(57)【要約】光吸収性層（１３）、ならびに前表面（２２）および後表面（２５）を有する透明層（１１）を備える光透過性フィルタであって、この前表面は、光透過性層（１３）に包埋されている。本発明の１つの実施形態において、上記光透過性フィルタは、光学的に透明な適合性コーティングを備え、このコーティングは、透明層の微細構造を有する第二の表面を覆い、上記光フィルタの透過率を増加させ、そして／または上記光フィルタを通る光の分布を改変する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性フィルタであって、以下：
（ａ）光吸収性材料の層であって、該層は、前表面および後表面を有する、層、ならびに
（ｂ）微細構造を有する第一の表面および微細構造を有する第二の表面を有する、透明層であって、該第一の表面の微細構造が、該光吸収性層に包埋されており、そして露出した表面を有し、該露出した表面は、該光吸収性を通して光を透過するための経路を提供し、そして該光吸収性材料を実質的に充填された該微細構造の間の中間領域を形成し、そして該第二の表面の微細構造は、該第一の表面の微細構造と光学的に整列して、該経路を通って透過される光を制御する、透明層、
を備える、光透過性フィルタ。
【請求項２】
前記光吸収性層が、ポリマー材料および少なくとも１種の顔料または着色料を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記光吸収性層が、ポリアクリレート、ポリウレタン、またはポリビニルアセタール、および少なくとも１種の顔料または着色料を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記透明層が、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタンまたはこれらの２つ以上の混合物を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記透明層が、ポリアクリレートを含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記第一の表面の微細構造が、約２５０ミクロンまでの高さを有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記第一の表面の微細構造が、約２５〜約１２５ミクロンの高さを有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記透明層の前記第一の表面が、平面レンズ、バレルレンズ、またはこれらの組み合わせで覆われている、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記第一の表面の微細構造が、円柱、切頭円錐、角錐、矩形、半球、正方形、六角形、隆起、および／またはこれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記透明層の前記第二の層が、フレネルレンズで覆われている、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記透明層が、多層フィルムを含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記第二の表面の微細構造が、約３００ミクロンまでの高さを有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１３】
前記第二の表面の微細構造が、前記第一の表面の微細構造と同じ寸法を有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１４】
前記第二の表面の微細構造が、半球を含む、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１５】
前表面および後表面を有する、光学的にクリアな支持層をさらに備え、該後表面が、前記光吸収性層の前記前表面に接着されている、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項１６】
前記クリアな支持層が、ガラス、または光学的にクリアなポリマーフィルムを含む、請求項１５に記載のフィルタ。
【請求項１７】
前記クリアな支持層が、ポリエステル、ポリウレタンまたはポリアクリレートを含む、請求項１５に記載のフィルタ。
【請求項１８】
前記クリアな支持層の前表面が、平面レンズ、バレルレンズ、またはこれらの組み合わせで覆われている、請求項１５に記載のフィルタ。
【請求項１９】
前記微細構造を有する第二の表面が、テクスチャー加工された仕上げを有する、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項２０】
光学的にクリアな、実質的に均一な適合性層をさらに備え、該適合性層が、前表面および後表面を有し、該前表面が、前記透明層の前記微細構造を有する第二の表面を覆っている、請求項１に記載のフィルタ。
【請求項２１】
前記適合性層が、約２．５ミクロンから約２７０ミクロンの平均厚さを有する、請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２２】
前記適合性層が、ポリビニルブチラール、ポリウレタンまたはポリエステルを含む、請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２３】
前記適合性層の後表面が、テクスチャー加工された仕上げを有する、請求項２０に記載のフィルタ。
【請求項２４】
光透過性フィルタを作製する方法であって、以下の工程：
（１）第一の微細構造を有する表面および第二の微細構造を有する表面を有する、透明フィルムを提供する工程であって、該第一の表面の微細構造が、該微細構造の間の中間領域を形成しており、そして該第一の表面の微細構造が、該第二の表面の微細構造と光学的に整列されている、工程；
（２）第一の表面および第二の表面を有する、光吸収性材料の層を提供する工程；ならびに
（３）該透明フィルムの第一の表面の微細構造を、該光吸収性材料に、前記光吸収性層を通る光の経路を形成するために充分な深さまで包埋する工程であって、該微細構造の間の中間領域が、該光吸収性材料を実質的に充填されている、工程、
を包含する、方法。
【請求項２５】
前記第一の表面の微細構造が、約２５０ミクロンまでの高さを有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一の表面の微細構造が、円柱、切頭円錐または切頭角錐、矩形、半球、正方形、六角形、隆起、および／あるいはこれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記透明層の第二の表面が、フレネルレンズで覆われている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第二の表面の微細構造が、約３００ミクロンまでの高さを有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記第二の表面の微細構造が、前記第一の表面の微細構造と同じ寸法を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記第二の表面の微細構造が、半球を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
光学的にクリアな支持層を、前記光吸収性層の第一の表面に接着する工程をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記クリアな支持層が、ガラス、または光学的にクリアなポリマーフィルムを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
適合性コーティングを、前記透明層の第二の表面の微細構造に適用する工程をさらに包含する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
光透過性フィルタを作製する方法であって、以下の工程：
（１）第一の表面および第二の表面、ならびに該第一の表面上の微細構造を有する、第一の透明フィルムを提供する工程；
（２）微細構造を有する第一の表面および第二の表面を有する、第二の透明フィルムを提供する工程；
（３）第一の表面および第二の表面を有する、光吸収性材料の層を提供する工程；
（４）該第一の透明フィルムの第一の表面の微細構造を、該光吸収性層内に、該光吸収性層を通る光の経路を形成するために充分な深さまで包埋する工程；ならびに
（５）該第一の透明フィルムの第二の表面を、該第二の透明フィルムの第二の表面に積層する工程であって、その結果、該第一の透明フィルムの微細構造が、該第二の透明フィルムの微細構造と光学的に整列する、工程、
を包含する、方法。
【請求項３５】
前記積層する工程が、前記微細構造を包埋する工程の前に実施される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記積層する工程が、前記微細構造を包埋する工程に引き続いて実施される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記第一の透明フィルムの微細構造が、約２５０ミクロンの高さを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記第一の透明フィルムの微細構造が、円柱、切頭円錐または切頭角錐、矩形、半球、正方形、六角形、隆起、および／あるいはこれらの２つ以上の組み合わせを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記第二の透明フィルムの微細構造が、約３００ミクロンまでの高さを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記両方のフィルムの微細構造が、実質的に同じ寸法である、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記第二の透明フィルムの微細構造が、半球を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
光学的にクリアな支持層を、前記光吸収性層の第一の表面に接着する工程をさらに包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記クリアな支持層が、ガラス、または光学的にクリアなポリマーフィルムを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
適合性コーティングを、前記第二の透明層の微細構造に適用する工程をさらに包含する、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年３月１２日の日付の仮特許出願番号６０／４５４，１９７の利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、後方投影スクリーンおよび光フィルタに関し、具体的には、微細構造を備えて製造されるこれらの後方投影スクリーンおよび光フィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
後方投影スクリーンは、このスクリーンの後方からの画像を、このスクリーンの反対側にいる観察者へと透過する。この画像は、スクリーンまたはフィルタによって透過される光の量、あるいはスループットによって、影響を受ける。一般に、スクリーンおよびフィルタは、このスクリーンまたはフィルタを通って透過する光の量に対する制限によって、制限されている。増加した光スループットを提供し、そしてまた、改善されたコントラストを提供する構築物を有することが望ましい。
【０００４】
投影された画像の線明度が増加すると、ピクセルの数は、従来の数である数万から、１００万ピクセルを超える数へと増加している。その結果として、投影スクリーンにおけるレンズのより微細な構造もまた、要求されている。
【０００５】
具体的に言えば、現在の投影スクリーンのレンズ構造体を、３つの次元のうちの２つにおいて、０．３６ｍｍ以下の値まで減少させる必要がある。
【０００６】
一般に、後方投影スクリーンは、乏しい角度性に悩まされている。角度性とは、観察者が、スクリーン表面に対しておよそ垂直な角度以外の角度の範囲において、スクリーンまたはフィルタから良好な画像を見る能力を記載するために使用される用語である。この観察者がこのスクリーンまたはフィルタの側方に移動するにつれて、またはこのスクリーンまたはフィルタより高くまたは低く移動するにつれて、画像の明度および／または画質が低下する。角度明度は、対称または非対称であり得、そして画像の明度および／または角度明度が、意図された観察条件に最もよく適合するようにあつらえられ得る、スクリーンおよびフィルタを有することが望ましい。
【０００７】
代表的に、観察者が最も位置しやすい領域に光を方向付けることによって、そのスクリーンの輝度の角度依存性を制御することは、有利である。例えば、後方投影ディスプレイがデータモニタである場合、観察者は、代表的に、このディスプレイに対して中心に位置し、そしてこのディスプレイから約１〜３フィート以内に位置する。この観察者の眼は、このスクリーンの中心に対して垂直な線より上方に位置するが、この観察者は、代表的に、このスクリーンより１フィートまたは２フィート上方までに長い距離から、このスクリーンを見ない。さらに、プライバシーまたはセキュリティの理由により、このスクリーンに対する垂直に対して、３０度以上の角度において、このスクリーンから発する輝度を低下させることが望ましくあり得る。これによって、このスクリーンの軸から遠く離れた位置の、そしておそらく、このスクリーンの内容を見る権限を有さない人が、このスクリーン上の情報を見る可能性が低下する。
【０００８】
高い解像度、高いコントラスト、および大きいゲインを有する後方投影スクリーンを提供することが、一般に望ましい。
【０００９】
米国特許第４，４３１，２６６号（Ｍｏｒｉ）は、第一の表面および第二の表面を有する透明材料のプレートから構成される、光学反射器に関する。同じ大きさのセグメントレンズ要素が、このプレートの第一の表面および第二の凹面上に配置され、そしてこのプレートと一体的に形成される。第一の表面上のセグメントレンズ要素は、第二の表面上に配置されたセグメントレンズ要素に面する関係で位置する。
【００１０】
米国特許第４，４９０，０１０号（Ｈｏｎｄａ）は、スクリーンの前面および後面上の凸レンズのアレイから構成される、後方投影スクリーンに関する。突出部または隆起部分が提供され、これらは、前方凸レンズを囲み、そしてこのレンズの前方に延び、そして光マスキングストリップまたは層が、この突出部または隆起部分を覆って形成される。
【００１１】
米国特許第５，０６６，０９号（Ｙｏｓｈｉｄａ）は、光がスクリーンの入射面の側から連続的に伝達される、１つ以上のシート部材を備える、後方投影スクリーン画像表示デバイスに関し、最後に、シート部材は、その基材としての透明材料、およびこの基材の出現の面の側に提供された光拡散層を備える。この光拡散器自体は、さらに増強されたコントラストを得る目的で、着色され得る。
【００１２】
米国特許第５，８７０，２２４号（Ｓａｉｔｏｈ）は、放射線硬化性樹脂を含有する円筒形レンズ部品が、透明支持体の片面に形成され、そして少なくとも光拡散層および光遮断ストライプが、このシートの反対側に位置する平坦な表面上に形成される、平面シートに関する。０．３ｍｍ以下の微細なピッチを有する円筒形レンズ部品が、得られ得る。
【００１３】
米国特許第５，９３３，２７６号（Ｍａｇｅｅ）は、シートの前表面および後表面に形成された、楕円形断面の凸レンズおよび凹レンズを備える、プラスチック材料から形成された、複数の透明な指向性観察シートに関する。
【００１４】
米国特許第５，５６３，７３８号および同第５，７８１，３４４号（Ｖａｎｃｅ）は、低い反射率を有する光透過性フィルタおよび光分散性フィルタに関する。この多層光フィルタは、光学層を基本的な屈折性光フィルタに付加して、光フィルタのゲイン、コントラストおよび周囲の光の拒絶の調節を可能にする。
【００１５】
米国特許第６，０７６，９３３号（ＤｉＬｏｒｅｔら）は、透明なビーズの後表面上に光透過性材料の適合性層を付加した、Ｖａｎｃｅによって記載される元と類似の光透過フィルタおよび分散フィルタを記載する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（発明の要旨）
本発明は、光透過性フィルタに関し、このフィルタは、以下を備える：（ａ）光吸収性材料の層であって、この層は、前表面および後表面を有する、層、ならびに（ｂ）微細構造を有する第一の表面および微細構造を有する第二の表面を有する透明層であって、この第一表面の微細構造は、光吸収性層内に包埋されており、そして光吸収性層を通して光を透過させるための経路を提供し、そして光吸収性材料を実質的に充填された、微細構造の間の中間領域を形成する露出した表面を有し、そして第二の表面の微細構造は、第一の表面の微細構造と光学的に整列して、この経路を透過する光を制御する、透明層。
【００１７】
本発明の１つの実施形態において、上記光透過性フィルタは、光学的に透明な適合性コーティングを備え、このコーティングは、透明層の微細構造を有する第二の表面を覆い、上記光フィルタの透過率を増加させ、そして／または上記光フィルタを通る光の分布を改変する。上記光透過性フィルタはまた、光吸収性層の前表面に接着された、クリア支持層を備え得る。
【００１８】
本発明の光透過性フィルタは、改善された光スループットおよび改善された角度性を有する。角度輝度は、対称または非対称であり得、そして画像輝度および／または角度輝度が、意図される観察条件に最もよく適合するようにあつらえられ得る、スクリーンおよびフィルタを有することが望ましい。
【００１９】
本発明は、さらに、光透過性フィルタを作製する方法に関し、この方法は、以下の工程を包含する：（１）第一の微細構造を有する表面および第二の微細構造を有する表面を有する透明フィルムを提供する工程であって、この第一の表面の微細構造が、これらの微細構造の間に中間領域を形成し、そして第一の表面の微細構造は、第二の表面の微細構造と光学的に整列している、工程；（２）第一の表面および第二の表面を有する光吸収性材料の層を提供する工程；ならびに（３）透明フィルムの第一の表面の微細構造を、光吸収性材料に、光吸収性層を通る光経路を形成するために充分な深さまで包埋させる工程であって、これらの微細構造の間の中間領域が、光吸収性材料で実質的に充填されている、工程。
【００２０】
別の局面において、本発明は、光透過性フィルタを作製する方法に関し、この方法は、以下の工程を包含する：（１）第一の表面および第二の表面、ならびに第一の表面上の微細構造を有する、第一の透明フィルムを提供する工程；（２）微細構造を有する第一の表面および第二の表面を有する、第二の透明フィルムを提供する工程；（３）第一の表面および第二の表面を有する、光吸収性材料の層を提供する工程；（４）第一の透明フィルムの第一の表面の微細構造を、光吸収性層に、光吸収性層を通る光経路を形成するために充分な深さまで包埋する工程；ならびに（５）第一の透明フィルムの第二の表面を、第二の透明フィルムの第二の表面に積層する工程であって、これによって、第一の透明フィルムの微細構造が、第二の透明フィルムの微細構造と光学的に整列する、工程。
【００２１】
以下に記載されるプロセス工程および構造は、完全な光透過性フィルタを製造するための完全なプロセス流れを形成しないことが、理解されるべきである。本発明は、当該分野において現在使用されている製造技術と組み合わせて実施され得、そして共通して実施されるプロセス工程が、本発明を理解するために必要である程度にのみ含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本明細諸および特許請求の範囲において、用語「微細構造」とは、ポリマーフィルム上の微細構造をいう。本明細書中で使用される場合、用語「微細構造」とは、その特徴の少なくとも２つの次元が微視的である特徴の構成を意味する。これらの特徴の局所的な図および／または断面図は、微視的でなければならない。光透過性フィルタの機能は、この微細構造の形態に依存し、この微細構造は、正の特徴および負の特徴からなり得る。
【００２３】
本明細書中において使用される場合、用語「微視的」とは、その形状を決定するための任意の観察面から観察される場合に、裸眼に対する光学的補助を必要とするために十分に小さい寸法の特徴をいう。１つの基準が、Ｍｏｄｅｍ  Ｏｐｔｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗ．Ｊ．Ｓｍｉｔｈ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，１９６６，１０４−１０５頁に見出され、これによれば、視力の鋭さは、「認識され得る最も小さい特徴の角度サイズの観点で規定および測定される」。正常な視力の鋭さは、最も小さい認識可能な文字が、網膜の円弧の５分の角度高さに対する場合であるとみなされる。２５０ｍｍ（１０インチ）の代表的な作業距離において、これは、この物体に対して０．３６ｍｍ（０．０１４５インチ）の横方向寸法を生じる。
【００２４】
この微細構造は、高さ、長さおよび幅を有する、一連の特徴を含む。１つの実施形態において、これらの微細構造は、独立して、約２．５〜約３６０ミクロン、または約１０〜約３００ミクロン、または約１５〜約５００ミクロン、または約２０〜約２５０ミクロン、または約２５〜約２００ミクロン、または約２５〜約１２５ミクロンの幅寸法を有する。１つの実施形態において、これらの微細構造は、約１５〜約３５ミクロンの平均高さを有し、そして幅が約５０〜約３６０ミクロンである。この高さはこの微細構造の頂点から、この微細構造の最も深い凹部まで測定される。
【００２５】
この微細構造は、当業者に公知の多くの種々の方法によって、作製され得る。微細構造を形成する得に有用な方法は、米国特許第４，４８６，３６３号、同第４，６０１，８６１号、同第５，１５６，８６３号、ならびに特許出願公開番号Ｕ．Ｓ．２００３／０１０２５９１およびＵ．Ｓ．２００１／０００９１７２（これらの開示は、本明細書中に参考として援用される）に詳述されている。利用され得る別の方法は、キャスティングおよび硬化の方法であり、この方法において、重合性組成物が、基材と、微細構造の反転である構造物を有する成型工具との間に適用される。この組成物は、ＵＶ照射の下で重合され、次いで、この工具から分離される。
【００２６】
上記のように、光透過性フィルタは、以下を備える：（ａ）光吸収性材料の層であって、前表面および後表面を有する、層、ならびに（ｂ）微細構造を有する第一の表面および微細構造を有する第二の表面を有する透明層であって、この第一の表面の微細構造は、光吸収性層に包埋されており、そして露出した表面を有し、光吸収性層を通る光の透過のための経路を提供し、そして光吸収性材料で実質的に充填された微細構造の間の中間領域を形成し、そして第二の表面の微細構造は、この経路を通って透過される光を制御するように、第一の表面の微細構造と光学的に整列される。本明細書中において使用される場合、「光学的に整列される」とは、透明層の微細構造を有する第二の（例えば、後）表面に当たる光が、この透明層の第一の表面の微細構造によって提供される光吸収性層を通る経路内に集束されることを意味する。
【００２７】
この光吸収性層は、多数の目的を果たし、これらの目的としては、光フィルタの反射率を低下させること、後表面からフィルタ内の微細構造の間の中間領域を通り、観察者へと透過される光の量を減少させること、およびこのフィルタのコントラストを増強することが挙げられる。この層は、一般に、透明層の第一の表面の微細構造を包埋するために十分な厚さを有する、この微細構造の包埋は、この微細構造が、光吸収性層を通る光トンネルを形成する、露出した表面を有するようにである。個々の微細構造の間の中間領域は、光吸収性材料で実質的に充填されるか、または完全に充填される。本明細書中において使用される場合、用語「実質的に」とは、中間領域の面積の大部分（すなわち、５０％より多く）が充填されることを意味する。１つの実施形態において、この領域は、全領域の少なくとも６０％、または少なくとも７５％、または少なくとも９０％まで充填される。これらの微細構造は、光吸収性層から突出して、光吸収性層を通る光の透過率のための経路を提供する。
【００２８】
光吸収性層は、実質的に不透明な任意の材料であり得、そして透明層の第一の表面の透明な微細構造に包埋されて、不透明層を通る光のトンネルを形成し得る。この光吸収性層は、この透明な微細構造がこの光吸収性層に対して押される場合に曲がるために十分に従順な材料（例えば、部分的もしくは不完全に架橋したウレタン、感圧性接着剤、または熱の添加を伴い、熱可塑性ポリマー）であり得る。この光吸収性材料はまた、微細構造の周りを形成し得る材料（例えば、アスファルトまたは接着剤（有色感圧性接着剤））であり得る。
【００２９】
代表的に、光吸収性層は、１種以上の顔料の組み合わせ（通常、カーボンブラック、または他の着色剤）、および１種以上のポリマー（例えば、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル（例えば、ポリビニルブチラール（例えば、Ｓｏｌｕｔｉａから入手可能なＢｕｔｖａｒ樹脂））、ポリウレタン、ポリエステルまたはポリビニルカルボキシレート）を含有する。このポリオレフィンは、Ｃ２〜１２オレフィン（例えば、エチレン、プロピレン、およびブチレン）のホモポリマーおよびコポリマーであり得る。ポリアクリレート（ポリメタクリレートを含む）は、Ｃ２〜１２アクリレートモノマーまたはＣ２〜１２メタクリレートモノマー（例えば、アクリル酸またはメタクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ヘキシルエステル、またはオクチルエステル）のホモポリマーまたはコポリマーであり得る。本明細書および特許請求の範囲におけるこの箇所および他の箇所において、ペンダント基についての用語は、その基の全ての異性体形態を含むように意味する。例えば、用語オクチルの使用は、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、および２−エチルヘキシル基を網羅することが意図される。ポリビニルカルボキシレートは、Ｃ１〜１２ビニルカルボキシレート（例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルおよび酪酸ビニル）のホモポリマーまたはコポリマーを包含する。有用な市販のポリアクリレートの例としては、ＩＣＩ製のＡｃｒｙｌｉｃ  ＨＩ−７およびＲｏｈｍ  ＆  Ｈａａｓ製のＡｃｒｙｌｉｃ  ＭＩ−７が挙げられる。光吸収性層は、約２重量％〜約１０重量％の顔料および／または着色剤を含有し得る。
【００３０】
あるいは、光吸収性層は、感光性フィルムであり得、この場合、その光学密度は、化学線作用を有する光への曝露によって変化し得る。周囲の光条件に応答してその吸収を自動的に調節する、フォトクロミック材料もまた、使用され得る。フィルムおよびポリマー系の材料に加えて、光吸収性は、ワイヤメッシュまたは穿孔された金属シートもしくはポリマーシート、あるいはワイヤメッシュとポリマーとの組み合わせであり得る。
【００３１】
１つの実施形態において、光吸収性層の前表面は、フィルタの頑丈さを改善するために、光学的にクリアな支持層によって支持され得る。この光学的にクリアな支持層は、ガラスまたはポリマーであり得る。この支持層は、包埋プロセスの間の、透明な微細構造を有する層によって付与される圧力に抵抗しなければならない。この支持層は、接着剤、積層、または同時押出成型の結果として、光吸収性層に接着され得る。この支持層は、光吸収性層に対する支持ポリオレフィン（例えば、メタロセン触媒から得られるポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニリデンジクロリド、セロファン、酢酸セルロース、ポリビニリデンジフルオリド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルカルボキシレート））を提供するために十分な強度を有し、そして光学的にクリアな特徴を有する、任意の材料であり得る。支持層の例としては、ガラス、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリウレタン（例えば、２部分ポリウレタン）、およびポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。
【００３２】
１つの実施形態において、支持層の主要な表面のうちの少なくとも１つは、支持層から出る光を光学的に散乱させるために、テクスチャー加工されるかまたはランダムに艶消しされる。例えば、光吸収性と接触する支持層の表面は、テクスチャー加工される。あるいは、支持層の外側表面が、テクスチャー加工され得る。
【００３３】
上記のように、光透過性フィルタは、第一の表面および第二の表面に微細構造を有する透明層を備える。この第一の表面の微細構造は、この透明層の第二の表面の微細構造とは別に形成され得る。あるいは、第一の表面および第二の表面の微細構造は、同時に形成され得る。
【００３４】
この透明層は、代表的に、約１０から約５００ミクロン、または約１５から約３７５ミクロン、または約２５〜約２５０ミクロンの厚さを有する。この厚さは、第一の表面の微細構造の最高地点または頂点から、第二の表面の微細構造の最高地点または頂点まで測定される。
【００３５】
この透明層は、代表的に、微細構造を形成することが可能な任意の光学的にクリアなポリマーから構成される。光学的にクリアなポリマーとしては、光吸収性層に関して上に記載されたポリマーが挙げられる。１つの実施形態において、この透明層は、ポリオレフィン（例えば、メタロセン触媒から得られる光学的にクリアなポリオレフィン）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリビニリデンジクロリド、セロファン、酢酸セルロース、ポリビニリデンジフルオリド、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、およびポリビニルカルボキシレートから形成される。１つの実施形態において、この透明層は、ポリカーボネート、ポリオメチルメタクリレート、またはウレタンから形成される。
【００３６】
第一の表面上の微細構造は、光吸収性層に包埋されて、光吸収性層を通る光のための経路を形成する。このような経路を提供する任意の微細構造が使用され得るが、但し、光のスループットは、後方投影フィルタおよび／またはスクリーンのために十分である。微細構造としては、円柱、円錐、角錐、矩形、半球、正方形、六角形、隆起、および／またはこれらの２つ以上の組み合わせが挙げられる。円錐および角錐は、切頭形であり得る。１つの実施形態において、微細構造は、その最も狭い領域が、透明層の表面から外向きに延びた状態で使用されて、点または線のセグメントの光経路を形成する。
【００３７】
円柱形または矩形の構造体が、その長い辺を下にして配置されて、透明層に対して平行に延びる寸法の最も長い部分から、線セグメントの光経路を形成し得ることが、理解されるべきである。例えば、小型テントまたは組み立て住宅のような微細構造が、線セグメントである光経路を形成する。この実施形態において、微細構造の長さは、この微細構造の幅の約０．５〜約５０倍、または約１〜約３５倍、または約１．５〜約１０倍、または約１〜約５倍である。本明細諸および特許請求の範囲のこの箇所および他の箇所において、範囲および費の限定は、組み合わせられ得る。微細構造が、線セグメントの光経路を作製する場合、この微細構造は、平行な光経路を形成し得るか、または他の角度（ワッフルパターンを作製する特定の角度）の光経路を形成し得ることが、理解されるべきである。
【００３８】
１つの実施形態において、透明層の微細構造は、艶消し仕上げまたはテクスチャー加工された仕上げを有する。この微細構造はまた、微細構造の表面に、粒子艶消しを含み得る。テクスチャー加工または艶消しでの仕上げは、斑点形成を減少させることを補助する。
【００３９】
本発明の１つの実施形態において、フィルタは、光学的にクリアな、実質的に均一な適合性層を、透明層の第二の（例えば、後）表面の微細構造上に備える。この層は、代表的に、微細構造の長さの約１０％〜約９０％、またはこの微細構造の約２０％〜約８０％、または約３０％〜約７０％の厚さを有する。この層は、光透過性フィルタのために必要とされる光学的透明性を有する、任意のポリマーを含み得る。代表的に、これらのポリマーは、ポリオレフィン（例えば、メタロセン触媒から得られる光学的にクリアなポリオレフィン）；ポリアクリレート；ポリメタ黒レート；ポリカーボネート；ポリウレタン；ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）；ポリビニリデンジクロリド；セロファン；酢酸セルロース；ポリビニリデンジフルオリド；ポリ塩化ビニル；ポリビニルブチラールおよびポリビニルカルボキシレートである。
【００４０】
この光フィルタは、透明層への適合性コーティングの接着を改善するためのタイ層を有し得る。このタイ層は、この接着を改善する任意の材料であり得る。別の実施形態において、この透明層および光吸収性層は、接着を改善するように処理され得る。適切なタイ層の樹脂の例としては、Ｅｌｆ  Ａｔｏｃｈｅｍから入手可能な「Ｐｌａｔａｍｉｄ」、ＤｕＰｏｎｔから入手可能な「ＣＸＡ」、およびＣｈｅｍｐｌｅｘから入手可能な「Ｐｌｅｘａｒ」が挙げられる。
【００４１】
１つの実施形態において、光学的にクリアな材料の適合された層の後表面は、斑点形成の減少を生じる、テクスチャー加工された仕上げを有する。このテクスチャー加工された仕上げは、反射された光を、最小の効果で、全光透過に散乱させ、これによって、斑点形成を減少させる。１つの実施形態において、このテクスチャー加工された仕上げは、艶消し仕上げであり得るか、またはこの仕上げは、断面が光吸収材料の表面に対して平行にとられる場合に、非常に小さい円、楕円、ひし形、正方形、矩形、三角形、多角形、線、もしくは不規則な形状から作製される断面を有する三次元パターンを備え得る。適合された層の後表面上にテクスチャー加工された仕上げを形成するために使用され得る、表面にテクスチャー加工された仕上げを作製するためのいくつかの手順および技術が、当業者に公知である。例えば、光学的にクリアな材料の適合性層の後表面が、テクスチャー加工されえ、その後、テクスチャー加工された仕上げまたは艶消し仕上げを有するフィルムまたは紙と接触させることによって、微細構造に適合され得る。フィルムと適合性層との表面が圧力によって接合される場合に、このフィルム上の仕上げは、適合性層の表面に複製される。あるいは、例えば、リリースライナー上に堆積された適合性層の所望の表面は、加熱されたローラ（このうちの少なくとも１つは、テクスチャー加工された表面を有する）にこの構築物を通過させることによって、テクスチャー加工され得る。別の方法において、このテクスチャー加工は、キャスティングシートのポリマーコーティングされた表面の面上に、テクスチャー加工された表面を最初に印刷することによって、適合された層の後表面上に付与され得る。この印刷は、通常の印刷技術（例えば、フレキソグラフィー（Ｆｌｅｘｏ）およびロトグラビア（ｇｒａｖｕｒｅ））を使用してなされ得る。熱および圧力が、このテクスチャーをポリマーコーティングされたキャスティングシートの面にプレスするために使用され、その結果、この印刷の頂部は、ポリマーコーティングされた表面と実質的に同一面にある。次いで、この適合性層は、テクスチャー加工された表面上に、例えば、積層によって適用され、これによって、適合性層の後表面上に、テクスチャー加工または印刷された表面を複製する。
【００４２】
光フィルタは、光透過性層であるさらなる層を、その前表面または後表面のいずれかに備えて、この光フィルタを通る光をさらに制御し得る。このようなさらなる層としては、例えば、平面レンズ、バレルレンズおよびフレネルレンズが挙げられる。
【００４３】
本発明は、図を参照することによって、さらに理解され得る。図１は、光フィルタの中間構成の１つの実施形態の断面図である。構築物１０は、光吸収性層１３に包埋された微細構造１２を有する、透明層１１を有する。光学的にクリアな支持層１４が、必要に応じて、光吸収性層１３の前表面に接着される。中間領域１６が、ここの微細構造の間に形成され、そして光吸収性材料で実質的に充填される。光吸収性層１３を通る光透過のための経路１７が、透明層の微細構造１２によって提供される。
【００４４】
図２は、本発明の光フィルタの１つの実施形態を図示する。光フィルタ２０は、その前表面に微細構造２２を融資、そしてその後表面に微細構造２５を有する、透明層２１を有する。前表面の微細構造２２は、光吸収性層２３に包埋される。中間領域２６は、個々の微細構造の間に形成される。光学的にクリアな支持層２４が、必要に応じて、光吸収性層２３の前表面に接着される。光吸収性層２３を通る光透過のための経路２７が、微細構造２２によって提供される。微細構造２５および２２は、透明層２１を同時にかまたは順番に微細エンボス加工することによって、作製され得る。あるいは、微細構造２２は、第一の透明層に形成され得、次いで、微細構造２５を有する第二の透明層に積層され得る。得られる積層体は、透明層２１を含む。積層は、光吸収性層２３への微細構造２２の包埋の前または後に行われ得る。微細構造２５は、微細構造２２と光学的に整列されて、経路２７を通って通過される光を制御する。微細構造２５は、微細構造２２と同じかまたは異なる寸法を有し得る。
【００４５】
図３は、前表面にさらなるレンズを備える、光フィルタの実施形態を示す。光フィルタ３０は、前表面に微細構造３２を有し、そして後表面に微細構造３５を有する、透明層３１を有する。前表面の微細構造３２は、光吸収性層３３に包埋される。支持するために、層３４は、図示される円形の外形の断面を有する円柱形レンズ３６を接着される。この断面に対する他の形状もまた、可能である。円柱形レンズ層３６は、露出される表面３７が、図示されるものより平坦であるか、またはより細長いかのいずれかであるように、選択的に形成され得る。より平坦な露出表面３７、およびその逆に、より細長い露出表面３７は、露出表面３７の頂点からより離して、光を分散させる傾向がある。
【００４６】
図４は、光フィルタ４０が、その前表面に微細構造４２を有し、そしてその後表面に微細構造４５を有する、透明層４１を有する実施形態を図示する。前表面の微細構造４２は、光吸収性層４３に包埋される。光学的にクリアな支持層４４が、必要に応じて、光吸収性層４３の前表面に接着される。微細構造４５は、半球の形状である。微細構造４５は、必要に応じて、テクスチャー加工された仕上げを有し得る。
【００４７】
図５は、光フィルタ５０が、その前表面に微細構造５２を有し、そしてその後表面に微細構造５５を有する、透明層５１を有する別の実施形態を図示する。前表面の微細構造５２は、光吸収性層５３に包埋される。光学的にクリアな支持層４４が、必要に応じて、光吸収性層５３の前表面に接着される。微細構造４５は、円柱または「組み立て住宅」の形状である。微細構造５５は、必要に応じて、テクスチャー加工された仕上げを有し得る。
【００４８】
図６は、光フィルタ６０が、その前表面に微細構造６２を有し、そしてその後表面に微細構造６５を有する、透明層６１を有する、なお別の実施形態を図示する。前表面の円錐形の微細構造６２は、光吸収性層６３に包埋される。光学的にクリアな支持層６４が、必要に応じて、光吸収性層６３の前表面に接着される。
【００４９】
図７は、光フィルタ７０が、その前表面に微細構造７２を有し、そしてその後表面に微細構造７５を有する、透明層７１を有する、なお別の実施形態を図示する。前表面の円柱形の微細構造７２は、光吸収性層７３に包埋される。光学的にクリアな支持層７４が、必要に応じて、光吸収性層７３の前表面に接着される。光学的にクリアな支持層７４が、必要に応じて、光吸収性層７３の前表面に接着される。
【００５０】
光透過性フィルタを作製する方法は、熱積層により得る。透明層の微細構造が、光吸収性層上に、熱および圧力を用いてプレスされて、光経路を形成する。この微細凹増は、光吸収性層内に延び、そして代表的に、この光吸収性層を通る。積層温度および圧力は、種々の層において使用される材料（ポリマー）に依存し、そして一般に、積層は、約１７５°Ｆ（７９９℃）〜約４００°Ｆ（２０４℃）、または約２５０°Ｆ（１２１℃）〜約３５０°Ｆ（１７７℃）の温度で行われる。積層圧力は、代表的に、約５０ｐｓｉ〜約１５０ｐｓｉ、または約７５〜約１２５ｐｓｉである。
【００５１】
１つの実施形態において、本発明は、光透過性フィルタを調製する方法に関し、この方法は、以下の工程を包含する：（１）第一の微細構造を有する表面および第二の微細構造を有する表面を有する透明フィルムを提供する工程であって、この第一の表面の微細構造が、これらの微細構造の間に中間領域を形成し、そして第一の表面の微細構造は、第二の表面の微細構造と光学的に整列している、工程；（２）第一の表面および第二の表面を有する光吸収性材料の層を提供する工程；ならびに（３）透明フィルムの第一の表面の微細構造を、光吸収性材料に、光吸収性層を通る光経路を形成するために充分な深さまで包埋させる工程であって、これらの微細構造の間の中間領域が、光吸収性材料で実質的に充填されている、工程。１つの実施形態において、透明層の第二の表面は、更なるレンズ構造体（例えば、フレネルレンズが挙げられる）によって覆われ得る。１つの実施形態において、この方法は、光学的にクリアな支持層を、光吸収性の第一の表面に接着する工程をさらに包含する。
【００５２】
別の実施形態において、本発明は、光透過性フィルタを調製する方法に関し、この方法は、以下の工程を包含する：（１）第一の表面および第二の表面、ならびに第一の表面上の微細構造を有する、第一の透明フィルムを提供する工程；（２）微細構造を有する第一の表面および第二の表面を有する、第二の透明フィルムを提供する工程；（３）第一の表面および第二の表面を有する、光吸収性材料の層を提供する工程；（４）第一の透明フィルムの第一の表面の微細構造を、光吸収性層に、光吸収性層を通る光経路を形成するために充分な深さまで包埋する工程；ならびに（５）第一の透明フィルムの第二の表面を、第二の透明フィルムの第二の表面に積層する工程であって、これによって、第一の透明フィルムの微細構造が、第二の透明フィルムの微細構造と光学的に整列する、工程。積層する工程は、微細構造を包埋する工程の前または後に行われ得る。
【００５３】
図８ａ〜ｆは、光フィルタを作製する方法の実施形態の断面図である。図面にわたって、同じ構造体は、同じ番号を与えられる。透明層８０１が、エンボス加工されて、複数の微細構造８０２を形成する。透明フィルタ８０１が、成型層８０３および支持層８０４を備える保護支持体にプレスされる。成型層８０３は、透明層８０１に熱積層され、そして微細構造８０２が、成型層８０３に包埋され、これによって、微細構造表面が、引き続く処理工程による損傷から保護される。１つの実施形態において、透明層のＶｉｃａｔ軟化点が、成型層８０３のＶｉｃａｔ軟化点より高いことが望ましい。この成型層は、適切なＶｉｃａｔ軟化点を有する任意の熱可塑性ポリマーであり得る。この成型層が、透明層８０１と類似の性質のポリマーから構成される場合、シリコーンリリースライナーの層（例えば、感圧性接着剤ライナーのために使用される層）が、この層の分離の容易さを増強するために使用され得る。１つの実施形態において、成型層８０３は、ポリオレフィン（例えば、低密度、中密度、および高密度のポリメチレン、プロピレンまたはこれらの混合物）から構成される。成型層の低いＶｉｃａｔ軟化点は、この微細構造の表面に一致させるための軟化および／または融解による光フィルタの製造の間、この微細構造を保護することを補助する。調製の圧力および温度の下で、これらの微細構造は、成型層にプレスされる。
【００５４】
図８ｂは、透明層８０１の微細構造８０２が、成型層８０３にプレスされることを図示する。図８ｃにおいて、透明層８０１の第二の表面がエンボス加工されて、第二の複数の微細構造８０５を形成する。第二の複数の微細構造は、第一の複数の微細構造８０２と同じかまたは異なる大きさであり得る。図得８ｄは、クリアな支持層８０７上への光吸収性材料８０６の構築物からの、光フィルタの形成を図示する。微細構造８０５は、光吸収性材料８０６にプレスされて、光経路を形成する。図８ｅは、クリアな支持層８０７上の光吸収性材料８０６に包埋された微細構造８０５を有する、熱積層された構造体を図示する。微細構造８０２を有する光透過性層８０１は、支持層８０４上の成型層８０３に積層されたままである。図８ｆは、支持体８０４上の成型層８０３を除去して光フィルタを残すことによって、光フィルタを作製する最終工程を図示する。
【００５５】
図９ａ〜ｆは、光フィルタが透明層の後表面の微細構造上に適合性コーティングを備える、本発明の実施形態を図示する。透明層９０１は、エンボス加工されて、複数の微細構造９０２を形成する。透明フィルタ９０１は、成型層９０３および支持層９０４を備える、保護支持体にプレスされる。成型層９０３上に、層９０８がコーティングされ、この層は、適合性コーティングの組成を含む。上に適合性コーティング９０８を有する成型層９０３は、透明層９０１に熱積層され、そして微細構造９０２が、成型層９０３に包埋される。これによって、微細構造を有する表面が、引き続く処理工程の間に損傷されることから保護される。
【００５６】
図９ｂは、透明層９０１の微細構造９０２が成型層９０３にプレスされることを図示する。適合性層９０８は、微細構造の形状に適合する。図９ｃにおいて、透明層９０１の第二の表面が、エンボス加工されて、第二の複数の微細構造９０５を形成する。この第二の複数の微細構造は、第一の複数の微細構造９０２と同じかまたは異なる大きさであり得る。図９ｄは、クリアな支持層９０７上の光吸収性材料９０６の構築物からの、光フィルタの形成を図示する。微細構造９０５は、光吸収性材料９０６に、光吸収性材料９０６を通る光経路を形成するために十分な深さまでプレスされる。図９ｅは、クリアな支持層９０７上の光吸収製材料９０６に包埋された微細構造９０５を有する、熱積層された構造体を図示する。微細構造９０２を有する光透過性層９０１は、成型層９０３に積層されたままであり、適合性層９０８は、微細構造９０２に接着されている。図９ｆにおいて、支持層９０４および成型層９０３は、この構築物から除去される。この構築物の残りの部分は、光フィルタを構成する。
【００５７】
以下は、本発明の光フィルタの調製の実施例である。これらの実施例は、説明であり、そして本発明の範囲を限定するとは解釈されない。実施例ならびに本明細書および特許請求の範囲の他の箇所において他に示されない限り、温度は、℃であり、部および百分率は、重量により、そして圧力は、大気圧またはその近くである。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
衝撃修飾されたアクリル（例えば、Ｉｎｅｏｓ  Ａｃｒｙｌｉｃ製のＣＰ−９２７）の透明層の前面を、熱および圧力を用いて微細エンボス加工し、約７５ミクロンの直径を有する半球を形成する。この透明層の後面を、同時に、同じ直径の逆の半球（この半球が細長いことを除く）で微細エンボス加工する。細長い半球を含む表面を、熱および圧力を使用して、ポリエチレンテレフタレート上の低密度ポリエチレンコーティングの層からなる保護基材に積層する。前表面を、Ｍｏｒｔｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＧｍｂＨから市販されている熱可塑性ウレタンＳ−９８１５−０３（１０％の微細に分散したカーボンブラックを含有する）の不透明な層に積層し、その結果、各半球の頂点が、この層を通ってちょうど突出し、この透明層を通る光トンネルを形成する。この保護層を除去し、そしてこの構築物を、光学接着剤を使用して、細長い半球が露出されるように、ガラスのシートに積層する。
【００５９】
（実施例２）
ポリカーボネートの透明層の前面を、熱および圧力を用いて微細エンボス加工して、約７５ミクロンの直径を有する半球を形成する。この前表面を、Ｍｏｒｔｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＧｍｂＨから市販されている熱可塑性ウレタンＳ−９８１５−０３（１０％の微細に分散したカーボンブラックを含有する）の不透明な層に積層し、その結果、各半球の頂点が、この層を通ってちょうど突出し、この透明層を通る光トンネルを形成する。この構築物を、光学接着剤を使用して、ガラスのシートに積層する。半球を形成するように微細エンボス加工された表面を有するポリメチルメタクリレートの別の透明層を、このポリカーボネート層の後面に、光学接着剤を使用して、このポリメチルメタクリレート層の半球が露出するように、積層する。
【００６０】
本発明を、その好ましい実施形態に関して説明したが、本発明の種々の改変が、本明細書を読む際に、当業者に明らかになることが、理解されるべきである。従って、本明細書中に開示される本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲に入るような改変を網羅することが意図されることが、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、クリア支持層と接触した、第一の微細構造を有する表面を図示する、本発明の光透過性フィルタの中間の断面図である。
【図２】図２は、第一の微細構造を有する表面および第二の微細構造を有する表面を有する、本発明の光透過性フィルタの断面図である。
【図３】図３は、クリア支持層の前表面にレンズを備える、本発明の光透過性フィルタの断面図である。
【図４】図４は、第二の表面の微細構造が平面レンズを形成している、光透過性フィルタの三次元図である。
【図５】図５は、第二の表面の微細構造がバレルレンズを形成している、光透過性フィルタの三次元図である。
【図６】図６は、第一の表面の微細構造が円錐形構造体である、光透過性フィルタの断面図である。
【図７】図７は、第一の表面の微細構造が円柱形構造体である、光透過性フィルタの断面図である。
【図８】図８ａ〜８ｆは、光透過性フィルタを作製する１つの実施形態の断面図である。
【図９】図９ａ〜９ｆは、第二の微細構造を有する表面上に、光学的にクリアな適合性コーティングを有する、光透過性フィルタを作製する１つの実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2006520017.tif 000014