JP2001116917A - 画像品位向上部材及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

画像品位向上部材及びこれを用いた画像表示装置

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JP2001116917A JP29487699A JP29487699A JP2001116917A JP 2001116917 A JP2001116917 A JP 2001116917A JP 29487699 A JP29487699 A JP 29487699A JP 29487699 A JP29487699 A JP 29487699A JP 2001116917 A JP2001116917 A JP 2001116917A
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Yasuo Hiyoshi
康夫 日良
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Nitto Denko Corp
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Hitachi Ltd
Nitto Denko Corp
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    • H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像表示装置の視野角特性を改善し、かつ外光
に対する画像劣化を抑制するための画像品位向上フィル
ムと、そのフィルムを生産性良く製造するための材料及
びプロセスを提供する。 【解決手段】マイクロレンズと遮光層と光拡散層とを備
えたフィルムであって、この遮光層がゼラチン中に分散
させた銀または銀原子を含有する化合物の濃度を変化さ
せることによって、この遮光層を通過する光の透過率を
変調させるようにした。上記のフィルムを液晶セルの上
方に配置させることによって、高視野角特性及び高コン
トラスト特性を有する画像表示装置を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する利用分野】本発明は画像表示装置、例え
ば液晶ディスプレイに代表される表示装置の画像品位を
向上させるための遮光層を有したフィルム及び基材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示パネルに代表される画像
表示装置はパーソナルコンピュータやワークステーショ
ン等の表示手段として、広く一般に使用されるようにな
った。そして、このような表示装置を用いて表示される
画像の品質として、表示コントラストが高く、更には高
視野角特性等が求められている。
【０００３】上記した画像品質を実現するために、特開
平６−２７４５４号公報に、液晶ディスプレイに装着さ
れたマイクロレンズアレイの各レンズに対して、相応の
位置に遮光膜を形成することが開示されている。また、
特開平６−９５０９９号公報に、液晶表示パネルの光源
として高指向性を有する背面光源を用い、この液晶表示
パネルと背面光源との間に光拡散板を装着することが開
示されている。更には、特開平１０−３９７６９号公報
に、背面投写型プロジェクション装置のスクリーンとし
て、スクリーンのマイクロレンズと遮光膜との配列パタ
ーンを一致させたスクリーンが開示されている。
【０００４】そして、上記した画像の品質を向上させる
ための用いられる遮光層、即ちブラックマトリックスを
形成する方法として、一般的には薄い金属膜を形成する
方法、カーボンブラック等の顔料を分散させた感光性樹
脂または黒色染料等の染料を溶解させた感光性樹脂膜を
基板上に塗布し、その塗布膜をフォトリソグラフィを用
いて露光する方法などが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高視野角特性を有する
画像表示装置、例えば液晶表示パネルを用いた表示装置
を例に取ると、液晶表示パネルの視野角を拡大するため
のマイクロレンズと、このマイクロレンズの表面で反射
する外光の再帰反射を抑えるための遮光層（ブラックマ
トリックス）を組み合わせる場合、マイクロレンズと遮
光層の配置パターンとが正確な位置関係にあって初めて
その機能を発揮することになる。
【０００６】しかしながら、高視野角を実現するための
マイクロレンズと高コントラストを実現するための遮光
膜は、夫々全く独立した製造工程で形成し、後に両者を
組み合せるという方法が用いられるため、両者を数μｍ
以内で正確に位置合わせすることが極めて困難であった
と言っても過言ではない。
【０００７】即ち、十分に広い視野角を得るためには、
焦点距離の短いマイクロレンズを用いる必要がある。こ
のためには、マイクロレンズの曲率半径を小さくした
り、レンズ自身の高さを高くしなければならないが、レ
ンズ形成用の金型やスタンパの製作が困難になるばかり
でなく、材料の流動性の不足によって所定のレンズ形状
が得られなかったり、金型やスタンパとレンズ（フィル
ム）との離型、剥離が難しいという新たな問題を生じ
る。また、レンズ自身を高屈折率を有する材料で形成す
る場合、使用可能な材料の制約を受ける。例えば一般的
にはアクリル樹脂、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ
オレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエ
ーテルイミド、トリアセチルセルロース樹脂等に制限さ
れ、マイクロレンズの生産上、大きな障害となり得る。
【０００８】一方、高精度の遮光膜を得るためには、一
般にはフィトリソグラフィ法が用いられる。即ち、透明
な基板上に遮光層となるべき感光性層を設けた後、この
感光性層側から紫外線等のエネルギー線を照射してパタ
ーニングを行う。この時、より精度を向上させるために
は、フォトマスクと感光性層とを密着させて露光する必
要があるが、感光性層が黒色であるために露光時の畜熱
によって表面が粘着化したり、エネルギー線が十分に透
過しない等の生産上の問題が生じていた。
【０００９】上記した生産方法を用いる場合、背面投写
型画像表示装置の表示に用いられるスクリーンが数百μ
ｍ以上の比較的大きなサイズのマイクロレンズが配列さ
れたレンズアレイシートであるため、良く知られた技術
である押出成形法や射出成形法を用いて実用的なスクリ
ーンを製造することが出来る。
【００１０】しかしながら、この技術は更なる高精細
化、あるいは上記した液晶表示装置等に用いられる用途
（マイクロレンズの大きさが数十μｍである）に対し
て、適用することは困難である。
【００１１】上記した問題点の解決する方法として、特
開平１０−０３９７７０号公報に示す方法が開示されて
いる。
【００１２】上記の従来技術に示されたマイクロレンズ
シートの製造方法は、一方の面に微小単位レンズ配列体
として機能するレンズ層を有し、他方の面にこの微小単
位レンズの配列パターンに対応したパターンを有するこ
とによって、個々の微小単位レンズと相補的な機能を持
つ光学機能層を有するマイクロレンズアレイシートであ
って、下記の方法で作製される。
【００１３】即ち、曲面溝が平行に多数刻印された金型
に紫外線硬化樹脂を充填し、この上に平板状透明基板を
重ね合せた後、紫外線を照射して樹脂を硬化させて、マ
イクロレンズシートを形成する。次に、平板状透明基板
のマイクロレンズが形成されていない面に黒色塗剤を塗
布した後、更にこの上に透明のポジ型レジストを塗布、
積層させる。そして、マイクロレンズアレイ側から紫外
線を照射してポジ型レジストを感光させ、レジストの感
光部分及びレジストが開口することによって露出した黒
色塗剤層を溶解除去することによって、マイクロレンズ
アレイの凸部頂部がストライプ状に開口した帯状の遮光
部を持つ光学機能層が形成されたマイクロレンズアレイ
シートが完成する。
【００１４】上記した従来技術は、透明基板側から紫外
線を照射するため、遮光層はマイクロレンズをマスクと
してセルフアライメントにより形成されるため、遮光層
とマイクロレンズアレイの各々のパターン位置を正確に
対応させることが容易である。その反面、カーボンブラ
ック、黒色染料、あるいは黒色顔料等を含む不透明な材
料からなる黒色塗剤層の一部を開口させるために、黒色
塗剤層を介してポジ型レジストをパターニングすること
になるので、紫外線の透過率が悪く、その結果、所定の
精度を有するパターンを得ることが困難である。従っ
て、黒色塗剤層の光透過率が低いために、照射すべき紫
外線の照射時間を長くする、あるいは黒色塗剤層の膜厚
を薄くしなくてはならないので、パターニングのための
露光作業に長時間を要する、あるいは遮光性特性の優れ
た遮光膜を得ることが出来ないという生産上の課題が残
る。
【００１５】本発明では、遮光性に優れた遮光膜が所望
の位置に正確に設けられて、かつ高視野角特性を実現す
るための画像品位向上部材及びこれを用いた画像表示装
置を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記した従来技術の課題
を解決し、遮光性に優れ、かつ高視野角特性を有する画
像の表示を実現するために、本発明の画像品位向上部材
は、光透過率の空間的分布を形成せしめる光学要素と、
光学要素と相対する面に配置した遮光層とを備えてお
り、そしてこの遮光層はエネルギー線の照射によって光
透過率を変化させる化合物で構成され、そのエネルギー
線の照射量よって、遮光層を通過する光透過率が空間的
に変調されるように形成した。
【００１７】そして、この遮光層はハロゲン化銀を含有
する化合物で構成され、具体的には少なくともＡｇまた
はＡｇを含有した化合物で構成されたものであって、こ
の遮光層に照射されたエネルギー線の照射量によって遮
光層に含まれるＡｇ濃度を変化させ、その結果遮光層を
通過する光透過率を空間的に変調させるようにした。
【００１８】また、本発明の遮光層は、少なくともＡｇ
またはＡｇを含有した化合物を分散させたゼラチン材料
で構成され、この遮光層に照射されたエネルギー線によ
って照射領域でのＡｇ濃度が、非照射領域でのＡｇ濃度
よりも少なくなるような、ハロゲン化銀塩感光剤を用い
て形成した。
【００１９】更にまた、本発明の画像品位向上部材は、
光透過率の空間的分布を形成せしめる光学要素と遮光層
と光拡散層とを備えており、この遮光層を光学要素と光
拡散層との間に配置する、または光拡散層を光学要素と
遮光層との間に配置して形成した。
【００２０】そして、この遮光層と光拡散層とが、４０
０μｍ以内、望ましくは１５０μｍ以内、そして更に好
ましくは５０μｍ以内の間隔で配置され、また、遮光層
と光拡散層とが、密着して配置されるようにした。
【００２１】また、本発明の画像品位向上部材は、遮光
層が光透過領域と遮光領域とを有し、かつ光透過領域に
対応する遮光層の上面または下面に位置する領域に、光
拡散層を配置するように形成した。
【００２２】更にまた、本発明では、遮光層に光透過性
を有する小球を分散させた。
【００２３】そして、上記した光学要素は、望ましくは
マイクロレンズアレイであり、この光学要素を備えた画
像品位向上部材の形態は、フィルムまたは基材であるよ
うに形成した。
【００２４】本発明の画像表示装置は、液晶セルと、コ
リメート光線を出射する背面照明手段と、画像品位向上
部材とを備えており、この背面照明手段と画像品位向上
部材とが、液晶セルを挟むように配置して形成されてい
る。
【００２５】また、本発明の画像表示装置は、光源と液
晶セルを有するプロジェクタと、このプロジェクタから
の光を反射させるためのミラーと、ミラーで反射させた
光を投影させるためのスクリーンとを備えており、この
スクリーンは上記の画像品位向上部材で構成した。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の詳細な実施例を説明する
前に、本発明の重要な特徴でもある遮光層を形成する材
料について説明する。
【００２７】即ち、本発明の遮光層を形成する材料は、
遮光層自身がエネルギー線を照射することによって光透
過性が空間的に変調される層に変化するという特徴を有
している。具体的には、銀もしくは銀を含む化合物であ
って、エネルギー線が照射される前の状態は光透過性が
高く、そしてエネルギー線が照射された後の化学的処理
または物理的処理によって光透過性が空間的に変調され
る層に変化することである。そして、その有効な材料の
一つとして、ゼラチン中に銀もしくは銀原子を含む化合
物が分散されたものであって、銀濃度の変化によって光
透過率が変化する材料であり、例えばハロゲン化銀塩感
光材料が適する。しかしながら、一般に良く用いられて
いるハロゲン化銀塩感光材料はエネルギー線の照射によ
って、感光材料に含まれている銀が遊離し、その部分が
黒化するものであるから、本発明には適合しない。本発
明では、あくまでエネルギー線の照射によって光透過性
が向上するハロゲン化銀塩感光材料である。遮光層を形
成する前の感光層は、ゼラチン中に分散させたハロゲン
化銀塩であるため、従来の遮光層に使用される材料（カ
ーボンブラック樹脂等）に比較して、パターニング露光
時における光透過率が圧倒的に高いという特徴を有す
る。従って、光学要素（マイクロレンズ等）に正確に対
応させたブラックマトリックスのパターンを形成するた
めに、この光学要素を介してエネルギー線を照射すると
いう、所謂セルフアライメント露光を行う場合であって
も、膜厚の大きな感光層を十分に感光させることが出来
る。そして、このハロゲン化銀感光層を、現像及び定着
の処理によって、十分に高い光学濃度を有するブラック
マトリックス、即ち、光の透過性の高い領域と遮光領域
とを効率よく形成することになる。
【００２８】更に、上記したハロゲン化銀塩感光剤を用
いて形成した遮光層は、光の透過性の高い領域と遮光領
域との光透過率比が極めて高く、且つ遮光領域と光の透
過性の高い領域との間では幾何学的段差が殆ど生じない
という特徴を有する。このため、画像品位にとって有害
な光散乱の発生を抑制することが出来、またボイドレス
で視野角拡大のための光拡散層を形成することが可能に
なる。そして、露光、現像、定着の一連の工程を経て形
成された光の透過性の高い領域（エネルギー線の照射領
域）には、不均一成分が存在し、これが入射光線に対し
て散乱させる作用も有するので、通常の透明フィルムに
比較して視野角を拡大させる効果も発揮する。
【００２９】以上で述べたように、ハロゲン化銀塩感光
材料が本発明の画像品位向上部材として好適な理由を、
以下に纏める。
【００３０】（１）感光材料の光透過性が高く感度も高
いため、感光材料の膜厚を厚くすることが出来るので、
高い写真濃度（光学濃度）を有する遮光層を形成するこ
とが出来る。具体的には、５μｍ程度の感光層で、遮光
層領域の光学濃度が３以上で、光の透過性の高い領域の
透過率が９０％以上の画像品位向上フィルムが得られ
る。
【００３１】（２）感光材料の工夫により、適宜感光波
長を変化させることが出来るので、作業性を向上させる
ことが出来る。
【００３２】（３）遮光層における光が透過する領域と
遮光すべき領域との境界段差がほとんどない。露光、現
像、定着という一連の工程を経て形成される光透過性の
変化は、ゼラチン内に分散させた銀原子の濃度変化によ
るものであって、ゼラチン自身の膜厚が変化することは
殆どない。従って、光の透過性の高い領域と遮光領域と
の段差は、感光層の膜厚が５〜２０μｍであっても、そ
の段差は高々０．５μｍ程度、一般的には０．２μｍ程
度（一般的には、銀の濃度が大きい領域ほど膜厚が大き
い）の小さな値となる。これに対して、従来良く知られ
た一般的なホトレジストを用いた場合には、前記した場
合と同程度の光学濃度を得るためには５μｍ以上の段差
が生じるため、その境界における画像形成用光線の散乱
によって、画像のにじみ、コントラストの低下、輝度の
低下を引き起こすことになる。しかるに、本発明のハロ
ゲン化銀感光剤を用いれば、段差を小さくすることが出
来るので、画像の劣化を最小限に抑えることが可能とい
う特徴を有する。
【００３３】（４）光の透過性の高い領域にはハロゲン
化銀塩の残さ或いはゼラチン層と考えられる成分が存在
する。この成分は光の透過性を低下させずに光を拡散さ
せる作用を有するので、マイクロレンズの視野角拡大効
果を増大させる作用を発揮する。
【００３４】ところで、一般的に銀塩写真において、下
記のメカニズムで、遮光層が形成される。即ちゼラチン
中のハロゲン化銀に光が当たると光電子が発生し、格子
間銀イオンが銀原子を作り、この課程が集積すると、現
像可能な潜像となる。潜像を有するハロゲン化銀粒子
に、ハイドロキノンのような還元剤を作用させると、粒
子全体が銀原子に還元されて、金属銀からなる黒色像、
本発明における遮光層（ブラックマトリックス）が形成
される。
【００３５】本発明においては、上記したメカニズムで
黒化するような一般的な銀塩写真材料を使用することは
出来ない。この理由は、これらの材料が、光の照射され
た領域が黒色の層、即ち遮光層に変化するのであるか
ら、マイクロレンズ効果を利用したセルフアライメント
露光技術を用いて、光を集光させた領域に光の透過性の
高い領域を形成することが困難であることによる。
【００３６】画像品位向上部材の製造プロセスを簡素化
し、精度良く遮光層（ブラックマトリックス）を形成す
るためには、エネルギー線を照射した領域が光に対する
透過性が向上し、照射しない領域が黒色に変化すること
が必須である。
【００３７】上記の意図に合致させるために、本発明で
は下記の材料、プロセスを適用し、ハロゲン化銀塩を用
いた遮光領域及び光の透過性の高い領域の同時形成法の
概略を下記に示す。
【００３８】（１）あらかじめ可視光、あるいは紫外光
で全面露光したハロゲン化銀感剤に、所定の箇所のみ赤
色光線あるいは赤外光線を照射し、現像、定着する。こ
のプロセスでは、あらかじめ可視光、あるいは紫外光で
全面露光することによって形成された銀塩潜像が、その
後の赤色光線、あるいは赤外光線照射によって消滅する
現象を利用する。ハロゲン化銀感剤には、予め減感色
素、例えばトリフェニルメタン系の色素を配合させてそ
の効果を高める。
【００３９】（２）特殊化合物を含有することにより、
露光部分のみがチオ硫酸ソーダ水溶液に溶解するよう変
化させたハロゲン化銀感光剤を用いる。上記ハロゲン化
銀感光剤に配合する特殊化合物としては、ｐ−フェニレ
ンジアミン、アンモニア、チオシアン酸カリウム、チオ
硫酸塩がある。
【００４０】（３）露光後露光部分に生成したハロゲン
化銀潜像を漂白（溶解除去）し、未露光部分のハロゲン
化銀を再露光して潜像化し、現像、定着して遮光層を得
る。漂白剤として、銀を融解させる作用を有する硫酸セ
リウム、重クロム酸カリウム、過マンガン酸カリウム等
の水溶液を用いる。
【００４１】（４）過剰露光によって光学濃度（写真濃
度）を低下させる方法。即ち、光吸収によってハロゲン
化銀結晶中に生成するハロゲンが潜像銀と再結合するこ
とにより潜像銀を消費して現像後の写真濃度を減じる方
法。この方法では、例えば上記の効果を顕著に発現させ
るために、材料の製造時に、アンモニア等の存在下で熟
成させたハロゲン化銀感光材料を用いる。
【００４２】その他、感光剤や現像液、定着液、副資
材、露光等のプロセスの工夫により上記と同様の現象を
生じせしめるハロゲン化銀感光技術があり、本発明では
これらの技術全般が応用出来る。ところで、本発明の実
現に不可欠なもうひとつの課題である高視野角画像を得
るための技術として、上記した遮光層の上面または下面
に光拡散層を新たに形成する。この光拡散層を遮光層
（ブラックマトリクス）の近傍に形成することによっ
て、画像劣化が少なく、高視野の画像を得ることが出来
る。これによって、前述したように、高視野角を得るた
めのマイクロレンズの焦点距離を短くしなくても同様の
効果を得ることが出来、視野角の拡大を可能にする。
【００４３】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体
的に、かつ詳細に説明するが、その構成はこれらに限定
されるものではない。
【００４４】図１は、本発明の一実施例である画像品位
向上部材を、その形態がフィルム状である場合について
示した。尚、部材の形態が自由に折り曲げ可能なフィル
ム状(例えば、全体の厚さが５００μｍ程度)ではなく、
堅牢な基材の状態（例えば厚さが数ｍｍ）であっても同
様である。
【００４５】先ず、マイクロレンズ形状を有したＮｉス
タンパ（図示せず）のレンズ溝とポリカーボネートフィ
ルムでできたマイクロレンズ用フィルム（厚さ１００μ
ｍ）１との間に紫外線硬化樹脂を充填した後、紫外線を
照射することによって紫外線硬化樹脂を硬化させ、マイ
クロレンズ２（焦点距離＝約１２０μｍ）を形成する。
次に、ポリエステルフィルム製のブラックマトリックス
形成用フィルム４上に、ゼラチンに分散させたハロゲン
化銀感光剤を塗布した遮光層形成用フィルム３をラミネ
ート接着した。そして、この遮光層形成用フィルム３に
対してハロゲン化銀感光剤を形成した側の方向から紫外
線を用いて全面露光を施し、しかる後にマイクロレンズ
アレイ２の側から平行な赤外光線を照射し、セルフアラ
イメント露光を行う。更に、この遮光層形成用フィルム
３を現像及び定着という良く知られた工程を経て、マイ
クロレンズ２によって赤外光線が集光された領域が光透
過性の高い領域６となり、そして赤外光線の照射されな
い領域、若しくはその照射量が少ない領域が遮光領域５
となるような遮光層７が形成される。次に、この遮光層
７の上に光拡散層８を形成した。光拡散層８はＴＡＣ
（トリアセチルセルロース）にポリスチレンビーズを配
合した薄膜フィルムであり、良く知られたラミネート法
を用いて遮光層７に一体化させた。上記した工程を経
て、本発明の画像品位向上フィルム９が出来上がる。
【００４６】ところで、本発明におけるマイクロレンズ
２または遮光層７を形成するためのフィルムまたは基材
は、少なくとも可視光に対して透明な材料であることが
望ましく、その一例としてガラス、各種プラスチック基
板、シート、各種フィルムが用いられる。そして透明な
フィルムとしては、取り扱いが容易であるという点か
ら、プラスチックシートまたはプラスチックフィルムが
好ましく用いられる。その代表的な材料として、アクリ
ル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエステ
ル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、
ポリエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
アミドイミド、ポリエーテルスルホン、マレイミド樹
脂、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ）アクリル酸エステ
ル、メラミン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ノル
ボルネン樹脂等が用いられる。更にこれらの共重合体や
ブレンド物やさらに架橋したものを用いることもできる
が、これらの材料の中で、光透明性等の光学特性と機械
強度とのバランスを取る必要性の観点から、トリアセチ
ルセルロースフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエ
チレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィ
ルムが好ましく用いられる。
【００４７】次に、上記の遮光膜７の形成方法はオート
ポジ法と呼ばれ、予め可視光または赤外光で全面露光し
たハロゲン化銀感光剤に、所定の個所に対して改めて可
視光または赤外光を照射して現像及び定着する方法であ
る。露光時に形成された銀塩潜像は、その後の可視光ま
たは赤外光の照射によって、消滅する現象を利用してい
る。
【００４８】露光または現像・定着に用いる光の波長
は、例えばハロゲン化銀感光剤が塩化銀の場合には550
〜750ｎｍ、臭化銀の場合には650〜1100ｎｍを使用する
ことが好ましい。また、必要に応じて減感色素をハロゲ
ン化銀感光剤の中に添加して、上記した光の感光波長を
シフトさせることもあり、減感色素として例えばPhenos
afranin、Pinakryptol Greenを用いる。
【００４９】ところで、本実施例では遮光層７の形成に
はゼラチンに分散させたハロゲン化銀感光剤を塗布した
遮光層形成用フィルム３を用いたが、この遮光層形成用
フィルム３が本発明の遮光層７として適する理由を、以
下に示す。
【００５０】ハロゲン化銀感光剤とは、ゼラチン中に銀
或いは銀原子を含有した化合物を分散させ、その化合物
の濃度の変化によって光の透過率を変調させることが可
能な感光材料であって、Ａｇ濃度が大きいほど光透過率
が低下し、そしてＡｇ濃度が小さいほど光透過率が向上
する。このメカニズムは、ゼラチン中のハロゲン化銀に
光を照射させると光電子が発生して格子間銀イオンが銀
原子を形成する。そしてこの課程が集積されると、ハロ
ゲン化銀感光剤は現像可能な潜像となる。この潜像を有
するハロゲン化銀粒子に、例えばハイドロキノンに代表
される還元剤を作用させると、ハロゲン化銀粒子全体が
銀原子に還元されて、金属銀からなる黒色を呈する様に
なる。
【００５１】本実施例で使用可能なハロゲン化銀塩感光
剤は、一般に市販されている塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀
等を含有する写真材料が使用出来るばかりでなく、その
感光剤の組成や濃度、ゼラチン中への分散量、感光材料
副資材、露光、現像、定着等に関する知見は、下記の文
献に記載された技術を応用することが出来る。
【００５２】（１）C.E.K.Mees,T.H.James, The Theory
of the Photographic Process, 3rd.ed., Macmillan N
ew York (1966) （２）D.A.Spencer,The Focal Dictionary of Photogra
phic Technology, Focal(1973) （３）James,T.H.:The Theory of Photographic Proces
s ,4th.ed.,John Wily &Sons , New York(1977) （４）J.M.Sturge,Neblette`s Handbook of Photograph
iy and Repro-graphy, Van Nostrand Reinhold (1977) （５）菊池 真一 他,科学写真便覧 上 中 下、丸
善（1964） （６）応用物理学会 光学懇話会編、色の性質と技術,
朝倉書店 （1988） （７）菊池 真一 ,写真化学（第４版）、共立出版（1
993） （８）菊池 真一他、画像工学の進歩、化学工業社（19
86） （９）井上 英一 他、印写工学３（画像形成論）、共
立出版（1969） また、上記した光拡散層８に関して、微小な凹凸を有す
る層、例えば光ディスク形成技術を応用したＮｉ等の金
属スタンパやサンドブラスト処理した金型を用いて形成
した微小シボ加工フィルム、あるいはその転写フィル
ム、ジビニルベンゼンを用いたプラスチックビーズを含
有したフィルム等、更にまたアンチグレアを目的とする
表面処理技術で形成したフィルム、液晶バックライトで
用いる拡散シート等の材料、そしてこれらのフィルムま
たはシートを形成するための技術を利用することが出来
る。
【００５３】ここで、本発明で用いた遮光層７と光拡散
層８との位置関係及びそれらの間隔について、述べる。
【００５４】本実施例では、図１には遮光層７を形成し
た後に光拡散層８を設けた例を示したが、光拡散層８を
形成した後に遮光層７を設けても、本発明の目的とする
高視野角化及び高コントラスト化に対して同様の作用を
もたらすことは言うまでもない。
【００５５】また、両者の間隔について、図２に遮光層
７と光拡散層８間の距離（Ｌ）と、本実施例の画像品位
向上フィルム９を、例えば市販されているＴＦＴ液晶表
示パネルに装着した時の画像のぼやけ量との関係を示し
た。ここで、画像のぼやけ量とは、表示した画像あるい
はキャラクタ文字等の“くっきりさ”若しくは“視認
性”を表わす指標であって、観察者による目視観察の結
果を用いた。従って、このぼやけ量の数値が小さい程、
明瞭な画像あるいはキャラクタ文字等の表示が得られる
ことを意味する。
【００５６】本実施例において、遮光層７と光拡散層８
との間隔は４００μｍ以内とした。この範囲内であれ
ば、通常の表示において何等問題を生じないが、好まし
くは１５０μｍ以内であることが望ましく、そして更に
５０μｍ以内、または遮光層７と光拡散層８とが密接し
て配置されていることが望ましい。
【００５７】以上で述べたように、図１に示した画像品
位向上フィルムは、例えば遮光層７の膜厚が５μｍ程度
の場合、光を透過させる領域６において９０％以上の光
透過率を示し、また遮光領域５では光学濃度３．５を得
ることが出来る。
【００５８】また、露光、現像、定着という工程を経て
形成される遮光領域５及び光を透過させる領域６におけ
る光透過率の変化は、ゼラチン内に分散した銀原子の濃
度変化によるものあるため、遮光層７自身の膜厚は製造
工程においてほとんど変化しない。例えば、遮光層７の
膜厚が５〜２０μｍであっても、遮光領域５及び光を透
過させる領域６間の段差は高々０．５μｍ程度、一般的
には０．２μ程度である。
【００５９】従って、従来方法であるフォトリソグラフ
ィを用いて遮光膜を形成した場合、遮光領域の光学濃度
を３．５以上を確保するために必要な段差が５μｍ以上
であるのに比較して本実施例の場合の段差は遥かに小さ
く、これによって画像のにじみやコントラスト・輝度の
低下を防ぐことが出来る。
【００６０】次に、本発明の他の実施例を図３に示す。
【００６１】図３に示したマイクロレンズ２の形成方法
は上記した図１の場合と同等に形成される。そして、こ
のマイクロレンズ２の形成された面と反対側の面には光
拡散層８を介して、一般にフォトソリュビリゼーション
法と呼ばれる方法を用いて遮光膜７を形成した。
【００６２】この方法は、ハロゲン化銀塩感光剤とし
て、ｐ−フェニレンジアミン、アンモニア、チオシアン
酸カリウム、チオ硫酸塩等を配合させた感光剤を用い、
光照射によって露光した領域だけがチオ硫酸ソーダ水溶
液に溶解するようしたものである。マイクロレンズ２の
側から光を照射する工程以降の作業は図１の場合と同様
であって、図３（Ａ）に示した画像品位向上フィルム９
が形成される。
【００６３】尚、光拡散層８の位置は図３（Ａ）に示す
ように、マイクロレンズ２と遮光層７との間に配置した
方が、コントラスと向上により有効であるが、また、図
３（Ｂ）に示した実施例では、光拡散層８を形成してい
ないが、光拡散層８を形成すれば、図１と同様の構造を
有する画像品位向上フィルム９になる。
【００６４】また、上記した光拡散層８は図３（Ｂ）に
例示するように、マイクロレンズ２を含むフィルム１、
遮光層７、光拡散層８の順番に積み重ねても、本発明の
目的である視野角特性とコントラスト特性とを阻害する
ものではない。
【００６５】更に図３（Ｃ）に示した実施例は、マイク
ロレンズ２を形成したマイクロレンズ用フィルム１と、
ハロゲン化銀感光剤を塗布した遮光層用フィルム４とを
接着材１０を用いて接合し、フォトソリュビリゼーショ
ン法により遮光層７を形成した画像品位向上フィルム９
である。
【００６６】また、図３（Ｄ）に示した実施例は、マイ
クロレンズ２を形成したマイクロレンズ用フィルム１
と、ハロゲン化銀感光剤を塗布した遮光層用フィルム４
とを接着材１０を用いて接合し、そしてフォトソリュビ
リゼーション法により遮光層７を形成した後、その上に
光拡散層８を形成した画像品位向上フィルム９である。
【００６７】何れの場合にも、作製した画像品位向上フ
ィルム９は、例えば遮光層７の膜厚が５μｍ程度の場
合、光を透過させる領域６において９０％以上の光透過
率を示し、また遮光領域５では光学濃度３．５を得るこ
とが出来る。
【００６８】次に、図４に本発明の別の実施例を示す。
【００６９】図４（Ａ）に示した実施例は、上記したマ
イクロレンズ用フィルム１としてＰＥＴフィルム１ａを
使用した。先ず、マイクロレンズ形成用Ｎｉスタンパを
用いて熱ロール転写によりＰＥＴフィルム１ａ上にマイ
クロレンズ２を形成し、続いてマイクロレンズ２を形成
した面と反対側の面に、ハロゲン化銀塩感光剤を塗布し
た遮光層用フィルム４を積層させ、例えば反転現像法を
用いて遮光層７を形成した画像品位向上フィルム９であ
る。
【００７０】ここで、反転現像法は光照射によって露光
した領域に生成したハロゲン化銀潜像を漂白（溶解除
去）し、未露光領域のハロゲン化銀を再び露光すること
で潜像化し、その後先に述べた現像及び定着の工程を経
て遮光層を形成する方法である。
【００７１】具体的には、マイクロレンズ２を介してセ
ルフアライメント露光を行った後、第１の現像工程によ
ってゼラチン膜の硬膜処理を行う。次に、過マンガン酸
カリウム溶液を用いて露光領域を漂白して銀を除去した
後、再び第２の露光（全面露光）を行い、第２の現像、
定着、乾燥という一連の工程を経て、所望の画像品位向
上フィルム９を得る。
【００７２】また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した
遮光層７の上に光拡散層８を形成した画像品位向上フィ
ルム９である。
【００７３】更にまた、図４（Ｃ）は、光拡散層８を形
成した光拡散用フィルム１１（ポリカーボネート）を、
図４（Ａ）に示した画像品位向上フィルム９に接合した
ものである。
【００７４】何れの場合においても、画像品位向上フィ
ルム９の性能は、例えば遮光層７の膜厚が５μｍ程度の
場合、光を透過させる領域６において９０％以上の光透
過率を示し、また遮光領域５では光学濃度３．５を得る
ことが出来る。
【００７５】図５に、本発明の別の実施例を示す。
【００７６】図５（Ａ）は、ＴＡＣフィルム（トリアセ
チルセルロース）１ｂを、例えば良く知られた押出し成
形法を用いて形成し、次いでレンズ形成用Ｎｉ製スタン
パを用いてロール転写法によりマイクロレンズ２を形成
する。しかる後、マイクロレンズ２を形成した面の反対
側の面にハロゲン化銀塩感光剤を塗布した遮光層用フィ
ルム４を接着剤１０を用いて接着し、一般的にはソラリ
ゼーション法と呼ばれる方法、即ち過剰露光によって光
学濃度（写真濃度）を低下させる方法を用いて、所望の
遮光層７を形成した画像品位向上フィルム９である。
【００７７】また、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示した
画像品位向上フィルム９に対して、光拡散層８を形成し
たＴＡＣフィルム１１を接着して形成した画像品位向上
フィルム９である。
【００７８】更にまた、図５（Ｃ）に示した実施例は、
図５（Ａ）の画像品位向上フィルム９に、光拡散フィル
ム８（ポリカーボネート）を接着剤１０を用いて形成し
た画像品位向上フィルム９である。
【００７９】そして図５（Ｄ）に示した実施例は、遮光
層用フィルム４の上に光拡散層８を形成し、その上にハ
ロゲン化銀塩感光剤を塗布した後、ＴＡＣフィルム１ｂ
と遮光層用フィルム４とを接着剤１０を用いて接着し
た。次の工程である遮光層７の形成方法は上述の方法と
同様であるが、ハロゲン化銀塩感光剤自身は非常に薄い
（例えば５μｍ）ため、露光時にマイクロレンズ２から
光拡散層８を通過した光がハロゲン化銀塩感光剤の層内
での拡がりは無視出来る程度である。即ち、形成された
遮光層７の中に、遮光領域５と光の透過性の高い領域６
とが明瞭に区分される。尚、図中に示したフィルム１１
ａは保護用フィルムであって、装着しない場合もある。
【００８０】上記した何れの場合においても、画像品位
向上フィルム９の性能は図１乃至図４に示した場合と同
様に、良好な光学的特性を示すが、特に光拡散層８をマ
イクロレンズ２と遮光層７との間に配置した方が、より
コントラスト特性が向上した。
【００８１】図６は、本発明の他の実施例である。
【００８２】図６は、前述の図５（Ａ）に示した画像品
位向上フィルム９において、遮光層７に設けた光透過領
域６に対応した部分に光拡散層８ａを形成した場合の画
像品位向上フィルム９である。この場合、この画像品位
向上フィルム９を介して得られる画像の品質は、図５
（Ａ）に示された場合に比較して、よりシャープな画像
が得られるという効果を発揮した。
【００８３】図７は、本発明の別の一実施例を表わす。
【００８４】図７（Ａ）に示した画像品位向上フィルム
９は、前述の図５（Ａ）に示した画像品位向上フィルム
９と同様の方法を用いて作製されるが、遮光層７は光拡
散層８の機能も兼ね備えている。即ち、図７（Ｂ）は遮
光層７を拡大した図であって、遮光層用フィルム４の上
にハロゲン化銀塩感光剤を塗布する際に、光透過性の大
きな素材からなる小球１２を所定量だけ混入させる。こ
の所定量とは、上記した方法を用いて遮光層７に遮光領
域５及び光透過性の大きな領域６とを形成した場合、遮
光領域５に含まれる上記した小球１２によって、遮光領
域５における遮光性が損なわれない範囲で定めればよ
い。本実施例では、一例としてハロゲン化銀塩感光剤に
対して配合量１〜３０重量％程度を混入する。また、小
球１２の材料として、例えば、ガラス、シリカ、酸化チ
タン等の無機化合物やポリスチレン、メラニン（屈折率
１．５７）、アクリル（屈折率１．４９）、アクリルス
チレン（屈折率１．５４）、ポリカーボネート、ポリエ
チレン、塩化ビニル、シリコン樹脂等のプラスチック等
が適合する。そして、それらの大きさは概ね０．１〜数
μｍ程度である。
【００８５】上記した構造によって、マイクロレンズ２
を介して入射された光は、遮光領域５においては十分に
遮光され、また光透過性の大きな領域６においては小球
１２で拡散されながら外部へ放射されるため、光拡散層
８を装着した場合と同様の効果を発揮することが出来
る。
【００８６】次に、本発明の他の実施例を図８に示す。
画像品位向上フィルム９と、液晶セル１３と、コリメー
ト光を出射する背面照明手段１４とを備え、この画像品
位向上フィルム９を構成するマイクロレンズ２が形成さ
れた面と、背面照明手段１４の光出射面とが対面するよ
うに配置され、そして両者に挟まれるように上記の液晶
セル１３を配置して、画像表示装置を作製した。また、
画像品位向上フィルム９は、上記の図１乃至図７の何れ
かに示した方法を用いて作製されている。
【００８７】図示していないが、別途設けた駆動手段に
よって液晶セル１３及び背面照明手段１４を制御し、液
晶セル１３に表示させた画像情報を、画像品位向上フィ
ルム９を介して観察した。その結果、上記した画像品位
向上フィルム９を装着しない場合の視野角特性が、上
下、左右方向に対して±約３０度程度であったが、画像
品位向上フィルム９を装着することによって、視野角特
性の改善に顕著な効果を発揮し、色相反転現象が生じな
い範囲で、上下、左右方向に±約６０度を得ることが出
来る。尚、視野角特性の評価に関して、液晶セルを通過
した光のうち、液晶セルに垂直な方向の光の強度を基準
とし、その強度が半減する時の角度を視野角と定義し
た。
【００８８】また、図９に本発明の別の実施例を示す。
【００８９】図９は、光源と液晶セルを有するプロジェ
クタ１５と、このプロジェクタ１５から放射された光を
反射させるためのミラー１６と、このミラー１６で反射
させた光を投影させるためのスクリーン１７とを備えた
背面投写型画像表示装置である。そして、このスクリー
ン１７はマイクロレンズ２、遮光膜７、光拡散層８を備
えたところの、図１乃至図７の何れかに示された方法で
作製された画像品位向上フィルム９が装着されている。
【００９０】図示していないが、別途設けた駆動手段に
よって光源と液晶セルを有するプロジェクタ１５を制御
し、液晶セルに表示させた画像情報をミラー１６を用い
て反射させて、スクリーン１７上にその画像情報を拡大
投写させる。上記した構成の背面投写型画像表示装置を
用いることによって、スクリーン１７上に画像品位向上
フィルム９を装着しない場合に比較して、マイクロレン
ズ２及び光拡散層８による視野角特性の改善及び遮光層
７によるコントラスト特性の改善に著しい効果を発揮し
た。
【００９１】本実施例では、図１乃至図７の何れかに示
された画像品位向上フィルム９をスクリーン１７に装着
して用いたが、画像品位向上フィルム９自身がスクリー
ン１７を兼用してもよい。即ち、図３（Ｄ）に例示した
ように、マイクロレンズ用フィルム１と遮光膜用フィル
ム４とがガラスや強化プラスチック等を介して接着され
ていても良い。また、上記のガラスや強化プラスチック
等に、光拡散層７が接するように接着させても良い。
【００９２】以上で述べたように、本発明の構成は実施
例に限定されるものではない。即ち、画像品位向上フィ
ルムの光拡散層の上方に、例えば保護フィルムや反射防
止フィルム等を形成したり、紫外線から画像品位向上フ
ィルムを保護するためのコーティングを施すことに対し
て、一般に良く知られた技術を適用することが出来る。
【００９３】
【発明の効果】以上で説明したように、マイクロレンズ
とハロゲン化銀塩感光剤を用いた遮光層と光拡散層とを
備えた画像品位向上フィルムは、高視野角特性及び高コ
ントラスト特性を発揮し、これを画像表示装置に適用す
ることによって、視野角が広く、更に外光に対して視認
性の高い画像表示装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である画像品位向上フィ
ルムの構成図及びそのプロセスを表わす説明図である。
【図２】遮光層と光拡散層間の距離と画像のぼやけ量と
の関係を表わす説明図である。
【図３】本発明の第２の実施例を説明する画像品位向上
フィルムの構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例を説明する画像品位向上
フィルムの構成図である。
【図５】本発明の第４の実施例を説明する画像品位向上
フィルムの構成図である。
【図６】本発明の第５の実施例を説明する画像品位向上
フィルムの構成図である。
【図７】本発明の第６の実施例を説明する画像品位向上
フィルムの構成図である。
【図８】本発明の一実施例を説明する画像表示装置の構
成図である。
【図９】本発明の一実施例を説明する背面投写型画像表
示装置の構成図である。
【符号の説明】
１…マイクロレンズ用フィルム、２…マイクロレンズ、
３…遮光層形成材料（感光剤）、４…遮光層用フィル
ム、５…遮光領域、６…光の透過性の高い領域、７…遮
光層、８…光拡散層、９…画像品位向上フィルム、１０
…接着剤、１１…光拡散層用フィルム、１１ａ…保護用
フィルム、１２…小球、１３…液晶セル、１４…照明手
段、１５…プロジェクタ、１６…ミラー、１７…スクリ
ーン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BB01 BB24 BB42 2H091 FA29X FA31X FA34X FB02 FB13 FC23 FD06 LA03 LA12 LA19 MA07 5G435 AA00 AA01 AA02 BB12 BB15 BB17 CC12 DD02 DD07 EE27 FF01 FF06 FF08 FF13 GG02 GG08 GG24 GG26 GG46 HH02 KK07 LL08 LL15

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層とを
    備え、該遮光層はエネルギー線の照射によって光透過率
    を変化させる化合物で構成され、前記エネルギー線の照
    射量よって、前記遮光層を通過する光透過率が空間的に
    変調されたことを特徴とする画像品位向上部材。
  2. 【請求項２】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層とを
    備え、該遮光層は少なくともハロゲン化銀を含有する化
    合物で構成され、該化合物にエネルギー線を照射するこ
    とによって、前記遮光層を通過する光透過率を空間的に
    変調させたことを特徴とする画像品位向上部材。
  3. 【請求項３】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層とを
    備え、該遮光層が少なくともＡｇまたはＡｇを含有した
    化合物で構成され、前記遮光層に含まれるＡｇ濃度変化
    によって、前記遮光層を通過する光透過率を空間的に変
    調させたことを特徴とする画像品位向上部材。
  4. 【請求項４】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層とを
    備え、該遮光層が少なくともＡｇまたはＡｇを含有した
    化合物を分散させたゼラチン材料で構成され、前記遮光
    層にエネルギー線を照射することによって、照射領域で
    のＡｇ濃度が、非照射領域でのＡｇ濃度よりも少なくし
    たこと特徴とする画像品位向上部材。
  5. 【請求項５】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層とを
    備え、該遮光層は、ゼラチン材料中に少なくともＡｇま
    たはＡｇを含有した化合物を分散させたものであって、
    エネルギー線の照射された領域でのＡｇ濃度が、非照射
    領域でのＡｇ濃度よりも小さくなる性質を有するハロゲ
    ン化銀塩感光材料からなること特徴とする画像品位向上
    部材。
  6. 【請求項６】光透過率の空間的分布を形成せしめる光学
    要素と、遮光層と、光拡散層とを備え、前記光学要素と
    前記光拡散層との間に前記遮光層を配置し、該遮光層が
    エネルギー線の照射によって光透過率を変化させる化合
    物で構成され、前記エネルギー線の照射量よって、前記
    遮光層を通過する光透過率が空間的に変調されたことを
    特徴とする画像品位向上部材。
  7. 【請求項７】前記光拡散層は、前記光学要素と前記遮光
    層との間に配置されたことを特徴とする、請求項６記載
    の画像品位向上部材。
  8. 【請求項８】前記遮光層と前記光拡散層とが、４００μ
    m以内の間隔で配置されたことを特徴とする、請求項６
    または７記載の画像品位向上部材。
  9. 【請求項９】前記遮光層と前記光拡散層とが、１５０μ
    m以内の間隔で配置されたことを特徴とする、請求項６
    または７記載の画像品位向上部材。
  10. 【請求項１０】前記遮光層と前記光拡散層とが、５０μ
    m以内の間隔で、または密着して配置されたことを特徴
    とする、請求項６または７記載の画像品位向上部材。
  11. 【請求項１１】光透過率の空間的分布を形成せしめる光
    学要素と、遮光層と、光拡散層とを備え、前記遮光層は
    光透過領域と遮光領域とを有し、かつ前記光透過領域に
    対応する前記遮光層の少なくとも上面または下面に位置
    する領域に、前記光拡散層を配置したことを特徴とする
    画像品位向上部材。
  12. 【請求項１２】光透過率の空間的分布を形成せしめる光
    学要素と、該光学要素と相対する面に配置した遮光層と
    を備え、該遮光層は、光透過性を有する小球を含有して
    なることを特徴とする画像品位向上部材。
  13. 【請求項１３】前記小球の直径は０．１〜６μｍであっ
    て、前記遮光層に混合される割合は、１〜３０重量％で
    あることを特徴とする、請求項１２記載の画像品位向上
    部材。
  14. 【請求項１４】前記光学要素は、マイクロレンズアレイ
    であることを特徴とする、請求項１乃至１２の何れかに
    記載の画像品位向上部材。
  15. 【請求項１５】前記画像品位向上部材の形態は、フィル
    ムまたは基材であることを特徴とする、請求項１乃至１
    ２の何れかに記載の画像品位向上部材。
  16. 【請求項１６】液晶セルと、コリメート光線を出射する
    背面照明手段と、画像品位向上部材とを備え、前記背面
    照明手段と前記画像品位向上部材とが、前記液晶セルを
    挟んで配置されたことを特徴とする画像表示装置。
  17. 【請求項１７】光源と液晶セルを有するプロジェクタ
    と、該プロジェクタからの光を反射させるためのミラー
    と、該ミラーで反射させた光を投影させるためのスクリ
    ーンとを備え、該スクリーンは、請求項１乃至１５の何
    れかに記載の画像品位向上部材であることを特徴とする
    背面投写型画像表示装置。
JP29487699A 1999-10-18 1999-10-18 画像品位向上部材及びこれを用いた画像表示装置 Pending JP2001116917A (ja)

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