KR20210006398A - 광제어 필터 - Google Patents

Abstract

광투과부와 차광부로 이루어지는 해도 구조를 구비한 시트이고, 제1 주면(1)에서 제2 주면(2)에 걸쳐, 광투과부와 차광부가 각각 연장되어 있으며, 상기 광투과부 및 상기 차광부 중 어느 한쪽이 상기 제1 주면에서 상기 제2 주면으로 관통하는 복수의 섬 부분(3)을 형성하고, 다른 쪽이 상기 복수의 섬 부분을 서로 독립시키는 바다 부분(4)을 형성하며, 상기 바다 부분의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하인 광제어 필터(10).

Description

광제어 필터

본 발명은 광제어 필터에 관한 것이다. 본원은 2018년 5월 10일자로 일본에 출원된 일본 특허출원 2018-091448호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 광의 투과율이나 시야각을 조절하는 광제어 필름이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 광흡수 재료를 포함하는 광경화성 수지를 기재 필름으로서 구비하고, 기재 필름의 한쪽 주면에서 반대측의 다른 쪽 주면을 향해 축경하는 사발 형상의 오목부가 복수 형성된 광제어 필름이 제안되어 있다. 이 오목부는 필름을 관통하지 않으며, 오목부의 바닥면은 0.1㎛를 초과하는 두께의 상기 광경화성 수지로 이루어지는 랜드막에 의해 형성되어 있다. 랜드막은 특허문헌 1의 광제어 필름의 제조 프로세스에 있어 불가피적으로 형성된다. 그 제조 프로세스는 형틀에 중합성 수지를 주입하고, 경화시킴으로써 미세 구조화층을 얻고, 이어서, 이 미세 구조화층을 지지하는 가요성층을 적층한다는 것이다.

일본 공개특허공보 2017-54129호

특허문헌 1의 광제어 필름의 오목부에 입사한 광은 랜드막을 투과할 필요가 있다. 랜드막에는 광흡수 재료가 포함되기 때문에, 입사광의 일부가 흡수되어 투과하는 광량이 저감하는 문제가 있다. 또한, 제조 프로세스에 있어서 오목부에 액상 투명 재료를 주입하는 경우, 랜드막이 존재하면 오목부 내에 기포가 잔류하는 문제가 있다. 이 때문에, 오목부의 바닥면에 랜드막은 없는 것이 바람직하나, 특허문헌 1에 개시된 제조 방법에서는 랜드막은 불가피적으로 발생하며, 랜드막을 제거하는 방법은 개시되어 있지 않다.

특허문헌 1의 광제어 필름을 구성하는 광경화성 수지는, 합성 수지 중에서는 비교적 취성이다. 이 때문에, 광경화성 수지를 형틀에 주입하고, 경화시킨 미세 구조화층을 형틀에서 이형할 때 균열이나 결함이 발생하기 쉽다. 이들 결함의 발생을 방지하기 위해, 미세 구조화층을 지지하는 가요성층(지지층)을 적층할 필요가 있다. 미세 구조화층의 오목부의 바닥면에 랜드막이 존재하면, 지지층의 적층이 용이해지는 이점이 있다.

그러나, 광제어 필름의 광투과성을 높이는 것, 광제어 필름을 장착하는 디바이스의 박형화를 도모하는 것을 고려하면, 지지층을 적층하지 않고, 미세 구조화층을 단일의 층(필름)으로서 취급하는 것이 가능한 광제어체가 요구되고 있다.

본 발명은 단일의 층으로서 취급하는 것이 가능한 광제어 필터를 제공한다.

[1] 광투과부와 차광부로 이루어지는 해도(海島) 구조를 구비한 시트이고, 제1 주면에서 제2 주면에 걸쳐, 광투과부와 차광부가 각각 연장되어 있으며, 상기 광투과부 및 상기 차광부 중 어느 한쪽이 상기 제1 주면에서 상기 제2 주면으로 관통하는 복수의 섬 부분을 형성하고, 다른 쪽이 상기 복수의 섬 부분을 서로 독립시키는 바다 부분을 형성하며, 상기 바다 부분의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하인 광제어 필터.

[2] 상기 바다 부분은 상기 바다 부분의 전체 질량에 대해 50질량％ 이상의 엘라스토머를 포함하는 [1]에 기재된 광제어 필터.

[3] 상기 섬 부분이 광투과부이며, 상기 바다 부분이 차광부인 [1] 또는 [2]에 기재된 광제어 필터.

[4] 상기 섬 부분이 중공인 [3]에 기재된 광제어 필터.

[5] 상기 시트의 평면 시점에 있어서의 상기 섬 부분의 크기:상기 시트의 두께 방향에 있어서의 상기 섬 부분의 높이의 애스펙트비가 1:5∼1:30인 [3] 또는 [4]에 기재된 광제어 필터.

[6] 상기 시트의 평면 시점에 있어서의 상기 섬 부분의 크기가 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 [3]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 광제어 필터.

[7] 상기 섬 부분이 차광부이며, 상기 바다 부분이 광투과부인 [1] 또는 [2]에 기재된 광제어 필터.

[8] 상기 시트 내에 있어서의 상기 섬 부분의 입체 형상이 기둥 형상인 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 광제어 필터.

[9] 상기 시트의 평면 시점에서 상기 섬 부분이 2차원 어레이 형상으로 배치되어 있는 [1]∼[8] 중 어느 한 항에 기재된 광제어 필터.

[10] 상기 섬 부분은 상기 섬 부분의 전체 질량에 대해 50질량％ 이상의 엘라스토머를 포함하는 [1]∼[9] 중 어느 한 항에 기재된 광제어 필터.

[11] 상기 바다 부분 및 상기 섬 부분에는 동일한 종류의 엘라스토머가 포함되는 [1]∼[10] 중 어느 한 항에 기재된 광제어 필터.

[12] 상기 엘라스토머가 실리콘 고무인 [11]에 기재된 광제어 필터.

본 발명의 광제어 필터는 적어도 그 바다 부분의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하이므로, 높은 가요성을 가지며, 용이하게 탄성 변형한다. 이 때문에, 종래에는 필요했던 지지층 및 랜드막이 필수 부재가 아니며, 단체의 광제어 필터로서 단층으로 취급하는 것이 가능하고, 광투과성이 우수하다. 또한, 지지층을 적층할 필요가 없기 때문에, 광제어 필터를 얇게 하는 것이 가능하고, 장착하는 디바이스의 박형화에 유용하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 광제어 필터(10)를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 광제어 필터(10)의 중앙 부근을 X축을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 광제어 필터(10) 일부의 상면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 광제어 필터(20)를 X축을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광제어 필터(10, 20)를 제조하는 모습을 나타낸 단면도이다. (a) 엘라스토머 전구체(L)를 성형틀(K)의 표면에 도포한 모습. (b) 성형틀(K)의 오목부(M)로부터 흘러넘친 엘라스토머 전구체(L)가 잔막(N)을 형성하는 모습. (c) 잔막(N)을 제거하고, 성형틀(K)로부터 꺼내진 광제어 필터(10). (d) 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)에 재료가 충전된 모습. (e) 광제어 필터(10)의 양 주면에 투명 봉지층이 적층된 광제어 필터(20).
도 6은 본 발명에 따른 광제어 필터(10)의 양 주면을 성형하는 방법의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 광제어 필터(30)의 상면도이다.

본 발명의 광제어 필터는 광투과부와 차광부로 이루어지는 해도 구조를 구비한 시트이고, 제1 주면에서 제2 주면에 걸쳐, 광투과부와 차광부가 각각 연장되어 있으며, 상기 광투과부 및 상기 차광부 중 어느 한 쪽이 상기 제1 주면에서 상기 제2 주면으로 관통하는 복수의 섬 부분을 형성하고, 다른 쪽이 상기 복수의 섬 부분을 서로 독립시키는 바다 부분을 형성하며, 상기 바다 부분의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하인 광제어 필터이다.

광제어 필터의 본체는 시트이며, 단일의 바다 부분이 상기 시트를 형성하고, 복수의 섬 부분이 상기 시트를 두께 방향으로 관통하는 복수의 관통 영역을 형성한다.

＜제1 실시형태＞

본 발명의 제1 실시형태로서 도 1에 나타내는 광제어 필터(10)는, 제1 주면(1) 및 반대측의 제2 주면(2)과, 제1 주면(1)과 제2 주면(2) 사이에 연재하는 광투과부(3)와, 제1 주면(1)과 제2 주면(2) 사이에 연재하는 차광부(4)를 구비하고 있다. 광투과부(3) 및 차광부(4)는 해도 구조를 형성하고 있다. 광투과부(3)가 제1 주면(1)에서 제2 주면(2)으로 관통하는 복수의 섬 부분(5)을 형성하고, 섬 부분(5)을 형성하지 않는 차광부(4)가 복수의 섬 부분(5)을 서로 독립시키는 바다 부분(6)을 형성하고 있다. 바다 부분(6)의 MD-1 고무 경도는 25 이상 80 이하이다. 상기 MD-1 고무 경도는 40 이상 75 이하가 바람직하고, 50 이상 70 이하가 보다 바람직하다.

상기 MD-1 고무 경도가 상기 하한값 이상이면, 제조시 광제어 필터(10)를 성형틀로부터 꺼낸 후, 여분의 잔막을 절삭하는 것이 용이해져, 평활한 주면을 용이하게 얻을 수 있다. 상기 MD-1 고무 경도가 상기 상한값 이하이면, 제조시 광제어 필터(10)를 성형틀로부터 꺼내는 것이 용이해진다.

상기 MD-1 고무 경도는 바다 부분(6)만으로 이루어지는 광제어 필터(10)에 대해, 마이크로 고무 경도계를 사용하여, 온도 21∼25℃, 바람직하게는 23℃에서 광제어 필터의 바다 부분을 시트의 두께 방향으로 가압하여 측정한 값이다. 측정에 있어서, 마이크로 고무 경도계에 구비된 압침이 시험편의 표면에 변형을 줄 때 발생하는 변위량을 검출기로 판독함으로써, 경도를 측정한다. 압침이 가압하는 개소는 무작위로 선택되는 바다 부분의 10개소 이상으로 하고, 그 평균값을 측정값으로 한다. 통상, MD-1 고무 경도는 JIS K 6253-3:2012에 규정되는 타입 A 듀로미터로 측정한 값(쇼어 A 경도)에 가까운 값을 나타낸다. 마이크로 고무 경도계를 사용함으로써, 얇은 시험편의 경도를 용이하게 측정할 수 있다. 단, 광제어 필터(시험편)의 바다 부분의 두께가 1.0㎜ 미만인 경우, 동일한 광제어 필터를 복수장 중첩하여 적층체로 하고, 1.0㎜ 이상이 되는 최소 매수를 중첩하여 얻은 적층체의 두께 방향의 경도를 측정한다.

사용하는 마이크로 고무 경도계는 고분자 계기 주식회사 제조의 「마이크로 고무 경도계」 상품명: MD-1 capa가 바람직하다. 이 마이크로 고무 경도계의 하중 방식은 캔틸레버형 판스프링이다. 압침 형상은 타입 A(높이 0.50㎜, φ0.16㎜, 원기둥 형상), 가압각 치수는 타입 A(외경 4.0㎜, 내경 1.5㎜), 스프링 하중은 22 mN(2.24g), 측정 모드는 노멀 모드로 각각 설정하여 측정한다.

예를 들면, 섬 부분(5)을 레이저 조사나 화학 에칭 등에 의해 제거하고, 바다 부분(6)만으로 이루어지는 광제어 필터(10)를 얻어, 이를 시험편으로 한다. MD-1 고무 경도를 측정하는 시험편 및 시험실의 온도는 21∼25℃, 바람직하게는 23℃로 한다.

상기 MD-1 고무 경도를 갖는 바다 부분(6)은 엘라스토머를 포함하고, 엘라스토머에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 바다 부분(6) 및 섬 부분(5)으로 이루어지는 광제어 필터(10) 전체의 MD-1 고무 경도는 25 이상 80 이하가 바람직하고, 40 이상 75 이상이 보다 바람직하며, 50 이상 70 이상이 더욱 바람직하다.

광제어 필터(10) 전체의 MD-1 고무 경도가 상기 범위이면, 높은 가요성을 가져, 용이하게 탄성 변형할 수 있으므로 바람직하다.

광제어 필터(10) 전체의 MD-1 고무 경도는 상기의 측정 방법에 기초하여, 광제어 필터(10)의 두께 방향의 MD-1 고무 경도를 무작위로 선택한 10개소 이상에 대해 측정하고, 이러한 측정값을 평균함으로써 얻을 수 있다.

상기 엘라스토머로는 예를 들면, 우레탄 고무, 이소프렌 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 천연 고무, 에틸렌프로필렌디엔 고무, 스티렌부타디엔 고무, 실리콘 고무 등의 열경화성 엘라스토머; 우레탄계, 에스테르계, 스티렌계, 올레핀계, 부타디엔계, 또는 불소계 등의 열가소성 엘라스토머; 혹은 이들의 복합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 후술하는 성형틀로부터 꺼낸 후의 치수 변화가 작고, 성형틀로부터 꺼낸 후의 휨이 발생하지 않으며, 압축 영구 변형이 작고, 내열성이 높으며, 내후성 및 내한성도 우수한 실리콘 고무가 바람직하다.

상기 엘라스토머는 JIS K 6253-3:2012에 따라, 듀로미터를 이용하여 측정한 쇼어 A 경도가 A25 이상 A80 이하인 폴리머인 것이 바람직하고, A40 이상 A75 이하인 폴리머인 것이 보다 바람직하며, A50 이상 A70 이하인 폴리머인 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 이유는 상술한 바와 같다.

광제어 필터(10)는 직사각형의 시트 형상으로, 그 길이 방향을 X 방향(도 2에 있어서는 지면의 좌우 방향), 그 폭 방향을 Y 방향(도 2에 있어서는 지면의 수직 방향), 그 주면에 대한 수직선 방향(즉, 시트의 두께 방향)을 Z 방향으로 한다.

광제어 필터(10)의 평면 시점의 형상은 직사각형으로 한정되지 않고, 원형, 타원형, 다각형, 그 외의 임의의 형상을 채용할 수 있다.

광제어 필터(10)의 세로×가로 사이즈는 특별히 한정되지 않고 예를 들면, 5㎜×5㎜∼100㎝×100㎝로 할 수 있다.

광제어 필터(10)의 두께는 예를 들면, 50㎛ 이상 1000㎛ 이하가 바람직하고, 80㎛ 이상 500㎛ 이하가 보다 바람직하며, 100㎛ 이상 300㎛ 이하가 더욱 바람직하다.

상기 두께가 상기 하한값 이상이면, 광의 시야각의 제어가 보다 용이해진다. 상기 두께가 상기 상한값 이하이면, 가요성이 보다 높아진다.

광제어 필터(10)의 두께는 그 단면을 무작위로 선택한 10개소 이상에서 측정한 값의 평균값으로서 구해진다. 측정에는 측정 현미경 등 공지의 미세 구조 관찰 수단이 적용된다.

광제어 필터(10)는 광투과부(3)(제1 부분으로 칭해도 된다)를 구성하는 복수의 섬 부분(5)과, 차광부(4)(제2 부분으로 칭해도 된다)를 구성하는 바다 부분(6)에 의해 형성된 해도 구조를 갖는다.

광제어 필터(10)의 본체는 시트이며, 그 시트의 한쪽 표면을 제1 주면이라 하고, 다른 쪽 표면을 제2 주면이라 한다.

제1 주면(1)의 전체 면적에 대한 바다 부분(6)의 합계 면적은 36∼99.2％가 바람직하고, 49∼96％가 보다 바람직하며, 65∼91％가 더욱 바람직하다. 제2 주면(2)에 있어서의 바다 부분(6)의 합계 면적도 제1 주면(1)에 있어서의 바다 부분(6)의 합계 면적과 동일한 것이 바람직하다.

섬 부분(5)과 바다 부분(6)의 각 주면에 있어서의 각각의 합계 면적은, 각 주면을 촬영한 화상을 공지의 방법으로 화상 처리함으로써 구해진다.

광투과부(3)의 광선 투과율은 70％ 이상이 바람직하고, 80％ 이상이 보다 바람직하며, 90％ 이상이 더욱 바람직하다. 광투과부(3)의 광선 투과율은 100％여도 된다. 상기 광선 투과율이 상기 하한값 이상이면, 광제어 필터(10)를 통과하는 광량이 충분해진다.

차광부(4)의 광선 투과율은 70％ 미만이 바람직하고, 50％ 미만이 보다 바람직하며, 30％ 미만이 더욱 바람직하고, 10％ 미만이 특히 바람직하다. 차광부(4)의 광선 투과율은 0％여도 된다. 상기 광선 투과율이 상기 상한값 미만이면, 광제어 필터(10)에 의한 시야각의 제어가 충분히 행해진다.

예를 들면, 광투과부(3)의 광선 투과율이 70％ 이상 100％ 이하, 그리고 차광부(4)의 광선 투과율이 0％ 이상 70％ 미만인 것이 바람직하고, 광투과부(3)의 광선 투과율이 80％ 이상 100％ 이하, 그리고 차광부(4)의 광선 투과율이 0％ 이상 50％ 미만인 것이 보다 바람직하며, 광투과부(3)의 광선 투과율이 90％ 이상 100％ 이하, 그리고 차광부(4)의 광선 투과율이 0％ 이상 30％ 미만인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 「광선 투과율」의 값은 광원으로서 JIS Z 8720:2012에 규정되는 D₆₅를 이용하여, 광원으로부터 출사된 검사광의 강도를 수광 센서로 측정하는 장치에 있어서, 상기 검사광의 광로 상에 피측정물이 없는 상태에서의 수광 센서의 출력값을 A, 검사광의 광로 상에 피측정물을 세팅하고, 피측정물을 투과한 투과광이 수광 센서에 있어서 수광되는 상태에서의 출력값을 B로 할 때, 광선 투과율＝(B／A)×100(단위; ％)으로 구해지는 값으로 한다.

(광투과부)

광제어 필터(10)의 광투과부(3)는 해도 구조 중 섬 부분(5)이며, 바다 부분(6)에 의해 서로 독립화된 복수의 원기둥 형상의 투명 부분이다. 각 섬 부분(5)은 광제어 필터(10)를 관통하고 있으므로, 각 섬 부분(5)의 제1 단부는 광제어 필터(10)의 제1 주면(1)에 노출하고, 각 섬 부분(5)의 제2 단부는 광제어 필터(10)의 제2 주면(2)에 노출하고 있다. 각 섬 부분(5)은 X 방향 및 Y 방향을 따라 일정한 피치로 배치되어 있다.

광제어 필터(10)를 Z 방향으로 관통하는 섬 부분(5)의 입체 형상은, 기둥 형상인 것이 바람직하다. 여기서, 섬 부분(5)이 기둥 형상인 것은 광제어 필터(10)로부터 섬 부분(5)을 꺼냈다고 가정했을 때, 섬 부분(5)이 입체적인 기둥 형상으로서 인식되는 것을 말한다. 기둥 형상의 높이 방향은 광제어 필터(10)의 두께 방향을 따른다. 기둥 형상을 이루는 기둥의 상면(꼭대기면)과 바닥면은 각각 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 평행해진다.

섬 부분(5)을 XY평면에서 절단한 단면 형상은 예를 들면, 원형, 타원형, 사각형, 그 외의 다각형 등을 들 수 있다. 섬 부분(5)의 제1 주면(1)에 노출하는 제1 단부의 상기 단면 형상(섬 부분(5)의 제1 주면(1)에 있는 평면 형상)과, 제2 주면(2)에 노출하는 제2 단부의 상기 단면 형상(섬 부분(5)의 제2 주면(2)에 있는 평면 형상)은, 서로 동일해도 되고, 상이해도 되나, 광제어의 용이함의 관점에서 동일한 것이 바람직하다. 각 섬 부분(5)의 상기 단면 형상은 서로 동일해도 되고, 상이해도 되나, 광제어의 용이함의 관점에서 동일한 것이 바람직하다.

기둥 형상의 섬 부분(5)의 중심축의 축선은 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 대해, 수직이어도 되고, 기울어 있어도 되며, 제조의 용이함 및 시야각 제어의 용이함의 관점에서, 대략 수직인 것이 바람직하다. 여기서, 대략 수직이란, 90°±2°에서 교차하는 것이다. 대략 수직인 경우, 기둥 형상의 섬 부분(5)의 높이(H)는, 광제어 필터(10)의 두께와 거의 동일하다.

상기 축선과 주면이 이루는 각 및 섬 부분(5)의 높이(H)는, 섬 부분(5) 및 주면을 포함하는 단면을 측정 현미경 등 공지의 미세 구조 관찰 수단에 의해 측정함으로써 구해진다. 섬 부분(5)의 높이(H)는 제1 주면(1)과 제2 주면(2)의 거리이다.

개개의 섬 부분(5)에 대해, 각 주면에 노출하는 단부의 크기(R)는, 상기 단부를 포함하는 최소 원의 직경이다. 상기 직경은 광제어 필터(10)를 투과하는 광의 시야각 제어의 용이함의 관점에서 예를 들면, 5㎛∼100㎛가 바람직하고, 10㎛∼50㎛가 보다 바람직하다. 상기 직경이 상기 하한값 이상이면, 제조시 사용하는 성형틀의 섬 부분(5)에 대응하는 부위(예를 들면, 기둥 형상의 볼록부)의 파손을 방지할 수 있다. 상기 직경이 상기 상한값 이하이면, 광제어 필터(10)가 얇은 경우에도, 후술하는 애스펙트비를 높이는 것이 용이해진다.

단일의 섬 부분(5)의 각 주면에 노출하는 2개의 단부의 크기(R)는, 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.

광제어 필터(10)의 임의의 주면에 있어서의 복수의 섬 부분(5)으로부터 무작위로 선택한 10개 이상의 섬 부분(5)의 상기 직경의 평균은, 5㎛∼100㎛가 바람직하고, 10㎛∼50㎛가 보다 바람직하다.

상기 직경은 측정 현미경 등 공지의 미세 구조 관찰 수단에 의해 측정할 수 있다.

기둥 형상의 섬 부분(5)의 (크기(R):높이(H))로 나타내는 애스펙트비는 1:5∼1:30이 바람직하고, 1:8.5∼1:25.5가 보다 바람직하다.

상기 애스펙트비가 1:5∼1:30이며, 섬 부분(5)이 중공인 경우, 시야각(θ)은 22.6°∼3.6°가 된다. 상기 애스펙트비가 1:8.5∼1:25.5인 경우, 시야각(θ)은 13.4°∼4.5°가 된다. 또한, 섬 부분(5)에 투명 재료가 충전되어 있는 경우, 투명 재료의 굴절률은 통상 공기보다 크기 때문에, 상기에서 나타내는 중공의 경우의 범위보다 시야각(θ)은 커진다. 따라서, 시야각(θ)을 좁히는 관점에서, 섬 부분(5)은 중공인 것이 바람직하다.

상기 시야각(θ)의 범위의 하한값 이상이면, 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)을 투과하는 광의 시야각의 제어가 용이해진다.

상기 시야각(θ)의 범위의 상한값 이하이면, 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)을 투과하는 광량을 크게 할 수 있다. 또한, 비교적 용이하게 제조할 수 있다.

상기 애스펙트비는 광제어 필터(10)가 갖는 복수의 섬 부분(5)으로부터 무작위로 선택한 10개 이상의 섬 부분(5)에 대해, 양 단부의 크기(R)를 측정한 평균값과, 높이(H)를 측정한 평균값의 비이다. 개개의 크기(R) 및 높이(H)는 측정 현미경 등 공지의 미세 구조 관찰 수단을 이용하여 측정할 수 있다.

제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 있어서의 섬 부분(5)의 배치의 피치(P), 즉 각 주면에 노출하는 섬 부분(5)의 인접하는 단부끼리의 피치(P)는, 개개의 단부를 포함하는 각 최소 원끼리의 중심간 거리이다. 이 피치(P)는 광제어 필터(10)를 투과하는 광의 시야각 제어의 용이함의 관점에서 예를 들면, 10㎛∼500㎛가 바람직하고, 15㎛∼300㎛가 보다 바람직하며, 20㎛∼200㎛가 더욱 바람직하다.

상기 피치(P)가 상기 하한값 이상이면, 제조시 사용하는 성형틀의 제작이 용이해진다. 상기 피치(P)가 상기 상한값 이하이면, 광제어 필터(10)를 통과하여 보이는 화상의 시인성이 높아져, 충분한 해상도가 얻어지기 쉽다.

피치(P)는 각 주면에 있어서 일정한 것이 바람직하다. 각 주면끼리의 피치(P)는 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.

피치(P)는 임의의 주면을 촬영한 화상을 공지의 방법으로 화상 처리함으로써 구해진다.

임의의 주면의 피치(P)가 주면의 영역에 따라 상이한 경우, 연속하는 3개 이상의 섬 부분(5)의 피치(P)가 상기 범위인 것이 바람직하고, 연속하는 5개 이상의 섬 부분(5)의 피치(P)가 상기 범위인 것이 보다 바람직하며, 연속하는 10개 이상의 섬 부분(5)의 피치(P)가 상기 범위인 것이 더욱 바람직하다.

제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 있어서의 섬 부분(5)의 배치는 X열×Y행의 2차원 어레이 형상 배치이다. 섬 부분(5)의 배치는 이 예로 한정되지 않으며, 임의의 배치 패턴이 채용된다. X열×Y행에 있어서 예를 들면, X, Y는 각각 독립적으로 10∼1000의 임의의 정수로 할 수 있다. 복수의 섬 부분(5)이 2차원 어레이 형상으로 배치되었을 때, 임의의 열에 있어서 인접하는 섬 부분(5) 사이의 중심을 연결하는 각 선분은 1개의 직선 상에 있고, 임의의 행에 있어서 인접하는 섬 부분(5) 사이의 중심을 연결하는 각 선분은 1개의 직선 상에 있어, 각 열을 대표하는 상기 직선과 각 행을 대표하는 상기 직선은 서로 약 90°로 교차한다.

배치 패턴은 2차원 어레이 형상이어도 되고, 지그재그 형상이어도 되며, 그 외의 임의의 패턴이어도 되고, 무작위 랜덤 배치여도 된다.

도 1, 3에 나타내는 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)의 X열×Y행의 2차원 어레이에 있어서, 각 열의 섬 부분(5)의 배열 방향(각 열을 대표하는 직선의 방향)은 광제어 필터(10)의 외연을 이루는 X 방향의 변과 평행이고, 각 행의 섬 부분(5)의 배열 방향(각 행을 대표하는 직선의 방향)은 광제어 필터(10)의 외연을 이루는 Y 방향의 변과 평행이다. 이 변형예로서, 복수의 섬 부분(5)으로 이루어지는 X열×Y행의 2차원 어레이의 Y행이 상기 외연의 Y 방향의 변에 대해 평행이 아니고, 교차하는 방향으로 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 2차원 어레이의 X열이 상기 외연의 X 방향의 변에 대해 평행이 아니고, 교차하는 방향으로 배치된다. 예를 들면, 도 7을 참조하여, 광제어 필터(30)의 외연의 Y 방향을 직선(Q1)으로 나타내고, 섬 부분(5)의 Y행의 배열 방향을 직선(Q2)으로 나타냈을 때, 직선(Q1)과 직선(Q2)은 각도(α)에서 교차한다. 상기 Y 방향의 변과 상기 Y행의 교차 각도(α)는 임의로 조정할 수 있고, 예각측을 보고 예를 들면, 10∼30°로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 교차 각도를 형성하면, 광제어 필터를 디스플레이 화면의 프레임에 맞추어 첩부한 경우, 디스플레이 화면에 있어서의 화소 배열의 패턴과, 광제어 필터가 갖는 복수의 섬 부분(5)의 배열 패턴의 간섭에 의한 간섭 무늬(무아레)의 발생을 경감할 수 있다.

광제어 필터(10)의 섬 부분(5)인 광투과부(3)는 바다 부분(6)인 차광부(4)에 형성된 관통공이다. 관통공은 공기로 채워져 있어도 되고, 광투과성 재료가 충전되어 있어도 된다. 관통공이 공기로 채워져 있는 경우에는, 투과하는 광의 굴절률이 작기 때문에, 시야각(θ)을 작게 할 수 있다. 관통공이 광투과성 재료로 채워져 있는 경우에는, 관통공의 형상이 광투과성 재료에 의해 유지되기 쉬워져, 광제어 필터(10)를 변형시킨 경우에도 광투과부(3)의 형상을 유지하기 쉬워진다.

상기 광투과성 재료로는 예를 들면, 투명 수지, 유리를 들 수 있다. 광제어 필터(10)의 가요성을 높이는 관점에서, 투명 엘라스토머가 바람직하다. 투명 엘라스토머의 구체예로는 예를 들면, 실리콘, 폴리우레탄 등을 들 수 있다. 상기 관통공에 충전되는 투명 엘라스토머는 1종이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 투명성 및 내열성 등이 우수한 점에서, 상기 투명 엘라스토머는 실리콘 고무가 바람직하다.

(차광부)

광제어 필터(10)의 차광부(4)는 해도 구조 중 바다 부분(6)이며, 섬 부분(5)을 제외한 불투명 부분이다.

차광부(4)의 Z 방향의 길이는 광제어 필터(10)의 두께와 동일하고, 50㎛ 이상 1000㎛ 이하가 바람직하며, 80㎛ 이상 500㎛ 이하가 보다 바람직하고, 100㎛ 이상 300㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 상기 길이가 상기 하한값 이상이면, 광의 시야각(투과각)(θ)을 제어하기 쉬워진다. 상기 길이가 상기 상한값 이하이면, 가요성이 보다 높아진다.

차광부(4)의 전체 질량에 대한 엘라스토머의 함유량은 50∼99질량％가 바람직하고, 60∼97질량％가 보다 바람직하며, 70∼95질량％가 더욱 바람직하다.

상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 광제어 필터(10)의 가요성이 충분히 높아진다. 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 차광부(4)에 차광재를 충분히 포함시킬 여지가 발생한다. 상기 전체 질량 중 엘라스토머의 함유량을 제외한 잔여부를 차광재에 할당할 수 있다.

또한, 상기 함유량이 상기 하한값에 가까우면, 제조시 성형틀 내에 있어서 광제어 필터(10)를 성형할 때, 성형틀이나 경화 전의 광제어 필터(10)로부터 기포를 제거하는 것이 용이해진다. 상기 함유량이 상기 상한값에 가까우면, 제조시 광제어 필터(10)를 성형틀로부터 탈형하는 것이 용이해진다.

광제어 필터(10)가 엘라스토머에 의해 형성됨으로써, 성형틀로부터 탈형하는 것이 용이해져, 두께 조정에 필요한 가공도 용이해진다. 또한, 광제어 필터(10)가 실리콘이나 금속에 의해 형성되어 있는 경우와 비교하여, 광제어 필터(10)가 엘라스토머에 의해 형성되어 있으면, 경량이 되므로 바람직하다.

차광부(4)를 구성하는 엘라스토머는 공지의 엘라스토머가 적용되며, 투명해도 되고, 불투명해도 된다. 차광부(4)를 구성하는 엘라스토머는 1종이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.

광투과부(3)가 엘라스토머를 포함하는 경우, 차광부(4)와 광투과부(3)의 접착성을 높여 일체화함으로써 광제어 필터(10)의 가요성이 충분히 높아지는 점에서, 광투과부(3)에 포함되는 엘라스토머와 차광부(4)에 포함되는 엘라스토머는 동일한 것이 바람직하다.

차광부(4)에 포함되는 엘라스토머는 실리콘 고무가 바람직하다.

차광부(4)는 엘라스토머 이외에 차광재를 포함하는 것이 바람직하다. 차광재로는 광흡수성 재료 및 광반사성 재료의 적어도 한쪽이 사용된다.

광흡수성 재료는 광흡수제를 함유한다. 광흡수제로는 카본, 염료, 안료 등을 들 수 있다. 광흡수제 중에서도, 광흡수성이 우수한 점에서 카본이 바람직하다. 카본으로는 예를 들면, 카본 블랙, 흑연, 탄소 섬유 등을 들 수 있으며, 광흡수제로서 범용적인 점에서 카본 블랙이 바람직하다.

광반사성 재료로는 금속을 들 수 있다. 금속으로는 알루미늄, 은, 금, 크롬, 니켈 등을 들 수 있다.

＜제2 실시형태＞

본 발명의 제2 실시형태로서 도 4에 나타내는 광제어 필터(20)는, 본체로서 제1 실시형태의 광제어 필터(10)를 구비하고, 본체의 양 주면(1, 2)에는 각각 제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8)이 적층되어 있다.

광제어 필터(20)의 각 투명 봉지층은 본체의 각 주면을 덮어, 본체를 보호하고 있다. 각 투명 봉지층이 존재하면, 광투과부(3)가 공동인 관통공인 경우에는, 관통공 내에 외부로부터 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 각 투명 봉지층의 노출하는 면이 평활하면, 당해 면에 있어서의 광의 난반사를 방지하여, 광투과부(3)를 통과하여 광제어 필터(20)의 반대측을 투시하는 것이 용이해진다.

각 투명 봉지층의 노출하는 면의 산술 평균 조도(Ra)는 0㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0㎛ 이상 0.2㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위이면, 투명 봉지층의 표면에 있어서 광이 난반사하는 것을 억제하여, 광의 투과를 용이하게 할 수 있다. 여기서, 산술 평균 조도(Ra)는 JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997)에 따라 구한 값이다.

각 투명 봉지층의 구성 재료는 투명하면 되며, 예를 들면, 유리, 투명한 합성 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 실리콘, 폴리우레탄, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 시클로올레핀, 액정 폴리머 등을 들 수 있다.

본체와의 밀착성을 높이는 관점에서, 투명 봉지층을 구성하는 재료는 본체를 구성하는 바다 부분(6)에 포함되는 엘라스토머와 동류의 엘라스토머인 것이 바람직하다. 또한, 투명 봉지층이 유리이면 광제어 필터(20)에 강성을 부여하는 것 및 내열성을 보다 더욱 향상시킬 수 있다.

투명 봉지층이 유리인 경우, 유리와 본체의 각 주면의 접착성을 높이는 관점에서, 유리의 접촉면 및 각 주면의 적어도 한쪽에 표면 처리가 실시된 것이 바람직하다.

상기 표면 처리로는 예를 들면, 엑시머 UV 조사 처리, 플라즈마 처리, 실란 커플링제 등의 프라이머 도포 처리를 들 수 있다.

제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8)은 각각 동일한 투명 재료에 의해 형성되어 있어도 되고, 상이한 투명 재료에 의해 형성되어도 된다.

제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8)은 각각 복수층이어도 된다. 상기 복수층에 있어서, 각 층은 각각 동일한 투명 재료에 의해 형성되어 있어도 되고, 상이한 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 유리층과 투명 수지층의 적층체가 상기의 투명 봉지층을 형성하고 있어도 된다. 상기 적층체 중, 유리층이 상기 시트의 주면에 접하고 있어도 되고, 투명 수지층이 상기 시트의 주면에 접하고 있어도 된다.

각 투명 봉지층의 두께는 1㎛ 이상 200㎛ 이하인 것이 바람직하고, 3㎛ 이상 175㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5㎛ 이상 150㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 투명 봉지층의 두께가 상기 하한값 이상이면, 광제어 필터의 본체를 충분히 보호할 수 있고, 또한, 본체의 각 주면의 요철을 충분히 평활화할 수 있어, 제조시에 있어서의 각 투명 봉지층의 두께의 제어가 용이해진다. 각 투명 봉지층의 두께가 상기 상한값 이하이면, 충분한 광투과성을 확보할 수 있어, 양호한 광학 특성이 얻어진다.

투명 봉지층의 두께는 그 단면을 무작위로 선택한 10개소 이상에서 측정한 값의 평균값으로 구해진다. 측정에는 측정 현미경 등 공지의 미세 구조 관찰 수단이 적용된다.

한편, 광제어 필터(20)의 바다 부분(6)의 MD-1 고무 경도는, 제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8)을 제거하고, 상기 해도 구조를 형성하는 시트만의 형태로 한 후 측정되는 값이다.

이상에서 설명한 제1 및 제2 실시형태의 광제어 필터는 섬 부분(5)인 광투과부(3)와, 바다 부분(6)인 차광부(4)를 구비한다. 제1 주면(1)에 입사한 광선 중, 기둥 형상의 섬 부분(5)에 입사한 광선은 이를 투과하여 제2 주면(2)으로부터 출사하고, 바다 부분(6)에 입사한 광선은 이에 흡수되거나 반사된다.

기둥 형상의 섬 부분(5)의 광투과부(3)의 배열, 피치(P), 크기(R), 애스펙트비를 적절히 조정함으로써, 광선의 시야각(투과각)(θ), 투과하는 광량을 제어할 수 있다.

[작용 효과]

광제어 필터(10)는 적어도 바다 부분(6)의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하이므로, 높은 가요성을 가지며, 용이하게 탄성 변형한다. 또한, 광제어 필터(10) 전체의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하이면, 더욱 높은 가요성을 가지며, 보다 용이하게 탄성 변형한다. 이 때문에, 광제어 필터(10)의 기계적 강도를 유지하기 위한 지지층을 적층할 필요가 없고, 단체로 단층 광제어 필터로서 취급하는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지층을 적층하면, 지지층의 두께가 추가되므로, 광이 지지층에서 감쇠하여, 광투과성이 저하된다. 반대로, 광의 감쇠의 원인이 되는 지지층을 갖지 않으면, 광투과성이 높아진다.

광제어 필터(10)는 지지층을 적층할 필요가 없으므로, 광제어 필터(10)를 얇게 하는 것이 가능하다. 일반적으로, 지지층을 적층하는 것은 지지층의 두께가 추가되므로, 박형화의 목적에 적합하지 않다. 박형화 가능한 광제어 필터(10)는 장착하는 디바이스에 있어서의 점유 공간을 얇게 할 수 있으므로, 디바이스의 박형화에 기여한다.

투명 봉지층을 구비한 광제어 필터(20)에 있어서도, 그 본체인 광제어 필터(10)의 가요성과 박형화의 용이성은 유용하다.

＜제3 및 제4 실시형태; 광투과부와 차광부의 반전＞

본 발명의 제3 및 제4 실시형태의 광제어 필터(도시하지 않음)는 섬 부분인 차광부와, 바다 부분인 광투과부를 구비한다. 차광부와 광투과부가 반전되어 있는 것 이외에는, 제1 및 제2 실시형태의 광제어 필터와 동일하다.

바다 부분의 전체 질량 중 적어도 70질량％, 바람직하게는 80∼100질량％가 투명 엘라스토머에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 바다 부분에는 엘라스토머 이외의 재료가 포함되어도 된다. 섬 부분에는 상술한 차광재가 포함되며, 그 외에 공지의 바인더가 포함되어도 된다. 바다 부분과 섬 부분의 밀착성을 높이는 관점에서, 바다 부분을 구성하는 엘라스토머와 동일한 종류의 엘라스토머가 섬 부분에도 포함되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 제3 및 제4 실시형태의 광제어 필터는 섬 부분인 차광부와, 바다 부분인 광투과부를 구비한다. 제1 주면에 입사한 광선 중, 기둥 형상의 섬 부분에 입사한 광선은 이에 흡수되거나 반사되고, 바다 부분에 입사한 광선은 이를 투과하여 제2 주면으로부터 출사한다.

기둥 형상의 섬 부분의 차광부의 배열, 피치, 크기, 애스펙트비를 적절히 조정함으로써, 광선의 시야각(투과각), 투과하는 광량을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 광제어 필터는 예를 들면, 시야각 제어, 휘도 향상, 방현 등을 목적으로, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치에 장착된다. 또한, 구체적으로는, 광제어 필터는 예를 들면, 발광 다이오드, 유기 일렉트로 루미네선스 소자 등의 발광체, 광센서 등의 수광체에 장착할 수 있다.

＜광제어 필터의 제조 방법＞

본 발명의 광제어 필터의 제조 방법으로서 예를 들면, 요철이 형성된 성형틀을 이용하여 시트를 성형하고, 상기 성형틀이 갖는 상기 요철을 상기 시트에 전사하는 방법을 들 수 있다. 구체예로는 우선, 도 5(a)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태의 광제어 필터(10)가 갖는 해도 구조 중 바다 부분(6)에 대응하는 오목부(M)가 형성된 성형틀(K)의 표면에 차광재를 포함하는 액상의 엘라스토머 전구체(L)를 도포한다. 이어서, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 성형틀(K)의 오목부(M) 내에 충전한 엘라스토머 전구체(L)를 경화시켜, 성형틀(K) 내에 광제어 필터(10)를 형성한다. 단, 여기서 형성된 광제어 필터(10)의 각 섬 부분(5)에 상당하는 영역에는 성형틀(K)의 표면이 갖는 볼록부(비오목부)가 존재한다.

성형틀(K)의 오목부 내에 광제어 필터(10)를 형성할 때, 오목부(M) 내에 들어가지 않고 흘러넘친 엘라스토머 전구체(L)가 광제어 필터(10)의 한쪽 주면을 덮는 잔막(N)이 된다. 여분의 잔막(N)을 절삭이나 연마에 의해 제거하고, 목적으로 하는 광제어 필터(10)를 성형틀(K) 내로부터 꺼낸다.

얻어진 광제어 필터(10)의 두께 방향에 관통하는 섬 부분(5)의 내공부는 공동이며(도 5(c)), 필요에 따라 광투과성 재료를 충전할 수 있다(도 5(d)). 또한, 광제어 필터(10)의 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)의 각각에 제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8)을 통상의 방법에 의해 적층하면, 제2 실시형태의 광제어 필터(20)가 얻어진다(도 5(e)).

성형틀(K)은 바다 부분(6)을 형성하기 위한 오목부와, 오목부 내에 있어서 섬 부분(5)을 형성하기 위한 복수의 기둥 형상의 볼록부(비오목부)가 표면에 형성된 평판이다. 오목부의 깊이와 볼록부의 높이는 동일하다. 볼록부끼리의 피치가 섬 부분(5)끼리의 피치(P)에 대응하고, 볼록부의 높이는 섬 부분(5)의 높이에 대응하며, 볼록부의 크기가 섬 부분(5)의 크기(R)에 대응한다.

성형틀(K)에 있어서는, 볼록부의 중심축의 축선 방향 및 볼록부의 측면이 성형틀(K)의 바닥면에 대해 수직으로 배치되어 있다. 이러한 성형틀(K)을 이용함으로써, 얻어지는 광제어 필터(10)에 있어서의 섬 부분(5)의 측면을 광제어 필터(10)의 각 주면에 대해 수직으로 형성할 수 있다.

성형틀(K)의 제작 방법으로는 예를 들면, 평판 형상의 기재의 한쪽 면을 드라이 에칭하여 오목부(M)를 형성하는 방법, 평판 형상의 기재의 한쪽 면을 절삭하여 오목부(M)를 형성하는 방법을 들 수 있다. 평판 형상의 기재로는 예를 들면, 실리콘 웨이퍼, 석영 기판을 들 수 있다.

드라이 에칭으로는 예를 들면, 플라즈마 에칭, 레이저 에칭, 이온 에칭 등을 들 수 있다. 플라즈마 에칭의 방법으로는 기재의 표면에 마스크를 배치하고, 마스크를 통하여 기판 표면에 플라즈마를 조사하여, 마스크로 덮이지 않은 표면만을 에칭함으로써, 오목부(M)를 형성하는 방법을 들 수 있다.

성형틀을 이용하여 바다 부분(6)을 성형하는 구체적인 방법으로는 예를 들면, 하기 (a-1)∼(a-5)의 방법을 들 수 있다.

(a-1): 액상의 엘라스토머 전구체(L)를 지지 필름의 평평한 표면 상에 도포하여 엘라스토머 전구체(L)의 막을 형성한 후, 그 막에 성형틀(K)의 오목부(M)를 대고 눌러 엘라스토머 전구체(L)를 경화시키는 방법.

(a-2): 액상의 엘라스토머 전구체(L)를 성형틀(K)의 오목부(M)에 유하시키고, 압설자 등을 이용하여 오목부(M) 내에 충전한 후, 엘라스토머 전구체(L)를 경화시키는 방법.

(a-3): 액상의 엘라스토머 전구체(L)를 성형틀(K)의 오목부(M)에 도포하고, 도포한 엘라스토머 전구체(L)를 가압틀로 가압하여, 엘라스토머 전구체(L)를 오목부(M) 내에 충전한 후, 엘라스토머 전구체(L)를 경화시키는 방법.

(a-4): 미리 제작한 엘라스토머 시트를 가열하면서 성형틀(K)의 오목부(M)에 가압하여, 열에 의해 연화한 시트에 요철을 전사하는 방법.

(a-5): 성형틀(K)을 사출 성형기에 장착하여 엘라스토머를 사출 성형하는 방법.

(a-1)의 방법에 있어서, 액상의 엘라스토머 전구체(L)로는 예를 들면, 경화성 실리콘, 이소시아네이트, 및 폴리올 등의 경화성 화합물을 들 수 있다. 엘라스토머 전구체(L)에는 중합 촉매를 첨가해도 된다. 엘라스토머 전구체(L)가 열경화성인 경우에는, 열중합 촉매를 첨가하고, 엘라스토머 전구체(L)가 광중합성인 경우에는, 광중합 촉매를 사용한다. 또한, 엘라스토머 전구체(L)에는 상술한 차광재를 첨가해도 된다. 차광재를 첨가하면, 바다 부분(6)에 차광부(4)가 형성되고, 차광재를 첨가하지 않고 투명 엘라스토머를 형성하면, 바다 부분(6)에 광투과부(3)가 형성된다. 엘라스토머 전구체(L)에는 필요에 따라 추가로 용매 등 다른 성분을 혼합해도 된다(이하의 방법에 있어서도 동일).

상기 지지 필름으로는, 얻어진 광제어 필터(10)로부터 용이하게 박리할 수 있는 필름이 바람직하며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름 등을 들 수 있다. 엘라스토머 전구체(L)를 지지 필름에 도포하는 방법으로는, 공지의 코터를 이용하는 방법을 들 수 있다. 지지 필름 상에 도포하는 엘라스토머 전구체(L)의 양은 목적으로 하는 광제어 필터(10)의 제작에 충분한 양으로 조정한다.

지지 필름 상에 형성된 엘라스토머 전구체(L)의 막에 성형틀(K)의 오목부(M)를 대고 누름으로써, 오목부(M)에 엘라스토머 전구체(L)를 충전시키고, 요철 형상이 반전된 요철을 상기 막에 형성한다. 엘라스토머 전구체(L)를 열경화시키는 방법으로서 예를 들면, 상기 막에 대고 누른 성형틀(K)을 가열하는 방법, 성형틀(K)과는 별도로 설치된 외부 히터를 이용하여 가열하는 방법을 들 수 있다. 엘라스토머 전구체(L)를 광경화시키는 경우, 예를 들면, 자외선 또는 전자선의 조사에 의해 광경화시킬 수 있다.

엘라스토머 전구체(L)를 경화시킴으로써, 광제어 필터(10)를 형성할 수 있다.

(a-2)의 방법에 있어서, 성형틀(K)의 오목부(M) 상에 유하시키는 엘라스토머 전구체(L)의 양은 목적으로 하는 광제어 필터(10)가 얻어지는 양으로 조정한다.

성형틀(K)의 오목부(M) 상에 액상의 엘라스토머 전구체(L)를 유하시킨 후, 엘라스토머 전구체(L)의 표면을 압설자 등으로 균일하게 함으로써, 엘라스토머 전구체(L)를 오목부(M) 내에 충전시킨다. 그 후, 엘라스토머 전구체(L)를 경화시킴으로써, 광제어 필터(10)를 형성한다. 경화 방법은 상술한 (a-1)과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

(a-3)의 방법에 있어서의 엘라스토머 전구체(L)의 도포 방법으로는 예를 들면, 성형틀(K)의 오목부(M)의 임의의 위치에 부착시킨 액상의 엘라스토머 전구체(L)에 가압틀을 가압하여, 엘라스토머 전구체(L)를 압연하여 엘라스토머 전구체(L)를 오목부(M) 내에 충전하는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 도포 방법으로서 공지의 코터를 채용해도 된다. 경화 방법은 상술한 (a-1)과 동일한 방법을 채용할 수 있다.

(a-4)의 방법은 공지의 프레스 성형기를 이용한 프레스 성형법이다. 프레스 성형기에 성형틀(K)을 부착하고, 엘라스토머를 프레스 성형함으로써, 광제어 필터(10)를 형성할 수 있다. 상기 엘라스토머에는 상기 차광재, 그 외의 성분이 포함되어도 된다.

(a-5)의 방법은 공지의 사출 성형기를 이용한 사출 성형법이다. 사출 성형기에 성형틀(K)을 장착하고, 엘라스토머를 성형함으로써, 광제어 필터(10)를 형성할 수 있다. 상기 엘라스토머에는 상기 차광재, 그 외의 성분이 포함되어도 된다.

공정 (a-1)∼(a-5)의 방법에 있어서, 성형틀(K)의 오목부(M) 내에 광제어 필터(10)를 형성할 때, 오목부(M) 내에 들어가지 않고 흘러넘친 엘라스토머 전구체(L)가 잔막(N)이 된다.

잔막(N)을 형성하는 이점으로서, 엘라스토머 전구체(L)가 경화할 때, 오목부(M)의 개구부 엣지의 형상(볼록부 선단의 형상)이 형성하는 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)의 단부의 형상에 반영되기 쉬운 것, 즉, 오목부(M)의 형상을 반영한 섬 부분(5)을 정밀도 높게 형성할 수 있는 것을 들 수 있다.

경화 후에 여분의 잔막(N)을 제거하는 방법으로서 예를 들면, 일반적인 기판의 표면을 절삭 또는 연마하는 접촉식 공지 방법, 레이저 가공, 플라즈마 처리 등 비접촉식 공지 방법을 들 수 있다.

광제어 필터(10)를 원하는 형태가 되도록 성형할 때, 광제어 필터(10)를 예를 들면 -10℃∼-50℃, 바람직하게는 -20℃∼-40℃로 냉각하고, 광제어 필터(10)의 경도를 높인 후 절단하면, 절단 등의 성형 가공이 용이해지므로 바람직하다. 한편, 광제어 필터(10)의 바다 부분(6)의 쇼어 A 경도가 A50 이상이면, 상온(예를 들면, 20∼25℃)에서 용이하게 절단 가공할 수 있다.

광제어 필터(10)는 가요성을 갖고, 탄성 변형하므로, 성형틀(K)로부터 광제어 필터(10)를 제거하는 것은 비교적 용이하고, 제거 시 성형틀(K)의 요철이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

성형틀(K)로부터 제거한 광제어 필터(10)의 섬 부분(5)인 관통공에 광투과성 재료 또는 차광재를 충전하는 방법으로는, 통상의 방법이 적용되며, 예를 들면, 하기 (b-1)∼(b-4)의 방법을 들 수 있다.

(b-1): 광제어 필터(10)의 관통공이 개구하는 제1 주면(1)에 재료를 포함하는 도료를 유하시키고, 압설자 등을 이용하여 관통공에 긁어 넣어 충전하는 방법.

(b-2): 광제어 필터(10)의 관통공이 개구하는 제1 주면(1)에 재료를 포함하는 도료를 부착시키고, 상기 도료에 가압틀을 가압하여 상기 도료를 관통공에 압입하여 충전하는 방법.

(b-3): 재료를 포함하는 도료 중에 광제어 필터(10)를 침지하여, 관통공에 상기 도료를 유입시키는 방법.

상기 관통공에 충전된 상기 도료는 통상의 방법에 의해 경화한다.

상기 도료에는 경화성 수지 전구체 또는 바인더가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 투명한 수지를 형성하는 공지의 수지 전구체를 적용하면, 섬 부분(5)에 광투과부(3)를 형성할 수 있다. 불투명한 수지를 형성하는 공지의 수지 전구체, 또는 투명한 수지를 형성하는 공지의 수지 전구체에 상기 차광재를 첨가한 조성물을 사용하면, 섬 부분(5)에 차광부(4)를 형성할 수 있다.

상기 수지 전구체로는 예를 들면, 열경화성 실리콘, 폴리우레탄을 형성하는 이소시아네이트 및 폴리올, 아크릴 화합물, 에폭시 화합물, 불포화 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

또한, 섬 부분(5)에 감합하는 수지제 또는 유리제 광섬유를 섬 부분(5)에 삽입함으로써, 섬 부분(5)에 광투과 부재를 설치해도 된다.

광제어 필터(10)의 섬 부분(5)에는 상기 랜드막이 존재하지 않으므로, 상기 도료를 섬 부분(5)에 유입시키는 것 및 상기 광투과 부재를 섬 부분(5) 내에 삽입하는 것이 용이하다.

광제어 필터(10)의 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)의 각각에 대해, 제1 투명 봉지층(7) 및 제2 투명 봉지층(8) 중 적어도 한쪽을 형성하는 방법은 일반적인 기판의 표면에 투명층을 형성할 때의 통상의 방법이 적용된다. 구체적으로는 예를 들면, 하기 (c-1)∼(c-2)의 방법을 들 수 있다.

(c-1): 상기 주면에 열경화성 화합물 또는 광경화성 화합물을 포함하는 도료를 도포하고, 가열 또는 광조사하여 경화시키는 방법.

(c-2): 상기 주면에 미리 제작된 투명 수지 필름 또는 투명 유리를 적층하는 방법.

상기 열경화성 화합물 및 상기 광경화성 화합물로는 예를 들면, 아크릴 화합물, 에폭시 화합물, 열경화성 실리콘, 폴리우레탄을 형성하는 이소시아네이트 및 폴리올 등을 들 수 있다. 이들 경화성 화합물을 포함하는 도료에는 중합 개시제가 포함되어도 된다. 중합 개시제로는, 유기 과산화물, 아조 화합물 등을 들 수 있다. 상기 도료에는 공지의 유기 용제가 포함되어도 된다.

상기 투명 수지 필름 또는 투명 유리의 적층 방법으로는 예를 들면, 접착제를 이용하여 첩합하는 방법, 열압착하는 방법 등을 들 수 있다.

[광제어 필터(10)의 주면의 성형]

각 실시형태의 광제어 필터(10)의 섬 부분(5) 내에 광투과 부재를 설치하기 전 또는 후에 광제어 필터(10)의 제2 주면(2)에 잔막(R)이 남는 경우, 이를 제거함과 함께, 제1 주면(1)을 제2 주면(2)과 평행인 면으로 성형하는 바람직한 방법으로서 이하에 예시하는 방법을 들 수 있다. 이하의 도면에서는 섬 부분(5) 내에 광투과 부재를 설치한 후의 광제어 필터(10)가 갖는 잔막(R)을 제거하는 경우를 나타낸다. 이 경우를 참조하여, 탈형한 직후의 섬 부분(5)이 중공(공동)인 광제어 필터(10)에 대해서도 동일한 방법으로 잔막(R)을 제거할 수 있다. 잔막(R)은 도 5의 잔막(N)에 상당한다.

우선, 도 6(a)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 광제어 필터(10)의 제2 주면(2)에 남는 잔막(R)을 지지대가 갖는 평평한 지지면(S)에 밀착시켜 고정한다. 잔막(R)의 두께는 불균일한 경우가 있으며, 도면에서는 지면 우측을 향해 잔막(R)이 두꺼워지는 것을 강조하여 그려져 있다.

이어서, 지지면(S)과 평행으로 절단용 칼날 또는 레이저를 작동시켜, 잔막(R)을 포함하지 않도록, 또한 잔막(R)과 제2 주면(2)의 경계에 가능한 한 가까운 위치(예를 들면, 도면의 파선(C1)으로 나타내는 위치)에서 광제어 필터(10)를 슬라이스하듯이 절단하여, 평면화된 새로운 제2 주면(2)을 형성한다.

여기서 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 절단한 광제어 필터(10)의 제1 주면(1)과 제2 주면(2)은 비평행이어도 상관없다.

이어서, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 광제어 필터(10)의 새로운 제2 주면(2)을 지지대가 갖는 평평한 지지면(S)에 밀착시켜 고정한다. 재차, 지지면(S)과 평행으로 절단용 칼날 또는 레이저를 작동시켜, 기존의 제1 주면(1)을 남기지 않도록, 또한 기존의 제1 주면(1)에 가능한 한 가까운 위치(예를 들면, 도면의 파선(C2)으로 나타내는 위치)에서 광제어 필터(10)를 절단하여, 평면화된 새로운 제1 주면(1)을 형성한다.

도 6(d)에 나타내는 바와 같이, 절단한 광제어 필터(10)의 제1 주면(1)과 제2 주면(2)은 이 단계에서 평행하게 되어 있다. 또한, 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 대한 각 섬 부분(5)의 제1 단부와 제2 단부를 연결하는 직선이 이루는 각도는, 잔막(R) 두께의 불균일성에 기인하여, 잔막(R)을 절제하기 전과 후에 변화하고 있다. 도시한 예에서는, 섬 부분(5)은 기존의 제1 주면(1)에 대해서는 수직이나, 새로운 제1 주면(1)에 대해서는 기울어져 있다.

이상에서 설명한 광제어 필터(10)의 각 면의 성형 방법에 의하면, 잔막(R)을 용이하게 절제할 수 있고, 평활하고 서로 평행한 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)을 형성하며, 섬 부분(5)의 제1 단부 및 제2 단부가 각각 제1 주면(1) 및 제2 주면(2)에 노출된, 두께가 얇은 광제어 필터(10)를 용이하게 얻을 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는다.

[실시예 1]

광제어 필터를 제작하기 위한 성형틀로서, 세로×가로×깊이가 20㎜×20㎜×180㎛인 오목부가 표면에 형성되고, 오목부 내에 X-Y 방향을 따라 400×400개의 원기둥 형상(직경 30㎛, 높이 180㎛)의 볼록부가 50㎛ 피치이며 그리드 형상으로 배열된 실리콘제(Si제) 성형틀을 준비했다.

또한, 액상의 열경화성 실리콘(신에츠 화학 공업 주식회사 제조, KE-1935)과, 카본 블랙을 혼합하여 차광부 형성용 도료를 얻었다. 이 도료의 총 질량에 대한 열경화성 실리콘의 함유량은 도료의 경화 후에 얻어지는 경화물의 총 질량에 대해 약 95질량％가 되도록 조정했다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 표면에 상기 차광부 형성용 도료를 도포하여, 열경화성 실리콘의 막을 형성했다.

이어서, 그 열경화성 실리콘의 막에 상기 성형틀의 오목부(M)가 형성된 면을 대고 눌러, 130℃에서 5분간 가열하고, 열경화성 실리콘을 경화시켰다. 이어서, 오목부(M) 내에 들어가지 않은 잉여의 열경화성 실리콘으로 이루어지는 잔막을 연마에 의해 제거한 후, 성형틀의 오목부 내로부터 광제어 필터(세로×가로×두께＝20㎜×20㎜×180㎛)를 꺼냈다. 이 꺼냄에 있어서, 광제어 필터는 가요성을 갖고, 탄성 변형함과 함께 충분한 기계적 강도를 가지고 있었기 때문에, 성형틀을 파손하지 않고 용이하게 꺼낼 수 있었다.

꺼낸 광제어 필터의 바다 부분은 차광성 실리콘에 의해 형성되며, 섬 부분은 공기로 채워진 관통공이다.

성형틀로부터 꺼낸 바다 부분만으로 이루어지는 광제어 필터를 6매 중첩한 적층체(두께: 1080㎛)를 시험편으로 하고, 고분자 계기 주식회사 제조의 「마이크로 고무 경도계」상품명: MD-1 capa를 사용하여, 그 MD-1 고무 경도를 상술한 측정 방법(압침 형상: 타입 A, 가압각 치수: 타입 A, 스프링 하중: 22mN, 측정 모드: 노멀 모드)에 따라 23℃의 환경에서 측정했다. 그 결과, MD-1 고무 경도는 55였다.

이어서, 광제어 필터의 한쪽 주면에 액상의 열경화성 실리콘(신에츠 화학 공업 주식회사 제조, KE-1935-A/B)을 가득 담고, 가압틀을 이용하여 관통공 내에 압입한 후, 130℃로 가열하고 경화시켜, 관통공 내에 투명한 실리콘을 형성했다.

여기서 얻은 바다 부분 및 섬 부분이 실리콘 고무에 의해 형성된 광제어 필터를 6매 중첩한 적층체(두께: 1080㎛)를 시험편으로서 MD-1 capa를 사용하여, 그 MD-1 고무 경도를 상술한 측정 방법에 따라 23℃의 환경에서 측정했다. 그 결과, MD-1 고무 경도는 55였다.

얻어진 광제어 필터의 바다 부분은 차광성 실리콘에 의해 형성되며, 섬 부분은 투명 실리콘에 의해 형성되어 있다. 얻어진 광제어 필터는 가요성을 가져, 용이하게 탄성 변형하는 것이 가능하고, 충분한 기계적 강도를 가져, 바다 부분과 섬 부분의 밀착성이 높으며, 섬 부분에 형성된 광투과부의 광선 투과율은 우수했다.

또한, 광제어 필터의 주면의 정면에서 보면, 광제어 필터의 반대측을 투시하는 것이 가능하고, 광제어 필터의 주면에 대해 비스듬한 각도에서 보면, 광제어 필터의 반대측을 투시할 수 없었다. 즉, 광제어 필터는 시야각을 충분히 제어할 수 있었다.

이어서, 광제어 필터의 양 주면에 YAG 레이저를 조사하여, 양 주면을 청정화했다.

계속해서, 광제어 필터의 양 주면을 통상의 방법에 의해 엑시머 UV 처리한 후, 얇은 투명 유리판을 적층했다. 이 공정에 있어서, 광제어 필터는 가요성을 갖고, 탄성 변형하는 것과 함께 충분한 기계적 강도를 갖고 있었기 때문에, 단체로 취급하는 것이 용이했다.

양 주면에 적층한 투명 유리판의 밀착성은 높고, 조금 만곡시키는 것도 가능했다.

1 제1 주면
2 제2 주면
3 광투과부
4 차광부
5 섬 부분
6 바다 부분
7 제1 투명 봉지층
8 제2 투명 봉지층
10 광제어 필터
20 광제어 필터
K 성형틀
L 엘라스토머 전구체
M 오목부

Claims (9)

1. 광투과부와 차광부로 이루어지는 해도 구조를 구비한 시트이고,
   제1 주면에서 제2 주면에 걸쳐, 광투과부와 차광부가 각각 연장되어 있으며,
   상기 광투과부 및 상기 차광부 중 어느 한쪽이 상기 제1 주면에서 상기 제2 주면으로 관통하는 복수의 섬 부분을 형성하고, 다른 쪽이 상기 복수의 섬 부분을 서로 독립시키는 바다 부분을 형성하며,
   상기 바다 부분의 MD-1 고무 경도가 25 이상 80 이하인 광제어 필터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 바다 부분은 상기 바다 부분의 전체 질량에 대해 50질량％ 이상의 엘라스토머를 포함하는 광제어 필터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 섬 부분이 상기 광투과부이고, 상기 바다 부분이 상기 차광부인 광제어 필터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 섬 부분이 중공인 광제어 필터.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 시트의 평면 시점에 있어서의 상기 섬 부분의 크기:상기 시트의 두께 방향에 있어서의 상기 섬 부분의 높이의 애스펙트비가 1:5∼1:30인 광제어 필터.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트의 평면 시점에 있어서의 상기 섬 부분의 크기가 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 광제어 필터.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 섬 부분이 상기 차광부이고, 상기 바다 부분이 상기 광투과부인 광제어 필터.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트 내에 있어서의 상기 섬 부분의 입체 형상이 기둥 형상인 광제어 필터.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트의 평면 시점에서 상기 섬 부분이 2차원 어레이 형상으로 배치되어 있는 광제어 필터.

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