JP2021085933A - Method of manufacturing light control filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光制御フィルターの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical control filter.
従来、光の透過率や視野角を調節する光制御フィルターが知られている。例えば、特許文献1には、光吸収材料を含む光硬化性樹脂を基材フィルムとして備え、基材フィルムの一方の主面から反対側の他方の主面に向けて、すり鉢状の凹部が複数形成された光制御フィルターが提案されている。光制御フィルターでは、通常、凹部が光透過部とされ、それ以外の部分が遮光部とされる。また、光制御フィルターの製造方法として、フィルム表面に形成する凹部に対応した突起部を備えた成形型に硬化性樹脂を流し込み、硬化させて脱型する方法が開示されている。さらに、成形型の基板材料として、機械加工可能な樹脂や金属が例示されている。
Conventionally, an optical control filter for adjusting the light transmittance and the viewing angle has been known. For example,
しかし、本発明者らが検討したところ、機械加工によって成形型の基板に突起部を形成する方法では、突起部を高密度に配列することが困難であった。そこで、本発明者らは、フォトリソグラフ法によりシリコン基板に微細な突起部を形成した成形型を用いる、貫通孔を高密度で備えた光制御フィルムの製造方法について鋭意検討した。ところが、シリコン基板が脆いことが原因となり、成形型内で硬化させた光制御フィルムを脱型する際に成形型が割れる問題が生じ、製造歩留まりが低迷していた。 However, as a result of studies by the present inventors, it has been difficult to arrange the protrusions at a high density by the method of forming the protrusions on the molding substrate by machining. Therefore, the present inventors have diligently studied a method for producing an optical control film having a high density of through holes using a molding die in which fine protrusions are formed on a silicon substrate by a photolithography method. However, due to the brittleness of the silicon substrate, there is a problem that the molding die cracks when the optical control film cured in the molding die is removed, and the manufacturing yield is low.
本発明は、微細な光透過部が高密度で配列された光制御フィルターであっても製造歩留まりを改善できる光制御フィルターの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical control filter capable of improving a manufacturing yield even if the optical control filter has fine light transmitting portions arranged at a high density.
本発明は、以下の構成を有する。
[1]平面視で円形状の基板と、前記基板の表面から立ち上がる複数の突起部と、を備えた成形型を用い、前記複数の突起部に接するように液状樹脂を前記成形型内へ注入した後、前記液状樹脂を硬化させ、前記複数の突起部に対応する凹部又は貫通孔が形成された光制御フィルターを形成し、前記光制御フィルターを脱型することを含む、光制御フィルターの製造方法。
[2]前記成形型は、凹状の基板配置部が表面に複数形成されたベース基材を備え、
前記基板配置部の底面に前記基板を配置し、
前記基板の前記複数の突起部に接するように液状樹脂を前記基板配置部内へ注入した後、前記液状樹脂を硬化させ、前記複数の突起部に対応する凹部又は貫通孔が形成された光制御フィルターを形成し、前記光制御フィルターを脱型することを含む、[1]に記載の光制御フィルターの製造方法。
[3]前記ベース基材の前記基板配置部は平面視で円形状である、[2]に記載の光制御フィルターの製造方法。
[4]脱型した前記光制御フィルターの平面方向に沿って刃を入れ、裏面に残る残膜を除去することを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の光制御フィルターの製造方法。
The present invention has the following configurations.
[1] Using a molding die provided with a circular substrate in a plan view and a plurality of protrusions rising from the surface of the substrate, a liquid resin is injected into the molding die so as to be in contact with the plurality of protrusions. After that, the liquid resin is cured to form an optical control filter having recesses or through holes corresponding to the plurality of protrusions, and the optical control filter is demolded. Method.
[2] The molding mold includes a base base material having a plurality of concave substrate arrangement portions formed on the surface thereof.
The substrate is arranged on the bottom surface of the substrate arrangement portion, and the substrate is arranged.
An optical control filter in which a liquid resin is injected into the substrate arrangement portion so as to be in contact with the plurality of protrusions of the substrate, and then the liquid resin is cured to form recesses or through holes corresponding to the plurality of protrusions. The method for manufacturing an optical control filter according to [1], which comprises forming the above and removing the optical control filter.
[3] The method for manufacturing an optical control filter according to [2], wherein the substrate arrangement portion of the base base material has a circular shape in a plan view.
[4] The production of the optical control filter according to any one of [1] to [3], which comprises inserting a blade along the plane direction of the demolded optical control filter to remove the residual film remaining on the back surface. Method.
本発明によれば、微細な光透過部が高密度で配列された光制御フィルターであっても製造歩留まりを改善できる光制御フィルターの製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an optical control filter that can improve the manufacturing yield even if the optical control filter has fine light transmitting portions arranged at high density.
本発明の光制御フィルターの製造方法は、平面視で円形状の基板と、基板の表面から立ち上がる複数の突起部と、を備えた成形型を用いて、それら複数の突起部に対応する複数の凹部又は複数の貫通孔が形成された光制御フィルターを製造する方法である。 The method for manufacturing an optical control filter of the present invention uses a molding mold provided with a circular substrate in a plan view and a plurality of protrusions rising from the surface of the substrate, and a plurality of protrusions corresponding to the plurality of protrusions are used. This is a method for manufacturing an optical control filter in which a recess or a plurality of through holes are formed.
以下、使用する成形型の具体例を示しつつ、光制御フィルターの製造方法について詳述する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, a method for manufacturing an optical control filter will be described in detail while showing a specific example of the molding die to be used. It should be noted that the dimensions and the like of the figures illustrated in the following description are examples, and the present invention is not necessarily limited thereto, and the present invention can be appropriately modified without changing the gist thereof. ..
[第1実施形態]
(成形型)
図1は、第1実施形態で使用する成形型100の平面図である。図2は、成形型100のA−A断面図である。
成形型100は、平面視で円形状の基板110と、基板110の表面から立ち上がる複数の突起部120と、を備えている。成形型100においては、基板110の表面側に平面視形状が円形状で凹状の成形部112が形成されており、成形部112の底面112a(表面)に複数の突起部120が設けられている。
[First Embodiment]
(Molding mold)
FIG. 1 is a plan view of the molding die 100 used in the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the
The
基板110の平面視形状は円形であり、基板110の表面側に形成された凹状の成形部112の平面視形状も円形である。
基板110の平面視での直径は、製造する光制御フィルターのサイズに合わせて適宜設定される。
The plan view shape of the
The diameter of the
成形部112の深さは、50μm以上1000μm以下が好ましく、80μm以上500μm以下がより好ましく、100μm以上300μm以下がさらに好ましい。成形部112の深さを調節することにより、製造する光制御フィルターの厚さを調節できる。
成形部112の平面視での直径は、特に限定されず、例えば、5mm以上100mm以下とすることができる。
The depth of the molded
The diameter of the molded
成形部112の底面112aにおける平面視での突起部120の配置は、特に限定されず、例えば、ジグザグ状の配置、無作為なランダム配置を例示できる。
突起部120の軸線方向に垂直な断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形を例示できる。なかでも、成形時の圧力分散による型破損回避の点から、円形(真円)が好ましい。
The arrangement of the
The cross-sectional shape of the
突起部120の直径は、2μm以上20μm以下が好ましく、2μm以上15μm以下がより好ましく、2μm以上10μm以下がさらに好ましい。突起部120の直径が前記範囲の下限値以上であれば、突起部の形成が容易である。突起部120の直径が前記範囲の上限値以下であれば、アスペクト比が高い凹部又は貫通孔を有する光制御フィルターを製造しやすい。
なお、突起部120の直径は、突起部120における成形部112の底面112aと一致する位置の直径である。また、突起部120の軸線方向に垂直な断面形状が円形でない場合、突起部120の直径は、突起部120の断面の外接円の直径とする。
The diameter of the
The diameter of the
突起部120の高さ、すなわち成形部112の底面112aから突起部120の先端までの距離は、50μm以上1000μm以下が好ましく、80μm以上500μm以下がより好ましく、100μm以上300μm以下がさらに好ましい。突起部120の高さが前記範囲の下限値以上であれば、光制御フィルターの製造が容易になる。突起部120の高さが前記範囲の上限値以下であれば、製造時、特に脱型時に突起部120が保持されやすい。
The height of the
この例では、突起部120の先端の位置が、基板110における成形部112以外の部分の表面と面一になっている。すなわち、突起部120の先端の位置が、成形部112の開口端の位置と一致している。この態様の成形型100を用いる場合には、後述のように、突起部120に対応する複数の貫通孔が形成された光制御フィルターを製造できる。
なお、突起部120の先端の位置が基板110における成形部112以外の部分の表面よりも低い場合、すなわち突起部120の先端の位置が成形部112の開口端の位置よりも低い場合には、突起部120に対応する複数の凹部が形成された光制御フィルターを製造できる。
In this example, the position of the tip of the
When the position of the tip of the
突起部120間のクリアランスは、2μm以上20μm以下がさらに好ましく、2μm以上15μm以下が特に好ましく、2μm以上10μm以下が最も好ましい。突起部120間のクリアランスが前記範囲の下限値以上であれば、成形型100の製造が容易である。突起部120間のクリアランスが前記範囲の上限値以下であれば、微細な光透過部が高密度で配列された光制御フィルターを製造しやすい。
突起部120間のクリアランスは、成形部112の底面112aと一致する平面上における突起部120の側面同士の最短距離である。
The clearance between the
The clearance between the
基板110の表面の100μm2あたりの突起部120の本数は、4本以上100本以下が好ましく、8本以上70本以下がより好ましく、16本以上45本以下がさらに好ましい。突起部120の前記本数が前記範囲の下限値以上であれば、微細な光透過部が高密度で配列された光制御フィルターを製造しやすい。突起部120の前記本数が前記範囲の上限値以下であれば、成形型100の製造が容易である。
The number of protrusions 120 per 100 μm 2 on the surface of the
複数の突起部120は、製造の容易さ及び視野角制御の容易さの点では、基板110の垂線方向に沿っていることが好ましい。
The plurality of
突起部120は、例えば、機械加工によって形成できる。
基板110及び突起部120を形成する材料としては、耐熱性を有し、容易に変形したり破損したりすることを抑制できるものであればよく、例えば、アクリル樹脂等の樹脂、アルミニウム、銅等の金属、セラミック等の無機化合物を例示できる。基板110及び突起部120を形成する材料は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The
The material for forming the
なお、基板110に形成した金属線差込用凹部に金属線を差し込んで突起部120としてもよく、基板110に形成した金属線挿通孔に金属線を挿通して突起部120としてもよい。金属線を形成する金属は、例えば、タングステン、チタン、ニッケルを例示できる。
A metal wire may be inserted into the metal wire insertion recess formed in the
成形型100の作製方法は、特に限定されない。例えば、基板110の一方の面をドライエッチングする方法、基板110の一方の面を切削する方法を例示できる。ドライエッチングとしては、例えば、プラズマエッチング、レーザエッチング、イオンエッチングを例示できる。プラズマエッチングの方法としては、基板の表面にマスクを配置し、マスクを通して基板表面にプラズマを照射し、マスクで覆われていない表面のみをエッチングする方法を例示できる。
The method for producing the molding die 100 is not particularly limited. For example, a method of dry etching one surface of the
(光制御フィルターの製造方法)
以下、成形型100を用いた光制御フィルターの製造方法について説明する。第1実施形態の光制御フィルターの製造方法としては、例えば、以下の方法を例示できる。
まず、図3(A)に示すように、成形型100の成形部112内に、複数の突起部120に接するように液状樹脂Lを注入する。次いで、図3(B)に示すように、液状樹脂Lを硬化させ、複数の突起部120に対応する複数の貫通孔12が形成された光制御フィルター10を形成する。次いで、図3(C)に示すように、光制御フィルター10を成形型100から脱型する。
(Manufacturing method of optical control filter)
Hereinafter, a method for manufacturing an optical control filter using the molding die 100 will be described. As a method for manufacturing the optical control filter of the first embodiment, for example, the following method can be exemplified.
First, as shown in FIG. 3A, the liquid resin L is injected into the
成形型100の成形部112内に液状樹脂Lを注入して硬化させる方法は、特に限定されず、例えば、下記の(a−1)〜(a−4)の方法を例示できる。
(a−1):液状樹脂Lを支持フィルムの平らな表面上に塗布し、液状樹脂Lの膜を形成した後、その膜に成形型100の成形部112を押し当て、液状樹脂Lを硬化させる方法。
(a−2):液状樹脂Lを成形型100の成形部112に流下し、へら等を用いて成形部112内に充填した後、液状樹脂Lを硬化させる方法。
(a−3):液状樹脂Lを成形型100の成形部112に塗布し、塗布した液状樹脂Lを押し型で押圧し、液状樹脂Lを成形部112内に充填した後、液状樹脂Lを硬化させる方法。
(a−4):成形型100を射出成形機に取り付け、液状樹脂Lを成形部112内に射出成形する方法。
The method of injecting the liquid resin L into the
(A-1): The liquid resin L is applied onto the flat surface of the support film to form a film of the liquid resin L, and then the
(A-2): A method in which a liquid resin L is poured into a
(A-3): The liquid resin L is applied to the
(A-4): A method in which a
(a−1)の方法に用いる支持フィルムとしては、得られた光制御フィルター10から容易に剥離できるフィルムが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルムを例示できる。
液状樹脂Lを支持フィルムに塗布する方法としては、公知のコーターを用いる方法を例示できる。
As the support film used in the method (a-1), a film that can be easily peeled off from the obtained
As a method of applying the liquid resin L to the support film, a method using a known coater can be exemplified.
(a−3)の方法における液状樹脂Lの塗布方法としては、(a−1)の方法で例示した方法であってもよく、成形型100の成形部112の任意の位置に付着させた液状樹脂Lに押し型を押し当てて液状樹脂Lを押し延ばす方法であってもよい。
(a−4)の方法においては、公知の射出成形機を使用できる。
The method for applying the liquid resin L in the method (a-3) may be the method exemplified by the method (a-1), and the liquid adhered to an arbitrary position of the
In the method (a-4), a known injection molding machine can be used.
成形型100の成形部112内に注入する際に使用する液状樹脂Lの量は、目的とする光制御フィルター10の作製に充分な量に調整する。
成形型100の成形部112内に液状樹脂Lを注入する際には、図3(A)に示すように、液状樹脂Lの一部が基板110における成形部112の外側に溢れるようにしてもよい。この場合、図3(B)に示すように、成形部112の外側に溢れた液状樹脂Lは、硬化後には光制御フィルター10の裏面に残った残膜20になる。しかし、余分な残膜20は、脱型前又は脱型後に除去することができる。
The amount of the liquid resin L used when injecting into the
When the liquid resin L is injected into the
残膜20を除去する方法としては、例えば、一般的な基板の表面を切削又は研磨する接触式の方法、レーザ加工、プラズマ処理等の非接触式の方法を例示できる。残膜20を除去する方法としては、脱型した光制御フィルターの平面方向に沿って刃を入れて残膜20を除去する方法が好ましい。
残膜20を形成すると、液状樹脂Lが硬化する際に、成形部112の開口部のエッジの形状や、突起部120の先端の形状が、形成する光制御フィルター10に反映されやすい点で有利である。
As a method for removing the
Forming the
液状樹脂Lを硬化させる方法は、液状樹脂Lの種類に応じて適宜選択すればよい。
液状樹脂Lが熱硬化性である場合、例えば、成形型100を加熱する方法、成形型100とは別に設けた外部ヒータを用いて加熱する方法を例示できる。液状樹脂Lが光硬化性である場合、例えば、紫外線又は電子線を照射する方法を例示できる。
The method for curing the liquid resin L may be appropriately selected according to the type of the liquid resin L.
When the liquid resin L is thermosetting, for example, a method of heating the molding die 100 and a method of heating using an external heater provided separately from the molding die 100 can be exemplified. When the liquid resin L is photocurable, for example, a method of irradiating with ultraviolet rays or electron beams can be exemplified.
液状樹脂Lとしては、例えば、硬化性シリコーン、イソシアネート、ポリオール等の硬化性樹脂を例示できる。使用する液状樹脂Lは、1種でもよく、2種以上でもよい。液状樹脂Lには、重合触媒を添加してもよい。液状樹脂Lが熱硬化性である場合には、熱重合触媒を添加し、液状樹脂Lが光重合性である場合には、光重合触媒を使用する。
液状樹脂Lには、必要に応じて、さらに溶媒等の他の成分を混合してもよい。
Examples of the liquid resin L include curable resins such as curable silicones, isocyanates, and polyols. The liquid resin L used may be one type or two or more types. A polymerization catalyst may be added to the liquid resin L. When the liquid resin L is thermosetting, a thermal polymerization catalyst is added, and when the liquid resin L is photopolymerizable, a photopolymerization catalyst is used.
If necessary, the liquid resin L may be further mixed with other components such as a solvent.
液状樹脂Lは、エラストマーを含有することが好ましい。
エラストマーとしては、例えば、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム等の熱硬化性エラストマー;ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系又はフッ素系等の熱可塑性エラストマー;或いはそれらの複合物を例示できる。これらの中でも、成形型100から脱型した後の光制御フィルターの寸法変化が小さく、また脱型後の反りが生じず、圧縮永久歪が小さく、耐熱性が高い点から、シリコーンゴムが好ましい。
エラストマーは、JIS K6253に従い、デュロメーターを用いて測定したショア硬度Aが80以下のポリマーであることが好ましい。
The liquid resin L preferably contains an elastomer.
Examples of the elastomer include thermoplastic elastomers such as urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene rubber, and silicone rubber; urethane-based, ester-based, styrene-based, olefin-based, and butadiene. Thermoplastic elastomers such as system or fluorine-based; or composites thereof can be exemplified. Among these, silicone rubber is preferable because the dimensional change of the optical control filter after demolding from the molding die 100 is small, warpage does not occur after demolding, compression set is small, and heat resistance is high.
The elastomer is preferably a polymer having a shore hardness A of 80 or less as measured using a durometer according to JIS K6253.
液状樹脂L中のエラストマーの含有量は、液状樹脂Lの総質量に対して、70質量%以上99.9質量%以下が好ましく、80質量%以上99.5質量%以下がより好ましく、90質量%以上99質量%以下がさらに好ましい。前記含有量が前記範囲の下限値以上であれば、光制御フィルターの可撓性が向上する。前記含有量が前記範囲の上限値以下であれば、遮光材等の他の成分を充分に含ませる余地ができる。 The content of the elastomer in the liquid resin L is preferably 70% by mass or more and 99.9% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 99.5% by mass or less, and 90% by mass, based on the total mass of the liquid resin L. % Or more and 99% by mass or less are more preferable. When the content is equal to or higher than the lower limit of the above range, the flexibility of the optical control filter is improved. When the content is not more than the upper limit of the above range, there is room for sufficiently containing other components such as a light-shielding material.
エラストマーを含む光制御フィルター10は可撓性を有し、弾性変形するので、成形型100から光制御フィルター10を脱型することは比較的容易であり、取り外しの際に成形型100の基板110や突起部120が破損することを抑制しやすい。
Since the
脱型した光制御フィルター10は、図3(C)に示すように、第1の主面(表面)1と、第1の主面1と反対側の第2の主面(裏面)2とを有する。成形型100においては、突起部120の軸線方向及び突起部120の側面が成形部112の底面112aに対して垂直に配置されている。そのため、得られる光制御フィルター10における貫通孔12の内側面は、光制御フィルター10の第1の主面1及び第2の主面2に対して垂直に形成されている。
貫通孔12同士の間隔(ピッチ)は、突起部120同士の間隔(ピッチ)と一致している。貫通孔12の内径は、突起部120の直径と一致している。
As shown in FIG. 3C, the demolded
The distance (pitch) between the through
遮光材を含む液状樹脂Lを用いた場合、貫通孔12の部分が光透過部3となり、それ以外の部分が遮光部4となる。図4(A)に示すように、必要に応じて、貫通孔12の部分に光透過性材料を充填して光透過部3を形成した光制御フィルター10Aとすることもできる。また、遮光材を含まない液状樹脂Lを成形部112内に注入し、硬化させて脱型した後、貫通孔12に遮光材を含む樹脂を充填することで、図4(B)に示すように、貫通孔12の部分が遮光部5であり、それ以外の部分が光透過部6である光制御フィルター10Bとすることもできる。
When the liquid resin L containing the light-shielding material is used, the portion of the through
光透過性材料としては、例えば、透明樹脂、ガラスを例示できる。光制御フィルター10の可撓性を高める点から、透明エラストマーが好ましい。透明エラストマーの具体例としては、例えば、シリコーン、ポリウレタンを例示できる。貫通孔12に充填される透明エラストマーは、1種でもよく、2種以上でもよい。透明性及び耐熱性に優れる点から、透明エラストマーは、シリコーンゴムが好ましい。
Examples of the light-transmitting material include transparent resin and glass. A transparent elastomer is preferable from the viewpoint of increasing the flexibility of the
遮光材としては、光吸収性材料及び光反射性材料の少なくとも一方が使用される。
光吸収性材料は光吸収剤を含有する。光吸収剤としては、カーボン、染料、顔料を例示できる。光吸収剤のなかでも、光吸収性に優れることから、カーボンが好ましい。カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維を例示でき、光吸収剤として汎用的であることから、カーボンブラックが好ましい。
光反射性材料としては、アルミニウム、銀、金、クロム、ニッケル等の金属を例示できる。
As the light-shielding material, at least one of a light-absorbing material and a light-reflecting material is used.
The light-absorbing material contains a light-absorbing agent. Examples of the light absorber include carbon, dyes, and pigments. Among the light absorbers, carbon is preferable because it has excellent light absorption. Examples of carbon include carbon black, graphite, and carbon fiber, and carbon black is preferable because it is versatile as a light absorber.
Examples of the light-reflecting material include metals such as aluminum, silver, gold, chromium, and nickel.
貫通孔12に光透過性材料又は遮光材を充填する方法としては、特に限定されず、例えば、下記の(b−1)〜(b−3)の方法を例示できる。
(b−1):光制御フィルター10の第1の主面1に、光透過性材料又は遮光材を含む塗料を流下し、へら等を用いて貫通孔12に掻き入れて充填する方法。
(b−2):光制御フィルター10の第1の主面1に光透過性材料又は遮光材を含む塗料を付着させ、塗料に押し型を押圧して貫通孔12に押し込んで充填する方法。
(b−3):光透過性材料又は遮光材を含む塗料の中に、光制御フィルター10を浸漬して、貫通孔12に塗料を流入させる方法。
貫通孔12に充填された前記塗料は常法により硬化する。
The method of filling the through
(B-1): A method in which a paint containing a light-transmitting material or a light-shielding material is poured onto the first
(B-2): A method in which a paint containing a light-transmitting material or a light-shielding material is adhered to the first
(B-3): A method of immersing the
The paint filled in the through
前記塗料には、硬化性樹脂又はバインダーが含まれていることが好ましい。具体的には、例えば、熱硬化性シリコーン、ポリウレタンを形成するイソシアネート及びポリオール、アクリル化合物、エポキシ化合物、不飽和ポリエステルを例示できる。
なお、光制御フィルター10の貫通孔12に嵌合する樹脂製又はガラス製の光ファイバーを貫通孔12に挿し込んでもよい。
The paint preferably contains a curable resin or a binder. Specific examples thereof include thermosetting silicones, isocyanates and polyols forming polyurethanes, acrylic compounds, epoxy compounds, and unsaturated polyesters.
A resin or glass optical fiber fitted in the through
製造する光制御フィルター10の厚さは、50μm以上1000μm以下が好ましく、80μm以上500μm以下がより好ましく、100μm以上300μm以下がさらに好ましい。光制御フィルター10の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、光の視野角の制御がより容易になる。光制御フィルター10の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、可撓性がより高くなる。
光制御フィルター10の厚さは、その断面を無作為に選択した10カ所以上で測定した値の平均値として求められる。測定には測定顕微鏡等の公知の微細構造観察手段が適用される。
The thickness of the
The thickness of the
光制御フィルター10の第1の主面1又は第2の主面2の全面積に対する貫通孔12以外の部分の合計面積の割合は、36%以上99.2%以下が好ましく、49%以上96%以下がより好ましく、65%以上91以下%がさらに好ましい。第1の主面1の全面積及び貫通孔12以外の部分の合計面積は、主面を撮影した画像を公知の方法で画像処理することにより求められる。
前記割合は、成形部112の底面112aに占める突起部120の割合を調節することで調節できる。
The ratio of the total area of the portion other than the through
The ratio can be adjusted by adjusting the ratio of the
光透過部の光線透過率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。
遮光部の光線透過率は、70%未満が好ましく、50%未満がより好ましく、30%未満がさらに好ましく、10%未満が特に好ましい。
ここで、「光線透過率」の値は、光源としてJIS Z 8720に規定されるD65を用い、光源から出射された検査光の強度を受光センサで測定する装置において、前記検査光の光路上に被測定物が無い状態での受光センサの出力値をA、検査光の光路上に被測定物をセットし、被測定物を透過した透過光が受光センサで受光される状態での出力値をBとするとき、光線透過率=(B/A)×100(単位;%)で求められる値とする。
The light transmittance of the light transmitting portion is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more.
The light transmittance of the light-shielding portion is preferably less than 70%, more preferably less than 50%, further preferably less than 30%, and particularly preferably less than 10%.
Here, the value of "light transmittance" is set on the optical path of the inspection light in a device that uses D 65 specified in JIS Z 8720 as a light source and measures the intensity of the inspection light emitted from the light source with a light receiving sensor. The output value of the light receiving sensor when there is no object to be measured is A, the output value when the object to be measured is set on the optical path of the inspection light, and the transmitted light transmitted through the object to be measured is received by the light receiving sensor. Let B be a value obtained by light transmittance = (B / A) × 100 (unit:%).
また、光制御フィルター10A,10Bの第1の主面1及び第2の主面2の各々に、第1の透明封止層8及び第2の透明封止層9をさらに積層し、図5(A)及び図5(B)に例示した光制御フィルター20A,20Bとしてもよい。
Further, the first
第1の主面1や第2の主面2に第1の透明封止層8や第2の透明封止層9を形成する方法は、特に限定されず、基板の表面に透明層を形成する際の一般的な方法を適用できる。具体的には、例えば、下記の(c−1)〜(c−2)の方法を例示できる。
(c−1):第1の主面1や第2の主面2に、熱硬化性化合物又は光硬化性化合物を含む塗料を塗布し、加熱又は光照射して、硬化させる方法。
(c−2):第1の主面1や第2の主面2に、予め作製された透明樹脂フィルム又は透明ガラスを積層する方法。
The method for forming the first
(C-1): A method of applying a coating material containing a thermosetting compound or a photocurable compound to the first
(C-2): A method of laminating a transparent resin film or transparent glass prepared in advance on the first
前記熱硬化性化合物及び前記光硬化性化合物としては、例えば、アクリル化合物、エポキシ化合物、熱硬化性シリコーン、ポリウレタンを形成するイソシアネート及びポリオールを例示できる。これらの硬化性化合物を含む塗料には、重合開始剤が含まれてもよい。重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ化合物を例示できる。前記塗料には、公知の有機溶剤が含まれてもよい。 Examples of the thermosetting compound and the photocurable compound include acrylic compounds, epoxy compounds, thermosetting silicones, isocyanates and polyols forming polyurethanes. The coating material containing these curable compounds may contain a polymerization initiator. Examples of the polymerization initiator include organic peroxides and azo compounds. The paint may contain a known organic solvent.
前記透明樹脂フィルム又は透明ガラスの積層方法としては、例えば、接着剤を用いて貼り合せる方法、熱圧着する方法を例示できる。 Examples of the method of laminating the transparent resin film or transparent glass include a method of bonding with an adhesive and a method of thermocompression bonding.
従来の成形型では、矩形の基板に凹状の成形部が形成されているため、成形時に発生する応力が成形部の直線部に集中して破損が生じやすい。また、成形型から光制御フィルター(成形品)を脱型する際、直線部から脱型すると脱型時に突起部に加わる力が大きくなり、突起部が折れることがある。さらに、脱型前の光制御フィルターの残膜を除去する際、角部から水平方向に刃を入れると切断幅の変化が大きく、切断時に発生する応力の変化率が大きくなり、光制御フィルターにスジ斑が生じやすい。 In the conventional molding die, since the concave molded portion is formed on the rectangular substrate, the stress generated during molding is concentrated on the straight portion of the molded portion, and damage is likely to occur. Further, when the optical control filter (molded product) is removed from the molding die, if the die is removed from the straight portion, the force applied to the protrusion during the removal from the mold increases, and the protrusion may break. Furthermore, when removing the residual film of the optical control filter before demolding, if the blade is inserted horizontally from the corner, the cutting width changes significantly, and the rate of change in stress generated during cutting increases, making it an optical control filter. Streaks are likely to occur.
これに対し、成形型100においては、平面視形状が円形の基板110に成形部112が形成されているため、成形時に発生する応力が成形部の特定の部分に集中しにくく、成形型100に破損が生じにくい。また、成形型から光制御フィルター10を脱型する際に突起部120に加わる力が大きくなりすぎないため、突起部120が折れることが抑制される。さらに、脱型前の光制御フィルター10の残膜20を除去しても、切断幅の変化がより小さく、切断時に発生する応力の変化率が小さくなるため、光制御フィルターにスジ斑が生じにくい。
On the other hand, in the molding die 100, since the
[第2実施形態]
(成形型)
図6は、第2実施形態で使用する成形型200の平面図である。図7は、成形型200のB−B断面図である。図6及び図7において、図1及び図2と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Molding mold)
FIG. 6 is a plan view of the molding die 200 used in the second embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of the molding die 200. In FIGS. 6 and 7, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
成形型200は、ベース基材210と、複数の基板110と、それぞれの基板110の表面から立ち上がる複数の突起部120と、を備えている。成形型200においては、ベース基材210の表面側に凹状の基板配置部212が複数形成されている。複数の基板110のそれぞれは、各々の凹状の基板配置部212に嵌め込まれて基板配置部212の底面212aに配置されている。
The molding die 200 includes a
ベース基材210の平面視形状は、この例では円形である。なお、ベース基材210の平面視形状は、円形には限定されず、楕円形、矩形、五角形以上の多角形等であってもよい。
ベース基材210のサイズは、製造する光制御フィルターのサイズ及び個数に合わせて適宜設定される。
The plan view shape of the
The size of the
ベース基材210に形成される基板配置部212の数は、適宜設定でき、例えば、2個以上25個以下とすることができる。
基板配置部212の平面視形状は、基板110の平面視形状と同じ円形が好ましい。基板配置部212の平面視での直径は、基板110の平面視での直径に合わせて適宜設定される。なお、基板配置部212の平面視形状は、円形には限定されず、楕円形、矩形、五角形以上の多角形等であってもよい。
The number of
The plan view shape of the
基板配置部212の深さは、適宜設定できる。基板配置部212の深さは、基板110の厚さと一定していてもよく、基板110の厚さよりも大きくてもよく、基板110の厚さよりも小さくてもよい。
The depth of the
ベース基材210の製造方法は、特に限定されず、例えば、切削、エッチング等が挙げられる。具体的には、成形型100の作製方法で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。
The method for producing the
(光制御フィルターの製造方法)
以下、成形型200を用いた光制御フィルターの製造方法について説明する。第2実施形態の光制御フィルターの製造方法としては、成形型100の代わりに成形型200を用いる以外は、第1実施形態と同様の方法を採用できる。
具体的には、成形型200の各々の基板配置部212内に、複数の突起部120に接するように液状樹脂Lを注入する。次いで、液状樹脂Lを硬化させ、複数の突起部120に対応する複数の貫通孔が形成された光制御フィルターを形成する。次いで、光制御フィルターを成形型200から脱型する。
(Manufacturing method of optical control filter)
Hereinafter, a method for manufacturing an optical control filter using the molding die 200 will be described. As a method for manufacturing the optical control filter of the second embodiment, the same method as that of the first embodiment can be adopted except that the molding die 200 is used instead of the molding die 100.
Specifically, the liquid resin L is injected into each of the
成形型200を用いる場合も、成形型100を用いる場合と同様に、基板配置部212内に液状樹脂Lを注入する際に、液状樹脂Lの一部が基板110における成形部112の外側に溢れるようにしてもよい。硬化後の光制御フィルターの一方の主面を覆う残膜20は、切削や研磨によって除去できる。
In the case of using the molding die 200 as well as in the case of using the molding die 100, when the liquid resin L is injected into the
成形型200を用いた方法では、突起部120に対応する、第2の主面2側から第1の主面1側に向かうにつれて縮径する複数の貫通孔が形成されている以外は、光制御フィルター10と同様の態様の光制御フィルターが得られる。貫通孔同士の間隔(ピッチ)は、突起部120同士の間隔(ピッチ)と一致している。貫通孔の内径は、突起部120の直径と一致している。
光制御フィルターにおける厚さ、第1の主面1又は第2の主面2の全面積に対する貫通孔以外の部分の合計面積の割合、光透過部の光線透過率、遮光部の光線透過率等の好ましい態様は、光制御フィルター10の好ましい態様と同様である。
In the method using the molding die 200, light is formed except that a plurality of through holes corresponding to the
Thickness of the light control filter, ratio of the total area of the portion other than the through hole to the total area of the first
遮光材を含む液状樹脂Lを用いた場合、貫通孔の部分が光透過部3となり、それ以外の部分が遮光部4となる。また、光制御フィルター10の場合と同様に、光制御フィルターにおいて、必要に応じて、貫通孔の部分に光透過性材料を充填して光透過部3を形成してもよい。また、遮光材を含まない液状樹脂Lを基板配置部212内に注入し、硬化させて脱型した後、貫通孔に遮光材を含む樹脂を充填することで、貫通孔の部分が遮光部であり、それ以外の部分が光透過部である光制御フィルターとしてもよい。
また、光制御フィルターの第1の主面1及び第2の主面2の各々に、第1の透明封止層及び第2の透明封止層をさらに積層してもよい。
When the liquid resin L containing the light-shielding material is used, the portion of the through hole becomes the
Further, the first transparent sealing layer and the second transparent sealing layer may be further laminated on each of the first
成形型200を用いた場合も、成形時に発生する応力が成形部の特定の部分に集中しにくく、成形型200に破損が生じにくい。また、成形型200から光制御フィルターを脱型する際に突起部120に加わる力が大きくなりすぎないため、突起部120が折れることが抑制される。さらに、脱型前の光制御フィルターの残膜を除去しても、切断幅の変化がより小さく、切断時に発生する応力の変化率が小さくなるため、光制御フィルターにスジ斑が生じにくい。
また、成形型200を用いる場合は、仮に基板110や突起部120に破損が生じたとしても、破損が生じた基板110及び突起部120のみを基板配置部212から取り外して交換することができる。
Even when the molding die 200 is used, the stress generated during molding is unlikely to be concentrated on a specific portion of the molding portion, and the molding die 200 is unlikely to be damaged. Further, since the force applied to the
Further, when the molding die 200 is used, even if the
本発明で製造する光制御フィルターは、例えば、視野角制御、輝度向上、防眩等を目的として、液晶表示装置等の画像表示装置に取り付けられる。また、具体的には、光制御フィルターは、例えば、発光ダイオード、有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光体、光センサ等の受光体に取り付けることができる。 The optical control filter manufactured by the present invention is attached to an image display device such as a liquid crystal display device for the purpose of controlling the viewing angle, improving the brightness, preventing glare, and the like. Specifically, the optical control filter can be attached to, for example, a light emitting diode, a light emitting body such as an organic electroluminescence element, or a light receiving body such as an optical sensor.
以上説明したように、本発明においては、平面視で円形状の基板の表面から立ち上がるように複数の突起部を設けた成形型を用いて、複数の突起部に対応する複数の凹部又は複数の貫通孔が形成された光制御フィルターを形成する。このような成形型を用いることで、微細な光透過部が高密度で配列された光制御フィルターであっても製造歩留まりを改善できる。 As described above, in the present invention, a plurality of recesses or a plurality of recesses corresponding to the plurality of protrusions are used by using a molding mold in which a plurality of protrusions are provided so as to rise from the surface of the circular substrate in a plan view. An optical control filter having through holes is formed. By using such a molding die, the manufacturing yield can be improved even in an optical control filter in which fine light transmitting portions are arranged at a high density.
なお、本発明は、前記した成形型100,200を用いる方法には限定されない。
例えば、図8(A)及び図8(B)に示す、成形型100,200において突起部120の先端の位置が成形部112の開口端の位置よりも低い成形型100A,200Aを用いて、突起部120に対応する複数の凹部が形成された光制御フィルターを形成して脱型することを含む方法であってもよい。
本発明の光制御フィルターの製造方法は、1つの平面視で円形状の基板に複数の凹状の成形部が形成された成形型を用いる方法であってもよい。
The present invention is not limited to the method using the above-mentioned molding dies 100 and 200.
For example, in the molding dies 100 and 200 shown in FIGS. 8A and 8B, the molding dies 100A and 200A in which the position of the tip of the
The method for manufacturing the optical control filter of the present invention may be a method using a molding die in which a plurality of concave molding portions are formed on a circular substrate in one plan view.
1…第1の主面、2…第2の主面、3,6…光透過部、4,5…遮光部、8…第1の透明封止層、9…第2の透明封止層、10…光制御フィルター、12…貫通孔、100,100A,200,200A…成形型、110…基板、112…成形部、112a…底面、120…突起部、210…ベース基材、212…基板配置部、212a…底面。
1 ... 1st main surface, 2 ... 2nd main surface, 3, 6 ... light transmitting portion, 4, 5 ... shading portion, 8 ... first transparent sealing layer, 9 ... second
Claims (4)
前記基板配置部の底面に前記基板を配置し、
前記基板の前記複数の突起部に接するように液状樹脂を前記基板配置部内へ注入した後、前記液状樹脂を硬化させ、前記複数の突起部に対応する凹部又は貫通孔が形成された光制御フィルターを形成し、前記光制御フィルターを脱型することを含む、請求項1に記載の光制御フィルターの製造方法。 The molding mold includes a base base material having a plurality of concave substrate arrangement portions formed on the surface thereof.
The substrate is arranged on the bottom surface of the substrate arrangement portion, and the substrate is arranged.
An optical control filter in which a liquid resin is injected into the substrate arrangement portion so as to be in contact with the plurality of protrusions of the substrate, and then the liquid resin is cured to form recesses or through holes corresponding to the plurality of protrusions. The method for manufacturing an optical control filter according to claim 1, which comprises forming the above and removing the optical control filter.
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