(57)【要約】【課題】可視波長域にある拡散光の照明パターンの強度分布を一様にすることでコントラスト・輝度ともに優れ、また、耐久性に優れ、安価な光制御拡散体を提供する。【解決手段】透過光を定められた角度範囲へ一様に拡散させる光制御システムにおいて、表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散光が特定の照明パターンを持つ表面レリーフ型ホログラム拡散体を含む光制御拡散体。【選択図】  図１
2005099816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過光を定められた角度範囲へ拡散させる光制御システムであって、
表面レリーフ型ホログラム回折格子と、
指向性のある拡散特性を有する拡散体と、
を含むことを特徴とする光制御拡散体。
【請求項２】
上記表面レリーフ型回折格子は、表面に縞状の格子溝が形成された２枚の回折格子を、
回折格子の格子溝の方向が非平行になるように積層されたものである請求項１記載の光制御拡散体。
【請求項３】
上記表面レリーフ型回折格子は、同じ面または表裏の表面に縞状の格子溝が形成されてなり、上記格子溝は回折格子の格子溝の方向が非平行になるように形成されたものである請求項１記載の光制御拡散体。
【請求項４】
格子溝が碁盤目状になるように、回折格子を配置又は回折溝を設けてなる請求項２又は３記載の光制御拡散体。
【請求項５】
可視波長域のレーザー光をｘｙ平面上にある拡散体に垂直に入射させ、入射光の単位方向ベクトルがＳｉ（０，０，ｌ）であるときに、透過光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）に対して、Ｓｚ＞ｃｏｓ（１５°）の角度範囲における散乱光の最低の強度が、Ｓｚ＞ｃｏｓ（４０°）の角度範囲に一様に拡散された光の強度より強いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項６】
光制御拡散体の部材として用いる表面レリーフ型拡散体の特性が、入射光の方向ベクトルがＳi（０，０，１）であるとき、変数θ（４°＜θ＜３５°）が存在して散乱光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）について、Ｓｚ＞cos（θ）の角度範囲に９５％以上の透過光が入り、かつ、回折効率が９０％以上となる、表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用する請求項１ないし５のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項７】
表面レリーフ型ホログラム回折格子の層と表面レリーフ型拡散体の層を積層したことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項８】
表面レリーフ型ホログラム回折格子と表面レリーフ型拡散体をフィルムの表裏両面に設けることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項９】
表面レリーフ型ホログラム回折格子と表面レリーフ型拡散体をフィルムの同じ面側に設けることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項１０】
光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項１１】
前記拡散体は、表面レリーフを転写ロールの電鋳型から転写したことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項１２】
前記拡散体は、表面レリーフの材料にＵＶ硬化型樹脂を使うことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の光制御拡散体を用いた透過型スクリーン。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３の何れかに記載の光制御拡散体を用いたことを特徴とする透過型あるいは反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の視野角に拡散光を制御するホログラム光制御拡散体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過の拡散板の例である透過型のＬＣＤの拡散体や室内照明用拡散体に要求される特性は、ある角度範囲で一様に効率よく拡散すること、面積が広く継ぎ目が見えないこと、材料の耐久性があること、材料のコストが安いことなどである。
これらの要求項目に対して、従来、例えば、米国特許５，６３１，７５４号では表面レリーフ型ホログラム拡散体によって拡散角度範囲を要求される範囲にしている。拡散体自体に拡散角度を制御させるものであり、照明パターン内の強度は中心が強く、端にいくに従って弱くなる。一方、Donald J.SchertlerとNicholas GeorgeはApplied Optics，38(2)，1999で回折格子と拡散体を組み合わせて、透過の拡散光の強度を一様にできることを実証した。これは、回折格子によって光を回折させ回折光の範囲を制御し、拡散体によって各回折光に広がりを持たせることによって一様な拡散光を得るというものである。
【０００３】
これらの技術を利用することにより、反射型および透過型ＬＣＤ用拡散板においてコントラストと輝度の高い画像を得ることができる。しかし、米国特許５，６３１，７５４号の方法では、照明パターン内で光の強度が一様でないので、ＬＣＤ用にはかならずしも適していない。また、Schertlerらの方法ではレリーフ型ホログラム拡散体に拡散角度選択性がないため、透過拡散光を要求された範囲内に正確に拡散させることが困難である。しかも、格子溝が縞状に切ってあるため、上下または左右方向のどちらか１方向のみの拡散範囲制御しかできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、透過の光制御拡散体において、可視波長域にある拡散光の照明パターンの強度分布を一様にすることでコントラスト・輝度ともに優れ、また、耐久性に優れ、安価な光制御拡散体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】
【０００５】
本発明は、表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散に指向性のある表面レリーフ型ホログラム拡散体を組み合わせた光制御拡散体を使用する。拡散体により、縦横への拡散の広がりを制御することで、入射光を要求された視域内だけに拡散し輝度を上げることができる。拡散体で広がりを制御しない場合に比べて、様様な照明パターンに対応するのが容易となる。また、回折角度を制御した回折格子と組み合わせることにより、一様な照明パターン形状を得ることができる。上下左右の拡散範囲の制御には碁盤目状に格子溝が切ってあることが望ましい。
【０００６】
本発明は、［１］透過光を定められた角度範囲へ一様に拡散させる光制御システムにおいて、表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散光が特定の照明パターンを持つ表面レリーフ型ホログラム拡散体を含むことを特徴とする光制御拡散体である。
また、［２］可視波長域のレーザー光をｘｙ平面上にある拡散体に垂直に入射させ、入射光の単位方向ベクトルがＳｉ（０，０，ｌ）であるときに、透過光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）に対して、Ｓｚ＞ｃｏｓ（１５°）の角度範囲における散乱光の最低の強度が、Ｓｚ＞ｃｏｓ（４０°）の角度範囲に一様に拡散された光の強度より強いことを特徴とする上記［１］に記載の光制御拡散体である。
上記［１］および［２］では透過型の光制御拡散体において、回折格子と指向性のある拡散体を組み合わせることで、ある角度範囲に一様に拡散させ、また、回折角の波長依存性を少なくしている。回折格子と拡散体は空間的に密着していても離れていてもよい。
上記［１］にある拡散光の特定の照明パターンとはレーザービームを、拡散体を通してスクリーンに投影したときに得られる、四角や楕円などの照明パターンが挙げられる。
【０００７】
また、［３］光制御拡散体の部材として用いる表面レリーフ型ホログラム拡散体の特性が、入射光の方向ベクトルがＳi（０，０，１）であるとき、変数θ（４°＜θ＜３５°）が存在して散乱光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）について、Ｓｚ＞cos（θ）の角度範囲に９５％以上の透過光が入り、かつ、回折効率が９０％以上となる、表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用する上記［１］または上記［２］に記載の光制御拡散体である。
上記［３］のようなある範囲内だけに光を拡散し、かつ、回折効率の高い拡散体を使うことで光制御拡散体の拡散角度範囲を限定することができる。  ここでは、拡散体の回折効率ηは、次のように定義されるものである。
回折効率η＝（全透過光量−回折されずに透過した光量）／全透過光量
【０００８】
また、［４］表面レリーフ型ホログラム回折格子の層（フィルム）と表面レリーフ型ホログラム拡散体の層（フィルム）を積層したことを特徴とする上記［１］ないし上記［３］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
また、［５］表面レリーフ型ホログラム回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体をフィルムの表裏両面に設けることを特徴とする上記［１］ないし上記［３］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
上記［４］または上記［５］のようにすることにより、拡散体と回折格子の両方の特性を併せ持った光制御拡散体が容易にできる。
【０００９】
また、［６］表面レリーフ型ホログラム回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体をフィルムの同じ面側に設けることを特徴とする上記［１］ないし上記［３］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
上記［６］は同じ面に二つの形状を重ね書きして片面だけにすることで、転写の工程数の削減を狙ったものである。その方法として、回折格子の溝周期より、拡散体の凹凸の大きさを大きくする場合と、逆に回折格子の溝周期の方を大きくする場合の２通りが考えられる。
【００１０】
また、［７］光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする上記［１］ないし請求項６のいずれかに記載の光制御拡散体である。
上記［７］のように、マスク拡散体を通して露光することにより製造したホログラム拡散体は、拡散光の拡散角度を制御することができる。図９に示したように、マスク拡散体４４は光を透過拡散する拡散体部分４６と中心部分以外は光を遮る遮断面５０からなる。拡散体と遮断面は一体でも離れていてもよい。こうして、露光・現像して得られた表面レリーフ型ホログラムは、そのまま用いてもよいし、転写してもよい。マスク拡散体の拡散体としては小開口部４８が多数あいた金属板や、すりガラス、上記ホログラム拡散体が使える。また、遮断面としては金属板や厚紙、黒いプラスチックフィルムが使える。
特開平４−２９９３０３号公報では体積位相型ホログラムについて拡散体の作り方が書かれているが、露光原理は同じである。
【００１１】
また、本発明は、［８］回折格子の格子溝の方向が非平行になるように積層されたことを特徴とする上記［１］ないし上記［６］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
また、［９］同じ面側または表裏の面に、回折格子の格子溝が非平行になるよう縦横に配置することを特徴とする上記［１］ないし上記［６］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
ホログラム拡散体に、上記［８］、［９］のような回折格子を組み合わせることによって、照明パターン内の拡散強度を一様にすることができる。
【００１２】
また、［１０］表面レリーフ型ホログラムの積層は、接着層を介して接着することを特徴とする上記［７］ないし上記［９］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
また、［１１］表面レリーフ型ホログラムの積層は、スペーサーをはさむことを特徴とする上記［７］ないし上記［９］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
光制御拡散体を表面レリーフ型ホログラムのフィルムから作製し、光制御フィルムとして使用するとき、フィルムの積層は上記［１０］、［１１］のようにすれば容易にできる。
【００１３】
また、［１２］前記光制御拡散体の部材となる層（フィルム）は、片面を拡散体と屈折率が０．２以上異なる誘電体で覆うことを特徴とする上記［７］ないし上記［９］のいずれかに記載の光制御拡散体である。上記［１２］のように、屈折率差のある誘電体で覆うことにより、光学的特性を維持しつつ、拡散体の表面を保護することができる。
【００１４】
また、［１３］前記拡散体は、表面レリーフ型ホログラムを転写ロールの電鋳型から転写したことを特徴とする上記［７］ないし上記［９］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
また、［１４］前記拡散体は、表面レリーフ型ホログラムの材料にＵＶ硬化型樹脂を使うことを特徴とする上記［１３］記載の光制御拡散体である。
上記［１３］、［１４］のように、拡散体や回折格子のマスター電鋳型からＵＶ硬化樹脂に転写することにより、安価に製造することができる。
【００１５】
また、［１５］上記［３］ないし上記［１４］のいずれかに記載の光制御拡散体を用いた透過型スクリーンである。
上記の［１５］のように透過型液晶表示装置に組み込むことにより、拡散方向の制御が容易になり、明るい表示が可能となる。また、プロジェクタに組み込むことにより省電力で、高表示品質を実現できる。
【００１６】
また、［１６］上記［３］ないし上記［１４］の何れかに記載の光制御拡散体を用いたことを特徴とする透過型あるいは反射型液晶表示装置である。
また、［１７］上記［１６］に記載の反射型カラー液晶表示装置のカラー反射板としてホログラム反射板を用いたことを特徴とする反射型カラー液晶表示装置
である。
上記［１６］、［１７］のように反射型液晶表示装置に組み込むことにより、カラー反射と組み合わせて使うことができる。カラー反射板とくにホログラフィックカラー反射板自体に拡散機能を付与することは困難であるので、透過型の拡散板を使うことが必須であり、そのための拡散板として適している。この拡散板を使うと、虹やモアレがなく高い表示品質を得ることができ、また、光利用効率を高くして、低消費電力を実現できる。
上述の光制御拡散体はリアプロジェクタ用スクリーンの拡散板やレーザー照明のパターン制御用拡散板にも使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散光に指向性があり、照明のパターンを持つ表面レリーフ型ホログラム拡散体を組み合わせた光制御拡散体を使用することにより、拡散方向や集光範囲を制御することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図１に表面レリーフ型ホログラムを積層した光制御拡散体を示す。ここではフィルムを積層して光制御フィルムになっている。背面から出る光の場合には表面レリーフ型の拡散体１２を通過して、溝が筋違いにならべられた回折格子１４、１６を通過する。このとき、光はまず拡散体１２で照明パターンが整形され、次いで回折格子で照明パターン内において一様に拡散される。照明パターンとしては楕円や矩形がある。ここで用いられる、回折格子は、深さ０．４〜１．２μｍ、ピッチ０．４〜１０μｍで溝の形状は左右対称あるいは上下対称のものが好ましい。また、拡散体の回折効率は９０％以上で拡散角度は±２５°以下のものが好ましい。
【００１９】
図２に透過の光制御拡散体の輝度計による拡散強度の測定方法を示した。デカルト座標系を用いて、散乱角θを定義した。光制御拡散体はｘｙ平面上にあり、＋ｚ軸方向に入射した光が散乱される。散乱光の方向は単位ベクトルＳ（Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ）である。このとき、図の網掛けで示したcos（θ）＜Ｓｚの範囲に人射光が拡散される。図中の２４はθが１５度、２６はθが４０度の場合の拡散領域である。
【００２０】
この積層フィルムの部材を作製する装置・露光光学系およびその部材の１例を図３，４に示す。図３のような転写ロールの型に目的とする電鋳型を用い、ＵＶ硬化樹脂に転写した後、ＵＶで露光する。このようにエンボス加工された回折格子の場合には図４のようなできあがりになる。
【００２１】
次に、その積層方法を、図５（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図５（ａ）のようにＰＥＴなどの透明樹脂（透明ベースフィルム）４０の上に、ＵＶ硬化樹脂３８をのせる。エンボス加工で図５（ｂ）のような回折格子を作りＵＶ硬化する。図５（ｃ）のように接着剤（接着フィルム）４２、透明ベースフィルム（４０）、ＵＶ硬化樹脂（３８）をのせ、ラミネートする。さらにエンボス加工で図５（ｄ）のような拡散体を作り、ＵＶ硬化する。ここで透明ベースフィルムの材質はＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）や脂環式アクリル樹脂が望ましい。また、接着フィルム４２は図５（ｄ）のように埋め込まれる場合はＵＶ硬化樹脂との屈折率差が０．２以上あることが望ましい。
【００２２】
拡散体の電鋳型の元となる鋳型は図６のようにして作ることができる。図６のマスク拡散体４４は、中央部にたくさんの小開口４８を持ち、小開口部を持つ拡散体部分４６と開口部のない遮断面５０とからなる。マスク拡散体４４にはレーザー光５２が投射される。光は拡散体部分４６にある多数の小開口４８を透過し拡散され感光性フィルム５４に向かって進む。露光後、必要があれば感光性フィルム５４の現像処理を行い、拡散依を得る。こうしてできた表面レリーフ型ホログラム拡散体にＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を当てると、その拡散光の照明パターンが整形される。照明パターンとしては楕円や四角がある。拡散体の輪郭の形が楕円であれば楕円になり、四角であれば四角くなる。また、拡散光の広がりは拡散体と感光材料との距離が近ければ広くなり、遠ければ狭くなる。
照明パターンの光強度分布は図２のようにして測定される。
【００２３】
また、回折格子は感光性フィルムにレーザー光を左右の２方向から当てて縦方向に格子を刻む。必要があれば感光性フィルムの現像処理を行う。回折格子の回折角度は干渉させる二つのレーザー光のなす角度を小さくするとそれに対応して小さくなる。
【００２４】
また、必要に応じて、マイクロレンズアレイやシリンドリカルレンズアレイの上に請求項７の方法、すなわち、光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする光制御拡散体で拡散体を作製し、部材としてもよい。さらに、偏光板や位相差板などの光学素子の上にＵＶ硬化樹脂をコートし、これにエンボス加工で転写してもよい。
【００２５】
なお、本発明では表面レリーフ型光制御拡散体を部材にしているが、原理的には体積位相型でも同じように作製できる。例えば、透過型の光制御拡散体の場合、体積位相型回折格子拡散体、表面レリーフ型拡散体の順番に並べれば体積位相型回折格子の優れた角度選択性により、より輝度を高くできる。
【００２６】
作製された表面レリーフ型ホログラムの凹凸面からその凹凸面を転写した電鋳型を作製し、さらに薄膜にその電鋳型表面の形状を転写することによって表面レリーフ型ホログラム拡散体を大量に生産することができる。光を拡散し得る凹凸形状面が形成された鋳型の作製方法の一例は、文献「続・わかりやすい光磁気ディスク（オプトロニクス社、平成２年発行）」に示されている。すなわち、ガラス基板上に目的の拡散体の凹凸パターンを作製し、パターン形成面に真空蒸着法やスパッタリング法などにより銀またはニッケル膜を形成（導電化処理）し、ニッケルを電鋳により積層して、ガラス板から剥離する工程によってマスタ電鋳型を作製することができる。このマスタ電鋳型を使用して多数の微細な凹凸を形成することができる。
【００２７】
光を拡散し得る凹凸形状面が形成された表面レリーフ型ホログラム拡散体用の鋳型は、シート状、平板またはロール状または局面の一部等の基材の表面に全面または必要な部分に光を拡散し得る凹凸形状面が形成されたものを用いることができ、加圧装置に貼り付けたり、凹凸を形成する面と加圧装置との間に挟み込んで用いてもよい。押し当てる工程で熱、光などを加えてもよい。
光を拡散し得る凹凸形状面が形成された鋳型の凹凸の程度は、通常、薄膜層を硬化することで変形することを考慮し設計する必要がある。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を挙げて本発明の用途を詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されない。
【００２９】
（第１の実施の形態）
市販の半導体用フォトレジスト（シップレー社製ＡＺ‐１５００）を、ガラス基板上に滴下し、１０００ｒｐｍでスピンコートさせた後、１００℃で１分間プリベークを行い、図６に示したようにＡｒレーザー（４８８ｎｍ）を用い５０ｍＷ／ｃｍ２で２０秒間露光した。さらに、専用の現像液で現像をした。
こうしてできた表面レリーフ型ホログラム拡散体にＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を当てると拡散の照明パターンが整形される。照明パターンとしては楕円や四角がある。
拡散体の輪郭の形が楕円であれば楕円になり、四角であれば四角くなる。また、拡散光の広がりはすりガラス拡散体と感光材料との距離が近ければ広くなり、遠ければ狭くなる。
照明パターンの光強度分布は図２に示したようにして測定した。
ここで形成された凸凹面から光制御拡散体用鋳型であるニッケルのマスタ電鋳型を作製した。そして、この電鋳型を用いて、凹凸形成予定面に薄膜層を形成しておき、その薄膜層に対してマスタ電鋳型の金属膜表面を押し当てた。これにより、表面に多数の微細な凹凸を有する光制御拡散体である薄膜層を形成した。具体的には薄膜層の凹凸は次のようにして得られる。
薄いガラス基板上に下記薄膜形成用溶液を、スピンコートし２μｍの膜厚の薄膜層を得た。次に光制御拡散体の電鋳型シート（マスタ電鋳型）を薄膜層に微細形状の凹凸面が接するようにラミネータ（ロールラミネータＨＬＭ１５００、日立化成テクノプラント株式会社製）を用いて基板温度９０℃、ロール温度８０℃、ロール圧力０．７ＭＰａ（７Ｋｇ／ｃｍ２）、速度０．５ｍ／分でラミネートし、ガラス基板上に薄膜層、電鋳型シートが積層された基板を得た。次に、電鋳型シートを剥離し、ガラス基板上に不規則な凹凸形状の表面の薄膜層である表面レリーフ型ホログラム拡散体を得た。
この基板に、転写フィルムを介して薄膜層が光硬化する光線（高圧水銀灯）を平行光露光機ＭＡＰ１２００Ｌ（大日本スクリーン製造株式会社製）を用いて１００ｍＪ／ｃｍ２で露光した。この基板を２４０℃、２０分間オーブン（クリーンオーブンＣＳＯ−４０２、楠本化成株式会社製）で加熱を行い、室温まで冷却した。
同様にして回折格子の電鋳型を作製し転写することによって、縦横に溝のある回折格子を作製した。得られた回折格子とホログラム拡散体を重ねることで光制御拡散体を作製した。
【００３０】
（薄膜形成用溶液）：
ポリマーとしてスチレン、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、グリシジルメタクリレート共重合樹脂を用いた（ポリマーＡ）。分子量は３５０００、酸価は１１０である。
（ポリマー）  ポリマーＡ                                ７０重量部
（モノマー）  ペンタエリストールテトラアクリレート      ３０重量部
（光開始剤）  イルガキユアー369
（チバスペシャルティーケミカルズ）                    ２．２重量部
Ｎ，Ｎ−テトラエチル-４，４’-ジアミノベンゾフェノン  ２．２重量部
（溶剤）  プロピレングリコールモノメチルエーテル      ４９２重量部
（重合禁止剤）  ｐ-メトキシフェノール                  ０．ｌ重量部
（界面活性剤）  パーフルオロアルキルアルコキシレート  ０．０１重量部
【００３１】
この光制御拡散体（フィルム）の透過拡散特性は図８、９の点線に示すように輝度の向上が図られたものである。拡散領域を横方向には図８のように３０°以下に、縦方向には図９のように１５°以下に制限することで、横方向で見た輝度を上げることができる。図８、９の実線では、比較例として拡散体に拡散光の指向性がない場合を示している。
指向性がない場合は縦横ともに３０°の拡散領域であるため、輝度が低いことが分かる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本実施形態は透過型ＬＣＤ用光制御拡散体（フィルム）においてコントラストと輝度を高めるためのものである。本実施形態のＬＣＤ基板を図１０で説明する。光制御フィルムは表面レリーフ型拡散体、縦方向に溝を掘った回折格子、横方向に溝を掘った回折格子の３枚を図１のように上から順番に重ねた。表面レリーフ型拡散体と回折格子はマスタ電鋳型を用いて転写した。バックライトから出た光は導光板６２に導かれて垂直に上の方向に進む。導光板から出た光は偏光板６４、透明電極７４、液晶７０、カラーフィルタ６８、位相差板７２と偏光板６４、光制御フィルム６６を経て外に出る。このとき、光制御フィルムで視野角を広げられる。
光制御フィルムは導光板６２と偏光板６４の間に置いてもよい。
【００３３】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態においては、反射型ＬＣＤ用光制御拡散体（フィルム）の拡散特性を向上させている。図１１に示すように、外の光は光制御フィルム８０、偏光板８２、位相差板８４、液晶８６を通過して、表面レリーフ型ホログラフィックカラーフィルタの金属膜で反射される。この光制御フィルムは図５のフィルムである。この光制御フィルムによって、視野角を広げることができる。
反射型ホログラフィックカラーフィルタは赤・緑・青（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の画素よりできているので、入射光はそれぞれの画素で、赤・緑・青が正反射される。垂直の入射光について、正面から見ると、Ｒの画素からは赤に、Ｇの画素からは緑に光っているように見える。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】積層した表面レリーフ型ホログラムの光制御フィルムの構成を示す構成図。
【図２】透過の光制御拡散体の、拡散特性の測定方法を示す説明図。
【図３】ＵＶ転写工法の装置を示す模式図。
【図４】回折格子のＵＶ硬化転写フィルムを示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、表面レリーフ型ホログラムを積層した拡散体の作製法を示す説明図。
【図６】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示す説明図。
【図７】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示す説明図。
【図８】図１記載の光制御拡散体についての散乱角度と散乱強度の関係を示す説明図（点線は拡散体に指向性のない場合、実線は指向性のある場合）。散乱角θは図１で定義されるように垂直に入射・透過した光と散乱光のなす角度で、図８は横方向の拡散特性。
【図９】図１記載の光制御拡散体についての散乱角度と散乱強度の関係を示す説明図（点線は拡散体に指向性のない場合、実線は指向性のある場合）。散乱角θは図１で定義されるように垂直に入射・透過した光と散乱光のなす角度で、図９は縦方向の拡散特性。
【図１０】透過型液晶ディスプレーの構成を示す構成図。
【図１１】ホログラフィックカラー反射板を用いた反射型液晶ディスプレーの構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００３５】
θ．光がホログラムによって回折されて出射する回折光の出射角度
１０．３層のフィルムよりなる光制御フィルム
１２．拡散体
１４．縞状に溝を掘った回折格子
１６．１４の格子の溝方向と垂直に溝を掘った回折格子
１８．入射レーザー光
２０．散乱レーザー光
２２．輝度計
２４．角度１５°の拡散領域
２６．角度４０。の拡散領域
２８．半径１の球
３０．ある散乱光の単位ベクトルＳ
３２．転写ロール
３４．被加工フィルム
３６．送りロール
３８．ＵＶ硬化樹脂
４０．ＰＥＴなどの透明樹脂
４２．接着剤
４４．マスク拡散体
４６．マスク拡散体の拡散体部分
４８．拡散体の小開口
５０．遮断面
５２．レーザー光
５４．感光性フィルムの塗布されたガラス基板
５６．露光部分
５８，反射光
６０．バックライト
６２．導光板
６４．偏光板
６６．透過の光制御フィルム
６８．カラーフィルタ
７０．液晶
７２．位相差板
７４．ＩＴＯ（透明電極）
７６．ガラス板
７８．入射光
８０．透過の光制御フィルム
８２．偏光板
８４．位相差板
８６．液晶
８８．カラー反射板
９０．ITO（透明電極）
９２．青い反射光
９４．赤と緑の反射光
【図１】
2005099816.tif 000003
【図２】
2005099816.tif 000004
【図３】
2005099816.tif 000005
【図４】
2005099816.tif 000006
【図５】
2005099816.tif 000007
【図６】
2005099816.tif 000008
【図７】
2005099816.tif 000009
【図８】
2005099816.tif 000010
【図９】
2005099816.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005099816.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月15日(2004.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過光を定められた角度範囲へ拡散させる光制御システムであって、
表面レリーフ型ホログラム回折格子と、
指向性のある拡散特性を有する拡散体と、
を含むことを特徴とする光制御拡散体。
【請求項２】
上記表面レリーフ型回折格子は、表面に縞状の格子溝が形成された２枚の回折格子を、
回折格子の格子溝の方向が非平行になるように積層されたものである請求項１記載の光制御拡散体。
【請求項３】
上記表面レリーフ型回折格子は、同じ面または表裏の表面に縞状の格子溝が形成されてなり、上記格子溝は回折格子の格子溝の方向が非平行になるように形成されたものである請求項１記載の光制御拡散体。
【請求項４】
格子溝が碁盤目状になるように、回折格子を配置又は回折溝を設けてなる請求項２又は３記載の光制御拡散体。
【請求項５】
可視波長域のレーザー光をｘｙ平面上にある拡散体に垂直に入射させ、入射光の単位方向ベクトルがＳｉ（０，０，ｌ）であるときに、透過光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）に対して、Ｓｚ＞ｃｏｓ（１５°）の角度範囲における散乱光の最低の強度が、Ｓｚ＞ｃｏｓ（４０°）の角度範囲に一様に拡散された光の強度より強いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項６】
光制御拡散体の部材として用いる表面レリーフ型拡散体の特性が、入射光の方向ベクトルがＳi（０，０，１）であるとき、変数θ（４°＜θ＜３５°）が存在して散乱光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）について、Ｓｚ＞cos（θ）の角度範囲に９５％以上の透過光が入り、かつ、回折効率が９０％以上となる、表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用する請求項１ないし５のいずれかに記載の光制御拡散体。
【請求項７】
光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする請求項１に記載の光制御拡散体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の視野角に拡散光を制御するホログラム光制御拡散体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過の拡散板の例である透過型のＬＣＤの拡散体や室内照明用拡散体に要求される特性は、ある角度範囲で一様に効率よく拡散すること、面積が広く継ぎ目が見えないこと、材料の耐久性があること、材料のコストが安いことなどである。
これらの要求項目に対して、従来、例えば、米国特許５，６３１，７５４号では表面レリーフ型ホログラム拡散体によって拡散角度範囲を要求される範囲にしている。拡散体自体に拡散角度を制御させるものであり、照明パターン内の強度は中心が強く、端にいくに従って弱くなる。一方、Donald J.SchertlerとNicholas GeorgeはApplied Optics，38(2)，1999で回折格子と拡散体を組み合わせて、透過の拡散光の強度を一様にできることを実証した。これは、回折格子によって光を回折させ回折光の範囲を制御し、拡散体によって各回折光に広がりを持たせることによって一様な拡散光を得るというものである。
【０００３】
これらの技術を利用することにより、反射型および透過型ＬＣＤ用拡散板においてコントラストと輝度の高い画像を得ることができる。しかし、米国特許５，６３１，７５４号の方法では、照明パターン内で光の強度が一様でないので、ＬＣＤ用にはかならずしも適していない。また、Schertlerらの方法ではレリーフ型ホログラム拡散体に拡散角度選択性がないため、透過拡散光を要求された範囲内に正確に拡散させることが困難である。しかも、格子溝が縞状に切ってあるため、上下または左右方向のどちらか１方向のみの拡散範囲制御しかできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、透過の光制御拡散体において、可視波長域にある拡散光の照明パターンの強度分布を一様にすることでコントラスト・輝度ともに優れ、また、耐久性に優れ、安価な光制御拡散体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】
【０００５】
本発明は、表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散に指向性のある表面レリーフ型ホログラム拡散体を組み合わせた光制御拡散体を使用する。拡散体により、縦横への拡散の広がりを制御することで、入射光を要求された視域内だけに拡散し輝度を上げることができる。拡散体で広がりを制御しない場合に比べて、様様な照明パターンに対応するのが容易となる。また、回折角度を制御した回折格子と組み合わせることにより、一様な照明パターン形状を得ることができる。上下左右の拡散範囲の制御には碁盤目状に格子溝が切ってあることが望ましい。
【０００６】
本発明は、［１］透過光を定められた角度範囲へ一様に拡散させる光制御システムにおいて、表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散光が特定の照明パターンを持つ表面レリーフ型ホログラム拡散体を含むことを特徴とする光制御拡散体である。
上記［１］では透過型の光制御拡散体において、回折格子と指向性のある拡散体を組み合わせることで、ある角度範囲に一様に拡散させ、また、回折角の波長依存性を少なくしている。回折格子と拡散体は空間的に密着していても離れていてもよい。
上記［１］ある拡散光の特定の照明パターンとはレーザービームを、拡散体を通してスクリーンに投影したときに得られる、四角や楕円などの照明パターンが挙げられる。この拡散板を使うと虹やモアレがなく高い表示品質を得ることができ、また、光利用効率を高くして、低消費電力を実現できる。
【０００７】
また、本発明は、［２］回折格子の格子溝の方向が非平行になるように積層されたことを特徴とする上記［１］に記載の光制御拡散体である。
また、［３］同じ面側または表裏の面に、回折格子の格子溝が非平行になるよう縦横に配置することを特徴とする上記［１］または上記［２］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
また、［４］上記表面レリーフ型回折格子は、同じ面または表裏の表面に縞状の格子溝が形成されてなり、上記格子溝は回折格子の格子溝の方向が非平行になるように形成されたものである上記［１］記載の光制御拡散体である。
ホログラム拡散体に、上記［２］、［３］のような回折格子を組み合わせることによって、照明パターン内の拡散強度を一様にすることができる。
また、［５］可視波長域のレーザー光をｘｙ平面上にある拡散体に垂直に入射させ、入射光の単位方向ベクトルがＳｉ（０，０，ｌ）であるときに、透過光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）に対して、Ｓｚ＞ｃｏｓ（１５°）の角度範囲における散乱光の最低の強度が、Ｓｚ＞ｃｏｓ（４０°）の角度範囲に一様に拡散された光の強度より強いことを特徴とする上記［１］に記載の光制御拡散体である。
【０００８】
また、［６］光制御拡散体の部材として用いる表面レリーフ型ホログラム拡散体の特性が、入射光の方向ベクトルがＳi（０，０，１）であるとき、変数θ（４°＜θ＜３５°）が存在して散乱光の単位方向ベクトルＳ（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）について、Ｓｚ＞cos（θ）の角度範囲に９５％以上の透過光が入り、かつ、回折効率が９０％以上となる、表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用する上記［１］ないし上記［５］に記載の光制御拡散体である。
上記［６］のようなある範囲内だけに光を拡散し、かつ、回折効率の高い拡散体を使うことで光制御拡散体の拡散角度範囲を限定することができる。  ここでは、拡散体の回折効率ηは、次のように定義されるものである。
回折効率η＝（全透過光量−回折されずに透過した光量）／全透過光量
【０００９】
また、［７］光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする上記［１］ないし［６］のいずれかに記載の光制御拡散体である。
上記［７］のように、マスク拡散体を通して露光することにより製造したホログラム拡散体は、拡散光の拡散角度を制御することができる。図９に示したように、マスク拡散体４４は光を透過拡散する拡散体部分４６と中心部分以外は光を遮る遮断面５０からなる。拡散体と遮断面は一体でも離れていてもよい。こうして、露光・現像して得られた表面レリーフ型ホログラムは、そのまま用いてもよいし、転写してもよい。マスク拡散体の拡散体としては小開口部４８が多数あいた金属板や、すりガラス、上記ホログラム拡散体が使える。また、遮断面としては金属板や厚紙、黒いプラスチックフィルムが使える。
特開平４−２９９３０３号公報では体積位相型ホログラムについて拡散体の作り方が書かれているが、露光原理は同じである。
【００１０】
この拡散板を使うと、虹やモアレがなく高い表示品質を得ることができ、また、光利用効率を高くして、低消費電力を実現できる。
上述の光制御拡散体はリアプロジェクタ用スクリーンの拡散板やレーザー照明のパターン制御用拡散板にも使用することができる。
【発明の効果】
【００１１】
表面レリーフ型ホログラム回折格子と拡散光に指向性があり、照明のパターンを持つ表面レリーフ型ホログラム拡散体を組み合わせた光制御拡散体を使用することにより、拡散方向や集光範囲を制御することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
図１に表面レリーフ型ホログラムを積層した光制御拡散体を示す。ここではフィルムを積層して光制御フィルムになっている。背面から出る光の場合には表面レリーフ型の拡散体１２を通過して、溝が筋違いにならべられた回折格子１４、１６を通過する。このとき、光はまず拡散体１２で照明パターンが整形され、次いで回折格子で照明パターン内において一様に拡散される。照明パターンとしては楕円や矩形がある。ここで用いられる、回折格子は、深さ０．４〜１．２μｍ、ピッチ０．４〜１０μｍで溝の形状は左右対称あるいは上下対称のものが好ましい。また、拡散体の回折効率は９０％以上で拡散角度は±２５°以下のものが好ましい。
【００１３】
図２に透過の光制御拡散体の輝度計による拡散強度の測定方法を示した。デカルト座標系を用いて、散乱角θを定義した。光制御拡散体はｘｙ平面上にあり、＋ｚ軸方向に入射した光が散乱される。散乱光の方向は単位ベクトルＳ（Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚ）である。このとき、図の網掛けで示したcos（θ）＜Ｓｚの範囲に人射光が拡散される。図中の２４はθが１５度、２６はθが４０度の場合の拡散領域である。
【００１４】
この積層フィルムの部材を作製する装置・露光光学系およびその部材の１例を図３，４に示す。図３のような転写ロールの型に目的とする電鋳型を用い、ＵＶ硬化樹脂に転写した後、ＵＶで露光する。このようにエンボス加工された回折格子の場合には図４のようなできあがりになる。
【００１５】
次に、その積層方法を、図５（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図５（ａ）のようにＰＥＴなどの透明樹脂（透明ベースフィルム）４０の上に、ＵＶ硬化樹脂３８をのせる。エンボス加工で図５（ｂ）のような回折格子を作りＵＶ硬化する。図５（ｃ）のように接着剤（接着フィルム）４２、透明ベースフィルム（４０）、ＵＶ硬化樹脂（３８）をのせ、ラミネートする。さらにエンボス加工で図５（ｄ）のような拡散体を作り、ＵＶ硬化する。ここで透明ベースフィルムの材質はＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）や脂環式アクリル樹脂が望ましい。また、接着フィルム４２は図５（ｄ）のように埋め込まれる場合はＵＶ硬化樹脂との屈折率差が０．２以上あることが望ましい。
【００１６】
拡散体の電鋳型の元となる鋳型は図６のようにして作ることができる。図６のマスク拡散体４４は、中央部にたくさんの小開口４８を持ち、小開口部を持つ拡散体部分４６と開口部のない遮断面５０とからなる。マスク拡散体４４にはレーザー光５２が投射される。光は拡散体部分４６にある多数の小開口４８を透過し拡散され感光性フィルム５４に向かって進む。露光後、必要があれば感光性フィルム５４の現像処理を行い、拡散依を得る。こうしてできた表面レリーフ型ホログラム拡散体にＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を当てると、その拡散光の照明パターンが整形される。照明パターンとしては楕円や四角がある。拡散体の輪郭の形が楕円であれば楕円になり、四角であれば四角くなる。また、拡散光の広がりは拡散体と感光材料との距離が近ければ広くなり、遠ければ狭くなる。
照明パターンの光強度分布は図２のようにして測定される。
【００１７】
また、回折格子は感光性フィルムにレーザー光を左右の２方向から当てて縦方向に格子を刻む。必要があれば感光性フィルムの現像処理を行う。回折格子の回折角度は干渉させる二つのレーザー光のなす角度を小さくするとそれに対応して小さくなる。
【００１８】
また、必要に応じて、マイクロレンズアレイやシリンドリカルレンズアレイの上に請求項１０の方法、すなわち、光を拡散するためのマスク拡散体を一つまたは複数使用して、レーザーで感光性材料を露光して凹凸を作製し、拡散体の拡散光の角度範囲を制御することを特徴とする光制御拡散体で拡散体を作製し、部材としてもよい。さらに、偏光板や位相差板などの光学素子の上にＵＶ硬化樹脂をコートし、これにエンボス加工で転写してもよい。
【００１９】
なお、本発明では表面レリーフ型光制御拡散体を部材にしているが、原理的には体積位相型でも同じように作製できる。例えば、透過型の光制御拡散体の場合、体積位相型回折により、より輝度を高くできる。格子拡散体、表面レリーフ型拡散体の順番に並べれば体積位相型回折格子の優れた角度選択性により、より輝度を高くできる。
【００２０】
作製された表面レリーフ型ホログラムの凹凸面からその凹凸面を転写した電鋳型を作製し、さらに薄膜にその電鋳型表面の形状を転写することによって表面レリーフ型ホログラム拡散体を大量に生産することができる。光を拡散し得る凹凸形状面が形成された鋳型の作製方法の一例は、文献「続・わかりやすい光磁気ディスク（オプトロニクス社、平成２年発行）」に示されている。すなわち、ガラス基板上に目的の拡散体の凹凸パターンを作製し、パターン形成面に真空蒸着法やスパッタリング法などにより銀またはニッケル膜を形成（導電化処理）し、ニッケルを電鋳により積層して、ガラス板から剥離する工程によってマスタ電鋳型を作製することができる。このマスタ電鋳型を使用して多数の微細な凹凸を形成することができる。
【００２１】
光を拡散し得る凹凸形状面が形成された表面レリーフ型ホログラム拡散体用の鋳型は、シート状、平板またはロール状または局面の一部等の基材の表面に全面または必要な部分に光を拡散し得る凹凸形状面が形成されたものを用いることができ、加圧装置に貼り付けたり、凹凸を形成する面と加圧装置との間に挟み込んで用いてもよい。押し当てる工程で熱、光などを加えてもよい。
光を拡散し得る凹凸形状面が形成された鋳型の凹凸の程度は、通常、薄膜層を硬化することで変形することを考慮し設計する必要がある。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を挙げて本発明の用途を詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されない。
【００２３】
（第１の実施の形態）
市販の半導体用フォトレジスト（シップレー社製ＡＺ‐１５００）を、ガラス基板上に滴下し、１０００ｒｐｍでスピンコートさせた後、１００℃で１分間プリベークを行い、図６に示したようにＡｒレーザー（４８８ｎｍ）を用い５０ｍＷ／ｃｍ２で２０秒間露光した。さらに、専用の現像液で現像をした。
こうしてできた表面レリーフ型ホログラム拡散体にＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）を当てると拡散の照明パターンが整形される。照明パターンとしては楕円や四角がある。
拡散体の輪郭の形が楕円であれば楕円になり、四角であれば四角くなる。また、拡散光の広がりはすりガラス拡散体と感光材料との距離が近ければ広くなり、遠ければ狭くなる。
照明パターンの光強度分布は図２に示したようにして測定した。
ここで形成された凸凹面から光制御拡散体用鋳型であるニッケルのマスタ電鋳型を作製した。そして、この電鋳型を用いて、凹凸形成予定面に薄膜層を形成しておき、その薄膜層に対してマスタ電鋳型の金属膜表面を押し当てた。これにより、表面に多数の微細な凹凸を有する光制御拡散体である薄膜層を形成した。具体的には薄膜層の凹凸は次のようにして得られる。
薄いガラス基板上に下記薄膜形成用溶液を、スピンコートし２μｍの膜厚の薄膜層を得た。次に光制御拡散体の電鋳型シート（マスタ電鋳型）を薄膜層に微細形状の凹凸面が接するようにラミネータ（ロールラミネータＨＬＭ１５００、日立化成テクノプラント株式会社製）を用いて基板温度９０℃、ロール温度８０℃、ロール圧力０．７ＭＰａ（７Ｋｇ／ｃｍ２）、速度０．５ｍ／分でラミネートし、ガラス基板上に薄膜層、電鋳型シートが積層された基板を得た。次に、電鋳型シートを剥離し、ガラス基板上に不規則な凹凸形状の表面の薄膜層である表面レリーフ型ホログラム拡散体を得た。
この基板に、転写フィルムを介して薄膜層が光硬化する光線（高圧水銀灯）を平行光露光機ＭＡＰ１２００Ｌ（大日本スクリーン製造株式会社製）を用いて１００ｍＪ／ｃｍ２で露光した。この基板を２４０℃、２０分間オーブン（クリーンオーブンＣＳＯ−４０２、楠本化成株式会社製）で加熱を行い、室温まで冷却した。
同様にして回折格子の電鋳型を作製し転写することによって、縦横に溝のある回折格子を作製した。得られた回折格子とホログラム拡散体を重ねることで光制御拡散体を作製した。
【００２４】
（薄膜形成用溶液）：
ポリマーとしてスチレン、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、グリシジルメタクリレート共重合樹脂を用いた（ポリマーＡ）。分子量は３５０００、酸価は１１０である。
（ポリマー）  ポリマーＡ                                ７０重量部
（モノマー）  ペンタエリストールテトラアクリレート      ３０重量部
（光開始剤）  イルガキユアー369
（チバスペシャルティーケミカルズ）                    ２．２重量部
Ｎ，Ｎ−テトラエチル-４，４’-ジアミノベンゾフェノン  ２．２重量部
（溶剤）  プロピレングリコールモノメチルエーテル      ４９２重量部
（重合禁止剤）  ｐ-メトキシフェノール                  ０．ｌ重量部
（界面活性剤）  パーフルオロアルキルアルコキシレート  ０．０１重量部
【００２５】
この光制御拡散体（フィルム）の透過拡散特性は図８、９の点線に示すように輝度の向上が図られたものである。拡散領域を横方向には図８のように３０°以下に、縦方向には図９のように１５°以下に制限することで、横方向で見た輝度を上げることができる。図８、９の実線では、比較例として拡散体に拡散光の指向性がない場合を示している。
指向性がない場合は縦横ともに３０°の拡散領域であるため、輝度が低いことが分かる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本実施形態は透過型ＬＣＤ用光制御拡散体（フィルム）においてコントラストと輝度を高めるためのものである。本実施形態のＬＣＤ基板を図１０で説明する。光制御フィルムは表面レリーフ型拡散体、縦方向に溝を掘った回折格子、横方向に溝を掘った回折格子の３枚を図１のように上から順番に重ねた。表面レリーフ型拡散体と回折格子はマスタ電鋳型を用いて転写した。バックライトから出た光は導光板６２に導かれて垂直に上の方向に進む。導光板から出た光は偏光板６４、透明電極７４、液晶７０、カラーフィルタ６８、位相差板７２と偏光板６４、光制御フィルム６６を経て外に出る。このとき、光制御フィルムで視野角を広げられる。
光制御フィルムは導光板６２と偏光板６４の間に置いてもよい。
【００２７】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態においては、反射型ＬＣＤ用光制御拡散体（フィルム）の拡散特性を向上させている。図１１に示すように、外の光は光制御フィルム８０、偏光板８２、位相差板８４、液晶８６を通過して、表面レリーフ型ホログラフィックカラーフィルタの金属膜で反射される。この光制御フィルムは図５のフィルムである。この光制御フィルムによって、視野角を広げることができる。
反射型ホログラフィックカラーフィルタは赤・緑・青（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の画素よりできているので、入射光はそれぞれの画素で、赤・緑・青が正反射される。垂直の入射光について、正面から見ると、Ｒの画素からは赤に、Ｇの画素からは緑に光っているように見える。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】積層した表面レリーフ型ホログラムの光制御フィルムの構成を示す構成図。
【図２】透過の光制御拡散体の、拡散特性の測定方法を示す説明図。
【図３】ＵＶ転写工法の装置を示す模式図。
【図４】回折格子のＵＶ硬化転写フィルムを示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、表面レリーフ型ホログラムを積層した拡散体の作製法を示す説明図。
【図６】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示す説明図。
【図７】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示す説明図。
【図８】図１記載の光制御拡散体についての散乱角度と散乱強度の関係を示す説明図（点線は拡散体に指向性のない場合、実線は指向性のある場合）。散乱角θは図１で定義されるように垂直に入射・透過した光と散乱光のなす角度で、図８は横方向の拡散特性。
【図９】図１記載の光制御拡散体についての散乱角度と散乱強度の関係を示す説明図（点線は拡散体に指向性のない場合、実線は指向性のある場合）。散乱角θは図１で定義されるように垂直に入射・透過した光と散乱光のなす角度で、図９は縦方向の拡散特性。
【図１０】透過型液晶ディスプレーの構成を示す構成図。
【図１１】ホログラフィックカラー反射板を用いた反射型液晶ディスプレーの構成を示す構成図。
【符号の説明】
【００２９】
θ．光がホログラムによって回折されて出射する回折光の出射角度。
１０．３層のフィルムよりなる光制御フィルム
１２．拡散体
１４．縞状に溝を掘った回折格子
１６．１４の格子の溝方向と垂直に溝を掘った回折格子
１８．入射レーザー光
２０．散乱レーザー光
２２．輝度計
２４．角度１５°の拡散領域
２６．角度４０。の拡散領域
２８．半径１の球
３０．ある散乱光の単位ベクトルＳ
３２．転写ロール
３４．被加工フィルム
３６．送りロール
３８．ＵＶ硬化樹脂
４０．ＰＥＴなどの透明樹脂
４２．接着剤
４４．マスク拡散体
４６．マスク拡散体の拡散体部分
４８．拡散体の小開口
５０．遮断面
５２．レーザー光
５４．感光性フィルムの塗布されたガラス基板
５６．露光部分
５８，反射光
６０．バックライト
６２．導光板
６４．偏光板
６６．透過の光制御フィルム
６８．カラーフィルタ
７０．液晶
７２．位相差板
７４．ＩＴＯ（透明電極）
７６．ガラス板
７８．入射光
８０．透過の光制御フィルム
８２．偏光板
８４．位相差板
８６．液晶
８８．カラー反射板
９０．ITO（透明電極）
９２．青い反射光
９４．赤と緑の反射光