WO2023140194A1 - 光学部材、その製造方法、および光学素子 - Google Patents

光学部材、その製造方法、および光学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2023140194A1
WO2023140194A1 PCT/JP2023/000809 JP2023000809W WO2023140194A1 WO 2023140194 A1 WO2023140194 A1 WO 2023140194A1 JP 2023000809 W JP2023000809 W JP 2023000809W WO 2023140194 A1 WO2023140194 A1 WO 2023140194A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
optical member
solution
member according
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/000809
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
建次郎 竿本
直之 松尾
Original Assignee
日東電工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日東電工株式会社 filed Critical 日東電工株式会社
Publication of WO2023140194A1 publication Critical patent/WO2023140194A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/04—Layered products comprising a layer of synthetic resin as impregnant, bonding, or embedding substance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023—Optical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses

Definitions

  • Patent Document 1 As a method for extracting light from the light guide layer, a method using a light extraction layer having two regions with different refractive indices is known (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 The entire disclosure of Patent Document 1 is incorporated herein by reference.
  • the light extraction layer in Patent Document 1 may be referred to as a "light coupling layer”.
  • extract light in Patent Document 1 may be referred to as “extracting light” or “combining light.”
  • an object of the present invention is to provide a method capable of forming regions with different refractive indices in a pattern as designed more accurately than conventionally, and furthermore, to provide an optical member having such an optical layer.
  • [Item 1] having a first layer having a porous structure;
  • the first layer includes a first region having the porous structure and a second region in which the voids of the porous structure are filled with a resin composition, the second region includes a plurality of discretely arranged island regions,
  • each of the plurality of island regions has an equiperipheral elliptical equivalent diameter of about 1 ⁇ m or more and about 500 ⁇ m or less.
  • Step A of preparing a porous layer A step B in which a solution Sa containing a curable resin composition is used to form a plurality of discrete island-shaped regions on the porous layer, wherein the concentration of the solution Sa is more than 60% by mass and less than 99% by mass; A step C of filling the voids of the porous layer with the solution Sa; and a step D of curing the curable resin composition contained in the solution Sa in the voids.
  • step B includes a step BS1 of forming a plurality of discrete island regions on a film with the solution Sa, and a step BS2 of transferring the solution Sa on the film onto the porous layer.
  • step B includes a step BS1 of forming a plurality of discrete island-like regions with the solution Sa on the adhesive layer, and a step BS2 of transferring the solution Sa on the adhesive layer onto the porous layer.
  • step BS1 includes a step BS3 of forming a plurality of discrete island regions on a film with the solution Sa, and a step BS4 of transferring the solution Sa on the film onto the adhesive layer.
  • a method for forming a light extraction layer having a relatively high-definition pattern more efficiently than conventional methods is provided, and furthermore, an optical member having such a light extraction layer, a method for manufacturing the same, and an optical element having such an optical member are provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical element 100 having an optical member according to an embodiment of the invention
  • FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing an arrangement example of the first region 12a and the second region 14a in the first layer 10a of the optical member according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the optical member 100
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing one step of the manufacturing process of the
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an optical element 100 having an optical member according to an embodiment of the invention.
  • An optical member according to an embodiment of the invention has a first layer 10 having a porous structure.
  • the optical member may be composed of the first layer 10 and the substrate layer 30 , or may be composed of the first layer 10 and the adhesive layer 20 .
  • the optical member according to the embodiment of the invention only needs to have at least the first layer 10 .
  • the optical member according to the embodiment of the present invention can, for example, extract light propagating through the light guide layer from the main surface of the light guide layer or guide it to the optical member arranged so as to be in contact with the main surface. It is called optical coupling to guide the light propagating through the light guide layer to the optical member arranged so as to be in contact with the main surface of the light guide layer, and the layer that acts in this way is called the light coupling layer.
  • the optical member according to the embodiment of the present invention is preferably used as the optical coupling layer of the light guide member described in Japanese Patent Application No. 2020-127530 (filed on July 28, 2020) filed by the applicant of the present application.
  • an optical coupling layer may be provided between the light guiding layer and the redirecting layer.
  • the redirecting layer has, for example, a plurality of internal spaces forming interfaces that direct light toward the major surface of the redirecting layer by total internal reflection.
  • a redirecting layer having such an interior space may be, for example, a light distribution structure disclosed in WO2019/087118.
  • the direction changing layer may be a known prism sheet.
  • the optical element 100 has a first layer 10, a light guide layer 50, an adhesive layer 20 provided between the first layer 10 and the light guide layer 50, and a base layer 30 supporting the first layer 10.
  • the first layer 10 exemplified here is formed on the base material layer 30 .
  • the first layer 10 includes a first region 12 having a porous structure and a second region 14 in which voids of the porous structure are filled with the resin composition.
  • the second region 14 includes a plurality of discrete island regions.
  • the first layer 10 is characterized in that H/P is less than 0.20, where P% is the area ratio of the second region 14 in the first layer 10 and H% is the haze value of the first layer, as will be described later with examples. Note that the area ratio P is obtained for, for example, a 10 mm ⁇ 10 mm area centering on the location where the haze value is measured.
  • n 1 is the refractive index of the first region 12
  • n 2 is the refractive index of the second region 14
  • n 3 is the refractive index of the second layer 20, n 1 ⁇ n 2 and n 1 ⁇ n 3 .
  • n1 may for example be 1.30 or less
  • n2 may for example be 1.43 or more
  • n3 may for example be 1.45 or more.
  • the first layer 10 can be made of porous silica, for example.
  • the porosity of the silica porous body is more than 0% and less than 100%.
  • the porosity is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably 55% or more.
  • the upper limit of the porosity is not particularly limited, it is preferably 95% or less, more preferably 85% or less, from the viewpoint of strength.
  • the refractive index of silica is preferably, for example, 1.41 or more and 1.43 or less.
  • the resin composition with which the voids of the first layer 10 are filled is obtained by curing a curable resin composition (sometimes referred to as a "cured resin composition").
  • the curable resin composition is preferably a photocurable resin composition from the viewpoint of mass production.
  • the photocurable resin composition is, for example, a polyfunctional silicon compound (e.g., silsesquioxane derivative: a compound having a plurality of photocurable functional groups in the silsesquioxane skeleton) or an acrylic resin (e.g., urethane acrylate).
  • the refractive index of general resin is approximately 1.45 or more and 1.70 or less.
  • is preferably 0.1 or less. The occurrence of total internal reflection at the interface between the second layer 20 and the second region 14 of the first layer 10 can be suppressed.
  • the first layer 10 that functions as an optical coupling layer is obtained.
  • a light coupling layer is disposed between two optical layers, eg, between a light guide layer and a redirecting layer, to direct a portion of the light propagating in the light guide layer to the redirecting layer.
  • a redirecting layer for example, has an interface (or surface) that imparts a layer-normal component to propagating light.
  • the redirecting layer can be, for example, a prismatic sheet.
  • optical element 100 The function of the optical element 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 again.
  • the first layer 10, the adhesive layer 20, the light guide layer 50, and the base material layer 30 of the optical element 100 have main surfaces parallel to the XY plane.
  • Light emitted from the light source LS toward the light receiving end surface (not shown) of the light guide layer 50 propagates in the light guide layer 50 in the Y direction (guided light L P ).
  • Part of the light that has entered the light guide layer 50 is optically coupled (extracted) to the base layer 30 by the first layer 10 and the adhesive layer 20 (optical member) and emitted in the Z direction (outgoing light L E ).
  • the light propagation direction has variations (distribution) from the Y direction
  • the light emission direction also has variations (distribution) from the Z direction.
  • the X direction is orthogonal to the Y and Z directions.
  • the light L P propagating in the light guide layer 50 is totally internally reflected at the interface between the second layer 20 and the first region 12 of the first layer 10, and the light incident on the interface between the second layer 20 and the second region 14 of the first layer passes through the second region 14 of the first layer 10 and the base layer 30 without undergoing total internal reflection, and is emitted from the optical element 200B.
  • the light distribution (emission intensity distribution, emission angle distribution, etc.) extracted from the light guide layer 50 by the optical member 100a (optically coupled with the base material layer 30) can be controlled.
  • the arrangement of the first region 12 and the second region 14 in the first layer 10 is appropriately set according to the required light distribution. Therefore, the desired light distribution cannot be obtained unless the second region 14 is formed in a pattern as designed.
  • the first layer 10 has a plurality of circular second regions 14b discretely arranged within the first region 12.
  • the diameter of the second region 14 is, for example, about 1 ⁇ m or more and about 500 ⁇ m or less.
  • the pitch Px of the second regions 14 adjacent in the X direction and the pitch Py of the second regions 14 adjacent in the Y direction are each independently, for example, approximately 2 ⁇ m or more and approximately 5000 ⁇ m or less.
  • the pitches Px and Py are the distances between the centers (area centroids) of the second regions 14 adjacent in the X and Y directions, respectively.
  • each of the second regions 14 is not limited to a circular shape, and may be various shapes.
  • each second region 14 is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 70 ⁇ m or less.
  • the diameter of the circle is preferably 100 ⁇ m or less. It is possible to prevent the second region 14 from being visually recognized in applications such as mobile displays and small signages in which a device having an optical member is observed at a relatively short distance. If the second region is not circular, it can be evaluated, for example, by the equiperipheral ellipse equivalent diameter.
  • the first layer 10 is characterized in that H/P is less than 0.20, where P% is the area ratio of the second region 14 in the first layer 10 and H% is the haze value of the first layer. If the haze value is greater than 0.20%, the desired light distribution characteristics may not be obtained due to the influence of diffused light (scattered light from the peripheral area of the second area 14).
  • the method for manufacturing an optical member according to the embodiment of the present invention includes a step A of preparing a porous layer, a step B of forming a plurality of discrete island-like regions on the porous layer with a solution Sa containing a curable resin composition, wherein the solution Sa has a concentration of more than 60% by mass, a step C of filling the voids of the porous layer with the solution Sa, and a step D of curing the curable resin composition contained in the solution Sa in the voids.
  • the curable resin composition is photocurable, it can be cured, for example, by irradiation with ultraviolet rays.
  • the step B includes a step BS1 of forming a plurality of discrete island regions on the film with the solution Sa, and a step BS2 of transferring the solution Sa on the film onto the porous layer.
  • Step BS2 is preferably performed at a lamination pressure of 0.3 MPa or less.
  • the step B may include, for example, a step BS1 of forming a plurality of discrete island regions with the solution Sa on the adhesive layer, and a step BS2 of transferring the solution Sa on the adhesive layer onto the porous layer.
  • the step BS1 may include, for example, a step BS3 of forming a plurality of discrete island regions on the film with the solution Sa, and a step BS4 of transferring the solution Sa on the film onto the adhesive layer.
  • the step of forming a plurality of discrete island-shaped regions with the solution Sa may include a step of forming a plurality of discrete island-shaped regions with the solution Sb containing the curable resin composition at a concentration of 60% by mass or less, and a step of removing part of the solvent contained in the solution Sb.
  • the step of forming a plurality of discrete island-like regions with the solution Sb containing the curable resin composition at a concentration of 60% by mass or less can be formed using, for example, various printing methods. Since the gravure printing method can handle a solution Sb having a viscosity of 0.1 to 1 Pa ⁇ s, it is preferable to the inkjet method and the like, which can handle only a solution Sb having a relatively low viscosity.
  • the curable resin composition (e.g., silsesquioxane derivatives and acrylic resins) is liquid, but from the viewpoint of coating properties during gravure printing and filling properties (permeability, penetration) into the porous structure, it is preferable to dilute with a solvent (e.g., an organic solvent such as alcohol or toluene) and use it as a solution.
  • a solvent e.g., an organic solvent such as alcohol or toluene
  • the step of removing part of the solvent contained in the solution Sb is performed, for example, by heating a film (adhesive layer, substrate layer) in which a plurality of discrete island regions are formed with the solution Sb.
  • a layer 10P having a porous structure is formed on the base material layer 30. Then, as shown in FIG.
  • the porous layer 10P can be formed, for example, by a method exemplified below.
  • An element having a layer 10P to be the first layer 10 is given reference numeral 10SA. Although the structure changes as the process progresses, they are indicated by the same reference numerals.
  • a plurality of discrete island-like regions are formed on a transfer substrate (for example, PET) 30T with a solution Sb containing a curable resin composition at a concentration of 60% by mass or less, for example, by gravure printing.
  • a transfer substrate for example, PET
  • a solution Sb containing a curable resin composition at a concentration of 60% by mass or less, for example, by gravure printing.
  • the pattern shown in FIG. 2 is formed using a gravure plate (circular cell diameter 50 ⁇ m, cell depth 8 ⁇ m, cell pitch Px, Py both 200 ⁇ m).
  • the circular island regions in the pattern formed with the solution Sb have a diameter of about 100 ⁇ m.
  • the gravure roll prints on the peripheral surface of the roll with a diameter of 130 mm and a width of 110 mm at a printing speed of 14 m/min and an impression cylinder nip pressure of 0.86 MPa.
  • Elements having a curable resin composition are referenced 10SB. Although the structure changes as the process progresses, they are indicated by the same reference numerals.
  • a layer containing no curable resin may be formed on the substrate 30 side or the opposite side (the first region exists continuously).
  • An element including element 10SA and element 10SB is denoted by reference numeral 10SAB.
  • the transfer base material 30T is peeled off, and the adhesive layer 20 formed on the release sheet 40 is attached onto the first layer 10 as shown in FIG. 3E.
  • An optical element (for example, an optical element 200A shown in FIG. 7) is obtained by peeling off the release sheet 40 of the element 10SAB and attaching it to another optical element.
  • FIGS. 5A to 5C sample No. in FIG. 11, it can be seen that the area of the white region is particularly large.
  • the extent to which this white area adversely affects the optical properties was evaluated by the haze value (a numerical value expressed as a percentage of diffuse transmittance/total light transmittance).
  • the haze value was measured in accordance with JIS K 7136 using a haze meter (HM-150N, manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.). Table 1 shows the results.
  • the haze value Ha indicates the haze value obtained by measuring the first layer 10 on the acrylic plate
  • the haze value H indicates the value (Ha ⁇ Hb) obtained by subtracting the haze value Hb (0.4325) of the acrylic plate alone from the haze value Ha.
  • the area ratio P indicates the area ratio (design value) of the second region 14 in the first layer 10, and sample No.
  • the haze value H/area ratio P of No. 11 is 0.233 and 0.205 (0.21), which are values of 0.20 or more.
  • the size of the haze value H/area ratio P corresponds to the size of the white region in the optical microscope images shown in FIGS. 4A to 4C and FIGS. 5A to 5C. Therefore, in order to suppress scattering from the peripheral region of the second region, the haze value H/area ratio P is preferably less than 0.20, more preferably 0.15 or less, and even more preferably 0.10 or less.
  • residual solvent may be removed, for example, by drying.
  • the solvent in the second region may remain, although slightly, without being completely removed even after completion of the optical member or during use. Residual solvent can be detected, for example, by micromass spectrometry, such as gas chromatography-mass spectrometry.
  • the thickness of the light guide layer can be, for example, 100 ⁇ m or more and 100 mm or less.
  • the thickness of the light guide layer is preferably 50 mm or less, more preferably 30 mm or less, and even more preferably 10 mm or less.
  • the refractive index n GP of the light guide layer is, for example, a value in the range of ⁇ 0.1 to +0.1 with respect to the refractive index n 3 of the second layer, and the lower limit is preferably 1.43 or more, more preferably 1.47 or more.
  • the upper limit of the refractive index of the light guide layer is 1.7.
  • the refractive index n GP of the light guiding layer is set such that light is totally internally reflected at the interface between the light guiding layer and the first region of the first layer when the first region of the first layer is arranged in direct contact with the light guiding layer. Further, when the first region of the first layer is arranged in the light guide layer through the second layer, the refractive index n1 of the first region and the refractive index n3 of the second layer are set so that light is totally internally reflected at the interface between the second layer and the first region, and the refractive index nGP of the light guide layer and the refractive index n2 of the second region are set so that total internal reflection hardly occurs at the interface between the light guide layer and the second region.
  • is preferably 0.1 or less.
  • the first layer has a porous structure.
  • the first layer may be formed from a porous layer.
  • the porous layer suitably used as the first layer includes substantially spherical particles such as silica particles, silica particles having fine pores, hollow silica nanoparticles, fibrous particles such as cellulose nanofibers, alumina nanofibers, silica nanofibers, tabular particles such as nanoclay composed of bentonite, and the like.
  • the porous layer is a porous body configured by directly chemically bonding particles (for example, microporous particles) to each other.
  • the particles forming the porous layer may be bonded together via a small amount (for example, the mass of the particles or less) of one component of the binder.
  • the porosity and refractive index of the porous layer can be adjusted by the particle size, particle size distribution, etc. of the particles forming the porous layer.
  • a method for obtaining a porous layer for example, in addition to the method of forming a low refractive index layer described in International Publication No. 2019/146628, JP 2010-189212, JP 2008-040171, JP 2006-011175, WO 2004/113966, JP 2017-054111, JP 2018- 123233 and JP-A-2018-123299 and the methods described in their references.
  • the entire disclosure of these publications is incorporated herein by reference.
  • Silsesquioxane is a silicon compound having (RSiO 1.5 , R is a hydrocarbon group) as a basic structural unit, and although it is strictly different from silica having SiO 2 as a basic structural unit, it has a network structure crosslinked by siloxane bonds in common with silica.
  • the silica porous body can be composed of microporous particles of a gel-like silicon compound bonded together.
  • pulverized bodies of the gelled silicon compound can be mentioned.
  • the silica porous body can be formed, for example, by coating a base material with a coating liquid containing a pulverized gel-like silicon compound.
  • the pulverized gel-like silicon compound can be chemically bonded (for example, siloxane bond) by the action of a catalyst, light irradiation, heating, or the like.
  • the lower limit of the thickness of the porous layer (first layer) should be, for example, greater than the wavelength of the light used. Specifically, the lower limit is, for example, 0.3 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the first layer is not particularly limited, it is, for example, 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less. When the thickness of the first layer is within the above range, the unevenness of the surface does not become so large as to affect lamination, so that it is easy to form a composite or laminate with other members.
  • the lower limit of the porosity of the porous layer that is, the porosity of the first region of the first layer is, for example, 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 55% or more, and more preferably 70% or more.
  • the upper limit of the porosity of the porous layer is, for example, 90% or less, more preferably 85% or less.
  • the refractive index of the first region can be set within an appropriate range.
  • the porosity can be calculated by Lorentz-Lorenz's formula, for example, from refractive index values measured with an ellipsometer.
  • the film density of the porous layer that is, the film density of the first region of the first layer is, for example, 1 g/cm 3 or more, preferably 10 g/cm 3 or more, and more preferably 15 g/cm 3 or more.
  • the film density is, for example, 50 g/cm 3 or less, preferably 40 g/cm 3 or less, more preferably 30 g/cm 3 or less, still more preferably 2.1 g/cm 3 or less.
  • the range of film density is, for example, 5 g/cm 3 or more and 50 g/cm 3 or less, preferably 10 g/cm 3 or more and 40 g/cm 3 or less, more preferably 15 g/cm 3 or more and 30 g/cm 3 or less. Alternatively, the range is, for example, 1 g/cm 3 or more and 2.1 g/cm 3 or less. Film density can be measured by known methods.
  • the second region of the first layer is formed by filling the voids of the porous layer with the cured resin composition.
  • the refractive index n2 of the second region satisfies the relationship n1 ⁇ n2 and n1 ⁇ n3 with the refractive index n1 of the first region and the refractive index n3 of the second layer.
  • n2 satisfies this relationship, scattering of light due to reflection and refraction at the interface between the first region and the second region in the plane direction of the first layer can be suppressed.
  • the lower limit of n2 is, for example, more than 1.30, preferably 1.35 or more, more preferably 1.40 or more.
  • the first region and the second region of the first layer are formed from a common porous layer. That is, the first layer has a continuous porous structure throughout the first region and the second region.
  • the refractive index of the material constituting the matrix portion of the porous layer is nM
  • the refractive index of the porous layer i.e., the refractive index n1 of the first region, is determined by nM , the porosity , and the refractive index of air.
  • nM is, for example, 1.41 or more and 1.43 or less
  • the refractive index of the resin is larger than nM (for example, 1.45 or more and 1.70 or less)
  • the relationship of n1 ⁇ n2 ⁇ n3 is obtained.
  • Gelation of Silicon Compound Mixture A was prepared by dissolving 0.95 g of methyltrimethoxysilane (MTMS), which is a precursor of a gelled silicon compound, in 2.2 g of dimethylsulfoxide (DMSO). 0.5 g of a 0.01 mol/L oxalic acid aqueous solution was added to this mixed solution A, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to hydrolyze MTMS, thereby producing a mixed solution B containing tris(hydroxy)methylsilane.
  • MTMS methyltrimethoxysilane
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • the pulverization treatment uses a homogenizer (manufactured by SMT Co., Ltd., trade name "UH-50"), and 1.85 g of the gel compound and 1.15 g of IPA in the mixed liquid D are weighed into a 5 cc screw bottle, and then pulverized for 2 minutes under the conditions of 50 W and 20 kHz.
  • a homogenizer manufactured by SMT Co., Ltd., trade name "UH-50”
  • the gelled silicon compound in the mixed liquid D was pulverized, and the mixed liquid D' became a pulverized sol liquid.
  • the volume average particle diameter which indicates the variation in particle size of the pulverized material contained in the mixed liquid D', was confirmed with a dynamic light scattering Nanotrack particle size analyzer (UPA-EX150, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and was 0.50 to 0.70.
  • this sol liquid contains 0.062 g of a 1.5 mass % concentration MEK (methyl ethyl ketone) solution of a photobase generator (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: trade name WPBG266) and 0.036 g of a 5% concentration MEK solution of bis(trimethoxysilyl)ethane were added at a ratio of 0.036 g to obtain a coating liquid for forming a porous layer (liquid containing microporous particles).
  • the porous layer-forming coating liquid contains a silica porous body containing silsesquioxane as a basic structure.
  • the coating liquid was applied (coated) onto the surface of an acrylic resin film (thickness: 40 ⁇ m) prepared according to Production Example 1 of JP-A-2012-234163 to form a coating film.
  • the coating film was treated at a temperature of 100° C. for 1 minute and dried, and then the coating film after drying was irradiated with UV at a light irradiation amount (energy) of 300 mJ/cm using light with a wavelength of 360 nm to obtain a laminate (acrylic film with a porous silica layer) in which a porous layer (a silica porous body formed by chemical bonding between silica microporous particles) was formed on the acrylic resin film.
  • the refractive index of the porous layer was 1.15.
  • optical members for example, the following optical elements can be obtained.
  • FIG. 7 is a schematic cross section of an optical element 200A according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic cross section of an optical element 200B according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic cross section of an optical element 200C according to an embodiment of the present invention.
  • the optical elements 200A to 200C shown in FIGS. 7, 8 and 9 have a first layer 10, base layers 30A and 30B, a shaping film 70, and adhesive layers 92, 94 and 96.
  • the shaping film 70 and the adhesive layer 94 constitute a direction changing layer having a plurality of internal spaces 74 .
  • shaping film 70 for example, the concave-convex shaping film shown in FIGS. 10A and 10B can be used.
  • FIG. 10A shows a plan view of a portion of the uneven-shaped film 70 as seen from the uneven surface side.
  • FIG. 10B shows a 10B-10B' cross-sectional view of the concave-convex shaped film of FIG. 10A.
  • a plurality of concave portions 74 having a triangular cross section and having a length L of 80 ⁇ m, a width W of 14 ⁇ m, and a depth H of 10 ⁇ m were arranged at intervals of a width E (155 ⁇ m) in the X-axis direction. Furthermore, such a pattern of recesses 74 was arranged at intervals of width D (100 ⁇ m) in the Y-axis direction.
  • the density of the concave portions 74 on the concave-convex shaped film surface was 3612/cm 2 .
  • Both ⁇ a and ⁇ b in FIG. 10B were 41°, and the occupied area ratio of the recesses 74 when the film was viewed from the uneven surface side was 4.05%.
  • Such an unevenness-shaped film can be produced according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-524288. Specifically, the surface of a polymethyl methacrylate (PMMA) film is coated with a lacquer (Fine Cure RM-64 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.: an acrylate-based photocurable resin), an optical pattern is embossed on the film surface containing the lacquer, and then the lacquer is cured (for example, UV irradiation conditions: D bulb, 1000 mJ / cm 2, 320 mW / cm 2 ) to produce the desired unevenness-shaped film.
  • the unevenness-imparting film had a total thickness of 130 ⁇ m and a haze of 0.8%.
  • optical elements can be mass-produced by a roll-to-roll method or a roll-to-sheet method.
  • the thicknesses of the base layers 30A and 30B are each independently, for example, 1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 80 ⁇ m.
  • the refractive indices of the base material layers 30A and 30B are each independently preferably 1.40 or more and 1.70 or less, more preferably 1.43 or more and 1.65 or less.
  • the thicknesses of the adhesive layers 92, 94, and 96 are each independently, for example, 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, preferably 0.3 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 0.5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the refractive indices of the adhesive layers 92, 94, and 96 are each independently preferably 1.42 or more and 1.60 or less, and more preferably 1.47 or more and 1.58 or less.
  • the refractive index of the adhesive layers 92, 94, and 96 is preferably close to the refractive index of the light guide layer 50 or shaping film 70 with which they are in contact, and the absolute value of the refractive index difference is preferably 0.2 or less.
  • the transfer process described with reference to FIG. 3C is preferably performed at a lamination pressure of 0.3 MPa or less. That is, if the lamination pressure in the step of transferring the solution Sa on the transfer base material (film) 30T onto the porous layer 10P exceeds 0.3 MPa, the voids of the porous structure are filled with the resin composition. As the white area increases (that is, as H/P increases), the light distribution of the light emitted from the optical element deviates from the desired distribution.
  • the transfer process was performed using a hand roller (laminating pressure of less than 0.1 MPa).
  • a sample optical element having the same structure as the optical element 200A shown in FIG. 7 was produced by changing the lamination pressure in the transfer process, and the half-value angle of the emitted light was measured.
  • the shaping film 70 the shaping film 70 described with reference to FIGS. 10A and 10B was used.
  • the formation of the first layer 10 was carried out according to the above sample No. 1 except for the lamination pressure. 8 (laminating pressure: 0.0 MPa).
  • a roll-type laminator LPA330 manufactured by Fujipla Co., Ltd.
  • the lamination pressure was measured using Prescale (manufactured by Fuji Film Co., Ltd., for low pressure (4LW) and for extremely low pressure (LLLW)).
  • the lamination pressure was 0.3 MPa (sample No. 8A) and 0.6 MPa (sample No. 8B).
  • An LED light source was arranged at the end of the light guide layer 50 of each sample optical element obtained, and the light distribution of the emitted light LE was measured (see FIGS. 1 and 7).
  • the light distribution was measured using an imaging colorimeter (ProMetric I-Plus manufactured by RADIANT).
  • the size of the measurement area was 35 mm square (same as the size of the detector lens).
  • the half-value angle of the emitted light LE was calculated from the measured light distribution.
  • the half-value angle of the optical element No. 8 is 27°.
  • the half-value angle of the optical element of 8A is 30°.
  • the half-value angle of the 8B optical element was 32°.
  • the optical member of the present invention is, for example, an optical element (light distribution element) together with a light guide layer and the like, and can be applied to public or general lighting such as front lights, backlights, window/facade lighting, signage, signal lighting, window lighting, wall lighting, desk lighting, solar applications, decorative illumination, light shields, light masks, roof lighting, and the like.
  • the optical member of the present invention is suitably used as a front light component of a reflective display, which is an example of signage.
  • the optical members of the present invention allow viewing of images or graphics on reflective displays without optical defects such as visible blurring caused by scattered or diffracted light.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

光学部材は、多孔質構造を有する第１の層（１０）を有し、前記第１の層（１０）は、前記多孔質構造を有する第１の領域（１２）と、前記多孔質構造が有する空隙に樹脂組成物が充填されている第２の領域（１４）とを含み、第２の領域（１４）は、離散的に配置された複数の島状領域を含み、第２の領域（１４）の前記第１の層（１０）に占める面積率をＰ％とし、前記第１の層のヘイズ値をＨ％とするとき、Ｈ／Ｐが０．２０未満である。

Description

光学部材、その製造方法、および光学素子
　本発明は、光学部材、その製造方法、および光学素子に関する。
　導光層から光を取り出す方法として、屈折率の異なる２つの領域を有する光抽出層を利用する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
　特許文献１によると、例えば、多孔質層の上に感圧接着剤層を形成し、感圧接着剤層に所定のパターンでレーザー光を照射し、溶融された感圧接着剤で多孔質層の空隙を充填することによって、空隙が残っている低屈折率領域と、空隙が感圧接着剤で充填された高屈折率領域とが所定のパターンで配列された光抽出層を形成することができる。
　特許文献１の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。なお、本明細書においては、特許文献１における光抽出層を「光結合層」ということがある。また、特許文献１における「光を抽出する」ことを「光を取り出す」または「光を結合させる」ということがある。
　また、特許文献２、３には、ナノボイド高分子層上に、追加の材料がナノボイド高分子層に侵入するように、印刷によって追加の材料を付与し、追加の材料が侵入した領域と、侵入していない領域とを形成することによって、屈折率が互いに異なる領域を有する光抽出層を形成する方法が開示されている。
国際公開第２０１９／１８２１００号 米国特許出願公開第２０１５３３０５９７号明細書 米国特許出願公開第２０１７００３１０７８号明細書
　しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献１に記載のレーザー光照射を利用する方法では、例えば、比較的高精細なパターンを効率よく形成することが難しい場合があった。また、特許文献２、３に記載の方法を用いても、屈折率が互いに異なる領域を設計通りのパターンに正確に形成することが難しいことがあった。
　そこで、本発明の目的は、屈折率が互いに異なる領域を設計通りのパターンに従来よりも正確に形成することができる方法を提供すること、さらには、そのような光学層を有する光学部材を提供することにある。
　本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。
［項目１］
　多孔質構造を有する第１の層を有し、
　前記第１の層は、前記多孔質構造を有する第１の領域と、前記多孔質構造が有する空隙に樹脂組成物が充填されている第２の領域とを含み、
　前記第２の領域は、離散的に配置された複数の島状領域を含み、
　前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率をＰ％とし、前記第１の層のヘイズ値をＨ％とするとき、Ｈ／Ｐが０．２０未満である、光学部材。
［項目２］
　前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は、直径約１μｍ以上約５００μｍ以下である、項目１に記載の光学部材。
［項目３］
　前記樹脂組成物は、硬化された硬化性樹脂組成物を含む、項目１または２に記載の光学部材。
［項目４］
　前記樹脂組成物は、多官能ケイ素化合物を含む、項目３に記載の光学部材。
［項目５］
　前記樹脂組成物は、アクリル系樹脂を含む、項目３に記載の光学部材。
［項目６］
　前記樹脂組成物は、溶媒をさらに含む、項目３から５のいずれかに記載の光学部材。
［項目７］
　前記第１の層の第１主面に接する第２の層をさらに有し、
　前記第１の領域の屈折率をｎ１、前記第２の領域の屈折率をｎ２、前記第２の層の屈折率をｎ３としたとき、ｎ１＜ｎ２であり、かつ、ｎ１＜ｎ３である、項目１から６のいずれかに記載の光学部材。
［項目８］
　ｎ１が１．３０以下であり、ｎ２が１．４３以上である、項目７に記載の光学部材。
［項目９］
　前記第２の層は、接着剤層または基材層である、項目７または８に記載の光学部材。
［項目１０］
　前記第１の層は、シリカ多孔体を含む、項目１から９のいずれかに記載の光学部材。
［項目１１］
　項目１から１０のいずれかに記載の光学部材と、
　導光層と
を有する、光学素子。
［項目１２］
　前記光学部材の前記導光層とは反対側に配置された方向変換層をさらに含む、
項目１１に記載の光学素子。
［項目１３］
　多孔質層を用意する工程Ａと、
　前記多孔質層上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで、離散的な複数の島状領域を形成する工程であって、前記溶液Ｓａの濃度は６０質量％超９９質量％未満である工程Ｂと、
　前記多孔質層が有する空隙に前記溶液Ｓａを充填する工程Ｃと、
　前記空隙内の前記溶液Ｓａ内に含まれていた前記硬化性樹脂組成物を硬化させる工程Ｄと
を包含する、光学部材の製造方法。
［項目１４］
　前記工程Ｂは、フィルム上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、前記フィルム上の前記溶液Ｓａを前記多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含する、項目１３に記載の光学部材の製造方法。
［項目１５］
　前記工程ＢＳ２は、０．３ＭＰａ以下のラミネート圧で行われる、項目１４に記載の光学部材の製造方法。
［項目１６］
　前記工程Ｂは、接着剤層上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、前記接着剤層上の前記溶液Ｓａを前記多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含する、項目１３に記載の光学部材の製造方法。
［項目１７］
　前記工程ＢＳ１は、フィルム上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ３と、前記フィルム上の前記溶液Ｓａを前記接着剤層上に転写する工程ＢＳ４とを包含する、項目１６に記載の光学部材の製造方法。
［項目１８］
　前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程は、前記硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで前記離散的な複数の島状領域を形成する工程と、前記溶液Ｓｂに含まれる溶媒の一部を除去する工程とを包含する、項目１３から１７のいずれかに記載の光学部材の製造方法。
　本発明の実施形態によると、比較的高精細なパターンを有する光抽出層を従来よりも効率よく形成する方法が提供され、さらには、そのような光抽出層を有する光学部材およびその製造方法、ならびに、そのような光学部材を有する光学素子が提供される。
本発明の実施形態による光学部材を有する光学素子１００の模式的な断面図である。 本発明の実施形態による光学部材が有する第１の層１０ａにおける第１の領域１２ａおよび第２の領域１４ａの配置例を示す模式的な平面図である。 光学部材１００の製造プロセスの１工程を示す模式的な断面図である。 光学部材１００の製造プロセスの１工程を示す模式的な断面図である。 光学部材１００の製造プロセスの１工程を示す模式的な断面図である。 光学部材１００の製造プロセスの１工程を示す模式的な断面図である。 光学部材１００の製造プロセスの１工程を示す模式的な断面図である。 試料Ｎｏ．７の光学顕微鏡の像である。 試料Ｎｏ．８の光学顕微鏡の像である。 試料Ｎｏ．９の光学顕微鏡の像である。 試料Ｎｏ．１０の光学顕微鏡の像である。 試料Ｎｏ．１１の光学顕微鏡の像である。 試料Ｎｏ．１２の光学顕微鏡の像である。 溶液Ｓａの濃度と、ヘイズ値Ｈ／面積率Ｐとの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態による光学素子２００Ａの模式的な断面図である。 光学素子２００Ｂの模式的な断面図である。 光学素子２００Ｃの模式的な断面図である。 賦形フィルム７０の模式的な断面図である。 賦形フィルム７０の凹部７４を示す模式的な断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態による光学部材、光学部材の製造方法および光学部材を備える光学素子を説明する。本発明の実施形態は、以下で例示するものに限定されない。
　図１に本発明の実施形態による光学部材を有する光学素子１００の模式的な断面図を示す。本発明の実施形態による光学部材は、多孔質構造を有する第１の層１０を有する。光学部材は、第１の層１０と基材層３０とで構成されてもよいし、第１の層１０と接着剤層２０とで構成されてもよい。本発明の実施形態による光学部材は、少なくとも第１の層１０を有していればよい。
　本発明の実施形態による光学部材は、例えば、導光層を伝搬する光を、導光層の主面から取り出す、または、主面に接するように配置された光学部材へと導くことができる。導光層を伝搬する光を導光層の主面に接するように配置された光学部材に導くことを、光学的に結合させるといい、そのように作用する層を光結合層という。例えば、本発明の実施形態による光学部材は、例えば、本願出願人による特願２０２０－１２７５３０号（出願日：２０２０年７月２８日）に記載の導光部材が有する光結合層として好適に用いられる。上記特許出願に記載されているように、光結合層は、導光層と方向変換層との間に設けられ得る。方向変換層は、例えば、内部全反射によって光を方向変換層の主面側に向ける界面を形成する複数の内部空間を有する。このような内部空間を有する方向転換層は、例えば、国際公開第２０１９／０８７１１８号に開示された配光構造体であってもよい。また、方向変換層は、公知のプリズムシートであってもよい。特願２０２０－１２７５３０号および国際公開第２０１９／０８７１１８号の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
　光学素子１００は、第１の層１０と、導光層５０と、第１の層１０と導光層５０との間に設けられた接着剤層２０と、第１の層１０を支持する基材層３０とを有している。後述するように、ここで例示する第１の層１０は、基材層３０上に形成されている。
　第１の層１０は、多孔質構造を有する第１の領域１２と、多孔質構造が有する空隙に樹脂組成物が充填されている第２の領域１４とを含む。第２の領域１４は、離散的に配置された複数の島状領域を含む。第１の層１０は、実施例を示して後述するように、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率をＰ％とし、第１の層のヘイズ値をＨ％とするとき、Ｈ／Ｐが０．２０未満であるという特徴を有している。なお、面積率Ｐは、例えば、ヘイズ値を測定する箇所を中心に例えば１０ｍｍ×１０ｍｍの領域について求められる。
　第１の層１０の第１主面に接する層を第２の層（ここでは、接着剤層２０）とすると、第１の領域１２の屈折率をｎ１、第２の領域１４の屈折率をｎ２、第２の層２０の屈折率をｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２であり、かつ、ｎ１＜ｎ３となる。このとき、例えば、ｎ２＜ｎ３の関係を満足する。ｎ１は例えば１．３０以下であり、ｎ２は例えば１．４３以上であり、ｎ３は例えば１．４５以上であり得る。
　第１の層１０は、例えばシリカ多孔体で形成され得る。シリカ多孔体の空隙率は０％超１００％未満である。空隙率は、低い屈折率を得るために、４０％以上が好ましく、５０％以上がさらに好ましく、５５％以上がより好ましい。空隙率の上限は、特に制限されないが、強度の観点から、９５％以下が好ましく、８５％以下がさらに好ましい。
　シリカ（シリカ多孔体のマトリクス部分）の屈折率は、例えば、１．４１以上１．４３以下であることが好ましい。第１の層１０の空隙に充填される樹脂組成物は、硬化性樹脂組成物を硬化したもの（「硬化樹脂組成物」ということがある。）である。硬化性樹脂組成物は、量産性の観点から、光硬化性樹脂組成物であることが好ましい、光硬化性樹脂組成物は、例えば、多官能ケイ素化合物（例えば、シルセスキオキサン誘導体：シルセスキオキサン骨格に複数の光硬化性の官能基を有する化合物）やアクリル系樹脂（例えば、ウレタンアクリレート）である。一般的な樹脂の屈折率は概ね１．４５以上１．７０以下である。第１の層１０に含まれる多孔質構造の空隙率および硬化樹脂組成物の屈折率ｎ３を調整することによって、第２の領域１４の屈折率ｎ２を制御することができる。｜ｎ２－ｎ３｜は、０．１以下であることが好ましい。第２の層２０と第１の層１０の第２の領域１４との界面で内部全反射が起こることを抑制することができる。
　第１の領域１２と第２の領域１４とを所定のパターンで配置することによって、例えば、光結合層として機能する第１の層１０が得られる。光結合層は、２つの光学層の間、例えば導光層と方向変換層との間に配置され、導光層を伝搬する光の一部を方向変換層へ導く。方向変換層は、例えば、伝搬する光に層法線方向の成分を与える界面（または表面）を有する。方向変換層は、例えば、プリズムシートであり得る。
　再び図１を参照して、本発明の実施形態による光学素子１００の機能を説明する。
　光学素子１００の第１の層１０、接着剤層２０、導光層５０、基材層３０は、ＸＹ面に平行な主面を有しているとする。導光層５０の受光端面（不図示）に向けて光源ＬＳから出射された光は、導光層５０内をＹ方向に伝搬する（導波光ＬＰ）。導光層５０内に入射した光の一部は、第１の層１０および接着剤層２０（光学部材）によって基材層３０に光学的に結合され（取り出され）、Ｚ方向に出射される（出射光ＬＥ）。もちろん、光の伝搬方向はＹ方向からばらつき（分布）を有し、光の出射方向もＺ方向からばらつき（分布）を有している。Ｘ方向はＹ方向およびＺ方向と直交する。
　導光層５０内を伝搬する光ＬＰは、第２の層２０と第１の層１０の第１の領域１２との界面で内部全反射され、第２の層２０と第１の層の第２の領域１４との界面に入射した光は、内部全反射されることなく、第１の層１０の第２の領域１４および基材層３０を通過し、光学素子２００Ｂから出射される。
　第１の層１０の第１の領域１２および第２の領域１４の層面内（ＸＹ面に平行）における配置を調整することによって、光学部材１００ａによって導光層５０から取り出される（基材層３０と光結合される）光の配光分布（出射強度分布、出射角度分布など）を制御することができる。第１の層１０における第１の領域１２と第２の領域１４との配置は要求される配光分布に応じて適宜設定される。したがって、設計通りのパターンで第２の領域１４を形成できないと、所望の配光分布が得られないことになる。
　図２に示すように、例えば、第１の層１０は、第１の領域１２内に、複数の円形の第２の領域１４ｂが離散的に配置されている。第２の領域１４の直径は、例えば、約１μｍ以上約５００μｍ以下である。また、Ｘ方向に隣接する第２の領域１４のピッチＰｘ、Ｙ方向に隣接する第２の領域１４のピッチＰｙは、それぞれ独立に、例えば、約２μｍ以上約５０００μｍ以下である。ピッチＰｘ、Ｐｙは、それぞれＸ方向およびＹ方向に隣接する第２の領域１４の中心（面積重心）間の距離である。
　第１の層１０における第１の領域１２と第２の領域１４との配置は種々に改変され得る。また、第２の領域１４の個々の形状は、円形に限られず、種々の形状であり得る。
　第２の領域１４の形状、寸法、第１の層１０の面内における密度および第１の層１０内における占有率は、光学部材が用いられる目的および用途に応じて適宜変更され得る。例えば、透明性などの良好な視認性が求められる場合、第２の領域１４の個々の長径が１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましい。例えば、図２に示したように、円形の第２の領域１４の場合、円の直径が１００μｍ以下であることが好ましい。モバイルディスプレイや小型サイネージ等の比較的に近い距離で、光学部材を備えた機器が観察される用途において、第２の領域１４が視認されることを抑制することができる。第２の領域が円形でない場合には、例えば、等周長円相当径で評価することができる。
　次に、本発明の実施形態による第１の層１０を有する光学部材の製造方法を説明する。第１の層１０は、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率をＰ％とし、第１の層のヘイズ値をＨ％とするとき、Ｈ／Ｐが０．２０未満であるという特徴を有している。ヘイズ値が０，２０％よりも大きいと、拡散光（第２の領域１４の周辺領域からの散乱光）の影響によって所望の配光特性が得られないことがある。
　上記の特徴を有する第１の層１０を有する光学部材は、例えば、以下の製造方法によって製造され得る。
　本発明の実施形態による光学部材の製造方法は、多孔質層を用意する工程Ａと、多孔質層上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで、離散的な複数の島状領域を形成する工程であって、溶液Ｓａの濃度は６０質量％超である工程Ｂと、多孔質層が有する空隙に溶液Ｓａを充填する工程Ｃと、空隙内の溶液Ｓａ内に含まれていた硬化性樹脂組成物を硬化させる工程Ｄとを包含する。硬化性樹脂組成物が光硬化性の場合、例えば、紫外線を照射することによって硬化することができる。
　例えば、工程Ｂは、フィルム上に、溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、フィルム上の溶液Ｓａを多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含する。工程ＢＳ２は、０．３ＭＰａ以下のラミネート圧で行われることが好ましい。また、工程Ｂは、例えば、接着剤層上に、溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、接着剤層上の溶液Ｓａを多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含してもよい。さらに、工程ＢＳ１は、例えば、フィルム上に、溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ３と、フィルム上の溶液Ｓａを接着剤層上に転写する工程ＢＳ４とを包含してもよい。
　上記の溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程は、硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を形成する工程と、溶液Ｓｂに含まれる溶媒の一部を除去する工程とを包含してもよい。
　硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を形成する工程は、例えば、種々の印刷方法を用いて形成できる。グラビア印刷法は、粘度が０．１～１Ｐａ・ｓの溶液Ｓｂを扱うことができるので、比較的低い粘度の溶液Ｓｂしか扱えないインクジェット法などに比べて好ましい。なお、硬化性樹脂組成物（例えば、シルセスキオキサン誘導体やアクリル系樹脂）は、液状であるが、グラビア印刷時の塗工性の観点や、多孔質構造への充填性（浸透性、侵入性）の観点から、溶媒（例えば、アルコール、トルエンなどの有機溶媒）で希釈し、溶液として用いることが好ましい。溶液Ｓｂに含まれる溶媒の一部を除去する工程は、例えば、溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を形成したフィルム（接着剤層、基材層）を加熱することによって行われる。
　次に、図３Ａ～図３Ｅを参照して、光学部材の具体的な製造方法の例を説明する。
　まず、図３Ａに示すように、基材層３０の上に多孔質構造を有する層１０Ｐを形成する。多孔質層１０Ｐは、例えば、下記に例示する方法によって形成できる。第１の層１０となる層１０Ｐを有する要素に参照符号１０ＳＡを付す。工程の進行につれて構造が変化するが、同じ参照符号で示す。
　一方、図３Ｂに示すように、転写用基材（例えば、ＰＥＴ）３０Ｔ上に、硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を、例えば、グラビア印刷法で形成する。例えば、グラビア版（円形のセルの直径５０μｍ、セルの深さ８μｍ、セルピッチＰｘ、Ｐｙとも２００μｍ）を用いて、図２に示したパターンを形成する。溶液Ｓｂで形成されるパターンにおける円形の島状領域の直径は約１００μｍである。グラビアロールは、直径１３０ｍｍ、幅１１０ｍｍのロールの周面に、印刷速度１４ｍ／ｍｉｎ、圧胴ニップ圧：０．８６ＭＰａで印刷する。硬化性樹脂組成物を有する要素に参照符号１０ＳＢを付す。工程の進行につれて構造が変化するが、同じ参照符号で示す。
　この要素１０ＳＢを乾燥し、溶液Ｓｂの溶液に含まれる溶媒の一部を除去し、溶液Ｓａを得る。このようにして、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで形成された離散的な複数の島状領域が得られる。
　次に、図３Ｃに示すように、要素１０ＳＡの層１０Ｐ上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで形成された離散的な複数の島状領域を転写する。要素１０ＳＡの層１０Ｐの多孔質構造の空隙に、溶液Ｓａが充填される。この後、紫外線を基材３０側から照射（例えば、フュージョンＵＶをＵＶＡ波長が６００ｍＪ／ｃｍ２になるように照射（ランプ：Ｖバルブ））し、硬化性樹脂組成物を硬化することによって、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで形成された離散的な複数の島状領域に対応する領域が第２の領域となり、それ以外の領域が第１の領域となり、第１の層１０が得られる。なお、このとき、各島状領域を形成する溶液Ｓａの量などによっては、基材３０側または反対側に硬化性樹脂を含まない層が形成される（第１の領域が連続的に存在する）ことがある。要素１０ＳＡと要素１０ＳＢとを含む要素を参照符号１０ＳＡＢで示す。
　次に、図３Ｄに示すように、転写基材３０Ｔを剥離し、図３Ｅに示すように、剥離シート４０上に形成された接着剤層２０を第１の層１０上に貼り付ける。この要素１０ＳＡＢの剥離シート４０を剥がし、他の光学要素に貼り合わせることによって、光学素子（例えば、図７に示す光学素子２００Ａ）が得られる。
　ここでは、転写用基材３０Ｔ上に、硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を形成したが、接着剤層上に形成してもよい。また、転写用基材３０Ｔ上に、硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで離散的な複数の島状領域を形成した後、一旦、接着剤層上に転写し、その後、要素１０ＳＡの層１０Ｐ上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで形成された離散的な複数の島状領域を転写してもよい。また、要素１０ＳＡの層１０Ｐ上に直接、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａを離散的な複数の島状領域を形成するように付与してもよい。
　上記の製造方法において、多孔質層上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで、離散的な複数の島状領域を形成する工程において、溶液Ｓａの濃度は６０質量％超であることが重要であることを、実験例を示して説明する。
　ここでは、溶液Ｓｂとして、下記の２種類を用意した。
　第１の溶液
　Ａ：ＴＸ１００（東亜合成／シルセスキオキサン誘導体）　９０部
　Ｂ：セロキサイド（ダイセル／脂環式２官能エポキシ）　１０部
　Ｃ：ＣＰＩ１０１（サンアプロ／カチオン開始剤）　５部
　その後に，Ｄ：イソブチルアルコールを投入して、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の濃度が７０質量％になるように希釈調整、その後、撹拌機で均一になるように混合。
　第２の溶液
　ＡとＢを以下の部数になるように配合。
　Ａ：ＵＶ－１７００ＴＬ（三菱ケミカル／ポリウレタンアクリレート＋アクリル酸エステル＋トルエン混合物　固形分８０ｗｔ％）　１００部
　Ｂ：Ｏｍｉｒａｄ１８４（ＢＡＳＦ／光重合開始剤）　３部
　その後に、Ｃ：トルエンを投入して、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の濃度が６０質量％になるように希釈調整、その後、撹拌機で均一に用なるように混合。
　溶液Ｓｂの乾燥条件（なし、８０℃で２分、８０℃で５分）を変えることによって、濃度が異なる溶液Ｓａを得た。上記第１の溶液および第２の溶液を用いて、図３Ａ～図３Ｅを参照して例示した方法で、セルピッチＰｘ、Ｐｙを１５０μｍとして、サンプルＮｏ．１～６を作製した。また、セルピッチＰｘ、Ｐｙを２００μｍに変更した以外はサンプルＮｏ．１～６と同じサンプルＮｏ．７～１２を作製した。更に、溶液Ｓａ濃度を９９質量％したサンプルＮｏ．１３を作製した（下記の表１参照）。
　溶液Ｓａの濃度によって、アクリル板上に形成された第１の層１０の第２の領域の形態が異なることが分かった。
　図４Ａ～図４Ｃに第１の溶液を用いて形成した試料Ｎｏ．７～９、図５Ａ～図５Ｃに第２の溶液を用いて形成した試料Ｎｏ．１０～１２の光学顕微鏡の像を示す。
　図４Ａ～図４Ｃをみると、ほぼ円形（直径約１００μｍ）に近い第２の領域（暗い領域）の周辺に光の散乱による白い領域が存在することがわかる。光が散乱すると、所望の配光特性が得られないことがあるので、図中の白い領域の面積は小さいことが好ましい。溶液Ｓａの濃度が高いほど、白い領域の面積が小さいことがわかる。
　図５Ａ～図５Ｃをみると、図５Ｂの試料Ｎｏ．１１で特に白い領域の面積が大きいことがわかる。
　この白い領域が光学特性に悪影響を与える程度を、ヘイズ値（拡散透過率／全光線透過率を百分率で表した数値）で評価した。ヘイズ値の測定は、ヘイズメーター（株式会社村上色彩技術研究所製、ＨＭ－１５０Ｎ）を用いてＪＩＳ　Ｋ　７１３６に準拠した方法で行った。結果を表１に示す。ヘイズ値Ｈａは、アクリル板上の第１の層１０を測定して得られたヘイズ値を示し、ヘイズ値Ｈは、ヘイズ値Ｈａからアクリル板単体のヘイズ値Ｈｂ（０．４３２５）を差し引いた値（Ｈａ－Ｈｂ）を示している。面積率Ｐは、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率（設計値）を示しており、サンプルＮｏ．１～６では、３４．９１％であり、サンプルＮｏ．７～１３では、１９．６３％であった。ヘイズ値Ｈ／面積率Ｐは、第２の領域１４によるヘイズ値の上昇への寄与を表すパラメータである。図６に、溶液Ｓａの濃度と、ヘイズ値Ｈ／面積率Ｐとの関係を示すグラフを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１および図６の結果からわかるように、溶液Ｓａの濃度が６０質量％の試料Ｎｏ．５および試料Ｎｏ．１１のヘイズ値Ｈ／面積率Ｐが、０．２３３および０．２０５（０．２１）と０．２０以上の数値となっている。このヘイズ値Ｈ／面積率Ｐの値の大きさは、図４Ａ～図４Ｃ、図５Ａ～図５Ｃに示した光学顕微鏡像の白い領域の大きさと対応している。したがって、第２の領域の周辺領域からの散乱を抑制するためには、ヘイズ値Ｈ／面積率Ｐが、０．２０未満となることが好ましく、０．１５以下であることがさらに好ましく、０．１０以下であることがさらに好ましい。
　このような第２の領域を形成すためには、溶液Ｓａの濃度は６０質量％超であることが好ましく、６５質量％以上であることがさらに好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましく、９６質量％以上であることがさらに好ましい。一方で、溶媒を含まない硬化性樹脂組成物（液状）を用いることもできるが、溶液Ｓａの濃度が９９質量％以上であると、すなわち、溶液Ｓａの濃度が高すぎると、光の散乱が増大するおそれがあるので、溶液Ｓａの濃度は、９９質量％未満であることが好ましく、９８質量％以下であることがより好ましい。少量であっても、溶媒を含むことにより、多孔質構造との親和性（濡れ性）が向上し、多孔質構造の空隙内への硬化性樹脂組成物の浸透性・充填性が向上するためと考えられる。硬化性樹脂組成物を多孔質構造の空隙内へ浸透させた後に、例えば乾燥することによって、残存溶媒を除去してもよい。なお、硬化性樹脂組成物と溶媒とを含む溶液を用いて第２の領域が形成された光学部材において、第２の領域中の溶媒は、光学部材の完成後または使用中であっても、完全に除去されることはなく、わずかではあるが残存することがある。残存する溶媒は、例えば、ガスクロマトグラフィー質量分析法などの微量質量分析法で検出することができる。
　次に、本発明の実施形態による光学素子に好適に用いられる構成要素の例を説明する。
　（導光層）
　導光層には、公知の導光層（導光体）を広く用いることができる。導光層は、代表的には、樹脂（好ましくは、透明樹脂）のフィルムまたは板状物で構成され得る。樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよいし、光硬化性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリロニトリル等の（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂である。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂などの光硬化性樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
　導光層の厚さは、例えば、１００μｍ以上１００ｍｍ以下であり得る。導光層の厚さは、好ましくは５０ｍｍ以下であり、より好ましくは３０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１０ｍｍ以下である。
　導光層の屈折率ｎＧＰは、例えば、第２の層の屈折率ｎ３に対して－０．１～＋０．１の範囲の値であり、下限値は、好ましくは１．４３以上であり、より好ましくは１．４７以上である。一方、導光層の屈折率の上限値は、１．７である。
　導光層の屈折率ｎＧＰは、第１の層の第１の領域が導光層に直接接するように配置される場合、導光層と第１の層の第１の領域との界面で光が内部全反射されるように設定される。また、第１の層の第１の領域が第２の層を介して導光層に配置される場合、第２の層と第１の領域との界面で光が内部全反射されるように第１の領域の屈折率ｎ１および第２の層の屈折率ｎ３が設定され、導光層と第２の領域との界面では内部全反射が起こり難いように、導光層の屈折率ｎＧＰおよび第２の領域の屈折率ｎ２が設定される。｜ｎＧＰ－ｎ２｜は０．１以下であることが好ましい。
　導光層として、表面に凹凸形状を有する従来の導光層を用いることもできるが、図１に示した導光層５０のように、表面が実質的に平坦な導光層を好適に用いることができる。本発明の実施形態による、光結合層として機能する光学部材１００は、実質的に平坦な主面を有しているので、実質的に平坦な表面を有する導光層５０と容易に積層することができるとともに、実質的に平坦な表面を有する他の光学要素と容易に積層することができる。実質的に平坦な表面とは、表面の凹凸形状によって、光を屈折あるいは拡散反射しないことをいう。
　（多孔質層、第１の層の第１の領域）
　第１の層は、多孔質構造を有する。第１の層は、多孔質層から形成され得る。第１の層として好適に用いられる多孔質層は、シリカ粒子、微細孔を有するシリカ粒子、シリカ中空ナノ粒子等の略球状粒子、セルロースナノファイバー、アルミナナノファイバー、シリカナノファイバー等の繊維状粒子、ベントナイトから構成されるナノクレイ等の平板状粒子等を含む。１つの実施形態において、多孔質層は、粒子（例えば微細孔粒子）同士が直接的に化学的に結合して構成される多孔体である。また、多孔質層を構成する粒子同士は、その少なくとも一部が、少量（例えば、粒子の質量以下）のバインダ一成分を介して結合していてもよい。多孔質層の空隙率および屈折率は、当該多孔質層を構成する粒子の粒径、粒径分布等により調整することができる。
　多孔質層を得る方法としては、例えば、国際公開第２０１９／１４６６２８号に記載の低屈折率層の形成方法の他、特開２０１０－１８９２１２号公報、特開２００８－０４０１７１号公報、特開２００６－０１１１７５号公報、国際公開第２００４／１１３９６６号、特開２０１７－０５４１１１号公報、特開２０１８－１２３２３３号公報および特開２０１８－１２３２９９号公報およびそれらの参考文献に記載された方法が挙げられる。これらの公報の開示内容のすべてを参照により本明細書に援用する。
　多孔質層として、シリカ多孔体を好適に用いることができる。シリカ多孔体は、例えば、以下の方法で製造される。ケイ素化合物；加水分解性シラン類および／またはシルセスキオキサン、ならびにその部分加水分解物および脱水縮合物の少なくともいずれか１つを加水分解および重縮合させる方法、多孔質粒子および／または中空微粒子を用いる方法、ならびにスプリングバック現象を利用してエアロゲル層を生成する方法、ゾルゲル法により得られたゲル状ケイ素化合物を粉砕し、得られた粉砕体である微細孔粒子同士を触媒等で化学的に結合させた粉砕ゲルを用いる方法、等が挙げられる。ただし、多孔質層は、シリカ多孔体に限定されず、製造方法も例示した製造方法に限定されず、どのような製造方法により製造しても良い。なお、シルセスキオキサンは、（ＲＳｉＯ１．５、Ｒは炭化水素基）を基本構成単位とするケイ素化合物であり、ＳｉＯ２を基本構成単位とするシリカとは厳密には異なるが、シロキサン結合で架橋されたネットワーク構造を有する点でシリカと共通しているので、ここではシルセスキオキサンを基本構成単位として含む多孔体もシリカ多孔体またはシリカ系多孔体という。
　シリカ多孔体は、互いに結合したゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子から構成され得る。ゲル状ケイ素化合物の微細孔粒子としては、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体が挙げられる。シリカ多孔体は、例えば、ゲル状ケイ素化合物の粉砕体を含む塗工液を、基材に塗工して形成され得る。ゲル状ケイ素化合物の粉砕体は、例えば、触媒の作用、光照射、加熱等により化学的に結合（例えば、シロキサン結合）し得る。
　多孔質層（第１の層）の厚さの下限値は、例えば、用いる光の波長より大きければよい。具体的には、下限値は、例えば０．３μｍ以上である。第１の層の厚さの上限値に特に限定はないが、例えば５μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ以下である。第１の層の厚さが上記範囲内であれば、表面の凹凸が積層に影響を与えるほど大きくならないので、他の部材との複合化または積層が容易である。
　多孔質層の屈折率、すなわち、第１の層の第１の領域の屈折率ｎ１は、１．３０以下であることが好ましい。第１の領域と接する界面で内部全反射が起こりやすく、すなわち臨界角を小さくできる。第１の領域の屈折率ｎ１は、１．２５以下がより好ましく、１．１８以下がさらに好ましく、１．１５以下が特に好ましい。ｎ１の下限は特に限定されないが、機械強度の観点から、１．０５以上が好ましい。
　多孔質層の空隙率、すなわち、第１の層の第１の領域の空隙率の下限値は、例えば、４０％以上であり、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは５５％以上、７０％以上がより好ましい。多孔質層の空隙率の上限値は、例えば、９０％以下であり、より好ましくは８５％以下である。空隙率が上記範囲内であることにより、第１の領域の屈折率を適切な範囲とすることができる。空隙率は、例えば、エリプソメーターで測定した屈折率の値から、Ｌｏｒｅｎｔｚ‐Ｌｏｒｅｎｚ’ｓ　ｆｏｒｍｕｌａ（ローレンツ－ローレンツの式）より算出され得る。
　多孔質層の膜密度、すなわち、第１の層の第１の領域の膜密度は、例えば、１ｇ／ｃｍ３以上であり、好ましくは１０ｇ／ｃｍ３以上であり、より好ましくは１５ｇ／ｃｍ３以上である。一方、膜密度は、例えば５０ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは４０ｇ／ｃｍ３以下であり、より好ましくは３０ｇ／ｃｍ３以下であり、さらに好ましくは２．１ｇ／ｃｍ３以下である。膜密度の範囲は、例えば５ｇ／ｃｍ３以上５０ｇ／ｃｍ３以下であり、好ましくは１０ｇ／ｃｍ３以上４０ｇ／ｃｍ３以下であり、より好ましくは１５ｇ／ｃｍ３以上３０ｇ／ｃｍ３以下である。あるいは、当該範囲は、例えば１ｇ／ｃｍ３以上２．１ｇ／ｃｍ３以下である。膜密度は、公知の方法で測定され得る。
　（第１の層の第２の領域）
　第１の層の第２の領域は、多孔質層が有する空隙に、硬化樹脂組成物が充填されることによって形成されている。第２の領域の屈折率ｎ２は、第１の領域の屈折率ｎ１および第２の層の屈折率ｎ３と、ｎ１＜ｎ２であって、かつｎ１＜ｎ３の関係を満たす。ｎ２がこの関係を満たすことで、第１の層の面方向における第１の領域と第２の領域の界面における反射および屈折による光の散乱を抑制することができる。ｎ２の下限値は、例えば、１．３０超であり、好ましくは１．３５以上であり、より好ましくは１．４０以上である。
　第１の層の第１の領域および第２の領域は、共通の多孔質層から形成されている。すなわち、第１の層は、第１の領域と第２の領域の全体にわたって連続した多孔質構造を有している。多孔質層のマトリクス部分（多孔質層の空隙以外の部分）を構成する材料の屈折率をｎＭとすると、多孔質層の屈折率、すなわち第１の領域の屈折率ｎ１は、ｎＭと空隙率と空気の屈折率で決まり、第２の領域の屈折率ｎ２は、ｎＭと空隙率と第２の層（樹脂組成物）の屈折率ｎ３と、空隙に対する樹脂組成物の充填率で決まる。例えば、上述したように、多孔質層としてシリカ多孔体を用いると、ｎＭは、例えば、１．４１以上１．４３以下であり、樹脂の屈折率がｎＭよりも大きい場合（例えば１．４５以上１．７０以下である場合）には、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３の関係が得られる。
　多孔質層（第１の層の第１の領域）形成用塗工液（微細孔粒子含有液）の調製例
　（１）ケイ素化合物のゲル化
　２．２ｇのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に、ゲル状ケイ素化合物の前駆体であるメチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）を０．９５ｇ溶解させて混合液Ａを調製した。この混合液Ａに、０．０１ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸水溶液を０．５ｇ添加し、室温で３０分撹拌を行うことでＭＴＭＳを加水分解して、トリス（ヒドロキシ）メチルシランを含む混合液Ｂを生成した。
　５．５ｇのＤＭＳＯに、２８質量％のアンモニア水０．３８ｇ、および純水０．２ｇを添加した後、さらに、上記混合液Ｂを追添し、室温で１５分撹拌することで、トリス（ヒドロキシ）メチルシランのゲル化を行い、ゲル状ケイ素化合物（ポリメチルシルセスキオキサン）を含む混合液Ｃを得た。
　（２）熟成処理
　上記のように調製したゲル状ケイ素化合物を含む混合液Ｃを、そのまま、４０℃で２０時間インキュベートして、熟成処理を行った。
　（３）粉砕処理
　つぎに、上記のように熟成処理したゲル状ケイ素化合物を、スパチュラを用いて数ｍｍ～数ｃｍサイズの顆粒状に砕いた。次いで、混合液Ｃにイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を４０ｇ添加し、軽く撹拌した後、室温で６時間静置して、ゲル中の溶媒および触媒をデカンテーションした。同様のデカンテーション処理を３回行うことにより、溶媒置換し、混合液Ｄを得た。次いで、混合液Ｄ中のゲル状ケイ素化合物を粉砕処理（高圧メディアレス粉砕）した。粉砕処理（高圧メディアレス粉砕）は、ホモジナイザー（エスエムテー社製、商品名「ＵＨ－５０」）を使用し、５ｃｃのスクリュー瓶に、混合液Ｄ中のゲル状化合物１．８５ｇおよびＩＰＡを１．１５ｇ秤量した後、５０Ｗ、２０ｋＨｚの条件で２分間の粉砕を行った。
　この粉砕処理によって、上記混合液Ｄ中のゲル状ケイ素化合物が粉砕されたことにより、該混合液Ｄ’は、粉砕物のゾル液となった。混合液Ｄ’に含まれる粉砕物の粒度バラツキを示す体積平均粒子径を、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計（日機装社製、ＵＰＡ－ＥＸ１５０型）にて確認したところ、０．５０～０．７０であった。さらに、このゾル液（混合液Ｃ’）０．７５ｇに対し、光塩基発生剤（和光純薬工業株式会社：商品名ＷＰＢＧ２６６）の１．５質量％濃度ＭＥＫ（メチルエチルケトン）溶液を０．０６２ｇ、ビス（トリメトキシシリル）エタンの５％濃度ＭＥＫ溶液を０．０３６ｇの比率で添加し、多孔質層形成用塗工液（微細孔粒子含有液）を得た。多孔質層形成用塗工液は、シルセスキオキサンを基本構造として含むシリカ多孔体を含有している。
　特開２０１２－２３４１６３号公報の製造例１に従って準備したアクリル系樹脂フィルム（厚さ：４０μｍ）の表面に、上記塗工液を塗布（塗工）して、塗工膜を形成した。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／ｃｍ２の光照射量（エネルギー）でＵＶ照射し、前記アクリル系樹脂フィルム上に多孔質層（シリカ微細孔粒子同士の化学的結合によるシリカ多孔体）が形成された積層体（シリカ多孔質層付アクリルフィルム）を得た。上記多孔質層の屈折率は１．１５であった。
　本発明の実施形態による光学部材を用いて、例えば、以下のような光学素子を得ることができる。
　図７は、本発明の実施形態による光学素子２００Ａの模式的な断面であり、図８は、本発明の実施形態による光学素子２００Ｂの模式的な断面であり、図９は、本発明の実施形態による光学素子２００Ｃの模式的な断面である。
　図７、図８および図９に示す光学素子２００Ａ～２００Ｃは、第１の層１０と、基材層３０Ａ、３０Ｂと、賦形フィルム７０と、接着剤層９２、９４、９６とを有している。賦形フィルム７０と接着剤層９４とが複数の内部空間７４を有する方向変換層を構成している。
　賦形フィルム７０としては、例えば、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す凹凸賦形フィルムを用いることができる。
　凹凸賦形フィルム７０の一部について凹凸面側から見た平面図を図１０Ａに示す。また、図１０Ａの凹凸賦形フィルムの１０Ｂ－１０Ｂ’断面図を図１０Ｂに示す。長さＬが８０μｍ、幅Ｗが１４μｍ、深さＨが１０μｍの、断面が三角形である複数の凹部７４が、Ｘ軸方向に幅Ｅ（１５５μｍ）の間隔を空けて配置された。さらにこのような凹部７４のパターンが、Ｙ軸方向に幅Ｄ（１００μｍ）の間隔を空けて配置された。凹凸賦形フィルム表面における凹部７４の密度は、３６１２個／ｃｍ２であった。図１０Ｂにおけるθａおよびθｂはいずれも４１°であり、フィルムを凹凸面側から平面視した際の凹部７４の占有面積率は４．０５％であった。
　このような凹凸賦形フィルムは、特表２０１３－５２４２８８号公報に記載の方法にしたがって製造できる。具体的には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）フィルムの表面をラッカー（三洋化成工業社製ファインキュアー　ＲＭ－６４：アクリレート系の光硬化性樹脂）でコーティングし、当該ラッカーを含むフィルム表面上に光学パターンをエンボス加工し、その後ラッカーを硬化（例えば、紫外線照射条件：Ｄバルブ、１０００ｍＪ／ｃｍ２、３２０ｍＷ／ｃｍ２）させることによって目的の凹凸賦形フィルムを製造した。凹凸賦形フィルムの総厚さは１３０μｍであり、ヘイズは０．８％であった。
　このように、複数の基材層上に積層した積層体を接着剤層で貼り合せた構成を採用することによって、光学素子をロール・ツー・ロール法またはロール・ツー・シート法で量産することができる。
　基材層３０Ａ、３０Ｂの厚さはそれぞれ独立に、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下であり、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上８０μｍがさらに好ましい。基材層３０Ａ、３０Ｂの屈折率は、それぞれ独立に、１．４０以上１．７０以下が好ましく、１．４３以上１．６５以下がさらに好ましい。
　接着剤層９２、９４、９６の厚さは、それぞれ独立に、例えば０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、０．３μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上５０μｍ以下がさらに好ましい。接着剤層９２、９４、９６の屈折率は、それぞれ独立に、好ましくは１．４２以上１．６０以下であり、より好ましくは１．４７以上１．５８以下である。また、接着剤層９２、９４、９６の屈折率は、それが接する導光層５０または賦形フィルム７０の屈折率と近いことが好ましく、屈折率の差の絶対値が０．２以下であることが好ましい。
　このような光学素子をロール・ツー・ロール法またはロール・ツー・シート法で量産する際、図３Ｃを参照して説明した転写工程は、０．３ＭＰａ以下のラミネート圧で行われることが好ましい。すなわち、転写基材（フィルム）３０Ｔ上の溶液Ｓａを多孔質層１０Ｐ上に転写する工程におけるラミネート圧が０．３ＭＰａを超えると、多孔質構造が有する空隙に樹脂組成物が充填されている第２の領域の周辺に形成される白い領域が増大する恐れがある。白い領域が増大すると（すなわち、Ｈ／Ｐが増大すると）、光学素子から出射される光の配光分布が所望の分布からずれる。例えば、白い領域が増大すると、光学素子から出射される光の指向性が低下し、出射光の半値角（半値全幅）が増大する。なお、上記の実験例では、転写工程をハンドローラー（ラミネート圧０．１ＭＰａ未満）で行った。
　図７に示した光学素子２００Ａと同じ構造を有する試料光学素子を、転写工程のラミネート圧を変えて作製し、出射光の半値角を測定した。賦形フィルム７０には、図１０Ａおよび１０Ｂを参照して説明した賦形フィルム７０を用いた。第１の層１０の形成は、ラミネート圧以外は、上記試料Ｎｏ．８（ラミネート圧０．０ＭＰａ）と同じ条件で行った。ラミネートには、ロール式ラミネータ（フジプラ株式会社製ＬＰＡ３３０）を用い、ラミネート圧は、プレスケール（富士フイルム株式会社製、微圧用（４ＬＷ）と極低圧用（ＬＬＬＷ））を用いて測定した。ラミネート圧は、０．３ＭＰａ（試料Ｎｏ．８Ａ）と０．６ＭＰａ（試料Ｎｏ．８Ｂ）とした。
　得られた各試料光学素子の導光層５０の端部にＬＥＤ光源を配置し、出射光ＬＥの配光分布を測定した（図１、図７参照）。配光分布は、イメージング色度計（ＲＡＤＩＡＮＴ社製ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ　Ｉ－Ｐｌｕｓ）を用いて測定した。測定エリアのサイズは、３５ｍｍ角（検出器レンズのサイズと同じ）であった。測定された配光分布から、出射光ＬＥの半値角を算出した。
　試料Ｎｏ．８の光学素子の半値角は２７°、試料Ｎｏ．８Ａの光学素子の半値角は３０°、試料Ｎｏ．８Ｂの光学素子の半値角は３２°であった。このように、上記転写工程におけるラミネート圧が高いほど、半値角が増大し、出射光の指向性が低下することが分かる。例えば、３０°以下の半値角を得るためには、ラミネート圧は０．３ＭＰａ以下とすることが好ましい。
　本発明の光学部材は、例えば、導光層等とともに光学素子（配光素子）とされ、フロントライト、バックライト、ウィンドウ／ファサードの照明、サイネージ、信号点灯、窓照明、壁面照明、卓上照明、ソーラーアプリケーション、装飾イルミネーション、ライトシールド、ライトマスク、ルーフライティング等の公共または一般の照明等に適用可能である。例えば、本発明の光学部材は、サイネージの一例である反射型ディスプレイのフロントライトの構成部材として好適に用いられる。本発明の光学部材を用いることで、散乱または回折された光によって生じる視認可能なぼやけ等の光学的欠点のない、反射型ディスプレイ上の画像またはグラフィックを見ることが可能になる。
　１０：第１の層、１２：第１の領域、１４：第２の領域、３０：基材層、５０：導光層、７０：凹凸賦形フィルム、７４：凹部、内部空間、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ：光学素子

Claims (18)

  1. 　多孔質構造を有する第１の層を有し、
    　前記第１の層は、前記多孔質構造を有する第１の領域と、前記多孔質構造が有する空隙に樹脂組成物が充填されている第２の領域とを含み、
    　前記第２の領域は、離散的に配置された複数の島状領域を含み、
    　前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率をＰ％とし、前記第１の層のヘイズ値をＨ％とするとき、Ｈ／Ｐが０．２０未満である、光学部材。
  2. 　前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は、直径約１μｍ以上約５００μｍ以下である、請求項１に記載の光学部材。
  3. 　前記樹脂組成物は、硬化された硬化性樹脂組成物を含む、請求項１または２に記載の光学部材。
  4. 　前記樹脂組成物は、多官能ケイ素化合物を含む、請求項３に記載の光学部材。
  5. 　前記樹脂組成物は、アクリル系樹脂を含む、請求項３に記載の光学部材。
  6. 　前記樹脂組成物は、溶媒をさらに含む、請求項３から５のいずれか１項に記載の光学部材。
  7. 　前記第１の層の第１主面に接する第２の層をさらに有し、
    　前記第１の領域の屈折率をｎ１、前記第２の領域の屈折率をｎ２、前記第２の層の屈折率をｎ３としたとき、ｎ１＜ｎ２であり、かつ、ｎ１＜ｎ３である、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部材。
  8. 　ｎ１が１．３０以下であり、ｎ２が１．４３以上である、請求項７に記載の光学部材。
  9. 　前記第２の層は、接着剤層または基材層である、請求項７または８に記載の光学部材。
  10. 　前記第１の層は、シリカ多孔体を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の光学部材。
  11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学部材と、
    　導光層と
    を有する、光学素子。
  12. 　前記光学部材の前記導光層とは反対側に配置された方向変換層をさらに含む、
    請求項１１に記載の光学素子。
  13. 　多孔質層を用意する工程Ａと、
    　前記多孔質層上に、硬化性樹脂組成物を含む溶液Ｓａで、離散的な複数の島状領域を形成する工程であって、前記溶液Ｓａの濃度は６０質量％超９９質量％未満である工程Ｂと、
    　前記多孔質層が有する空隙に前記溶液Ｓａを充填する工程Ｃと、
    　前記空隙内の前記溶液Ｓａ内に含まれていた前記硬化性樹脂組成物を硬化させる工程Ｄと
    を包含する、光学部材の製造方法。
  14. 　前記工程Ｂは、フィルム上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、前記フィルム上の前記溶液Ｓａを前記多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含する、請求項１３に記載の光学部材の製造方法。
  15. 　前記工程ＢＳ２は、０．３ＭＰａ以下のラミネート圧で行われる、請求項１４に記載の光学部材の製造方法。
  16. 　前記工程Ｂは、接着剤層上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ１と、前記接着剤層上の前記溶液Ｓａを前記多孔質層上に転写する工程ＢＳ２とを包含する、請求項１３に記載の光学部材の製造方法。
  17. 　前記工程ＢＳ１は、フィルム上に、前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程ＢＳ３と、前記フィルム上の前記溶液Ｓａを前記接着剤層上に転写する工程ＢＳ４とを包含する、請求項１６に記載の光学部材の製造方法。
  18. 　前記溶液Ｓａで離散的な複数の島状領域を形成する工程は、前記硬化性樹脂組成物を６０質量％以下の濃度で含む溶液Ｓｂで前記離散的な複数の島状領域を形成する工程と、前記溶液Ｓｂに含まれる溶媒の一部を除去する工程とを包含する、請求項１３から１７のいずれか１項に記載の光学部材の製造方法。
PCT/JP2023/000809 2022-01-20 2023-01-13 光学部材、その製造方法、および光学素子 WO2023140194A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022007153 2022-01-20
JP2022-007153 2022-01-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023140194A1 true WO2023140194A1 (ja) 2023-07-27

Family

ID=87348751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/000809 WO2023140194A1 (ja) 2022-01-20 2023-01-13 光学部材、その製造方法、および光学素子

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202339941A (ja)
WO (1) WO2023140194A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012133727A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 日東電工株式会社 シート状有機基材
JP2013524295A (ja) * 2010-04-14 2013-06-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー パターン付き勾配ポリマーフィルム及び方法
JP2015531149A (ja) * 2012-08-13 2015-10-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 回折抽出フィーチャのパターン化印刷を有する照明装置
JP2015534100A (ja) * 2012-08-24 2015-11-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可変屈折率光抽出層及びその作製方法
JP2016001200A (ja) * 2012-10-15 2016-01-07 旭硝子株式会社 防汚性反射防止膜、物品およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524295A (ja) * 2010-04-14 2013-06-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー パターン付き勾配ポリマーフィルム及び方法
WO2012133727A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 日東電工株式会社 シート状有機基材
JP2015531149A (ja) * 2012-08-13 2015-10-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 回折抽出フィーチャのパターン化印刷を有する照明装置
JP2015534100A (ja) * 2012-08-24 2015-11-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可変屈折率光抽出層及びその作製方法
JP2016001200A (ja) * 2012-10-15 2016-01-07 旭硝子株式会社 防汚性反射防止膜、物品およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202339941A (zh) 2023-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI816767B (zh) 光學構件及其製造方法
JP2018010306A (ja) 光学拡散性低屈折率要素
JP5232448B2 (ja) 防眩材料
KR20140001749A (ko) 방현성 필름의 제조 방법, 방현성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
KR101530452B1 (ko) 광확산 소자 및 광확산 소자를 가진 편광판의 제조 방법, 그리고, 이들 방법으로 얻어진 광확산 소자 및 광확산 소자를 가진 편광판
KR20130041337A (ko) 광확산 필름, 광확산 필름이 부착된 편광판, 액정 표시 장치 및 조명 기구
KR20120008463A (ko) 광 산란 시트 및 그 제조 방법
US11231543B2 (en) Light extraction member
JP6586805B2 (ja) エッジライト型バックライト及び液晶表示装置
TW202200726A (zh) 雙面附黏著劑層之光學積層體及光學裝置
TW202213807A (zh) 照明裝置用導光構件、照明裝置及建築構件
WO2023140194A1 (ja) 光学部材、その製造方法、および光学素子
KR102091901B1 (ko) 광 확산 소자의 제조 방법 및 광 확산 소자
JP6046733B2 (ja) 反射防止フィルム及びその製造方法、並びに、表示装置
WO2022064782A1 (ja) 光学積層体
JP7479784B2 (ja) 光取り出し部材
WO2023189036A1 (ja) 光学部材の製造方法
WO2023189633A1 (ja) 光学部材および光学素子
TW202413076A (zh) 光學積層體
TWI452352B (zh) A light diffusion element and a method for manufacturing the light diffusion element
TWM298514U (en) Anti-glare-reflecting film for polaroid and display device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23743188

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1