(57)【要約】【課題】　従来のホログラム方式で実現困難であった広範囲の波長領域、観測角度で明るい表示像が得られるホログラム散乱板。【解決手段】　透過型ホログラム層／背面層からなるホログラム散乱板３であり、透過型ホログラム層１にのみ拡散機能と回折機能を持たせ、背面層２は鏡面反射層（（ａ））、又は、拡散反射機能（（ｂ））を持たせる。透過ホログラム１により回折散乱方向を限定することができると共に、背面層２で広い波長領域で反射率を上げることができるので、広範囲の波長領域、観測角度で高輝度の拡散光が得られる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を正反射とは異なる方向に反射するホログラム散乱板であって、入射側から見て、拡散機能と回折機能を持つ透過型ホログラム層に鏡面反射機能を有する鏡面反射層が積層されてなることを特徴とするホログラム散乱板。
【請求項２】
請求項２において、前記鏡面反射層は、基材フィルムの上面あるいは下面に反射金属を蒸着処理してなるもの、基材フィルムの上面あるいは下面に金属箔等を貼り付けてなるもの、表面が鏡面研磨された薄い金属板の何れかからなることを特徴とするホログラム散乱板。
【請求項３】
入射光を正反射とは異なる方向に反射するホログラム散乱板であって、入射側から見て、拡散機能と回折機能を持つ透過型ホログラム層に拡散反射機能を有する拡散反射層が積層されてなることを特徴とするホログラム散乱板。
【請求項４】
請求項３において、前記拡散反射層は、基材表面に微細な凹凸が施された金属反射層であることを特徴とするホログラム散乱板。
【請求項５】
請求項３において、前記拡散反射層は、散乱中心を中に持つ基材フィルムの裏面に金属反射層を設けてなるものであることを特徴とするホログラム散乱板。
【請求項６】
前記透過型ホログラム層が複数の異なる波長に対して拡散機能と回折機能を持つことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のホログラム散乱板。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項記載のホログラム散乱板を液晶表示素子の背面側に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ホログラム散乱板に関し、特に、液晶ディスプレイ等の背面散乱板として利用されるホログラム散乱板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　電卓や電子手帳に利用される液晶表示装置において、前面から取り込んだ環境光を背面板で正反射方向とは異なる角度に反射した光を利用して表示する表示装置が知られている。このような環境光を照明に利用する現行の液晶表示装置の多くは、背面板として散乱板が主に利用されている。
【０００３】
　図４にこのような液晶表示装置の断面図を示す。散乱板１１を液晶表示素子２０のバックライト側に配置することにより、液晶表示素子２０の表示側から入射する照明光１２を拡散光１３として拡散反射させ、明所でバックライトを使用することなしに表示が可能となる。ここで、液晶表示素子２０は、例えば、２枚のガラス基板２１、２２の間に挟持されたツイストネマチック等の液晶層２５からなり、一方のガラス基板２２内表面には一様な透明対向電極２４が設けられ、他方のガラス基板２１内表面には液晶セルＲ、Ｇ、Ｂ毎に独立に透明表示電極２３と不図示のカラーフィルター、ブラック・マトリックスが設けられている。また、電極２３、２４の液晶層２５側には不図示の配向層も設けられており、さらに、ガラス基板２１外表面には偏光板２６が、観察側のガラス基板２２外表面には偏光板２７がそれぞれ貼り付けられており、例えばそれらの透過軸は相互に直交するように配置されている。このような液晶表示素子２０の画素毎に透明表示電極と透明表示電極間に印加する電圧を制御してその透過状態を変化させることにより、カラー表示が可能なものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　しかしながら、上記のような液晶表示装置では、背面板として散乱板を利用しているため、光の利用効率が高くなく、暗い場所では表示が見にくいという問題点があった。この欠点を改善するために、本出願人により反射型のホログラムを利用して回折方向を限定して輝度を向上させる方法（特願平７−３１２３６２号）も提案されているが、レリーフタイプでは高い効率を得るためには適当でなく、体積型ではその角度波長選択性により表示色が限定されたり、観測角度が限定されるという問題点があった。
【０００５】
　本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のホログラム方式で実現困難であった広範囲の波長領域、観測角度で明るい表示像が得られるホログラム散乱板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　上記目的を達成する本発明のホログラム散乱板は、入射光を正反射とは異なる方向に反射するホログラム散乱板であって、入射側から見て、拡散機能と回折機能を持つ透過型ホログラム層に鏡面反射機能を有する鏡面反射層が積層されてなることを特徴とするものである。
【０００７】
　この場合、その鏡面反射層は、基材フィルムの上面あるいは下面に反射金属を蒸着処理してなるもの、基材フィルムの上面あるいは下面に金属箔等を貼り付けてなるもの、表面が鏡面研磨された薄い金属板の何れかからなることが望ましい。
【０００８】
　本発明のもう１つのホログラム散乱板は、入射光を正反射とは異なる方向に反射するホログラム散乱板であって、入射側から見て、拡散機能と回折機能を持つ透過型ホログラム層に拡散反射機能を有する拡散反射層が積層されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
　この場合、その拡散反射層は、基材表面に微細な凹凸が施された金属反射層や、散乱中心を中に持つ基材フィルムの裏面に金属反射層を設けてなるものとすることができる。
【００１０】
　また、透過型ホログラム層としては、複数の異なる波長に対して回折機能あるいは拡散機能と回折機能を持つようにすることもできる。
【００１１】
　なお、本発明は以上の何れかのホログラム散乱板を液晶表示素子の背面側に配置してなる液晶表示装置を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明のホログラム散乱板によると、拡散機能と回折機能を持つ透過型ホログラム層と鏡面反射層又は拡散反射層が積層されているので、透過ホログラム層により回折散乱方向を限定することができると共に、背面層で広い波長領域で反射率を上げることができるので、広範囲の波長領域、観測角度で高輝度の拡散光が得られ、明るい表示等が可能になる。なお、透過型ホログラム層として、複数の異なる波長特にＲ、Ｇ、Ｂ領域の３波長に対して拡散機能と回折機能を持たせるようにすることにより、単一波長に対して拡散機能と回折機能を持たせたものと比較してより明るい（計算上３倍）ものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　本発明のホログラム散乱板は、入射側から見て、透過型ホログラム層／背面層からなることを特徴とするものである。この中で、散乱機能を持たせる部分により３種類の構成に分けることができる。すなわち、図１に模式的に示すように、透過型ホログラム層１と背面層２とからなるホログラム散乱板３において、第１のものは、透過型ホログラム層１にのみ拡散機能と回折機能を持たせ、背面層２は鏡面反射層とし（図の（ａ））、第２のものは、透過型ホログラム層１に回折機能のみを持たせ、背面層２は拡散反射機能を持たせ（図の（ｂ））、第３のものは、透過型ホログラム層１に拡散機能と回折機能を持たせ、背面層２は拡散反射機能を持たせる（図の（ｃ））ものである。なお、図中、１２は照明光である。
【００１４】
　そして、何れにおいても、ホログラム１に体積位相型で透過型ホログラムを利用し、入射光１２及び背面層２で反射された光を透過型ホログラム１で所望の方向に回折するものである。
【００１５】
　まず、このような透過型ホログラム１の撮影方法を説明すると、回折機能のみを有するホログラム（図１（ｂ））は、図２に示すように、体積位相型ホログラム記録用のフォトポリマー等からなる乾板４に略垂直に平行な物体光５を、また、照明光１２の方向に相当する方向から平行な参照光６を入射させて、両光を乾板中で干渉させて記録される。回折機能と拡散機能を持ったホログラム（図１（ａ）、（ｃ））は、図３に示すように、体積位相型ホログラム記録用のフォトポリマー等からなる乾板４の前方に散乱板７を配置し、その前方から照明光８を入射させ、散乱板７を経て散乱された光及び直接透過光を物体光とし、また、照明光１２の方向に相当する方向から入射する平行な光を参照光９として乾板４に入射させて、両光を干渉させて記録される。
【００１６】
　また、背面層２としては、鏡面反射のものは、基板フィルムの上面あるいは下面にアルミニウム、銀等の反射金属を蒸着処理したもの、金属箔等を貼り付けたもの、鏡面研磨された薄い金属板で構成され、拡散反射機能を持つものは、金属等の反射性の基板の表面をマット処理等により微細な凹凸に加工されているもの、あるいは、基板フィルムの内部に散乱中心があり、その裏面に反射金属を蒸着処理をしたり、金属箔等を貼り付けたもの、あるいは、基板フィルムの表面が微細な凹凸に加工されており、その裏面に反射金属を蒸着処理をしたり、金属箔等を貼り付けたもの、樹脂フィルムの片面に、無機系ビーズ、無機系フィラー、有機系ビーズ及び中空ビーズよりなる微粒子群から選択された少なくとも１種類の微粒子を分散した光拡散インキを塗工又は印刷して形成された光拡散フィルム、又は、上記の微粒子群から選択された少なくとも１種類の微粒子を透明樹脂中に分散した光拡散フィルム等、公知の光拡散フィルムの裏面に反射金属を蒸着処理をしたり、金属箔等を貼り付けたもので構成される。
【００１７】
　上記の内部に散乱中心がある基板フィルム、表面が微細な凹凸に加工された基板フィルムの例としては、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、一軸延伸ポリエチレンフィルム、二軸延伸ポリエチレンフィルム、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルム、アイオノマーフィルム、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）フィルム、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）フィルム、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）フィルム、エチレン・メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）フィルム、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）フィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）フィルム、二軸延伸ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム、ポリウレタンフィルム、フッ素樹脂フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアリレートフィルム等があげられる。また、各種共押出しフィルムも使用できる。これらの基板フィルムは、積層体への支持性が要求され、膜厚１μｍ〜５００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μｍとするとよい。
【００１８】
　なお、透過型ホログラム層１と背面層２の間には必要に応じて接着層を介在させる。この接着層の接着剤としては、天然ゴム系、再生ゴム系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系、熱可塑性エラストマー系等のエラストマー系接着剤、また、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系等の合成樹脂系接着剤、反応型アクリル系、シアノアクリレート系等の化学反応型接着剤、その他、ＵＶ硬化型接着剤、ＥＢ硬化型接着剤、更に、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂系ホットメルト系、ポリアミド系、ポリエステル系、熱可塑性エラストマー系、反応ホットメルト系等のホットメルト系接着剤、また、水性接着剤である水溶性接着剤、エマルジョン系接着剤、ラテックス系接着剤、更に無機系接着剤等があげられる。また、その接着方法としては、熱可塑系のものは積層物間に挟んで軟化点以上の温度に加熱すればよく、ＵＶ、ＥＢ硬化型のものは積層物間に挟んで紫外線照射、電子線照射して硬化させるとよく、粘着型のものは単に積層物間に挟んで硬化させるとよい。
【００１９】
　以下、図１の３種のホログラム拡散板の実施例について説明する。
〔実施例１〕
　ホログラム感材（デュポン社製：オムニデックス３５２）をガラス基板に貼り付けてホログラム記録乾板とした。ここに、図３の光学系を用いて以下の条件でホログラム記録を行った。
【００２０】
　レーザー波長：５１４．５ｎｍ（アルゴンレーザー）
　参照光９　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光　　　：散乱板７に照明光８を垂直入射／散乱板７を透過散乱した光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光９と物体光との強度比：略１：１
　得られたホログラムに１００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線照射し、１２０℃で２時間加熱処理して透過型ホログラム１を得た。このホログラム１に鏡面アルミニウム蒸着ＰＥＴ（メタルミーＴＳ♯３００：東レ（株）製）を背面層２として、両面粘着フィルム（ＭＣ２０００：日東電工（株）製）を介して貼り付け、本発明の散乱板３（図１（ａ））を得た。
〔実施例２〕
　ホログラム感材（デュポン社製：オムニデックス３５２）をガラス基板に貼り付けてホログラム記録乾板とした。ここに、図２の光学系を用いて以下の条件でホログラム記録を行った。
【００２１】
　レーザー波長：５１４．５ｎｍ（アルゴンレーザー）
　参照光６　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光５　　：垂直／平行光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光６と物体光５との強度比：略１：１
　得られたホログラムに１００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線照射し、１２０℃で２時間加熱処理して透過型ホログラム１を得た。このホログラム１に散乱性を有する背面フィルム（ＦＮＳケシＳ５０：リンテック（株）製）を背面層２として、両面粘着フィルム（ＭＣ２０００：日東電工（株）製）を介して貼り付け、本発明の散乱板３（図１（ｂ））を得た。
〔実施例３〕
　ホログラム感材（デュポン社製：オムニデックス３５２）をガラス基板に貼り付けてホログラム記録乾板とした。ここに、図３の光学系を用いて以下の条件でホログラム記録を行った。
【００２２】
　レーザー波長：５１４．５ｎｍ（アルゴンレーザー）
　参照光９　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光　　　：散乱板７に照明光８を垂直入射／散乱板７を透過散乱した光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光９と物体光との強度比：略１：１
　得られたホログラムに１００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線照射し、１２０℃で２時間加熱処理して透過型ホログラム１を得た。このホログラム１に散乱性を有する背面フィルム（ＦＮＳケシＳ５０：リンテック（株）製）を背面層２として、両面粘着フィルム（ＭＣ２０００：日東電工（株）製）を介して貼り付け、本発明の散乱板３（図１（ｃ））を得た。
〔実施例４〕
　ホログラム感材（デュポン社製：オムニデックス３５２）をガラス基板に貼り付けてホログラム記録乾板とした。ここに、図３の光学系を用いて以下の３通りの条件で３枚のホログラム記録を行った。
（条件１）
　レーザー波長：４８８ｎｍ（アルゴンレーザー）
　参照光９　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光　　　：散乱板７に照明光８を垂直入射／散乱板７を透過散乱した光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光９と物体光との強度比：略１：１
（条件２）
　レーザー波長：５５０ｎｍ（色素レーザー）
　参照光９　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光　　　：散乱板７に照明光８を垂直入射／散乱板７を透過散乱した光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光９と物体光との強度比：略１：１
（条件３）
　レーザー波長：６４７ｎｍ（クリプトンレーザー）
　参照光９　　：乾板４の法線から３０°／平行光
　物体光　　　：散乱板７に照明光８を垂直入射／散乱板７を透過散乱した光
　露光量　　　：６０ｍＪ／ｃｍ2 （１ｍＷ／ｃｍ2 の強度にて）
　参照光９と物体光との強度比：略１：１
　各々得られたホログラムに１００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線照射し、１２０℃で２時間加熱処理して透過型ホログラムを得た。これら３枚のホログラムを両面粘着フィルム（ＭＣ２０００：日東電工（株）製）を介して貼り付け、その最背面に、散乱性を有する背面フィルム（ＦＮＳケシＳ５０：リンテック（株）製）を背面層２として、両面粘着フィルム（ＭＣ２０００：日東電工（株）製）を介して貼り付け、本発明の散乱板３（図１（ｃ））を得た。
【００２３】
　以上、本発明のホログラム散乱板をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるホログラム散乱板の構成と作用を模式的に示す図である。
【図２】本発明において用いる１つの透過型ホログラムの撮影方法を示す図である。
【図３】本発明において用いる別の透過型ホログラムの撮影方法を示す図である。
【図４】従来の散乱板を用いる液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…透過型ホログラム層
２…背面層
３…ホログラム散乱板
４…乾板
５…物体光
６…参照光
７…拡散板
８…照明光
９…参照光
１２…照明光
【図１】
2004094272.tif 000003
【図２】
2004094272.tif 000004
【図３】
2004094272.tif 000005
【図４】
2004094272.tif 000006