(57)【要約】【課題】画像表示用導光板において、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できるようにする。【解決手段】画像表示用導光板５は、樹脂基材１、ホログラム層２、および吸収層４を含む。吸収層４は、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲に吸収ピークを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材およびホログラム層を有する画像表示用導光板であって、
５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲に吸収ピークを有する吸収層を含む
ことを特徴とする画像表示用導光板。
【請求項２】
前記吸収層、前記樹脂基材、および前記ホログラム層は、厚み方向においてこの順に配置されている
請求項１に記載の画像表示用導光板。
【請求項３】
前記吸収層は、
前記ホログラム層における表示画像出射部と厚み方向において重なる範囲に配置されている
請求項１に記載の画像表示用導光板。
【請求項４】
前記吸収層は、
前記樹脂基材の内部の少なくとも一部に色材が分散されて形成されている
請求項１に記載の画像表示用導光板。
【請求項５】
バリア層をさらに含む
請求項１に記載の画像表示用導光板。
【請求項６】
前記バリア層は、前記樹脂基材と前記ホログラム層との間に配置されている
請求項５に記載の画像表示用導光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示用導光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置において、画像表示用導光板が用いられる場合がある。例えば、ＶＲ（仮想現実）技術、ＡＲ（拡張現実）技術、ＭＲ（複合現実）技術などを用いた表示装置においては、ホログラム層が透明基材に支持された画像表示用導光板が用いられる。ホログラム層には、種々の光学機能、例えば、導波、反射、回折などの機能を有するホログラムが形成される。
例えば、特許文献１には、光学接着剤を介して樹脂基体に挟まれたホログラムを有する積層体であって、外周部全体が保護被覆層で覆われたホログラム積層体が記載されている。さらに、特許文献１には、ホログラムで使用する波長の光は透過し、それより短い波長の光を吸収するいわゆる短波長カットフィルタを設けてもよいことが記載されている。
一方、ホログラム層を有する画像表示用導光板に関する技術ではないが、特許文献２には、レンズ用プラスチック材料の熱硬化時の黄変に起因するレンズの黄色度を改善する目的で、顔料の表面に疎水性シリカコーティングを施したプラスチック光学材料用ブルーイング剤をレンズ形成材料中に分散させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８４３６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような関連技術には、以下のような問題がある。
黄色は比視感度が高いため、画像表示用導光板においてホログラム層等の透明材料の黄変が生じると、画像を見る際にコントラスト（明暗度）が低くなってしまう。この結果、画像が不鮮明に見える。
特許文献１に記載の技術では、紫外光など画像表示用導光板の画像表示に用いない短波長光がカットされるので、紫外光に起因する画像表示用導光板に用いる樹脂材料の経時変化、例えば、透明度低下、着色など、を抑制できる。
しかし、ホログラム層を形成するフォトポリマー材料、および任意で設けられるバリア層などは、特に黄変しやすいので、製造直後であっても黄色味を帯びている。このため、特許文献１のように、短波長カットフィルタを設けても、製造直後から生じている黄色味は除去できないという問題がある。
これに対して、特許文献２に記載の技術をホログラム層に適用することも考えられる。しかし、特許文献１のブルーイング剤は、平均粒径が０．４μｍ〜０．６μｍ程度であるため、ホログラム層中にブルーイング剤を混ぜると、ホログラム層における干渉縞の記録に支障が生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、例えば、本発明は以下の態様を有する。
［１］  樹脂基材およびホログラム層を有する画像表示用導光板であって、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲に吸収ピークを有する吸収層を含むことを特徴とする画像表示用導光板。
［２］  前記吸収層、前記樹脂基材、および前記ホログラム層は、厚み方向においてこの順に配置されている、［1］の画像表示用導光板。
［３］  前記吸収層は、前記ホログラム層における表示画像出射部と厚み方向において重なる範囲に配置されている、［１］の画像表示用導光板。
［４］  前記吸収層は、前記樹脂基材の内部の少なくとも一部に色材が分散されて形成されている、［１］の画像表示用導光板。
［５］  バリア層をさらに含む、［１］の画像表示用導光板。
［６］  前記バリア層は、前記樹脂基材と前記ホログラム層との間に配置されている、［５］の画像表示用導光板。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態の画像表示用導光板を含む表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施形態の第２変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の第３変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１０】
本発明の実施形態の画像表示用導光板について説明する。
本実施形態の画像表示用導光板は、樹脂基材、ホログラム層、および吸収層を有する。
本実施形態の画像表示用導光板は、適宜の透明層をさらに有していてもよい。透明層の例としては、バリア層、接着層、ハードコート層、アンカーコート層などが含まれてもよい。
本実施形態の画像表示用導光板は、ガラス基材をさらに有していてもよい。
【００１１】
画像表示用導光板は、画像光を入射する入射部と、画像光による画像を表示する表示画像出射部と、を有する。ホログラム層は、入射部と表示画像出射部との間に配置されている。ホログラム層には、少なくとも入射部から入射される画像光を表示画像出射部に導波し、表示画像出射部から出射させるための回折格子パターンが形成されている。表示画像出射部における回折格子パターンは、画像表示用導光板の外部から入射する外光の少なくとも一部を透過させる。
入射部から入射した画像光は、ホログラム層内に導波され、表示画像出射部から外部に出射される。一方、外光も樹脂基材および表示画像出射部を透過する結果、表示画像出射部の観察者は、画像光および外光の両方を、視野内で観察することができる。
本実施形態の画像表示用導光板は、ＶＲ技術、ＡＲ技術、ＭＲ技術を用いた表示装置などに好適に用いられる。例えば、本実施形態の画像表示用導光板は、ディスプレイ用途の他に、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のコンバイナや反射型液晶表示デバイス用の反射板に代表されるホログラム光学素子（ＨＯＥ）などの装置に用いられてもよい。
【００１２】
樹脂基材の材料は、透明材料であれば特に限定されない。
樹脂基材に用いられる材料は、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、およびポリカーボネート樹脂からなる群から選ばれた１以上の樹脂を含有することがより好ましい。
【００１３】
本実施形態の画像表示用導光板において、樹脂基材は、ホログラム層を間に挟んで２枚設けられてもよい。画像表示用導光板にガラス基材が含まれる場合、樹脂基材とガラス基材と間にホログラム層が配置されてもよい。
樹脂基材およびホログラム層、またはガラス基材およびホログラム層は、互いに接していてもよいし、それぞれの間に適宜の透明層が配置されてもよい。
【００１４】
ホログラム層は、２枚の樹脂基材の間、または樹脂基材とガラス基材との間に、挟まれている。
ホログラム層は、周知のホログラム形成用樹脂材料が用いられる。例えば、ホログラム材料の例としては、具体的には、溶媒可溶性でカチオン重合可能なエチレンオキシド環を構造単位中に少なくともひとつ有する熱硬化性樹脂と、ラジカル重合可能なエチレン性モノマーよりなるホログラム記録材料（特開平８−１６７６、特開平８−１６７７、特開平８−１６７８、特開平８−１６７９）などが挙げられる。
【００１５】
吸収層は、画像表示用導光板の少なくとも一部を透過する光における黄色成分を吸収する波長特性を有する。
［吸収ピーク］
吸収層は、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲（以下、波長範囲Ａ）に吸収ピークを有する。
ここで、「吸収ピーク」は、可視光域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）における吸収層の分光透過率曲線において透過率が減少から極小値を経て増大に転じるＵ字状の分光分布のうち、極小値が最小となる分光分布を指す。Ｕ字状の分光分布は可視光域において１箇所に形成されていることがより好ましい。
本明細書では、このような「吸収ピーク」の極小値（ピークトップ）を与える波長が特定の波長範囲にあることを、「特定の波長範囲に吸収ピークを有する」と定義する。
吸収ピークは、５５０ｎｍ以上５８５ｎｍ以下の波長範囲（以下、波長範囲Ｂ）にあることがより好ましい。
吸収ピークの半値幅は、１００ｎｍ以下であってもよく、より好ましくは７０ｎｍ以下、特に好ましくは４０ｎｍ以下である。
ここで、吸収ピークの半値幅とは、吸収ピークのピークトップの透過率をＴｐ（％）とするとき、透過率がＴｈ＝（１００−Ｔｐ）／２以下となる吸収ピークの波長幅を意味する。
半値幅が１００ｎｍ以下であると、透過光の色バランスと輝度とを良好に確保できる。
吸収ピークにおける透過率は、８０％以下であってよく、より好ましくは７０％以下、特に好ましくは６０％以下である。
【００１６】
［透過率特性］
５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲（以下、波長範囲Ｃ）における吸収層の平均透過率は、２０％以上であってもよく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。
波長範囲Ｃにおいて、平均透過率が２０％以上とするのは、赤色光の輝度を維持するためである。
４７０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲（以下、波長範囲Ｄ）における吸収層の平均透過率は、２０％以上であってもよく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。
波長範囲Ｄにおいて、平均透過率が２０％以上とするのは、透過光の色バランスと輝度を確保するためである。
吸収層の透過率特性は、光劣化を起こしやすい紫外光の透過率が低いほどより好ましい。例えば３８０ｎｍ以下の波長範囲における吸収層の透過率は、５％以下であってもよく、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。
【００１７】
［黄色度］
吸収層の黄色度を表すＹＩ値（ＪＩＳ  Ｋ７３７３）は、１０以下であってもよく、より好ましくは５以下、特に好ましくは３以下である。
【００１８】
［吸光度］
吸収層の波長５８０ｎｍにおける吸光度は、０．５以下であってもよく、より好ましくは０．３以下、特に好ましくは０．２以下である。
【００１９】
［Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるｂ＊］
吸収層のｂ＊は、５以下であってもよく、より好ましくは３以下、特に好ましくは１以下である。
【００２０】
吸収層の構成は、波長範囲Ａに吸収ピークを有していれば、特に限定されない。
例えば、吸収層は、透明のベース樹脂に色材が分散された構成を有してもよい。
ベース樹脂の材料は透明であれば特に限定されない。ベース樹脂の屈折率も特に限定されない。
例えば、ベース樹脂は、樹脂基材の屈折率以上の屈折率を有していてもよいし、樹脂基材の屈折率よりも低い屈折率を有していてもよい。
例えば、ベース樹脂としては、樹脂基材よりも表面硬度が高い樹脂材料が用いられてもよい。
例えば、ベース樹脂としては、吸湿性が低い樹脂材料が用いられてもよい。
【００２１】
色材としては、上述の波長特性が得られれば特に限定されない。例えば、色材としては、染料、顔料などが用いられる。色材としては、ブルーイング剤が用いられることが特に好ましい。
例えば、吸収層は、高屈折率材料と低屈折率材料とが複数積層された多層薄膜によって形成されてもよい。
【００２２】
［ブルーイング剤］
吸収層に用いるブルーイング剤は、特に限定されるものではないが、一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり、より好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、例えば、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ１３［ＣＡ．Ｎｏ（カラーインデックスＮｏ）６０７２５］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ３１［ＣＡ．Ｎｏ  ６８２１０］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ３３［ＣＡ．Ｎｏ  ６０７２５］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ９４［ＣＡ．Ｎｏ  ６１５００］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ３６［ＣＡ．Ｎｏ  ６８２１０］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ９７［バイエル社製「マクロレックスバイオレットＲＲ」］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ４５［ＣＡ．Ｎｏ６１１１０］等が代表例として挙げられる。これらのブルーイング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらブルーイング剤は、ベース樹脂に対して、吸収層に必要な光学特性が得られる適宜量が配合される。例えば、ベース樹脂がポリカーボネート樹脂の場合、ポリカーボネート樹脂を１００質量部に対し、０．１×１０−５質量部以上、２×１０−４重量部以下の割合で配合されてもよい。
他のブルーイング剤の例としては、ダイアレジン（登録商標）ブルーＮ（商品名；三菱ケミカル株式会社製）、ダイアレジン（登録商標）ブルーＧ（商品名；三菱ケミカル株式会社製）、マクロレックス（登録商標）ブルーＲＲ（商品名；バイエル社製）、マクロレックス（登録商標）ブルー３Ｒ（商品名；バイエル社製）、ポリシンスレン（登録商標）ブルーＲＬＳ（商品名；クラリアント社製）などが挙げられる。
【００２３】
吸収層は、少なくとも画像光および外光が透過する範囲に設けられている。例えば、吸収層は、ホログラム層における表示画像出射部と厚み方向において重なる範囲に配置されていてもよい。
ただし、吸収層は、厚み方向から見て、樹脂基材あるいはホログラム層の全体を覆う範囲に配置されてもよい。
【００２４】
画像表示用導光板の厚み方向における吸収層の配置は、特に限定されない。
例えば、吸収層は、ホログラム層よりも外光の入射面寄りの位置と、ホログラム層よりも画像光の出射面寄りの位置と、の少なくとも一方に設けられてもよい。
吸収層が樹脂基材の外部に配置される場合、吸収層、樹脂基材、およびホログラム層は、画像表示用導光板の厚み方向においてこの順に配置されてもよい。すなわち、吸収層は、厚み方向において、樹脂基材よりも外側に配置されてもよい。例えば、吸収層は、画像表示用導光板の厚み方向の最外部に配置されてもよい。
樹脂基材の内部に色材が分散されて吸収層が形成される場合、色材は樹脂基材に均一に分散していてもよいし、厚み方向において偏って分散していてもよい。色材が厚み方向において偏っている場合、色材は、画像表示用導光板の厚み方向の外側に偏っていることがより好ましい。
【００２５】
バリア層は、透明な無機材料で構成される。バリア層の屈折率は、１．４８以上であることがより好ましい。
バリア層の材料としては、水蒸気バリア性材料が用いられることがより好ましい。バリア層は、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、およびダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる群から選ばれた１以上の物質を含有することがさらに好ましい。
バリア層は、樹脂フィルム上に配置されていてもよい。この場合、樹脂フィルムは、バリア層と樹脂基材との間に配置されることがより好ましい。
【００２６】
バリア層は、画像表示用導光板の厚み方向において、樹脂基材、バリア層、およびホログラム層の順に配置されていることがより好ましい。バリア層は、ホログラム層の表面に配置されていることが特に好ましい。
バリア層は、ホログラム層を間に挟んで２層設けられていてもよい。バリア層は、ホログラム層の表面および裏面に配置されていることがさらに好ましい。
ガラス基材が配置されている場合、ガラス基材自体がバリア性を有するので、ガラス基材は、ホログラム層においてバリア層と対向する表面と反対側の表面に配置されてもよい。
【００２７】
以下、図１に示す例に基づいて、本実施形態の画像表示用導光板の一例の詳細構成を説明する。図１は、本発明の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【００２８】
図１に示す画像表示用導光板５では、厚み方向において、吸収層４、樹脂基材１、ホログラム層２、および樹脂基材３がこの順に配置されている。画像表示用導光板５は、バリア層を有しない場合の例になっている。
画像表示用導光板５の平面視形状は、特に限定されない。例えば、画像表示用導光板５は、用いられる表示装置に取り付け可能な形状に整形されていてもよい。
例えば、画像表示用導光板５は、表示装置に取り付ける形状よりも大きな矩形板であってもよい。この場合、画像表示用導光板５は、表示装置に組み立てられる前に、表示装置に取り付け可能な形状に切断されるなどして整形される。
画像表示用導光板５は、平板状であってもよいし、必要に応じて湾曲板状であってもよい。
以下では、画像表示用導光板５が平面視矩形状の平板からなる場合の例で説明する。
【００２９】
吸収層４は、画像表示用導光板５の厚み方向の最外部に配置されている。吸収層４は、画像表示用導光板５における表示画像出射側の表面に配置されている。
吸収層４の層厚は、特に限定されない。例えば、吸収層４の層厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
図１に示す例では、吸収層４は、後述する樹脂基材１の表面の全体に形成されている。
吸収層４の形成方法は特に限定されない。例えば、吸収層４は、色材が配合されたベース樹脂材料からなるコート液を、成膜面（樹脂基材１の表面）に塗布した後、コート液を硬化することによって形成できる。
コート液の塗布方法としては、コート液の粘性等に応じて適宜の塗布方法が選択できる、例えば、塗布方法としては、バーコート、ディップコート、リバースグラビアコート、ダイレクトグラビアコート、ロールコート、ダイコート、カーテンコート等、従来公知の塗工方式を用いることができる。
ベース樹脂材料としては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマーなど活性エネルギー線の照射により硬化物を形成する重合性モノマーや重合性オリゴマーや、ウレタン、エポキシ、ポリエステルなどの硬化性樹脂材料が用いられてもよい。ベース樹脂材料に配合する色材としては、例えば、上述のブルーイング剤が用いられてもよい。
【００３０】
樹脂基材１は、画像表示用導光板５の外形と同様の形状を有する。
樹脂基材１には、ホログラム層２から出射される画像光Ｌｄと、後述する樹脂基材３およびホログラム層２を透過する外光Ｌｏと、が透過する。
樹脂基材１の厚みは特に限定されない。例えば、樹脂基材１の厚みは、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。
【００３１】
樹脂基材１を形成する材料は、透明樹脂材料であれば、特に制限はない。例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合対等のポリオレフィン系樹脂；環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物（ＥＶＯＨ）、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリノルボルネン、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、アリルジグリコールカーボネート、生分解樹脂等の有機材料が挙げられる。なお、樹脂基材１は、２種以上の材料で形成されていてもよいし、２種以上の材料が積層した積層構造であってもよい。
透明性の観点では、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリル樹脂などが用いられることがより好ましい。また、耐プロセス性の観点ではポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィンなどが用いられることがより好ましい。
【００３２】
ホログラム層２は、吸収層４が形成されている樹脂基材１の表面と反対側の表面に積層されている。ホログラム層２の構成は特に限定されない。ホログラム層２には、画像表示用導光板５に必要な機能に対応する適宜の回折格子が形成されている。
【００３３】
樹脂基材３は、ホログラム層２において、樹脂基材１が配置された表面と反対側の表面に積層されている。樹脂基材３としては、樹脂基材１の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、樹脂基材３の厚み、材料等は、樹脂基材１と相違していてもよい。特に、樹脂基材３は、画像表示用導光板５における表示画像出射側と反対に位置する外光入射側の表面に配置されるので、樹脂基材１に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
【００３４】
このような画像表示用導光板５は、例えば、以下のようにして製造できる。
樹脂基材１、３が準備され、吸収層４を形成するコート液が調整される。
例えば、樹脂基材１の表面にコート液が塗布される。この後、コート液が硬化されて吸収層４が形成される。
例えば、樹脂基材１において吸収層４が形成されたのと反対側の表面に、ホログラム形成用のフォトポリマー材料が塗布される。このとき、樹脂基材１の表面の外周部には、ホログラム層２と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、フォトポリマー材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層２の形成後にホログラム層２の外周部をシールする。この後、フォトポリマー材料上に、樹脂基材３が載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、フォトポリマー材料は、樹脂基材３の表面に塗布され、吸収層４が形成された樹脂基材１がフォトポリマー材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、吸収層４、樹脂基材１、フォトポリマー材料、および樹脂基材３からなる積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体のフォトポリマー材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、フォトポリマー材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板５が製造される。
【００３５】
次に、画像表示用導光板５を含む表示装置の一例について説明する。
図２は、本発明の実施形態の画像表示用導光板を含む表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
【００３６】
図２に示すように、表示装置１０は、画像表示用導光板５に加えて、画像光投影部１２および入射光学系１１を備える。
画像光投影部１２は、図示略のコントローラから送出される画像信号に応じて、画像表示用導光板５に表示する画像光Ｌｉを投影する。
入射光学系１１は、例えばプリズムなど、画像光Ｌｉを画像表示用導光板５に入射させる光学素子を備える。入射光学系１１は、画像光Ｌｉを画像表示用導光板５の表面に形成された入射部５ａに入射させる。例えば、入射部５ａは、吸収層４上に設けられている。
入射部５ａに入射した画像光Ｌｉは、ホログラム層２に形成された導波回折格子部３ａを経由して、ホログラム層２の表示用回折格子部２ｂに導波される。表示用回折格子部２ｂでは、画像光Ｌｉは各表示画素に対応する位置で回折され、画像光Ｌｄを形成する。画像光Ｌｄは、ホログラム層２、樹脂基材１、および吸収層４を透過し、画像光Ｌｄ’として、画像表示用導光板５の外部に出射される。このため、厚み方向において表示用回折格子部２ｂと、表示用回折格子部２ｂと厚み方向に対向する樹脂基材１および吸収層４の領域は、画像光Ｌｄを表示する表示画像出射部５ｂを構成している。表示画像出射部５ｂは、厚み方向と直交する方向である面方向において、入射部５ａから離間した位置に形成されている。
【００３７】
一方、画像表示用導光板５には、樹脂基材３を経由して、外光Ｌｏが入射する。外光Ｌｏは、樹脂基材３、ホログラム層２、樹脂基材１、および吸収層４を透過し、外光Ｌｏ’として、画像表示用導光板５の外部に出射される。
表示装置１０の使用者は、画像光Ｌｄ’および外光Ｌｏ’による像を見ることができる。このため、表示画像出射部５ｂを視野に収める使用者は、外光Ｌｏ’に基づく外部の光景と、画像光Ｌｄ’に基づく画像とが、重ね合わされた像を見る。
【００３８】
画像表示用導光板５に使用されるような透明材料は、例えば、紫外光などの影響によってそれぞれ経時的に光劣化する。典型的な光劣化は、材料の黄変である。特に、ホログラム層２は、フォトポリマー材料によって形成されているので、製造直後から、ある程度、黄変している。このため、樹脂基材１、３、およびホログラム層２を透過後の光は、黄色味を帯びている。
黄色は比視感度が高いので、人間の視覚は黄変に敏感である。これにより、黄色味を帯びた画像はコントラスト（明暗度）が低くなってしまうため、観察される画像が不鮮明になってしまう。
しかし、本実施形態では、表示画像出射部５ｂに吸収層４が設けられているので、画像光Ｌｄ’、外光Ｌｏ’において、それぞれ画像光Ｌｄ、外光Ｌｏの黄色成分が低減される。このように、吸収層４によって、黄色味を帯びた画像光Ｌｄ、外光Ｌｏの黄色成分が相殺されることにより、樹脂基材１、３、およびホログラム層２の黄変の影響が除去される。
具体的には、吸収層４によって、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲の光成分を中心に、光が吸収されることにより、黄色味が減少し、相対的に青色味が増大する。これにより、画像のホワイトバランスと、コントラストと、が改善される。
さらに、表示装置１０の使用時に暴露される紫外光などによって、経時的に樹脂基材１、３等の透明材料の光劣化が進んでも、黄変による画像劣化の程度が吸収層４を有しない場合に比べて低減される。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
【００４０】
特に本実施形態では、吸収層４が画像表示用導光板５における最外部に配置されている。このため、例えば、吸収層４として、樹脂基材１よりも高硬度の材料を用いると、樹脂基材１の表面の傷つきが防止される。例えば、吸収層４の波長特性において紫外光の透過率が低い場合、樹脂基材１側からの紫外光の入射を抑制できるので、画像表示用導光板５における経時的な光劣化を低減できる。
【００４１】
［第１変形例］
本実施形態の第１変形例の画像表示用導光板について説明する。
図３は、本発明の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【００４２】
図３に示すように、本変形例の画像表示用導光板７は、実施形態の画像表示用導光板５において、さらに吸収層６を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４３】
吸収層６は、樹脂基材３において、ホログラム層２が配置された表面と反対側の表面に積層されている。すなわち、吸収層６は、吸収層４と同様、画像表示用導光板７の最外部に配置されている。画像表示用導光板７では、樹脂基材１、ホログラム層２、および樹脂基材３からなる積層体が、吸収層４、６に挟まれている。
吸収層６としては、吸収層４の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。
ただし、吸収層６の厚み、材料等は、吸収層４と相違していてもよい。例えば、吸収層６は、画像表示用導光板７における表示画像出射側と反対側の表面に配置されるので、樹脂基材３あるいは吸収層４に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
本変形例では、吸収層４、６が画像表示用導光板７の最外部に配置されるので、吸収層４、６の波長特性において紫外光の透過率が低いことがより好ましい。
【００４４】
画像表示用導光板７は、樹脂基材３に吸収層６が形成される以外は、実施形態における画像表示用導光板５と同様にして製造される。吸収層６の形成方法は、吸収層４と同様の形成方法が用いられる。
【００４５】
本変形例による画像表示用導光板７は、吸収層６を有する以外は，画像表示用導光板５と同様に構成される。このため、画像光Ｌｄは、画像表示用導光板５と同様にして、吸収層４を通過することによって黄色成分が低減される（画像光Ｌｄ’）。
これに対して、外光Ｌｏは、さらに吸収層６を透過してから、樹脂基材３に入射する。このため、外光Ｌｏは、吸収層６を透過する際に、黄色成分が低減される。外光Ｌｏは、樹脂基材３、ホログラム層２、および樹脂基材１を透過する際、それぞれの黄変度合いに応じて、黄色成分が増大した後、吸収層４によって黄色成分が低減される。
樹脂基材３は、使用時のおける外光Ｌｏの入射側に配置されているため、外光Ｌｏによる光劣化が進行しやすい。これにより、経時的には、樹脂基材１の黄変よりも樹脂基材３の黄変が進みやすいおそれがある。樹脂基材３の黄変が進むと、樹脂基材３を透過した外光Ｌｏは、樹脂基材３を透過しない画像光Ｌｄに比べると黄色成分が強くなるおそれがある。
しかし、本変形例では、吸収層６を有するため、樹脂基材３の黄変による黄色味の増加を吸収層６によって相殺することが可能になる。このため、吸収層４から出射される外光Ｌｏ’’の黄色味が、画像表示用導光板５から出射される外光Ｌｏ’に比べて低減される。この結果、画像光Ｌｄ’と、外光Ｌｏ’’と、におけるそれぞれの黄色味のバランスを良好にすることができる。
特に、吸収層６の波長特性において紫外光の透過率が低い場合には、外光Ｌｏによる樹脂基材３の光劣化自体を低減できる。
【００４６】
以上説明したように、本変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
【００４７】
［第２変形例］
本実施形態の第２変形例の画像表示用導光板について説明する。
図４は、本発明の実施形態の第２変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【００４８】
図４に示すように、本変形例の画像表示用導光板２０は、第１変形例の画像表示用導光板７において、さらにバリア層８、９を備える。
以下、上記第１変形例と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
バリア層８は、樹脂基材１とホログラム層２との間に配置され、樹脂基材１およびホログラム層２のそれぞれの表面に密着している。バリア層８は、画像表示用導光板２０の外部および樹脂基材１から浸透するガスがホログラム層２に浸透することを防止する。
バリア層８の材料としては、透明な無機材料が用いられる。バリア層８に用いる無機材料の種類は、ホログラム層２の劣化の要因となるガスをバリアできれば、特に限定されない。
バリア層８は、例えば、酸素透過率、水蒸気透過率が小さいほどより好ましい。特に、バリア層８は、水蒸気バリア性に優れる（水蒸気透過率が小さい）材料で構成されることがより好ましい。
例えば、バリア層８の酸素透過率は、１ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。
例えば、バリア層８の水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。バリア層８の水蒸気透過率は、０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましい。
【００５０】
バリア層８に用いる無機材料は、樹脂基材１よりも高い屈折率を有していてもよい。例えば、バリア層８の屈折率は、１．４８以上３．０以下であってもよい。バリア層８が高屈折率であると、バリア層８を経由して樹脂基材１を透過する光は、光学的に密なバリア層８から光学的に粗な樹脂基材１に入射するため、バリア層８から樹脂基材１に向かう光の出射角が、バリア層８と樹脂基材１との屈折率差に応じて大きくなる。これにより、画像表示用導光板２０におけるＦＯＶ（field of view）を広げることができる。
【００５１】
バリア層８の材料の例としては、例えば、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、ＤＬＣ、アルミニウム酸化物、などが挙げられる。例えば、バリア層８の材料は、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウムもしくは酸化バリウム等の酸化物であってもよい。
【００５２】
バリア層８が珪素酸化物からなる場合、層厚としては、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であってもよい。層厚が１０ｎｍ未満であると、防湿性が不充分になるおそれがある。層厚が３００ｎｍを越えると珪素酸化物の薄膜に亀裂が起こりやすくなり、成膜面から剥離するおそれがある。
特に好ましい層厚としては、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
珪素酸化物によってバリア層８を形成する方法は特に限定されない。例えば、バリア層８は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ法等の従来から知られているいずれかの方法で形成することができる。珪素酸化物によってバリア層８を形成する際、成膜面と珪素酸化物との接着性を向上させるために、成膜面にコロナ放電処理、低温プラズマ処理を施したり、また、シランカップリング剤、飽和ポリエステルとイソシアネートの混合物を塗布する等の表面処理を施したりしてもよい。
例えば、真空蒸着法によって珪素酸化物の薄膜を成膜する場合には、蒸発物質として珪素、一酸化珪素、二酸化珪素、またはこれらの混合物を用い、１．０×１０−３Ｔｏｒｒ〜１．０×１０−５Ｔｏｒｒの真空下で、電子ビーム、抵抗加熱または高周波加熱方式で加熱蒸発させる。
また、酸素ガスを供給しながら行う反応蒸着法も採用できる。
バリア層８を形成する珪素酸化物には、１０質量％以下であれば、その中に不純物としてカルシウム、マグネシウムまたはそれらの酸化物が混入していてもよい。
【００５３】
バリア層８が珪素窒素酸化物からなる場合、珪素酸化物が珪素窒素酸化物に代えられた以外は、珪素酸化物を主成分とするバリア層８と同様の構成が用いられる。
【００５４】
ＤＬＣは、一般的にはダイヤモンド状の構造と、グラファイト状の構造と、水素原子を構造に含むポリエチレン様の高分子構造と、の三元系の構造からなる非晶質炭素材料である。ＤＬＣの生成に当たり、炭素源としてエチレン、アセチレン、ベンゼンなどの炭化水素を用いた場合には通常は水素を含む基本的に三元系の構造となる。
ＤＬＣは、硬質性、潤滑性、耐摩耗性、化学的安定性、耐熱性、表面平滑性などにすぐれている。ＤＬＣは、上述の緻密な高分子構造を形成するため、ガスバリア性、水蒸気バリア性にも優れる。
ＤＬＣによってバリア層８を形成する場合の形成方法は、特に限定されない。ＤＬＣコーティング方法は、例えば、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法等の物理的蒸着法など、周知の適宜コーティング方法を用いることができる。
【００５５】
バリア層８がアルミニウム酸化物からなる場合、バリア層８は、例えば、Ａｌ２Ｏ３のみで形成されてもよいし、Ａｌ、ＡｌＯ、Ａｌ２Ｏ３等が混じり合って形成されてもよい。アルミニウム酸化物層におけるＡｌ：Ｏの原子数比は、アルミニウム酸化物層の作製条件によって異なる。バリア層８として使用できるアルミニウム酸化物層は、バリア性能が損なわれない範囲で微量（全成分に対して高々３％まで）の他成分が含まれてもよい。
アルミニウム酸化物層の層厚は、バリア性能の必要に応じて設定されればよい。例えば、アルミニウム酸化物層の層厚は、５ｎｍ以上８００ｎｍ以下であってもよい。
アルミニウム酸化物によってバリア層８を形成する方法は特に限定されない。例えば、バリア層８は、真空蒸着法、スパッター法、イオンプレーティングなどのＰＶＤ法（物理蒸着法）、あるいは、ＣＶＤ法（化学蒸着法）などが用いられてもよい。
例えば、真空蒸着法においては、蒸着源材料としてＡｌ、Ａｌ２Ｏ３等が用いられ、蒸着源の加熱方式としては、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビ−ム加熱等が用いられてもよい。真空蒸着法においては、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を用いた反応性蒸着を用いたりしてもよい。さらに、成膜面に基板にバイアス等を加えたり、成膜面の温度を上昇、あるいは、冷却したりしてもよい。スパッター法やＣＶＤ法等のほかの成膜方法においても同様である。
【００５６】
バリア層９は、バリア層８が形成されたホログラム層２の表面と反対側のホログラム層２の表面に積層されている。
バリア層９の構成は、バリア層８の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、バリア層９の材料、厚み等は、バリア層８と相違していてもよい。
【００５７】
このような画像表示用導光板２０は、例えば、以下のようにして製造できる。
樹脂基材１、３が準備され、樹脂基材１、３の表面に、バリア層８、９がそれぞれ形成される。バリア層８、９の製造方法としては、バリア層８、９の材料に応じて適宜の製造方法が選択される。
例えば、バリア層８が形成された樹脂基材１におけるバリア層８の表面に、ホログラム形成用のフォトポリマー材料が塗布される。このとき、バリア層８の外周部には、ホログラム層２と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、フォトポリマー材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層２の形成後にホログラム層２の外周部をシールする。
この後、フォトポリマー材料上に、バリア層９が形成された樹脂基材３が、バリア層９をフォトポリマー材料の方に向けられた状態で載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、バリア層９が形成された樹脂基材３にフォトポリマー材料が塗布されてから、バリア層８が形成された樹脂基材１がフォトポリマー材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、吸収層４、樹脂基材１、バリア層８、フォトポリマー材料、バリア層９、樹脂基材３、および吸収層６からなる積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体のフォトポリマー材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、フォトポリマー材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板２０が製造される。
【００５８】
画像表示用導光板２０は、バリア層８、９が追加された以外は、第１変形例の画像表示用導光板７と同様に構成される。
バリア層８、９は、ＤＬＣやケイ素酸化物など透明な無機材料からなるが、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲において、青色光を吸収しやすいために、青色成分の透過率が低下する結果、透過光が黄色味を帯びる。
このように、バリア層８は外光Ｌｏおよび画像光Ｌｄの黄色味を、バリア層９は外光Ｌｏの黄色味を、それぞれ増大させやすい。しかし、本変形例では、第１変形例と同様、吸収層４、６を備えるので、吸収層４、６の波長特性を適宜調整することによって、バリア層８、９による黄色味の増加を相殺することができる。すなわち、吸収層４から出射される外光Ｌｏ’’’および画像光Ｌｄ’’の黄色味を低減することができる。さらに、第１変形例と同様にして、外光Ｌｏ’’’および画像光Ｌｄ’’の黄色味のバランスを良好にすることができる。
【００５９】
以上説明したように、本変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
【００６０】
さらに画像表示用導光板２０によれば、バリア層８、９を備えるため、ホログラム層２の経時劣化を抑制することができる。
【００６１】
樹脂基材１、３のガスバリア性は、樹脂材料の種類によって程度の差はあるが、ガラスに比べると格段に低い。このため、樹脂基材１、３は、ガラスよりもより高い吸湿性および水蒸気透過性を有している。
この結果、画像表示用導光板５の外部のガスは、ある程度、樹脂基材１、３を透過したり、内部に蓄積したりする。特に樹脂基材１、３には、水分が蓄積しやすい。
しかし、外部から樹脂基材１、３に浸透したガスおよび水分は、画像表示用導光板２０内で拡散してもバリア層８、９によって遮蔽される。これにより、ホログラム層２へのガスおよび水蒸気の浸透が抑制される。
例えば、ホログラム層２への水分の浸透が抑制されることにより、ホログラム層２の劣化が防止される。
さらに、画像表示用導光板２０では、上述の層構成を有するため、ホログラム層２は、樹脂基材１、３と接触していない。これにより、画像表示用導光板２０が高温環境下に配置されても、ホログラム層２が、樹脂基材１、３を浸食することが防止される。
【００６２】
特に、バリア層８、９の屈折率が、樹脂基材１、３に比べて高屈折率であると、上述したように、バリア層８から樹脂基材１に向かう光の出射角が大きくなる。同様に、樹脂基材３からバリア層９に入射する光は、出射角が狭められる。このため、樹脂基材３側の外部から入射して、画像表示用導光板５を透過する光は、バリア層９を有しない場合に比べて、より広角の範囲の光が入射し、バリア層８を有しない場合に比べて、より広角の範囲に出射される。この結果、外部光の視野の範囲がより広がるとともに、表示側のＦＯＶも広がる。
ホログラム層２からの画像光に関しては、上述したように、バリア層８から樹脂基材１に向かう光の出射角が大きくなる結果、バリア層８を有しない場合に比べて、表示画面のＦＯＶが広がる。
特に、本実施形態では、バリア層８、９が、ホログラム層２上に積層されることによって、外部光および画像光の拡散位置と、表示画面を構成するホログラム層２の回折位置とが、近づくため、このため、ホログラム層２から離れた位置にバリア層８、９が設けられる場合に比べると、より鮮明な画像が広範囲の角度から観察可能になる。
【００６３】
ここで、画像表示用導光板２０における輝度値およびＦＯＶの測定方法について、簡単に説明する。
画像表示用導光板２０における輝度値は、画像表示用導光板５を画像表示用導光板２０に代えた以外は上述の実施形態における表示装置１０と同様の表示装置と、輝度計と、を用いて測定される。
輝度値の測定において、表示装置は、画像表示用導光板２０の表示画像出射部の中心が輝度計の測定光軸上で輝度計と対向する位置に配置される。表示画像出射部と、輝度計と、の距離は、表示装置の装着時における使用者の目の位置に対応する距離である。例えば、表示装置がヘッドマウントディスプレイの場合、距離は１５ｍｍとされる。
輝度値は、表示装置に最大輝度の白色画像を表示させたときに輝度計で測定される輝度である。
【００６４】
画像表示用導光板２０のＦＯＶの測定では、表示装置に最大輝度の白色画像を表示させた状態で、輝度計の測定光軸を表示画像出射部に対して傾斜させて輝度を測定する。例えば、輝度計はゴニオステージなどによって、画像表示用導光板２０に対して垂直の位置から適宜角度傾斜する揺動可能に支持される。
ＦＯＶは、白色画像が見えなくなることに対応する輝度を閾値として、閾値以上の輝度が得られる角度範囲として求められる。閾値以上の輝度が−θ１から＋θ２までの範囲で得られる場合、ＦＯＶは、θ１＋θ２である。ここで、角度は、画像表示用導光板２０の法線角度を０°とする。
【００６５】
［第３変形例］
本実施形態の第３変形例の画像表示用導光板について説明する。
図５は、本発明の実施形態の第３変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
【００６６】
図５に示すように、本変形例の画像表示用導光板２４は、実施形態の画像表示用導光板５の吸収層４が削除され、樹脂基材１、３に代えて、樹脂基材２１、２３（吸収層）を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
樹脂基材２１は、樹脂基材１と同様のベース樹脂と、ベース樹脂に分散された色材と、を備える。
樹脂基材２１が含有する色材は、実施形態における吸収層４と同様の色材が用いられる。色材の配合量は、樹脂基材２１が実施形態における吸収層４と同様の光吸収性を有するように設定される。
樹脂基材２３は、樹脂基材２１と同様に構成される。
【００６８】
画像表示用導光板２４は、基材準備工程で準備される樹脂基材２１、２３が、それぞれのベース樹脂に色材が練り込まれた材料を用いて成形され、かつ吸収層形成工程が行われない以外は、実施形態における画像表示用導光板５と同様にして製造される。
【００６９】
画像表示用導光板２４は、吸収層が樹脂基材２１、２３によって形成される例になっている。
画像表示用導光板２４によれば、樹脂基材２１、２３が吸収層になっているので、第１変形例と同様にして、外光および画像光における黄色味を低減できる。
【００７０】
以上説明したように、本変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態および各変形例では、吸収層が画像表示用導光板の最外部に配置される場合の例で説明した。しかし、吸収層は、外光Ｌｏおよび画像光Ｌｄの光路上であれば、どこに配置されても、画像表示用導光板から出射される光の黄色味を低減することができる。
【００７２】
上記実施形態および各変形例では、吸収層が、樹脂基材に接している場合の例で説明した。しかし、吸収層は、透明な樹脂フィルムに積層されていてもよい。この場合、例えば、樹脂フィルムに吸収層を形成してから、接着剤などを介して配置面に固定することができるので、吸収層の形成が容易になる。
【００７３】
上記第２変形例では、ホログラム層の表裏面にバリア層が配置されている場合の例で説明した。しかし、樹脂基材を通して浸透する水分等を遮蔽する目的およびホログラム層と樹脂基材との接触を防止する目的では、バリア層は、樹脂基材とホログラム層との間に配置されていればよい。
ただし、この場合、バリア層とホログラム層との間に挟まれる透明層の吸湿性が高いと、透明層の側面を通して水分が浸透するおそれがある。このため、バリア層とホログラム層との間の透明層は、吸湿性が少ない材料で形成されることがより好ましい。バリア層とホログラム層との間の透明層が吸湿性を有している場合には、透明層の厚みが薄くすることがより好ましい。この場合、水分の浸透口となる側面の露出面積が低減されるので、吸湿される水分量を低減できる。
【００７４】
上記第２変形例では、バリア層が、ホログラム層および樹脂基材に接している場合の例で説明した。しかし、バリア層は、透明な樹脂フィルムに積層されていてもよい。この場合、例えば、樹脂フィルムにバリア層を形成してから、接着剤などを介して樹脂基材に固定することができるので、バリア層の形成が容易になる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施形態の実施例１、２について、比較例１とともに説明する。本発明はこれら実施例により制限されるものではない。
【００７６】
下記［表１］に各実施例、比較例に用いる樹脂基材および吸収層の構成、および評価結果について示す。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
［実施例１］
実施例１は、実施形態の画像表示用導光板５に対応する実施例である。
［表１］に示すように、樹脂基材１、３（［表１］では「樹脂基材」）の材料としては、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が用いられる。
樹脂基材１、３の形状は、いずれも６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの矩形板である。
ホログラム層２は、各実施例および各比較例に共通である。ホログラム層２の材料としては、ビスフェノール系エポキシ樹脂ｊＥＲ（登録商標）１００７（重合度ｎ＝１０．８、エポキシ当量：１７５０−２２００、三菱ケミカル製商品名）１００重量部、トリエチレングリコールジアクリレート５０重量部および４、４’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート５重量部、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノ）クマリン０．５重量部を２- ブタノン１００重量部に混合溶解してホログラム用の感光材料として用いられる。ホログラム層２の厚みは、５μｍである。ホログラム層２の平面視の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍである。
【００７９】
次に、実施例１における画像表示用導光板５の製造工程について説明する。画像表示用導光板５は、以下に説明する基板準備工程、吸収層形成工程、および導光板作製工程をこの順に行うことによって製造される。
【００８０】
［基板準備工程］
基板準備工程では、樹脂基材１、３の洗浄および乾燥が行われる。以下、樹脂基材１、３を区別する必要がない場合には、符号を省略し、単に樹脂基材と表記する。
樹脂基材は、中性洗浄剤であるセミクリーン（登録商標）Ｍ−ＬＯ（商品名；横浜油脂工業株式会社製）の５％界面活性剤水溶液に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。
この後、樹脂基材は、超純水に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。さらに、超純水による樹脂基材のすすぎが行われ、樹脂基材は風乾後に１００℃のオーブンで窒素雰囲気下にて乾燥される。この後、風乾した評価サンプルＢは、ＵＶオゾン洗浄機にて１分間、ＵＶオゾン洗浄される。
以上で、基板準備工程が終了する。
【００８１】
［吸収層形成工程］
吸収層形成工程では、樹脂基材１の表面に吸収層４（［表１］では「吸収層」）を形成する。
１００質量部のアクリレート（ユピマー（登録商標）ＵＶ−ＨＨ２１００（商品名；三菱ケミカル株式会社製））に５質量部の光重合開始剤を加え、さらに色材として、ダイアレンジ（登録商標）ブルーを０．０５質量部加えて、硬化性樹脂組成物（コート液）を調製する。
この硬化性樹脂組成物を、金属製バーコーターを用いて樹脂基材１上に塗布し、９０℃で１分間乾燥後、紫外光照射装置を用いて５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光し、厚み５μｍの吸収層を有する積層体を得る。
以上で、吸収層形成工程が終了する。
以下では、吸収層が形成された樹脂基材を中間積層体と称する。
【００８２】
［導光板作製工程］
導光板作製工程では、中間積層体と、樹脂基材３と、を用いて画像表示用導光板５が製造される。
中間積層体の吸収層と反対側の表面の周縁部に、幅５ｍｍ、厚み５μｍのシール層が塗布される。
シール層は、透明材料からなり、樹脂基材同士を互いに接着できる材料であれば、特に限定されないが、実施例１では、光接着剤ハードロック（登録商標）ＯＰ−１０４５Ｋ（商品名；電気化学工業株式会社製）が用いられる。
これにより、シール層で囲まれた開口部が５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさを有するシール層段差付き中間積層体が準備される。
この後、この中間積層体上に、ホログラム用フォトポリマー材料として上記感光材料がスピンコートによって塗布される。上記感光材料は、乾燥後厚みが５μｍになるように塗布される。
この後、樹脂基材３を、シール層付きの中間積層体のバリア層と対向するように、シール層および上記感光材料上に積層し、減圧下にてプレス貼合する。プレス貼合の条件は、絶対圧５ｋＰａ、温度７０℃、プレス圧０．０４ＭＰａである。
この後、プレス貼合された積層体の上記感光材料に回折格子を記録する。この工程では、積層体の温度が２０℃に保たれる。回折格子は、積層体に、２つのレーザー光を照射し、それぞれの照射角度や強度を調整することで、必要な回折パターンが形成されるように干渉縞を形成する。これにより、上記感光材料に回折格子が記録される。
具体的な回折格子としては、入射部に入射した画像光として入射された赤色、緑色、青色の波長領域の各光を回折して、画像光の画素に対応する位置において、表示部から出射させるカラー表示用回折格子が形成される。
この後、積層体を２０℃に保った状態で、紫外光（波長３６５、放射照度８０Ｗ／ｃｍ２）が積層体の片面の方向から３０秒間全面照射される。紫外光の光源としては、高圧水銀ランプが用いられる。
これにより、シール層が硬化し、実施例１の画像表示用導光板５が形成される。
【００８３】
［実施例２］
実施例２は、第１変形例の画像表示用導光板７に対応する実施例である。
［表１］に示すように、実施例２は、吸収層が両面に設けられている。具体的には、吸収層６が樹脂基材３におけるホログラム層２と反対側の表面に形成されている。
本実施例では、吸収層６（［表１］では「吸収層」）は、実施例１の吸収層４と同様に構成される。
このため、実施例２の基板準備工程は、実施例１と同様である。
実施例２の吸収層形性工程は、吸収層４を有する中間積層体の他に、吸収層６が形成された樹脂基材３からなる中間積層体を形成する点が、実施例１と異なる。
実施例２の導光板作製工程は、２枚の中間積層体が用いられる点が、実施例１と異なる。
【００８４】
［比較例１］
［表１］および図５に示すように、比較例１の画像表示用導光板１００は、樹脂基材１、ホログラム層２、および樹脂基材３がこの順に積層して構成される。すなわち、吸収層を有しない以外は、実施例１と同様に構成される。
比較例１の画像表示用導光板１００は、吸収層形成工程が行われない以外は、実施例１と同様にして製造される。
【００８５】
次に、各実施例、比較例の評価方法について説明する。評価としては、鮮明性評価が行われる。
【００８６】
［鮮明性評価］
表示画像の鮮明性は、各画像表示用導光板を用いた各表示装置を用いて行われる。各表示装置は、各実施例、比較例の画像表示用導光板が用いられる以外は、表示装置１０と同様に構成される。
評価に用いる画像としては、ホログラム層で回折された画像光による表示画像と、外光が透過する外光像と、が用いられる。
表示画像の入力画像としては、白色画像と、文字画像と、が用いられる。
外光像としては、表示装置から０．５ｍ〜５０ｍ離れた室内、街、もしくは森林の景色が用いられる。外光像の評価においては、白色画像もしくは文字画像を、それぞれ表示して評価する。
評価は、白色画像および文字画像の見え方と、外光像の見え方を目視で判定することにより行われる。文字画像としては、大きさとして、視力に換算して０．１から２．０のサイズのひらがな、カタカナ、漢字、アラビア数字もしくはアルファベット等が表示される。
【００８７】
［表示画像の鮮明性評価の基準］
表示画像の鮮明性評価は、３段階で行われる。
白色画像において虹色が見えず、文字画像において、文字がはっきり見える場合、良い（ｇｏｏｄ、［表１］では「○」と記載）と判定する。
白色画像においてわずかに虹色が見えるが、文字画像において、文字がはっきり見える場合、可（ｆａｉｒ、［表１］では「△」と記載）と判定する。
白色画像において少なくとも一部に虹色が見え、かつ文字画像において、文字の輪郭がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ  ｇｏｏｄ、［表１］では「×」と記載）と判定する。
【００８８】
［外光像の鮮明性評価の基準］
外光像の鮮明性評価は、４段階で行われる。
外光像における景色の色味が違和感なく、はっきり見える場合、とても良い（ｖｅｒｙ  ｇｏｏｄ、［表１］では「◎」と記載）と判定する。
外光像における景色が若干暗く見える場合、良い（ｇｏｏｄ、［表１］では「○」と記載）と判定する。
外光像における景色が暗く、色味に若干の違和感がある場合、可（ｆａｉｒ、［表１］では「△」と記載）と判定する。
外光像による景色がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ  ｇｏｏｄ、［表１］では「×」と記載）と判定する。
【００８９】
[耐候性試験]
鮮明性評価に用いる画像表示用導光板としては、耐候性試験を施すサンプル（［表１］では「耐候性試験後」）と、耐候性試験を施さないサンプル（［表１］では「耐候性試験前」）とが準備される。
耐候性試験は、紫外線フェードメーターＵ４８ＡＵ（商品名；スガ試験機株式会社製）を用いて行われる。試験条件は、ＢＰ温度が６３℃±３℃とされる。試験時間は、５００時間とされる。
【００９０】
［評価結果］
［表１］に示すように、実施例１の鮮明性は、表示画像および外光像のいずれも耐候性試験の前後を問わず、「良い」と評価される。実施例２の鮮明性は、外光像の耐候性試験間が「とても良い」である以外は、「良い」と評価される。
この評価結果から、実施例１、２では、吸収層を備えることにより、表示画像および外光像とも、鮮明性が良好であることが分かる。特に、実施例２では、外光の入射側にも吸収層が設けられているため、耐候性試験前の場合には、実施例１に比べて外光像の鮮明性が向上している。
これに対して、比較例１の鮮明性は、表示画像および外光像とも、耐候性試験前が「可」であり、実施例１、２よりも劣っている。耐候性試験後の場合に「不可」であり、実施例１、２よりも格段に劣っている。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施形態、各変形例、および実施例を説明したが、本発明はこれらの実施形態、各変形例、および実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の画像表示用導光板は、樹脂基材を用いてもホログラム層の劣化を抑制でき、例えば、ＶＲ、ＡＲアプリケーションの表示装置用途に有用である。例えば、本発明の画像表示用導光板は、ヘッドアップディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなど表示装置用途に有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１、３  樹脂基材
２  ホログラム層
４、６  吸収層
５、７、２０、２４  画像表示用導光板
５ｂ  表示画像出射部
８、９  バリア層
１０  表示装置
２１、２３  樹脂基材（吸収層）
Ｌｉ、Ｌｄ、Ｌｄ’、Ｌｄ’’  画像光
Ｌｏ、Ｌｏ’、Ｌｏ’’、Ｌｏ’’’  外光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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