合金からなる第１金属層、透明誘電体層、及び、前記第１金属層及び前記透明誘電体層を透過した光を反射する第２金属層の順に前記赤外放射層に近い側に位置させる形態で、前記第１金属層、前記透明誘電体層及び前記第２金属層を積層した状態に構成され、
前記透明誘電体層の厚さが、前記光反射層の共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さに設定され、
前記光反射層が、前記第１金属層を透過して前記透明誘電体層に到達した可視光のうちの前記共鳴波長を中心とする狭帯域の光を、前記第１金属層と前記第２金属層との間で繰り返し反射しながら、前記第１金属層及び前記第２金属層に吸収させるように構成されている放射冷却装置。
前記光反射層が、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の銀あるいは銀合金からなる第１金属層、透明誘電体層、及び、前記第１金属層及び前記透明誘電体層を透過した光を反射する第２金属層の順に前記赤外放射層に近い側に位置させる形態で、前記第１金属層、前記透明誘電体層及び前記第２金属層を積層した状態に構成され、
前記透明誘電体層の厚さが、前記光反射層の共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さに設定され、
前記光反射層が、前記第１金属層を透過して前記透明誘電体層に到達した可視光のうちの前記共鳴波長を中心とする狭帯域の光を、前記第１金属層と前記第２金属層との間で繰り返し反射しながら、前記第１金属層及び前記第２金属層に吸収させるように構成されている放射冷却装置。
【請求項2】
前記第２金属層が、厚さが１００ｎｍ以上の銀あるいは銀合金である請求項１に記載の放射冷却装置。
【請求項3】
前記第２金属層が、厚さが３０ｎｍ以上のアルミニウムあるいはアルミニウム合金である請求項１に記載の放射冷却装置。
【請求項4】
前記第２金属層が、銀あるいは銀合金である第１層及びアルミニウムあるいはアルミニウム合金である第２層の順に前記透明誘電体層に近い側に位置させる形態で、前記第１層と前記第２層とを積層した状態に構成されている請求項１に記載の放射冷却装置。
【請求項5】
前記透明誘電体層が、透明窒化膜である請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射冷却装置。
【請求項6】
前記透明誘電体層が、透明酸化膜である請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射冷却装置。
【請求項7】
前記赤外放射層が、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスのうちのいずれかのガラスにて構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射冷却装置。
【請求項8】
前記赤外放射層を基板として、前記第１金属層、前記透明誘電体層及び前記第２金属層が積層されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射冷却装置。
【請求項9】
前記赤外放射層と前記第１金属層との間に、密着層が積層されている請求項８に記載の放射冷却装置。
【請求項10】
前記第２金属層における前記透明誘電体層の存在側とは反対側に、酸化防止層が積層されている請求項８又は９に記載の放射冷却装置。
【請求項11】
前記赤外放射層の前記放射面が、光散乱用の凹凸を備える状態に形成されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放射冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置させる光反射層とが積層状態で設けられた放射冷却装置に関する。【背景技術】
【0002】
かかる放射冷却装置は、赤外放射層の放射面から放射される赤外光を大気の窓（例えば、波長が８μｍ以上１４μｍ以下の大気が赤外光をよく透過させる波長域等）を通して透過させて、光反射層における赤外放射層の存在側とは反対側に位置する冷却対象を冷却する等、各種の冷却対象の冷却に用いられるものである。【0003】
ちなみに、光反射層は、赤外放射層を透過した光（可視光、紫外光、赤外光）を反射して放射面から放射させることにより、赤外放射層を透過した光（可視光、紫外光、赤外光）が冷却対象に投射されて、冷却対象が加温されることを回避することになる。尚、光反射層は、赤外放射層を透過した光に加えて、赤外放射層から光反射層の存在側に放射される赤外光を赤外放射層に向けて反射する作用も有することになるが、以下の説明においては、光反射層が、赤外放射層を透過した光（可視光、紫外光、赤外光）を反射するために設けられるものであるとして説明する。
【0004】
このような放射冷却装置の従来例として、赤外放射層が、ＳｉＯ２の層とＭｇＯの層とＳｉ３Ｎ４の層とからなる層状体や、ガラス（光学ガラス）にて構成され、光反射層が、拡散反射体や、銀からなる金属層と、ＴｉＯ２の層とＳｉＯ２の層とを交互に並べた多段層とを積層した状態にする多層状体にて構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／０３３８１７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
放射冷却装置は、赤外放射層と光反射層とを積層した状態での反射率が、太陽光のエネルギーの強度が高い波長域（例えば、４００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長、図２６参照）に対して高い状態となるよう構成されることになる。つまり、赤外放射層は、太陽光のエネルギーの強度が高い波長域に対する透過率が高いものであるが、光反射層が、赤外放射層を透過した光を十分に反射するように反射率が高い状態に構成されることになる。
【0007】
太陽光のエネルギーの強度が高い波長域（例えば、４００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下）には、可視光の領域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）が含まれることになるが、光反射層が可視光の領域の光を高い反射率で反射する状態に構成される結果、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見ると、例えば、鏡面と同様な状態を感じる等、着色状態を感じ取れないものであった。【0008】
すなわち、本発明の発明者は、赤外放射層を、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスのいずれかのガラス（白板ガラス）にて構成し、光反射層を、厚さが３００ｎｍ以上の銀からなる金属層として構成して、赤外放射層を透過した光を光反射層にて適切に反射させることにより、冷却対象を適切に冷却できる放射冷却装置を研究開発したが、当該放射冷却装置においては、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見ると、背面が銀色の鏡面と同様な状態を感じるものとなり、着色状態を感じ取れないものであった。【0009】
しかしながら、意匠性を向上するため、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに、ブルー、ピンク等、種々の色に着色されていることが望まれるものであった。つまり、放射冷却装置は、例えば、家屋の屋根や自動車の屋根等に設置して使用することが想定されるが、そのような場合において、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときの色を、周囲の色と調和する色にする等の目的のために、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに着色されていることが望まれる場合がある。
尚、以下の記載においては、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに着色されていることを、放射面が着色されている状態と略称する。
【0010】
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、太陽光の吸収による放射冷却性能の低下を極力回避しながら、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を提供する点にある。【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の放射冷却装置は、放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置させる光反射層とが積層状態で設けられたものであって、その特徴構成は、前記光反射層が、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の銀あるいは銀合金からなる第１金属層、透明誘電体層、及び、前記第１金属層及び前記透明誘電体層を透過した光を反射する第２金属層の順に前記赤外放射層に近い側に位置させる形態で、前記第１金属層、前記透明誘電体層及び前記第２金属層を積層した状態に構成され、
前記透明誘電体層の厚さが、前記光反射層の共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さに設定され、
前記光反射層が、前記第１金属層を透過して前記透明誘電体層に到達した可視光のうちの前記共鳴波長を中心とする狭帯域の光を、前記第１金属層と前記第２金属層との間で繰り返し反射しながら、前記第１金属層及び前記第２金属層に吸収させるように構成されている点にある。
【0012】
すなわち、銀あるいは銀合金からなる第１金属層の厚さを、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲とすることにより、光学的な制御（共鳴波長の共鳴）を適切に行いながらも、可視光を適切に透過させることができる。つまり、銀あるいは銀合金は、薄くなるほど太陽光を透過する透過率が高くなり、これに反して、反射率が低下するものであるから、第１金属層の厚さを、１００ｎｍよりも厚くすると、赤外放射層を透過した可視光を適切に透過できなくなって、共鳴波長の共鳴を利用した光の吸収による放射面の着色を行えないものとなり、又、第１金属層の厚さを、１０ｎｍよりも薄くすると、光を適切に反射できないため、光学的な制御（共鳴波長の共鳴）を適切に行えないものとなって、共鳴波長の共鳴を利用した光の吸収による放射面の着色を行えないものとなる。
【0013】
そして、第１金属層を透過した可視光は、基本的には、透明誘電体層を透過して第２金属層にて反射されて、再び、赤外放射層の放射面から大気中に放出されることになるが、透明誘電体層の厚さが、光反射層の共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長を共鳴波長とする厚さであるため、第１金属層を透過した可視光（つまり、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長の光）のうちのいずれかの共鳴波長を中心とする狭帯域の光が、光学的な制御（共鳴波長の共鳴）により、光反射層に吸収されることになる。つまり、第１金属層を透過して透明誘電体層に到達した可視光のうちの共鳴波長を中心とする狭帯域の光が、第１金属層と第２金属層との間で繰り返し反射されながら、第１金属層や第２金属層に吸収されることになる。
【0014】
その結果、光反射層にて反射されて、赤外放射層の放射面から大気中に放出される可視光は、光反射層に吸収された狭帯域の光を含まないものとなるため、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見ると、着色されている状態となる。そして、透明誘電体層の厚さを変化させることにより、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちの共鳴波長とする波長を変化させて、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときの色を変化させることができる（図２７参照）。
【0015】
しかも、可視光（つまり、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長の光）のうちのいずれかの共鳴波長を中心とする狭帯域の光を光反射層に吸収させるものであるから、太陽光の吸収による温度上昇により、放射冷却性能の低下があるにしても、狭帯域の光の吸収であるため、放射冷却性能の低下は小さなものである。【0016】
要するに、本発明の特徴構成によれば、太陽光の吸収による放射冷却性能の低下を極力回避しながら、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を提供できる。【0017】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記第２金属層が、厚さが１００ｎｍ以上の銀あるいは銀合金である点にある。【0018】
すなわち、銀あるいは銀合金は、厚さ（膜厚）が大きくなるほど反射率が大きくなるものであり、特に、厚さが１００ｎｍ以上になると、赤外光や可視光（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長）の反射率が、９０％を超える程度に大きくなる。【0019】
したがって、銀あるいは銀合金からなる第２金属層の厚さが、１００ｎｍ以上であるから、第１金属層及び透明誘電体層を透過してきた赤外光や可視光を適切に反射することにより、光反射層における赤外放射層の存在側とは反対側に位置する冷却対象に赤外光や可視光が到達することを的確に遮断して、冷却対象の冷却を良好に行うことができる。【0020】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、第２金属層にて赤外光や可視光を適切に反射して、冷却対象の冷却を良好に行うことができる。【0021】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記第２金属層が、厚さが３０ｎｍ以上のアルミニウムあるいはアルミニウム合金である点にある。【0022】
すなわち、アルミニウムあるいはアルミニウム合金は、銀あるいは銀合金に較べて、可視光の吸収率が高い（図３１参照）。したがって、第２金属層を、厚さが３０ｎｍ以上のアルミニウムあるいはアルミニウム合金とすることにより、第１金属層を透過して透明誘電体層に到達した可視光のうちの共鳴波長の光を、第２金属層にて適切に吸収させることができるため、銀あるいは銀合金にて第２金属層を構成する場合よりも、はっきりとした着色を得ることができる。
【0023】
ちなみに、アルミニウムあるいはアルミニウム合金は、銀あるいは銀合金に較べて、紫外光の反射率が高いものである。このため、第１金属層を透過した紫外光を適切に反射することができるため、光反射層における赤外放射層の存在側とは反対側に位置する冷却対象に紫外光が到達することを的確に遮断して、冷却対象の冷却を良好に行うことができる。
【0024】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、はっきりとした着色を得ることができる。【0025】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記第２金属層が、銀あるいは銀合金である第１層及びアルミニウムあるいはアルミニウム合金である第２層の順に前記透明誘電体層に近い側に位置させる形態で、前記第１層と前記第２層とを積層した状態に構成されている点にある。【0026】
すなわち、銀あるいは銀合金である第１層とアルミニウムあるいはアルミニウム合金である第２層とを、第１層を透明誘電体層に近い側に位置させる形態で積層した場合には、第１層の厚さ（膜厚）を、第２金属層を銀あるいは銀合金にて構成する場合よりも薄くしながら、第２金属層を銀あるいは銀合金にて構成する場合とほとんど変わらない光学特性を得ることができるため、高価な銀あるいは銀合金の使用量を減少できる。【0027】
しかも、例えば、第１層の厚みを２ｎｍよりも大きくし且つ第２層を３０ｎｍ以上としながら、全体の厚みを６０ｎｍ程度にすることにより、第２金属層の全体を銀あるいは銀合金にて構成する場合とほとんど変わらない光学特性を備える第２金属層を構成できる等、第２金属層の膜厚を、第２金属層の全体を銀あるいは銀合金にて構成する場合の厚さ（例えば、１００ｎｍ）よりも薄くできるので、第２金属層の製作コストの低下を図ることができる。【0028】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、高価な銀あるいは銀合金の使用量を減少し且つ製作コストの低下により、第２金属層の低廉化を図ることができる。【0029】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記透明誘電体層が、透明窒化膜である点にある。【0030】
すなわち、透明誘電体層として、透明窒化膜を設けて、その厚さを調整することにより、放射面が着色された状態における色の調整を良好に行うことができる。透明窒化膜の具体例としては、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを挙げることができる。
ちなみに、透明窒化膜は、スパッタリングや蒸着等を用いて製膜する際に、第１金属層が銀あるいは銀合金にて構成されている場合において、銀あるいは銀合金が変色しないため、生産性を向上し易い利点がある。
【0031】
尚、透明窒化膜は、第１金属層が銀あるいは銀合金にて構成され、第２金属層がアルミニウムあるいはアルミニウム合金にて構成される場合において、第１金属層の銀あるいは銀合金と第２金属層のアルミニウムあるいはアルミニウム合金とが合金化することを抑制する透明合金化防止層として機能することになる。つまり、銀とアルミニウムとが合金化することを抑制して、光反射層の光の吸収を回避しながら、光反射層により光を適切に反射する状態を長期間に亘って維持させることができる。
【0032】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色された状態における色の調整を良好に行うことができる。【0033】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記透明誘電体層が、透明酸化膜である点にある。【0034】
すなわち、透明誘電体層として、透明酸化膜を設けて、その厚さを調整することにより、放射面が着色された状態における色の調整を良好に行うことができる。透明酸化膜の具体例としては、多数のものが適用できるが、具体例の一例として、蒸着やスパッタリング等で製膜しやすいＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を挙げることができる。
【0035】
尚、透明酸化膜は、第１金属層が銀あるいは銀合金にて構成され、第２金属層がアルミニウムあるいはアルミニウム合金にて構成される場合において、第１金属層の銀あるいは銀合金と第２金属層のアルミニウムあるいはアルミニウム合金とが合金化することを抑制する透明合金化防止層として機能することになる。つまり、銀とアルミニウムとが合金化することを抑制して、光反射層の光の吸収を回避しながら、光反射層により光を適切に反射する状態を長期間に亘って維持させることができる。
【0036】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色された状態における色の調整を良好に行うことができる。【0037】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層が、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスのうちのいずれかのガラスにて構成されている点にある。【0038】
すなわち、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスは、比較的に安価でありながらも、太陽光のエネルギーの強度が大きな４００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長についての透過率が高く（例えば、９５％以上）、しかも、大気の窓（例えば、波長が８μｍ以上１４μｍ以下の赤外光を透過させる窓等）に相当する波長の赤外光を放射する輻射強度が高い性質を有する。【0039】
したがって、赤外放射層を、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスのうちのいずれかのガラスにて構成することにより、冷却能力を向上させながらも、全体構成の低廉化を図ることができる。【0040】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、冷却能力を向上させながらも、全体構成の低廉化を図ることができる。【0041】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層を基板として、前記第１金属層、前記透明誘電体層及び前記第２金属層が積層されている点にある。【0042】
すなわち、赤外放射層を基板として、第１金属層、透明誘電体層及び第２金属層が積層されているから、全体構成の簡素化を図り、しかも、全体構成の薄膜化を図ることができる。ちなみに、赤外放射層を基板として、第１金属層、透明誘電体層及び第２金属層を積層する際に、第１金属層、透明誘電体層及び第２金属層が薄い場合には、例えば、スパッタリング等により、第１金属層、透明誘電体層及び第２金属層を順次積層することになる。
【0043】
つまり、積層用基板を設けて、その積層用基板に対して、スパッタリング等により、第２金属層、透明誘電体層及び第１金属層を順次積層し、その後、第１金属層の第２金属層の存在側とは反対側箇所に、別途製作した赤外放射層を載置して積層する、又は、第１金属層の透明誘電体層の存在側とは反対側箇所に、スパッタリング等により、赤外放射層を積層する場合に較べて、積層用基板を設ける必要が無いため、全体構成の簡素化を図り、しかも、全体構成の薄膜化を図ることができる。【0044】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、全体構成の簡素化を図り、しかも、全体構成の薄膜化を図ることができる。【0045】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層と前記第１金属層との間に、密着層が積層されている点にある。【0046】
すなわち、赤外放射層と光反射層の第１金属層との間に密着層が積層されているから、温度変化等に起因して、光反射層の第１金属層が、ガラス等にて構成される赤外放射層に対して剥離する等の損傷が生じることを抑制できるため、耐久性を向上できる。【0047】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、耐久性の向上を図ることができる。【0048】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記第２金属層における前記透明誘電体層の存在側とは反対側に、酸化防止層が積層されている点にある。【0049】
すなわち、第２金属層における透明誘電体層の存在側とは反対側に、酸化防止層が積層されているから、第２金属層が酸化して劣化することを抑制できるため、耐久性を向上できる。【0050】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、第２金属層の劣化を抑制して、耐久性を向上できる。【0051】
本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層の前記放射面が、光散乱用の凹凸を備える状態に形成されている点にある。【0052】
すなわち、赤外放射層の放射面が光散乱用の凹凸を備えているから、赤外放射層の放射面が着色されている状態、つまり、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに着色されている状態を、放射面を様々な方向から見ても、適切に得ることができる。【0053】
要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面を様々な方向から見ても、放射面が着色されている状態を適切に得ることができる。【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】は、放射冷却装置の基本構成を示す図である。
【図2】は、放射冷却装置の具体構成を示す図である。
【図3】は、放射冷却装置の第１構造を示す図である。
【図4】は、第１構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図5】は、放射冷却装置の第２構造を示す図である。
【図6】は、第２構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図7】は、放射冷却装置の第３構造を示す図である。
【図8】は、第３構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図9】は、放射冷却装置の第４構造を示す図である。
【図10】は、第４構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図11】は、第４構造及び従来の放射冷却装置の反射率を示すグラフである。
【図12】は、第１から第４構造及び従来の放射冷却装置の冷却能力を示すグラフである。
【図13】は、放射冷却装置の第５構造を示す図である。
【図14】は、第５構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図15】は、放射冷却装置の第６構造を示す図である。
【図16】は、第６構造の放射冷却装置の反射率及び吸収率を示すグラフである。
【図17】は、比較構造の放射冷却装置を示す図である。
【図18】は、放射冷却装置の第１から第１１構造とＸＹ色度との関係を示す表である。
【図19】は、ＸＹ色度図を示す図である。
【図20】は、透明誘電体層の厚さと共鳴波長との参考関係を示す図である。
【図21】は、透明誘電体層の厚さと共鳴波長との関係を示す図である。
【図22】は、銀の膜厚と透過率との関係を示す図である。
【図23】は、第１金属層の厚さと光反射層の反射率との関係を示す図である。
【図24】は、第１金属層の厚さと光反射層の反射率との関係を示す図である。
【図25】は、第８構造の放射冷却装置の反射率を示す図である。
【図26】は、太陽光エネルギーの強度を示すグラフである。
【図27】は、共鳴波長と着色される色との関係を示す表である。
【図28】は、共鳴波長が８００ｎｍのときの反射率を示すグラフである。
【図29】は、第２金属層を構成する金属を変えたときの反射率を示すグラフである。
【図30】は、第２金属層を金と銅とに構成するときの反射率を示すグラフである。
【図31】は、銀とアルミニウムとの吸収率を示すグラフである。
【図32】は、別実施形態の放射冷却装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0055】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。〔放射冷却装置の基本構成〕
図１に示すように、放射冷却装置ＣＰの基本構成は、放射面Ｈから赤外光ＩＲを放射する赤外放射層Ａと、当該赤外放射層Ａにおける放射面Ｈの存在側とは反対側に位置させる光反射層Ｂとが積層状態に設けられている構成である。
【0056】
光反射層Ｂが、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２、及び、第１金属層Ｂ１及び透明誘電体層Ｂ２を透過した光を反射する第２金属層Ｂ３の順に赤外放射層Ａに近い側に位置させる形態で、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２及び第２金属層Ｂ３を積層した状態に構成されている。そして、透明誘電体層Ｂ２の厚さが、光反射層Ｂの共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とするための厚さ（３０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下）に設定されている。
【0057】
赤外放射層Ａは、太陽光のエネルギーの強度が大きい４００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の波長（図２６参照）についての透過率が高く（例えば、９５％以上）、８μｍ以上１４μｍ以下の波長範囲で大きな熱輻射を生じる材料がよい。その具体例としては、無アルカリガラス、クラウンガラス、ホウケイ酸ガラスのうちのいずれかのガラス（白板ガラス）を挙げることができ、その他、オレフィン系樹脂、ＰＥＴ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等の樹脂を挙げることができる。
【0058】
ちなみに、無アルカリガラスとしては、例えば、ＯＡ１０Ｇ（日本電気硝子製）を用いることができ、クラウンガラスとしては、例えば、Ｂ２７０（登録商標、以下同じ）を用いることができ、ホウケイ酸ガラスとしては、例えば、テンパックス（登録商標、以下同じ）を用いることができる。【0059】
以下の記載においては、赤外放射層Ａが「テンパックス」にて形成されているとして説明する。ちなみに、赤外放射層Ａを構成するテンパックスの厚さは、１０μｍ以上で１０ｃｍ以下である必要があり、好ましくは、２０μｍ以上で１０ｃｍ以下、より好ましくは、１００μｍ以上で１ｃｍ以下が良い。
つまり、赤外放射層Ａを、８μｍ以上１４μｍ以下の赤外域で大きな熱輻射を示し、当該熱輻射が、赤外放射層Ａ及び光反射層Ｂの夫々にて吸収されるＡＭ１．５Ｇの太陽光及び大気の熱輻射よりも大きくなるようにすることにより、昼夜を問わず周囲の大気よりも温度が低下する放射冷却作用を発揮する放射冷却装置ＣＰを構成することができる。
そして、そのようにするにあたり、赤外放射層Ａをテンパックスにて構成する場合には、厚さを１０μｍ以上で１０ｃｍ以下にする必要があり、好ましくは、２０μｍ以上で１０ｃｍ以下、より好ましくは、１００μｍ以上で１ｃｍ以下が良い。
本実施形態においては、テンパックスの厚さが１ｍｍであるとする。
【0060】
第１金属層Ｂ１が、厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の銀あるいは銀合金から構成されている。「銀合金」としては、銀に、銅、パラジウム、金、亜鉛、スズ、マグネシウム、ニッケル、チタンのいずれかを、例えば、０．４質量％以上４．５質量％以下程度を添加した合金を用いることができる。具体例としては、銀に銅とパラジウムを添加して作成した銀合金である「ＡＰＣ−ＴＲ（フルヤ金属製）」を用いることができる。
以下の記載においては、第１金属層Ｂ１を、銀を用いて構成するものとして説明する。
【0061】
ちなみに、図３、図５、図７、図９、図１３及び図１５に、放射冷却装置ＣＰの具体例（具体構造）を例示するが、いずれの具体例においても、第１金属層Ｂ１の厚さは、３５ｎｍである。尚、以下の記載において、図３、図５、図７、図９、図１３及び図１５にて示す放射冷却装置ＣＰの具体例（具体構造）の夫々を、第１構造から第６構造と呼称する。
【0062】
また、第１金属層Ｂ１の銀は、図２２に示すように、厚さの変化により透過率が変化することになり、その結果、図２３及び図２４に示すように、第１金属層Ｂ１の銀の厚さの変化により、放射冷却装置ＣＰ（光反射層Ｂ）の反射率が変動することになるが、その詳細は後述する。【0063】
第２金属層Ｂ３としては、第１構造から第４構造にて示す如く、銀あるいは銀合金にて構成する場合（図３、図５、図７、図９参照）、第５構造にて示す如く、アルミニウムあるいはアルミニウム合金にて構成する場合（図１３参照）、第６構造にて示す如く、銀あるいは銀合金である第１層ｂ１及びアルミニウムあるいはアルミニウム合金である第２層ｂ２の順に透明誘電体層Ｂ２に近い側に位置させる形態で、第１層ｂ１及び第２層ｂ２を積層した状態に構成する場合（図１５参照）があり、その他、例示はしないが銅や金を用いて構成する場合がある。【0064】
第２金属層Ｂ３を、銀あるいは銀合金にて構成する場合において、その厚さとしては、８０ｎｍ以上が良く、１００ｎｍ以上が一層よい。第２金属層Ｂ３を、アルミニウムあるいはアルミニウム合金にて構成する場合において、その厚さとしては、３０ｎｍ以上が良く、５０ｎｍ以上が一層よい。
第２金属層Ｂ３を、銅にて構成する場合において、その厚さとしては、８０ｎｍ以上が良く、１００ｎｍ以上が一層よい。
第２金属層Ｂ３を、金にて構成する場合においては、銅と同様に構成することができる。
【0065】
第２金属層Ｂ３を第１層ｂ１及び第２層ｂ２を積層した状態に構成する場合においては、第１層ｂ１の厚み（膜厚）を２ｎｍよりも大きくし且つ第２層ｂ２の厚み（膜厚）を３０ｎｍ以上としながら、全体の厚みを６０ｎｍ程度にすることにより、第２金属層Ｂ３の全体を、１００ｎｍ程度の厚さの銀あるいは銀合金にて構成する場合とほとんど変わらない光学特性を備えさせることができる。尚、図１５には、第１層ｂ１を厚さが１０ｎｍの銀、第２層ｂ２を厚さが６０ｎｍのアルミニウムである場合を例示する。
【0066】
ちなみに、第６構造にて示す如く、第２金属層Ｂ３を、銀あるいは銀合金である第１層ｂ１及びアルミニウムあるいはアルミニウム合金である第２層ｂ２から構成する場合には、図示は省略するが、透明誘電体層Ｂ２と同様の透明窒化膜や透明酸化膜を、透明合金化防止層として、第１層ｂ１と第２層ｂ２との間に積層するとよい。【0067】
「アルミ合金」としては、アルミニウムに、銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、機械構造用炭素鋼、イットリウム、ランタン、ガドリニウム、テルビウムを添加した合金を用いることができる。【0068】
透明誘電体層Ｂ２は、透明窒化膜や透明酸化膜にて構成される。透明窒化膜としては、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを挙げることができる。
透明酸化膜としては、多数の酸化物を挙げることができるが、蒸着やスパッタリングなどで製膜し易い酸化物として、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５を挙げることができ、その詳細は後述する。
尚、第１構造から第６構造においては、透明誘電体層Ｂ２が、透明窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）で構成されているものとして説明する。
【0069】
また、透明誘電体層Ｂ２の厚さは、放射面Ｈが着色されている状態、つまり、赤外放射層Ａの放射面Ｈの存在側から放射冷却装置ＣＰを見たときに着色されている状態とするために、光反射層Ｂの共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さであり、その詳細は後述する。ちなみに、透明誘電体層Ｂ２は、第２金属層Ｂ３をアルミニウムあるいはアルミニウム合金にて構成する場合において、第１金属層Ｂ１の銀あるいは銀合金と第２金属層Ｂ３のアルミニウムあるいはアルミニウム合金との合金化を防止する透明合金化防止層としても機能することになる。
【0070】
〔放射冷却装置の具体構成〕放射冷却装置ＣＰは、赤外放射層Ａを基板として、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２及び第２金属層Ｂ３を積層することにより構成されるが、その具体構成は、図２に示すように、基板としての赤外放射層Ａと第１金属層Ｂ１との間に、密着層３が積層され、かつ、第２金属層Ｂ３における透明誘電体層Ｂ２の存在側とは反対側に、酸化防止層４が積層されている構成である。
【0071】
つまり、放射冷却装置ＣＰが、赤外放射層Ａを基板として、例えばスパッタリングにより、密着層３、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２、第２金属層Ｂ３及び酸化防止層４を順次製膜する形態に構成されている。【0072】
密着層３は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１ｎｍ以上１００ｎｍ以下に製膜する形態に構成されている。酸化防止層４が、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を、１ｎｍ以上数１００ｎｍ以下に製膜する形態に構成されている。尚、第１構造から第６構造においては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が製膜されているとして説明する。
【0073】
従って、放射冷却装置ＣＰは、放射冷却装置ＣＰに入射した光Ｌのうちの一部の光を、赤外放射層Ａの放射面Ｈにて反射し、放射冷却装置ＣＰに入射した光Ｌのうちで赤外放射層Ａを透過した光（例えば、可視光、紫外光等）の一部を、光反射層Ｂの第１金属層Ｂ１にて反射し、第１金属層Ｂ１を透過した光を、光反射層Ｂの第２金属層Ｂ３にて反射するように構成されている。【0074】
そして、酸化防止層４における光反射層Ｂの存在側とは反対側に位置する冷却対象Ｄから放射冷却装置ＣＰへの入熱（例えば、冷却対象Ｄからの熱伝導による入熱）を、赤外放射層Ａによって赤外光ＩＲに変換して放射することにより、冷却対象Ｄを冷却するように構成されている。尚、本実施形態において光Ｌとは、その波長が１０ｎｍ以上２００００ｎｍ以下の範囲の電磁波のことを言う。つまり、光Ｌには、紫外光、赤外光ＩＲおよび可視光が含まれる。
【0075】
又、本発明の放射冷却装置ＣＰは、透明誘電体層Ｂ２の厚さが、光反射層Ｂの共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さに設定されているから、放射面Ｈが着色されている状態、つまり、赤外放射層Ａの放射面Ｈの存在側から放射冷却装置ＣＰを見たときに着色されている状態となる。【0076】
共鳴波長と着色される色との関係は、図２７に示す通りである。例えば、共鳴波長が４００ｎｍときには、薄い黄色になり、共鳴波長が６００ｎｍのときには、水色になり、共鳴波長が７００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下のときには、白色になる。尚、共鳴波長が８００ｎｍのときには、図２８に示すように、８００ｎｍの半波長である４００ｎｍの波長も共鳴波長となるため、共鳴波長が４００ｎｍときと同様に、薄い黄色になる。
【0077】
ちなみに、図２７の表に記載した「薄い黄色」を、以下の記載では「ライトイエロー」と記載することがあり、「水色」を「ライトブルー」と記載することがある。【0078】
〔第１金属層と厚さと透過率との関係について〕図２２に示すように、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を、１００ｎｍから順に薄くしていったとき、１０ｎｍ以下となると、銀の透過率がかなり大きくなる。
本発明の放射冷却装置ＣＰは、共鳴周波数（共鳴波長）の光を透明誘電体層Ｂ２の中で共鳴させて、発色させるものである。
つまり、共鳴周波数（共鳴波長）の光を光反射層Ｂの中で共鳴させるとは、合わせ鏡のようになっている第１金属層Ｂ１と第２金属層Ｂ３との中で、共鳴周波数（共鳴波長）の光を、第１金属層Ｂ１及び第２金属層Ｂ３にて反射しながら何度も往復させて、つまり、光を透明誘電体層Ｂ２の中にできるだけ長時間閉じ込めて、共鳴周波数（共鳴波長）の光を含む狭帯域の光だけを、ピンポイントで第１金属層Ｂ１及び第２金属層Ｂ３に吸収させるものであり、その結果、発色させるものである。
【0079】
したがって、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）が厚すぎると、殆どの光が第１金属層Ｂ１の銀にて反射されて、透明誘電体層Ｂ２まで光が殆ど透過せず、光学制御に重要な“共鳴”を起こすことができないことになる。逆に、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）が薄くなりすぎると、銀の透過率が高くなりすぎて、十分に光を閉じ込めながら、光を金属に吸収させること（共鳴）ができなくなるので、光吸収率が下がることになり、また、共鳴作用が弱まることによって、金属に吸収される波長域（吸収ピーク）が拡がる傾向となる。
【0080】
すなわち、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）は、光反射層Ｂが太陽光スペクトルの範囲において高い反射率を持ちながら、着色のための急峻な吸収ピークを持つようにするためには、厚すぎても、薄すぎてもよくない。つまり、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）には、光を閉じ込めながらも（ある程度の反射率を持ちながらも）、光を閉じ込める場所（透明誘電体層Ｂ２の中）に光を入れる（透過させる）ことができるという、適切なバランスを得られることができる厚さ（膜厚）が求められることになる。
【0081】
〔第１金属層の厚さと反射率との関係について〕図２３は、赤外放射層Ａを構成するテンパックスの厚さ（膜厚）を１ｍｍとし、透明誘電体層Ｂ２を構成するＳｉ３Ｎ４の厚さ（膜厚）を１００ｎｍとし、第２金属層Ｂ３を構成する銀の厚さ（膜厚）を１００ｎｍとする場合において、第１金属層Ｂ１の厚さを４０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲で変化させたときの、放射冷却装置ＣＰの反射率の変化を示す。
【0082】
図２４は、同様に、赤外放射層Ａを構成するテンパックスの厚さ（膜厚）を１ｍｍとし、透明誘電体層Ｂ２を構成するＳｉ３Ｎ４の厚さ（膜厚）を１００ｎｍとし、第２金属層Ｂ３を構成する銀の厚さ（膜厚）を１００ｎｍとする場合において、第１金属層Ｂ１の厚さを１ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲で変化させたときの、放射冷却装置ＣＰの反射率の変化を示す。【0083】
図２３に示すように、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を、１００ｎｍから４０ｎｍに向けて薄くしていくと、第１金属層Ｂ１の銀の透過率の増加に従い、透明誘電体層Ｂ２に光がたくさん入るようになり、共鳴波長の光がより多く吸収されるようになる。また、図２４に示すように、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を、４０ｎｍから１０ｎｍに向けて薄くしていくと、第１金属層Ｂ１の銀の反射率が下がることになり、その結果、透明誘電体層Ｂ２の中に光を閉じ込める作用（共鳴）が弱くなり、吸収ピークが小さくなり、しかも、吸収ピークがブロードになる。
【0084】
さらに、両図を比較すると、６００ｎｍ付近に共振のピーク（共鳴波長）を作る場合には、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を、４０ｎｍ程度にすることが適していることがわかる。つまり、図２２に示すように、銀の透過率は波長によって変化するので、共鳴させる波長によって、適した銀の厚さ（膜厚）は変わることになる。
但し、放射冷却装置ＣＰの放射面Ｈを着色された状態にする場合、共鳴させるべき波長は可視光の領域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）であり、この波長域で制御する場合に適した第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内に収まる。
【0085】
ちなみに、図２２に示すように、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を１００ｎｍ程度にすると、第１金属層Ｂ１を透過する光の波長が５００ｎｍ以下となるため、制御できる共鳴波長が５００ｎｍ以下になる等、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）によっては、制御可能な共鳴波長の範囲が変動する。そして、第１金属層Ｂ１の銀の厚さ（膜厚）を、２５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲にした場合には、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の全範囲の波長を共鳴波長として制御できることになる。
【0086】
〔透明誘電体層の厚さについて〕透明誘電体層Ｂ２の厚さ（膜厚）は、光反射層Ｂの共鳴波長を４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長のうちのいずれかの波長とする厚さであり、具体的には、３０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の厚さである（図２１参照）。
【0087】
説明を加えると、プラズモン共鳴による共鳴波長は、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２及び第２金属層Ｂ３の屈折率分布によって正確に決まるが、下記の（１）式にて、概算することができる。λ＝Ｌ＊４＊ｎ--------（１）
なお、λは共鳴波長、Ｌは透明誘電体層の厚さ、ｎは代表的な屈折率である。
【0088】
図２０は、透明誘電体層Ｂ２として使える材料群（一部）の代表的な屈折率ｎと、透明誘電体層Ｂ２の厚さ（膜厚）Ｌと、共鳴波長λの関係を示している。なお、「代表的な」屈折率ｎと表記している理由は、材料の屈折率は波長によって変化するためであり、本図では、可視光領域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）におけるそれぞれの材料の平均的な屈折率を記している。
【0089】
また、図２０に示す共鳴波長λは、それぞれの膜が１層だけ存在する際の共鳴波長であり、透明誘電体層Ｂ２が銀、アルミニウム、銅等の金属で挟まれた際の共鳴波長とは異なる。つまり、この値は、光学設計する際の参考的値である。【0090】
図２１に、透明誘電体層Ｂ２が銀に挟まれている場合の、厚さ（膜厚）と共鳴波長との関係を示す。透明誘電体層Ｂ２が銀にて挟まれた場合、図２０に示す一層のみのときよりも、同じ厚さ（膜厚）Ｌでの共鳴波長λが短波長側にシフトすることになる。これは、金属によって、透明誘電体層Ｂ２の電磁界が透明誘電体層Ｂ２の中心付近に集中することによりおこる現象である。
【0091】
短波長側へシフトする度合いは挟む金属種によって異なるが、図２９に示すように、アルミニウム、銀、銅の順に、共鳴波長λが短波長側に大きくシフトすることになる。すなわち、図２９は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、第１金属層Ｂ１を５５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を厚さが８０ｎｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）として、第２金属層Ｂ３を、１００ｎｍのアルミニウム、１００ｎｍの銀、１００ｎｍの銅とする場合における反射率を示すものであり、アルミニウム、銀、銅の順に、共鳴波長λが短波長側に大きくシフトすることになる。
【0092】
ちなみに、図３０は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、第１金属層Ｂ１を５５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を厚さが８０ｎｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）として、第２金属層Ｂ３を、１００ｎｍの金、１００ｎｍの銅とする場合における反射率を示すものであり、金と銅については、共鳴波長λが短波長側にシフトする大きさは同程度である。【0093】
〔放射面の着色の具体例〕第１構造から第４構造において、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を１００ｎｍの銀とし、酸化防止層４を１０ｎｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とする場合に、第１構造から第４構造における放射面Ｈが着色されている状態の色を説明する。
【0094】
図３に示すように、透明誘電体層Ｂ２を形成する窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の厚さ（膜厚）を１００ｎｍにする第１構造では、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトブルーになり、図５に示すように、透明誘電体層Ｂ２を形成する窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の厚さ（膜厚）を８０ｎｍにする第２構造では、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトピンクになる。【0095】
又、図７に示すように、透明誘電体層Ｂ２を形成する窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の厚さ（膜厚）を６５ｎｍにする第３構造では、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトレッドになり、図９に示すように、透明誘電体層Ｂ２を形成する窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の厚さ（膜厚）を５０ｎｍにする第４構造では、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトイエローになる。【0096】
ちなみに、図４には、第１構造における反射率及び吸収率を示し、図６には、第２構造における反射率及び吸収率を示し、図８には、第３構造における反射率及び吸収率を示し、図１０には、第４構造における反射率及び吸収率を示している。【0097】
尚、図１１には、第４構造の反射率と比較構造の反射率とを示している。比較構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、光反射層Ｂを３００ｎｍの銀とし、酸化防止層４を１０ｎｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とするものである。
第４構造の反射率が、共鳴波長の領域で低くなっているのに対して、従来の放射冷却装置ＣＰである比較構造の反射率は、可視光（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）の領域において９５％以上の高い状態となる。
【0098】
また、図１３に示す第５構造において、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を１００ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を３０ｎｍのアルミニウムとし、酸化防止層４を１０ｎｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とする場合においては、放射面Ｈが着色されている状態の色が青になる。ちなみに、図１４には、第５構造の反射率と吸収率とを示す。
尚、図３１に示すように、アルミニウムあるいはアルミニウム合金は、銀あるいは銀合金に較べて、可視光の吸収率が高いものであるから、放射面Ｈが着色されている状態の色が、はっきりした青になる。
【0099】
また、図１５に示す第６構造において、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を１００ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を、１０ｎｍの銀の第１層ｂ１と６０ｎｍのアルミニウムの第２層ｂ２とからなる積層構成とし、酸化防止層４を１０ｎｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とする場合においては、放射面Ｈが着色されている状態の色が青になる。ちなみに、図１６には、第６構造の反射率と吸収率、及び、図１７に示す比較構造の反射率と吸収率とを示す。
【0100】
比較構造は、図１７に示すように、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を１００ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を１０ｎｍの銀とする構成である。図１６に示すように、比較構造は、第２金属層Ｂ３にアルミニウムがないため、共鳴波長の領域の反射率が、第６構造に較べて大きく低下することがない。
【0101】
〔ＸＹ色度図について〕放射面Ｈが着色されている状態の色は、図１９に示すＸＹ色度図にて表示することができ、第１構造から第６構造のＸＹ色度図におけるｘ軸座標値及びｙ軸座標値を、図１８の表に示す。
尚、例示するＸＹ色度は、Ｄ６５ライト照射に対応するものである。
【0102】
例えば、第１構造については、ｘ軸座標値が０．２８５で、ｙ軸座標値０．３３０であるので、白に近い領域の青、つまり、ライトブルー（水色）である。第２構造から第６構造についても同様である。
尚、図１８の表に記載の「ピンク」「赤色」「黄色」の夫々は、実際は、「薄いピンク」（ライトピンク）、「薄い赤」（ライトレッド）、「薄い黄色」（ライトイエロー）を示すものである。
【0103】
ちなみに、図１８の表には、第１構造から第６構造に加えて、第７構造から第１１構造のＸＹ色度を例示する。第７構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３０ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を９０ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を３０ｎｍのアルミニウムとする場合であって、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトピンクになる。
【0104】
第８構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を５５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を９０ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を１００ｎｍの銅とする場合であって、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトブルー（水色）になる。尚、図２５に、第８構造の反射率を示す。
【0105】
第９構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を５５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を９０ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）とし、第２金属層Ｂ３を１００ｎｍの金とする場合であって、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトブルー（水色）になる。【0106】
第１０構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を１００ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯ２）とし、第２金属層Ｂ３を１００ｎｍの銀とする場合であって、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトイエローになる。【0107】
第１１構造は、赤外放射層Ａを厚さが１ｍｍのテンパックスとし、密着層３を５ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とし、第１金属層Ｂ１を３５ｎｍの銀とし、透明誘電体層Ｂ２を、５０ｎｍの窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）と７０ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯ２）とを積層した構成とし、第２金属層Ｂ３を１００ｎｍの銀とする場合であって、放射面Ｈが着色されている状態の色がライトブルー（水色）になる。【0108】
〔放射冷却装置の冷却能力〕図１２に、第１構造から第４構造の放射冷却装置ＣＰ、及び、図１１に関連して説明した従来の放射冷却装置ＣＰである比較構造の冷却能力を示す。
尚、図１２においては、第１構造から第４構造の放射冷却装置ＣＰの夫々を、ライトブルー、ライトピンク、ライトレッド、ライトイエローと記載し、従来の放射冷却装置ＣＰをノーマル（Ｎｏｒｍａｌ）と記載する。
【0109】
例示する冷却能力は、外気温３０℃、ＡＭ１.５Ｇの日射が照射されている、南中時の大阪の平均的な夏場の大気下における放射冷却能力を計算したものである。すなわち、例えば、太陽光エネルギーを１０００Ｗ／ｍ２とし、外気温を３０℃とし、大気の輻射エネルギーが３８７Ｗ／ｍ２の８月下旬をモデルとして計算したものである。
横軸の温度は、放射冷却装置ＣＰの底面部（放射面Ｈとは反対側の底面部）の温度であり、対流は考慮していない。
【0110】
図示の通り、外気温と放射冷却装置ＣＰの底面部が３０℃と同じ場合、本発明の色付きの放射冷却装置ＣＰでも４０Ｗ/ｍ２近くの放射冷却能力を持つ。つまり、本発明の色付きの放射冷却装置ＣＰは、従来の放射冷却装置ＣＰよりも放射冷却能力が低下することになるが、夏場の南中時においても放射冷却能力を発揮することになる。
尚、ライトピンク（第２構造）とライトレッド（第３構造）との放射冷却能力は、略同じである。
【0111】
〔透明誘電体層の具体例〕透明誘電体層Ｂ２は、透明窒化膜や透明酸化膜にて構成でき、透明窒化膜の具体例としては、上述の通り、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮを挙げることができる。
また、透明酸化膜の具体例としては、下記のものを挙げることができる。尚、以下の説明では、本発明の透明誘電体層Ｂ２として使用できるものを、族で分類して記載する。
【0112】
第１族元素酸化物：Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ第２族元素酸化物：ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ
第４族元素酸化物：ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２
第５族元素酸化物：Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５
第１３族元素酸化物：Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３
第１４族元素酸化物：ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、ＳｎＯ２
【0113】
ちなみに、スパッタリング等で製膜される材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５があり、これら材料は製膜し易い点で他の酸化物よりも優れている。【0114】
〔別実施形態〕以下、別実施形態を列記する。
（１）上記実施形態では、赤外放射層Ａを基板として、第１金属層Ｂ１、透明誘電体層Ｂ２及び第２金属層Ｂ３を積層する場合を例示したが、赤外放射層Ａとは異なる他の基板に対して、第２金属層Ｂ３、透明誘電体層Ｂ２及び第１金属層Ｂ１を積層する形態で光反射層Ｂを形成して、赤外放射層Ａと光反射層Ｂとを重ね合わせる形態で積層してもよい。この場合、赤外放射層Ａと光反射層Ｂとの間に、伝熱可能であれば多少の隙間が存在してもよい。
【0115】
（２）上記実施形態では、酸化防止層４を備える場合を例示したが、アルミにて形成される第２金属層Ｂ３の膜厚（厚さ）が十分に厚い場合等においては、酸化防止層４を省略してもよい。【0116】
（３）上記実施形態では、第１金属層Ｂ１及び第２金属層Ｂ３を銀にて形成する場合を詳細に説明したが、第１金属層Ｂ１や第２金属層Ｂ３を銀合金で形成する場合における膜厚（厚さ）は、第１金属層Ｂ１や第２金属層Ｂ３を銀にて形成する場合の膜厚（厚さ）と同等にすることができる。【0117】
（４）上記実施形態では、第２金属層Ｂ３をアルミニウムにて形成する場合をも説明したが、第２金属層Ｂ３をアルミ合金で形成する場合における膜厚（厚さ）は、第２金属層Ｂ３をアルミにて形成する場合の膜厚（厚さ）と同等にすることができる。【0118】
（５）上記実施形態では、赤外放射層Ａの放射面Ｈを平坦面に形成するものとして説明したが、図３２に示すように、赤外放射層Ａの放射面Ｈを、光散乱用の凹凸を備える状態に形成してもよい。光散乱用の凹凸は、エンボス加工等により形成でき、赤外放射層Ａをガラス（白板ガラス）にて構成する場合には、すりガラス加工により形成できる。
尚、図３２は、光散乱用の凹凸を、実際よりも誇張して記載するものである。
【0119】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。【符号の説明】
【0120】
３ 密着層４ 酸化防止層
Ａ 赤外放射層
Ｂ 光反射層
Ｂ１ 第１金属層
Ｂ２ 透明誘電体層
Ｂ３ 第２金属層