TW202233403A - 光學構件、其製造方法、及配光元件 - Google Patents

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Abstract

作為光耦合層而發揮功能之光學構件(100)具有：第1層(10)，其具有多孔質結構；及第2層(20)，其與第1層之第1主面接觸，且第2層(20)包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下，第1層(10)包含具有多孔質結構之第1區域(12)、及於多孔質結構所具有之空隙填充有樹脂組合物之第2區域(14)。

Description

光學構件、其製造方法、及配光元件
本發明係關於一種光學構件、其製造方法、及配光元件。
作為自導光層提取光之方法，已知有於導光層之表面設置凹凸形狀之方法。然而，於導光層之表面精確地形成精密之凹凸形狀較為困難。
於專利文獻1中，揭示有如下方法：藉由於導光層上形成幾何排列有折射率不同之兩個區域之可變折射率光擷取層，而自導光層選擇性地擷取波導模式光。可變折射率光擷取層之折射率不同之兩個區域藉由選擇性地印刷折射率不同之奈米孔隙化聚合物材料而形成。
於專利文獻2中，揭示有較專利文獻1所記載之方法更為簡便地形成具有折射率不同之兩個區域之光擷取層之方法。根據專利文獻2，例如，於多孔質層之上形成感壓接著劑層，將雷射光以特定圖案照射至感壓接著劑層，用已熔融之感壓接著劑將多孔質層之空隙填充，藉此可形成由保留有空隙之低折射率區域與空隙被感壓接著劑填充之高折射率區域以特定圖案排列之光擷取層。
將專利文獻2之所有揭示內容以參照之方式援用於本說明書中。再者，於本說明書中，專利文獻2中之光擷取層有時會被稱為「光耦合層」。又，專利文獻2中之「擷取光」有時會被稱為「提取光」或「使光耦合」。 [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(國際公開第2014/031726號) 專利文獻2：國際公開第2019/182100號
[發明所欲解決之問題]
根據本發明人之研究，於專利文獻2中記載之利用雷射光照射之方法中，存在例如難以高效率地形成相對高精細之圖案之情形。
因此，本發明之目的在於：提供一種較先前之方法更高效率地形成具有相對高精細之圖案之光耦合層(光提取層)之方法，進而提供一種具有此種光耦合層之光學構件及其製造方法、以及具有此種光學構件之配光元件。 [解決問題之技術手段]
根據本發明之實施方式，提供以下項目中記載之解決方法。
[項目1] 一種光學構件，其具有： 第1層，其具有多孔質結構；及 第2層，其與上述第1層之第1主面接觸，且 上述第2層包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下， 上述第1層包含具有上述多孔質結構之第1區域、及於上述多孔質結構所具有之空隙填充有上述樹脂組合物之第2區域。
[項目2] 如項目1中記載之光學構件，其中上述第2層具有接著性。
[項目3] 如項目2中記載之光學構件，其進而具有配置於上述第2層之與上述第1層相反側之剝離片材。
[項目4] 如項目1至3中任一項記載之光學構件，其中上述樹脂組合物包含吸收上述第1光之著色材。
[項目5] 如項目1至4中任一項記載之光學構件，其中上述第2層之對於上述第1光之透過率為70%以下。
[項目6] 如項目1至5中任一項記載之光學構件，其中於將上述第1區域之折射率設為n 1、上述第2區域之折射率設為n 2、且上述第2層之折射率設為n 3時，n 1＜n 2，且n 1＜n 3。
[項目7] 如項目6中記載之光學構件，其中n 1為1.30以下，n 2為1.43以上。
[項目8] 如項目1至7中任一項記載之光學構件，其中上述樹脂組合物包含光硬化性樹脂。
[項目9] 如項目1至8中任一項記載之光學構件，其中上述第1層包含氧化矽多孔體。
[項目10] 一種配光元件，其具有： 如項目1至9中任一項記載之光學構件；及 導光層，其配置於上述第1層側。
[項目11] 如項目10中記載之配光元件，其進而包含配置於上述光學構件之與上述導光層相反側之方向轉換層。
[項目12] 一種製造方法，其係製造光學構件之方法，上述光學構件具有：第1層，其具有多孔質結構；及第2層，其與上述第1層之第1主面接觸，且 上述第2層包含樹脂組合物， 上述第1層包含具有上述多孔質結構之第1區域、及於上述多孔質結構所具有之空隙填充有上述樹脂組合物之第2區域， 上述製造方法包括： 步驟A，其準備多孔質層與紅外線吸收樹脂組合物層之積層體，上述多孔質層具有多孔質結構，上述紅外線吸收樹脂組合物層包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下；及 步驟B，其藉由將上述第1光選擇性地僅照射至上述積層體之上述紅外線吸收樹脂組合物層之特定區域，而將上述特定區域之上述紅外線吸收樹脂組合物層中所含之上述樹脂組合物填充至上述多孔質層之上述多孔質結構所具有之空隙。
[項目13] 如項目12中記載之製造方法，其中上述紅外線吸收樹脂組合物層包含上述樹脂組合物、及吸收上述第1光之著色材。
[項目14] 如項目12或13中記載之製造方法，其中上述步驟A包括步驟A1，該步驟A1係於上述多孔質層上形成上述紅外線吸收樹脂組合物層。
[項目15] 如項目14中記載之製造方法，其中上述步驟A1包括如下步驟：使用將上述樹脂組合物與上述著色材混合而成之材料而形成上述紅外線吸收樹脂組合物層。
[項目16] 如項目14中記載之製造方法，其中上述步驟A1包括如下步驟：形成由上述樹脂組合物形成之樹脂組合物層，於上述樹脂組合物層上形成包含上述著色材之著色材層。
[項目17] 如項目12至16中任一項記載之製造方法，其中上述樹脂組合物包含光硬化性樹脂，且 上述製造方法中，於上述步驟B之後進而包含使上述光硬化性樹脂硬化之步驟。 [發明之效果]
根據本發明之實施方式，提供一種較先前更高效率地形成具有相對高精細之圖案之光擷取層之方法，進而提供一種具有此種光擷取層之光學構件及其製造方法、以及具有此種光學構件之配光元件。
以下，參照圖式，對本發明之實施方式之光學構件、光學構件之製造方法、及具備光學構件之配光元件進行說明。本發明之實施方式並不限定於以下例示者。
本發明之實施方式之光學構件可將於導光層傳播之光自導光層之主面提取、或將該光引導至以與主面接觸之方式配置之光學構件。將於導光層傳播之光引導至以與導光層之主面接觸之方式配置之光學構件的技術稱為進行光耦合，將以此方式發揮作用之層稱為光耦合層。例如，本發明之實施方式之光學構件例如可適宜地用作由本申請之申請人提出之日本專利特願2020-127530號(申請日：2020年7月28日)中記載之導光構件所具有之光耦合層。如上述專利申請所記載，光耦合層可設置於導光層與方向轉換層之間。方向轉換層例如具有複數個內部空間，該等內部空間形成藉由全內反射而使光朝向方向轉換層之主面側之界面。具有此種內部空間之方向轉換層例如可為國際公開第2019/087118號中揭示之配光結構體。又，方向轉換層可為公知之稜鏡片。將日本專利特願2020-127530號及國際公開第2019/087118號之所有揭示內容以參照之方式援用於本說明書中。
圖1中示出本發明之實施方式之光學構件100之示意性之剖視圖。光學構件100具有：第1層10，其具有多孔質結構；及第2層20，其與第1層10之第1主面相接。第2層20包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下。第1層10包含具有多孔質結構之第1區域12、及於多孔質結構所具有之空隙填充有樹脂組合物之第2區域14。
本發明之實施方式之光學構件可如此處所例示之光學構件100，具有支持具有多孔質結構之第1層10之基材層30。又，於第2層20具有接著性之情形時，可具有配置於第2層20之與第1層10相反側之剝離片材(隔離膜)40。基材層30及/或剝離片材40可省略。
第2層20包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下。即，第2層20由於吸收第1光(近紅外線)，故可藉由照射第1光而有效率地加熱。其結果為，第2層20之被第1光照射之區域之樹脂組合物熔融，樹脂組合物選擇性地填充至第1層10所具有之多孔質結構之空隙。具有多孔質結構之第1區域12之折射率小於在多孔質結構所具有之空隙填充有樹脂組合物之第2區域14之折射率。
於將第1區域12之折射率設為n 1、第2區域14之折射率設為n 2、且第2層20之折射率設為n 3時，n 1＜n 2，且n 1＜n 3。此時，例如滿足n 2＜n 3之關係。n 1例如可為1.30以下，n 2例如可為1.43以上，n 3例如可為1.45以上。
第1層10例如可由氧化矽多孔體形成。氧化矽多孔體之空隙率超過0%且未達100%。為了獲得較低之折射率，空隙率較佳為40%以上，進而較佳為50%以上，更佳為55%以上。空隙率之上限並無特別限制，但基於強度之觀點，較佳為95%以下，進而較佳為85%以下。
氧化矽(氧化矽多孔體之基質部分)之折射率例如較佳為1.41以上且1.43以下。第2層20可由各種樹脂組合物形成。通常樹脂之折射率大致為1.45以上且1.70以下。樹脂組合物可包含光硬化性樹脂。藉由對第1層10中所含之多孔質結構之空隙率及第2層20中所含之樹脂組合物之折射率n 3進行調整，可控制第2區域14之折射率n 2。|n 2－n 3|較佳為0.1以下。可抑制於第2層20與第1層10之第2區域14之界面處發生全內反射。
藉由以特定圖案配置第1區域12及第2區域14，例如可獲得作為光耦合層而發揮功能之第1層10。光耦合層配置於兩個光學層之間，例如配置於導光層與方向轉換層之間，將於導光層傳播之光之一部分引導至方向轉換層。方向轉換層例如具有對傳播之光提供層法線方向之分量之界面(或表面)。方向轉換層例如可為稜鏡片。
第2層20由於吸收第1光，故可藉由照射第1光而有效率地加熱。因此，可較先前之方法更高效率地形成相對高精細之圖案。第2層20之對於第1光之透過率進而較佳為70%以下，進而較佳為65%以下。
再者，一般而言，有機物吸收紅外線，以利用紅外光譜法對其進行鑑定。關於用於有機物之鑑定之紅外線之波長範圍(指紋區域)，波數為400 cm -1～4000 cm -1，波長為2.5 μm～25 μm，一般之有機物幾乎不吸收波長為2 μm(20000 nm)以下之紅外線。再者，吸收紅外線之有機物有時會被稱為紅外線吸收色素。
第2層20所具有之樹脂組合物例如包含幾乎不吸收第1光之樹脂組合物、及吸收第1光之著色材。著色材可包含色素(或染料)，亦可包含顏料。再者，色素(或染料)係指可溶於溶劑(例如：水、醇)之著色材(coloring material)，顏料係指不溶或難溶於溶劑之著色材。再者，亦可將吸收第1光之原子團化學性地(即，藉由化學鍵結)導入至樹脂組合物中所含之樹脂本身。
第1光較佳為處於900 nm以上且1500 nm以下之波長範圍內，進而較佳為1200 nm以下。第1光較佳為雷射光，且較佳為自固體雷射出射。亦可使用LED(light-emitting diode，發光二極體)。第1光之半寬值例如為100 nm以下。關於形成第2區域所需之光照射量，調節照射之光之強度、照射時間等即可。又，亦可視需要利用透鏡等聚光光學系統。
其次，參照圖2及圖3，對本發明之實施方式之配光元件200A、200B之構成及功能進行說明。
圖2所示之配光元件200A具有光學構件100a、及配置於光學構件100a之第1層10側之導光層50。基材層60配置於光學構件100a之與導光層50相反側。基材層60例如可替換成方向轉換層(例如，稜鏡片)。此處，為了便於說明，對具有平坦主面之透明之基材層60設置為與第2層20接觸之例進行說明。基材層60可由與導光層50相同之材料形成。
此處，光學構件100a之第1層10、第2層20、導光層50、及基材層60具有平行於XY面之主面。自光源LS向導光層50之受光端面(未圖示)出射之光於導光層50內於Y方向傳播(波導光L P)。入射至導光層50內之光之一部分藉由光學構件100a而與基材層60光耦合(被提取)，向Z方向出射(出射光L E)。當然，光之傳播方向相對於Y方向具有偏差(分佈)，光之出射方向亦相對於Z方向具有偏差(分佈)。X方向與Y方向及Z方向正交。
於導光層50內傳播之光L P於導光層50與第1層10之第1區域12之界面及導光層50與空氣之界面處發生全內反射，沿Y方向傳播。入射至導光層50之光之中，入射至導光層50與第1層10之第2區域14之界面處之光不發生全內反射，而通過第2層20及基材層60，自配光元件200A出射。
光學構件之配置並不限定於圖2之例，亦可如圖3所示之配光元件200B，將光學構件100b之第2層20配置於導光層50側，將光學構件100b之第1層10配置於基材層60之側。此時，於導光層50內傳播之光L P於第2層20與第1層10之第1區域12之界面處發生全內反射，入射至第2層20與第1層之第2區域14之界面處之光不發生全內反射，而通過第1層10之第2區域14及基材層60，自配光元件200B出射。
藉由調整在第1層10之第1區域12及第2區域14之層面內(平行於XY面)之配置，可控制藉由光學構件100a而自導光層50提取(與基材層60光耦合)之光之配光分佈(出射強度分佈、出射角度分佈等)。
第1層10中之第1區域12與第2區域14之配置可根據所要求之配光分佈而適當地設定。
於圖4A所示之第1層10a中，於X方向較長之複數個長方形之第2區域14a沿Y方向隔以間隔而排列於第1區域12a內。又，複數個長方形之第2區域14a之間隔沿Y方向變窄。即，以第2區域14a之密度沿Y方向增加之方式配置。其原因在於，自配置於圖4A之左側之光源(未圖示)入射至導光層並於Y方向傳播之光無論與光源之距離如何，均會均勻地於Z方向出射。
於圖4B所示之第1層10b中，複數個圓形之第2區域14b離散地配置於第1區域12b內。對應於圖4A中之於X方向較長之長方形之第2區域14a，配置有沿X方向排列成一行之複數個第2區域14b。又，以第2區域14b之密度沿Y方向增加之方式配置。
如此，第1層10中之第1區域12與第2區域14之配置可進行各種改變。第2區域14之各個形狀並不限定於長方形或圓形，可為各種形狀。又，亦可將長方形之第2區域14a與圓形之第2區域14b加以組合而使用。
第2區域14之形狀、尺寸、於第1層10之面內之密度、及於第1層10內之佔有率可根據使用光學構件之目的及用途而適當變更。例如，於追求透明性等良好之視認性之情形時，第2區域14之各個長軸較佳為100 μm以下，更佳為70 μm以下。例如，於如圖4B所示為圓形之第2區域14之情形時，圓之直徑較佳為100 μm以下。於觀察行動顯示器或小型標牌等以相對較小之距離具備光學構件之機器之用途中，可抑制第2區域14被視認。
其次，對可適宜地用於本發明之實施方式之配光元件的構成部件之例進行說明。
(導光層) 作為導光層，可廣泛地使用公知之導光層(導光體)。關於導光層，具有代表性的是，可由樹脂(較佳為透明樹脂)之膜或板狀物構成。樹脂可為熱塑性樹脂，亦可為光硬化性樹脂。熱塑性樹脂例如為：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；聚苯乙烯系樹脂。作為光硬化性樹脂，可適宜地使用例如環氧丙烯酸酯系樹脂、胺基甲酸酯丙烯酸酯系樹脂等光硬化性樹脂。該等樹脂可單獨使用，亦可併用兩種以上。
導光層之厚度例如可為100 μm以上且100 mm以下。導光層之厚度較佳為50 mm以下，更佳為30 mm以下，進而較佳為10 mm以下。
導光層之折射率n GP例如係處於相對於第2層之折射率n 3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，導光層之折射率之上限值為1.7。
於第1層之第1區域以與導光層直接接觸之方式配置之情形時(參照圖2)，導光層之折射率n GP被設定為使得光於導光層與第1層之第1區域之界面處發生全內反射。又，於第1層之第1區域經由第2層而配置於導光層之情形時(參照圖3)，第1區域之折射率n 1及第2層之折射率n 3被設定為使得光於第2層與第1區域之界面處發生全內反射，導光層之折射率n GP及第2區域之折射率n 2被設定為使得於導光層與第2區域之界面處不易發生全內反射。|n GP－n 2|較佳為0.1以下。
作為導光層，雖亦可使用於表面具有凹凸形狀之先前之導光層，但可適宜地使用如圖2、圖3所示之導光層50般表面實質上平坦之導光層。本發明之實施方式之作為光耦合層而發揮功能之光學構件100由於具有實質上平坦之主面，故而可容易地與具有實質上平坦之表面之導光層50積層，並且可容易地與具有實質上平坦之表面之其他光學部件積層。實質上平坦之表面係指光不會由於表面之凹凸形狀而折射或者漫反射。
(多孔質層、第1層之第1區域) 第1層具有多孔質結構。第1層可由多孔質層形成。可適宜地用作第1層之多孔質層包含：氧化矽粒子、具有微細孔之氧化矽粒子、氧化矽中空奈米粒子等大致球狀粒子；纖維素奈米纖維、氧化鋁奈米纖維、氧化矽奈米纖維等纖維狀粒子；包含膨潤土之奈米黏土等平板狀粒子等。於一實施方式中，多孔質層係粒子(例如，微細孔粒子)彼此直接化學性地鍵結而構成之多孔體。又，構成多孔質層之粒子彼此之至少一部分亦可經由少量(例如，粒子之質量以下)之黏合劑成分而鍵結。多孔質層之空隙率及折射率可藉由構成該多孔質層之粒子之粒徑、粒徑分佈等而進行調整。
作為獲得多孔質層之方法，例如除了國際公開第2019/146628號中記載之低折射率層之形成方法以外，可例舉：日本專利特開2010-189212號公報、日本專利特開2008-040171號公報、日本專利特開2006-011175號公報、國際公開第2004/113966號、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、以及該等參考文獻中記載之方法。將該等公報之所有揭示內容以參照之方式援用於本說明書中。
作為多孔質層，可適宜地使用氧化矽多孔體。氧化矽多孔體例如藉由以下方法製造。可例舉：將矽化物、水解性矽烷類及/或倍半矽氧烷、以及其部分水解物及脫水縮合物之至少任一者水解及縮聚之方法；使用多孔質粒子及/或中空微粒子之方法；以及利用回彈現象而生成氣凝膠層之方法；將藉由溶膠凝膠法而獲得之凝膠狀矽化物粉碎，將所獲得之粉碎體即微細孔粒子彼此藉由觸媒等化學性地鍵結，而將所獲得之粉碎凝膠加以使用之方法等。但是，多孔質層並不限定於氧化矽多孔體，製造方法亦並不限定於所例示之製造方法，可藉由任意製造方法來製造。再者，倍半矽氧烷係以(RSiO 1.5，R為烴基)作為基本結構單元之矽化物，雖然嚴格來說與以SiO 2作為基本結構單元之氧化矽不同，但由於在具有藉由矽氧烷鍵結交聯而成之網狀結構方面與氧化矽共通，故而此處，包含倍半矽氧烷作為基本結構單元之多孔體亦被稱為氧化矽多孔體或氧化矽系多孔體。
氧化矽多孔體可包含相互鍵結之凝膠狀矽化物之微細孔粒子。作為凝膠狀矽化物之微細孔粒子，可例舉凝膠狀矽化物之粉碎體。氧化矽多孔體例如可將包含凝膠狀矽化物之粉碎體之塗敷液塗敷於基材而形成。凝膠狀矽化物之粉碎體例如可藉由觸媒之作用、光照射、加熱等而化學性地鍵結(例如，矽氧烷鍵結)。
多孔質層(第1層)之厚度之下限值例如大於所使用之光之波長即可。具體而言，下限值例如為0.3 μm以上。第1層之厚度之上限值並無特別限定，例如為5 μm以下，更佳為3 μm以下。若第1層之厚度處於上述範圍內，則表面之凹凸不會大到影響積層，因此容易與其他構件複合或積層。
多孔質層之折射率即第1層之第1區域之折射率n 1較佳為1.30以下。於與第1區域接觸之界面處容易發生全內反射，即，可減小臨界角。第1區域之折射率n 1更佳為1.25以下，進而較佳為1.18以下，尤佳為1.15以下。n 1之下限並無特別限定，基於機械強度之觀點，較佳為1.05以上。
多孔質層之空隙率即第1層之第1區域之空隙率之下限值例如為40%以上，較佳為50%以上，更佳為55%以上，更佳為70%以上。多孔質層之空隙率之上限值例如為90%以下，更佳為85%以下。藉由空隙率處於上述範圍內，可使第1區域之折射率處於合適之範圍。空隙率例如可根據藉由橢圓偏光計測得之折射率之值，藉由洛倫茲-洛倫茨公式(Lorentz-Lorenz's formula)算出。
多孔質層之膜密度即第1層之第1區域之膜密度例如為1 g/cm 3以上，較佳為10 g/cm 3以上，更佳為15 g/cm 3以上。另一方面，膜密度例如為50 g/cm 3以下，較佳為40 g/cm 3以下，更佳為30 g/cm 3以下，進而較佳為2.1 g/cm 3以下。膜密度之範圍例如為5 g/cm 3以上且50 g/cm 3以下，較佳為10 g/cm 3以上且40 g/cm 3以下，更佳為15 g/cm 3以上且30 g/cm 3以下。或者，該範圍例如為1 g/cm 3以上且2.1 g/cm 3以下。膜密度可藉由公知之方法測定。
(第1層之第2區域) 第1層之第2區域藉由向多孔質層所具有之空隙填充第2層所含之樹脂組合物而形成。第2區域之折射率n 2與第1區域之折射率n 1及第2層之折射率n 3滿足n 1＜n 2且n 1＜n 3之關係。藉由n 2滿足該關係，可抑制藉由於第1層之面方向上之第1區域與第2區域之界面處之反射及折射而產生之光之散射。n 2之下限值例如超過1.30，較佳為1.35以上，更佳為1.40以上。
第1層之第1區域及第2區域由共通之多孔質層形成。即，第1層具有於第1區域與第2區域之整體連續之多孔質結構。當將構成多孔質層之基質部分(多孔質層之除了空隙以外之部分)之材料之折射率設為n M時，多孔質層之折射率即第1區域之折射率n 1由n M、空隙率、及空氣之折射率決定，第2區域之折射率n 2由n M、空隙率、第2層(樹脂組合物)之折射率n 3、及樹脂組合物對於空隙之填充率決定。例如，當如上所述地使用氧化矽多孔體作為多孔質層時，n M例如為1.41以上且1.43以下，於樹脂之折射率大於n M之情形(例如為1.45以上且1.70以下之情形)時，可獲得n 1＜n 2＜n 3之關係。
由於第1層之第2區域係藉由用樹脂組合物填充空隙而形成，故而可提高與第1層之其他光學部件(例如，導光層)之密接性。又，可提高第1層之機械強度。尤其是，於樹脂組合物具有接著性(包括黏著性)之情形時，密接性及機械強度之提高效果較大。
(第2層) 第2層之折射率n 3之下限值例如為1.45以上，較佳為1.47以上。另一方面，第2層之折射率n 3之上限並無特別限定，例如為1.70以下。基於光學之觀點，第2層之折射率(n 3)較佳為具有與接觸於第2層(或經由接著劑層)而配置之光學部件(例如，導光層、基材層、或方向轉換層)之折射率相同或相近之值。第2層之折射率與接近第2層之光學部件之折射率之差較佳為0.1以下，進而較佳為0.05以下。
第2層之厚度並無特別限定，只要其強度達到可保持第1層之程度之即可，下限值例如為1 μm以上，較佳為5 μm以上，更佳為10 μm以上。第2層之厚度之上限值例如為200 μm以下，較佳為150 μm以下。
第2層係使用樹脂組合物而形成。樹脂組合物之對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下。樹脂組合物例如包含幾乎不吸收第1光之樹脂組合物、及吸收第1光之著色材。
樹脂組合物較佳為具有接著性，尤佳為具有感壓接著性(即黏著性)。作為形成第2層之樹脂組合物，可適宜地使用感壓接著劑。感壓接著劑較佳為具有於常溫及常壓之條件或後述之老化步驟等之加熱條件下不滲透至第1層之第1區域之多孔質結構之空隙之儲存模數，且藉由第1光之照射而熔融或軟化並滲透至多孔質結構之空隙，從而樹脂組合物可填充至空隙。根據該等觀點，感壓接著劑之儲存模數之下限值例如較佳為1.0×10 5(Pa)以上，更佳為1.2×10 5(Pa)以上。感壓接著劑之儲存模數之上限值例如為1.0×10 6(Pa)以下。樹脂組合物之分子量(質量平均分子量)並無特別限定，只要該樹脂組合物可滲透至多孔質結構之空隙即可，樹脂組合物例如包含分子量為10萬以下、7萬以下、5萬以下、3萬以下、或1萬以下之成分。
作為感壓接著劑，可廣泛地使用通常可獲取之感壓接著劑，只要其具有如上所述之特性即可。例如，可使用丙烯酸系、胺基甲酸酯系、酯系、矽酮系之感壓接著劑。又，亦可為橡膠系(例如，聚丁二烯系、腈系、氯丁二烯系)之感壓接著劑。
例如，丙烯酸系感壓接著劑具有代表性的是包含(甲基)丙烯酸系聚合物作為主成分(基礎聚合物)。(甲基)丙烯酸系聚合物可於感壓接著劑之固形物成分中例如以50質量%以上、較佳為70質量%以上、更佳為90質量%以上之比率而包含於感壓接著劑中。(甲基)丙烯酸系聚合物含有作為單體單元之(甲基)丙烯酸烷基酯作為主成分。再者，(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。作為(甲基)丙烯酸烷基酯之烷基，例如可例舉具有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，除了(甲基)丙烯酸烷基酯以外，可例舉：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-丙烯醯𠰌啉。丙烯酸系感壓接著劑較佳為可含有矽烷偶合劑及/或交聯劑。作為矽烷偶合劑，例如可例舉：含環氧基矽烷偶合劑。作為交聯劑，例如可例舉：異氰酸酯系交聯劑、過氧化物系交聯劑。此種感壓接著劑之詳細內容例如記載於專利第4140736號中，且該專利公報之所有揭示內容以參照之方式被援用於本說明書中。
本發明之實施方式之光學構件之製造方法包括如下步驟：準備多孔質層與紅外線吸收樹脂組合物層之積層體，上述多孔質層具有多孔質結構，上述紅外線吸收樹脂組合物層包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下；藉由將第1光選擇性地僅照射至積層體之紅外線吸收樹脂組合物層之特定區域，而將特定區域之紅外線吸收樹脂組合物層中所含之樹脂組合物填充至多孔質層之多孔質結構所具有之空隙。準備積層體之步驟可為製造積層體之步驟，亦可為準備製造出之積層體之步驟。準備積層體之步驟例如包括於多孔質層上形成紅外線吸收樹脂組合物層之步驟。參照圖5A、圖5B、圖5C、及圖5D，對光學構件100之製造方法之例進行說明。圖5A、圖5B、圖5C、及圖5D之各者係表示光學構件100之製造工藝之一步驟之示意性之剖視圖。
首先，如圖5A所示，於基材層30上形成作為第1層10之具有多孔質結構之多孔質層10。此處，為簡單起見，將多孔質層與第1層以相同之參照符號10表示。基材層30例如為高分子膜。於基材層30之上例如形成由氧化矽多孔體形成之多孔質層10。多孔質層10藉由上述公知之方法形成。
另一方面，如圖5B所示，於剝離片材(隔離膜)40上形成作為第2層20之紅外線吸收樹脂組合物層20。此處，為簡單起見，將紅外線吸收樹脂組合物層與第2層以相同之參照符號20表示。紅外線吸收樹脂組合物層20包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下。如此，藉由向具有有效地吸收第1光之性質之紅外線吸收樹脂組合物層20照射第1光(圖5D)，可選擇性地高效率地加熱照射區域之樹脂組合物。其結果為，形成具有以相對高精細之圖案而配置之第2區域之第1層10。
紅外線吸收樹脂組合物層20例如可使用由樹脂組合物與吸收第1光之著色材混合而成之材料而形成。樹脂組合物可幾乎不吸收第1光。又，亦可形成由樹脂組合物形成之樹脂組合物層，並於樹脂組合物層上形成包含吸收第1光之著色材之著色材層。此時，樹脂組合物層與樹脂組合物層上之著色材層構成紅外線吸收樹脂組合物層。有時藉由另外形成著色材層，可獲得抑制著色材劣化之優點。有時由於殘留於接著劑之自由基起始劑(AIBN(Azobisisobutyronitrile，偶氮二異丁腈)、BPO(benzoyl peroxide，過氧化苯甲醯)等)及丙烯酸等，導致著色材劣化，吸收近紅外線(第1光)之功能下降。積層於樹脂組合物層上之著色劑之一部分或全部可滲透且擴散至樹脂組合物中而與該樹脂組合物成為一體。
作為著色材，亦可使用染料(色素)系及顏料系之任一者。但是，就可於樹脂組合物(例如，感壓接著劑)中均勻分佈之方面而言，較佳為染料系。
作為著色材，較佳為吸收處於900 nm以上且1500 nm以下之波長範圍內之光之著色材。具體而言，例如可例舉：酞菁系、偶氮系、苯二胺系、蒽醌系、萘醌系、花青系。該等可單獨使用，亦可將兩種以上混合而使用。該等之中，較佳為對於可見光之透過率較高之苯二胺系。作為苯二胺系色素，例如可適宜地使用二亞銨化合物。
其次，如圖5C所示，於多孔質層10上配置紅外線吸收樹脂組合物層20。此處，示出使用膜狀之基材層30及剝離片材40製造光學構件100之例。藉由將膜彼此重疊而將紅外線吸收樹脂組合物層20配置於多孔質層10上之方法之量產性優異。當然，於多孔質層10上形成紅外線吸收樹脂組合物層20之步驟並不限定於此，可使用作為形成樹脂層(例如，感壓接著劑層)之方法而已知之各種方法(各種塗佈法或印刷法等)。
其次，藉由選擇性地將第1光LB選擇性地僅照射至多孔質層10中應成為第2區域14之區域上之特定區域之紅外線吸收樹脂組合物層20，而將特定區域之紅外線吸收樹脂組合物層中所含之樹脂組合物填充至多孔質層之多孔質結構所具有之空隙。
第1光較佳為雷射光，且較佳為自固體雷射出射。紅外線吸收樹脂組合物層20之對於第1光即所使用之雷射光之透過率之下限較佳為5%以上、10%以上、20%以上、或30%以上，其上限較佳為85%以下、80%以下、75%以下、或70%以下。紅外線吸收樹脂組合物層20進而較佳為對於第1光具有20%以上且75%以下之透過率，又進而較佳為對於第1光具有30%以上且70%以下之透過率。如此，藉由向具有有效地吸收雷射光之性質之紅外線吸收樹脂組合物層20之特定區域照射雷射光，可選擇性地高效率地加熱照射區域之樹脂組合物。其結果為，形成具有以相對高精細之圖案而配置之第2區域14之第1層10。
雷射光(光束)之空間強度分佈較佳為具有高斯分佈或頂帽分佈，但並不限定於此。光束形狀可為圓形亦可為矩形。可使用物鏡等聚光光學系統進行聚光。於光束形狀為圓形之情形時，焦點直徑(點徑)例如較佳為處於10 μm以上且150 μm以下之範圍，進而較佳為處於30 μm以上且100 μm以下之範圍。藉由將焦點直徑設為10 μm以上，可獲得足夠之焦深，實現工藝之穩定化。又，藉由將焦點直徑設為150 μm以下，可抑制能量密度之降低，促進所需之圖案形成(第2區域之形成)。又，由於藉由增加每單位時間可出射之脈衝數，每單位時間可形成之圖案之數量增加，故而生產性提高。
基於以短時間進行圖案形成之觀點，較佳為使用脈衝雷射，較佳為使用具有奈秒至微秒級之脈衝寬度之雷射。當脈衝寬度過短時可能不會伴有發熱，但若為上述範圍之脈衝寬度，則會產生伴有發熱之光化學反應，因此可達獲得足夠之能量注入時間，實現所需之圖案形成。又，若為該脈衝寬度之範圍，則可於短時間內完成一個圖案之形成，就生產性之觀點而言較佳。
脈衝雷射光之重複頻率並無特別限定，就生產性之觀點而言，越高則越佳，可於10 kHz～5,000 kHz之範圍內進行適當調整。
作為滿足上述各種要求之雷射振盪器之種類，可例舉：YAG(Yttrium Aluminium Garnet，釔鋁石榴石)雷射、YLF(Yttrium Lithium Fluoride，氟化釔鋰)雷射、YVO 4雷射、光纖雷射、半導體雷射等，但並不限定於此。
雷射光之照射條件可設定為任意合適之條件，較佳為能量密度為1 J/cm 2以上且20 J/cm 2以下。若為該範圍內之能量密度，則係足以形成所需之圖案之能量，並且亦可抑制被照射物之蒸散或熱分解。能量密度根據以下公式計算。 能量密度[J/cm 2]＝脈衝能量[J]/聚光點面積[cm 2](再者，脈衝能量[J]＝功率[W]/重複頻率[kHz])
就快速實施所需之圖案處理之觀點而言，較佳為使用檢流計掃描器或多邊形掃描器、或者將該等組合而成之掃描器單元。藉由使用此種掃描器單元，可於雷射光之掃描方向以0.01 m/秒～170 m/秒之掃描速度範圍進行圖案形成。圖案之間距可根據掃描速度藉由調整雷射脈衝之重複頻率而任意地設定，例如可於10 μm～500 μm之範圍內設定。
掃描方向與垂直方向之圖案間距可藉由控制掃描器單元與被照射物之相對位置關係而適當調整。於此種控制中，使用具有驅動軸之精密台，例如，藉由將單片之被照射物吸附並固定於台面，一面將其於掃描方向與垂直方向以一定間隔輸送，一面對其照射雷射光，從而可以所需之間距形成圖案。或者，亦可於將被捲取之長條之原片以卷對卷式搬送方式間歇或連續地搬送時，使用掃描器單元進行圖案形成。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明之實施方式進行具體說明，但本發明之實施方式並不受該等實施例限定。再者，各特性之測定方法如下。
(1)折射率 於丙烯酸樹脂膜形成第1層之後，將其切成50 mm×50 mm之尺寸，並將第1層經由感壓接著劑層而貼合於玻璃板(厚度：3 mm)之表面。用黑色標記油墨塗抹上述玻璃板之背面中央部(直徑為20 mm左右)，製成於該玻璃板之背面不反射之樣品。將上述樣品設置於橢圓偏光計(J. A. Woollam Japan公司製造，VASE)，於波長為500 nm、入射角為50度以上且80度以下之條件下測定折射率。
(2)光提取效果 將由下述實施例1所獲得之光學構件經由丙烯酸系感壓接著劑(折射率為1.47，厚度為5 μm)而貼合於厚度為2 mm之樹脂板(三菱化學公司製造之「Acrylite EX001」)，使光從樹脂板之端部入射，藉由目視及顯微鏡對自樹脂板之主面出射之光之分佈狀態進行觀察。
[製造例1] 多孔質層(第1層之第1區域)形成用塗敷液(含有微細孔粒子之液)之製備及前驅物膜(老化前)之製作
(1)矽化物之凝膠化 將0.95 g之作為凝膠狀矽化物之前驅物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。向該混合液A添加0.01 mol/L之草酸水溶液0.5 g，於室溫下攪拌30分鐘，藉此將MTMS水解，生成包含三(羥基)甲基矽烷之混合液B。
於向5.5 g之DMSO添加28質量%之氨水0.38 g、及純水0.2 g之後，進而追加上述混合液B，於室溫下攪拌15分鐘，藉此進行三(羥基)甲基矽烷之凝膠化，從而獲得包含凝膠狀矽化物(聚甲基倍半矽氧烷)之混合液C。
(2)熟化處理 將如上所述地製備之包含凝膠狀矽化物之混合液C直接於40℃下保溫20小時，進行熟化處理。
(3)粉碎處理 其次，使用刮勺(spatula)將如上所述地經過熟化處理之凝膠狀矽化物粉碎成尺寸為數mm～數cm之顆粒狀。其次，向混合液C添加異丙醇(IPA)40 g，輕輕攪拌之後，於室溫下靜置6小時，對凝膠中之溶劑及觸媒進行傾析。藉由進行三次同樣之傾析處理，而進行溶劑置換，從而獲得混合液D。其次，對混合液D中之凝膠狀矽化物進行粉碎處理(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公司製造，商品名「UH-50」)，稱量混合液D中之凝膠狀化合物1.85 g及1.15 g之IPA於5 cc之螺旋瓶中，然後於50 W、20 kHz之條件下粉碎2分鐘。
藉由該粉碎處理，上述混合液D中之凝膠狀矽化物被粉碎，藉此，該混合液D'成為粉碎物之溶膠液。藉由動態光散射式Nanotrac粒度分析儀(日機裝公司製造，UPA-EX150型)確認表示混合液D'中所含之粉碎物之粒度偏差之體積平均粒徑，該體積平均粒徑為0.50～0.70。進而，向0.75 g之該溶膠液(混合液C')以0.062 g之比率添加光產鹼劑(和光純藥工業股份有限公司，商品名為WPBG266)之1.5質量%濃度MEK(甲基乙基酮)溶液，以0.036 g之比率添加雙(三甲氧基矽烷基)乙烷之5%濃度MEK溶液，從而獲得多孔質層形成用塗敷液(含微細孔粒子之液)。多孔質層形成用塗敷液含有包含倍半矽氧烷作為基本結構之氧化矽多孔體。
將上述塗敷液塗佈(塗敷)於按照日本專利特開2012-234163號公報之製造例1而準備之丙烯酸系樹脂膜(厚度：40 μm)之表面，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，使用波長為360 nm之光，以300 mJ/cm 2之光照射量(能量)對乾燥後之塗敷膜進行UV(ultraviolet，紫外線)照射，而獲得於上述丙烯酸系樹脂膜上形成有多孔質層(藉由氧化矽微細孔粒子彼此之化學鍵結而產生之氧化矽多孔體)之積層體(附帶氧化矽多孔質層之丙烯酸樹脂膜)。上述多孔質層之折射率為1.15。
[光學構件之形態評價] 對於由實施例所獲得之光學構件，除了藉由光學顯微鏡之正面圖像之觀察以外，以如下之方式獲取截面SEM圖像。
關於具體之順序，剝離隔離膜而成為露出色素黏著劑面之狀態，藉由日立高新技術公司製造之磁控濺鍍機(E-1030)於黏著劑表面以10秒塗佈Pt-Pd。其次，藉由日本FEI公司製造之FIB-SEM(Focused Ion Beam Scanning Electron Microscope，聚焦離子束掃描式電子顯微鏡) (Helios G4 UX)，於常溫下在黏著劑表面形成FIB(Focused Ion Beam，聚焦離子束)加工用保護膜(藉由積碳而形成)。進而，於該裝置中將試樣冷卻至-160℃為止，於已冷卻至-160℃之狀態下，且於光學構件之主面相對於聚焦離子束傾斜52°之狀態下進行FIB加工，對藉由FIB加工而形成之截面進行SEM觀察。 FIB-SEM設定條件 加速電壓：FIB為30 kV，SEM為2 kV 觀察圖像：反射電子圖像 設定溫度：-160℃
[色素黏著劑之近紅外線透過率測定] 於將PET隔離膜(厚度為38 μm，折射率為1.57)配置於一主面之狀態下，使測定光自色素黏著劑面入射，測定對於所使用之雷射光之波長之透過率。於近紅外線透過率之測定中使用日立分光光度計U-4100。
光提取效果 將藉由下述實施例而獲得之光學構件之隔離膜剝離，貼合於厚度為2 mm之樹脂板(三菱化學公司製造之Acrylite EX001)，進而於其上經由水(折射率為1.33)積層凹凸賦形膜，使LED光自樹脂板之端部入射，藉由目視對光提取之效果進行評價。於圖6中以示意的方式示出用於評價光提取效果之配光元件樣品之構成。光學構件100b配置於樹脂板50上，隔離膜60配置於光學構件100b之上。將凹凸賦形膜70經由水配置於隔離膜60上，藉由目視對出射光L E之分佈進行評價。
[製造例1] 凹凸賦形膜之製造 根據日本專利特表2013-524288號公報中記載之方法製造凹凸賦形膜。具體而言，用漆(三洋化成工業公司製造之Finecure RM-64)塗佈聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜之表面，於包含該漆之膜表面上對光學圖案進行壓紋加工，其後使漆硬化，藉此製造目標之凹凸賦形膜。凹凸賦形膜之總厚度為130 μm，霧度為0.8%。
於圖7A中示出自凹凸面側觀察所製造之凹凸賦形膜70之一部分之平面圖。又，於圖7B中示出圖7A之凹凸賦形膜之7B-7B'剖視圖。長度L為80 μm、寬度W為14 μm、深度H為10 μm之截面為三角形之複數個凹部74於X軸方向以寬度E(155 μm)之間隔配置。進而，此種凹部74之圖案於Y軸方向以寬度D(100 μm)之間隔配置。於凹凸賦形膜表面之凹部74之密度為3612個/cm 2。圖7B中之θa及θb均為41°，於自凹凸面側俯視膜時凹部74之面積佔有率為4.05%。
其次，示出實施例1～6及比較例1、2，對本發明之實施方式之光學構件之特徵進行說明。將實施例1～6及比較例1、2之光學構件之構成及特性於表1彙集示出。
[實施例1] 作為紅外線吸收樹脂組合物層(第2層)，使用不含色素之黏著層(樹脂組合物層)與形成於黏著層上之色素層之積層結構。向100質量份之溶劑(MIBK/EtOH/H 2O，質量比率為1：9：1)添加日本Carlit(股)公司製造之染料系色素CIR-RL(苯二胺系二亞銨化合物)0.2質量份，製備色素溶液。
將藉由以下說明之方法而製造出之雙面黏著劑A(PET隔離膜/丙烯酸系黏著劑A/PET隔離膜，厚度為38 μm/10 μm/38 μm)之一隔離膜剝離，對露出之丙烯酸系黏著劑之表面賦予上述色素溶液，以33 μm之濕厚度成膜，以2分鐘將其放入至設定為100℃之加熱烘箱並進行乾燥，獲得色素層。光學黏著層與色素層之積層體之對於波長為1064 nm之雷射光之透過率為49%。
將光學黏著層與色素層之積層體貼附於由製造例1所獲得之積層體(附帶氧化矽多孔質層之丙烯酸樹脂膜)之多孔質層之主面，將外形切割成100 mm之尺寸，獲得光學構件製作用試片。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：Jenoptik公司製造之JenLas fiber ns 20 波長：1064 nm 物鏡：fθ透鏡(f82 mm) 檢流計掃描器：ScanLab公司製造之intelliScan 14 光束強度分佈：高斯 光點大小：ϕ60 μm 重複頻率：12.5 kHz 掃描速度：2500 mm/秒 圖案間距：200 μm 功率：5.6 W 脈衝能量：448 μJ 能量密度：15.8 J/cm 2
藉由光學顯微鏡對所獲得之光學構件之正面圖像進行觀察，可確認以200 μm之間距形成有直徑為50 μm之大致圓形之第2區域。
使用圖6所示之配光元件樣品對光提取之效果進行評價，確認出，LED光選擇性地僅自形成有第2區域之50 mm×50 mm之區域出射。
[實施例2] 作為紅外線吸收樹脂組合物層(第2層)，使用藉由以下說明之方法而製造出之丙烯酸系黏著劑B。丙烯酸系黏著劑B之層之對於波長為1064 nm之雷射光透過率為41%。將雙面黏著劑B(PET隔離膜/丙烯酸系黏著劑B/PET隔離膜，厚度為38 μm/10 μm/38 μm)之一隔離膜剝離，貼附於由製造例1所獲得之積層體(附帶氧化矽多孔質層之丙烯酸樹脂膜)之多孔質層之主面，以與實施例1之記載同樣之方式製作光學構件製作用試片。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：Jenoptik公司製造之JenLas fiber ns 20 波長：1064 nm 物鏡：fθ透鏡(f82 mm) 檢流計掃描器：ScanLab公司製造之intelliScan 14 光束強度分佈：藉由DOE(Difractive Optical Element，繞射光學元件)而整形成矩形光束 光點大小：正方形之一邊為60 μm 重複頻率：12.5 kHz 掃描速度：2500 mm/秒 圖案間距：200 μm 功率：4.5 W 脈衝能量：360 μJ 能量密度：10.0 J/cm 2
以與實施例1同樣之方式對所獲得之光學構件進行評價，結果可確認，以200 μm之間距形成有一邊之長度為約70 μm之正方形之第2區域。
[實施例3] 於如下所示之實施例3～6中，與實施例1同樣地，使用不含色素之黏著層(樹脂組合物層)與形成於黏著層上之色素層之積層結構作為紅外線吸收樹脂組合物層(第2層)。於實施例3中，向100質量份之溶劑(MIBK)添加日本Carlit(股)公司製造之染料系色素CIR-RL(苯二胺系二亞銨化合物)0.52質量份，製備色素溶液。與實施例1同樣地，將雙面黏著劑A(PET隔離膜/丙烯酸系黏著劑A/PET隔離膜，厚度為38 μm/10 μm/38 μm)之一隔離膜剝離，對露出之丙烯酸系黏著劑之表面賦予上述色素溶液，以33 μm之濕厚度成膜，以2分鐘將其放入至設定為100℃之加熱烘箱並進行乾燥，獲得色素層。光學黏著層與色素層之積層體之對於波長為1060 nm之雷射光之透過率為28%。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：SPI公司製造之redENERGY G4 波長：1060 nm 掃描器：Next Scan Technology公司製造之LSE310(f350 mm) 光束強度分佈：高斯 光點大小：ϕ55 μm 重複頻率：500 kHz 掃描速度：50 m/秒 圖案間距：100 μm 功率：55 W 脈衝能量：110 μJ 能量密度：4.6 J/cm 2
以與實施例1同樣之方式對所獲得之光學構件進行評價，結果可確認，以100 μm之間距形成有直徑為約30 μm之圓形之第2區域。
又，從圖8所示之截面SEM圖像可知，於藉由雷射照射所形成之第2區域中之第1層幾乎看不到空隙。與此相對，於第1區域之第1層可看到較多微細之空隙(細孔)。
[實施例4] 於實施例4中，以與實施例3同樣之方式製作試片。但是，於實施例4中，向100質量份之溶劑(MIBK)添加日本Carlit(股)公司製造之染料系色素CIR-RL(苯二胺系二亞銨化合物)0.43質量份，製備色素溶液。光學黏著層與色素層之積層體之對於波長為1060 nm之雷射光之透過率為37%。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：SPI公司製造之redENERGY G4 波長：1060 nm 掃描器：Next Scan Technology公司製造之LSE310(f350 mm) 光束強度分佈：高斯 光點大小：ϕ55 μm 重複頻率：500 kHz 掃描速度：100 m/秒 圖案間距：200 μm 功率：86 W 脈衝能量：172 μJ 能量密度：7.2 J/cm 2
以與實施例1同樣之方式對所獲得之光學構件進行評價，結果可確認以200 μm之間距形成有直徑為約42 μm之圓形之第2區域。
[實施例5] 於實施例5中，使用與實施例4相同之試片。光學黏著層與色素層之積層體之對於波長為1060 nm之雷射光之透過率為37%。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：SPI公司製造之redENERGY G4 波長：1060 nm 掃描器：Next Scan Technology公司製造之LSE310(f350 mm) 光束強度分佈：高斯 光點大小：ϕ55 μm 重複頻率：500 kHz 掃描速度：100 m/秒 圖案間距：200 μm 功率：148 W 脈衝能量：296 μJ 能量密度：12.5 J/cm 2
以與實施例1同樣之方式對所獲得之光學構件進行評價，結果可確認以200 μm之間距形成有直徑為約99 μm之圓形之第2區域。即，雷射之功率大於實施例4之結果為，第2區域之直徑大於實施例4。
[實施例6] 於實施例6中，使用與實施例3相同之試片。光學黏著層與色素層之積層體之對於波長為1060 nm之雷射光之透過率為28%。
於將所獲得之試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，製作光學構件。 雷射振盪器：SPI公司製造之redENERGY G4 波長：1060 nm 掃描器：Next Scan Technology公司製造之LSE310(f350 mm) 光束強度分佈：高斯 光點大小：ϕ55 μm 重複頻率：500 kHz 掃描速度：100 m/秒 圖案間距：200 μm 功率：86 W 脈衝能量：172 μJ 能量密度：7.2 J/cm 2
以與實施例1同樣之方式對所獲得之光學構件進行評價，結果可確認以200 μm之間距形成有直徑為約79 μm之圓形之第2區域。雷射照射條件雖與實施例4相同，但由於對於雷射光之透過率低於實施例4，故而第2區域之直徑大於實施例4。
[比較例1] 將藉由以下說明之方法而製造出之丙烯酸系黏著劑A(PET隔離膜/丙烯酸系黏著劑A/PET隔離膜，厚度為38 μm/10 μm/38 μm)貼附於製造例1中所示之積層體(附帶多孔質層之丙烯酸樹脂膜)之多孔質層之主面，將外形切割成100 mm之尺寸，獲得試片。丙烯酸系黏著劑A之層之對於波長為9400 nm之雷射光之透過率為42%。
於將試片固定於真空吸附台之狀態下，於以下各種條件下照射CO 2，製作光學構件。 雷射振盪器：Coherent公司製造之Diamond J-3 波長：9.4 μm 物鏡：fθ透鏡(f120 mm) 檢流計掃描器：Canon公司製造之數位檢流計掃描器 光束強度分佈：高斯 聚光光點大小：ϕ87 μm Z偏移量：-1.6 mm(自聚焦位置起) 重複頻率：5 kHz 掃描速度：1000 mm/秒 圖案間距：200 μm 功率：5.0 W 脈衝能量：1000 μJ 能量密度：5.5 J/cm 2(計算點徑：ϕ152 μm)
藉由光學顯微鏡對所獲得之光學構件進行形態觀察，確認出形成有圖案。進而，實施光提取之效果驗證，可確認LED光選擇性地僅自形成第2區域之50 mm×50 mm之區域出射。
然而，所形成之圖案之尺寸(直徑)為270 μm，大於實施例。認為其原因在於，由於雷射光之波長為9.4 μm，為遠紅外線之波段，故而由於熱影響，導致圖案尺寸大於所照射之雷射之光點大小。又，當波長較長時，基於光點大小之波長相依性之觀點，難以獲得更小之光點大小。
[比較例2] 為了獲得更小之光點，於以下條件下對比較例1之試片照射近紅外線奈秒脈衝光纖雷射，嘗試製作光學構件。再者，丙烯酸系黏著劑A之層之對於波長為1064 nm之雷射光之透過率為89%。 雷射振盪器：Jenoptik公司製造之JenLas fiber ns 20 波長：1064 nm 物鏡：fθ透鏡(f82 mm) 檢流計掃描器：ScanLab公司製造之intelliScan 14 光束強度分佈：藉由DOE而整形成矩形光束 光點大小：正方形之一邊為60 μm 重複頻率：12.5 kHz 掃描速度：2.5 m/秒 圖案間距：200 μm 功率：4.5 W 脈衝能量：360 μJ 能量密度：10.0 J/cm 2
與此情形時，沒有形成圖案，亦沒有顯現出光提取效果。認為其原因在於，試片之黏著層之對於雷射光之透過率過高(吸收過少)。當然，若對雷射光之照射條件進行調整等，則可形成第2區域，但效率及圖案之精度降低。
[表1]
   著色材 著色材之賦予方法 第2層之樹脂組合物 照射光之波長 (nm) 透過率 (%) 圖案尺寸 (μm) 圖案形成 光提取 精細度
實施例1 色素 苯二胺系 賦予至樹脂層上 丙烯酸系黏著劑A 1064 49 50 OK OK
實施例2 色素 苯二胺系 混合於樹脂 丙烯酸系黏著劑B (無交聯劑) 1064 41 70 OK OK
實施例3 色素 苯二胺系 賦予至樹脂層上 丙烯酸系黏著劑A 1060 28 30 OK OK
實施例4 色素 苯二胺系 賦予至樹脂層上 丙烯酸系黏著劑A 1060 37 42 OK OK
實施例5 色素 苯二胺系 賦予至樹脂層上 丙烯酸系黏著劑A 1060 37 99 OK OK
實施例6 色素 苯二胺系 賦予至樹脂層上 丙烯酸系黏著劑A 1060 28 79 OK OK
比較例1 - - 丙烯酸系黏著劑 9400 42 270 OK NG
比較例2 - - 丙烯酸系黏著劑 1064 89 - NG -
藉由以下方法製造實施例及比較例中所使用之丙烯酸系黏著劑。
丙烯酸系黏著劑溶液A之製備及雙面膠帶A之製作 向具備攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管、及冷卻器之四口燒瓶加入丙烯酸丁酯91質量份、N-丙烯醯𠰌啉7質量份、丙烯酸3質量份、丙烯酸2-羥丁基酯0.3質量份、作為聚合起始劑之2,2'-偶氮二異丁腈0.1質量份、及乙酸乙酯200質量份，一面緩慢攪拌，一面導入氮氣而進行氮氣置換，然後將燒瓶內之液溫保持在55℃附近，進行8小時聚合反應，製備丙烯酸系聚合物溶液。上述丙烯酸系聚合物之質量平均分子量為220萬。
製備以如下方式獲得之丙烯酸系黏著劑溶液A：將作為交聯劑之過氧化二苯甲醯(1分鐘半衰期：130℃)0.25質量份及包含甲苯二異氰酸酯之三羥甲基丙烷加成物之聚異氰酸酯系交聯劑(東曹公司製造，Coronate L)0.15份、及作為矽烷偶合劑之3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越聚矽氧公司製造，KBM403)0.1質量份調配於100質量份之所獲得之丙烯酸系聚合物溶液之固形物成分中。
其次，將上述丙烯酸系黏著劑溶液A以乾燥後之黏著劑層之厚度成為10 μm之方式塗佈於實施過聚矽氧處理之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(三菱化學公司製造，厚度：38 μm)之一面，以150℃乾燥3分鐘，形成黏著劑層。以使上述PET膜之聚矽氧處理面朝向黏著層側之方式貼合該黏著劑層，製作雙面膠帶。
丙烯酸系黏著劑溶液B之製備及雙面膠帶B之製作 於上述丙烯酸系黏著劑溶液A之製備中，不使用過氧化二苯甲醯，向100質量份之丙烯酸系聚合物溶液之固形物成分添加日本Carlit(股)公司製造之染料系色素CIR-RL(苯二胺系二亞銨化合物)0.2質量份，除上述方面以外，以與丙烯酸系黏著劑溶液A之製備及雙面膠帶A之製作同樣之方式進行丙烯酸系黏著劑溶液B之製備及雙面膠帶B之製作。
使用本發明之實施方式之光學構件100a，例如可獲得如下配光元件。
圖9係本發明之實施方式之配光元件200C之示意性之截面，圖10係本發明之實施方式之配光元件200D之示意性之截面。
圖9所示之配光元件200C除了圖2所示之配光元件200A以外，還具有基材層30A、30B、30C、賦形膜70、以及接著劑層92、94、96。賦形膜70與接著劑層94構成具有複數個內部空間74之方向轉換層。
圖10所示之配光元件200D除了圖2所示之配光元件200A以外，還具有基材層30A、30B、30C、賦形膜70、低折射率層80、以及接著劑層92、94、96。低折射率層80例如與上述第1層同樣地由多孔質層形成。於配光元件200D中同樣地，賦形膜70與接著劑層94構成具有複數個內部空間74之方向轉換層。
於圖9所示之配光元件200C中，將入射至導光層50之光向圖之上方出射，與此相對，於圖10所示之配光元件200D中，由於在低折射率層80中，自方向轉換層引導之光被全內反射，故而入射至導光層50之光朝向圖之下方出射。
如此，藉由採用藉由接著劑層將複數個積層於基材層上而成之積層體貼合之構成，可藉由卷對卷之方法或卷對片之方法量產配光元件。
基材層30A、30B、30C之厚度分別獨立地例如為1 μm以上且1000 μm以下，較佳為10 μm以上且100 μm以下，進而較佳為20 μm以上且為80 μm。基材層30A、30B、30C之折射率分別獨立地較佳為1.40以上且1.70以下，進而較佳為1.43以上且1.65以下。
接著劑層92、94、96之厚度分別獨立地例如為0.1 μm以上且100 μm以下，較佳為0.3 μm以上且100 μm以下，進而較佳為0.5 μm以上且50 μm以下。接著劑層92、94、96之折射率分別獨立地較佳為1.42以上且1.60以下，更佳為1.47以上且1.58以下。又，接著劑層92、94、96之折射率較佳為接近其所接觸之導光層50或賦形膜70之折射率，折射率之差之絕對值較佳為0.2以下。 [產業上之可利用性]
本發明之光學構件與導光層等一同形成配光元件，可應用於前照燈、後照燈、窗口/立面之照明、標牌、信號亮燈、窗照明、壁面照明、桌上照明、太陽能應用、裝飾照明、遮光罩(light shield)、光遮罩(light mask)、屋頂照明等公共或一般之照明等。例如，本發明之光學構件可適宜地用作作為標牌之一例之反射型顯示器之前照燈之構成構件。藉由使用本發明之光學構件，可看到反射型顯示器上之圖像或圖形，該圖像或圖形並無諸如由散射或繞射之光而產生之可視認之模糊等光學缺陷。
10:第1層 10a:第1層 10b:第1層 12:第1區域 12a:第1區域 12b:第1區域 14:第2區域 14a:第2區域 14b:第2區域 20:第2層 30:基材層 30A,30B,30C:基材層 40:剝離片材 50:導光層 60:基材層 70:凹凸賦形膜 74:凹部、內部空間 80:低折射率層 92,94,96:接著劑層 100:光學構件 100a:光學構件 100b:光學構件 200A:配光元件 200B:配光元件 200C:配光元件 200D:配光元件 LS:光源
圖1係本發明之實施方式之光學構件100之示意性之剖視圖。 圖2係具有本發明之實施方式之光學構件100a之配光元件200A之示意性之剖視圖。 圖3係具有本發明之實施方式之光學構件100b之配光元件200B之示意性之剖視圖。 圖4A係表示本發明之實施方式之光學構件所具有之第1層10a中之第1區域12a及第2區域14a之配置例之示意性之平面圖。 圖4B係表示本發明之實施方式之光學構件所具有之第1層10b中之第1區域12b及第2區域14b之配置例之示意性之平面圖。 圖5A係表示光學構件100之製造工藝之一步驟之示意性之剖視圖。 圖5B係表示光學構件100之製造工藝之一步驟之示意性之剖視圖。 圖5C係表示光學構件100之製造工藝之一步驟之示意性之剖視圖。 圖5D係表示光學構件100之製造工藝之一步驟之示意性之剖視圖。 圖6係以示意之方式表示配光元件樣品之構成之剖視圖。 圖7A係賦形膜70之示意性之剖視圖。 圖7B係表示賦形膜70之凹部74之示意性之剖視圖。 圖8係示出由實施例3所獲得之光學構件之截面SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)圖像之圖。 圖9係本發明之實施方式之配光元件200C之示意性之剖視圖。 圖10係配光元件200D之示意性之剖視圖。
10:第1層
12:第1區域
14:第2區域
20:第2層
30:基材層
40:剝離片材
100:光學構件

Claims (17)

  1. 一種光學構件，其具有： 第1層，其具有多孔質結構；及 第2層，其與上述第1層之第1主面接觸，且 上述第2層包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下， 上述第1層包含具有上述多孔質結構之第1區域、及於上述多孔質結構所具有之空隙填充有上述樹脂組合物之第2區域。
  2. 如請求項1之光學構件，其中上述第2層具有接著性。
  3. 如請求項2之光學構件，其進而具有配置於上述第2層之與上述第1層相反側之剝離片材。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學構件，其中上述樹脂組合物包含吸收上述第1光之著色材。
  5. 如請求項1至4中任一項之光學構件，其中上述第2層之對於上述第1光之透過率為70%以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學構件，其中於將上述第1區域之折射率設為n 1、上述第2區域之折射率設為n 2、且上述第2層之折射率設為n 3時，n 1＜n 2，且n 1＜n 3。
  7. 如請求項6之光學構件，其中n 1為1.30以下，n 2為1.43以上。
  8. 如請求項1至7中任一項之光學構件，其中上述樹脂組合物包含光硬化性樹脂。
  9. 如請求項1至8中任一項之光學構件，其中上述第1層包含氧化矽多孔體。
  10. 一種配光元件，其具有： 如請求項1至9中任一項之光學構件；及 導光層，其配置於上述第1層側。
  11. 如請求項10之配光元件，其進而包含配置於上述光學構件之與上述導光層相反側之方向轉換層。
  12. 一種製造方法，其係製造光學構件之方法，上述光學構件具有：第1層，其具有多孔質結構；及第2層，其與上述第1層之第1主面接觸，且 上述第2層包含樹脂組合物， 上述第1層包含具有上述多孔質結構之第1區域、及於上述多孔質結構所具有之空隙填充有上述樹脂組合物之第2區域， 上述製造方法包括： 步驟A，其準備多孔質層與紅外線吸收樹脂組合物層之積層體，上述多孔質層具有多孔質結構，上述紅外線吸收樹脂組合物層包含樹脂組合物，且對於處於超過800 nm且為2000 nm以下之波長範圍內之第1光之透過率為5%以上且85%以下；及 步驟B，其藉由將上述第1光選擇性地僅照射至上述積層體之上述紅外線吸收樹脂組合物層之特定區域，而將上述特定區域之上述紅外線吸收樹脂組合物層中所含之上述樹脂組合物填充至上述多孔質層之上述多孔質結構所具有之空隙。
  13. 如請求項12之製造方法，其中上述紅外線吸收樹脂組合物層包含上述樹脂組合物、及吸收上述第1光之著色材。
  14. 如請求項12或13之製造方法，其中上述步驟A包括步驟A1，該步驟A1係於上述多孔質層上形成上述紅外線吸收樹脂組合物層。
  15. 如請求項14之製造方法，其中上述步驟A1包括如下步驟：使用將上述樹脂組合物與上述著色材混合而成之材料而形成上述紅外線吸收樹脂組合物層。
  16. 如請求項14之製造方法，其中上述步驟A1包括如下步驟：形成由上述樹脂組合物形成之樹脂組合物層，於上述樹脂組合物層上形成包含上述著色材之著色材層。
  17. 如請求項12至16中任一項之製造方法，其中上述樹脂組合物包含光硬化性樹脂，且 上述製造方法中，於上述步驟B之後進而包含使上述光硬化性樹脂硬化之步驟。
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