JP7407654B2 - 光制御フィルターの製造方法 - Google Patents
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Description
[2] 前記内部離型剤がパーフルオロアルキル化合物を含有するフッ素系離型剤である、[1]に記載の光制御フィルター。
[3] 前記シートのMD-1ゴム硬度が80よりも大きい、[1]又は[2]に記載の光制御フィルター。
[4] 前記複数の貫通孔から任意に選択される少なくとも1つの貫通孔において、前記シートの第一面に開口する第一開口部の直径r1と、前記シートの第二面に開口する第二開口部の直径r2に関して、(前記直径r1と前記直径r2の平均値):(前記貫通孔の長さ)で表されるアスペクト比が、1:5~1:30である、[1]~[3]に記載の光制御フィルター。
[5] 前記任意に選択される少なくとも1つの貫通孔において、(前記直径r1/前記直径r2)で表される比が、1.00~1.05(ただし、直径r1≧直径r2)であり、前記直径r1及び前記直径r2が、それぞれ独立に2μm以上30μm以下である、[4]に記載の光制御フィルター。
[6] [1]~[5]の何れか一項に記載の光制御フィルターを製造する方法であって、前記光制御フィルターのシートの外形に対応する凹部と、前記凹部内に、前記光制御フィルターの複数の貫通孔に対応する複数の凸部と、を備えた成形型を用い、前記成形型の凹部内で、内部離型剤を含むエラストマー材料を硬化させることにより、MD-1ゴム硬度が80よりも大きく、前記各貫通孔に対応する複数の穴を備えた前記シートを前記成形型内に形成することと、前記成形型内から前記シートを取り出すことと、を含む、光制御フィルターの製造方法。
[7] 前記複数の凸部が柱状であり、前記複数の凸部のうち少なくとも1つの凸部において、前記凸部の直径Dが2μm以上30μm以下であり、かつ、前記凸部の長さHと直径Dとの比(長さH/直径D)で表されるアスペクト比が、1:5~1:30である、[6]に記載の光制御フィルターの製造方法。
[8] 前記成形型の凹部内において、前記凸部が400~10000個/mm2の密度で配置されている、[6]又は[7]に記載の光制御フィルターの製造方法。
[9] 前記成形型の凹部内において、隣接する前記凸部同士のピッチが10μm以上50μmである、[6]~[8]の何れか一項に記載の光制御フィルターの製造方法。
[10] 前記成形型の凹部に前記エラストマー材料を注入し、さらに前記凹部から前記エラストマー材料を溢れさせ、この状態で硬化させることにより、前記シートの一方の面に余分な残膜を形成し、その後、前記残膜を摘んで引っ張ることにより、前記成形型内から前記シートを取り出す、[6]~[9]の何れか一項に記載の光制御フィルターの製造方法。
[11] 前記シートの厚さ方向を横切る方向にスライスカットし、前記シートの一方の面に残存する前記残膜を除去することをさらに含む、[10]に記載の光制御フィルターの製造方法。
本発明の光制御フィルターの製造方法にあっては、成形型内で形成するシートのMD-1ゴム硬度が80より大きくとも、シートには内部離型剤が含まれているので、成形型が有するピン(シートに形成する貫通孔に対応するピン)を折らずにシートを離型することができる。
本発明の第一態様は、エラストマー製のシートからなる光制御フィルターであり、前記シートの厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備え、前記シートには遮光材と内部離型剤とが含まれている、光制御フィルターである。
図1~図3に示す光制御フィルター10のシート1は、第一面1aから反対側の第二面1bに貫通する複数の貫通孔2を備えている。シート1には遮光材が含まれており、外部から第一面1a又は第二面1bへ入射した光は貫通孔2を透過する。つまり、本実施形態では、複数の貫通孔2が光透過部を形成し、シート1が遮光部を形成している。
シート1のMD-1ゴム硬度が80よりも大きいと、シート1が硬いのでその表面を平滑にスライスすることができる。また、シート1の厚さ方向に押圧力を受けても、貫通孔の変形が抑制されているので、当該光制御フィルターを別の基材に取り付けた際にも、貫通孔の変形に起因する光透過性の不均一化が抑制され、良好な光学特性が得られる。
前記MD-1ゴム硬度が、上記上限値以下であると、シート1の可撓性が良好となり、曲面に沿わせることも可能となる。
使用するマイクロゴム硬度計は、高分子計器株式会社製の「マイクロゴム硬度計」商品名:MD-1capaが好ましい。このマイクロゴム硬度計の荷重方式は片持ち梁形板ばねである。押針形状はタイプA(高さ0.50mm、φ0.16mm、円柱形)、加圧脚寸法はタイプA(外径4.0mm、内径1.5mm)、スプリング荷重は22mN(2.24g)、測定モードはノーマルモード、にそれぞれ設定して測定する。
後述するように貫通孔2に光透過性部材等が充填されている場合には、例えば、貫通孔2内の光透過性部材をレーザ照射や化学エッチング等により除去し、海部分のみからなるシート1を得て、これを試験片とする。MD-1ゴム硬度を測定する試験片および試験室の温度は、21~25℃、好ましくは23℃とする。
シート1の平面視の形状は矩形に限定されず、円形、楕円形、多角形、その他の任意の形状が採用できる。
シート1の縦×横のサイズは特に限定されず、例えば、5mm×5mm~100cm×100cmとすることができる。
前記厚さが前記下限値以上であれば、シート1を透過する光の透過角(視野角)の制御がより容易になる。前記厚さが前記上限値以下であれば、可撓性がより高くなる。
シート1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。
上記の各面積は、各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。
複数の貫通孔2はシート1を厚さ方向に貫通しているので、各貫通孔2の第一開口部は、シート1の第一面1aに開口し、各貫通孔2の第二開口部は、シート1の第二面1bに開口している。各貫通孔2は、シート1の面方向に沿って一定のピッチで配置されている。
前記光透過性材料としては、例えば、透明樹脂、ガラスが挙げられる。光制御フィルター10の可撓性を高める観点から、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、ポリウレタン等が挙げられる。貫通孔2に充填される透明エラストマーは1種でもよいし、2種以上でもよい。透明性及び耐熱性等に優れる点から、前記透明エラストマーは、シリコーンゴムが好ましい。
複数の貫通孔2の開口部の形状および前記断面形状は、互いに同じでもよく、異なってもよいが、光透過の制御の容易さの観点から、同じであることが好ましい。
前記直径は、測定顕微鏡等の公知の微細構造観察手段によって測定することができる。
前記中心線とシート1の表面とがなす角、及びシート1の厚さHは、貫通孔2及びシート1の第一面1a及び第二面1bを含む断面を、測定顕微鏡等の公知の微細構造観察手段によって測定することにより求められる。
前記アスペクト比が1:5~1:30であり、貫通孔2の中心線が各面に対して垂直であり、貫通孔2が中空である場合、視野角θは22.6°~3.6°となる。前記アスペクト比が1:8.5~1:25.5の場合、視野角θは13.4°~4.5°となる。
なお、貫通孔2に透明材料が充填されている場合、透明材料の屈折率は通常空気よりも大きいので、上記で示した中空の場合の範囲よりも視野角θは広がる。よって、視野角θを狭める観点から、貫通孔2は中空であることが好ましい。
前記アスペクト比が上記範囲の下限値以上であるとシート1の貫通孔2を透過する光の透過角の制御が容易になる。前記アスペクト比が上記範囲の上限値以下であるとシート1の貫通孔2を透過する光量を大きくすることができる。また、比較的容易に製造することができる。
上記範囲の下限値以上の配置密度であると、より緻密な光学的制御が可能となる。上記範囲の上限値以下の配置密度であると、シート1の海部分を充分に確保できるので、シート1の硬度を充分に保てる。
前記ピッチは、各面において一定であることが好ましい。各面同士のピッチは、互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。
前記ピッチは、任意の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。
一方、光透過性の部材(例えば透明シリコーンゴム)が充填された貫通孔2によって光透過部が構成されている場合、その光線透過率は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く、100%であってもよい。
シート1によって構成される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。遮光部の光線透過率は0%であってもよい。前記光線透過率が上記上限値未満であると、光制御フィルター10による視野角の制御が充分に行われる。
例えば、光透過部の光線透過率が70%以上100%以下、且つ遮光部の光線透過率が0%以上70%未満であることが好ましく、光透過部の光線透過率が80%以上100%以下、且つ遮光部の光線透過率が0%以上50%未満であることがより好ましく、光透過部の光線透過率が90%以上100%以下、且つ遮光部の光線透過率が0%以上30%未満であることがさらに好ましい。
ここで、「光線透過率」の値は、光源としてJIS Z 8720:2012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において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。
シート1の遮光部は、海島構造のうちの海部分であり、貫通孔2を除いた不透明部分である。遮光部の厚さは、シート1の厚さと同じである。
前記含有量が50質量%以上であることにより、シート1の可撓性が高まる。前記含有量が98質量%以下であることにより、遮光部に遮光材と内部離型剤を充分に含ませる余地ができる。前記全質量のうちエラストマーの含有量を除いた残部を遮光材と内部離型剤に割り当てることができる。
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、顔料等が挙げられる。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、炭素繊維等が挙げられ、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、金属が挙げられる。金属としては、アルミニウム、銀、金、クロム、ニッケル等が挙げられる。
遮光材の含有量は、遮光部をなすシート1の総質量に対して、例えば5質量%~30質量%、好ましくは10質量%~20質量%とすることにより、従来のよりも高いゴム硬度を有し、可撓性も保たれたシート1が得られる。
光制御フィルター10の本体をなすシート1に含まれる内部離型剤としては、樹脂に添加する離型剤として市販されているものを適用することができる。市販の離型剤は外部離型剤と内部離型剤の区別なく販売されているものもあり、このような離型剤も適用することができる。本明細書及び特許請求の範囲において、樹脂の中に添加した離型剤を内部離型剤という。
シート1に含まれる内部離型剤の含有量は、シート1の総質量に対して、例えば、0.01~5質量%が好ましく、0.05~4質量%がより好ましく、0.1~3質量%がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、離型性が向上し、タック性が充分に低減する。
上記範囲の上限値以下であると、シート1のゴム硬度、可撓性、靭性等が損なわれることを防止できる。
図4に示す光制御フィルター20は、第一実施形態のシート1を備え、シート1の第一面1a及び第二面1bにはそれぞれ第一透明部材7及び第二透明部材8が、直接的に又は間接的に接着(密着)されている。間接的に接着される場合、例えば、接着剤、粘着剤、プライマー層等を介在して接着され得る。
各透明部材が存在すると、貫通孔2が空洞である場合には、貫通孔2内に外部から異物が侵入することを防止することができる。
シート1との接着性を高める観点から、透明部材を構成する材料は、シート1を構成するエラストマーと同類のエラストマーであることが好ましい。また、透明部材がガラスであると光制御フィルター20に剛性を付与することができる。
透明部材がガラスである場合、ガラスと本体の各主面との接着性を高める観点から、ガラスの接触面及び各主面の少なくとも一方に表面処理が施されていることが好ましい。
前記表面処理としては、例えば、エキシマUV照射処理、プラズマ処理、シランカップリング剤等のプライマー塗布処理が挙げられる。
第一透明部材7及び第二透明部材8はそれぞれ同じ透明材料によって形成されていてもよく、異なる透明材料によって形成されてもよい。
第一透明部材7及び第二透明部材8はそれぞれ複数の透明層が積層された積層体であってもよい。前記複数層において、各層はそれぞれ同じ透明材料によって形成されていてもよいし、異なる材料によって形成されていてもよい。例えば、ガラス層と透明樹脂層の積層体が上記の透明封止層を形成していてもよい。前記積層体のうち、ガラス層が前記シートの主面に接していてもよいし、透明樹脂層が前記シートの主面に接していてもよい。
透明部材の厚さは、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。
光透過部をなす複数の貫通孔2の配列、ピッチP、直径R、アスペクト比を適宜調整することにより、光線の視野角(透過角)θ、透過する光量を制御することができる。
本発明の第一態様の光制御フィルターにおいては、海部分が遮光部であり、島部分が光透過部である。この態様を変形して、海部分が光透過部であり、島部分が遮光部である構成としてもよい。この場合、海部分には遮光材が含まれないことが好ましく、島部分に遮光材が含まれていることが好ましい。
具体的には、例えば、次の第三及び第四実施形態が挙げられる。
海部分の全質量のうち少なくとも70質量%、好ましくは80~99質量%が透明なエラストマーによって形成されていることが好ましい。海部分には、前述した内部離型剤が含まれる。また、内部離型剤及びエラストマー以外の材料が海部分に含まれてもよい。島部分には前述した遮光材が含まれ、その他に公知のバインダー樹脂が含まれてもよい。海部分と島部分の密着性を高める観点から、海部分を構成するエラストマーと同じ種類のエラストマーが、島部分にも含まれることが好ましい。
遮光部をなす複数の貫通孔の配列、ピッチP、直径R、アスペクト比を適宜調整することにより、光線の視野角(透過角)、透過する光量を制御することができる。
本発明に係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て使用され得る。また、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られて使用され得る。
本発明の第二態様は、第一態様の光制御フィルターを製造する方法であり、次の成形工程、離型工程を含む。
成形工程は、前記光制御フィルターの本体をなす前記シートの外形に対応する凹部と、前記凹部内に、前記光制御フィルターの複数の貫通孔に対応する複数の凸部と、を備えた成形型を用い、前記成形型の凹部内で、内部離型剤を含むエラストマー材料を硬化させることにより、MD-1ゴム硬度が80よりも大きく、前記各貫通孔に対応する複数の穴を備えた前記シートを前記成形型内に形成する工程である。
離型工程は、前記成形型内から前記シートを取り出す工程である。
本態様の製造方法は、上記以外の工程を有していてもよい。
以下、各工程の実施形態の一例を説明する。
本実施形態で用いる成形型Kは、図5(a)に示すように、シート1の本体を形成するための凹部Mと、凹部M内においてシート1の本体に貫通孔2を形成するための複数の柱状の凸部(非凹部)Jと、が形成された平板である。凹部Mの深さと各凸部Jの長さは同じである。凸部J同士のピッチが貫通孔2同士のピッチに対応し、凸部Jの長さは貫通孔2の長さに対応し、凸部Jの直径(太さ)等の形状が貫通孔2の直径等の形状に対応する。成形型Kの凹部M内において、各凸部Jの中心軸の軸線方向及び凸部Jの側面が凹部Mの底面に対して垂直に配置されている。このような成形型Kを用いることにより、得られるシート1における貫通孔2の側面を、シート1の各面に対して垂直に形成することができる。
よって、このアスペクト比は、1:8.5~1:25.5がより好ましく、15~20がさらに好ましい。
また、凸部Jの長さHは、測定対象の単一の凸部Jの基部(凹部Mの底面)から頂部(凹部Mの底面から最も離れた点)までの長さである。この長さHは、測定顕微鏡等の拡大観察手段を用いて測定される。
(a-1):液状のエラストマー材料Lを、支持フィルムの平らな表面上に塗布してエラストマー材料Lの膜を形成した後、その膜に成形型Kの凹部Mを押し当て、エラストマー材料Lを硬化させ、光制御フィルターを形成する方法。
(a-2):液状のエラストマー材料Lを、成形型Kの凹部Mに流下し、へら等を用いて凹部M内に充填した後、エラストマー材料Lを硬化させ、光制御フィルターを形成する方法。
(a-3):液状のエラストマー材料Lを成形型Kの凹部Mに塗布し、塗布したエラストマー材料Lを押し型で押圧し、エラストマー材料Lを凹部M内に充填した後、エラストマー材料Lを硬化させ、光制御フィルターを形成する方法。
(a-4):予め作製したエラストマーのシートを加熱しながら成形型Kの凹部Mに押圧し、熱によって軟化したシートに凹凸を転写して、光制御フィルターを形成する方法。
(a-5):成形型Kを射出成形機に取り付け、エラストマーを射出成形して、光制御フィルターを形成する方法。
エラストマー材料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。
支持フィルム上に形成したエラストマー材料Lの膜に成形型Kの凹部Mを押し当てることにより、凹部Mにエラストマー材料Lを充填させて、凹凸形状が反転した凸凹を前記膜に形成する。エラストマー材料Lを熱硬化させる方法として、例えば、前記膜に押し当てた成形型Kを加熱する方法、成形型Kとは別に設けた外部ヒータを用いて加熱する方法が挙げられる。エラストマー材料Lを光硬化させる場合、例えば、紫外線の照射により硬化させることができる。
エラストマー材料Lを硬化させることにより、光制御フィルターを形成することができる。
成形型Kの凹部M上に液状のエラストマー材料Lを流下した後、エラストマー材料Lの表面をへら等で均すことにより、エラストマー材料Lを凹部M内に充填させる。その後、エラストマー材料Lを硬化させることにより、光制御フィルターを形成する。硬化方法は、前述の(a-1)と同様の方法を採用できる。
(a-5)の方法は、公知の射出成形機を用いた射出成形法である。射出成形機に成形型Kを取り付けて、エラストマー材料を成形することにより、光制御フィルターを形成できる。
上記のショアA硬度が上記範囲の上限値以下であると、硬化したシート1を成形型Kから取り出す際に凸部Jが破損することを防止できる。
上記のショアA硬度が上記範囲の下限値以上であると、エラストマー材料Lが内部離型剤を含むことにより、硬化したシート1を成形型Kから取り出す際に凸部Jが破損することを充分に防止できる。
シート1を成形型Kの凹部から取り出す方法は特に限定されず、例えばシート1の端部からめくり上げて取り出す方法が挙げられる。シート1の一方の面に残膜Nが存在する場合には、残膜Nが成形型Kの凹部Mの外部に存在するので、この残膜Nを摘んで引っ張ることにより、シート1を容易に取り出すことができる(図5(c)参照)。シート1は可撓性を有し、弾性変形するので、成形型Kからシート1を取り外すことは比較的容易である。また、シート1には内部離型剤が含まれているので、シート1の穴2’又は貫通孔2とその中にある凸部Jとの摩擦抵抗が低減し、取り外しの際に成形型Kの凸部Jが破損することを防止できる。
一方、シート1が残膜Nを有する場合には、余分な残膜Nを切削や研磨によって取り除き、前記複数の穴2’を複数の貫通孔2とすることにより、目的の光制御フィルター10をなすシート1が得られる(図5(d)参照)。また、必要に応じて、シート1の第一面1a又は第二面1bを切削又は研磨することにより、シート1の厚さを調整する。また、シート1の平面視のサイズを所望のサイズに裁断する。
シート1には内部離型剤が含まれているので、金属製の刃をシート平面に沿って切削する際に、シートと刃との接触の摩擦抵抗が低減されているので、貫通孔2の開口部に刃が引っかからず、平滑に切削することができる。この結果、光学特性に優れた光制御フィルターが得られる。
光制御フィルター10が有する複数の貫通孔2の形状は、成形型Kの凸部Jの形状に対応しているので、貫通孔2の第一面1aの開口部の形状と第二面1bの開口部の形状を同じにすることが容易である。例えば成形型の凸部Jの形状を円柱形にすれば、貫通孔2の第一面1a及び第二面1bの開口部の形状を同じ直径の円形にすることができる。
光制御フィルター10の複数の貫通孔2に、光透過性材料又は遮光材を充填する方法としては、例えば、下記の(b-1)~(b-3)の方法が挙げられる。
(b-1):光制御フィルター10の貫通孔2が開口する第一面1aに、材料を含む塗料を流下し、へら等を用いて貫通孔に掻き入れて充填する方法。
(b-2):光制御フィルター10の貫通孔2が開口する第一面1aに材料を含む塗料を付着させ、前記塗料に押し型を押圧して前記塗料を貫通孔に押し込み、充填する方法。
(b-3):材料を含む塗料の中に、光制御フィルター10を浸漬して、貫通孔2に前記塗料を流入させる方法。
前記貫通孔に充填された前記塗料は常法により硬化する。
不透明な樹脂を形成する公知の樹脂前駆体、又は透明な樹脂を形成する公知の樹脂前駆体に前記遮光材を添加した組成物を用いれば、貫通孔2に遮光部を形成できる。
前記樹脂前駆体としては、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等が挙げられる。
また、貫通孔2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2に挿通することにより、貫通孔2に光透過部材を設置してもよい。
用途に応じて、図4に示すように、光制御フィルター10の第一面1a及び第二面1bの少なくとも一方に透明部材7,8を貼付してもよい。
光制御フィルター10の第一面1a及び第二面1bの各々に対して、第一透明部材7及び第二透明部材8のうち少なくとも一方を形成する方法は、一般的な基板の表面に透明部材を設置する際の常法が適用される。具体的には、例えば、下記の(c-1)~(c-2)の方法が挙げられる。
(c-1):第一面1a又は第二面1bに、熱硬化性化合物又は光硬化性化合物等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):第一面1a又は第二面1bに、透明樹脂フィルム又は透明ガラスを積層する方法。
また、シート1の貼付面又は透明部材の貼付面のうち少なくとも一方に前記表面処理を施し、粘接着層を介在させずに直接貼付することもできる。この際、圧着や加熱等の公知方法によって貼付することができる。
シート1の貫通孔2に対応する穴2’内に光透過部材又は遮光部材を設置する前又は後で、シート1の一方の面に残膜Nが残る場合、これを除去するとともに、第一面1aを第二面1bに平行とする好適な方法として、以下に例示する方法が挙げられる。以下の図ではシート1の穴2’内に光透過部材又は遮光部材を設置した後で、シート1が有する残膜Nを除去する場合を示す。この場合を参照して、貫通孔2に対応する穴2’が中空(空洞)であるシート1についても同様の方法で残膜Nを除去したり、主面同士を平行としたりすることができる。
次に、支持面Sと平行に切断用の刃又はレーザを動かして、残膜Nを含まないように、且つ、残膜Nと第二面1bの境界になるべく近い位置(例えば図の破線C1で示す位置)でシート1を薄切りするように切断し、平面化された新たな第二面1bを形成する。
次に、図6(c)に示すように、シート1の新たな第二面1bを、支持台が有する平らな支持面Sに密着させて固定する。再び、支持面Sと平行に切断用の刃又はレーザを動かして、元の第一面1aを残さないように、且つ、元の第一面1aになるべく近い位置(例えば図の破線C2で示す位置)でシート1を切断し、平面化された新たな第一面1aを形成する。
[実施例1]
光制御フィルターのエラストマー製のシートを作製するための成形型として、縦×横×深さが20mm×20mm×180μmの凹部が表面に形成され、凹部内に縦-横方向に沿って400×400個の円柱状(直径20μm、長さ180μm)の凸部が50μmピッチでグリッド状に配列した、シリコン製(Si製)の成形型を用意した。各凸部は凹部の底面に直立した状態で配列した。
また、液状の熱硬化性シリコーン(信越化学工業株式会社製、KE-2061-90)と、カーボンブラックとを混合して混合塗料を得た。この塗料の総質量に対する熱硬化性シリコーンの含有量は、塗料の硬化後に得られる硬化物の総質量に対して約80質量%となるように調整した。
上記で得た混合塗料に、前記混合塗料の2質量%の内部離型剤(ダイキン工業株式会社製、ダイフリーFB-961)を添加し、遮光部形成用塗料を得た。
次いで、その熱硬化性シリコーンの膜に前記成形型の凹部Mが形成された面を押し当て、130℃で5分間加熱し、熱硬化性シリコーンを硬化させた。
光制御フィルターが有する複数の貫通孔から任意に選択した単一の貫通孔2の第一開口部の直径r1と第二開口部の直径r2との比(r1/r2)は1.02であった。
透明フィルムを貼付した光制御フィルターにおいては、一部の貫通孔の変形による光ムラは生じておらず、優れた視野角(光透過角)制御の効果が得られた。
実施例1で得た混合塗料に、内部離型剤を添加せず、遮光部形成用塗料として使用したこと以外は、実施例1と同様にして光制御フィルターを得ることを試みた。
ところが、成形型内で硬化させたエラストマー製のシートを離型する際に、成形型の凹部M内に備えられた凸部の一部が折れて、シートの貫通孔の内部に残留してしまった。
このシートにおいて、凸部が残留した部分を切除し、凸部が残留していない部分(シート残部)のみを残した。
次に、シート残部に形成する平面に沿って金属製の刃を入れて前記残膜を切削により除去した。この結果、実施例1と同様の貫通孔を備えるが、実施例1よりサイズが小さい光制御フィルターを辛うじて得た。得られた光制御フィルターの表面はタック性に富んでおり、表面の埃を取り除くことが困難な状態にあった。
続いて、光制御フィルターの一方の主面にコロナ処理を行った後、厚み50μmのアクリル系の粘接着剤を有した両面テープを介してポリエチレンテレフタレート製の透明フィルムを貼付した。この際、光制御フィルターの厚さ方向に、貼付に必要な押圧力を加えた。
透明フィルムを貼付した比較例1の光制御フィルターにおいては、一部の貫通孔の変形による光ムラが目立ち、実施例1の光制御フィルターと比べると光学特性に劣っていた。
また、本発明にかかる光制御フィルターの製造方法によれば、成形型内で高いゴム硬度で硬化させたエラストマーシートを、成形型を破損することなく離型できること、及び、離型したエラストマーシートの表面を切削し、貫通孔の開口部を形成する際に、当該表面を平滑に切削できること、が明らかである。
2 貫通孔
3 光透過材料
10 光制御フィルター
20 光制御フィルター
L エラストマー材料
K 成形型
M 凹部
J 凸部
N 残膜
Claims (4)
- エラストマー製のシートによって形成された光制御フィルターの製造方法であり、
前記光制御フィルターは、前記シートの厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を備え、
前記シートには遮光材と、パーフルオロアルキル化合物を含有するフッ素系離型剤であり、25℃における比重が1.2~2.0である内部離型剤とが含まれており、
前記シートのMD-1ゴム硬度は80よりも大きく、
前記複数の貫通孔から任意に選択される少なくとも1つの貫通孔において、
前記シートの第一面に開口する第一開口部の直径r1と、
前記シートの第二面に開口する第二開口部の直径r2に関して、
(前記直径r1と前記直径r2の平均値):(前記貫通孔の長さ)で表されるアスペクト比が、1:5~1:30であり、
前記光制御フィルターのシートの外形に対応する凹部と、前記凹部内に、前記光制御フィルターの複数の貫通孔に対応する複数の凸部と、を備えた成形型を用い、
前記成形型の凹部内で、前記内部離型剤を含み、硬化後にシリコーンゴムになるエラストマー材料を硬化させることにより、MD-1ゴム硬度が80よりも大きく、前記各貫通孔に対応する複数の穴を備えた前記シートを前記成形型内に形成することと、
前記成形型内から前記シートを取り出すことと、を含み、
前記凹部内の前記複数の凸部が柱状であり、
前記複数の凸部のうち少なくとも1つの凸部において、前記凸部の直径Dが2μm以上30μm以下であり、かつ、前記凸部の長さHと直径Dとの比(長さH/直径D)で表されるアスペクト比が、1:5~1:30であり、
前記成形型の凹部に前記エラストマー材料を注入し、さらに前記凹部から前記エラストマー材料を溢れさせ、この状態で硬化させることにより、前記シートの一方の面に余分な残膜を形成し、その後、前記残膜を摘んで引っ張ることにより、前記成形型内から前記シートを取り出した後、金属製の刃を用いて前記シートの厚さ方向を横切る方向にスライスカットし、前記シートの一方の面に残存する前記残膜を除去することをさらに含み、
前記シートの総質量に対する前記シリコーンゴムの含有量が50質量%以上であり、
前記シートの総質量に対する前記内部離型剤の含有量が、0.1~5質量%である、
光制御フィルターの製造方法。 - 前記任意に選択される少なくとも1つの貫通孔において、
(前記直径r1/前記直径r2)で表される比が、1.00~1.05(ただし、直径r1≧直径r2)であり、前記直径r1及び前記直径r2が、それぞれ独立に2μm以上30μm以下である、請求項1に記載の光制御フィルターの製造方法。 - 前記成形型の凹部内において、前記凸部が400~10000個/mm2の密度で配置されている、請求項1又は2に記載の光制御フィルターの製造方法。
- 前記成形型の凹部内において、隣接する前記凸部同士のピッチが10μm以上50μmである、請求項1~3の何れか一項に記載の光制御フィルターの製造方法。
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