WO2023163185A1 - 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ - Google Patents

光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ Download PDF

Info

Publication number
WO2023163185A1
WO2023163185A1 PCT/JP2023/007137 JP2023007137W WO2023163185A1 WO 2023163185 A1 WO2023163185 A1 WO 2023163185A1 JP 2023007137 W JP2023007137 W JP 2023007137W WO 2023163185 A1 WO2023163185 A1 WO 2023163185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
optical member
optical
porous layer
optical waveguide
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/007137
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 河本
晃宏 澁谷
博之 武本
大輔 服部
諒太 森島
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
Priority claimed from JP2023027543A external-priority patent/JP2023126175A/ja
Application filed by 日東電工株式会社 filed Critical 日東電工株式会社
Publication of WO2023163185A1 publication Critical patent/WO2023163185A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings

Definitions

  • the present invention relates to optical members and AR glasses and head-mounted displays using the optical members.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical member according to one embodiment of the present invention.
  • the illustrated optical member 100 has an optical waveguide 10 , optical elements 20 a and 20 b , a porous layer 30 and an adhesive layer 40 .
  • the optical waveguide 10 has a first main surface 10a and a second main surface 10b.
  • the optical elements 20a and 20b each have an uneven structure (hereinafter, the optical elements 20a and 20b may be referred to as uneven optical elements, respectively).
  • the concave-convex optical element 20a typically functions as an input optical element for the optical waveguide; the concave-convex optical element 20b typically functions as an output optical element for the optical waveguide.
  • the concave-convex optical elements 20 a and 20 b are provided on at least one of the first main surface 10 a and the second main surface 10 b of the optical waveguide 10 .
  • the concave-convex optical elements 20a and 20b may be provided on the same main surface of the optical waveguide, or may be provided on different main surfaces.
  • the concave-convex optical elements 20 a and 20 b are provided on the first main surface 10 a of the optical waveguide 10 .
  • the porous layer 30 is provided at least on the main surface (first main surface 10a in the illustrated example) on which the uneven optical elements 20a and 20b of the optical waveguide 10 are provided.
  • the porous layer 30 is typically provided so as to cover the concave-convex optical elements 20a and 20b. is provided substantially over the entire surface of the first main surface 10a).
  • the adhesive layer 40 is provided on the side of the porous layer 30 opposite to the optical waveguide 10 (that is, the outer surface of the porous layer).
  • the thickness of the adhesive layer is 3 ⁇ m or more.
  • a protective layer 50, a hard coat layer 60, and/or an antireflection layer 70 may be provided on the outside of the adhesive layer 40 (on the side opposite to the porous layer 30), if necessary.
  • a protective layer 50, a hard coat layer 60, and an antireflection layer 70 are provided in this order from the adhesive layer 40 side.
  • At least one of the protective layer 50, the hard coat layer 60 and the antireflection layer 70 may be omitted depending on the purpose and desired configuration.
  • a release liner (not shown) is temporarily attached to the surface of the adhesive layer 40 until the optical member is used. is preferred. By temporarily attaching the release liner, it is possible to protect the pressure-sensitive adhesive layer and to form a roll of the optical film.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical member according to another embodiment of the invention.
  • the optical member 101 of the illustrated example in addition to the main surface (the first main surface 10a in the illustrated example) provided with the concave-convex optical elements 20a and 20b of the optical waveguide 10, the main surface not provided with the concave-convex optical element ( In the illustrated example, the porous layer 30 and the adhesive layer 40 are also provided on the second main surface 10b).
  • protective layers 50, 50, hard coat layers 60, 60, and antireflection layers 70, 70 are provided outside the adhesive layers 40, 40 in this order from the adhesive layer side. Some or all of these may be omitted as in the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical member according to still another embodiment of the invention.
  • the second main surface 10b is also provided with the concave-convex optical element 20b. Otherwise, it is the same as the embodiment of FIG.
  • the total light transmittance of the optical member is preferably 60% or more and 99% or less, more preferably 70% or more and 98% or less, and still more preferably 80% or more and 97% or less.
  • the haze of the optical member is preferably 0.1% or more and 3% or less, more preferably 0.2% or more and 2.5% or less, and still more preferably 0.3% or more and 2% or less. . According to the embodiments of the present invention, it is possible to achieve excellent transparency of the optical member as a whole. As a result, the optical member can be suitably used for AR glasses and HMDs (hereinafter, AR glasses and HMDs may be collectively referred to as "AR glasses, etc.”).
  • the thickness of the optical member is preferably 0.35 mm to 4.8 mm, more preferably 0.55 mm to 3.8 mm, still more preferably 0.75 mm to 2.8 mm.
  • the optical member can be constructed without using a thick cover glass, so that the thickness can be reduced to about one-fifth of the thickness of the conventional AR glass optical member using a cover glass. As a result, the weight can be reduced to about one-third. As a result, the optical member can be suitably used for AR glasses and the like.
  • the term "thickness of the optical member” means the total thickness from one outermost layer to the other outermost layer of the optical member.
  • the thickness of the optical member is the thickness from the outer surface of the antireflection layer to the second major surface of the optical waveguide; The thickness is the thickness from the outer surface of one antireflection layer to the outer surface of the other antireflection layer.
  • either one of the concave-convex optical element 20a or 20b may be provided on the second main surface 10b of the optical waveguide; in the embodiment shown in FIG. may be provided on the second main surface 10b of the optical waveguide; in the embodiment shown in FIGS. good too.
  • optical member The components of the optical member will be described in detail below.
  • the optical waveguide 10 is typically configured such that light incident on the optical waveguide propagates through the optical waveguide using total reflection and is emitted at a predetermined position in a predetermined direction.
  • the optical waveguide 10 has the first main surface 10a and the second main surface 10b as described above.
  • an image source typically, projected light of an image
  • the light enters the optical waveguide through the optical element (the concave-convex optical element 20a in the illustrated example).
  • the incident light propagates in the optical waveguide by total reflection, and is emitted through the optical element for output (uneven optical element 20b in the illustrated example) provided on the first principal surface and/or the second principal surface, and then passes through the AR glass or the like. is visible to the user of
  • the optical element for output uneven optical element 20b in the illustrated example
  • the concave-convex optical elements 20a and 20b By appropriately configuring the concave-convex optical elements 20a and 20b, the light from the image source is emitted while maintaining the image information. As a result, an image from the image source can be viewed by a user of AR glasses or the like.
  • the optical waveguide may be made of glass or plastic.
  • the refractive index of the optical waveguide is preferably 1.4 to 2.5, more preferably 1.6 to 2.4, still more preferably 2.0 to 2.3. If the refractive index is in such a range, it is possible to realize good light incidence from the outside, good light emission to the outside, and good total reflection inside the optical waveguide.
  • the Abbe number of the optical waveguide is preferably 10 or more and 80 or less, more preferably 15 or more and 70 or less.
  • the thickness variation (TTV: Total Thickness Variation) of the optical waveguide is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less, and still more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the thickness unevenness is preferably as small as possible, and may be zero, for example. If the thickness unevenness of the optical waveguide is within such a range, the distortion of the optical path in the optical waveguide can be reduced.
  • the surface roughness Ra of the optical waveguide is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and even more preferably 1 nm or less. If surface roughness Ra is such a range, haze can be made small. Such surface roughness Ra can be achieved by polishing the first and second main surfaces of the optical waveguide, for example. On the other hand, the surface roughness Ra can be, for example, 0.1 nm or more. In addition, Ra refers to the arithmetic mean roughness based on JIS B 0601.
  • the optical waveguide may be used singly, or two or more (for example, two, three, four) may be laminated and used.
  • the thickness of the optical waveguide can be, for example, 0.3 mm to 4.0 mm.
  • the thickness of the optical waveguide may be, for example, 0.3 mm to 1.3 mm, or may be, for example, 0.4 mm to 1.2 mm, or may be, for example, 0.5 mm to 1.1 mm.
  • the thickness of the optical waveguide may be, for example, 1.3 mm to 2.0 mm, or may be, for example, 1.4 mm to 1.9 mm, or may be, for example, 1.5 mm to 1.8 mm. good.
  • the thickness of the optical waveguide may be, for example, 2.0 mm to 4.0 mm, or may be, for example, 2.2 mm to 3.8 mm, or may be, for example, 2.4 mm to 3.6 mm. good.
  • the concave-convex optical element 20a is configured to guide the light incident on the optical waveguide from the image source in the waveguide direction; configured to emit.
  • the concavo-convex optical elements 20a and 20b may be collectively referred to simply as concavo-convex optical elements.
  • the respective symbols are specified.
  • the concave-convex optical elements 20a and 20b may have the same configuration or different configurations.
  • any suitable fine concave-convex shape capable of exhibiting a light direction changing function such as light diffusion, light scattering, light reflection, and light diffraction can be adopted.
  • Typical examples of concave-convex optical elements include diffraction gratings, hologram elements, and metasurfaces. A diffraction grating will be described below as an example.
  • a diffraction grating typically has a diffraction pattern formed by grooves or slits.
  • a diffraction pattern can be appropriately set according to the purpose.
  • the diffraction pattern may be a striped one-dimensional diffraction pattern in plan view, or a two-dimensional diffraction pattern in plan view lattice.
  • a one-dimensional diffraction pattern is typically formed by alternately forming convex portions and slits each extending in one direction.
  • the cross-sectional shape of the projection when viewed in the direction in which the projection extends may be a rectangle, a parallelogram (inclined type), or a trapezoid.
  • the one-dimensional diffraction pattern may have an uneven shape extending in one direction with a cross-sectional waveform.
  • the direction in which the stripes extend may be parallel to the waveguide direction of light, may be perpendicular to the waveguide direction of light, or may be at a predetermined angle with respect to the waveguide direction of light. It may be an oblique direction that defines the
  • the two-dimensional diffraction pattern may be provided with slits so as to form convex portions that are rectangular in plan view, or slits may be provided so as to form convex portions that are parallelogram in plan view.
  • the above diffraction patterns may be combined as appropriate. For example, two one-dimensional diffraction patterns in which the stripes extend in different directions (for example, the stripes extend in directions orthogonal to each other) may be combined. You can combine patterns.
  • the pitch ⁇ of the unevenness is preferably 30 nm to 700 nm, more preferably 40 nm to 600 nm, still more preferably 50 nm to 500 nm.
  • the widths of the protrusions and the slits (recesses) may each be 1/2 of the pitch or may not be 1/2 of the pitch (each may have any suitable width depending on the purpose). may be).
  • the height h of the unevenness is preferably 10 nm to 800 nm, more preferably 20 nm to 700 nm, still more preferably 30 nm to 600 nm, and particularly preferably 40 nm to 500 nm.
  • the concave-convex optical element may be configured integrally with the optical waveguide, or may be formed separately on the optical waveguide.
  • the concave-convex optical element may be formed, for example, by cutting the optical waveguide; good.
  • the concave-convex optical element can typically be made of a dielectric or resin. Specific examples of dielectrics include alumina, titania, and silicon.
  • the refractive index of the dielectric is preferably 1.6-4.0, more preferably 2.0-3.5.
  • the concave-convex optical element can be formed by sputtering, for example.
  • resins include thermosetting resins and UV curable resins.
  • the refractive index of such resin is preferably 1.5 to 1.9.
  • the concave-convex optical element can be formed, for example, by applying a thin film of the resin on the optical waveguide and performing nanoimprinting.
  • the concave-convex optical element is a metasurface, the concave-convex optical element can be formed, for example, by the method described in the following document. "Supplementary Section 2. Details of experiments" in Supplementary Information of A broadband achromatic metalens in the visible (Nature Nanotechnology volume 13, pages 227-232 (2018)).
  • the porous layer 30 typically has voids inside.
  • the porosity of the porous layer is preferably 35% by volume or more, more preferably 38% by volume or more, and particularly preferably 40% by volume or more. If the porosity is within such a range, a porous layer having a particularly low refractive index can be formed.
  • the upper limit of the porosity of the low refractive index layer is, for example, 90% by volume or less, preferably 75% by volume or less. If the porosity is within such a range, a porous layer having excellent strength can be formed.
  • the porosity is a value calculated by Lorentz-Lorenz's formula from the value of the refractive index measured by an ellipsometer.
  • the refractive index of the porous layer is preferably 1.20 or less, more preferably 1.18 or less, still more preferably 1.16 or less, and particularly preferably 1.14 or less.
  • the refractive index of the porous layer is preferably 1.05 or higher, more preferably 1.08 or higher, and even more preferably 1.10 or higher.
  • the porous layer can be made very thin as described later, it can contribute to making the optical member (as a result, the AR glass) thinner and lighter. Moreover, if the refractive index of the porous layer is within the above range, a predetermined mechanical strength can be ensured, and breakage can be suppressed.
  • a refractive index refers to a refractive index measured at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified. The refractive index is a value measured by the method described in "(1) Refractive index of porous layer" in Examples below.
  • the total light transmittance of the porous layer is preferably 85% to 99%, more preferably 87% to 98%, still more preferably 89% to 97%.
  • the void layer (porous layer) is cut into a size of 50 mm ⁇ 50 mm and set in a haze meter (HM-150 manufactured by Murakami Color Research Laboratory) to measure the haze.
  • the thickness of the porous layer is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less, still more preferably 3 ⁇ m or less, particularly preferably 2 ⁇ m or less, and particularly preferably 1.5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the porous layer is preferably 300 nm or more, more preferably 400 nm or more, and even more preferably 500 nm or more. If the thickness of the porous layer is within such a range, it is possible to satisfactorily suppress light leakage while ensuring excellent transparency.
  • the porous layer can be preferably formed by coating, printing, or the like.
  • the material constituting the porous layer for example, the materials described in International Publication No. 2004/113966, JP-A-2013-254183, and JP-A-2012-189802 can be employed.
  • Typical examples include silicon compounds. Silicon compounds include, for example, silica-based compounds; hydrolyzable silanes, and partial hydrolysates and dehydration condensates thereof; silicon compounds containing silanol groups; The resulting activated silica is mentioned.
  • Organic polymers eg, (meth)acrylic monomers and styrene monomers
  • curable resins eg, (meth)acrylic resins, fluorine-containing resins, and urethane resins. These materials may be used alone or in combination.
  • the porous layer can be formed by coating or printing a solution or dispersion of such material.
  • the size of the voids (pores) in the porous layer refers to the diameter of the major axis of the major axis diameter and the minor axis diameter of the voids (pores).
  • the size of the voids (pores) is, for example, 2 nm to 500 nm.
  • the size of the voids (pores) is, for example, 2 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and still more preferably 20 nm or more.
  • the size of the voids (pores) is, for example, 500 nm or less, preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less.
  • the range of the size of the voids (pores) is, for example, 2 nm to 500 nm, preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, still more preferably 20 nm to 100 nm.
  • the size of the voids (pores) can be adjusted to a desired size depending on the purpose, application, and the like. Void (pore) size can be quantified by the BET test method.
  • the size of voids can be quantified by the BET test method. Specifically, 0.1 g of the sample (formed void layer) was put into the capillary of a specific surface area measuring device (manufactured by Micromeritic Co., Ltd.: ASAP2020), and then dried under reduced pressure for 24 hours at room temperature. Degas the gas within the structure. Then, by causing the sample to adsorb nitrogen gas, an adsorption isotherm is drawn to determine the pore size distribution. This allows the void size to be evaluated.
  • a specific surface area measuring device manufactured by Micromeritic Co., Ltd.: ASAP2020
  • porous layer having voids therein examples include a porous layer and/or a porous layer having at least a portion of an air layer.
  • Porous layers typically include aerogels and/or particles (eg, hollow microparticles and/or porous particles).
  • the porous layer may preferably be a nanoporous layer (specifically, a porous layer in which 90% or more of the pores have a diameter in the range of 10 ⁇ 1 nm to 10 3 nm).
  • the particles are typically composed of silica-based compounds.
  • Particle shapes include, for example, spherical, plate-like, needle-like, string-like, and grape cluster-like shapes.
  • string-like particles include particles in which a plurality of particles having a spherical, plate-like, or needle-like shape are linked in a beaded shape, and short fiber-like particles (for example, the particles described in JP-A-2001-188104). short fibrous particles), and combinations thereof.
  • String-like particles may be linear or branched.
  • Grape cluster-like particles include, for example, grape cluster-like particles obtained by aggregating a plurality of spherical, plate-like, and needle-like particles. The shape of the particles can be confirmed, for example, by observing them with a transmission electron microscope.
  • the porous layer of the present embodiment is composed of one type or a plurality of types of structural units that form a fine void structure, and the structural units are chemically bonded to each other through catalytic action.
  • Examples of the shape of the structural unit include particulate, fibrous, rod-like, and tabular.
  • a structural unit may have only one shape, or may have a combination of two or more shapes. In the following, mainly, the case where the porous layer is a void layer of a porous body in which the microporous particles are chemically bonded to each other will be described.
  • Such a void layer can be formed, for example, by chemically bonding microporous particles together in the void layer forming step.
  • the shape of the "particle" (for example, the microporous particles) is not particularly limited, and may be, for example, spherical or other shape.
  • the microporous particles may be, for example, sol-gel beaded particles, nanoparticles (hollow nanosilica/nanoballoon particles), nanofibers, and the like.
  • Microporous particles typically include inorganic material.
  • the microporous particles are, for example, silicon compound microporous particles
  • the porous body is, for example, a silicone porous body.
  • the microporous particles of the silicon compound include, for example, pulverized gel-like silica compounds.
  • Another form of the porous layer having at least a portion of the porous layer and/or the air layer is, for example, a layer composed of fibrous substances such as nanofibers, and the fibrous substances are entangled to form voids.
  • a void layer forming The method for producing such a void layer is not particularly limited, and is, for example, the same as in the case of the void layer of the porous body in which the microporous particles are chemically bonded to each other.
  • Still another form includes a void layer using hollow nanoparticles or nanoclay, and a void layer formed using hollow nanoballoons or magnesium fluoride.
  • the void layer may be a void layer composed of a single constituent substance, or may be a void layer composed of a plurality of constituent substances.
  • the void layer may be composed of a single form described above, or may be composed of a plurality of forms described above.
  • the porous structure of the porous body can be, for example, an open cell structure with continuous pore structures.
  • the open cell structure means that the pore structure is three-dimensionally connected, for example, in the silicone porous material described above, and can be said to be a state in which the internal voids of the pore structure are continuous. Porosity can be increased by the porous body having an open-cell structure.
  • closed-cell particles particles having individual pore structures
  • hollow silica are used, an open-cell structure cannot be formed.
  • the particles when using silica sol particles (pulverized gel-like silicon compound that forms a sol), the particles have a three-dimensional dendritic structure, so the coating film (including pulverized gel-like silicon compound) By sedimentation and deposition of the dendritic particles in the sol coating film), it is possible to easily form an open cell structure.
  • the porous layer more preferably has a monolithic structure in which the open cell structure contains multiple pore distributions.
  • a monolithic structure means, for example, a hierarchical structure including a structure in which nano-sized fine voids exist and an open-cell structure in which the nano-sized voids are aggregated.
  • a monolithic structure for example, it is possible to achieve both film strength and high porosity by imparting film strength with fine pores and imparting high porosity with coarse open-cell pores.
  • Such a monolithic structure can be preferably formed by controlling the pore distribution of the void structure produced in the gel (gelled silicon compound) prior to pulverization into silica sol particles. Further, for example, when pulverizing the gelled silicon compound, a monolithic structure can be formed by controlling the particle size distribution of the silica sol particles after pulverization to a desired size.
  • the porous layer contains, for example, pulverized gel compounds as described above, and the pulverized materials are chemically bonded to each other.
  • the form of chemical bonding (chemical bonding) between the pulverized materials in the porous layer is not particularly limited, and examples thereof include cross-linking bonding, covalent bonding, and hydrogen bonding.
  • the volume average particle size of the pulverized material in the porous layer is, for example, 0.10 ⁇ m or more, preferably 0.20 ⁇ m or more, and more preferably 0.40 ⁇ m or more.
  • the volume average particle diameter is, for example, 2.00 ⁇ m or less, preferably 1.50 ⁇ m or less, more preferably 1.00 ⁇ m or less.
  • the range of volume average particle diameter is, for example, 0.10 ⁇ m to 2.00 ⁇ m, preferably 0.20 ⁇ m to 1.50 ⁇ m, more preferably 0.40 ⁇ m to 1.00 ⁇ m.
  • the particle size distribution can be measured by, for example, a particle size distribution evaluation device such as dynamic light scattering method and laser diffraction method, and an electron microscope such as scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM).
  • a particle size distribution evaluation device such as dynamic light scattering method and laser diffraction method
  • an electron microscope such as scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM).
  • the volume average particle size is an index of the variation in the particle size of the pulverized material.
  • gel compound is not particularly limited.
  • Gel-like compounds include, for example, gel-like silicon compounds.
  • the silicon atoms contained are siloxane-bonded.
  • the proportion of unbonded silicon atoms (that is, residual silanol) among all silicon atoms contained in the void layer is, for example, less than 50%, preferably 30% or less, more preferably 15%. It is below.
  • the method typically includes a precursor forming step of forming a void structure, which is a precursor of a porous layer (void layer) on an optical waveguide, and a cross-linking reaction inside the precursor after the precursor forming step. and a cross-linking reaction step.
  • the method includes a containing liquid preparation step of preparing a containing liquid containing microporous particles (hereinafter sometimes referred to as "microporous particle containing liquid” or simply “containing liquid”), and a drying step of drying the containing liquid.
  • the method further includes a step of chemically bonding microporous particles in the dry body to form a precursor in the precursor forming step.
  • the contained liquid is not particularly limited, and is, for example, a suspension containing microporous particles.
  • the microporous particles are pulverized gel compound and the void layer is a porous body (preferably silicone porous body) containing pulverized gel compound will be described.
  • the porous layer can be formed in the same manner even when the microporous particles are other than the pulverized gel compound.
  • a porous layer (void layer) having a very low refractive index is formed.
  • the reason is presumed, for example, as follows. However, the assumption does not limit the method of forming the porous layer.
  • the pulverized product is obtained by pulverizing the gel-like silicon compound, the three-dimensional structure of the gel-like silicon compound before pulverization is dispersed in the three-dimensional basic structure. Furthermore, in the above method, a precursor having a porous structure based on a three-dimensional basic structure is formed by coating a crushed gel-like silicon compound on a resin film. That is, according to the above method, a new porous structure (three-dimensional basic structure) is formed by coating the pulverized material, which is different from the three-dimensional structure of the gel-like silicon compound. Therefore, in the finally obtained void layer, a low refractive index that functions to the same extent as, for example, an air layer can be realized. Furthermore, in the above method, the three-dimensional basic structure is fixed because the crushed materials are chemically bonded to each other. Therefore, the void layer finally obtained can maintain sufficient strength and flexibility in spite of having a structure having voids.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at 23° C. is preferably 0.2 ⁇ 10 5 (Pa) or more, more preferably 0.4 ⁇ 10 5 (Pa) or more, still more preferably 0.4 ⁇ 10 5 (Pa) or more. It is 6 ⁇ 10 5 (Pa) or more, particularly preferably 0.8 ⁇ 10 5 (Pa) or more, and particularly preferably 1.0 ⁇ 10 5 (Pa) or more.
  • the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive layer at 23° C. may be 1.0 ⁇ 10 6 (Pa) or less.
  • Such an adhesive layer has a cushioning function (cushioning function) against external force and has softness capable of suppressing breakage of the porous layer.
  • the storage modulus is measured in accordance with the method described in JIS K 7244-1 "Plastics - Test method for dynamic mechanical properties" under conditions of a frequency of 1 Hz and a temperature increase rate of 5 ° C in the range of -50 ° C to 150 ° C. It is determined by reading the value at 23° C. when measured in rpm/min.
  • the adhesive typically includes an acrylic adhesive (acrylic adhesive composition).
  • An acrylic pressure-sensitive adhesive composition typically contains a (meth)acrylic polymer as a main component (base polymer).
  • the (meth)acrylic polymer can be contained in the PSA composition in a proportion of, for example, 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, based on the solid content of the PSA composition.
  • a (meth)acrylic polymer contains alkyl (meth)acrylate as a main component as a monomer unit.
  • (Meth)acrylate refers to acrylate and/or methacrylate.
  • Alkyl groups of alkyl (meth)acrylates include, for example, linear or branched alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms. The average number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 3-9.
  • Monomers constituting (meth)acrylic polymers include, in addition to alkyl (meth)acrylates, carboxyl group-containing monomers, hydroxyl group-containing monomers, amide group-containing monomers, aromatic ring-containing (meth)acrylates, and heterocyclic ring-containing (meth)acrylates. Comonomers such as acrylates are included.
  • the comonomer is preferably a hydroxyl group-containing monomer and/or a heterocycle-containing (meth)acrylate, more preferably N-acryloylmorpholine.
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive composition can preferably contain a silane coupling agent and/or a cross-linking agent.
  • Silane coupling agents include, for example, epoxy group-containing silane coupling agents.
  • cross-linking agents include isocyanate-based cross-linking agents and peroxide-based cross-linking agents. Details of such a pressure-sensitive adhesive layer or acrylic pressure-sensitive adhesive composition are described, for example, in Japanese Patent No. 4140736, and the description of the patent publication is incorporated herein by reference.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is 3 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 25 ⁇ m or more, still more preferably 30 ⁇ m or more, and particularly preferably 40 ⁇ m or more.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is within such a range, damage to the porous layer can be well suppressed. can be well suppressed. If the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is 15 ⁇ m or more, the above effects can be obtained, so there is no upper limit to the thickness.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer may be, for example, 200 ⁇ m or less, or may be, for example, 150 ⁇ m or less, or may be, for example, 120 ⁇ m or less.
  • the Young's modulus of the protective layer 50 is preferably 2 GPa or higher, more preferably 2.5 GPa or higher, and still more preferably 3 GPa or higher.
  • the Young's modulus of the protective layer is preferably 10 GPa or less, more preferably 9 GPa or less, and still more preferably 8 GPa or less. If the Young's modulus of the protective layer is within such a range, it is possible to provide excellent surface protection performance and suppress breakage of the porous layer when the optical member is applied to AR glass or the like.
  • the hard coat layer 60 preferably has a pencil hardness of H or higher, more preferably 2H or higher, and even more preferably 3H or higher.
  • the pencil hardness of the hard coat layer is preferably 6H or less, more preferably 5H or less. If the pencil hardness of the hard coat layer is within such a range, it is possible to provide excellent surface protection performance and suppress damage to the porous layer when the optical member is applied to AR glass or the like. Pencil hardness can be measured based on JIS K 5400 "Pencil Hardness Test".
  • the thickness of the hard coat layer may be, for example, 0.5 ⁇ m to 30 ⁇ m, or may be, for example, 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, or may be, for example, 2 ⁇ m to 15 ⁇ m. If the thickness of the hard coat layer is within such a range, it is possible to provide excellent surface protection performance and suppress breakage of the porous layer when the optical member is applied to AR glass or the like.
  • the hard coat layer can be made of any appropriate material as long as it satisfies the above characteristics.
  • the hard coat layer is, for example, a cured layer of thermosetting resin or ionizing radiation (eg, visible light, ultraviolet) curable resin.
  • the hard coat layer can be, for example, a cured layer of a thermosetting resin or an ionizing radiation (eg, visible light, ultraviolet) curable resin.
  • a UV curable resin is preferred. This is because the hard coat layer can be formed with simple operation and high efficiency.
  • Specific examples of UV-curable resins include polyester-based, (meth)acrylic-based, urethane-based, amide-based, silicone-based, epoxy-based, and unsaturated polyester-based UV-curable resins.
  • Materials that can form the low refractive index layer include, for example, silicon oxide (SiO 2 ) and magnesium fluoride (MgF 2 ).
  • the refractive index of the low refractive index layer is typically about 1.35 to 1.55.
  • Materials capable of forming the high refractive index layer include, for example, titanium oxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 3 or Nb 2 O 5 ), tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide (ATO), ZrO 2 —TiO 2 can be mentioned.
  • the refractive index of the high refractive index layer is typically about 1.60 to 2.20.
  • an acrylic polymer solution Based on 100 parts of the solid content of the obtained acrylic polymer solution, 0.2 parts of an isocyanate cross-linking agent (Coronate L manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., an adduct of tolylene diisocyanate of trimethylolpropane), benzoyl peroxide (Japan An acrylic pressure-sensitive adhesive solution was prepared by blending 0.3 parts of Nyper BMT manufactured by Yushi Co., Ltd.
  • Example 2 An optical member was produced in the same manner as in Example 1, except that a triacetyl cellulose (TAC) film (thickness: 80 ⁇ m, elastic modulus: 3.0 GPa) was used as each protective layer instead of the PET film. The obtained optical member was subjected to the same evaluation as in Example 1. Table 1 shows the results.
  • TAC triacetyl cellulose

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

薄型軽量で、明るく、かつ、光漏れが抑制されたＡＲ用光学部材が提供される。本発明の実施形態による光学部材は、第１主面および第２主面を有する光導波路と；光導波路の第１主面および第２主面の少なくとも１つの主面に設けられた、凹凸構造を有する光学素子と；少なくとも光導波路の光学素子が設けられた主面に設けられた多孔質層と；多孔質層の光導波路と反対側に設けられた、厚みが３μｍ以上である粘着剤層と；を有する。

Description

光学部材ならびに該光学部材を用いたＡＲグラスおよびヘッドマウントディスプレイ
　本発明は、光学部材ならびに該光学部材を用いたＡＲグラスおよびヘッドマウントディスプレイに関する。
　近年、いわゆるＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）技術が注目されている。ＡＲは、代表的には、実在する風景にバーチャルの視覚情報を重ねて表示することで、目の前にある世界を「仮想的に拡張する」というものである。ＡＲの開発に伴い、ＡＲに用いられるＡＲグラスおよびヘッドマウントディスプレイ（Ｈｅａｄ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）の開発が進められている。ＡＲグラスおよびＨＭＤには、代表的には、導波路を含む光学部材が用いられている。しかし、このような光学部材は、分厚い、重い、暗い、ならびに、水または汚れ等により光漏れが生じやすいという問題があり、実用化には種々の検討課題が残されている。
米国特許出願公開第２０１７／０１３１５４５号 米国特許出願公開第２０２０／０３７９１８４号
　本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、薄型軽量で、明るく、かつ、光漏れが抑制されたＡＲ用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光学部材は、第１主面および第２主面を有する光導波路と；該第１主面および該第２主面の少なくとも１つの主面に設けられた、凹凸構造を有する光学素子と；少なくとも該光導波路の該光学素子が設けられた主面に設けられた多孔質層と；該多孔質層の該光導波路と反対側に設けられた、厚みが３μｍ以上である粘着剤層と；を有する。
　１つの実施形態においては、上記多孔質層の屈折率は１．２０以下である。
　１つの実施形態においては、上記多孔質層の厚みは５μｍ以下である。
　１つの実施形態においては、上記多孔質層のヘイズは５％未満である。
　１つの実施形態においては、上記粘着剤層の貯蔵弾性率は０．２×１０５（Ｐａ）以上である。
　１つの実施形態においては、上記光学部材は、上記粘着剤層の外側に、厚みが２０μｍ以上である樹脂フィルムで構成された保護層をさらに有する。
　１つの実施形態においては、上記保護層のヤング率は２ＧＰａ以上である。
　１つの実施形態においては、上記光学部材は、上記保護層の外側にハードコート層をさらに有する。
　１つの実施形態においては、上記光学部材は、上記ハードコート層の外側に反射防止層をさらに有する。
　本発明の別の局面によれば、ＡＲグラスが提供される。該ＡＲグラスは、上記の光学部材を含む。
　本発明のさらに別の局面によれば、ヘッドマウントディスプレイが提供される。該ヘッドマウントディスプレイは、上記の光学部材を含む。
　本発明の実施形態によれば、薄型軽量で、明るく、かつ、光漏れが抑制されたＡＲ用光学部材を実現することができる。
本発明の１つの実施形態による光学部材の概略断面図である。 本発明の別の実施形態による光学部材の概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態による光学部材の概略断面図である。
　以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、見やすくするために、図面は模式的に表されており、図面における光学部材の各構成要素の厚み、サイズならびに構成要素間の厚み等の相互の比率は、実際とは異なっている。
Ａ．光学部材の全体構成
　図１は、本発明の１つの実施形態による光学部材の概略断面図である。図示例の光学部材１００は、光導波路１０と、光学素子２０ａおよび２０ｂと、多孔質層３０と、粘着剤層４０と、を有する。光導波路１０は、第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂを有する。光学素子２０ａおよび２０ｂは、それぞれ凹凸構造を有する（以下、光学素子２０ａおよび２０ｂをそれぞれ凹凸光学素子と称する場合がある）。凹凸光学素子２０ａは、代表的には光導波路の入射用光学素子として機能し；凹凸光学素子２０ｂは、代表的には光導波路の出射用光学素子として機能する。凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂは、光導波路１０の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂの少なくとも１つの主面に設けられている。凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂは、それぞれが光導波路の同一主面に設けられてもよく、互いに異なる主面に設けられてもよい。図示例では、凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂは、光導波路１０の第１主面１０ａに設けられている。多孔質層３０は、少なくとも光導波路１０の凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂが設けられた主面（図示例では第１主面１０ａ）に設けられている。多孔質層３０は、代表的には凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂを覆うように設けられており、１つの実施形態においては光導波路１０の凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂが設けられた主面（図示例では第１主面１０ａ）の実質的に全面に設けられている。粘着剤層４０は、多孔質層３０の光導波路１０と反対側（すなわち、多孔質層の外側表面）に設けられている。粘着剤層の厚みは３μｍ以上である。このような構成であれば、薄型軽量で、明るく、かつ、光漏れが抑制されたＡＲ用光学部材を実現することができる。
　必要に応じて、粘着剤層４０の外側（多孔質層３０と反対側）に、保護層５０、ハードコート層６０、および／または反射防止層７０が設けられてもよい。図示例においては、粘着剤層４０側から順に保護層５０、ハードコート層６０および反射防止層７０が設けられている。目的および所望の構成に応じて、保護層５０、ハードコート層６０および反射防止層７０の少なくとも１つは省略されてもよい。保護層、ハードコート層および反射防止層が設けられない場合には、粘着剤層４０の表面には、光学部材が使用に供されるまではく離ライナー（図示せず）が仮着されていることが好ましい。はく離ライナーを仮着することにより、粘着剤層を保護するとともに、光学フィルムのロール形成が可能となる。
　図２は、本発明の別の実施形態による光学部材の概略断面図である。図示例の光学部材１０１においては、光導波路１０の凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂが設けられた主面（図示例では第１主面１０ａ）に加えて、凹凸光学素子が設けられていない主面（図示例では第２主面１０ｂ）にも多孔質層３０および粘着剤層４０が設けられている。図示例においては、粘着剤層４０、４０の外側に粘着剤層側から順に保護層５０、５０，ハードコート層６０、６０、および反射防止層７０、７０が設けられているが、図１の実施形態と同様に、これらの一部または全部は省略されてもよい。
　図３は、本発明のさらに別の実施形態による光学部材の概略断面図である。図示例の光学部材１０２においては、光導波路１０の第１主面１０ａに加えて、第２主面１０ｂにも凹凸光学素子２０ｂが設けられている。これ以外は、図２の実施形態と同様である。
　光学部材の全光線透過率は、好ましくは６０％以上９９％以下であり、より好ましくは７０％以上９８％以下であり、さらに好ましくは８０％以上９７％以下である。また、光学部材のヘイズは、好ましくは０．１％以上３％以下であり、より好ましくは０．２％以上２．５％以下であり、さらに好ましくは０．３％以上２％以下である。本発明の実施形態によれば、光学部材全体として優れた透明性を実現することができる。その結果、光学部材はＡＲグラスおよびＨＭＤ（以下、ＡＲグラスおよびＨＭＤをまとめて「ＡＲグラス等」と称する場合がある）に好適に用いられ得る。
　光学部材の厚みは、好ましくは０．３５ｍｍ～４．８ｍｍであり、より好ましくは０．５５ｍｍ～３．８ｍｍであり、さらに好ましくは０．７５ｍｍ～２．８ｍｍである。本発明の実施形態によれば、厚いカバーガラスを用いずに光学部材を構成できるので、カバーガラスを用いる従来のＡＲグラス用光学部材に比べて、厚みを５分の１程度まで薄型化することができ、結果として、重量も３分の１程度まで軽量化することができる。その結果、光学部材はＡＲグラス等に好適に用いられ得る。本明細書において「光学部材の厚み」とは、光学部材の一方の最外層から他方の最外層までの総厚みを意味する。例えば図１の実施形態においては、光学部材の厚みは反射防止層の外側表面から光導波路の第２主面までの厚みであり；また例えば図２および図３の実施形態においては、光学部材の厚みは一方の反射防止層の外側表面から他方の反射防止層の外側表面までの厚みである。
　上記の実施形態は、適宜組み合わせてもよく適宜改変してもよい。例えば、図１および図２に示す実施形態において、凹凸光学素子２０ａまたは２０ｂのいずれか一方を光導波路の第２主面１０ｂに設けてもよく；図３に示す実施形態において、凹凸光学素子２０ａを光導波路の第２主面１０ｂに設けてもよく；図１～図３に示す実施形態において、凹凸光学素子２０ａを光導波路の第１主面１０ａおよび第２主面１０ｂの両方に設けてもよい。
　以下、光学部材の構成要素について詳細に説明する。
Ｂ．光導波路
　光導波路１０は、代表的には、光導波路に入射した光が全反射を利用して光導波路内を伝搬し、所定の位置で所定の方向に出射するよう構成されている。光導波路１０は、上記のとおり第１主面１０ａと第２主面１０ｂとを有する。光学部材がＡＲグラス等に用いられる場合、画像源（図示せず）からの光（代表的には、画像の投影光）が、第１主面および／または第２主面に設けられた入射用光学素子（図示例の凹凸光学素子２０ａ）を通って光導波路に入射する。入射光は全反射により光導波路内を伝搬し、第１主面および／または第２主面に設けられた出射用光学素子（図示例の凹凸光学素子２０ｂ）を通って出射し、ＡＲグラス等の使用者に視認される。凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂを適切に構成することにより、画像源からの光が画像情報を維持したままで出射される。その結果、画像源からの画像がＡＲグラス等の使用者に視認され得る。
　光導波路は、ガラスで構成されてもよくプラスチックで構成されてもよい。光導波路の屈折率は、好ましくは１．４～２．５であり、より好ましくは１．６～２．４であり、さらに好ましくは２．０～２．３である。屈折率がこのような範囲であれば、良好な外部からの光入射、良好な外部への光出射、および良好な光導波路内部での全反射を実現することができる。光導波路のアッベ数は、好ましくは１０以上８０以下であり、より好ましくは１５以上７０以下である。
　光導波路（第１主面および第２主面）の厚みムラ（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）は、好ましくは５μｍ以下であり、より好ましくは３μｍ以下であり、さらに好ましくは１μｍ以下である。厚みムラは小さいほど好ましく、例えばゼロであり得る。光導波路の厚みムラがこのような範囲であれば、光導波路内における光路のひずみを小さくすることができる。
　光導波路（第１主面および第２主面）の表面粗さＲａは、好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１ｎｍ以下である。表面粗さＲａがこのような範囲であれば、ヘイズを小さくすることができる。このような表面粗さＲａは、例えば光導波路の第１主面および第２主面を研磨することにより実現され得る。一方、表面粗さＲａは、例えば０．１ｎｍ以上であり得る。なお、Ｒａは、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１に基づく算術平均粗さをいう。
　光導波路は、単独で用いてもよく２枚以上（例えば、２枚、３枚、４枚）を積層して用いてもよい。光導波路の厚みは、例えば０．３ｍｍ～４．０ｍｍであり得る。光導波路の厚みは、例えば０．３ｍｍ～１．３ｍｍであってもよく、また例えば０．４ｍｍ～１．２ｍｍであってもよく、また例えば０．５ｍｍ～１．１ｍｍであってもよい。あるいは、光導波路の厚みは、例えば１．３ｍｍ～２．０ｍｍであってもよく、また例えば１．４ｍｍ～１．９ｍｍであってもよく、また例えば１．５ｍｍ～１．８ｍｍであってもよい。あるいは、光導波路の厚みは、例えば２．０ｍｍ～４．０ｍｍであってもよく、また例えば２．２ｍｍ～３．８ｍｍであってもよく、また例えば２．４ｍｍ～３．６ｍｍであってもよい。
Ｃ．光学素子
　凹凸光学素子２０ａは、画像源からの光導波路に入射した光を導波方向に導くよう構成されており；凹凸光学素子２０ｂは、光導波路内を伝搬した光を、視認可能な方向に出射するよう構成されている。以下、凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂをまとめて、単に凹凸光学素子と称する場合がある。凹凸光学素子２０ａと凹凸光学素子２０ｂを区別する必要がある場合には、それぞれの符号を明記する。ただし、凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂをまとめて凹凸光学素子としている場合であっても、凹凸光学素子２０ａおよび２０ｂは、それぞれ同一の構成であってもよく、互いに異なる構成であってもよい。
　凹凸光学素子の凹凸構造としては、光拡散、光散乱、光反射、光回折などの光の方向変換機能を発現し得る任意の適切な微細凹凸形状を採用することができる。凹凸光学素子の代表例としては、回折格子、ホログラム素子、メタサーフェスが挙げられる。以下、一例として回折格子について説明する。
　回折格子は、代表的には、溝またはスリットにより回折パターンが形成されている。回折パターンは、目的に応じて適切に設定され得る。回折パターンは、平面視ストライプ状の一次元回折パターンであってもよく、平面視格子状の二次元回折パターンであってもよい。一次元回折パターンは、代表的には、それぞれ一方向に延びる凸部とスリットが交互に形成されている。凸部が延びる方向から見た凸部の断面形状は、矩形であってもよく、平行四辺形（傾斜型）であってもよく、台形であってもよい。一次元回折パターンは、断面波形で一方向に延びる凹凸形状を有していてもよい。一次元回折パターンは、ストライプが延びる方向が光の導波方向に平行であってもよく、光の導波方向に直交する方向であってもよく、光の導波方向に対して所定の角度を規定する斜め方向であってもよい。二次元回折パターンは、平面視矩形の凸部を形成するようにスリットが設けられていてもよく、平面視平行四辺形の凸部を形成するようにスリットが設けられていてもよい。上記の回折パターンを適宜組み合わせてもよい。例えば、ストライプが延びる方向が異なる（例えば、ストライプが延びる方向が互いに直交する）２つの一次元回折パターンを組み合わせてもよく、このような２つの一次元回折パターンと二次元回折パターンの３つの回折パターンを組み合わせてもよい。
　凹凸のピッチΛは、好ましくは３０ｎｍ～７００ｎｍであり、より好ましくは４０ｎｍ～６００ｎｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍである。凸部およびスリット（凹部）の幅は、それぞれがピッチの１／２であってもよく、ピッチの１／２となっていなくてもよい（それぞれが目的に応じた任意の適切な幅を有していてもよい）。凹凸の高さｈは、好ましくは１０ｎｍ～８００ｎｍであり、より好ましくは２０ｎｍ～７００ｎｍであり、さらに好ましくは３０ｎｍ～６００ｎｍであり、特に好ましくは４０ｎｍ～５００ｎｍである。
　凹凸光学素子は、光導波路と一体で構成されてもよく、光導波路に別途形成されてもよい。凹凸光学素子が光導波路と一体で構成される場合、凹凸光学素子は、例えば光導波路を切削することにより形成されてもよく；また例えば、プラスチック製光導波路においてはナノインプリンティングにより形成されてもよい。凹凸光学素子が光導波路に別途形成される場合、凹凸光学素子は、代表的には誘電体または樹脂で構成され得る。誘電体の具体例としては、アルミナ、チタニア、シリコンが挙げられる。誘電体の屈折率は、好ましくは１．６～４．０であり、より好ましくは２．０～３．５である。凹凸光学素子が誘電体で構成される場合には、凹凸光学素子は例えばスパッタリングにより形成され得る。樹脂の具体例としては、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂が挙げられる。このような樹脂の屈折率は、好ましくは１．５～１．９である。凹凸光学素子が樹脂で構成される場合には、凹凸光学素子は、例えば光導波路上に当該樹脂を薄膜塗工し、ナノインプリンティングすることにより形成され得る。凹凸光学素子がメタサーフェスである場合には、凹凸光学素子は、例えば以下の文献に記載の方法で形成され得る。A broadband achromatic metalens in the visible　(Nature Nanotechnology volume 13, pages227-232 (2018))のSupplementary Information内「Supplementary Section 2. Details of experiments」。
Ｄ．多孔質層
　多孔質層３０は、代表的には、内部に空隙を有する。多孔質層の空隙率は、好ましくは３５体積％以上であり、より好ましくは３８体積％以上であり、特に好ましくは４０体積％以上である。空隙率がこのような範囲であれば、屈折率が特に低い多孔質層を形成することができる。低屈折率層の空隙率の上限は、例えば９０体積％以下であり、好ましくは７５体積％以下である。空隙率がこのような範囲であれば、強度に優れる多孔質層を形成することができる。空隙率は、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）より空隙率を算出された値である。
　多孔質層の屈折率は、好ましくは１．２０以下であり、より好ましくは１．１８以下であり、さらに好ましくは１．１６以下であり、特に好ましくは１．１４以下である。一方、多孔質層の屈折率は、好ましくは１．０５以上であり、より好ましくは１．０８以上であり、さらに好ましくは１．１０以上である。このような屈折率を有する多孔質層を光導波路の凹凸光学素子が設けられた主面に設けることにより、光導波路および凹凸光学素子の光学特性に実質的な影響を与えることなく光漏れを抑制することができる。さらに、多孔質層は後述するように非常に薄くすることができるので、光学部材（結果として、ＡＲグラス）の薄型軽量化に貢献することができる。また、多孔質層の屈折率が上記のような範囲であれば、所定の機械的強度を確保することができ、破損が抑制され得る。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。屈折率は、後述の実施例の「（１）多孔質層の屈折率」に記載の方法によって測定された値である。
　多孔質層の全光線透過率は、好ましくは８５％～９９％であり、より好ましくは８７％～９８％であり、さらに好ましくは８９％～９７％である。このような屈折率を有する多孔質層を光導波路の凹凸光学素子が設けられた主面に設けることにより、上記の屈折率による効果を発現しつつ、優れた透明性を確保することができる。その結果、光学部材はＡＲグラス等に好適に用いられ得る。
　多孔質層のヘイズは、例えば５％未満であり、好ましくは３％未満である。一方、ヘイズは、例えば０．１％以上であり、好ましくは０．２％以上である。このようなヘイズを有する多孔質層を光導波路の凹凸光学素子が設けられた主面に設けることにより、上記の屈折率による効果を発現しつつ、優れた透明性を確保することができる。その結果、光学部材はＡＲグラス等に好適に用いられ得る。ヘイズは、例えば、以下のような方法により測定できる。
　空隙層（多孔質層）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、以下の式より算出する。
　　　　ヘイズ（％）＝［拡散透過率（％）／全光線透過率（％）］×１００（％）
　多孔質層の厚みは、好ましくは５μｍ以下であり、より好ましくは４μｍ以下であり、さらに好ましくは３μｍ以下であり、特に好ましくは２μｍ以下であり、とりわけ好ましくは１．５μｍ以下である。一方、多孔質層の厚みは、好ましくは３００ｎｍ以上であり、より好ましくは４００ｎｍ以上であり、さらに好ましくは５００ｎｍ以上である。多孔質層の厚みがこのような範囲であれば、優れた透明性を確保しつつ、光漏れを良好に抑制することができる。
　多孔質層は、上記所望の特性を有する限りにおいて、任意の適切な構成が採用され得る。多孔質層は、好ましくは塗工または印刷等により形成され得る。多孔質層を構成する材料としては、例えば、国際公開第２００４／１１３９６６号、特開２０１３－２５４１８３号公報、および特開２０１２－１８９８０２号公報に記載の材料を採用し得る。代表例としては、ケイ素化合物が挙げられる。ケイ素化合物としては、例えば、シリカ系化合物；加水分解性シラン類、ならびにその部分加水分解物および脱水縮合物；シラノール基を含有するケイ素化合物；ケイ酸塩を酸やイオン交換樹脂に接触させることにより得られる活性シリカが挙げられる。有機ポリマー；重合性モノマー（例えば、（メタ）アクリル系モノマー、およびスチレン系モノマー）；硬化性樹脂（例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フッ素含有樹脂、およびウレタン樹脂）も挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく組み合わせて用いてもよい。多孔質層は、このような材料の溶液または分散液を塗工または印刷等することにより形成され得る。
　多孔質層における空隙（孔）のサイズは、空隙（孔）の長軸の直径および短軸の直径のうち、長軸の直径を指すものとする。空隙（孔）のサイズは、例えば、２ｎｍ～５００ｎｍである。空隙（孔）のサイズは、例えば２ｎｍ以上であり、好ましくは５ｎｍ以上であり、より好ましくは１０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは２０ｎｍ以上である。一方、空隙（孔）のサイズは、例えば５００ｎｍ以下であり、好ましくは２００ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下である。空隙（孔）のサイズの範囲は、例えば２ｎｍ～５００ｎｍであり、好ましくは５ｎｍ～５００ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍであり、さらに好ましくは２０ｎｍ～１００ｎｍである。空隙（孔）のサイズは、目的および用途等に応じて、所望のサイズに調整することができる。空隙（孔）のサイズは、ＢＥＴ試験法により定量化できる。
　空隙（孔）のサイズは、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（形成された空隙層）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、上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。
　上記内部に空隙を有する多孔質層としては、例えば、多孔質層、および／または空気層を少なくとも一部に有する多孔質層が挙げられる。多孔質層は、代表的には、エアロゲル、および／または粒子（例えば、中空微粒子および／または多孔質粒子）を含む。多孔質層は、好ましくはナノポーラス層（具体的には、９０％以上の微細孔の直径が１０－１ｎｍ～１０３ｎｍの範囲内の多孔質層）であり得る。
　上記粒子としては、任意の適切な粒子を採用し得る。粒子は、代表的には、シリカ系化合物からなる。粒子の形状としては、例えば、球状、板状、針状、ストリング状、およびブドウの房状が挙げられる。ストリング状の粒子としては、例えば、球状、板状、または針状の形状を有する複数の粒子が数珠状に連なった粒子、短繊維状の粒子（例えば、特開２００１－１８８１０４号公報に記載の短繊維状の粒子）、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ストリング状の粒子は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。ブドウの房状の粒子としては、例えば、球状、板状、および針状の粒子が複数凝集してブドウの房状になったものが挙げられる。粒子の形状は、例えば透過電子顕微鏡で観察することによって確認できる。
　以下、多孔質層の具体的な構成の一例について説明する。本実施形態の多孔質層は、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からなり、該構成単位同士が触媒作用を介して化学的に結合している。構成単位の形状としては、例えば、粒子状、繊維状、棒状、平板状が挙げられる。構成単位は、１つの形状のみを有していてもよく、２つ以上の形状を組み合わせて有していてもよい。以下においては、主として、多孔質層が、上記微細孔粒子どうしが化学的に結合している多孔体の空隙層である場合について説明する。
　このような空隙層は、空隙層形成工程において、例えば微細孔粒子どうしを化学的に結合させることにより形成され得る。なお、本発明の実施形態において「粒子」（例えば、上記微細孔粒子）の形状は特に限定されず、例えば球状でもよく他の形状でもよい。また、本発明の実施形態において、上記微細孔粒子は、例えば、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よい。微細孔粒子は、代表的には無機物を含む。無機物の具体例としては、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。１つの実施形態においては、上記微細孔粒子は、例えばケイ素化合物の微細孔粒子であり、上記多孔体は、例えばシリコーン多孔体である。上記ケイ素化合物の微細孔粒子は、例えば、ゲル状シリカ化合物の粉砕体を含む。また、多孔質層および／または空気層を少なくとも一部に有する多孔質層の別形態としては、例えば、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が形成されて層を成している空隙層がある。このような空隙層の製造方法は特に限定されず、例えば、上記微細孔粒子どうしが化学的に結合している多孔体の空隙層の場合と同様である。さらに別の形態としては、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が挙げられる。空隙層は、単一の構成物質からなる空隙層であってもよいし、複数の構成物質からなる空隙層であってもよい。空隙層は、単一の上記形態で構成されていてもよく、複数の上記形態を含んで構成されていてもよい。
　本実施形態においては、多孔体の多孔質構造は、例えば、孔構造が連続した連泡構造体であり得る。連泡構造体とは、例えば上記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、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ことにより、空隙率を高めることが可能である。ただし、中空シリカのような独泡粒子（個々に孔構造を有する粒子）を使用する場合には、連泡構造を形成できない。一方、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、当該粒子が三次元の樹状構造を有するために、塗工膜（ゲル状ケイ素化合物の粉砕物を含むゾルの塗工膜）中で当該樹状粒子が沈降および堆積することで、容易に連泡構造を形成することが可能である。多孔質層は、より好ましくは、連泡構造が複数の細孔分布を含むモノリス構造を有する。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を含む階層構造を意味する。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隙率を付与し、膜強度と高空隙率とを両立することができる。このようなモノリス構造は、好ましくは、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により形成され得る。また例えば、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により、モノリス構造を形成することができる。
　多孔質層は、例えば上記のようにゲル状化合物の粉砕物を含み、当該粉砕物同士が化学的に結合している。多孔質層における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、例えば架橋結合、共有結合、水素結合が挙げられる。
　多孔質層における上記粉砕物の体積平均粒子径は、例えば０．１０μｍ以上であり、好ましくは０．２０μｍ以上であり、より好ましくは０．４０μｍ以上である。一方、体積平均粒子径は、例えば２．００μｍ以下であり、好ましくは１．５０μｍ以下であり、より好ましくは１．００μｍ以下である。体積平均粒子径の範囲は、例えば０．１０μｍ～２．００μｍであり、好ましくは０．２０μｍ～１．５０μｍであり、より好ましくは０．４０μｍ～１．００μｍである。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。なお、体積平均粒子径は、粉砕物の粒度のバラツキの指標である。
　ゲル状化合物の種類は、特に制限されない。ゲル状化合物としては、例えばゲル状ケイ素化合物が挙げられる。
　また、多孔質層（空隙層）においては、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、空隙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％未満であり、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは１５％以下である。
　以下、このような多孔質層の形成方法の一例について説明する。
　当該方法は、代表的には、光導波路上に多孔質層（空隙層）の前駆体である空隙構造を形成する前駆体形成工程、および、前駆体形成工程後に当該前駆体内部で架橋反応を起こさせる架橋反応工程、を含む。当該方法は、微細孔粒子を含む含有液（以下、「微細孔粒子含有液」または単に「含有液」という場合がある。）を作製する含有液作製工程、および、当該含有液を乾燥させる乾燥工程をさらに含み、前駆体形成工程において、乾燥体中の微細孔粒子どうしを化学的に結合させて前駆体を形成する。含有液は、特に限定されず、例えば、微細孔粒子を含む懸濁液である。なお、以下においては、主として、微細孔粒子がゲル状化合物の粉砕物であり、空隙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、多孔質層は、微細孔粒子がゲル状化合物の粉砕物以外である場合も、同様に形成することができる。
　上記の方法によれば、例えば、非常に低い屈折率を有する多孔質層（空隙層）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。ただし、当該推測は、多孔質層の形成方法を限定するものではない。
　上記粉砕物は、ゲル状ケイ素化合物を粉砕したものであるため、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。さらに、上記方法では、ゲル状ケイ素化合物の破砕物を樹脂フィルム上に塗工することで、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、上記の方法によれば、ゲル状ケイ素化合物の三次元構造とは異なる、粉砕物の塗工による新たな多孔構造（三次元基本構造）が形成される。このため、最終的に得られる空隙層においては、例えば空気層と同程度に機能する低屈折率を実現することができる。さらに、上記の方法においては、砕物同士を化学的に結合させるため、三次元基本構造が固定化される。このため、最終的に得られる空隙層は、空隙を有する構造であるにもかかわらず、十分な強度と可撓性とを維持することができる。
　多孔質層の具体的な構成および形成方法の詳細は、例えば国際公開第２０１９／１５１０７３号に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。
Ｅ．粘着剤層
　粘着剤層４０は、粘着剤層を構成する粘着剤が通常の状態では多孔質層の空隙に浸透しない程度の硬さを有する。したがって、粘着剤層の２３℃における貯蔵弾性率は、好ましくは０．２×１０５（Ｐａ）以上であり、より好ましくは０．４×１０５（Ｐａ）以上であり、さらに好ましくは０．６×１０５（Ｐａ）以上であり、特に好ましくは０．８×１０５（Ｐａ）以上であり、とりわけ好ましくは１．０×１０５（Ｐａ）以上である。一方、粘着剤層の耐久性を考慮すると、粘着剤層の２３℃における貯蔵弾性率は、好ましくは５．０×１０７（Ｐａ）以下であり、より好ましくは４．０×１０７（Ｐａ）以下であり、さらに好ましくは３．０×１０７（Ｐａ）以下であり、特に好ましくは２．０×１０７（Ｐａ）以下であり、とりわけ好ましくは１．０×１０７（Ｐａ）以下である。また例えば、粘着剤層の２３℃における貯蔵弾性率は、１．０×１０６（Ｐａ）以下であってもよい。このような粘着剤層は、外力に対する緩衝機能（クッション機能）を有し、多孔質層の破損を抑制し得る柔らかさを有する。貯蔵弾性率は、ＪＩＳ　Ｋ　７２４４－１「プラスチック－動的機械特性の試験方法」に記載の方法に準拠して、周波数１Ｈｚの条件で、－５０℃～１５０℃の範囲で昇温速度５℃／分で測定した際の、２３℃におけるにおける値を読み取ることにより求められる。
　粘着剤層を構成する粘着剤としては、上記のような特性を有する限りにおいて任意の適切な粘着剤が用いられ得る。粘着剤としては、代表的には、アクリル系粘着剤（アクリル系粘着剤組成物）が挙げられる。アクリル系粘着剤組成物は、代表的には、（メタ）アクリル系ポリマーを主成分（ベースポリマー）として含む。（メタ）アクリル系ポリマーは、粘着剤組成物の固形分中、例えば５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上の割合で粘着剤組成物に含有され得る。（メタ）アクリル系ポリマーは、モノマー単位としてアルキル（メタ）アクリレートを主成分として含有する。なお、（メタ）アクリレートはアクリレートおよび／またはメタクリレートをいう。アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基としては、例えば、１個～１８個の炭素原子を有する直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。当該アルキル基の平均炭素数は、好ましくは３個～９個である。（メタ）アクリル系ポリマーを構成するモノマーとしては、アルキル（メタ）アクリレート以外に、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマー、アミド基含有モノマー、芳香環含有（メタ）アクリレート、複素環含有（メタ）アクリレート等のコモノマーが挙げられる。コモノマーは、好ましくはヒドロキシル基含有モノマーおよび／または複素環含有（メタ）アクリレートであり、より好ましくはＮ－アクリロイルモルホリンである。アクリル系粘着剤組成物は、好ましくは、シランカップリング剤および／または架橋剤を含有し得る。シランカップリング剤としては、例えばエポキシ基含有シランカップリング剤が挙げられる。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤が挙げられる。このような粘着剤層またはアクリル系粘着剤組成物の詳細は、例えば特許第４１４０７３６号に記載されており、当該特許公報の記載は本明細書に参考として援用される。
　粘着剤層の厚みは、上記のとおり３μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以上であり、より好ましくは２５μｍ以上であり、さらに好ましくは３０μｍ以上であり、特に好ましくは４０μｍ以上である。粘着剤層の厚みがこのような範囲であれば、多孔質層の破損を良好に抑制することができ、結果として、光導波路および凹凸光学素子の光学特性を良好に維持するとともに、光漏れを良好に抑制することができる。粘着剤層の厚みが１５μｍ以上であれば上記効果が得られるので、厚みの上限に制限はない。ただし、薄型軽量化およびコストの観点から、粘着剤層の厚みは、例えば２００μｍ以下であってもよく、また例えば１５０μｍ以下であってもよく、また例えば１２０μｍ以下であってもよい。
Ｆ．保護層
　保護層５０の厚みは、好ましくは２０μｍ以上であり、より好ましくは２５μｍ以上であり、さらに好ましくは３０μｍ以上である。一方、保護層の厚みは、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１５０μｍ以下であり、さらに好ましくは１２０μｍ以下である。保護層の厚みがこのような範囲であれば、光学部材をＡＲグラス等に適用した場合に、優れた表面保護性能を付与するとともに、多孔質層の破損を抑制することができる。
　保護層５０のヤング率は、好ましくは２ＧＰａ以上であり、より好ましくは２．５ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは３ＧＰａ以上である。一方、保護層のヤング率は、好ましくは１０ＧＰａ以下であり、より好ましくは９ＧＰａ以下であり、さらに好ましくは８ＧＰａ以下である。保護層のヤング率がこのような範囲であれば、光学部材をＡＲグラス等に適用した場合に、優れた表面保護性能を付与するとともに、多孔質層の破損を抑制することができる。
　保護層５０は、任意の適切な樹脂フィルムで構成されている。樹脂フィルムの形成材料としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。なお、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、アクリル系樹脂および／またはメタクリル系樹脂をいう。
　保護層５０の透湿度は、好ましくは０．１ｇ／ｍ２／２４ｈｒ～１０００ｇ／ｍ２／２４ｈｒであり、より好ましくは０．５ｇ／ｍ２／２４ｈｒ～８００ｇ／ｍ２／２４ｈｒであり、さらに好ましくは１ｇ／ｍ２／２４ｈｒ～５００ｇ／ｍ２／２４ｈｒである。保護層の透湿度がこのような範囲であれば、多孔質層の破損をさらに抑制することができる。
Ｇ．ハードコート層
　ハードコート層６０は、好ましくはＨ以上、より好ましくは２Ｈ以上、さらに好ましくは３Ｈ以上の鉛筆硬度を有する。一方、ハードコート層の鉛筆硬度は、好ましくは６Ｈ以下であり、より好ましくは５Ｈ以下である。ハードコート層の鉛筆硬度がこのような範囲であれば、光学部材をＡＲグラス等に適用した場合に、優れた表面保護性能を付与するとともに、多孔質層の破損を抑制することができる。鉛筆硬度は、ＪＩＳ　Ｋ　５４００の「鉛筆硬度試験」に基づいて測定され得る。
　ハードコート層の厚みは、例えば０．５μｍ～３０μｍであってもよく、また例えば１μｍ～２０μｍであってもよく、また例えば２μｍ～１５μｍであってもよい。ハードコート層の厚みがこのような範囲であれば、光学部材をＡＲグラス等に適用した場合に、優れた表面保護性能を付与するとともに、多孔質層の破損を抑制することができる。
　ハードコート層は、上記のような特性を満足する限りにおいて、任意の適切な材料で構成され得る。ハードコート層は、例えば、熱硬化性樹脂または電離放射線（例えば、可視光、紫外線）硬化性樹脂の硬化層である。ハードコート層は、例えば、熱硬化性樹脂または電離放射線（例えば、可視光、紫外線）硬化型樹脂の硬化層であり得る。紫外線硬化型樹脂が好ましい。簡便な操作および高効率でハードコート層を形成することができるからである。紫外線硬化型樹脂の具体例としては、ポリエステル系、（メタ）アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系の紫外線硬化型樹脂が挙げられる。（メタ）アクリル系紫外線硬化型樹脂は、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートを包含する。紫外線硬化型樹脂には、紫外線硬化型のモノマー、オリゴマー、ポリマーが含まれ得る。好ましい紫外線硬化型樹脂としては、紫外線重合性の官能基を好ましくは２個以上、より好ましくは３～６個有するアクリル系のモノマー成分またはオリゴマー成分を含む樹脂組成物が挙げられる。代表的には、紫外線硬化型樹脂には、光重合開始剤が配合されている。
  ハードコート層は、任意の適切な方法により形成され得る。ハードコート層は、好ましくは、保護層上にハードコート層形成用樹脂組成物を塗工し、乾燥させ、乾燥した塗工膜に紫外線を照射して硬化させることにより形成され得る。
　ハードコート層の詳細は、例えば特開２０１１－２３７７８９号公報、特開２０１６－２２４４４３号公報に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。
Ｈ．反射防止層
　反射防止層７０の構成としては、任意の適切な構成が採用され得る。反射防止層の代表的な構成としては、（１）光学膜厚が１２０ｎｍ～１４０ｎｍである、屈折率１．３５～１．５５程度の低屈折率層の単一層；（２）光導波路側から順に中屈折率層と高屈折率層と低屈折率層とを有する積層体；（３）高屈折率層と低屈折率層との交互多層積層体；が挙げられる。
　低屈折率層を形成し得る材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）が挙げられる。低屈折率層の屈折率は、代表的には１．３５～１．５５程度である。高屈折率層を形成し得る材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ３またはＮｂ２Ｏ５）、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、ＺｒＯ２－ＴｉＯ２が挙げられる。高屈折率層の屈折率は、代表的には１．６０～２．２０程度である。中屈折率層を形成し得る材料としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、低屈折率層を形成し得る材料と高屈折率層を形成し得る材料との混合物（例えば、酸化チタンと酸化ケイ素との混合物）が挙げられる。中屈折率層の屈折率は、代表的には１．５０～１．８５程度である。低屈折率層、中屈折率層および高屈折率層の厚みは、反射防止層の層構造、所望の反射防止性能等に応じた適切な光学膜厚が実現されるように設定され得る。
　上記の反射防止層は、代表的にはドライプロセスにより形成される。ドライプロセスの具体例としては、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が挙げられる。ＰＶＤ法としては、真空蒸着法、反応性蒸着法、イオンビームアシスト法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が挙げられる。ＣＶＤ法としては、プラズマＣＶＤ法が挙げられる。好ましくは、スパッタリング法である。膜厚ムラの小さい、より均一な成膜が可能となるからである。
　上記の反射防止層の厚みは、例えば２０ｎｍ～３００ｎｍ程度である。
　反射防止層７０は、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化層であってもよい。電離放射線硬化性樹脂組成物は、電離放射線硬化性樹脂を含む。電離放射線硬化性樹脂としては、代表的には、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、光（可視光）硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂が挙げられる。例えば、電離放射線硬化性樹脂としては、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂が挙げられる。また例えば、電離放射線硬化性樹脂は、熱、光（紫外線等）または電子線等により硬化するアクリレート基および／またはメタクリレート基を有する硬化型化合物であり得る。具体例としては、多価アルコールのような多官能化合物のアクリレートおよび／またはメタクリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーが挙げられる。電離放射線硬化性樹脂は、単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。電離放射線硬化性樹脂組成物は、目的に応じて、反応性希釈剤、フッ素元素含有添加剤、中空粒子、および／または中実粒子をさらに含んでいてもよい。本実施形態の反射防止層は、代表的には、以下の製造方法により形成され得る：電離放射線硬化性樹脂組成物を希釈溶媒で希釈した反射防止層形成用塗工液を塗工する；塗工膜を乾燥する；および、乾燥した塗工膜を硬化させる。本実施形態の反射防止層の厚みは、例えば０．１μｍ～５０μｍであってもよく、また例えば０．３μｍ～４０μｍであってもよく、また例えば０．５μｍ～３０μｍであってもよく、また例えば１．０μｍ～２０μｍであってもよく、また例えば２．０μｍ～１０μｍであってもよい。
　以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各特性の測定方法は以下の通りである。また、特に明記しない限り、実施例における「％」および「部」は重量基準である。
（１）多孔質層の屈折率
　光導波路に多孔質層を形成した後に、５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズにカットし、これを粘着層を介してガラス板（厚み：３ｍｍ）の表面に貼合した。上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、該ガラス板の裏面で反射しないサンプルとした。エリプソメーター（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ　Ｊａｐａｎ社製：ＶＡＳＥ）に上記サンプルをセットし、５５０ｎｍの波長、入射角５０～８０度の条件で、屈折率を測定した。
（２）光導波路保護
（２－１）鉛筆硬度
　加重を５００ｇとしたこと以外はＪＩＳ　Ｋ　５４００の「鉛筆硬度試験」に基づいて測定した。
（２－２）画像の白ボケ
　実施例および比較例で得られた光学部材を介して所定の画像を入射および出射させ、出射画像を目視により観察した。観察画像を参考例１の光導波路単体からの出射画像と比較し、以下の基準で評価した。
　　　○（良好）：白っぽさは認められなかった
　　　×（不良）：白っぽさが認められた
（２－３）表面汚染耐性
　実施例および比較例で得られた光学部材の表面に０．１ｍｌの水滴を滴下した状態で、（２－２）と同様にして出射画像を目視により観察し、以下の基準で評価した。
　　　○（良好）：画像の乱れも光漏れも認められなかった
　　　×（不良）：画像の乱れおよび／または光漏れが認められた
［製造例１］多孔質層形成用塗工液の調製
（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、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重量％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分間の粉砕で行った。
　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、混合液Ｄは、粉砕物のゾル液Ｅとなった。ゾル液Ｅ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、０．７５ｇのゾル液Ｅ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重量％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を得た。
［製造例２］粘着剤層を構成する粘着剤の調製
　攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた４つ口フラスコに、ブチルアクリレート９０．７部、Ｎ－アクリロイルモルホリン６部、アクリル酸３部、２－ヒドロキシブチルアクリレート０．３部、重合開始剤として２，２’－アゾビスイソブチロニトリル０．１重量部を酢酸エチル１００ｇと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を５５℃付近に保って８時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分１００部に対して、イソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業社製のコロネートＬ，トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体）０．２部、ベンゾイルパーオキサイド（日本油脂社製のナイパーＢＭＴ）０．３部、γ－グリシドキシプロピルメトキシシラン（信越化学工業社製：ＫＢＭ－４０３）０．２部を配合したアクリル系粘着剤溶液を調製した。次いで、上記アクリル系粘着剤溶液を、シリコーン処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚さ：３８μｍ）の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが２０μｍになるように塗布し、１５０℃で３分間乾燥を行い、粘着剤層を形成した。得られた粘着剤の貯蔵弾性率は、１．０×１０５（Ｐａ）であった。
［実施例１］
　市販のＡＲグラス（Ｖｕｚｉｘ社製、製品名「Ｍ４０００」）から光導波路を取り出した。光導波路の厚みは１．０５ｍｍであった。さらに、光導波路には回折格子（凹凸光学素子）が形成されていた。この光導波路の両面に、製造例１で調製した多孔質層形成用塗工液を塗工した。塗工膜を、温度１００℃で１分処理して乾燥し、多孔質層（厚み１．２μｍ）を形成した。得られた多孔質層の空隙率は６０体積％であり、屈折率は１．１８であった。次に、それぞれの多孔質層表面に製造例２で形成した粘着剤層（厚み１０μｍ、貯蔵弾性率１．３×１０５Ｐａ）を転写した。さらに、それぞれの粘着剤層の表面に、保護層としてのＰＥＴフィルム（三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚み５０μｍ、弾性率４．０ＧＰａ）を積層した。このようにして、光学部材を作製した。得られた光学部材を上記評価に供した。結果を表１に示す。
［実施例２］
　それぞれの保護層としてＰＥＴフィルムの代わりにトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（厚み８０μｍ、弾性率３．０ＧＰａ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして光学部材を作製した。得られた光学部材を実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
［比較例１］
　粘着剤層および保護層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして光学部材を作製した。得られた光学部材を実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
［比較例２］
　多孔質層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして光学部材を作製した。得られた光学部材を実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
［参考例１］
　光導波路単体を光学部材として実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
［実施例３～７］
　粘着剤層の厚み、保護層の厚みおよび保護層のヤング率を表１のように変更したこと以外は実施例１と同様にして光学部材を作製した。得られた光学部材を実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなように、本発明の実施例によれば、表面の汚染を抑制し、白ボケおよび光漏れが抑制された出射画像を実現し得る光学部材が得られることがわかる。さらに、実施例の光学部材は総厚みが約１．２ｍｍであり、顕著な薄型化（結果として、顕著な軽量化）が実現されている。
　本発明の実施形態による光学部材は、ＡＲグラスおよびＨＭＤに好適に用いられ得る。
　１０　　　光導波路
　１０ａ　　第１主面
　１０ｂ　　第２主面
　２０ａ　　凹凸光学素子
　２０ｂ　　凹凸光学素子
　３０　　　多孔質層
　４０　　　粘着剤層
　５０　　　保護層
　６０　　　ハードコート層
　７０　　　反射防止層
１００　　　光学部材
１０１　　　光学部材
１０２　　　光学部材

Claims (11)

  1. 　第１主面および第２主面を有する光導波路と；
    　該第１主面および該第２主面の少なくとも１つの主面に設けられた、凹凸構造を有する光学素子と；
    　少なくとも該光導波路の該光学素子が設けられた主面に設けられた多孔質層と；
    　該多孔質層の該光導波路と反対側に設けられた、厚みが３μｍ以上である粘着剤層と；
    　を有する、光学部材。
  2. 　前記多孔質層の屈折率が１．２０以下である、請求項１に記載の光学部材。
  3. 　前記多孔質層の厚みが５μｍ以下である、請求項１または２に記載の光学部材。
  4. 　前記多孔質層のヘイズが５％未満である、請求項１から３のいずれかに記載の光学部材。
  5. 　前記粘着剤層の貯蔵弾性率が０．２×１０５（Ｐａ）以上である、請求項１から４のいずれかに記載の光学部材。
  6. 　前記粘着剤層の外側に、厚みが２０μｍ以上である樹脂フィルムで構成された保護層をさらに有する、請求項１から５のいずれかに記載の光学部材。
  7. 　前記保護層のヤング率が２ＧＰａ以上である、請求項６に記載の光学部材。
  8. 　前記保護層の外側にハードコート層をさらに有する、請求項６または７に記載の光学部材。
  9. 　前記ハードコート層の外側に反射防止層をさらに有する、請求項８に記載の光学部材。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の光学部材を含む、ＡＲグラス。
  11. 　請求項１から９のいずれかに記載の光学部材を含む、ヘッドマウントディスプレイ。
PCT/JP2023/007137 2022-02-28 2023-02-27 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ WO2023163185A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-029602 2022-02-28
JP2022029602 2022-02-28
JP2023027543A JP2023126175A (ja) 2022-02-28 2023-02-24 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ
JP2023-027543 2023-02-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023163185A1 true WO2023163185A1 (ja) 2023-08-31

Family

ID=87766250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/007137 WO2023163185A1 (ja) 2022-02-28 2023-02-27 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202344894A (ja)
WO (1) WO2023163185A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003243A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート、並びに光源装置及び表示装置
JP2010032719A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Sekisui Chem Co Ltd 光学シート及びバックライトユニット
JP2015084024A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 キヤノン株式会社 反射防止膜、光学素子および光学機器
JP2018163353A (ja) * 2014-02-21 2018-10-18 Ａｇｃ株式会社 導光用ガラス基板および映像表示装置
WO2019044501A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 富士フイルム株式会社 ヘッドマウントディスプレイ
JP2019195051A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
WO2020004131A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 日本電気硝子株式会社 ガラス基板積層体の製造方法、ガラス基板、ガラス基板積層体及びヘッドマウントディスプレイ
WO2020067328A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 三井化学株式会社 接着層付き機能性層、積層体およびその用途

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008003243A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート、並びに光源装置及び表示装置
JP2010032719A (ja) * 2008-07-28 2010-02-12 Sekisui Chem Co Ltd 光学シート及びバックライトユニット
JP2015084024A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 キヤノン株式会社 反射防止膜、光学素子および光学機器
JP2018163353A (ja) * 2014-02-21 2018-10-18 Ａｇｃ株式会社 導光用ガラス基板および映像表示装置
WO2019044501A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 富士フイルム株式会社 ヘッドマウントディスプレイ
JP2019195051A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
WO2020004131A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 日本電気硝子株式会社 ガラス基板積層体の製造方法、ガラス基板、ガラス基板積層体及びヘッドマウントディスプレイ
WO2020067328A1 (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 三井化学株式会社 接着層付き機能性層、積層体およびその用途

Also Published As

Publication number Publication date
TW202344894A (zh) 2023-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7293600B2 (ja) 積層フィルム及びそれを用いた偏光板
TWI534002B (zh) 光學積層體及光學積層體之製造方法
WO2020145373A1 (ja) 反射防止部材、並びに、これを備える偏光板、画像表示装置及び反射防止性物品
WO2019107036A1 (ja) ハードコートフィルム、光学積層体および画像表示装置
KR20110037841A (ko) 방현성 하드 코트 필름, 그것을 사용한 편광판 및 화상 표시 장치
JP2011081217A (ja) 防眩性ハードコートフィルム、それを用いた偏光板および画像表示装置、ならびに防眩性ハードコートフィルムの製造方法
JP2009080256A (ja) 防眩フィルム
JP5397589B2 (ja) 積層体
JP7343023B1 (ja) 光学フィルム、並びに、前記光学フィルムを用いた偏光板、表面板、画像表示パネル及び画像表示装置、並びに、前記光学フィルムの製造方法、並びに、光学フィルムの選定方法
WO2023163185A1 (ja) 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ
WO2022064782A1 (ja) 光学積層体
JP2023126175A (ja) 光学部材ならびに該光学部材を用いたａｒグラスおよびヘッドマウントディスプレイ
WO2018212350A1 (ja) 光回折フィルム及びウェアラブルディスプレイ装置
WO2023162528A1 (ja) 積層フィルム
JP7343024B1 (ja) 光学フィルム、並びに、前記光学フィルムを用いた偏光板、表面板、画像表示パネル及び画像表示装置、並びに、前記光学フィルムの製造方法、並びに、光学フィルムの選定方法、並びに、指紋拭き取り性の評価方法
JP7425857B2 (ja) 光学部材ならびに該光学部材を用いたバックライトユニットおよび画像表示装置
WO2023181709A1 (ja) 光学積層体
WO2023210622A1 (ja) 光学フィルム、画像表示パネル及び画像表示装置
JP7515646B1 (ja) 反射防止フィルムおよび画像表示装置
WO2024070996A1 (ja) 光学フィルム、並びに、前記光学フィルムを用いた偏光板、表面板、画像表示パネル及び画像表示装置、並びに、前記光学フィルムの製造方法、並びに、光学フィルムの選定方法、並びに、指紋拭き取り性の評価方法
WO2023210621A1 (ja) 光学フィルム、画像表示パネル及び画像表示装置
WO2023189089A1 (ja) 光学積層体および光学積層体の製造方法
WO2023189556A1 (ja) 光学積層体、光学積層体の製造方法、光学部材、および、光学部材の製造方法
JP2008292987A (ja) 光学積層体
JP2024028673A (ja) 防眩フィルム、並びに、それを用いた偏光板、表面板、画像表示パネル及び画像表示装置

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: 23760183

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1