KR20220160543A - 광학 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20220160543A
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가부시키가이샤 도모에가와 세이시쇼
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Abstract

높은 개구율을 가지면서도 시야각 제어의 기능이 뛰어나고, 제조가 용이한 광학 필터를 제공한다. 본 발명의 광학 필터는, 불투명성 가공 필름을 포함하는 광학 필터로서, 불투명성 가공 필름은, 두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 필름부와, 불투명성 가공 필름의 두께 방향을 관통하고, 규칙적으로 배치된 복수의 관통공을 갖고, 관통공의 직경(HD)에 대한, 불투명성 가공 필름의 두께(FT)로 나타내는 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상이 되는 표면을 적어도 갖고, 또한, 개구율(상기 관통공 영역의 면적이 표면 전체에 대해서 차지하는 비율)이, 40% 초과가 되는 표면을 적어도 갖는다.

Description

광학 필터 및 그 제조 방법
본 발명은, 광학 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD), 유기 일렉트로 루미네이션 소자(유기 EL) 등의 각종 표시장치를 사용할 때에, 표시장치에 표시된 정보를 타인에게 보이기 어렵게 하기 위한 엿보기 방지 필터(프라이버시 필터)가 개발되고 있다.
이러한 프라이버시 필터는, 필터의 정면에서의 광은 투과하고, 필터의 경사 방향으로부터의 광을 차단하는 기능을 갖는다. 이러한 기능을 나타내기 위한 구체적인 구조로서는, 예를 들면, 광 차단성의 필름의 두께 방향으로 다수의 구멍(孔)을 마련한 구조가 알려져 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 원자 번호가 24~48인 천이 금속, 그의 산화물 및 그의 황화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속으로 이루어지고, 1μm~100μm의 막 두께 및 허니컴상으로 정렬한 공경 1μm~100μm의 관통공을 가지는 시야각 제한 필름이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 디스플레이의 표면에 설치되는 프라이버시 필터로서, 두께 방향으로 직선상으로 관통하는 복수의 스트레이트 구멍이 형성된 다공체로서, 상기 복수의 스트레이트 구멍의 벽면이 착색된 수지 필름, 을 구비한 프라이버시 필터가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특개 2008-65183 특허문헌 2: 일본 특개 2014-142636
그렇지만, 특허문헌 1에 따른 시야각 제한 필름은, 시야각 제어의 기능이 충분하지 않았다. 예를 들면, 특허문헌 1의 실시예에서는, 법선 방향으로부터 60°기운 방향으로부터의 광 투과율치가, 10% 정도인 것이 나타나고 있지만, 이것에서는 엿보기 방지의 기능은 불충분하다. 또한, 특허문헌 1에 따른 시야각 제한 필름은, 생산성 및 제조 코스트에도 난점이 있었다.
또한, 특허문헌 2에 따른 프라이버시 필터는, 개구율을 높게 할 수 없었다. 예를 들면, 특허문헌 2의 실시예에서는 개구율이 최대에서도 40%였지만, 이 프라이버시 필터를 각종 표시장치에 사용했을 경우, 정면 방향에 대한 휘도를 크게 하기 위해서는 백 라이트 등의 광원의 출력을 높이지 않으면 안 된다. 또한, 특허문헌 2에 따른 프라이버시 필터는 생산성 및 제조 코스트에도 난점이 있었다. 추가로는, 특허문헌 2에 따른 프라이버시 필터는, 충분한 개구율을 얻기 위해서 스트레이트 구멍 밀도를 높이려고 하면, 스트레이트 구멍끼리가 접촉해 버림으로써, 시야각 제어의 기능이 저하하는 외에 수지 필름이 취약하게 되어 버리는 등의 문제도 있어, 제조하는 것 자체가 곤란했다.
여기서 본 발명은, 높은 개구율을 가지면서도 시야각 제어의 기능이 뛰어나고, 제조가 용이한 광학 필터를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 열심히 연구를 수행하여, 특정의 구조를 가지는 필름을 포함하는 광학 필터에 의해서, 상기 과제를 해결 가능한 경우를 찾아냈다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.
본 발명은,
불투명성 가공 필름을 포함하는 광학 필터로서,
상기 불투명성 가공 필름은, 두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 필름부와, 상기 불투명성 가공 필름의 두께 방향을 관통하고, 규칙적으로 배치된 복수의 관통공을 갖고,
상기 관통공의 직경(HD)에 대한, 상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)로 나타내는 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상이 되는 표면을 적어도 갖고, 또한,
개구율(상기 관통공 영역의 면적이 표면 전체에 대해서 차지하는 비율)이, 40% 초과가 되는 표면을 적어도 가지는
것을 특징으로 하는, 광학 필터이다.
상기 직경(HD)이 100μm 이하인 것이 바람직하다.
상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)가, 100μm 초과인 것이 바람직하다.
상기 필름부가, 360 nm~830 nm의 파장역의 적어도 일부에 있어서 광 흡수능을 가지는, 염료 또는 안료를 포함하는 수지 필름인 것이 바람직하다.
상기 불투명성 가공 필름은 필요에 따라서, 적어도 그의 한쪽의 표면 상에, 점착제층이 마련되어 있어도 된다.
상기 불투명성 가공 필름은 필요에 따라서, 적어도 그의 한쪽의 표면 상에, 보호 필름이 마련되어 있어도 된다.
상기 불투명성 가공 필름은 필요에 따라서, 적어도 그의 한쪽의 표면 상에, 반사 방지 필름이 마련되어 있어도 된다.
또한, 본 발명은,
불투명성 가공 필름을 포함하는 광학 필터의 제조 방법으로서,
두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 불투명성 필름의 한쪽의 표면으로부터 레이저광을 조사하여, 상기 불투명성 필름의 두께 방향을 관통하는 복수의 관통공을 규칙적으로 배열하도록 설치하고, 불투명성 가공 필름을 제작하는 레이저광 조사 공정을 포함하고,
상기 관통공의 직경(HD)에 대한, 상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)인 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상이 되는 표면을 적어도 갖고,
상기 불투명성 가공 필름의 표면의 개구율(상기 관통공 영역의 면적이 표면 전체에서 차지하는 비율)이, 40% 초과가 되는 표면을 적어도 가지는 것을 특징으로 하는, 광학 필터의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 높은 개구율을 가지면서도 시야각 제어의 기능이 뛰어나고, 제조가 용이한 광학 필터를 제공 가능하다.
[도 1] 불투명성 가공 필름의 단면의 개념도이다.
[도 2] 불투명성 가공 필름의 표면의 개념도이다.
[도 3] 광학 필터의 단면의 개념도이다.
[도 4] 광학 필터의 단면의 개념도이다.
[도 5] 광학 필터의 입사광 각도 의존성 측정 방법을 나타내는 모식도이다.
본 발명에 따른 광학 필터의, 구조, 물성, 용도, 제조 방법 등에 대하여 설명한다.
이하의 설명에 있어서, 상한치와 하한치가 따로 따로 기재되어 있는 경우, 상한치와 하한치의 모든 조합이, 본 명세서에 기재되어 있는 것으로 한다.
<<<광학 필터의 구조>>>
광학 필터는, 불투명성 가공 필름을 포함한다. 또한, 광학 필터는, 불투명성 가공 필름의 표면 상에, 그 외의 층을 가지고 있어도 되고, 가지지 않아도 된다(도 1).
<<불투명성 가공 필름>>
불투명성 가공 필름은, 기재이기도 하고, 불투명성 가공 필름의 두꺼운 부분을 형성하는 필름부와, 불투명성 가공 필름의 두께 방향을 관통하도록 설치된 복수의 관통공(가공 구멍)을 갖는다.
불투명성 가공 필름의 두께(FT)는 특별히 한정되지 않지만, 10μm 초과인 것이 바람직하고, 50μm 초과인 것이 보다 바람직하고, 100μm 초과인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 광학 필터를 경사 방향으로부터 보았을 때의 시인성을 충분히 저하시킬 수 있다. 또한, 불투명성 가공 필름의 두께(FT)의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 가공 적정 등의 관점으로부터 1000μm 이하로 하는 것이 바람직하다.
불투명성 가공 필름의 형상은, 용도에 맞추어 적절히 변경할 수 있다.
<필름부>
필름부는, 두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하이며, 바람직하게는, 5% 이하이며, 더욱 바람직하게는 3% 이하이며, 보다 바람직하게는 1% 이하이며, 특히 바람직하게는 0%이다. 이러한 범위로 함으로써, 광학 필터를 경사 방향으로부터 보았을 때의 시인성을 충분히 저하시킬 수 있다.
전광선 투과율의 측정 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들면, JIS　K7375 「플라스틱-전광선 투과율 및 전광선 반사율의 구하는 방법」에 의해서 측정하는 것이 가능하다.
필름부의 전광선 투과율은, 필름부의 재질이나 필름부의 두께를 변경함으로써, 조정할 수 있다.
필름부의 두께는, 불투명성 가공 필름의 두께와 동일하다.
필름부를 구성하는 재질은, 상기 전광선 투과율을 가지는 한 특별히 한정되지 않는다. 필름부로서는, 천연 섬유(예를 들면 펄프, 양모, 코튼 등), 합성 섬유(예를 들면 레이온, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등) 혹은 무기 섬유(예를 들면 금속, 유리, 세라믹, 록 울 등)로 이루어지는 직포나 부직포, 또는 금속막(예를 들면 알루미늄, 철, 구리, 은, 니켈, 크롬 등)으로 할 수도 있다. 필름부는 가공 적정 등의 관점으로부터, 필요에 따라서 유색 재료를 배합한 수지 필름인 것이 바람직하다. 덧붙여, 이러한 유색 재료의 배합량으로서는, 특별히 한정되지 않고, 상기 전광선 투과율이 되도록 배합하면 된다. 또한, 필름부는, 필요에 따라서 필름의 표면에 유색 재료를 도포한 것이어도 된다. 필름부는, 복수의 층이 적층된 것이어도 된다.
상기 수지 필름에 이용되는 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 폴리카보네이트 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지 등으로 하면 된다.
상기 유색 재료로서는, 염료나 안료 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 360 nm~830 nm의 파장역의 적어도 일부에 있어서 광 흡수능을 가지는 염료나 안료 등을 들 수 있다. 구체적인 염료로서는, 벤젠아조계 염료, 안트라퀴논계 염료, 복소환 아조계 염료, 벤조디퓨란온계 염료 등을 들 수 있다. 구체적인 안료로서는, 카본 블랙, 탄산칼슘, 황산 바륨, 산화철, 산화 크롬, 이산화 티탄, 아조 안료 등을 들 수 있다.
<관통공>
불투명성 가공 필름의 표면에 있어서의 관통공의 형상은, 통상, 원형(타원형을 포함한다.)이지만, 원형 이외의 형상(예를 들면, 다각형상, 세장(細長) 형상 등)이어도 된다.
불투명성 가공 필름의 한쪽의 표면에 있어서의 관통공의 직경과, 불투명성 가공 필름의 다른 쪽의 표면에 있어서의 관통공의 직경은, 동일해도 되고(도 1(A) 참조), 상이해도 된다(도 1(B) 참조). 예를 들면, 관통공은, 주상(柱狀)이어도 되고, 뿔대상(錐台狀)과 같은 테이퍼를 가지고 있어도 된다. 관통공이 테이퍼를 가지는 경우, 직경이 큰 쪽의 관통공의 직경(HD1)과, 직경이 작은 쪽의 관통공의 직경(HD2)의 비(HD1/HD2)는 특별히 한정되지 않지만, 3 이하인 것이 바람직하고, 2 이하인 것이 보다 바람직하다. HD1/HD2는, 1 이상 또는 1초과이어도 되고, 1.05 이상이어도 되고, 1.1 이상이어도 되고, 1.2 이상이어도 된다. 레이저 가공에 의해서 불투명성 가공 필름의 관통공을 형성시키는 경우에는, 통상, 레이저 조사측의 면은 관통공의 직경이 커져, 레이저 조사측의 반대측의 면은 관통공의 직경이 작아진다.
관통공의 직경(HD)은, 불투명성 가공 필름의 임의의 표면에서, 임의의 100개의 관통공의 직경을 계측하고, 수평균치로서 산출된 것이다. 또한, 한쪽의 표면과 다른 쪽의 표면에 있어서의 관통공의 직경(HD)(직경의 수평균치)을 산출하고, 직경의 수평균치가 큰 쪽의 면의 관통공의 직경을 직경(HD1), 직경의 수평균치가 작은 쪽의 면의 관통공의 직경을 HD2로 할 수 있다. 덧붙여, 불투명성 가공 필름의 표면에 있어서의 관통공의 형상이 원형 이외인 경우, 관통공의 직경이란, 관통공의 원상당(圓相當) 지름을 나타내는 것으로 한다.
불투명성 가공 필름의 임의의 표면에 있어서의 관통공의 직경(HD)(직경(HD1) 및 직경(HD2))의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 5μm 이상인 것이 바람직하고, 10μm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 관통공의 직경(HD)(직경(HD1) 및 직경(HD2))의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 500μm 이하인 것이 바람직하고, 250μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 100μm 이하인 것이 특히 바람직하다.
여기서, 불투명성 가공 필름은, 관통공의 직경(HD)에 대한, 불투명성 가공 필름의 두께(FT)로 나타내는 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상(바람직하게는, 1.2 이상, 보다 바람직하게는, 1.5 이상)이 되는 표면을 적어도 갖는다. 일례로서, 직경이 작은 쪽의 관통공의 직경(HD2)에 대한, 불투명성 가공 필름의 두께(FT)인 어스펙트비(FT/HD2)는, 1.0 이상이며, 바람직하게는, 1.2 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5 이상이다. 어스펙트비(FT/HD2)를 이러한 범위로 함으로써, 광학 필터의 시야각 제어의 기능을 뛰어난 것으로 할 수 있다.
관통공의 형상이나 직경(HD) 등은, 필름부의 재질에 맞추고, 후술하는 레이저 조사 공정에 있어서의 레이저의 조사 조건(빔 지름, 출력, 조사 시간 등)을 조정함으로써 변경할 수 있다.
관통공은, 불투명성 가공 필름에 있어서 규칙적으로 배열되어 있다. 관통공이 규칙적으로 배열되고 있다란, 필름 평면에 있어서, 인접하는 관통공끼리가 어느 정도 일정한 간격(피치)을 사이에 두고, 차례로 배치되어 있는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로는, 규칙적으로 배열되어 있다는 것은, 소정의 피치에서 반복하여 설치된 복수의 관통공으로 이루어지는 열이 복수 형성되고, 또한, 복수의 열끼리가 특정의 피치가 되도록 반복 형성되어 있는 것으로 해도 된다.
관통공이 랜덤으로 배치되어 있는 경우, 불투명성 가공 필름을 제조할 때에 2개의 관통공이 접촉하여 큰 관통공을 형성하거나, 일부의 영역에서는 인접하는 관통공과의 거리가 크게 떨어지는 등 하여, 원하는 시야각 제어의 기능을 얻을 수 없는 경우가 있다.
규칙적인 배치 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 병렬형으로 배치하는 방법(도 2(A) 참조)이나 천조형(千鳥型)(60°천조형이나 각천조형(角千鳥型))으로 배치하는 방법(바람직하게는, 60°천조형으로 배치하는 방법(도 2(B) 참조)) 등을 들 수 있다.
적합한 인접하는 관통공의 중심점끼리의 거리(내지는 피치)(P)는, 관통공의 직경(HD)에 따라서 다르지만, HD1의 2.0배 이하인 것이 바람직하고, 1.5배 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.2배 이하인 것이 더욱 바람직하다. P의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, HD1의 1.0배 초과가 되도록, 규칙적으로 배치되는 것이 바람직하다.
불투명성 가공 필름은, 개구율(불투명성 가공 필름의 표면에 있어서 관통공이 차지하는 면적의 비율)이 40% 초과(바람직하게는 50% 초과이며, 더욱 바람직하게는 60% 초과)가 되는 표면을 적어도 갖는다. 덧붙여, 개구율의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는, 90% 이하이며, 보다 바람직하게는 80% 이하이다. 일례로서, 상기 관통공의 직경(HD)이 직경(HD1)이 되는 표면에 있어서, 개구율을 40% 초과, 50% 초과 또는 60% 초과(및, 90% 이하 또는 80% 이하)로 할 수 있다. 개구율을 이러한 범위로 함으로써, 필름의 두께 방향에 대한 광 투과율을 충분한 것으로 할 수 있다. 개구율은, 인접하는 관통공의 중심점끼리의 거리(P)와, 관통공의 직경(HD)을 변경함으로써 조정할 수 있다.
관통공은, 통상, 구멍축이 불투명성 가공 필름의 표면과 수직이 되도록(구멍축이 불투명성 가공 필름의 두께 방향에 따르도록) 마련되어 있지만, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 구멍축이 이것보다도 기운 것이어도 된다.
<<그 외의 층>>
그 외의 층으로서는, 보호 필름, 반사 방지 필름, 점착제층 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 추가로 다른 층(예를 들면, 광학 필터의 강도를 높이기 위한 투명 필름 등)을 설치해도 된다.
광학 필터는, 그 외의 층을 1층만 가지고 있어도 되고, 그 외의 층을 복수 가지고 있어도 된다.
<점착제층>
점착제층은, 광학 필터를 형성하는 각 층을 접합하기 위한 층, 또는, 광학 필터와 피착 대상을 접합하기 위한 층으로서 설치되는 층이다.
점착제층을 구성하는 점착제로서는, 아크릴 점착제, 실리콘 점착제, 우레탄 점착제, 고무계 점착제 등을 들 수 있다.
<보호 필름>
보호 필름은, 사용 전의 광학 필터의 최표층을 보호하기 위한 층이다. 보호 필름은, 통상, 광학 필터를 사용할 때에 제거된다.
보호 필름으로서는, 특별히 한정되지 않고, 박리 처리(예를 들면, 실리콘 처리 등)를 가한 필름이나 종이 등을 사용할 수 있다.
<반사 방지 필름>
반사 방지 필름은, 외부로부터 광학 필터에 입사한 광의 반사를 방지하여, 광학 필터를 배치한 표시 화면의 시인성을 향상시키기 위한 층이다.
반사 방지 필름은, 통상, 반사 방지층을 수지 필름(예를 들면, 폴리에스테르 필름 등) 상에 형성시킨 구조를 갖는다. 반사 방지층을 형성하는 방법으로서는, 굴절률이 높은 재료와 낮은 재료를 교호로 적층하여, 다층화(멀티 코트)하는 것을 들 수 있다. 이러한 반사 방지층으로 함으로써, 표면의 반사가 억제되어, 양호한 반사 방지 효과를 얻을 수 있다. 통상, 이 반사 방지층은, SiO2로 대표되는 저굴절률 재료와, TiO2, ZrO2 등의 고굴절률 재료를 교호로 증착 등에 의해 성막하는 기상법이나, 졸겔법 등에 의해서 형성된다.
반사 방지 필름의 두께는, 적절히 자유롭게 설계 가능하지만, 반사 방지 필름이 충분한 투광성을 가지는 것이 바람직하다. 충분한 투광성을 갖는다란, 전광선 투과율이 80% 이상인 것을 나타낸다.
반사 방지 필름은, 통상, 점착제층을 통해서, 불투명성 가공 필름에 적층된다.
여기서, 그 외의 층은, 불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하는 관통공을 가지고 있어도 되고, 가지지 않아도 된다.
구체예로서, 도 3에, 광학 필터가 그 외의 층으로서, 보호 필름이나, 점착제층 및 반사 방지 필름을 갖고, 또한, 그 외의 층이 관통공을 가지지 않는 형태를 나타낸다. 또한, 도 4에, 광학 필터가 그 외의 층으로서, 보호 필름이나, 점착제층 및 반사 방지 필름을 갖고, 또한, 그 외의 층이 불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하는 관통공을 가지는 형태를 나타낸다. 그 외의 층의 형태에 대해서는, 그 용도나 제조 용이성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
덧붙여, 광학 필터가, 불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하는 관통공을 가지는 그 외의 층을 포함하는 경우에 있어서, 관통공을 가지지 않는 그 외의 층을 추가로 설치해도 된다. 또한, 광학 필터는, 불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하지 않는 관통공을 가지는 그 외의 층을 포함하고 있어도 된다.
불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하는 관통공을 가지는 그 외의 층은, 필름부와 그 외의 층을 적층한 상태로, 필름부에 레이저 조사하여 관통공을 마련하는(후술하는, 전(前) 적층 공정을 실시한다) 것으로 제조할 수 있다.
<<<광학 필터의 용도>>>
광학 필터는, 뛰어난 시야각 제어 기능을 가지기 위해, 여러 가지의 용도에 적용할 수 있다. 예를 들면, 광학 필터를, 액정표시장치(LCD), 유기 일렉트로 루미네이션 소자(유기 EL) 등의 표시장치의 최표면 또는 내부에 탑재함으로써, 다른 사람으로부터의 엿보기를 방지하는 프라이버시 필터로서 사용할 수 있다. 또한, 그 외에도, 광학 필터를, 조명기구나 건재에 적용하는 것도 가능하다.
<<<광학 필터의 제조 방법>>>
이하, 광학 필터의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다.
광학 필터의 제조 방법은, 두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 불투명성 필름에, 레이저 조사를 수행하여 불투명성 가공 필름으로 하는 레이저 조사 공정을 적어도 포함한다. 레이저 조사 공정에서는, 불투명성 필름의 한쪽의 표면으로부터 레이저광을 조사하여, 불투명성 필름의 두께 방향을 관통하는 관통공을 마련한다. 이 때, 관통공은, 규칙적으로 배열하도록 복수 설치된다.
관통공이 설치되지 않았던 부분이, 불투명성 가공 필름의 필름부가 된다. 따라서, 불투명성 필름의 재질 등은, 전술한 필름부와 같다.
레이저 조사기는 플랫 베드 레이저 및 갈바노 레이저의 어느 기구의 것도 사용할 수 있다. 플랫 베드 레이저를 사용하는 경우, 불투명성 필름을 설치한 스테이지의 위치를 이동시키면서, 레이저 조사의 ON/OFF를 반복함으로써, 규칙적으로 배열한 관통공을 불투명성 필름에 마련할 수 있다. 갈바노 레이저를 사용하는 경우, 갈바노 미러를 움직이면서 레이저 조사의 ON/OFF를 반복함으로써, 규칙적으로 배열한 관통공을 불투명성 필름에 마련할 수 있다.
레이저의 조사는, 통상, 불투명성 필름의 표면에 대해서 수직 방향이 되도록 실시되지만, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 수직 방향에 대해서 소정 각도(예를 들면, 5° 이하 등) 기운 방향으로부터, 레이저의 조사를 수행해도 된다.
레이저의 조사 조건은, 불투명성 필름의 재질 및 두께, 관통공의 형상이나 공경 등에 따라서 적절히 조정하면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 관통공 하나 당의 가공 에너지를 0.5 mJ 이상 20.0 mJ 이하, 관통공 하나 당의 쇼트수를 1 이상 100 이하 등의 조건으로 하면 된다.
사용하는 레이저종으로서는, 특별히 한정되지 않고, CO2 레이저, YAG 레이저, 엑시머 레이져 등으로 할 수 있다.
덧붙여, 레이저 조사 공정에 있어서는, 불투명성 필름의 다른 쪽의 표면으로부터 레이저광을 조사하는 것을 실시해도 된다.
광학 필터가 그 외의 층을 포함하는 경우에는, 불투명성 필름에 그 외의 층을 적층한 후에, 레이저 조사 공정을 실시하기 전 적층 공정, 및/또는, 레이저 조사 공정 후의 불투명성 가공 필름에 그 외의 층을 적층하는 후 적층 공정을 실시하면 된다. 전 적층 공정을 실시했을 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 불투명성 가공 필름에 설치된 관통공과 연속하는 관통공을 가지는 그 외의 층이 적층된, 광학 필터를 제조할 수 있다. 후 적층 공정을 실시했을 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 관통공을 가지지 않는 그 외의 층이 적층된, 광학 필터를 제조할 수 있다.
광학 필터가 그 외의 층을 포함하지 않는 경우에는, 적층 공정을 생략할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 근거하여, 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 실시예의 내용으로 한정되는 것은 아니다.
<광학 필터의 제조>
[실시예 1]
두께 방향에 대한 광 차폐성이 높은 수지 필름으로서, 두께가 125μm인 흑색 PET 필름(도레이사 제 상품명: 루미라　X30＃125　전광선 투과율: 0%)를 준비했다.
다음에, 상기 흑색 PET 필름을, 인접한 구멍끼리의 간격이 75μm이고, 또한 그들의 위치 관계가 60°천조(千鳥) 배열이 되도록, CO2 레이저광을 조사하여 천공 가공을 수행했다. 레이저광의 조사는, 레이저광을 조사한 표면의 공경이 65μm가 되는 조건으로 가공을 실시함으로써, 실시예 1의 광학 필터 1을 얻었다.
[실시예 2]
인접한 구멍끼리의 간격이 100μm가 되도록 배열을 변경하고, 추가로 레이저광을 조사한 표면의 공경이 75μm가 되도록, 레이저광의 조사 조건을 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 가공을 실시하여, 실시예 2의 광학 필터 2를 얻었다.
[실시예 3]
사용하는 광 차폐성이 높은 수지 필름을, 두께가 100μm인 흑색 PET 필름(도레이사 제 상품명: 루미라　X30＃100　전광선 투과율: 0%)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 가공을 실시하여, 실시예 3의 광학 필터 3을 얻었다.
[실시예 4]
사용하는 광 차폐성이 높은 수지 필름을, 두께가 250μm인 흑색 PET 필름(도레이사 제 상품명: 루미라　X30＃250　전광선 투과율: 0%)로 변경하고, 추가로 레이저광을 조사한 표면의 공경이 80μm가 되도록, 레이저광의 조사 조건을 변경한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법으로 가공을 실시하여, 실시예 4의 광학 필터 4를 얻었다.
[실시예 5]
두께 방향에 대한 광 차폐성이 높은 수지 필름으로서, 두께가 50μm인 흑색 PET 필름(도레이사 제 상품명: 루미라　X30＃50　전광선 투과율: 0%)를 준비했다.
다음에, 상기 흑색 PET 필름을, 인접한 구멍끼리의 간격이 35μm이고, 그들의 위치 관계가 60°천조 배열이 되도록, 엑시머 레이져 광을 조사하여 타공 가공을 수행했다. 레이저광의 조사는, 레이저광을 조사한 표면의 공경이 25μm가 되는 조건으로 가공을 실시함으로써, 실시예 5의 광학 필터 5를 얻었다.
[비교예 1]
사용하는 광 차폐성이 높은 수지 필름을, 두께가 25μm인 흑색 PET 필름(도레이사 제 루미라　X30＃25)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 가공을 실시하여, 비교예 1의 광학 필터 a를 얻었다.
[비교예 2]
인접한 구멍끼리의 간격이 125μm가 되도록 배열을 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 가공을 실시하여, 비교예 2의 광학 필터 b를 얻었다.
<광학 필터의 구조>
상술의 실시예 및 비교예의 광학 필터에 있어서의 흑색 PET 필름의 두께, 각 가공 조건, 가공에 의해서 얻어진 형상을 정리하여, 표 1에 나타낸다.
그 때, 가공 공경에 대해서는 레이저 조사면과 그의 이면 각각에 있어서 관통공으로서 패여 있는 영역의 직경 100개를 현미경 관찰에서 측정하고, 그 수평균으로 했다.
또한, 어스펙트비에 대해서는 「(가공 공경(이면(裏面)))/(흑색 PET 필름 두께)」로 산출하고, 개구율에 대해서는 「가공 공경(레이저 조사면)」를 D, 「가공 피치」를 P로 두었을 때에, 이들 수치를 이하의 수식(1)에 적용함으로써 산출했다.
Figure pct00001
Figure pct00002
<평가>
(광 차단성의 평가)
도 5에 나타내는 바와 같이, 광원의 투광각, 검출기의 수광각을 임의로 가변할 수 있는 변각 광도계 고니오 포토미터(제네시아사 제)를 이용하여, 실시예 및 비교예의 광학 필터의 광 차단성의 평가를 수행했다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 및 비교예의 광학 필터의 샘플(3)을, 광원(1)과 검출기(2)의 사이에 배치했다(여기서, 광원(1)과 검출기(2)는, 각각 고정해 놓다). 본 평가에 있어서는, 광원(1)으로부터의 조사광(I)이, 광학 필터의 법선 방향으로부터 입사하는 경우를 입사 각도 0°로 하고, 광학 필터는, 광학 필터 표면의 직선(V)을 회전축으로 하여, 임의의 방향으로 회전시킬 수 있도록 배치했다.
덧붙여, 본 실시예에 있어서의 광학 필터는 등방성이기 때문에, 회전시키는 축은 임의로 설정해도 된다.
이어서, 배치한 실시예 및 비교예의 광학 필터를, 광학 필터 법선 방향에 대하여, 0°, 15°, 30°의 3종류의 각도로 배치하고, 각각의 입사광 각도에 있어서의 광의 직선 방향의 투과 광량(직선 투과 광량)을 측정했다. 또한, 직선 투과 광량의 측정은, 시감도(視感度) 필터를 이용하여 가시광 영역의 파장을 측정하는 것에 의해 얻을 수 있다. 그리고, 광학 필터를 통하지 않고, 광원(1)으로부터 검출기(2)에 직접 조사되는 직선 투과 광량(입사한 광의 광량, 입사 광량)에 대한 직선 투과 광량의 비율을, 직선 투과율(%)로 했다.
각 실시예 및 비교예의 광학 필터에 있어서의 광 차단성의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[평가 기준]
본 발명 실시예의 각 평가의 평가 기준은 이하와 같다.
「0°에 있어서의 직선 투과율(%)」
◎: 정면 방향에 대한 투과성이 매우 우수하다 25 이상
○: 정면 방향에 대한 투과성이 우수하다 15 이상 25 미만
Х: 정면 방향에 대한 투과성이 불충분하다 15 미만
「15°에 있어서의 직선 투과율(%)」
◎: 15°방향에 대한 광 차단성이 매우 우수하다 3 미만
○: 15°방향에 대한 광 차단성이 우수하다 3 이상 10 미만
Х: 15°방향에 대한 광 차단성이 불충분하다 10 미만
「30°에 있어서의 직선 투과율(%)」
◎: 30°방향에 대한 광 차단성이 매우 우수하다 3 미만
○: 30°방향에 대한 광 차단성이 우수하다 3 이상 10 미만
Х: 30°방향에 대한 광 차단성이 불충분하다 10 미만
Figure pct00003
표 2의 실시예 1~5에 따른, 본 발명의 광학 필터는, 뛰어난 정면 방향에 대한 직선 투과율을 가지는 것에 더하여, 경사 방향(15°및 30°)에 대한 광 차단성도 우수한 광학 필터인 것이 확인되었다.
상기 광학 필터 중에서도, 가공 피치가 75μm 이하인 실시예 1, 실시예 3, 실시예 5의 광학 필터는, 정면 방향에 대한 직선 투과율이 특별히 뛰어나고, 예를 들면 이들 광학 필터를 디스플레이 장치의 표면 혹은 내부에 탑재했을 때, 정면 방향에 대한 투과성이 낮은 광학 필터를 사용했을 경우와 비교하여 백 라이트의 소비 전력을 억제하는 효과가 기대된다.
또한, 흑색 PET 필름의 두께가 125μm 이상인 실시예 1, 실시예 2, 실시예 4의 광학 필터는, 15°방향으로부터의 광의 차단성이 특별히 뛰어나고, 예를 들면 이들 광학 필터를 디스플레이 장치의 표면 혹은 내부에 탑재했을 때, 그 디스플레이를 다른 사람으로부터 엿보여질 우려가 매우 적은 것이 기대된다.
실시예 5의 광학 필터는, 다른 실시예와 달리 엑시머 레이져를 사용하여 광학 필터의 가공을 실시하고 있다. 거기에 따라서, 다른 CO2 레이저를 사용하여 가공한 것과 비교하여 가공 코스트가 비싸져 버린다고 하는 결점이 있지만, 가공 공경을 작게 할 수 있다. 그 때문에 50μm라고 하는 다른 것보다 박막인 흑색 PET 필름을 사용했을 경우에서도 어스펙트비를 충분히 갖게 하는 것이 가능하고, 그 결과적으로 뛰어난 성능의 광학 필터를 제작할 수 있는 것이 확인되었다.
비교예 1의 광학 필터는, 두께가 25μm라고 하는 박막인 흑색 PET 필름을 사용하여 가공을 실시한 것이다. 그 때문에, 가공 구멍의 어스펙트비는 1 미만으로 작은 값을 나타내고, 그 결과적으로 얻어진 광학 필터의 경사 방향으로부터의 광 차단성은 불충분하다라고 하는 것이 확인되었다.
비교예 2의 광학 필터는, 가공 피치를 125μm까지 넓혀 가공을 실시한 것이다. 그 때문에, 개구율은 40% 이하인 작은 값을 나타내고, 그 결과적으로 얻어진 광학 필터의 정면 방향에 대한 투과성은 불충분하다라고 하는 것이 확인되었다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 형태로 한정되지 않는다. 즉, 특허 청구의 범위에 기재된 발명의 범위 내에서 당업자가 상도할 수 있는 다른 형태 또는 각종의 변경예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

Claims (8)

  1. 불투명성 가공 필름을 포함하는 광학 필터로서,
    상기 불투명성 가공 필름은, 두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 필름부와, 상기 불투명성 가공 필름의 두께 방향을 관통하고, 규칙적으로 배치된 복수의 관통공을 갖고,
    상기 관통공의 직경(HD)에 대한, 상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)로 나타내는 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상이 되는 표면을 적어도 갖고, 또한,
    개구율(상기 관통공 영역의 면적이 표면 전체에 대해서 차지하는 비율)이, 40% 초과가 되는 표면을 적어도 가지는
    것을 특징으로 하는, 광학 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 직경(HD)이 100μm 이하가 되는 표면을 적어도 가지는 것을 특징으로 하는, 광학 필터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)가, 100μm 초과인 것을 특징으로 하는, 광학 필터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름부가, 360 nm~830 nm의 파장역의 적어도 일부에 있어서 광 흡수능을 가지는, 염료 또는 안료를 포함하는 수지 필름인 것을 특징으로 하는, 광학 필터.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불투명성 가공 필름의 적어도 한쪽의 표면 상에, 점착제층이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불투명성 가공 필름의 적어도 한쪽의 표면 상에, 보호 필름이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불투명성 가공 필름의 적어도 한쪽의 표면 상에, 반사 방지 필름이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  8. 불투명성 가공 필름을 포함하는 광학 필터의 제조 방법으로서,
    두께 방향에 대한 전광선 투과율이 10% 이하인 불투명성 필름의 한쪽의 표면으로부터 레이저광을 조사하여, 상기 불투명성 필름의 두께 방향을 관통하는 복수의 관통공을 규칙적으로 배열하도록 마련하여, 불투명성 가공 필름을 제작하는 레이저광 조사 공정을 포함하고,
    상기 관통공의 직경(HD)에 대한, 상기 불투명성 가공 필름의 두께(FT)인 어스펙트비(FT/HD)가, 1 이상이 되는 표면을 적어도 갖고,
    상기 불투명성 가공 필름의 표면의 개구율(상기 관통공 영역의 면적이 표면 전체에서 차지하는 비율)이, 40% 초과가 되는 표면을 적어도 가지는 것을 특징으로 하는, 광학 필터의 제조 방법.
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