(57)【要約】【課題】単層で取り扱うことが可能な光制御フィルターを提供する。【解決手段】光透過部と遮光部とからなる海島構造を備えたシートであり、第一の主面（１）から第二の主面（２）にわたって、光透過部と遮光部が各々延びており、前記光透過部及び前記遮光部のうち何れか一方が、前記第一の主面から前記第二の主面へ貫通する複数の島部分（３）を形成し、他方が、前記複数の島部分を互いに独立させる海部分（４）を形成し、前記海部分は、前記海部分の全質量に対して７０質量％以上のエラストマーを含む、光制御フィルター（１０）。【選択図】図１
2019197158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過部と遮光部とからなる海島構造を備えたシートであり、
第一の主面から第二の主面にわたって、光透過部と遮光部が各々延びており、
前記光透過部及び前記遮光部のうち何れか一方が、前記第一の主面から前記第二の主面へ貫通する複数の島部分を形成し、他方が、前記複数の島部分を互いに独立させる海部分を形成し、
前記海部分は、前記海部分の全質量に対して７０質量％以上のエラストマーを含む、光制御フィルター。
【請求項２】
前記島部分が光透過部であり、前記海部分が遮光部である、請求項１に記載の光制御フィルター。
【請求項３】
前記島部分が遮光部であり、前記海部分が光透過部である、請求項１に記載の光制御フィルター。
【請求項４】
前記島部分の形状が柱状である、請求項１〜３の何れか一項に記載の光制御フィルター。
【請求項５】
前記島部分が２次元アレイ状に配置されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の光制御フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光の透過率や視野角を調節する光制御フィルムが知られている。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ムが提案されている。この凹部はフィルムを貫通しておらず、凹部の底面は０．１μｍを超える厚さの前記光硬化性樹脂からなるランド膜によって形成されている。ランド膜は、型に重合性樹脂を流し込んだ後に硬化させて微細構造化層を得るとともに、この微細構造化層を支持する可撓性層を積層する製造プロセスにおいて、不可避的に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５４１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光制御フィルムの凹部に入射した光はランド膜を透過する必要がある。ランド膜には光吸収材料が含まれるため、入射光の一部が吸収され、透過する光量が低減する問題がある。また、製造プロセスにおいて凹部に液状の透明材料を注入する場合、ランド膜が存在すると凹部内に気泡が残留する問題がある。このため、凹部の底面にランド膜が無いことが望ましいが、特許文献１ではランド膜を無くす方法が示されていない。
【０００５】
特許文献１の光制御フィルムを構成する光硬化性樹脂は、合成樹脂の中では比較的脆性である。このため、光硬化性樹脂を型に流し込み、硬化させた微細構造化層を型から離型する際に割れや欠けを防ぐために、微細構造化層を支持する可撓性層（支持層）を積層する必要がある。微細構造化層の凹部の底面にランド膜が存在すると、支持層の積層が容易になる利点がある。
しかし、光制御フィルムの光透過性を高めること、光制御フィルムを取り付けるデバイスの薄型化を図ることを考慮すると、支持層を積層せずに微細構造化層の単層で取り扱うことが可能な光制御体が求められている。
【０００６】
本発明は、単層で取り扱うことが可能な光制御フィルターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］  光透過部と遮光部とからなる海島構造を備えたシートであり、第一の主面から第二の主面にわたって、光透過部と遮光部が各々延びており、前記光透過部及び前記遮光部のうち何れか一方が、前記第一の主面から前記第二の主面へ貫通する複数の島部分を形成し、他方が、前記複数の島部分を互いに独立させる海部分を形成し、前記海部分は、前記海部分の全質量に対して７０質量％以上のエラストマーを含む、光制御フィルター。
［２］  前記島部分が光透過部であり、前記海部分が遮光部である、［１］に記載の光制御フィルター。
［３］  前記島部分が遮光部であり、前記海部分が光透過部である、［１］に記載の光制御フィルター。
［４］  前記島部分の形状が柱状である、［１］〜［３］の何れか一項に記載の光制御フィルター。
［５］  前記島部分が２次元アレイ状に配置されている、［１］〜［４］の何れか一項に記載の光制御フィルター。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光制御フィルターは、少なくともその海部分の全質量のうち７０質量％がエラストマーによって形成されているので、高い可撓性を有し、容易に弾性変形する。このため、従来は必要であった支持層及びランド膜が必須の部材ではなく、単体の光制御フィルターとして単層で取り扱うことが可能であり、光透過性に優れる。また、支持層を積層する必要がないので、光制御フィルターを薄くすることが可能であり、取り付けるデバイスの薄型化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態の光制御フィルター１０を示す斜視図である。
【図２】図１の光制御フィルター１０の中央付近をＸ軸に沿って切断した断面図である。
【図３】図１の光制御フィルター１０の一部の上面図である。
【図４】本発明の第二実施形態の光制御フィルター２０をＸ軸に沿って切断した断面図である。
【図５】本発明に係る光制御フィルター１０，２０を製造する様子を示した断面図である。（ａ）エラストマー前駆体Ｌを成形型Ｋの表面に塗布した様子。（ｂ）成形型Ｋの凹部Ｍから溢れたエラストマー前駆体Ｌが残膜Ｎを形成する様子。（ｃ）残膜Ｎを除去し、成形型Ｋから取り出された光制御フィルター１０。（ｄ）光制御フィルター１０の島部分５に材料が充填された様子。（ｅ）光制御フィルター１０の両主面に透明封止層が積層された光制御フィルター２０。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の光制御フィルターは、光透過部と遮光部とからなる海島構造を備えたシートであり、第一の主面から第二の主面にわたって、光透過部と遮光部が各々延びており、前記光透過部及び前記遮光部のうち何れか一方が、前記第一の主面から前記第二の主面へ貫通する複数の島部分を形成し、他方が、前記複数の島部分を互いに独立させる海部分を形成し、前記海部分は、その全質量に対して７０質量％以上のエラストマーを含む。
【００１１】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態として図１に示す光制御フィルター１０は、第一の主面１及び反対側の第二の主面２と、第一の主面１と第二の主面２との間に延在する光透過部３と、第一の主面１と第二の主面２との間に延在する遮光部４と、を備えている。光透過部３及び遮光部４は海島構造を形成している。光透過部３が、第一の主面１から第二の主面２へ貫通する複数の島部分５を形成し、島部分５を形成しない遮光部４が、複数の島部分５を互いに独立させる海部分６を形成している。海部分６の全質量のうち少なくとも７０質量％がエラストマーによって形成されている。
【００１２】
前記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等が挙げられる。これらの中でも、後述の成形型から取り出した後の寸法変化が小さく、成形型から取り出した後の反りが生じず、圧縮永久歪が小さく、耐熱性が高い、シリコーンゴムが好ましい。
前記エラストマーは、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。
【００１３】
光制御フィルター１０は、矩形のシート状であり、その長手方向をＸ方向（図２においては紙面の左右方向）、その短手方向をＹ方向（図２においては紙面の垂直方向）、その主面に対する垂線方向（すなわちシートの厚さ方向）をＺ方向とする。
光制御フィルター１０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。
光制御フィルター１０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。
【００１４】
光制御フィルター１０の厚さは、例えば、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。
前記厚さが前記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。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。
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。
【００１５】
光制御フィルター１０は、光透過部３を構成する複数の島部分５と、遮光部４を構成する海部分６とによって形成された海島構造を有する。
第一の主面１の全面積に対する海部分６の合計面積は、３６〜９９．２％が好ましく、４９〜９６％がより好ましく、６５〜９１％がさらに好ましい。第二の主面２における海部分６の合計面積も、第一の主面１における海部分６の合計面積と同様であることが好ましい。
島部分５と海部分６の各主面におけるそれぞれの合計面積は、各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。
【００１６】
光透過部３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４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。
【００１７】
（光透過部）
光制御フィルター１０の光透過部３は、海島構造のうちの島部分５であり、海部分６によって互いに独立化された複数の円柱状の透明部分である。各島部分５は光制御フィルター１０を貫通しているので、各島部分５の第一端部は、光制御フィルター１０の第一の主面１に露出し、各島部分５の第二端部は、光制御フィルター１０の第二の主面２に露出している。各島部分５は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って一定のピッチで配置されている。
【００１８】
島部分５の形状は、柱状であることが好ましい。島部分５をＸＹ平面で切断した断面形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、その他の多角形等が挙げられる。島部分５の第一の主面１に露出する第一端部の前記断面形状と、第二の主面２に露出する第二端部の前記断面形状は、互いに同じでもよく、異なってもよいが、光制御の容易さの観点から同じであることが好ましい。各島部分５の前記断面形状は、互いに同じでもよく、異なってもよいが、光制御の容易さの観点から同じであることが好ましい。
【００１９】
柱状の島部分５の中心軸の軸線は、第一の主面１及び第二の主面２に対して、垂直でもよいし、傾いていてもよく、製造の容易さ及び視野角制御の容易さの観点から、略垂直であることが好ましい。ここで、略垂直とは、９０°±２°で交わることである。略垂直である場合、柱状の島部分５の高さＨは、光制御フィルター１０の厚さとほぼ同じである。
前記軸線と主面とがなす角、及び島部分５の高さＨは、島部分５及び主面を含む断面を、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。
【００２０】
個々の島部分５について、各主面に露出する端部の大きさＲは、前記端部を含む最小円の直径である。前記直径は、光制御フィルター１０を透過する光の視野角の制御の容易さの観点から、例えば、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。単一の島部分５の各主面に露出する２つの端部の大きさＲは、互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。
光制御フィルター１０の任意の主面における複数の島部分５から無作為に選択した１０個以上の島部分５の前記直径の平均は、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。
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。
【００２１】
柱状の島部分５の（大きさＲ：高さＨ）で表されるアスペクト比は、１：５〜１：３０が好ましく、１：８．５〜１：２５．５がより好ましい。
上記範囲の下限値以上であると光制御フィルター１０の島部分５を透過する光の視野角の制御が容易になる。
上記範囲の上限値以下であると光制御フィルター１０の島部分５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。
前記アスペクト比は、光制御フィルター１０が有する複数の島部分５から無作為に選択した１０個以上の島部分５について、両端部の大きさＲを測定した平均値と、高さＨを測定した平均値との比である。個々の大きさＲ及び高さＨは、測定顕微鏡等の公知の微細構造観察手段を用いて、測定することができる。
【００２２】
第一の主面１及び第二の主面２における島部分５の配置のピッチＰ、すなわち各主面に露出する島部分５の隣接する端部同士のピッチＰは、個々の端部を含む各最小円同士の中心間距離である。このピッチＰは、光制御フィルター１０を透過する光の視野角の制御の容易さの観点から、例えば、１０μｍ〜５００μｍが好ましく、１５μｍ〜３００μｍがより好ましく、２０μｍ〜２００μｍがさらに好ましい。
ピッチＰは、各主面において一定であることが好ましい。各主面同士のピッチＰは、互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。
ピッチＰは、任意の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。
【００２３】
第一の主面１及び第二の主面２における島部分５の配置は、Ｘ列×Ｙ行の２次元アレイ状の配置である。島部分５の配置はこの例に限定されず、任意の配置パターンが採用される。Ｘ列×Ｙ行において、例えば、Ｘ，Ｙはそれぞれ独立に１０〜１０００の任意の整数とすることができる。配置パターンは、２次元アレイ状でもよく、ジグザグ状でもよく、その他の任意のパターンでもよく、無作為なランダム配置でもよい。
【００２４】
光制御フィルター１０の島部分５である光透過部３は、海部分６である遮光部４に設けられた貫通孔である。貫通孔は空気で満たされていてもよく、光透過性材料が充填されていてもよい。
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。前記貫通孔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。
【００２５】
（遮光部）
光制御フィルター１０の遮光部４は、海島構造のうちの海部分６であり、島部分５を除いた不透明部分である。
遮光部４のＺ方向の長さは、光制御フィルター１０の厚さと同じであり、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。前記長さが前記下限値以上であれば、光制御性がより高くなる。前記長さが前記上限値以下であれば、可撓性がより高くなる。
【００２６】
遮光部４の全質量に対するエラストマーの含有量は、７０〜９９．９質量％が好ましく、８０〜９９．５質量％がより好ましく、９０〜９９質量％がさらに好ましい。
前記含有量が７０質量％以上であることにより、光制御フィルター１０の可撓性が充分に高まる。前記含有量が９９．９質量％以下であることにより、遮光部４に遮光材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に割り当てることができる。
【００２７】
遮光部４を構成するエラストマーは、公知のエラストマーが適用され、透明でもよく、不透明でもよい。遮光部４を構成するエラストマーは１種でもよく、２種以上でもよい。
光透過部３がエラストマーを含む場合、遮光部４と光透過部３の接着性を高め、一体化することにより光制御フィルター１０の可撓性が充分に高まることから、光透過部３に含まれるエラストマーと遮光部４に含まれるエラストマーとは同じであることが好ましい。遮光部４に含まれるエラストマーはシリコーンゴムが好ましい。
【００２８】
遮光部４は、エラストマー以外に、遮光材を含むことが好ましい。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。
【００２９】
＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態として図４に示す光制御フィルター２０は、本体として第一実施形態の光制御フィルター１０を備え、本体の両主面１，２にはそれぞれ第一の透明封止層７及び第二の透明封止層８が積層されている。
【００３０】
光制御フィルター２０の各透明封止層は、本体の各主面を覆い、本体を保護している。また、各透明封止層の露出する面が平滑であれば、当該面における光の乱反射を防止し、光透過部３を通して、光制御フィルター２０の反対側を透かして見ることが容易になる。
各透明封止層の露出する面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、０μｍ以上０．２μｍ以下であることがより好ましい。ここで、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１:２０１３（ＩＳＯ４２８７:１９９７）に従って求めた値である。
【００３１】
各透明封止層の構成材料は透明であればよく、例えば、ガラス、透明な合成樹脂が挙げられる。具体的には、例えば、シリコーン、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、シクロオレフィン、液晶ポリマー等が挙げられる。
本体との密着性を高める観点から、透明封止層を構成する材料は、本体を構成する海部分６に含まれ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、透明封止層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、及び耐熱性をより一層向上させることができる。
透明封止層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。
第一の透明封止層７及び第二の透明封止層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。
【００３２】
各透明封止層の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。透明封止層の厚さが前記下限値以上であれば、光制御フィルターの本体を充分に保護でき、また、本体の各主面の凹凸を充分に平滑化できる。各透明封止層の厚さが前記上限値以下であれば、充分な光透過性を確保できる。
透明封止層の厚さは、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。
【００３３】
以上で説明した第一及び第二実施形態の光制御フィルターは、島部分５である光透過部３と、海部分６である遮光部４とを備える。第一の主面１に入射した光線のうち、柱状の島部分５に入射した光線はこれを透過して第二の主面２から出射し、海部分６に入射した光線はこれに吸収されるか反射される。
柱状の島部分５の光透過部３の配列、ピッチＰ、大きさ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。
【００３４】
［作用効果］
光制御フィルター１０は、海部分６の全質量のうち７０質量％がエラストマーによって形成されているので、高い可撓性を有し、容易に弾性変形する。このため、光制御フィルター１０の機械的強度を維持するための支持層を積層する必要がなく、単体で単層の光制御フィルターとして取り扱うことが可能である。一般に、支持層を積層すれば、支持層の厚みが加わるので、光が支持層で減衰し、光透過性が低下する。逆に、光の減衰の原因となる支持層を有しなければ、光透過性が高められる。
光制御フィルター１０は、支持層を積層する必要がないので、光制御フィルター１０を薄くすることが可能である。一般に、支持層を積層することは、支持層の厚みが加わるので、薄型化の目的に適さない。薄型化可能な光制御フィルター１０は、取り付けるデバイスにおける占有空間を薄くすることができるので、デバイスの薄型化に寄与する。
透明封止層を備えた光制御フィルター２０においても、その本体である光制御フィルター１０の可撓性と薄型化の容易性は、有用である。
【００３５】
＜第三及び第四実施形態；光透過部と遮光部の反転＞
本発明の第三及び第四実施形態の光制御フィルター（不図示）は、島部分である遮光部と、海部分である光透過部とを備える。遮光部と光透過部が反転していること以外は、第一及び第二実施形態の光制御フィルターと同じである。
海部分の全質量のうち少なくとも７０質量％、好ましくは８０〜１００質量％が透明なエラストマーによって形成されている。海部分には、エラストマー以外の材料が含まれてもよい。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が島部分にも含まれることが好ましい。
【００３６】
以上で説明した第三及び第四実施形態の光制御フィルターは、島部分である遮光部と、海部分である光透過部とを備える。第一の主面に入射した光線のうち、柱状の島部分に入射した光線はこれに吸収されるか反射され、海部分に入射した光線はこれを透過して第二の主面から出射する。
柱状の島部分の遮光部の配列、ピッチ、大きさ、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。
【００３７】
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。
【００３８】
＜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として、例えば、凹凸が形成された成形型を用いてエラストマーシートを成形し、前記エラストマーシートに前記凹凸を転写する方法が挙げられる。具体的には、まず、図５（ａ）に示すように、第一実施形態の光制御フィルター１０が有する海島構造のうち海部分６に対応する凹部Ｍが形成された成形型Ｋの表面に、遮光材を含む液状のエラストマー前駆体Ｌを塗布する。次に、図５（ｂ）に示すように、成形型Ｋの凹部Ｍ内に充填したエラストマー前駆体Ｌを硬化させ、成形型Ｋ内に光制御フィルター１０を形成する。この際、凹部Ｍ内に入らずに溢れたエラストマー前駆体Ｌが、光制御フィルター１０の一方の主面を覆う残膜Ｎになる。余分な残膜Ｎを切削や研磨によって除去し、目的の光制御フィルター１０を成形型Ｋ内から取り出す。
得られた光制御フィルター１０の厚さ方向に貫通する島部分５の内空部は空洞であり（図５（ｃ））、必要に応じて光透過性材料を充填することができる（図５（ｄ））。また、光制御フィルター１０の第一の主面１及び第二の主面２の各々に第一の透明封止層７及び第二の透明封止層８を常法により積層すると、第二実施形態の光制御フィルター２０が得られる（図５（ｅ））。
【００３９】
成形型Ｋは、海部分６を形成するための凹部と、凹部内において島部分５を形成するための複数の柱状の凸部（非凹部）と、が形成された平板である。凹部の深さと凸部の高さは同じである。凸部同士のピッチが島部分５同士のピッチＰに対応し、凸部の高さは島部分５の高さに対応し、凸部の大きさが島部分５の大きさＲに対応する。
成形型Ｋにおいては、凸部の中心軸の軸線方向及び凸部の側面が成形型Ｋ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、得られる光制御フィルター１０における島部分５の側面を、光制御フィルター１０の各主面に対して垂直に形成できる。
【００４０】
成形型Ｋの作製方法としては、例えば、平板状の基材の一方の面をドライエッチングして凹部Ｍを形成する方法、平板状の基材の一方の面を切削して凹部Ｍを形成する方法が挙げられる。平板状の基材としては、例えば、シリコンウェハ、石英基板が挙げられる。
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、イオンエッチング等が挙げられる。プラズマエッチングの方法としては、基材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ことにより、凹部Ｍを形成する方法が挙げられる。
【００４１】
成形型を用いて海部分６を成形する具体的な方法としては、例えば、下記の（ａ−１）〜（ａ−５）の方法が挙げられる。
（ａ−１）：液状のエラストマー前駆体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前駆体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、エラストマー前駆体Ｌを硬化させる方法。
（ａ−２）：液状のエラストマー前駆体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、エラストマー前駆体Ｌを硬化させる方法。
（ａ−３）：液状のエラストマー前駆体Ｌを成形型Ｋの凹部Ｍに塗布し、塗布したエラストマー前駆体Ｌを押し型で押圧し、エラストマー前駆体Ｌを凹部Ｍ内に充填した後、エラストマー前駆体Ｌを硬化させる方法。
（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する方法。
【００４２】
（ａ−１）の方法において、液状のエラストマー前駆体Ｌとしては、例えば、硬化性シリコーン、イソシアネート及びポリオール等の硬化性化合物が挙げられる。エラストマー前駆体Ｌには、重合触媒を添加してもよい。エラストマー前駆体Ｌが熱硬化性である場合には、熱重合触媒を添加し、エラストマー前駆体Ｌが光重合性である場合には、光重合触媒を使用する。また、エラストマー前駆体Ｌには、前述の遮光材を添加してもよい。遮光材を添加すれば、海部分６に遮光部４が形成され、遮光材を添加せずに透明エラストマーを形成すれば、海部分６に光透過部３が形成される。エラストマー前駆体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（以下の方法においても同様）。
【００４３】
前記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等が挙げられる。エラストマー前駆体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が挙げられる。支持フィルム上に塗布するエラストマー前駆体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。
支持フィルム上に形成したエラストマー前駆体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にエラストマー前駆体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。エラストマー前駆体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。エラストマー前駆体Ｌを光硬化させる場合、例えば、紫外線又は電子線の照射により光硬化させることができる。
エラストマー前駆体Ｌを硬化させることにより、光制御フィルター１０を形成できる。
【００４４】
（ａ−２）の方法において、成形型Ｋの凹部Ｍ上に流下するエラストマー前駆体Ｌの量は、目的とする光制御フィルター１０が得られる量に調整する。
成形型Ｋの凹部Ｍ上に液状のエラストマー前駆体Ｌを流下した後、エラストマー前駆体Ｌの表面をへら等で均すことにより、エラストマー前駆体Ｌを凹部Ｍ内に充填させる。その後、エラストマー前駆体Ｌを硬化させることにより、光制御フィルター１０を形成する。硬化方法は、前述の（ａ−１）と同様の方法が採用できる。
【００４５】
（ａ−３）の方法におけるエラストマー前駆体Ｌの塗布方法としては、例えば、成形型Ｋの凹部Ｍの任意の位置に付着させた液状のエラストマー前駆体Ｌに、押し型を押圧してエラストマー前駆体Ｌを押し延ばし、エラストマー前駆体Ｌを凹部Ｍ内に充填する方法が挙げられる。また、前記塗布方法として、公知のコーターを採用してもよい。硬化方法は、前述の（ａ−１）と同様の方法が採用できる。
【００４６】
（ａ−４）の方法は、公知のプレス成形機を用いたプレス成形法である。プレス成形機に成形型Ｋを取り付けて、エラストマーをプレス成形することにより、光制御フィルター１０を形成できる。前記エラストマーには、前記遮光材、その他の成分が含まれてもよい。
（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、エラストマーを成形することにより、光制御フィルター１０を形成できる。前記エラストマーには、前記遮光材、その他の成分が含まれてもよい。
【００４７】
工程（ａ−１）〜（ａ−５）の方法において、成形型Ｋの凹部Ｍ内に光制御フィルター１０を形成する際、凹部Ｍ内に入らずに溢れたエラストマー前駆体Ｌが残膜Ｎになる。
残膜Ｎを形成するメリットとして、エラストマー前駆体Ｌが硬化する際に、凹部Ｍの開口部のエッジの形状（凸部の先端の形状）が、形成する光制御フィルター１０の島部分５の端部の形状に反映され易いこと、すなわち、凹部Ｍの形状を反映した島部分５を精度良く形成できることが挙げられる。
【００４８】
硬化後に余分な残膜Ｎを除去する方法として、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公知方法、レーザ加工、プラズマ処理等の非接触式の公知方法が挙げられる。
【００４９】
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Ｋから光制御フィルター１０を取り外すことは比較的容易であり、取り外しの際に成形型Ｋの凹凸が破損することを防止できる。
【００５０】
成形型Ｋから取り外した光制御フィルター１０の島部分５である貫通孔に、光透過性材料又は遮光材を充填する方法としては、常法が適用され、例えば、下記の（ｂ−１）〜（ｂ−４）の方法が挙げられる。
（ｂ−１）：光制御フィルター１０の貫通孔が開口する第一の主面１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の貫通孔が開口する第一の主面１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。
【００５１】
前記塗料には、硬化性の樹脂前駆体又はバインダーが含まれていることが好ましい。透明な樹脂を形成する公知の樹脂前駆体を適用すれば、島部分５に光透過部３を形成できる。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、島部分５に遮光部４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、島部分５に嵌合する樹脂製又はガラス製の光ファイバーを島部分５に挿通することにより、島部分５に光透過部材を設置してもよい。
光制御フィルター１０の島部分５には、前記ランド膜が存在しないので、前記塗料を島部分５に流入させること及び前記光透過部材を島部分５内に挿通することが容易である。
【００５２】
光制御フィルター１０の第一の主面１及び第二の主面２の各々に対して、第一の透明封止層７及び第二の透明封止層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層を形成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）：前記主面に、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）：前記主面に、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。
【００５３】
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等が挙げられる。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、アゾ化合物等が挙げられる。前記塗料には、公知の有機溶剤が含まれてもよい。
【００５４】
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、熱圧着する方法等が挙げられる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
［実施例１］
光制御フィルター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Ｘ−Ｙ方向に沿って４００×４００個の円柱状（直径３０μｍ、高さ１８０μｍ）の凸部が５０μｍピッチでグリッド状に配列した、シリコン製成形型を用意した。
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−１９３５）と、カーボンブラックとを混合して遮光部形成用塗料を得た。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９５質量％となるように調整した。
【００５６】
ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に、前記遮光部形成用塗料を塗布して、熱硬化性シリコーンの膜を形成した。
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。次いで、凹部Ｍ内に入らなかった余剰の熱硬化性シリコーンからなる残膜を研磨によって除去した後、成形型の凹部内から光制御フィルター（縦×横×厚さ＝２０ｍｍ×２０ｍｍ×１８０μｍ）を取り出した。この取り出しにおいて、光制御フィルターは可撓性を有し、弾性変形するとともに充分な機械的強度を有していたので、成形型を破損せずに容易に取り出すことができた。
取り出した光制御フィルターの海部分は遮光性のシリコーンによって形成され、島部分は空気で満たされた貫通孔である。
次いで、光制御フィルターの一方の主面に、液状の熱硬化性シリコーン（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５−Ａ／Ｂ）を盛り付け、押し型を用いて貫通孔内に押し込んだ後、１３０℃に加熱して硬化させ、貫通孔内に透明なシリコーンを形成した。
【００５７】
得られた光制御フィルターの海部分は遮光性のシリコーンによって形成され、島部分は透明なシリコーンによって形成されている。得られた光制御フィルターは、可撓性を有し、容易に弾性変形することが可能であり、充分な機械的強度を有し、海部分と島部分の密着性が高く、島部分に形成された光透過部の光線透過率は優れていた。
また、光制御フィルターの主面の正面から見ると、光制御フィルターの反対側を透かして見ることが可能であり、光制御フィルターの主面に対して斜めの角度から見ると、光制御フィルターの反対側を透かして見ることができなかった。つまり、光制御フィルターは視野角を充分に制御することができた。
【００５８】
次に、光制御フィルターの両主面にＹＡＧレーザを照射して、残留する余分な塗料や硬化物を除去し、両主面を清浄化した。
続いて、光制御フィルターの両主面を常法によりエキシマＵＶ処理した後、薄い透明ガラス板を積層した。この工程において、光制御フィルターは可撓性を有し、弾性変形するとともに充分な機械的強度を有していたので、単体で取り扱うことが容易であった。
両主面に積層した透明ガラス板の密着性は高く、少し湾曲させることも可能であった。
【符号の説明】
【００５９】
１  第一の主面
２  第二の主面
３  光透過部
４  遮光部
５  島部分
６  海部分
７  第一の透明封止層
８  第二の透明封止層
１０  光制御フィルター
２０  光制御フィルター
Ｋ  成形型
Ｌ  エラストマー前駆体
Ｍ  凹部
【図１】
2019197158.tif 000003
【図２】
2019197158.tif 000004
【図３】
2019197158.tif 000005
【図４】
2019197158.tif 000006
【図５】
2019197158.tif 000007