WO2017057332A1 - フレキシブル発光デバイス、照明装置および画像表示装置 - Google Patents

フレキシブル発光デバイス、照明装置および画像表示装置 Download PDF

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恒三 中村
大輔 服部
仁 吉川
純一 長瀬
細川 和人
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日東電工株式会社
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    • Y02E10/549Organic PV cells

Definitions

  • the gap between the two substrates becomes an air layer.
  • the air layer formed between the substrates functions as, for example, a low refractive index layer that totally reflects light.
  • members such as a prism, a polarizing film, and a polarizing plate are arranged with a certain distance so that an air layer serving as a low refractive index layer is provided between the members. Yes.
  • each member in order to form an air layer in this way, each member must be arranged with a certain distance, and therefore, the members cannot be stacked in order, which takes time for manufacturing.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a part of a process in the method for manufacturing a flexible light-emitting device of the present invention and another example of an apparatus used therefor.
  • FIG. 6 is a photograph showing a state of light leakage when the flexible light-emitting devices of Examples and Comparative Examples are deformed (bent).
  • the fibrous structural unit is, for example, a nanofiber having a diameter of nano-size, and specifically includes cellulose nanofiber and alumina nanofiber.
  • the plate-like structural unit include nanoclay, and specifically, nano-sized bentonite (for example, Kunipia F [trade name]) and the like.
  • the fibrous structural unit is not particularly limited, but for example, from the group consisting of carbon nanofiber, cellulose nanofiber, alumina nanofiber, chitin nanofiber, chitosan nanofiber, polymer nanofiber, glass nanofiber, and silica nanofiber. It may be at least one fibrous material selected.
  • the low refractive index layer may contain, for example, an acid or a base that acts to increase the strength of the low refractive index layer by at least one of light irradiation and heating.
  • the base material when a conductive base material is used as the base material, it is necessary to ensure insulation on the formation surface of the organic EL element. Therefore, when using a conductive base material, it is necessary to provide an insulating layer on the conductive base material.
  • the insulating layer for example, an inorganic insulating layer, an organic insulating layer, a laminate of an inorganic insulating layer and an organic insulating layer, or the like can be used.
  • the organic EL element may be formed on the insulating layer.
  • the formation method of the second electrode 14 is not particularly limited, and may be a general method, for example, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, or the like.
  • Examples of the patterning method for the second electrode layer include a shadow mask method and a photolithography method.
  • the low refractive index layer of the present invention may be laminated on a resin film, may be laminated directly on the resin film, or may be laminated via another layer.
  • the haze can be measured by, for example, the following method.
  • Examples of the gel compound include a gelled product obtained by gelling a monomer compound.
  • examples of the gel silicon compound include gelled products in which the monomer silicon compounds are bonded to each other, and specific examples include gelled products in which the monomer silicon compounds are bonded to each other through hydrogen bonding or intermolecular force bonding.
  • Examples of the bond include a bond by dehydration condensation. The gelation method will be described later in the production method of the present invention.
  • the gelation of the monomer compound is preferably performed in a solvent, for example.
  • the ratio of the monomer compound in the solvent is not particularly limited.
  • the solvent include dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methylpyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), ⁇ -butyllactone (GBL), acetonitrile (MeCN), ethylene Examples thereof include glycol ethyl ether (EGEE).
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMAc N, N-dimethylacetamide
  • DMF dimethylformamide
  • GBL ⁇ -butyllactone
  • MeCN acetonitrile
  • EGEE glycol ethyl ether
  • one type of solvent may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the solvent used for the gelation is also referred to as “gelling solvent”.
  • the gel-like compound obtained by the gelation is preferably subjected to an aging treatment after the gelation reaction.
  • the aging treatment for example, by further growing primary particles of a gel having a three-dimensional structure obtained by gelation, it is possible to increase the size of the particles themselves.
  • the contact state of the contacting neck portion can be increased from point contact to surface contact.
  • the gel subjected to the aging treatment as described above for example, increases the strength of the gel itself, and as a result, can improve the strength of the three-dimensional basic structure after pulverization.
  • the pore size of the void structure in which the three-dimensional basic structure is deposited can be prevented from shrinking due to solvent volatilization during the drying process.
  • the photocatalyst generator is not particularly limited, and examples thereof include a photobase generator (a catalyst that generates a basic catalyst by light irradiation), a photoacid generator (a substance that generates an acidic catalyst by light irradiation), and the like.
  • a photobase generator is preferred.
  • crosslinking aid examples include bis (trimethoxysilyl) ethane, bis (triethoxysilyl) ethane, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) propane, bis (Trimethoxysilyl) propane, bis (triethoxysilyl) butane, bis (trimethoxysilyl) butane, bis (triethoxysilyl) pentane, bis (trimethoxysilyl) pentane, bis (triethoxysilyl) hexane, bis (tri Methoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) hexane, bis (trimethoxysilyl) -N-butyl-N-propyl-ethane-1
  • the concentration of the pulverized product in the solvent is not particularly limited, and for example, 0.3 to 50% (v / v), 0.5 to 30% (v / v), 1.0 to 10% (v / v) v). If the concentration of the pulverized product is too high, for example, the fluidity of the sol particle solution is remarkably lowered, and there is a possibility that aggregates and coating streaks are generated during coating. On the other hand, if the concentration of the pulverized product is too low, for example, not only does it take a considerable amount of time to dry the solvent of the sol particle liquid, but also the residual solvent immediately after drying increases, so the porosity decreases. There is a possibility that.
  • the drying process temperature and time are preferably lower and shorter in relation to, for example, continuous productivity and high porosity. If the conditions are too strict, for example, when the substrate is a resin film, the substrate is extended in a drying furnace by being close to the glass transition temperature of the substrate, and formed immediately after coating. Defects such as cracks may occur in the void structure. On the other hand, if the conditions are too loose, for example, since the residual solvent is included at the time of leaving the drying furnace, there is a possibility that defects in appearance such as scratches will occur when rubbing with the roll in the next process. is there.
  • the drying treatment may be, for example, natural drying, heat drying, or vacuum drying.
  • the drying method is not particularly limited, and for example, a general heating means can be used.
  • the heating means include a hot air fan, a heating roll, and a far infrared heater.
  • heat drying when it is premised on industrial continuous production, it is preferable to use heat drying.
  • a solvent having a low surface tension is preferable for the purpose of suppressing the generation of shrinkage stress accompanying the solvent volatilization during drying and the cracking phenomenon of the void layer (the silicone porous body).
  • the catalyst contained in the low refractive index layer of the present invention allows chemical bonding (for example, cross-linking reaction) between the microporous particles. It is considered that the strength is improved by further progressing.
  • the microporous particles are microporous particles of a silicon compound (for example, a pulverized gel-like silica compound) and a residual silanol group (OH group) is present in the low refractive index layer, It is thought that residual silanol groups are chemically bonded to each other by a crosslinking reaction.
  • the catalyst contained in the low refractive index layer of the present invention is not particularly limited.
  • the low refractive index layer of the present invention may be reacted with the adhesive layer to form an intermediate layer disposed between the low refractive index layer of the present invention and the adhesive layer ( Intermediate layer forming step).
  • the intermediate layer makes it difficult for the low refractive index layer of the present invention and the adhesive layer to peel off, for example.
  • the reason (mechanism) is unknown, but is presumed to be due to, for example, the throwing property (throwing effect) of the intermediate layer.
  • the anchoring property an anchoring effect
  • a coating step (1) is performed in which the high refractive index layer 30 is fed from the feed roller 101 and conveyed, and the coating roll 102 is used to apply the sol particle liquid 20 ′′ to the high refractive index layer 30.
  • the process proceeds to the drying step (2).
  • a preliminary drying process is performed after a coating process (1) and prior to a drying process (2).
  • the preliminary drying step can be performed at room temperature without heating.
  • the heating means 111 is used.
  • the heating means 111 as described above, a hot air fan, a heating roll, a far infrared heater, or the like can be used as appropriate.
  • the drying step (2) may be divided into a plurality of steps, and the drying temperature may be increased as the subsequent drying step is performed.
  • the laminated film 1A manufactured according to FIG. 4 or 5 may be appropriately cut, for example, to obtain the flexible light emitting device 1A of FIG.
  • the strength improving step (aging step) (4) and the intermediate layer forming step (5) may or may not be performed.

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Abstract

本発明は、変形させても光漏れが起こりにくいフレキシブルデバイスであるフレキシブル発光デバイスの提供を目的とする。 前記目的を達成するために、本発明のフレキシブル発光デバイスは、発光体層と、低屈折率層と、高屈折率層とが前記順序で積層され、前記低屈折率層は、前記発光体層よりも屈折率が低く、ヘイズが5%未満であり、前記高屈折率層は、前記低屈折率層よりも屈折率が高い、ことを特徴とする。

Description

フレキシブル発光デバイス、照明装置および画像表示装置
 本発明は、フレキシブル発光デバイス、照明装置および画像表示装置に関する。
 2つの基板を一定の間隔をあけて配置すると、両基板の間の空隙が空気層となる。このように、前記基板間に形成された空気層は、例えば、光を全反射する低屈折率層として機能する。このため、例えば、光学フィルムであれば、プリズム、偏光フィルムおよび偏光板等の部材を、一定の距離を持って配置することにより、前記部材間に、低屈折率層となる空気層を設けている。しかし、このように、空気層を形成するには、各部材を一定の距離を持って配置しなければならないため、部材を、順に積層していくことができず、製造に手間がかかる。
 このような問題を解消するために、部材間の空隙により形成される空気層に代わり、低屈折性を示すフィルム等の部材の開発が試みられている。前記部材について、高い空孔率と強度とを両立させた例として、レンズ反射防止層への適用事例がある(例えば、特許文献1~4参照)。この方法では、レンズ上に空隙層を形成した後に、150℃以上の高い温度で長時間かけて焼成させるが、得られた空隙層の可撓性が劣るという課題があった。一方で、焼成処理を行わない空隙層の適用事例がある(例えば、非特許文献1参照)。しかし、この方法では、得られた空隙層の膜強度が劣るため、耐衝撃性を付与できないという課題があった。
 また、長尺状の樹脂支持体上に、シリカエアロゲル膜を形成する方法を開示した事例がある(例えば、特許文献5及び6参照)。しかし、ここで得られるシリカエアロゲル膜の屈折率は、1.30を超えるものであるため、空気層の代わりには到底なり得ない。
 一方、発光デバイスとしては、可撓性を有するフレキシブルデバイスが、近年注目されている(特許文献7および8)。
特開2006-297329号公報 特開2006-221144号公報 特開2006-011175号公報 特開2008-040171号公報 特開2006-096019号公報 特開2006-096967号公報 特開昭61-32392号公報 特開2004-281086号公報
J.Mater.Chem.,2011,21,14830-14837
 しかしながら、フレキシブルデバイスには、変形させて曲率が大きくなると光の進路が変わり、光漏れが発生するという問題がある。
 そこで、本発明は、変形させても光漏れが起こりにくいフレキシブルデバイスであるフレキシブル発光デバイスと、前記フレキシブル発光デバイスを用いた照明装置および画像表示装置とを提供することを目的とする。
 前記目的を達成するために、本発明のフレキシブル発光デバイスは、発光体層と、低屈折率層と、高屈折率層とが前記順序で積層され、前記低屈折率層は、前記発光体層よりも屈折率が低く、ヘイズが5%未満であり、前記高屈折率層は、前記低屈折率層よりも屈折率が高い、ことを特徴とする。
 本発明の照明装置は、本発明のフレキシブル発光デバイスを含むことを特徴とする。
 本発明の画像表示装置は、本発明のフレキシブル発光デバイスを含むことを特徴とする。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、前記の構成を有することにより、変形させても光漏れが起こりにくい。本発明のフレキシブル発光デバイスの用途は特に限定されないが、例えば、前記本発明の照明装置および画像表示装置に用いることができる。
図1は、本発明のフレキシブル発光デバイスの構造の一例を模式的に示す断面図である。 図2は、本発明のフレキシブル発光デバイスの製造工程の一例を模式的に示す工程断面図である。 図3は、高屈折率層30上に低屈折率層20を形成する方法の例を模式的に示す工程断面図である。 図4は、本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法における工程の一部と、それに用いる装置の一例とを模式的に示す図である。 図5は、本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法における工程の一部と、それに用いる装置の別の一例とを模式的に示す図である。 図6は、実施例および比較例のフレキシブル発光デバイスを変形させた(曲げた)場合の光漏れの状態を示す写真である。
 以下、本発明について、例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により何ら限定されない。
 本発明のフレキシブル発光デバイス(以下、単に「フレキシブル発光デバイス」、または「本発明のフレキシブルデバイス」もしくは単に「フレキシブルデバイス」ともいうことがある。)は、可撓性を有する(すなわちフレキシブルな)発光体層の上に低屈折率層を積層させてフレキシブルデバイスが構成されている。この構成により、前記発光体層から前記低屈折率層側に光が出射する際に、正面方向(前記発光体層の光出射面に垂直な方向)から角度が大きくずれた出射光に対しては、前記発光体層と前記低屈折率層との界面で全反射が起こる。前記全反射により反射された光は、発光体層側に返り、視認側に漏れない(出射しない)。これにより、正面方向から角度が大きくずれた不要な方向への光漏れを抑制することができる。したがって、本発明のフレキシブル発光デバイスは、変形させて曲率が大きくなっても、光漏れが起こりにくい。発光体層上に低屈折率層が無く、直接高屈折率層(例えば、カバー層等)が積層されている場合、光漏れが起こりやすいが、本発明によれば、前記低屈折率層が存在することで、前述のとおり光漏れを抑制できる。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、前述のとおり、発光体層と、低屈折率層と、高屈折率層とが前記順序で積層されている。前記各層間には、他の構成要素(例えば他の層)が適宜存在しても良いし、存在していなくても良い。例えば、各層が、粘接着層を介して積層されていても良く、より具体的には、例えば、後述するように、前記高屈折率層と前記低屈折率層とを、粘接着層を介して積層させても良い。または、例えば、前記発光体層と、前記低屈折率層とを、粘接着層を介して積層させても良い。また、本発明において、「フレキシブル発光デバイス」は、可撓性を有する(フレキシブルな)発光デバイスを言い、例えば、前記フレキシブルデバイスを構成する各層が、それぞれ可撓性を有する。
 前記低屈折率層の屈折率は、特に限定されないが、その上限が、例えば、1.20未満、1.15以下、1.10以下であり、その下限が、例えば、1.05以上、1.06以上、1.07以上であり、その範囲が、例えば、1.05以上~1.20未満、1.06以上~1.15以下、1.07以上~1.10以下である。
 本発明のフレキシブル発光デバイスにおいて、前記発光体層が、有機EL(electro-luminescenceの略)層を含んでいても良い。すなわち、本発明のフレキシブル発光デバイスは、有機ELデバイスであっても良い。また、本発明のフレキシブル発光デバイスは、有機ELデバイスに限定されず、どのような発光デバイスでも良い。有機ELデバイス以外の例としては、例えば、無機EL、電子ペーパー、発光ダイオード等が挙げられる。なお、有機ELデバイス(有機EL素子)は、OLED(organic light emitting diodeすなわち有機発光ダイオード)ともいう場合がある。
 本発明のフレキシブル発光デバイスにおいて、前記発光体層は、さらに、基材と、第1電極と、第2電極とを含み、前記基材上に、前記第1電極、前記有機EL層、および前記第2電極が、前記順序で積層されていても良い。また、前記基材において、前記第1電極、前記有機EL層、および前記第2電極が積層された側と反対側に、前記低屈折率層および前記高屈折率層が積層されていても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前記低屈折率層において、膜強度を示すベンコット(登録商標)による耐擦傷性が、60~100%であっても良い。また、例えば、前記低屈折率層において、可撓性を示すMIT試験による耐折回数が、100回以上であっても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前記低屈折率層において、微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位同士が、化学的に結合していても良い。前記構成単位同士は、例えば、直接的な結合を含んでいても良いし、間接的な結合を含んでいても良い。なお、本発明のフレキシブル発光デバイスの前記低屈折率層中において、前記一種類または複数種類の構成単位同士は、例えば、少なくとも一部が化学的に結合していれば良い。具体的には、例えば、構成単位同士が接触していても、化学的に結合していない部分が存在していても良い。また、本発明において、構成単位同士が「間接的に結合している」とは、構成単位量以下の少量のバインダー成分を仲介して、構成単位同士が結合していることを指す。構成単位同士が「直接的に結合している」とは、構成単位同士が、バインダー成分等を介さずに直接結合していることを指す。
 本発明のフレキシブル発光デバイスの前記低屈折率層において、例えば、前記構成単位同士の結合が、水素結合もしくは共有結合を含んでいても良い。前記構成単位は、例えば、粒子状、繊維状、平板状の少なくとも一つの形状を有する構造からなっていても良い。前記粒子状および平板状の構成単位は、例えば、無機物からなっていても良い。また、前記粒子状構成単位の構成元素は、例えば、Si、Mg、Al、Ti、ZnおよびZrからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでいても良い。粒子状を形成する構造体(構成単位)は、実粒子でも中空粒子でもよく、具体的には、シリコーン粒子や微細孔を有するシリコーン粒子、シリカ中空ナノ粒子やシリカ中空ナノバルーン等が挙げられる。繊維状の構成単位は、例えば、直径がナノサイズのナノファイバーであり、具体的には、セルロースナノファイバーやアルミナナノファイバー等が挙げられる。平板状の構成単位は、例えば、ナノクレイが挙げられ、具体的には、ナノサイズのベントナイト(例えばクニピアF[商品名])等が挙げられる。前記繊維状の構成単位は、特に限定されないが、例えば、カーボンナノファイバー、セルロースナノファイバー、アルミナナノファイバー、キチンナノファイバー、キトサンナノファイバー、ポリマーナノファイバー、ガラスナノファイバー、およびシリカナノファイバーからなる群から選択される少なくとも一つの繊維状物質であっても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前記低屈折率層が、微細孔粒子を含む多孔体である。なお、本発明において、「粒子」(例えば、前記微細孔粒子等)の形状は、特に限定されず、例えば、球状でも良いが、非球状系等でも良い。また、本発明において、前記微細孔粒子は、例えば、前述のとおり、ゾルゲル数珠状粒子、ナノ粒子(中空ナノシリカ・ナノバルーン粒子)、ナノ繊維等であっても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前記低屈折率層が、40%以上の空隙率である。
 本発明のフレキシブル発光デバイスにおける前記低屈折率層は、例えば、孔の空隙サイズが、2~200nmである。
 本発明のフレキシブル発光デバイスにおける前記低屈折率層は、例えば、厚みが、0.01~100μmである。
 本発明のフレキシブル発光デバイスにおける前記低屈折率層は、透明性を示すヘイズが、5%未満であり、好ましくは3%以下であり、より好ましくは2%以下であり、特に好ましくは1%以下である。
 前記低屈折率層は、例えば、光照射および加熱の少なくとも一方により前記低屈折率層の強度を高める作用をする酸または塩基を含んでいても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法において、例えば、前記構成単位同士を直接的に結合させて前記低屈折率層を形成しても良く、前記構成単位同士を間接的に結合させて前記低屈折率層を形成しても良い。また、例えば、前記構成単位同士の結合が、水素結合もしくは共有結合を含むように前記低屈折率層を形成しても良い。
 本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法において、例えば、前記構成単位が、粒子状、繊維状、および平板状からなる群から選択される少なくとも一つの形状の構成単位であっても良い。前記粒子状および平板状の構成単位は、例えば、無機物からなっていても良い。また、例えば、前記粒子状構成単位の構成元素が、Si、Mg、Al、Ti、ZnおよびZrからなる群から選択される少なくとも一つの元素を含んでいても良い。また、前記構成単位は、例えば、微細孔粒子であっても良い。
 以下、本発明の例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定および制限されない。
[1.フレキシブル発光デバイス]
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、前述のとおり、発光体層と、低屈折率層と、高屈折率層とが、前記順序で積層されており、前記各層間には、他の構成要素(例えば他の層)が適宜存在しても良いし、存在していなくても良い。なお、以下においては、主に、前記発光体層が有機EL層を含む場合、すなわち、本発明のフレキシブル発光デバイスが有機ELデバイスである場合を例に挙げて説明する。しかし、前述のとおり、本発明のフレキシブル発光デバイスは、有機ELデバイスに限定されず、その他の任意のフレキシブル発光デバイスであっても良い。すなわち、前記発光体層は、有機EL層に代えて、または有機EL層に加え、他の任意の発光層を含んでいても良い。
[1-1.フレキシブル発光デバイスの構成例]
 図1の断面図に、本発明のフレキシブル発光デバイスの構成の一例を模式的に示す。図示のとおり、このフレキシブル発光デバイス1は、発光体層10と、低屈折率層20と、高屈折率層30とが、前記順序で積層されている。発光体層10は、基材11上に、第1電極12、有機EL層(発光層)13および第2電極14が、前記順序で積層されて構成されている。そして、低屈折率層20および高屈折率層30は、基材11において、第1電極12、有機EL層(発光層)13および第2電極14が積層されている面と反対側の面上に積層されている。
 基材11としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス(SUS)等の金属板および金属箔、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アクリル、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセテート(TAC)、等の樹脂板および樹脂フィルム、フレキシブルガラス等を用いることができる。本発明においては、これらの基材に限定されず、例えば、後述するロール・トゥー・ロールプロセスでの製造に適用可能な他の材料を用いることもできる。前記基材としては、例えば、幅が10~100mmの範囲内、かつ、長さが10~2000mの範囲内で、かつ、曲率半径が30mm以上で復元可能な長尺帯状基板を用いることが好ましい。より好ましくは、幅が30~60mmの範囲内、長さが200~2000mの範囲内、復元可能な曲率半径が10mm以上の範囲内の長尺帯状基材である。
 なお、図1のフレキシブル発光デバイスの形態では、有機EL層13からの発光を基材11の側から取り出す(光を出射する)ため、基材11は、透光性が高い基材であることが好ましい。基材11と反対側から発光を取り出す場合(例えば、図1において、第2電極14上[紙面下側]に、低屈折率層20および高屈折率層30が前記順序で積層されている場合)は、基材11が透光性でなくても良い。
 また、前記基材として導電性基材を用いる場合、有機EL素子の形成面は、絶縁性を確保する必要がある。そのため、導電性基材を用いる場合、導電性基材上に絶縁層を設ける必要がある。前記絶縁層としては、例えば、無機絶縁層、有機絶縁層、および、無機絶縁層と有機絶縁層との積層体等を用いることができる。前記有機EL素子は、前記絶縁層上に形成すればよい。
 前記無機絶縁層は、金属および半金属の少なくとも1種を含むことが好ましい。前記金属または前記半金属の少なくとも1種は、酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物および酸化窒化炭化物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。金属としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、チタン、銅、マグネシウム等があげられ、半金属としては、例えば、ケイ素、ビスマス、ゲルマニウム等があげられる。
 前記有機絶縁層は、絶縁性の樹脂層を使用することができる。前記導電性基材は、製造プロセス上、150~300℃に加熱される場合があるため、150℃以上のガラス転移温度を有する耐熱性樹脂を選択することが好ましい。具体的には、アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニルスルホン樹脂およびこれらの樹脂の複合体等があげられる。これらの中で、前記樹脂としては、アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、エポキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 第1電極(第1電極層)12は、特に限定されないが、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO(登録商標))、金、白金、ニッケル、タングステン、銅およびアルミニウム等の金属、リチウムおよびセシウム等のアルカリ金属、マグネシウムおよびカルシウム等のアルカリ土類金属、イッテルビウム等の希土類金属、アルミニウム-リチウム合金およびマグネシウム-銀合金等の合金等を用いることができる。
 第1電極12の形成方法は、特に限定されず、例えば、一般的な方法を適宜用いても良い。第1電極12は、例えば、スパッタ法、蒸着法、CVD法、フォトリソグラフィー法等で形成することができる。第1電極12は、例えば、シャドーマスクを用いて形成しても良い。前記シャドーマスクは、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)および銅(Cu)等の金属からなるものがあげられるが、これらに限定されるものではない。前記シャドーマスクの厚みは、例えば、10~2000μmであり、20~500μmである。
 つぎに、有機EL層13は、正孔輸送層と発光層と電子輸送層とを少なくとも有し、必要に応じて、正孔注入層、電子注入層等を有していてもよい。第1電極12が陽極であり、第2電極(第2電極層)14が陰極である場合、有機EL層13は、第1電極12から第2電極14に向かって、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が、この順に積層されている。一方、第1電極12が陰極であり、第2電極14が陽極である場合、有機EL層13は、第2電極14から第1電極12に向かって、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層が、この順に積層されている。
 正孔輸送層の形成材料は、正孔輸送機能を有する材料であれば特に限定されない。前記正孔輸送層の形成材料としては、例えば、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)および4,4’-ビス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(TPD)等の芳香族アミン化合物、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン等のカルバゾール誘導体、高分子化合物等があげられる。正孔輸送層の形成材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、正孔輸送層は、2層以上の多層構造であってもよい。
 正孔注入層の形成材料は、特に限定されず、例えば、HAT-CN(1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル)、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物およびタンタル酸化物等の金属酸化物、フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、3,4-エチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の混合物(PEDOT/PSS)等の高分子化合物、前記正孔輸送層の形成材料等があげられる。正孔注入層の形成材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 発光層の形成材料は、発光性を有する材料であれば特に限定されない。発光層の形成材料としては、例えば、低分子蛍光発光材料や低分子燐光発光材料等の低分子発光材料を用いることができる。また、発光層の形成材料は、発光機能と電子輸送機能または正孔輸送機能とを併有するものでもよい。
 前記低分子発光材料としては、例えば、4,4’-ビス(2,2’-ジフェニルビニル)-ビフェニル(DPVBi)等の芳香族ジメチリデン化合物、5-メチル-2-[2-[4-(5-メチル-2-ベンゾオキサゾリル)フェニル]ビニル]ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5-t-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール誘導体、1,4-ビス(2-メチルスチリル)ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、アゾメチン亜鉛錯体およびトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の有機金属錯体ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、フルオレノン誘導体等があげられる。
 また、発光層の形成材料として、ホスト材料中に発光性のドーパント材料をドープしたものを用いてもよい。
 前記ホスト材料としては、例えば、上述の低分子発光材料を用いることができ、これら以外に、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン(mCP)、2,6-ビス(N-カルバゾリル)ピリジン、9,9-ジ(4-ジカルバゾール-ベンジル)フルオレン(CPF)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)-9,9-ジメチル-フルオレン(DMFL-CBP)等のカルバゾール誘導体等を用いることができる。
 前記ドーパント材料としては、例えば、トリス(2-フェニルピリジル)イリジウム(III)(Ir(ppy))およびトリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム(III)(Ir(piq))等の有機イリジウム錯体等の燐光発光性金属錯体、スチリル誘導体、ペリレン誘導体等を用いることができる。
 さらに、発光層の形成材料には、上述の正孔輸送層の形成材料、後述の電子輸送層の形成材料および各種添加剤等が含まれていてもよい。
 電子輸送層の形成材料は、電子輸送機能を有する材料であれば特に限定されない。電子輸送層の形成材料としては、例えば、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)等の金属錯体、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(PBD)および1,3-ビス[5-(p-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(OXD-7)等の複素芳香族化合物、ポリ(2,5-ピリジン-ジイル)(PPy)等の高分子化合物等があげられる。電子輸送層の形成材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、電子輸送層は、2層以上の多層構造であってもよい。
 電子注入層の形成材料は、特に限定されず、例えば、フッ化リチウム(LiF)およびフッ化セシウム(CsF)等のアルカリ金属化合物、フッ化カルシウム(CaF)のようなアルカリ土類金属化合物、前記電子輸送層の形成材料等があげられる。電子注入層の形成材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、電子注入層は、2層以上の多層構造であってもよい。
 前記有機EL層を構成する各層の形成方法は、特に限定されず、一般的な方法で良く、例えば、スパッタ法、蒸着法、インクジェット法、コート法等があげられる。前記有機EL層のパターニング方法として、シャドーマスク法やフォトリソグラフィー法があげられるが、有機EL層へのダメージ、レジスト残渣、工程数等の観点から、有機EL層形成工程において、有機EL層形成用シャドーマスクを用いて形成されることが好ましい。
 第2電極14としては、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、金、白金、ニッケル、タングステン、銅およびアルミニウム等の金属、リチウムおよびセシウム等のアルカリ金属、マグネシウムおよびカルシウム等のアルカリ土類金属、イッテルビウム等の希土類金属、アルミニウム-リチウム合金およびマグネシウム-銀合金等の合金等を用いることができる。
 第2電極14の形成方法も特に限定されず、一般的な方法でよく、例えば、スパッタ法、蒸着法、CVD法等で形成することができる。前記第2電極層のパターニング方法として、例えば、シャドーマスク法、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
 また、第1電極12および第2電極14は、前述のとおり、どちらが陰極でも陽極でも良い。図1のフレキシブル発光デバイスの形態では、有機EL層13からの発光を第1電極12の側から取り出す(光を出射する)ため、第1電極12は、透光性が高い材質(例えばITO、IZO、IGZO、SnO2、ZnO、AZO、ATO等)であることが好ましい。第2電極14の側から発光を取り出す場合(例えば、図1において、第2電極14上[紙面下側]に、低屈折率層20および高屈折率層30が前記順序で積層されている場合)は、第2電極14が、透光性が高い材質であることが好ましい。
 また、高屈折率層30については、低屈折率層20よりも屈折率が高いこと以外は、特に限定されず、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス(SUS)等の金属板および金属箔、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、メタクリル樹脂(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、アクリル、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、シクロオレフィンポリマー(COP)、トリアセテート(TAC)、等の樹脂板および樹脂フィルム、プラスチック、フレキシブルガラス等を用いることができる。高屈折率層30は、透光性の高い材質であることが好ましい。
 つぎに、本発明のフレキシブル発光デバイスにおける低屈折率層(以下「本発明の低屈折率層」ともいう。)について詳述する。図1の低屈折率層20は、以下の説明を援用できる。
[1-2.低屈折率層]
 本発明の低屈折率層は、例えば、樹脂フィルム上に積層されていても良く、前記樹脂フィルム上に、直接積層されてもよいし、他の層を介して積層されてもよい。
 本発明の低屈折率層は、例えば、前述のように、膜強度を示すベンコット(登録商標)による耐擦傷性が、60~100%であっても良い。このような膜強度を有することにより、例えば、製造時の巻き取りや使用時等における物理的衝撃にも強い。前記耐擦傷性は、その下限が、例えば、60%以上、80%以上、90%以上であり、その上限が、例えば、100%以下、99%以下、98%以下であり、その範囲が、例えば、60~100%、80~99%、90~98%である。
 本発明の低屈折率層は、例えば、膜強度を示すベンコット(登録商標)による耐擦傷性が、60~100%であり、可撓性を示すMIT試験による耐折回数が、100回以上である。前記耐擦傷性は、例えば、前記低屈折率層がケイ素(Si)を含む場合、以下のような方法により測定できる。また、前記低屈折率層がケイ素(Si)以外の元素を含む場合、例えば、下記の方法に準じて測定できる。
(耐擦傷性の評価)
(1) アクリルフィルムに塗工・成膜をした空隙層(本発明の低屈折率層)を、直径15mm程度の円状にサンプリングする。
(2) 次に、前記サンプルについて、蛍光X線(島津製作所社製:ZSX PrimusII)でケイ素を同定して、Si塗布量(Si)を測定する。つぎに、前記アクリルフィルム上の前記空隙層について、前述のサンプリングした近傍から、50mm×100mmに前記空隙層をカットし、これをガラス板(厚み3mm)に固定した後、ベンコット(登録商標)による摺動試験を行う。摺動条件は、重り100g、10往復とする。
(3) 摺動を終えた前記空隙層から、前記(1)と同様にサンプリングおよび蛍光X線測定を行うことで、擦傷試験後のSi残存量(Si)を測定する。耐擦傷性は、ベンコット(登録商標)による摺動試験前後のSi残存率(%)で定義し、以下の式で表される。
耐擦傷性(%)=[残存したSi量(Si)/Si塗布量(Si)]×100(%)
 本発明の低屈折率層は、例えば、前述のように、可撓性を示すMIT試験による耐折回数が、100回以上である。本発明は、このような可撓性を有することから、連続製造時における巻き取りや使用時等における取扱い性に優れる。
 前記耐折回数は、その下限が、例えば、100回以上、500回以上、1000回以上であり、その上限が、特に制限されず、例えば、10000回以下であり、その範囲が、例えば、100~10000回、500~10000回、1000~10000回である。
 前記可撓性は、例えば、物質の変形のし易さを意味する。前記MIT試験による耐折回数は、例えば、以下のような方法により測定できる。
(耐折試験の評価)
 前記空隙層(本発明の低屈折率層)を、20mm×80mmの短冊状にカットした後、MIT耐折試験機(テスター産業社製:BE-202)に取り付け、1.0Nの荷重をかける。前記空隙層を抱き込むチャック部は、R2.0mmを使用し、耐折回数を最大10000回行い、前記空隙層が破断した時点の回数を耐折回数とする。
 本発明の低屈折率層において膜密度は、特に制限されず、その下限が、例えば、1g/cm以上、10g/cm以上、15g/cm以上であり、その上限が、例えば、50g/cm以下、40g/cm以下、30g/cm以下、2.1g/cm以下であり、その範囲が、例えば、5~50g/cm、10~40g/cm、15~30g/cm、1~2.1g/cmである。また、本発明の低屈折率層において、前記膜密度に基づく空孔率は、その下限が、例えば、50%以上、70%以上、85%以上であり、その上限が、例えば、98%以下、95%以下であり、その範囲が、例えば、50~98%、70~95%、85~95%である。
 前記膜密度は、例えば、以下のような方法により測定でき、前記空孔率は、例えば、前記膜密度に基づいて、以下のようにして算出できる。
(膜密度、空孔率の評価)
 基材(アクリルフィルム)上に空隙層(本発明の低屈折率層)を形成した後、この積層体における前記空隙層について、X線回折装置(RIGAKU社製:RINT-2000)を用いて全反射領域のX線反射率を測定する。そして、Intensityと2θのフィッティグを行った後に、前記積層体(空隙層・基材)の全反射臨界角から膜密度(g/cm)を算出し、さらに、空孔率(P%)を、以下の式より算出する。
    空孔率(P%)=45.48×膜密度(g/cm)+100(%)
 本発明の低屈折率層は、例えば、孔構造を有しており、孔の空隙サイズは、空隙(孔)の長軸の直径および短軸の直径のうち、前記長軸の直径を指すものとする。好ましい空孔サイズは、例えば、2nm~500nmである。前記空隙サイズは、その下限が、例えば、2nm以上、5nm以上、10nm以上、20nm以上であり、その上限が、例えば、500nm以下、200nm以下、100nm以下であり、その範囲が、例えば、2nm~500nm、5nm~500nm、10nm~200nm、20nm~100nmである。空隙サイズは、空隙構造を用いる用途に応じて、好ましい空隙サイズが決まるため、例えば、目的に応じて、所望の空隙サイズに調整する必要がある。空隙サイズは、例えば、以下の方法により評価できる。
(空隙サイズの評価)
 本発明において、前記空隙サイズは、BET試験法により定量化できる。具体的には、比表面積測定装置(マイクロメリティック社製:ASAP2020)のキャピラリに、サンプル(本発明の低屈折率層)を0.1g投入した後、室温で24時間、減圧乾燥を行って、空隙構造内の気体を脱気する。そして、前記サンプルに窒素ガスを吸着させることで吸着等温線を描き、細孔分布を求める。これによって、空隙サイズが評価できる。
 本発明の低屈折率層は、例えば、前述のように孔構造(多孔質構造)を有していればよく、例えば、前記孔構造が連続した連泡構造体であってもよい。前記連泡構造体とは、例えば、前記本発明の低屈折率層(例えばシリコーン多孔体)において、三次元的に、孔構造が連なっていることを意味し、前記孔構造の内部空隙が連続している状態ともいえる。多孔質体が連泡構造を有する場合、これにより、バルク体中に占める空孔率を高めることが可能であるが、中空シリカのような独泡粒子を使用する場合は、連泡構造を形成できない。これに対して、本発明の低屈折率層は、例えば、シリカゾル粒子(ゾルを形成するゲル状ケイ素化合物の粉砕物)を使用する場合、前記粒子が三次元の樹状構造を有するために、塗工膜(前記ゲル状ケイ素化合物の粉砕物を含むゾルの塗工膜)中で、前記樹状粒子が沈降・堆積することで、容易に連泡構造を形成することが可能である。また、本発明の低屈折率層は、より好ましくは、連泡構造が複数の細孔分布を有するモノリス構造を形成することが好ましい。前記モノリス構造は、例えば、ナノサイズの微細な空隙が存在する構造と、同ナノ空隙が集合した連泡構造として存在する階層構造を指す。前記モノリス構造を形成する場合、例えば、微細な空隙で膜強度を付与しつつ、粗大な連泡空隙で高い空孔率を付与し、膜強度と高空孔率とを両立することができる。それらのモノリス構造を形成するには、例えば、まず、前記シリカゾル粒子に粉砕する前段階のゲル(ゲル状ケイ素化合物)において、生成する空隙構造の細孔分布を制御することが好ましい。また、例えば、前記ゲル状ケイ素化合物を粉砕する際、粉砕後のシリカゾル粒子の粒度分布を所望のサイズに制御することで、前記モノリス構造を形成させることができる。
 本発明の低屈折率層において、透明性を示すヘイズは、特に制限されず、その上限は、例えば、5%未満であり、好ましくは3%未満である。また、その下限は、例えば、0.1%以上、0.2%以上であり、その範囲が、例えば、0.1%以上5%未満、0.2%以上3%未満、である。
 前記ヘイズは、例えば、以下のような方法により測定できる。
(ヘイズの評価)
 空隙層(本発明の低屈折率層)を50mm×50mmのサイズにカットし、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製:HM-150)にセットしてヘイズを測定する。ヘイズ値については、以下の式より算出を行う。
    ヘイズ(%)=[拡散透過率(%)/全光線透過率(%)]×100(%)
 前記屈折率は、一般に、真空中の光の波面の伝達速度と、媒質内の伝播速度との比を、その媒質の屈折率という。本発明の低屈折率層の屈折率は、その上限が、例えば、1.20以下、1.15以下であり、その下限が、例えば、1.05以上、1.06以上、1.07以上であり、その範囲が、例えば、1.05~1.20、1.06~1.20、1.07~1.15である。
 本発明において、屈折率(例えば、本発明の低屈折率層の屈折率)は、特に断らない限り、波長550nmにおいて測定した屈折率をいう。また、屈折率の測定方法は、特に限定されず、例えば、下記の方法により測定できる。
(屈折率の評価)
 アクリルフィルムに空隙層(本発明の低屈折率層)を形成した後に、50mm×50mmのサイズにカットし、これを粘着層でガラス板(厚み:3mm)の表面に貼合する。前記ガラス板の裏面中央部(直径20mm程度)を黒マジックで塗りつぶして、前記ガラス板の裏面で反射しないサンプルを調製する。エリプソメーター(J.A.Woollam Japan社製:VASE)に前記サンプルをセットし、500nmの波長、入射角50~80度の条件で、屈折率を測定し、その平均値を屈折率とする。
 本発明の低屈折率層が、例えば、前記樹脂フィルム上に形成されている場合、前記樹脂フィルムとの密着性を示す粘着ピール強度は、特に制限されず、その下限が、例えば、1N/25mm以上、2N/25mm以上、3N/25mm以上であり、その上限が、例えば、30N/25mm以下、20N/25mm以下、10N/25mm以下であり、その範囲が、例えば、1~30N/25mm、2~20N/25mm、3~10N/25mmである。
 前記粘着ピール強度の測定方法は、特に限定されず、例えば、下記の方法により測定できる。
(ピール強度の評価)
 アクリルフィルムに空隙層(本発明の低屈折率層)を形成した後に、50mm×140mmの短冊状にサンプリングを行い、前記サンプルをステンレス板に両面テープで固定する。PETフィルム(T100:三菱樹脂フィルム社製)にアクリル粘着層(厚み20μm)を貼合し、25mm×100mmにカットした粘着テープ片を、先ほどの前記空隙層に貼合し、前記PETフィルムとのラミネートを行う。次に、前記サンプルを、引っ張り試験機(島津製作所社製:AG-Xplus)にチャック間距離が100mmになるようにチャッキングした後に、0.3m/minの引張速度で引っ張り試験を行う。50mmピール試験を行った平均試験力を、ピール強度とする。
 本発明の低屈折率層の厚みは、特に制限されず、その下限が、例えば、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上、0.3μm以上であり、その上限が、例えば、100μm以下、80μm以下、50μm以下、10μm以下であり、その範囲が、例えば、0.01~100μmである。
 本発明の低屈折率層は、例えば、前述のようにゲル状化合物の粉砕物を含み、前記粉砕物同士が化学的に結合している。本発明の低屈折率層において、前記粉砕物同士の化学的な結合(化学結合)の形態は、特に制限されず、前記化学結合の具体例は、例えば、架橋結合等が挙げられる。なお、前記粉砕物同士を化学的に結合させる方法は、本発明の製造方法において、詳細を述べる。
 前記ゲル状化合物のゲル形態は、特に制限されない。「ゲル」とは、一般に、溶質が、相互作用のために独立した運動性を失って集合した構造をもち、固化した状態をいう。また、ゲルの中でも、一般に、ウェットゲルは、分散媒を含み、分散媒中で溶質が一様な構造をとるものをいい、キセロゲルは、溶媒が除去されて、溶質が、空隙を持つ網目構造をとるものをいう。本発明において、前記ゲル状化合物は、例えば、ウェットゲルでもよいし、キセロゲルでもよい。
 前記ゲル状化合物は、例えば、モノマー化合物をゲル化したゲル化物が挙げられる。具体的に、前記ゲル状ケイ素化合物は、例えば、前記モノマーのケイ素化合物が互いに結合したゲル化物、具体例として、前記モノマーのケイ素化合物が互いに水素結合または分子間力結合したゲル化物が挙げられる。前記結合は、例えば、脱水縮合による結合が挙げられる。前記ゲル化の方法は、本発明の製造方法において後述する。
 本発明の低屈折率層において、前記粉砕物の粒度バラツキを示す体積平均粒子径は、特に制限されず、その下限が、例えば、0.10μm以上、0.20μm以上、0.40μm以上であり、その上限が、例えば、2.00μm以下、1.50μm以下、1.00μm以下であり、その範囲が、例えば、0.10μm~2.00μm、0.20μm~1.50μm、0.40μm~1.00μmである。前記粒度分布は、例えば、動的光散乱法、レーザー回折法等の粒度分布評価装置、および走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等の電子顕微鏡等により測定することができる。
 また、前記粉砕物の粒度バラツキを示す粒度分布は、特に制限されず、例えば、粒径0.4μm~1μmの粒子が、50~99.9重量%、80~99.8重量%、90~99.7重量%であり、または、粒径1μm~2μmの粒子が、0.1~50重量%、0.2~20重量%、0.3~10重量%である。前記粒度分布は、例えば、粒度分布評価装置または電子顕微鏡により測定することができる。
 本発明の低屈折率層において、前記ゲル状化合物の種類は、特に制限されない。前記ゲル状化合物としては、例えば、ゲル状ケイ素化合物が例示できる。以下に、ゲル状化合物がゲル状ケイ素化合物である場合を例として説明するが、本発明は、これには制限されない。
 前記架橋結合は、例えば、シロキサン結合である。シロキサン結合は、例えば、以下に示す、T2の結合、T3の結合、T4の結合が例示できる。本発明の低屈折率層がシロキサン結合を有する場合、例えば、いずれか一種の結合を有してもよいし、いずれか二種の結合を有してもよいし、三種全ての結合を有してもよい。前記シロキサン結合のうち、T2およびT3の比率が多いほど、可撓性に富み、ゲル本来の特性を期待できるが、膜強度が脆弱になる。一方で、前記シロキサン結合のうちT4比率が多いと、膜強度を発現しやすいが、空隙サイズが小さくなり、可撓性が脆くなる。このため、例えば、用途に応じて、T2、T3、T4比率を変えることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明の低屈折率層が前記シロキサン結合を有する場合、T2、T3およびT4の割合は、例えば、T2を「1」として相対的に表した場合、T2:T3:T4=1:[1~100]:[0~50]、1:[1~80]:[1~40]、1:[5~60]:[1~30]である。
 また、本発明の低屈折率層は、例えば、含まれるケイ素原子がシロキサン結合していることが好ましい。具体例として、前記低屈折率層に含まれる全ケイ素原子のうち、未結合のケイ素原子(つまり、残留シラノール)の割合は、例えば、50%未満、30%以下、15%以下である。
 前記ゲル状化合物が、前記ゲル状ケイ素化合物の場合、前記モノマーのケイ素化合物は、特に制限されない。前記モノマーのケイ素化合物は、例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。前記ゲル状ケイ素化合物が、前述のように、モノマーのケイ素化合物が互いに水素結合または分子間力結合したゲル化物の場合、式(1)のモノマー間は、例えば、それぞれの水酸基を介して水素結合できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 前記式(1)中、例えば、Xは、2、3または4であり、Rは、直鎖もしくは分枝アルキル基、である。前記Rの炭素数は、例えば、1~6、1~4、1~2である。前記直鎖アルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、前記分枝アルキル基は、例えば、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。前記Xは、例えば、3または4である。
 前記式(1)で表されるケイ素化合物の具体例としては、例えば、Xが3である下記式(1’)に示す化合物が挙げられる。下記式(1’)において、Rは、前記式(1)と同様であり、例えば、メチル基である。Rがメチル基の場合、前記ケイ素化合物は、トリス(ヒドロキシ)メチルシランである。前記Xが3の場合、前記ケイ素化合物は、例えば、3つの官能基を有する3官能シランである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 また、前記式(1)で表されるケイ素化合物の具体例としては、例えば、Xが4である化合物が挙げられる。この場合、前記ケイ素化合物は、例えば、4つの官能基を有する4官能シランである。
 前記モノマーのケイ素化合物は、例えば、ケイ素化合物前駆体の加水分解物でもよい。前記ケイ素化合物前駆体としては、例えば、加水分解により前記ケイ素化合物を生成できるものであればよく、具体例として、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 前記式(2)中、例えば、Xは、2、3または4であり、
 RおよびRは、それぞれ、直鎖もしくは分枝アルキル基であり、
 RおよびRは、同一でも異なっていても良く、
 Rは、Xが2の場合、互いに同一でも異なっていても良く、
 Rは、互いに同一でも異なっていても良い。
 前記XおよびRは、例えば、前記式(1)におけるXおよびRと同じである。また、前記Rは、例えば、式(1)におけるRの例示が援用できる。
 前記式(2)で表されるケイ素化合物前駆体の具体例としては、例えば、Xが3である下記式(2’)に示す化合物が挙げられる。下記式(2’)において、RおよびRは、それぞれ、前記式(2)と同様である。RおよびRがメチル基の場合、前記ケイ素化合物前駆体は、トリメトキシ(メチル)シラン(以下、「MTMS」ともいう)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 前記モノマーのケイ素化合物は、例えば、低屈折率性に優れる点から、前記3官能シランが好ましい。また、前記モノマーのケイ素化合物は、例えば、強度(例えば、耐擦傷性)に優れる点から、前記4官能シランが好ましい。また、前記ゲル状ケイ素化合物の原料となる前記モノマーのケイ素化合物は、例えば、一種類のみを使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。具体例として、前記モノマーのケイ素化合物として、例えば、前記3官能シランのみを含んでもよいし、前記4官能シランのみを含んでもよいし、前記3官能シランと前記4官能シランの両方を含んでもよいし、さらに、その他のケイ素化合物を含んでもよい。前記モノマーのケイ素化合物として、二種類以上のケイ素化合物を使用する場合、その比率は、特に制限されず、適宜設定できる。
 本発明の低屈折率層は、例えば、前記微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位同士を化学的に結合させるための触媒を含んでいても良い。前記触媒の含有率は、特に限定されないが、前記微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位の重量に対し、例えば、0.01~20重量%、0.05~10重量%、または0.1~5重量%である。
 また、本発明の低屈折率層は、例えば、さらに、前記微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位同士を間接的に結合させるための架橋補助剤を含んでいても良い。前記架橋補助剤の含有率は、特に限定されないが、例えば、前記微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位の重量に対して0.01~20重量%、0.05~15重量%、または0.1~10重量%である。
 本発明の低屈折率層の形態は、特に制限されないが、フィルム形状が通常である。
 本発明の低屈折率層は、例えば、ロール体であっても良い。より具体的には、本発明の低屈折率層は、例えば、さらに樹脂フィルムを含み、長尺な前記樹脂フィルム上に、前記低屈折率層が形成されてもよい。この場合、前記積層フィルム(前記樹脂フィルムと本発明の低屈折率層との積層体)には別の長尺フィルムが積層されていてもよく、前記樹脂フィルムと前記低屈折率層とを含む積層フィルムに、別の長尺樹脂フィルム(例えば、合紙、離型フィルム、表面保護フィルム等)を積層した後、ロール体に巻かれた形態であってもよい。
 本発明の低屈折率層の製造方法は、特に制限されないが、例えば、以下に示す製造方法(以下「本発明の製造方法」という場合がある。)により製造することができる。
[1-3.低屈折率層の製造方法]
 本発明の低屈折率層の製造方法は、例えば、微細孔粒子を含む液を作製する工程、基材(例えば樹脂フィルム)上に前記液を塗工する工程、および塗工された液を乾燥する工程を含むことが好ましいが、このかぎりでは無い。前記微細孔粒子を含む液(以下「微細孔粒子含有液」という場合がある。)は、特に限定されないが、例えば、前記微細孔粒子を含む懸濁液である。なお、以下において、主に、前記微細孔粒子が、ゲル状化合物の粉砕物であり、前記低屈折率層がゲル状化合物の粉砕物を含む多孔体(好ましくはシリコーン多孔体)である場合について説明する。ただし、本発明は、前記微細孔粒子が、ゲル状化合物の粉砕物以外である場合も、同様に実施することができる。本発明の積層フィルムロールの製造方法において、前記低屈折率層は、例えば、微細孔粒子同士が化学的に結合している多孔体であり、前記低屈折率層形成工程において、例えば、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる。前記微細孔粒子が、例えば、ケイ素化合物の微細孔粒子であり、前記多孔体が、シリコーン多孔体である。前記ケイ素化合物の微細孔粒子が、例えば、ゲル状シリカ化合物の粉砕体を含む。また、前記低屈折率層の別形態として、ナノファイバー等の繊維状物質からなり、該繊維状物質が絡まり合い空隙を含む形で層を成している空隙層がある。製造方法においては、前記微細孔粒子と同様である。さらに他にも、中空ナノ粒子やナノクレイを用いた空隙層、中空ナノバルーンやフッ化マグネシウムを用いて形成した空隙層も含まれる。また、それらの低屈折率層は単一の構成物質からなる空隙層であってもよいし、また複数の構成物質からなる空隙層であってもよい。空隙層の形態も単一の前記形態であってもよいし、複数の前記形態からなる空隙層であってもよい。以下においては、主に、前記微細孔粒子同士が化学的に結合している多孔体の空隙層について説明する。
 本発明の製造方法によれば、優れた低屈折率を示す低屈折率層が形成される。その理由は、例えば、以下のように推測されるが、本発明は、この推測には制限されない。
 本発明の製造方法で使用する前記粉砕物は、前記ゲル状ケイ素化合物を粉砕したものであるため、前記粉砕前のゲル状ケイ素化合物の三次元構造が、三次元基本構造に分散された状態となっている。そして、本発明の製造方法では、前記ゲル状ケイ素化合物の粉砕物を前記基材上に塗工することで、前記三次元基本構造に基づく多孔性構造の前駆体が形成される。つまり、本発明の製造方法によれば、前記ゲル状ケイ素化合物の三次元構造とは異なる、前記三次元基本構造の前記粉砕物から形成された新たな多孔構造が形成される。このため、最終的に得られる前記低屈折率層は、例えば、空気層と同程度に機能する低屈折率を奏することができる。また、本発明の製造方法においては、さらに、前記粉砕物同士を化学的に結合させるため、前記新たな三次元構造が固定化される。このため、最終的に得られる前記低屈折率層は、空隙を有する構造であるが、十分な強度と可撓性とを維持できる。このように、本発明の製造方法により得られる低屈折率層は、例えば、前記空気層の代替品として、低屈折性という機能の面において、また、強度と可撓性においても、有用である。また、前記空気層の場合、例えば、部材と部材とを、両者の間にスペーサー等を介することで間隙を設けて積層することにより、前記部材間に空気層を形成する必要があった。しかし、本発明の製造方法により得られる低屈折率層は、例えば、目的の部位に配置するのみで、前記空気層と同程度に機能する低屈折性を発揮させることができる。したがって、前述のように、前記空気層を形成するよりも、容易且つ簡便に、前記空気層と同程度に機能する低屈折性を、例えば、光学部材に付与することができる。
 本発明の製造方法は、特に記載しない限り、前記本発明の低屈折率層の説明を援用できる。
 本発明の製造方法において、前記ゲル状化合物およびその粉砕物、前記モノマー化合物および前記モノマー化合物の前駆体は、前記本発明の多孔質構造における説明を援用できる。
 本発明の製造方法は、例えば、前述のように、微細孔粒子を含む液を作製する工程を有する。前記微細孔粒子がゲル状化合物の粉砕物である場合は、前記粉砕物は、例えば、前記ゲル状化合物を粉砕して得られる。前記ゲル状化合物の粉砕によって、前述のように、前記ゲル状化合物の三次元構造が破壊され、三次元基本構造に分散される。
 以下に、前記モノマー化合物のゲル化による前記ゲル状化合物の生成、前記ゲル状化合物の粉砕による粉砕物の調製について説明するが、本発明は、以下の例示には制限されない。
 前記モノマー化合物のゲル化は、例えば、前記モノマー化合物を、互いに水素結合させることまたは分子間力結合させることで行うことができる。
 前記モノマー化合物は、例えば、前記本発明の低屈折率層において述べた前記式(1)で表されるケイ素化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 前記式(1)のケイ素化合物は、水酸基を有するため、前記式(1)のモノマー間は、例えば、それぞれの水酸基を介して、水素結合または分子間力結合が可能である。
 また、前記ケイ素化合物は、前述のように、前記ケイ素化合物前駆体の加水分解物でもよく、例えば、前記本発明の低屈折率層において述べた前記式(2)で表されるケイ素化合物前駆体を、加水分解して生成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 前記モノマー化合物前駆体の加水分解の方法は、特に制限されず、例えば、触媒存在下での化学反応により行うことができる。前記触媒としては、例えば、シュウ酸、酢酸等の酸等が挙げられる。前記加水分解反応は、例えば、シュウ酸の水溶液を、前記ケイ素化合物とジメチルスルホキシドとの混合液(例えば懸濁液)に、室温環境下でゆっくり滴下混合させた後に、そのまま30分程度撹拌することで行うことができる。前記ケイ素化合物前駆体を加水分解する際は、例えば、前記ケイ素化合物前駆体のアルコキシ基を完全に加水分解することで、その後のゲル化・熟成・空隙構造形成後の加熱・固定化を、さらに効率良く発現することができる。
 前記モノマー化合物のゲル化は、例えば、前記モノマー間の脱水縮合反応により行うことができる。前記脱水縮合反応は、例えば、触媒存在下で行うことが好ましく、前記触媒としては、例えば、塩酸、シュウ酸、硫酸等の酸触媒、およびアンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の塩基触媒等の、脱水縮合触媒が挙げられる。前記脱水縮合触媒は、塩基触媒が特に好ましい。前記脱水縮合反応において、前記モノマー化合物に対する前記触媒の添加量は、特に制限されず、前記モノマー化合物1モルに対して、触媒は、例えば、0.01~10モル、0.05~7モル、0.1~5モルである。
 前記モノマー化合物のゲル化は、例えば、溶媒中で行うことが好ましい。前記溶媒における前記モノマー化合物の割合は、特に制限されない。前記溶媒は、例えば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N-メチルピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)、γ-ブチルラクトン(GBL)、アセトニトリル(MeCN)、エチレングリコールエチルエーテル(EGEE)等が挙げられる。前記溶媒は、例えば、1種類でもよいし、2種類以上を併用してもよい。前記ゲル化に使用する溶媒を、以下、「ゲル化用溶媒」ともいう。
 前記ゲル化の条件は、特に制限されない。前記モノマー化合物を含む前記溶媒に対する処理温度は、例えば、20~30℃、22~28℃、24~26℃であり、処理時間は、例えば、1~60分、5~40分、10~30分である。前記脱水縮合反応を行う場合、その処理条件は、特に制限されず、これらの例示を援用できる。前記ゲル化を行うことで、例えば、シロキサン結合が成長し、シリカ一次粒子が形成され、さらに反応が進行することで、前記一次粒子同士が、数珠状に連なり三次元構造のゲルが生成される。
 前記ゲル化により得られた前記ゲル状化合物は、ゲル化反応の後、熟成処理を施すことが好ましい。前記熟成処理により、例えば、ゲル化で得られた三次元構造を有するゲルの一次粒子をさらに成長させることで、粒子自体のサイズを大きくすることが可能であり、結果的には、粒子同士が接触しているネック部分の接触状態を、点接触から面接触に増やすことができる。上記のような熟成処理を行ったゲルは、例えば、ゲル自体の強度が増加し、結果的には、粉砕を行った後の三次元基本構造の強度を向上できる。これにより、例えば、前記粉砕物を塗工した後の乾燥工程において、前記三次元基本構造が堆積した空隙構造の細孔サイズが、乾燥過程の溶媒揮発に伴って収縮することを抑制できる。
 前記熟成処理は、例えば、所定の温度で所定の時間、前記ゲル状化合物をインキュベートすることにより行える。前記所定の温度は、特に制限されず、その下限が、例えば、30℃以上、35℃以上、40℃以上であり、その上限が、例えば、80℃以下、75℃以下、70℃以下であり、その範囲が、例えば、30~80℃、35~75℃、40~70℃である。前記所定の時間は、特に制限されず、その下限が、例えば、5時間以上、10時間以上、15時間以上であり、その上限が、例えば、50時間以下、40時間以下、30時間以下であり、その範囲が、例えば、5~50時間、10~40時間、15~30時間である。なお、熟成の最適な条件については、例えば、前記のシリカ一次粒子サイズの増大、およびネック部分の接触面積の増大が得られる条件が主目的である。さらには、使用している溶媒の沸点を考慮することが好ましく、例えば、熟成温度が高すぎると、溶媒が過剰に揮発してしまい、塗工液(ゲル液)濃度の濃縮により三次元空隙構造の細孔が閉口する等の不具合が生じる可能性がある。一方で、例えば、熟成温度が低すぎる場合は、前記の熟成による効果が十分に得られないばかりでなく、量産プロセスの経時での温度バラツキが増大することとなり、品質に劣る製品ができる可能性がある。
 前記熟成処理は、例えば、前記ゲル化処理と同じ溶媒を使用でき、具体的には、前記ゲル化後の反応物(つまり、前記ゲル状化合物を含む前記溶媒)に対して、そのまま施すことが好ましい。ゲル化後の熟成処理を終えた前記ゲル(前記ゲル状化合物、例えば、前記ゲル状ケイ素化合物)に含まれる残留シラノール基のモル数は、例えば、添加した原材料(例えば、前記モノマー化合物前駆体)のアルコキシ基のモル数を100とした場合の残留シラノール基の割合であり、その下限が、例えば、1%以上、3%以上、5%以上であり、その上限が、例えば、50%以下、40%以下、30%以下であり、その範囲が、例えば、1~50%、3~40%、5~30%である。ゲルの硬度を上げる目的では、例えば、残留シラノール基のモル数が低いほど好ましい。シラノール基のモル数が高すぎると、例えば、シリコーン多孔体の前駆体が架橋されるまでに、空隙構造を保持できなくなる可能性がある。一方で、シラノール基のモル数が低すぎると、例えば、前記微細孔粒子含有液(例えば懸濁液)を作製する工程および/またはその後の工程において、ゲル状化合物の粉砕物を架橋できなくなり、十分な膜強度を付与できなくなる可能性がある。なお、上記はシラノール基の例であるが、例えば、モノマーのケイ素化合物を各種反応性官能基で修飾した場合は、各々の官能基に対しても同様の現象を適用できるものとする。
 前記モノマー化合物を前記ゲル化用溶媒中でゲル化した後、得られたゲル状化合物を粉砕する。前記粉砕は、例えば、前記ゲル化用溶媒中のゲル状化合物に対して、そのまま粉砕処理を施してもよいし、前記ゲル化用溶媒を他の溶媒に置換してから、前記他の溶媒中のゲル状化合物に対して、粉砕処理を施してもよい。また、例えば、ゲル化反応に用いた触媒および用いた溶媒が、熟成工程後も残存することで、液の経時ゲル化(ポットライフ)、乾燥工程時の乾燥効率低下を発生させる場合は、他の溶媒に置換することが好ましい。前記他の溶媒を、以下、「粉砕用溶媒」ともいう。
 前記粉砕用溶媒は、特に制限されず、例えば、有機溶媒が使用できる。前記有機溶媒は、例えば、沸点130℃以下、沸点100℃以下、沸点85℃以下の溶媒が挙げられる。具体例としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、エタノール、メタノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、メチルセロソルブ、アセトン、ジメチルホムアミド(DMF)等が挙げられる。前記粉砕用溶媒は、例えば、1種類でもよいし、2種類以上の併用でもよい。
 前記ゲル化用溶媒と前記粉砕用溶媒との組合せは、特に制限されず、例えば、DMSOとIPAとの組合せ、DMSOとエタノール、DMSOとメタノール、DMSOとブタノールの組合せ等が挙げられる。このように、前記ゲル化用溶媒を前記粉砕用溶媒に置換することで、例えば、後述する塗膜形成において、より均一な塗工膜を形成することができる。
 前記ゲル状化合物の粉砕方法は、特に制限されず、例えば、超音波ホモジナイザー、高速回転ホモジナイザー、その他のキャビテーション現象を用いる粉砕装置もしくは高圧で液同士を斜向衝突させる粉砕装置等により行うことができる。ボールミル等のメディア粉砕を行う装置は、例えば、粉砕時にゲルの空隙構造を物理的に破壊するのに対し、ホモジナイザー等の本発明に好ましいキャビテーション方式粉砕装置は、例えば、メディアレス方式のため、ゲル三次元構造にすでに内包されている比較的弱い結合のシリカ粒子接合面を、高速のせん断力で剥離する。これにより、得られるゾル三次元構造は、例えば、一定範囲の粒度分布をもつ空隙構造を保持することができ、塗工・乾燥時の堆積による空隙構造を再形成できる。前記粉砕の条件は、特に制限されず、例えば、瞬間的に高速の流れを与えることで、溶媒を揮発させることなくゲルを粉砕することができることが好ましい。例えば、前述のような粒度バラツキ(例えば、体積平均粒子径または粒度分布)の粉砕物となるように粉砕することが好ましい。仮に粉砕時間・強度等の仕事量が不足した場合は、例えば、粗粒が残ることとなり緻密な細孔を形成できないばかりか外観欠点も増加し高い品質を得ることができない可能性がある。一方で、仕事量が過多な場合は、例えば、所望の粒度分布よりも微細なゾル粒子となり、塗工・乾燥後に堆積した空隙サイズが微細となり、所望の空孔率に満たない可能性がある。
 以上のようにして、前記微細孔粒子を含む液(例えば懸濁液)を作製することができる。さらに、前記微細孔粒子を含む液を作製した後に、または作製工程中に、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる触媒を加えることにより、前記微細孔粒子および前記触媒を含む含有液を作製することができる。前記触媒の添加量は、特に限定されないが、前記微細孔粒子(例えば、ゲル状ケイ素化合物の粉砕物)の重量に対し、例えば、0.01~20重量%、0.05~10重量%、または0.1~5重量%である。この触媒により、例えば、後述の結合工程において、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させることができる。前記触媒は、例えば、前記微細孔粒子同士の架橋結合を促進する触媒であっても良い。前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる化学反応としては、シリカゾル分子に含まれる残留シラノール基の脱水縮合反応を利用することが好ましい。シラノール基の水酸基同士の反応を前記触媒で促進することで、短時間で空隙構造を硬化させる連続成膜が可能である。前記触媒としては、例えば、光活性触媒および熱活性触媒が挙げられる。前記光活性触媒によれば、例えば、加熱によらずに前記微細孔粒子同士を化学的に結合(例えば架橋結合)させることができる。これによれば、例えば、加熱による収縮が起こりにくいため、より高い空隙率を維持できる。また、前記触媒に加え、またはこれに代えて、触媒を発生する物質(触媒発生剤)を用いても良い。例えば、前記触媒が架橋反応促進剤であり、前記触媒発生剤が、前記架橋反応促進剤を発生する物質でも良い。例えば、前記光活性触媒に加え、またはこれに代えて、光により触媒を発生する物質(光触媒発生剤)を用いても良いし、前記熱活性触媒に加え、またはこれに代えて、熱により触媒を発生する物質(熱触媒発生剤)を用いても良い。前記光触媒発生剤としては、特に限定されないが、例えば、光塩基発生剤(光照射により塩基性触媒を発生する触媒)、光酸発生剤(光照射により酸性触媒を発生する物質)等が挙げられ、光塩基発生剤が好ましい。前記光塩基発生剤としては、例えば、9-アントリルメチル N,N-ジエチルカルバメート(9-anthrylmethyl N,N-diethylcarbamate、商品名WPBG-018)、(E)-1-[3-(2-ヒドロキシフェニル)-2-プロペノイル]ピペリジン((E)-1-[3-(2-hydroxyphenyl)-2-propenoyl]piperidine、商品名WPBG-027)、1-(アントラキノン-2-イル)エチル イミダゾールカルボキシレート(1-(anthraquinon-2-yl)ethyl imidazolecarboxylate、商品名WPBG-140)、2-ニトロフェニルメチル 4-メタクリロイルオキシピペリジン-1-カルボキシラート(商品名WPBG-165)、1,2-ジイソプロピル-3-〔ビス(ジメチルアミノ)メチレン〕グアニジウム 2-(3-ベンゾイルフェニル)プロピオナート(商品名WPBG-266)、1,2-ジシクロヘキシル-4,4,5,5-テトラメチルビグアニジウム n-ブチルトリフェニルボラート(商品名WPBG-300)、および2-(9-オキソキサンテン-2-イル)プロピオン酸1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン(東京化成工業株式会社)、4-ピペリジンメタノールを含む化合物(商品名HDPD-PB100:ヘレウス社製)等が挙げられる。なお、前記「WPBG」を含む商品名は、いずれも和光純薬工業株式会社の商品名である。前記光酸発生剤としては、例えば、芳香族スルホニウム塩(商品名SP-170:ADEKA社)、トリアリールスルホニウム塩(商品名CPI101A:サンアプロ社)、芳香族ヨードニウム塩(商品名Irgacure250:チバ・ジャパン社)等が挙げられる。また、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる触媒は、前記光活性触媒に限定されず、例えば、尿素のような熱活性触媒でも良い。前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる触媒は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の塩基触媒、塩酸、酢酸、シュウ酸等の酸触媒等が挙げられる。これらの中で、塩基触媒が好ましい。前記微細孔粒子同士を化学的に結合させる触媒は、例えば、前記粉砕物(微細孔粒子)を含むゾル粒子液(例えば懸濁液)に、塗工直前に添加して使用する、または前記触媒を溶媒に混合した混合液として使用することができる。前記混合液は、例えば、前記ゾル粒子液に直接添加して溶解した塗工液、前記触媒を溶媒に溶解した溶液、前記触媒を溶媒に分散した分散液でもよい。前記溶媒は、特に制限されず、例えば、各種有機溶剤、水、緩衝液等が挙げられる。
 また、例えば、前記微細孔粒子が、3官能以下の飽和結合官能基を少なくとも含むケイ素化合物から得られたゲル状ケイ素化合物の粉砕物である場合、前記微細孔粒子を含む液を作製した後に、または作製工程中に、さらに、前記微細孔粒子同士を間接的に結合させるための架橋補助剤を添加してもよい。この架橋補助剤が、粒子同士の間に入り込み、粒子と架橋補助剤が各々相互作用もしくは結合することで、距離的に多少離れた粒子同士も結合させることが可能であり、効率よく強度を上げることが可能となる。前記架橋補助剤としては、多架橋シランモノマーが好ましい。前記多架橋シランモノマーは、具体的には、例えば、2以上3以下のアルコキシシリル基を有し、アルコキシシリル基間の鎖長が炭素数1以上10以下であっても良く、炭素以外の元素も含んでもよい。前記架橋補助剤としては、例えば、ビス(トリメトキシシリル)エタン、ビス(トリエトキシシリル)エタン、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)プロパン、ビス(トリメトキシシリル)プロパン、ビス(トリエトキシシリル)ブタン、ビス(トリメトキシシリル)ブタン、ビス(トリエトキシシリル)ペンタン、ビス(トリメトキシシリル)ペンタン、ビス(トリエトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、ビス(トリメトキシシリル)-N-ブチル-N-プロピル-エタン-1,2-ジアミン、トリス-(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、トリス-(3-トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。この架橋補助剤の添加量としては、特に限定されないが、例えば、前記ケイ素化合物の微細孔粒子の重量に対して0.01~20重量%、0.05~15重量%、または0.1~10重量%である。
 つぎに、本発明の製造方法は、前述のように、樹脂フィルム上に前記微細孔粒子含有液(例えば懸濁液)を塗工する工程を有する。前記塗工は、例えば、後述する各種塗工方式を用いることができ、また、これらに限定されない。また、前記粉砕物を含む溶媒を、前記基材に、直接塗工することにより、前記多孔体の前駆体(塗工膜)を形成することができる。前記多孔体の前駆体は、例えば、塗工層ということもできる。また、前記多孔体前駆体、つまり、後述する結合工程前の前記多孔体の前駆体は、例えば、前記本発明の低屈折率層に対する前駆膜(または前駆層)ということもできる。前記多孔体の前駆体(塗工膜)を形成することにより、例えば、前記三次元構造が破壊された前記粉砕物が沈降・堆積することによって、新たな三次元構造が構築される。
 前記溶媒(以下、「塗工用溶媒」ともいう。)は、特に制限されず、例えば、有機溶媒が使用できる。前記有機溶媒は、例えば、沸点130℃以下の溶媒が挙げられる。具体例としては、例えば、IPA、エタノール、メタノール、ブタノール等が挙げられ、また、前記粉砕用溶媒と同様のものが使用できる。本発明が、前記ゲル状化合物を粉砕する工程を含む場合、前記多孔体の前駆体の形成工程においては、例えば、前記ゲル状化合物の粉砕物を含む前記粉砕用溶媒を、そのまま使用してもよい。
 前記塗工工程においては、例えば、前記溶媒に分散させたゾル状の前記粉砕物(以下、「ゾル粒子液」ともいう。)を、前記基材上に塗工することが好ましい。本発明のゾル粒子液は、例えば、基材上に塗工・乾燥した後に、結合工程により化学架橋を行うことで、一定レベル以上の膜強度を有する空隙層を、連続成膜することが可能である。なお、本発明における「ゾル」とは、ゲルの三次元構造を粉砕することで、空隙構造の一部を保持したナノ三次元構造のシリカゾル粒子が溶媒中に分散して流動性を示す状態をいう。
 前記溶媒における前記粉砕物の濃度は、特に制限されず、例えば、0.3~50%(v/v)、0.5~30%(v/v)、1.0~10%(v/v)である。前記粉砕物の濃度が高すぎると、例えば、前記ゾル粒子溶液の流動性が著しく低下し、塗工時に凝集物・塗工スジを発生させる可能性がある。一方で、前記粉砕物の濃度が低すぎると、例えば、前記ゾル粒子液の溶媒の乾燥に相当の時間がかかるだけでなく、乾燥直後の残留溶媒も高くなるために、空孔率が低下してしまう可能性がある。
 前記ゾルの物性は、特に制限されない。前記ゾルのせん断粘度は、例えば、10001/sのせん断速度において、例えば、粘度100cPa・s以下、粘度10cPa・s以下、粘度1cPa・s以下である。せん断粘度が高すぎると、例えば、塗工スジが発生し、グラビア塗工の転写率の低下等の不具合が見られる可能性がある。逆に、せん断粘度が低すぎる場合は、例えば、塗工時のウェット塗布厚みを厚くすることができず、乾燥後に所望の厚みが得られない可能性がある。
 前記基材に対する前記粉砕物の塗工量は、特に制限されず、例えば、所望の前記シリコーン多孔体の厚み等に応じて、適宜設定できる。具体例として、厚み0.1~1000μmの前記シリコーン多孔体を形成する場合、前記基材に対する前記粉砕物の塗工量は、前記基材の面積1mあたり、例えば、0.01~60000μg、0.1~5000μg、1~50μgである。前記ゾル粒子液の好ましい塗工量は、例えば、液の濃度や塗工方式等と関係するため、一義的に定義することは難しいが、生産性を考慮すると、できるだけ薄層で塗工することが好ましい。塗布量が多すぎると、例えば、溶媒が揮発する前に乾燥炉で乾燥される可能性が高くなる。これにより、溶媒中でナノ粉砕ゾル粒子が沈降・堆積し、空隙構造を形成する前に、溶媒が乾燥することで、空隙の形成が阻害されて空孔率が大きく低下する可能性がある。一方で、塗布量が薄過ぎると、基材の凹凸・親疎水性のバラツキ等により塗工ハジキが発生するリスクが高くなる可能性がある。
 さらに、本発明の製造方法は、例えば、前述のように、塗工された微細孔粒子含有液(多孔体の前駆体(塗工膜))を乾燥する工程を有する。前記乾燥処理によって、例えば、前記多孔体の前駆体中の前記溶媒(前記ゾル粒子液に含まれる溶媒)を除去するだけでなく、乾燥処理中に、ゾル粒子を沈降・堆積させ、空隙構造を形成させることを目的としている。前記乾燥処理の温度は、例えば、50~250℃、60~150℃、70~130℃であり、前記乾燥処理の時間は、例えば、0.1~30分、0.2~10分、0.3~3分である。乾燥処理温度、および時間については、例えば、連続生産性や高い空孔率の発現の関連では、より低く短いほうが好ましい。条件が厳しすぎると、例えば、基材が樹脂フィルムの場合、前記基材のガラス転移温度に近づくことで、前記基材が乾燥炉の中で伸展してしまい、塗工直後に、形成された空隙構造にクラック等の欠点が発生する可能性がある。一方で、条件が緩すぎる場合、例えば、乾燥炉を出たタイミングで残留溶媒を含むため、次工程でロールと擦れた際に、スクラッチ傷が入る等の外観上の不具合が発生する可能性がある。
 前記乾燥処理は、例えば、自然乾燥でもよいし、加熱乾燥でもよいし、減圧乾燥でもよい。前記乾燥方法は、特に制限されず、例えば、一般的な加熱手段が使用できる。前記加熱手段は、例えば、熱風器、加熱ロール、遠赤外線ヒーター等が挙げられる。中でも、工業的に連続生産することを前提とした場合は、加熱乾燥を用いることが好ましい。また、使用される溶媒については、乾燥時の溶媒揮発に伴う収縮応力の発生、それによる空隙層(前記シリコーン多孔体)のクラック現象を抑える目的で、表面張力が低い溶媒が好ましい。前記溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)に代表される低級アルコール、ヘキサン、ペルフルオロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されない。
 前記乾燥処理は、例えば、自然乾燥でもよいし、加熱乾燥でもよいし、減圧乾燥でもよい。前記乾燥方法は、特に制限されず、例えば、一般的な加熱手段が使用できる。前記加熱手段は、例えば、熱風器、加熱ロール、遠赤外線ヒーター等が挙げられる。中でも、工業的に連続生産することを前提とした場合は、加熱乾燥を用いることが好ましい。また、使用される溶媒については、乾燥時の溶媒揮発に伴う収縮応力の発生、それによる空隙層(前記シリコーン多孔体)のクラック現象を抑える目的で、表面張力が低い溶媒が好ましい。前記溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)に代表される低級アルコール、ヘキサン、ペルフルオロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されない。また、上記IPA等にペルフルオロ系界面活性剤もしくはシリコン系界面活性剤を少量添加し表面張力を低下させてもよい。
 本発明の製造方法によれば、例えば、前記多孔体の前駆体における前記粉砕物の三次元構造が、固定化される。従来の焼結による固定化を行う場合は、例えば、200℃以上の高温処理を行うことで、シラノール基の脱水縮合、シロキサン結合の形成を誘発する。本発明においては、上記の脱水縮合反応を触媒する各種添加剤を反応させることで、例えば、基材が樹脂フィルムの場合に、前記基材にダメージを起こすことなく、100℃前後の比較的低い乾燥温度、および数分未満の短い処理時間で、連続的に空隙構造を形成、固定化することができる。
 前記化学的に結合させる方法は、特に制限されず、例えば、前記ゲル状ケイ素化合物の種類に応じて、適宜決定できる。具体例として、前記化学的な結合は、例えば、前記粉砕物同士の化学的な架橋結合により行うことができ、その他にも、例えば、酸化チタン等の無機粒子等を、前記粉砕物に添加した場合、前記無機粒子と前記粉砕物とを化学的に架橋結合させることも考えられる。また、酵素等の生体触媒を担持させる場合も、触媒活性点とは別の部位と前記粉砕物とを化学架橋結合させる場合もある。したがって、本発明は、例えば、前記ゾル粒子同士で形成する空隙層(シリコーン多孔体)だけでなく、有機無機ハイブリッド空隙層、ホストゲスト空隙層等の応用展開が考えられるが、これらに限定されない。
 前記結合は、例えば、前記ゲル状化合物の粉砕物の種類に応じて、前記粉砕物(微細孔粒子)同士を化学的に結合させる触媒存在下での化学反応により行うことができる。前記触媒は、例えば、微細孔粒子同士の架橋結合を促進する触媒であっても良い。本発明における化学反応としては、シリカゾル分子に含まれる残留シラノール基の脱水縮合反応を利用することが好ましい。シラノール基の水酸基同士の反応を前記触媒で促進することで、短時間で空隙構造を硬化させる連続成膜が可能である。前記触媒としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の塩基触媒、塩酸、酢酸、シュウ酸等の酸触媒等が挙げられるが、これらに限定されない。前記脱水縮合反応の触媒は、塩基触媒が特に好ましい。また、光(例えば紫外線)を照射することで触媒活性が発現する、光酸発生触媒、光塩基発生触媒、光酸発生剤、光塩基発生剤等も好ましく用いることができる。光酸発生触媒、光塩基発生触媒、光酸発生剤、および光塩基発生剤としては、特に限定されないが、例えば、前述のとおりである。前記触媒は、例えば、前述のとおり、前記微細孔粒子含有液を作製する工程において、前記微細孔粒子含有液(例えば、前記粉砕物(微細孔粒子)の懸濁液)に添加することができる。より具体的には、例えば、前記粉砕物(微細孔粒子)を含むゾル粒子液(例えば懸濁液)に、前記触媒を塗工直前に添加して使用する、または前記触媒を溶媒に混合した混合液として使用することが好ましい。前記混合液は、例えば、前記ゾル粒子液に直接添加して溶解した塗工液、前記触媒を溶媒に溶解した溶液、前記触媒を溶媒に分散した分散液でもよい。前記溶媒は、特に制限されず、前述のとおり、例えば、水、緩衝液等が挙げられる。
 前記触媒存在下での化学反応は、本発明の製造方法におけるどの段階で行う(起こる)かは、特に限定されない。前記化学反応は、例えば、事前に前記ゾル粒子液(例えば懸濁液)に添加された前記触媒を含む前記塗工膜に対し光照射もしくは加熱、または、前記塗工膜に、前記触媒を吹き付けてから光照射もしくは加熱、または、前記触媒に吹き付けながら光照射もしくは加熱することによって、行うことができる。例えば、前記触媒が光活性触媒である場合は、光照射により、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させて前記低屈折率層を形成することができる。また、前記触媒が、熱活性触媒である場合は、加熱により、前記微細孔粒子同士を化学的に結合させて前記低屈折率層を形成することができる。前記光照射における積算光量は、特に限定されないが、@360nm換算で、例えば、200~800mJ/cm、250~600mJ/cm、または300~400mJ/cmである。照射量が十分でなく触媒発生剤の光吸収による分解が進まず効果が不十分となることを防止する観点からは、200mJ/cm以上の積算光量が良い。また、空隙層下の基材にダメージがかかり熱ジワが発生することを防止する観点からは、800mJ/cm以下の積算光量が良い。前記加熱処理の条件は、特に制限されず、前記加熱温度は、例えば、50~250℃、60~150℃、70~130℃であり、前記加熱時間は、例えば、0.1~30分、0.2~10分、0.3~3分である。または、塗工された前記ゾル粒子液(例えば懸濁液)を乾燥する工程が、前記触媒存在下での化学反応を行う工程を兼ねていても良い。すなわち、塗工された前記ゾル粒子液(例えば懸濁液)を乾燥する工程において、前記触媒存在下での化学反応により、前記粉砕物(微細孔粒子)同士を化学的に結合させても良い。この場合において、前記乾燥工程後に前記塗工膜をさらに加熱することにより、前記粉砕物(微細孔粒子)同士をさらに強固に結合させても良い。さらに、前記触媒存在下での化学反応は、前記微細孔粒子含有液(例えば懸濁液)を作製する工程、および、前記微細孔粒子含有液を塗工する工程においても起こる場合があると推測される。しかしながら、この推測は、本発明を何ら限定しない。また、使用される溶媒については、例えば、乾燥時の溶媒揮発に伴う収縮応力の発生、それによる空隙層のクラック現象を抑える目的で、表面張力が低い溶媒が好ましい。例えば、イソプロピルアルコール(IPA)に代表される低級アルコール、ヘキサン、ペルフルオロヘキサン等が挙げられるが、これらに限定されない。
 以上のようにして、本発明の低屈折率層を製造することができるが、本発明の製造方法は、これに限定されない。
 また、得られた本発明の低屈折率層に対し、例えば、加熱エージング等の処理をして強度を向上させる強度向上工程(以下「エージング工程」ともいう場合がある。)を行っても良い。例えば、本発明の低屈折率層が樹脂フィルム上に積層されている場合、前記強度向上工程(エージング工程)により、前記樹脂フィルムに対する粘着ピール強度を向上させることができる。前記強度向上工程(エージング工程)においては、例えば、本発明の低屈折率層を加熱しても良い。前記エージング工程における温度は、例えば40~80℃、50~70℃、55~65℃である。前記反応の時間は、例えば5~30hr、7~25hr、または10~20hrである。前記エージング工程においては、例えば、加熱温度を低温にすることで、前記低屈折率層の収縮を抑制しながら粘着ピール強度を向上させ、高空隙率と強度の両立を達成できる。
 前記強度向上工程(エージング工程)において起こる現象およびメカニズムは不明であるが、例えば、本発明の低屈折率層中に含まれる触媒により、前記微細孔粒子同士の化学的な結合(例えば架橋反応)がさらに進むことにより、強度が向上すると考えられる。具体例として、前記微細孔粒子が、ケイ素化合物の微細孔粒子(例えばゲル状シリカ化合物の粉砕体)であって、前記低屈折率層中に残留シラノール基(OH基)が存在する場合、前記残留シラノール基同士が架橋反応により化学的に結合すると考えられる。なお、本発明の低屈折率層中に含まれる触媒は、特に限定されないが、例えば、前記結合工程で用いた触媒でも良いし、前記結合工程で用いた光塩基発生触媒が光照射により発生した塩基性物質、前記結合工程で用いた光酸発生触媒が光照射により発生した酸性物質等でも良い。ただし、この説明は例示であり、本発明を限定しない。
 また、本発明の低屈折率層上に、さらに粘接着層を形成しても良い(粘接着層形成工程)。具体的には、例えば、本発明の低屈折率層上に、粘着剤または接着剤を塗布(塗工)することにより、前記粘接着層を形成しても良い。また、基材上に前記粘接着層が積層された粘着テープ等の、前記粘接着層側を、本発明の低屈折率層上に貼り合せることにより、本発明の低屈折率層上に前記粘接着層を形成しても良い。この場合、前記粘着テープ等の基材は、そのまま貼り合せたままにしても良いし、前記粘接着層から剥離しても良い。本発明において、「粘着剤」および「粘着層」は、例えば、被着体の再剥離を前提とした剤または層をいう。本発明において、「接着剤」および「接着層」は、例えば、被着体の再剥離を前提としない剤または層をいう。ただし、本発明において、「粘着剤」と「接着剤」は、必ずしも明確に区別できるものではなく、「粘着層」と「接着層」は、必ずしも明確に区別できるものではない。本発明において、前記粘接着層を形成する粘着剤または接着剤は特に限定されず、例えば、一般的な粘着剤または接着剤等が使用できる。前記粘着剤または接着剤としては、例えば、アクリル系、ビニルアルコール系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系等のポリマー製接着剤、ゴム系接着剤等が挙げられる。また、グルタルアルデヒド、メラミン、シュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤等から構成される接着剤等も挙げられる。これら粘着剤および接着剤は、1種類のみ用いても、複数種類を併用(例えば、混合、積層等)しても良い。前記粘接着層の厚みは、特に制限されないが、例えば、0.1~100μm、5~50μm、10~30μm、または12~25μmである。
 さらに、本発明の低屈折率層を、前記粘接着層と反応させて、本発明の低屈折率層と前記粘接着層との中間に配置された中間層を形成しても良い(中間層形成工程)。前記中間層により、例えば、本発明の低屈折率層と前記粘接着層とが剥離しにくくなる。この理由(メカニズム)は不明であるが、例えば、前記中間層の投錨性(投錨効果)によると推測される。前記投錨性(投錨効果)とは、前記空隙層と前記中間層との界面付近において、前記中間層が前記空隙層内部に入り組んだ構造をしていることにより、前記界面が強固に固定される現象(効果)をいう。ただし、この理由(メカニズム)は、推測される理由(メカニズム)の一例であり、本発明を限定しない。本発明の低屈折率層と前記粘接着層との反応も、特に限定されないが、例えば、触媒作用による反応でも良い。前記触媒は、例えば、本発明の低屈折率層中に含まれる触媒でも良い。具体的には、例えば、前記結合工程で用いた触媒でも良いし、前記結合工程で用いた光塩基発生触媒が光照射により発生した塩基性物質、前記結合工程で用いた光酸発生触媒が光照射により発生した酸性物質等でも良い。また、本発明の低屈折率層と前記粘接着層との反応は、例えば、新たな化学結合が生成される反応(例えば架橋反応)でも良い。前記反応の温度は、例えば、40~80℃、50~70℃、55~65℃である。前記反応の時間は、例えば、5~30hr、7~25hr、または10~20hrである。また、この中間層形成工程が、本発明の低屈折率層の強度を向上させる前記強度向上工程(エージング工程)を兼ねていても良い。
 このようにして得られる本発明の低屈折率層は、例えば、さらに、他のフィルム(層)と積層して、前記多孔質構造を含む積層構造体としてもよい。この場合、前記積層構造体において、各構成要素は、例えば、粘着剤または接着剤を介して積層させてもよい。
 前記各構成要素の積層は、例えば、効率的であることから、長尺フィルムを用いた連続処理(いわゆるRoll to Roll等)により積層を行ってもよく、基材が成形物・素子等の場合はバッチ処理を行ったものを積層してもよい。
[1-4.フレキシブル発光デバイスの製造方法]
 つぎに、本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法について、図2~5を用いて例を挙げて説明する。なお、図2~5において、図1と同一の部材は、同一の符号で示している。
 まず、図2の断面図に、本発明のフレキシブル発光デバイスの製造方法における工程の一例を、模式的に示す。まず、図示のとおり、発光体層10上に粘接着層40が積層され、さらに粘接着層40が保護層(セパレータ)50で被覆された粘接着層付き積層体を準備する。
 なお、図2において、発光体層10は、簡略化のために、詳細の図示を省略している。図2の発光体層10において、低屈折率層20および高屈折率層30を積層させる側に、粘接着層40を積層させる。例えば、図1のフレキシブル発光デバイス1のように、第1電極12、有機EL層(発光層)13および第2電極14と反対側に、低屈折率層20および高屈折率層30を積層させる場合は、基材11において、第1電極12、有機EL層(発光層)13および第2電極14と反対側に、粘接着層40を積層させる。また、発光体層10の製造方法は、特に限定されず、例えば、基材11上に、第1電極12、有機EL層(発光層)13および第2電極14を、前述の方法により、順次形成すれば良い。
 つぎに、図示のとおり、保護層50を粘接着層から剥離する保護層剥離工程(A)を行う。これにより、発光体層10上に粘接着層40が積層され、保護層が無くて粘着剤が露出した粘接着層付き積層体を得ることができる。なお、本発明において、保護層剥離工程(A)は必須ではなく、最初から、発光体層10上に粘接着層40が積層され、保護層が無くて粘着剤が露出した粘接着層付き積層体を準備しても良い。一方、図示のとおり、高屈折率層30上に低屈折率層20が積層された積層体を準備する。高屈折率層30は、特に限定されないが、前述のとおり、金属板、金属箔、樹脂板、樹脂フィルム、フレキシブルガラス等である。そして、発光体層10上に粘接着層40が積層された粘接着層付き積層体の粘接着層40側を、低屈折率層20に貼り合わせる、貼り合わせ工程(B)を行う。このようにして、本発明のフレキシブル発光デバイス1Aを得ることができる。図示のとおり、フレキシブル発光デバイス1Aは、高屈折率層30上に、低屈折率層20、粘接着層40および発光体層10が、前記順序で積層されている。
 高屈折率層30上に低屈折率層20が積層された積層体は、例えば、図3(a)または図3(b)の工程断面図に示す製造方法により製造することができる。まず、図3(a)の製造方法では、図示のとおり、高屈折率層30上に、前記ゲル状化合物の粉砕物のゾル粒子液20’’を塗工する塗工工程(1)、および、ゾル粒子液20’’を乾燥させて、低屈折率層20を形成する塗工膜形成工程(乾燥工程)(2)により、高屈折率層30上に低屈折率層20が積層された基材付き低屈折率層を製造することができる。一方、図3(b)の製造方法は、さらに、化学処理工程(3)を含む。具体的には、図3(b)の製造方法は、図示のとおり、高屈折率層30上に、前記ゲル状化合物の粉砕物のゾル粒子液20’’を塗工する塗工工程(1)、ゾル粒子液20’’を乾燥させて、前記低屈折率層の前駆層である塗工膜20’を形成する塗工膜形成工程(乾燥工程)(2)、および、塗工膜20’に化学処理(例えば、架橋処理)をして、低屈折率層20を形成する化学処理工程(例えば、架橋処理工程)(3)を含む。このようにして、図示のとおり、高屈折率層30上に低屈折率層20を形成できる。なお、低屈折率と膜強度の高さ(強さ)とはトレードオフになる場合があるので、この点を考慮して、前記化学処理工程(例えば、架橋工程)(3)を行うか行わないかを決定しても良い。また、例えば、図3(a)に示したように乾燥工程(2)により低屈折率層20を形成した後に、低屈折率層20を、樹脂フィルム等(図示せず)により被覆して保護しても良い。これにより、例えば、化学処理工程(架橋工程)(3)により低屈折率層20の強度を向上させなくても、低屈折率層20を破壊することなく連続生産できる。なお、低屈折率層20を被覆して保護するための前記樹脂フィルムは、例えば、前記貼り合わせ工程(B)の直前に低屈折率層20から剥離しても良い。
 前記塗工工程(1)において、ゾル粒子液20’’の塗工方法は特に限定されず、一般的な塗工方法を採用できる。前記塗工方法としては、例えば、スロットダイ法、リバースグラビアコート法、マイクログラビア法(マイクログラビアコート法)、ディップ法(ディップコート法)、スピンコート法、刷毛塗り法、ロールコート法、フレキソ印刷法、ワイヤーバーコート法、スプレーコート法、エクストルージョンコート法、カーテンコート法、リバースコート法等が挙げられる。これらの中で、生産性、塗膜の平滑性等の観点から、エクストルージョンコート法、カーテンコート法、ロールコート法、マイクログラビアコート法等が好ましい。ゾル粒子液20’’の塗工量は、特に限定されず、例えば、低屈折率層20の厚みが適切になるように、適宜設定可能である。低屈折率層20の厚みは、特に限定されず、例えば、前述の通りである。
 前記乾燥工程(2)において、ゾル粒子液20’’を乾燥し(すなわち、ゾル粒子液20’’に含まれる分散媒を除去し)、塗工膜(前駆層)20’を形成する。乾燥処理の条件は、特に限定されず、前述の通りである。
 さらに、前記化学処理工程(3)において、塗工前に添加した前記触媒(例えば、光活性触媒またはKOH等の熱活性触媒)を含む塗工膜20’に対し、光照射または加熱し、塗工膜20’中の前記粉砕物同士を化学的に結合させて(例えば、架橋させて)、低屈折率層20を形成する。前記化学処理工程(3)における光照射または加熱条件は、特に限定されず、前述の通りである。高屈折率層30として、例えば、前記樹脂フィルムを使用することで、前記樹脂フィルム(高屈折率層30)上に、直接、低屈折率層20を積層することもできる。
 また、前記低屈折率層の形成方法は、前記工程(1)~(3)以外の工程を、適宜含んでいても良いし、含んでいなくても良い。例えば、低屈折率層20を形成する前記化学処理工程(例えば、架橋処理工程)(3)の後に、強度向上工程(エージング工程)(4)を行っても良い。前記強度向上工程(エージング工程)(4)においては、低屈折率層20の強度を向上させ、強度が向上した低屈折率層とする。前記強度向上工程(エージング工程)(4)は、特に限定されないが、例えば、前述のとおりである。また、例えば、図2のとおり粘接着層40を低屈折率層20に貼り合わせる、貼り合わせ工程(B)を行い、貼り合わせ工程(B)後に、低屈折率層20を粘接着層40と反応させて中間層(図示せず)を形成する中間層形成工程(5)を行っても良い。なお、前記貼り合わせ工程は、例えば、前記乾燥工程(2)または前記化学処理工程(3)の後に行うことができる。前記中間層形成工程(5)は、例えば、低屈折率層20の強度を向上させる工程(強度向上工程)を兼ねていても良い。前記中間層形成工程(5)は、特に限定されないが、例えば、前述のとおりである。なお、前述のとおり、低屈折率と膜強度の高さ(強さ)とはトレードオフになる場合があるので、この点を考慮して、前記強度向上工程(エージング工程)(4)および前記中間層形成工程(5)を行うか行わないかを決定しても良い。例えば、本発明の積層フィルムの製造方法においては、前述のとおり、低屈折率層の膜強度が低くても前記低屈折率層が破壊されにくいので、前記強度向上工程(エージング工程)(4)および前記中間層形成工程(5)を行わなくても良い場合がある。例えば、前記乾燥工程(2)または化学処理工程(3)により低屈折率層20を形成した後に、低屈折率層20を、樹脂フィルム等(図示せず)により被覆して保護しても良い。これにより、例えば、前記強度向上工程(エージング工程)(4)および前記中間層形成工程(5)により低屈折率層20の強度を向上させなくても、低屈折率層20を破壊することなく連続生産できる。なお、低屈折率層20を被覆して保護するための前記樹脂フィルムは、例えば、前記貼り合わせ工程(B)の直前に低屈折率層20から剥離しても良い。
 つぎに、図4に、スロットダイ法の塗工装置およびそれを用いた本発明の積層フィルムの製造方法の一例を模式的に示す。なお、図4は、断面図であるが、見易さのため、ハッチを省略している。
 図示のとおり、この装置を用いた方法における各工程は、高屈折率層30を、ローラによって一方向に搬送しながら行う。搬送速度は、特に限定されず、例えば、1~100m/分、3~50m/分、5~30m/分である。
 まず、送り出しローラ101から高屈折率層30を繰り出して搬送しながら、塗工ロール102において、高屈折率層30にゾル粒子液20’’を塗工する塗工工程(1)を行い、続いて、オーブンゾーン110内で乾燥工程(2)に移行する。図4の塗工装置では、塗工工程(1)の後、乾燥工程(2)に先立ち、予備乾燥工程を行う。予備乾燥工程は、加熱をせずに、室温で行うことができる。乾燥工程(2)においては、加熱手段111を用いる。加熱手段111としては、前述のとおり、熱風器、加熱ロール、遠赤外線ヒーター等を適宜用いることができる。また、例えば、乾燥工程(2)を複数の工程に分け、後の乾燥工程になるほど乾燥温度を高くしても良い。
 乾燥工程(2)の後に、化学処理ゾーン120内で化学処理工程(架橋工程)(3)を行う。化学処理工程(3)においては、例えば、乾燥後の塗工膜20’が光活性触媒を含む場合、高屈折率層30の上下に配置したランプ(光照射手段)121で光照射する。または、例えば、乾燥後の塗工膜20’が熱活性触媒を含む場合、ランプ(光照射装置)121に代えて熱風器(加熱手段)を用い、高屈折率層30の上下に配置した熱風器121で高屈折率層30を加熱する。この架橋処理により、塗工膜20’中の前記粉砕物同士の化学的結合が起こり、低屈折率層20が硬化・強化される。なお、本例では、乾燥工程(2)の後に化学処理工程(3)を行っているが、前述のとおり、本発明の製造方法のどの段階で前記粉砕物同士の化学的結合を起こさせるかは、特に限定されない。例えば、前述のように、乾燥工程(2)が化学処理工程(3)を兼ねていても良い。また、乾燥工程(2)において前記化学的結合が起こった場合でも、さらに化学処理工程(3)を行い、前記粉砕物同士の化学的結合を、さらに強固にしても良い。また、乾燥工程(2)よりも前の工程(例えば、予備乾燥工程、塗工工程(1)、塗工液(例えば懸濁液)を作製する工程等)において、前記粉砕物同士の化学的結合が起こっても良い。また、前述のとおり、本発明において、化学処理工程(架橋工程)(3)は、任意であり、行わなくても良い。例えば、前述のとおり、図3(a)に示したように乾燥工程(2)により低屈折率層20を形成した後に、低屈折率層20を、長尺状の樹脂フィルム等(図示せず)により被覆して保護しても良い。これにより、例えば、化学処理工程(架橋工程)(3)により低屈折率層20の強度を向上させなくても、低屈折率層20を破壊することなく連続生産できる。なお、低屈折率層20を被覆して保護するための前記樹脂フィルムは、例えば、後述する貼り合わせ工程(B)の直前に低屈折率層20から剥離しても良い。
 一方、発光体層10上に粘接着層40が積層され、さらに粘接着層40が保護層(セパレータ)50で被覆された粘接着層付き積層体が、ロール状に巻き取られたロール106を準備する。そして、図示のとおり、ロール106から保護層50を剥離する保護層剥離工程(A)を行う。剥離した保護層50は、図示のとおり、巻き取ってロール107とする。
 そして、化学処理工程(架橋工程)(3)の後(化学処理工程(架橋工程)(3)を行わなかった場合は乾燥工程(2)の後)、発光体層10上に粘接着層40が積層された粘接着層付き積層体の粘接着層40側を、低屈折率層20に貼り合わせる、貼り合わせ工程(B)を行う。このようにして、図2に示した構造の積層フィルム1Aを、長尺状の積層フィルムとして得ることができる。製造した積層フィルム1Aは、巻き取りロール105により巻き取る。
 図5に、マイクログラビア法(マイクログラビアコート法)の塗工装置およびそれを用いた前記低屈折率層の形成方法の一例を模式的に示す。なお、同図は、断面図であるが、見易さのため、ハッチを省略している。
 図示のとおり、この装置を用いた方法における各工程は、図4と同様、高屈折率層30を、ローラによって一方向に搬送しながら行う。搬送速度は、特に限定されず、例えば、1~100m/分、3~50m/分、5~30m/分である。
 まず、送り出しローラ201から高屈折率層30を繰り出して搬送しながら、高屈折率層30にゾル粒子液20’’を塗工する塗工工程(1)を行う。ゾル粒子液20’’の塗工は、図示のとおり、液溜め202、ドクター(ドクターナイフ)203およびマイクログラビア204を用いて行う。具体的には、液溜め202に貯留されているゾル粒子液20’’を、マイクログラビア204表面に付着させ、さらに、ドクター203で所定の厚さに制御しながら、マイクログラビア204で高屈折率層30表面に塗工する。なお、マイクログラビア204は、例示であり、これに限定されるものではなく、他の任意の塗工手段を用いても良い。
 つぎに、乾燥工程(2)を行う。具体的には、図示のとおり、オーブンゾーン210中に、ゾル粒子液20’’が塗工された高屈折率層30を搬送し、オーブンゾーン210内の加熱手段211により加熱してゾル粒子液20’’を乾燥する。加熱手段211は、例えば、図4の加熱手段111と同様でも良い。また、例えば、オーブンゾーン210を複数の区分に分けることにより、乾燥工程(2)を複数の工程に分け、後の乾燥工程になるほど乾燥温度を高くしても良い。乾燥工程(2)の後に、化学処理ゾーン220内で、化学処理工程(3)を行う。化学処理工程(3)においては、例えば、乾燥後の塗工膜20’が光活性触媒を含む場合、高屈折率層30の上下に配置したランプ(光照射手段)221で光照射する。または、例えば、乾燥後の塗工膜20’が熱活性触媒を含む場合、ランプ(光照射装置)221に代えて熱風器(加熱手段)を用い、高屈折率層30の下方に配置した熱風器(加熱手段)221で、高屈折率層30を加熱する。この架橋処理により、塗工膜20’中の前記粉砕物同士の化学的結合が起こり、低屈折率層20が形成される。また、前述のとおり、本発明において、化学処理工程(架橋工程)(3)は、任意であり、行わなくても良い。例えば、図4での説明と同様に、乾燥工程(2)により低屈折率層20を形成した後に、低屈折率層20を、長尺状の樹脂フィルム等(図示せず)により被覆して保護しても良い。前記樹脂フィルムは、例えば、後述する貼り合わせ工程(B)の直前に低屈折率層20から剥離しても良い。
 一方、発光体層10上に粘接着層40が積層され、さらに粘接着層40が保護層(セパレータ)50で被覆された粘接着層付き積層体が、ロール状に巻き取られたロール261を準備する。そして、図示のとおり、ロール261から保護層50を剥離する保護層剥離工程(A)を行う。剥離した保護層50は、図示のとおり、巻き取ってロール271とする。
 そして、化学処理工程(架橋工程)(3)の後(化学処理工程(架橋工程)(3)を行わなかった場合は乾燥工程(2)の後)、発光体層10上に粘接着層40が積層された粘接着層付き積層体の粘接着層40側を、低屈折率層20に貼り合わせる、貼り合わせ工程(B)を行う。このようにして、図2に示した構造の積層フィルム1Aを、長尺状の積層フィルムとして得ることができる。製造した積層フィルム1Aは、巻き取りロール251により巻き取る。
 そして、図4または5により製造した積層フィルム1Aを、例えば、適宜カットして図2のフレキシブル発光デバイス1Aとすれば良い。なお、積層フィルム1Aの製造工程において、例えば、化学処理工程(架橋工程)(3)の後に、前述のとおり、前記強度向上工程(エージング工程)(4)および前記中間層形成工程(5)の一方または両方を行っても良いし、行わなくても良い。
[2.フレキシブル発光デバイスの用途]
 本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前述のとおり、照明装置または画像表示装置に用いることができる。より具体的には、本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、有機EL照明装置、有機EL画像表示装置、または電子ペーパー、無機EL画像表示装置、LED画像表示装置のフレキシブル発光デバイスとして用いることができる。ただし、本発明のフレキシブル発光デバイスは、これらに限定されず、どのような用途に用いても良い。
 つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。
[参考例1:塗工液の調製]
(1)ケイ素化合物のゲル化
 DMSO 2.2gに、ケイ素化合物の前駆体であるMTMSを0.95g溶解させた。前記混合液に、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)メチルシランを生成した。
 DMSO 5.5gに、28%濃度のアンモニア水0.38g、および純水0.2gを添加した後、さらに、前記加水分解処理した前記混合液を追添し、室温で15分撹拌することで、トリストリス(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を得た。
(2)熟成処理
 前記ゲル化処理を行った混合液を、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。
(3)粉砕処理
 つぎに、前記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。そこに、IPA 40gを添加し、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回繰り返し、溶媒置換を完了した。そして、前記混合液中の前記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。前記粉砕処理(高圧メディアレス粉砕)は、ホモジナイザー(商品名 UH-50、エスエムテー社製)を使用し、5ccのスクリュー瓶に、前記溶媒置換を完了したゲル状化合物1.85gおよびIPA 1.15gを秤量した後、50W、20kHzの条件で2分間の粉砕で行った。
 前記粉砕処理によって、前記混合液中の前記ゲル状ケイ素化合物が粉砕されたことにより、前記混合液は、前記粉砕物のゾル液となった。前記混合液に含まれる前記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%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、塗工液を得た。
[参考例2:塗工液を用いた低屈折率層の形成]
 厚さ600μm、100m長、屈折率1.51のアクリルフィルム(高屈折率層)の表面に、参考例1で調製した塗工液を塗布(塗工)して、塗工膜を形成した。この時の前記塗工膜のWet厚み(乾燥させる前の厚み)は、約27μmであった。前記塗工膜を、温度100℃で1分処理して乾燥し、さらに、乾燥後の塗工膜に、波長360nmの光を用いて300mJ/cmの光照射量(エネルギー)でUV照射し、前記フィルム(高屈折率層)上に低屈折率層が形成された積層体を得た。なお、この低屈折率層の屈折率を前述の方法により測定したところ、1.18であった。
[実施例1]
 以下のようにして、本実施例のフレキシブル発光デバイスを製造した。本実施例のフレキシブル発光デバイスは、フレキシブルOLED(有機発光ダイオードすなわち有機ELデバイス)である。本実施例のフレキシブル発光デバイスは、図2のフレキシブル発光デバイス1Aと同様、発光体層10に、粘接着層40を介して低屈折率層20が積層され、その上に、高屈折率層30が積層されている。発光体層10は、図1に示すように、基材11の、低屈折率層20および高屈折率層30が積層されている側とは反対側の面上に、第1電極12、有機EL層13、および第2電極14が、前記順序で積層されている。
 まず、高屈折率層30上に低屈折率層20が積層された積層体を、参考例2の方法により製造した。なお、本実施例において、低屈折率層20のヘイズは、0.7%であった。一方、特開2014-89825号公報に記載されている方法により、基材11上に第1電極12、有機EL層13、および第2電極14が積層された発光体層(OLED層)10を製造した。そして、発光体層10の基材11側に、日東電工社製のアクリル系粘着剤を厚み20μmで塗布して粘接着層を形成し、その上に前記積層体の低屈折率層20側を貼り合わせて、本実施例のフレキシブル発光デバイス(OLED)を製造した。
[比較例1]
 高屈折率層30上に低屈折率層20が積層された積層体に代えて、低屈折率層20を形成しない高屈折率層30のみを発光体層(OLED層)10の基材11側に貼り合わせたこと以外は、実施例1と同様にしてフレキシブル発光デバイス(OLED)を製造した。
 実施例1および比較例1のOLEDを、それぞれ、曲げ半径R=7mmとなるように曲げ、端部の光漏れを確認した。その結果、図6の写真に示すように、実施例1のOLEDでは光漏れは見られなかったが、比較例1のOLEDでは光漏れが確認された。
 この出願は、2015年9月29日に出願された日本出願特願2015-192324を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
 以上、説明したとおり、本発明のフレキシブル発光デバイスは、変形させても光漏れが起こりにくい。本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、前述のとおり、照明装置または画像表示装置に用いることができる。より具体的には、本発明のフレキシブル発光デバイスは、例えば、有機EL照明装置、有機EL画像表示装置、または電子ペーパー、無機EL画像表示装置、LED画像表示装置のフレキシブル発光デバイスとして用いることができる。ただし、本発明のフレキシブル発光デバイスは、これらに限定されず、どのような用途に用いても良い。
10 発光体層
11 基材
12 第1電極
13 有機EL層
14 第2電極
20 低屈折率層
20’ 塗工膜(前駆層)
20’’ ゾル粒子液
30 高屈折率層
40 粘接着層
50 保護層(セパレータ)
101 送り出しローラ
102 塗工ロール
110 オーブンゾーン
111 熱風器(加熱手段)
120 化学処理ゾーン
121 ランプ(光照射手段)または熱風器(加熱手段)
105 巻き取りロール
106、107 ロール
201 送り出しローラ
202 液溜め
203 ドクター(ドクターナイフ)
204 マイクログラビア
210 オーブンゾーン
211 加熱手段
220 化学処理ゾーン
221 ランプ(光照射手段)または熱風器(加熱手段)
251 巻き取りロール
261、271 ロール

Claims (7)

  1. 発光体層と、低屈折率層と、高屈折率層とが前記順序で積層され、
    前記低屈折率層は、前記発光体層よりも屈折率が低く、ヘイズが5%未満であり、
    前記高屈折率層は、前記低屈折率層よりも屈折率が高い、
    ことを特徴とするフレキシブル発光デバイス。
  2. 前記低屈折率層の屈折率が1.20未満である請求項1記載のフレキシブル発光デバイス。
  3. 前記発光体層が、有機EL層を含む請求項1記載のフレキシブル発光デバイス。
  4. 前記発光体層は、さらに、基材と、第1電極と、第2電極とを含み、
    前記基材上に、前記第1電極、前記有機EL層、および前記第2電極が、前記順序で積層されている請求項3記載のフレキシブル発光デバイス。
  5. 前記基材において、前記第1電極、前記有機EL層、および前記第2電極が積層された側と反対側に、前記低屈折率層および前記高屈折率層が積層されている請求項4記載のフレキシブル発光デバイス。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のフレキシブル発光デバイスを含む照明装置。
  7. 請求項1から5のいずれか一項に記載のフレキシブル発光デバイスを含む画像表示装置。
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