JP2003337209A - Diffusing reflector and its application - Google Patents

Diffusing reflector and its application

Info

Publication number
JP2003337209A
JP2003337209A JP2002146401A JP2002146401A JP2003337209A JP 2003337209 A JP2003337209 A JP 2003337209A JP 2002146401 A JP2002146401 A JP 2002146401A JP 2002146401 A JP2002146401 A JP 2002146401A JP 2003337209 A JP2003337209 A JP 2003337209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surface relief
diffuser
reflection plate
light
diffraction grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002146401A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003337209A5 (en
Inventor
Tetsuya Hoshino
鉄哉 星野
Yasushi Sugimoto
靖 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2002146401A priority Critical patent/JP2003337209A/en
Publication of JP2003337209A publication Critical patent/JP2003337209A/en
Publication of JP2003337209A5 publication Critical patent/JP2003337209A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive diffusing reflector having excellent luminance and durability because the plate diffuses and reflects any oblique incident light while imparting directivity to the front direction to the light. <P>SOLUTION: The diffusing reflector reflects light to uniformly diffuse or condense the light in an objective range. The reflector uses a surface relief type grating and a surface relief type hologram diffusing body. The diffusing reflector having such scattering characteristics that the scattered light shows an illumination pattern and the scattering intensity is made uniform in the pattern is obtained by laminating holograms having diffusion characteristics different from a hologram diffusing body for controlling an illumination pattern and a grating for controlling the scattering intensity in the illumination pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム拡散反
射板に関し、特に特定の角度範囲に散乱光を制御する拡
散体として利用する拡散反射板とそれを用いた反射型液
晶表示装置、照明機器用部材、光通信用部材に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram diffuse reflector, and more particularly to a diffuse reflector used as a diffuser for controlling scattered light in a specific angle range, a reflective liquid crystal display device using the diffuse reflector, and an illumination device. And a member for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】拡散反射板の例である反射型LCDの拡
散体に要求される特性は、斜めから入射した光でも効率
よく正面に反射されること、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、特開2000−105317号公報の反射板で
は、レリーフ型ホログラム拡散体と体積位相型ホログラ
ムを組み合わせて正面に反射させている。表面レリーフ
型ホログラムを部材として用いた反射型液晶表示装置に
かかわるものとして、(1)特開昭56−51772号
公報、(2)特表平8−505716号公報、(3)特
開平9−152586号公報、(4)特開平9−222
512号公報、(5)特開平11−84372号公報、
(6)特開2000−105317号公報がある。いず
れも、拡散体を拡散反射板に使用することで、正面から
見た反射光の強度を高くしようとするものである。
2. Description of the Related Art The characteristics required for a diffuser of a reflective LCD, which is an example of a diffuse reflector, are such that even obliquely incident light is efficiently reflected to the front, the area is wide, and the seam is invisible. It is durable and has low material cost. Conventionally, for example, in the reflection plate of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-105317, the relief type hologram diffuser and the volume phase type hologram are combined and reflected to the front with respect to these requirements. As a device relating to a reflective liquid crystal display device using a surface relief hologram as a member, (1) JP-A-56-51772, (2) JP-A-8-505716, (3) JP-A-9- No. 152852, (4) JP-A-9-222
512, (5) JP-A-11-84372,
(6) There is JP-A-2000-105317. In both cases, the intensity of the reflected light seen from the front is increased by using the diffuser for the diffuse reflector.

【0003】これらの技術を利用することにより、反射
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。けれども、上記(1)、
(2)、(4)および(5)の公報による方法ではレリ
ーフ型ホログラム拡散体に散乱角度選択性がすくないた
めに、反射角度が広がりすぎる。さらに、(3)の公報
では入射方向を特定の方向のみでしか考慮していないた
め、照明光が様々な角度から入射する室内照明の場合に
は、使いにくい。上下左右の拡散の制御には、碁盤目状
に溝を持ち、上下と左右でピッチの異なる回折格子を用
いるか、スペックルパターンに異方性のある拡散体を用
いることが望まれる。実際、(6)の方法では、スペッ
クルパターンに異方性のある拡散体を用いている。しか
し、回折格子として、体積型ホログラムを使用している
ため耐久性が悪く、しかも、観察者から見て、回折格子
を拡散体の手前に置いているので、回折格子面での反射
光が分光され色むらやにじみが起こりやすい。
By utilizing these techniques, it is possible to obtain an image with high contrast and brightness on the reflection type LCD diffusion plate. However, (1) above,
In the methods according to the publications (2), (4) and (5), the relief type hologram diffuser has a low scattering angle selectivity, and therefore the reflection angle is too wide. Further, in the publication (3), the incident direction is considered only in a specific direction, so that it is difficult to use in the case of indoor illumination in which illumination light is incident from various angles. In order to control diffusion in the vertical and horizontal directions, it is desirable to use a diffraction grating having grooves in a grid pattern and different pitches in the vertical and horizontal directions, or to use a diffuser having an anisotropic speckle pattern. In fact, the method (6) uses a diffuser having an anisotropic speckle pattern. However, since the volume hologram is used as the diffraction grating, the durability is poor, and since the diffraction grating is placed in front of the diffuser from the observer's point of view, the light reflected by the diffraction grating surface is spectrally separated. Color unevenness and bleeding easily occur.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、拡散反射板
の場合において、任意の斜め入射の光を正面方向への指
向性を持たせて拡散反射することで輝度に優れた拡散反
射板を提供すること、さらに、耐久性に優れ、かつ、安
価な拡散反射板を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In the case of a diffuse reflector, the present invention provides a diffuse reflector having excellent brightness by diffusing and reflecting any obliquely incident light with directivity in the front direction. It is another object of the present invention to provide a diffuse reflector having excellent durability and low cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、表面レリーフ
型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拡散反射板を使用する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention uses a diffuse reflection plate in which a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser having directivity for diffusion are combined.

【0006】本発明は、(1) 光を反射して、目的と
する範囲内に一様に光を拡散あるいは集光する拡散反射
板であって、表面レリーフ型回折格子と表面レリーフ型
ホログラム拡散体を使用することを特徴とする拡散反射
板である。また、(2) 前記拡散反射板の表面レリー
フ型回折格子または表面レリーフ型ホログラム拡散体
は、光を反射させるために溝のある片面を、金属膜ある
いは屈折率1.6以上の誘電体で覆ったことを特徴とす
る上記(1)に記載の拡散反射板である。金属膜として
は、例えば、AgやAlおよびそれらを主成分とする金
属をスパッタした膜を使用することができる。誘電体と
しては、例えば、TiOやZrOを使用することが
できる。また、(3) 反射型の表面レリーフ型回折格
子と透過型の表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用し
た上記(1)または上記(2)に記載の拡散反射板であ
る。また、(4) 可視波長域のレーザー光10mWを
xy平面上にある拡散体に反射させたとき、|S|=1
である入射光の単位方向ベクトルS(Sx,Sy,S
z)に対して、ある変数θ1、θ2(7°<θ1または
θ2<40°)が存在して、レーザーの入射角度Sxの
範囲を|Sx|<sin(θ1)でかつ入射角度Syの
範囲を|Sy|<sin(θ2)で任意に変えて、拡散
体に垂直な方向における反射光を観測したときに、入射
光の40%が、入射の角度範囲と同じ立体角の範囲A
(sr)に一様に散乱された場合の光の強度2.7/A
(cd)より常に強い強度が得られる上記(1)ないし
上記(3)のいずれかに記載の拡散反射板である。ま
た、(5) 拡散反射板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として入射光の方向ベクト
ルがS(0,0,1)であるとき、ある変数θ1、θ2
(4°<θ1<35°;90°>θ2>θ1×1.5)が
存在して、透過光または反射光の単位方向ベクトルS
(Sx,Sy,Sz)について、|Sx|<sin(θ
1)かつ|Sy|<sin(θ2)の角度範囲に入射光の
90%以上が透過あるいは反射され、しかも、X軸方向
における透過あるいは反射光強度の角度分布のピーク半
値幅θ1wが3°<θ1w<20°となる、表面レリーフ
型ホログラム拡散体を使用した上記(1)ないし上記
(4)のいずれかに記載の拡散反射板である。また、
(6) 拡散反射板の部材として用いる表面レリーフ型
回折格子の特性として入射光の方向ベクトルがS
(0,0,1)であるとき、ある変数θ1、θ2(4°
<θ1<35°;90°>θ2>θ1×1.5)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、|Sx|<sin(θ1)かつ|Sy|<si
n(θ2)の角度範囲に90%以上の入射光が入る、表
面レリーフ型回折格子を使用した上記(1)ないし上記
(4)のいずれかに記載の拡散反射板である。
The present invention (1) is a diffuse reflector for reflecting light and diffusing or condensing the light uniformly within a target range, which is a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffusion. It is a diffuse reflector characterized by using a body. (2) In the surface relief type diffraction grating or the surface relief type hologram diffuser of the diffuse reflection plate, one surface having a groove for reflecting light is covered with a metal film or a dielectric material having a refractive index of 1.6 or more. The diffuse reflector according to (1) above. As the metal film, for example, a film formed by sputtering Ag or Al and a metal containing them as a main component can be used. As the dielectric, for example, TiO 2 or ZrO 2 can be used. (3) The diffuse reflection plate according to (1) or (2) above, which uses a reflective surface relief type diffraction grating and a transmissive surface relief hologram diffuser. (4) When 10 mW of laser light in the visible wavelength range is reflected by a diffuser on the xy plane, | S | = 1
Is a unit direction vector S (Sx, Sy, S of incident light)
z), certain variables θ1 and θ2 (7 ° <θ1 or θ2 <40 °) exist, and the range of the incident angle Sx of the laser is | Sx | <sin (θ1) and the range of the incident angle Sy. Is arbitrarily changed with | Sy | <sin (θ2), and when the reflected light in the direction perpendicular to the diffuser is observed, 40% of the incident light has the same solid angle range A as the incident angle range.
Light intensity when uniformly scattered in (sr) 2.7 / A
The diffuse reflection plate according to any one of (1) to (3) above, which is always stronger than (cd). (5) As a characteristic of the surface relief hologram diffuser used as a member of the diffuse reflector, when the direction vector of the incident light is S i (0,0,1), certain variables θ1, θ2
(4 ° <θ1 <35 °; 90 °>θ2> θ1 × 1.5) exists and the unit direction vector S of transmitted light or reflected light
For (Sx, Sy, Sz), | Sx | <sin (θ
1) And 90% or more of the incident light is transmitted or reflected in the angle range of | Sy | <sin (θ2), and the peak half value width θ1w of the angular distribution of transmitted or reflected light intensity in the X-axis direction is 3 ° < The diffuse reflection plate according to any one of (1) to (4) above, which uses a surface relief hologram diffuser with θ1w <20 °. Also,
(6) As a characteristic of the surface relief type diffraction grating used as the member of the diffuse reflector, the direction vector of the incident light is S
When i (0, 0, 1), certain variables θ1, θ2 (4 °
<Θ1 <35 °; 90 °>θ2> θ1 × 1.5) exists, and | Sx | <sin (θ1) and | Sy | <for the unit direction vector S (Sx, Sy, Sz) of scattered light si
The diffuse reflection plate according to any one of (1) to (4) above, which uses a surface relief type diffraction grating, in which 90% or more of incident light enters in an angle range of n (θ2).

【0007】上記(1)、(4)、(5)および(6)
では、拡散反射板において、回折格子と指向性のある拡
散体を組み合わせることで、ある角度範囲で入射した光
を正面方向に拡散反射させる。拡散反射板に使われる回
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。(1)の、目的とする範囲とは四角や楕円などの
照明パターンの範囲を指す。ここで、回折格子とは入射
光を正反射方向以外にも反射することのできる、回折効
果が顕著になる大きさの領域で等間隔または不等間隔に
細長い溝が多数刻まれたフィルムや板である。また、ホ
ログラム拡散体とは、回折効果が顕著になる大きさの領
域でランダムに溝や穴が配置されたフィルムや板であ
る。また、ここでは拡散体の回折効率ηを次のように定
義する。 回折効率η=(全反射光量−回折されずに正反射した光
量)/全反射光量
The above (1), (4), (5) and (6)
Then, in the diffuse reflection plate, by combining a diffraction grating and a directional diffuser, light incident in a certain angle range is diffusely reflected in the front direction. The diffraction grating used for the diffuse reflector and the diffuser may be spatially closely attached or separated. The target range of (1) refers to a range of an illumination pattern such as a square or an ellipse. Here, the diffraction grating is a film or a plate that can reflect incident light in a direction other than the regular reflection direction and has a large number of elongated grooves at equal or unequal intervals in a region of a size in which the diffraction effect is remarkable. Is. Further, the hologram diffuser is a film or plate in which grooves and holes are randomly arranged in a region having a size in which the diffraction effect is remarkable. Further, here, the diffraction efficiency η of the diffuser is defined as follows. Diffraction efficiency η = (total reflected light amount-amount of light specularly reflected without being diffracted) / total reflected light amount

【0008】(2)のように、拡散反射膜の作り方は金
属膜あるいは高屈折率の誘電体で覆うだけでよい。金属
反射膜は反射光を狙った方向にするために回折格子の上
に設けるのが最も好ましい。
As in the case of (2), the diffuse reflection film may be formed only by covering with a metal film or a dielectric material having a high refractive index. The metal reflection film is most preferably provided on the diffraction grating in order to direct the reflected light in the aimed direction.

【0009】(3)のような構成にして、ホログラム拡
散体で一旦拡散した光を、回折格子で散乱することによ
り、ホログラム面での反射光によるモアレや表示むらを
なくすことができる。
With the configuration (3), the light once diffused by the hologram diffuser is scattered by the diffraction grating, so that moire and display unevenness due to the reflected light on the hologram surface can be eliminated.

【0010】また、本発明は、(7) 表面レリーフ型
回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体を積層した
ことを特徴とする上記(1)ないし上記(6)のいずれ
かに記載の拡散反射板である。また、(8) 表面レリ
ーフ型回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体を表
裏両面に作製し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拡散反射板である。
The present invention also provides (7) a diffuse reflection plate as described in any one of (1) to (6) above, characterized in that a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser are laminated. Is. (8) The diffuse reflection plate according to any one of (1) to (6) above, wherein the surface relief type diffraction grating and the surface relief type hologram diffuser are formed on both front and back surfaces.

【0011】(7)および(8)のような構成により、
拡散体と回折格子の両方の特性を併せ持った拡散反射板
が容易に得られる。
With the constructions (7) and (8),
A diffuse reflector having both the characteristics of the diffuser and the diffraction grating can be easily obtained.

【0012】また、本発明は、(9) 表面レリーフ型
回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体を同じ面に
作製し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拡散反射板である。(9)は回折格
子の溝周期より、拡散体の凹凸の大きさを大きくするこ
とによって、あるいは、逆に、拡散体の凹凸の大きさよ
り、回折格子の溝周期を大きくすることによって同じ面
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。重ねがきの方法
としては、拡散体の層と回折格子の層を完全に分ける方
がよい。つまり、拡散体の穴が回折格子のピッチより大
きい場合、深さ0.5λまで拡散体の溝を掘り,拡散体
の溝が彫れているところのみ、深さ0.5λからλまで
の回折格子の溝を掘る。このように設計すると、回折格
子の回折効率は落ちるが、本発明では必ずしも高い回折
効率が要求されるわけではない。ここでλは使用する可
視光の中心波長である。
Further, the present invention (9) is characterized in that the surface relief type diffraction grating and the surface relief type hologram diffuser are formed on the same surface.
The diffuse reflector according to any one of 1. In (9), by making the size of the unevenness of the diffuser larger than the groove period of the diffraction grating, or conversely, by making the groove period of the diffraction grating larger than the size of the unevenness of the diffuser, the same surface is formed. The purpose is to reduce the number of transfer processes by overwriting two shapes so that only one side is formed. As a method of stacking, it is better to completely separate the diffuser layer and the diffraction grating layer. That is, when the holes of the diffuser are larger than the pitch of the diffraction grating, the grooves of the diffuser are dug up to a depth of 0.5λ, and the diffraction grating from the depth of 0.5λ to λ is formed only where the grooves of the diffuser are carved. Dig the ditch. When designed in this way, the diffraction efficiency of the diffraction grating is reduced, but the present invention does not necessarily require high diffraction efficiency. Here, λ is the center wavelength of visible light used.

【0013】また、本発明は、(10) 照明パターン
を作るための孔と拡散体からなるマスク拡散体孔を通し
たレーザーで、感光性材料を露光し凹凸を作製した散乱
光の角度範囲が制御された表面レリーフ型ホログラム拡
散体を用いることを特徴とする上記(1)ないし上記
(9)のいずれかに記載の拡散反射板である。上記(1
0)のように、マスク拡散体孔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。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記
載されているが、露光原理は同じである。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。
Further, according to the present invention, (10) an angle range of scattered light obtained by exposing a photosensitive material with a laser through a mask diffuser hole consisting of a hole for making an illumination pattern and a diffuser and making unevenness The diffuse reflection plate according to any one of (1) to (9) above, wherein a controlled surface relief hologram diffuser is used. Above (1
As described in 0), the hologram diffuser manufactured by exposing through the mask diffuser hole can control the diffusion angle of the diffused light. Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-299303 describes a method of forming a diffuser for a volume phase hologram, but the exposure principle is the same. The surface relief hologram obtained by exposure and development may be used as it is or transferred.

【0014】また、本発明は、(11) 表面レリーフ
型回折格子の格子溝の方向が非平行になるよう積層され
たことを特徴とする上記(1)ないし上記(10)のい
ずれかに記載の拡散反射板である。また、(12) 同
じ面または表裏の面に、表面レリーフ型回折格子の格子
溝が非平行になるよう縦横に配置されたことを特徴とす
る上記(1)ないし上記(10)のいずれかに記載の拡
散反射板である。ホログラム拡散体に、上記(11)、
(12)のような回折格子を組み合わせることによっ
て、照明パターン内の散乱強度を一様にすることができ
る。
Further, according to the present invention, there is provided (11) any one of the above (1) to (10), wherein the surface relief type diffraction gratings are laminated so that the directions of the grating grooves are non-parallel. It is a diffuse reflector. (12) In any one of the above (1) to (10), the grating grooves of the surface relief type diffraction grating are arranged vertically and horizontally on the same surface or the front and back surfaces so as to be non-parallel. It is the diffuse reflection plate described. In the hologram diffuser, the above (11),
By combining the diffraction grating as in (12), the scattering intensity in the illumination pattern can be made uniform.

【0015】また、本発明は、(13) 表面レリーフ
型ホログラム拡散体の積層は、接着層を介して接着する
ことを特徴とする上記(9)ないし上記(12)のいず
れかに記載の拡散反射板である。また、(14) 表面
レリーフ型ホログラム拡散体の積層は、スペーサーをは
さむことを特徴とする上記(9)ないし上記(12)の
いずれかに記載の拡散反射板である。表面レリーフ型ホ
ログラムの積層は上記(13),(14)のようにすれ
ば容易にできる。
The present invention also provides (13) the diffusion according to any one of the above items (9) to (12), characterized in that the laminated layers of the surface relief type hologram diffusers are adhered via an adhesive layer. It is a reflector. Further, (14) the diffused reflection plate according to any one of the above (9) to (12), wherein the layered surface relief hologram diffuser is sandwiched by spacers. The surface relief type holograms can be easily laminated by the above-mentioned steps (13) and (14).

【0016】また、本発明は、(15) 前記表面レリ
ーフ型ホログラム拡散体は、表面レリーフ型ホログラム
を転写ロールの電鋳型等の型から転写したことを特徴と
する上記(12)ないし上記(14)のいずれかに記載
の拡散反射板である。また、(16) 前記表面レリー
フ型ホログラム拡散体は、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(1
5)に記載の拡散反射板である。また、(17) 前記
表面レリーフ型ホログラム拡散体は、表面レリーフ型ホ
ログラムの材料に熱可塑性樹脂を使うことを特徴とする
上記(15)に記載の拡散反射板である。上記(1
5)、(16)、(17)のように、拡散体や回折格子
のマスター電鋳型等の型からUV硬化型樹脂または熱可
塑性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。
(15) The present invention (15) is characterized in that the surface relief hologram diffuser is obtained by transferring the surface relief hologram from a mold such as an electroforming mold of a transfer roll. ) Is a diffuse reflection plate. (16) The surface relief hologram diffuser uses a UV curable resin as a material for the surface relief hologram.
It is the diffuse reflection plate described in 5). (17) The surface relief hologram diffuser is the diffuse reflector described in (15), characterized in that a thermoplastic resin is used as a material of the surface relief hologram. Above (1
As in 5), (16) and (17), it can be manufactured at low cost by transferring from a mold such as a master electroforming mold of a diffuser or a diffraction grating to a UV curable resin or a thermoplastic resin.

【0017】また、本発明は、(18) 上記(1)な
いし上記(17)のいずれかに記載の拡散反射板を拡散
反射板として用いた反射型液晶表示装置である。また、
(19) 上記(1)ないし上記(17)のいずれかに
記載の拡散反射板を拡散反射板として用いた照明機器用
部材である。また、(20) 上記(1)ないし上記
(17)のいずれかに記載の拡散反射板を拡散反射板と
して用いた光通信用部材である。上記(18)、(1
9),(20)のように、液晶表示装置、照明機器、光
通信の部材として使用することができる。反射型液晶表
示装置に組み込むことにより、散乱方向の制御が容易に
なり、明るい表示が可能となる。また、金属膜を蒸着し
た回折格子を用いれば、回折格子の反射光の偏光特性を
利用して偏光板なしで表示装置を作ることも期待でき
る。この他、拡散反射板の用途としては、反射型液晶表
示装置の他に、プロジェクタスクリーン用拡散板、レー
ザービーム整形用拡散板に使用することができる。照明
用途としてはカメラのフラッシュや室内照明が挙げられ
る。また、光通信用途としては、光シートバスの拡散体
や光ファイバ信号の光強度分布の整形などが挙げられ
る。
The present invention also provides (18) a reflective liquid crystal display device using the diffuse reflection plate according to any one of (1) to (17) above as a diffusion reflection plate. Also,
(19) A member for lighting equipment, which uses the diffuse reflection plate according to any one of (1) to (17) as a diffusion reflection plate. (20) An optical communication member using the diffuse reflection plate according to any one of (1) to (17) above as a diffusion reflection plate. Above (18), (1
As described in 9) and (20), it can be used as a liquid crystal display device, a lighting device, and a member for optical communication. By incorporating it in a reflective liquid crystal display device, it becomes easy to control the scattering direction and bright display is possible. Further, if a diffraction grating having a metal film deposited thereon is used, it can be expected that a display device can be manufactured without a polarizing plate by utilizing the polarization characteristic of the reflected light of the diffraction grating. In addition to the reflective liquid crystal display device, the diffuse reflector can be used as a diffuser for a projector screen and a diffuser for laser beam shaping. Lighting applications include camera flash and room lighting. Further, examples of optical communication applications include a diffuser of an optical sheet bus and shaping of a light intensity distribution of an optical fiber signal.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、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
を積層した拡散反射板を示す。ここではフィルムを積層
した拡散反射板としている。反射を利用した反射型の照
明の場合、図1のように表面レリーフ型ホログラム拡散
体12を通った光は、整形されて楕円形や矩形に拡散さ
れる。次に、表面レリーフ型回折格子14、16で光強
度分布が一様になる。また、金属膜18で反射して正面
方向の輝度が強くなる。もう一度、表面レリーフ型ホロ
グラム拡散体12で整形されて、最終的には、一様な照
明光が得られる。このとき、表面レリーフ型ホログラム
拡散体単体の回折効率は70%以上で拡散角度は±15
°以下のものが好ましい。表面レリーフ型ホログラム拡
散体と表面レリーフ型回折格子は凹凸が向かい合うよう
に積層してもよい。表面レリーフ型回折格子は格子溝の
方向の違うフィルムを二枚重ねるよりも、光損失が少な
くなるよう一枚のフィルムの上に碁盤目状に格子溝があ
る方が好ましく、金属膜は反射光が正面への方向性を持
つよう回折格子の格子溝に直接付いている方が好まし
い。拡散体の材料や接着剤は、波長633nmの光に対
する吸光係数=1μm-1以下で、かつ、ホログラム成形
時の硬化収縮率が3%以下、複屈折率が30nm以下で
あることが好ましい。光を拡散体面で拡散するために、
波長をλ、拡散体の部材の屈折率をnとしたとき、拡散
体の凹凸深さは、λ/(n−1)以上であることが望ま
しい。拡散体の光を回折格子面で反射し集光する場合、
回折格子は、フレネルレンズと同様の凹凸形状となり、
その深さは、波長をλ、入射角をθとしたとき、mλ/
(2cosθ)、m=1,2,3,・・・の近傍(±10
%以内)であることが望ましい。拡散体の光を回折格子
面で反射し一様に拡散する場合、その深さは、(m−
0.5)・λ/(2cosθ)、m=1,2,3,・・・
の近傍(±10%以内)であることが望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a diffuse reflection plate in which surface relief holograms are laminated. Here, a diffuse reflection plate in which films are laminated is used. In the case of reflection type illumination using reflection, the light passing through the surface relief type hologram diffuser 12 as shown in FIG. 1 is shaped and diffused into an ellipse or a rectangle. Next, the light intensity distribution becomes uniform at the surface relief type diffraction gratings 14 and 16. Further, the reflection in the metal film 18 increases the brightness in the front direction. Once again, it is shaped by the surface relief type hologram diffuser 12, and finally, uniform illumination light is obtained. At this time, the diffraction efficiency of the surface relief hologram diffuser alone is 70% or more and the diffusion angle is ± 15.
Those below ° are preferred. The surface relief hologram diffuser and the surface relief diffraction grating may be laminated so that the concavities and convexities face each other. For surface relief type diffraction grating, it is preferable to have grid grooves in a grid pattern on one film to reduce light loss, rather than stacking two films with different grating groove directions. It is preferable to directly attach to the grating groove of the diffraction grating so as to have directivity to the front. It is preferable that the material of the diffuser and the adhesive have an extinction coefficient of 1 μm −1 or less for light having a wavelength of 633 nm, a cure shrinkage of 3% or less and a birefringence of 30 nm or less during hologram molding. In order to diffuse the light on the diffuser surface,
When the wavelength is λ and the refractive index of the member of the diffuser is n, the uneven depth of the diffuser is preferably λ / (n-1) or more. When the light of the diffuser is reflected by the diffraction grating surface and condensed,
The diffraction grating has an uneven shape similar to a Fresnel lens,
The depth is mλ /, where λ is the wavelength and θ is the incident angle.
(2cos θ), m = 1, 2, 3, ... (± 10
% Or less) is desirable. When the light of the diffuser is reflected by the diffraction grating surface and diffused uniformly, the depth is (m-
0.5) · λ / (2cosθ), m = 1, 2, 3, ...
It is desirable to be in the vicinity of (within ± 10%).

【0019】図2に反射の拡散反射板の輝度計による散
乱角の測定方法を示した。デカルト座標系を用いて、散
乱角θ1、θ2を定義し、散乱光の測定方法を示してい
る。拡散反射板はxy平面上にあり、入射した光が+Z軸方
向に散乱される。散乱光の方向は単位ベクトルS(S
x、Sy、Sz)である。このとき、図の網掛けで示し
た−sin(θ1)<Sx<sin(θ1)かつ−sin
(θ2)<Sy<sin(θ2)の範囲に入射光が散乱され
る。輝度計による反射特性の測定は正面方向から行っ
た。
FIG. 2 shows a method for measuring the scattering angle of a diffuse reflection plate of reflection by a luminance meter. Scattering angles θ1 and θ2 are defined using a Cartesian coordinate system, and a method for measuring scattered light is shown. The diffuse reflector is on the xy plane, and the incident light is scattered in the + Z axis direction. The direction of the scattered light is the unit vector S (S
x, Sy, Sz). At this time, -sin ([theta] 1) <Sx <sin ([theta] 1) and -sin shown by hatching in the figure.
Incident light is scattered in the range of (θ2) <Sy <sin (θ2). The reflection characteristics were measured from the front by a luminance meter.

【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34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。
An apparatus for producing the laminated film member
An example of the exposure optical system and its members is shown in FIGS. A desired electroforming mold is used as a mold of the transfer roll 34 as shown in FIG. 3, and after transferring to a UV curable resin, it is exposed to UV. In the case of a diffraction grating embossed in this way, the result is as shown in FIG.

【0021】次に、その積層方法を、図5を用いて説明
する。図5(a)のように透明樹脂フィルム42の上
に、UV硬化性樹脂40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。そして
必要により金属膜あるいは屈折率1.6以上の誘電体で
覆う。次ぎに、図5(c)のように接着剤44、透明樹
脂フィルム42・UV硬化性樹脂40をのせ、ラミネー
トする。さらにエンボス加工で図5(d)のような表面
レリーフ型ホログラム拡散体を作り、UV硬化する。こ
こで透明樹脂フィルムの材質は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。
Next, the stacking method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, the UV curable resin 40 is placed on the transparent resin film 42. Figure 5 with embossing
A diffraction grating as shown in (b) is formed and UV cured. Then, if necessary, it is covered with a metal film or a dielectric having a refractive index of 1.6 or more. Next, as shown in FIG. 5C, the adhesive 44, the transparent resin film 42 and the UV curable resin 40 are placed and laminated. Further, a surface relief type hologram diffuser as shown in FIG. 5D is formed by embossing and UV cured. Here, the material of the transparent resin film is preferably PMMA (polymethylmethacrylate) or alicyclic acrylic resin.

【0022】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に記
載したように拡散体を作製し、部材としてもよい。
If necessary, a diffuser may be formed as a member on the microlens array or the cylindrical lens array as described in claim 10.

【0023】なお、本発明では表面レリーフ型拡散反射
板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、反射型の拡散反射板の場
合、金属反射膜、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。
In the present invention, the surface relief type diffuse reflection plate is used as a member, but in principle, a volume phase type can be similarly manufactured. For example, in the case of a reflection type diffuse reflector, if the metal reflection film, the volume phase type diffraction grating diffuser, and the surface relief type diffuser are arranged in this order, the brightness becomes higher due to the excellent angle selectivity of the volume phase type diffraction grating. it can.

【0024】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や同様にして表面レリー
フ型回折格子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ー電鋳型を作製することができる。
このマスター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。
A surface relief type hologram diffuser or the like is prepared by producing an electroforming mold by transferring the concavo-convex surface from the concavo-convex surface of the produced surface relief type hologram, and then transferring the surface shape of the electroforming mold to a thin film. A large amount of surface relief type diffraction gratings can be produced. An example of a method for producing a mold in which an uneven surface capable of diffusing light is formed is shown in a document “Continuous and easy-to-understand magneto-optical disk (published by Optronics Inc., 1990)”. That is, a concavo-convex pattern of a target diffuser is formed on a glass substrate, and a silver or nickel film is formed (conductivity treatment) on the pattern formation surface by a vacuum deposition method or a sputtering method,
A master electroforming mold can be produced by a step of laminating nickel by electroforming and peeling it from a glass plate.
A large number of fine irregularities can be formed using this master electromold.

【0025】拡散体の電鋳型の元となる鋳型は図6、7
のようにして作ることができる。図6のマスク拡散体4
6は、中央部にたくさんの小開口50を持ち、小開口部
を持つ拡散体部分48と開口部のない遮断面52とから
なる。マスク拡散体46にはレーザー光54が投射され
る。光は拡散体部分48にある多数の小開口50を透過
し拡散され感光性フィルム56に向かって進む。露光
後、必要があれば感光性フィルム56の現像処理を行
い、拡散体を得る。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。表面レリーフ
型回折格子の電鋳型の元となる鋳型は、様々なタイプの
回折格子が市販されているのでそれらを使用することが
できる。
The original mold for the electroforming mold of the diffuser is shown in FIGS.
You can make it like this. Mask diffuser 4 of FIG.
6 has a large number of small openings 50 in the center, and is composed of a diffuser portion 48 having small openings and a blocking surface 52 having no openings. Laser light 54 is projected onto the mask diffuser 46. The light passes through a large number of small openings 50 in the diffuser portion 48 and is diffused toward the photosensitive film 56. After the exposure, if necessary, the photosensitive film 56 is developed to obtain a diffuser. When the He-Ne laser (633 nm) is applied to the surface relief hologram diffuser thus formed, the illumination pattern of the diffused light is shaped. Illumination patterns include ellipses and squares. If the contour of the diffuser is an ellipse, it becomes an ellipse, and if it is a square, it becomes a square.
Further, the spread of diffused light becomes wider when the distance between the diffuser and the photosensitive material is shorter, and narrower when the distance is farther. The light intensity distribution of the illumination pattern is measured as shown in FIG. The molds from which the electro-molds for surface relief gratings are based can be used as various types of gratings are commercially available.

【0026】光を散乱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および表面レリーフ型回
折格子用の鋳型は、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
光を散乱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。光を散乱し得る凹
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。
The surface relief type hologram diffuser and the mold for the surface relief type diffraction grating having the irregular surface capable of scattering light are formed into a sheet, a flat plate or a roll or a part of the surface of a substrate. It is possible to use a product having an uneven surface that can scatter light over the entire surface or a necessary part, and to be attached to a pressure device or sandwiched between the uneven surface and the pressure device. May be. You may add heat, light, etc. in the process of pressing. It is necessary to design the degree of unevenness of the mold in which the uneven surface capable of scattering light is usually formed in consideration of being deformed by curing the thin film layer.

【0027】[0027]

【実施例】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。
EXAMPLES Hereinafter, the use of the present invention will be described in detail with reference to examples, but the embodiments of the present invention are not limited thereto.

【0028】(実施例1)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分プリベークを行い、図6、7に示したようにAr
レーザー(488nm)を用い50mW/cm2で20
秒露光した。さらに、専用の現像液で現像をした。ここ
で形成された凸凹面から拡散反射板用鋳型であるニッケ
ルのマスター電鋳型を作製した。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ー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表面
レリーフ型ホログラム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。次に拡散反射板の電鋳
型シート(マスター電鋳型)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HLM
1500、日立化成テクノプラント株式会社製商品名)
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、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/cm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CS
O−402、楠本化成株式会社製)で加熱を行い、室温
まで冷却した。同様にして表面レリーフ型回折格子の電
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。得られた表面レリーフ型回折格子と
表面レリーフ型ホログラム拡散体を重ねることで光制御
された拡散体を作製した。この光制御拡散体にAlをス
パッタで蒸着させて拡散反射板を作製した。
Example 1 A commercially available photoresist for semiconductor (AZ-1500 manufactured by Shipley) was dropped on a glass substrate and spin-coated at 1000 rpm, and then 100 ° C.
Prebaked for 1 minute with Ar, as shown in FIGS.
20 at 50 mW / cm 2 using a laser (488 nm)
Second exposure. Further, it was developed with a dedicated developer. A nickel master electroforming mold, which is a mold for a diffuse reflector, was produced from the uneven surface formed here. Then, using this electroforming mold, a thin film layer was formed on the surface on which irregularities were to be formed, and the metal film surface of the master electroforming mold was pressed against the thin film layer. As a result, a thin film layer, which was a surface relief hologram diffuser having many fine irregularities on the surface, was formed.
Specifically, the unevenness of the thin film layer is obtained as follows. The following thin film forming solution was spin-coated on a thin glass substrate to obtain a thin film layer having a thickness of 2 μm. Next, a laminator (roll laminator HLM) is used so that a fine-shaped concave-convex surface is in contact with an electroforming sheet (master electroforming sheet) of a diffuse reflection plate.
1500, trade name of Hitachi Chemical Techno Plant Co., Ltd.)
A substrate in which a thin film layer and an electroforming sheet are laminated on a glass substrate by laminating at a substrate temperature of 90 ° C., a roll temperature of 80 ° C., a roll pressure of 0.7 MPa (7 Kg / cm 2 ) and a speed of 0.5 m / min. Got Next, the electroforming sheet was peeled off to obtain a surface relief type hologram diffuser which was a thin film layer on the surface of the glass substrate having irregular irregularities. This substrate was exposed to a light ray (high-pressure mercury lamp) for curing the thin film layer at 100 mJ / cm 2 using a parallel light exposure device MAP1200L (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). This substrate is placed in an oven at 240 ° C for 20 minutes (clean oven CS
O-402, manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd.) and heated to room temperature. Similarly, an electroforming template of a surface relief type diffraction grating was prepared and transferred to prepare a diffraction grating having grooves in the vertical and horizontal directions. A light-controlled diffuser was produced by stacking the obtained surface relief type diffraction grating and the surface relief type hologram diffuser. Al was sputter-deposited on this light control diffuser to prepare a diffuse reflector.

【0029】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。部は重量部(以下同じ)。 (ポリマー)ポリマーA 70部 (モノマー)ペンタエリストールテトラアクリレート 30部 (光開始剤)イルガキュアー369(チバスペシャルティーケミカルズ) 2.2部 N,N−テトラエチル−4,4'−ジアミノベンゾフェノン 2.2部 (溶剤) プロピレングリコールモノメチルエーテル 492部 (重合禁止剤)p−メトキシフェノール 0.1部 (界面活性剤)パーフルオロアルキルアルコシレート 0.01部
Thin film forming solution: Styrene, methyl methacrylate, ethyl acrylate, acrylic acid, glycidyl methacrylate copolymer resin was used as a polymer (polymer A). The molecular weight is 35,000 and the acid value is 110. Parts are parts by weight (same below). (Polymer) Polymer A 70 parts (monomer) pentaerythritol tetraacrylate 30 parts (photoinitiator) Irgacure 369 (Ciba Specialty Chemicals) 2.2 parts N, N-tetraethyl-4,4'-diaminobenzophenone 2. 2 parts (solvent) propylene glycol monomethyl ether 492 parts (polymerization inhibitor) p-methoxyphenol 0.1 part (surfactant) perfluoroalkyl alcoholate 0.01 part

【0030】(実施例2)本実施例においては、反射型
LCD用拡散反射板の反射特性を向上させている。図8
に示すように、外の光は偏光板62、位相差板64、カ
ラーフィルタ66、液晶68を通過して、表面レリーフ
型ホログラム拡散体70を透過し、表面レリーフ型回折
格子に蒸着された金属膜で反射されて、もう一度表面レ
リーフ型ホログラム拡散体を透過する。この拡散反射板
は図5(b)の回折格子面に金属膜をつける工程を経た
図5(d)のフィルムである。ただし、拡散体の凹凸の
ある面は下向きにつけるので、拡散体を別の工程で作
る。金属膜として反射率の高いAg蒸着膜やAl蒸着膜
が好ましい。接着剤には、表面レリーフ型ホログラム拡
散体に使う材料より屈折率が0.2以上大きいものを用
いる。拡散体の性能を維持するためと、金属膜で斜めに
散乱された光を拡散体との界面で反射させるためであ
る。カラーフィルタは赤・緑・青の画素よりできている
ので、入射光も赤・緑・青となって反射の拡散反射板に
到達する。反射効率を上げるためにはそれぞれの波長に
対応した画素ごとの金属膜回折格子を組み込んだ方が好
ましい。
(Embodiment 2) In the present embodiment, the reflection characteristic of the diffuse reflection plate for the reflection type LCD is improved. Figure 8
As shown in, external light passes through the polarizing plate 62, the phase difference plate 64, the color filter 66, and the liquid crystal 68, the surface relief hologram diffuser 70, and the metal deposited on the surface relief diffraction grating. It is reflected by the film and once again passes through the surface relief hologram diffuser. This diffuse reflector is the film of FIG. 5 (d) which has been subjected to the step of attaching a metal film to the diffraction grating surface of FIG. However, since the uneven surface of the diffuser is faced downward, the diffuser is made in another process. As the metal film, an Ag vapor deposition film or an Al vapor deposition film having a high reflectance is preferable. The adhesive has a refractive index larger than that of the material used for the surface relief hologram diffuser by 0.2 or more. This is to maintain the performance of the diffuser and to reflect the light obliquely scattered by the metal film at the interface with the diffuser. Since the color filter is made up of red, green, and blue pixels, the incident light also becomes red, green, and blue and reaches the diffuse reflection plate for reflection. In order to improve the reflection efficiency, it is preferable to incorporate a metal film diffraction grating for each pixel corresponding to each wavelength.

【0031】この拡散反射板の拡散特性は図9の実線に
示すように拡散領域が30°以下に制限されており輝度
とコントラストの向上が図られている。図9の点線で
は、比較例として拡散体に散乱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拡散角度の裾に広がり
があり、正面での輝度が下がっていることが分かる。
Regarding the diffusion characteristics of this diffuse reflector, the diffusion area is limited to 30 ° or less as shown by the solid line in FIG. 9 to improve the brightness and contrast. The dotted line in FIG. 9 shows a case where the diffuser has no directivity of scattered light as a comparative example. It can be seen that when there is no directivity, there is a spread at the bottom of the diffusion angle, and the brightness at the front is reduced.

【0032】[0032]

【発明の効果】表面レリーフ型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
拡散反射板を使用することにより、散乱方向や集光範囲
を制御することが、容易となる。
EFFECTS OF THE INVENTION By using a diffuse reflection plate in which a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser having directivity for diffusion are combined, it becomes easy to control the scattering direction and the focusing range. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】積層した表面レリーフ型回折格子と表面レリー
フ型ホログラム拡散体からなる拡散反射板の構成を示す
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a diffuse reflection plate composed of a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser which are laminated.

【図2】拡散反射板の反射特性の測定方法を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method for measuring a reflection characteristic of a diffuse reflector.

【図3】UV転写工法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a UV transfer method.

【図4】表面レリーフ型回折格子のUV硬化転写フィル
ムを示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a UV curing transfer film of a surface relief type diffraction grating.

【図5】(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明の
拡散反射板を作製する工程図である。
5 (a), (b), (c), and (d) are process diagrams for producing the diffuse reflection plate of the present invention.

【図6】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing a surface relief hologram diffuser.

【図7】表面レリーフ型ホログラム拡散体の作製法を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing a surface relief hologram diffuser.

【図8】反射型LCD基板の構成を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a reflective LCD substrate.

【図9】(a)図1記載の拡散反射板についての散乱角
と相対散乱強度の関係を示す説明図(実線は拡散体に指
向性のありの場合、点線は指向性のない場合)。散乱角
θは図1に示されるように入射した光と垂直に散乱した
光のなす角度で、(a)は横方向の反射特性(b)は縦
方向の反射特性。
9 (a) is an explanatory view showing the relationship between the scattering angle and the relative scattering intensity for the diffuse reflection plate shown in FIG. 1 (a solid line indicates a diffuser having directivity, and a dotted line indicates no directivity). The scattering angle θ is an angle formed by incident light and light scattered vertically as shown in FIG. 1, where (a) is the horizontal reflection characteristic and (b) is the vertical reflection characteristic.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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拡散反射板 12.表面レリーフ型ホログラム拡散体 14.縦方向に溝を掘った表面レリーフ型回折格子 16.横方向に溝を掘った表面レリーフ型回折格子 18.金属膜 20.入射レーザー光 22.散乱レーザー光 24.入射するレーザー光とその向き 26.輝度計 28.反射用の拡散反射板 30.入射方向が方向ベクトル(Sx、Sy、Sz)の
入射光の向き 32.上下の入射角度Sxの範囲が−sin(θ1)<
Sx<sin(θ1)かつ左右の散乱角Syの範囲が−
sin(θ2)<Sy<sin(θ2)である入射光の
範囲を示す領域 34.転写ロール 36.被加工フィルム 38.送りロール 40.UV硬化樹脂 42.PETなどの透明樹脂 44.接着剤 46.マスク拡散体 48.マスク拡散体の拡散体部分 50.拡散体の小開口 52.遮断面 54.レーザー光 56.感光性フィルムの塗布されたガラス基板 58.露光部分 60.反射光 62.偏光板 64.位相差板 66.カラーフィルタ 68.液晶 70.表面レリーフ型ホログラム拡散体 72.格子面に金属膜のついた表面レリーフ型回折格子 74.透明接着剤 76.拡散反射板
θ. 12. Diffuse reflection plate made of a film having an angle of emission of 10.3 layers of diffracted light emitted after being diffracted by a hologram Surface relief type hologram diffuser 14. 15. Surface relief type diffraction grating with a groove formed in the vertical direction 16. 18. Surface relief type diffraction grating with lateral grooves 18. Metal film 20. Incident laser light 22. Scattered laser light 24. Incident laser light and its direction 26. Luminance meter 28. Diffuse reflection plate for reflection 30. Direction of incident light whose incident direction is a direction vector (Sx, Sy, Sz) 32. The range of the upper and lower incident angles Sx is -sin (θ1) <
The range of Sx <sin (θ1) and the left and right scattering angles Sy is −
A region 34. indicating the range of incident light in which sin (θ2) <Sy <sin (θ2). Transfer roll 36. Processed film 38. Feed roll 40. UV curable resin 42. Transparent resin such as PET 44. Adhesive 46. Mask diffuser 48. Diffuser portion of mask diffuser 50. Small diffuser opening 52. Blocking surface 54. Laser light 56. Glass substrate coated with photosensitive film 58. Exposed part 60. Reflected light 62. Polarizing plate 64. Retardation plate 66. Color filter 68. Liquid crystal 70. Surface relief type hologram diffuser 72. Surface relief type diffraction grating with a metal film on the grating surface 74. Transparent adhesive 76. Diffuse reflector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500 1/13357 1/13357 G03H 1/04 G03H 1/04 Fターム(参考) 2H042 BA04 BA12 BA15 BA18 BA20 DA01 DA08 DA11 DB00 DE00 DE04 2H049 AA07 AA13 AA43 AA55 AA64 CA05 CA09 CA16 CA28 2H091 FA16 FA19 FC10 FC26 FC29 FC30 FD04 FD07 FD12 FD22 FD23 LA03 LA11 LA12 LA13 LA18 2K008 AA00 EE01 FF11 GG05 HH23─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500 1/13357 1/13357 G03H 1/04 G03H 1/04 F term ( (Reference) 2H042 BA04 BA12 BA15 BA18 BA20 DA01 DA08 DA11 DB00 DE00 DE04 2H049 AA07 AA13 AA43 AA55 AA64 CA05 CA09 CA16 CA28 2H091 FA16 FA19 FC10 FC26 FC29 FC30 FD04 FD07 FD12 FD22 FD23 LA03 LA11 LA01 AFFLA10 LA13 LA13 LA00

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光を反射して、目的とする範囲内に一様に
光を拡散あるいは集光する拡散反射板であって、表面レ
リーフ型回折格子と表面レリーフ型ホログラム拡散体を
使用することを特徴とする拡散反射板。
1. A diffuse reflection plate that reflects light and diffuses or condenses the light uniformly within a target range, and uses a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser. Is a diffuse reflector.
【請求項2】前記拡散反射板の表面レリーフ型回折格子
または表面レリーフ型ホログラム拡散体は、光を反射さ
せるために溝のある片面を、金属膜あるいは屈折率1.
6以上の誘電体で覆ったことを特徴とする請求項1に記
載の拡散反射板。
2. A surface relief type diffraction grating or a surface relief type hologram diffuser of the diffuse reflection plate has a metal film or a refractive index of 1.
The diffuse reflector according to claim 1, wherein the diffuse reflector is covered with at least 6 dielectrics.
【請求項3】反射型の表面レリーフ型回折格子と透過型
の表面レリーフ型ホログラム拡散体を使用した請求項1
または請求項2に記載の拡散反射板。
3. A reflection type surface relief type diffraction grating and a transmission type surface relief type hologram diffuser are used.
Alternatively, the diffuse reflection plate according to claim 2.
【請求項4】可視波長域のレーザー光10mWをxy平
面上にある拡散体に反射させたとき、|S|=1である
入射光の単位方向ベクトルS(Sx,Sy,Sz)に対
して、ある変数θ1、θ2(7°<θ1またはθ2<4
0°)が存在して、レーザーの入射角度Sxの範囲を|
Sx|<sin(θ1)でかつ入射角度Syの範囲を|
Sy|<sin(θ2)で任意に変えて、拡散体に垂直
な方向における反射光を観測したときに、入射光の40
%が、入射の角度範囲と同じ立体角の範囲A(sr)に
一様に散乱された場合の光の強度2.7/A(cd)よ
り常に強い強度が得られる請求項1ないし請求項3のい
ずれかに記載の拡散反射板。
4. A unit direction vector S (Sx, Sy, Sz) of incident light with | S | = 1 when a laser beam of 10 mW in the visible wavelength range is reflected by a diffuser on the xy plane. , Certain variables θ1, θ2 (7 ° <θ1 or θ2 <4
0 °) exists, and the range of the incident angle Sx of the laser is |
Sx | <sin (θ1) and the range of the incident angle Sy is |
When Sy | <sin (θ2) is arbitrarily changed and the reflected light in the direction perpendicular to the diffuser is observed, the
%, The intensity is always higher than the light intensity of 2.7 / A (cd) when uniformly dispersed in the range A (sr) of the same solid angle as the incident angle range. The diffuse reflector according to any one of 3 above.
【請求項5】拡散反射板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として入射光の方向ベクト
ルがS(0,0,1)であるとき、ある変数θ1、θ2
(4°<θ1<35°;90°>θ2>θ1×1.5)が
存在して、透過光または反射光の単位方向ベクトルS
(Sx,Sy,Sz)について、|Sx|<sin(θ
1)かつ|Sy|<sin(θ2)の角度範囲に入射光の
90%以上が透過あるいは反射され、しかも、X軸方向
における透過あるいは反射光強度の角度分布のピーク半
値幅θ1wが3°<θ1w<20°となる、表面レリーフ
型ホログラム拡散体を使用した請求項1ないし請求項4
のいずれかに記載の拡散反射板。
5. As a characteristic of a surface relief hologram diffuser used as a member of a diffuse reflector, when the direction vector of incident light is S i (0,0,1), certain variables θ1 and θ2 are given.
(4 ° <θ1 <35 °; 90 °>θ2> θ1 × 1.5) exists and the unit direction vector S of transmitted light or reflected light
For (Sx, Sy, Sz), | Sx | <sin (θ
1) And 90% or more of the incident light is transmitted or reflected in the angle range of | Sy | <sin (θ2), and the peak half value width θ1w of the angular distribution of transmitted or reflected light intensity in the X-axis direction is 3 ° < 5. A surface relief hologram diffuser having a θ1w <20 ° is used.
The diffuse reflector according to any one of 1.
【請求項6】拡散反射板の部材として用いる表面レリー
フ型回折格子の特性として入射光の方向ベクトルがS
(0,0,1)であるとき、ある変数θ1、θ2(4°<
θ1<35°;90°>θ2>θ1×1.5)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、|Sx|<sin(θ1)かつ|Sy|<sin
(θ2)の角度範囲に90%以上の入射光が入る、表面
レリーフ型回折格子を使用した請求項1ないし請求項4
のいずれかに記載の拡散反射板。
6. A surface relief type diffraction grating used as a member of a diffuse reflection plate has a characteristic that a direction vector of incident light is S i.
When (0, 0, 1), certain variables θ1, θ2 (4 ° <
θ1 <35 °; 90 °>θ2> θ1 × 1.5) exists, and | Sx | <sin (θ1) and | Sy | <sin for the unit direction vector S (Sx, Sy, Sz) of scattered light
5. A surface relief type diffraction grating in which 90% or more of incident light enters in the angle range of (θ2) is used.
The diffuse reflector according to any one of 1.
【請求項7】表面レリーフ型回折格子と表面レリーフ型
ホログラム拡散体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拡散反射板。
7. A surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser are laminated.
7. The diffuse reflection plate according to claim 6.
【請求項8】表面レリーフ型回折格子と表面レリーフ型
ホログラム拡散体を表裏両面に作製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拡散反射
板。
8. The diffuse reflection plate according to claim 1, wherein a surface relief type diffraction grating and a surface relief type hologram diffuser are formed on both front and back surfaces.
【請求項9】表面レリーフ型回折格子と表面レリーフ型
ホログラム拡散体を同じ面に作製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拡散反射
板。
9. The diffuse reflection plate according to claim 1, wherein the surface relief type diffraction grating and the surface relief type hologram diffuser are formed on the same surface.
【請求項10】照明パターンを作るための孔と拡散体か
らなるマスク拡散体孔を通したレーザーで、感光性材料
を露光し凹凸を作製した散乱光の角度範囲が制御された
表面レリーフ型ホログラム拡散体を用いることを特徴と
する請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の拡散反
射板。
10. A surface relief hologram in which the angular range of scattered light is controlled by exposing a photosensitive material with a laser through a mask diffuser hole consisting of a hole for making an illumination pattern and a diffuser, and controlling the angle range of the scattered light. The diffuse reflector according to any one of claims 1 to 9, wherein a diffuser is used.
【請求項11】表面レリーフ型回折格子の格子溝の方向
が非平行になるよう積層され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拡散反射板。
11. The diffuse reflection plate according to claim 1, wherein the surface relief type diffraction grating is laminated so that the directions of the grating grooves are non-parallel.
【請求項12】同じ面または表裏の面に、表面レリーフ
型回折格子の格子溝が非平行になるよう縦横に配置され
たことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれ
かに記載の拡散反射板。
12. The surface relief type diffraction grating is arranged vertically and horizontally on the same surface or on the front and back surfaces so that the grating grooves are not parallel to each other. Diffuse reflector.
【請求項13】表面レリーフ型ホログラム拡散体の積層
は、接着層を介して接着することを特徴とする請求項9
ないし請求項12のいずれかに記載の拡散反射板。
13. The laminated surface relief hologram diffuser is adhered via an adhesive layer.
The diffuse reflection plate according to claim 12.
【請求項14】表面レリーフ型ホログラム拡散体の積層
は、スペーサーをはさむことを特徴とする請求項9ない
し請求項12のいずれかに記載の拡散反射板。
14. The diffuse reflection plate according to claim 9, wherein a stack of surface relief hologram diffusers sandwiches a spacer.
【請求項15】前記表面レリーフ型ホログラム拡散体
は、表面レリーフ型ホログラムを転写ロールの型から転
写したことを特徴とする請求項12ないし請求項14の
いずれかに記載の拡散反射板。
15. The diffuse reflection plate according to claim 12, wherein the surface relief hologram diffuser is obtained by transferring a surface relief hologram from a transfer roll mold.
【請求項16】前記表面レリーフ型ホログラム拡散体
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請求項15に記載の拡散反射
板。
16. The diffuse reflection plate according to claim 15, wherein the surface relief hologram diffuser uses a UV curable resin as a material of the surface relief hologram.
【請求項17】前記表面レリーフ型ホログラム拡散体
は、表面レリーフ型ホログラムの材料に熱可塑性樹脂を
使うことを特徴とする請求項15に記載の拡散反射板。
17. The diffuse reflection plate according to claim 15, wherein the surface relief hologram diffuser uses a thermoplastic resin as a material of the surface relief hologram.
【請求項18】請求項1ないし請求項17のいずれかに
記載の拡散反射板を拡散反射板として用いた反射型液晶
表示装置。
18. A reflective liquid crystal display device using the diffuse reflection plate according to any one of claims 1 to 17 as a diffusion reflection plate.
【請求項19】請求項1ないし請求項17のいずれかに
記載の拡散反射板を拡散反射板として用いた照明機器用
部材。
19. A member for lighting equipment, which uses the diffuse reflection plate according to any one of claims 1 to 17 as a diffusion reflection plate.
【請求項20】請求項1ないし請求項17のいずれかに
記載の拡散反射板を拡散反射板として用いた光通信用部
材。
20. An optical communication member using the diffuse reflection plate according to any one of claims 1 to 17 as a diffusion reflection plate.
JP2002146401A 2002-05-21 2002-05-21 Diffusing reflector and its application Pending JP2003337209A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002146401A JP2003337209A (en) 2002-05-21 2002-05-21 Diffusing reflector and its application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002146401A JP2003337209A (en) 2002-05-21 2002-05-21 Diffusing reflector and its application

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004297135A Division JP2005031704A (en) 2004-10-12 2004-10-12 Diffuse reflection plate and its application

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003337209A true JP2003337209A (en) 2003-11-28
JP2003337209A5 JP2003337209A5 (en) 2005-07-07

Family

ID=29705396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002146401A Pending JP2003337209A (en) 2002-05-21 2002-05-21 Diffusing reflector and its application

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003337209A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078483A1 (en) * 2004-02-18 2005-08-25 Zeon Corporation Optical member, its manufacturing method, and display
JP2006330521A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Nippon Zeon Co Ltd Grid polarizing film, method for manufacturing grid polarizing film, optical laminate, method for manufacturing optical laminate, and liquid crystal display apparatus
JP2010226053A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Toppan Forms Co Ltd Method of manufacturing wiring board
JP2011052134A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Dnp Fine Chemicals Co Ltd Active energy ray-curable varnish for hologram forming, and printed product obtained by coating the same
CN102741730A (en) * 2010-02-10 2012-10-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 Lighting apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078483A1 (en) * 2004-02-18 2005-08-25 Zeon Corporation Optical member, its manufacturing method, and display
JP2006330521A (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Nippon Zeon Co Ltd Grid polarizing film, method for manufacturing grid polarizing film, optical laminate, method for manufacturing optical laminate, and liquid crystal display apparatus
JP2010226053A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Toppan Forms Co Ltd Method of manufacturing wiring board
JP2011052134A (en) * 2009-09-02 2011-03-17 Dnp Fine Chemicals Co Ltd Active energy ray-curable varnish for hologram forming, and printed product obtained by coating the same
CN102741730A (en) * 2010-02-10 2012-10-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 Lighting apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5837346A (en) Projection screens having light collimating and light diffusing properties
US6010747A (en) Process for making optical structures for diffusing light
TWI247926B (en) Optical film and reflective liquid-crystal display device
KR100371393B1 (en) Manufacturing Method of Optical Sheet and Optical Sheet for Liquid Crystal Displays
JPH07509327A (en) Direct-view display with array of tapered waveguides
WO2006064693A1 (en) Polarizing plate, method of producing the polarizing plate, and liquid crystal display device using the polarizing plate
WO2013163933A1 (en) Light guide plate with concave microstructure and manufacturing method thereof
TWI744878B (en) Diffractive backlight fabrication method
WO1998054605A1 (en) Lightguide
JP2003222727A (en) Optical control diffusion element by holography
JP2013205752A (en) Light diffusion film, polarizing plate and liquid crystal display
JP2013205512A (en) Light diffusion film, polarization plate, image forming apparatus, and display device
JPH1039108A (en) Manufacture of microlens array sheet
WO2005078483A1 (en) Optical member, its manufacturing method, and display
JP2000039515A (en) Light diffusing plate and liquid crystal display device using it
JP2003337209A (en) Diffusing reflector and its application
JP5942527B2 (en) Method for designing light diffusing film, method for producing light diffusing film, and method for evaluating diffusion characteristics of light diffusing film
JP3763378B2 (en) Light guide film manufacturing method, light guide film manufactured by the manufacturing method, laminated film, and liquid crystal display device
JP2004516492A (en) Display and light transmission plate for display
JP2002040219A (en) Computer hologram, reflection plate using computer hologram, reflection type liquid crystal display device using computer hologram
JP2002267805A (en) Lens film
JPH11142631A (en) Prism type reflecting plate
KR20120083196A (en) Optical film with partially coated structure array and manufacturing method thereof
JP2005099816A (en) Optical control diffuser by holography
JP2005031704A (en) Diffuse reflection plate and its application

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041012

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041012

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061011

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061017

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061213

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080304

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080428

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080509

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080530