(57)【要約】【課題】  計算機合成ホログラムの設計時に使用される様な複雑なアルゴリズムを用いることなく、目的の光拡散特性を有する拡散光の再生が可能な高解像度のホログラフィック拡散板及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係るホログラフィック拡散板は、目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック層を備えたホログラフィック拡散板であって、前記ホログラフィック層は、所定の視野角域に所定の平均光強度の拡散光を再生させる位相情報及び振幅情報をそれぞれ有する複数の領域からなり、かつ、各領域は少なくとも位相情報が相互に異なり、前記各領域の占有面積は全領域の平均光強度に対する各領域の平均光強度比に応じて設定されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2007334137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック層を備えたホログラフィック拡散板であって、
前記ホログラフィック層は、所定の視野角域に所定の平均光強度の拡散光を再生させる位相情報及び振幅情報をそれぞれ有する複数の領域からなり、かつ、各領域は少なくとも位相情報が相互に異なり、
前記各領域の占有面積は全領域の平均光強度に対する各領域の平均光強度比に応じて設定されていることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項２】
目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック層を備えたホログラフィック拡散板であって、
前記ホログラフィック層は、前記拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定した場合に、該光強度分布を所定範囲の角度毎に複数の区分に区切り、前記各区分の平均角度及び平均光強度を算出して、全区分の平均光強度に対する各区分の平均光強度比に応じて面積比が設定された複数の領域を有して構成され、
前記各領域の位相情報は、前記各区分に於ける平均角度を基に設定されていることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のホログラフィック拡散板に於いて、
前記各領域は、位相分布が０〜２πの範囲でブレーズ状又はバイナリー化したブレーズ状となる位相情報を各々有していることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項４】
請求項３に記載のホログラフィック拡散板に於いて、
前記各領域は、ブレーズ状又はバイナリー化したブレーズ状の位相情報が同心円状、帯状又は格子状に配置されたものであることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のホログラフィック拡散板に於いて、
前記各領域は、それぞれ所定の波長域に対応して位相情報が異なることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のホログラフィック拡散板に於いて、
前記ホログラフィック層に、少なくとも１つの他のホログラフィック層が積層されていることを特徴とするホログラフィック拡散板。
【請求項７】
目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック拡散板の製造方法であって、
前記拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定するステップと、
前記光強度分布を所定範囲の角度毎に各区分に区切り、前記各区分の平均角度及び平均光強度を算出するステップと、
前記平均角度に基づき各区分に於ける位相情報を設定するステップと、
全領域の平均光強度に対する各区分の平均光強度比を算出し、前記各区分の面積比を各々の平均光強度比に応じて設定するステップとを有することを特徴とするホログラフィック拡散板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のホログラフィック拡散板の製造方法に於いて、
前記位相情報に応じた深さ情報を算出するステップと、
前記深さ情報に基づいて、透明基材に凹凸を形成するステップとを有することを特徴とするホログラフィック拡散板の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載のホログラフィック拡散板の製造方法に於いて、
前記位相情報に応じた深さ情報を算出するステップと、
前記深さ情報に基づいて、基材に凹凸を形成するステップと、
前記基材の凹凸形状を他の透明基材に転写するステップとを有することを特徴とするホログラフィック拡散板の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のホログラフィック拡散板の製造方法に於いて、
前記透明基材又は他の透明基材の凹凸面に、該透明基材及び他の透明基材と相対屈折率が異なり、かつ透明性を有する樹脂層を形成して、透明基材又は他の透明基材の凹凸面を平坦にするステップを有することを特徴とするホログラフィック拡散板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜６の何れか１項に記載のホログラフィック拡散板を、少なくとも一方の面に備えたことを特徴とする偏光板。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れか１項に記載のホログラフィック拡散板、又は請求項１１に記載の偏光板を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック拡散板及びその製造方法に関し、より詳細には、偏光板や画像表示装置、特にＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）又はＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）等に好適なホログラフィック拡散板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種画像表示装置の一つにＬＣＤがあるが、ＬＣＤの高速応答性、高精細化、広視野角化、色再現性等に関する技術革新に伴い、ＬＣＤを利用するアプリケーションもノートパソコンやモニターからテレビへと変化しつつある。ＬＣＤは、例えば透明電極をそれぞれ有する一対の平板状のガラス基板が、一定間隔のギャップとなる様にスペーサを介して対向しており、該ガラス基板間に液晶材料が注入されて形成される液晶セルを備える。更に、液晶セルの外側面には、それぞれ偏光板が設けられている。
【０００３】
ＬＣＤの表示画面に於ける広視野角化は、ＬＣＤ駆動モードの変更、液晶セルと偏光板との間の位相差フィルムの設置、又はバックライトに於ける導光板、プリズムシート若しくは拡散板の制御により図られている。ＬＣＤに使用される拡散板には、粒子と基材の屈折率差、基材内部の屈折率分布の制御、又は表面形状の制御により光拡散をさせるものがある。しかしながら、これらの拡散板では、光拡散特性の制御が困難である。
【０００４】
一方、ホログラムは装飾品、偽造防止技術、スクリーン、ヘッドアップディスプレイ、光学素子として用いられており、ホログラム面の位相と振幅を制御することで、所望の光学特性を作り出している。そのようなホログラムに於いて、ホログラム面の位相と振幅の情報をフーリエ変換することにより、再生画像を予測することができる。換言すれば、目的の光学特性を作り出すために、ホログラム面の位相と振幅を計算により求めることが可能になる。この方法により得られるホログラムを計算機合成ホログラムと言い、その計算方法としては、例えば反復フーリエ変換法や最適化法等が報告されている。
【０００５】
前記反復フーリエ変換法により設計されている計算機合成ホログラムとしては、例えば下記特許文献１に開示のものが挙げられる。特許文献１によれば、計算機合成ホログラムは反射型液晶表示装置用の拡散板として設計されている。通常、計算機合成ホログラムでは、目的の再生像に関し計算をするときの計算領域が広く、目的の再生像が複雑であると、膨大な計算量を必要とする。特に、特許文献１に記載の反復フーリエ変換法の場合には、体積ホログラムであることの条件（ホログラム面の振幅が１、つまり入射させた光をすべて通過）と、目的の再生像にする条件とを計算過程に入れるだけで、計算結果を効率良く目的状態に収束させることが難しい。
【０００６】
その一方、前記最適化法は、ある初期計算機合成ホログラムから反復計算を開始して、この計算により求められた計算機合成ホログラムから再生される再生像が目標再生像に近づくように逐次更新していく方法である。この為、最適化法は、反復フーリエ変換法と比較して、計算結果を目的状態に収束させることは容易になるが、それでも膨大な計算時間を要する。この問題を解決したものとして、例えば下記特許文献２には、計算機合成ホログラムの作製装置が開示されている。当該作製装置によると、過去の計算結果を格納するメモリとしてのルックアップテーブル記憶手段を用いることにより、再生像を計算する際の演算量の削減と、短時間化を図っている。しかし、当該方法であると、ルックアップテーブル記憶手段を設ける必要が生じ、アルゴリズムの複雑化を招来する。
【０００７】
また、前記の体積ホログラムには、任意に光拡散特性を制御し、かつ光利用効率も高く、回折効率の良好な位相型体積ホログラムがある。しかし、この位相型体積ホログラムを拡散板として使用する場合、光拡散特性を任意に制御しようとすると、その厚さが大きくなり、解像度特性が低下するという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１８３７１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２６３０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、その目的は、計算機合成ホログラムの設計時に使用される様な複雑なアルゴリズムを用いることなく、目的の光拡散特性を有する拡散光の再生が可能な高解像度のホログラフィック拡散板を提供することにある。また、該ホログラフィック拡散板を設計する際の演算量を低減し、短時間で作製可能なホログラフィック拡散板の製造方法を提供することにある。更に、ホログラフィック拡散板を用いた偏光板、又はホログラフィック拡散板若しくは偏光板を搭載した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、ホログラフィック拡散板及びその製造方法について鋭意検討した。その結果、下記構成を採用することにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明に係るホログラフィック拡散板は、前記の課題を解決する為に、目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック層を備えたホログラフィック拡散板であって、前記ホログラフィック層は、所定の視野角域に所定の平均光強度の拡散光を再生させる位相情報及び振幅情報をそれぞれ有する複数の領域からなり、かつ、各領域は少なくとも位相情報が相互に異なり、前記各領域の占有面積は全領域の平均光強度に対する各領域の平均光強度比に応じて設定されていることを特徴とする。
【００１２】
位相情報は、再生光を視認することができる角度域（視野角域）を決定する。振幅情報は、再生光の平均光強度を決定する。本発明のホログラフィック拡散板に於けるホログラフィック層は、少なくとも位相情報が相互に異なる複数の領域により構成されるので、再生光を視認できる視野角域が領域毎に異なる。また、振幅情報については、領域毎に同一又は相互に異なっていてもよいので、各領域での平均光強度も適宜変更することができる。更に、各領域の占有面積を全領域の平均光強度に対する各領域の平均光強度比に応じて設定しているので、所定の視野角域で所定の光強度の拡散光を再生させることができる。即ち、前記構成であると、従来の体積ホログラフィック拡散板とは異なり、厚さ方向の制御により光拡散特性の制御を行わないので解像度の低下を防止し、目的の光強度分布（光拡散特性）の再生光を拡散光として再生することが可能なホログラフィック拡散板を提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係るホログラフィック拡散板は、前記の課題を解決する為に、目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック層を備えたホログラフィック拡散板であって、前記ホログラフィック層は、前記拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定した場合に、該光強度分布を所定範囲の角度毎に複数の区分に区切り、前記各区分の平均角度及び平均光強度を算出して、全区分の平均光強度に対する各区分の平均光強度比に応じて面積比が設定された複数の領域を有して構成され、前記各領域の位相情報は、前記各区分に於ける平均角度を基に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
前記構成に於けるホログラフィック層は、位相情報の異なる複数の領域からなる。各領域の位相情報及び面積比は、所定の光拡散特性の拡散光が再生される様にする為、再生光に関し目的の光強度分布を設定し、これに基づいて定められている。よって、前記構成であると、所定範囲の角度に於いて所定の平均光強度の再生光を再生することが可能になる。その結果、各種の用途に対応した光強度分布の設定を行えば、それらの用途に対し最適な光拡散特性を発現させることができる。また、従来の体積ホログラフィック拡散板とは異なり、厚さ方向の制御により光拡散特性の制御を行わないので、解像度の低下も防止することができる。尚、前記構成に於いて、「角度」とは、ホログラフィック拡散板に於ける視野角の１／２を意味する。
【００１５】
前記の各構成に於いて、前記各領域は、位相分布が０〜２πの範囲でブレーズ状又はバイナリー化したブレーズ状となる位相情報を各々有していることが好ましい。
【００１６】
前記各領域は、ブレーズ状又はバイナリー化したブレーズ状の位相情報が同心円状、帯状又は格子状に配置されたものであることが好ましい。
【００１７】
前記各領域は、それぞれ所定の波長域に対応して位相情報が異なることが好ましい。各領域の位相情報を、例えば可視光域に於ける各波長域、即ち青（４００〜５００ｎｍ）、緑（５００〜５９０ｎｍ）、赤（５９０〜７００ｎｍ）に対応させることにより、カラー表示の画像表示装置に用いた場合にも、最適な光拡散特性を実現することができ、視認性の向上が図れる。
【００１８】
前記の各構成に於いては、前記ホログラフィック層に、少なくとも１つの他のホログラフィック層が積層されていてもよい。他のホログラフィック層を積層することにより、ホログラフィック拡散板の厚さを任意に制御可能にする。その結果、解像度の制御が可能な体積ホログラフィック拡散板が得られる。
【００１９】
本発明に係るホログラフィック拡散板の製造方法は、前記の課題を解決する為に、目的の再生光を拡散光として再生させるホログラフィック拡散板の製造方法であって、前記拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定するステップと、前記光強度分布を所定範囲の角度毎に各区分に区切り、前記各区分の平均角度及び平均光強度を算出するステップと、前記平均角度に基づき各区分に於ける位相情報を設定するステップと、全領域の平均光強度に対する各区分の平均光強度比を算出し、前記各区分の面積比を各々の平均光強度比に応じて設定するステップとを有することを特徴とする。
【００２０】
前記方法は、拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定し、この光強度分布を所定範囲の角度毎に区切り、各区分の位相情報及び平均光強度に基づきホログラフィック拡散板の設計を行うものである。この方法であると、例えば従来の反復フーリエ変換法や最適化法と比較して、目的の再生光に関し演算するときの演算量を低減することができ、短時間での作製が可能になる。また、拡散光の光拡散特性として、目的の光強度分布を精度良く再現させることも可能になる。
【００２１】
前記方法に於いては、前記位相情報に応じた深さ情報を算出するステップと、前記深さ情報に基づいて、透明基材に凹凸を形成するステップとを有することが好ましい。
【００２２】
また、前記方法に於いては、前記位相情報に応じた深さ情報を算出するステップと、前記深さ情報に基づいて、基材に凹凸を形成するステップと、前記基材の凹凸形状を他の透明基材に転写するステップとを有することが好ましい。当該方法であると、基材の凹凸形状を転写するだけで、目的の光拡散特性の再生光を拡散光として再生することが可能なホログラフィック拡散板を効率良く製造することが可能になる。
【００２３】
また、前記方法に於いては、前記透明基材又は他の透明基材の凹凸面に、該透明基材及び他の透明基材と相対屈折率が異なり、かつ透明性を有する樹脂層を形成して、透明基材又は他の透明基材の凹凸面を平坦にするステップを有することが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る偏光板は、前記の課題を解決する為に、前記に記載のホログラフィック拡散板を、少なくとも一方の面に備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る画像表示装置は、前記の課題を解決する為に、前記に記載のホログラフィック拡散板、又は前記に記載の偏光板を備えたことを特徴とする。これにより、所定の視野角域に於いて、視認性に優れた画像表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、前記に説明した手段により、以下に述べるような効果を奏する。  
即ち、本発明のホログラフィック拡散板によれば、計算機合成ホログラムの設計時に使用される様な複雑なアルゴリズムを用いることなく、目的の光拡散特性を有する拡散光の再生が可能なホログラフィック拡散板を提供することができる。また、各種の用途に対応して、目的の光拡散特性となる様に再生光の光強度分布を設定すれば、該用途に対し最適な光拡散特性を発現させることが可能になる。更に、ホログラフィック拡散板の厚さを変化させることなく、光拡散特性の制御を可能にするので、解像度特性も低下させることがない。
【００２７】
また、本発明のホログラフィック拡散板の製造方法によれば、目的の光拡散特性を精度良く発現させることが可能なホログラフィック拡散板を、設計時の演算量を低減し、かつ、短時間で作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、図を参照しながら以下に説明する。尚、本実施の形態に於いては、ホログラフィック層１層からなるホログラフィック拡散板を例にして説明する。
【００２９】
ホログラムは回折現象を利用している。そのため、ホログラム面に対して平行光を垂直に照射したとき、再生像面で得られる回折光は計算により導くことができる。ホログラム面での光の分布をｆ（ｘ、ｙ）とし、再生像面での光の分布をｕ（ｘ０、ｙ０）とすると、下記式（１）で表される。
【００３０】
【数１】
2007334137.tif 000003
ここで、λは光の波長を表し、Ｒはホログラム面と再生像面の距離を表す。
【００３１】
前記式（１）は、フラウンホーファー回折の式と呼ばれ、ホログラムの大きさがホログラム−再生像間の距離に比べ十分小さいときに成立する。前記式（１）は２次元フーリエ変換の式と一致している。このことから、ホログラム面の位相分布と振幅分布の情報を２次元フーリエ変換することにより、再生像面で得られる回折光の計算が可能になる。
【００３２】
本発明に係るホログラフィック拡散板は、目的の再生光を拡散光として再生させる為に、位相情報及び振幅情報を各々独立して有する複数の領域から構成される。
【００３３】
ホログラフィック拡散板に於ける再生像計算処理は、拡散光が拡散する所定の視野角域に対し、例えば図１に示す様な光強度分布の拡散光の光拡散特性を設定して行う。この光強度分布を所定範囲の角度毎、即ち、視野角域毎に区切り（図１では４つの区分に区切る）、各区分の平均角度、及び平均光強度をそれぞれ算出する。
【００３４】
各区分の平均光強度に基づき、全領域の平均光強度に対する各区分の平均光強度比が算出され、この平均光強度比に応じて各区分の面積比が求められる。この面積比に応じて、前記の複数の領域の占有面積が定められる。図１に示す様に、光強度分布を４つの区分に区切った場合、各区分１〜４に対応する領域１’〜４’の面積比は、図２（ａ）に示す通りとなる。各領域１’〜４’の平面形状は、各種用途に応じて最適な配置となる様に設定すればよい。従って、同図（ａ）に示す矩形状の場合に限定されず、例えば同図（ｂ）に示す同心円状、又は同図（ｃ）に示す帯状にしてもよい。また、領域１’〜４’を単位とする全領域の配置は、適宜必要に応じて設定すればよい。更に、全領域のサイズは、例えば本発明のホログラフィック拡散板を画像表示装置等に適用することを考慮した場合、１画素サイズ内であることが好ましい。より具体的には、全領域の一辺が１μｍ〜１００００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３５】
各領域１’〜４’の位相分布は、ブレーズ状、又は図３に示すバイナリー化したブレーズ状となっている。同図では、位相０〜２πまでを８分割したものを示している。各領域の位相情報は、図４に示すように、ブレーズ状の位相分布が同心円状に配置されている。同図に示すドットは、前記図３に於いて０〜２πを８分割にしたときの最小構成単位に相当する。図４では、ドット数６４×６４として、位相０を黒のドットで、位相２πを白のドットで表し、位相の変化を黒と白の中間色を用いて線形的に示している。図４に示すピッチは、図３に示す位相０〜２πに対応する。
【００３６】
各領域１’〜４’の位相情報をフーリエ変換すると、平面視に於いて円状の回折光（再生光）が再生像として得られる。例えば図４に示す位相情報を計算した場合、図５に示す回折光が得られる。同図に示す黒表示は相対光量が０であり、白表示は相対光量が１であることを表す。ピッチは領域毎に相違しており、ピッチが大きい程、回折光の半径は小さくなる。即ち、ピッチを選択することにより、再生光が拡散する角度を制御することができる。従って、本発明の構成であると、位相０〜２πまでのピッチの異なる領域を適宜、所望の光拡散特性に応じて配置することにより、該光拡散特性を容易に実現することが可能になる。この為、各種用途に対する自由度が高い。尚、前記の位相情報の配置は同心円状の場合に限定されず、例えば帯状、格子状となる様に配置することも可能である。配置状態を変更することにより、例えば帯状の場合であると一点のみ回折光を発生させることができ、格子状の場合であると格子状の回折光を発生させることができるなど、回折光の形状を制御することが可能になる。
【００３７】
以上の構成を有するホログラフィック拡散板は、従来の位相型の体積ホログラムと異なり、その厚みを変化させることなく光拡散特性の制御を可能にするので、解像度の低下を防止できる。即ち、従来の位相型の体積ホログラムは、複数の薄いホログラムを積層して、各層で光の進行方向を変化させ、光拡散特性を制御していた。換言すると、厚さを変化させることにより光拡散特性の制御を行っていた。しかし、厚さが大きくなると解像度が低下する為、従来の位相型の体積ホログラムに於いては、光拡散特性の制御と解像度とはトレードオフの関係にあった。一方、本発明に係るホログラフィック拡散板に於いては、前記構成から明らかな通り、１画素以下の面積の領域を複数の領域に分割して、各領域の面積比により光拡散特性の光強度分布特性を制御し、各々の領域での光の進行方向の変化のさせ方により光拡散特性の角度特性を制御するものである。即ち、厚さを変化させることなく光拡散特性の制御を行うので解像度の低下を防止することができ、前記のトレードオフの関係を解消し得る。
【００３８】
ここで、本発明のホログラフィック拡散板は、前述の通り、解像度を損なうことなく光拡散特性の制御を可能にするので、更に他のホログラフィック層を積層した構成とすることも可能である。他のホログラフィック層を積層することにより、ホログラフィック拡散板の厚さを変化させることができ、その結果光拡散特性だけでなく解像度の制御も可能になる。他のホログラフィック層としては、例えば、本発明の構成を有する他のホログラフィック層や、従来のホログラフィック層が挙げられる。また、各層に於ける領域１’〜４’の上下方向に於ける配置関係は特に限定されず、各種の用途に応じて種々設定可能である。更に、各ホログラフィック層の材料は適宜必要に応じて設定することができ、同種又は異種であってもよい。
【００３９】
本発明のホログラフィック拡散板をカラー表示の画像表示装置に使用する場合、青（４００〜５００ｎｍ）、緑（５００〜５９０ｎｍ）、赤（５９０〜７００ｎｍ）の各光の波長域に対応して各領域の位相情報を変更して配列してもよい。例えば、緑の領域の矩形の一辺を５５０ｎｍとした場合に、赤及び青の領域に同じ角度で散乱光を再生する為には、それぞれ矩形の一辺を６５０及び４５０ｎｍにする。即ち、後述の下記式（２）に於いて、最大回折角度Θが各波長に対して一定になる様に矩形の一辺ｄを決定する。これにより、カラー表示の場合にも最適な光拡散特性を実現することができ、視認性の向上が図れる。
【００４０】
次に、本実施の形態に係るホログラフィック拡散板の再生像計算処理について説明する。先ず、位相情報は、次の通りにして決定される。即ち、拡散光の光拡散特性として目的の光強度分布を設定する。次に、ホログラム面の位相を０とπで交互に配列したときに、１次回折光の回折角度は最大となり、最大回折角度Θは下記式（２）で表される。
【００４１】
【数２】
2007334137.tif 000004
ここで、λは再生光の波長を表し、ｄはホログラム面の格子長さ（ピッチ）を表す。
【００４２】
分割角度Δθは任意に定めることができるが、Θ／ｎ＜Δθ＜１６Θ／ｎが好ましく、２Θ／ｎ＜Δθ＜８Θ／ｎがより好ましく、３Θ／ｎ＜Δθ＜５Θ／ｎが特に好ましい。ΔθがΘ／ｎ以下であると、区分領域が多くなるという不都合がある。また、Δθが１６Θ／ｎ以上であると、連続的な拡散光を再生できないという不都合がある。ｎはホログラム面及び再生像面の分割数を表し、通常のフーリエ変換であれば任意の整数でよい。分割数ｎは、区分領域の数と連続的な拡散光を考慮して設定される。かかる観点から、分割数は４〜１０２４の範囲内であることが好ましく、８〜２５６の範囲内であることがより好ましい。分割数が４未満であると、連続的な拡散光を再生できないという不都合な場合がある。その一方、分割数が１０２４を超えると、最適なΔθのときに区分領域が多くなるという不都合な場合がある。尚、計算量の低減を図る為に高速フーリエ変換を用いてもよい。この場合、分割数ｎは、ｎ＝２ｋ（ｋ＝１、２、３…）とする必要がある。
【００４３】
次に、拡散光の光強度分布を分割角度Δθで分割し、複数の区分とする。更に、各区分の平均角度θｉを下記式（３）により算出する。
【００４４】
【数３】
2007334137.tif 000005
ここで、ｉ（＝１、２、３…）は区分数を表し、各区分を角度が小さい方から順次番号を付与する。区分数ｉは、ｉ＝Θ／Δθである。
【００４５】
続いて、各区分に於いて平均角度θｉとなる様にホログラム面の位相情報を求める。バイナリー化したブレーズ状のピッチ数ｍｉは下記式（４）で表される。
【００４６】
【数４】
2007334137.tif 000006
【００４７】
ピッチ数ｍｉは、正の数であれば整数である必要はない。各ピッチに於けるホログラム面の位相情報φｉ（ｘ、ｙ）は、ピッチ数ｍｉに応じて位相を０から２πまで連続的に変化させ、ホログラム面の中心から同心円状に配列することで得られる。
【００４８】
各ピッチに於ける再生像の振幅情報ａｉ（ｘ、ｙ）は、得られた位相情報φｉ（ｘ、ｙ）を２次元フーリエ変換することで求めることができる。ここで、本実施の形態に係るホログラフィック拡散板は体積ホログラムからなるので、ホログラム面の振幅情報は全て１となる。
【００４９】
そして、再生される拡散光の振幅ａｓｕｍ、ｉ（ｘ、ｙ）は、下記式（５）の通り、各ピッチに於ける振幅情報ａｉ（ｘ、ｙ）を振幅の最大値ａｍａｘ、ｉで割り、目的の拡散光の振幅比Ｉｉで掛け、座標ｘ、ｙごとに加えたものである。
【００５０】
【数５】
2007334137.tif 000007
【００５１】
ここで、目的の拡散光の振幅比Ｉｉは、下記式（６）に示す様に、目的の拡散光の振幅ａｉｎｉ，ｉから求めることができる。目的の拡散光の振幅ａｉｎｉ，ｉは、各区分に於ける拡散光の平均光強度の平方根により得られる。
【００５２】
【数６】
2007334137.tif 000008
【００５３】
また、各区分のホログラム面に於ける割り当て面積比Ｓｉは、下記式（７）から得られる。
【００５４】
【数７】
2007334137.tif 000009
【００５５】
尚、前記のフーリエ変換はｘ、ｙ座標で規定している。この為、目的の光拡散特性が極座標表示されている場合は、ｘ、ｙ座標に変換する必要がある。また、前記の計算方法であると、過去の計算結果を格納するメモリを使用することも無いので、アルゴリズムの複雑化を回避できる。
【００５６】
前記の再生像計算処理に基づき、本発明のホログラフィック拡散板は、以下に説明する方法により具体的に作製することができる。即ち、前述の通りに計算して得られたホログラム面の位相情報φｉ（ｘ、ｙ）は、下記式（８）によりホログラム面の深さ情報Ｄ（ｘ，ｙ）に変換することができる。深さ情報Ｄ（ｘ，ｙ）とは、具体的には、ホログラフィック拡散板の凹凸面に於ける最表面からの深度を意味する。
【００５７】
【数８】
2007334137.tif 000010
【００５８】
ここで、ホログラフィック拡散板が１つの部材からなる場合には、ｎ１が空気の相対屈折率を表し、ｎ２が該部材の相対屈折率を表す。また、ホログラフィック拡散板が２種類の部材からなる場合には、ｎ１がホログラム面側の部材の相対屈折率を表し、ｎ２がその反対側の相対屈折率を表す（但し、ｎ１＞ｎ２）。
【００５９】
続いて、前記深さ情報に基づいて、透明基材に凹凸を形成する。凹凸の形成は、電子線描画装置又はレーザー描画装置により直接若しくはフォトマスクを用いて描画したり、又は半導体装置の製造で用いられるステッパーによりフォトマスクを用いて描画することにより行うことができる（例えば、特開２００４−２５８４２３号公報、特開２００１−３５６６７３号公報等、参照）。
【００６０】
電子線描画装置又はレーザー描画装置による直接描画に於いて、凹凸の深さ制御は、電子線及びレーザー光の積算照射量を調節することにより可能である。即ち、積算照射量を大きくすることにより透明基材は深くエッチングされ、積算照射量を小さくすることにより浅くエッチングすることができる。得られたホログラムは、前記の基材が透明性を有する透明基材の場合には、ホログラフィック拡散板として使用することができる。
【００６１】
前記透明基材としては特に限定されず、例えばレーザー描画装置による場合としては、照射光を吸収してエッチング処理できる適宜な材質からなるものを用いることができる。一般には電気絶縁性を示してレーザー光でエッチングできる高分子フィルムが用いられる。紫外域のレーザー光による加工性の点からは、アクリル系、メタクリル系又はウレタン系等の紫外線硬化樹脂などからなる紫外線吸収性のものが好ましい。また、可視光域の透過率に優れるものが好ましい。なお、通例では高分子フィルムの吸収波長域にない光にあっても、２光子吸収によるアブレーション加工なども可能であるので高分子フィルムの種類は幅広く選択することができる。
【００６２】
前記高分子フィルムの例としては、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂などの熱可塑性樹脂からなる塗工膜やフィルムなどがあげられる。
【００６３】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマー、例えば（Ａ）側鎖に置換又は／及び非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換又は／及び非置換のフェニル基並びにニトリル基を有する熱可塑性樹脂との前記Ａ、Ｂを含有する樹脂組成物、あるいはアクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱、光、紫外線や電子線等の放射線で重合処理しうる硬化型樹脂からなる塗工膜やフィルムなどよりなる高分子膜も挙げられる。
【００６４】
なお前記Ａ、Ｂを含有する樹脂組成物の具体例としては、イソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有するものなどが挙げられる。高分子フィルムは、樹脂組成物の押出成形などにて形成することができる。高分子フィルムは、１種のポリマー又は２種以上のポリマー混合物を用いて前記の如く塗工膜やフィルムなどとして形成することができる。
【００６５】
耐熱性や耐薬品性、レーザー加工性の点より好ましい高分子フィルムは、熱硬化性樹脂、特にポリイミド系樹脂からなるフィルムである。高分子フィルムの厚さは、任意であるが加工時のハンドリング性や、形成される凹部におけるエッジ部分のシャープさ、加工表面のフラット性などの点より５００μｍ以下、好ましくは５〜２００μｍ、より好ましくは１０〜１００μｍである。なお高分子フィルムは、必要に応じガラス基板上や金属板上に保持して、ワークステージ上に配置することもできる。
【００６６】
電子線描画装置又はレーザー描画装置による、フォトマスクを用いた描画は、次の様にして行う。即ち、石英等の透明基材上に表面低反射クロム薄膜を積層して構成されるフォトマスクブランク板を用意し、このクロム薄膜１２上にドライエッチング耐性のあるポジ型のレジスト層を、所定の厚みの薄膜状に形成する。ドライエッチング用レジストとしては、一例として、日本ゼオン（株）製、ＺＥＰ７０００等が使用でき、レジスト層の積層は、スピンナー等による回転塗付によって行なう。
【００６７】
次に、このレジスト層に対しパターン露光を行う。パターン露光はパターンを用いる以外に、レーザー描画装置、もしくは電子線描画装置を用いることにより、レーザービーム、もしくは電子ビームを走査することによっても行うことができる。例えば、ＥＴＥＣ社製の電子線描画装置「ＭＥＢＥＳ４５００」を使用する。
【００６８】
露光によりレジスト樹脂が硬化した易溶化部分、および未露光部分とが区画形成されるので、現像液を噴霧して行なうスプレー現像等によって、溶剤現像して易溶化部分を除去し、レジストパターンを形成する。なお、レジストとしては、ネガ型のものを使用することもできる。また、現像は現像液への浸漬によっても可能である。また、以降の工程ではドライエッチング以外に、浸漬によるウェットのエッチングも行なえるので、使用するレジストとしては、ドライエッチング耐性のあるレジストに限定されない。
【００６９】
形成されたレジストパターンを利用して、ドライエッチングにより、レジストで被覆されていない部分のクロム薄膜をエッチングして除去し、除去した部分において、下層の石英基板を露出させる。次いで、露出した透明基材に対して、同様にドライエッチングを施して、石英基板をエッチングし、エッチングの進行により生じた凹部と、クロム薄膜およびレジスト薄膜とが下から順に被覆している透明基材の元の部分からなる凸部とを形成する。この後、レジスト薄膜を溶解等により除去し、透明基材がエッチングされて生じた凹部と、頂部にクロム薄膜が積層した積層した部分からなる凸部とを有する透明基材を得る。
【００７０】
以上の方法のみでは、凸部と凹部の、言わば２値的（高低の２段、深さとしては、元の石英基板の表面に加えて、もうひとつのレベルの面が生じる。）のものしか得られないが、上記で得られたものに対し、レジストの形成→パターン露光→レジストの現像→クロム薄膜のドライエッチング→石英基板のドライエッチング→レジスト除去からなる、フォトエッチングの工程を繰り返すことにより、１回目のフォトエッチングにより生じた凹部、および凸部に対してフォトエッチングを施すことができ、エッチングの深さを制御することにより、元の石英基板の表面に加えて、さらに三種類のレベルの面が生じ、元の石英基板の表面も加えて数えれば４段の段数が生じる。このとき、レジストとしては、ドライエッチング耐性を有するノボラック樹脂系のｉ線レジストを使用し、４６５ｎｍ程度の薄膜とし、露光は、例えば描画装置としてＡＬＴＡ３５００を使用して行なう。
【００７１】
前記のホログラムは、原版として使用することもできる。この場合、ホログラムの凹凸形状を他の透明基材に転写することにより、凹凸形状を有する他の透明基材からなるホログラフィック拡散板を作製することができる。他の透明基材としては特に限定されず、例えば、放射線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂からなるもの等が例示できる。
【００７２】
放射線硬化型樹脂としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系、アミド系、シリコーン系、エポキシ系等の各種のものがあげられる。放射線としては、例えば、紫外線や電子線などが挙げられるが、紫外線照射による簡易な硬化処理にて効率よく高屈折率層を形成することができる紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化型樹脂としては、紫外線硬化型のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が含まれる。好ましく用いられる紫外線硬化型樹脂は、例えば紫外線重合性の官能基を有するもの、なかでも当該官能基を２個以上、好ましくは３〜６個有するアクリル系のモノマーやオリゴマーを成分を含むものがあげられる。また、紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、樹脂組成物（ａ）に紫外線重合開始剤を配合する。
【００７３】
熱硬化性樹脂としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びアクリル系樹脂などが挙げられる。
【００７４】
凹凸形状の転写方法としては特に限定されず、例えばホログラムの凹凸面に放射線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を塗布した後、それぞれ放射線の照射又は加熱を行うことにより硬化・剥離させる方法等が挙げられる。硬化条件としては特に限定されず、硬化性樹脂の種類等に応じて適宜設定し得る。また、前記ホログラムを用いて、従来公知のホログラム感材にホログラム露光することで光学的に転写する方法も採用できる。更に、エンボス等のようなメカニカルな方法によって、他の透明基材に凹凸形状を転写する方法も挙げられる。
【００７５】
前記各方法により作製されたホログラフィック拡散板の凹凸面には、これを平坦化する為の透明性を有する樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層の相対屈折率は、前記透明基材及び他の透明基材の相対屈折率よりも大きいことが好ましい。
【００７６】
前記透明性を有する樹脂層としては特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等が例示できる。
【００７７】
本発明に係るホログラフィック拡散板は、粘着剤や接着剤を介して、ＬＣＤやＥＬＤに用いられる光学部材に貼り合せることができる。
【００７８】
前記光学部材としては、例えば、偏光子又は偏光板が挙げられる。偏光板は、通常、偏光子の片側又は両側に透明保護フィルムを有するものが一般に用いられる。偏光子の両面に透明保護フィルムを設ける場合は、表裏の透明保護フィルムは、同じ材料であっても良いし、異なる材料であってもよい。
【００７９】
次に、本発明のホログラフィック拡散板を積層した光学素子について、偏光板を例にして説明する。本発明のホログラフィック拡散板は、接着剤や粘着剤などを用いて偏光子又は偏光板と積層することによって、本発明の機能を有した偏光板を得ることができる。偏光板は、通常、液晶セルの両側に配置される。また、偏光板は、２枚の偏光板の吸収軸が互いに略直交するように配置される。
【００８０】
前記偏光子としては特に制限されず、各種のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が、偏光二色比が高く特に好ましい。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００８１】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。更に必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。
【００８２】
ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００８３】
前記偏光子の片面又は両面に設けられる透明保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、位相差値の安定性などに優れるものが好ましい。前記透明保護フィルムを形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂、スチレン・マレイミド共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。また、シクロ系オレフィン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系樹脂、芳香族ポリイミドやポリイミドアミド等のイミド系樹脂、スルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ系樹脂又は前記樹脂のブレンド物等からなる高分子フィルムなども前記透明保護フィルムを形成する樹脂の例として挙げられる。また、前記透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【００８４】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載の高分子フィルム、例えば、（Ａ）側鎖に置換及び／又は非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換及び／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物の高分子フィルムが挙げられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さいため偏光板等の保護フィルムに適用した場合には歪みによるムラなどの不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
【００８５】
前記透明保護フィルムとして好ましくは、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂及び、ノルボルネン系樹脂が用いられる。具体的には、富士写真フィルム（株）製  製品名「フジタック」や、日本ゼオン（株）製  製品名「ゼオノア」、ＪＳＲ（株）製  製品名「アートン」などが挙げられる。
【００８６】
前記透明保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。より好ましくは、５〜２００μｍである。特に好ましくは、１０〜１５０μｍである。前記の範囲であれば、偏光子を機械的に保護し、高温高湿下に曝されても偏光子が収縮せず、安定した光学特性を保つことができる。
【００８７】
また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。従って、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘはフィルム平面内の遅相軸方向の屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルムの膜厚である）で表されるフィルムの膜厚方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。膜厚方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。膜厚方向位相差値（Ｒｔｈ）は、更に好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００８８】
前記透明保護フィルムは、フィルム面内の位相差値及び膜厚方向の位相差値が液晶表示装置の視野角特性に影響を及ぼす場合があるので、位相差値が最適化されたものを用いることが好ましい。ただし、位相差値の最適化が望まれる透明保護フィルムとは、液晶セルに近い側の偏光子の表面に積層される透明保護フィルムであり、液晶セルに遠い側の偏光子の表面に積層される透明保護フィルムは、液晶表示装置の光学特性を変化させることはないので、この限りではない。
【００８９】
前記液晶セルに近い側の偏光子の表面に積層される透明保護フィルムの位相差値としては、フィルム面内の位相差値（Ｒｅ：（ｎｘ−ｎｙ）・ｄ）が０〜５ｎｍであることが好ましい。より好ましくは、０〜３ｎｍである。更に好ましくは、０〜１ｎｍである。膜厚方向の位相差値（Ｒｔｈ）は、０〜１５ｎｍであることが好ましい。より好ましくは０〜１２ｎｍである。更に好ましくは０〜１０ｎｍである。特に好ましくは０〜５ｎｍである。最も好ましくは、０〜３ｎｍである。
【００９０】
ホログラフィック拡散板を積層した偏光板は、ホログラフィック拡散板に透明保護フィルム、偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよいし、ホログラフィック拡散板に偏光子、透明保護フィルムを順次に積層したものでもよい。
【００９１】
その他、透明保護フィルムの偏光子を接着させない面は、ハードコート層やスティッキング防止や目的とした処理を施したものであってもよい。ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。尚、前記ハードコート層、スティッキング防止層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００９２】
また偏光板の層間へ、例えばハードコート層、プライマー層、接着剤層、粘着剤層、帯電防止層、導電層、ガスバリヤー層、水蒸気遮断層、水分遮断層等を挿入、又は偏光板表面へ積層しても良い。また。偏光板の各層を作成する段階では、例えば、導電性粒子あるいは帯電防止剤、各種微粒子、可塑剤等を各層の形成材料に添加、混合等することにより改良を必要に応じておこなっても良い。
【００９３】
前記透明保護フィルムの偏光子との積層方法は、特に限定されず、例えばアクリル系ポリマーやビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、あるいはホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミンやシュウ酸等のビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤等を介して行うことができる。これにより湿度や熱の影響で剥がれにくく光透過率や偏光度に優れるものとすることができる。前記接着剤としては、偏光子の原料であるポリビルアルコールとの接着性に優れる点より、ポリビニルアルコール系接着剤を用いることが好ましい。
【００９４】
前記ノルボルネン系樹脂を含む高分子フィルムを透明保護フィルムとして、偏光子と積層する場合の粘着剤としては、透明性に優れ、複屈折などが小さく、薄い層として用いても充分に粘着力を発揮できるものが好ましい。そのような粘着剤としては、例えば、ポリウレタン系樹脂溶液とポリイソシアネート樹脂溶液を混合するドライラミネート用接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、エポキシ系二液硬化型接着剤、例えば、エポキシ樹脂とポリチオールの二液からなるもの、エポキシ樹脂とポリアミドの二液からなるものなどを用いることができ、特に溶剤型接着剤、エポキシ系二液硬化型接着剤が好ましく、透明のものが好ましい。接着剤によっては、適当な接着用下塗り剤を用いることで接着力を向上させることができるものがあり、そのような接着剤を用いる場合は接着用下塗り剤を用いることが好ましい。
【００９５】
前記接着用下塗り剤としては、接着性を向上できる層であれば特に制限はないが、例えば、同一分子内にアミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、クロル基等の反応性官能基と加水分解性のアルコキシシリル基とを有するシラン系カップリング剤、同一分子内にチタンを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するチタネート系カップリング剤、及び同一分子内にアルミニウムを含む加水分解性の親水性基と有機官能性基とを有するアルミネート系カップリング剤等のいわゆるカップリング剤、エポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルウレタン系樹脂等の有機反応性基を有する樹脂を用いることができる。なかでも、工業的に取扱いやすいという観点から、シラン系カップリング剤を含有する層であることが好ましい。
【００９６】
前記偏光板は、液晶セルへの積層を容易にするため、両面又は片面に接着剤層や粘着剤層を設けておくことが好ましい。
【００９７】
前記接着剤層又は粘着剤層に用いられる接着剤又は粘着剤としては、特に制限されない。例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度なぬれ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるという点で、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。
【００９８】
前記接着剤又は粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また、粘着剤層には必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また透明微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着剤層とすることもできる。
【００９９】
尚、前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカや酸化カルシウム、アルミナやチタニア、ジルコニアや酸化錫、酸化インジウムや酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性の無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレートやポリウレタンの如き適宜なポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子など適宜なものを１種又は２種以上用いることができる。
【０１００】
前記接着剤又は粘着剤は、通常、ベースポリマー又はその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の接着剤溶液として用いられる。前記溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。
【０１０１】
前記接着剤又は粘着剤は、組成又は種類が異なったものを積層物として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。前記接着剤又は粘着剤の膜厚は、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【０１０２】
前記接着剤層又は粘着剤層等の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的に剥離紙又は離型フィルム（セパレータともいう）が仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で接着剤層又は粘着剤層に接触することを防止できる。前記セパレータとしては、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いることができる。
【０１０３】
次に、本実施の形態に係る偏光板と併用して用いられる他の光学部材について説明する。上記他の光学部材については特に限定はないが、例えば、楕円偏光板又は円偏光板に、更に反射板又は半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板又は半透過型偏光板が挙げられる。また、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と、位相差板とを組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板等であってもよい。また、本実施の形態に係るホログラフィック拡散板、又は偏光板を、透過型又は半透過型の液晶表示装置に用いる場合には、市販の輝度向上フィルム（偏光選択層を有する偏光分離フィルム、例えば住友３Ｍ（株）製のＤ−ＢＥＦなど）と併用することにより、さらに表示特性の高い表示装置を得ることができる。
【０１０４】
前記ホログラフィック拡散板と、偏光板等とは、画像表示装置の製造過程で順次別個に積層することよっても形成することができる。しかし、予め積層しておくほうが、品質の安定性や積層作業性等に優れ、画像表示装置などの製造効率を向上させることができるため好ましい。
【０１０５】
本実施の形態に係るホログラフィック拡散板又はそれを備えた偏光板は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の各種画像表示装置に実装することができる。特に、本発明のホログラフィック拡散板は、光拡散方向に異方性を有する光拡散特性を有する為、特定の視認方向に於いて視野角特性の向上を図ることが可能であり、よって、例えば携帯電話に於ける表示ディスプレイや車載用モニター等に好適に用いることができる。
【実施例】
【０１０６】
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。尚、以下ではコリメート光に対して視野角１６度の範囲内で光強度が均一になる、トップハット型の拡散光を再生するホログラフィック拡散板について検討した。
【０１０７】
（実施例１）
先ず、図６に示すように、目的の拡散光の光強度分布を設定した。更に、再生光の波長λを５５０ｎｍ、ホログラム面の格子長さ（ピッチ）ｄを５５０ｎｍとして、前記式（２）により最大回折角Θを求めたところ３０度であった。次に、ホログラム面の分割数ｎを６４とし（即ち、位相０〜２πまでを８分割）、分割角度Δθを２度として計算を行った。ここで、最大回折角Θは３０度であり、Δθは２度であるので、区分数は１５となる。しかし、目的の拡散光の視野角が１６度であり、トップハット型の拡散光であるので、実質上区分数ｉは１〜４とした。各領域ｉに於ける平均角度θｉは前記式（３）を用いて、ピッチ数ｍｉは前記式（４）を用いて、振幅の最大値ａｍａｘ、ｉは前記式（５）を用いて、平均光強度Ｉｉは前記式（６）を用いて、割り当て面積比Ｓｉは前記式（７）を用いて算出した。計算結果を下記表１に示す。
【０１０８】
【表１】
2007334137.tif 000011
【０１０９】
表１に示した計算結果に基づき、本実施例に係るホログラフィック拡散板を次の通りにして設計した。即ち、各区分１〜４はこれに対応する領域１’〜４’として、前記図２（ｂ）に示す様に格子状に配置した。領域１’〜４’の面積比は、表１に示す通りにした。また、各領域１’〜４’の位相分布は前記図３に示す様にバイナリー化したブレーズ状とし、各領域１’〜４’の位相情報は、前記図４に示すようにブレーズ状の位相分布が同心円状に配置した。
【０１１０】
（比較例１）
特開平１１−１８３７１６号公報に記載の反復フーリエ変換法を用いて、実施例１と同様のトップハット型拡散光を再生させる計算機合成ホログラムを作製した。次に、得られた計算機合成ホログラムについて、振幅の最大値で規格化（除算）したものをａ（ｘ、ｙ）とした。
【０１１１】
（評価）
実施例１及び比較例１で得られた拡散光の光強度分布の評価は、評価関数を用いて目的の拡散光の光強度分布と比較することにより行った。評価関数は、目的の拡散光の振幅（＝光強度の平方根）ａｉｎｉ（ｘ、ｙ）と、得られた拡散光の振幅ａ（ｘ、ｙ）との差の二乗を計算領域で和をとり、計算領域の個数Ｎで割り、平方根をとったものであり、下記式（９）に示す計算式で表される。ここで、計算領域の個数Ｎは、４０９６（＝ｎ２）とし、目的の拡散光の振幅ａｉｎｉ（ｘ、ｙ）は、視野角が１６度以内を１、それ以外を０として、図６に示す通りとした。
【０１１２】
【数９】
2007334137.tif 000012
【０１１３】
前記式（９）を用いた実施例１及び比較例１の計算結果を、下記表２に示す。尚、同表に示す実施例１の評価関数の値は１回の計算の結果であり、比較例１の評価関数の値は計算を１０００回繰り返し行ったときの結果である。
【０１１４】
【表２】
2007334137.tif 000013
【０１１５】
また、比較例１に関しては、計算回数ごとに評価関数の値をプロットした（図７参照）。図７は、評価関数の計算結果と計算回数の関係を示すグラフである。表２及び図７から分かる様に、実施例１の場合は評価関数が集束しているのに対し、比較例１の場合では計算回数を増やしても、評価関数は収束していないことが分かる。即ち、本発明の方法であると、効率良く、かつ容易に目的の光拡散特性となる様に計算を収束できるのに対し、比較例１の反復フーリエ変換法であると、計算の収束が困難であり、膨大な計算量を要することが確認された。
【０１１６】
更に、実施例１、比較例１、及び目的の拡散光について、それぞれｙ軸角度０度のときのｘ軸に於ける拡散光の振幅と、ｘ軸角度との関係を調べた（図８参照）。同図から明らかな様に、実施例１の拡散光の光拡散特性は、目的の光拡散特性に一致しているのに対し、比較例１の場合ではｘ軸角度が±２０度、±３０度の場合にも振幅が大きく、目的の光拡散特性から大きく逸脱していることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るホログラフィック拡散板を設計する為の、目的とする拡散光の光強度分布を示すグラフである。
【図２】前記ホログラフィック拡散板に於いて、相互に位相情報が異なる複数の領域の配置を表した平面図である。
【図３】前記ホログラフィック拡散板に於いて、前記領域の位相分布を示すグラフである。
【図４】前記ホログラフィック拡散板に於いて、前記領域の位相情報を示す平面図である。
【図５】前記位相情報に基づきフーリエ変換した再生光を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例に於いて、目的の拡散光の振幅ａｉｎｉ（ｘ、ｙ）を示す説明図である。
【図７】比較例１に係る反復フーリエ変換法を用いた計算機合成ホログラムに於いて、評価関数の計算値と計算回数との関係をプロットしたグラフである。
【図８】本発明の実施例及び比較例に於いて、拡散光の振幅と、ｘ軸角度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１８】
１〜４    区分
１’〜４’領域
【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】
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【図８】
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