JP2009139545A - 光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、遮光隔壁アレイ等に使用される光学フィルムおよびその製造方法に関し、フィルム材の透光部に黒色物質が付着することを確実に回避することを目的とする。
【解決手段】光を透過させるフィルム材の一面に凹溝を形成し、前記凹溝に光を遮光する遮光部を形成してなり、前記遮光部が、前記凹溝の内面に黒色粉体を付着させ、前記黒色粉体を光を透過させる封止材により封止して形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遮光隔壁アレイ等に使用される光学フィルムおよびその製造方法に関する。

従来、受光素子アレイ上にマイクロレンズアレイを設置し、隣接するマイクロレンズアレイを通過した光が受光素子アレイに到達するまでに互いに混信(クロストーク)しないように、受光素子アレイとマイクロレンズアレイとの間に遮光隔壁アレイを設けた画像入力装置が知られている。

そして、遮光隔壁アレイとして、フィルム材に形成される溝部に遮光壁を形成したものが知られている。
特開２００５−７２６６２号公報 特開２００５−３５２３４５号公報 特開２００１−２４９２７４号公報 特開２００７−１１３１４号公報

しかしながら、従来の遮光隔壁アレイでは、フィルム材に形成される溝部に、黒色樹脂を塗布して充填しているため、塗布後に余分な黒色樹脂をスキージで削り取っても溝部以外の透光部に黒色樹脂が付着する。そして、透光部に黒色樹脂が付着すると、透光部の透過率が低下するが、黒色樹脂を完全に除去することは困難であった。

また、マイクロディスペンサーで溝部に沿って黒色樹脂を滴下する場合には、ディスペンサーを溝部に沿って移動させるため多大な時間が必要になり、量産性が低下する。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、フィルム材の透光部に黒色物質が付着することを確実に回避することができる光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

第１の発明の光学フィルムは、光を透過させるフィルム材の一面に凹溝を形成し、前記凹溝に光を遮光する遮光部を形成してなり、前記遮光部が、前記凹溝の内面に黒色粉体を付着させ、前記黒色粉体を光を透過させる封止材により封止して形成されていることを特徴とする。

第２の発明の光学フィルムは、第１の発明の光学フィルムにおいて、前記封止材は、前記フィルム材と略同一の屈折率を有し、前記フィルム材の前記一面に封止層として形成されていることを特徴とする。

第３の発明の光学フィルムは、第１または第２の発明の光学フィルムにおいて、前記フィルム材の前記一面と反対側の面に、前記凹溝の内側の透光部に対応してマイクロレンズを一体形成してなることを特徴とする。

第４の発明の光学フィルムの製造方法は、光を透過させるフィルム材の一面に凹溝を形成し、前記凹溝に光を遮光する遮光部を形成してなる光学フィルムの製造方法であって、一面に前記凹溝が形成されるとともに、前記一面に前記凹溝に連続する液体供給部が形成されるフィルム材を製造する工程と、分散媒と、前記分散媒中に分散された黒色粉体とからなる液体を、前記液体供給部に滴下して、前記凹溝に前記液体を充填する工程と、前記凹溝に充填された液体から前記分散媒を除去し、前記凹溝の内面に前記黒色粉体を付着させる工程と、前記黒色粉体を光を透過させる封止材により封止して前記遮光部を形成する工程とを有することを特徴とする。

第５の発明の光学フィルムの製造方法は、第４の発明の光学フィルムの製造方法において、前記黒色粉体は親水性を有し、前記凹溝に前記液体を充填する前に、前記凹溝に親水化処理を行うことを特徴とする。

第６の発明の光学フィルムの製造方法は、第４または第５の発明の光学フィルムの製造方法において、前記分散媒は、揮発性液体であることを特徴とする。

第７の発明の光学フィルムの製造方法は、第４ないし第６のいずれか１の発明の光学フィルムの製造方法において、前記封止材は、前記フィルム材と略同一の屈折率を有し、前記フィルム材の前記一面に封止層として形成されることを特徴とする。

第８の発明の光学フィルムの製造方法は、第４ないし第７のいずれか１の発明の光学フィルムの製造方法において、前記封止材は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする。

第９の発明の光学フィルムの製造方法は、第４ないし第８のいずれか１の発明の光学フィルムの製造方法において、前記フィルム材の前記一面と反対側の面に、前記凹溝の内側の透光部に対応してマイクロレンズが一体形成されていることを特徴とする。

本発明では、フィルム材の透光部に黒色物質が付着するのを回避することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の光学フィルムの一実施形態を示している。

この光学フィルムは、光を透過させるフィルム材１１を有している。フィルム材１１の一面には、凹溝１１ａが四角形の格子状に形成されている。凹溝１１ａには、光を遮光する遮光部１３が形成されている。

遮光部１３は、凹溝１１ａの内面に黒色粉体１５を付着させ、黒色粉体１５を光を透過させる封止材１７により封止して形成されている。黒色粉体１５は凹溝１１ａの内面に層状をなして付着している。封止材１７は、フィルム材１１と略同一の屈折率を有し、フィルム材１１の一面に封止層１９として形成されている。封止材１７は、好ましくはフィルム材１１と同一の樹脂で構成される。

フィルム材１１の一面と反対側の面には、マイクロレンズ１１ｂが一体形成されている。マイクロレンズ１１ｂは、凹溝１１ａの内側の透光部１１ｃに対応して多数形成されるマイクロレンズアレイ２１とされている。

図２は、上述した光学フィルムの製造方法の概略を示す工程図である。

(ａ)先ず、溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５を用い樹脂成形することによりフィルム材１１を製造する。溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５との間隔はスペーサ２７により設定される。溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５には、これ等の型を位置合わせするためのアライメントマーク２３ａ，２５ａが形成されている。溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５は機械加工あるいはドライエッチング等により製造される。樹脂には、透明な紫外線硬化型樹脂が用いられる。溝格子型２３に紫外線硬化型樹脂を塗布し、この上にマイクロレンズアレイ型２５を載せ、スペーサ２７により溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５の間隔を設定する。そして、マイクロレンズアレイ型２５側から紫外線を照射して樹脂を硬化することによりフィルム材が製造される。

図３は、製造されたフィルム材１１の一部を示している。フィルム材１１の一面には、凹溝１１ａが格子状に形成されている。また、凹溝１１ａが格子状に形成されている領域の外側には、凹溝１１ａに通路部１１ｄを介して連続する液体供給部１１ｅが形成されている。溝格子型２３には、凹溝１１ａを形成するための凸部２３ｂおよび液体供給部１１ｅを形成するための凸部２３ｃが形成されている。マイクロレンズアレイ型２５には、図２の(ａ)に示すようにマイクロレンズ１１ｂを形成するための凹部２５ｂが形成されている。

(ｂ)次に、ベース部材２９上にフィルム材１１を載置固定する。そして、黒色粉体１５の分散された液体Ｌ(以下黒色粉体分散液Ｌという)を液体供給部１１ｅに滴下して液体供給部１１ｅを略満杯にする。これにより黒色粉体分散液Ｌが凹溝１１ａに充填する。液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを滴下すると、図４に示すように、黒色粉体分散液Ｌが毛細管現象により凹溝１１ａの隅々まで充填する。凹溝１１ａと凹溝１１ａとの交差点部分において途中で充填が停止することがあるので、超音波振動を適宜与えると良い。

黒色粉体１５には、例えば親水性を有する市販の親水性カーボンブラックを使用する。液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを滴下する前に、凹溝１１ａに親水化処理を行う。これにより凹溝１１ａの内面に黒色粉体１５をより確実に付着することができる。黒色粉体１５を分散する分散媒には、例えば５０℃以上の温度で容易に揮発する揮発性液体を用いる。

(ｃ)次に、凹溝１１ａに充填した黒色粉体分散液Ｌから分散媒を揮発させて除去する。これにより、凹溝１１ａの内面に黒色粉体１５が付着する。分散媒の除去は、例えばオーブンを用いて行う。

(ｄ)次に、黒色粉体１５を光を透過させる封止材１７により封止して遮光部１３を形成する。封止材１７には、フィルム材１１と略同一の屈折率を有している透明の紫外線硬化型樹脂を用いる。封止材１７に用いる紫外線硬化型樹脂は、好ましくはフィルム材１１と同一の紫外線硬化型樹脂である。紫外線硬化型樹脂をフィルム材１１の一面にスピンコートし、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させる。これによりフィルム材１１の一面に封止層１９が形成される。封止層１９を形成する代わりに粘着性フィルムを貼り付けても良い。封止層１９の厚さは光学設計によるが０．１μｍ以上が望ましい。そして、フィルム材１１から液体供給部１１ｅが存在する部分を切断除去することにより図１に示した光学フィルムを得ることができる。

上述した光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法では、黒色粉体分散液Ｌが毛管圧によって凹溝１１ａに閉じ込められることを利用して、フィルム材１１に形成される凹溝１１ａの内面にのみ黒色粉体１５を付着させ、黒色粉体１５を光を透過させる封止材１７により封止して遮光部１３を形成したので、フィルム材１１の透光部１１ｃに黒色物質が付着することを確実に回避することができる。従って、光が透過する透光部１１ｃの透過率を確実に保持することができる。また、封止材１７に紫外線硬化型樹脂を用いたので、紫外線を照射することにより封止層１９を迅速，確実に形成することができる。

以下、上述した光学フィルムおよび光学フィルムの製造方法を実施例により詳細に説明する。
(溝格子型２３の元型の作製 第１の例)
真鍮を機械加工して溝格子型２３の元型を作製した。真鍮基板上に幅１０μｍ、高さ５０μｍの溝をピッチ５０μｍの格子状に配置したパターンを作製した。真鍮基板の表面を機械加工で平滑化し、幅１０μｍ、長さ５０μｍ以上のバイトを用意した。バイトを機械に固定し、真鍮基板の表面をバイトに垂直に接するように配置した上で、真鍮基板に１０μｍの深さでバイトの形状を彫り込むように真鍮基板を平行移動させた。５０μｍを一度に削ろうとするとバイトに負荷がかかり過ぎるため１０μｍずつ５回に分けて削った。このようにすると真鍮基板に深さ５０μｍ、幅１０μｍの矩形の溝を一本形成することができる。

格子パターンに溝を削るためには、上記溝をピッチ５０μｍ置きに何本も繰り返し、必要面積分行う。その後、真鍮基板を９０度回転させ、同様に溝を掘っていく。このようにすると、溝が直交し格子パターンとなる。

そして、液体供給部１１ｅを形成するための凹部を機械加工した。また、図２の(ａ)の工程で、マイクロレンズ１１ｂとマイクロレンズ１１ｂの境目に相当する部分に凹溝１１ａが一致するように溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５とを合わせるが、そのために必要なアライメントマーク用の凹凸を予め設置しておく。場所は凹溝１１ａの有効領域外に置き、最低２ヶ所以上に凹形状または凸形状で形成しておく。凹形状または凸形状にしておけば、樹脂成形してもアライメントマークは同じ位置に転写されるからである。最後に真鍮基板をよく洗浄し、削った残りゴミ等が溝の中に残らないようにする。真鍮基板の表面には樹脂の離型性を高めるための離型処理を施しておく。通常はフッ素系の市販の離型剤を塗布することで良い。
(溝格子型２３の元型の作製 第２の例)
石英基板のエッチングにより溝格子型２３の元型を作製した。フォトリソグラフィー法によってパターンを作製しエッチングで石英基板に彫り込む。先ず、レチクルを用意する。格子形状に光が透過するようにＣｒをＥＢ描画法等でパターニングする。例えば幅１０μｍ、ピッチ５０μｍの格子パターンに露光する場合には、露光したくないところに紫外光が透過しない様にレチクルにＣｒパターンを配置する。同時に、液体供給部１１ｅを形成するためのパターニングを行う。倍率は露光方法に合わせる。

また、図２の(ａ)の工程で、マイクロレンズ１１ｂとマイクロレンズ１１ｂの境目に相当する部分に凹溝１１ａが一致するように溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５とを合わせるが、そのために必要なアライメントマーク用の凹凸を予め設置しておく。場所は凹溝１１ａの有効領域外に露光し、最低２ヶ所以上に凹凸形状で形成しておく。凹凸形状にしておけば、樹脂成形してもアライメントマークは同じ位置に転写されるからである。

石英基板にレジストを塗布する。厚さはこの後行うエッチングの比率にもよるが、選択比が１：２であればレジストは半分の２５μｍ以上の厚さで塗布する必要がある。露光は密着露光でも縮小投影露光でも良い。露光後、現像することで、レジストによる格子溝パターンが形成される。その後、ＩＣＰエッチングを行うことで、石英基板に溝形状が転写される。エッチング法には様々なテクニックがあるが、ＢＯＳＨプロセスといわれる方法を用いることで、石英基板に深く垂直に彫り込むことが可能である。所望の深さ、ここでは５０μｍの深さに達したところでエッチングを終了し、残ったレジストをアッシングなどで取り除く。このようにして作製した石英基板の溝格子パターンを樹脂成形型にするため、石英基板の表面に離型処理をする。離型処理方法は様々あるが、ここではフッ素系離型剤を塗布しべイキングした。
(溝格子型２３の元型を用いての溝格子型２３の作製)
上述した第１または第２の例で作製した溝格子型２３の元型から樹脂製の溝格子型２３を作製する。溝格子型２３は、元型の溝の反転になるため凹溝１１ａおよび液体供給部１１ｅに対応する部分が平面から突出した反転型となる。ここでは第１の例の真鍮製の元型を用いた。元型の格子状溝および液体供給部１１ｅ用の凹部の表面に硬化型樹脂を塗布し、溝細部にまで樹脂が行き渡るように真空脱泡処理を行う。その後、表面にカップリング処理を施した基板を平行に密着させ樹脂を薄く伸ばしたうえで硬化させる。硬化後、元型から樹脂と基板を一緒に離型する。硬化型樹脂には紫外線硬化樹脂を用いた。カップリング処理はシランカップリング剤を塗布乾燥させて行った。また、基板には紫外線透過性のある石英等を用いた。

元型から離型すると、基板上に紫外線型硬化樹脂で形成された高さ５０μｍ、幅１０μｍの壁が格子状に配置された凹溝１１ａに対応する形状の凸部２３ｂ、および、液体供給部１１ｅに対応する形状の凸部２３ｃが完成する。これを溝格子型２３として使用するために離型処理を行った。離型処理としては、樹脂表面にＮｉ等の薄膜をスパッタリングで形成する方法や、フッ素系の市販離型剤を塗布する方法等がある。また、紫外線硬化型樹脂自体にフッ素系材料を混ぜておく等の方法もある。ここでは、Ｎｉ薄膜とフッ素系離型剤処理の両方を行った。
(マイクロレンズアレイ型２５の作製)
フォトリソグラフィ法を用いてマイクロレンズアレイ型２５を作製する。マイクロレンズアレイ型２５には石英基板を用いた。露光に使用されるレチクルにはグレースケールマスクを用いた。エッチング後の石英基板の表面が所望のレンズ形状を反転した形状になるように設計する。マイクロレンズ１１ｂのピッチと溝格子型２３の凸部２３ｂのピッチが一致するように設計する。この後の工程で、図２の(ａ)に示すようにマイクロレンズ１１ｂとマイクロレンズ１１ｂの境目に相当する部分に凸部２３ｂが一致するように両型を合わせるが、このために必要なアライメントマーク２５ａを予め設置しておく。

露光には縮小投影法を用いた。レチクルの作製にはＥＢ描画にてＣｒにパターニングする。グレースケールマスクを作製するには、微小領域毎の開口率を設計し、レチクル化する。ここでは石英基板にマイクロレンズ１１ｂの反転型を作製するので、レジストも同じく反転形状すなわち凹面となる。グレースケールマスクとしては、マイクロレンズ１１ｂの中央部の開口率が一番高く、周辺に向かって徐々に開口率が低くなる。マイクロレンズアレイ２１なので、このパターンが碁盤目に並ぶ。レジストは石英基板に掘るレンズサグ量に対し、エッチングレートから逆算した分量以上に塗布する。例えば石英基板上での凹面レンズサグ量が２０μｍとした場合、選択比が１：２であれば、塗布する必要なレジストは１０μｍ以上必要となる。塗布したレジストにステッパでレンズパターンやアライメントマーク２５ａを露光する。露光後に現像する。この後、ＩＣＰ等でエッチングして石英基板にレンズ凹面形状を作製する。残ったレジストをアッシング等で取り除く。

このようにして作製したマイクロレンズアレイ型２５を樹脂成形型として使用するため、石英基板の表面に離型処理をする。離型処理方法は様々あるが、ここではフッ素系離型剤を塗布しべイキングした。
(フィルム材１１の作製)
図２の(ａ)に示すようにしてフィルム材１１を製造した。フィルム材１１の製造は、溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５とを用いて行われた。溝格子型２３に紫外線硬化型樹脂を塗布し真空脱泡した。この上にマイクロレンズアレイ型２５を載せ、スペーサ２７により溝格子型２３とマイクロレンズアレイ型２５の間隔を設定して、樹脂層の厚さを１５０μｍにした。溝格子型２３のアライメントマーク２３ａとマイクロレンズアレイ型２５のアライメントマーク２５ａが重なるように両型の位置を調整した。この調整により、マイクロレンズアレイ型２５のマイクロレンズ１１ｂとマイクロレンズ１１ｂの境目が凹溝１１ａの１０μｍ幅の中央に位置する。この後、紫外線硬化型樹脂を硬化するため、マイクロレンズアレイ型２５側から紫外線を照射する。紫外線は拡散板を通して照射し、かつ、低エネルギーで時間をかけて照射するのが良い。このようにすると作製されたフィルム材１１の反りを低減することができる。硬化後、マイクロレンズアレイ型２５を離型し、フィルム材１１を溝格子型２３から離型する。このようにして作製されたフィルム材１１の一面には、凹溝１１ａ、液体供給部１１ｅが形成される。また、他面には、マイクロレンズアレイ２１が形成される。
(フィルム材１１の凹溝１１ａへの黒色粉体分散液Ｌの充填)
図２の(ｂ)に示すように、フィルム材１１をベース部材２９上に載置固定する。固定には仮着剤等を用いる。仮着剤は紫外線で硬化しエタノールで溶けるタイプ、ワックス等が使用できる。

固定したフィルム材１１の表面に親水化処理を行う。一例として酸素プラズマ処理を行った。酸素プラズマ処理には松下電工(株)製の大気圧プラズマ洗浄・表面改質装置Ａｉｐｌａｓｍａを用いた。条件はアルゴン２．１６Ｌ／ｍｉｎ、酸素２７ｍＬ／ｍｉｎ、高周波１３．５６ＭＨｚ、１４０Ｗで設定し、フィルム材１１に約１００ｍｍ／ｓｅｃのスキャンスピードで照射した。この処理を行った結果、水の接触角が小さくなり、表面の濡れ性が向上したことが確認された。

次に、揮発性分散媒に市販の親水性カーボンブラックを重量比２％〜２０％の範囲で分散させた。カーボンブラックには算術平均粒子径が１００ｎｍ程度の市販品(東海カーボン(株)Ａｑｕａ−Ｂｌａｃｋ１６２)を用いた。

揮発性分散媒には、イソプロピルアルコールを用いた。イソプロピルアルコール１００ｇに１０ｇの親水性カーボンブラックを投入し、スターラーで１時間撹拌した後に超音波洗浄機内に入れて１０分間分散化処理を行った。この黒色粉体分散液Ｌを半日放置し、スポイトで沈殿物と上澄みの中間に位置する部分の分散液のみを選択的に採取した。以下、この採取した分散液を用いる。市販のカーボンブラックの中には不純物が含まれていたり、分散化処理（カーボン表面官能基処理）が不十分なものが含まれていることがある。また凝集してしまった部分もあり、これらは分散液中で沈殿したり上澄みとなって分離される。これ等を避けて採取することで、非常に良く分散された分散液を用意することができる。

次に、フィルム材１１の液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを滴下する。液体供給部１１ｅは、例えば５ｍｍ角程度のザグリ部であり通路部１１ｄにより凹溝１１ａに接続されている。液体供給部１１ｅおよび通路部１１ｄは、凹溝１１ａの深さと同一である。液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを流し込むと、黒色粉体分散液Ｌは液体供給部１１ｅから凹溝１１ａに流れ込み、凹溝１１ａの全体に行き渡る。液体供給部１１ｅは後に切断除去される。従って、液体供給部１１ｅは凹溝１１ａから離れた切断可能な位置、すなわちフィルム材１１の光学フィルムとしての有効領域外に形成される。

フィルム材１１の液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを適量滴下する。滴下する方法としては先端径がｌｍｍ程度のスポイトを用いた。スポイトに代えて自動制御のディスペンサーを用いることにより量、位置を正確に制御可能となる。滴下量は最終的に凹溝１１ａの全体に黒色粉体分散液Ｌが行き渡り、かつ凹溝１１ａ、通路部１１ｄ、液体供給部１１ｅからあふれ出ない程度に調整するのが良い。

滴下した黒色粉体分散液Ｌは毛細管現象によって凹溝１１ａの隅々まで浸入する。凹溝１１ａと凹溝１１ａの交差点部分において、場合により途中で浸入が停止することもあるので微弱な超音波振動を適宜与えても良い。
(凹溝１１ａ内への黒色粉体分散液Ｌの乾燥付着)
黒色粉体分散液Ｌが凹溝１１ａの必要領域にすべて充填された後、図２の(ｃ)に示すように、オーブンで黒色粉体分散液Ｌを加熱して分散媒を揮発除去する。８０℃５分でイソプロピルアルコールは略完全に除去され、黒色粉体１５が凹溝１１ａの内面および底面に付着する。
(凹溝１１ａ内の黒色粉体１５を封止材１７により封止する)
オーブンから取り出したフィルム材１１の凹溝１１ａを、図２の(ｄ)に示すように、フィルム材１１と同じ屈折率の透明樹脂で封止する。フィルム材１１の凹溝１１ａ面側に紫外線硬化型樹脂をスピンコートし、その後紫外線を照射して硬化させた。このようにして黒色粉体１５を凹溝１１ａに付着固定した光学フィルムを顕微鏡で詳しく観察すると、黒色粉体１５が凹溝１１ａの底と側面にのみ固着し、封止樹脂によって固定化されている様子が良好に認識された。黒色粉体１５は凹溝１１ａ以外の所にはみ出ておらず、かつ欠陥もなかった。
(比較例)
固定したフィルム材１１の凹溝１１ａのパターン上に黒色の熱硬化性樹脂を塗布した。使用した樹脂は市販のシリコーン樹脂で分散されたカーボンにより黒色化されている。粘度は５０００ｃｐｓ程度で、８０℃，２時間で硬化するものである。この樹脂を多めに塗布した後、樹脂製のスキージを用いて、凹溝１１ａのパターン上の余分な黒色樹脂をすくい取った。しかし、比較的柔らかい樹脂製のスキージを用いても、凹溝１１ａのパターン以外の部分に黒色樹脂が残ってしまった。そこで、不織布を用いて表面を手で拭き取る作業を行ったところ、肉眼では概ね黒色樹脂を拭き取ることができた。しかしながら、顕微鏡で詳しく観察したところ、黒色樹脂は手で拭いた方向に薄く筋状に残っており、かつ、樹脂フィルムの凹溝１１ａのパターンの一部に欠陥が発生していた。

スキージ等で黒色樹脂を拭き取る方法では、黒色樹脂が不要部分に残り、かつ、凹溝１１ａの角にスキージ等が当たってしまうため、凹溝１１ａが欠けたり傷が付いたりしてしまっていた。傷が付くとそこに黒色樹脂が入り込んでしまい、除去するのが非常に困難になる。
(比較例に対する実施例の利点)
本発明方法では光学フィルムの製造に必要な手間と時間は非常に少ない。上述した比較例の熱硬化型黒色樹脂を塗布しスキージで除去する方法は、樹脂を熱硬化させる必要があるため所定の硬化時間がかかる。

一方、本発明方法を用いると、黒色粉体分散液Ｌを液体供給部１１ｅに滴下するだけである。液体供給部１１ｅはある程度大きく作成することができるので精密な位置制御は必要でない。また、凹溝１１ａへの黒色粉体分散液Ｌの浸入は毛細管現象を利用しているため非常に短時間で自動的に行われる。実際には略瞬間的に完了する。分散媒であるイソプロピルアルコールの乾燥はオーブンに入れて数分おけばよい。この工程で黒色粉体１５は樹脂からなるフィルム材１１の凹溝１１ａの底や側壁部に固着されて安定する。また、封止工程の紫外線硬化樹脂のスピン塗布は一分程度で完了する。そして、封止材１７である樹脂の硬化時間は紫外線方式なので１分もかからずに完了する。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、遮光部１３の格子形状を四角形にした例について説明したが、例えば、三角形、五角形、六角形等の形状にし、透光部１１ｃをそれに対応する形状にしても良い。

(２)上述した実施形態では、透光部１１ｃを四角形状にした例について説明したが、例えば、円形状、楕円状等の形状にしても良い。

(３)上述した実施形態では、凹溝１１ａを格子状に形成した例について説明したが、例えば、凹溝１１ａを所定間隔をおいて単に形成しても良い。

(４)上述した実施形態では、一枚のフィルム材１１に１つの液体供給部１１ｅを設けた例について説明したが、例えば、図５に示すように、一枚のフィルム材１１に複数の液体供給部１１ｅを設けても良い。この場合には、複数の液体供給部１１ｅに黒色粉体分散液Ｌを滴下することで、黒色粉体分散液Ｌを凹溝１１ａの隅々に確実に浸入させることができる。

(５)上述した実施形態では、一枚のフィルム材１１により一枚の光学フィルムを得た例について説明したが、例えば、図６に示すように、一枚のフィルム材１１を図の点線の位置で切断して複数枚の光学フィルムを得るようにしても良い。この場合には、一枚のフィルム材１１に複数の液体供給部１１ｅが形成される。

(６)上述した実施形態では、液体供給部１１ｅが、一定量の液体を収容可能な液溜まりとして形成されている例について説明したが、液体供給部１１ｅの形状はこれに限定されるものではなく、外部の液体供給手段から供給される黒色粉体分散液Ｌが毛細管現象によって凹溝１１ａに導入され、かつ透光部１１ｃには導入されない形状であれば良い。

本発明の光学フィルムの一実施形態を示す説明図である。 図１の光学フィルムの製造方法を示す説明図である。 図１の凹溝および液体供給部を示す説明図である。 図１の凹溝への黒色粉体分散液Ｌの充填方法を示す説明図である。 複数の液体供給部を備えたフィルム材を示す説明図である。 複数枚の光学フィルムを備えたフィルム材を示す説明図である。

符号の説明

１１…フィルム材、１１ａ…凹溝、１１ｂ…マイクロレンズ、１１ｃ…透光部、１３…遮光部、１５…黒色粉体、１７…封止材、Ｌ…黒色粉体分散液。

Claims (9)

1. 光を透過させるフィルム材の一面に凹溝を形成し、前記凹溝に光を遮光する遮光部を形成してなり、
   前記遮光部が、前記凹溝の内面に黒色粉体を付着させ、前記黒色粉体を光を透過させる封止材により封止して形成されていることを特徴とする光学フィルム。
2. 請求項１記載の光学フィルムにおいて、
   前記封止材は、前記フィルム材と略同一の屈折率を有し、前記フィルム材の前記一面に封止層として形成されていることを特徴とする光学フィルム。
3. 請求項１または請求項２記載の光学フィルムにおいて、
   前記フィルム材の前記一面と反対側の面に、前記凹溝の内側の透光部に対応してマイクロレンズを一体形成してなることを特徴とする光学フィルム。
4. 光を透過させるフィルム材の一面に凹溝を形成し、前記凹溝に光を遮光する遮光部を形成してなる光学フィルムの製造方法であって、
   一面に前記凹溝が形成されるとともに、前記一面に前記凹溝に連続する液体供給部が形成されるフィルム材を製造する工程と、
   分散媒と、前記分散媒中に分散された黒色粉体とからなる液体を、前記液体供給部に滴下して、前記凹溝に前記液体を充填する工程と、
   前記凹溝に充填された液体から前記分散媒を除去し、前記凹溝の内面に前記黒色粉体を付着させる工程と、
   前記黒色粉体を光を透過させる封止材により封止して前記遮光部を形成する工程と、
   を有することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
5. 請求項４記載の光学フィルムの製造方法において、
   前記黒色粉体は親水性を有し、前記凹溝に前記液体を充填する前に、前記凹溝に親水化処理を行うことを特徴とする光学フィルムの製造方法。
6. 請求項４または請求項５記載の光学フィルムの製造方法において、
   前記分散媒は、揮発性液体であることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
7. 請求項４ないし請求項６のいずれか１項記載の光学フィルムの製造方法において、
   前記封止材は、前記フィルム材と略同一の屈折率を有し、前記フィルム材の前記一面に封止層として形成されることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
8. 請求項４ないし請求項７のいずれか１項記載の光学フィルムの製造方法において、
   前記封止材は、紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
9. 請求項４ないし請求項８のいずれか１項記載の光学フィルムの製造方法において、
   前記フィルム材の前記一面と反対側の面に、前記凹溝の内側の透光部に対応してマイクロレンズが一体形成されていることを特徴とする光学フィルムの製造方法。
   

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