(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の単位ホログラム原版が並列して設けられているホログラム原版において、
並列された複数の単位ホログラム原版の表面が接着剤を介して共通の１枚の透明薄板で覆われており、その透明薄板の周囲に基板側への曲がりが形成されていることを特徴とするホログラム原版。
【請求項２】
前記基板上に並列された複数の単位ホログラム原版の周囲に厚さが前記単位ホログラム原版の厚さより若干薄い細長の平板が配置され、前記透明薄板がその平板上にも及んで前記接着剤により接着されており、前記細長の平板部において、前記曲がりが形成されていることを特徴とする請求項１記載のホログラム原版。
【請求項３】
前記接着剤は紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、２液硬化型接着剤等の硬化収縮型接着剤であることを特徴とする請求項２記載のホログラム原版。
【請求項４】
前記透明薄板の周囲のエッジの角が面取りされていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のホログラム原版。
【請求項５】
前記透明薄板の周囲と前記基板の間の前記接着剤露出面上に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のホログラム原版。
【請求項６】
前記保護膜は屈折率整合液に対する保護膜であることを特徴とする請求項５記載のホログラム原版。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム原版に関し、特に、多面付けしたホログラム原版に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願平５−１２１７０号等において、液晶表示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させるために、ホログラムを利用したカラーフィルターを提案した。このホログラムカラーフィルターは、基本的には、特定波長で特定の斜めの入射角で入射した平行光を特定の焦点距離の位置に収束するように回折する透過型の集光性要素ホログラムのアレーからなるものである。
【０００３】
このようなホログラムアレーを原版として同様の特性のホログラムアレーをホログラム複製方法により複製するには、例えば、計算機ホログラム（ＣＧＨ）として第１原版を作製し、次いで、その第１原版をホログラム複製方法により複製してホログラム原版を作製し、そのホログラム原版から最終製品を同様のホログラム複製方法により複製して作製する方法がとられている。
【０００４】
上記のような透過型の集光性要素ホログラムアレーの複製方法として、本出願人は、特願平７−２４９１１５号において、第１原版及びホログラム原版から複製するとき、原版とホログラム感材との間の距離を要素ホログラムの焦点距離の略２倍に設定して原版と同様の特性のホログラムを複製する方法を提案した。以下、この方法を簡単に説明する。
【０００５】
図５は、ホログラムカラーフィルターを構成するホログラムアレーをＣＧＨアレー原版７から１回の複製で作製する方法を説明するための図である。ホログラムカラーフィルターを構成するホログラムアレーの原版をＣＧＨアレー７として構成し、そのＣＧＨアレー原版７のレリーフ面から感光層１３までの距離を、各ＣＧＨ５”の焦点距離ｆの２倍２ｆに設定してホログラム感材８をＣＧＨアレー原版７から離間して配置する。ＣＧＨアレー原版７側から特定波長のレーザ光９を特定の入射角θで入射させ、ＣＧＨアレー原版７の各ＣＧＨ５”によって回折され収束光から発散光になった回折光１０と直進透過光１１とをホログラム感材８の感光層１３中で干渉させて複製する。
【０００６】
この場合、ＣＧＨアレー原版７の各要素ホログラム５”の記録領域の径をＤとすると、回折光１０は各ＣＧＨ５”のレリーフ面からｆの位置Ｐに一旦収束し、２ｆの位置で同じ径Ｄの発散光束になる。したがって、この位置に感光層１３を配置して直進透過光１１と干渉させると、ホログラム干渉縞の記録領域の径は同じＤになり、複製された各要素ホログラム間のピッチもＣＧＨアレー原版７の要素ホログラム５”間のピッチと同じになる。しかも、このようにして複製したホログラムアレーに、ガラス基板１２側から、ホログラムアレーを複製する場合の透過光１１と反対方向に進む方向の光を入射させると、ホログラム干渉縞が記録された感光層１３から距離ｆの位置Ｐに回折光が集光し、ＣＧＨアレー原版７の要素ホログラム５”の焦点距離と同じになる。すなわち、ＣＧＨアレー原版７と完全に同じホログラムアレーが複製される。
【０００７】
図５のような配置でＣＧＨアレー原版７から複製して得られたホログラムアレーをホログラム原版として同様に複製して最終製品を得る。図６に、このような第２回目の複製を行うための配置を示す。図中、図５の配置で複製して得られたホログラムアレーを中間ホログラムアレーＨ１として、中間ホログラムアレーＨ１を原版として、再度その複製を行う。この場合は、ホログラム感材８は、中間ホログラムアレーＨ１を複製する場合の原版７側に配置し、再生照明用のレーザ光９’は、ホログラム感材８とは反対側で、中間ホログラムアレーＨ１を複製する場合の透過光１１と反対方向に進む方向に入射させる。そして、中間ホログラムアレーＨ１の回折面からホログラム感材８の感光層１３までの距離をその要素ホログラムの焦点距離ｆの２倍２ｆに設定する。このような配置で、再生照明用のレーザ光９’を中間ホログラムアレーＨ１に入射させると、中間ホログラムアレーＨ１の各要素ホログラムから回折される光１０’は、図５の回折光１０と反対に進み、一旦収束してから２ｆの位置で同じ径Ｄの発散光束になる。したがって、図５の場合と同様に、この位置に配置された感光層１３中で回折光１０’と直進透過光１１’とが干渉し、ピッチＤで同じ径Ｄの領域に同じ焦点距離ｆの要素ホログラムのアレーが複製記録される。
【０００８】
この方法によれば、原版と複製品を完全に密着しなくても原版と同様の特性のホログラムを作製できる特徴がある。以下、上記のような配置によるホログラム複製法を２倍焦点複製法と呼ぶことにする。
【０００９】
ところで、最終製品を複製するために用いるホログラム（中間ホログラムアレーＨ１）を本発明ではホログラム原版と呼ぶが、このようなホログラム原版としては、例えば上記のホログラムカラーフィルターの場合、１画面に相当する１枚のホログラム（ホログラムカラーフィルター）のみを持つホログラム原版を用意してその複製を行うと、複製の効率が良くない。
【００１０】
そこで、従来は、１枚の大きなホログラム感材８に対してＣＧＨ原版７を並行に移動させながら複数回複製を行って例えば４面あるいは８面のホログラムを露光して４枚あるいは８枚の同じホログラムが並んでいるホログラム原版を用意して、１度の複製でその枚数のホログラムを同時に複製する方法がとられている。このように、１枚のホログラム原版内に複数枚のホログラムが並列されてなるホログラム原版は多面付けホログラム原版と呼ばれる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような多面付けホログラム原版において、各ホログラムの保護のために共通のカバーガラスを配置することが考えられるが、そのカバーガラス上に界面反射防止等の目的でＮＤ（光吸収）膜やハードコートを設ける必要がある。しかしながら、それらの膜をスピンコート等により塗布する場合、カバーガラスの周辺にその塗布膜の盛り上がりが形成されてしまい、その盛り上がりがホログラムの複製の妨げになり、正確で効率良い複製が困難になる場合がある。
【００１２】
また、複製用のホログラム感材に密着してホログラム複製するときに、カバーガラスの周囲のエッジの角がホログラム感材を傷付ける恐れもある。
【００１３】
さらには、キシレン等の屈折率整合液がそのカバーガラスの接着に用いている接着剤を膨潤させてホログラム原版の耐久性を悪くする恐れもある。
【００１４】
本発明は従来技術のこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率良く正確に複製可能で、かつ、耐久性に優れた多面付けのホログラム原版を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のホログラム原版は、基板上に複数の単位ホログラム原版が並列して設けられているホログラム原版において、
並列された複数の単位ホログラム原版の表面が接着剤を介して共通の１枚の透明薄板で覆われており、その透明薄板の周囲に基板側への曲がりが形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
この場合、基板上に並列された複数の単位ホログラム原版の周囲に厚さが単位ホログラム原版の厚さより若干薄い細長の平板が配置され、透明薄板がその平板上にも及んで接着剤により接着されており、細長の平板部において、曲がりが形成されていることが望ましい。
【００１７】
その接着剤としては、例えば紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、２液硬化型接着剤等の硬化収縮型接着剤を用いることができる。
【００１８】
また、透明薄板の周囲のエッジの角が面取りされていることが望ましい。
【００１９】
さらには、透明薄板の周囲と基板の間の接着剤露出面上に保護膜が形成されていることが望ましく、その保護膜は屈折率整合液に対する保護膜であることが望ましい。
【００２０】
本発明においては、基板上に複数の単位ホログラム原版が並列して設けられているホログラム原版において、並列された複数の単位ホログラム原版の表面が接着剤を介して共通の１枚の透明薄板で覆われており、その透明薄板の周囲に基板側への曲がりが形成されているので、透明薄板の表面に設ける塗布膜がその周辺に盛り上がって盛り上がり部が形成されるのが防止され、ホログラム密着複製の際の妨げにならず、多面の何れのホログラムも正確に効率良く複製することができる。また、この多面付けホログラム原版に屈折率整合液を介してホログラム感材を密着してホログラム複製をする場合に、単位ホログラム原版間の光学接着剤を屈折率整合液が溶解するようなことは起こらない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホログラム原版の実施例をその作製方法に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図４に、本発明による１実施例のホログラム原版の作製方法を実施する工程の断面図を順に示す。
【００２３】
まず、例えば図５に示したようなＣＧＨ原版（第１原版）７から１回の複製で１個のホログラムを得る複製を複数回行い、複数枚の複製を行う。このためには、ホログラムの大きさに対応する寸法の基板ガラスにフォトポリマー等の感光材料層を設け、その上に保護層を設けてなるホログラム感材を用意し、ＣＧＨアレー原版７に対して密着するか、あるいは、図５に示すように焦点距離ｆの２倍離間してこのホログラム感材を配置し、ＣＧＨ原版７が透過型の場合は、ＣＧＨ原版７側から、ＣＧＨ原版７が反射型の場合は、ホログラム感材側から複製照明光（図５のレーザ光９に対応）を入射させて、感光材料層中で、ＣＧＨ原版７が透過型の場合は透過光と回折光を、ＣＧＨ原版７が反射型の場合は入射光と回折光を干渉させてＣＧＨ原版７をホログラム複製し、これを複数回行い、複数枚の同様の特性の単位ホログラム原版２０を作製する。
【００２４】
次に、図１に示すように、オプティカルフラット面を有する基準ガラス３０のオプティカルフラット面上に、大きな面積のカバーガラスとなる薄板ガラス２１を真空密着する。２倍焦点複製法を適用する場合は、薄板ガラス２１の厚さは焦点距離ｆ以下に選択することが望ましい。その真空密着した薄板ガラス２１上に光学接着剤２２を用いて単位ホログラム原版２０を整列させて複数枚同じ力で同じ高さになるように貼り込んで行く。
【００２５】
そして、整列された単位ホログラム原版２０の周囲の薄板ガラス２１上に、厚さが単位ホログラム原版２０の厚さより若干薄く細長いガラス板２３を単位ホログラム原版２０と同様に貼り込む（厚さは、ガラス板２３の厚さは例えば５０μｍ程度薄くする。）。
【００２６】
そして、整列させ周囲に細長いガラス板２３を配置した単位ホログラム原版２０の背面側にベースガラス２４を近づけ、図２に示すように、例えばＵＶ（紫外線）硬化型光学接着剤２５を用いて、補強のためと単位ホログラム原版２０間の隙間に溶剤（屈折率整合液）が入り込むのを防ぐために、ベースガラス２４を接着する。光学接着剤２５がＵＶ硬化型の場合は、例えば基準ガラス３０側からあるいはベースガラス２４側から紫外光３１を照射してその硬化を行う。
【００２７】
光学接着剤２５を十分に硬化させた後、真空密着している基準ガラス３０と薄板ガラス２１の間の吸着を解除して、基準ガラス３０と薄板ガラス（カバーガラス）２１を剥離すると、図３に示すような断面のものが得られる。ここで、カバーガラス２１は、本来は、その露出面も平面状のものであるが、上記したように、整列された単位ホログラム原版２０の周囲に配置した細長いガラス板２３の厚さが単位ホログラム原版２０の厚さより若干薄く選択されているので、図２のベースガラス２４を接着する段階で、単位ホログラム原版２０とベースガラス２４の間に介在する光学接着剤２５の厚さより、細長いガラス板２３とベースガラス２４の間に介在する光学接着剤２５の厚さの方が厚くなるため、光学接着剤２５の硬化の際、その光学接着剤２５の層の収縮量が細長いガラス板２３の位置での方が大きくなる。そのため、図３のように基準ガラス３０の吸着を解除すると、細長いガラス板２３の位置に対応する周囲のカバーガラス２１が若干ベースガラス２４側へ曲げられ、周囲にカバーガラス２１の若干の曲がり２６が形成される。このカバーガラス２１のベースガラス２４側へ曲がり２６は、後記のように、カバーガラス２１表面にＮＤ膜、ハードコート等の薄膜をスピンコート等で塗布するときに、カバーガラス２１の表面の周囲に塗布膜の盛り上がりが形成されるのを防止するために重要な作用をする。
【００２８】
次に、図４（ａ）に示すように、カバーガラス２１の周囲のエッジの角をグラインダー等の工具を用いて面取り２７をすると同時に、ベースガラス２４上のカバーガラス２１の周囲に流れ出て硬化している光学接着剤２５も同様の工具で除去して面出し２８を行う。このカバーガラス２１の周囲の面取り２７は、出来上がった本発明のホログラム原版５０（図４（ｂ））を複製用のホログラム感材に密着してホログラム複製するときに、カバーガラス２１の周囲のエッジの角がホログラム感材を傷付けるのを防止するために行うものである。
【００２９】
次に、図４（ｂ）に示すように、カバーガラス２１の周囲の面出し２８がされた光学接着剤２５表面とカバーガラス２１の周面に渡ってキシレン等の屈折率整合液に侵されない保護膜２９を塗布する。この保護膜２９としては、例えばＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いる。この保護膜２９の作用は、本発明のホログラム原版５０を複製用のホログラム感材に密着してホログラム複製するときに間に介在させるキシレン等の屈折率整合液が光学接着剤２５を膨潤させてホログラム原版５０の耐久性を悪くするのを防止するためである。
【００３０】
そして、最後に、周囲に曲がり２６が形成され、周囲のエッジの角が面取り２７されたカバーガラス２１の表面に、密着複製の際の界面反射を防止したり不要次数光を減衰するためのＮＤ（光吸収）膜とハードコートの膜４０をスピンコート等により塗布することにより、本発明のホログラム原版５０が完成する。この際、カバーガラス２１の周囲に曲がり２６が形成されているので、塗布膜４０がホログラム原版５０のカバーガラス２１の周辺に盛り上がって盛り上がり部が形成されるのが防止され、ホログラム密着複製の際の妨げにならない。
【００３１】
以上、本発明のホログラム原版を実施例に基づいて説明してきが、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。例えば、光学接着剤２５としてＵＶ硬化型のものの代わりに、熱硬化型、２液硬化型等、硬化した場合に収縮するものであれば何れのものを用いてもよい。また、複製するホログラムは透過型でも反射型でもよく、また、多面付けホログラム原版５０は必ずしも密着複製法により複製する必要はなく、２倍焦点複製法により複製してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のホログラム原版によると、基板上に複数の単位ホログラム原版が並列して設けられているホログラム原版において、並列された複数の単位ホログラム原版の表面が接着剤を介して共通の１枚の透明薄板で覆われており、その透明薄板の周囲に基板側への曲がりが形成されているので、透明薄板の表面に設ける塗布膜がその周辺に盛り上がって盛り上がり部が形成されるのが防止され、ホログラム密着複製の際の妨げにならず、多面の何れのホログラムも正確に効率良く複製することができる。また、この多面付けホログラム原版に屈折率整合液を介してホログラム感材を密着してホログラム複製をする場合に、単位ホログラム原版間の光学接着剤を屈折率整合液が溶解するようなことは起こらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による１実施例のホログラム原版の作製方法の最初の工程の断面図である。
【図２】図１に続く工程の断面図である。
【図３】図２に続く工程の断面図である。
【図４】図３に続く工程の断面図と本発明による１実施例のホログラム原版の断面図である。
【図５】従来の２倍焦点複製法によりＣＧＨアレー原版からホログラム複製を行う配置を示す図である。
【図６】図５の配置で得られた複製ホログラムを原版として再度複製を行うための配置を示す図である。
【符号の説明】
５”…ＣＧＨ
７…ＣＧＨ原版（第１原版）
８…ホログラム感材
９…レーザ光
９’…レーザ光
１０…収束回折光
１０’…発散回折光
１１…直進透過光
１１’…直進透過光
１２…ガラス基板
１３…感光層
２０…単位ホログラム原版
２１…カバーガラス（薄板ガラス）
２２…光学接着剤
２３…細長いガラス板
２４…ベースガラス
２５…光学接着剤（紫外線硬化型）
２６…曲がり
２７…面取り
２８…面出し
２９…保護膜
３０…基準ガラス
３１…紫外光
４０…ＮＤ膜、ハードコート（塗布膜）
５０…ホログラム原版
【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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