(57)【要約】【課題】ゴミによって発生するバックライトおよびそのバックライトを用いる液晶表示装置の製品不良を減少させる導光体と、その導光体の製造方法と、その導光体を用いることにより製品不良を減少させて、製造コストの上昇を抑えることが可能な液晶表示装置とを提供する。【解決手段】フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子３と、偏光素子３のフィルムが接合されている導光層４とを有しており、偏光素子３のフィルムおよび導光層４を接合（熱圧着など）することによって、ゴミによって発生する製品不良を防止した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の場所に光を導く導光体において、
フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、
偏光素子のフィルムが接合されている導光層とを有することを特徴とする導光体。
【請求項２】
偏光素子のフィルムと導光層とを接合するための接合層を有し、一定の場所に導かれる光が通過しない場所に、接合層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
偏光素子のフィルムと導光層との接合のための接着層を有し、その接着層は、透明な導電性材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項４】
偏光素子のフィルムと導光層とが、熱圧着により接合されていることを特徴とする請求項１に記載の導光体。
【請求項５】
光の指向性を制御する回折光学素子が設けられており、
その回折光学素子は、ホログラムにより形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項６】
偏光素子層には、一定周期の金属パターンが設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の導光体。
【請求項７】
偏光素子層の金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とが、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の導光体。
【請求項８】
フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層と、上記接合のための接合層とを有し、一定の場所に光を導く導光体の製造方法であって、
偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接合層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させることを特徴とする導光体の製造方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載の導光体を製造する方法であって、
金属微粒子を含む樹脂をフィルム上に塗布するステップと、
樹脂を未硬化状態に保持したまま、磁界によって金属微粒子を整列させるステップと、
その整列後に樹脂を硬化させ、整列した金属微粒子を固定することにより、金属パターンを有する偏光素子層をフィルム上に形成するステップとを含むことを特徴とする導光体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載の導光体を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項６または７に記載の導光体と、
縞状に配置された配線が設けられている液晶パネルとを有し、
偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記縞状に配置された配線における配線間の間隔の３００分の１以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光素子が設けられている導光体、その導光体の製造方法、およびその導光体を備えた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、他の表示装置と比べて、薄型で軽量なものであり消費電力が小さいという特長がある。その特長を生かして、ワードプロセッサ、ノートブック型のパーソナルコンピュータ、携帯情報端末、およびワークステーションなどの各種商品に、液晶表示装置は広く応用されている。
【０００３】
従来の液晶表示装置、例えば透過型の液晶表示装置においては、透光性の基板上に、縞状に配置された配線（ストライプ状配線）を形成した画素基板、赤色、緑色、および青色のカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基板、ならびに上記の両基板間に液晶層を挟み込んでいる透過型の液晶パネルと、透過型の液晶パネルを駆動する駆動回路と、白色光を発光するバックライトとを備えている。また、反射型の液晶パネルでは、液晶パネルの表面に、照明用としてフロントライトが設置されている。
【０００４】
上記、液晶パネルと駆動回路とバックライトとを備えて構成されている液晶表示装置では、バックライトからの白色光が、液晶パネルの各画素に配置されたカラーフィルタにより赤色、緑色、および青色に変換されると共に、画像データに対応した駆動回路からの駆動制御信号により、液晶パネルの液晶層に印加される電圧が制御される。上記変換と制御とによって、各色光の強度が変調され、画像データに対応したカラーの画像を表示することができる。特に、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（以下、「ＴＦＴ」と記す）などの能動素子をスイッチング素子として用い、画素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、高い表示品位が求められる商品に使われている。
【０００５】
液晶表示装置に用いられるバックライトとしては、エッジライト方式のバックライトが多く用いられている。一般にエッジライト方式のバックライトは、光源と、透明な導光体と、光源からの光が導光体の端（エッジ）から導光体に入射するように光源の周囲に配置した光源用の反射シートと、導光体の上面に配置された光拡散シートおよびレンズシートと、導光体の下面に光散乱用微粒子を含んだインクを印刷して形成したドットパターンと、導光体の下面から出てくる光を上方に反射する反射板とで構成されている。なお、ここで言う「導光体の上面」とは、導光体から光が出射する面のことである。また、「導光体の下面」とは、導光体の上面と反対側に位置する面のことである。
【０００６】
上記の光源としては、冷陰極管などの線状光源、発光ダイオードなどが用いられる。ドットパターンおよび反射シートは、光を導光体の上面に出射させるように機能する。光拡散シートは、導光体の上面に出てきた光を拡散し、ドットパターンが見えなくなるようにして面全体が均一な輝度になるように機能する。レンズシートは、必要に応じて表示装置の表示面における正面輝度を向上させるために、導光体の上面で光拡散シートにより拡散する拡散光を、表示面の正面方向に効率よく集光するように構成されている。
【０００７】
上記のように、バックライト、特に、バックライトにおける導光体の部分には、導光体、各種光学シートなどの多数の部品が必要である。そのため、バックライトにおける導光体の部分は、導光体や各種光学シートなどの部品を重ね合わせ、それら部品を組み立てることにより構成されている。
【０００８】
また、液晶表示装置では、液晶の配向の変化を可視化させるため、一定方向に振動する光が必要である。その一定方向に振動する光を取得するために、液晶表示装置では、偏光素子（偏光板）が用いられている。偏光素子には、粘着剤層や接着剤層といった接着層が備えられている。その接着層は、通常、偏光素子の表面に積層されている。また、その偏光素子を液晶表示装置で使用するときは、接着層によって、液晶表示装置の構成部品、例えば液晶パネルなどに、偏光素子を貼り付ける。上記偏光素子を貼り付ける前は、その偏光素子における接着層の表面に、ラミネートが貼り付けられている。そして、偏光素子の貼り付けは、そのラミネートを剥がした後に行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のバックライトおよび液晶表示装置においては、次のような問題点がある。上記のように、バックライトには多くの部品が用いられている。特に、バックライトにおける導光体の部分は、導光体や各種光学シートなどの部品を重ね合わせ、それら部品を組み立てることにより構成されている。そのため、ゴミが付着および入り込むことによって、バックライトの製品不良が発生するという問題点がある。
【００１０】
上記のように、バックライトに悪影響を与えて製品不良を引き起こすゴミは、大きく２つに大別できる。その１つは、バックライト組み立て時のゴミである。もう１つは、バックライト組み立て後のゴミである。なお、ここに言う「バックライト組み立て時のゴミ」とは、主として、バックライトにおける導光体の部分を組み立てる時のゴミを指す。また、「バックライト組み立て後のゴミ」とは、主として、バックライトにおける導光体の部分を組み立てた後のゴミを指す。
【００１１】
バックライト組み立て時のゴミとしては、例えば、静電気により引き寄せられるゴミが挙げられる。例えば、光学シートの１つとして偏光素子を貼り付けるとき、偏光素子の接着層の表面にあるラミネートを剥がすと、静電気が発生する。その静電気によって引き寄せられるゴミは、バックライトの製品不良を引き起こす。
【００１２】
バックライト組み立てた後のゴミとしては、例えば、導光体の組み立て部分にゴミが入り込み、製品不良が発生することなどが挙げられる。上記のようにバックライトの部品数は多く、部品数の増加にともなって、ゴミが入り込む可能性のある組み立て部分も増加する。
【００１３】
上記のようにバックライトの製品不良が発生すると、当然、液晶表示装置の製品不良が増加して、液晶表示装置の製造コストが上昇するという問題点がある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ゴミによって発生するバックライトおよびそのバックライトを用いる液晶表示装置の製品不良を減少させる導光体と、その導光体の製造方法と、その導光体を用いることにより製品不良を減少させて、製造コストの上昇を抑えることが可能な液晶表示装置とを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の導光体は、上記課題を解決するために、一定の場所に光を導く導光体において、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層とを有することを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、本発明の導光体は、偏光素子と導光層とを有している。その偏光素子は、フィルムとそのフィルム上に形成された偏光素子層とにより構成されている。そして、偏光素子のフィルムは、導光層に接合されている。
【００１７】
従来のバックライトの導光体部分は、上記のように、導光体と各種光学シートなどの部品とを集めて、重ね合わせ、組み立てて構成されている。そのため、組み立て時におけるゴミの付着と、組み立て後における組み立て部分へのゴミの入り込みとによって、製品不良が発生していた。
【００１８】
上記のような製品不良の発生を解決するため、上記偏光素子のフィルムと導光層とを接合させることにより、導光体への部品の一体化を行った。このような導光体への部品の一体化により、ゴミが入り込む可能性のある組み立て部分が減少する。つまり、上記一体化によって、バックライトに悪影響を与えて製品不良を引き起こすゴミのうち、バックライト組み立てた後のゴミは、入り込む部分が減少する。
【００１９】
その結果、バックライト組み立て後のゴミが引き起こす製品不良を減少させることができる。もちろん、組み立て後における組み立て部分へのゴミの入り込みが減少すると、製品不良率が低減して、歩留まりが向上する。さらに、バックライトを用いる液晶表示装置の製造において、バックライトにおける導光体部分の製造を、連続して一貫生産することができるので、生産工程数を削減することができる。つまり、導光体、導光体を組み込んだバックライト、および導光体を組み込んだ液晶表示装置の組み立て工程が削減できるので、液晶表示装置のコストを削減することができる。
【００２０】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層とを接合するための接合層を有し、一定の場所に導かれる光が通過しない場所に、接合層が設けられていることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、導光体は一定の場所に光を導く。その光が通過しない場所に、接合層が設けられている。なお、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所という文言のうち、「一定の場所に導かれる上記光」とは、導光体を用いて一定の場所に導きたい光を意味する。
【００２２】
例えば、導光体を液晶表示装置に用いた場合、液晶表示装置の表示のために用いる光が「一定の場所に導かれる上記光」ということになる。つまり、この例で言うと、「一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所」とは、液晶表示装置の表示には影響しない場所ということを意味する。
【００２３】
また、液晶表示装置の場合、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所に、接合のための接合層が設けられているとは、次のような例を挙げることができる。例えば、偏光素子のフィルムと導光層とを接合するとき、そのフィルムと導光層との端部にのみ接合層を設けることが挙げられる。なお、ここで言う「フィルムと導光層との端部」は、液晶表示装置の表示には影響しない場所である。このような端部にのみ接合層を設けて、例えば、偏光素子のフィルムと導光層とを、端部から徐々にローラーなどで押しつけて密着させることによって、上記接合をすることができる。
【００２４】
また、上記構成によれば、接合層を用いて偏光素子を導光層に貼り付ける場合に、接合層は、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所にだけ設けられている。つまり、バックライト組み立て時において、仮に、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所にゴミが付着および入り込んだとしても、バックライトの製品不良となる確率は低い。
【００２５】
その結果、上記効果に加えて、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させることができる。
【００２６】
なお、熱圧着や熱溶着又は同一工程での接着剤を塗布して、上記接合層を形成することが好ましい。このように接合層を形成すると、従来問題となっていた、偏光素子からラミネートを剥がす工程を省略することができるからである。もちろん、偏光素子からラミネートを剥がす工程を省略すると、静電気によるゴミの吸い寄せを防止することができる。
【００２７】
また、上記接合層に接着剤を用いる場合、透明な導電性材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２など）を、上記のような場所に設けられた接合層の接着剤に混合することは、静電気によるゴミの吸着の減少に効果的である。そのため、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明な導電性材料を、上記接着剤に混合してもよい。なお、ＩＴＯとは、インジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）のことである。また、ＳｎＯ２とは、二酸化スズのことである。
【００２８】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層との接合のための接着層を有し、その接着層は、透明な導電性材料を含んでいることを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、接着層は、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明な導電性材料を含んでいる。接着層に上記導電性材料を用いると、静電気の発生を防止することができ、さらに、静電気によるゴミの吸着を減少させることができる。
【００３０】
その結果、上記効果に加えて、バックライト組み立て時において静電気の発生を防止して、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させる導光体を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層とが、熱圧着により接合されていることを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、偏光素子のフィルムと導光層とが熱圧着により接合されている。そのため、接合層（接着層）を用いずに、偏光素子のフィルムと導光層とを接合することができる。つまり、偏光素子に接合層（接着層）が不要となり、接合層のラミネートを剥がす工程を省くことができる。
【００３３】
その結果、上記効果に加えて、バックライト組み立て時において静電気の発生を防止して、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させる導光体を提供することができる。
【００３４】
なお、上記のように偏光素子のフィルムおよび導光層を互いに熱圧着するためには、偏光素子のフィルムおよび導光層の材料として、例えば樹脂材料などを用いる。具体的に言うと、導光層の材料としては、例えば、ポリオレフィン、アクリル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）を用いることができる。また、偏光素子のフィルムの材料としては、ＴＡＣ（トリアセテート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ　ｓｕｌｐｈｏｎｅ））を用いることができる。
【００３５】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、光の指向性を制御する回折光学素子が設けられており、その回折光学素子は、ホログラムにより形成されていることを特徴としている。
【００３６】
従来、特開平６−１２３８８４号公報（公開日：１９９４年５月６日）、特開平８−２８６０４３号公報（公開日：１９９６年１１月１日）において、レンズなどの光学素子が設けられている導光体が開示されている。また、そのレンズなどの光学素子は、屈折現象を用いた光学素子である。
【００３７】
それに対して、本発明の導光体には、上記構成によれば、ホログラムにより形成された回折光学素子が設けられている。そのため、回折現象特有の効果を得ることができる。例えば、屈折現象を用いた光学素子であるレンズでは、１つの領域に１つのレンズしか配置することができない。当然、１つの領域に１つのレンズを配置したときに得られる効果しか得ることができない。例えば、斜め方向から入射する光は、レンズでけられてしまい、その光を集光することができない。
【００３８】
しかし、体積ホログラムにより形成された回折光学素子を用いると、１つの領域に複数のレンズを配置したのと同様の効果を得ることができる。このため、体積ホログラムにより形成された回折光学素子を用いると、従来のレンズでは集光できなかった斜め方向から入射する光を集光することができる。
【００３９】
また、レリーフ型ホログラムにより形成された回折光学素子を用いると、屈折現象を用いた光学素子であるレンズを用いる場合と比べて、光利用効率を高めることができる。
【００４０】
その結果、上記効果に加えて、従来の導光体と比較して、集光効率が高いまたは光利用効率が高い導光体を得ることができる。
【００４１】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子層には、一定周期の金属パターンが設けられていることを特徴としている。
【００４２】
上記構成によれば、偏光素子層には、一定周期の金属パターンが設けられている。上記金属パターンが設けられた偏光素子層は、例えば、金属パターンの金属を樹脂などに混ぜて、それをフィルム上で硬化させることによって、形成することができる。また、上記金属パターンが設けられた偏光素子層は、微細形状の型転写によっても形成することができる。
【００４３】
また、金属パターンは導電性を有するため、静電気によるゴミの吸着を防止することができる。さらに、金属は比較的耐熱性の高い材料であるため、偏光素子層に金属パターンを用いた偏光素子は、熱圧着に適している。なお、金属パターンと樹脂とによって偏光素子層を形成している場合においても、熱圧着するときに用いる熱を考慮して樹脂を選択すると、熱圧着に適した偏光素子を容易に作製することができる。
【００４４】
その結果、上記効果に加えて、静電気によるゴミの吸着を防止でき、熱圧着による接合に適した偏光素子を取得することができる。
【００４５】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子層の金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とが、１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
【００４６】
上記構成によれば、偏光素子層の金属パターンの幅と、その金属パターン間の間隔とが、１００ｎｍ（１００ナノメートル）以下である。金属パターンの幅と、その金属パターン間の間隔とを１００ｎｍ以下にすると、その偏光素子層を有する偏光素子は、良好な偏光性能を得る。
【００４７】
また、偏光素子層の金属パターンの幅と、その金属パターン間の間隔とが１００ｎｍ以下であるものは、金属パターンの金属を樹脂などに混ぜて樹脂を硬化させる方法でも、微細形状の型転写による方法でも形成することができる。
【００４８】
その結果、上記効果に加えて、金属パターンによる偏光素子の偏光性能を向上させることができる。
【００４９】
また、本発明の導光体の製造方法は、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層と、上記接合のための接着層とを有し、一定の場所に光を導く導光体の製造方法であって、偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させることを特徴としている。
【００５０】
上記方法によれば、偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させる。つまり、この方法によれば、接合前における上記接着層の表面に、保護フィルムを設ける必要はない。なお、ここで言う「保護フィルム」とは、接着層の表面にあるラミネートを含むものである。つまり、保護フィルムとは、接着層の保護などのために、接合（接着）前に、接着層の表面に設けられているフィルムのことである。
【００５１】
なお、上記、「偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させる」とは、もちろん、接着層を形成してすぐに偏光素子のフィルムと導光層とを接合させることを含む。しかし、「偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させる」の「直後」には、ある範囲の時間の経過も含むものとする。具体的には、上記接着層を形成してから、接合不良を引き起こすようなゴミが接着層の表面に吸い寄せられることがなく、さらに、正常な接合が可能であるという範囲の時間の経過後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合しても良い。
【００５２】
また、上記接合に使用可能な接着剤としては、例えば、絶縁性の接着剤、導電性の接着剤などがある。さらに、透明な導電性材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２など）を上記接着剤に混合することは、静電気によるゴミの吸着を減少させるのに効果的である。
【００５３】
その結果、偏光素子を貼り付けるときに、接着層の表面にあるラミネートを剥がす工程を省略でき、偏光素子の貼り付け不良を減少させる導光体を提供することができる。
【００５４】
また、本発明の導光体の製造方法は、上記に記載の導光体を製造する方法であって、金属微粒子を含む樹脂をフィルム上に塗布するステップと、樹脂を未硬化状態に保持したまま、磁界によって金属微粒子を整列させるステップと、その整列後に樹脂を硬化させ、整列した金属微粒子を固定することにより、金属パターンを有する偏光素子層をフィルム上に形成するステップとを含むことを特徴としている。
【００５５】
上記方法によれば、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子を、容易に作製することができる。特に、一定周期の金属パターンが設けられている偏光素子層、および、偏光素子層の金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とが１００ｎｍ以下である偏光素子層を、容易に作製することができる。また、この方法で製造する導光体用の偏光素子は、金属パターンにより形成されているため、上記熱圧着による接合に適している。
【００５６】
その結果、偏光素子の貼り付け不良を減少させる導光体の製造が容易となる、導光体の製造方法を提供することができる。
【００５７】
また、本発明の液晶表示装置は、上記に記載の導光体を備えていることを特徴としている。
【００５８】
上記構成によれば、ゴミによる製品不良を防止できる導光体を、本発明の液晶表示装置は備えている。また、熱圧着によって、導光体の導光層に偏光素子を貼り付けることができる。熱圧着によって偏光素子を導光層に貼り付けると、従来のように、偏光素子に接着層を設けて、その接着層の表面にあるラミネートを剥がす工程を省くことができる。その工程を省くことにより、静電気の発生を防止して、偏光素子の貼り付け不良を減少させる導光体を、本発明の液晶表示装置は備えている。
【００５９】
また、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所に接着層が設けられている導光体を、上記液晶表示装置は備えている。つまり、液晶表示装置の表示に影響しない場所に接着層が設けられている導光体を、上記液晶表示装置は備えている。また、静電気によるゴミの吸着が防止されている接着層、つまり、透明な導電性材料を含む接着層を有する導光体を、上記液晶表示装置は備えている。
【００６０】
その結果、上記導光体を用いることにより製品不良を減少させて、製造コストの上昇を抑えることが可能な液晶表示装置とを提供することができる。
【００６１】
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成に加えて、上記に記載の導光体と、縞状に配置された配線が設けられている液晶パネルとを有し、偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記縞状に配置された配線における配線間の間隔の３００分の１以下であることを特徴としている。
【００６２】
上記構成によれば、本発明の液晶表示装置は、縞状に配置された配線（ストライプ状配線）が設けられている液晶パネルを有する。縞状に配置された配線（ストライプ状配線）とは、ストライプ状に配置された配線であり、その配線は、電極を含むものとする。また、縞状に配置された配線は、すべての部分が直線的であってもよく、部分的に曲がっているところを含んでいてもよい。
【００６３】
また、縞状に配置された配線における配線間の間隔とは、同じ方向に設けられた配線間の間隔のことであり、例えば、縦方向に縞状に設けられた配線では、縦方向に設けられた配線と、その隣りにある縦方向に設けられた配線との間隔を指す。
【００６４】
また、上記構成によれば、偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記縞状に配置された配線における配線間の間隔の３００分の１以下である。このように、縞状に配置された配線における配線間の間隔と比べて、上記金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とを大幅に小さくすると、もし上記金属パターンおよび上記縞状に配置された配線とによってモアレ縞が発生しても、そのモアレ縞を、人間の目では確認できないものとすることができる。
【００６５】
その結果、上記効果に加えて、上記偏光素子が設けられている導光体を液晶表示装置に用いたとき、モアレ縞によって表示品位が低下しない液晶表示装置を提供することができる。
【００６６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６７】
〔実施の形態１〕
本実施の形態における導光体および液晶表示装置の構成を、図１に示す。液晶表示装置２２は、液晶パネル１と照明装置２とによって構成されている。
【００６８】
液晶パネル１は、照明装置２側から順に言えば、アクティブマトリクス基板１６と、液晶層１７と、カラーフィルタ基板２１とを備えている。液晶層１７は、カラーフィルタ基板２１とアクティブマトリクス基板１６との間に設けられている。
【００６９】
アクティブマトリクス基板１６には、照明装置２側に、絶縁性基板１１が設けられており、第１配線パターン１２（走査配線）と、絶縁層１３と、第２配線パターン１４（信号配線）と、図示していない画素電極とが、絶縁性基板１１に積層されている。なお、アクティブマトリクス基板１６内には、ＴＦＴ素子が設けられている。
【００７０】
カラーフィルタ基板２１には、照明装置２側から順に、対向電極１８と、カラーフィルタ１９と、絶縁性基板２０とが設けられている。
【００７１】
また、第１配線パターン１２と第２配線パターン１４とは、絶縁層１３を介して直交するように配置されている。つまり、第１配線パターン１２および第２配線パターン１４は、縞状に配置された配線である。なお、縞状に配置された配線における配線間の間隔とは、同じ方向に設けられた配線間の間隔のことである。例えば、縦方向に縞状に設けられた配線を、第１配線パターン１２とする。そのとき、縞状に配置された配線における配線間の間隔とは、第１配線パターン１２の１つと、その隣りにある第１配線パターン１２との間隔のことである。なお、液晶パネル１の光出射側には、図示していないが偏光板が配置されている。
【００７２】
照明装置２は、液晶表示装置２２のバックライトとして用いられており、導光体７と光源１０とによって構成されている。導光体７は、液晶パネル１と光源１０との間に配置されている。また、導光体７には、光源１０側から順に、光拡散層６、ホログラム層５、導光層４、および偏光素子３が積層されている。つまり、偏光素子３、導光層４、ホログラム層５、および光拡散層６は、導光体７に一体化されている。
【００７３】
偏光素子３は、フィルムと、そのフィルム上に形成された偏光素子層とを有している。そして、導光体７は、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子３と、偏光素子３のフィルムが接合されている導光層４とを有している。
【００７４】
上記のように光学部品、例えば、偏光素子３、光拡散層６、ホログラム層５、などを導光体７に一体化すると、ゴミが入り込む可能性のある組み立て部分が減少する。つまり、一体化によって、バックライトに悪影響を与えて製品不良を引き起こすゴミのうち、照明装置２の組み立て後のゴミは、入り込む部分が減少する。
【００７５】
また、本実施の形態における導光体７は、その偏光素子３のフィルムと導光層４とは、熱圧着により接合されている。つまり、偏光素子３のフィルムと導光層４とを接合するために、接合層および接着層は用いられていない。
【００７６】
導光層４は、樹脂材料で構成することができる。導光層４の樹脂材料としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。なお、本実施の形態の導光層４は、ポリオレフィン樹脂により構成されている。また、偏光素子３のフィルムには、ＴＡＣ（トリアセテート）フィルムを用いた。上記のように、偏光素子３のフィルムおよび導光層４は、互いに熱圧着が可能な材料で作られており、互いに熱圧着されている。
【００７７】
ホログラム層５は、導光層４の光源１０側に作製されている。また、上記偏光素子３は、縞状の金属パターンがフィルム上に形成されたものである。光源１０は、線状光源８および反射板９によって構成されている。線状光源８としては、例えば冷陰極管などを用いることができる。また、導光体７は、光源１０の光を液晶パネル１に導き、液晶表示装置２２の表示を良好なものとする。
【００７８】
光拡散層６は、次のようにして作製することができる。ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）フィルム上にアクリル樹脂のビーズを混合した光硬化性樹脂を塗布して硬化させ、光拡散フィルムを形成する。この光拡散フィルムをホログラム層５に熱圧着させることによって、光拡散層６を導光体７に一体化させる。なお、この光拡散フィルムは、導光層４に熱圧着させる構成として、光拡散層６を導光体７に一体化させてもよい。
【００７９】
次に、照明装置２が発光する光について説明する。照明装置２においては、線状光源８が照射した光は、直接または反射板９に反射した後に、光拡散層６へ入射する。光拡散層６へ入射した光は、平面内の光強度分布が大きい、つまり、光強度分布が均一でない。しかし、光拡散層６は、その入射した光を種々の方向に拡散させることによって、光拡散層６の出射側での面内の光強度分布を均一にする。
【００８０】
光拡散層６から出射した光は、ホログラム層５によって光の指向性が制御される。つまり、ホログラム層５は、そのような光の指向性を制御することにより、照明装置２における正面方向の光の輝度を向上させる。ホログラム層５を出射した光は、導光層４を通過し、偏光素子３に入射する。
【００８１】
偏光素子３では、ＴＭ偏光は透過し、ＴＥ偏光は反射され光源方向に戻される。しかし、光拡散層６および反射板９で再度反射することにより、戻されたＴＥ偏光の偏光方向は変化して、その偏光方向が変化した光は、偏光素子３に入射する。そのため、光の利用効率を向上させることができ、従来に比べて明るい照明装置２を構成することができる。上記の照明装置２を用いることにより、部品点数を削減することができ、液晶表示装置２２の製造コストの低減をすることができる。
【００８２】
次に、導光体７におけるホログラム層５について説明する。本実施の形態において、ホログラム層５は、レリーフ型ホログラムにより形成された回折光学素子で構成されている。
【００８３】
次に、ホログラム層５の作製方法について詳細に説明する。ホログラム層５の作製方法は、以下のステップからなる。つまり、（１）計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　Ｈｏｌｏｇｒａｍ：ＣＧＨ）手法を用いて回折パターンの形状を決定するステップと、（２）計算により得られた回折パターンを用いてフォトマスクを形成するステップと、（３）そのフォトマスクを用いて原版を作製するステップと、（４）その原版を用いて金型を形成するステップと、（５）金型を押しつけて樹脂を硬化させることによって、回折パターンの転写を行うステップとからなる。ステップ（５）の回折パターンの転写によって、ホログラム層５を導光層４に形成することができる。次に、上記ステップを詳細に説明する。
【００８４】
ステップ（１）においては、計算機ホログラム手法を用いて、入射光を集光する機能が生じる回折パターンの形状を計算により導出する。その回折パターンの形状を計算する方法としては、例えば、光線追跡法、反復計算法、直接位相計算法などが挙げられる。光線追跡法とは、回折光学素子に入射するビームの回折光を光線追跡して、所望の回折パターンが得られるように位相分布を最適化する方法のことである。反復計算法とは、回折光学素子の位相分布をフーリエ変換して得られる回折パターンと所望のパターンと差が小さくなるように反復計算する方法のことである。直接位相計算法とは、回折光学素子の位相分布を直接計算する方法のことである。
【００８５】
ステップ（２）においては、まず、金属膜を形成した基板上にフォトレジストを塗布したものに、上記ステップ（１）で得た回折パターンを、電子ビームにより直接描画する。なお、基板上に形成した金属膜とは、例えばクロム膜が挙げられる。また、基板とは、例えばガラス基板が挙げられる。次に、その描画したものをエッチング工程に通すことによって、フォトマスクを形成する。
【００８６】
ステップ（３）においては、まず、上記ステップ（２）で得たフォトマスクを感光材料に露光する。なお、本実施の形態においては、感光材料にフォトレジストを用いた。次に、その露光したフォトレジストを現像して、フォトマスクのパターン形状が形成された原版を得る。
【００８７】
ステップ（４）においては、まず、上記ステップ（３）で得た原版の表面に金属製の薄膜を形成する。その薄膜の形成は、例えば、蒸着などの方法により行う。次に、金属製の薄膜を形成したものを電極として金属をメッキして、その後、剥離して金型を得る。なお、本実施の形態においては、ニッケル製の金型を得た。
【００８８】
ステップ（５）においては、まず、ホログラム層５が形成される物（本実施の形態では導光層４）に樹脂を塗布する。次に、上記ステップ（４）で得た金型を樹脂に押しつける。次に、樹脂を硬化させて金型を剥離することにより、回折パターンの転写を行う。なお、本実施の形態においては、樹脂に紫外線硬化性樹脂を用いた。また、導光層４は、ポリオレフィン樹脂からなるものを用いた。さらに、紫外線を照射することによって、樹脂を硬化させた。なお、このステップ（５）では、紫外線硬化性樹脂以外の樹脂を用いてもよい。例えば、熱可塑性樹脂を用いて、冷却することによって樹脂を硬化させる方法としてもよい。なお、ここで形成された回折パターン形状は、可視光を回折するためのμｍオーダー以下の微細パターンであり、その微細パターンが全面に形成されている。
【００８９】
次に、図２を用いて、導光層４に一体化させることにより偏光素子３となる偏光素子３８（図２（ｇ）参照）の作製方法の概略を説明する。偏光素子３８は、下記のように、微細形状の型（転写用の型）を用いて形成される。
【００９０】
偏光素子３８の作製方法は、以下のステップ、つまり、（Ａ）土台の上に酸化膜を形成するステップと、（Ｂ）酸化膜上にレジストパターンを形成するステップと、（Ｃ）酸化膜をエッチングすることにより、エッチングされた酸化膜と土台とからなる原版を得るステップと、（Ｄ）エッチングされた酸化膜と土台とからなる物を用いて転写用の型を得るステップと、（Ｅ）その転写用の型にレジスト層を形成するステップと、（Ｆ）フィルム上にある金属膜上にレジスト層を移すステップと、（Ｇ）金属膜をエッチングしてレジスト層を除去することにより、フィルム上に形成された偏光素子を得るステップとからなる。以下にこれらステップを、図２を用いて説明する。
【００９１】
ステップ（Ａ）においては、まず、土台３０を準備する。土台３０には、例えば、シリコンウエハなどを用いることができる。次に、土台３０の上に、熱酸化により酸化膜３１を形成する。
【００９２】
ステップ（Ｂ）においては、まず、酸化膜３１上にレジスト層を形成する。レジスト層は、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）をスピンコートにより塗布し、焼成することにより得られる。次に、電子線描画装置を用いて、電子ビームで線幅５０ｎｍ、スペース（間隔）５０ｎｍのストライプパターンを、レジスト層全面に描画露光する。次にキシレンを用いて現像を行い、レジストパターン３２を形成する。上記手順によって、酸化膜３１が土台３０上に形成され、さらにレジストパターン３２が酸化膜３１上に形成される（図２（ａ）参照）。
【００９３】
ステップ（Ｃ）においては、まず、レジストパターン３２をエッチングマスクとして、フッ酸を用いて酸化膜３１をエッチングする。そのエッチング後、レジストパターン３２を除去する。なお、本実施の形態においては、酸素プラズマのアッシングにより、レジストパターン３２を除去した。上記手順により、エッチングされた酸化膜３１が土台３０の表面に形成されている原版３３を得る（図２（ｂ）参照）。
【００９４】
ステップ（Ｄ）においては、まず、ステップ（Ｃ）で作製した原版３３の外周部分に型枠（図示せず）を密着させる。次に、硬化するゴム材料を、型枠内にある原版３３に流し込み、硬化させる。本実施の形態においては、シリコーンゴム材料のポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）に硬化剤を加えたものを、硬化するゴム材料として用いた。次に、ゴム材料を硬化させることにより、原版３３の形状をゴム材料に写し取る（図２（ｃ）参照）。次に、原版３３よりゴム材料を剥離して、転写用の型３４を得る（図２（ｄ）参照）。
【００９５】
ステップ（Ｅ）においては、マイクロコンタクトプリント法により、次のようにしてレジスト層３５を形成した。まず、レジスト層を形成するための溶液を準備する。次に、その溶液を、転写用の型３４の転写面となる型３４の凸部端面に浸透させて、その転写面の表面にレジスト層３５を形成する（図２（ｅ）参照）。なお、レジスト層を形成するための溶液とは、例えば、ＯＴＳ（オクタデシルトリクロロシラン）の溶液などが挙げられる。本実施の形態においては、ＯＴＳをヘキサン溶媒で希釈した溶液を、レジスト層３５の形成に用いた。
【００９６】
ステップ（Ｆ）においては、フィルム３７上の全面に金属膜３６を形成したものに、ステップ（Ｅ）で得た転写面に形成されたレジスト層３５を移す。具体的には、転写面に形成されたレジスト層３５を金属膜３６に密着させて、次に、転写用の型３４を金属膜３６から離すことにより、レジスト層３５を金属膜３６上に形成する（図２（ｅ）および図２（ｆ）参照）。なお、本実施の形態においては、フィルム３７にはＴＡＣ（トリアセテート）フィルムを、金属膜３６にはクロム膜を用いた。そのクロム膜としては、例えば、スパッタ成膜により成膜したクロム膜を用いることができる。
【００９７】
ステップ（Ｇ）においては、まず、エッチング液を用いて金属膜３６をエッチングする。次に、レジスト層３５を除去して、エッチングされた金属膜３６がフィルム３７上に形成された偏光素子３８を得る（図２（ｇ）参照）。なお、本実施の形態では、金属膜３６をクロム膜としたので、エッチング液には、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸とからなるクロムエッチング液を用いた。このようして、一定周期の金属パターンとしての金属膜３６は、フィルム３７上に形成される。
【００９８】
上記の方法で形成した偏光素子３８を導光層４の一方の面に接着させることにより、偏光素子３８は偏光素子３となる。つまり、偏光素子３を導光体７に一体化することができる。
【００９９】
上記金属膜３６の金属材料として、本実施の形態においてはクロムを用いた。しかし、金属膜３６の金属材料、つまり偏光素子３の金属材料として、タングステン、モリブデンなどの他の金属材料を用いても良い。
【０１００】
また、偏光素子３のエッチングされた金属膜３６（金属パターン）の幅は、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲から選択することが好ましい。また、偏光素子の金属パターンにおける繰り返し周期は、２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲から選択することが好ましい。このように偏光素子３の金属膜３６（金属パターン）の幅と繰り返し周期とを設定することにより、偏光性能を得ることができる。
【０１０１】
次に、液晶表示装置におけるモアレ縞について説明する。モアレ縞は、下記の条件に合致したときに発生する。つまり、液晶パネル１において、縞状に配置された配線における配線間の間隔（配線ピッチ）が規則的に配置され、回折光学素子および偏光素子の周期的なパターンが上記配線の間隔に対して近接したときに、モアレ縞は発生する。
【０１０２】
しかし、回折光学素子および偏光素子の周期的なパターンをμｍオーダー以下の微細パターンとすれば、モアレ縞は人間の目では見えないものとなるため、モアレ縞を抑えることができる。具体的に言うと、ホログラムにより回折光学素子を形成すると、回折光学素子のパターン形状をμｍオーダー以下の微細パターンとすることができるため、その回折光学素子を液晶表示装置に用いても、モアレ縞は発生しない。また、偏光素子層の金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とが１００ｎｍ以下である偏光素子を液晶表示装置に用いても、モアレ縞は発生しない。
【０１０３】
また、配線のパターンに対して、別の周期的なパターン、例えば偏光素子層などのパターンを近接させた場合に、その別の周期的パターン間の間隔が、配線の間隔の１／３の整数倍、または整数分の１のとき、モアレ縞の周期が無限大となる。そのようにモアレ縞の周期が無限大となった場合、モアレ縞は、人間の目では見えなくなり、結果的にモアレ縞を抑えることができる。
【０１０４】
本実施の形態においては、液晶パネル１は、１５型のＸＧＡパネルである。そのため、液晶パネル１において、縞状に配置された配線における配線間の間隔（配線ピッチ）は、約１００μｍである。また、ホログラム層５のパターン形状サイズは２桁程度小さく、偏光素子３のパターン形状は４桁程度小さい。なお、本実施の形態では、偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記縞状に配置された配線における配線間の間隔の１０００分の１以下とした。その結果、モアレ縞により表示品位が低下することのない、良好な表示が可能な液晶表示装置を得ることができる。
【０１０５】
また、液晶パネルの配線間の間隔が、約３０μｍのものに、本実施形態の導光体を用いても、モアレ縞により表示品位が低下することのない、良好な表示が可能な液晶表示装置を得ることができている。このとき、本実施の形態では、偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記配線間の間隔の３００分の１以下である。
【０１０６】
次に、偏光素子３８の貼り付けについて説明する。上記のように、偏光素子３８は、エッチングされた金属膜３６（金属パターン）がフィルム３７上に形成されているという構成となっている。このような偏光素子３８を導光層４の一方の面に接着させる場合、偏光素子３８のフィルム３７と導光層４とを樹脂材料で形成すると、偏光素子３８のフィルム３７と導光層４とを熱圧着で貼り付けることができる。本実施の形態のように、偏光素子３８のフィルム３７をＴＡＣフィルム、導光層４をポリオレフィン樹脂で構成すると、偏光素子３８のフィルム３７と導光層４とを熱圧着で貼り付けることができる。
【０１０７】
従来、偏光素子の貼り付けには、偏光素子における接着層の表面を覆うラミネートを剥がす工程が必要であった。そして、そのラミネートを剥がすと、静電気が発生する。さらに、その静電気によりゴミが吸い寄せられて、偏光素子の貼り付け不良が発生するという問題点があった。
【０１０８】
しかし、上記のように、偏光素子３８のフィルム３７と導光層４とを熱圧着により貼り付けると、偏光素子（偏光板）貼り付けにおいて、従来なされていたラミネートを剥がす工程をなくすことができる。そのラミネートを剥がす工程をなくすことにより、当然、その工程により発生する静電気の発生をなくすことができる。その結果、ラミネートを剥がす工程により発生した静電気による貼り付け不良をなくすことができる。
【０１０９】
〔実施の形態２〕
本発明における他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
図３に、本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を示す。液晶表示装置４７は、液晶パネル１および照明装置４０により構成されている。照明装置４０は、導光体４１と反射板４５と光源４６とにより構成されている。本実施の形態においては、光源４６を白色発光ダイオードとした。また、導光体４１は、液晶パネル１と反射板４５との間に配置されている。
【０１１１】
導光体４１は、偏光素子４２と、導光層４３と、回折光学素子であるホログラム層４４とによって構成されている。導光層４３には、一方の面（反射板４５側）にホログラム層４４が、他方の面（液晶パネル１側）に偏光素子４２が形成されている。つまり、ホログラム層４４および偏光素子４２は、導光体４１に一体化されている。また、液晶パネル１側から見て導光体４１の背面には、反射板４５が配置されている。
【０１１２】
また、光源４６は、導光体４１の端（エッジ）に配置されている。そのような配置によって、光源４６からの光は、導光体４１の端から導光体４１に入射するように構成されている。
【０１１３】
作製した照明装置４０では、光源４６から出射された光は、導光層４３の中を、他層との界面で反射しながら伝搬する。この伝搬する光のうちホログラム層４４に斜めに入射した光は、液晶パネル１の表示面に対し垂直方向を中心としてほぼ±３０〜４０度方向の範囲に反射される。その反射した光は、導光体４１を通過して、偏光素子４２に入射する。こうして光の指向性を制御し、正面方向の輝度を向上させるように機能する。また、ホログラム層４４で反射されず透過した光は、反射板４５で反射する。その反射した光は、導光体４１を通過して、偏光素子４２に入射する。つまり、ホログラム層４４で反射されず透過した光は、反射板４５での反射によって、有効に使用される。
【０１１４】
偏光素子４２では、ＴＭ偏光は透過し、ＴＥ偏光は反射されてホログラム層４４方向に戻される。しかし、そのホログラム層４４方向に戻された光は、反射板４５で再度反射する。その反射により光の偏光方向は変化し、さらに、その光は偏光素子４２に入射する。そのため、光の利用効率を向上させることができ、従来に比べて明るい照明装置４０を構成することができる。
【０１１５】
次に、ホログラム層４４の作製について説明する。ホログラム層４４とは、体積ホログラムにより形成された回折光学素子により構成されている。その体積ホログラムは、レーザなどの光源から照射された光を照射することにより生じた干渉縞、具体的に言うと、赤色光を選択的に垂直方向に反射する干渉縞、緑色光を選択的に垂直方向に反射する干渉縞、および青色光を選択的に垂直方向に反射する干渉縞という３つの干渉縞を、感光材料に記録するという方法で作製する。下記にその方法を詳細に説明する。
【０１１６】
ホログラム層４４は、次のようにして作製する。図４に示すように、記録用の光源であるレーザ照射器５２から照射した光（レーザ光）を、ビームスプリッタ５３に照射する。なお、本実施の形態においては、レーザ照射器５２から照射した光は、アルゴンレーザ（波長５１４．５ｎｍ）である。
【０１１７】
ビームスプリッタ５３に照射された光は、ビームスプリッタ５３により２つの光に分けられ、１つの光はミラー５４に、残りの１つの光はミラー５５に照射される。ミラー５４に照射された光は、ミラー５４に反射して、ホログラム記録用感光材料を有する透明フィルム５１の一方の面に照射される。ミラー５５に照射された光は、同様に、ミラー５５に反射して、透明フィルム５１の他方の面に照射される。このように、ミラー５４およびミラー５５からの２つの光（平行光束）は、ミラー５４およびミラー５５により角度が調整されて、透明フィルム５１に照射される。このように、ミラー５４およびミラー５５を使って両者間の角度を調整した状態で２つの平行光束を透明フィルム５１に照射して、透明フィルム５１の両側から光を干渉させる。その干渉により、透明フィルム５１に、斜めまたは水平の干渉縞を記録する。
【０１１８】
上記透明フィルム５１への光の照射により生じた干渉縞を感光材料に記録することによって、透明フィルム表面に対して垂直方向に選択的に赤色光を反射するホログラムを得る。さらに、同一の感光材料に、記録用光源の角度を再調整して照射し、透明フィルム表面に対して垂直方向に選択的に緑色光を反射する干渉縞を記録する。続けて、同一の感光材料に、記録用光源の角度を再調整して照射し、透明フィルム表面に対して垂直方向に選択的に青色光を反射する干渉縞を記録する。これら３つの干渉縞を多重記録した、反射型の体積ホログラム（体積ホログラムフィルム）を得ることができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態においては、上記透明フィルム５１には、ホログラム記録用感光材料としてオムニデックス３５２（デュポン（株）製）が透明フィルムに塗布されたものを用いた。
【０１２０】
また、本実施の形態においては、ホログラム記録用光源としては、上記のようなアルゴンレーザを用いた。しかし、ホログラム記録用光源として、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ｋｒレーザなどを用いることも可能である。
【０１２１】
ここで作製した体積ホログラムは、斜め方向から入射した白色光をフィルム面に対してほぼ垂直に反射することができる。この体積ホログラムフィルムを導光層４３の一方の面に接着させることにより、ホログラム層４４を作製する。
【０１２２】
体積型のホログラムは、上記のように、露光により形成したホログラムのフィルムを、導光層４３に貼り付けることにより形成することができる。そのため、簡便な装置でホログラム層４４を形成することができる。
【０１２３】
次に、導光体４１に設けられている偏光素子４２の作製方法について説明する。偏光素子４２の作製方法とは、（ａ）金属微粒子を含む樹脂をフィルム上に塗布するステップと、（ｂ）樹脂を未硬化状態に保持したまま、磁界によって金属微粒子を整列させるステップと、（ｃ）その整列後に樹脂を硬化させて、整列した金属微粒子を固定させるステップとを含む方法である。この方法により、金属微粒子が整列したラインとスペースとを有する偏光素子を得ることができる。以下、この方法を詳細に説明する。
【０１２４】
ステップ（ａ）においては、まず、金属微粒子を低粘度の樹脂中に分散させたものを準備する。次に、図５〜図７に記載のスロット型塗布装置６２を用いて、金属微粒子を低粘度の樹脂中に分散させたものを、フィルム６１の上に塗布して、樹脂層６３を形成する。この段階においては、樹脂を未硬化状態に保持する。なお、本実施の形態においては、金属微粒子としてコバルトからなる金属微粒子を用いた。また、樹脂層６３には光硬化性樹脂を用いた。また、フィルム６１には絶縁性フィルムを用いた。
【０１２５】
なお、上記「コバルトからなる金属微粒子」としては、そのコバルト微粒子の直径が、下限値は３ｎｍ以上、上限値は５０ｎｍ以下のものを用いるのが良い。また、コバルト微粒子の他に、ニッケル、鉄や希土類のサマリウム（Ｓｍ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ディスプロニウム（Ｄｙ）等の磁性材料単体や前記磁性材料との合金、化合物からなる微粒子を用いることができる。例えば、クロムやタングステンやモリブデン等の金属と磁性材料との合金、化合物からなる微粒子を用いることができる。
【０１２６】
ステップ（ｂ）においては、図６および図７に示すように、樹脂層６３を、磁気ヘッドアレイ６４の上に運搬し、通過させる。磁気ヘッドアレイ６４では、磁界が形成されている。そのため、磁気ヘッドアレイ６４の上を樹脂層６３が通過することにより、磁気ヘッドアレイ６４の磁界を用いて、樹脂層６３にある金属微粒子を整列させる。
【０１２７】
図６および図７に示すように、樹脂層６３が形成されているフィルム６１は、フィルム搬送機構により、微小磁気ヘッドを複数個直列に並べた磁気ヘッドアレイ６４の上を通過する。フィルム６１が磁気ヘッドアレイ６４の上を通過しているとき、金属微粒子は、磁気ヘッドアレイ６４による磁界に沿って直線状に整列する。
【０１２８】
ステップ（ｃ）においては、用いた樹脂に合わせて、樹脂層６３の樹脂を硬化させる。本実施の形態においては、樹脂層６３には光硬化性樹脂を用いた。そのため、未硬化状態の樹脂層６３に、光源６５からの光を照射することによって、樹脂を硬化させた。上記ステップ（ｂ）で整列した金属微粒子は、このようにステップ（ｃ）において樹脂を硬化させることにより、金属パターンとして固定される。つまり、このステップ（ｃ）は、金属微粒子を整列させた後に樹脂を硬化させ、整列した金属微粒子を固定することによって、金属パターンを有する偏光素子層をフィルム上に形成するステップである。
【０１２９】
フィルム６１の搬送機構は、図７に示すように、ロール６６に巻かれたフィルム６１が巻き取りロール６７に巻き取られるまでの間に、上記のような樹脂層６３の形成と、樹脂層６３中の金属微粒子の整列と、その整列後に樹脂層６３の樹脂の硬化とを完了させて、偏光素子層が形成されるようになっている。なお、偏光層形成工程中のフィルム６１は、上部ローラー６９で搬送ベルト６８に押さえつけられている。その押さえつけにより、搬送ベルト６８と密着して、フィルム６１は搬送される。そのような搬送により、フィルム６１のたわみとしわとを防止している。
【０１３０】
ここで作製した偏光素子を形成したフィルム６１を、カット装置（図示していない）を用いて一定のサイズにカットして、導光層４３の一方の面に接着させ、偏光素子４２を形成した。
【０１３１】
このようにして作製した導光体４１と、反射板４５と光源４６とを組み合わせて照明装置４０を構成し、さらに液晶パネル１と組み合わせることで液晶表示装置４７が構成される。
【０１３２】
〔実施の形態３〕
本発明におけるさらに他の実施の形態について説明する。上記実施の形態１および２においては、偏光素子のフィルムと導光層とが、熱圧着により接合されているもの（接合層および接着層を用いずに接合されているもの）を説明した。本実施の形態では、熱圧着以外の、偏光素子のフィルムと導光層との接合について説明する。
【０１３３】
本実施の形態における一定の場所に光を導く導光体は、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所に、接合のための接合層が設けられている。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、上記導光体を液晶表示装置に用いたので、液晶表示装置を例に説明する。本実施の形態の液晶表示装置においては、液晶表示装置の表示のために用いる光が通過しない場所に、接合のための接合層を設けている。そのような場所に接合のための接合層を設けて、偏光素子のフィルムと導光層とを接合する様子を、図８に示す。
【０１３５】
図８には、偏光素子３と導光層４とを示している。また、それら偏光素子３および導光層４は、矢印で示す端部のみが、接合層で接合されている。また、偏光素子３とは、フィルムとそのフィルム上に形成された偏光素子層とが設けられている偏光素子である。そして、図８に示すように、導光層４と偏光素子３のフィルムの端部のみ接合させておき、端部から徐々にローラー８０で押し付け密着させながら、導光層４と偏光素子３のフィルムとの周辺のみを貼り付ける。ここでは接合層を形成するために、接着剤を用いている。また図示していないが、周辺への接着剤塗布はディスペンサーで行い、接着材を塗布しながら連続して貼り付けている。このような貼り付けにより、偏光素子３のフィルムと導光層４とを接合することができる。なお、ここで言う「導光層４と偏光素子３のフィルムとの周辺」は、液晶表示装置において表示に影響しない領域である。上記のように、端部から徐々にローラー８０で押し付け密着させながら接合する方法としては、例えばラミネートが挙げられる。
【０１３６】
なお、上記のように押しつけて密着させることによる接合の場合において、導光体にホログラムを用いているときは、ホログラムの形状が変形することもあるため、ホログラムの形状が変形しない程度にローラー８０の圧力を減圧して貼り付けることが好ましい。
【０１３７】
このように偏光素子が接合された導光体を液晶表示装置に用いたとき、この接合層が形成されている端部は、液晶表示装置の表示に影響を与えない領域とする。このように、液晶表示装置の表示に影響を与えない領域だけに接合層を設けると、仮に接合層で発生する静電気によるゴミが接合層の貼り付け面に入り込んでも、そのゴミは液晶表示装置の表示に影響を与えない。
【０１３８】
なお、上記接合層に用いる接着剤に、透明な導電性材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２など）を混合すると、接合層における静電気の発生を減少させることができるため、静電気によるゴミの吸着の減少に効果的である。そのため、一定の場所に導かれる上記光が通過しない場所に設けられている上記接合層は、透明な導電性材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２など）を含んで構成されてもよい。
【０１３９】
また、周辺の接合層に接着剤を用いず、熱圧着や熱溶着により接合してもよい。この場合、ローラーにヒーターを組み込むことで、押し付けと貼り付けを同時に行うことができ、工程の簡素化ができる。また、ここでは周辺部全体に接合層を形成したが、端部のみに接合層を形成してもよい。
【０１４０】
また、本実施の形態の導光体を、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層と、上記接合のための接着層とを有し、上記接着層は、透明な導電性材料を含んでいるという構成としてもよい。つまり、ＩＴＯ、ＳｎＯ２などの透明な導電性材料を接着層に含ませて、静電気の発生を防止してもよい。このように静電気の防止が可能となると、静電気によるゴミの吸着を減少させることができるため、偏光素子の貼り付け不良は減少する。
【０１４１】
また、偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させるという方法により、導光体を製造してもよい。つまり、接着層を形成後、すぐに、偏光素子のフィルムおよび導光層の接合を行うという方法である。なお、ここに記載したように、接着層を形成後、すぐに接合を行うことが好ましい。しかし、ここで言う「接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合する」の「直後」には、ある範囲の時間の経過を含むものとする。具体的には、上記接着層を形成してから、接合不良を引き起こすようなゴミが接着層の表面に吸い寄せられることがなく、さらに、正常な接合が可能であるという範囲の時間の経過後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合しても良い。
【０１４２】
また、このような接合において、接着層として使用可能な接着剤としては、例えば、絶縁性の接着剤、導電性の接着剤などがある。また、透明な導電性材料（ＩＴＯ、ＳｎＯ２など）を上記接着剤に混合すると、静電気の発生を減少させることができ、さらに、静電気によるゴミの吸着を減少させることができる。
【０１４３】
なお、本発明は、上記の実施の形態１ないし３に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施の形態においては、感光材料を用いて光の干渉縞を屈折率の差として書き込む方法により、ホログラム素子を作成した。しかし、ホログラム素子の作製法としては、その他に、ＵＶ硬化樹脂、透明プラスチックなどを用い、ブレーズド格子およびグレーティングで作製する方法などがある。
【０１４４】
また、上記各実施の形態においては、ホログラム層を導光層の一方のみに形成している。しかし、必要な機能を追加するために、導光層の両側にホログラム層を形成しても良い。また、偏光素子の上部にホログラム層を形成しても良い。ホログラム層にレンズ機能を持たせ、画素開口部に効率良く光が入射できるようにすることにより、光利用効率がよく明るい液晶表示装置を構成することができる。
【０１４５】
また、上記に記載の導光体の製造方法は、偏光素子の製造方法としても利用可能である。具体的に言うと、金属微粒子を含む樹脂をフィルム上に塗布するステップと、樹脂を未硬化状態に保持したまま、磁界によって金属微粒子を整列させるステップと、その整列後に樹脂を硬化させ、整列した金属微粒子を固定することにより、金属パターンを有する偏光素子層をフィルム上に形成するステップとを含むことを特徴とする偏光素子の製造方法として、本発明を利用することが可能である。つまり、ここに記載の偏光素子の製造方法は、導光体用の偏光素子の製造方法に限定されず、一般の偏光素子の製造方法としても利用可能である。この方法によれば、液晶表示装置に使用するのに好ましい偏光素子（例えば熱圧着に好ましい偏光素子）を、容易に製造することができるという効果を奏する。
【０１４６】
【発明の効果】
本発明の導光体は、以上のように、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層とを有するという構成である。
【０１４７】
それゆえ、バックライト組み立て後のゴミが引き起こす製品不良を減少させるという効果を奏する。また、液晶表示装置のコストを削減することができるという効果を奏する。
【０１４８】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層とを接合するための接合層を有し、一定の場所に導かれる光が通過しない場所に、接合層が設けられているという構成である。
【０１４９】
それゆえ、上記効果に加えて、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させることができるという効果を奏する。
【０１５０】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層との接合のための接着層を有し、その接着層は、透明な導電性材料を含んでいるという構成である。
【０１５１】
それゆえ、上記効果に加えて、バックライト組み立て時において静電気の発生を防止して、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させる導光体を提供できるという効果を奏する。
【０１５２】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子のフィルムと導光層とが、熱圧着により接合されているという構成である。
【０１５３】
それゆえ、上記効果に加えて、バックライト組み立て時において静電気の発生を防止して、バックライト組み立て時のゴミによって発生する偏光素子の貼り付け不良と、そのゴミによるバックライトの製品不良とを減少させる導光体を提供できるという効果を奏する。
【０１５４】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、光の指向性を制御する回折光学素子が設けられており、その回折光学素子は、ホログラムにより形成されているという構成である。
それゆえ、上記効果に加えて、従来の導光体と比較して、集光効率が高いまたは光利用効率が高い導光体を得ることができるという効果を奏する。
【０１５５】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子層には、一定周期の金属パターンが設けられているという構成である。
【０１５６】
それゆえ、上記効果に加えて、静電気によるゴミの吸着を防止でき、熱圧着による接合に適した偏光素子を取得できるという効果を奏する。
【０１５７】
また、本発明の導光体は、上記構成に加えて、偏光素子層の金属パターンの幅とその金属パターン間の間隔とが、１００ｎｍ以下であるという構成である。
【０１５８】
それゆえ、上記効果に加えて、金属パターンによる偏光素子の偏光性能を向上させることができるという効果を奏する。
【０１５９】
また、本発明の導光体の製造方法は、フィルム、およびそのフィルム上に形成された偏光素子層が設けられている偏光素子と、偏光素子のフィルムが接合されている導光層と、上記接合のための接着層とを有し、一定の場所に光を導く導光体の製造方法であって、偏光素子のフィルムまたは導光層に対して接着層を形成した直後に、偏光素子のフィルムと導光層とを接合させるという方法である。
【０１６０】
それゆえ、偏光素子を貼り付けるときに、接着層の表面にあるラミネートを剥がす工程を省略でき、偏光素子の貼り付け不良を減少させる導光体を提供することができるという効果を奏する。
【０１６１】
また、本発明の導光体の製造方法は、上記に記載の導光体を製造する方法であって、金属微粒子を含む樹脂をフィルム上に塗布するステップと、樹脂を未硬化状態に保持したまま、磁界によって金属微粒子を整列させるステップと、その整列後に樹脂を硬化させ、整列した金属微粒子を固定することにより、金属パターンを有する偏光素子層をフィルム上に形成するステップとを含むという方法である。
【０１６２】
それゆえ、偏光素子の貼り付け不良を減少させる導光体の製造が容易となる、導光体の製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【０１６３】
また、本発明の液晶表示装置は、上記に記載の導光体を備えているという構成である。
【０１６４】
それゆえ、上記導光体を用いることにより製品不良を減少させて、製造コストの上昇を抑えることが可能な液晶表示装置とを提供することができるという効果を奏する。
【０１６５】
また、本発明の液晶表示装置は、上記構成に加えて、上記に記載の導光体と、縞状に配置された配線が設けられている液晶パネルとを有し、偏光素子層に設けられている金属パターンの幅、およびその金属パターン間の間隔が、上記縞状に配置された配線における配線間の間隔の３００分の１以下であるという構成である。
【０１６６】
それゆえ、上記効果に加えて、上記偏光素子が設けられている導光体を液晶表示装置に用いたとき、モアレ縞によって表示品位が低下しない液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】（ａ）ないし（ｇ）は、本発明の実施の形態における偏光素子の製造工程を示す模式図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における液晶表示装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における体積ホログラムにより形成された回折光学素子の製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態における、偏光素子の製造工程を示す斜視図である。
【図６】上記偏光素子の製造工程（図５）の続きを示す斜視図である。
【図７】上記偏光素子の製造工程（図５および図６）を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態における、導光体の導光層と偏光素子のフィルムとの接合方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　液晶パネル
２　　照明装置
３　　偏光素子
４　　導光層
５　　ホログラム層
６　　光拡散層
７　　導光体
１２　　第１配線パターン
１４　　第２配線パターン
１７　　液晶層
２２　　液晶表示装置
３６　　金属膜
３７　　フィルム
３８　　偏光素子
４０　　照明装置
４１　　導光体
４２　　偏光素子
４３　　導光層
４４　　ホログラム層
４７　　液晶表示装置
５１　　透明フィルム
６１　　フィルム
６３　　樹脂層
【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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【図６】
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【図７】
2004085716.tif 000009
【図８】
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