WO2023189633A1 - 光学部材および光学素子 - Google Patents

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WO2023189633A1
WO2023189633A1 PCT/JP2023/010203 JP2023010203W WO2023189633A1 WO 2023189633 A1 WO2023189633 A1 WO 2023189633A1 JP 2023010203 W JP2023010203 W JP 2023010203W WO 2023189633 A1 WO2023189633 A1 WO 2023189633A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
region
optical member
light
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/010203
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English (en)
French (fr)
Inventor
建次郎 竿本
直之 松尾
Original Assignee
日東電工株式会社
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Publication date
Application filed by 日東電工株式会社 filed Critical 日東電工株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings

Definitions

  • the present invention relates to optical members and optical elements.
  • a known method for extracting light from a light guide layer is to utilize a light extraction layer having two regions with different refractive indexes.
  • Such a light extraction layer is disclosed, for example, in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 discloses that after a nanovoided polymer material is applied on a substrate in a predetermined pattern by a printing method, an area where the nanovoided polymer material is not present is covered with an adhesive having a refractive index higher than that of the nanovoided polymer material.
  • a method is disclosed for forming a light extraction layer including a low refractive index region and a high refractive index region by filling with an agent or the like.
  • the light extraction layer in Patent Document 1 may be referred to as an "optical coupling layer.” Further, “extracting light” in Patent Document 1 may be referred to as “taking out light” or “combining light.”
  • the light that is emitted from the light source and enters the light guide layer from the end face of the light guide layer can be extracted by the light extraction layer.
  • the amount of light (brightness) extracted may be required to be uniform regardless of the distance from the light source.
  • Embodiments of the present invention aim to provide an optical member having a light extraction layer that can extract light more uniformly.
  • the area ratio P of the second region in the first layer changes from one side to the other side within the layer plane of the first layer.
  • the slope angle of the interface between the first region and the second region with respect to the layer normal direction of the first layer is 0° or more and 60° or less. optical components.
  • an optical member having a light extraction layer that can extract light more uniformly.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optical element 100 having an optical member 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of a first region 12 and a second region 14 in a first layer 10 of the optical member 1 (optical element 100). 7 is a plan view showing another example of the arrangement of the first region 12 and the second region 14 in the first layer 10.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another optical element 200 having an optical member 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the optical member 1.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a shaped film 72.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a shaped film 72, showing a cross section taken along line 5B-5B' in FIG. 5A.
  • 3 is a cross-sectional view schematically showing optical members 801 of Comparative Examples 1 to 3.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing an optical member 801.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing an optical member 801.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an optical element 800 having an optical member 801.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing wetting and spreading of coating liquid CL that occurs when using a gravure printing method.
  • This is an optical microscope image of an optical member 801 having a first layer 810 formed with a designed aperture ratio of 25% using a gravure printing method.
  • 1 is an optical microscope image of an optical member 1 having a first layer 10 formed with a designed aperture ratio of 30% using a laser lift-off method.
  • FIG. 1 is an optical microscope image of an optical member 1 having a first layer 10 formed with a designed aperture ratio of 1% using a laser lift-off method.
  • This is a cross-sectional SEM image of Comparative Example 1, showing the vicinity of the side surface of the first region 812.
  • This is a cross-sectional SEM image of Example 3, showing the vicinity of the side surface of the first region 12.
  • 14 is a cross-sectional SEM image of Example 3, which is an enlarged portion of FIG. 14.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the definition of the slope angle ⁇ of the side surface 12s of the first region 12.
  • 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 extract light propagating through the light guide layer to an optical member disposed in contact with the main surface of the light guide layer. can lead.
  • the act of guiding the light propagating through the light guide layer to an optical member disposed in contact with the main surface of the light guide layer is called optical coupling, and the layer that acts in this manner is called an optical coupling layer.
  • the optical member described below is suitably used, for example, as an optical coupling layer included in the light guide member described in International Publication No. 2022/025067.
  • an optical coupling layer may be provided between the light guiding layer and the direction changing layer.
  • the direction conversion layer has, for example, a plurality of internal spaces that form an interface that directs light toward the main surface of the direction conversion layer by total internal reflection.
  • a direction conversion layer having such an internal space may be, for example, a light distribution structure disclosed in International Publication No. 2019/087118.
  • a well-known prism sheet may be sufficient as a direction conversion layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optical element 100 having an optical member 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the optical element 100 includes an optical member 1 and a light guide layer 50, as shown in FIG.
  • the optical member 1 includes a first layer 10, a second layer 20 and a third layer 30 that face each other with the first layer 10 interposed therebetween, and a first layer 10, a second layer 20, and a third layer 30. It has a base material layer 40 that supports the layer 30 of.
  • the second layer 20 and the third layer 30 are each adjacent to the first layer 10 in the layer normal direction, and the third layer 30 is adjacent to the second layer 20 with respect to the first layer 10. It is located on the opposite side.
  • Each of the second layer 20 and the third layer 30 is an adhesive layer having adhesive properties.
  • the second layer 20 may be referred to as a "first adhesive layer” and the third layer 30 may be referred to as a "second adhesive layer.”
  • the first adhesive layer 20 is provided between the first layer 10 and the light guide layer 50
  • the second adhesive layer 30 is provided between the first layer 10 and the base material. It is provided between the layer 40.
  • the first layer 10 includes a first region 12 that has a porous structure and a second region 14 that does not have a porous structure.
  • the second region 14 is filled with adhesive. More specifically, second region 14 includes the same material as first adhesive layer 20 and/or the same material as second adhesive layer 30. Further, the second region 14 includes a plurality of discretely arranged island regions 14a. The equivalent diameter of each of the plurality of island regions 14a is 1000 ⁇ m or less, as will be described later with reference to an embodiment.
  • the refractive index of the first region 12 is n 1
  • the refractive index of the second region 14 is n 2
  • the refractive index of the second layer (first adhesive layer) 20 is n 3 , n 1 ⁇ n 2 , and n 1 ⁇ n 3 .
  • the refractive index n 1 of the first region 12 is, for example, 1.30 or less.
  • the refractive index n 2 of the second region 14 and the refractive index n 3 of the first adhesive layer 20 are each, for example, 1.43 or more.
  • the refractive index of the third layer (second adhesive layer) 30 is n 4 , n 1 ⁇ n 4 .
  • the refractive index n 2 of the second region 14, the refractive index n 3 of the first adhesive layer 20 and the refractive index n 4 of the second adhesive layer 30 may be substantially the same.
  • the first region 12 having a porous structure may be formed of porous silica, for example.
  • the porosity of the porous silica material is more than 0% and less than 100%.
  • the porosity of the porous silica material 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, but from the viewpoint of strength, it is preferably 95% or less, more preferably 85% or less.
  • the refractive index of silica (the matrix portion of the porous silica material) is, for example, 1.41 or more and 1.43 or less.
  • adheresive is used to include pressure-sensitive adhesives (also referred to as adhesives).
  • adhesives for forming each of the second region 14, first adhesive layer 20, and second adhesive layer 30 include rubber adhesive, acrylic adhesive, silicone adhesive, and epoxy adhesive.
  • examples include cellulose-based adhesives, cellulose-based adhesives, and polyester-based adhesives. These adhesives may be used alone or in combination of two or more.
  • the first layer 10 that functions as a light coupling layer (light extraction layer) is obtained.
  • the optical coupling layer is disposed between two optical layers, for example between a light guide layer and a redirection layer, and guides a portion of the light propagating through the light guide layer to the redirection layer.
  • the direction changing layer has, for example, an interface (or surface) that provides a component in the layer normal direction to the propagating light.
  • the direction changing layer may be a prism sheet, for example.
  • the optical element 100 having the above-described configuration functions as follows.
  • each layer of the optical element 100 has a main surface parallel to the XY plane.
  • the light emitted from the light source LS toward the light-receiving end surface (not shown) of the light guide layer 50 propagates in the Y direction within the light guide layer 50 (waveguide light L P ).
  • a part of the light that has entered the light guide layer 50 is optically coupled (taken out) to the base material layer 40 by the first layer 10, second layer 20, and third layer 30, and is transmitted in the Z direction.
  • the light is emitted (emitted 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 light LP propagating within the light guide layer 50 the light that is incident on the interface between the second layer 20 and the first region 12 of the first layer 10 is totally internally reflected.
  • the light incident on the interface between the second layer 20 and the second region 14 of the first layer 10 is not totally internally reflected.
  • the light passes through the third layer 30 and the base material layer 40 and is emitted from the optical element 100.
  • the arrangement of the first region 12 and the second region 14 of the first layer 10 in the layer plane 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.
  • FIG. 2A is a diagram showing an example of the arrangement of the first region 12 and the second region 14 in the first layer 10.
  • a plurality of circular island regions 14a are discretely arranged in the first layer 10.
  • the diameter of the island region 14a is, for example, 1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the pitch Px of the island-like regions 14a adjacent in the X direction and the pitch Py of the island-like regions 14a adjacent in the Y direction are each independently, for example, 2 ⁇ m or more and 5000 ⁇ m or less.
  • the pitches Px and Py are distances between the centers (area centers of gravity) of island-like regions 14a adjacent in the X direction and the Y direction, respectively.
  • FIG. 2B is a diagram showing another example of the arrangement of the first region 12 and the second region 14 in the first layer 10. Also in the example shown in FIG. 2B, a plurality of circular island regions 14a are arranged discretely. In the example shown in FIG. 2B, the pitch Py of the plurality of island regions 14a decreases along the Y direction (from the left side to the right side in the figure). In other words, the arrangement density of the plurality of island regions 14a increases along the Y direction. In other words, in the example shown in FIG. 2B, the area ratio P of the second region 14 in the first layer 10 increases along the Y direction. This is because light that enters the light guide layer from a light source (not shown) placed on the left side in FIG.
  • the area ratio P of the second region 14 in the first layer 10 may be referred to as the "aperture ratio" of the first layer 10.
  • the arrangement of the first region 12 and second region 14 in the first layer 10 can be modified in various ways.
  • the shape of the island-like region 14a is not limited to the illustrated circular shape, but may be various shapes.
  • the shape and dimensions of the island region 14a and the aperture ratio P of the first layer 10 may be changed as appropriate depending on the purpose and use of the optical member 1 (optical element 100).
  • the individual long diameters of the island-like regions 14a are preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the diameter of the circle is 200 ⁇ m or less.
  • the island-like region 14a can be visually recognized in applications where a device including the optical member 1 is observed at a relatively close distance, such as a mobile display or a small signage. can be suppressed.
  • the dimensions of the island-like region 14a can be evaluated, for example, by the equivalent diameter of an ellipse with equal circumference (the diameter of a circle with a circumference equal to the circumference of the island-like region 14a). . Therefore, it can be said that the equivalent diameter of the isoperipheral ellipse of the island region 14a is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less.
  • optical member and the optical element having the same
  • FIG. 3 shows another optical element 200 having the optical member 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the optical element 200 shown in FIG. 3 differs from the optical element 100 shown in FIG. 1 in that it further includes a light distribution control structure having a plurality of internal spaces IS.
  • the light distribution control structure having a plurality of internal spaces IS is formed on the direction changing layer 70 provided on the base layer 40.
  • the direction conversion layer 70 is composed of a shaped film 72 having a main surface having a plurality of recesses 74, and an adhesive layer 76 disposed between the shaped film 72 and the base layer 40.
  • the plurality of internal spaces IS of the light distribution control structure are defined by the plurality of recesses 74 of the shaping film 72 and the adhesive layer 76, and reflect part of the light propagating within the base material layer 40 by total internal reflection (TIR). This forms an interface facing the light exit surface.
  • TIR total internal reflection
  • the first layer 10 since the size (diameter equivalent to an equiperipheral ellipse) of the island-like region 14a of the first layer 10 is 1000 ⁇ m or less, the first layer 10 has an opening. It is easy to include a portion where the ratio P is low, thereby improving the uniformity of the light extracted.
  • the method disclosed in Patent Document 1 it is difficult to form a high refractive region with a small size, and as will be described later with a comparative example, the area ratio of the high refractive region in the light extraction layer ( It is difficult to lower the aperture ratio.
  • the light extraction layer in order to make the amount of light (brightness) uniform regardless of the distance from the light source, the light extraction layer needs to include a portion with a relatively low aperture ratio. However, it is difficult to obtain such a light extraction layer using the method disclosed in Patent Document 1.
  • optical member 1 [Method for manufacturing optical members]
  • the optical member 1 according to the embodiment of the present invention can be suitably manufactured by the manufacturing method described below.
  • a preferred manufacturing method for the optical member 1 includes a step A of preparing a porous layer supported by a base material, and a step of removing a part of the porous layer by irradiating the porous layer with laser light.
  • Step B in which some regions to be removed include a plurality of discrete island-like regions; and
  • Step C in which a first adhesive layer is placed on the porous layer after step B. includes.
  • the size of the island region 14a is sufficiently small, and the first layer 10 is a light coupling layer (light extraction layer) including a portion with a sufficiently low aperture ratio P.
  • a preferred manufacturing method for the optical member 1 includes, after step C, step D of peeling off the base material from the porous layer, and after step D, applying a second adhesive to the side of the porous layer opposite to the first adhesive layer.
  • the method may further include a step E of arranging an agent layer.
  • a layer (porous layer) 10P having a porous structure and supported by a base material 40T is prepared.
  • the porous layer 10P is formed on the base material 40T.
  • the base material 40T may be a film made of resin.
  • PI polyimide
  • PET black polyethylene terephthalate
  • the porous layer 10P can be formed, for example, by a method illustrated later.
  • the release layer 2 is provided on the base material 40T, and the porous layer 10P is formed on the release layer 2.
  • the peeling layer 2 is formed from a material (for example, a cycloolefin polymer) that has high peelability with respect to the porous layer 10P.
  • the peeling layer 2 may be provided with laser light absorption properties. Note that the release layer 2 may be omitted. If the peeling layer 2 is provided, the transfer of the porous layer 10P (step shown in FIG. 4E), which will be described later, can be performed more easily.
  • a part of the porous layer 10P is removed (peeled off) by irradiating the porous layer 10P with a laser beam LB. That is, in this step, the porous layer 10P is partially removed by the laser lift-off method. At this time, some of the areas to be removed include a plurality of discrete island areas 10a.
  • Ultraviolet laser light can be suitably used as the laser light LB.
  • Laser light other than ultraviolet laser light for example, infrared laser light
  • the wavelength range of the ultraviolet laser beam is preferably from 150 nm to 380 nm, more preferably from 190 nm to 360 nm.
  • laser light with wavelengths of 193 nm, 248 nm, 308 nm, and 351 nm can be obtained from an ArF excimer laser light source, a KrF excimer laser light source, a XeCL excimer laser light source, and a XeF excimer laser light source, respectively.
  • the amount of light irradiation required to remove the porous layer 10P can be appropriately set by adjusting the intensity of the irradiated light, the irradiation time, etc. Furthermore, by appropriately setting the light absorption coefficient of the base material 40T according to the wavelength range of the laser beam LB used, the porous layer 10P can be suitably removed. Specifically, it is preferable that the light absorption coefficient of the base material 40T for the laser beam LB used is 500 cm ⁇ 1 or more. For example, when an ultraviolet laser beam with a wavelength of 355 nm is used as the laser beam LB, the light absorption coefficient of the base material 40T for light with a wavelength of 355 nm is preferably 500 cm -1 or more.
  • the light intensity distribution of the laser light (beam) LB is, for example, a Gaussian type or a top hat type.
  • the light intensity distribution of the laser beam LB is top-hat type, it is easy to make the energy given by the irradiation of the laser beam LB uniform within the irradiation area.
  • the beam shape may be circular or rectangular.
  • the light may be focused using a focusing optical system such as an objective lens.
  • the focal diameter spot diameter
  • the focal diameter is, for example, preferably in the range of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and more preferably in the range of 20 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less.
  • a pulsed laser From the viewpoint of pattern formation in a short time, it is preferable to use a pulsed laser, and it is preferable to use a laser having a pulse width on the order of nanoseconds to microseconds.
  • the repetition frequency of the pulsed laser beam is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, the higher the repetition frequency, the better, and it can be adjusted as appropriate in the range of 10 kHz to 5000 kHz.
  • Types of laser oscillators that meet the above requirements include, in addition to excimer lasers, YAG lasers, YLF lasers, YVO4 lasers, fiber lasers, semiconductor lasers, and the like.
  • the irradiation conditions of the laser beam LB can be set to any appropriate conditions, it is preferable that the energy density is, for example, 0.1 J/cm 2 or more and 5 J/cm 2 or less.
  • a galvano scanner a polygon scanner, or a scanner unit that is a combination thereof.
  • a scanner unit By using such a scanner unit, it is possible to form a pattern at a scanning speed of 0.01 m/sec to 170 m/sec in the scanning direction of the laser beam.
  • the pitch of the pattern can be arbitrarily set by adjusting the repetition frequency of the laser pulse according to the scanning speed, and can be set, for example, in the range of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the pattern pitch in the direction perpendicular to the scanning direction can be adjusted as appropriate by controlling the relative positional relationship between the scanner unit and the irradiated object.
  • Such control is achieved by using a precision stage with a drive shaft, for example, by suctioning and fixing a sheet of irradiated object to the stage surface and irradiating it with laser light while feeding it at regular intervals in a direction perpendicular to the scanning direction.
  • a pattern can be formed at a desired pitch.
  • a scanner unit may be used to form a pattern while a long rolled original fabric is being transported intermittently or continuously using a roll-to-roll transport method.
  • the first adhesive layer 20 is placed on the porous layer 10P. Specifically, the first adhesive layer 20 formed on the release sheet 61 is attached onto the porous layer 10P.
  • the base material 40T is peeled off from the porous layer 10P.
  • the release layer 2 is formed on the base material 40T, so the base material 40T and the release layer 2 are peeled off from the porous layer 10P.
  • the second adhesive layer 30 is placed on the opposite side of the porous layer 10P to the first adhesive layer 20.
  • the second adhesive layer 30 formed on the release sheet 62 is pasted onto the first layer 10.
  • the region where the porous layer 10P remains becomes the first region 12.
  • the adhesive may enter the plurality of island-like regions 10a from which the porous layer 10P has been removed from the first adhesive layer 20 in the step shown in FIG. 4C, and/or By entering the adhesive from the second adhesive layer 30, each island region 10a becomes a second region 14 (island region 14a). In this way, a first layer 10 comprising a first region 12 and a second region 14 is obtained.
  • porous layer 10P there is a space between the porous layer 10P and the first adhesive layer 20 and/or between the porous layer 10P and the second adhesive layer 30 to prevent the adhesive component from penetrating into the porous layer 10P.
  • the optical member 1 is obtained by peeling off the release sheet 62 and pasting the base material layer 40 on the second adhesive layer 30. Moreover, after that, the optical element 100 is obtained by peeling off the release sheet 61 and pasting the light guide layer 50 on the first adhesive layer 20.
  • the base material 40T is peeled off from the porous layer 10P (in other words, the porous layer 10P is transferred from the base material 40T to the laminate of the release sheet 61 and the first adhesive layer 20)
  • the base material 40T may not be peeled off from the porous layer 10P (that is, the base material 40T may not function as a transfer base material), and the base material 40T may function as a part of the optical member (optical element).
  • the plurality of island regions 10a may be completely filled with the adhesive entering from the first adhesive layer 20.
  • the second adhesive layer 30 may be laminated on the opposite side of the base material 40T to the porous layer 10P.
  • the above-mentioned manufacturing method includes the step D of peeling off the base material 40T from the porous layer 10P, compared to the case where the base material 40T is not peeled off from the porous layer 10P, the optical member is reduced by the amount of the base material 40T remaining. (optical element) thickness can be reduced.
  • the size of the island-shaped region 14a is sufficiently small, and the first layer 10 includes a portion with a sufficiently low aperture ratio P.
  • An optical member 1 having a layer (light extraction layer) can be manufactured. The results of verifying this will be explained below by showing Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3.
  • Example 1 (1) Preparation of base material and formation of release layer A 50 ⁇ m thick black PET film (Lumirror X30 manufactured by Toray Industries, Inc.) was prepared as the base material 40T, and release layer 2 was formed thereon as follows.
  • base material 40T 50 ⁇ m thick black PET film (Lumirror X30 manufactured by Toray Industries, Inc.) was prepared as the base material 40T, and release layer 2 was formed thereon as follows.
  • the coating solution for forming release layer 2 (coating solution for forming release layer) was adjusted by adding cycloolefin polymer (COP) (ZEONEX F52R manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) to 8% by mass in ethylcyclohexane. The mixture was stirred and mixed using a stirrer at room temperature until the COP was visually dissolved. Further, one side of the black PET film was subjected to corona treatment (discharge level: 0.22 W/cm 2 ) for the purpose of suppressing the repelling of the coating liquid for forming a release layer. A coating solution for forming a release layer was applied to the corona-treated surface of the black PET film, and then dried at 120° C. for 3 minutes to form a release layer 2 with a thickness of 800 nm.
  • COP cycloolefin polymer
  • a homogenizer manufactured by SMT Corporation: trade name UH-50 was used, and 1.85 g of the gel-like compound in the mixture D and 1.15 g of IPA were weighed into a 5 cc screw bottle. After that, pulverization was performed for 2 minutes at 50 W and 20 kHz.
  • the gel-like silicon compound in the mixture D was pulverized, so that the mixture D' became a sol of the pulverized product.
  • the volume average particle size which indicates the particle size variation of the pulverized material contained in the mixed liquid D', was confirmed using a dynamic light scattering type Nanotrack particle size analyzer (model UPA-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and it was found to be 0.50 to 0. It was .70.
  • 0.062 g of a 1.5% by mass MEK (methyl ethyl ketone) solution of a photobase generator (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.: trade name WPBG266) was added.
  • the coating liquid for forming a porous layer contains a porous silica material containing silsesquioxane as a basic structure.
  • a coating film was formed by applying a coating liquid for forming a porous layer onto the release layer 2 so that the thickness of the coating film after drying was 700 nm.
  • the coated film was allowed to stand for 1 minute, and then dried at 100° C. for 2 minutes.
  • the coated film after drying was irradiated with UV light at a light dose (energy) of 300 mJ/cm 2 using light with a wavelength of 360 nm, and a peeling layer 2 and a porous layer 10P (silica microporous particles were placed on the black PET film)
  • a laminate was obtained in which a porous silica material was formed by chemical bonding.
  • the refractive index of the porous layer 10P was 1.15.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 150 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: 1 shot
  • optical element having the same configuration as the optical element 200 shown in FIG. 3 was fabricated.
  • the second layer (first adhesive layer) 20 and the third layer (second adhesive layer) 30 were formed using an acrylic adhesive to have a thickness of 10 ⁇ m.
  • the base material layer 40 a film made of acrylic resin is used, and the adhesive layer 76 (adhesive layer that adheres the base material layer 40 and the shaping film 72) constituting the direction conversion layer 70 is made of polyester. It was formed using adhesive.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (100 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 34.9%.
  • an uneven shaped film was produced according to the method described in Japanese Patent Publication No. 2013-524288. Specifically, the surface of a polymethyl methacrylate (PMMA) film was coated with lacquer (Fine Cure RM-64 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), an optical pattern was embossed on the surface of the film containing the lacquer, and then the lacquer was applied. A textured film was produced by curing the film. The total thickness of the textured film was 130 ⁇ m, and the haze value was 0.8%.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • lacquer Feine Cure RM-64 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.
  • FIG. 5A and FIG. 5B show a part of the manufactured concavo-convex shaped film 72.
  • FIG. 5A is a plan view of the uneven forming film 72 viewed from the main surface (uneven surface) side having a plurality of recesses 74
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line 5B-5B' in FIG. 5A. It is.
  • the arrangement interval E of the plurality of recesses 74 in the X direction was 155 ⁇ m
  • the arrangement interval D in the Y direction was 100 ⁇ m.
  • the cross section of each recess 74 was triangular, and the length L of each recess 74 was 80 ⁇ m, the width W was 14 ⁇ m, and the depth H was 10 ⁇ m.
  • the density of the recesses 74 on the surface of the unevenly shaped film 72 was 3612 pieces/cm 2 .
  • the angles ⁇ a and ⁇ b in FIG. 5B were both 41°, and the occupied area ratio of the recesses 74 was 4.05% when the uneven-formed film 72 was viewed from the uneven surface side.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 1000 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: 1 shot
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (100 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 0.79%.
  • Example 3 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 130 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: 1 shot
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (100 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 46.5%.
  • Example 4 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 200 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: 1 shot
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (100 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 19.6%.
  • Example 5 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • “Spiral” described in the "Processing” column refers to irradiating the laser beam multiple times by moving the laser beam irradiation position in a circle in order to form an island-like area with the designed pattern diameter. It means.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 5000 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: Spiral (scan at 600mm/s)
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (1000 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 3.14%.
  • Example 6 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 80 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 5000 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.913W
  • Pulse energy 73 ⁇ J Processing: Spiral (scan at 600mm/s)
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (500 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 0.79%.
  • Example 7 In the same manner as in Example 1, a laminate in which a release layer 2 and a porous layer 10P were formed on a base material 40T was obtained. The obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Talon355-20 manufactured by Spectra-Physics Wavelength: 355nm
  • Scanner ScanLab intelliScan14 (galvano scanner)
  • Beam intensity distribution Gaussian Focusing spot size: ⁇ 40 ⁇ m
  • Repetition frequency 12.5kHz
  • Pattern pitch 200 ⁇ m (pattern arrangement is square grid)
  • Pattern processing area ⁇ 10mm
  • Power 0.5W Pulse energy: 40 ⁇ J Processing: 1 shot
  • An optical element was produced in the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (50 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 4.91%.
  • Example 8 An acrylic resin film with a thickness of 30 ⁇ m was prepared as the base material 40T, and a porous layer 10P was formed thereon in the same manner as in Example 1 without forming the release layer 2.
  • the obtained laminate was irradiated with ultraviolet laser light under the following conditions to remove some regions (a plurality of island-like regions) of the porous layer 10P.
  • Laser oscillator Excimer laser manufactured by Mlase Wavelength: 193nm
  • Scanner Fixed laser to control XY stage Beam intensity distribution: Top hat Focused spot size: ⁇ 100 ⁇ m Repetition frequency: 0.1kHz Pattern pitch: 150 ⁇ m (pattern arrangement is square grid) Pattern processing area: ⁇ 10mm Power: 0.0012W Pulse energy: 12 ⁇ J
  • An optical element was produced in substantially the same manner as in Example 1 using the laminate in which the porous layer 10P was partially removed as described above. However, the base material 40T was not peeled off from the porous layer 10P, and the base material 40T was used as the base material layer 40.
  • the third layer (second adhesive layer) 30 is omitted.
  • the island region 14a of the first layer 10 was approximately circular (100 ⁇ m in diameter).
  • the aperture ratio P (actually measured value) was 34.9%.
  • the optical member 801 has a first layer 810 and a second layer 820 adjacent to the first layer 810 in the layer normal direction.
  • the first layer 810 includes a first region 812 that has a porous structure and a second region 814 that does not have a porous structure and is filled with adhesive and functions as a light extraction layer. do.
  • the second layer 820 is an adhesive layer having adhesive properties.
  • the optical member 801 further includes a base layer 840 that supports the first layer 810 and a release sheet 861 disposed on the opposite side of the second layer 820 from the first layer 810.
  • the optical member 801 When producing the optical member 801, first, a material having a porous structure is applied on the base layer 840 in a predetermined pattern using a gravure printing method, thereby forming the first region 812 of the first layer 810. A laminate (first laminate) 801A as shown in FIG. 7A is obtained. Separately, a laminate (second laminate) 801B in which a second layer (adhesive layer) 820 and a release sheet 861 are laminated is prepared as shown in FIG. 7B. Thereafter, the optical member 801 is obtained by overlapping the first laminate 801A and the second laminate 801B. At this time, by filling the adhesive from the second layer 820 into the region to which the material having a porous structure is not applied (the region where the first region 812 is not formed), the first layer 810 A second region 814 is formed.
  • a coating liquid for forming a porous layer (first region 812 of first layer 810) was prepared.
  • the viscosity of the obtained coating liquid was 0.5 Pa ⁇ s (angular frequency 0.63 rad/s).
  • As the base material layer 840 an acrylic resin film with a thickness of 30 ⁇ m was prepared, and this coating liquid was applied thereon in a predetermined pattern by a gravure printing method.
  • the gravure roll used was an iron roll with a diameter of 120 mm and a width of 100 mm, the surface of which was plated with Cr.
  • the plate-making pattern for the gravure roll has a circular cell diameter of 50 ⁇ m, a cell depth of 20 ⁇ m, a cell pitch of 150 ⁇ m, and a design value of the aperture ratio (area ratio of the second region 814 in the first layer 810).
  • the sample with which the ratio was 91% was used.
  • Printing was performed at a printing speed of 15 m/min and an impression cylinder nip pressure of 0.8 MPa.
  • optical member 801 was produced using the obtained first laminate 801A.
  • a release-treated PET film is used as the release sheet 861 of the second laminate 801B, and the second layer (adhesive layer) 820 is formed using an acrylic adhesive to have a thickness of 10 ⁇ m. did.
  • an optical element 800 shown in FIG. 8 was manufactured.
  • the release sheet 861 of the optical member 801 is peeled off and the light guide layer 850 is attached to the second layer 820, and a plurality of internal spaces IS are formed on the opposite side of the base layer 840 from the first layer 810.
  • the shaping film 872 was attached to the base material layer 840 via the adhesive layer 876).
  • the adhesive layer 876 was formed using a polyester adhesive.
  • a shaped film 872 having a plurality of recesses 874 was manufactured in the same manner as the shaped film 72 used in Example 1.
  • the first region 812 of the first layer 810 included a plurality of discretely formed island regions, and each island region was approximately circular (105 ⁇ m in diameter).
  • the second region 814 of the first layer 810 had a continuous grid shape (the size of the island region could not be defined).
  • the measured value of the area ratio (opening ratio) occupied by the second region 814 in the first layer 810 was 62.0%.
  • An optical element 800 was manufactured in substantially the same manner as Comparative Example 1. However, the cell pitch of the plate-making pattern on the gravure roll was 100 ⁇ m, and the design value of the aperture ratio was 80%. In the obtained optical element 800, the first region 812 in the first layer 810 was formed in a solid shape, and the second region 814 was almost absent.
  • An optical element 800 was manufactured in substantially the same manner as Comparative Example 1. However, the coating solution for forming a porous layer is dried in an oven at 60°C to remove a portion of the solvent, and the viscosity of the coating solution is reduced to 2.0 Pa ⁇ s (angular frequency 0.63 rad/s). ). Since the viscosity of the coating liquid was high, it was not possible to successfully form the first region 812 by gravure printing.
  • Table 1 shows whether or not pattern formation is possible, the size of the island-like region 14a of the second region 14 (here, the diameter since the island-like region 14a is approximately circular) and The actual measured value of the aperture ratio P is shown.
  • Comparative Example 1 Although pattern formation itself was possible, the measured aperture ratio (62%) was significantly lower than the designed aperture ratio (91%). Furthermore, in Comparative Example 2, which had a smaller designed aperture ratio (80%) than Comparative Example 1, pattern formation was not possible.
  • the difficulty in pattern formation using the gravure printing method is due to the wetting and spreading of the coating liquid, as will be explained later. Therefore, by increasing the viscosity of the coating liquid, the design aperture ratio can be reduced from the actual measured aperture ratio.
  • Comparative Example 3 in which the viscosity of the coating liquid was higher than that in Comparative Example 1, printing itself could not be performed suitably.
  • the size of the island region 14a can be made sufficiently small, and the aperture ratio P of the first layer 10 can be made sufficiently low. was confirmed.
  • the reason why the measured aperture ratio becomes significantly lower than the designed aperture ratio or the pattern formation becomes difficult is surmised as follows.
  • the coating liquid CL when used in the gravure printing method, as shown in the upper part of FIG. 9, when the coating liquid CL is applied in a predetermined pattern onto the base layer 840 with the gravure roll GR, the coating liquid CL spreads by wetting. . Therefore, as shown on the lower left side of FIG. 9, the interval between adjacent first regions 812 becomes shorter (that is, the area that becomes the second region 814 becomes smaller), or as shown on the lower right side of FIG. The pattern may disappear in consecutive areas 812 of 1.
  • FIG. 10 is an optical microscope image of an optical member 801 having a first layer 810 formed with a designed aperture ratio of 25% using a gravure printing method. It can be seen from FIG. 10 that the first region 812 is formed in a solid manner, and the pattern has disappeared.
  • FIGS. 11 and 12 are optical microscope images of the optical member 1 having the first layer 10 formed using the laser lift-off method with a designed aperture ratio of 30% and 1%. It can be seen from FIGS. 11 and 12 that the plurality of island regions 14a of the second region 14 are formed in a substantially circular shape, and pattern formation is performed suitably.
  • FIG. 13 is a cross-sectional SEM image of Comparative Example 1, showing the vicinity of the side surface of the first region 812.
  • 14 and 15 are cross-sectional SEM images of Example 3, showing the vicinity of the side surface of the first region 12.
  • FIG. 15 is an enlarged view of a part of FIG. 14.
  • Table 1 shows the slope angle of the side surface of the first region 12 (812) with respect to the layer normal direction of the first layer 10 (810) for Examples 1 to 8 and Comparative Example 1.
  • the slope angle ⁇ of the side surface 12s of the first region 12 (which can also be called the interface between the first region 12 and the second region 14) is between the layer normal direction (Z direction) and the side surface 12s. It is the absolute value of the angle formed by the straight line L1 passing through the upper end 12sa and lower end 12sb (one end and the other end in the thickness direction) of 12s.
  • the slope angle ⁇ of the side surface 12s of the first region 12 was 60° or less.
  • the slope angle ⁇ of the side surface of the first region 812 was 85°.
  • the size of the island-like region 14a of the first layer 10 is 1000 ⁇ m or less, which makes it possible to reduce the amount of light extracted. Uniformity can be improved.
  • the diameter equivalent to an equal circumferential ellipse of the island-like regions 14a is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the area ratio (aperture ratio) P of the second region 14 in the first layer 10 is distributed within the layer plane of the first layer 10 according to the arrangement of the light source in order to improve the uniformity of the light extracted. It may be set to have. That is, the aperture ratio P may change from one side to the other side within the layer plane of the first layer 10. For example, as described with reference to FIG. 2B, the aperture ratio P may be increased as the distance from the light source increases. In that case, the aperture ratio P may be increased continuously or in steps.
  • the aperture ratio P is determined for a square area of 10 mm on each side, for example.
  • the first layer 10 has an area ratio of P preferably includes a unit area of 0.1% or more and 50% or less. Further, the first layer 10 more preferably includes a unit area with an area ratio P of 0.1% or more and 20% or less, and preferably includes a unit area with an area ratio P of 0.1% or more and 5% or less. More preferred. Note that the number of island regions 14a included in a unit region is, for example, 10 to 10,000.
  • the slope angle ⁇ of the interface between the first region 12 and the second region 14 (the side surface 12s of the first region 12) with respect to the layer normal direction of the first layer 10 is, for example, 0° or more and 60° or less. be.
  • the slope angle ⁇ is preferably 0° or more and 50° or less, more preferably 0° or more and 20° or less, and even more preferably 0° or more and 10° or less.
  • the light guide layer 50 may typically be composed of a resin (preferably transparent resin) film or plate.
  • the resin may be a thermoplastic resin or a photocurable resin.
  • Thermoplastic resins include, for example, (meth)acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polyacrylonitrile, polycarbonate (PC) resins, polyester resins such as PET, cellulose resins such as triacetyl cellulose (TAC), These are cyclic polyolefin resins and polystyrene resins.
  • the photocurable resin for example, photocurable resins such as epoxy acrylate resins and urethane acrylate resins are preferably used. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the light guide layer 50 may be, for example, 100 ⁇ m or more and 100 mm or less.
  • the thickness of the light guide layer 50 is preferably 50 mm or less, more preferably 30 mm or less, and still more preferably 10 mm or less.
  • the refractive index n GP of the light guide layer 50 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 20, and the lower limit is preferably 1.43. or more, and more preferably 1.47 or more.
  • the upper limit of the refractive index of the light guide layer 50 is 1.7.
  • a light guide layer with a substantially flat surface like the light guide layer 50 shown in FIG. 1, is preferably used.
  • a substantially flat surface means that light is not refracted or diffusely reflected due to surface irregularities.
  • the first region 12 of the first layer 10 has a porous structure.
  • the first layer 10 may be formed from a porous layer 10P.
  • the preferably used porous layer 10P is composed of approximately spherical particles such as silica particles, silica particles having micropores, silica hollow nanoparticles, fibrous particles such as cellulose nanofibers, alumina nanofibers, and silica nanofibers, and bentonite. Contains tabular particles such as nanoclay.
  • the porous layer 10P is a porous body formed by directly chemically bonding particles (for example, microporous particles) to each other.
  • the particles constituting the porous layer 10P may be bonded to each other via a small amount (for example, less than the mass of the particles) of a binder component.
  • the porosity and refractive index of the porous layer 10P can be adjusted by the particle size, particle size distribution, etc. of particles constituting the porous layer 10P.
  • porous layer 10P for example, in addition to the method for forming a low refractive index layer described in WO 2019/146628, JP 2010-189212, JP 2008-040171, JP Examples include methods described in JP 2006-011175, WO 2004/113966, JP 2017-054111, JP 2018-123233, and JP 2018-123299, and their references. . The entire disclosures of these publications are incorporated herein by reference.
  • Porous silica can be suitably used as the porous layer 10P.
  • a porous silica material is manufactured, for example, by the following method.
  • a method of generating an airgel layer using the springback phenomenon a method of pulverizing a gel-like silicon compound obtained by the sol-gel method, and chemically bonding the microporous particles that are the obtained pulverized material with a catalyst etc. Examples include a method using a combined crushed gel, and the like.
  • the porous layer 10P is not limited to porous silica, and the manufacturing method is not limited to the exemplified manufacturing method, but may be manufactured by any manufacturing method.
  • Silsesquioxane is a silicon compound whose basic constituent unit is (RSiO 1.5 , R is a hydrocarbon group), and although it is strictly different from silica whose basic constituent unit is SiO 2 , it has a siloxane bond. Since it is common to silica in that it has a network structure crosslinked with silsesquioxane, a porous material containing silsesquioxane as a basic structural unit is also referred to as a silica porous material or a silica-based porous material.
  • a porous silica material may be composed of microporous particles of a gel-like silicon compound bonded to each other.
  • the microporous particles of the gel-like silicon compound include pulverized bodies of the gel-like silicon compound.
  • the porous silica material can be formed, for example, by applying a coating liquid containing a pulverized gel-like silicon compound onto a base material.
  • the pulverized gel-like silicon compound may 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 10P may be, for example, larger 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 10 is not particularly limited, but is, for example, 5 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or less. If the thickness of the first layer 10 is within the above range, surface irregularities will not be large enough to affect lamination, making it easy to combine or stack with other members.
  • the refractive index of the porous layer 10P is preferably 1.30 or less. Total internal reflection is likely to occur at the interface in contact with the first region 12, that is, the critical angle can be made small.
  • the refractive index n 1 of the first region 12 is more preferably 1.25 or less, further preferably 1.18 or less, and particularly preferably 1.15 or less.
  • the lower limit of the refractive index n 1 of the first region 12 is not particularly limited, but from the viewpoint of mechanical strength, it is preferably 1.05 or more.
  • the lower limit of the porosity of the porous layer 10P is, for example, 40% or more, preferably 50% or more, and more preferably 55%. Above, 70% or more is more preferable.
  • the upper limit of the porosity of the porous layer 10P is, for example, 90% or less, more preferably 85% or less.
  • the refractive index of the first region 12 can be set within an appropriate range.
  • the porosity can be calculated, for example, from the refractive index value measured with an ellipsometer, using Lorentz-Lorenz's formula.
  • the film density of the porous layer 10P is, for example, 1 g/cm 3 or more, preferably 10 g/cm 3 or more, and more preferably 15 g / cm3 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, and even 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, and more preferably 15 g/cm 3 or more and 30 g/cm 3 or less. .
  • 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 a known method.
  • the refractive index of the material constituting the matrix portion of the porous layer 10P is n M
  • the refractive index of the porous layer 10P that is, the refractive index of the first region 12 n 1 is determined by nM , the porosity, and the refractive index of air.
  • n M is, for example, 1.41 or more and 1.43 or less.
  • the second region 14 of the first layer 10 is formed by filling the region from which the porous layer 10P has been removed with an adhesive.
  • the refractive index n 2 of the second region 14 satisfies the relationship n 1 ⁇ n 2 and n 1 ⁇ n 3 with the refractive index n 1 of the first region 12 and the refractive index n 3 of the second layer 20. . Since the refractive index n 2 of the second region 14 satisfies this relationship, light scattering due to reflection and refraction at the interface between the first region 12 and the second region 14 in the plane direction of the first layer 10 is suppressed. can do.
  • the lower limit of the refractive index n 2 of the second region 14 is, for example, more than 1.30, preferably 1.35 or more, and more preferably 1.40 or more.
  • the second region 14 is filled with adhesive from the second layer 20. It has a structure in which a region made of adhesive and a region made of adhesive from the third layer 30 are laminated along the thickness direction. From the viewpoint of suppressing reflection, refraction, etc. at the interface between the former region and the latter region, it is preferable that the difference between the refractive index n 3 of the second layer 20 and the refractive index n 4 of the third layer 30 is small. Preable. Specifically, the difference between the refractive index n 3 of the second layer 20 and the refractive index n 4 of the third layer 30 is preferably 0.05 or less, more preferably 0.03 or less, and 0.02 or less. is even more preferable.
  • the thickness of the base material layer 40 is, 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 or less.
  • the refractive index of the base material layer 40 is preferably 1.40 or more and 1.70 or less, and more preferably 1.43 or more and 1.65 or less.
  • the thicknesses of the first adhesive layer 20, the second adhesive layer 30, and the adhesive layer 76 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 0.5 ⁇ m or more. More preferably, the thickness is 50 ⁇ m or less.
  • the refractive indexes of the first adhesive layer 20, the second adhesive layer 30, and the adhesive layer 76 are each independently preferably 1.42 or more and 1.60 or less, more preferably 1.47 or more and 1.58. It is as follows.
  • the refractive index of the first adhesive layer 20, the second adhesive layer 30, and the adhesive layer 76 is preferably close to the refractive index of the light guide layer 50, the base material layer 40, or the shaping film 72 with which they are in contact.
  • the absolute value of the difference in refractive index is preferably 0.2 or less.
  • the optical member according to the embodiment of the present invention is, for example, an optical element (light distribution element) together with a light guide layer, etc., and is used as a front light, a back light, window/facade lighting, signage, signal lighting, window lighting, wall lighting, It can be applied to public or general lighting such as tabletop lighting, solar applications, decorative illumination, light shields, light masks, roof lighting, etc. Further, the optical member according to the embodiment of the present invention is suitably used as a component of a front light of a reflective display, which is an example of a signage. Using optical elements according to embodiments of the present invention allows images or graphics on a reflective display to be viewed without optical defects such as visible blurring caused by scattered or diffracted light.
  • Optical member 10 First layer 12 First region 14 Second region 14a Island-like region 20 Second layer (first adhesive layer) 30 Third layer (second adhesive layer) 40 base material layer 50 light guide layer 70 direction conversion layer 72 shaping film 74 recess 76 adhesive layer 100 optical element IS internal space

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Abstract

光学部材（１）は、多孔質構造を有する第１の領域（１２）を含む第１の層（１０）を有する。第１の層（１０）は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域（１４）をさらに含む。第２の領域（１４）は、離散的に配置された複数の島状領域（１４ａ）を含む。島状領域（１４ａ）の等周長円相当径は１０００μｍ以下である。

Description

光学部材および光学素子
　本発明は、光学部材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。このような光抽出層は、例えば特許文献１に開示されている。
　特許文献１には、基材上にナノボイド化ポリマー材料を印刷法により所定のパターンで付与した後、ナノボイド化ポリマー材料が存在していない領域を、ナノボイド化ポリマー材料よりも高い屈折率を有する接着剤等で充填することによって、低屈折率領域と高屈折率領域とを含む光抽出層を形成する方法が開示されている。
　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。
特許第６５４１５７１号公報
　低屈折率領域と高屈折率領域とを含む光抽出層を有する光学素子では、光源から出射して導光層の端面から導光層内に入射した光を、光抽出層により取り出すことができる。光学素子の用途によっては、取り出される光の光量（輝度）を、光源からの距離によらず均一にすることを求められる場合がある。しかしながら、本発明者の検討によると、特許文献１に開示されている方法により形成された光抽出層では、光量（輝度）を均一にするのが難しいことがわかった。
　本発明の実施形態は、光をより均一に取り出し得る光抽出層を有する光学部材を提供することを目的とする。
　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の領域を含む第１の層を有する光学部材であって、
　前記第１の層は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域をさらに含み、
　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、
　前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は１０００μｍ以下である、光学部材。
　［項目２］
　前記第１の層において１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を単位領域と呼ぶとき、
　前記第１の層は、前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが０．１％以上５０％以下の単位領域を含む、項目１に記載の光学部材。
　［項目３］
　前記複数の島状領域のピッチは、５０００μｍ以下である、項目１または２に記載の光学部材。
　［項目４］
　前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが、前記第１の層の層面内で一側から他側に向かうにつれて変化する、項目１から３のいずれか１項に記載の光学部材。
　［項目５］
　前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第２の層をさらに有する、項目１から４のいずれか１項に記載の光学部材。
　［項目６］
　前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第３の層であって、前記第１の層に対して前記第２の層と反対側に位置する第３の層をさらに有する、項目５に記載の光学部材。
　［項目７］
　前記第１の領域と前記第２の領域との界面の、前記第１の層の層法線方向に対する勾配角が０°以上６０°以下である、項目１から６のいずれか１項に記載の光学部材。
　［項目８］
　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としたとき、ｎ１＜ｎ２である、項目１から７のいずれか１項に記載の光学部材。
　［項目９］
　ｎ１が１．３０以下であり、ｎ２が１．４３以上である、項目８に記載の光学部材。
　［項目１０］
　前記第１の領域は、シリカ多孔体を含む、項目１から９のいずれか１項に記載の光学部材。
　［項目１１］
　項目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。
　［項目１２］
　前記光学部材に対して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有する、項目１１に記載の光学素子。
　本発明の実施形態によると、光をより均一に取り出し得る光抽出層を有する光学部材を提供することができる。
本発明の実施形態による光学部材１を有する光学素子１００を模式的に示す断面図である。 光学部材１（光学素子１００）が有する第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置例を示す平面図である。 第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の他の例を示す平面図である。 本発明の実施形態による光学部材１を有する他の光学素子２００を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 光学部材１の製造方法の１工程を模式的に示す断面図である。 賦形フィルム７２を模式的に示す平面図である。 賦形フィルム７２を模式的に示す断面図であり、図５Ａ中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面を示している。 比較例１～３の光学部材８０１を模式的に示す断面図である。 光学部材８０１の製造方法を説明するための図である。 光学部材８０１の製造方法を説明するための図である。 光学部材８０１を有する光学素子８００を模式的に示す断面図である。 グラビア印刷法を用いる場合に発生する塗工液ＣＬの濡れ広がりを模式的に示す図である。 グラビア印刷法を用いて設計開口率２５％で形成された第１の層８１０を有する光学部材８０１の光学顕微鏡像である。 レーザリフトオフ法を用いて設計開口率３０％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。 レーザリフトオフ法を用いて設計開口率１％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。 比較例１の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域８１２の側面近傍を示している。 実施例３の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域１２の側面近傍を示している。 実施例３の断面ＳＥＭ像であり、図１４の一部を拡大したものである。 第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θの定義を説明するための図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明の実施形態は、以下の説明で例示するものに限定されない。
　［光学部材の構成］
　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こと、または、導光層の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。以下に説明する光学部材は、例えば、国際公開第２０２２／０２５０６７号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。国際公開第２０２２／０２５０６７号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変換層は、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。国際公開第２０２２／０２５０６７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。
　図１は、本発明の実施形態による光学部材１を有する光学素子１００を模式的に示す断面図である。光学素子１００は、図１に示すように、光学部材１と、導光層５０とを有する。
　光学部材１は、第１の層１０と、第１の層１０を介して互いに対向する第２の層２０および第３の層３０と、第１の層１０、第２の層２０および第３の層３０を支持する基材層４０とを有する。
　第２の層２０および第３の層３０は、それぞれ第１の層１０に層法線方向に隣接しており、第３の層３０は、第１の層１０に対して第２の層２０とは反対側に位置している。第２の層２０および第３の層３０のそれぞれは、接着性を有する接着剤層である。以下では、第２の層２０を「第１接着剤層」と呼び、第３の層３０を「第２接着剤層」と呼ぶことがある。図示している例では、第１接着剤層２０は、第１の層１０と導光層５０との間に設けられており、第２接着剤層３０は、第１の層１０と基材層４０との間に設けられている。
　第１の層１０は、多孔質構造を有する第１の領域１２と、多孔質構造を有しない第２の領域１４とを含む。第２の領域１４には、接着剤が充填されている。より具体的には、第２の領域１４は、第１接着剤層２０と同じ材料および／または第２接着剤層３０と同じ材料を含む。また、第２の領域１４は、離散的に配置された複数の島状領域１４ａを含む。複数の島状領域１４ａのそれぞれの等周長円相当径は、実施例を示して後述するように、１０００μｍ以下である。
　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（第１接着剤層）２０の屈折率をｎ３としたとき、ｎ１＜ｎ２で、かつ、ｎ１＜ｎ３である。第１の領域１２の屈折率ｎ１は、例えば１．３０以下である。第２の領域１４の屈折率ｎ２および第１接着剤層２０の屈折率ｎ３は、それぞれ例えば１．４３以上である。また、第３の層（第２接着剤層）３０の屈折率をｎ４としたとき、ｎ１＜ｎ４である。第２の領域１４の屈折率ｎ２、第１接着剤層２０の屈折率ｎ３および第２接着剤層３０の屈折率ｎ４は、実質的に同じであり得る。
　多孔質構造を有する第１の領域１２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。シリカ多孔体の空隙率は、低い屈折率を得るためには、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、強度の観点からは、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。
　本願明細書において、「接着剤」は、感圧接着剤（粘着剤とも呼ぶ）を含む意味で用いる。第２の領域１４、第１接着剤層２０および第２接着剤層３０のそれぞれを形成するための接着剤の具体例としては、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤が挙げられる。これらの接着剤は単独で用いられてもよいし、２種以上を組み合わせて用いられてもよい。
　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、光結合層（光抽出層）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。
　上述した構成を有する光学素子１００は、以下のように機能する。
　図１中には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示している。ここで、光学素子１００の各層は、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、第２の層２０および第３の層３０によって基材層４０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）を有しており、光の出射方向もＺ方向からばらつき（分布）を有している。
　導光層５０内を伝搬する光ＬＰのうち、第２の層２０と第１の層１０の第１の領域１２との界面に入射した光は、内部全反射される。これに対し、第２の層２０と第１の層１０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、第３の層３０および基材層４０を通過し、光学素子１００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（ＸＹ面に平行な面）内における配置を調整することによって、光学部材１によって導光層５０から取り出される（基材層４０と結合される）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および第２の領域１４の配置は、要求される配光分布に応じて適宜設定される。
　図２Ａは、第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の例を示す図である。図２Ａに示す例では、第１の層１０において、複数の円形の島状領域１４ａが離散的に配置されている。島状領域１４ａの直径は、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下である。また、Ｘ方向に隣接する島状領域１４ａのピッチＰｘ、Ｙ方向に隣接する島状領域１４ａのピッチＰｙは、それぞれ独立に、例えば、２μｍ以上５０００μｍ以下である。ピッチＰｘ、Ｐｙは、それぞれＸ方向およびＹ方向に隣接する島状領域１４ａの中心（面積重心）間の距離である。
　図２Ｂは、第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置の他の例を示す図である。図２Ｂに示す例においても、複数の円形の島状領域１４ａが離散的に配置されている。図２Ｂに示す例では、複数の島状領域１４ａのピッチＰｙが、Ｙ方向に沿って（図中左側から右側に向かうにつれて）減少する。つまり、複数の島状領域１４ａの配置密度が、Ｙ方向に沿って増大する。さらに言い換えると、図２Ｂに示す例では、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率ＰがＹ方向に沿って増大する。これは、図２Ｂおける左側に配置された光源（不図示）から導光層に入射し、Ｙ方向に伝搬する光を、光源からの距離に関わらず均一にＺ方向に出射させるためである。なお、以下では、第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率Ｐを、第１の層１０の「開口率」と呼ぶこともある。
　第１の層１０における第１の領域１２および第２の領域１４の配置は、種々に改変され得る。また、島状領域１４ａの形状は、例示した円形に限られず、種々の形状であり得る。
　島状領域１４ａの形状や寸法、第１の層１０の開口率Ｐは、光学部材１（光学素子１００）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、島状領域１４ａの個々の長径が２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。例えば図２Ａおよび図２Ｂに示したように島状領域１４ａが円形である場合、円の直径が２００μｍ以下であることが好ましい。島状領域１４ａの長径が２００μｍ以下であることにより、モバイルディスプレイや小型サイネージ等の、比較的近い距離で光学部材１を備えた機器が観察される用途において、島状領域１４ａが視認されることを抑制することができる。島状領域１４ａが円形でない場合には、島状領域１４ａの寸法は、例えば等周長円相当径（島状領域１４ａの周長に等しい円周をもつ円の直径）で評価することができる。従って、島状領域１４ａの等周長円相当径は、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましいと言える。
　本発明の実施形態による光学部材（およびそれを有する光学素子）は、上述した第１の層１０を少なくとも含んでいればよく、種々の改変が可能である。
　図３に、本発明の実施形態による光学部材１を有する他の光学素子２００を示す。図３に示す光学素子２００は、複数の内部空間ＩＳを有する配光制御構造をさらに有する点において、図１に示した光学素子１００と異なっている。
　図示している例では、複数の内部空間ＩＳを有する配光制御構造は、基材層４０上に設けられた方向変換層７０に形成されている。方向変換層７０は、複数の凹部７４を有する主面を有する賦形フィルム７２と、賦形フィルム７２と基材層４０との間に配置された接着剤層７６とから構成されている。配光制御構造の複数の内部空間ＩＳは、賦形フィルム７２の複数の凹部７４と接着剤層７６とによって規定され、基材層４０内を伝搬する光の一部を内部全反射（ＴＩＲ）によって光出射面側に向ける界面を形成する。
　上述したように、本発明の実施形態による光学部材１では、第１の層１０の島状領域１４ａのサイズ（等周長円相当径）が１０００μｍ以下であるので、第１の層１０に開口率Ｐが低い部分を含ませることが容易であり、そのことによって、取り出される光の均一性を向上させ得る。これに対し、特許文献１に開示されている方法では、高屈折領域を小さなサイズで形成することが難しく、比較例を示して後述するように、高屈折領域の光抽出層に占める面積率（開口率）を低くすることが難しい。図２Ｂを参照しながら説明したことからも理解されるように、光源からの距離によらず光量（輝度）を均一にするためには、光抽出層が開口率の比較的低い部分を含む必要があるが、特許文献１に開示されている方法では、そのような光抽出層を得ることが難しい。
　［光学部材の製造方法］
　本発明の実施形態による光学部材１は、以下に説明する製造方法により好適に製造され得る。
　光学部材１の好適な製造方法は、基材に支持された多孔質層を用意する工程Ａと、多孔質層にレーザ光を照射することによって、多孔質層の一部の領域を除去する工程Ｂであって、除去される一部の領域は、離散的な複数の島状領域を含む、工程Ｂと、工程Ｂの後、多孔質層上に第１接着剤層を配置する工程Ｃとを包含する。この製造方法によれば、後述するように、島状領域１４ａのサイズが十分に小さく、かつ、第１の層１０が開口率Ｐの十分に低い部分を含む光結合層（光抽出層）を有する光学部材１が得られる。
　光学部材１の好適な製造方法は、工程Ｃの後、多孔質層から基材を剥離する工程Ｄと、工程Ｄの後、多孔質層の第１接着剤層とは反対側に第２接着剤層を配置する工程Ｅとをさらに包含してもよい。
　図４Ａ～図４Ｆを参照しながら、光学部材１の製造方法の具体例を説明する。
　まず、図４Ａに示すように、基材４０Ｔに支持された、多孔質構造を有する層（多孔質層）１０Ｐを用意する。例えば、基材４０Ｔ上に多孔質層１０Ｐを形成する。基材４０Ｔは、樹脂から形成されたフィルムであり得る。基材４０Ｔとして、例えば、ポリイミド（ＰＩ）フィルムまたは黒色のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いることができる。多孔質層１０Ｐは、例えば、後に例示する方法によって形成することができる。
　図示している例では、基材４０Ｔ上には剥離層２が設けられており、多孔質層１０Ｐは、剥離層２上に形成される。剥離層２は、多孔質層１０Ｐに対する剥離性が高い材料（例えばシクロオレフィンポリマー）から形成される。剥離層２は、レーザ光吸収性を付与されていてもよい。なお、剥離層２は、省略されてもよい。剥離層２が設けられていると、後述する多孔質層１０Ｐの転写（図４Ｅに示す工程）をいっそう容易に行うことができる。
　次に、図４Ｂに示すように、多孔質層１０Ｐにレーザ光ＬＢを照射することによって、多孔質層１０Ｐの一部の領域を除去（剥離）する。つまり、この工程では、レーザリフトオフ法により、多孔質層１０Ｐが部分的に除去される。このとき、除去される一部の領域は、離散的な複数の島状領域１０ａを含む。
　レーザ光ＬＢとして、紫外線レーザ光を好適に用いることができる。紫外線レーザ光以外のレーザ光（例えば赤外線レーザ光）を用いることもできるが、紫外線レーザ光を用いることにより、多孔質層１０Ｐの除去を微細なパターンであっても好適に行うことができる。紫外線レーザ光の波長範囲は、１５０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源、ＸｅＣＬエキシマレーザ光源およびＸｅＦエキシマレーザ光源から、それぞれ波長１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍおよび３５１ｎｍのレーザ光が得られる。
　多孔質層１０Ｐの除去に必要な光照射量は、照射する光の強度、照射時間などを調節することによって適切に設定し得る。また、用いるレーザ光ＬＢの波長範囲に応じて、基材４０Ｔの光吸収係数を適切に設定することにより、多孔質層１０Ｐの除去を好適に行うことができる。具体的には、用いるレーザ光ＬＢに対する基材４０Ｔの光吸収係数が５００ｃｍ－１以上であることが好ましい。例えば、レーザ光ＬＢとして波長３５５ｎｍの紫外線レーザ光を用いる場合、波長３５５ｎｍの光に対する基材４０Ｔの光吸収係数は、５００ｃｍ－１以上であることが好ましい。基材４０Ｔの厚さをＬ、入射光の強度から反射光の強度を差し引いた光強度をＩ０、基材４０Ｔを通過した後の光の強度をＩとすると、光吸収係数αは、－αＬ＝ｌｏｇ１０（Ｉ／Ｉ０）の関係（ランベルト・ベール式から導出される）を満足する。
　レーザ光（ビーム）ＬＢの光強度分布は、例えば、ガウシアン型またはトップハット型である。レーザ光ＬＢの光強度分布がトップハット型であると、レーザ光ＬＢの照射により与えられるエネルギーを照射領域内において均一にしやすい。
　ビーム形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよい。対物レンズ等の集光光学系を用いて、集光してもよい。ビーム形状が円形である場合、焦点径（スポット径）は、例えば１μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、２０μｍ以上１２０μｍ以下の範囲がさらに好ましい。
　短時間でパターン形成を行う観点からは、パルスレーザを用いることが好ましく、ナノ秒からマイクロ秒オーダーのパルス幅を有するレーザを用いることが好ましい。パルスレーザ光の繰り返し周波数は特に限定されないが、生産性の観点からは高いほど好ましく、１０ｋＨｚ～５０００ｋＨｚの範囲で適宜調整可能である。
　上記の諸要件を満たすレーザ発振器の種類としては、エキシマレーザの他、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザなどが挙げられる。
　レーザ光ＬＢの照射条件は、任意の適切な条件に設定され得るが、エネルギー密度が例えば０．１Ｊ／ｃｍ２以上５Ｊ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
　所望のパターン処理を高速に実施する観点で、ガルバノスキャナまたはポリゴンスキャナ、もしくはそれらを組み合わせたスキャナユニットを用いることが好ましい。このようなスキャナユニットを用いることで、レーザ光のスキャン方向において、スキャン速度０．０１ｍ／秒～１７０ｍ／秒の範囲でパターン形成が可能となる。パターンのピッチは、スキャン速度に合わせてレーザーパルスの繰り返し周波数を調整することにより任意に設定可能であり、例えば、１０μｍ～５００μｍの範囲で設定できる。
　スキャン方向と垂直方向のパターンピッチは、スキャナユニットと被照射物の相対的な位置関係を制御することによって適宜調整できる。このような制御は、駆動軸を有する精密ステージを用いて、例えば、枚葉の被照射物をステージ面に吸着固定して、スキャン方向と垂直方向に一定間隔で送りながらレーザ光照射することによって所望のピッチでパターンを形成することができる。あるいは、巻き回された長尺の原反をロールトゥロール搬送方式にて間欠または連続搬送しているところに、スキャナユニットを用いてパターン形成することもできる。
　続いて、図４Ｃに示すように、多孔質層１０Ｐ上に第１接着剤層２０を配置する。具体的には、剥離シート６１上に形成された第１接着剤層２０を多孔質層１０Ｐ上に貼り付ける。
　次に、図４Ｄに示すように、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔを剥離する。図示している例では、基材４０Ｔ上には剥離層２が形成されているので、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離層２ごと剥離される。
　続いて、図４Ｅに示すように、多孔質層１０Ｐの第１接着剤層２０とは反対側に第２接着剤層３０を配置する。具体的には、剥離シート６２上に形成された第２接着剤層３０を第１の層１０上に貼り付ける。このとき、多孔質層１０Ｐが残存している領域が第１の領域１２となる。また、多孔質層１０Ｐが除去された複数の島状領域１０ａに、図４Ｃに示した工程において第１接着剤層２０から接着剤が入り込むこと、および／または、図４Ｅに示した工程において第２接着剤層３０から接着剤が入り込むことによって、各島状領域１０ａが第２の領域１４（島状領域１４ａ）となる。このようにして、第１の領域１２および第２の領域１４を含む第１の層１０が得られる。なお、多孔質層１０Pと第１接着剤層２０との間、および／または多孔質層１０Pと第２接着剤層３０との間には、接着剤成分が多孔質層１０Ｐに浸透するのを抑制するためのバリア層があってもよい。
　次に、図４Ｆに示すように、剥離シート６２を剥がし、第２接着剤層３０に基材層４０を貼り付けることによって、光学部材１が得られる。また、その後、剥離シート６１を剥がし、第１接着剤層２０に導光層５０を貼り付けることによって、光学素子１００が得られる。
　なお、ここでは、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離される（言い換えると多孔質層１０Ｐが基材４０Ｔから剥離シート６１と第１接着剤層２０との積層体に転写される）例を説明したが、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されず（つまり基材４０Ｔを転写基材として機能させず）、基材４０Ｔが光学部材（光学素子）の一部として機能してもよい。その場合には、図４Ｃに示す工程において、複数の島状領域１０ａが第１接着剤層２０から入り込む接着剤によって完全に埋められてよい。また、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されない場合、基材４０Ｔの多孔質層１０Ｐとの反対側に第２接着剤層３０が積層されてもよい。上述した製造方法が、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔを剥離する工程Ｄを含んでいると、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔが剥離されない場合に比べ、基材４０Ｔが残らない分だけ光学部材（光学素子）の厚さを小さくし得る。
　上述した製造方法（少なくとも工程Ａ、ＢおよびＣを含む）によれば、島状領域１４ａのサイズが十分に小さく、かつ、第１の層１０が開口率Ｐの十分に低い部分を含む光結合層（光抽出層）を有する光学部材１を製造することができる。以下、このことを検証した結果を、実施例１～８および比較例１～３を示して説明する。
　［実施例１］
　（１）基材の用意および剥離層の形成
　基材４０Ｔとして、厚さ５０μｍの黒色ＰＥＴフィルム（東レ社製ルミラー Ｘ３０）を用意し、その上に以下のようにして剥離層２を形成した。
　剥離層２を形成するための塗工液（剥離層形成用塗工液）の調整は、エチルシクロヘキサン中にシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）（日本ゼオン社製ＺＥＯＮＥＸ Ｆ５２Ｒ）を８質量％になるように投入し、常温下においてスターラーでＣＯＰが目視で溶解するまで攪拌および混合することによって行った。また、黒色ＰＥＴフィルムの片面に、剥離層形成用塗工液がはじかれることを抑制する目的で、コロナ処理（放電度０．２２Ｗ／ｃｍ２）を施した。黒色ＰＥＴフィルムのコロナ処理が施された面に剥離層形成用塗工液を塗布し、その後１２０℃で３分間乾燥を行って厚さが８００ｎｍの剥離層２を形成した。
　（２）多孔質層の形成
　多孔質層１０Ｐ（第１の層１０の第１の領域１２）形成用塗工液の調製を以下のようにして行った。
　（２－１）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。
　（２－２）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。
　（２－３）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。
　剥離層２上に多孔質層形成用塗工液を、乾燥後の塗工膜の厚さが７００ｎｍとなるように塗布して塗工膜を形成した。塗工膜を１分間静置した後、１００℃で２分間乾燥させた。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、黒色ＰＥＴフィルム上に剥離層２および多孔質層１０Ｐ（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を得た。多孔質層１０Ｐの屈折率は１．１５であった。
　（３）レーザリフトオフ法による多孔質層の部分的除去
　得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。なお、「加工」の欄に記載されている「１ショット」は、レーザ光の１回の照射（つまり１回の加工）により設計パターン径の島状領域を形成することを意味している。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：１５０μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：１ショット
　（４）光学素子の作製
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、図３に示した光学素子２００と同様の構成を有する光学素子を作製した。第２の層（第１接着剤層）２０および第３の層（第２接着剤層）３０は、アクリル系接着剤を用いて１０μｍの厚さを有するように形成した。基材層４０としては、アクリル系樹脂から形成されたフィルムを用い、方向変換層７０を構成する接着剤層（基材層４０と賦形フィルム７２とを接着する接着剤層）７６は、ポリエステル系接着剤を用いて形成した。
　第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３４．９％であった。
　賦形フィルム７２として、特表２０１３－５２４２８８号公報に記載の方法にしたがって凹凸賦形フィルムを製造した。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）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させることによって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、ヘイズ値は０．８％であった。
　図５Ａおよび図５Ｂに、製造された凹凸賦形フィルム７２の一部を示す。図５Ａは、凹凸賦形フィルム７２を、複数の凹部７４を有する主面（凹凸面）側から見た平面図であり、図５Ｂは、図５Ａ中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面図である。複数の凹部７４のＸ方向における配置間隔Ｅは１５５μｍであり、Y方向における配置間隔Ｄは１００μｍであった。各凹部７４の断面は三角形状であり、各凹部７４の長さＬは８０μｍ、幅Ｗは１４μｍ、深さＨは１０μｍであった。凹凸賦形フィルム７２の表面における凹部７４の密度は、３６１２個／ｃｍ２であった。図５Ｂにおける角θａおよびθｂはいずれも４１°であり、凹凸賦形フィルム７２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。
　［実施例２］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：１０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：１ショット
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、０．７９％であった。
　［実施例３］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：１３０μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：１ショット
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、４６．５％であった。
　［実施例４］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：２００μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：１ショット
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、１９．６％であった。
　［実施例５］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。なお、「加工」の欄に記載されている「スパイラル」は、設計パターン径の島状領域を形成するために、レーザ光照射位置をサークル状に移動させてレーザ光の照射を複数回行うことを意味している。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：５０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：スパイラル（６００ｍｍ／ｓでスキャン）
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１０００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３．１４％であった。
　［実施例６］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ８０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：５０００μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．９１３Ｗ
　パルスエネルギー：７３μＪ
　加工：スパイラル（６００ｍｍ／ｓでスキャン）
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径５００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、０．７９％であった。
　［実施例７］
　実施例１と同様にして、基材４０Ｔ上に剥離層２および多孔質層１０Ｐが形成された積層体を得た。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｓｐｅｃｔｒａ－Ｐｈｙｓｉｃｓ社製Ｔａｌｏｎ３５５－２０
　波長：３５５ｎｍ
　スキャナ：ＳｃａｎＬａｂ社製ｉｎｔｅｌｌｉＳｃａｎ１４（ガルバノスキャナ）
　ビーム強度分布：ガウシアン
　集光スポットサイズ：φ４０μｍ
　繰り返し周波数：１２．５ｋＨｚ
　パターンピッチ：２００μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．５Ｗ
　パルスエネルギー：４０μＪ
　加工：１ショット
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１と同様にして光学素子を作製した。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径５０μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、４．９１％であった。
　［実施例８］
　基材４０Ｔとして、厚さ３０μｍのアクリル系樹脂フィルムを用意し、その上に、剥離層２を形成することなく、実施例１と同様にして多孔質層１０Ｐを形成した。得られた積層体に対し、紫外線レーザ光を以下の諸条件で照射して、多孔質層１０Ｐの一部の領域（複数の島状領域）を除去した。
　レーザ発振器：Ｍｌａｓｅ社製エキシマレーザ
　波長：１９３ｎｍ
　スキャナ：レーザ固定でＸＹステージを制御
　ビーム強度分布：トップハット
　集光スポットサイズ：φ１００μｍ
　繰り返し周波数：０．１ｋＨｚ
　パターンピッチ：１５０μｍ（パターン配列は正方格子状）
　パターン加工エリア：□１０ｍｍ
　パワー：０．００１２Ｗ
　パルスエネルギー：１２μＪ
　上述したようにして多孔質層１０Ｐが部分的に除去された積層体を用い、実施例１とほぼ同様にして光学素子を作製した。ただし、多孔質層１０Ｐから基材４０Ｔの剥離は行わず、基材４０Ｔを基材層４０とした。第３の層（第２接着剤層）３０は省略された格好となる。第１の層１０の島状領域１４ａは、ほぼ円形（直径１００μｍ）であった。開口率Ｐ（実測値）は、３４．９％であった。
　［比較例１］
　特許文献１に開示されているように、グラビア印刷法を用いて光抽出層を形成し、図６に示す光学部材８０１を以下のようにして作製した。
　（１）光学部材８０１の構成
　光学部材８０１は、第１の層８１０と、第１の層８１０に層法線方向に隣接する第２の層８２０とを有する。第１の層８１０は、多孔質構造を有する第１の領域８１２と、多孔質構造を有しておらず、接着剤が充填されている第２の領域８１４とを含み、光抽出層として機能する。第２の層８２０は、接着性を有する接着剤層である。光学部材８０１は、さらに、第１の層８１０を支持する基材層８４０と、第２の層８２０の、第１の層８１０とは反対側に配置された剥離シート８６１とを有する。
　光学部材８０１を作製する際、まず、基材層８４０上に、多孔質構造を有する材料をグラビア印刷法を用いて所定のパターンで付与することによって、第１の層８１０の第１の領域８１２を形成し、図７Ａに示すような積層体（第１の積層体）８０１Ａを得る。また、それとは別途に、図７Ｂに示すような、第２の層（接着剤層）８２０および剥離シート８６１が積層された積層体（第２の積層体）８０１Ｂを用意する。その後、第１の積層体８０１Ａと第２の積層体８０１Ｂとを重ね合わせることによって、光学部材８０１が得られる。このとき、多孔質構造を有する材料が付与されていない領域（第１の領域８１２が形成されていない領域）に第２の層８２０から接着剤が充填されることによって、第１の層８１０の第２の領域８１４が形成される。
　（２）第１の積層体の作製
　実施例１と同様にして、多孔質層（第１の層８１０の第１の領域８１２）形成用塗工液の調製を行った。得られた塗工液の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ（角周波数０．６３ｒａｄ／ｓ）であった。基材層８４０として、厚さ３０μｍのアクリル系樹脂フィルムを用意し、その上に、この塗工液を、グラビア印刷法により所定のパターンで付与した。グラビアロールとして、直径１２０ｍｍ、幅１００ｍｍの鉄製ロールの表面にＣｒメッキが施されたものを用いた。グラビアロールへの製版パターンは、円形のセルの直径が５０μｍ、セルの深さが２０μｍ、セルピッチが１５０μｍであり、開口率（第１の層８１０における第２の領域８１４の面積率）の設計値が９１％となるものを用いた。印刷速度１５ｍ／ｍｉｎ、圧胴ニップ圧０．８ＭＰａで印刷を行った。
　印刷後の塗工膜を１分間静置した後、１００℃で２分間乾燥させた。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、アクリル系樹脂フィルム上に第１の領域８１２が形成された第１の積層体８０１Ａを得た。
　（３）光学部材・光学素子の作製
　得られた第１の積層体８０１Ａを用いて、光学部材８０１を作製した。第２の積層体８０１Ｂの剥離シート８６１として離型処理を施したＰＥＴフィルムを用い、第２の層（接着剤層）８２０は、アクリル系接着剤を用いて１０μｍの厚さを有するように形成した。
　得られた光学部材８０１を用い、図８に示す光学素子８００を作製した。光学素子８００は、光学部材８０１の剥離シート８６１を剥がして第２の層８２０に導光層８５０を貼り付けるとともに、基材層８４０の第１の層８１０とは反対側に複数の内部空間ＩＳを含む方向変換層８７０を配置する（具体的には基材層８４０に接着剤層８７６を介して賦形フィルム８７２を貼り付ける）ことによって作製した。接着剤層８７６は、ポリエステル系接着剤を用いて形成した。複数の凹部８７４を有する賦形フィルム８７２は、実施例１で用いた賦形フィルム７２と同様にして製造した。
　第１の層８１０の第１の領域８１２は、離散的に形成された複数の島状領域を含み、個々の島状領域は、ほぼ円形（直径１０５μｍ）であった。第１の層８１０の第２の領域８１４は、格子状に連続した形状（島状領域のサイズは規定できない）であった。第２の領域８１４が第１の層８１０に占める面積率（開口率）の実測値は、６２．０％であった。
　［比較例２］
　比較例１とほぼ同様にして、光学素子８００を作製した。ただし、グラビアロールへの製版パターンのセルピッチを１００μｍとし、開口率の設計値を８０％とした。得られた光学素子８００では、第１の層８１０において第１の領域８１２がベタ状に形成されており、第２の領域８１４がほとんど存在しなかった。
　［比較例３］
　比較例１とほぼ同様にして、光学素子８００を作製した。ただし、多孔質層形成用塗工液に対し、６０℃のオーブンで乾燥処理を行って溶媒の一部を除去し、塗工液の粘度を２．０Ｐａ・ｓ（角周波数０．６３ｒａｄ／ｓ）とした。塗工液の粘度が高かったため、グラビア印刷法による第１の領域８１２の形成をうまく行うことができなかった。
　［実施例・比較例の総括］
　表１に、実施例１～８および比較例１～３について、パターン形成の可否、第２の領域１４の島状領域１４ａのサイズ（ここでは島状領域１４ａがほぼ円形であるので直径）および開口率Ｐの実測値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からわかるように、実施例１～８のいずれについても、パターン形成が可能であり、また、開口率Ｐを低くする（具体的には５０％以下にする）ことができた。
　これに対し、比較例１では、パターン形成自体は可能であったものの、実測開口率（６２％）は、設計開口率（９１％）に比べて大幅に低かった。また、比較例１よりも設計開口率が小さい（８０％）比較例２では、パターン形成が可能ではなかった。グラビア印刷法を用いる方法でパターン形成が困難になるのは、後述するように塗工液の濡れ広がりに起因しているので、塗工液の粘度を高くすることによって実測開口率の設計開口率からの大幅な低下を抑制することが考えられるが、塗工液の粘度を比較例１よりも高くした比較例３では、印刷自体を好適に行うことができなかった。
　このように、レーザリフトオフ法によって多孔質層の部分的除去を行うことにより、島状領域１４ａのサイズを十分に小さくし、かつ、第１の層１０の開口率Ｐを十分に低くし得ることが確認された。グラビア印刷法を用いる場合に、実測開口率が設計開口率に比べて大幅に低くなったり、パターン形成が困難になったりする理由は、以下のように推察される。
　グラビア印刷法を用いる場合、図９の上段に示すように、グラビアロールＧＲで基材層８４０上に塗工液ＣＬを所定のパターンで付与したときに、塗工液ＣＬの濡れ広がりが発生する。そのため、図９の下段左側に示すように隣接する第１の領域８１２の間隔が短く（つまり第２の領域８１４となる領域が小さく）なったり、図９の下段右側に示すように隣接する第１の領域８１２が連続してパターンが消失したりする。
　図１０は、グラビア印刷法を用いて設計開口率２５％で形成された第１の層８１０を有する光学部材８０１の光学顕微鏡像である。図１０から、第１の領域８１２がベタ状に形成されており、パターンが消失していることがわかる。
　図１１および図１２は、レーザリフトオフ法を用いて設計開口率３０％および１％で形成された第１の層１０を有する光学部材１の光学顕微鏡像である。図１１および図１２から、第２の領域１４の複数の島状領域１４ａがほぼ円形に形成されており、パターン形成が好適に行われていることがわかる。
　図１３は、比較例１の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域８１２の側面近傍を示している。また、図１４および図１５は、実施例３の断面ＳＥＭ像であり、第１の領域１２の側面近傍を示している。図１５は、図１４の一部を拡大したものである。
　図１３からわかるように、グラビア印刷法を用いた比較例１では、第１の領域８１２の側面がなだらかに形成されている。これは、塗工液ＣＬの濡れ広がりに起因すると考えられる。一方、図１４および図１５からわかるように、レーザリフト法を用いた実施例３では、第１の領域１２の側面が急峻に形成されている。
　表１には、実施例１～８および比較例１について、第１の領域１２（８１２）の側面の、第１の層１０（８１０）の層法線方向に対する勾配角を示している。図１６に示すように、第１の領域１２の側面１２ｓ（第１の領域１２と第２の領域１４との界面ともいえる）の勾配角θは、層法線方向（Ｚ方向）と、側面１２ｓの上端１２ｓａおよび下端１２ｓｂ（厚さ方向における一端および他端）を通る直線Ｌ１とのなす角度の絶対値である。
　表１からわかるように、実施例１～８のいずれについても第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θは、６０°以下であった。これに対し、比較例１では、第１の領域８１２の側面の勾配角θは８５°であった。このように、第１の領域１２の側面１２ｓの勾配角θが比較的小さいことが、既に説明したような効果を得るのに寄与しているともいえる。
　上述したように、本発明の実施形態による光学部材１では、第１の層１０の島状領域１４ａのサイズ（等周長円相当径）が１０００μｍ以下であり、そのことによって、取り出される光の均一性を向上させ得る。島状領域１４ａが視認されることを抑制する観点からは、島状領域１４ａの等周長円相当径は、２００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。
　第２の領域１４の第１の層１０に占める面積率（開口率）Ｐは、取り出される光の均一性を向上させるために、光源の配置に応じて第１の層１０の層面内で分布を有するように設定されてもよい。つまり、第１の層１０の層面内で一側から他側に向かうにつれて開口率Ｐが変化してもよい。例えば、図２Ｂを例示して説明したように、光源から離れるにつれて開口率Ｐを増大させてもよい。その場合、開口率Ｐを連続的に増大させてもよいし、段階的に増大させてもよい。
　開口率Ｐは、例えば、１辺が１０ｍｍの正方形の領域について求められる。第１の層１０における、１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を「単位領域」と呼ぶとき、取り出される光の均一性を向上させる観点からは、第１の層１０は、面積率Ｐが０．１％以上５０％以下の単位領域を含むことが好ましい。また、第１の層１０は、面積率Ｐが０．１％以上２０％以下の単位領域を含むことがより好ましく、面積率Ｐが０．１％以上５％以下の単位領域を含むことがさらに好ましい。なお、単位領域に含まれる島状領域１４ａの個数は、例えば１０～１００００個である。
　第１の領域１２と第２の領域１４との界面（第１の領域１２の側面１２ｓ）の、第１の層１０の層法線方向に対する勾配角θは、例えば０°以上６０°以下である。勾配角θは、０°以上５０°以下であることが好ましく、０°以上２０°以下であることがより好ましく、０°以上１０°以下であることがさらに好ましい。
　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５０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５０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５０の厚さは、例えば、１００μｍ以上１００ｍｍ以下であり得る。導光層５０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５０の屈折率ｎＧＰは、例えば、第２の層２０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５０の屈折率の上限値は、１．７である。
　導光層５０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。光結合層として機能する光学部材１は、実質的に平坦な主面を有し得るので、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１０の第１の領域１２は、多孔質構造を有する。第１の層１０は、多孔質層１０Ｐから形成され得る。好適に用いられる多孔質層１０Ｐ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１０Ｐ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１０Ｐ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１０Ｐの空隙率および屈折率は、当該多孔質層１０Ｐ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１０Ｐ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１０Ｐ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１０Ｐ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１０Ｐ（第１の層１０）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１０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１０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１０Ｐの屈折率、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２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１２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１２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。第１の領域１２の屈折率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１０Ｐの空隙率、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２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１０Ｐ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１２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１０Ｐの膜密度、すなわち、第１の層１０の第１の領域１２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。
　多孔質層１０Ｐのマトリクス部分（多孔質層１０Ｐ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１０Ｐの屈折率、すなわち第１の領域１２の屈折率ｎ１は、ｎＭと空隙率と空気の屈折率で決まる。例えば、上述したように、多孔質層１０Ｐ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以下である。
　［第１の層の第２の領域］
　第１の層１０の第２の領域１４は、多孔質層１０Ｐが除去された領域に、接着剤が充填されることによって形成されている。第２の領域１４の屈折率ｎ２は、第１の領域１２の屈折率ｎ１および第２の層２０の屈折率ｎ３と、ｎ１＜ｎ２かつｎ１＜ｎ３の関係を満たす。第２の領域１４の屈折率ｎ２がこの関係を満たすことで、第１の層１０の面方向における第１の領域１２と第２の領域１４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。第２の領域１４の屈折率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。
　なお、多孔質層１０Ｐが除去された領域１０ａに、第２の層２０および第３の層３０の両方から接着剤が充填される場合、第２の領域１４は、第２の層２０からの接着剤で構成される領域と、第３の層３０からの接着剤で構成される領域とが厚さ方向に沿って積層された構造を有することになる。前者の領域と後者の領域との界面における反射や屈折等を抑制する観点からは、第２の層２０の屈折率ｎ３と第３の層３０の屈折率ｎ４との差が小さいことが好ましい。具体的には、第２の層２０の屈折率ｎ３と第３の層３０の屈折率ｎ４との差は、０．０５以下が好ましく、０．０３以下がより好ましく、０．０２以下がさらに好ましい。
　［基材層］
　基材層４０の厚さは、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以下がさらに好ましい。基材層４０の屈折率は、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］
　第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６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。第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６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、第１接着剤層２０、第２接着剤層３０および接着剤層７６の屈折率は、それが接する導光層５０、基材層４０または賦形フィルム７２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。
　本発明の実施形態による光学部材は、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。また、本発明の実施形態による光学部材は、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。本発明の実施形態による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。
　１　　光学部材
　１０　　第１の層
　１２　　第１の領域
　１４　　第２の領域
　１４ａ　　島状領域
　２０　　第２の層（第１接着剤層）
　３０　　第３の層（第２接着剤層）
　４０　　基材層
　５０　　導光層
　７０　　方向変換層
　７２　　賦形フィルム
　７４　　凹部
　７６　　接着剤層
　１００　　光学素子
　ＩＳ　　内部空間

Claims (12)

  1. 　多孔質構造を有する第１の領域を含む第１の層を有する光学部材であって、
    　前記第１の層は、多孔質構造を有さず、且つ、接着剤が充填されている第２の領域をさらに含み、
    　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、
    　前記複数の島状領域のそれぞれの等周長円相当径は１０００μｍ以下である、光学部材。
  2. 　前記第１の層において１辺が１０ｍｍの正方形である任意の領域を単位領域と呼ぶとき、
    　前記第１の層は、前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが０．１％以上５０％以下の単位領域を含む、請求項１に記載の光学部材。
  3. 　前記複数の島状領域のピッチは、５０００μｍ以下である、請求項１または２に記載の光学部材。
  4. 　前記第２の領域の前記第１の層に占める面積率Ｐが、前記第１の層の層面内で一側から他側に向かうにつれて変化する、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部材。
  5. 　前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第２の層をさらに有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部材。
  6. 　前記第１の層に層法線方向に隣接し、接着性を有する第３の層であって、前記第１の層に対して前記第２の層と反対側に位置する第３の層をさらに有する、請求項５に記載の光学部材。
  7. 　前記第１の領域と前記第２の領域との界面の、前記第１の層の層法線方向に対する勾配角が０°以上６０°以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部材。
  8. 　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としたとき、ｎ１＜ｎ２である、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部材。
  9. 　ｎ１が１．３０以下であり、ｎ２が１．４３以上である、請求項８に記載の光学部材。
  10. 　前記第１の領域は、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. 　前記光学部材に対して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有する、請求項１１に記載の光学素子。
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