(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の要素ホログラム原版が共通基板上に並列して配置されてなる多面付けホログラム原版において、
前記要素ホログラム原版はガラス基板上にフォトポリマー層、保護層を兼ねる着色層、光学接着剤層、薄板ガラスが積層されたものからなり、複数の前記要素ホログラム原版が共通基板上に並列して屈折率が前記共通基板の屈折率と等しい熱剥離可能な粘着剤又は粘着シートにより接着されていることを特徴とする多面付けホログラム原版。
【請求項２】
前記の複数の要素ホログラム原版が同一のホログラム原版からホログラム複製されたものであ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】
前記要素ホログラム原版がホログラムカラーフィルターからなることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム原版。
【請求項４】
複数の要素ホログラム原版が共通基板上に並列して配置されてなる多面付けホログラム原版の作製方法において、
ガラス基板上にフォトポリマー層、保護層を兼ねる着色層、光学接着剤層、薄板ガラスが積層されてなる要素ホログラム原版を複数作製する工程と、
作製された複数の要素ホログラム原版から所定枚数の要素ホログラム原版を選択する工程と、
選択された所定枚数の要素ホログラム原版を共通基板上に並列させて屈折率が前記共通基板の屈折率と等しい熱剥離可能な粘着剤又は粘着シートにより接着させる工程とを含むことを特徴とする多面付けホログラム原版の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多面付けホログラム原版及びその作製方法に関し、特に、精度を維持したまま歩留まり良く、冗長性の高い大量生産用の多面付けホログラム原版及びその作製方法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】
また、従来周知のように、中間ホログラムアレーＨ１とホログラム感材８を密着して原版と略同様の特性のホログラムを複製することもできる。このようなホログラム複製法を密着複製法と呼ぶことにする。
【００１０】
ところで、このような２倍焦点複製法あるいは密着複製法、さらには、反射型ホログラムを同様に２倍焦点複製法あるいは密着複製法で原版と同様のホログラムを複製する場合に、最終製品を複製するために用いるホログラム（上記では、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。
【００１１】
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。
【００１２】
しかしながら、上記のように、１枚の大きなホログラム感材に対してＣＧＨ原版から複数回の複製で多面付けのホログラム原版を作製する場合、複数回の露光（ＣＧＨ原版からの複製）中の１回でも適切に複製されない場合には、その多面付けのホログラム原版は使用できないか、効率良い複製のための多面付けホログラム原版とはなり得ない。
【００１３】
そこで、もう１つの多面付けホログラム原版の作製方法としては、ＣＧＨ原版から１回の複製で１個の要素ホログラム原版を複製し、その複製を複数回行って複数枚の要素ホログラム原版を作製し、その複数の要素ホログラム原版を共通の大きな基板上に並列するように貼り付けて多面付けホログラム原版を作製することも考えられる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数枚の要素ホログラム原版を共通の基板上に並列して貼り付けて多面付けホログラム原版を作製する場合、要素ホログラム原版の１つにでも光学特性にバラツキがあったり欠陥があると、同様にその多面付けのホログラム原版は使用できないか、効率良い複製のための多面付けホログラム原版とはなり得ない。また、長時間使用して要素ホログラム原版の１つにでも磨耗あるいは欠陥が発生しても、以後同様にその多面付けのホログラム原版は使用できないか、効率良い複製のための多面付けホログラム原版とはなり得ない。
【００１５】
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、複数枚の要素ホログラム原版の光学特性を揃えて効率良く複製できる多面付けホログラム原版とその作製方法を提供することである。
【００１６】
【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多面付けホログラム原版は、複数の要素ホログラム原版が共通基板上に並列して配置されてなる多面付けホログラム原版において、
複数の要素ホログラム原版が再剥離可能な接着手段により共通基板上に並列して接着されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この場合、再剥離可能な接着手段としては、熱剥離可能な粘着剤又は粘着シート、水若しくは溶剤で溶かすことが可能な接着剤、再剥離可能な弱粘着剤等がある。
【００１８】
なお、再剥離可能な接着手段の屈折率は共通基板の屈折率と略等しいことが望ましい。
【００１９】
また、複数の要素ホログラム原版が同一のホログラム原版からホログラム複製されたものであることが望ましい。
【００２０】
なお、要素ホログラム原版としては、例えばホログラムカラーフィルターがある。
【００２１】
本発明のもう１つの多面付けホログラム原版は、複数の要素ホログラム原版が共通基板上に並列して配置されてなる多面付けホログラム原版において、
複数の要素ホログラム原版が機械的な固定手段により共通基板上に並列して解除可能に固定されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の多面付けホログラム原版の作製方法は、複数の要素ホログラム原版が共通基板上に並列して配置されてなる多面付けホログラム原版の作製方法において、
要素ホログラム原版を複数作製する工程と、
作製された複数の要素ホログラム原版から所定枚数の要素ホログラム原版を選択する工程と、
選択された所定枚数の要素ホログラム原版を共通基板上に並列させて再剥離可能な接着手段により接着させる工程とを含むことを特徴とする方法である。
【００２３】
本発明においては、複数の要素ホログラム原版が再剥離可能な接着手段により共通基板上に並列して接着されているので、各要素ホログラム原版の光学特性が揃った均一な多面付けホログラム原版を構成することが可能であり、効率良く特性の良いホログラムを複製することができる。また、何時でも光学特性が悪化あるいは変化した要素ホログラム原版を正常なものと交換して修復ができるので、正常は要素ホログラム原版を無駄にせずに、常に効率良く特性の良いホログラムを複製することができる。さらに、例えば２種類の複製品を作製しなければならなくなった場合、あるいは、多品種の複製が必要となった場合、共通基板上に接着する要素ホログラム原版の選択を変えるだけで、組み合わせ自由で冗長性のある多面付けホログラム原版を作製することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多面付けホログラム原版及びその作製方法を実施例に基づいて説明する。
【００２５】
図１〜図３に、本発明による１実施例の多面付け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。
【００２６】
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個の要素ホログラム原版を複製し、その複製を複数回行って複数枚の要素ホログラム原版を作製する。このためには、図１に示すように、ホログラムの大きさに対応する寸法の基板ガラス１にフォトポリマー等の感光材料層２を設け、その上に保護層と多重干渉による不要干渉縞の発生を防止する着色層とを兼ねているＰＶＡ（ポリビニルアルコール）層３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２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をホログラム複製する。
【００２７】
次に、図１に示すように、ＣＧＨ原版７をホログラム複製した各々のホログラム感材のＰＶＡ層３上に光学接着剤４により薄板ガラス５を貼り合わせて、複数枚の同様の特性の要素ホログラム原版２０を作製する。この際、２倍焦点複製法を適用する場合は、ＰＶＡ層３、光学接着剤４、薄板ガラス５の合計の厚さが焦点距離ｆ以下に選択することは望ましい。
【００２８】
このようにして複製した同一特性を持つべき多数の要素ホログラム原版２０を用意し、それらの光学特性を測定評価し、略同一の光学特性を持った要素ホログラム原版２０を選択する。それらを、図３の（ａ）に断面図、（ｂ）に平面図を示すように、大きな共通基板２１上に並列するように、要素ホログラム原版２０の基板ガラス１側で再剥離可能な接着剤あるいは両面接着テープ２２で貼り付けて多面付けホログラム原版を作製する。図３の場合は、６面付けのホログラム原版を作製している。
【００２９】
ここで、再剥離可能な接着剤あるいは両面接着テープ２２としては、その１例として、常温では強固に接着するが高温（例えば、約６０℃）を加えることにより接着力がなくなる熱剥離型粘着シート（例えば、日東電工（株）製：熱剥離シート  リバアルファ）を使用している。その代わりに、同様の特性の熱剥離型粘着剤、水若しくは溶剤で溶かすことが可能な接着剤（例えば、エポキシ等）、再剥離可能な弱粘着剤等を使用することができる。
【００３０】
なお、再剥離可能な接着剤あるいは両面接着テープ２２の屈折率は、特に、要素ホログラム原版２０が透過型ホログラムの場合に、共通基板２１の屈折率と略等しいことが望ましい。
【００３１】
本発明の多面付けホログラム原版は、このように、再剥離可能な接着手段２２により共通基板２１上に複数の要素ホログラム原版２０が多面付けされているので、仮に、複数の要素ホログラム原版２０のある面のものにキズ等生じ不良となった場合、その面の要素ホログラム原版２０だけを剥がすか、あるいは、全体に高温をかけて全ての要素ホログラム原版２０を剥がし、その不良となったものを正常なものと交換して新たに同様の再剥離可能な接着手段２２により共通基板２１上に多面に貼り付けることにより、手間も時間もかからないで多面付けホログラム原版の修復を行うことができるようになる。
【００３２】
本発明のもう１つの実施例の多面付けホログラム原版について、図４を参照にして説明する。この実施例の場合は、図２に示したような要素ホログラム原版２０であって同一特性を持つ多数の要素ホログラム原版２０を用意する。ただし、その周辺部にテーパー面２６を持つように構成しておく。このような要素ホログラム原版２０を大きな共通基板２１上にインデックスマッチング液２３を介して並列させ、その上にテーパー面２６に対応する押さえ面を持つ押さえ枠２４を載せ、押さえ枠２４の周辺を取り付け金具２５で共通基板２１に固定することにより多面付けホログラム原版を作製することができる。この場合も、仮に、複数の要素ホログラム原版２０のある面のものにキズ等生じ不良となった場合、押さえ枠２４を外して全ての要素ホログラム原版２０を剥がし、その不良となったものを正常なものと交換し、新たに同様にして押さえ枠２４で固定することにより、手間も時間もかからないで多面付けホログラム原版の修復を行うことができるようになる。
【００３３】
なお、以上の実施例において、要素ホログラム原版２０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は必ずしも２倍焦点複製法により複製する必要はなく、密着複製法等により複製してもよい。
【００３４】
以上、本発明の多面付けホログラム原版及びその作製方法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。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の多面付けホログラム原版及びその作製方法によると、複数の要素ホログラム原版が再剥離可能な接着手段により共通基板上に並列して接着されているので、各要素ホログラム原版の光学特性が揃った均一な多面付けホログラム原版を構成することが可能であり、効率良く特性の良いホログラムを複製することができる。また、何時でも光学特性が悪化あるいは変化した要素ホログラム原版を正常なものと交換して修復ができるので、正常は要素ホログラム原版を無駄にせずに、常に効率良く特性の良いホログラムを複製することができる。さらに、例えば２種類の複製品を作製しなければならなくなった場合、あるいは、多品種の複製が必要となった場合、共通基板上に接着する要素ホログラム原版の選択を変えるだけで、組み合わせ自由で冗長性のある多面付けホログラム原版を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の多面付けホログラム原版を構成する要素ホログラム原版の作製工程の断面図である。
【図２】作製された要素ホログラム原版の断面図である。
【図３】本発明による１実施例の多面付けホログラム原版の断面図と平面図である。
【図４】本発明による別の実施例の多面付け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】
１…基板ガラス
２…感光材料層
３…ＰＶＡ層（保護層＋着色層）
４…光学接着剤
５…薄板ガラス
５”…ＣＧＨ
７…ＣＧＨアレー原版
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…共通基板
２２…再剥離可能な接着剤又は両面接着テープ
２３…インデックスマッチング液
２４…押さえ枠
２５…取り付け金具
２６…テーパー面
Ｈ１…中間ホログラムアレー
【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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