TW201945663A - 光學構件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種光學構件,其具有第1層,該第1層包含折射率為n1之第1區域及折射率為n3之第2區域,且以與上述第1區域及第2區域相接之方式於上述第1層之第1主面具有折射率為n2之第2層,上述第1層於第1層之面方向上,以與上述第1區域鄰接之方式具有複數個上述第2區域,上述複數個第2區域形成幾何學圖案,上述n1至n3滿足n1<n3<n2之關係,於將本發明之光學構件與導光體一體化地使用時,將會發揮優異之光擷取功能,並且抑制由光之散射所致之光洩漏,同時獲得良好之機械強度。
Description
本發明係關於一種照明裝置、圖像顯示裝置等中所使用之光學構件。詳細而言,本發明係關於一種可於與導光體一體化時,自上述導光體選擇性地擷取光之光學構件。
先前以來,為了自導光體擷取光,而使用在導光體之表面形成有凹凸形狀之導光體。於表面具有此種凹凸形狀之導光體之製成每次必須根據目的或尺寸來製成凹凸形狀之鑄模。又,於此種具有凹凸之導光體中,為了實現光擷取,與凹凸形狀相接觸之空氣之存在於幾何學上擔負重要之作用,另一方面,難以實現薄型化或與其他構件之積層。進而,為了多功能化,要求使凹凸形狀精密且複雜化,導光體之生產存在無法避免工時與成本等之問題。
另一方面,於專利文獻1中,提出如下內容:於製成具有折射率不同之2個區域之幾何學排列之可變折射率光擷取層,且使其與導光體一體化時,自導光體選擇性地擷取光。
先前技術文獻
專利文獻
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特表2015-534100號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明者等人於對專利文獻1進行研究時,發現應對下述三方面加以改善。
第1係如下方面:如圖1所示,專利文獻1中所揭示之光擷取層因於光擷取層之面方向上配置有低折射率層1與高折射率層2,可能存在折射率差異較大之區域鄰接之界面,故而可能產生由該界面上之反射或折射所致之光之散射,從而產生光洩漏之虞。
第2係如下方面:根據專利文獻1中所揭示之光擷取層之製法,如圖2所示,折射率較低之區域(第1區域;低折射率層1)彼此之間之空間未被具有較第1區域高之折射率之第2區域(高折射率層2)充分地填滿而存在空氣層3,故而不僅有光散射之虞,亦有因光擷取層未充分地接著於導光體而導致機械強度不充分之虞。
第3係如下方面:折射率較低之區域本質上包含孔隙構造,故而折射率較低之區域非常脆弱而不易操作。況且,將折射率較低之區域局部分開塗佈於支持基材之操作於製造上極為困難。
本發明所欲解決之問題在於提供一種光之散射較少,與導光體一體化時可達成優異之機械強度且可選擇性地擷取光之光學構件及簡單地製造該光學構件之方法。
[解決問題之技術手段]
[解決問題之技術手段]
本發明係鑒於上述問題而完成者,本發明之主旨在於以下內容。
一種光學構件,其特徵在於:具有第1層,該第1層包含折射率為n1
之第1區域及折射率為n3
之第2區域,且
以與上述第1區域及第2區域相接之方式於上述第1層之第1主面具有折射率為n2 之第2層,
上述第1層於第1層之面方向上,以與上述第1區域鄰接之方式具有複數個上述第2區域,
上述複數個第2區域形成幾何學圖案,
上述n1 至n3 滿足下述式(1),
以與上述第1區域及第2區域相接之方式於上述第1層之第1主面具有折射率為n2 之第2層,
上述第1層於第1層之面方向上,以與上述第1區域鄰接之方式具有複數個上述第2區域,
上述複數個第2區域形成幾何學圖案,
上述n1 至n3 滿足下述式(1),
n1
<n3
<n2
(1)。
[發明之效果]
[發明之效果]
根據本發明,發揮如下效果:於將本發明之光學構件與導光體一體化地使用時,將發揮優異之光擷取功能,並且抑制由光之散射所致之光洩漏,同時獲得良好之機械強度。
本發明係一種光學構件,其具有第1層,該第1層包含折射率為n1
之第1區域及折射率為n3
之第2區域,且以與上述第1區域及第2區域相接之方式於上述第1層之第1主面具有折射率為n2
之第2層,上述第1層於第1層之面方向上,以與上述第1區域鄰接之方式具有複數個上述第2區域,上述複數個第2區域形成幾何學圖案,上述n1
至n3
滿足下述式(1)。
n1
<n3
<n2
(1)
於將本發明之光學構件與導光體一體化地使用時,將發揮優異之光擷取功能,並且抑制由光之散射所致之光洩漏,同時獲得良好之機械強度。
於將本發明之光學構件與導光體一體化地使用時,將發揮優異之光擷取功能,並且抑制由光之散射所致之光洩漏,同時獲得良好之機械強度。
以下,對本發明進行詳細說明,但本發明並不限定於以下實施形態,可任意地變化而實施。
<1.配光元件>
首先,為了說明本發明之光學構件之意義,對將本發明之光學構件與導光體一體化而獲得之配光元件進行說明。
首先,為了說明本發明之光學構件之意義,對將本發明之光學構件與導光體一體化而獲得之配光元件進行說明。
圖3係使用有實施形態之光學構件300之一例之剖視圖,使光學構件300與導光體4一體化而製成配光元件,該配光元件目的在於將光向上方擷取。於圖3中,第2層200經由第2層之第1主面21設置於第1層100之第1主面11,又,第2層200經由第2層之第1主面21與第1層100之第1區域101及第2區域102相接。又,導光體4以經由導光體4之第1主面41與第1層100之第2主面12相接之方式配置。導光體之折射率將於下文進行敍述,但較佳為以第2層之折射率n2
為基準設為-0.1~+0.1之範圍之值。若於圖3中將剖面橫向設為x軸,將剖面縱向設為y軸時,第1層100於x軸方向上即第1層100之面方向上,具有第1區域101及第2區域102。此時,於導光體4之第2主面42,配置有空氣層(折射率1.00)、或光反射性元件或者光散射性元件(未圖示)。
於圖3之配光元件中,當使光自光源5朝導光體4入射時,如圖4般,光於導光體4之第2主面42反射,且一面於第1區域101反射,一面於導光體4中自圖式之左朝向右進行波導。一面反覆反射一面進行波導之光於第2區域102中未反射而前進,藉此,光被向配光元件之上方擷取(出耦合)。
即,根據本發明之光學構件,可僅自第2區域擷取光,故而可藉由調整由第1區域及第2區域形成之幾何學圖案而僅自所期望之部分擷取光。其結果,可實現滿足目的之所期望之光擷取特性。
(導光體)
就代表性而言,導光體可由樹脂(較佳為透明樹脂)之膜或板狀物構成。作為此種樹脂之代表例,可列舉熱塑性樹脂、反應性樹脂(例如游離輻射線硬化型樹脂)。作為熱塑性樹脂之具體例,可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈等(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、PET(Polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)等聚酯樹脂、三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂。作為游離輻射線硬化型樹脂之具體例,可列舉環氧丙烯酸酯系樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂。該等樹脂可單獨使用,亦可併用2種以上。
就代表性而言,導光體可由樹脂(較佳為透明樹脂)之膜或板狀物構成。作為此種樹脂之代表例,可列舉熱塑性樹脂、反應性樹脂(例如游離輻射線硬化型樹脂)。作為熱塑性樹脂之具體例,可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈等(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、PET(Polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)等聚酯樹脂、三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂。作為游離輻射線硬化型樹脂之具體例,可列舉環氧丙烯酸酯系樹脂、丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂。該等樹脂可單獨使用,亦可併用2種以上。
導光體之厚度例如可為100 μm~100 mm。導光體之厚度較佳為50 mm以下,更佳為30 mm以下,進而佳為10 mm以下。
導光體之折射率通常以折射率n2
為基準,為-0.1~+0.1之範圍之值,下限值較佳為1.43以上,更佳為1.47以上。另一方面,導光體之上限值為1.7。例示了導光體之折射率,但導光體之折射率於第1區域以直接與導光體相接之方式配置之情形時,只要設計成於第1區域中光被反射便可,又,於第1區域介隔第2層配置於導光體之情形時,只要以於第1區域中光被反射之方式考慮第2層之折射率加以設計便可。
為了製成配光元件而與本發明之光學構件一起使用之導光體可為先前之設置有凹凸形狀等之導光體,亦可為不具有例如光出耦合圖案等光學圖案之導光體。該新穎之非圖案化導光體與本發明之光學構件一體化而成之配光元件典型而言係藉由交界面/表面層壓,對例如顯示器表面等目標上提供照明。該交界面層壓能使光通過並抵達例如顯示器表面等目標表面,以實現照明或光顯示。又,為了控制光之通過及方向,可將兩側之交界面進行層壓並藉由折射率匹配進行控制。
由本發明之光學構件與上述非圖案化導光體一體化而成之配光元件於前光方案中具有效率上之好處。效率依存於導光介質之折射率、經接合、層壓之層、披覆層及塗層之折射率。該新穎之方案因導光體不具有光學圖案,故而使雜散光最小化,並且於已提高之透明度下使對比度及效率提高。
又,本發明之光學構件於與非圖案化導光體一體化而製成為配光元件時,即便導光體不存在用於光出耦合(光擷取)之凹凸形狀,亦可實現優異之光擷取功能。
<2.光學構件>
(2-A.第1層)
本發明之光學構件具有包含折射率為n1 之第1區域及折射率為n3 之第2區域之第1層。藉由此種構成之第1層,如上述<1.配光元件>中詳細敍述般,達成配光元件之光擷取功能。圖5係本發明之光學構件300之剖面之一例,於上述第1層100,由上述第1區域101及上述第2區域102形成幾何學圖案。作為幾何學圖案之例,可列舉圖6或圖7所示之幾何學圖案。如圖6及圖7之俯視圖所示般,第1區域101及第2區域102連續地鄰接而配置,形成第1層100之第1主面11及第2主面12(參照圖3)。於圖6中,在由第1區域101形成之平面內,複數個第2區域102形成條紋形狀。於本發明之光學構件與導光體一體化地使用而製成配光元件時,複數個第2區域所形成之幾何學圖案形成為以安裝於導光體之端部之LED等光源5之位置為基準,第2區域102由疏變密。
(2-A.第1層)
本發明之光學構件具有包含折射率為n1 之第1區域及折射率為n3 之第2區域之第1層。藉由此種構成之第1層,如上述<1.配光元件>中詳細敍述般,達成配光元件之光擷取功能。圖5係本發明之光學構件300之剖面之一例,於上述第1層100,由上述第1區域101及上述第2區域102形成幾何學圖案。作為幾何學圖案之例,可列舉圖6或圖7所示之幾何學圖案。如圖6及圖7之俯視圖所示般,第1區域101及第2區域102連續地鄰接而配置,形成第1層100之第1主面11及第2主面12(參照圖3)。於圖6中,在由第1區域101形成之平面內,複數個第2區域102形成條紋形狀。於本發明之光學構件與導光體一體化地使用而製成配光元件時,複數個第2區域所形成之幾何學圖案形成為以安裝於導光體之端部之LED等光源5之位置為基準,第2區域102由疏變密。
第1層之厚度只要可實現光擷取功能則並無特別限定,下限值通常只要較入射之波長大便可。具體而言,下限值為0.3 μm以上。另一方面,上限值並無特別限定,通常為5 μm以下,更佳為3 μm以下。只要第1層之厚度為上述範圍內,則配光元件表面之凹凸不會大到對積層帶來影響之程度,故而與其他構件之複合化或積層極為容易。
(2-B.第1區域)
於本發明中,第1區域之折射率為n1 。第1區域只要由任意較佳之材料構成則並無特別限定,較佳為以使n1 成為1.2以下之方式形成。n1 之上限通常為1.2以下,較佳為1.18以下,更佳為1.15以下。另一方面,n1 之下限並無特別限定,就機械強度之觀點而言,較佳為1.05以上。
於本發明中,第1區域之折射率為n1 。第1區域只要由任意較佳之材料構成則並無特別限定,較佳為以使n1 成為1.2以下之方式形成。n1 之上限通常為1.2以下,較佳為1.18以下,更佳為1.15以下。另一方面,n1 之下限並無特別限定,就機械強度之觀點而言,較佳為1.05以上。
又,於本發明中,第1區域亦可具有空隙構造。例如,第1區域之空隙構造具有形成微細之空隙構造之一種或複數種構成單位,且具有該構成單位彼此經由觸媒作用而化學鍵結之構造。如此,於微細孔構成單位經由觸媒作用化學鍵結之構造中,並非以先前設為矩陣而使用之黏合劑樹脂為主成分的空隙構造,故而不僅可將折射率(n1
)設為1.2以下之低折射率,亦可提高空隙構造自身之強度。作為上述微細孔構成單位之形狀,例如可列舉粒子狀、纖維狀、棒狀及平板狀。構成單位可僅具有1個形狀,亦可組合而具有2個以上之形狀。
第1區域之空隙率之下限值通常為40%以上,較佳為50%以上,更佳為55%以上,另一方面,上限值通常為90%以下,更佳為85%以下。藉由空隙率為上述範圍內,可將第1區域之折射率設為適當之範圍。
關於空隙率之測定方法說明一例。若成為空隙率之測定對象之層僅為單一層且包含空隙,則層之構成物質與空氣之比率(體積比)可根據慣例(例如測定重量及體積而算出密度)而算出,藉此,可算出空隙率(體積%)。又,折射率與空隙率存在相關關係,故而例如亦可根據作為層之折射率之值而算出空隙率。具體而言,例如根據利用橢圓偏光計測定出之折射率之值,利用Lorentz-Lorenz's formula(洛倫茲-洛倫茨公式)算出空隙率。
第1區域之膜密度例如為1 g/cm3
以上,較佳為10 g/cm3
以上,更佳為15 g/cm3
以上。另一方面,膜密度例如為50 g/cm3
以下,較佳為40 g/cm3
以下,更佳為30 g/cm3
以下,進而佳為2.1 g/cm3
以下。膜密度之範圍例如為5 g/cm3
~50 g/cm3
,較佳為10 g/cm3
~40 g/cm3
,更佳為15 g/cm3
~30 g/cm3
。或者,該範圍例如為1 g/cm3
~2.1 g/cm3
。第1區域之基於膜密度之空隙率例如為50%以上,較佳為70%以上,更佳為85%以上。另一方面,基於膜密度之空隙率例如為90%以下,較佳為85%以下。
膜密度例如可藉由如下所述之方法測定,作為其他方法,空隙率可基於膜密度,例如以如下方式算出。
於在基材(丙烯酸膜)上形成第1區域之後,對該積層體中之空隙區域,使用X射線繞射裝置(RIGAKU公司製造:RINT-2000)測定全反射區域之X射線反射率。繼而,於進行強度(Intensity)與2θ之擬合之後,根據積層體(第1區域/基材)之全反射臨界角算出膜密度(g/cm3
),進而,根據以下式算出空隙率(P%)。
空隙率(P%)=45.48×膜密度(g/cm3
)+100(%)
第1區域中之空隙(孔)之尺寸係指空隙(孔)之長軸之直徑及短軸之直徑中的長軸之直徑。空隙(孔)之尺寸例如為2 nm~500 nm。空隙(孔)之尺寸例如為2 nm以上,較佳為5 nm以上,更佳為10 nm以上,進而佳為20 nm以上。另一方面,空隙(孔)之尺寸例如為500 nm以下,較佳為200 nm以下,更佳為100 nm以下。空隙(孔)之尺寸之範圍例如為2 nm~500 nm,較佳為5 nm~500 nm,更佳為10 nm~200 nm,進而佳為20 nm~100 nm。空隙(孔)之尺寸可根據目的及用途等而調整為所期望之尺寸。
第1區域中之空隙(孔)之尺寸係指空隙(孔)之長軸之直徑及短軸之直徑中的長軸之直徑。空隙(孔)之尺寸例如為2 nm~500 nm。空隙(孔)之尺寸例如為2 nm以上,較佳為5 nm以上,更佳為10 nm以上,進而佳為20 nm以上。另一方面,空隙(孔)之尺寸例如為500 nm以下,較佳為200 nm以下,更佳為100 nm以下。空隙(孔)之尺寸之範圍例如為2 nm~500 nm,較佳為5 nm~500 nm,更佳為10 nm~200 nm,進而佳為20 nm~100 nm。空隙(孔)之尺寸可根據目的及用途等而調整為所期望之尺寸。
空隙(孔)之尺寸可藉由BET(Brunauer-Emmett-Teller,布厄特)試驗法而定量化。具體而言,於對比表面積測定裝置(Micromeritics公司製造:ASAP2020)之毛細管,投入0.1g之試樣(所形成之空隙層)之後,在室溫下進行24小時之減壓乾燥,排出空隙構造內之氣體。繼而,藉由使氮氣吸附於上述試樣而描繪吸附等溫線,求出細孔分佈。藉此,可評估空隙尺寸。
作為具有空隙構造之第1區域,例如可列舉於至少一部分具有多孔區域、及/或空氣區域之第1區域。就代表性而言,多孔質層包含凝膠及/或粒子(例如中空微粒子及/或多孔粒子)。第1區域較佳為可為奈米孔洞層(具體而言,90%以上之微細孔之直徑為10-1
nm~103
nm之範圍內之多孔質層)。
作為上述粒子,可採用任意之較佳之粒子。就代表性而言,粒子包含氧化矽系化合物。作為粒子之形狀,例如可列舉球狀、板狀、針狀、線狀及葡萄串狀。作為線狀之粒子,例如可列舉具有球狀、板狀或針狀之形狀之複數個粒子呈念珠狀相連之粒子、短纖維狀之粒子(例如日本專利特開2001-188104號公報中所記載之短纖維狀之粒子)、及該等之組合。線狀之粒子可為直鏈狀,亦可為支鏈狀。作為葡萄串狀之粒子,例如可列舉球狀、板狀及針狀之粒子凝聚複數個而成為葡萄串狀者。粒子之形狀例如可藉由利用穿透式電子顯微鏡進行觀察而確認。粒子之平均粒徑例如為5 nm~200 nm,較佳為10 nm~200 nm。藉由具有上述構成,可獲得折射率充分低之第1區域,且可維持第1區域之透明性。再者,於本說明書中,所謂平均粒徑意指根據利用氮吸附法(BET法)所測定出之比表面積(m2
/g),藉由平均粒徑=(2720/比表面積)之式賦予之值(參照日本專利特開平1-317115號公報)。
關於本發明之第1區域之形成方法之具體例,將於<3.光學構件之製造方法>中進行詳細敍述。
(2-C.第2區域)
於本發明中,第2區域之折射率為n3 。n3 滿足n1 <n3 <n2 之關係。藉由n3 滿足上述關係,可防止由第1層之面方向上之第1區域與第2區域之界面之反射及折射所致之光之散射,可抑制光洩漏。第2區域只要由任意之較佳之材料構成,則並無特別限定,較佳為以使n3 成為1.25以上1.4以下之方式形成。n3 之下限值通常為1.25以上,較佳為1.30以上,就光擷取功能之觀點而言,更佳為1.35以上,另一方面,就光洩漏抑制之觀點而言,上限值為1.4以下。關於第2區域,為了於製成為配光元件時可使光透過,只要考慮除第2區域以外之第1層及第2層而進行光學設計便可。
於本發明中,第2區域之折射率為n3 。n3 滿足n1 <n3 <n2 之關係。藉由n3 滿足上述關係,可防止由第1層之面方向上之第1區域與第2區域之界面之反射及折射所致之光之散射,可抑制光洩漏。第2區域只要由任意之較佳之材料構成,則並無特別限定,較佳為以使n3 成為1.25以上1.4以下之方式形成。n3 之下限值通常為1.25以上,較佳為1.30以上,就光擷取功能之觀點而言,更佳為1.35以上,另一方面,就光洩漏抑制之觀點而言,上限值為1.4以下。關於第2區域,為了於製成為配光元件時可使光透過,只要考慮除第2區域以外之第1層及第2層而進行光學設計便可。
例如,第2區域包含形成與第1區域共通之空隙構造之物質、及樹脂等物質。第2區域之折射率(n2
)係基於形成第1區域之材料之折射率及體積分率、未由樹脂等填充之空隙之空氣之折射率及體積分率、以及樹脂等之折射率及體積分率而算出。
作為另一態樣,第2區域形成為具有與第1區域共通之空隙構造之骨架,且利用樹脂等物質填充該空隙構造之空隙。第2區域中之空隙之填充率只要為如折射率n3
成為1.25以上1.4以下之填充率,則並無特別限定。理論上,於填充率為0%之情形時,第2區域之折射率成為與第1區域相同之折射率,於填充率為100%之情形時,第2區域之折射率係基於構成空隙構造之材料之折射率及體積分率以及所填充之樹脂等物質之折射率及體積分率而算出,成為未達n2
之值。
作為另一態樣,第2區域含有構成第1區域之物質、及下述第2層所具有之樹脂A而構成。樹脂A可為來自第2層之樹脂A,亦可為與第2層形成分開地準備之樹脂A。具體而言,上述樹脂A填充由構成第1區域之物質形成之空隙構造,藉此獲得第2區域。關於樹脂A,將於下述(2-D.第2層)中進行詳細敍述。
作為另一態樣,第2區域含有構成第1區域之物質、及樹脂B而構成。具體而言,上述樹脂B填充由構成第1區域之物質形成之空隙構造,藉此獲得第2區域。作為上述第2區域中所包含之樹脂B,可列舉感壓接著劑、活性能量線硬化樹脂。
被用作樹脂B之感壓接著劑b例如較佳為具有於下述熟化步驟等之加熱條件下可滲透至第1區域之空隙之程度之柔軟度。具體而言,上述感壓接著劑b之儲藏彈性模數較佳為9.0×104
(Pa)以下,更佳為5.0×103
(Pa)~8.5×104
(Pa)。作為上述感壓接著劑b,只要具有此種特性便可使用任意之適當之感壓接著劑。作為感壓接著劑,就代表性而言,可列舉丙烯酸系感壓接著劑(丙烯酸系感壓接著劑組合物)。作為丙烯酸系感壓接著劑組合物,將於下述(2-D.第2層)中進行說明。但,感壓接著劑b較佳為不包括含雜環(甲基)丙烯酸酯作為共聚單體。構成感壓接著劑B之丙烯酸系黏著劑組合物之詳細情況例如記載於日本專利特開2016-190996號公報中,該公報之記載係以參考之形式引用於本說明書中。
又,作為被用作樹脂B之活性能量線硬化樹脂,可使用任意之適當之活性能量線硬化型樹脂。作為活性能量線硬化樹脂,可列舉光硬化型樹脂,就代表性而言為紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂之具體例,可列舉聚酯系、丙烯酸系、胺基甲酸乙酯系、醯胺系、矽酮系及環氧系等各種樹脂。該等樹脂包含紫外線硬化型之單體、低聚物及聚合物等。該等樹脂可單獨使用,亦可將複數種組合(例如摻合、共聚)使用。較佳為丙烯酸系樹脂。紫外線硬化型丙烯酸系樹脂包含較佳為具有2個以上之紫外線聚合官能基、更佳為具有3~6個紫外線聚合官能基之單體成分及低聚物成分。作為紫外線硬化型丙烯酸系樹脂之具體例,可列舉環氧丙烯酸酯、丙烯酸聚酯、丙烯酸系丙烯酸酯及醚丙烯酸酯。就代表性而言,於紫外線硬化型樹脂中調配有光聚合起始劑。硬化方式可為自由基聚合方式,亦可為陽離子聚合方式。硬化前之光硬化型樹脂包含較多單體成分,故而塗佈性優異,結果,可實現高精度之圖案形成。再者,被用作樹脂B之活性能量線硬化樹脂可為被用作接著劑之活性能量線硬化樹脂,用以形成樹脂B之活性能量線硬化樹脂組合物可為接著劑組合物。
於本發明中,第2區域之形狀、形狀之尺寸、第1層之平面內之密度及第1層內之佔有率係根據使用本發明之光學構件之目的及用途而決定。例如,於使用本發明之光學構件之態樣中,在要求透明性等良好之視認性之情形時,第2區域之各個形狀之長徑較佳為成為100 μm以下,更佳為70 μm以下。更詳細而言,於複數個第2區域具有如圖7所示般之複數個圓形圖案之情形時,各個圓形之第2區域之直徑較佳為設為100 μm以下。藉由設為此種尺寸,於與移動顯示器或小型標牌等以相對較近之距離具備本發明之光學構件之機器相接之情形時,可抑制人視認出第2區域。又,1個第2區域之尺寸、第2區域之第1層之平面內之密度(個/cm2
)及第2區域之面積佔有率只要於使用本發明之光學構件之態樣中根據所需之光量加以設計便可。第1層之平面中之由第2區域形成之幾何學圖案只要根據目的及用途選擇均勻、局部、隨機等之任意之圖案便可。或,上述幾何學圖案亦可如圖6及圖7般,以光源為基準,由疏至密地配置第2區域。
於本發明中,第2區域亦可自上述第1層之第1主面跨及至第2主面,與上述第1區域連續地鄰接而存在。如上述一例般,第2區域係由利用樹脂等物質填充具有空隙構造之第1區域之空隙的填充區域形成。藉此,可提高第1層與設置於第1層之第1主面之第2層或可設置於第1層之第2主面之其他構件之密接性,可實現優異之機械強度。尤其是,於所填充之樹脂等物質為感壓接著劑等之情形時,可更顯著地提高第1層之機械強度。又,第2區域自上述第1層之第1主面跨及至第2主面,形成與上述第1區域連續地鄰接而存在之第1層,藉此,可防止第1區域與第2區域之間之非期望之空氣層的形成,可抑制光之散射。
關於本發明中之第2區域之形成方法之具體例,將於<3.光學構件之製造方法>中進行詳細敍述。
(2-D.第2層)
本發明之光學構件具有折射率為n2 之第2層。於本發明中,第2層只要由任意之較佳之材料構成,則並無特別限定,較佳為以n2 成為1.43以上之方式形成。n2 之下限值通常為1.43以上,較佳為1.47以上。另一方面,n2 之上限並無特別限定,通常為1.7以下。於上述配光元件按照第1層、第2層及導光體之順序一體化之情形時,就光學觀點而言,第2層之折射率(n2 )較理想為與導光體之折射率相同或近似於光學上無影響之程度之折射率。
本發明之光學構件具有折射率為n2 之第2層。於本發明中,第2層只要由任意之較佳之材料構成,則並無特別限定,較佳為以n2 成為1.43以上之方式形成。n2 之下限值通常為1.43以上,較佳為1.47以上。另一方面,n2 之上限並無特別限定,通常為1.7以下。於上述配光元件按照第1層、第2層及導光體之順序一體化之情形時,就光學觀點而言,第2層之折射率(n2 )較理想為與導光體之折射率相同或近似於光學上無影響之程度之折射率。
第2層之厚度只要具有可保持第1層之程度之強度,則並無特別限定,下限值通常為1 μm以上,較佳為5 μm以上,更佳為10 μm以上,另一方面,上限值通常為200 μm以下,較佳為150 μm以下。
於本發明中,第2層亦可使用樹脂A而構成。作為樹脂A所構成之第2層之例,可列舉感壓接著劑層A、基材層等。關於作為樹脂A之感壓接著劑a,較佳為該感壓接著劑a具有於常溫及常壓之條件或者下述熟化步驟等之加熱條件下,不滲透至第1區域之空隙之程度之儲藏彈性模數,且感壓接著劑a之狀態可藉由雷射照射而適當地變化。就該等觀點而言,感壓接著劑a之儲藏彈性模數之下限值較佳為1.0×105
(Pa)以上,更佳為1.2×105
(Pa)以上,另一方面,上限值為1.0×106
(Pa)以下。
作為感壓接著劑a,只要具有如上所述之特性,則可使用任意之適當之感壓接著劑。作為感壓接著劑,就代表性而言,可列舉丙烯酸系感壓接著劑(丙烯酸系感壓接著劑組合物)。丙烯酸系感壓接著劑組合物就代表性而言包含(甲基)丙烯酸系聚合物作為主成分(基礎聚合物)。於感壓接著劑組合物之固形物成分中,(甲基)丙烯酸系聚合物例如能以50重量%以上,較佳為70重量%以上,更佳為90重量%以上之比率含於感壓接著劑組合物。(甲基)丙烯酸系聚合物係以單體為單位含有(甲基)丙烯酸烷基酯作為主成分。再者,(甲基)丙烯酸酯稱為丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。作為(甲基)丙烯酸烷基酯之烷基,例如可列舉具有1個~18個碳原子之直鏈狀或支鏈狀之烷基。該烷基之平均碳數較佳為3個~9個。作為構成(甲基)丙烯酸系聚合物之單體,除(甲基)丙烯酸烷基酯以外,可列舉含羧基單體、含羥基單體、含醯胺基單體、含芳香環(甲基)丙烯酸酯、含雜環(甲基)丙烯酸酯等共聚單體。共聚單體較佳為含羥基單體及/或含雜環(甲基)丙烯酸酯,更佳為N-丙烯醯啉。丙烯酸系黏著劑組合物較佳為可含有矽烷偶合劑及/或交聯劑。作為矽烷偶合劑,例如可列舉含環氧基矽烷偶合劑。作為交聯劑,例如可列舉異氰酸酯系交聯劑、過氧化物系交聯劑。此種感壓接著劑層或丙烯酸系感壓接著劑組合物之詳細情況例如記載於專利第4140736號中,該專利公報之記載係以參考之形式引用於本說明書中。
作為樹脂A所構成之基材層,可列舉光學上透明之樹脂膜,作為代表例,可列舉使用有熱塑性樹脂、反應性樹脂(例如游離輻射線硬化型樹脂)之膜。作為熱塑性樹脂之具體例,可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈等(甲基)丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、PET等聚酯樹脂、三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂及苯乙烯系樹脂。作為游離輻射線硬化型樹脂之具體例,可列舉環氧丙烯酸酯系樹脂、及丙烯酸胺基甲酸酯系樹脂。該等樹脂可單獨使用,亦可併用2種以上。
<3.光學構件之製造方法>
以下對製造本發明之光學構件之新穎之製造方法進行詳細說明,只要可獲得滿足上述式(1)所示之n1 <n3 <n2 之關係之光學構件,則並不限定於下述態樣。
以下對製造本發明之光學構件之新穎之製造方法進行詳細說明,只要可獲得滿足上述式(1)所示之n1 <n3 <n2 之關係之光學構件,則並不限定於下述態樣。
(3-A.雷射照射)
作為本發明之光學構件之製造方法,以下將對使用雷射照射製造光學構件之方法進行說明。
作為本發明之光學構件之製造方法,以下將對使用雷射照射製造光學構件之方法進行說明。
具體而言,為如下方法(參照圖11下段),即,如圖11所示,使用第1區域101形成第1層之前軀體,於上述第1層之前軀體之第1主面設置第2層200,對不具有第1層之第2層200之主面以特定之圖案照射雷射光9,藉此,構成第2層200之物質熔融且浸潤至上述第1區域101,而形成第2區域102。於第1區域具有空隙構造且第2層具有樹脂A之情形時,構成第2層之樹脂A熔融且浸潤至上述第1區域,而形成包含或混合有構成第1區域之物質及樹脂A之第2區域。於此情形時,較佳為設為以如下方式形成之第2區域,即,構成第2層之樹脂A熔融且浸潤至上述第1區域之空隙,第1區域之空隙被樹脂A填充。
以下,列舉構成第2層之樹脂A為感壓黏著劑A之情形為例,更詳細地說明使用雷射照射來製造之方法。
(3-A-a.第1區域及第1層之前軀體之形成)
於本發明中,如在(2-B.第1區域)中詳細說明般,第1區域亦可具有空隙構造。例如,第1區域之空隙構造具有形成微細之空隙構造之一種或複數種構成單位,該構成單位彼此具有經由觸媒作用而化學鍵結之構造。作為此種上述微細孔構成單位之形狀,例如可列舉粒子狀、纖維狀、棒狀及平板狀。於微細孔構成單位之形狀為粒子狀之情形時,藉由利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所獲得之多孔體之空隙構造體而形成第1區域。構成單位可僅具有1個形狀,亦可組合而具有2個以上之形狀。以第1區域為利用上述微細孔粒子彼此之化學鍵結所獲得之多孔體之空隙構造體之情形為例,對第1區域及第1層之前軀體之形成進行說明。此處,所謂第1層之前軀體意指實質上包含第1區域之層。
於本發明中,如在(2-B.第1區域)中詳細說明般,第1區域亦可具有空隙構造。例如,第1區域之空隙構造具有形成微細之空隙構造之一種或複數種構成單位,該構成單位彼此具有經由觸媒作用而化學鍵結之構造。作為此種上述微細孔構成單位之形狀,例如可列舉粒子狀、纖維狀、棒狀及平板狀。於微細孔構成單位之形狀為粒子狀之情形時,藉由利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所獲得之多孔體之空隙構造體而形成第1區域。構成單位可僅具有1個形狀,亦可組合而具有2個以上之形狀。以第1區域為利用上述微細孔粒子彼此之化學鍵結所獲得之多孔體之空隙構造體之情形為例,對第1區域及第1層之前軀體之形成進行說明。此處,所謂第1層之前軀體意指實質上包含第1區域之層。
就代表性而言,利用第1區域所得之第1層之前軀體之形成方法包含:前驅體形成步驟,其係於樹脂膜或導光體上形成包含第1區域之層之前驅體(例如指利用上述微細孔粒子彼此之化學鍵結所獲得之多孔體之空隙構造體的前軀體);及交聯反應步驟,其係於前驅體形成步驟後在該前驅體內部發生交聯反應。該方法進而包含製作包含微細孔粒子之含有液(以下,有時稱為「微細孔粒子含有液」或簡稱為「含有液」)之含有液製作步驟、及使該含有液乾燥之乾燥步驟,於前驅體形成步驟中,使乾燥體中之微細孔粒子彼此化學鍵結而形成前驅體。含有液並無特別限定,例如為包含微細孔粒子之懸濁液。於本發明中,較佳為微細孔粒子係凝膠狀化合物之粉碎物,更佳為凝膠狀化合物係凝膠狀矽化合物。於此情形時,第1區域係矽酮多孔體。
藉由製作包含微細孔粒子之含有液(以下,有時稱為「微細孔粒子含有液」或簡稱為「含有液」)之含有液製作步驟,而製作包含微細孔粒子(凝膠狀化合物之粉碎物)之液體(例如懸濁液)。上述微細孔粒子含有液亦可為預先添加可使微細孔粒子彼此化學鍵結之觸媒而製成。又,上述觸媒亦可為於製成上述微細孔粒子含有液之後添加至該含有液。觸媒例如亦可為促進微細孔粒子彼此之交聯鍵結之觸媒。作為使微細孔粒子彼此化學鍵結之化學反應,於微細孔粒子為凝膠狀矽化合物之粉碎物之情形時,較佳為利用矽溶膠分子中所包含之殘留矽烷醇基之脫水縮合反應。藉由利用觸媒促進矽烷醇基之水酸基彼此之反應,可實現於短時間內使空隙構造硬化之連續成膜。作為觸媒,例如可列舉光活性觸媒及熱活性觸媒。
根據光活性觸媒,例如於形成包含第1區域之層之前驅體之前驅體形成步驟中,不論是否加熱均可使微細孔粒子彼此化學鍵結(例如交聯鍵結)。據此,例如於前驅體形成步驟中,不易發生前驅體整體之收縮,故而可維持更高之空隙率。又,亦可為除觸媒以外或代替該觸媒,而使用產生觸媒之物質(觸媒產生劑)。例如,亦可為除光活性觸媒以外或代替該光活性觸媒,而使用藉由光產生觸媒之物質(光觸媒產生劑),亦可為除熱活性觸媒以外或代替該熱活性觸媒,而使用藉由熱產生觸媒之物質(熱觸媒產生劑)。作為光觸媒產生劑,例如可列舉光鹼產生劑(藉由光照射產生鹼性觸媒之物質)、及光酸產生劑(藉由光照射產生酸性觸媒之物質)等,較佳為光鹼產生劑。
其次,例如於樹脂膜上或者導光體上塗敷包含微細孔粒子之含有液(例如懸濁液)(塗敷步驟)。塗敷可使用較佳之各種塗敷方式。藉由將包含微細孔粒子(例如凝膠狀矽化合物之粉碎物)之含有液直接塗敷於樹脂膜或者導光體上,可形成包含微細孔粒子及觸媒之塗敷膜。
其次,藉由乾燥步驟使塗敷微細孔粒子含有液製作而成之塗敷膜乾燥,使含有液中所使用之有機溶劑等溶劑揮發。乾燥步驟例如可為自然乾燥,可為加熱乾燥,亦可為減壓乾燥。其中,於以工業上連續生產為前提之情形時,較佳為使用加熱乾燥。加熱乾燥之方法並無特別限制,例如,可使用一般加熱機構。作為加熱機構,例如可列舉熱風器、加熱輥、遠紅外線加熱器等。乾燥處理之溫度例如為50℃~250℃,較佳為60℃~150℃,更佳為70℃~130℃。乾燥處理之時間例如為0.1分鐘~30分鐘,較佳為0.2分鐘~10分鐘,更佳為0.3分鐘~3分鐘。又,關於上述含有液中所使用之溶劑,為了抑制乾燥時伴隨溶劑揮發而產生於微細孔粒子之收縮應力、由收縮應力所致之包含矽酮多孔體之空隙構造體之龜裂產生,較佳為表面張力較低之溶劑。
其次,藉由交聯反應步驟使塗敷膜之乾燥體中之微細孔粒子彼此化學鍵結。於使用凝膠狀矽化合物之粉碎物作為微細孔粒子之情形時,於交聯反應步驟中,例如藉由觸媒(鹼性物質)之作用使微細孔粒子彼此化學鍵結。藉此,例如使塗敷膜之乾燥體中之粉碎物之三維構造固定化。於先前之藉由燒結進行三維構造之固定化之情形時,例如藉由進行200℃以上之高溫處理,而誘導矽烷醇基之脫水縮合、及矽氧烷鍵之形成。由於可不使樹脂膜發生損壞,而於100℃左右之相對較低之乾燥溫度下及未達數分鐘之較短之處理時間內,連續地形成空隙構造並使其固定化,故而較佳為使用光觸媒產生劑產生觸媒而使矽烷醇基脫水縮合之交聯反應。作為光觸媒產生劑,例如可列舉光鹼產生劑(藉由光照射產生鹼性觸媒之物質)、光酸產生劑(藉由光照射產生酸性觸媒之物質)等,較佳為光鹼產生劑。
使用光觸媒產生劑之交聯反應係藉由光照射而進行。光照射之累計光量並無特別限定,以波長360 nm換算,例如為200 mJ/cm2
~800 mJ/cm2
,較佳為250 mJ/cm2
~600 mJ/cm2
,更佳為300 mJ/cm2
~400 mJ/cm2
。就防止照射量不充分,觸媒之由光吸收所致之分解無法進行而導致效果不充分之觀點而言,較佳為200 mJ/cm2
以上之累計光量。又,就防止因對空隙構造體下之樹脂膜造成損壞而導致產生熱褶皺之觀點而言,較佳為800 mJ/cm2
以下之累計光量。
其次,進行與上述乾燥步驟不同之加熱步驟。該加熱步驟係為了於上述交聯反應步驟後之前軀體內部,進一步促進交聯反應而進行。以下,將該加熱步驟稱為熟化步驟。於熟化步驟中,一面使加熱溫度為低溫,抑制前驅體之收縮,一面發生交聯反應,藉此,可提高包含第1區域之層、例如利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體的空隙率,並且提高該空隙構造體之強度。熟化步驟中之溫度例如為40℃~70℃,較佳為45℃~65℃,更佳為50℃~60℃。進行熟化步驟之時間例如為10 hr~30 hr,較佳為13 hr~25 hr,更佳為15 hr~20 hr。
再者,為了說明下述其他實施形態,將上述交聯反應步驟後且供於熟化步驟之前之前軀體稱為熟化步驟前軀體。
如上述般,獲得實質上包含第1區域之層、即第1層之前軀體。又,第1層之前軀體之製造方法除本說明書之說明以外,亦藉由日本專利特開2017-054111號公報、日本專利特開2018-123233號公報及日本專利特開2018-123299號公報中所記載之空隙層或低折射率層之製造方法而說明。
(3-A-b.第2層之形成)
於使用雷射照射來製造之方法中,第2層設置於上文中所獲得之第1層之前軀體。於上述第1層之前軀體形成於樹脂膜等之上之情形時,第2層設置於上述第1層之前軀體之與設置有樹脂膜之面為相反側之主面。
於使用雷射照射來製造之方法中,第2層設置於上文中所獲得之第1層之前軀體。於上述第1層之前軀體形成於樹脂膜等之上之情形時,第2層設置於上述第1層之前軀體之與設置有樹脂膜之面為相反側之主面。
於構成第2層之樹脂A為感壓接著劑a之情形時,可預先於隔離膜上形成包含感壓接著劑a之第2層,將包含感壓接著劑a之第2層轉印至第1層之前軀體,而於上述第1層之前軀體設置第2層。
再者,關於第2層中所使用之樹脂A等,以(2-D.第2層)中之說明為基準。
(3-A-c.第2區域及第1層之形成)
以下,使用上述第1層之前軀體由利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體構成,且第2層由感壓接著劑a構成之情形,說明使用雷射照射製造光學構件之方法(以下稱為「雷射照射法」)。
以下,使用上述第1層之前軀體由利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體構成,且第2層由感壓接著劑a構成之情形,說明使用雷射照射製造光學構件之方法(以下稱為「雷射照射法」)。
雷射照射法係藉由對包含感壓接著劑a之第2層(稱為感壓接著劑層A)以特定之幾何學圖案進行雷射照射,而使感壓接著劑層A中之該雷射照射部分之感壓接著劑a之狀態變化,使感壓接著劑a容易滲透至第1層之前軀體之空隙。感壓接著劑a填充第1層之前軀體之空隙,結果形成上述特定之幾何學圖案之第2區域而獲得第1層。又,如下所述,可代替上述第1層之前軀體,於熟化步驟前軀體設置第2層並進行雷射照射後進行熟化步驟。於此情形時,在熟化步驟中雷射照射部分之感壓接著劑a容易進而滲透至熟化步驟前軀體之空隙。
雷射照射只要可使構成第2層之感壓接著劑a之狀態發生變化而使其容易滲透至第1層之前軀體之空隙,便能以任意之適當之方式進行。關於雷射照射中所使用之雷射光,通常,作為下限,包含波長為100 nm以上之光,另一方面,作為上限,包含波長為1900 nm以下之光。較佳為包含波長為300 nm~1500 nm之光,更佳為包含波長為300 nm~1300 nm之光,進而佳為包含波長為500 nm~1200 nm之光。於1個實施形態中,雷射光具有高斯之光束形狀,於如上所述之範圍具有峰值波長。
作為雷射光,使用奈秒脈衝雷射或短脈衝雷射(照射具有1奈秒以下之脈衝寬度之光之雷射、例如微微秒雷射或飛秒雷射等)。雷射光之頻率例如可為50 kHz~2000 kHz。
作為照射如上所述之雷射光之雷射,例如可列舉準分子雷射、YAG(Yttrium Aluminum Garnet,釔鋁石榴石)雷射、YLF(Yttrium Lithium Fluoride,氟化釔鋰)雷射、YVO4(Yttrium Vanadate,釩酸釔)雷射、鈦藍寶石雷射等固體雷射、包含氬離子雷射及氪離子雷射之氣體雷射、纖維雷射、半導體雷射、色素雷射、YAG之SHG(Seoond Harmonic Generation,第二諧波發生器)雷射及YAG之THG(Third Harmonic Generation,第三諧波發生器)雷射。
雷射照射例如可藉由使用有CAD(Computer Aided Design,電腦輔助設計)資料之掃描(描繪)而進行。雷射照射之形態(掃描方式)可根據目的而適當地設定。雷射光例如可呈直線狀進行掃描,可呈S字狀進行掃描,可呈螺旋狀進行掃描,亦可將該等組合。又,亦可使用高速線掃描儀。關於掃描頭,可為檢流計掃描儀,可為多面鏡掃描儀,亦可將該等組合。
雷射光之照射條件可設定為任意之適當之條件。例如,於使用固體雷射(YAG雷射)之情形時,輸出較佳為10 W~20 W,脈衝能量較佳為10 μJ~70 μJ。掃描速度較佳為10 mm/秒~5000 mm/秒,更佳為100 mm/秒~2000 mm/秒。掃描間距較佳為10 μm~50 μm。雷射光之照射位置可設定為第2層之表面(感壓接著劑層A之表面)或感壓接著劑層A之厚度方向內部。於雷射照射之階段,如圖11所示,通常在感壓接著劑層A之表面暫時黏著有隔離膜6,於本雷射照射法中,將照射位置設定為感壓接著劑層A之表面或感壓接著劑層A之厚度方向內部(參照圖11上段),藉此可使感壓接著劑層A之感壓接著劑a之狀態良好地變化並良好地滲透至第1層之前軀體之空隙,從而形成第2區域。雷射光之照射位置處之光束形狀可根據目的而適當地設定。該光束形狀例如可為圓形,亦可為線狀。作為使光束形狀為特定之形狀之機構,可採用任意之適當之機構。例如可經由具有特定之開口部之遮罩進行雷射照射,亦可使用繞射光學元件等進行光束整形。例如於光束形狀為圓形之情形時,焦點直徑(點徑)較佳為50 μm~60 μm。進而,脈衝雷射之輸入能量較佳為20000 μJ/mm2
~100000 μJ/mm2
,更佳為25000 μJ/mm2
~75000 μJ/mm2
。再者,輸入能量E(μJ/mm2
)係根據下述式求出。
E=(e×M)/(V×p)
e:脈衝能量(J)
M:重複頻率(Hz)
V:掃描速度(mm/秒)
p:掃描間距(mm)
雷射照射較佳為可於與獲得第1層之前軀體之熟化步驟相同之步驟中進行。藉由同時進行雷射照射與熟化步驟,可有效率地形成使感壓接著劑a滲透至第1層之前驅體之空隙而形成有第2區域之第1層。
e:脈衝能量(J)
M:重複頻率(Hz)
V:掃描速度(mm/秒)
p:掃描間距(mm)
雷射照射較佳為可於與獲得第1層之前軀體之熟化步驟相同之步驟中進行。藉由同時進行雷射照射與熟化步驟,可有效率地形成使感壓接著劑a滲透至第1層之前驅體之空隙而形成有第2區域之第1層。
(3-B.噴墨法I)
作為本發明之光學構件之製造方法,以下對使用噴墨方式來製造之方法進行說明。
作為本發明之光學構件之製造方法,以下對使用噴墨方式來製造之方法進行說明。
具體而言,利用噴墨法之光學構件之製造方法係使樹脂等物質油墨化,藉由噴墨而將上述油墨以特定之幾何學圖案填充至上述第1層之前軀體之空隙,形成第2區域。或,於上述熟化步驟前軀體之空隙,以特定之幾何學圖案填充上述油墨,進行上述熟化步驟而形成第2區域。上述油墨之填充亦可為直接對空隙進行之形式。又,可為以特定之幾何學圖案設置於上述第1層之前軀體上或熟化前軀體上之樹脂等物質藉由於常溫常壓等條件下靜置之步驟而自然地浸潤並填充之形式、或者藉由利用熟化步驟等加熱步驟予以軟化而浸潤並填充之形式。此處,上述第1層之前軀體及熟化步驟前軀體係如(3-A-a.第1區域及第1層之前軀體之形成)中所作說明般。
於噴墨法中,第2區域中所含有之樹脂可與構成第2層之樹脂A相同,亦可為與樹脂A不同之樹脂B。關於樹脂A與樹脂B係如(2-C.第2區域)及(2-D.第2層)中所作說明般,樹脂A於常溫常壓及熟化步驟等之加熱條件下難以浸潤至上述第1層之前軀體等之空隙,另一方面,樹脂B或者樹脂B組合物於常溫常壓或者熟化步驟等之加熱條件下容易浸潤至上述第1層之前軀體等之空隙。
對於下述所說明之噴墨法之任一者,油墨之直徑及油墨之射出方式亦只要根據所形成之第2區域之形狀及該形狀之尺寸選擇任意之適當之態樣便可。
以下,列舉構成第2層之樹脂A為感壓接著劑a,第2區域中所包含之樹脂B為感壓接著劑b之情形為例,更詳細地說明使用噴墨方式予以製造之方法之一例(噴墨法I)。
如圖12所示,本噴墨法I係使用感壓接著劑b(201a)以特定之幾何學圖案形成於作為第2層200之感壓接著劑層之表面,製成具有樹脂B圖案層201之感壓接著劑積層體。將該感壓接著劑積層體之具有樹脂B圖案層201之面與上述第1層之前軀體或熟化步驟前軀體之第1主面鄰接地配置,繼而,藉由熟化步驟等加熱步驟使構成樹脂B圖案層之感壓接著劑b浸潤至上述第1層之前軀體或熟化步驟前軀體之空隙。其結果,獲得以特定之幾何學圖案形成有包含感壓接著劑b及構成第1區域101之物質之第2區域102之第1層(參照圖12下段)。
樹脂B圖案層之幾何學圖案形成可藉由任意之適當之機構進行。於一實施形態中,樹脂B圖案層可藉由將硬化之(即通常狀態之)感壓接著劑b以特定之圖案貼合於感壓接著劑層A而形成。本實施形態例如於幾何學圖案為條紋狀或格子狀之情形時,簡單且有用。於另一實施形態中,樹脂B圖案層可藉由如下方式以特定之幾何學圖案形成,即,將硬化前之感壓接著劑b組合物(感壓接著劑b塗敷液)油墨化,利用噴墨進行印刷而使其硬化。於此情形時,感壓接著劑b組合物中之基礎聚合物之重量平均分子量Mw較佳為2000000以下,更佳為5000~1600000。若基礎聚合物之Mw為此種範圍,則可實現高精度之圖案形成。於又一實施形態中,樹脂B圖案層可藉由如下方式形成:使硬化前之感壓接著劑b組合物(感壓接著劑b塗敷液)介隔具有特定之幾何學圖案之遮罩塗佈於第2層即感壓接著劑層A並使其硬化。
繼而,將感壓接著劑層A/具有特定之幾何學圖案之樹脂B圖案層之感壓接著劑積層體以使具有特定之幾何學圖案之樹脂B圖案層鄰接於第1層之前驅體之第1主面之方式貼合於第1層之前驅體等。即便於該狀態下,樹脂B圖案層之感壓接著劑b亦可滲透至第1層之前驅體等之空隙,故而可獲得具有以特定之幾何學圖案配置之第2區域之第1層。於獲得第1層時,較佳為將該感壓接著劑積層體貼合於熟化前驅體,接下來進行熟化步驟。若為此種構成,則可藉由熟化步驟促進感壓接著劑b向熟化前驅體之空隙之浸潤。
(3-C.噴墨法II)
以下,列舉構成第2層之樹脂A為感壓接著劑a,第2區域102中所包含之樹脂B為活性能量線硬化樹脂之情形為例,更詳細地說明使用噴墨方式來製造之方法之另一例(噴墨法II)。
以下,列舉構成第2層之樹脂A為感壓接著劑a,第2區域102中所包含之樹脂B為活性能量線硬化樹脂之情形為例,更詳細地說明使用噴墨方式來製造之方法之另一例(噴墨法II)。
如圖12所示,本噴墨法II係使用活性能量線硬化型樹脂組合物201a以特定之幾何學圖案形成於作為第2層200之感壓接著劑層A之表面,製成具有硬化型樹脂圖案層201之硬化型樹脂組合物積層體。將該硬化型樹脂組合物積層體之具有硬化型樹脂圖案層201之面與上述第1層之前軀體或熟化步驟前軀體之第1主面鄰接地配置,繼而,藉由熟化步驟等加熱步驟使構成硬化型樹脂圖案層之活性能量線硬化型樹脂組合物浸潤至上述第1層之前軀體或熟化步驟前軀體之空隙,照射活性能量線而製成活性能量線硬化型樹脂。其結果,獲得以特定之幾何學圖案形成有包含活性能量線硬化型樹脂及構成第1區域之物質之第2區域之第1層(參照圖12下段)。於本噴墨法II中,較佳為將具有硬化型樹脂圖案層之硬化型樹脂組合物積層體與熟化步驟前驅體鄰接地配置,使活性能量線硬化型樹脂組合物浸潤至上述熟化步驟前軀體之空隙,進行利用活性能量線照射之硬化,接下來進行熟化步驟。
本噴墨法II係例如將硬化前之光硬化型樹脂(光硬化型樹脂組合物)以特定之幾何學圖案塗佈於感壓接著劑層A之表面,且將該光硬化型樹脂組合物與上述第1層之前軀體等鄰接地配置,使該光硬化型樹脂組合物滲透至上述第1層之前軀體等之空隙,並予以光硬化。其結果,以特定之幾何學圖案形成第2區域102,而獲得第1層。
作為構成第2層即感壓接著劑層A之感壓接著劑a,可列舉(2-C.第2區域)中所記載者。藉由使用此種感壓接著劑a,防止於除第2區域以外之多餘之部分之感壓接著劑a之滲透,精密地獲得以特定之幾何學圖案形成之第2區域。樹脂B即活性能量線硬化型樹脂可列舉(2-D.第2層)中所記載之活性能量線硬化型樹脂。作為活性能量線硬化型樹脂,較佳為UV硬化型樹脂等光硬化型樹脂。以下,以光硬化型樹脂為例進行說明。
作為本噴墨法II之1個形態,光硬化型樹脂可油墨化,且藉由噴墨以特定之圖案塗佈。如上述(2-D.第2層)中所記載般,硬化前之光硬化型樹脂包含較多單體成分,故而容易油墨化,且塗佈性優異,結果,可實現高精度之圖案形成。作為另一形態,光硬化型樹脂可介隔具有特定之幾何學圖案之遮罩塗佈於感壓接著劑層A。
繼而,將具有感壓接著劑層A/光硬化型樹脂圖案層之光硬化型樹脂組合物積層體以光硬化性樹脂鄰接於第1層之前驅體或熟化步驟前驅體之第1主面之方式貼合。該光硬化型樹脂組合物積層體之貼合較佳為於熟化步驟前驅體進行。光硬化型樹脂之硬化(光照射)亦較佳為於熟化步驟前進行。藉由於熟化步驟前進行硬化(光照射),可抑制熟化步驟前驅體內之光硬化型樹脂組合物(實質上為單體)之非期望之擴散,精密地形成以特定之幾何學圖案形成之第2區域。具體而言,硬化(光照射)亦可於光硬化型樹脂組合物積層體之熟化步驟前向驅體貼合後且熟化步驟前進行。
又,塗佈於感壓接著劑層A之光硬化型樹脂於該狀態下(即,即便未硬化)具有某種程度之形狀維持性,故而即便於貼合後(且熟化步驟前)進行硬化(光照射)亦不會產生實質性之問題。以此方式,藉由浸潤使光硬化型樹脂填充於熟化步驟前驅體之空隙,依序進行光照射及熟化步驟,獲得具有第1區域及以特定之幾何學圖案形成之第2區域之第1層。
<4.其他配光元件>
(4-A.配光元件之變化例)
對上述<1.配光元件>中所說明之配光元件之變化例進行說明。於圖8所示之配光元件中,本發明之光學構件以使第2層之第2主面與導光體4之第1主面相接之方式配置。於設為如圖8般之配光元件之情形時,如(2-D.第2層)中所作說明般,就光學觀點而言,第2層之折射率(n2 )較佳為與導光體之折射率相同或近似於光學上無影響之程度之折射率。
(4-A.配光元件之變化例)
對上述<1.配光元件>中所說明之配光元件之變化例進行說明。於圖8所示之配光元件中,本發明之光學構件以使第2層之第2主面與導光體4之第1主面相接之方式配置。於設為如圖8般之配光元件之情形時,如(2-D.第2層)中所作說明般,就光學觀點而言,第2層之折射率(n2 )較佳為與導光體之折射率相同或近似於光學上無影響之程度之折射率。
於圖9所示之配光元件中,以將本發明之光學構件之第1層100之第2主面與導光體4之第1主面41相接之方式配置樹脂膜7。導光體4與樹脂膜7亦可經由接著劑等而貼合。樹脂膜7可設為與(2-D.第2層)中所說明之基材層相同之光學上透明之樹脂膜。又,樹脂膜7亦可直接使用上述<3.光學構件之製造方法>中所說明之塗敷有利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體之前軀體的樹脂膜。就光學觀點而言,樹脂膜7之折射率較佳為與導光體之折射率相同或近似於光學上無影響之程度之折射率。
(4-B.使用有具有空腔之光擷取層(具有進行光出耦合之空氣腔圖案構造之構件)之配光元件)
於圖10中,示出配光元件,其具有導光體4、以及本發明之光學構件及具有空腔之光擷取層8。空腔有時稱為空氣腔。具體而言,該配光元件以第1層100與無圖案之導光體4之光擷取側相接之方式設置有本發明之光學構件,且於第2層200之上配置有具有空腔(空氣腔801)之光擷取層8。於該構成中,自光源入射至導光體4之光一面於導光體4之底面與第1層100之第1區域101之間全反射一面傳輸,透過第2區域102之光由具有空腔之光擷取層8朝光擷取側折射。藉此,能以均勻之亮度分佈提高光擷取效率。
於圖10中,示出配光元件,其具有導光體4、以及本發明之光學構件及具有空腔之光擷取層8。空腔有時稱為空氣腔。具體而言,該配光元件以第1層100與無圖案之導光體4之光擷取側相接之方式設置有本發明之光學構件,且於第2層200之上配置有具有空腔(空氣腔801)之光擷取層8。於該構成中,自光源入射至導光體4之光一面於導光體4之底面與第1層100之第1區域101之間全反射一面傳輸,透過第2區域102之光由具有空腔之光擷取層8朝光擷取側折射。藉此,能以均勻之亮度分佈提高光擷取效率。
具有空腔之光擷取層8具有埋入至樹脂層內之光學空腔圖案,空腔圖案具有使光折射之功能。具有空腔之光擷取層亦稱為具有進行光出耦合之空氣腔圖案構造之構件。具有空腔之光擷取層可由樹脂、玻璃膜等形成。圖13表示具有空腔之光擷取層之製作方法。圖13係無接著劑之層壓法。將無圖案之第1膜812與於表面形成有所期望之圖案之第2膜811於無接著劑之情況下(例如藉由微波表面處理)進行貼合。第1膜812與第2膜811係由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等形成。藉由貼合而形成空氣腔801。
作為具有空腔之光擷取層之另一製作方法,可列舉使用接著層將2個膜接著而製成之方法。接著層之厚度為1~3 μm左右。第2膜811與第1膜812經由接著層而貼合,藉此形成空氣腔801。於貼合時,使預硬化之接著劑不進入至腔圖案內。貼合法可使用不對空氣腔之形狀造成影響之任一方法。例如,對層壓表面實施利用VUV光(真空紫外線)源或APP(大氣電漿)之前處理,其後,於固定壓力下進行層壓,藉此獲得化學鍵結。該方法可達成良好之機械強度。
[產業上之可利用性]
[產業上之可利用性]
本發明之光學構件係與導光體等一起製成配光元件,可應用於前光、背光、窗口/門面之照明、標牌、信號點亮、太陽能用途、裝飾燈飾、遮光板、光遮罩、屋頂照明等公共或普通照明等。例如,本發明之光學構件被較佳地用作作為標牌之一例之反射型顯示器之前光之構成構件。藉由使用本發明之光學構件,可看到無因散射或繞射之光而產生之可視認之模糊等光學缺陷之反射型顯示器上之圖像或圖形。
實施例
實施例
以下,藉由實施例具體地說明本發明,但本發明並非由該等實施例限定。再者,各特性之測定方法係如下所述。
(1)折射率之測定
於在丙烯酸膜形成第1層之後,切割為50 mm×50 mm之尺寸,介隔感壓接著劑層將第1層貼合於玻璃板(厚度:3 mm)之表面。利用黑色標記油墨塗滿上述玻璃板之背面中央部(直徑20 mm左右),製成於該玻璃板之背面不反射之試樣。將上述試樣設置於橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan公司製造:VASE),於波長500 nm、入射角50~80度之條件下,測定折射率。
於在丙烯酸膜形成第1層之後,切割為50 mm×50 mm之尺寸,介隔感壓接著劑層將第1層貼合於玻璃板(厚度:3 mm)之表面。利用黑色標記油墨塗滿上述玻璃板之背面中央部(直徑20 mm左右),製成於該玻璃板之背面不反射之試樣。將上述試樣設置於橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan公司製造:VASE),於波長500 nm、入射角50~80度之條件下,測定折射率。
(2)光擷取之效果
將於下述實施例1中所獲得之光學構件經由丙烯酸系感壓接著劑(折射率1.47、厚度5 μm)貼合於厚度2 mm之樹脂板(三菱化學公司製造「ACRYLITE EX001」),使光自板之端部進入並利用目測及顯微鏡確認光之分佈狀態。
將於下述實施例1中所獲得之光學構件經由丙烯酸系感壓接著劑(折射率1.47、厚度5 μm)貼合於厚度2 mm之樹脂板(三菱化學公司製造「ACRYLITE EX001」),使光自板之端部進入並利用目測及顯微鏡確認光之分佈狀態。
[製造例1]第1區域形成用塗敷液(微細孔粒子含有液)之製備及熟化步驟前軀體膜之製作
(1)矽化合物之凝膠化
使0.95 g之作為矽化合物之前驅體之甲基三甲氧基矽烷(MTMS)溶解於2.2 g之二甲基亞碸(DMSO),製備混合液A。於該混合液A中添加0.5 g之0.01 mol/L之草酸水溶液,於室溫下進行30分鐘攪拌,藉此將MTMS水解,生成包含三(羥基)甲基矽烷之混合液B。
(1)矽化合物之凝膠化
使0.95 g之作為矽化合物之前驅體之甲基三甲氧基矽烷(MTMS)溶解於2.2 g之二甲基亞碸(DMSO),製備混合液A。於該混合液A中添加0.5 g之0.01 mol/L之草酸水溶液,於室溫下進行30分鐘攪拌,藉此將MTMS水解,生成包含三(羥基)甲基矽烷之混合液B。
於在5.5 g之DMSO中添加0.38 g之28重量%之氨水、及0.2 g之純水之後,進而追加上述混合液,於室溫下攪拌15分鐘,藉此進行三(羥基)甲基矽烷之凝膠化,獲得包含凝膠狀矽化合物之混合液C。
(2)熟成處理
將以如上方式製備之包含凝膠狀矽化合物之混合液C保持原狀於40℃下保溫20小時,進行熟成處理。
(3)粉碎處理
其次,使用刮勺(spatula)將以如上方式進行了熟成處理之凝膠狀矽化合物粉碎成數mm~數cm尺寸之顆粒狀。繼而,於在混合液C中添加40 g之異丙醇(IPA),並輕輕地攪拌之後,於室溫下靜置6小時,將凝膠中之溶劑及觸媒進行傾析。藉由進行3次相同之傾析處理而進行溶劑置換,獲得混合液D。繼而,將混合液D中之凝膠狀矽化合物進行粉碎處理(高壓無介質粉碎)。粉碎處理(高壓無介質粉碎)係使用均質器(SMT公司製造,商品名「UH-50」),於5 cc之螺旋口瓶中,稱量出混合液D中之1.85 g之凝膠狀化合物及1.15 g之IPA之後,在50 W、20 kHz之條件下進行2分鐘之粉碎。
(2)熟成處理
將以如上方式製備之包含凝膠狀矽化合物之混合液C保持原狀於40℃下保溫20小時,進行熟成處理。
(3)粉碎處理
其次,使用刮勺(spatula)將以如上方式進行了熟成處理之凝膠狀矽化合物粉碎成數mm~數cm尺寸之顆粒狀。繼而,於在混合液C中添加40 g之異丙醇(IPA),並輕輕地攪拌之後,於室溫下靜置6小時,將凝膠中之溶劑及觸媒進行傾析。藉由進行3次相同之傾析處理而進行溶劑置換,獲得混合液D。繼而,將混合液D中之凝膠狀矽化合物進行粉碎處理(高壓無介質粉碎)。粉碎處理(高壓無介質粉碎)係使用均質器(SMT公司製造,商品名「UH-50」),於5 cc之螺旋口瓶中,稱量出混合液D中之1.85 g之凝膠狀化合物及1.15 g之IPA之後,在50 W、20 kHz之條件下進行2分鐘之粉碎。
藉由該粉碎處理而將上述混合液D中之凝膠狀矽化合物粉碎,藉此,該混合液D'成為粉碎物之溶膠液。利用動態光散射式Nanotrac粒度分析儀(日機裝公司製造,UPA-EX150型)確認表示混合液D'中所包含之粉碎物之粒度不均之體積平均粒徑,為0.50~0.70。進而,針對該溶膠液(混合液C')0.75g,以0.036 g之比率添加0.062 g之光鹼產生劑(和光純藥工業股份有限公司:商品名WPBG266)之1.5重量%濃度MEK(Methyl Ethyl Ketone,甲基乙基酮)溶液、及雙(三甲氧基矽烷基)乙烷之5%濃度MEK溶液,獲得第1區域形成用塗敷液(微細孔粒子含有液)。
於按照日本專利特開2012-234163號公報之製造例1準備之丙烯酸系樹脂膜(厚度:40 μm)之表面,塗佈(塗敷)上述塗敷液,形成塗敷膜。將上述塗敷膜於100℃之溫度下處理1分鐘並乾燥,進而,於乾燥後之塗敷膜,使用波長360 nm之光以300 mJ/cm2 之光照射量(能量)進行UV照射,獲得於上述丙烯酸系樹脂膜上形成有利用第1區域所得之第1層之前軀體(利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體)之積層體(附空隙構造體層之丙烯酸膜)。上述空隙構造體層之折射率為1.15。
於按照日本專利特開2012-234163號公報之製造例1準備之丙烯酸系樹脂膜(厚度:40 μm)之表面,塗佈(塗敷)上述塗敷液,形成塗敷膜。將上述塗敷膜於100℃之溫度下處理1分鐘並乾燥,進而,於乾燥後之塗敷膜,使用波長360 nm之光以300 mJ/cm2 之光照射量(能量)進行UV照射,獲得於上述丙烯酸系樹脂膜上形成有利用第1區域所得之第1層之前軀體(利用微細孔粒子彼此之化學鍵結所得之多孔體之空隙構造體)之積層體(附空隙構造體層之丙烯酸膜)。上述空隙構造體層之折射率為1.15。
[實施例1]
於實施了脫模處理之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)形成有丙烯酸系感壓接著劑(厚度10 μm,折射率1.47)。於該丙烯酸系感壓接著劑之30 mm×50 mm之區域上,使用「CLUSTER TECHNOLOGY公司製造 噴墨裝置 PIJIL-HV」,以10 mm之間距,以類似於圖7之幾何學圖案,將調整為25%之濃度之環氧系單體之混合液作為油墨滴下。再者,為了容易利用顯微鏡進行觀察,另行製作於混合液中添加有極其微量之吸收可見光之色素之混合液作為觀察用混合液。利用顯微鏡對觀察用混合液滴下後之尺寸進行觀察,如圖14所示,形成於感壓黏著劑層之構成幾何學圖案之區域之1個直徑為66 μm。於將上述混合液滴下後,在上述已準備之折射率1.15之空隙構造體層貼合實施了上述油墨處理之感壓接著劑之後,以照射量成為600 mJ之方式自感壓接著劑層-空隙構造體層積層體之空隙構造體側照射UV光,繼而,於乾燥機中在60℃下保管20小時,形成具有第2區域之第1層,從而獲得光學構件。
於實施了脫模處理之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)形成有丙烯酸系感壓接著劑(厚度10 μm,折射率1.47)。於該丙烯酸系感壓接著劑之30 mm×50 mm之區域上,使用「CLUSTER TECHNOLOGY公司製造 噴墨裝置 PIJIL-HV」,以10 mm之間距,以類似於圖7之幾何學圖案,將調整為25%之濃度之環氧系單體之混合液作為油墨滴下。再者,為了容易利用顯微鏡進行觀察,另行製作於混合液中添加有極其微量之吸收可見光之色素之混合液作為觀察用混合液。利用顯微鏡對觀察用混合液滴下後之尺寸進行觀察,如圖14所示,形成於感壓黏著劑層之構成幾何學圖案之區域之1個直徑為66 μm。於將上述混合液滴下後,在上述已準備之折射率1.15之空隙構造體層貼合實施了上述油墨處理之感壓接著劑之後,以照射量成為600 mJ之方式自感壓接著劑層-空隙構造體層積層體之空隙構造體側照射UV光,繼而,於乾燥機中在60℃下保管20小時,形成具有第2區域之第1層,從而獲得光學構件。
此處,為了確認於上述60℃下24小時後之第2區域之折射率,除不另行形成幾何學圖案,而是於50 mm×50 mm之範圍內在空隙構造體層之整個面滴下上述混合液以外,與上述同樣地,獲得僅包含第2區域之層之試樣。對該試樣進行測定,折射率為1.35。
將上述第1層之膜貼合於厚度為2 mm之丙烯酸板,一面使光自端部進入,一面利用顯微鏡進行觀察,確認到光僅透過施加了油墨之區域(第2區域)。圓形之第2區域之尺寸為直徑68 μm。根據上述,可知於所獲得之光學構件中,n1
、n2
分別為1.15、1.47,n3
係基於光透過之情況而推測為1.35。
[比較例1]
[比較例1]
於製造例1中,除於將塗敷液(微細孔粒子含有液)塗敷於丙烯酸系樹脂膜時,在丙烯酸系樹脂膜設置遮罩圖案並塗佈塗敷液以外,設為相同,藉此可製作局部形成有與遮罩圖案相應之空隙構造體之空隙構造體層。藉由於該經圖案化之空隙構造體層貼合丙烯酸系黏著劑(厚度10 μm,折射率1.47),可獲得圖1或圖2所示之與先前文獻相同之具有光擷取層之光學構件。
[利用計算軟體進行之光洩漏之確認]
[利用計算軟體進行之光洩漏之確認]
使用Lighttools以實施例1及比較例1中所獲得之光學構件為模型確認本發明之光學效果。計算模型係於面積為90 mm×60 mm、厚度為0.4 mm及折射率為1.49之導光體中,組入自短邊側之端部入射光之模型。追加折射率1.15之第1區域以及尺寸60 μm及折射率1.35之第2區域散佈於導光體之上之厚度600 nm之第1層。其次,於第1層之上依序積層折射率1.47及厚度10 μm之第2層、及如日本專利特表2013-524288號公報中所記載之具有空腔之光擷取膜,製成如圖15所示之相當於使用有本發明之實施例1之配光元件之模型。將受光部設置於上述模型之正面及背面,計算光量及分佈。又,除將如圖16所示之第2區域之折射率設為1.47以外相同地設為相當於使用上述比較例之配光元件之模型進行計算。將結果示於表1中。
[表1]
又,圖17係表示自實施例1及比較例1之計算模型之背面之中心朝左右極角方向傾斜時之光洩漏量之曲線圖。實線(n=1.35)係指實施例1之計算模型,虛線(n=1.47)係指比較例1之計算模型。由曲線圖可知,於極角±50度附近,相當於本發明之實施例1之計算模型與比較例1之計算模型相比,可顯著地抑制洩漏之光之量。
根據上述結果,可知折射率表示梯度,故而得以抑制局部散射,從而抑制朝背面側之光洩漏。
又,於比較例1之情形時,一旦局部形成空隙構造就非常難以形成穩定之第1層,於貼合感壓接著劑等第2層時會出現階差,極難獲得光學上均勻且所期望之外觀。
1‧‧‧低折射率層(奈米孔隙層)
2‧‧‧高折射率層(感壓接著劑層)
3‧‧‧空氣層
4‧‧‧導光體
5‧‧‧光源
6‧‧‧隔離膜
7‧‧‧樹脂膜
8‧‧‧具有空腔之光擷取層
9‧‧‧雷射光
11‧‧‧第1層之第1主面
12‧‧‧第1層之第2主面
21‧‧‧第2層之第1主面
22‧‧‧第2層之第2主面
41‧‧‧導光體之第1主面
42‧‧‧導光體之第2主面
100‧‧‧第1層
101‧‧‧第1區域
102‧‧‧第2區域
200‧‧‧第2層
201‧‧‧樹脂B圖案層
201a‧‧‧感壓接著劑b(活性能量線硬化樹脂組合物)
300‧‧‧本發明之光學構件
801‧‧‧空氣腔
811‧‧‧第2膜
812‧‧‧第1膜
圖1係先前之光擷取層之剖視圖。
圖2係按照先前之光擷取層之製成方法而獲得之光擷取層之剖視圖。
圖3係使用本發明之光學構件而獲得之配光元件之剖視圖。
圖4係表示配光元件之光波導之圖。
圖5係本發明之光學構件之剖視圖。
圖6係具有由複數個第2區域形成之條紋形狀之第1層之俯視圖。
圖7係具有複數個圓形之第2區域之第1層之俯視圖。
圖8係表示配光元件之另一形態之剖視圖。
圖9係表示配光元件之另一形態之剖視圖。
圖10係表示配光元件之另一形態之剖視圖。
圖11係藉由雷射照射而形成第2區域之概念圖。
圖12係藉由噴墨而形成第2區域之概念圖。
圖13係製成具有空腔之光擷取層(具有進行光出耦合之空氣腔構造之構件)之概念圖。
圖14係表示藉由噴墨而於感壓接著劑層上形成光硬化型樹脂單體之幾何學圖案之一部分的顯微鏡照片。
圖15係計算中所使用之相當於實施例1之計算模型。
圖16係計算中所使用之相當於比較例1之計算模型。
圖17係表示自各計算模型之背面洩漏之光之量的計算結果之曲線圖。
Claims (12)
- 一種光學構件,其特徵在於:具有第1層,該第1層包含折射率為n1 之第1區域及折射率為n3 之第2區域,且 以與上述第1區域及第2區域相接之方式於上述第1層之第1主面具有折射率為n2 之第2層, 上述第1層於第1層之面方向上,以與上述第1區域鄰接之方式具有複數個上述第2區域, 上述複數個第2區域形成幾何學圖案, 上述n1 至n3 滿足下述式(1), n1 <n3 <n2 (1)。
- 如請求項1之光學構件,其中上述第1區域具有空隙構造, 上述第2層具有樹脂A, 上述第2區域具有形成上述空隙構造之物質及上述樹脂A。
- 如請求項1之光學構件,其中上述第1區域具有空隙構造, 上述第2層具有樹脂A, 上述第2區域含有形成上述空隙構造之物質及樹脂B。
- 如請求項2之光學構件,其中上述第2區域係上述第1區域之空隙構造之至少一部分由上述樹脂A填充而形成之填充區域。
- 如請求項3之光學構件,其中上述第2區域係上述第1區域之空隙構造之至少一部分由上述樹脂B填充而形成之填充區域。
- 如請求項1至5中任一項之光學構件,其中上述第2區域自上述第1層之第1主面跨及至第2主面,與上述第1區域連續地鄰接。
- 如請求項1至5中任一項之光學構件,其中上述n1 為1.2以下,上述n2 為1.43以上。
- 如請求項2至5中任一項之光學構件,其中上述樹脂A為感壓接著劑a。
- 如請求項3或5中任一項之光學構件,其中上述樹脂B為活性能量線硬化型樹脂。
- 如請求項1至5中任一項之光學構件,其中除上述第2區域以外之第1層之折射率為1.2以下, 上述第2層之折射率為1.43以上, 上述第2區域之折射率為1.25以上1.4以下。
- 一種配光元件,其特徵在於具有如請求項1至10中任一項之光學構件、及導光體。
- 如請求項11之配光元件,其包含具有空腔之光擷取層。
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