TW202023806A - 光學積層體 - Google Patents

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服部大輔
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Abstract

本發明提供一種光學積層體，其亮度高，亮度參差受到抑制，且作為一體物的強度優異。本發明光學積層體具有導光板與透過接著層積層於導光板的光學構件。接著層係以俯視呈點圖案而形成，且點的密度具有從該導光板之入光側沿導光方向變大的梯度。光學積層體於導光板之沿導光方向的兩端部設有低折射率補強部。

Description

光學積層體
本發明係涉及光學積層體。
發明背景 使用導光板擷取光的光學裝置(例如影像顯示裝置、照明裝置)中，在積層導光板與周邊光學構件(例如反射板、擴散板、稜鏡片、光擷取薄膜)時，已知有隔著低折射率層或經圖案化的(亦即具有空氣部的)接著層積層的技術。有報告指出，透過所述技術，藉由利用低折射率層或接著層之空氣部，可使光的利用效率比僅單純以黏著劑積層時更高。惟，若透過所述技術，則導光板與周邊光學構件之積層體作為一體物的強度會有不足之問題。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開平10-62626號公報
發明概要 發明欲解決之課題 本發明是為了解決上述以往課題而成者，其主要目的在於提供一種光學積層體，其亮度高，亮度參差受到抑制，且作為一體物的強度優異。
用以解決課題之手段 本發明實施形態之光學積層體具有導光板與隔著接著層積層於該導光板的光學構件。該接著層係以俯視呈點圖案而形成，且該點的密度具有從該導光板之入光側沿導光方向變大的梯度。該光學積層體於該導光板之沿導光方向的兩端部設有低折射率補強部。 在一實施形態中，上述低折射率補強部具有基材、形成於該基材的低折射率層及設於兩面成為最外層的黏著劑層。 在一實施形態中，上述低折射率層的折射率為1.25以下。 在一實施形態中，上述低折射率補強部寬度的合計為上述導光板寬度的10%以下。 在一實施形態中，上述低折射率補強部的全光線透射率為85%以上。 在一實施形態中，上述光學積層體於上述導光板之與入光側相反之側的端部更設有低折射率補強部。
發明效果 根據本發明，可實現一種光學積層體，該光學積層體具有導光板與光學構件且具有俯視呈點圖案之接著層，且該點圖案沿該導光板之導光方向具點密度梯度，並且於該導光板之沿導光方向的兩端部設置低折射率補強部，藉此可實現亮度高、亮度參差受到抑制且作為一體物的強度優異之光學積層體。
用以實施發明之形態 以下說明本發明之實施形態，惟本發明不受該等實施形態限定。
A.光學積層體的整體構成 圖1係本發明之一實施形態的光學積層體的概略截面圖，圖2係顯示圖1之光學積層體去除光學構件後之狀態的概略俯視圖。圖式例之光學積層體100具有導光板10與透過接著層20積層於導光板10的光學構件30。接著層20係如圖2所示以俯視呈點圖案而形成，且點的密度具有從導光板之入光側沿導光方向(從圖式左側往右的方向)變大的梯度。
本發明實施形態中，於導光板10之沿導光方向的兩端部設有低折射率補強部40。藉由設置具有如上述密度梯度之點圖案的接著層，可在光量大的導光板之入光側端部利用空氣之全反射，因此可在導光板內實現極良好的光傳播。結果可提高亮度，且可顯著抑制亮度參差(指接近入光側之部分與遠離入光側之部分的亮度不同一事)。另一方面，所述接著層的接著強度不均一(具體而言係入光側之接著強度小，而與入光側相反之側的接著強度大)，結果光學積層體之作為一體物之強度會不足。本發明之實施形態中，係藉由設置低折射率補強部，而可實現光學積層體之作為一體物之充分強度。並且，本發明使用之低折射率補強部具有如下之優點：(1)補強部本身的折射率低，因此可確保光學積層體之作為一體物之強度，而不使光的利用效率降低(結果可將亮度維持得較高，且抑制亮度參差)；(2)可製成細長形狀，因此可將對要應用光學積層體的影像顯示裝置之顯示區域造成的影響抑制在最小限度。
低折射率補強部40之俯視形狀可採用任意適當之形狀。具體來說，低折射率補強部可如圖2所示沿導光板之導光方向連續形成，亦可間斷形成。低折射率補強部連續形成時，低折射率補強部可為例如圖2所示之細長矩形狀，可為錐狀，亦可為梯形狀。在低折射率補強部為錐狀時，低折射率補強部可為往入光側變細的形狀，亦可為往與入光側相反之側變細的形狀。低折射率補強部間斷形成時，低折射率補強部可為例如矩形狀，可為點狀，亦可為其他任意形狀(例如三角形、正方形、多角形、半圓形)。低折射率補強部的長度(即沿導光方向的長度)相對於導光板之導光方向的全長分別宜為50%以上，更宜為60%以上，且以70%以上更佳，以80%以上尤佳。低折射率補強部長度的上限相對於導光板之導光方向的全長為100%。亦即，低折射率補強部可設於導光板之導光方向整體。只要長度在所述範圍內，便可實現充分的補強效果(亦即光學積層體之作為一體物之強度)。此外，低折射率補強部間斷形成時，低折射率補強部的長度為各長度之合計。又，低折射率補強部的長度可分別相同亦可不同。低折射率補強部的寬度(即沿與導光方向正交之方向的長度)相對於導光板的寬度分別宜為5%以下。低折射率補強部的寬度合計相對於導光板的寬度宜為10%以下，更宜為9%以下。另一方面，低折射率補強部寬度之合計可為例如1%以上。只要寬度在所述範圍內，就不會對應用光學積層體的影像顯示裝置之顯示區域造成不良影響，並可確保光學積層體之作為一體物之強度。低折射率補強部的全光線透射率宜為85%以上，更宜為90%以上。只要全光線透射率在所述範圍內，就不會對應用光學積層體的影像顯示裝置之顯示區域造成不良影響，並可確保光學積層體之作為一體物之強度。
低折射率補強部可設於導光板之沿導光方向的兩端，亦可設於自兩端間隔一定距離之內側。較理想的是低折射率補強部可設於導光板之沿導光方向之兩端或其附近。只要為所述構成，便可使對顯示區域之影響最小限度化。
低折射率補強部連續形成時，低折射率補強部可設於導光板的導光方向之中心部，亦可設於偏離之位置(例如入光側、與入光側相反之側)。低折射率補強部間斷形成時，各配置密度可在導光方向整體呈均一，亦可沿導光方向變化。
低折射率補強部如上述設於導光板之沿導光方向之兩端部即可。因此，低折射率補強部可設於上述位置以外之任意適當之位置上。在一實施形態中，低折射率補強部更可設於導光板之與入光側相反之側的端部。只要為所述構成，便可獲得更進一步之補強效果。
以下針對光學積層體之構成要素進行具體說明。
B.導光板 導光板10代表上可以樹脂(宜為透明樹脂)的薄膜或板狀物、或是玻璃構成。這種樹脂之代表例可舉熱塑性樹脂、反應性樹脂(例如游離輻射線硬化性樹脂)。熱塑性樹脂之具體例可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、三醋酸纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂。游離輻射線硬化性樹脂的具體例可舉環氧丙烯酸酯系樹脂、胺甲酸酯丙烯酸酯系樹脂。該等樹脂可單獨使用亦可將2種以上併用。
導光板的厚度可為例如100μm~100mm。導光板的厚度宜為50mm以下，且宜為30mm以下，更宜為10mm以下。
導光板的折射率宜為1.47以上，且宜為1.47~1.60，更宜為1.47~1.55。導光板的折射率與低折射率補強部之低折射率層的折射率之差宜為0.22以上，且宜為0.22~0.40，更宜為0.25~0.35。導光板的折射率可藉由適當選擇導光板之構成材料來調整。
C.接著層 接著層20如同上述係以俯視呈點圖案而形成，且點的密度具有從導光板之入光側沿導光方向變大的梯度。只要為所述構成，便可在光量大的導光板之入光側端部利用空氣之全反射，因此可在導光板內實現極良好的光傳播。結果可提高亮度，且可顯著抑制亮度參差(指接近入光側之部分與遠離入光側之部分的亮度不同一事)。點密度之梯度可如圖2所示沿導光方向連續變化，亦可沿導光方向每隔預定區域做階段性變化。舉例而言，從入光側端至導光板之長度方向的10%為止之區域的點密度(平均)宜為0%~50%，從與入光側為相反側之一端至導光板之長度方向的10%為止之區域的點密度(平均)宜為50%~100%。
接著層可以接著劑構成，亦可以黏著劑構成。較理想的是接著層以接著劑構成。因易形成圖案。藉由使用接著劑，可利用噴墨、印刷等來形成圖案。接著劑可使用任意適當之接著劑。宜為活性能量射線(例如紫外線、可見光)硬化型接著劑。活性能量射線硬化型接著劑之具體例可舉丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑、乙烯基系接著劑、硫醇系接著劑、胺甲酸酯系接著劑、聚矽氧系接著劑。亦可組合活性能量射線硬化型接著劑與熱硬化型接著劑來使用。黏著劑可舉例如高彈性係數之黏著劑。
D.光學構件 光學構件可舉可與導光板積層之任意適當之光學構件。光學構件的具體例可舉反射板、擴散板、稜鏡片、偏光板、相位差薄膜、導電性薄膜、基板、影像顯示單元或影像顯示面板。
E.折射率補強部 E-1.低折射率補強部之整體構成 圖3係顯示低折射率補強部之一例的概略截面圖。低折射率補強部40具有基材41、形成於基材41的低折射率層42及設於兩面成為最外層的黏著劑層43、44。亦即，低折射率補強部係構成為雙面膠帶，利用兩面之黏著劑層來貼合導光板與光學構件。
E-2.基材 基材41代表上可以樹脂(宜為透明樹脂)的薄膜或板狀物構成。這種樹脂之代表例可舉熱塑性樹脂、反應性樹脂(例如游離輻射線硬化性樹脂)。熱塑性樹脂之具體例可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、三醋酸纖維素(TAC)等纖維素系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂。游離輻射線硬化性樹脂的具體例可舉環氧丙烯酸酯系樹脂、胺甲酸酯丙烯酸酯系樹脂。該等樹脂可單獨使用亦可將2種以上併用。
基材之厚度例如為10μm~100μm，且宜為10μm~50μm。
基材的折射率宜為1.47以上，且宜為1.47~1.60，更宜為1.47~1.55。只要在所述範圍內，便可將從導光板擷取之光引導至影像顯示單元而不對該光造成不良影響。
E-3.低折射率層 低折射率層在代表上於內部具有空隙。低折射率層的空隙率如上述為50%以上，且宜為70%以上，更宜為80%以上。另一方面，空隙率例如為90%以下，且宜為85%以下。藉由空隙率在上述範圍內，可使低折射率層的折射率落在適當之範圍。
低折射率層的折射率宜為1.25以下，且以1.20以下為佳，1.15以下更佳。折射率的下限可為例如1.01。只要在所述範圍內，便可在透過雙面附黏著劑層之光學積層體所得之導光板與周邊構件的積層結構中實現非常優異的光利用效率。
低折射率層只要具有上述所期望之空隙率及折射率，便可採用任意適當之構成。低折射率層宜可藉由塗敷或印刷等來形成。構成低折射率層之材料可採用例如記載於國際公開第2004/113966號公報手冊、日本特開2013-254183號公報及日本特開2012-189802號公報之材料。具體而言可舉例如：二氧化矽系化合物；水解性矽烷類、以及其部分水解物及脫水縮合物；有機聚合物；含矽醇基之矽化合物；使矽酸鹽與酸或離子交換樹脂接觸而獲得之活性二氧化矽；聚合性單體(例如(甲基)丙烯酸系單體及苯乙烯系單體)；硬化性樹脂(例如(甲基)丙烯酸系樹脂、含氟樹脂及胺甲酸酯樹脂)；以及該等之組合。
低折射率層之空隙(孔)的尺寸係指空隙(孔)之長軸直徑及短軸直徑中之長軸直徑。空隙(孔)的尺寸例如為2nm~500nm。空隙(孔)的尺寸例如為2nm以上，宜為5nm以上，且宜為10nm以上，更宜為20nm以上。另一方面，空隙(孔)的尺寸例如為500nm以下，宜為200nm以下，更宜為100nm以下。空隙(孔)尺寸的範圍例如為2nm~500nm，宜為5nm~500nm，且宜為10nm~200nm，更宜為20nm~100nm。空隙(孔)的尺寸可因應目的及用途等調整成所期望的尺寸。
空隙(孔)的尺寸可利用BET試驗法來定量化。具體上，係於比表面積測定裝置(Micromeritics公司製：ASAP2020)之毛細管中投入0.1g之試樣(所形成之空隙層)後，在室溫下進行24小時的減壓乾燥，將空隙結構內之氣體脫氣。然後，藉由使氮氣吸附於上述試樣上，繪出吸附等溫線以求算細孔分布。藉此可評估空隙尺寸。
低折射率層的霧度例如小於5%，宜小於3%。另一方面，霧度例如為0.1%以上，宜為0.2%以上。霧度的範圍例如為0.1%以上且小於5%，宜為0.2%以上且小於3%。霧度例如可以下述方法來測定。此外，霧度係低折射率層之透明性的指標。 將空隙層(低折射率層)裁切成50mm×50mm的尺寸並設置於霧度計(村上色彩技術研究所公司製：HM-150)上，測定霧度。關於霧度值可利用以下式算出。 霧度(%)=[漫透射率(%)/全光線透光率(%)]×100(%)
上述於內部具有空隙之低折射率層，可舉例如多孔質層、及/或至少在一部份具有空氣層之低折射率層。多孔質層在代表上包含氣凝膠、及/或粒子(例如中空微粒子及/或多孔質粒子)。低折射率層宜可為奈米多孔層(具體而言為90%以上之微細孔的直徑在10-1 nm~103 nm之範圍內的多孔質層)。
上述粒子可採用任意適當的粒子。粒子代表上由二氧化矽系化合物構成。粒子形狀可舉例如球狀、板狀、針狀、線狀及葡萄串狀。線狀粒子可舉如多個具有球狀、板狀或針狀形狀之粒子連接成串珠狀之粒子、短纖維狀粒子(例如日本特開2001-188104號公報記載之短纖維狀粒子)及該等組合。線狀粒子可為直鏈狀亦可為支鏈狀。葡萄串狀粒子可舉例如多個球狀、板狀及針狀粒子凝集而成葡萄串狀者。粒子形狀可藉由例如穿透型電子顯微鏡觀察來確認。粒子的平均粒徑例如為5nm~200nm，宜為10nm~200nm。藉由具有上述構成，可獲得折射率充分低的低折射率層，且可維持低折射率層之透明性。另，在本說明書中，平均粒徑意指從利用氮吸附法(BET法)測得之比表面積(m2 /g)，透過平均粒徑=(2720/比表面積)之式所賦予之值(參照日本特開平1-317115號公報)。
低折射率層之厚度宜為0.2μm~5μm，較宜為0.3μm~3μm。低折射率層的厚度只要在所述範圍內，本發明防止破損之效果即顯著。
低折射率層如上述，代表上可藉由塗敷或印刷來形成。只要為所述構成，便可藉由捲對捲來連續設置低折射率層。低折射率層可形成於基材整面，亦可以預定圖案形成。低折射率層以預定圖案形成時，塗敷係隔著例如具有預定圖案之遮罩來進行。印刷可採用任意適當之方式。印刷方法具體上可為凹版印刷、膠版印刷、柔版印刷等有版式印刷方法，亦可為噴墨印刷、雷射印刷、靜電印刷等無版式印刷方法。
以下，針對低折射率層之具體構成之一例進行說明。本實施形態之低折射率層係由一種或多種可形成微細空隙結構的構成單位所構成，該構成單位彼此透過觸媒作用呈化學鍵結狀態。構成單元之形狀可舉例如粒狀、纖維狀、棒狀、平板狀。構成單元可僅具有1種形狀，亦可組合2種以上形狀來具有。以下主要針對低折射率層為上述微細孔粒子彼此呈化學鍵結狀態之多孔體空隙層時之情況進行說明。
所述空隙層在空隙層形成步驟中，例如可透過使微細孔粒子彼此化學鍵結來形成。此外，本發明實施形態中「粒子」(例如上述微細孔粒子)的形狀無特別限定，例如可為球狀亦可為其他形狀。又，在本發明之實施形態中，上述微細孔粒子例如亦可為溶膠凝膠串珠狀粒子、奈米粒子(中空奈米二氧化矽、奈米球粒子)、奈米纖維等。微細孔粒子代表上包含無機物。無機物之具體例可舉矽(Si)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、鋯(Zr)。該等可單獨使用亦可將2種以上併用。在一實施形態中，上述微細孔粒子例如為矽化合物的微細孔粒子，且上述多孔體例如為聚矽氧多孔體。上述矽化合物的微細孔粒子例如包含膠狀二氧化矽化合物的粉碎體。又，於至少一部分具有多孔質層及/或空氣層之低折射率層的其他形態例如有由奈米纖維等纖維狀物質構成，且該纖維狀物質纏結而形成空隙從而形成層的空隙層。所述空隙層之製造方法並無特別限定，例如可與上述微細孔粒子彼此呈化學鍵結狀態之多孔體空隙層之情況相同。更多其他形態可舉如使用中空奈米粒子或奈米黏土之空隙層、使用中空奈米球或氟化鎂形成的空隙層。空隙層可為由單一構成物質構成之空隙層，亦可為由多種構成物質構成之空隙層。空隙層可僅以單一之上述形態構成，亦可以包含多種上述形態來構成。
本實施形態中，多孔體的多孔質結構例如可為孔結構呈連續狀態之開放性發泡結構體。開放性發泡結構體例如係表示在上述聚矽氧多孔體中孔結構以三維型態連結，亦可說是孔結構之內部空隙呈連續的狀態。藉由多孔質體具有開放性發泡結構，可提高空隙率。不過當使用如中空二氧化矽之類的閉胞粒子(各具有孔結構之粒子)時，無法形成開放性發泡結構。另一方面，例如使用二氧化矽溶膠粒子(形成溶膠的膠狀矽化合物之粉碎物)時，該粒子具有三維樹狀結構，所以在塗敷膜(含有膠狀矽化合物之粉碎物的溶膠塗敷膜)中藉由該樹狀粒子沉降及堆積，可輕易地形成開放性發泡結構。較理想係低折射率層具有開放性發泡結構含有多個細孔分布的整塊(monolith)結構。整塊結構係指例如包含具奈米尺寸之微細空隙的結構與該奈米空隙集結而成之開放性發泡結構的階層結構。要形成整塊結構時，例如係以微細空隙賦予膜強度的同時以粗大的開放性發泡空隙賦予高空隙率，而可兼顧膜強度及高空隙率。所述整塊結構理想上可藉由對粉碎成二氧化矽溶膠粒子之前階段的凝膠(膠狀矽化合物)，控制要生成的空隙結構之細孔分布來形成。且，例如在粉碎膠狀矽化合物時，藉由將粉碎後之二氧化矽溶膠粒子之粒度分布控制成所期望的尺寸，可形成整塊結構。
低折射率層例如如上述含有膠狀化合物之粉碎物，且該粉碎物彼此呈化學鍵結狀態。低折射率層中粉碎物彼此之化學結合(化學鍵結)的形態無特別限制，可舉如交聯鍵結、共價鍵結、氫鍵結等。
膠狀化合物之凝膠形態無特別限制。一般而言，「凝膠」係指具有溶質因相互作用失去獨立運動性而集結之結構並呈固化的狀態。膠狀化合物例如可為濕凝膠亦可為乾凝膠。此外，一般而言，濕凝膠係指含有分散媒且在分散媒中溶質呈一樣的結構者，乾凝膠則指去除溶劑後溶質呈具有空隙之網目結構者。
膠狀化合物可舉例如單體化合物膠化之膠化物。具體而言，上述膠狀矽化合物可舉例如單體的矽化合物彼此鍵結而成之膠化物，具體例可舉如單體的矽化合物彼此共價鍵結、氫鍵結或以分子間力鍵結而成之膠化物。共價鍵結可舉如利用脫水縮合之鍵結。
低折射率層中上述粉碎物的體積平均粒徑例如為0.10μm以上，宜為0.20μm以上，更宜為0.40μm以上。另一方面，體積平均粒徑例如為2.00μm以下，宜為1.50μm以下，更宜為1.00μm以下。體積平均粒徑的範圍例如為0.10μm~2.00μm，宜為0.20μm~1.50μm，更宜為0.40μm~1.00μm。粒度分布例如可利用動態光散射法、雷射繞射法等粒度分布評估裝置及掃描型電子顯微鏡(SEM)、穿透型電子顯微鏡(TEM)等電子顯微鏡等進行測定。此外，體積平均粒徑係粉碎物之粒度參差之指標。
膠狀化合物之種類無特別限制。膠狀化合物可舉例如膠狀矽化合物。以下舉膠狀化合物為膠狀矽化合物之情況為例來說明，惟不限於此。
上述交聯鍵結例如為矽氧烷鍵。矽氧烷鍵可舉如以下所示T2鍵、T3鍵、T4鍵。空隙層(低折射率層)具有矽氧烷鍵時，可具有其中任一種鍵，可具有其中任二種鍵，也可具有三種全部的鍵。矽氧烷鍵中，T2及T3之比率愈多，愈富可撓性，而愈可期待凝膠本來的特性。另一方面，T4的比率愈多愈易展現膜強度。因此，宜因應目的、用途、所期望之特性等來變更T2、T3及T4的比率。
[化學式1]
Figure 02_image001
又，低折射率層(空隙層)以例如所含矽原子呈矽氧烷鍵結為佳。就具體例而言，空隙層所含全部矽原子中，未鍵結之矽原子(亦即殘留矽烷醇)的比率例如為小於50%，宜為30%以下，且15%以下更佳。
膠狀化合物為膠狀矽化合物時，單體的矽化合物無特別限制。單體的矽化合物可舉例如下述式(1)所示化合物。在膠狀矽化合物如同上述為單體的矽化合物彼此氫鍵結或分子間力鍵結而成之膠化物時，式(1)的單體間例如可透過各自的羥基來氫鍵結。
[化學式2]
Figure 02_image003
式(1)中，X例如為2、3或4，宜為3或4。R1 例如為直鏈或支鏈烷基。R1 的碳數例如為1~6，宜為1~4，更宜為1~2。直鏈烷基可舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等，支鏈烷基可舉例如異丙基、異丁基等。
式(1)所示矽化合物之具體例可舉如X為3之下述式(1’)所示化合物。下述式(1’)中，R1 與式(1)的情況相同，例如為甲基。R1 為甲基時，矽化合物為參(羥)甲基矽烷。X為3時，矽化合物例如為具有3個官能基之3官能矽烷。
[化學式3]
Figure 02_image005
式(1)所示矽化合物之另一具體例可舉X為4之化合物。此時，矽化合物例如為具有4個官能基之4官能矽烷。
單體矽化合物亦可為例如矽化合物前驅物之水解物。矽化合物例如只要是可藉由水解生成矽化合物者即可，具體例可列舉下述式(2)所示化合物。
[化學式4]
Figure 02_image007
前述式(2)中，X例如為2、3或4， R1 及R2 分別獨立為直鏈烷基或支鏈烷基， R1 及R2 可分別相同亦可互異， X為2時，R1 可彼此相同亦可互異， R2 可彼此相同亦可互異。
X及R1 例如與式(1)中之X及R1 相同。R2 可援引例如式(1)中之R1 之例示。
式(2)所示矽化合物前驅物之具體例可舉如X為3之下述式(2’)所示化合物。下述式(2’)中，R1 及R2 分別與式(2)的情況相同。R1 及R2 為甲基時，矽化合物前驅物為三甲氧基(甲基)矽烷(以下亦稱作「MTMS」)。
[化學式5]
Figure 02_image009
單體的矽化合物例如從低折射率性佳之觀點來看，宜為3官能矽烷。又，單體的矽化合物例如由強度(例如耐擦傷性)佳之觀點來看，宜為4官能矽烷。單體的矽化合物可僅使用一種，亦可併用二種以上。例如，單體的矽化合物可僅包含3官能矽烷，可僅包含4官能矽烷，可包含3官能矽烷與4官能矽烷兩者，亦可更包含其他矽化合物。使用二種以上矽化合物作為單體的矽化合物時，其比率無特別限制可適當設定。
以下，就所述低折射率層之形成方法之一例進行說明。
該方法代表上包含：前驅物形成步驟，係於樹脂薄膜上形成屬低折射率層(空隙層)之前驅物的空隙結構；及，交聯反應步驟，係於前驅物形成步驟後在該前驅物內部引發交聯反應。該方法更包含：含有液製作步驟，係製作含有微細孔粒子之含有液(以下有時稱為「含微細孔粒子之液體」或僅稱為「含有液」)；及，乾燥步驟，係使該含有液乾燥；於前驅物形成步驟中，係使乾燥體中之微細孔粒子彼此化學鍵結而形成前驅物。含有液無特別限定，例如為含有微細孔粒子之懸浮液。此外，以下主要針對包含微細孔粒子為膠狀化合物的粉碎物且空隙層為膠狀化合物的粉碎物之多孔體(宜為聚矽氧多孔體)之情形予以說明。惟，低折射率層在微細孔粒子為膠狀化合物之粉碎物以外時亦可以相同方式形成。
根據上述方法，可形成例如具有非常低之折射率的低折射率層(空隙層)。其理由吾等推測例如如下。惟，該推測對低折射率層之形成方法不具任何限定。
上述粉碎物係將膠狀矽化合物粉碎所得者，所以粉碎前之膠狀矽化合物之三維結構會是分散成三維基本結構之狀態。並且，在上述方法中，係藉由將膠狀矽化合物之破碎物塗敷於樹脂薄膜上，而形成以三維基本結構為主體的多孔性結構之前驅物。亦即，根據上述方法，會形成一種與膠狀矽化合物之三維結構不同並透過塗敷粉碎物而形成的新多孔結構(三維基本結構)。所以，最後獲得之空隙層可實現例如可發揮與空氣層相同程度功能的低折射率。並且，上述方法中為了使粉碎物彼此行化學鍵結，從而三維基本結構係被固定化。因此，即便最後獲得之空隙層為具有空隙之結構，仍可維持充分的強度及可撓性。
並且，上述方法係將上述前驅物形成步驟與上述交聯反應步驟作為不同步驟來進行。並且，宜多階段進行交聯反應步驟。透過多階段進行交聯反應步驟，例如可較以1階段進行交聯反應步驟更能提升前驅物之強度，而可獲得兼顧高空隙率與強度的低折射率層。該機制尚不明瞭，但吾等例如推測如下。亦即，如同上述，若在形成空隙層的同時利用觸媒等提升膜強度，則雖進行觸媒反應可提升膜強度，但會有空隙率降低之問題。推測其係因雖然例如透過觸媒進行微細孔粒子彼此的交聯反應會使微細孔粒子彼此之交聯(化學鍵結)數量增加，而使鍵結變牢固，但空隙層整體會凝縮而使空隙率降低之故。相對於此，吾等認為藉由將前驅物形成步驟與交聯反應步驟作為不同步驟來進行且多階段進行交聯反應步驟，例如可使交聯(化學鍵結)數量增加而幾乎不使前驅物整體形態產生變化(例如幾乎不引起整體凝縮)。惟，該等為可推測之機制之一例，對低折射率層之形成方法不具任何限定。
前驅物形成步驟中，例如係使具有一定形狀之粒子積層來形成空隙層的前驅物。在該時間點之前驅物的強度非常弱。之後，透過例如光或熱活性觸媒反應來產生可使微細孔粒子彼此化學鍵結的產物(例如由光鹼產生劑產生之強鹼觸媒等)(交聯反應步驟的第1階段)。吾等認為為使反應有效率地短時間進行而進一步進行加熱熟化(交聯反應步驟第2階段)，可更促進微細孔粒子彼此之化學鍵結(交聯反應)的進行而使強度提升。例如在微細孔粒子為矽化合物之微細孔粒子(例如膠狀二氧化矽化合物之粉碎體)，且前驅物中有殘留矽醇基(Si-OH基)存在時，殘留矽醇基彼此會透過交聯反應而化學鍵結。惟，該說明亦為舉例，對低折射率層之形成方法不具任何限定。
上述方法具有製作含有微細孔粒子之含有液之步驟。微細孔粒子為膠狀化合物之粉碎物時，粉碎物可將膠狀化合物予以粉碎而獲得。如上述，藉由粉碎膠狀化合物，膠狀化合物的三維結構會被破壞，分散成三維基本結構。調製粉碎物之一例如下。
單體化合物之膠化例如可使單體化合物彼此氫鍵結或行分子間力鍵結來實行。單體化合物可舉如上述式(1)所示矽化合物。式(1)之矽化合物具有羥基，因此式(1)之單體間可透過這些羥基進行氫鍵結或分子間力鍵結。
或者，矽化合物亦可為上述矽化合物前驅物之水解物，亦可例如將上述式(2)所示矽化合物前驅物予以水解來生成。
單體化合物前驅物之水解方法無特別限制，例如可在觸媒存在下藉由化學反應來進行。觸媒可列舉如草酸、乙酸等之酸等。水解反應例如可在室溫環境下將草酸水溶液緩慢地滴下混合至矽化合物與二甲亞碸溶液之混合液(例如懸浮液)後，直接攪拌30分鐘左右來進行。在水解矽化合物前驅物時，例如可藉由將矽化合物前驅物之烷氧基完全水解，以便更有效率地進行其後之膠化、熟成、空隙結構形成後的加熱及固定化。
單體化合物的膠化例如可藉由單體間之脫水縮合反應來進行。脫水縮合反應例如宜在觸媒存在下進行，觸媒可舉例如酸觸媒及鹼性觸媒等脫水縮合觸媒，前述酸觸媒有鹽酸、草酸、硫酸等，前述鹼性觸媒有氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨等。脫水縮合觸媒以鹼性觸媒為佳。脫水縮合反應中，觸媒對單體化合物的添加量無特別限制。觸媒例如相對於單體化合物1莫耳宜可添加0.1莫耳~10莫耳、且宜0.05莫耳~7莫耳、更宜0.1莫耳~5莫耳。
單體化合物的膠化例如宜在溶劑中進行。單體化合物對溶劑的比率無特別限制。溶劑可舉如二甲亞碸(DMSO)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、二甲基甲醯胺(DMF)、γ-丁內酯(GBL)、乙腈(MeCN)、乙二醇乙基醚(EGEE)等。溶劑可單獨使用亦可將2種以上併用。用來進行膠化的溶劑以下亦稱作「膠化用溶劑」。
膠化之條件並無特別限制。對含有單體化合物之溶劑的處理溫度例如為20℃~30℃，宜為22℃~28℃，更宜為24℃~26℃。處理時間例如可為1分鐘~60分鐘，宜為5分鐘~40分鐘，更宜為10分鐘~30分鐘。進行脫水縮合反應時，其處理條件無特別限制，可援引該等例示。藉由進行膠化，例如可使矽氧烷鍵成長而形成二氧化矽一次粒子，並藉由反應進行，使一次粒子彼此連接成串珠狀，生成三維結構之凝膠。
藉由膠化所得之膠狀化合物宜於膠化反應後施行熟成處理。經由熟成處理，可使具有膠化所得三維結構之凝膠之一次粒子進一步成長而增大粒子本身的尺寸，結果可使粒子彼此接觸之頸鏈(neck)部分的接觸狀態從點接觸變成面接觸(增加接觸面積)。經過熟成處理的凝膠例如凝膠本身的強度會增加，結果便可提升進行粉碎後的三維基本結構之強度。藉此，例如在塗敷粉碎物後之乾燥步驟中，可抑制三維基本結構堆積而成之空隙結構的細孔尺寸隨著乾燥過程之溶劑揮發而收縮。
熟成處理例如可在預定溫度下將膠狀化合物培育預定時間來進行。熟成溫度例如為30℃以上，宜為35℃以上，更宜為40℃以上。另一方面，熟成溫度例如為80℃以下，宜為75℃以下，更宜為70℃以下。熟成溫度之範圍例如為30℃~80℃，宜為35℃~75℃，更宜為40℃~70℃。熟成時間例如為5小時以上，宜為10小時以上，更宜為15小時以上。另一方面，熟成時間例如50小時以下，宜為40小時以下，更宜為30小時以下。熟成時間之範圍例如為5小時~50小時，宜為10小時~40小時，更宜為15小時~30小時。另外，關於熟成條件，例如可進行最佳化以使一次粒子之尺寸增大及前述頸部接觸面積增大。並且，宜考慮所採用溶劑的沸點，例如熟成溫度若太高，溶劑可能會過度揮發，而因塗敷液(凝膠液)濃度之濃縮造成三維空隙結構之細孔閉口等不良狀況。另一方面，例如當熟成溫度過低時，不僅無法充分獲得藉由熟成所得的效果，量產製程的歷時溫度參差還會增大，而可能製出特性差的低折射率層。
熟成處理例如可使用與膠化處理相同的溶劑。具體上宜對凝膠處理後的反應物(亦即，含有膠狀化合物之溶劑)直接實施熟成處理。結束膠化後之熟成處理的凝膠(膠狀化合物、例如膠狀矽化合物)所含殘留矽烷醇基的莫耳數例如為50%以下，宜為40%以下，更宜為30%以下。另一方面，殘留矽烷醇基的莫耳數例如為1%以上，宜為3%以上，更宜為5%以上。殘留矽烷醇基之莫耳數的範圍例如為1%~50%，宜為3%~40%，更宜為5%~30%。在提高凝膠硬度之目的下，例如殘留矽烷醇基之莫耳數愈低愈佳。矽烷醇基之莫耳數若太高，例如可能無法將空隙結構維持到聚矽氧多孔體之前驅物進行交聯。另一方面，矽烷醇基之莫耳數若太低，例如在製作含微細孔粒子之液體(例如懸浮液)之步驟及/或後續的步驟中，膠狀化合物之粉碎物可能無法交聯而無法賦予充分的膜強度。此外，殘留矽烷醇基的莫耳數例如為令原材料(例如單體化合物前驅物)的烷氧基的莫耳數為100時之殘留矽烷醇基的比率。另，上述為矽烷醇基之例，而例如在單體的矽化合物經以各種反應性官能基改質過時，亦可對各官能基應用相同事項及條件等。
將單體化合物在膠化用溶劑中膠化後，將所得膠狀化合物粉碎。粉碎例如可對膠化用溶劑中之膠狀化合物直接施行粉碎處理，或可將膠化用溶劑取代成其他溶劑後對該其他溶劑中之膠狀化合物施行粉碎處理。又，例如因為在膠化反應中使用之觸媒及使用之溶劑至熟成步驟後仍有剩餘而產生液體歷時性膠化(使用期限)或乾燥步驟時之乾燥效率降低時，宜取代成其他溶劑。以下，上述其他溶劑亦稱為「粉碎用溶劑」。
粉碎用溶劑無特別限制，例如可使用有機溶劑。有機溶劑可舉如沸點在130℃以下、宜為100℃以下、更宜為85℃以下之溶劑。具體例可舉異丙醇(IPA)、乙醇、甲醇、丁醇、丙二醇單甲基醚(PGME)、甲賽璐蘇、丙酮、二甲基甲醯胺(DMF)、異丁醇等。粉碎用溶劑可單獨使用亦可將2種以上併用。
膠化用溶劑與粉碎用溶劑之組合並無特別限制，可舉如DMSO與IPA、DMSO與乙醇、DMSO與甲醇、DMSO與丁醇、DMSO與異丁醇之組合等。如此一來，藉由將膠化用溶劑換成破碎用溶劑，例如可在後述之塗膜形成中形成更均勻的塗敷膜。
膠狀化合物之粉碎方法無特別限制，例如可藉由下列裝置進行：超音波均質機、高速旋轉均質機、其他利用空蝕現象之粉碎裝置。珠磨機等進行介質粉碎的裝置係例如於粉碎時以物理性手段破壞凝膠空隙結構，與之相對的，例如均質機等空蝕方式粉碎裝置則因為是無介質方式，故是以高速的剪切力將早已內包在凝膠三維結構中之鍵結較弱的二氧化矽粒子接合面剝離。藉此，所得溶膠三維結構可維持具有一定範圍之粒度分布的空隙結構，藉由塗敷、乾燥時之堆積再形成空隙結構。粉碎條件無特別限制，例如宜藉由瞬間賦予高速的流動，以不使溶劑揮發的方式將凝膠粉碎。例如，宜以成為如上述之粒度參差(例如體積平均粒徑或粒度分布)的粉碎物的方式進行粉碎。假設當粉碎時間、強度等作業量不足時，例如會殘留粗粒，而不僅無法形成緻密的細孔，還有可能增加外觀缺陷而無法獲得高品質。另一方面，當作業量過多時，例如可能會形成比期望的粒度分布更微細的粒子，使塗敷、乾燥後堆積而成的空隙尺寸變微細，而無法獲得所期望的空隙率。
以上述方式可製作含有微細孔粒子(膠狀化合物之粉碎物)之液體(例如懸浮液)。又，於製出含有微細孔粒子之液體後或是在製作步驟中，藉由添加可使微細孔粒子彼此行化學鍵結的觸媒，可製造含有微細孔粒子及觸媒之含有液。觸媒亦可為例如促進微細孔粒子彼此之交聯鍵結的觸媒。使微細孔粒子彼此行化學鍵結之化學反應，宜利用二氧化矽溶膠分子中所含殘留矽烷醇基的脫水縮合反應。藉由觸媒促進矽烷醇基之羥基彼此的反應，可達成在短時間內使空隙結構硬化的連續成膜。觸媒可列舉如光活性觸媒及熱活性觸媒。藉由光活性觸媒，例如在前驅物形成步驟中不用加熱就可讓微細孔粒子彼此行化學鍵結(例如交聯鍵結)。藉此，例如在前述前驅物形成步驟中就不容易引起前述前驅物整體的收縮，所以可維持更高的空隙率。又，除了觸媒以外，亦可使用可產生觸媒之物質(觸媒產生劑)或乾脆取而代之。例如，除了光活性觸媒以外，亦可使用藉由光產生觸媒之物質(光觸媒產生劑)或乾脆取而代之，又除了熱活性觸媒以外，亦可使用藉由熱產生觸媒之物質(熱觸媒產生劑)或乾脆取而代之。光觸媒產生劑可舉如光鹼產生劑(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，且以光鹼產生劑為宜。光鹼產生劑可舉例如9-蒽基甲基 N,N-二乙基胺甲酸酯(9-anthrylmethyl N,N-diethylcarbamate，商品名WPBG-018)、(E)-1-[3-(2-羥基苯基)-2-丙烯醯基]哌啶((E)-1-[3-(2-hydroxyphenyl)-2-propenoyl]piperidine，商品名WPBG-027)、1-(蒽醌-2-基)乙基 咪唑羧酸酯(1-(anthraquinon-2-yl)ethyl imidazolecarboxylate，商品名WPBG-140)、2-硝基苯基甲基 4-甲基丙醯氧基哌啶-1-羧酸酯(商品名WPBG-165)、1,2-二異丙基-3-[雙(二甲基胺基)亞甲基]鈲 2-(3-苯甲醯基苯基)丙酸酯(商品名WPBG-266)、1,2-二環己基-4,4,5,5-四甲基雙鈲 正丁基三苯基硼酸酯(商品名WPBG-300)、及2-(9-氧雜二苯并哌喃-2-基)丙酸1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯(東京化成工業股份有限公司)、含4-哌啶甲醇之化合物(商品名HDPD-PB100：Heraeus公司製)等。又，上述含有「WPBG」之商品名皆為和光純藥工業股份有限公司之商品名。光酸產生劑可舉如芳香族鋶鹽(商品名SP-170：ADEKA公司)、三芳基鋶鹽(商品名CPI101A：San-Apro Ltd.)、芳香族錪鹽(商品名Irgacure250：Ciba Japan公司)等。又，使微細孔粒子彼此行化學鍵結之觸媒不限於光活性觸媒及光觸媒產生劑，例如亦可為如熱活性觸媒或脲等之熱觸媒產生劑。使微細孔粒子彼此行化學鍵結之觸媒可舉如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨等鹼性觸媒，及鹽酸、乙酸、草酸等酸觸媒等。該等中以鹼性觸媒為宜。使微細孔粒子彼此行化學鍵結之觸媒或觸媒產生劑，例如可在將要進行塗敷前才添加至含有粉碎物(微細孔粒子)之溶膠粒子液(例如懸浮液)中作使用，或可作成已將觸媒或觸媒產生劑混合至溶劑中之混合液來使用。混合液例如可為：直接添加於溶膠粒子液中而溶解的塗敷液、使觸媒或觸媒產生劑溶解於溶劑中的溶液、或使觸媒或觸媒產生劑分散於溶劑中的分散液。溶劑無特別限制，可列舉如水、緩衝液等。
接著，於基材上塗敷含有微細孔粒子之含有液(例如懸浮液)(塗敷步驟)。塗敷可使用後述之各種塗敷方式，且不受該等限定。可藉由將含有微細孔粒子(例如膠狀二氧化矽化合物的粉碎物)之含有液直接塗敷於基材上，來形成含有微細孔粒子及觸媒之塗敷膜。塗敷膜例如亦可稱為塗敷層。藉由形成塗敷膜，例如在三維結構被破壞之粉碎物沉降、堆積時可建構出新的三維結構。另外，含有微細孔粒子之含有液例如亦可不含有使微細孔粒子彼此化學鍵結的觸媒。例如亦可如同後述，將使微細孔粒子彼此化學鍵結的觸媒噴附至塗敷膜後再進行前驅物形成步驟，或一邊噴附一邊進行前驅物形成步驟。惟，含有微細孔粒子之含有液亦可含有使微細孔粒子彼此化學鍵結的觸媒，透過塗敷膜中所含觸媒之作用來使微細孔粒子彼此化學鍵結，從而形成多孔體之前驅物。
上述溶劑(以下亦稱作「塗敷用溶劑」)無特別限制，例如可使用有機溶劑。有機溶劑可列舉如沸點150℃以下之溶劑。具體例可舉如IPA、乙醇、甲醇、正丁醇、2-丁醇、異丁醇、戊醇等，且可使用與粉碎用溶劑相同之物。低折射率層之形成方法包含粉碎膠狀化合物之步驟時，在塗敷膜之形成步驟中，例如可將包含膠狀化合物之粉碎物的粉碎用溶劑直接使用。
例如在塗敷步驟中，宜將分散在溶劑中之溶膠狀的粉碎物(以下亦稱作「溶膠粒子液」)塗敷於基材上。溶膠粒子液例如在塗敷於基材上且乾燥後，藉由進行前述化學交聯，可連續成膜具有一定程度以上之膜強度的空隙層。又，本發明實施形態之「溶膠」係指藉由將凝膠之三維結構粉碎，使維持有部分空隙結構的奈米三維結構之二氧化矽溶膠粒子分散在溶劑中而顯示流動性的狀態。
塗敷用溶劑中之粉碎物的濃度無特別限制，例如為0.3%(v/v)~50%(v/v)，宜為0.5%(v/v)~30%(v/v)，更宜為1.0%(v/v)~10%(v/v)。粉碎物之濃度若太高，例如可能溶膠粒子液之流動性會顯著下降而於塗敷時產生凝集物、塗痕。而粉碎物之濃度若太低，不僅在溶膠粒子液之溶劑乾燥上會耗費相當程度的時間，乾燥後的殘留溶劑也會提高，因而有空隙率降低之可能。
溶膠之物性無特別限制。溶膠的剪切黏度在10001/s之剪切速度下例如為100cPa・s以下，宜為10cPa・s以下，更宜為1cPa・s以下。剪切黏度若太高，例如可能產生塗痕而有凹版塗敷之轉印率下降等不良狀況發生。相反的，剪切黏度若太低，例如可能無法加厚塗敷時的濕塗厚度，而無法在乾燥後獲得所期望之厚度。
粉碎物對基材之塗敷量並無特別限制，例如可因應所期望之聚矽氧多孔體(結果為低折射率層)的厚度等適當設定。就具體例而言，在形成厚度0.1μm~1000μm之聚矽氧多孔體時，粉碎物對基材之塗敷量以基材之每1m2 面積，例如為0.01μg~60000μg，宜為0.1μg~5000μg，更宜為1μg~50μg。溶膠粒子液的理想塗敷量例如與液體濃度或塗敷方式等有關，因此很難做單義定義，惟若考慮到生產性，宜盡量塗成薄層。塗敷量若太多，例如溶劑在揮發前即在乾燥爐中乾燥的可能性會變高。如此一來，就有可能於奈米粉碎溶膠粒子在溶劑中沉降、堆積形成空隙結構之前溶劑便乾燥，從而阻礙空隙形成，使空隙率大幅降低。另一方面，塗敷量若過薄，則可能提高因基材之凹凸、親疏水性之參差等而產生塗敷塌凹(cissing)的風險。
並且，低折射率層之形成方法例如如上述具有前驅物形成步驟，係於基材上形成屬空隙層(低折射率層)之前驅物的空隙結構。前驅物形成步驟無特別限定，例如可藉由使經塗敷含微細孔粒子之液體而製成之塗敷膜乾燥之乾燥步驟來形成前驅物(空隙結構)。藉由乾燥步驟中之乾燥處理，例如不僅可去除上述塗敷膜中的溶劑(溶膠粒子液中所含溶劑)，還可在乾燥處理中使溶膠粒子沉降、堆積而形成空隙結構。乾燥處理的溫度例如為50℃~250℃，宜為60℃~150℃，更宜為70℃~130℃。乾燥處理時間例如可為0.1分鐘~30分鐘，宜為0.2分鐘~10分鐘，更宜為0.3分鐘~3分鐘。關於乾燥處理溫度及時間，例如在顯現連續生產性或高空隙率的相關性來看，以更低溫且時間更短為佳。條件若過度嚴苛，例如在塗敷於樹脂薄膜時，因接近樹脂薄膜之玻璃轉移溫度，故樹脂薄膜會在乾燥爐中伸展而可能於剛塗敷後在所形成的空隙結構中產生裂痕等缺點。另一方面，條件若太過寬鬆，例如因為在離開乾燥爐的時間點含有殘留溶劑，所以在下一步驟中與輥件摩擦時可能發生產生刮傷等外觀上的不良情況。
乾燥處理例如可為自然乾燥，可為加熱乾燥，亦可為減壓乾燥。其中，在工業上連續生產的前提下宜使用加熱乾燥。加熱乾燥的方法無特別限制，例如可使用一般的加熱機構。加熱機構可舉如熱風器、加熱輥、遠紅外線加熱器等。又，關於所使用的溶劑，為了抑制乾燥時隨溶劑揮發而產生的收縮應力以及其造成空隙層(聚矽氧多孔體)之裂痕現象，以表面張力低的溶劑為佳。溶劑可舉如以異丙醇(IPA)為代表之低級醇、己烷、全氟己烷等。且，亦可於上述IPA等添加少量的全氟系界面活性劑或聚矽氧系界面活性劑來降低表面張力。
並且，低折射率層之形成方法係如同上述包含交聯反應步驟，係於前驅物形成步驟後在該前驅物內部引發交聯反應；該交聯反應步驟中，係透過光照射或加熱來產生鹼性物質，且交聯反應步驟為多階段。在交聯反應步驟的第1階段中，例如係使微細孔粒子彼此透過觸媒(鹼性物質)之作用來化學鍵結。藉此，例如塗敷膜(前驅物)的粉碎物之三維結構會被固定化。利用習知之燒結進行固定化時，例如係以施行200℃以上之高溫處理來激發矽烷醇基之脫水縮合，形成矽氧烷鍵。本形成方法中，藉由使可催化上述脫水縮合反應之各種添加劑進行反應，例如得以不損及基材(樹脂薄膜)，而可在100℃前後之較低的乾燥溫度及少於數分鐘的短處理時間下，連續形成空隙結構並進行固定化。
行化學鍵結之方法並無特別限制，例如可因應膠狀矽化合物之種類適當決定。就具體例來說，化學鍵結例如可藉由粉碎物彼此之化學交聯鍵結來進行，其他亦可考慮像是將氧化鈦等無機粒子等添加於粉碎物，使無機粒子與粉碎物行化學交聯鍵結。另外，也有載持酵素等生物觸媒之情況、或是使有別於觸媒活性點之其他部位與粉碎物進行化學交聯鍵結之情況。因此，低折射率層之形成方法不僅只有例如以溶膠粒子彼此形成之空隙層(聚矽氧多孔體)，也可考慮擴展應用於有機無機混合空隙層、主客(host-guest)空隙層等。
在上述觸媒存在下之化學反應要在低折射率層之形成方法中的哪個階段進行(發生)並無特別限定，例如可在上述多階段之交聯反應步驟中的至少一個階段進行。例如，低折射率層之形成方法中如上述，乾燥步驟亦可兼具前驅物形成步驟。又，例如亦可在乾燥步驟後進行多階段之交聯反應步驟，並在其至少一個階段中，使微細孔粒子彼此透過觸媒之作用來化學鍵結。例如如上述當觸媒為光活性觸媒時，可於交聯反應步驟中，藉由光照射使微細孔粒子彼此行化學鍵結而形成多孔體的前驅物。又，當觸媒為熱活性觸媒，可於交聯反應步驟中，藉由加熱使微細孔粒子彼此行化學鍵結，而形成多孔體的前驅物。
上述化學反應例如可事先對含有已添加於溶膠粒子液(例如懸浮液)中之觸媒的塗敷膜施行光照射或加熱來進行，或可對塗敷膜噴附觸媒後再施行光照射或加熱來進行，又或可一邊噴附觸媒一邊施行光照射或加熱來進行。光照射之累積光量無特別限定，以波長360nm換算，例如為200mJ/cm2 ~800mJ/cm2 ，宜為250mJ/cm2 ~600mJ/cm2 ，更宜為300mJ/cm2 ~400mJ/cm2 。從為了防止因照射量不足使利用觸媒之光吸收的分解無法進展而效果不充足的觀點來看，以200mJ/cm2 以上之累積光量為佳。又，基於防止空隙層下之基材受損傷而產生熱皺痕的觀點，以800mJ/cm2 以下之累積光量為宜。加熱處理之條件並無特別限制。加熱溫度例如為50℃~250℃，宜為60℃~150℃，且較宜為70℃~130℃。加熱時間例如可為0.1分鐘~30分鐘，宜為0.2分鐘~10分鐘，更宜為0.3分鐘~3分鐘。或者，如上述，將經塗敷之溶膠粒子液(例如懸浮液)乾燥之步驟亦可兼作進行在觸媒存在下之化學反應的步驟。亦即，在將經塗敷之溶膠粒子液(例如懸浮液)乾燥的步驟中，也可利用在觸媒存在下之化學反應使粉碎物(微細孔粒子)彼此化學鍵結。此時，亦可於乾燥步驟後再將塗敷膜進一步加熱，藉此使粉碎物(微細孔粒子)彼此更牢固地結合。並且，吾等推測在觸媒存在下之化學反應也會在製作含微細孔粒子之液體(例如懸浮液)之步驟及塗敷含微細孔粒子之液體之步驟中發生。惟，該推測對低折射率層之形成方法不具任何限定。又，關於所使用的溶劑，例如在為了抑制乾燥時隨溶劑揮發而產生的收縮應力及其造成空隙層之裂痕現象，以低表面張力的溶劑為佳。可舉如以異丙醇(IPA)為代表之低級醇、己烷、全氟己烷等。
在低折射率層之形成方法中，藉由交聯反應步驟為多階段，例如可較交聯反應步驟為1階段時更能提升空隙層(低折射率層)之強度。以下有時會將交聯反應步驟之第2階段以後之步驟稱為「熟化步驟」。在熟化步驟中，例如亦可透過加熱前驅物以在前驅物內部更加促進交聯反應。於交聯反應步驟中發生之現象及機制尚不明瞭，惟例如如上所述。例如在熟化步驟中，將加熱溫度設為低溫，一邊抑制前驅物收縮一邊引發交聯反應，藉此可提升強度，而可達成兼顧高空隙率與強度。熟化步驟之溫度例如為40℃~70℃，宜為45℃~65℃，且較宜為50℃~60℃。進行熟化步驟之時間例如為10hr~30hr，以13hr~25hr為宜，以15hr~20hr更佳。
依以上方式形成之低折射率層的強度優異，因此例如可製成捲狀之多孔體，而有製造效率佳、易於處理等優點。
以上述方法形成之低折射率層(空隙層)亦可進一步與其他薄膜(層)積層而做成含有多孔質結構的積層結構體。此時，積層結構體之各構成要素可透過例如黏著劑或接著劑來積層。基於效率，各構成要素之積層例如可藉由使用長條薄膜的連續處理(所謂的捲對捲(Roll to Roll)等)進行積層，當基材為成形物、元件等時，亦可將經過分批處理者予以積層。
E-4.黏著劑層 構成黏著劑層之黏著劑可使用任意適當之黏著劑。黏著劑代表上可舉丙烯酸系黏著劑(丙烯酸系黏著劑組成物)。丙烯酸系黏著劑組成物已為業界周知，故而省略詳細說明。黏著劑層之厚度例如為3μm~200μm。黏著劑層43及44之構成材料及厚度可分別相同亦可互異。另外，在要鄰接低折射率層配置黏著劑層時，該黏著劑層在代表上具有當構成黏著劑層之黏著劑處於一般狀態下時不會滲透至低折射率層之空隙這等程度的硬度。所述黏著劑層之儲存彈性係數例如可為1.3×105 (Pa)~1.0×107 (Pa)。 實施例
以下，以實施例來具體說明本發明，惟本發明不受該等實施例限定。又，各特性之測定方法如以下所述。
(I)低折射率補強部之低折射率層的折射率 於丙烯酸薄膜形成低折射率層後，將折射率層裁切成50mm×50mm的尺寸並透過黏著層將其貼合於玻璃板(厚度：3mm)的表面。將上述玻璃板的背面中央部(直徑20mm左右)以黑色麥克筆塗黑，做出不會在該玻璃板背面反射的試樣。將上述試樣安裝於橢圓偏光儀(J.A. Woollam Japan公司製：VASE)上，在波長500nm且入射角50~80度之條件下測定折射率。 (II)亮度參差 對實施例及比較例所得光學積層體從光學積層體之導光板端部入射LED光，並用肉眼觀察亮度參差。按以下基準進行評估。 ○：積層體整面之亮度(明亮)均一 ×：確認到有漏光、亮度不均一及/或明亮區域少 (III)強度 調查在處理實施例及比較例中所得光學積層體時，導光板與稜鏡薄膜有無剝離。按以下基準進行評估。 ○：未發生剝離，可作為一體物處理而無問題 ×：有發生剝離
[製造例1]調製低折射率層形成用塗敷液 (1)矽化合物之膠化 使矽化合物之前驅物甲基三甲氧基矽烷(MTMS)0.95g溶解至2.2g之二甲基甲醯胺(DMSO)中而調製出混合液A。於該混合液A中添加0.5g的0.01mol/L之草酸水溶液後，在室溫下進行30分鐘之攪拌，使MTMS水解而生成含參(羥)甲基矽烷的混合液B。 於5.5g的DMSO中添加28重量%之氨水0.38g及純水0.2g後，再添加上述混合液B，並在室溫下攪拌15分鐘進行參(羥)甲基矽烷之膠化而獲得含膠狀矽化合物之混合液C。 (2)熟成處理 將經如上述調製出之含膠狀矽化合物之混合液C直接在40℃下培育20小時，進行熟成處理。 (3)粉碎處理 接下來，用刮勺將經如上述熟成處理過之膠狀矽化合物碾碎成數mm~數cm尺寸的顆粒狀。接著，於混合液C中添加異丙醇(IPA)40g並輕微攪拌後，於室溫下靜置6小時，再將凝膠中之溶劑及觸媒傾析。進行3次相同之傾析處理以進行溶劑置換，而獲得混合液D。接著，將混合液D中之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)係使用均質機(SMT Corporation製之商品名「UH-50」)，於5cc之旋蓋瓶中秤量混合液D中之膠狀化合物1.85g及IPA 1.15g後，在50W、20kHz之條件下進行2分鐘粉碎。 透過該粉碎處理，上述混合液D中之膠狀矽化合物被粉碎後，該混合液D’成為粉碎物之溶膠液。以動態光散射式NANOTRAC粒度分析計(日機裝公司製、UPA-EX150型)確認表現混合液D’中所含粉碎物之粒度參差的體積平均粒徑，結果得0.50~0.70。並且再針對該溶膠液(混合液C’)0.75g，以0.062g之比率添加光鹼引發劑(和光純藥工業股份有限公司：商品名WPBG266)之1.5重量%濃度MEK(甲基乙基酮)溶液及以0.036g之比率添加雙(三甲氧矽基)乙烷之5%濃度MEK溶液，而製得低折射率層形成用塗敷液。
[製造例2]調製黏著劑 於具備攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管、冷卻器之四口燒瓶中，將丙烯酸丁酯90.7份、N-丙烯醯基嗎福林6份、丙烯酸3份、丙烯酸2-羥丁酯0.3份、作為聚合起始劑之2,2’-偶氮雙異丁腈0.1重量份與乙酸乙酯100g一同饋入，一邊緩慢地攪拌一邊導入氮氣進行氮取代後，將燒瓶內的液溫保持在55℃附近進行8小時聚合反應，而調製出丙烯酸系聚合物溶液。相對於所得丙烯酸系聚合物溶液之固體成分100份，摻混異氰酸酯交聯劑(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製之Coronate L，三羥甲丙烷的二異氰酸甲苯酯的加成物)0.2份、過氧化苯甲醯(日本油脂公司製之NYPER BMT)0.3份、γ-環氧丙氧基丙基甲氧基矽烷(信越化學工業公司製：KBM-403)0.2份，而調製出丙烯酸系黏著劑溶液。接著，以使乾燥後的黏著劑層的厚度成為10μm之方式，將上述丙烯酸系黏著劑溶液塗佈於經聚矽氧處理過之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(三菱化學聚酯薄膜公司製，厚度：38μm)之單面上並在150℃下乾燥3分鐘，而形成黏著劑層。
[製造例3]製作雙面附黏著劑層之積層體(低折射率補強部) 將製造例1調製出低折射率層形成用塗敷液塗敷於厚度20μm之基材(丙烯酸薄膜)上。塗敷層之濕潤厚度(進行乾燥前之厚度)約27μm。將該塗敷層在溫度100℃下處理1分鐘進行乾燥，而於基材上形成低折射率層(厚度0.9μm)。所得低折射率層之折射率為1.18。接著，於基材/黏著劑層之積層體兩面配置製造例2形成之黏著劑層(厚度10μm)，而製出雙面附黏著劑層之積層體。
[實施例1] 將製造例3製出之雙面附黏著劑層之積層體裁切成寬度1mm，而製出2個低折射率雙面膠帶。於導光板(厚度400μm，導光方向之全長85mm)之沿導光方向的兩端部(由兩端往內側1mm之部分)，在導光方向整體(亦即從入光側端至相反側端為止整個85mm)分別貼合低折射率雙面膠帶，設置低折射率補強部。接著，將環氧系接著劑印刷成點圖案而形成了接著層。此時，係將接著劑印刷成點的密度具有從該導光板之入光側沿導光方向連續變大的梯度。將設有低折射率補強部及接著層之導光板與稜鏡薄膜透過低折射率補強部及接著層貼合而製出光學積層體。將所得光學積層體供於上述(II)及(III)之評估。將結果列於表1。
[實施例2] 將2個低折射率雙面膠帶分別從導光板之入光側端貼合至中央部為止(亦即貼合至相對於導光板之導光方向全長為50%之長度為止)，設置低折射率補強部，除此之外依與實施例1相同方式製作出光學積層體。將獲得之光學積層體供於與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[比較例1] 除了未設置低折射率補強部外，依與實施例1相同方式製作了光學積層體。將獲得之光學積層體供於與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[比較例2] 除了使用黑色雙面膠帶取代低折射率雙面膠帶外，依與實施例1相同方式製作了光學積層體。將獲得之光學積層體供於與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[比較例3] 除了未形成低折射率層(即，於基材之丙烯酸薄膜兩側形成了黏著劑層)外，依與製造例3相同方式製出雙面膠帶並使用該雙面膠帶，除此之外依與實施例1相同方式製作了光學積層體。將獲得之光學積層體供於與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[比較例4] 除了變更低折射率補強部之設置位置外，依與實施例1相同方式製作了光學積層體。具體而言係於從導光板之入光側端算起10mm之部分，在導光板之寬度方向整體設置低折射率補強部。將獲得之光學積層體供於與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[表1]
Figure 02_image011
由表1可知，透過本發明之實施例可製得一種光學積層體，其亮度高，亮度參差受到抑制，且作為一體物的強度優異。未設置補強部的比較例1作為一體物的強度不足。補強部具有光吸收性的比較例2其明亮區域減少。補強部之折射率高之比較例3其補強部附近有發生漏光。將低折射率補強部設於導光板之入光側端部的比較例4在該端部發生了大漏光。
產業上之可利用性 本發明之光學積層體可適宜用於使用導光板擷取光的光學裝置(例如影像顯示裝置、照明裝置)。
10:導光板 20:接著層 30:光學構件 40:低折射率補強部 41:基材 42:低折射率層 43,44:黏著劑層 100:光學積層體
圖1係本發明之一實施形態的光學積層體的概略截面圖。 圖2係顯示圖1之光學積層體去除光學構件後之狀態的概略俯視圖。 圖3係顯示本發明實施形態之光學積層體所用低折射率補強部之一例的概略截面圖。
10:導光板
20:接著層
30:光學構件
100:光學積層體

Claims (6)

  1. 一種光學積層體，具有導光板與透過接著層積層於該導光板的光學構件； 該接著層係以俯視呈點圖案而形成，且該點的密度具有從該導光板之入光側沿導光方向變大的梯度； 於該導光板之沿導光方向的兩端部設有低折射率補強部。
  2. 如請求項1之光學積層體，其中前述低折射率補強部具有基材、形成於該基材的低折射率層及設於兩面成為最外層的黏著劑層。
  3. 如請求項2之光學積層體，其中前述低折射率層的折射率為1.25以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學積層體，其中前述低折射率補強部寬度的合計為前述導光板寬度的10%以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之光學積層體，其中前述低折射率補強部的全光線透射率為85%以上。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學積層體，其中於前述導光板之與入光側相反之側的端部更設有低折射率補強部。
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