JP2023149499A - 光学部材および光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】光をより均一に取り出し得る光抽出層を有する光学部材を提供する。【解決手段】光学部材１は、多孔質構造を有する第１の領域１２を含む第１の層１０を有する。第１の層１０は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域１４をさらに含む。第２の領域１４は、離散的に配置された複数の島状領域１４ａを含む。島状領域１４ａの等周長円相当径は１０００μｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、光学部材および光学素子に関する。

導光層から光を取り出す方法として、屈折率の異なる２つの領域を有する光抽出層を利用する方法が知られている。このような光抽出層は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１には、基材上にナノボイド化ポリマー材料を印刷法により所定のパターンで付与した後、ナノボイド化ポリマー材料が存在していない領域を、ナノボイド化ポリマー材料よりも高い屈折率を有する接着剤等で充填することによって、低屈折率領域と高屈折率領域とを含む光抽出層を形成する方法が開示されている。

なお、本明細書においては、特許文献１における光抽出層を「光結合層」ということがある。また、特許文献１における「光を抽出する」ことを「光を取り出す」または「光を結合させる」ということがある。

特許第６５４１５７１号公報

低屈折率領域と高屈折率領域とを含む光抽出層を有する光学素子では、光源から出射して導光層の端面から導光層内に入射した光を、光抽出層により取り出すことができる。光学素子の用途によっては、取り出される光の光量（輝度）を、光源からの距離によらず均一にすることを求められる場合がある。しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献１に開示されている方法により形成された光抽出層では、光量（輝度）を均一にするのが難しいことがわかった。

本発明の実施形態は、光をより均一に取り出し得る光抽出層を有する光学部材を提供することを目的とする。

本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。

［項目１］
多孔質構造を有する第１の領域を含む第１の層を有する光学部材であって、
前記第１の層は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域をさらに含み、
前記第２の領域は、離散的に配置された複数の島状領域を含み、
前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は１０００μｍ以下である、光学部材。

［項目２］
前記第１の層において１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を単位領域と呼ぶとき、
前記第１の層は、前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが０．１%以上５０％以下の単位領域を含む、項目１に記載の光学部材。

［項目３］
前記複数の島状領域のピッチは、５０００μｍ以下である、項目１または２に記載の光学部材。

［項目４］
前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが、前記第１の層の層面内で一側から他側に向かうにつれて変化する、項目１から３のいずれか１項に記載の光学部材。

［項目５］
前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第２の層をさらに有する、項目１から４のいずれか１項に記載の光学部材。

［項目６］
前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第３の層であって、前記第１の層に対して前記第２の層と反対側に位置する第３の層をさらに有する、項目５に記載の光学部材。

［項目７］
前記第１の領域と前記第２の領域との界面の、前記第１の層の層法線方向に対する勾配角が０°以上６０°以下である、項目１から６のいずれか１項に記載の光学部材。

［項目８］
前記第１の領域の屈折率をｎ_１、前記第２の領域の屈折率をｎ_２としたとき、ｎ_１＜ｎ_２である、項目１から７のいずれか１項に記載の光学部材。

［項目９］
ｎ_１が１．３０以下であり、ｎ_２が１．４３以上である、項目８に記載の光学部材。

［項目１０］
前記第１の領域は、シリカ多孔体を含む、項目１から９のいずれか１項に記載の光学部材。

［項目１１］
項目１から１０のいずれか１項に記載の光学部材と、
導光層と、
を有する、光学素子。

［項目１２］
前記光学部材に対して前記導光層とは反対側に配置された方向変換層をさらに有する、
項目１１に記載の光学素子。

本発明の実施形態によると、光をより均一に取り出し得る光抽出層を有する光学部材を提供することができる。

本発明の実施形態による光学部材１を有する光学素子１００を模式的に示す断面図である。 光学部材１（光学素子１００）が有する第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置例を示す平面図である。 第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の他の例を示す平面図である。 本発明の実施形態による光学部材１を有する他の光学素子２００を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 賦形フィルム７２を模式的に示す平面図である。 賦形フィルム７２を模式的に示す断面図であり、図５Ａ中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面を示している。 比較例１～３の光学部材８０１を模式的に示す断面図である。 光学部材８０１の製造方法を説明するための図である。 光学部材８０１の製造方法を説明するための図である。 光学部材８０１を有する光学素子８００を模式的に示す断面図である。 グラビア印刷法を用いる場合に発生する塗工液ＣＬの濡れ広がりを模式的に示す図である。 グラビア印刷法を用いて設計開口率２５％で形成された第１の層８１０を有する光学部材８０１の光学顕微鏡像である。 レーザリフトオフ法を用いて設計開口率３０％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。 レーザリフトオフ法を用いて設計開口率１％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。 比較例１の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域８１２の側面近傍を示している。 実施例３の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域１２の側面近傍を示している。 実施例３の断面ＳＥＭ像であり、図１４の一部を拡大したものである。 第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θの定義を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の実施形態は、以下の説明で例示するものに限定されない。

［光学部材の構成］
本発明の実施形態による光学部材は、例えば、導光層を伝搬する光を、導光層の主面から取り出すこと、または、導光層の主面に接するように配置された光学部材へと導くことができる。導光層を伝搬する光を導光層の主面に接するように配置された光学部材に導くことを、光学的に結合させるといい、そのように作用する層を光結合層という。以下に説明する光学部材は、例えば、国際公開第２０２２／０２５０６７号に記載の導光部材が有する光結合層として好適に用いられる。国際公開第２０２２／０２５０６７号に記載されているように、光結合層は、導光層と方向変換層との間に設けられ得る。方向変換層は、例えば、内部全反射によって光を方向変換層の主面側に向ける界面を形成する複数の内部空間を有する。このような内部空間を有する方向変換層は、例えば、国際公開第２０１９／０８７１１８号に開示された配光構造体であってもよい。また、方向変換層は、公知のプリズムシートであってもよい。国際公開第２０２２／０２５０６７号および国際公開第２０１９／０８７１１８号の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。

図１は、本発明の実施形態による光学部材１を有する光学素子１００を模式的に示す断面図である。光学素子１００は、図１に示すように、光学部材１と、導光層５０とを有する。

光学部材１は、第１の層１０と、第１の層１０を介して互いに対向する第２の層２０および第３の層３０と、第１の層１０、第２の層２０および第３の層３０を支持する基材層４０とを有する。

第２の層２０および第３の層３０は、それぞれ第１の層１０に層法線方向に隣接しており、第３の層３０は、第１の層１０に対して第２の層２０とは反対側に位置している。第２の層２０および第３の層３０のそれぞれは、接着性を有する接着剤層である。以下では、第２の層２０を「第１接着剤層」と呼び、第３の層３０を「第２接着剤層」と呼ぶことがある。図示している例では、第１接着剤層２０は、第１の層１０と導光層５０との間に設けられており、第２接着剤層３０は、第１の層１０と基材層４０との間に設けられている。

第１の層１０は、多孔質構造を有する第１の領域１２と、多孔質構造を有しない第２の領域１４とを含む。第２の領域１４には、接着剤が充填されている。より具体的には、第２の領域１４は、第１接着剤層２０と同じ材料および／または第２接着剤層３０と同じ材料を含む。また、第２の領域１４は、離散的に配置された複数の島状領域１４ａを含む。複数の島状領域１４ａのそれぞれの等周長円相当径は、実施例を示して後述するように、１０００μｍ以下である。

第１の領域１２の屈折率をｎ_１、第２の領域１４の屈折率をｎ_２、第２の層（第１接着剤層）２０の屈折率をｎ_３としたとき、ｎ_１＜ｎ_２で、かつ、ｎ_１＜ｎ_３である。第１の領域１２の屈折率ｎ_１は、例えば１．３０以下である。第２の領域１４の屈折率ｎ_２および第１接着剤層２０の屈折率ｎ_３は、それぞれ例えば１．４３以上である。また、第３の層（第２接着剤層）３０の屈折率をｎ_４としたとき、ｎ_１＜ｎ_４である。第２の領域１４の屈折率ｎ_２、第１接着剤層２０の屈折率ｎ_３および第２接着剤層３０の屈折率ｎ_４は、実質的に同じであり得る。

多孔質構造を有する第１の領域１２は、例えばシリカ多孔体で形成され得る。シリカ多孔体の空隙率は、０％超１００％未満である。シリカ多孔体の空隙率は、低い屈折率を得るためには、４０％以上が好ましく、５０％以上がさらに好ましく、５５％以上がより好ましい。空隙率の上限は、特に制限されないが、強度の観点からは、９５％以下が好ましく、８５％以下がさらに好ましい。シリカ（シリカ多孔体のマトリクス部分）の屈折率は、例えば１．４１以上１．４３以下である。

本願明細書において、「接着剤」は、感圧接着剤（粘着剤とも呼ぶ）を含む意味で用いる。第２の領域１４、第１接着剤層２０および第２接着剤層３０のそれぞれを形成するための接着剤の具体例としては、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤が挙げられる。これらの接着剤は単独で用いられてもよいし、２種以上を組み合わせて用いられてもよい。

第１の領域１２と第２の領域１４とを所定のパターンで配置することによって、光結合層（光抽出層）として機能する第１の層１０が得られる。光結合層は、２つの光学層の間、例えば導光層と方向変換層との間に配置され、導光層を伝搬する光の一部を方向変換層へ導く。方向変換層は、例えば、伝搬する光に層法線方向の成分を与える界面（または表面）を有する。方向変換層は、例えばプリズムシートであり得る。

上述した構成を有する光学素子１００は、以下のように機能する。

図１中には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示している。ここで、光学素子１００の各層は、ＸＹ面に平行な主面を有しているとする。導光層５０の受光端面（不図示）に向けて光源ＬＳから出射された光は、導光層５０内をＹ方向に伝搬する（導波光Ｌ_Ｐ）。導光層５０内に入射した光の一部は、第１の層１０、第２の層２０および第３の層３０によって基材層４０に光学的に結合され（取り出され）、Ｚ方向に出射される（出射光Ｌ_Ｅ）。もちろん、光の伝搬方向はＹ方向からばらつき（分布）を有しており、光の出射方向もＺ方向からばらつき（分布）を有している。

導光層５０内を伝搬する光Ｌ_Ｐのうち、第２の層２０と第１の層１０の第１の領域１２との界面に入射した光は、内部全反射される。これに対し、第２の層２０と第１の層１０の第２の領域１４との界面に入射した光は、内部全反射されることなく、第１の層１０の第２の領域１４、第３の層３０および基材層４０を通過し、光学素子１００から出射される。

第１の層１０の第１の領域１２および第２の領域１４の層面（ＸＹ面に平行な面）内における配置を調整することによって、光学部材１によって導光層５０から取り出される（基材層４０と結合される）光の配光分布（出射強度分布、出射角度分布など）を制御することができる。第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置は、要求される配光分布に応じて適宜設定される。

図２Ａは、第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の例を示す図である。図２Ａに示す例では、第１の層１０において、複数の円形の島状領域１４ａが離散的に配置されている。島状領域１４ａの直径は、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下である。また、Ｘ方向に隣接する島状領域１４ａのピッチＰｘ、Ｙ方向に隣接する島状領域１４ａのピッチＰｙは、それぞれ独立に、例えば、２μｍ以上５０００μｍ以下である。ピッチＰｘ、Ｐｙは、それぞれＸ方向およびＹ方向に隣接する島状領域１４ａの中心（面積重心）間の距離である。

図２Ｂは、第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の他の例を示す図である。図２Ｂに示す例においても、複数の円形の島状領域１４ａが離散的に配置されている。図２Ｂに示す例では、複数の島状領域１４ａのピッチＰｙが、Ｙ方向に沿って（図中左側から右側に向かうにつれて）減少する。つまり、複数の島状領域１４ａの配置密度が、Ｙ方向に沿って増大する。さらに言い換えると、図２Ｂに示す例では、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率ＰがＹ方向に沿って増大する。これは、図２Ｂおける左側に配置された光源（不図示）から導光層に入射し、Ｙ方向に伝搬する光を、光源からの距離に関わらず均一にＺ方向に出射させるためである。なお、以下では、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率Ｐを、第１の層１０の「開口率」と呼ぶこともある。

第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置は、種々に改変され得る。また、島状領域１４ａの形状は、例示した円形に限られず、種々の形状であり得る。

島状領域１４ａの形状や寸法、第１の層１０の開口率Ｐは、光学部材１（光学素子１００）が用いられる目的および用途に応じて適宜変更され得る。例えば、透明性などの良好な視認性が求められる場合、島状領域１４ａの個々の長径が２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。例えば図２Ａおよび図２Ｂに示したように島状領域１４ａが円形である場合、円の直径が２００μｍ以下であることが好ましい。島状領域１４ａの長径が２００μｍ以下であることにより、モバイルディスプレイや小型サイネージ等の、比較的近い距離で光学部材１を備えた機器が観察される用途において、島状領域１４ａが視認されることを抑制することができる。島状領域１４ａが円形でない場合には、島状領域１４ａの寸法は、例えば等周長円相当径（島状領域１４ａの周長に等しい円周をもつ円の直径）で評価することができる。従って、島状領域１４ａの等周長円相当径は、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましいと言える。

本発明の実施形態による光学部材（およびそれを有する光学素子）は、上述した第１の層１０を少なくとも含んでいればよく、種々の改変が可能である。

図３に、本発明の実施形態による光学部材１を有する他の光学素子２００を示す。図３に示す光学素子２００は、複数の内部空間ＩＳを有する配光制御構造をさらに有する点において、図１に示した光学素子１００と異なっている。

図示している例では、複数の内部空間ＩＳを有する配光制御構造は、基材層４０上に設けられた方向変換層７０に形成されている。方向変換層７０は、複数の凹部７４を有する主面を有する賦形フィルム７２と、賦形フィルム７２と基材層４０との間に配置された接着剤層７６とから構成されている。配光制御構造の複数の内部空間ＩＳは、賦形フィルム７２の複数の凹部７４と接着剤層７６とによって規定され、基材層４０内を伝搬する光の一部を内部全反射（ＴＩＲ）によって光出射面側に向ける界面を形成する。

上述したように、本発明の実施形態による光学部材１では、第１の層１０の島状領域１４ａのサイズ（等周長円相当径）が１０００μｍ以下であるので、第１の層１０に開口率Ｐが低い部分を含ませることが容易であり、そのことによって、取り出される光の均一性を向上させ得る。これに対し、特許文献１に開示されている方法では、高屈折領域を小さなサイズで形成することが難しく、比較例を示して後述するように、高屈折領域の光抽出層に占める面積率（開口率）を低くすることが難しい。図２Ｂを参照しながら説明したことからも理解されるように、光源からの距離によらず光量（輝度）を均一にするためには、光抽出層が開口率の比較的低い部分を含む必要があるが、特許文献１に開示されている方法では、そのような光抽出層を得ることが難しい。

［光学部材の製造方法］
本発明の実施形態による光学部材１は、以下に説明する製造方法により好適に製造され得る。

光学部材１の好適な製造方法は、基材に支持された多孔質層を用意する工程Ａと、多孔質層にレーザ光を照射することによって、多孔質層の一部の領域を除去する工程Ｂであって、除去される一部の領域は、離散的な複数の島状領域を含む、工程Ｂと、工程Ｂの後、多孔質層上に第１接着剤層を配置する工程Ｃとを包含する。この製造方法によれば、後述するように、島状領域１４ａのサイズが十分に小さく、かつ、第１の層１０が開口率Ｐの十分に低い部分を含む光結合層（光抽出層）を有する光学部材１が得られる。

光学部材１の好適な製造方法は、工程Ｃの後、多孔質層から基材を剥離する工程Ｄと、工程Ｄの後、多孔質層の第１接着剤層とは反対側に第２接着剤層を配置する工程Ｅとをさらに包含してもよい。

図４Ａ～図４Ｆを参照しながら、光学部材１の製造方法の具体例を説明する。

まず、図４Ａに示すように、基材４０Ｔに支持された、多孔質構造を有する層（多孔質層）１０Ｐを用意する。例えば、基材４０Ｔ上に多孔質層１０Ｐを形成する。基材４０Ｔは、樹脂から形成されたフィルムであり得る。基材４０Ｔとして、例えば、ポリイミド（ＰＩ）フィルムまたは黒色のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。多孔質層１０Ｐは、例えば、後に例示する方法によって形成することができる。

図示している例では、基材４０Ｔ上には剥離層２が設けられており、多孔質層１０Ｐは、剥離層２上に形成される。剥離層２は、多孔質層１０Ｐに対する剥離性が高い材料（例えばシクロオレフィンポリマー）から形成される。剥離層２は、レーザ光吸収性を付与されていてもよい。なお、剥離層２は、省略されてもよい。剥離層２が設けられていると、後述する多孔質層１０Ｐの転写（図４Ｅに示す工程）をいっそう容易に行うことができる。

次に、図４Ｂに示すように、多孔質層１０Ｐにレーザ光ＬＢを照射することによって、多孔質層１０Ｐの一部の領域を除去（剥離）する。つまり、この工程では、レーザリフトオフ法により、多孔質層１０Ｐが部分的に除去される。このとき、除去される一部の領域は、離散的な複数の島状領域１０ａを含む。

レーザ光ＬＢとして、紫外線レーザ光を好適に用いることができる。紫外線レーザ光以外のレーザ光（例えば赤外線レーザ光）を用いることもできるが、紫外線レーザ光を用いることにより、多孔質層１０Ｐの除去を微細なパターンであっても好適に行うことができる。紫外線レーザ光の波長範囲は、１５０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源、ＸｅＣＬエキシマレーザ光源およびＸｅＦエキシマレーザ光源から、それぞれ波長１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍおよび３５１ｎｍのレーザ光が得られる。

多孔質層１０Ｐの除去に必要な光照射量は、照射する光の強度、照射時間などを調節することによって適切に設定し得る。また、用いるレーザ光ＬＢの波長範囲に応じて、基材４０Ｔの光吸収係数を適切に設定することにより、多孔質層１０Ｐの除去を好適に行うことができる。具体的には、用いるレーザ光ＬＢに対する基材４０Ｔの光吸収係数が５００ｃｍ^－１以上であることが好ましい。例えば、レーザ光ＬＢとして波長３５５ｎｍの紫外線レーザ光を用いる場合、波長３５５ｎｍの光に対する基材４０Ｔの光吸収係数は、５００ｃｍ^－１以上であることが好ましい。基材４０Ｔの厚さをＬ、入射光の強度から反射光の強度を差し引いた光強度をＩ_０、基材４０Ｔを通過した後の光の強度をＩとすると、光吸収係数αは、－αＬ＝ｌｏｇ_１０（Ｉ／Ｉ_０）の関係（ランベルト・ベール式から導出される）を満足する。

レーザ光（ビーム）ＬＢの光強度分布は、例えば、ガウシアン型またはトップハット型である。レーザ光ＬＢの光強度分布がトップハット型であると、レーザ光ＬＢの照射により与えられるエネルギーを照射領域内において均一にしやすい。

ビーム形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよい。対物レンズ等の集光光学系を用いて、集光してもよい。ビーム形状が円形である場合、焦点径（スポット径）は、例えば１μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、２０μｍ以上１２０μｍ以下の範囲がさらに好ましい。

短時間でパターン形成を行う観点からは、パルスレーザを用いることが好ましく、ナノ秒からマイクロ秒オーダーのパルス幅を有するレーザを用いることが好ましい。パルスレーザ光の繰り返し周波数は特に限定されないが、生産性の観点からは高いほど好ましく、１０ｋＨｚ～５０００ｋＨｚの範囲で適宜調整可能である。

上記の諸要件を満たすレーザ発振器の種類としては、エキシマレーザの他、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザなどが挙げられる。

レーザ光ＬＢの照射条件は、任意の適切な条件に設定され得るが、エネルギー密度が例えば０．１Ｊ／ｃｍ^２以上５Ｊ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。

所望のパターン処理を高速に実施する観点で、ガルバノスキャナまたはポリゴンスキャナ、もしくはそれらを組み合わせたスキャナユニットを用いることが好ましい。このようなスキャナユニットを用いることで、レーザ光のスキャン方向において、スキャン速度０．０１ｍ／秒～１７０ｍ／秒の範囲でパターン形成が可能となる。パターンのピッチは、スキャン速度に合わせてレーザーパルスの繰り返し周波数を調整することにより任意に設定可能であり、例えば、１０μｍ～５００μｍの範囲で設定できる。

スキャン方向と垂直方向のパターンピッチは、スキャナユニットと被照射物の相対的な位置関係を制御することによって適宜調整できる。このような制御は、駆動軸を有する精密ステージを用いて、例えば、枚葉の被照射物をステージ面に吸着固定して、スキャン方向と垂直方向に一定間隔で送りながらレーザ光照射することによって所望のピッチでパターンを形成することができる。あるいは、巻き回された長尺の原反をロールトゥロール搬送方式にて間欠または連続搬送しているところに、スキャナユニットを用いてパターン形成することもできる。

続いて、図４Ｃに示すように、多孔質層１０Ｐ上に第１接着剤層２０を配置する。具体的には、剥離シート６１上に形成された第１接着剤層２０を多孔質層１０Ｐ上に貼り付ける。

次に、図４Ｄに示すように、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔを剥離する。図示している例では、基材４０Ｔ上には剥離層２が形成されているので、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離層２ごと剥離される。

続いて、図４Ｅに示すように、多孔質層１０Ｐの第１接着剤層２０とは反対側に第２接着剤層３０を配置する。具体的には、剥離シート６２上に形成された第２接着剤層３０を第１の層１０上に貼り付ける。このとき、多孔質層１０Ｐが残存している領域が第１の領域１２となる。また、多孔質層１０Ｐが除去された複数の島状領域１０ａに、図４Ｃに示した工程において第１接着剤層２０から接着剤が入り込むこと、および／または、図４Ｅに示した工程において第２接着剤層３０から接着剤が入り込むことによって、各島状領域１０ａが第２の領域１４（島状領域１４ａ）となる。このようにして、第１の領域１２および第２の領域１４を含む第１の層１０が得られる。なお、多孔質層１０Pと第１接着剤層２０との間、および／または多孔質層１０Pと第２接着剤層３０との間には、接着剤成分が多孔質層１０Ｐに浸透するのを抑制するためのバリア層があってもよい。

次に、図４Ｆに示すように、剥離シート６２を剥がし、第２接着剤層３０に基材層４０を貼り付けることによって、光学部材１が得られる。また、その後、剥離シート６１を剥がし、第１接着剤層２０に導光層５０を貼り付けることによって、光学素子１００が得られる。

なお、ここでは、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離される（言い換えると多孔質層１０Ｐが基材４０Ｔから剥離シート６１と第１接着剤層２０との積層体に転写される）例を説明したが、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されず（つまり基材４０Ｔを転写基材として機能させず）、基材４０Ｔが光学部材（光学素子）の一部として機能してもよい。その場合には、図４Ｃに示す工程において、複数の島状領域１０ａが第１接着剤層２０から入り込む接着剤によって完全に埋められてよい。また、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されない場合、基材４０Ｔの多孔質層１０Ｐとの反対側に第２接着剤層３０が積層されてもよい。上述した製造方法が、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔを剥離する工程Ｄを含んでいると、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されない場合に比べ、基材４０Ｔが残らない分だけ光学部材（光学素子）の厚さを小さくし得る。

上述した製造方法（少なくとも工程Ａ、ＢおよびＣを含む）によれば、島状領域１４ａのサイズが十分に小さく、かつ、第１の層１０が開口率Ｐの十分に低い部分を含む光結合層（光抽出層）を有する光学部材１を製造することができる。以下、このことを検証した結果を、実施例１～８および比較例１～３を示して説明する。

［実施例１］
（１）基材の用意および剥離層の形成
基材４０Ｔとして、厚さ５０μｍの黒色ＰＥＴフィルム（東レ社製ルミラー Ｘ３０）を用意し、その上に以下のようにして剥離層２を形成した。

剥離層２を形成するための塗工液（剥離層形成用塗工液）の調整は、エチルシクロヘキサン中にシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＥＸ Ｆ５２Ｒ）を８質量％になるように投入し、常温下においてスターラーでＣＯＰが目視で溶解するまで攪拌および混合することによって行った。また、黒色ＰＥＴフィルムの片面に、剥離層形成用塗工液がはじかれることを抑制する目的で、コロナ処理（放電度０．２２Ｗ／ｃｍ^２）を施した。黒色ＰＥＴフィルムのコロナ処理が施された面に剥離層形成用塗工液を塗布し、その後１２０℃で３分間乾燥を行って厚さが８００ｎｍの剥離層２を形成した。

（２）多孔質層の形成
多孔質層１０Ｐ（第１の層１０の第１の領域１２）形成用塗工液の調製を以下のようにして行った。

（２－１）ケイ素化合物のゲル化
２．２ｇのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に、ゲル状ケイ素化合物の前駆体であるメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）を０．９５ｇ溶解させて混合液Ａを調製した。この混合液Ａに、０．０１ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸水溶液を０．５ｇ添加し、室温で３０分撹拌を行うことでＭＴＭＳを加水分解して、トリス（ヒドロキシ）メチルシランを含む混合液Ｂを生成した。

５．５ｇのＤＭＳＯに、２８質量％のアンモニア水０．３８ｇ、および純水０．２ｇを添加した後、さらに、上記混合液Ｂを追添し、室温で１５分撹拌することで、トリス（ヒドロキシ）メチルシランのゲル化を行い、ゲル状ケイ素化合物（ポリメチルシルセスキオキサン）を含む混合液Ｃを得た。

（２－２）熟成処理
上記のように調製したゲル状ケイ素化合物を含む混合液Ｃを、そのまま、４０℃で２０時間インキュベートして、熟成処理を行った。

（２－３）粉砕処理
つぎに、上記のように熟成処理したゲル状ケイ素化合物を、スパチュラを用いて数ｍｍ～数ｃｍサイズの顆粒状に砕いた。次いで、混合液Ｃにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を４０ｇ添加し、軽く撹拌した後、室温で６時間静置して、ゲル中の溶媒および触媒をデカンテーションした。同様のデカンテーション処理を３回行うことにより、溶媒置換し、混合液Ｄを得た。次いで、混合液Ｄ中のゲル状ケイ素化合物を粉砕処理（高圧メディアレス粉砕）した。粉砕処理（高圧メディアレス粉砕）は、ホモジナイザー（エスエムテー社製：商品名ＵＨ－５０）を使用し、５ｃｃのスクリュー瓶に、混合液Ｄ中のゲル状化合物１．８５ｇおよびＩＰＡを１．１５ｇ秤量した後、５０Ｗ、２０ｋＨｚの条件で２分間の粉砕を行った。

この粉砕処理によって、上記混合液Ｄ中のゲル状ケイ素化合物が粉砕されたことにより、該混合液Ｄ’は、粉砕物のゾル液となった。混合液Ｄ’に含まれる粉砕物の粒度バラツキを示す体積平均粒子径を、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計（日機装社製ＵＰＡ－ＥＸ１５０型）にて確認したところ、０．５０～０．７０であった。さらに、このゾル液（混合液Ｃ’）０．７５ｇに対し、光塩基発生剤（和光純薬工業株式会社：商品名ＷＰＢＧ２６６）の１．５質量％濃度ＭＥＫ（メチルエチルケトン）溶液を０．０６２ｇ、ビス（トリメトキシシリル）エタンの５％濃度ＭＥＫ溶液を０．０３６ｇの比率で添加し、多孔質層形成用塗工液を得た。多孔質層形成用塗工液は、シルセスキオキサンを基本構造として含むシリカ多孔体を含有している。

剥離層２上に多孔質層形成用塗工液を、乾燥後の塗工膜の厚さが７００ｎｍとなるように塗布して塗工膜を形成した。塗工膜を１分間静置した後、１００℃で２分間乾燥させた。乾燥後の塗工膜に、波長３６０ｎｍの光を用いて３００ｍＪ／ｃｍ^２の光照射量（エネルギー）でＵＶ照射し、黒色ＰＥＴフィルム上に剥離層２および多孔質層１０Ｐ（シリカ微細孔粒子同士の化学的結合によるシリカ多孔体）が形成された積層体を得た。多孔質層１０Ｐの屈折率は１．１５であった。

（３）レーザリフトオフ法による多孔質層の部分的除去
得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。なお、「加工」の欄に記載されている「１ショット」は、レーザ光の１回の照射（つまり１回の加工）により設計パターン径の島状領域を形成することを意味している。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：１５０μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：１ショット

（４）光学素子の作製
上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、図３に示した光学素子２００と同様の構成を有する光学素子を作製した。第２の層（第１接着剤層）２０および第３の層（第２接着剤層）３０は、アクリル系接着剤を用いて１０μｍの厚さを有するように形成した。基材層４０としては、アクリル系樹脂から形成されたフィルムを用い、方向変換層７０を構成する接着剤層（基材層４０と賦形フィルム７２とを接着する接着剤層）７６は、ポリエステル系接着剤を用いて形成した。

第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３４．９％であった。

賦形フィルム７２として、特表２０１３－５２４２８８号公報に記載の方法にしたがって凹凸賦形フィルムを製造した。具体的には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）フィルムの表面をラッカー（三洋化成工業社製ファインキュアー ＲＭ－６４）でコーティングし、当該ラッカーを含むフィルム表面上に光学パターンをエンボス加工し、その後ラッカーを硬化させることによって凹凸賦形フィルムを製造した。凹凸賦形フィルムの総厚さは１３０μｍであり、ヘイズ値は０．８％であった。

図５Ａおよび図５Ｂに、製造された凹凸賦形フィルム７２の一部を示す。図５Ａは、凹凸賦形フィルム７２を、複数の凹部７４を有する主面（凹凸面）側から見た平面図であり、図５Ｂは、図５Ａ中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面図である。複数の凹部７４のＸ方向における配置間隔Ｅは１５５μｍであり、Y方向における配置間隔Ｄは１００μｍであった。各凹部７４の断面は三角形状であり、各凹部７４の長さＬは８０μｍ、幅Ｗは１４μｍ、深さＨは１０μｍであった。凹凸賦形フィルム７２の表面における凹部７４の密度は、３６１２個／ｃｍ^２であった。図５Ｂにおける角θａおよびθｂはいずれも４１°であり、凹凸賦形フィルム７２を凹凸面側から平面視した際の凹部７４の占有面積率は４．０５％であった。

［実施例２］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：１０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：１ショット

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、０．７９％であった。

［実施例３］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：１３０μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：１ショット

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、４６．５％であった。

［実施例４］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：２００μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：１ショット

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、１９．６％であった。

［実施例５］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。なお、「加工」の欄に記載されている「スパイラル」は、設計パターン径の島状領域を形成するために、レーザ光照射位置をサークル状に移動させてレーザ光の照射を複数回行うことを意味している。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：５０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：スパイラル（６００ｍｍ／ｓでスキャン）

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１０００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３．１４％であった。

［実施例６］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ８０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：５０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．９１３Ｗ
パルスエネルギー：７３μＪ
加工：スパイラル（６００ｍｍ／ｓでスキャン）

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径５００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、０．７９％であった。

［実施例７］
実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
波長：３５５ｎｍ
スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
ビーム強度分布：ガウシアン
集光スポットサイズ：φ４０μｍ
繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
パターンピッチ：２００μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．５Ｗ
パルスエネルギー：４０μＪ
加工：１ショット

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径５０μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、４．９１％であった。

［実施例８］
基材４０Ｔとして、厚さ３０μｍのアクリル系樹脂フィルムを用意し、その上に、剥離層２を形成することなく、実施例１と同様にして多孔質層１０Ｐを形成した。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
レーザ発振器：Ｍｌａｓｅ社製エキシマレーザ
波長：１９３ｎｍ
スキャナ：レーザ固定でＸＹステージを制御
ビーム強度分布：トップハット
集光スポットサイズ：φ１００μｍ
繰り返し周波数：０．１ｋＨｚ
パターンピッチ：１５０μｍ（パターン配列は正方格子状）
パターン加工エリア：□１０ｍｍ
パワー：０．００１２Ｗ
パルスエネルギー：１２μＪ

上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１とほぼ同様にして光学素子を作製した。ただし、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔの剥離は行わず、基材４０Ｔを基材層４０とした。第３の層（第２接着剤層）３０は省略された格好となる。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３４．９％であった。

［比較例１］
特許文献１に開示されているように、グラビア印刷法を用いて光抽出層を形成し、図６に示す光学部材８０１を以下のようにして作製した。

（１）光学部材８０１の構成
光学部材８０１は、第１の層８１０と、第１の層８１０に層法線方向に隣接する第２の層８２０とを有する。第１の層８１０は、多孔質構造を有する第１の領域８１２と、多孔質構造を有しておらず、接着剤が充填されている第２の領域８１４とを含み、光抽出層として機能する。第２の層８２０は、接着性を有する接着剤層である。光学部材８０１は、さらに、第１の層８１０を支持する基材層８４０と、第２の層８２０の、第１の層８１０とは反対側に配置された剥離シート８６１とを有する。

光学部材８０１を作製する際、まず、基材層８４０上に、多孔質構造を有する材料をグラビア印刷法を用いて所定のパターンで付与することによって、第１の層８１０の第１の領域８１２を形成し、図７Ａに示すような積層体（第１の積層体）８０１Ａを得る。また、それとは別途に、図７Ｂに示すような、第２の層（接着剤層）８２０および剥離シート８６１が積層された積層体（第２の積層体）８０１Ｂを用意する。その後、第１の積層体８０１Ａと第２の積層体８０１Ｂとを重ね合わせることによって、光学部材８０１が得られる。このとき、多孔質構造を有する材料が付与されていない領域（第１の領域８１２が形成されていない領域）に第２の層８２０から接着剤が充填されることによって、第１の層８１０の第２の領域８１４が形成される。

（２）第１の積層体の作製
実施例１と同様にして、多孔質層（第１の層８１０の第１の領域８１２）形成用塗工液の調製を行った。得られた塗工液の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ（角周波数０．６３ｒａｄ／ｓ）であった。基材層８４０として、厚さ３０μｍのアクリル系樹脂フィルムを用意し、その上に、この塗工液を、グラビア印刷法により所定のパターンで付与した。グラビアロールとして、直径１２０ｍｍ、幅１００ｍｍの鉄製ロールの表面にＣｒメッキが施されたものを用いた。グラビアロールへの製版パターンは、円形のセルの直径が５０μｍ、セルの深さが２０μｍ、セルピッチが１５０μｍであり、開口率（第１の層８１０における第２の領域８１４の面積率）の設計値が９１％となるものを用いた。印刷速度１５ｍ／ｍｉｎ、圧胴ニップ圧０．８ＭＰａで印刷を行った。

印刷後の塗工膜を１分間静置した後、１００℃で２分間乾燥させた。乾燥後の塗工膜に、波長３６０ｎｍの光を用いて３００ｍＪ／ｃｍ^２の光照射量（エネルギー）でＵＶ照射し、アクリル系樹脂フィルム上に第１の領域８１２が形成された第１の積層体８０１Ａを得た。

（３）光学部材・光学素子の作製
得られた第１の積層体８０１Ａを用いて、光学部材８０１を作製した。第２の積層体８０１Ｂの剥離シート８６１として離型処理を施したＰＥＴフィルムを用い、第２の層（接着剤層）８２０は、アクリル系接着剤を用いて１０μｍの厚さを有するように形成した。

得られた光学部材８０１を用い、図８に示す光学素子８００を作製した。光学素子８００は、光学部材８０１の剥離シート８６１を剥がして第２の層８２０に導光層８５０を貼り付けるとともに、基材層８４０の第１の層８１０とは反対側に複数の内部空間ＩＳを含む方向変換層８７０を配置する（具体的には基材層８４０に接着剤層８７６を介して賦形フィルム８７２を貼り付ける）ことによって作製した。接着剤層８７６は、ポリエステル系接着剤を用いて形成した。複数の凹部８７４を有する賦形フィルム８７２は、実施例１で用いた賦形フィルム７２と同様にして製造した。

第１の層８１０の第１の領域８１２は、離散的に形成された複数の島状領域を含み、個々の島状領域は、ほぼ円形（直径１０５μｍ）であった。第１の層８１０の第２の領域８１４は、格子状に連続した形状（島状領域のサイズは規定できない）であった。第２の領域８１４が第１の層８１０に占める面積率（開口率）の実測値は、６２．０％であった。

［比較例２］
比較例１とほぼ同様にして、光学素子８００を作製した。ただし、グラビアロールへの製版パターンのセルピッチを１００μｍとし、開口率の設計値を８０％とした。得られた光学素子８００では、第１の層８１０において第１の領域８１２がベタ状に形成されており、第２の領域８１４がほとんど存在しなかった。

［比較例３］
比較例１とほぼ同様にして、光学素子８００を作製した。ただし、多孔質層形成用塗工液に対し、６０℃のオーブンで乾燥処理を行って溶媒の一部を除去し、塗工液の粘度を２．０Ｐａ・ｓ（角周波数０．６３ｒａｄ／ｓ）とした。塗工液の粘度が高かったため、グラビア印刷法による第１の領域８１２の形成をうまく行うことができなかった。

［実施例・比較例の総括］
表１に、実施例１～８および比較例１～３について、パターン形成の可否、第２の領域１４の島状領域１４ａのサイズ（ここでは島状領域１４ａがほぼ円形であるので直径）および開口率Ｐの実測値を示す。

表１からわかるように、実施例１～８のいずれについても、パターン形成が可能であり、また、開口率Ｐを低くする（具体的には５０％以下にする）ことができた。

これに対し、比較例１では、パターン形成自体は可能であったものの、実測開口率（６２％）は、設計開口率（９１％）に比べて大幅に低かった。また、比較例１よりも設計開口率が小さい（８０％）比較例２では、パターン形成が可能ではなかった。グラビア印刷法を用いる方法でパターン形成が困難になるのは、後述するように塗工液の濡れ広がりに起因しているので、塗工液の粘度を高くすることによって実測開口率の設計開口率からの大幅な低下を抑制することが考えられるが、塗工液の粘度を比較例１よりも高くした比較例３では、印刷自体を好適に行うことができなかった。

このように、レーザリフトオフ法によって多孔質層の部分的除去を行うことにより、島状領域１４ａのサイズを十分に小さくし、かつ、第１の層１０の開口率Ｐを十分に低くし得ることが確認された。グラビア印刷法を用いる場合に、実測開口率が設計開口率に比べて大幅に低くなったり、パターン形成が困難になったりする理由は、以下のように推察される。

グラビア印刷法を用いる場合、図９の上段に示すように、グラビアロールＧＲで基材層８４０上に塗工液ＣＬを所定のパターンで付与したときに、塗工液ＣＬの濡れ広がりが発生する。そのため、図９の下段左側に示すように隣接する第１の領域８１２の間隔が短く（つまり第２の領域８１４となる領域が小さく）なったり、図９の下段右側に示すように隣接する第１の領域８１２が連続してパターンが消失したりする。

図１０は、グラビア印刷法を用いて設計開口率２５％で形成された第１の層８１０を有する光学部材８０１の光学顕微鏡像である。図１０から、第１の領域８１２がベタ状に形成されており、パターンが消失していることがわかる。

図１１および図１２は、レーザリフトオフ法を用いて設計開口率３０％および１％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。図１１および図１２から、第２の領域１４の複数の島状領域１４ａがほぼ円形に形成されており、パターン形成が好適に行われていることがわかる。

図１３は、比較例１の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域８１２の側面近傍を示している。また、図１４および図１５は、実施例３の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域１２の側面近傍を示している。図１５は、図１４の一部を拡大したものである。

図１３からわかるように、グラビア印刷法を用いた比較例１では、第１の領域８１２の側面がなだらかに形成されている。これは、塗工液ＣＬの濡れ広がりに起因すると考えられる。一方、図１４および図１５からわかるように、レーザリフト法を用いた実施例３では、第１の領域１２の側面が急峻に形成されている。

表１には、実施例１～８および比較例１について、第１の領域１２（８１２）の側面の、第１の層１０（８１０）の層法線方向に対する勾配角を示している。図１６に示すように、第１の領域１２の側面１２ｓ（第１の領域１２と第２の領域１４との界面ともいえる）の勾配角θは、層法線方向（Ｚ方向）と、側面１２ｓの上端１２ｓａおよび下端１２ｓｂ（厚さ方向における一端および他端）を通る直線Ｌ１とのなす角度の絶対値である。

表１からわかるように、実施例１～８のいずれについても第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θは、６０°以下であった。これに対し、比較例１では、第１の領域８１２の側面の勾配角θは８５°であった。このように、第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θが比較的小さいことが、既に説明したような効果を得るのに寄与しているともいえる。

上述したように、本発明の実施形態による光学部材１では、第１の層１０の島状領域１４ａのサイズ（等周長円相当径）が１０００μｍ以下であり、そのことによって、取り出される光の均一性を向上させ得る。島状領域１４ａが視認されることを抑制する観点からは、島状領域１４ａの等周長円相当径は、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。

第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率（開口率）Ｐは、取り出される光の均一性を向上させるために、光源の配置に応じて第１の層１０の層面内で分布を有するように設定されてもよい。つまり、第１の層１０の層面内で一側から他側に向かうにつれて開口率Ｐが変化してもよい。例えば、図２Ｂを例示して説明したように、光源から離れるにつれて開口率Ｐを増大させてもよい。その場合、開口率Ｐを連続的に増大させてもよいし、段階的に増大させてもよい。

開口率Ｐは、例えば、１辺が１０ｍｍの正方形の領域について求められる。第１の層１０における、１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を「単位領域」と呼ぶとき、取り出される光の均一性を向上させる観点からは、第１の層１０は、面積率Ｐが０．１%以上５０％以下の単位領域を含むことが好ましい。また、第１の層１０は、面積率Ｐが０．１%以上２０％以下の単位領域を含むことがより好ましく、面積率Ｐが０．１%以上５％以下の単位領域を含むことがさらに好ましい。なお、単位領域に含まれる島状領域１４ａの個数は、例えば１０～１００００個である。

第１の領域１２と第２の領域１４との界面（第１の領域１２の側面１２ｓ）の、第１の層１０の層法線方向に対する勾配角θは、例えば０°以上６０°以下である。勾配角θは、０°以上５０°以下であることが好ましく、０°以上２０°以下であることがより好ましく、０°以上１０°以下であることがさらに好ましい。

次に、本発明の実施形態による光学素子に好適に用いられる構成要素の例を説明する。

［導光層］
導光層５０には、公知の導光層（導光体）を広く用いることができる。導光層５０は、代表的には、樹脂（好ましくは、透明樹脂）のフィルムまたは板状物で構成され得る。樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル等の（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂である。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂などの光硬化性樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。

導光層５０の厚さは、例えば、１００μｍ以上１００ｍｍ以下であり得る。導光層５０の厚さは、好ましくは５０ｍｍ以下であり、より好ましくは３０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｍｍ以下である。

導光層５０の屈折率ｎ_ＧＰは、例えば、第２の層２０の屈折率ｎ_３に対して－０．１～＋０．１の範囲の値であり、下限値は、好ましくは１．４３以上であり、より好ましくは１．４７以上である。一方、導光層５０の屈折率の上限値は、１．７である。

導光層５０として、表面に凹凸形状を有する従来の導光層を用いることもできるが、図１に示した導光層５０のように、表面が実質的に平坦な導光層を好適に用いることができる。光結合層として機能する光学部材１は、実質的に平坦な主面を有し得るので、実質的に平坦な表面を有する導光層５０と容易に積層することができるとともに、実質的に平坦な表面を有する他の光学要素と容易に積層することができる。実質的に平坦な表面とは、表面の凹凸形状によって、光を屈折あるいは拡散反射しないことをいう。

［多孔質層、第１の層の第１の領域］
第１の層１０の第１の領域１２は、多孔質構造を有する。第１の層１０は、多孔質層１０Ｐから形成され得る。好適に用いられる多孔質層１０Ｐは、シリカ粒子、微細孔を有するシリカ粒子、シリカ中空ナノ粒子等の略球状粒子、セルロースナノファイバー、アルミナナノファイバー、シリカナノファイバー等の繊維状粒子、ベントナイトから構成されるナノクレイ等の平板状粒子等を含む。１つの実施形態において、多孔質層１０Ｐは、粒子（例えば微細孔粒子）同士が直接的に化学的に結合して構成される多孔体である。また、多孔質層１０Ｐを構成する粒子同士は、その少なくとも一部が、少量（例えば、粒子の質量以下）のバインダ一成分を介して結合していてもよい。多孔質層１０Ｐの空隙率および屈折率は、当該多孔質層１０Ｐを構成する粒子の粒径、粒径分布等により調整することができる。

多孔質層１０Ｐを得る方法としては、例えば、国際公開第２０１９／１４６６２８号に記載の低屈折率層の形成方法の他、特開２０１０－１８９２１２号公報、特開２００８－０４０１７１号公報、特開２００６－０１１１７５号公報、国際公開第２００４／１１３９６６号、特開２０１７－０５４１１１号公報、特開２０１８－１２３２３３号公報および特開２０１８－１２３２９９号公報およびそれらの参考文献に記載された方法が挙げられる。これらの公報の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。

多孔質層１０Ｐとして、シリカ多孔体を好適に用いることができる。シリカ多孔体は、例えば、以下の方法で製造される。ケイ素化合物；加水分解性シラン類および／またはシルセスキオキサン、ならびにその部分加水分解物および脱水縮合物の少なくともいずれか１つを加水分解および重縮合させる方法、多孔質粒子および／または中空微粒子を用いる方法、ならびにスプリングバック現象を利用してエアロゲル層を生成する方法、ゾルゲル法により得られたゲル状ケイ素化合物を粉砕し、得られた粉砕体である微細孔粒子同士を触媒等で化学的に結合させた粉砕ゲルを用いる方法、等が挙げられる。ただし、多孔質層１０Ｐは、シリカ多孔体に限定されず、製造方法も例示した製造方法に限定されず、どのような製造方法により製造しても良い。なお、シルセスキオキサンは、（ＲＳｉＯ_１．５、Ｒは炭化水素基）を基本構成単位とするケイ素化合物であり、ＳｉＯ_２を基本構成単位とするシリカとは厳密には異なるが、シロキサン結合で架橋されたネットワーク構造を有する点でシリカと共通しているので、ここではシルセスキオキサンを基本構成単位として含む多孔体もシリカ多孔体またはシリカ系多孔体という。

シリカ多孔体は、互いに結合したゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子から構成され得る。ゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子としては、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体が挙げられる。シリカ多孔体は、例えば、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体を含む塗工液を、基材に塗工して形成され得る。ゲル状ケイ素化合物の粉砕体は、例えば、触媒の作用、光照射、加熱等により化学的に結合（例えば、シロキサン結合）し得る。

多孔質層１０Ｐ（第１の層１０）の厚さの下限値は、例えば、用いる光の波長より大きければよい。具体的には、下限値は、例えば０．３μｍ以上である。第１の層１０の厚さの上限値に特に限定はないが、例えば５μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ以下である。第１の層１０の厚さが上記範囲内であれば、表面の凹凸が積層に影響を与えるほど大きくならないので、他の部材との複合化または積層が容易である。

多孔質層１０Ｐの屈折率、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２の屈折率ｎ_１は、１．３０以下であることが好ましい。第１の領域１２と接する界面で内部全反射が起こりやすく、すなわち臨界角を小さくできる。第１の領域１２の屈折率ｎ_１は、１．２５以下がより好ましく、１．１８以下がさらに好ましく、１．１５以下が特に好ましい。第１の領域１２の屈折率ｎ_１の下限は特に限定されないが、機械強度の観点から、１．０５以上が好ましい。

多孔質層１０Ｐの空隙率、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２の空隙率の下限値は、例えば、４０％以上であり、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは５５％以上、７０％以上がより好ましい。多孔質層１０Ｐの空隙率の上限値は、例えば、９０％以下であり、より好ましくは８５％以下である。空隙率が上記範囲内であることにより、第１の領域１２の屈折率を適切な範囲とすることができる。空隙率は、例えば、エリプソメーターで測定した屈折率の値から、Ｌｏｒｅｎｔｚ‐Ｌｏｒｅｎｚ’ｓ ｆｏｒｍｕｌａ（ローレンツ－ローレンツの式）より算出され得る。

多孔質層１０Ｐの膜密度、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２の膜密度は、例えば、１ｇ／ｃｍ^３以上であり、好ましくは１０ｇ／ｃｍ^３以上であり、より好ましくは１５ｇ／ｃｍ^３以上である。一方、膜密度は、例えば５０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは４０ｇ／ｃｍ^３以下であり、より好ましくは３０ｇ／ｃｍ^３以下であり、さらに好ましくは２．１ｇ／ｃｍ^３以下である。膜密度の範囲は、例えば５ｇ／ｃｍ^３以上５０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは１０ｇ／ｃｍ^３以上４０ｇ／ｃｍ^３以下であり、より好ましくは１５ｇ／ｃｍ^３以上３０ｇ／ｃｍ^３以下である。あるいは、当該範囲は、例えば１ｇ／ｃｍ^３以上２．１ｇ／ｃｍ^３以下である。膜密度は、公知の方法で測定され得る。

多孔質層１０Ｐのマトリクス部分（多孔質層１０Ｐの空隙以外の部分）を構成する材料の屈折率をｎ_Ｍとすると、多孔質層１０Ｐの屈折率、すなわち第１の領域１２の屈折率ｎ_１は、ｎ_Ｍと空隙率と空気の屈折率で決まる。例えば、上述したように、多孔質層１０Ｐとしてシリカ多孔体を用いると、ｎ_Ｍは、例えば、１．４１以上１．４３以下である。

［第１の層の第２の領域］
第１の層１０の第２の領域１４は、多孔質層１０Ｐが除去された領域に、接着剤が充填されることによって形成されている。第２の領域１４の屈折率ｎ_２は、第１の領域１２の屈折率ｎ_１および第２の層２０の屈折率ｎ_３と、ｎ_１＜ｎ_２かつｎ_１＜ｎ_３の関係を満たす。第２の領域１４の屈折率ｎ_２がこの関係を満たすことで、第１の層１０の面方向における第１の領域１２と第２の領域１４の界面における反射および屈折による光の散乱を抑制することができる。第２の領域１４の屈折率ｎ_２の下限値は、例えば、１．３０超であり、好ましくは１．３５以上であり、より好ましくは１．４０以上である。

なお、多孔質層１０Ｐが除去された領域１０ａに、第２の層２０および第３の層３０の両方から接着剤が充填される場合、第２の領域１４は、第２の層２０からの接着剤で構成される領域と、第３の層３０からの接着剤で構成される領域とが厚さ方向に沿って積層された構造を有することになる。前者の領域と後者の領域との界面における反射や屈折等を抑制する観点からは、第２の層２０の屈折率ｎ_３と第３の層３０の屈折率ｎ_４との差が小さいことが好ましい。具体的には、第２の層２０の屈折率ｎ_３と第３の層３０の屈折率ｎ_４との差は、０．０５以下が好ましく、０．０３以下がより好ましく、０．０２以下がさらに好ましい。

［基材層］
基材層４０の厚さは、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下であり、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上８０μｍ以下がさらに好ましい。基材層４０の屈折率は、１．４０以上１．７０以下が好ましく、１．４３以上１．６５以下がさらに好ましい。

［接着剤層］
第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６の厚さは、それぞれ独立に、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、０．３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６の屈折率は、それぞれ独立に、好ましくは１．４２以上１．６０以下であり、より好ましくは１．４７以上１．５８以下である。また、第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６の屈折率は、それが接する導光層５０、基材層４０または賦形フィルム７２の屈折率と近いことが好ましく、屈折率の差の絶対値が０．２以下であることが好ましい。

本発明の実施形態による光学部材は、例えば、導光層等とともに光学素子（配光素子）とされ、フロントライト、バックライト、ウィンドウ／ファサードの照明、サイネージ、信号点灯、窓照明、壁面照明、卓上照明、ソーラーアプリケーション、装飾イルミネーション、ライトシールド、ライトマスク、ルーフライティング等の公共または一般の照明等に適用可能である。また、本発明の実施形態による光学部材は、サイネージの一例である反射型ディスプレイのフロントライトの構成部材として好適に用いられる。本発明の実施形態による光学部材を用いることで、散乱または回折された光によって生じる視認可能なぼやけ等の光学的欠点のない、反射型ディスプレイ上の画像またはグラフィックを見ることが可能になる。

１ 光学部材
１０ 第１の層
１２ 第１の領域
１４ 第２の領域
１４ａ 島状領域
２０ 第２の層（第１接着剤層）
３０ 第３の層（第２接着剤層）
４０ 基材層
５０ 導光層
７０ 方向変換層
７２ 賦形フィルム
７４ 凹部
７６ 接着剤層
１００ 光学素子
ＩＳ 内部空間

Claims (12)

1. 多孔質構造を有する第１の領域を含む第１の層を有する光学部材であって、
   前記第１の層は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域をさらに含み、
   前記第２の領域は、離散的に配置された複数の島状領域を含み、
   前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は１０００μｍ以下である、光学部材。
2. 前記第１の層において１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を単位領域と呼ぶとき、
   前記第１の層は、前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが０．１%以上５０％以下の単位領域を含む、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記複数の島状領域のピッチは、５０００μｍ以下である、請求項１または２に記載の光学部材。
4. 前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが、前記第１の層の層面内で一側から他側に向かうにつれて変化する、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部材。
5. 前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第２の層をさらに有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部材。
6. 前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第３の層であって、前記第１の層に対して前記第２の層と反対側に位置する第３の層をさらに有する、請求項５に記載の光学部材。
7. 前記第１の領域と前記第２の領域との界面の、前記第１の層の層法線方向に対する勾配角が０°以上６０°以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部材。
8. 前記第１の領域の屈折率をｎ_１、前記第２の領域の屈折率をｎ_２としたとき、ｎ_１＜ｎ_２である、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部材。
9. ｎ_１が１．３０以下であり、ｎ_２が１．４３以上である、請求項８に記載の光学部材。
10. 前記第１の領域は、シリカ多孔体を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の光学部材。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学部材と、
    導光層と、
    を有する、光学素子。
12. 前記光学部材に対して前記導光層とは反対側に配置された方向変換層をさらに有する、
    請求項１１に記載の光学素子。

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