JP2020126239A - 画像表示用導光板 - Google Patents

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勝矢 船山
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Abstract

【課題】樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる画像表示用導光板の提供。【解決手段】第１樹脂基材（１００１）と、ホログラム層（１００２）とを有する画像表示用導光板であって、第１樹脂基材（１００１）は、シャドーコントラストによる評価で得られるＭＣ値が０．１２０以下である、画像表示用導光板（１００４）。【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示用導光板に関する。
表示装置において、画像表示用導光板が用いられる場合がある。例えば、ＶＲ（仮想現実）技術、ＡＲ（拡張現実）技術又はＭＲ（複合現実）を用いた表示装置においては、ホログラム層が透明基材に支持された画像表示用導光板が用いられる。ホログラム層には、種々の光学機能、例えば、導波、反射及び回折の機能を有するホログラムが形成される。
透明基材としては、ガラス基材が用いられることが多い。しかし、加工性、軽量性、耐久性及び可搬性の観点から、透明基材として、樹脂基材が用いられることがより好ましい。
特許文献１には、車載用ヘッドアップディスプレイに用いられるホログラム積層体が開示されている。このホログラム積層体は、アクリル系樹脂基板、アクリル系接着剤層、アクリル系フォトポリマーからなるホログラム層、アクリル系接着剤層及びアクリル系樹脂基板が、この順に積層されている。
特許文献１には、アクリル系樹脂基板の表面平滑性によって、ホログラムの外観変化が発生することが記載されている。特許文献１によれば、ホログラム積層体の表面平滑性を表す最大高さＲｍａｘが５０μｍを超えると、ホログラムの外観変化が顕著になる。最大高さＲｍａｘが２５μｍ未満の場合、ホログラムの外観変化は許容範囲である。ただし、特許文献１には、最大高さＲｍａｘが１μｍ以下のナノオーダの表面平滑性の必要性については特に記載されていない。特許文献１には、ナノオーダの表面平滑性を有する具体例も何ら記載されていない。
また、ホログラム層を形成するホログラム材料は温度変化により樹脂基材を侵食する場合がある。ホログラム材料は、吸湿によって劣化することも知られている。このため、ホログラム層を樹脂基材で支持する表示装置は高温多湿環境下で劣化しやすい。
特許文献２には、光学的に透明な樹脂製の基体上に、ホログラムを形成する光感性材料層を形成し、光感性材料層を水性ポリマー保護バリアで被覆することが記載されている。特許文献２には、水性ポリマー保護バリアは、湿気によるアタックに耐える目的で設けられていることが示唆されている。
特許文献３には、光学接着剤を介して樹脂基体に挟まれたホログラムを有する積層体であって、外周部全体が保護被覆層で覆われたホログラム積層体が記載されている。特許文献３には、保護被覆層が密閉性、ガスバリア性を高めるコーティングであってもよいことが記載されている。
特開２０００−２９６５８３号公報 特開平５−１８１４００号公報 特開平１１−１８４３６３号公報
しかしながら、上記の関連技術には、以下の問題がある。
特許文献１に記載のホログラム積層体は、主に運転者が見る車載用のヘッドアップディスプレイに用いられる。このため、表示画像の画質は、特に高画質でなくてもよい。しかし、例えば、ＡＲ又はＭＲに用いるウェアラブルディスプレイ又はヘッドマウントディスプレイの場合、使用者の全視野において写実的な画像が表示されたり、細かな文字が表されたりすることが多い。このような用途においては、さらなる高画質化が求められる。
本発明者の検討によれば、画像表示用導光板においてホログラム層が樹脂基材に挟まれている場合、最大高さＲｍａｘが２５μｍ未満であっても画質低下が観察されることがある。例えば、押出成形された樹脂基材の表面に、押出ローラの駆動ギアのかみ合いピッチに対応するピッチのうねり（ギアマーク）が生じていると、画像が不鮮明なる箇所が発生しやすい。
特許文献２に記載の技術では、光感性材料層において水性ポリマー保護バリアと反対側の表面には、樹脂製の基体が密着している。
このため、高温環境下において光感性材料が樹脂製の基体を侵食するおそれがある。
さらに、樹脂製の基体の内部には水分が含まれるため、水分が光感性材料層との密着面を通して、光感性材料層に拡散する。加えて、基体が外部に露出しているため、基体には外部から水分が浸透し続ける。この結果、光感性材料層には樹脂製の基体を経由して水分が浸透するので、水性ポリマー保護バリアによって水分が遮蔽されるとしても、基体側からの水分により光感性材料層の経時劣化することを抑制できない。
特許文献３に記載の技術では、ホログラムを含む積層体の外周全体が保護被覆層によって密閉されている。このため、ホログラム積層体の外部から水分が内部に浸透してホログラムが劣化することは抑制される。しかし、保護被覆層形成時に樹脂基体に含有される水分は、保護被覆層よりも内側に閉じ込められる。この結果、樹脂基体に含有される水分がホログラムにも浸透することによって、ホログラムの経時劣化が進行するおそれがある。特に、高温環境においては、樹脂基板から水分放出の影響が顕著となる。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる画像表示用導光板を提供することを目的とする。
また、本発明は、樹脂基材を用いた場合であってもホログラム層の劣化を抑制できる画像表示用導光板を提供することを目的とする。
本発明者は鋭意研究を行い、画像表示用導光板に用いる樹脂基材において、表面粗さで測定されるピッチよりも格段に大きなピッチで変化する表面のうねりの大きさに対応する平面性を改善することにより、鮮明な画像を表示できることを見出し、本発明に到った。
樹脂基材の表面の平面性がうねりによって低下すると、樹脂基材に積層されるホログラム層の厚み振れが生じる。ホログラム層の厚み振れが生じると導波光の振れが生じる結果、画像に微細な歪み、変形が生じ、画像が不鮮明になる。カラー画像の場合には、導波光の振れに起因する色ずれ及び色にじみが生じる結果、画像が不鮮明になる。
これに対して、樹脂基材の表面の平滑性が微細な凹凸によって低下すると、導波光の散乱が生じる結果、画像が不鮮明になる。
また、本発明者は鋭意研究を行い、画像表示用導光板に用いるホログラム層を有する樹脂基材において、バリア層を導入することによって、ホログラム層の劣化が抑制され、鮮明な画像を表示できることを見出し、本発明に到った。
上記の課題を解決するため、例えば、本発明は以下の態様を有する。
［１］ 第１樹脂基材と、ホログラム層とを有する画像表示用導光板であって、
前記第１樹脂基材は、シャドーコントラストによる評価で得られるＭＣ値が０．１２０以下である、画像表示用導光板。
［２］ 第１樹脂基材と、第１バリア層と、ホログラム層とを有する画像表示用導光板。
［３］ 前記第１樹脂基材、前記第１バリア層及び前記ホログラム層が、厚み方向において、この順に配置されている、［２］に記載の画像表示用導光板。
［４］ さらに第２樹脂基材及び第２バリア層を有し、
前記第１樹脂基材、前記第１バリア層、前記ホログラム層、前記第２バリア層及び前記第２樹脂基材が、厚み方向において、この順に配置されている、［３］に記載の画像表示用導光板。
［５］ 前記第１樹脂基材の屈折率より前記第１バリア層の屈折率が高い、［２］〜［４］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［６］ 前記第１バリア層の屈折率が１．４８以上である、［２］〜［５］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［７］ 前記第１バリア層は無機材料を含む、［２］〜［６］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［８］ 前記第１バリア層は、ケイ素酸化物、ケイ素窒素酸化物、ダイヤモンドライクカーボン、アルミニウム酸化物及びガラスからなる群から選択される少なくとも１種の無機材料を含む、［７］に記載の画像表示用導光板。
［９］ 前記第１バリア層は、樹脂フィルム上に配置されている、［２］〜［８］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１０］ 前記第１バリア層の材料として水蒸気バリア性材料が用いられる、［２］〜［９］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１１］ 前記第１バリア層は、前記ホログラム層上に配置されている、［２］〜［１０］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１２］ 前記第１樹脂基材の屈折率が１．４８〜１．７０である、［１］〜［１１］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１３］ 前記第１樹脂基材が、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィン及びポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む、［１］〜［１２］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１４］ 前記第１樹脂基材のＪＩＳ Ｋ ６７１８−１：２０１５の付属書Ａに準拠して測定される熱収縮率が３％未満である、［１］〜［１３］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
［１５］ 前記第１樹脂基材の表面の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である、［１］〜［１４］のいずれか１つに記載の画像表示用導光板。
本発明によれば、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる画像表示用導光板を提供できる。
また、本発明によれば、樹脂基材を用いた場合であってもホログラム層の劣化を抑制できる画像表示用導光板を提供できる。
本発明の第１の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 ＭＣ値の評価方法を説明する模式的な正面図である。 ＭＣ値の評価方法を説明する模式的な平面図である。 ＭＣ値の評価用画像の一例を示す模式図である。 ＭＣ値のデジタル化された評価用画像の一例を示す模式図である。 ＭＣ値の算出方法を示す模式的なグラフである。 本発明の第１の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 実施例１の樹脂基板の製造装置の一例を示す模式的な縦断面図である。 本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 輝度値及びＦＯＶの測定方法を説明する模式的な正面図である。 本発明の第２の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 実施例５の画像表示用導光板を示す模式的な断面図である。 実施例６の画像表示用導光板を示す模式的な断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像表示用導光板の層構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態の第１変形例に係る画像表示用導光板の層構成を示す模式図である。 第３の実施形態に係るハードコートフィルムが２枚重ねられた状態を示す図である。 第３の実施形態第１変形例に係るハードコートフィルムが２枚重ねられた状態を示す図である。 本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板を含む表示装置の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の第４の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の第４の実施形態の第２変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。 本発明の第４の実施形態の第３変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一又は相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の両端の数値を含む。
「ＵＶ」は、紫外線を意味する。
「（メタ）アクリル」は、アクリル及びメタクリルの一方又は両方を意味する。
「（メタ）アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を意味する。
［第１の実施形態］
＜基本例＞
本発明の第１の実施形態の画像表示用導光板について説明する。
本発明の第１の実施形態の画像表示用導光板は、第１樹脂基材と、ホログラム層とを有する。本実施形態の画像表示用導光板は、さらに第２樹脂基材を有していてもよい。本実施形態において、第１樹脂基材及び第２樹脂基材を総称して、以下、単に「樹脂基材」という場合がある。前記樹脂基材は透明である。
前記ホログラム層は、第１樹脂基材及び第２樹脂基材との間、又は第１樹脂基材とガラス基材との間に挟まれている。
前記画像表示用導光板は、画像光を入射する入射部と、画像光による画像を表示する表示画像出射部とを有する。前記ホログラム層は、前記入射部と前記表示画像出射部との間に配置されている。前記ホログラム層には、少なくとも前記入射部から入射される画像光を前記表示画像出射部に導波し、前記表示画像出射部から出射させるための回折格子パターンが形成されている。前記表示画像出射部における回折格子パターンは、前記画像表示用導光板の外部から入射する外光の少なくとも一部を透過させる。なお、前記外光入射部は、前記表示画像出射部とは反対の面を指す。
前記入射部に入射した画像光は、前記ホログラム層内に導波され、前記表示画像出射部から外部に出射される。一方、外光も前記樹脂基材及び前記表示画像出射部を透過する結果、前記表示画像出射部の観察者は、画像光及び外光の両方を、視野内で観察することができる。
本実施形態の画像表示用導光板は、ＡＲ技術又はＭＲ技術を用いた表示装置に好適に用いられる。例えば、本実施形態の画像表示用導光板は、ヘッドマウントディスプレイのようなＡＲグラス又は車載向けのヘッドアップディスプレイ等の装置に用いられてもよい。
本実施形態の画像表示用導光板に用いられる樹脂基材は、シャドーコントラストによる評価で得られるＭＣ値が０．１２０以下である。ＭＣ値の定義及び具体的な評価方法については、後述する。前記ＭＣ値は、前記樹脂基材の表面特性のうち、特に平面性の評価に有効である。すなわち、表面粗さの凹凸の空間周波数よりも空間周波数が低い凹凸に関して、前記ＭＣ値が低いほど、凹凸の程度が小さい。このため、前記ＭＣ値が低い樹脂基材ほど、平面性が良好である。
前記樹脂基材の材料は、透明材料であれば特に限定されない。
前記樹脂基材に用いられる材料は、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、及びポリカーボネート樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。
前記樹脂基材に用いられる材料の屈折率は、１．４８〜１．７０が好ましい。
前記樹脂基材に用いられる材料の熱収縮率は、３％未満が好ましい。ここで、熱収縮率は、ＪＩＳ Ｋ ６７１８−１：２０１５の付属書Ａ「加熱時の寸法変化（収縮）の測定」に基づく、加熱寸法変化率である。
なお、この「加熱時の寸法変化（収縮）の測定」は、キャスト板用の規格であるが、本発明における熱収縮率は、前記材料を用いた樹脂基材が押出板や連続キャスト板等の場合であっても、この規格に基づく値を採用する。
前記樹脂基材の平滑性（例えば、算術平均粗さＲａ又は最大高さＲｍａｘ等の表面粗さによって表される。）は、前記樹脂基材の表面の算術平均粗さＲａで、１０ｎｍ以下が好ましい。
また、本実施形態の画像表示用導光板においては、後述するバリア層を導入することもできる。バリア層を導入することにより、ホログラム層の劣化を抑制して、鮮明な画像を維持することができる。
上述のＭＣ値を有するような平面性に優れる樹脂基材は、例えば、キャスト方式若しくは押出方式等の製造方法を用いて製造するか、又は樹脂基材に切削加工、研磨加工若しくは熱プレス加工等の後加工をすることで製造する。
前記キャスト方式としては、ガラスキャスト方式が用いられてもよい。前記ガラスキャスト方式では、平面性及び平滑性が良好なガラス板の間に前記樹脂基材の原料が流し込まれた後、重合工程が行われることによって前記樹脂の原料が固化させられる。前記樹脂基材が前記ガラスキャスト方式によって製造される場合、ガラスキャスト方式に用いるガラス（以下「キャスト用ガラス」という場合がある。）の表面形状が前記樹脂基材に転写される。このため、前記キャスト用ガラスの表面の平面性及び平滑性が良好であれば、前記樹脂基材の表面の平面性及び平滑性も良好となる。
前記キャスト用ガラスは、内部歪みが小さいほど、前記キャスト用ガラスの表面の平面性が良好になるので、前記樹脂基材の平面性を向上できる。例えば、前記キャスト用ガラスとしては、強化ガラスよりも非強化ガラスの方が好ましい。ただし、強化ガラスであっても、風冷強化ガラスに比べて歪みの少ない化学強化ガラスであれば、前記樹脂基材の平面性を向上できる。
前記キャスト用ガラスの厚みは厚いほど、前記キャスト用ガラスの剛性が高くなり、製造時のガラスの変形が抑制されるので、前記樹脂基材の平面性を向上できる。
前記樹脂基材の成形時に、前記キャスト用ガラスに面圧をかけてプレスすると、前記樹脂基材の平滑性及び平面性を向上できる。
前記キャスト方式は、上述したガラスキャスト方式には限定されない。
例えば、キャストとして、互いに対向する金属製のエンドレスベルトが用いられてもよい。この場合、前記エンドレスベルトを回転させながら重合工程が行われることによって、連続的に前記樹脂基材を製造できる。前記樹脂基材には、エンドレスベルトの表面の形状が転写される。したがって、前記エンドレスベルトの表面に鏡面加工を施すことで、前記樹脂基材の平滑性を向上できる。さらに、前記エンドレスベルトの張力を制御することで、前記樹脂基材の平面性を向上できる。
他のキャスト方式としては、前記キャスト用ガラスの代わりに金属板を用いる方法等が挙げられる。
前記キャスト方式における重合工程において、硬化速度が低いほど、前記キャストの表面形状が前記樹脂基材に転写されやすくなるので、前記樹脂基材の平面性及び平滑性を向上できる。
前記硬化速度を低下させる手段としては、例えば、重合開始剤の量を低減する、又は重合温度を低くする等の手段が用いられてもよい。
前記樹脂基材の材料を架橋させる架橋剤の添加量が少ないほど前記硬化速度が低下し、前記キャストの表面形状が前記樹脂基材に転写されやすくなるので、前記樹脂基材の平面性を向上できる。前記架橋剤の添加量は、前記樹脂基材の原料となる、前記架橋剤以外の重合性モノマー成分や重合性オリゴマー成分の合計１００質量部に対して、０．５質量部以下の微量が好ましい。
前記キャストには剥離剤を使用することができるが、その使用量は少ないほど好ましい。これにより、前記キャストの表面形状が前記樹脂基材により転写されやすくなり、前記樹脂基材の平面性及び平滑性を向上させることができる。
前記キャスト方式における重合工程では、基材形成用のモノマーを予備重合されることによって、前記樹脂基材の平面性及び平滑性を向上できる。
前記キャスト方式における重合工程では、基材形成用のモノマーに基材形成用のポリマーを溶解した原料を用いてキャスト重合を行うことによって、硬化収縮が小さくなり、前記キャストの表面形状が前記樹脂基材に転写されやすくなるので、前記樹脂基材の平面性及び平滑性を向上できる。
前記キャスト方式においては、上述の各技術は２以上組み合わせて用いられてもよい。この場合、各技術の相乗効果によって、さらに前記樹脂基材の平面性及び平滑性を向上できる。
前記樹脂基材が押出方式で製造される場合、例えば、ポリシングロール法又はエアーナイフ法が用いられてもよい。
押出ダイのダイラインの加工精度によっては、ダイラインの微細な凹凸が転写されることによって、前記樹脂基材の表面の平滑性が低下するおそれがある。このため、前記押出ダイは、前記ダイラインが滑らかになるように、高精度に仕上げられる。
例えば、ポリシングロール法では一般的に溶融樹脂を３本１組のポリシングロールで挟圧し冷却する。前記ポリシングロール間で挟圧する時に前記溶融樹脂にかかる圧力は線圧となる。この線圧は、前記ポリシングロールの回転斑及びロール軸又は機台の加工精度のばらつき等の影響を受けやすい。このため、前記線圧が不均一となり、前記樹脂基材に厚み斑及びギアマーク等の平面性低下が起こりやすくなる。前記ギアマークは、前記樹脂基材の送り方向に直交する方向に延びる線状に発生する。
前記ポリシングロールの表面温度が高すぎると、前記樹脂基材が変形しやすくなるので、前記表面温度は、低いことが好ましい。
前記ポリシングロールの送り機構としては、駆動ムラの小さくなる構成が用いられることがより好ましい。例えば、前記送り機構の減速器等の伝達機構は、ギアのかみ合い振動の伝達を抑制するために、ギア伝達機構に代えて、遊星ローラが用いられてもよい。ただし、ウォームギア又ははすばギア等の平歯車に比べてかみ合い振動が起こりにくいギア伝達機構であれば、前記送り機構の伝達機構として用いられてもよい。
前記ポリシングロールの代わりに、押出機の溶融樹脂出口に、溶融樹脂冷却用の一対のシームレス金属ベルトを所定の間隔をもって対向して配置する構成が用いられてもよい。この場合、溶融樹脂が前記一対のシームレス金属ベルトに挟まれて冷却されつつ搬送される。これにより、前記溶融樹脂にかかる圧が面圧になるので、上述したポリシングロール法のような線圧による平面性の低下が抑制される。
前記ホログラム層には、公知のホログラム形成用樹脂材料が用いられる。例えば、前記ホログラム形成用樹脂材料としては、公知の材料を適宜選択して使用できる。導光する光の波長等を考慮して感光材料を適宜決定してよく、光学特性の優れたアクリル系ホログラム形成用感光樹脂材料を使用してもよい。
前記ホログラム層は、前記樹脂基材の表面に形成されていてもよいし、適宜の透明層を間に挟んで前記樹脂基材に積層されてもよい。前記画像表示用導光板がガラス基材を含む場合、前記ホログラム層は、前記ガラス基材の表面に形成されていてもよいし、適宜の透明層を間に挟んで前記ガラス基材に積層されてもよい。
前記樹脂基材は、前記画像表示用導光板の厚み方向における最外部に配置されていてもよいし、内部に配置されてもよい。前記画像表示用導光板が前記ガラス基材を含む場合、前記ガラス基材は画像表示用導光板の厚み方向における最外部に配置されていてもよいし、内部に配置されてもよい。
画像表示用導光板において、厚み方向における、樹脂基材とホログラム層の間、又はガラス基材を含む場合にガラス基材とホログラム層との間に、１層以上の適宜の透明層が配置されてもよい。
画像表示用導光板において、厚み方向における最外部には、樹脂基材及びガラス基材とは異なる１層以上の適宜の透明層が配置されてもよい。
例えば、樹脂基材の少なくとも一方の表面に透明層が配置される場合、透明層は、樹脂基材の表面を保護するハードコート層であってもよい。
その他の透明層の例としては、ＵＶ又は特定の波長範囲に吸収ピークを有する吸収層及び接着層が挙げられる。
以下、図１に示す例に基づいて、本実施形態の画像表示用導光板の一例の詳細構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図１に示す画像表示用導光板１００４では、厚み方向において、第１樹脂基材１００１と、ホログラム層１００２と、第２樹脂基材１００３とがこの順に配置されている。
画像表示用導光板１００４の平面視形状は、特に限定されない。例えば、画像表示用導光板１００４は、用いられる表示装置に取り付け可能な形状に整形されていてもよい。
例えば、画像表示用導光板１００４は、表示装置に取り付ける形状よりも大きな矩形板であってもよい。この場合、画像表示用導光板１００４は、表示装置に組み立てられる前に、表示装置に取り付け可能な形状に切断される等して整形される。
画像表示用導光板１００４は、平板状であってもよいし、必要に応じて湾曲板状であってもよい。
以下では、画像表示用導光板１００４が平面視矩形状の平板からなる場合の例で説明する。
第１樹脂基材１００１は、画像表示用導光板１００４の厚み方向の最外部に配置されている。第１樹脂基材１００１は、画像表示用導光板１００４における画像表示側の表面に配置されている。
第１樹脂基材１００１は、画像表示用導光板１００４の外形と同様の形状を有する。
第１樹脂基材１００１には、ホログラム層１００２から出射される画像光と、後述する第２樹脂基材１００３及びホログラム層１００２を透過する外光と、が透過する。
第１樹脂基材１００１の厚みは特に限定されない。例えば、第１樹脂基材１００１の厚みは、０．０５〜２ｍｍであってもよい。第１樹脂基材１００１の厚みが０．０５ｍｍ以上であると、安定した形状に保持しやすく、後述するＭＣ値の測定誤差を小さく抑えることができ好ましい。第１樹脂基材１００１の厚みが２ｍｍ以下であると、画像表示用導光板１００４の質量を低減させ、軽量化が可能となるため好ましい。第１樹脂基材１００１の厚みは、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましく、０．５ｍｍ以上がさらに好ましい。一方、基材の吸水性に伴う基材の変形若しくは残留歪みの観点から、第１樹脂基材１００１の厚みは、２ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下がさらに好ましい。
第１樹脂基材１００１に使用できる材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート、ポリノルボルネン、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、アリルジグリコールカーボネート等の有機材料が挙げられるが、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィン及びポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。
第１樹脂基材１００１の透明性の観点では、ポリカーボネート又はポリ（メタ）アクリル樹脂を用いることが好ましく、第１樹脂基材１００１の耐薬品性及び加工性等の耐プロセス性の観点では、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂又は環状ポリオレフィンを用いることが好ましいが、中でも透明性及び耐プロセス性を両立できることから、ポリ（メタ）アクリル樹脂がより好ましい。
第１樹脂基材１００１としては、シャドーコントラストによる評価で得られるＭＣ値が０．１２０以下の板材が用いられる。
ここで、ＭＣ値の具体的な評価方法及び算出方法について説明する。
図２は、ＭＣ値の評価方法を説明する模式的な正面図である。図３は、ＭＣ値の評価方法を説明する模式的な平面図である。図４は、ＭＣ値の評価用画像の一例を示す模式図である。図５は、ＭＣ値のデジタル化された評価用画像の一例を示す模式図である。図６は、ＭＣ値の算出方法を示す模式的なグラフである。
（シャドーコントラスト評価）
シャドーコントラスト評価は、図２及び図３に示す評価装置１２００を用いて行うことができる。
評価装置１２００は、光源１２０１、スクリーン１２０２、カメラ１２０３（図３参照）及び演算処理部１２０４（図３参照）を備える。
評価装置１２００は、光源１２０１から出射される測定光を測定サンプルＳに照射することによって、測定サンプルＳの透過投影像をスクリーン１２０２上に形成し、透過投影像の明度分布に基づいて測定サンプルＳのＭＣ値を算出する。
測定サンプルＳの形状は、第１樹脂基材１００１の外形と同様である。以下では、測定サンプルＳが平面視矩形状の平板の場合の例で説明する。
光源１２０１の種類は、測定サンプルＳの透過投影像を形成できれば特に限定されない。例えば、光源１２０１としては、スクリーン１２０２に投影される透過投影像が鮮明になる点で、点光源が用いられることがより好ましい。点光源の例としては、例えば、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ及び高圧水銀灯が挙げられる。光の波長は、２８０〜７８０ｎｍの範囲とすることが好ましい。測定サンプルＳが樹脂基材の場合には４００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲とすることが好ましい。
スクリーン１２０２としては、例えば、マット系スクリーン、ビーズ系スクリーン及びパール系スクリーンが挙げられる。スクリーン１２０２の色は、スクリーン１２０２上の投影像の明度測定に差し支えなければ、特に限定されない。スクリーン１２０２の色は、例えば、白色又はグレーであってもよい。スクリーン１２０２の大きさは、必要な測定範囲における測定サンプルＳの透過投影像が含まれる大きさであれば特に限定されない。スクリーン１２０２は、測定サンプルＳ全体の透過投影像が含まれる大きさ以上であることがより好ましい。
カメラ１２０３の種類は、スクリーン１２０２上の透過投影像の明度を精度よく撮影できれば、特に限定されない。例えば、カメラ１２０３は、アナログカメラでもよいし、デジタルカメラでもよい。デジタル解析が容易になる点では、カメラ１２０３はデジタルカメラであることがより好ましい。なお、アナログカメラで撮影した場合には、後述する画像解析は、得られた画像をデジタル画像に変換した後に行われる。
デジタル画像のサイズとしては、横×縦のピクセル数で表すと、例えば、８００×６００、１０２４×７６８、１６００×１２００、２０４８×１５３６又は５４７２×３６４８が用いられる。ただし、デジタル画像のサイズは、うねり等によって発生する測定サンプルＳの凹凸に対応する明度変化のカーブを取得できる解像度を持っていれば、これらに限定されるものではない。
明度値は、各ピクセルにおけるデータをモノクロ化したときの濃淡度である。前記明度値の分解能は、各ピクセルの階調数で決まる。各ピクセルの階調数は、０．１２０以下のＭＣ値の算出が可能であれば、特に限定されない。各ピクセルの階調数は、例えば、１２８諧調、２５６諧調、５１２諧調又は１０２４諧調であってもよい。
ただし、測定サンプルＳの透過率、光源１２０１の明るさ等の制約によって、透過投影像のコントラストが低くなる場合には、測定精度を上げるために、なるべく高い階調数が用いられることがより好ましい。
カメラ１２０３を用いた撮影は、遮光下で行われることがより好ましい。カメラ１２０３での撮影を遮光下で行う場合、遮光下で行われない場合に比べて、より精度の高い明度分布を得ることができる。遮光下で撮影する方法は特に限定されない。例えば、評価装置１２００が配置された撮影環境が、窓を有する部屋である場合には、窓を目貼りして部屋全体を遮光状態にしてもよい。例えば、評価装置１２００は、少なくとも光源１２０１からスクリーン１２０２までの光路及びスクリーン１２０２からカメラ１２０３までの光路を囲繞する遮光用筐体を有していてもよい。
カメラ１２０３の撮影モードは、カラー画像モードでもモノクロ画像モードでもよい。カラー画像モードで撮影した場合には、画像処理ソフトを用いてモノクロ画像に変換することがより好ましい。
例えば、カメラ１２０３のレンズの光学特性の影響によって、撮影画像の端部の明度が中心部の明度よりも低くなることがある。このような明度ムラのレベルによるノイズが大きすぎる場合には、予めレンズの光学特性に応じて、撮影画像のシェーディング補正を行った後、測定サンプルＳの明度分布を求めることがより好ましい。シェーディング補正は、撮影画像の解析の前に適宜の画像処理ソフトによって行われてもよい。シェーディング補正の補正量は、例えば、測定サンプルＳに代えて、平面性及び平滑性が良好な補正用ガラス板を用いた撮影を行い、この明度分布が均一になるように補正量が決められてもよい。この場合、光源１２０１の光学特性に基づく明度ムラも併せて補正される。
以下では、簡単のため、カメラ１２０３がデジタルカメラであり、モノクロ画像モードにおいてスクリーン１２０２における透過投影像が撮影される例で説明する。この場合、デジタル画像のピクセルの出力値は、透過投影像の明度に比例している。
カメラ１２０３がアナログカメラの場合には、以下の説明のデジタル画像を、カメラ１２０３で撮影画像から生成されたデジタル画像に読み換えればよい。
演算処理部１２０４は、カメラ１２０３で撮影されたデジタル画像に基づいて、明度分布を求め、前記明度分布に基づいて、ＭＣ値を算出する。演算処理部１２０４は、適宜の画像処理ソフトが実行可能なコンピュータを含んで構成される。
評価装置１２００における各部の配置及び測定時の測定サンプルＳの配置について、説明する。
以下では、ＸＹＺ直交座標系に基づいて位置関係を説明する場合がある。Ｘ軸は、水平面に延びている。Ｙ軸は、水平面においてＸ軸に直交している。Ｚ軸は、鉛直軸である。ありＸ軸及びＹ軸に直交している。Ｘ軸に沿う方向、Ｙ軸に沿う方向及びＺ軸に沿う方向を、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向と称する。
図２に示すように、評価装置１２００において、スクリーン１２０２は、ＹＺ平面に平行に配置される。光源１２０１は、スクリーン１２０２からＸ方向において、（ｄ１＋ｄ２）だけ離して配置される。光源１２０１の光軸Ｏは、Ｘ軸に平行である。
図３に示すように、測定サンプルＳは、光軸Ｏ上において、光源１２０１とスクリーン１２０２との中間部に配置されている。測定サンプルＳの厚み方向の中心を通る断面における矩形外形の各頂点をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで表すと、辺ＡＤ、及び辺ＢＣは、それぞれＹ軸に平行である。辺ＡＤは光源１２０１寄りの辺、辺ＢＣはスクリーン１２０２寄りの辺を表す。
図２に示すように、測定サンプルＳにおける矩形ＡＢＣＤの中心ＳＯは、光軸Ｏ上であって、Ｘ方向において光源１２０１から距離ｄ１だけ離れた位置に配置される。さらに測定サンプルＳは、水平面から中心ＳＯを通りＹ軸に平行な軸線を中心として、図示時計回りに仰角θＡだけ回転された姿勢で配置される。ただし、測定サンプルＳの厚みが薄い場合には、測定サンプルＳ中心ＳＯに代えて、測定サンプルＳの厚み方向における一方の表面の中心が上述と同様の位置に配置されてもよい。
ここで、距離ｄ１及びｄ２は、例えば、光源１２０１の放射角及び光量、測定サンプルＳの大きさ、並びにスクリーン１２０２の大きさに応じて適宜設定される。例えば、距離ｄ１及びｄ２は、３０〜１０００ｃｍであってもよい。
例えば、距離ｄ１は、光源１２０１を設置できる範囲内においてできるだけ短い距離であることがより好ましい。距離ｄ２は、スクリーン１２０２を設置できる範囲内においてできるだけ短い距離であることがより好ましい。距離ｄ１及びｄ２が短いほど、光源１２０１から照射される測定光を効率よく利用することができる傾向にある。
仰角θＡは５〜９０°が好ましい。例えば、仰角θＡは２０°として測定することができる。
カメラ１２０３の配置位置は、自身の影及び反射光が撮影範囲に写り込まない位置であって、かつスクリーン１２０２上の透過投影像の全体を撮影できる位置であれば、特に限定されない。図３に示す例では、平面視では、カメラ１２０３は、Ｙ方向においてカメラ１２０３と隣り合う位置に配置されている。ただし、特に図示しないが、カメラ１２０３は、Ｚ方向においては、測定サンプルＳと異なる高さに配置されることによって、自身の影及び反射光が撮影範囲に写り込まない位置に配置されている。
このような配置によれば、光源１２０１から出射された測定光は、測定サンプルＳを透過してスクリーン１２０２に投影される。光源１２０１が点光源の場合には、測定光が放射状に広がるため、スクリーン１２０２上には、測定サンプルＳの透過光の光強度に基づく透過投影像が形成される。透過投影像は、カメラ１２０３によって撮影され、デジタル画像として演算処理部１２０４に送出される。
例えば、演算処理部１２０４には、図４に模式的に表すようなデジタル画像が送出される。図４において最外周の枠は、スクリーン１２０２の端部を表す。中央の台形ＰａＰｂＰｃＰｄは、測定サンプルＳの透過投影像Ｉを表す。点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ、測定サンプルＳの点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する。
透過投影像Ｉは明度分布を有する。図４に示す例では、高明度部Ｉｂと、低明度部Ｉｓと、を有する。高明度部Ｉｂは、測定サンプルＳの透過率に応じて透過した測定光がスクリーン１２０２に投影されて形成される。
透過投影像Ｉ上の明度分布は、光路長及び光源１２０１の放射光強度分布に起因する明度ムラを含んでいる。この明度ムラは、測定サンプルＳに凹凸欠陥がなくても、ある程度は生じる。
測定光は放射光であるため、光軸Ｏを進む測定光の光強度が最大になり、測定サンプルＳの周縁に向かうにつれて低下する。光源１２０１の放射光強度分布も同様である。
この明度ムラが凹凸欠陥に起因する明度ムラよりも大きい場合には、予め補正される。例えば、光軸Ｏ上の明度値と、測定サンプルＳの外縁部の明度値の差が５以上のときには、上述した明度ムラを補正することがより好ましい。
測定光の光強度分布に起因する明度ムラは、例えば、光の減衰の法則（光の減衰光の強さが光源からの距離の２乗に反比例する）に基づいて補正することができる。例えば、光源１２０１の放射光強度分布に起因する明度ムラは、光源１２０１の放射光強度分布に基づいて、補正することができる。
例えば、上述したように、補正用ガラス板を使用して撮影を行うことで、補正用データが取得されてもよい。
ただし、測定条件によって、凹凸欠陥に起因する明度ムラよりも小さい明度ムラしか存在しない場合には、測定光及び光源１２０１の光強度分布の補正は省略されてもよい。
以下では、測定ノイズとなる明度ムラが除去されているものとして説明する。
低明度部Ｉｓは、測定サンプルＳの表面における平面性の誤差に対応する凹凸欠陥によって形成されると考えられる。
例えば、測定サンプルＳに形成された凹凸の曲率半径が、ある程度小さい場合に、凹凸部のレンズ作用によって、測定光がスクリーン１２０２に到達するまでに拡散することが考えられる。これは平滑性に依存する。
例えば、測定サンプルＳが波形に変形する場合には、表面の凹凸があっても厚みが変わらない場合もある。これは平面性に依存する。この場合、凹凸がレンズ作用を有することはないが、同様の測定光の屈折及び回折が発生するため、明度ムラに寄与することが考えられる。
他にも、例えば、測定サンプルＳに形成された凹凸によって、凹凸部の近傍に歪み分布が生じ、測定光の出射方向が乱れて、スクリーン１２０２上の光強度が変化することも考えられる。
例えば、測定サンプルＳへの入射角が大きくなると、入射角に依存する透過率特性の変化が大きくなる。このため、測定サンプルＳに形成された凹凸部における透過率が変化して明度ムラに寄与することも考えられる。また、測定サンプルＳ内部の歪みによる屈折率ムラによって変化する透過率も明度ムラに寄与することも考えられる。
このような要因のいずれか又は複合によって、凹凸欠陥は明度ムラを発生させると考えられる。さらに、明度ムラの大きさは、凹凸欠陥の深さと相関が高いと考えられる。このため、低明度部Ｉｓと高明度部Ｉｂとの明度の差によって、測定サンプルＳの平面性の評価が可能となる。
図４に示す例では、低明度部Ｉｓは、楕円状である。このような低明度部Ｉｓは、測定サンプルＳの表面における楕円状の凹部又は凸部に対応している。例えば、測定サンプルＳにギアマークが形成されている場合には、低明度部Ｉｓは、筋状に形成される。この場合、低明度部Ｉｓは、第１樹脂基材１００１の押出方向に直交する方向に略平行に等ピッチに形成される。
演算処理部１２０４は、デジタル画像を以下のように解析して、ＭＣ値を算出する。
ＭＣ値の測定に用いるデジタル画像は、台形ＰａＰｂＰｃＰｄ全体でもよい。しかし、例えば、測定サンプルＳの一部が切断されて表示装置に用いられるような場合には、表示装置に用いられる大きさの全範囲で測定されればよい。
場合によっては、測定サンプルＳの測定に用いるデジタル画像は、台形ＰａＰｂＰｃＰｄの内側の一部の領域が台形状に抜き出されてもよい。例えば、ＭＣ値によって検出すべき欠陥が、例えば、ギアマークのように方向性、ピッチ等が予め知られている場合には、測定誤差を考慮して複数のギアマークを含む大きさ及び範囲であれば、台形ＰａＰｂＰｃＰｄの一部の領域が用いられてもよい。例えば、測定サンプルＳの形状が、設計上、緩やかな湾曲を有する場合にも同様である。
例えば、測定サンプルＳが２００ｍｍ×２００ｍｍの平面視矩形状の場合、測定範囲としては、測定サンプルＳ上で少なくとも１８０ｍｍ×８０ｍｍの大きさの矩形範囲を含むことがより好ましい。ここで、測定範囲の長手方向は、明度変化がより多くなる方向に合わせられる。
例えば、測定サンプルＳが平板でなく湾曲板である場合、湾曲を有する方向における測定範囲の幅が５０ｍｍ以上であることがより好ましい。例えば、測定サンプルＳが全体として球面状の湾曲を有する場合、湾曲の頂部を中心として、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの矩形範囲を含むことがより好ましい。
以下では、一例として、台形ＰａＰｂＰｃＰｄの全体を使用する場合の例で説明する。
演算処理部１２０４は、予め決められた測定ライン上の明度分布を取得する。例えば、測定ラインは、測定サンプルＳ上の辺ＡＤをＮ等分した点ｑｉ（ただし、ｉ＝１，・・・，Ｎ−１）と、測定サンプルＳ上の辺ＢＣをＮ等分した点Ｑｉ（ただし、ｉ＝１，・・・，Ｎ−１）とをそれぞれ結んだ（Ｎ−１）本の線分ｑｉＱｉである。
この場合、測定サンプルＳ上において、点ｑｉと点Ｑｉとは、ＺＸ平面に平行な平面上の点である。
図４には、透過投影像Ｉ上における点ｑｉ、Ｑｉが示されている。
例えば、Ｎは２から１００００の間で凹凸欠陥の大きさに応じて適宜選択することができる。例えば、幅１００ｍｍの欠陥の場合は、測定ラインのピッチが１〜２０ｍｍ程度となるようにＮを選択すればよい。
例えば、低明度部Ｉｓが筋状の場合には、測定ラインが、低明度部Ｉｓと交差するように測定サンプルＳの配置を変更してデジタル画像を取得する。この場合、測定ラインは、低明度部Ｉｓの長手方向に沿う測定ラインのピッチが、１〜２０ｍｍ程度となるようにＮを選択すればよい。
図４に示す例では、Ｎ＝８である。図５における測定ラインＬ３は、図４における線分ｑ３Ｑ３に対応する測定ラインを模式的に示している。測定サンプルＳ上の測定ラインが斜め線として投影されるので、透過投影像Ｉ上では測定ラインＬ３は、デジタル化された斜め線になっている。
演算処理部１２０４は、光源１２０１、スクリーン１２０２、及び測定サンプルＳの位置関係に基づいて、測定サンプルＳ上の点ｑｉ、Ｑｉの座標を、透過投影像Ｉ上の画素座標に変換することによって、各測定ラインの明度値を抽出する。
図６には、測定ラインＬ３に沿う明度分布の例が模式的に示されている。図６の横軸はＺ方向におけるピクセルの位置、縦軸は明度値を表す。
曲線１２１０に示すように、測定ラインＬ３における明度は、点ｑ３から点Ｑ３に向かって、略一定の高い明度値から低下し、最小の明度値になった後、再び略平坦な高い明度値になっている。Ｚ方向において、ｑ３からｐ１までの区間と、ｐ２からＱ３までの区間と、はいずれも高明度部Ｉｂに含まれる。ｐ１からｐ２までの区間は、低明度部Ｉｓに含まれる。
演算処理部１２０４は、このような明度分布から、明度の最小値Ｌｍｉｎ及び最大値Ｌｍａｘを求める。
ＭＣ値は、下記式（１）で定義される。演算処理部１２０４は、Ｌｍｉｎ、Ｌｍａｘを下記式（１）に基づいて、ＭＣ値を算出する。
Figure 2020126239
ＭＣ値は、明度分布における低明度部Ｉｓにおける落ち込みの大きさを客観的に表す指標になっている。
上述したように、低明度部Ｉｓの明度は、測定サンプルＳの平面性が悪いほど低くなる。このため、ＭＣ値の値が大きいほど、測定サンプルＳの表面の平面性が劣っており、ＭＣ値の値が小さいほど、測定サンプルＳの表面の平面性が優れている。
同様にして、演算処理部１２０４は、測定ラインごとにＭＣ値を算出する。
測定サンプルＳのＭＣ値は、各測定ラインのＭＣ値のうちの最大値とされる。
上述の通り、本発明の画像表示用導光板においては、前記樹脂基材のＭＣ値が０．１２０以下である必要がある。これにより、この導光板を用いて形成される、ＡＲ又はＭＲ等のホログラムを利用した表示画像の鮮明性が良好となる。前記樹脂基材のＭＣ値は、０．１２０以下であり、０．１１０以下が好ましく、０．１００以下がより好ましく、０．０８０以下がさらに好ましく、０．０７０以下が特に好ましい。
一方、このＭＣ値を０．００１以上とすることによって、基材積層時における基材同士のブロッキングを防ぐことができ、基材加工時の取り扱い性が良好になる傾向にある。前記樹脂基材のＭＣ値は、０．００１以上が好ましく、０．００５以上がより好ましく、０．０１０以上がさらに好ましく、０．０２０以上が特に好ましい。
また、上述の通り、本発明の画像表示用導光板においては、前記樹脂基材の屈折率は、１．４８〜１．７０が好ましい。これにより、画像表示用導光板として用いた際の視野角を拡大させることができる。
さらに、上述の通り、本発明の画像表示用導光板においては、前記樹脂基材のＪＩＳ Ｋ ６７１８−１：２０１５の付属書Ａに準拠して測定される熱収縮率が、３％未満であることが好ましい。これにより、この導光板を用いて形成される、ＡＲ又はＭＲ等のホログラムを利用した表示画像の鮮明性が良好となる傾向にある。前記熱収縮率は、３．０％未満が好ましく、２．５％以下がより好ましく、２．０％以下がさらに好ましい。
また、上述の通り、本発明の画像表示用導光板においては、前記樹脂基材の表面の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、この導光板を用いて形成される、ＡＲ又はＭＲ等のホログラムを利用した表示画像の鮮明性が良好となる傾向にある。前記樹脂基材の表面の算術平均粗さＲａは、１０ｎｍ以下が好ましく、８ｎｍ以下がより好ましく、５ｎｍ以下がさらに好ましい。
ここで、図１示す画像表示用導光板１００４の説明に戻る。
画像表示用導光板１００４におけるホログラム層１００２は、第１樹脂基材１００１の表面に積層されている。ホログラム層１００２の構成は特に限定されない。ホログラム層１００２には、画像表示用導光板１００４に必要な機能に対応する適宜の回折格子が形成されている。
第２樹脂基材１００３は、ホログラム層１００２における第１樹脂基材１００１と反対側の表面に積層されている。第２樹脂基材１００３としては、第１樹脂基材１００１と同様の構成が用いられる。ただし、第２樹脂基材１００３の厚み及び材質等は、第１樹脂基材１００１と相違していてもよい。特に、第２樹脂基材１００３は、画像表示用導光板１００４における表示画像出射側と反対の外光入射側の表面に配置されるので、第１樹脂基材１００１に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
このような画像表示用導光板１００４は、例えば、以下のようにして製造できる。
上述した製造方法を用いて、ＭＣ値が０．１２０以下の第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３が準備される。例えば、第１樹脂基材１００１上に、ホログラム形成用のフォトポリマー材料が塗布される。このとき、第１樹脂基材１００１の外周部には、ホログラム層１００２と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、フォトポリマー材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層１００２の形成後にホログラム層１００２の外周部をシールする。シール層としてはガスバリア性に優れる材料が用いられてもよい。この場合、ホログラム層１００２の耐久性を向上できる。
この後、フォトポリマー材料上に第２樹脂基材１００３が載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、第２樹脂基材１００３にフォトポリマー材料が塗布されてから、第１樹脂基材１００１がフォトポリマー材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、第１樹脂基材１００１、フォトポリマー材料、及び第２樹脂基材１００３の積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体のフォトポリマー材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、フォトポリマー材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板１００４が製造される。
画像表示用導光板１００４によれば、第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３のＭＣ値が０．１２０以下であるので、それぞれの表面における凹凸欠陥が低減されている。この結果、第１樹脂基材１００１を透過して画像表示する画像光と、第２樹脂基材１００３及び第１樹脂基材１００１を透過して、画像光に重ね合わされる外光との各光路が、凹凸欠陥の影響を受けて乱れることが抑制される。これにより、画像表示用導光板１００４において鮮明な画像が表示される。
以上説明したように、本実施形態によれば、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる画像表示用導光板を提供できる。
＜第１変形例＞
本発明の第１の実施形態の第１変形例について説明する。
図７は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図７に示すように、本発明の第１の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板１０１４は、本発明の第１の実施形態の基本例の画像表示用導光板１００４に第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂが追加されている。
以下、本発明の第１の実施形態の基本例と異なる点を中心に説明する。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、主として、第１樹脂基材１００１の表面保護を目的として設けられている。第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料は、少なくとも一方の表面の硬度が第１樹脂基材１００１の表面よりも高硬度の透明材料からなる。第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、少なくとも一方の表面の硬度が第１樹脂基材１００１よりも高硬度であれば、硬度が異なる複数の透明材料からなる多層構造を有していてもよい。
図７に示す例では、第１ハードコート層１０１１Ａは、第１樹脂基材１００１においてホログラム層１００２と反対側の第１表面１００１ａに配置されている。第１ハードコート層１０１１Ａは、画像表示用導光板１０１４の最外面を形成している。
第２ハードコート層１０１１Ｂは、第１樹脂基材１００１においてホログラム層１００２と対向する第２表面１００１ｂに配置されている。
第１ハードコート層１０１１Ａの厚みは、１〜５０μｍであることがより好ましい。
第２ハードコート層１０１１Ｂの厚みは、１〜５０μｍであることがより好ましい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面の平面性は、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂと、第１樹脂基材１００１との積層体（以下、コーティング済み基材と称する）として、ＭＣ値を計測した場合に、０．１２０以下であることがより好ましい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面における算術平均粗さＲａは１０ｎｍ以下であることがより好ましい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率は、特に限定されない。
例えば、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率は、実像の視認性の観点では第１樹脂基材１００１と同等以下がよいが、ハードコート層の硬度を上げる等の目的材料を選択した場合には第１樹脂基材１００１の屈折率よりも高くなってもよい。
例えば、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率が第１樹脂基材１００１の材料の屈折率と等しい場合、第１樹脂基材１００１の表面と第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂとの界面は、光学的には消失する。この場合、コーティング済み基材のＭＣ値は、実質的に第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面の凹凸欠陥の程度を表している。例えば、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂを形成することによって第１樹脂基材１００１の表面よりも凹凸欠陥が少なくなる場合には、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率は、第１樹脂基材１００１の材料の屈折率に近いことがより好ましい。
一般には、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率と、第１樹脂基材１００１の材料の屈折率とは異なるので、コーティング済み基材のＭＣ値は、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面の凹凸欠陥と、第１樹脂基材１００１の表面の凹凸欠陥と、をともに含む評価が得られる。ただし、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの層厚が一定に形成されることによって、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面の凹凸欠陥が第１樹脂基材１００１の表面の凹凸欠陥にならう場合には、第１樹脂基材１００１自体のＭＣ値は、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂが形成された第１樹脂基材１００１のＭＣ値に等しいと考えられる。
例えば、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの材料の屈折率は、広視野角の観点ではホログラム層１００２の材料の屈折率に対して同等以上の屈折率が好ましい。屈折率が大きくなるほど、導光させる光の臨界角度を大きくできる傾向がある。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの表面硬度は、第１樹脂基材１００１の表面硬度より高ければ特に限定されない。例えば、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４：１９９９）は、Ｈ以上であることがより好ましく、２Ｈ以上であることがさらに好ましい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂに好適な材料としては、例えば、活性エネルギー線の照射により硬化物を形成する重合性モノマー又は重合性オリゴマー等を含むハードコート剤が挙げられる。前記重合性モノマーとしては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマーが挙げられる。前記重合性オリゴマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマーが挙げられる。
前記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリフルオロアルキル（メタ）アクリレート及びシリコーン（メタ）アクリレートからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーが挙げられる。前記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリフルオロアルキル（メタ）アクリレート及びシリコーン（メタ）アクリレートからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーに由来する構成単位を含むオリゴマーが挙げられる。前記重合性モノマー又は前記重合性オリゴマーは、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中では高い表面硬度等から、ウレタン（メタ）アクリレートのモノマー又はオリゴマーが好ましい。
ウレタン（メタ）アクリレートは、例えば、ポリイソシアネート化合物と分子構造中に水酸基を一つ有する（メタ）アクリレート化合物とを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート、ポリイソシアネート化合物と分子構造中に水酸基を一つ有する（メタ）アクリレート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレートが例示される。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、多官能（メタ）アクリレートの硬化物を含んでもよい。
多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ジ（メタ）アクリレート、ポリエステルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールジ（メタ）アクリレート、ジグリセリンテトラ（メタ）アクリレート、アダマンチルジ（メタ）アクリレート、イソボロニルジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート若しくはジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、又はこれらをＰＯ、ＥＯ若しくはカプロラクトン等で変性したものが挙げられる。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの形成にあたり、物性を阻害しない範囲で架橋剤、重合開始剤、滑剤、可塑剤、有機粒子、無機粒子、防汚剤、酸化防止剤若しくは触媒等の添加剤、又は汚れ及び付着を防止するためのシリコーン系若しくはフッ素系等の添加剤をハードコート剤に添加してもよい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、第１樹脂基材１００１と屈折率が異なる材料が用いられてもよい。この場合、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂによって、画像表示用導光板１０１４の最外面の屈折率と、ホログラム層１００２との界面による屈折率とを、第１樹脂基材１００１の屈折率から変更することができる。
このような本発明の第１の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板１０１４は、例えば、上述した本発明の第１の実施形態の基本例と同様にして第１樹脂基材１００１を形成した後、ホログラム層１００２を形成するフォトポリマー材料と積層させるまでの間に、第１樹脂基材１００１の第１表面１００１ａ及び第２表面１００１ｂに、それぞれ第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂを形成する以外は、本発明の第１の実施形態の基本例と同様にして製造することができる。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、それぞれの原料となるハードコート液をそれぞれに第１表面１００１ａ及び第２表面１００１ｂした後、ハードコート液を硬化させることによって形成できる。ハードコート液の塗布方法は特に限定されない。例えば、ハードコート液の塗布方法としては、流延法、ローラーコート法、バーコート法、噴霧コート法、エアーナイフコート法、ディッピング法等の塗布法で、光硬化性樹脂組成物を基材表面上に直接塗布し、この塗布膜に光照射して硬化させることにより基材上に硬化膜を形成する方法がある。
また、例えば、注型重合用の型を構成する為の少なくとも一つの鋳型材の表面上に、上記塗布法等により光硬化性樹脂組成物を塗布し、この塗布膜に光照射して硬化させることにより型材上に硬化膜を形成し、この型材を用いて硬化膜が内側となるように注型重合用の型を組み立て、この型内に基材の原料を注入して注型重合を行い、重合完了後、基材表面に硬化膜が一体化した積層体を取り出す方法等が挙げられる。
ただし、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂは、第１樹脂基材１００１の製造工程において、第１樹脂基材１００１と同様に形成されてもよい。
第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂに用いる材料及び材料の塗布方法は、第１樹脂基材１００１の表面の凹凸欠陥の凹凸を増大させにくい材料及び材料の塗布方法が用いられることがより好ましい。第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂに用いる材料及び材料の塗布方法は、第１樹脂基材１００１の表面の凹凸欠陥の凹凸を緩和する材料及び材料の塗布方法が用いられることがさらに好ましい。
例えば、材料としては、上述のハードコート剤、アルコキシシラン重縮合系硬化樹脂、メラミン系樹脂等を用いることができる。
例えば、塗布方法としては、バーコーティング、ディップコーティング、リバースグラビアコーティング、ダイレクトグラビアコーティング、ロールコーティング、ダイコーティング又はカーテンコーティング等の従来公知の塗工方式を用いることができ、ディップコーティング、ダイコーティング又はグラビアコーティングが特に好ましい。
本発明の第１の実施形態の第１変形例によれば、本発明の第１の実施形態の基本例と同様、第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３のＭＣ値が、０．１２０以下であるため、本発明の第１の実施形態の基本例と同様、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる画像表示用導光板を提供できる。
さらに、本発明の第１の実施形態の第１変形例によれば、第１樹脂基材１００１に第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂが積層されているので、第１樹脂基材１００１の表面の傷つきが防止される。
例えば、画像表示用導光板１０１４及び表示装置の製造工程において、第１樹脂基材１００１の表面の傷つきによる平面性の悪化が防止される。このため、搬送等、製造工程における取り扱いに起因する画像表示用導光板１０１４及び表示装置の不良率が低減できる。
例えば、第１ハードコート層１０１１Ａは、画像表示用導光板１０１４の最表面を構成するため、画像表示用導光板１０１４の使用時における最表面の傷つきに起因する画質の低下が抑制される。
なお、上記第１変形例の説明では、第１樹脂基材１００１の厚み方向における各表面にハードコート層が形成された場合の例で説明した。しかし、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの一方は省略されてもよい。
上記第１変形例の説明では、第１樹脂基材１００１のみにハードコート層が形成された場合の例で説明した。しかし、第２樹脂基材１００３にも、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂの少なくとも一方が形成されてもよい。
［第２の実施形態］
＜基本例＞
以下、本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板について説明する。
本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板は、第１樹脂基材と、第１バリア層と、ホログラム層とを有する。前記第１バリア層は、前記第１樹脂基材及び前記ホログラム層の少なくとも一方の表面に配置されていることが好ましく、前記第１バリア層は前記ホログラム層上に配置されていることがより好ましい。前記前記第１樹脂基材と、前記第１バリア層と、前記ホログラム層とは、厚み方向において、この順に配置されていことが好ましい。
本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板は、さらに第２バリア層及び第２樹脂基材を有していてもよい。前記第１バリア層は、前記第１樹脂基材の前記ホログラム層と対向する側の表面及び前記ホログラム層の前記第１樹脂基材と対向する側の表面のうち少なくとも一方の表面に配置され、前記第２バリア層は、前記第２樹脂基材の前記ホログラム層と対向する側の表面及び前記ホログラム層の前記第２樹脂層と対向する側の表面に配置されていることが好ましく、前記第１バリア層及び前記第２バリア層は、それぞれ、前記ホログラム層の前記第１樹脂基材と対向する側の表面及びの表面及び前記ホログラム層の前記第２樹脂層と対向する側の表面に配置されていることがより好ましい。前記第１樹脂基材と、前記第１バリア層と、前記ホログラム層と、前記第２バリア層と、前記第２樹脂基材とは、厚み方向において、この順に積層されていることが好ましい。
本実施形態において、第１樹脂基材及び第２樹脂基材を総称して、単に「樹脂基材」という場合がある。また、第１バリア層及び第２バリア層を総称して、単に「バリア層」という場合がある。
前記バリア層と前記樹脂基材との間には１層以上の透明層が配置されてもよい。また、前記バリア層とホログラム層との間には１層以上の透明層が配置されてもよい。
前記透明層としては、例えば、ハードコート層、接着剤層又はアンカーコート層が挙げられる。
本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板において、前記バリア層及び前記ホログラム層を、前記樹脂基材との間に挟むガラス基材が設けられてもよい。この場合、前記ガラス基材自体がバリア性を有するので、前記ガラス基材は、前記ホログラム層においてバリア層と対向する表面と反対側の表面に配置されてもよい。
前記樹脂基材としては、上述の第１の実施形態における樹脂基材を好適に用いることができる。
前記樹脂基材に用いられる材料は、透明材料であれば特に限定されないが、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂及びポリカーボネート樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。
前記バリア層の屈折率は、前記樹脂基材の屈折率より高いことが好ましく、１．４８以上がより好ましい。
前記バリア層の材料としては、水蒸気バリア性材料が用いられることが好ましい。
また、前記バリア層の材料としては、無機材料を含むことが好ましく、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、アルミニウム酸化物及びガラスからなる群から選択される少なくとも１種の無機材料を含むことがより好ましい。
また、フッ素系材料、シクロオレフィン系ポリマー又は塩化ビニリデン等を含む補助層を前記バリア層の一部として、上記の無機材料と併用することで、バリア層を多層構造とすることもでき、水蒸気バリア性をさらに高めることができる。
さらに、前記バリア層は、樹脂フィルム上に配置されていてもよい。この場合、前記樹脂フィルムは、前記バリア層と前記樹脂基材との間に配置されることがより好ましい。
前記ホログラム層は、第１樹脂基材と第２樹脂基材との間、又は第１樹脂基材とガラス基材との間に挟まれている。
前記画像表示用導光板は、画像光を入射する入射部と、画像光による画像を表示する表示部とを有する。前記ホログラム層は、前記入射部と前記表示部との間に配置されている。前記ホログラム層には、少なくとも前記入射部から入射される画像光を前記表示部に導波し、前記表示部から出射させるための回折格子パターンが形成されている。前記表示部における回折格子パターンは、前記画像表示用導光板の外部から入射する外光の少なくとも一部を透過させる。
前記入射部に入射した画像光は、前記ホログラム層内に導波され、前記表示部から外部に出射される。一方、外光も前記樹脂基材及び前記表示部を透過する結果、前記表示部の観察者は、画像光及び外光の両方を、視野内で観察することができる。
本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板は、ＶＲ技術又はＡＲ技術を用いた表示装置に好適に用いられる。例えば、本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板は、ディスプレイ用途の他に、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のコンバイナ又は反射型液晶表示デバイス用の反射板に代表されるホログラム光学素子（ＨＯＥ）等の装置に用いられてもよい。
前記ホログラム層には、公知のホログラム形成用樹脂材料が用いられる。前記ホログラム形成用樹脂材料としては、例えば、溶媒可溶性でカチオン重合可能なエチレンオキシド環を構造単位中に少なくとも一つ有する熱硬化性樹脂と、ラジカル重合可能なエチレン性モノマーよりなるホログラム記録材料（特開平８−１６７６号公報、特開平８−１６７７号公報、特開平８−１６７８号公報、特開平８−１６７９号公報）が挙げられる。
以下、図９に示す例に基づいて、本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板の一例の詳細構成を説明する。図９は、本発明の第２の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図９に示す画像表示用導光板２００６では、厚み方向において、第１樹脂基材２００１と、第１バリア層２００２と、ホログラム層２００３と、第２バリア層２００４と、第２樹脂基材２００５とがこの順に配置されている。
画像表示用導光板２００６の平面視形状は、特に限定されない。例えば、画像表示用導光板２００６は、用いられる表示装置に取り付け可能な形状に整形されていてもよい。
例えば、画像表示用導光板２００６は、表示装置に取り付ける形状よりも大きな矩形板であってもよい。この場合、画像表示用導光板２００６は、表示装置に組み立てられる前に、表示装置に取り付け可能な形状に切断される等して成形される。
画像表示用導光板２００６は、平板状であってもよいし、必要に応じて湾曲板状であってもよい。
以下では、画像表示用導光板２００６が平面視矩形状の平板からなる場合の例で説明する。
第１樹脂基材２００１は、画像表示用導光板２００６の厚み方向の最外部に配置されている。第１樹脂基材２００１は、画像表示用導光板２００６における表示画像出射側の表面に配置されている。
第１樹脂基材２００１は、画像表示用導光板２００６の外形と同様の形状を有する。
第１樹脂基材２００１には、ホログラム層２００３から出射される画像光と、後述する第２樹脂基材２００５及びホログラム層２００３を透過する外光とが透過する。
第１樹脂基材２００１の厚みは特に限定されない。例えば、第１樹脂基材２００１の厚みは、０．１〜１０ｍｍであってもよい。
第１樹脂基材２００１を形成する材料は、透明樹脂材料であれば特に制限はない。第１樹脂基材２００１を形成する材料としては、透明性及び光の屈折率等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性及び耐久性等の諸物性を考慮して、例えば、エチレン、プロピレン若しくはブテン等のオレフィンの単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン系樹脂；環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂；トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物（ＥＶＯＨ）、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリノルボルネン、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、アリルジグリコールカーボネート、及び生分解樹脂等の有機材料が挙げられる。これらの中でも、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィン及びポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。なお、第１樹脂基材２００１は、２種以上の材料で形成されていてもよいし、２種以上の材料が積層した積層構造であってもよい。
第１樹脂基材２００１の透明性の観点では、ポリカーボネート又はポリ（メタ）アクリル樹脂が好ましい。第１樹脂基材２００１の耐薬品性及び加工性等の耐プロセス性の観点では、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂又は環状ポリオレフィンが好ましい。透明性及び耐プロセス性を両立できることから、ポリ（メタ）アクリル樹脂がより好ましい。
第１バリア層２００２は、第１樹脂基材２００１と後述するホログラム層２００３との間に配置され、図９に示す構成においては、第１樹脂基材２００１及びホログラム層２００３のそれぞれの表面に密着している。ただし、第１バリア層２００２は第１樹脂基材２００１及びホログラム層２００３の両方の表面に密着している必要はなく、少なくともホログラム層２００３上に配置されていることが好ましい。第１バリア層２００２は、画像表示用導光板２００６の外部及び第１樹脂基材２００１から浸透するガスがホログラム層２００３に浸透することを防止する。
第１バリア層２００２は、例えば、酸素透過率及び水蒸気透過率が小さいほど好ましい。特に、第１バリア層２００２は、ホログラム層の劣化を抑制できることから、水蒸気バリア性に優れる（水蒸気透過率が小さい）材料で構成されることがより好ましい。
例えば、第１バリア層２００２の酸素透過率は、１ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。
例えば、第１バリア層２００２の水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。第１バリア層２００２の水蒸気透過率は、０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下がより好ましい。
第１バリア層２００２は、ホログラム層２００３の劣化の要因となるガスをバリアできる性質を有すれば、その材料は特に限定されないが、このガスバリア性に優れるとともに、表示画像の鮮明性にも優れる傾向にあることから、無機材料を含むのが好ましい。
この場合、第１バリア層２００２に用いる無機材料は、第１樹脂基材２００１よりも高い屈折率を有していてもよい。例えば、第１バリア層２００２の屈折率は、１．４８〜３．００であってもよい。第１バリア層２００２が高屈折率であると、第１バリア層２００２を経由して第１樹脂基材２００１を透過する光は、光学的に密な第１バリア層２００２から光学的に粗な第１樹脂基材２００１に入射するため、第１バリア層２００２から第１樹脂基材２００１に向かう光の出射角が、第１バリア層２００２と第１樹脂基材２００１との屈折率差に応じて大きくなる。これにより、画像表示用導光板２００６におけるＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）を広げることができる。
第１バリア層２００２の材料としては、例えば、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、ＤＬＣ、アルミニウム酸化物及びガラスが挙げられる。
第１バリア層２００２の材料は、上述の通りであるが、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化バリウム等の酸化物であってもよい。
第１バリア層２００２が珪素酸化物からなる場合、その層厚は、１０〜３００ｎｍであってもよい。前記層厚が１０ｎｍ未満であると、防湿性が不充分になるおそれがある。前記層厚が３００ｎｍを超えると、前記珪素酸化物の薄膜に亀裂が起こりやすくなり、成膜面から剥離するおそれがある。
特に好ましい層厚としては、２０〜２００ｎｍである。
前記珪素酸化物によって第１バリア層２００２を形成する方法は特に限定されない。例えば、第１バリア層２００２は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法又はプラズマＣＶＤ法等の従来知られているいずれかの方法で形成することができる。前記珪素酸化物によって第１バリア層２００２を形成する際、成膜面と前記珪素酸化物との接着性を向上させるために、前記成膜面にコロナ放電処理又は低温プラズマ処理を施したり、前記成膜面にシランカップリング剤を塗布したり、飽和ポリエステルとイソシアネートとの混合物を塗布したりする等の表面処理を施してもよい。
例えば、真空蒸着法によって珪素酸化物の薄膜を成膜する場合には、蒸発物質として珪素、一酸化珪素、二酸化珪素又はこれらの混合物を用い、１．０×１０−３〜１．０×１０−５Ｔｏｒｒの真空下で、電子ビーム、抵抗加熱又は高周波加熱方式で加熱蒸発させる。
また、酸素ガスを供給しながら行う反応蒸着法も採用できる。
第１バリア層２００２を形成する珪素酸化物には、１０質量％以下であれば、その中に不純物としてカルシウム、マグネシウム又はそれらの酸化物が混入していてもよい。
第１バリア層２００２が珪素窒素酸化物からなる場合、前記珪素酸化物が前記珪素窒素酸化物に代えられた以外は、前記珪素酸化物を主成分とする第１バリア層２００２と同様の構成が用いられる。
ＤＬＣは、一般的にはダイヤモンド状の構造と、グラファイト状の構造と、水素原子を構造に含むポリエチレン様の高分子構造と、の三元系の構造からなる非晶質炭素材料である。前記ＤＬＣの生成に当たり、炭素源としてエチレン、アセチレン又はベンゼン等の炭化水素を用いた場合には通常は水素を含む基本的に三元系の構造となる。
前記ＤＬＣは、硬質性、潤滑性、耐摩耗性、化学的安定性、耐熱性及び表面平滑性に優れている。前記ＤＬＣは、上述の緻密な高分子構造を形成するため、ガスバリア性及び水蒸気バリア性にも優れる。
前記ＤＬＣによって第１バリア層２００２を形成する場合の形成方法は、特に限定されない。前記ＤＬＣのコーティング方法として、例えば、プラズマＣＶＤ法、又はイオンプレーティング法若しくはイオンビームスパッタリング法等の物理的蒸着法等、周知の適宜コーティング方法を用いることができる。
第１バリア層２００２がアルミニウム酸化物からなる場合、第１バリア層２００２は、例えば、Ａｌ２Ｏ３のみで形成されてもよいし、Ａｌ、ＡｌＯ及びＡｌ２Ｏ３からなる群から選択される２種以上が混じり合って形成されてもよい。アルミニウム酸化物層におけるＡｌ：Ｏの原子数比は、前記アルミニウム酸化物層の作製条件によって異なる。第１バリア層２００２として使用できるアルミニウム酸化物層は、バリア性能が損なわれない範囲で微量（全成分に対して高々３％まで）の他成分が含まれてもよい。
前記アルミニウム酸化物層の層厚は、バリア性能の必要に応じて設定されればよい。例えば、前記アルミニウム酸化物層の層厚は、５〜８００ｎｍであってもよい。
アルミニウム酸化物によって第１バリア層２００２を形成する方法は特に限定されない。例えば、第１バリア層２００２を形成する方法として、真空蒸着法、スパッター法若しくはイオンプレーティング等のＰＶＤ法（物理蒸着法）、又はＣＶＤ法（化学蒸着法）が用いられてもよい。
例えば、真空蒸着法においては、蒸着源材料としてＡｌ、Ａｌ２Ｏ３等が用いられ、蒸着源の加熱方式としては、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビ−ム加熱等が用いられてもよい。真空蒸着法においては、反応性ガスとして、酸素、窒素又は水蒸気等を導入したり、オゾン添加又はイオンアシスト等の手段を用いた反応性蒸着を用いたりしてもよい。さらに、成膜面にバイアスを加えたり、成膜面の温度を上昇したり、冷却したりしてもよい。スパッター法その他の真空蒸着法以外のＰＶＤ法及びＣＶＤ法等の他の成膜方法においても同様である。
第１バリア層２００２がガラスからなる場合、第１バリア層２００２の材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、低アルカリガラス、ソーダライムガラス若しくはゾルゲルガラス、又はこれらのガラスに熱処理若しくは表面処理を施したものが挙げられる。第１バリア層２００２の材料としては、不純物による着色を避ける観点から、無アルカリガラスが特に好ましい。
第１バリア層２００２がガラスからなる場合、その層厚は、１０〜２００μｍであってもよい。前記層厚が１０μｍ以上であると、機械的強度とともにガスバリア性に優れる傾向にある。前記層厚は、１０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。また、前記層厚が２００μｍ以下であると、光透過率等の導光板としての光学特性に優れる傾向にある。前記層厚は、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、７５μｍ以下がさらに好ましく、５０μｍ以下が特に好ましい。
ガラスによって第１バリア層２００２を形成する方法は特に限定されない。ガラスによって第１バリア層２００２を形成する方法として、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法又はフロート法を採用することができる。また、使用するガラスは、市販のガラスをそのまま用いてもよいし、市販のガラスを所望の厚みになるように研磨して用いてもよい。前記市販のガラスとしては、例えば、コーニング社製「ＥＡＧＬＥ２０００」、旭硝子社製「ＡＮ１００」、日本電気硝子社製「ＯＡ１０Ｇ」及びショット社製「Ｄ２６３」が挙げられる。
また、第１バリア層２００２の一部として、フッ素系材料、シクロオレフィン系ポリマー又は塩化ビニリデン等を含む補助層を導入することができ、第１バリア層２００２を上述の無機材料層との多層構造とすることで、水蒸気バリア性をさらに高めることができる。
このフッ素系材料としては、例えば、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）を用いることができる。また、シクロオレフィン系ポリマーとしては、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマー等を用いることができる。
この補助層の層厚は、水蒸気バリア性能の必要に応じて設定されればよい。例えば、フッ素系材料を用いた場合の層厚は、０．１〜１００μｍであってもよい。
ホログラム層２００３は、第１バリア層２００２の表面に積層されている。ホログラム層２００３の構成は特に限定されない。ホログラム層２００３には、画像表示用導光板２００６に必要な機能に対応する適宜の回折格子が形成されている。
第２バリア層２００４は、第１バリア層２００２が形成されたホログラム層２００３の表面と反対側のホログラム層２００３の表面に積層されている。
第２バリア層２００４の構成は、第１バリア層２００２の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、第２バリア層２００４の材料、厚み等は、第１バリア層２００２と相違していてもよい。
第２樹脂基材２００５は、ホログラム層２００３と反対側の第２バリア層２００４の表面に積層されている。第２樹脂基材２００５としては、第１樹脂基材２００１の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、第２樹脂基材２００５の厚み、材料等は、第１樹脂基材２００１と相違していてもよい。特に、第２樹脂基材２００５は、画像表示用導光板２００６における表示画像出射側と反対に位置する外光入射側の表面に配置されるので、第１樹脂基材２００１に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
このような画像表示用導光板２００６は、例えば、以下のようにして製造できる。
第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５が準備され、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５の表面に、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４がそれぞれ形成される。第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４の製造方法としては、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４の材料に応じて適宜の製造方法が選択される。
例えば、第１バリア層２００２が形成された第１樹脂基材２００１における第１バリア層２００２の表面に、ホログラム形成用の感光材料が塗布される。このとき、第１バリア層２００２の外周部には、ホログラム層２００３と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、感光材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層２００３の形成後にホログラム層２００３の外周部をシールする。なお、このシール層には、第１バリア層２００２に用いられるようなガスバリア性に優れる材料を用いることができ、これにより、ホログラム層２００３の耐久性を向上させることができる。
この後、感光材料上に、第２バリア層２００４が形成された第２樹脂基材２００５が、第２バリア層２００４を感光材料の方に向けられた状態で載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、第２バリア層２００４が形成された第２樹脂基材２００５に感光材料が塗布されてから、第１バリア層２００２が形成された第１樹脂基材２００１が感光材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、第１樹脂基材２００１、第１バリア層２００２、感光材料、第２バリア層２００４、及び第２樹脂基材２００５からなる積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体の感光材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、感光材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板２００６が製造される。
画像表示用導光板２００６によれば、第１樹脂基材２００１とホログラム層２００３との間、及び第２樹脂基材２００５とホログラム層２００３との間に、それぞれ、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４が配置されている。
第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５のガスバリア性は、樹脂材料の種類によって程度の差はあるが、ガラスに比べると格段に低い。このため、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５は、ガラスよりもより高い吸湿性及び水蒸気透過性を有している。
この結果、画像表示用導光板２００６の外部のガスは、ある程度、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５を透過したり、内部に蓄積したりする。特に第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５には、水分が蓄積しやすい。
しかし、外部から第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５に浸透したガス及び水分は、画像表示用導光板２００６内で拡散しても第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４によって遮蔽される。これにより、ホログラム層２００３へのガス及び水蒸気の浸透が抑制される。
例えば、ホログラム層２００３への水分の浸透が抑制されることにより、ホログラム層２００３の劣化が防止される。
さらに、画像表示用導光板２００６では、上述の層構成を有するため、ホログラム層２００３は、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５と接触していない。これにより、画像表示用導光板２００６が高温環境下に配置されても、ホログラム層２００３が、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５を浸食することが防止される。
特に、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４の屈折率が、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５に比べて高屈折率であると、上述したように、第１バリア層２００２から第１樹脂基材２００１に向かう光の出射角が大きくなる。同様に、第２樹脂基材２００５から第２バリア層２００４に入射する光は、出射角が狭められる。このため、第２樹脂基材２００５側の外部から入射して、画像表示用導光板２００６を透過する光は、第２バリア層２００４を有しない場合に比べて、より広角の範囲の光が入射し、第１バリア層２００２を有しない場合に比べて、より広角の範囲に出射される。この結果、外部光の視野の範囲がより広がるとともに、表示側のＦＯＶも広がる。
ホログラム層２００３からの画像光に関しては、上述したように、第１バリア層２００２から第１樹脂基材２００１に向かう光の出射角が大きくなる結果、第１バリア層２００２を有しない場合に比べて、表示画面のＦＯＶが広がる。
特に、本実施形態では、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４が、ホログラム層２００３上に積層されることによって、外部光及び画像光の拡散位置と、表示画面を構成するホログラム層２００３の回折位置とが、近づくため、このため、ホログラム層２００３から離れた位置に第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４が設けられる場合に比べると、より鮮明な画像が広範囲の角度から観察可能になる。
ここで、画像表示用導光板２００６における輝度値及びＦＯＶの測定方法の一例について簡単に説明する。
図１０は、輝度値及びＦＯＶの測定方法を説明する模式的な正面図である。
図１０に示すように、画像表示用導光板２００６の輝度値及びＦＯＶを測定するには、画像表示用導光板２００６を用いて表示装置２０１０が製造される。
表示装置２０１０は、画像表示用導光板２００６に加えて、画像光投影部２０１３及び入射光学系２０１２を備える。
画像光投影部２０１３は、図示略のコントローラから送出される画像信号に応じて、画像表示用導光板２００６に表示する画像光を投影する。
入射光学系２０１２は、例えば、プリズム等を備える。入射光学系２０１２は、画像光投影部２０１３から出射される画像光を画像表示用導光板２００６の表面に設けられた入射部２００６ａに入射させる。例えば、入射部２００６ａは、第１樹脂基材２００１側の表面に設けられている。
入射部２００６ａに入射した画像光は、ホログラム層２００３に形成された導波回折格子部２００３ｂを経由して、ホログラム層２００３の表示用回折格子部２００３ｃに到達する。表示用回折格子部２００３ｃでは、画像光を各表示画素に対応する位置で回折する。回折光は、画像表示用導光板２００６の表面における表示部２００６ｄから外部に出射される。図１０に示す例では、表示部２００６ｄは、第１樹脂基材２００１側の表面において、入射部２００６ａから離間した位置に形成されている。
画像表示用導光板２００６の輝度値及びＦＯＶの測定は、表示装置２０１０を測定装置２０１５に配置することによって行われる。
測定装置２０１５は、保持台（図示略）と、輝度計２０１４と、ゴニオステージ（図示略）と、を備える。
前記保持台は、表示装置２０１０を保持する。輝度計２０１４は、受光光の輝度値を計測する。前記ゴニオステージは、その回転中心を中心とする円周上で、輝度計２０１４を揺動可能に支持する。
輝度計２０１４と表示面２００３ａとの距離ｄは、表示装置２０１０の装着時における使用者の目の位置に対応する距離である。例えば、表示装置２０１０がヘッドマウントディスプレイの場合、距離ｄは１５ｍｍとされる。
画像表示用導光板２００６の輝度値は、輝度計２０１４を、揺動角０°の位置（図１０における実線の輝度計２０１４参照）に配置して測定される。表示装置２０１０は、前記保持台によって、表示面２００３ａの中心が輝度計２０１４の測定光軸上で輝度計２０１４と対向する位置に配置される。
前記輝度値は、表示装置２０１０に最大輝度の白色画像を表示させたときに輝度計２０１４で測定される輝度である。
画像表示用導光板２００６のＦＯＶの測定では、表示装置２０１０に最大輝度の白色画像を表示させた状態で、揺動角θＢを変化させて輝度を測定する。前記白色画像が見えなくなることに対応する輝度を閾値として、前記閾値以上の輝度が得られる角度範囲として求められる。前記閾値以上の輝度が−θ１から＋θ２までの範囲で得られる場合、ＦＯＶは、θ１＋θ２である。
画像表示用導光板２００６のＦＯＶは、２４〜１６０°が好ましく、３５〜１６０°がより好ましい。また、ＦＯＶが大きくなるほど、画像を見る角度が拡大して画像の情報量も多くなり、適用できる用途の幅も広がる。一方、ＦＯＶが上限値よりも小さいと、一定の面積に対する取り出される光量が多くなる傾向があり、画像が明るくなるため好ましい。
例えば、第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４と、ホログラム層２００３との距離が近いほど、ＦＯＶは約１０°以上向上できる。その距離は１０００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下が最も好ましい。
以上説明したように、本実施形態によれば、樹脂基材を用いた場合であってもホログラム層の劣化を抑制できる画像表示用導光板を提供できる。
＜第１変形例＞
本発明の第２の実施形態の第１変形例について説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図１１に示すように、本発明の第２の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板２０１６は、本発明の第２の実施形態の基本例の画像表示用導光板２００６の第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４に代えて、第１バリアフィルム２０２２及び第２バリアフィルム２０２４を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
第１バリアフィルム２０２２は、バリア層２０２２Ａと、樹脂フィルム２０２２Ｂとを備える。
バリア層２０２２Ａは、上記実施形態における第１バリア層２００２と同様に構成される。
樹脂フィルム２０２２Ｂは、バリア層２０２２Ａを成膜する基体である。樹脂フィルム２０２２Ｂの材料は、バリア層２０２２Ａを成膜することができる透明樹脂フィルムであれば特に限定されない。
例えば、樹脂フィルム２０２２Ｂの材料としては、ポリプロピレン、ＡＢＳ、非結晶性ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、環状ポリオレフィン共重合体であるポリノルボルネン、環状ポリオレフィン樹脂、ポリシクロヘキセン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、フッ素樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、もしくはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂が用いられてもよい。
例えば、熱膨張係数、湿度膨張係数、及びガラス転移温度を考慮するとき、樹脂フィルム２０２２Ｂとしてより好適な材料としては、結晶性樹脂では、熱可塑性樹脂であるポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、もしくはシンジオタクティック・ポリスチレン等、熱硬化性樹脂では、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等を挙げることができる。例えば、非結晶性樹脂では、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート、もしくは変性ポリフェニレンエーテル等、熱硬化性樹脂では、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミド等を挙げることができる。中でも、ポリカーボネートは、吸水性が低いため、これを用いて構成された第１バリアフィルム２０２２は、湿度膨張係数が低くなるので、特に好ましい。
樹脂フィルム２０２２Ｂの厚みは、特に限定されない。ただし、樹脂フィルム２０２２Ｂは、第１樹脂基材２００１よりも薄いことがより好ましい。例えば、樹脂フィルム２０２２Ｂの厚みは、１〜２００μｍであってもよい。
樹脂フィルム２０２２Ｂとしては、表面の平滑性が高い材料が用いられることがより好ましい。この場合、バリア層２０２２Ａの表面の平滑性が向上し、バリア層２０２２Ａの層厚を均一にやすい。樹脂フィルム２０２２Ｂの表面の平滑性としては、算術平均粗さＲａで２ｎｍ以下であることがより好ましい。
樹脂フィルム２０２２Ｂの表面は、バリア層２０２２Ａとの密着性及び後述する第１接着層２０２６との密着性を向上するために、種々の表面改質処理が施されてもよい。例えば、樹脂フィルム２０２２Ｂの表面には、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、プラズマ処理、もしくはプライマー層の積層等等の処理が施されてもよい。
このような第１バリアフィルム２０２２は、バリア層２０２２Ａに樹脂フィルム２０２２Ｂを成膜することにより製造される。このような第１バリアフィルム２０２２は、樹脂フィルム２０２２Ｂにバリア層２０２２Ａを成膜することにより製造される。
バリア層２０２２Ａの成膜方法としては、例えば、物理的気相法（ＰＶＤ）、化学的気相法（ＣＶＤ）、めっき法、コーティング法、ゾル−ゲル法等が挙げられる。特に、ＣＶＤは、バリア層２０２２Ａの形成効率に優れる。ＣＶＤでは、成膜時に樹脂フィルム２０２２Ｂに加わる熱が物理的気相法よりも小さくなるので、加熱による樹脂フィルム２０２２Ｂの劣化が低減される。ＣＶＤ法の中では、プラズマＣＶＤ法がさらに好ましい。プラズマＣＶＤ法では、原料ガスを成膜室に導入した後、高周波を作用させて放電を起こさせ、プラズマ状態とすることにより、樹脂フィルム２０２２Ｂの表面での化学反応を促進する。このため、成膜プレセスにおける温度は、−１０℃〜２００℃程度と低温であり、特に３０℃以下でも成膜可能である。これにより、樹脂フィルム２０２２Ｂに熱的ダメージが加わりにくい。
第１バリアフィルム２０２２におけるバリア層２０２２Ａは、ホログラム層２００３の表面に配置されている。
第１バリアフィルム２０２２における樹脂フィルム２０２２Ｂは、第１接着層２０２６の介在により第１樹脂基材２００１の表面に固定されている。
第１接着層２０２６の材料は、樹脂フィルム２０２２Ｂ及び第１樹脂基材２００１との接着性が良好な材料であれば、特に限定されない。
例えば、第１接着層２０２６として好ましい材料としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
第２バリアフィルム２０２４は、バリア層２０２２Ａと同様のバリア層２０２４Ａと、樹脂フィルム２０２２Ｂと同様の樹脂フィルム２０２４Ｂと、を備える。
ただし、バリア層２０２４Ａの材料、厚み等は、バリア層２０２２Ａと同じでもよいし、相違していてもよい。樹脂フィルム２０２４Ｂの材料、厚み等は、樹脂フィルム２０２２Ｂと同じでもよいし、相違していてもよい。
第２バリアフィルム２０２４は、第１接着層２０２６と同様に構成された第２接着層２０２７の介在により第２樹脂基材２００５の表面に固定されている。
このような画像表示用導光板２０１６を製造するには、例えば、第１バリアフィルム２０２２及び第２バリアフィルム２０２４を準備しておき、第１接着層２０２６及び第２接着層２０２７を介して、第１バリアフィルム２０２２及び第２バリアフィルム２０２４を第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５のそれぞれの表面に接着することによって、第１中間積層体Ｐ１及び第２中間積層体Ｐ２が形成される。
この後、本発明の第２の実施形態の基本例の第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５に代えて、第１中間積層体Ｐ１及び第２中間積層体Ｐ２をそれぞれ用いる以外は、本発明の第２の実施形態の基本例と同様にして、ホログラム層２００３が形成される。これにより、画像表示用導光板２０１６が製造される。
本発明の第２の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板２０１６によれば、第１樹脂基材２００１、バリア層２０２２Ａ、及びホログラム層２００３がこの順に配置されており、かつ第２樹脂基材２００５、バリア層２０２４Ａ、及びホログラム層２００３がこの順に配置されている。このため、実施形態と同様、ホログラム層２００３への水分の浸透が抑制されることにより、ホログラム層２００３の劣化が防止される。さらに、ホログラム層２００３が第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５と接触しないため、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５がホログラム層２００３の材料によって浸食されることが防止される。
このため、画像表示用導光板２０１６によれば、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できる。
さらにバリア層２０２２Ａ、２０２４Ａの屈折率を、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５よりも高屈折率とすれば、画像表示用導光板２０１６のＦＯＶが向上されるので、鮮明な画像が広範囲の角度から観察可能になる。
特に、本発明の第２の実施形態の第１変形例によれば、画像表示用導光板２０１６の製造工程において、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５に第１バリアフィルム２０２２及び第２バリアフィルム２０２４を接着することによって、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５にバリア層２０２２Ａ、２０２４Ａが配置される。このため、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５の材料の種類、形状、大きさ等によって、バリア層２０２２Ａ、２０２４Ａを直接的に成膜できない場合でも、容易にバリア層２０２２Ａ、２０２４Ａを配置できる。
以上説明したように、本発明の第２の実施形態の第１変形例によれば、樹脂基材を用いた場合であってもホログラム層の劣化を抑制できる画像表示用導光板を提供できる。
なお、上記第２の実施形態の基本例及び第１変形例では、ホログラム層の表裏面にバリア層が配置されている場合の例で説明したが、樹脂基材を通して浸透する水分等を遮蔽する目的及びホログラム層と樹脂基材との接触を防止する目的では、バリア層は、樹脂基材とホログラム層との間に配置されていればよい。
ただし、この場合、バリア層とホログラム層との間に挟まれる透明層の吸湿性が高いと、透明層の側面を通して水分が浸透するおそれがある。このため、バリア層とホログラム層との間の透明層は、吸湿性が少ない材料で形成されることがより好ましい。バリア層とホログラム層との間の透明層が吸湿性を有している場合には、透明層の厚みが薄くすることがより好ましい。この場合、水分の浸透口となる側面の露出面積が低減されるので、吸湿される水分量を低減できる。
［第３の実施形態］
本発明の画像表示用導光板を、例えば、眼鏡型ディスプレイに使用する場合において、その表面に傷がつくことによる光学特性の低下を防止することを目的として、前記樹脂基材の前記ホログラム層が位置する側と反対側の面上に、ハードコートフィルムをこの基材から剥離可能に取り付けることができる。
＜基本例＞
以下、本発明の画像表示用導光板の第３の実施形態について説明する。
図１４に、本発明の第３の実施形態に係る画像表示用導光板（以下、単に「導光板」と称する。）３００１の層構成を示す。
導光板３００１は、図１４に示すように、ホログラム層３０１０と、ホログラム層３０１０を厚さ方向に挟む第一基板３０２１及び第二基板３０２２の２枚の基材と、第一基板３０２１上に設けられたハードコートフィルム３０３０とを備えている。
第一基板３０２１及び第二基板３０２２は、光透過性を有するシート状の樹脂製基材である。第一基板３０２１及び第二基板３０２２の材質としては、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態で用いられる樹脂基材と同様な材質を採用することができるが、透明性等の点でアクリルが好適である。第一基板３０２１及び第二基板３０２２の厚さは、例えば１ｍｍ前後とできる。
ホログラム層３０１０としては、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に公知の構成を適宜選択して使用できる。回折格子等の光学的構造は、導光する光の波長等を考慮して適宜決定されてよい。
ハードコートフィルム３０３０は、フィルム基材３０３１と、粘着層３０３２と、ハードコート層３０３３と、離型層３０３４とを有する。粘着層３０３２は、フィルム基材３０３１の第一面３０３１ａ上に設けられている。ハードコート層３０３３は、フィルム基材３０３１において、第一面３０３１ａと反対側の第二面３０３１ｂ上に設けられている。離型層３０３４は、ハードコート層３０３３上に設けられている。
ハードコートフィルム３０３０は、粘着層３０３２が第一基板３０２１に粘着することにより、第一基板３０２１から剥離可能に取り付けられている。
以下、ハードコートフィルム３０３０の各部について詳細に説明する。
（フィルム基材３０３１）
フィルム基材３０３１として、種々の有機高分子からなるフィルム又はシートを用いることができる。例えば、ディスプレイ等の光学部材に通常使用される基材が挙げられ、透明性及び光の屈折率等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性等の各種特性を考慮して、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、環状ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール等の有機高分子からなるものが用いられる。特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が材質として好ましい。
さらに、これらの有機高分子に公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を添加することによりフィルム基材３０３１に機能を付加させたものも使用できる。また、フィルム基材３０３１は前記の有機高分子から選択される１種又は２種以上の混合物、又は重合体からなるものでもよく、複数の層を積層させたものであってもよい。
フィルム基材３０３１は、複屈折率が小さく、透明性が良好であることが好ましい。第一基板３０２１及び第二基板３０２２の厚みは、５〜２００μｍの範囲内にあることが好ましい。
（粘着層３０３２）
粘着層３０３２は、フィルム基材３０３１を小さい力で剥離可能に第一基板３０２１に接合する。粘着層３０３２は、第一基板３０２１において、ホログラム層３０１０に対向する面と反対側の面に接合される。
粘着層３０３２は、例えばゴム系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、エポキシ系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤等の粘着剤から形成することができる。これらの中でも、紫外線硬化型又は熱硬化型のアクリル系粘着剤が、透明性等の光学特性の点で好ましい。
アクリル系粘着剤としては、（メタ）アクリル酸エステル系重合体（共重合体を含む意で、以下「アクリル酸エステル系（共）重合体」と称する。）をベース樹脂として用いた粘着剤組成物（以下、「本粘着剤組成物」と称する。）から形成されたものを挙げることができる。
ベース樹脂としての、アクリル酸エステル系（共）重合体は、これを重合するために用いるアクリルモノマー又はメタクリルモノマーの種類、組成比率、さらには重合条件等を適宜選択することによって、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び分子量等の物性を適宜調整して調製することが可能である。
アクリル酸エステル（共）重合体を重合するために用いるアクリルモノマー又はメタクリルモノマーとしては、例えば２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリート、イソオクチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、メチルアクリレート等を挙げることができる。また、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸、グリシジルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フッ素アクリレート、シリコーンアクリレート等の親水基又は有機官能基等を有するアクリルモノマーを上記アクリルモノマーと共重合させてもよい。このほかにも、酢酸ビニル、アルキルビニルエーテル及びヒドロキシアルキルビニルエーテル等の各種ビニルモノマーも適宜重合に用いることができる。
これらのモノマーを用いた重合処理としては、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の公知の重合方法が採用可能であり、その際に重合方法に応じて熱重合開始剤又は光重合開始剤等の重合開始剤を用いることによりアクリル酸エステル共重合体を得ることができる。
粘着層３０３２の厚みは、１〜５０μｍの範囲であることが好ましく、１〜３０μｍの範囲であることがより好ましい。
フィルム基材３０３１に粘着層を形成する方法としては、リバースグラビアコート、ダイレクトグラビアコート、ロールコート、ダイコート、バーコート、カーテンコート等、従来公知の塗工方式を用いることができる。塗工方式に関しては「コーティング方式」（槇書店、原崎勇次著、１９７９年発行）に記載例がある。
粘着剤の乾燥方法は特に限定されないが、一般的に３０〜１６０℃で乾燥を行うとよい。また、粘着剤の硬化方法としては、前記粘着剤の組成等に応じて公知の方法を適宜選択すればよい。例えば、前記粘着剤が活性エネルギー線硬化型のものであれば、活性エネルギー線（可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線）を照射することにより硬化させればよい。このとき、活性エネルギー線の照射量は粘着剤の特性に応じて適宜調整すればよいが、一般的には１０〜１００００ｍＪ／ｍ２で照射することが好ましい。
ハードコートフィルムを容易に剥離可能とする観点からは、粘着層３０３２の剥離強度は、１８０度方向の剥離を測定したとき（剥離速度５０ｍｍ／分）に、０．０１〜５０Ｎ／２０ｍｍ幅であることが好ましい。
（ハードコート層３０３３）
ハードコート層３０３３は、他の構造物との接触等による傷つきを十分防止できる程度の硬度を有する。このような硬度をＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４：１９９９に規定される鉛筆硬度（荷重７５０ｇ）で示すと、おおむねＨ以上である。したがって、ハードコート層の鉛筆硬度はＨ以上が好ましく、２Ｈ以上がより好ましい。
ハードコート層３０３３は、各種ハードコート剤を用いて形成される硬化物により形成できる。例えば、活性エネルギー線硬化性組成物、熱硬化性組成物を含有するハードコート剤を用いてハードコート層３０３３を形成できる。
ハードコート剤は、有機・無機ハイブリッド系材料であってもよい。
活性エネルギー線の照射により硬化物を形成する重合性モノマー又は重合性オリゴマー等もハードコート層３０３３の材料とできる。前記重合性モノマーとしては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマーが挙げられる。前記重合性オリゴマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマーが挙げられる。
前記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリフルオロアルキル（メタ）アクリレート及びシリコーン（メタ）アクリレートからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーが挙げられる。
前記分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリフルオロアルキル（メタ）アクリレート及びシリコーン（メタ）アクリレートからなる群から選択される少なくとも１種のモノマーに由来する構成単位を含むオリゴマーが挙げられる。前記重合性モノマー又は前記重合性オリゴマーは、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中では高い表面硬度等から、ウレタン（メタ）アクリレートのモノマー又はオリゴマーが好ましい。
ウレタン（メタ）アクリレートは、例えば、ポリイソシアネート化合物と分子構造中に水酸基を一つ有する（メタ）アクリレート化合物とを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート、ポリイソシアネート化合物と分子構造中に水酸基を一つ有する（メタ）アクリレート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレートが例示される。
ハードコート層３０３３は、多官能（メタ）アクリレートの硬化物を含んでもよい。
多官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート、テトラペンタエリスリトールデカ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ジ（メタ）アクリレート、ポリエステルトリ（メタ）アクリレート、ポリエステルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールジ（メタ）アクリレート、ジグリセリンテトラ（メタ）アクリレート、アダマンチルジ（メタ）アクリレート、イソボロニルジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ（メタ）アクリレート若しくはジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、又はこれらをＰＯ、ＥＯ若しくはカプロラクトンで変性したものが挙げられる。
これらの中でも表面硬度を好適に満たし得ることから、３〜６官能の多官能（メタ）アクリレートが好ましく、具体例として、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤＰＰＡ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ（メタ）アクリレート及びテトラペンタエリスリトールデカ（メタ）アクリレートが挙げられる。
ハードコート層３０３３の形成にあたり、物性を阻害しない範囲で架橋剤、重合開始剤、滑剤、可塑剤、有機粒子、無機粒子、防汚剤、酸化防止剤若しくは触媒等の添加剤、又は汚れ及び付着を防止するためのシリコーン系若しくはフッ素系等の添加剤をハードコート剤に添加してもよい。
また必要に応じて、ハードコート剤に溶媒を含有してもよい。前記溶媒としては、アルコール（メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ベンジルアルコール、ＰＧＭＥ、エチレングリコール
、ジアセトンアルコール）；ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ヘプタノン、ジイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジアセトンアルコール）；エステル（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、蟻酸メチル、ＰＧＭＥＡ）；脂肪族炭化水素（ヘキサン、シクロヘキサン）；ハロゲン化炭化水素（メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素）；芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、キシレン）；アミド（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ｎ−メチルピロリドン）；エーテル（ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン）；エーテルアルコール（１−メトキシ−２−プロパノール）；カーボネート（炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル）等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いられてもよく、２種類以上併用されてもよい。
ハードコート層３０３３の厚みは、１μｍ〜５０μｍが好ましく、２μｍ〜４０μｍがより好ましく、３μｍ〜２５μｍがさらに好ましい。ハードコート層３０３３の厚みがこの範囲を満たすことによって、第一基板３０２１の傷つきを効果的に防止することができ、ハードコートフィルム３０３０自体の傷つきも抑制できる。また、ハードコート層３０３３が形成される際、ハードコート剤の硬化収縮に起因したハードコートフィルムの反りの発生が抑制される。
フィルム基材３０３１にハードコート層３０３３を設ける手順は、概ね粘着層３０３２を設ける手順と同様とできる。塗工方法、乾燥方法、硬化方法についても、上述した各種手法を使用できる。
（離型層３０３４）
離型層３０３４は、ハードコートフィルムが製造時又は保管時にロール状に巻かれる際に、重なるハードコートフィルムの粘着層を容易に剥離させる。
離型層３０３４は、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、アミノアルキド樹脂、ポリエステル樹脂、パラフィンワックス、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、尿素−メラミン系、セルロース、ベンゾグアナミン等の樹脂及び界面活性剤を単独又はこれらの混合物を主成分とした有機溶剤もしくは水に溶解させた塗料を、グラビア印刷法、スクリ−ン印刷法、オフセット印刷法等の通常の印刷法で、塗布及び乾燥させて形成することができる。なお、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等硬化性塗膜は、硬化させて形成することができる。
特に、シリコーン、フッ素化合物又はアルキド樹脂系剥離処理剤等による剥離処理を施すのが好ましい。
ハードコートフィルム３０３０は導光板３００１を通して視る周囲の実像及び導光板に表示される画像の視認性に影響するため、所定の光学特性を有することが好ましい。一例として、０．５ｍｍ厚のソーダライムガラスに挟持した場合に、下記（Ａ）を満たすことが好ましく、下記（Ｂ）及び（Ｃ）を満たすことがより好ましい。
（Ａ）レターデーション値が０〜１００ｎｍの範囲内
（Ｂ）ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１：１９９７に準じて測定した全光線透過率が８５％以上
（Ｃ）ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準じて測定したヘイズ値が５％以下
本発明の第３の実施形態の導光板３００１においては、第一基板３０２１に取り付けられたハードコートフィルム３０３０が第一基板３０２１の傷つき等を防止し、第一基板３０２１の光学特性を好適に維持する。ハードコートフィルム３０３０は、ハードコート層３０３３を備えるため、自身も傷つきにくい。さらに、粘着層３０３２が第一基板３０２１に剥離可能に粘着しているため、ハードコートフィルム３０３０が傷ついた場合は、傷ついたハードコートフィルムを容易に第一基板３０２１から剥がして、傷ついていない別のハードコートフィルムと交換することができる。これにより、導光板の鮮明度が悪化することを防ぐことができる。
＜第１変形例＞
本発明の第３の実施形態の第１変形例について説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
本発明の第３の実施形態の第１変形例に係るハードコートフィルム３１３０を図１５に示す。
ハードコートフィルム３１３０は、粘着層３０３２と、ハードコート層３０３３と、離型層３０３４とを備える。本発明の第３の実施形態の第１変形例に係るハードコートフィルム３１３０は、フィルム基材３０３１を備えない点で、上述した基本例に係るハードコートフィルム３０３０と相違する。
ハードコートフィルム３１３０の製造手順の一例を以下に示す。
離型処理が施された樹脂フィルムの離型処理面上に離型層３０３４となる塗料とハードコート層３０３３となるハードコート剤を順に塗布し、前記樹脂フィルム上に離型層３０３４及びハードコート層３０３３を形成する。次に、ハードコート層３０３３上に粘着層３０３２となる粘着剤組成物を塗布して粘着層３０３２を形成する。最後に前記樹脂フィルムを剥離すると、ハードコートフィルム３１３０が完成する。
他の構成として、片面に離型処理が施された樹脂フィルムの非処理面に上述の手順でハードコート層３０３３及び粘着層３０３２を形成し、前記樹脂フィルムを離型層３０３４とすることもできる。
本発明の第３の実施形態の第１変形例のハードコートフィルム３１３０の使用態様及び機能は、上述した基本例のハードコートフィルム３０３０と概ね同様であり、同様の効果を奏する。加えて、導光板上にフィルムを貼り合わせているので、前記導光板が破損したときに、破片が飛散することを防止する効果もある。
＜複数枚重ねられたハードコートフィルム＞
上述した基本例及び変形例のハードコートフィルムは、複数枚重ねられた状態で第一基板３０２１に取り付けられてもよい。２枚重ねられたハードコートフィルム３０３０を図１６に、２枚重ねられたハードコートフィルム３１３０を図１７に、それぞれ示す。いずれの場合も、重ねられた２枚のハードコートフィルムの接触部位には離型層３０３４が存在するため、上側に位置する第二ハードコートフィルム３０３０Ｂ、３１３０Ｂを、下側に位置する第一ハードコートフィルム３０３０Ａ、３１３０Ａから容易に剥離できる。
ハードコートフィルムをこのような構成にすると、最表面に位置するハードコートフィルムが傷ついた等の際に剥がすだけで、傷ついていないその下のハードコートフィルムが新たな最表面となる。したがって、傷ついたハードコートフィルムを除去した後に他のハードコートフィルムを取り付ける必要がなく、導光板の表面状態の維持を簡便に行える。
この構成において、重ねるハードコートフィルムの枚数は図示した２枚には限られず、３枚以上であってもよい。
複数枚重ねられた状態のハードコートフィルムを得る方法には特に制限はない。例えば、１枚のハードコートフィルムに他のハードコートフィルムを貼り合わせる方法、又はハードコートフィルムをロール状に巻き取った後で切り出す方法が挙げられる。
さらに、複数枚のハードコートフィルムに相当する層を一度に形成する方法も採用できる。この場合、連続積層した全ての層を未硬化の状態で積層した後に活性エネルギー線で硬化する方法、下層を活性エネルギー線にて硬化、あるいは半硬化させた後に上層を塗布し、再度活性エネルギー線で硬化する方法、それぞれの層を離型フィルム又はベースフィルムに塗布した後、未硬化あるいは半硬化の状態で層同士を貼り合わせる方法等の公知の方法を適用可能であるが、層間の密着性を高める観点から、未硬化の状態で積層した後に活性エネルギー線で硬化する方法が好ましい。未硬化の状態で積層する方法としては、下層を塗布した後に上層を重ねて塗布する逐次塗布、又は多重スリットから同時に２層以上の層を重ねて塗布する同時多層塗布等の公知の方法を適用可能であるが、この限りではない。
［第４の実施形態］
本発明の画像表示用導光板においては、その製造時及び長期使用時にホログラム層が黄変し、これが表示画像に悪影響を与えることがある。しかし、５００〜６００ｎｍの波長範囲に吸収ピークを有する吸収層を導入することによって、ホログラム層を劣化させることなくこれを低減させることができる。
＜基本例＞
以下、本発明の画像表示用導光板の第４の実施形態について説明する。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板は、第１樹脂基材と、ホログラム層と、第１吸収層とを有する。前記第１吸収層と、前記第１樹脂基材と、前記ホログラム層とは、厚み方向において、この順に配置されていることが好ましい。
本発明の第４の実施形態の画像表示表導光板は、さらに第２樹脂基材を有していてもよい。この場合において、前記第１吸収層と、前記第１樹脂基材と、前記ホログラム層と、前記第２樹脂基材とは、厚み方向において、この順に積層されていることが好ましい。
本発明の第４の実施形態において、第１樹脂基材及び第２樹脂基材を総称して、単に「樹脂基材」という場合がある。また、本実施形態において、第１吸収層及び第２吸収層を総称して、単に「吸収層」という場合がある。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板は、適宜の透明層をさらに有していてもよい。前記透明層としては、例えば、バリア層、接着層、ハードコート層又はアンカーコート層が挙げられる。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板は、ガラス基材をさらに有していてもよい。
前記画像表示用導光板は、画像光を入射する入射部と、画像光による画像を表示する表示画像出射部とを有する。前記ホログラム層は、前記入射部と前記表示画像出射部との間に配置されている。前記ホログラム層には、少なくとも前記入射部から入射される画像光を前記表示画像出射部に導波し、前記表示画像出射部から出射させるための回折格子パターンが形成されている。前記表示画像出射部における回折格子パターンは、前記画像表示用導光板の外部から入射する外光の少なくとも一部を透過させる。なお、前記外光入射部は、前記表示画像出射部とは反対の面を指す。
前記入射部に入射した画像光は、前記ホログラム層内に導波され、前記表示画像出射部から外部に出射される。一方、外光も前記樹脂基材及び前記表示画像出射部を透過する結果、前記表示画像出射部の観察者は、画像光及び外光の両方を、視野内で観察することができる。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板は、ＶＲ技術、ＡＲ技術又はＭＲ技術を用いた表示装置に好適に用いられる。例えば、本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板は、ディスプレイ用途の他に、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のコンバイナ又は反射型液晶表示デバイス用の反射板に代表されるホログラム光学素子（ＨＯＥ）等の装置に用いられてもよい。
前記樹脂基材の材料は、透明材料であれば特に限定されない。
前記樹脂基材に用いられる材料は、上述の第１〜第３の実施形態で使用されるものから適宜選択して使用することができる。前記樹脂基材に用いられる材料は、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂及びポリカーボネート樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含むことが好ましい。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板において、前記樹脂基材が第１樹脂基材と第２樹脂基材との２枚からなる場合、前記第１樹脂基材と前記第２樹脂基材と間に前記ホログラム層が配置されてもよい。
本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板において、前記画像表示用導光板に第１樹脂基材とガラス基材とが含まれる場合、前記第１樹脂基材と前記ガラス基材と間に前記ホログラム層が配置されてもよい。
前記樹脂基材と前記ホログラム層、又は前記ガラス基材と前記ホログラム層は、互いに接していてもよいし、それぞれの間に適宜の透明層が配置されてもよい。
前記ホログラム層は、第１樹脂基材と第２樹脂基材との間、又は第１樹脂基材とガラス基材との間に挟まれている。
前記ホログラム層には、上述の第１〜第３の実施形態の場合と同様に、公知のホログラム形成用樹脂材料が用いられる。前記ホログラム形成用樹脂材料としては、例えば、溶媒可溶性でカチオン重合可能なエチレンオキシド環を構造単位中に少なくとも一つ有する熱硬化性樹脂と、ラジカル重合可能なエチレン性モノマーよりなるホログラム記録材料（特開平８−１６７６号公報、特開平８−１６７７号公報、特開平８−１６７８号公報、特開平８−１６７９号公報）が挙げられる。
前記吸収層は、画像表示用導光板の少なくとも一部を透過する光における黄色成分を吸収する波長特性を有する。
（吸収ピーク）
吸収層は、５００〜６００ｎｍの波長範囲（以下「波長範囲Ａ」という場合がある。）に吸収ピークを有する。
ここで、「吸収ピーク」は、可視光域（４００〜８００ｎｍ）における吸収層の分光透過率曲線において透過率が減少から極小値を経て増大に転じるＵ字状の分光分布のうち、極小値が最小となる分光分布を指す。Ｕ字状の分光分布は可視光域において１箇所に形成されていることがより好ましい。
本明細書では、このような「吸収ピーク」の極小値（ピークトップ）を与える波長が特定の波長範囲にあることを、「特定の波長範囲に吸収ピークを有する」と定義する。
吸収ピークは、５５０〜５８５ｎｍの波長範囲（以下「波長範囲Ｂ」という場合がある。）にあることがより好ましい。
吸収ピークの半値幅は、１００ｎｍ以下が好ましく、７０ｎｍ以下がより好ましく、４０ｎｍ以下が特に好ましい。
ここで、吸収ピークの半値幅とは、吸収ピークのピークトップの透過率をＴｐ（％）とするとき、透過率がＴｈ＝（１００−Ｔｐ）／２以下となる吸収ピークの波長幅を意味する。
半値幅が１００ｎｍ以下であると、透過光の色バランスと輝度とを良好に確保できる。
吸収ピークにおける透過率は、８０％以下が好ましく、７０％以下がより好ましく、６０％以下が特に好ましい。
（透過率特性）
５９０〜７００ｎｍの波長範囲（以下「波長範囲Ｃ」という場合がある。）における吸収層の平均透過率は、２０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。
波長範囲Ｃにおいて、平均透過率が２０％以上とするのは、赤色光の輝度を維持するためである。
４７０〜５５０ｎｍの波長範囲（以下「波長範囲Ｄ」という場合がある。）における吸収層の平均透過率は、２０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。
波長範囲Ｄにおいて、平均透過率が２０％以上とするのは、透過光の色バランスと輝度を確保するためである。
吸収層の透過率特性は、光劣化を起こしやすい紫外光の透過率が低いほどより好ましい。例えば、３８０ｎｍ以下の波長範囲における吸収層の透過率は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。
（黄色度）
吸収層の黄色度を表すＹＩ値（ＪＩＳ Ｋ ７３７３：２００６）は、１０以下が好ましく、５以下がより好ましく、３以下が特に好ましい。
（吸光度）
吸収層の波長５８０ｎｍにおける吸光度は、０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましく、０．２以下が特に好ましい。
（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるｂ＊）
吸収層のｂ＊は、５以下が好ましく、３以下がより好ましく、１以下が特に好ましい。
吸収層の構成は、波長範囲Ａに吸収ピークを有していれば、特に限定されない。
例えば、吸収層は、透明のベース樹脂に色材が分散された構成を有してもよい。
ベース樹脂の材料は透明であれば特に限定されない。ベース樹脂の屈折率も特に限定されない。
例えば、ベース樹脂は、樹脂基材の屈折率以上の屈折率を有していてもよいし、樹脂基材の屈折率よりも低い屈折率を有していてもよい。
例えば、ベース樹脂としては、樹脂基材よりも表面硬度が高い樹脂材料が用いられてもよい。
例えば、ベース樹脂としては、吸湿性が低い樹脂材料が用いられてもよい。
色材としては、上述の波長特性が得られれば特に限定されない。例えば、色材としては、染料、顔料等が用いられる。色材としては、ブルーイング剤が用いられることが特に好ましい。
例えば、吸収層は、高屈折率材料と低屈折率材料とが複数積層された多層薄膜によって形成されてもよい。
（ブルーイング剤）
吸収層に用いるブルーイング剤は、特に限定されるものではないが、一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり、より好ましい。
具体的なブルーイング剤としては、例えば、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ１３［ＣＡ．Ｎｏ（カラーインデックスＮｏ）６０７２５］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ３１［ＣＡ．Ｎｏ ６８２１０］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ３３［ＣＡ．Ｎｏ ６０７２５］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ９４［ＣＡ．Ｎｏ ６１５００］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ３６［ＣＡ．Ｎｏ ６８２１０］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ９７［バイエル社製「マクロレックスバイオレットＲＲ」］、一般名Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ４５［ＣＡ．Ｎｏ６１１１０］等が代表例として挙げられる。これらのブルーイング剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらブルーイング剤は、ベース樹脂に対して、吸収層に必要な光学特性が得られる適宜量が配合される。例えば、ベース樹脂がポリカーボネート樹脂の場合、ポリカーボネート樹脂の１００質量部に対し、０．１×１０−５〜２×１０−４質量部の割合で配合されてもよい。
他のブルーイング剤の例としては、ダイアレジン（登録商標）ブルーＮ（商品名；三菱ケミカル株式会社製）、ダイアレジン（登録商標）ブルーＧ（商品名；三菱ケミカル株式会社製）、マクロレックス（登録商標）ブルーＲＲ（商品名；バイエル社製）、マクロレックス（登録商標）ブルー３Ｒ（商品名；バイエル社製）、ポリシンスレン（登録商標）ブルーＲＬＳ（商品名；クラリアント社製）等が挙げられる。
吸収層は、少なくとも画像光及び外光が透過する範囲に設けられている。例えば、吸収層は、ホログラム層における表示画像出射部と厚み方向において重なる範囲に配置されていてもよい。
ただし、吸収層は、厚み方向から見て、樹脂基材あるいはホログラム層の全体を覆う範囲に配置されてもよい。
画像表示用導光板の厚み方向における吸収層の配置は、特に限定されない。
例えば、吸収層は、ホログラム層よりも外光の入射面寄りの位置と、ホログラム層よりも画像光の出射面寄りの位置と、の少なくとも一方に設けられてもよい。
吸収層が樹脂基材の外部に配置される場合、吸収層、樹脂基材、及びホログラム層は、画像表示用導光板の厚み方向においてこの順に配置されてもよい。すなわち、吸収層は、厚み方向において、樹脂基材よりも外側に配置されてもよい。例えば、吸収層は、画像表示用導光板の厚み方向の最外部に配置されてもよい。
樹脂基材の内部に色材が分散されて吸収層が形成される場合、色材は樹脂基材に均一に分散していてもよいし、厚み方向において偏って分散していてもよい。色材が厚み方向において偏っている場合、色材は、画像表示用導光板の厚み方向の外側に偏っていることがより好ましい。
バリア層は、上述の第２の実施形態と同様な材料を採用することができ、透明な無機材料で構成されるのが好ましい。また、バリア層の屈折率は、１．４８以上であることがより好ましい。
バリア層の材料としては、水蒸気バリア性材料が用いられることがより好ましい。バリア層は、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、及びダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる群から選ばれた１以上の物質を含有することがさらに好ましい。
バリア層は、樹脂フィルム上に配置されていてもよい。この場合、樹脂フィルムは、バリア層と樹脂基材との間に配置されることがより好ましい。
バリア層は、画像表示用導光板の厚み方向において、樹脂基材、バリア層、及びホログラム層の順に配置されていることがより好ましい。バリア層は、ホログラム層の表面に配置されていることが特に好ましい。
バリア層は、ホログラム層を間に挟んで２層設けられていてもよい。バリア層は、ホログラム層の表面及び裏面に配置されていることがさらに好ましい。
ガラス基材が配置されている場合、ガラス基材自体がバリア性を有するので、ガラス基材は、ホログラム層においてバリア層と対向する表面と反対側の表面に配置されてもよい。
以下、図１８に示す例に基づいて、本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板の一例の詳細構成を説明する。図１８は、本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図１８に示す画像表示用導光板４００５では、厚み方向において、第１吸収層４００４、第１樹脂基材４００１、ホログラム層４００２、及び第２樹脂基材４００３がこの順に配置されている。画像表示用導光板４００５は、バリア層を有しない場合の例になっている。
画像表示用導光板４００５の平面視形状は、特に限定されない。例えば、画像表示用導光板４００５は、用いられる表示装置に取り付け可能な形状に整形されていてもよい。
例えば、画像表示用導光板４００５は、表示装置に取り付ける形状よりも大きな矩形板であってもよい。この場合、画像表示用導光板４００５は、表示装置に組み立てられる前に、表示装置に取り付け可能な形状に切断される等して整形される。
画像表示用導光板４００５は、平板状であってもよいし、必要に応じて湾曲板状であってもよい。
以下では、画像表示用導光板４００５が平面視矩形状の平板からなる場合の例で説明する。
第１吸収層４００４は、画像表示用導光板４００５の厚み方向の最外部に配置されている。第１吸収層４００４は、画像表示用導光板４００５における表示画像出射側の表面に配置されている。
第１吸収層４００４の層厚は、特に限定されない。例えば、第１吸収層４００４の層厚は、０．１〜１０μｍであってもよい。
図１８に示す例では、第１吸収層４００４は、後述する第１樹脂基材４００１の表面の全体に形成されている。
第１吸収層４００４の形成方法は特に限定されない。例えば、第１吸収層４００４は、色材が配合されたベース樹脂材料からなるコート液を、成膜面（第１樹脂基材４００１の表面）に塗布した後、コート液を硬化することによって形成できる。
コート液の塗布方法としては、コート液の粘性等に応じて適宜の塗布方法が選択できる、例えば、塗布方法としては、バーコート、ディップコート、リバースグラビアコート、ダイレクトグラビアコート、ロールコート、ダイコート、カーテンコート等、従来公知の塗工方式を用いることができる。
ベース樹脂材料としては、例えば、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートモノマー、又は、分子中にラジカル重合性不飽和基を有する（メタ）アクリレートオリゴマー等活性エネルギー線の照射により硬化物を形成する重合性モノマー若しくは重合性オリゴマー、又はウレタン、エポキシ若しくはポリエステル等の硬化性樹脂材料が用いられてもよい。ベース樹脂材料に配合する色材としては、例えば、上述のブルーイング剤が用いられてもよい。
第１樹脂基材４００１は、画像表示用導光板４００５の外形と同様の形状を有する。
第１樹脂基材４００１には、ホログラム層４００２から出射される画像光Ｌｄと、後述する第２樹脂基材４００３及びホログラム層４００２を透過する外光Ｌｏとが透過する。
第１樹脂基材４００１の厚みは特に限定されない。例えば、第１樹脂基材４００１の厚みは、０．０１〜１０ｍｍであってもよい。
第１樹脂基材４００１を形成する材料は、上述の第１〜第３の実施形態と同様な材料を適宜選択することができ、透明樹脂材料であれば特に制限はない。第１樹脂基材４００１を形成する材料としては、例えば、エチレン、プロピレン若しくはブテン等のオレフィンの単独重合体又は共重合体等のポリオレフィン系樹脂；環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系樹脂；エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物（ＥＶＯＨ）、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニル、セルロース、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンスルフィド、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリノルボルネン、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、アリルジグリコールカーボネート、及び生分解樹脂等の有機材料が挙げられる。なお、第１樹脂基材４００１は、２種以上の材料で形成されていてもよいし、２種以上の材料が積層した積層構造であってもよい。
第１樹脂基材４００１の透明性の観点では、ポリカーボネート又はポリ（メタ）アクリル樹脂が好ましい。また、第１樹脂基材４００１の耐プロセス性の観点では、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂又は環状ポリオレフィンが好ましい。
ホログラム層４００２は、第１吸収層４００４が形成されている第１樹脂基材４００１の表面と反対側の表面に積層されている。ホログラム層４００２の構成は、上述の通り、特に限定されない。ホログラム層４００２には、画像表示用導光板４００５に必要な機能に対応する適宜の回折格子が形成されている。
第２樹脂基材４００３は、ホログラム層４００２において、第１樹脂基材４００１が配置された表面と反対側の表面に積層されている。第２樹脂基材４００３としては、第１樹脂基材４００１の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、第２樹脂基材４００３の厚み、材料等は、第１樹脂基材４００１と相違していてもよい。特に、第２樹脂基材４００３は、画像表示用導光板４００５における表示画像出射側と反対に位置する外光入射側の表面に配置されるので、第１樹脂基材４００１に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
このような画像表示用導光板４００５は、例えば、以下のようにして製造できる。
第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３が準備され、第１吸収層４００４を形成するコート液が調整される。
例えば、第１樹脂基材４００１の表面にコート液が塗布される。この後、コート液が硬化されて第１吸収層４００４が形成される。
例えば、第１樹脂基材４００１において第１吸収層４００４が形成されたのと反対側の表面に、ホログラム形成用のフォトポリマー材料が塗布される。このとき、第１樹脂基材４００１の表面の外周部には、ホログラム層４００２と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、フォトポリマー材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層４００２の形成後にホログラム層４００２の外周部をシールする。この後、フォトポリマー材料上に、第２樹脂基材４００３が載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、フォトポリマー材料は、第２樹脂基材４００３の表面に塗布され、第１吸収層４００４が形成された第１樹脂基材４００１がフォトポリマー材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、第１吸収層４００４、第１樹脂基材４００１、フォトポリマー材料、及び第２樹脂基材４００３からなる積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体のフォトポリマー材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、フォトポリマー材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板４００５が製造される。
次に、画像表示用導光板４００５を含む表示装置の一例について説明する。
図１９は、本発明の第４の実施形態の画像表示用導光板を含む表示装置の一例を示す模式的な断面図である。
図１９に示すように、表示装置４０１０は、画像表示用導光板４００５に加えて、画像光投影部４０１２及び入射光学系４０１１を備える。
画像光投影部４０１２は、図示略のコントローラから送出される画像信号に応じて、画像表示用導光板４００５に表示する画像光Ｌｉを投影する。
入射光学系４０１１は、例えばプリズム等、画像光Ｌｉを画像表示用導光板４００５に入射させる光学素子を備える。入射光学系４０１１は、画像光Ｌｉを画像表示用導光板４００５の表面に形成された入射部４００５ａに入射させる。例えば、入射部４００５ａは、第１吸収層４００４上に設けられている。
入射部４００５ａに入射した画像光Ｌｉは、ホログラム層４００２に形成された導波回折格子部４００３ａを経由して、ホログラム層４００２の表示用回折格子部４００２ｂに導波される。表示用回折格子部４００２ｂでは、画像光Ｌｉは各表示画素に対応する位置で回折され、画像光Ｌｄを形成する。画像光Ｌｄは、ホログラム層４００２、第１樹脂基材４００１、及び第１吸収層４００４を透過し、画像光Ｌｄ’として、画像表示用導光板４００５の外部に出射される。このため、厚み方向において表示用回折格子部４００２ｂと、表示用回折格子部４００２ｂと厚み方向に対向する第１樹脂基材４００１及び第１吸収層４００４の領域は、画像光Ｌｄを表示する表示画像出射部４００５ｂを構成している。表示画像出射部４００５ｂは、厚み方向と直交する方向である面方向において、入射部４００５ａから離間した位置に形成されている。
一方、画像表示用導光板４００５には、第２樹脂基材４００３を経由して、外光Ｌｏが入射する。外光Ｌｏは、第２樹脂基材４００３、ホログラム層４００２、第１樹脂基材４００１、及び第１吸収層４００４を透過し、外光Ｌｏ’として、画像表示用導光板４００５の外部に出射される。
表示装置４０１０の使用者は、画像光Ｌｄ’及び外光Ｌｏ’による像を見ることができる。このため、表示画像出射部４００５ｂを視野に収める使用者は、外光Ｌｏ’に基づく外部の光景と、画像光Ｌｄ’に基づく画像とが、重ね合わされた像を見る。
画像表示用導光板４００５に使用されるような透明材料は、例えば、紫外光等の影響によってそれぞれ経時的に光劣化する。典型的な光劣化は、材料の黄変である。特に、ホログラム層４００２は、フォトポリマー材料によって形成されているので、製造直後から、ある程度、黄変している。このため、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３、及びホログラム層４００２を透過後の光は、黄色味を帯びている。
黄色は比視感度が高いので、人間の視覚は黄変に敏感である。これにより、黄色味を帯びた画像はコントラスト（明暗度）が低くなってしまうため、観察される画像が不鮮明になってしまう。
しかし、本発明の第４の実施形態では、表示画像出射部４００５ｂに第１吸収層４００４が設けられているので、画像光Ｌｄ’、外光Ｌｏ’において、それぞれ画像光Ｌｄ、外光Ｌｏの黄色成分が低減される。このように、第１吸収層４００４によって、黄色味を帯びた画像光Ｌｄ、外光Ｌｏの黄色成分が相殺されることにより、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３、及びホログラム層４００２の黄変の影響が除去される。
具体的には、第１吸収層４００４によって、５００〜６００ｎｍの波長範囲の光成分を中心に、光が吸収されることにより、黄色味が減少し、相対的に青色味が増大する。これにより、画像のホワイトバランスと、コントラストと、が改善される。
さらに、表示装置４０１０の使用時に暴露される紫外光等によって、経時的に第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３等の透明材料の光劣化が進んでも、黄変による画像劣化の程度が第１吸収層４００４を有しない場合に比べて低減される。
以上説明したように、本発明の第４の実施形態によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
特に本発明の第４の実施形態では、第１吸収層４００４が画像表示用導光板４００５における最外部に配置されている。このため、例えば、第１吸収層４００４として、第１樹脂基材４００１よりも高硬度の材料を用いると、第１樹脂基材４００１の表面の傷つきが防止される。例えば、第１吸収層４００４の波長特性において紫外光の透過率が低い場合、第１樹脂基材４００１側からの紫外光の入射を抑制できるので、画像表示用導光板４００５における経時的な光劣化を低減できる。
＜第１変形例＞
第４の実施形態の第１変形例について説明する。
図２０は、本発明の第４の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図２０に示すように、本発明の第４の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板４００７は、本発明の第４の実施形態の基本例の画像表示用導光板４００５において、さらに第２吸収層４００６を備える。
以下、上記本発明の第４の実施形態の基本例と異なる点を中心に説明する。
第２吸収層４００６は、第２樹脂基材４００３において、ホログラム層４００２が配置された表面と反対側の表面に積層されている。すなわち、第２吸収層４００６は、第１吸収層４００４と同様、画像表示用導光板４００７の最外部に配置されている。画像表示用導光板４００７では、第１樹脂基材４００１、ホログラム層４００２、及び第２樹脂基材４００３からなる積層体が、第１吸収層４００４及び第２吸収層４００６に挟まれている。
第２吸収層４００６としては、第１吸収層４００４の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。
ただし、第２吸収層４００６の厚み、材料等は、第１吸収層４００４と相違していてもよい。例えば、第２吸収層４００６は、画像表示用導光板４００７における表示画像出射側と反対側の表面に配置されるので、第２樹脂基材４００３あるいは第１吸収層４００４に比べて表面硬度が高い材料が用いられてもよい。
本発明の第４の実施形態の第１変形例では、第１吸収層４００４及び第２吸収層４００６が画像表示用導光板４００７の最外部に配置されるので、第１吸収層４００４及び第２吸収層４００６の波長特性において紫外光の透過率が低いことがより好ましい。
画像表示用導光板４００７は、第２樹脂基材４００３に第２吸収層４００６が形成される以外は、本発明の第４の実施形態の基本例における画像表示用導光板４００５と同様にして製造される。第２吸収層４００６の形成方法は、第１吸収層４００４と同様の形成方法が用いられる。
本発明の第４の実施形態の第１変形例による画像表示用導光板４００７は、第２吸収層４００６を有する以外は，画像表示用導光板４００５と同様に構成される。このため、画像光Ｌｄは、画像表示用導光板４００５と同様にして、第１吸収層４００４を通過することによって黄色成分が低減される（画像光Ｌｄ’）。
これに対して、外光Ｌｏは、さらに第２吸収層４００６を透過してから、第２樹脂基材４００３に入射する。このため、外光Ｌｏは、第２吸収層４００６を透過する際に、黄色成分が低減される。外光Ｌｏは、第２樹脂基材４００３、ホログラム層４００２、及び第１樹脂基材４００１を透過する際、それぞれの黄変度合いに応じて、黄色成分が増大した後、第１吸収層４００４によって黄色成分が低減される。
第２樹脂基材４００３は、使用時のおける外光Ｌｏの入射側に配置されているため、外光Ｌｏによる光劣化が進行しやすい。これにより、経時的には、第１樹脂基材４００１の黄変よりも第２樹脂基材４００３の黄変が進みやすいおそれがある。第２樹脂基材４００３の黄変が進むと、第２樹脂基材４００３を透過した外光Ｌｏは、第２樹脂基材４００３を透過しない画像光Ｌｄに比べると黄色成分が強くなるおそれがある。
しかし、本発明の第４の実施形態の第１変形例では、第２吸収層４００６を有するため、第２樹脂基材４００３の黄変による黄色味の増加を第２吸収層４００６によって相殺することが可能になる。このため、第１吸収層４００４から出射される外光Ｌｏ’’の黄色味が、画像表示用導光板４００５から出射される外光Ｌｏ’に比べて低減される。この結果、画像光Ｌｄ’と、外光Ｌｏ’’と、におけるそれぞれの黄色味のバランスを良好にすることができる。
特に、第２吸収層４００６の波長特性において紫外光の透過率が低い場合には、外光Ｌｏによる第２樹脂基材４００３の光劣化自体を低減できる。
以上説明したように、本発明の第４の実施形態の第１変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
＜第２変形例＞
第４の実施形態の第２変形例について説明する。
図２１は、本発明の第４の実施形態の第２変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図２１に示すように、本発明の第４の実施形態の第２変形例の画像表示用導光板４０２０は、第１変形例の画像表示用導光板４００７において、さらに第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９を備える。本発明の第４の実施形態の第２変形例において、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９を総称して、単に「バリア層」という場合がある。また、本発明の第４の実施形態の第２変形例において、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３を総称して、単に「樹脂基材」という場合がある。さらに、本発明の第４の実施形態の第２変形例において、第１吸収層４００４及び第２吸収層を総称して、単に「吸収層」という場合がある。
以下、上記本発明の第４の実施形態の第１変形例と異なる点を中心に説明する。
第１バリア層４００８は、第１樹脂基材４００１とホログラム層４００２との間に配置され、第１樹脂基材４００１及びホログラム層４００２のそれぞれの表面に密着している。第１バリア層４００８は、画像表示用導光板４０２０の外部及び第１樹脂基材４００１から浸透するガスがホログラム層４００２に浸透することを防止する。
第１バリア層４００８の材料は、ホログラム層４００２の劣化の要因となるガスをバリアできれば、特に限定されない。第１バリア層４００８は、透明な無機材料を含むことが好ましく、上述の第２の実施形態におけるバリア層と同様に、珪素酸化物、珪素窒素酸化物、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、アルミニウム酸化物及びガラスからなる群から選択される少なくとも１種の無機材料を含むことがより好ましい。
さらに、バリア層は、樹脂フィルム上に配置されていてもよい。この場合、樹脂フィルムは、バリア層と樹脂基材との間に配置されることがより好ましい。
第１バリア層４００８は、例えば、酸素透過率及び水蒸気透過率が小さいほど好ましい。特に、第１バリア層４００８は、水蒸気バリア性に優れる（水蒸気透過率が小さい）材料で構成されることがより好ましい。
例えば、第１バリア層４００８の酸素透過率は、１ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。
例えば、第１バリア層４００８の水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。第１バリア層４００８の水蒸気透過率は、０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下がより好ましい。
第１バリア層４００８に用いる無機材料は、第１樹脂基材４００１よりも高い屈折率を有していてもよい。例えば、第１バリア層４００８の屈折率は、１．４８〜３．００であってもよい。第１バリア層４００８が高屈折率であると、第１バリア層４００８を経由して第１樹脂基材４００１を透過する光は、光学的に密な第１バリア層４００８から光学的に粗な第１樹脂基材４００１に入射するため、第１バリア層４００８から第１樹脂基材４００１に向かう光の出射角が、第１バリア層４００８と第１樹脂基材４００１との屈折率差に応じて大きくなる。これにより、画像表示用導光板４０２０におけるＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）を広げることができる。
第１バリア層４００８の材料は、上述の通りであるが、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化バリウム等の酸化物であってもよい。
第１バリア層４００８が珪素酸化物からなる場合、その層厚は、１０〜３００ｎｍであってもよい。前記層厚が１０ｎｍ未満であると、防湿性が不充分になるおそれがある。前記層厚が３００ｎｍを超えると、前記珪素酸化物の薄膜に亀裂が起こりやすくなり、成膜面から剥離するおそれがある。
特に好ましい層厚としては、２０〜２００ｎｍである。
前記珪素酸化物によって第１バリア層４００８を形成する方法は特に限定されない。例えば、第１バリア層４００８は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法又はプラズマＣＶＤ法等の従来知られているいずれかの方法で形成することができる。前記珪素酸化物によって第１バリア層４００８を形成する際、成膜面と前記珪素酸化物との接着性を向上させるために、前記成膜面にコロナ放電処理又は低温プラズマ処理を施したり、前記成膜面にシランカップリング剤を塗布したり、飽和ポリエステルとイソシアネートとの混合物を塗布したりする等の表面処理を施してもよい。
例えば、真空蒸着法によって珪素酸化物の薄膜を成膜する場合には、蒸発物質として珪素、一酸化珪素、二酸化珪素又はこれらの混合物を用い、１．０×１０−３〜１．０×１０−５Ｔｏｒｒの真空下で、電子ビーム、抵抗加熱又は高周波加熱方式で加熱蒸発させる。
また、酸素ガスを供給しながら行う反応蒸着法も採用できる。
第１バリア層４００８を形成する珪素酸化物には、１０質量％以下であれば、その中に不純物としてカルシウム、マグネシウム又はそれらの酸化物が混入していてもよい。
第１バリア層４００８が珪素窒素酸化物からなる場合、前記珪素酸化物が前記珪素窒素酸化物に代えられた以外は、前記珪素酸化物を主成分とする第１バリア層４００８と同様の構成が用いられる。
ＤＬＣは、一般的にはダイヤモンド状の構造と、グラファイト状の構造と、水素原子を構造に含むポリエチレン様の高分子構造と、の三元系の構造からなる非晶質炭素材料である。前記ＤＬＣの生成に当たり、炭素源としてエチレン、アセチレン又はベンゼン等の炭化水素を用いた場合には通常は水素を含む基本的に三元系の構造となる。
前記ＤＬＣは、硬質性、潤滑性、耐摩耗性、化学的安定性、耐熱性及び表面平滑性に優れている。前記ＤＬＣは、上述の緻密な高分子構造を形成するため、ガスバリア性及び水蒸気バリア性にも優れる。
前記ＤＬＣによって第１バリア層４００８を形成する場合の形成方法は、特に限定されない。前記ＤＬＣのコーティング方法として、例えば、プラズマＣＶＤ法、又はイオンプレーティング法若しくはイオンビームスパッタリング法等の物理的蒸着法等、周知の適宜コーティング方法を用いることができる。
第１バリア層４００８がアルミニウム酸化物からなる場合、第１バリア層４００８は、例えば、Ａｌ２Ｏ３のみで形成されてもよいし、Ａｌ、ＡｌＯ及びＡｌ２Ｏ３からなる群から選択される２種以上が混じり合って形成されてもよい。アルミニウム酸化物層におけるＡｌ：Ｏの原子数比は、前記アルミニウム酸化物層の作製条件によって異なる。第１バリア層４００８として使用できるアルミニウム酸化物層は、バリア性能が損なわれない範囲で微量（全成分に対して高々３％まで）の他成分が含まれてもよい。
前記アルミニウム酸化物層の層厚は、バリア性能の必要に応じて設定されればよい。例えば、前記アルミニウム酸化物層の層厚は、５〜８００ｎｍであってもよい。
アルミニウム酸化物によって第１バリア層４００８を形成する方法は特に限定されない。例えば、第１バリア層４００８を形成する方法として、真空蒸着法、スパッター法若しくはイオンプレーティング等のＰＶＤ法（物理蒸着法）、又はＣＶＤ法（化学蒸着法）が用いられてもよい。
例えば、真空蒸着法においては、蒸着源材料としてＡｌ、Ａｌ２Ｏ３等が用いられ、蒸着源の加熱方式としては、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビ−ム加熱等が用いられてもよい。真空蒸着法においては、反応性ガスとして、酸素、窒素又は水蒸気等を導入したり、オゾン添加又はイオンアシスト等の手段を用いた反応性蒸着を用いたりしてもよい。さらに、成膜面にバイアスを加えたり、成膜面の温度を上昇したり、冷却したりしてもよい。スパッター法その他の真空蒸着法以外のＰＶＤ法及びＣＶＤ法等の他の成膜方法においても同様である。
第１バリア層４００８がガラスからなる場合、第１バリア層４００８の材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、低アルカリガラス、ソーダライムガラス若しくはゾルゲルガラス、又はこれらのガラスに熱処理若しくは表面処理を施したものが挙げられる。第１バリア層４００８の材料としては、不純物による着色を避ける観点から、無アルカリガラスが特に好ましい。
第１バリア層４００８がガラスからなる場合、その層厚は、１０〜２００μｍであってもよい。前記層厚が１０μｍ以上であると、機械的強度とともにガスバリア性に優れる傾向にある。前記層厚は、１０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。また、前記層厚が２００μｍ以下であると、光透過率等の導光板としての光学特性に優れる傾向にある。前記層厚は、２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、７５μｍ以下がさらに好ましく、５０μｍ以下が特に好ましい。
ガラスによって第１バリア層４００８を形成する方法は特に限定されない。ガラスによって第１バリア層４００８を形成する方法として、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法又はフロート法を採用することができる。また、使用するガラスは、市販のガラスをそのまま用いてもよいし、市販のガラスを所望の厚みになるように研磨して用いてもよい。前記市販のガラスとしては、例えば、コーニング社製「ＥＡＧＬＥ２０００」、旭硝子社製「ＡＮ１００」、日本電気硝子社製「ＯＡ１０Ｇ」及びショット社製「Ｄ２６３」が挙げられる。
第２バリア層４００９は、第１バリア層４００８が形成されたホログラム層４００２の表面と反対側のホログラム層４００２の表面に積層されている。
第２バリア層４００９の構成は、第１バリア層４００８の説明において例示されたのと同様の構成が用いられる。ただし、第２バリア層４００９の材料、厚み等は、第１バリア層４００８と相違していてもよい。
このような画像表示用導光板４０２０は、例えば、以下のようにして製造できる。
第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３が準備され、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３の表面に、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９がそれぞれ形成される。第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９の製造方法としては、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９の材料に応じて適宜の製造方法が選択される。
例えば、第１バリア層４００８が形成された第１樹脂基材４００１における第１バリア層４００８の表面に、ホログラム形成用のフォトポリマー材料が塗布される。このとき、第１バリア層４００８の外周部には、ホログラム層４００２と同厚みの透明なシール層が設けられてもよい。この場合、フォトポリマー材料は、シール層で囲まれて形成された凹部に塗布される。シール層は、ホログラム層４００２の形成後にホログラム層４００２の外周部をシールする。
この後、フォトポリマー材料上に、第２バリア層４００９が形成された第２樹脂基材４００３が、第２バリア層４００９をフォトポリマー材料の方に向けられた状態で載置される。
ただし、上述の製造順序は一例である。例えば、第２バリア層４００９が形成された第２樹脂基材４００３にフォトポリマー材料が塗布されてから、第１バリア層４００８が形成された第１樹脂基材４００１がフォトポリマー材料上に載置されてもよい。
この後、減圧プレスによって、第１吸収層４００４、第１樹脂基材４００１、第１バリア層４００８、フォトポリマー材料、第２バリア層４００９、第２樹脂基材４００３、及び第２吸収層４００６からなる積層体が貼り合わせられる。
この後、積層体のフォトポリマー材料に回折パターンに対応した干渉縞を形成し、フォトポリマー材料中に、回折格子を形成する。
このようにして、画像表示用導光板４０２０が製造される。
画像表示用導光板４０２０は、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９が追加された以外は、第１変形例の画像表示用導光板４００７と同様に構成される。
第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９は、ＤＬＣ又はケイ素酸化物等の透明な無機材料からなるが、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲において、青色光を吸収しやすいために、青色成分の透過率が低下する結果、透過光が黄色味を帯びる。
このように、第１バリア層４００８は外光Ｌｏ及び画像光Ｌｄの黄色味を、第２バリア層４００９は外光Ｌｏの黄色味を、それぞれ増大させやすい。しかし、本発明の第４の実施形態の第２変形例では、第１変形例と同様、第１吸収層４００４及び第２吸収層４００６を備えるので、第１吸収層４００４及び第２吸収層４００６の波長特性を適宜調整することによって、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９による黄色味の増加を相殺することができる。すなわち、第１吸収層４００４から出射される外光Ｌｏ’’’及び画像光Ｌｄ’’の黄色味を低減することができる。さらに、第１変形例と同様にして、外光Ｌｏ’’’及び画像光Ｌｄ’’の黄色味のバランスを良好にすることができる。
以上説明したように、本発明の第４の実施形態の第２変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
さらに画像表示用導光板４０２０によれば、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９を備えるため、ホログラム層４００２の経時劣化を抑制することができる。
第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３のガスバリア性は、樹脂材料の種類によって程度の差はあるが、ガラスに比べると格段に低い。このため、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３は、ガラスよりもより高い吸湿性及び水蒸気透過性を有している。
この結果、画像表示用導光板４００５の外部のガスは、ある程度、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３を透過したり、内部に蓄積したりする。特に第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３には、水分が蓄積しやすい。
しかし、外部から第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３に浸透したガス及び水分は、画像表示用導光板４０２０内で拡散しても第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９によって遮蔽される。これにより、ホログラム層４００２へのガス及び水蒸気の浸透が抑制される。
例えば、ホログラム層４００２への水分の浸透が抑制されることにより、ホログラム層４００２の劣化が防止される。
さらに、画像表示用導光板４０２０では、上述の層構成を有するため、ホログラム層４００２は、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３と接触していない。これにより、画像表示用導光板４０２０が高温環境下に配置されても、ホログラム層４００２が、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３を浸食することが防止される。
特に、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９の屈折率が、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３に比べて高屈折率であると、上述したように、第１バリア層４００８から第１樹脂基材４００１に向かう光の出射角が大きくなる。同様に、第２樹脂基材４００３から第２バリア層４００９に入射する光は、出射角が狭められる。このため、第２樹脂基材４００３側の外部から入射して、画像表示用導光板４００５を透過する光は、第２バリア層４００９を有しない場合に比べて、より広角の範囲の光が入射し、第１バリア層４００８を有しない場合に比べて、より広角の範囲に出射される。この結果、外部光の視野の範囲がより広がるとともに、表示側のＦＯＶも広がる。
ホログラム層４００２からの画像光に関しては、上述したように、第１バリア層４００８から第１樹脂基材４００１に向かう光の出射角が大きくなる結果、第１バリア層４００８を有しない場合に比べて、表示画面のＦＯＶが広がる。
特に、本発明の第４の実施形態の第２変形例では、第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９が、ホログラム層４００２上に積層されることによって、外部光及び画像光の拡散位置と、表示画面を構成するホログラム層４００２の回折位置とが、近づくため、このため、ホログラム層４００２から離れた位置に第１バリア層４００８及び第２バリア層４００９が設けられる場合に比べると、より鮮明な画像が広範囲の角度から観察可能になる。
ここで、画像表示用導光板４０２０における輝度値及びＦＯＶの測定方法について、簡単に説明する。
画像表示用導光板４０２０における輝度値は、画像表示用導光板４００５を画像表示用導光板４０２０に代えた以外は上述した本発明の第４の実施形態の基本例における表示装置４０１０と同様の表示装置と、輝度計と、を用いて測定される。
輝度値の測定において、前記表示装置は、画像表示用導光板４０２０の表示画像出射部の中心が前記輝度計の測定光軸上で、前記輝度計と対向する位置に配置される。前記表示画像出射部と前記輝度計との距離は、前記表示装置の装着時における使用者の目の位置に対応する距離である。例えば、前記表示装置がヘッドマウントディスプレイの場合、距離は１５ｍｍとされる。
前記輝度値は、前記表示装置に最大輝度の白色画像を表示させたときに前記輝度計で測定される輝度である。
画像表示用導光板４０２０のＦＯＶの測定では、前記表示装置に最大輝度の白色画像を表示させた状態で、前記輝度計の測定光軸を前記表示画像出射部に対して傾斜させて輝度を測定する。例えば、前記輝度計は前記ゴニオステージ等によって、画像表示用導光板４０２０に対して垂直の位置から適宜角度傾斜する揺動可能に支持される。
ＦＯＶは、前記白色画像が見えなくなることに対応する輝度を閾値として、閾値以上の輝度が得られる角度範囲として求められる。前記閾値以上の輝度が−θ１から＋θ２までの範囲で得られる場合、ＦＯＶは、θ１＋θ２である。ここで、角度は、画像表示用導光板４０２０の法線角度を０°とする。
＜第３変形例＞
第４の実施形態の第３変形例について説明する。
図２２は、本発明の第４の実施形態の第３変形例の画像表示用導光板の一例を示す模式的な断面図である。
図２２に示すように、第３変形例の画像表示用導光板４０２４は、本発明の第４の実施形態の基本例の画像表示用導光板４００５の第１吸収層４００４が削除され、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３に代えて、第１樹脂基材（吸収層）４０２１及び第２樹脂基材（吸収層）４０２３を備える。
以下、上記本発明の第４の実施形態の基本例と異なる点を中心に説明する。
第１樹脂基材（吸収層）４０２１は、第１樹脂基材４００１と同様のベース樹脂と、ベース樹脂に分散された色材と、を備える。
第１樹脂基材（吸収層）４０２１が含有する色材は、本発明の第４の実施形態の基本例における第１吸収層４００４と同様の色材が用いられる。色材の配合量は、第１樹脂基材（吸収層）４０２１が本発明の第４の実施形態の基本例における第１吸収層４００４と同様の光吸収性を有するように設定される。
第２樹脂基材（吸収層）４０２３は、第１樹脂基材（吸収層）４０２１と同様に構成される。
画像表示用導光板４０２４は、基材準備工程で準備される第１樹脂基材（吸収層）４０２１及び第２樹脂基材（吸収層）４０２３が、それぞれのベース樹脂に色材が練り込まれた材料を用いて成形され、かつ吸収層形成工程が行われない以外は、本発明の第４の実施形態の基本例における画像表示用導光板４００５と同様にして製造される。
画像表示用導光板４０２４は、吸収層が第１樹脂基材（吸収層）４０２１及び第２樹脂基材（吸収層）４０２３によって形成される例になっている。
画像表示用導光板４０２４によれば、第１樹脂基材（吸収層）４０２１及び第２樹脂基材（吸収層）４０２３が吸収層になっているので、第１変形例と同様にして、外光及び画像光における黄色味を低減できる。
以上説明したように、本発明の第４の実施形態の第３変形例によれば、透明材料の黄変による表示画像への影響を低減できる画像表示用導光板を提供することができる。
なお、上記本発明の第４の実施形態の基本例及び各変形例では、吸収層が画像表示用導光板の最外部に配置される場合の例で説明した。しかし、吸収層は、外光Ｌｏ及び画像光Ｌｄの光路上であれば、どこに配置されても、画像表示用導光板から出射される光の黄色味を低減することができる。
上記本発明の第４の実施形態の基本例及び各変形例では、吸収層が、樹脂基材に接している場合の例で説明した。しかし、吸収層は、透明な樹脂フィルムに積層されていてもよい。この場合、例えば、樹脂フィルムに吸収層を形成してから、接着剤等を介して配置面に固定することができるので、吸収層の形成が容易になる。
上記第２変形例では、ホログラム層の表裏面にバリア層が配置されている場合の例で説明した。しかし、樹脂基材を通して浸透する水分等を遮蔽する目的及びホログラム層と樹脂基材との接触を防止する目的では、バリア層は、樹脂基材とホログラム層との間に配置されていればよい。
ただし、この場合、バリア層とホログラム層との間に挟まれる透明層の吸湿性が高いと、透明層の側面を通して水分が浸透するおそれがある。このため、バリア層とホログラム層との間の透明層は、吸湿性が少ない材料で形成されることがより好ましい。バリア層とホログラム層との間の透明層が吸湿性を有している場合には、透明層の厚みが薄くすることがより好ましい。この場合、水分の浸透口となる側面の露出面積が低減されるので、吸湿される水分量を低減できる。
上記第２変形例では、バリア層が、ホログラム層及び樹脂基材に接している場合の例で説明した。しかし、バリア層は、透明な樹脂フィルムに積層されていてもよい。この場合、例えば、樹脂フィルムにバリア層を形成してから、接着剤等を介して樹脂基材に固定することができるので、バリア層の形成が容易になる。
以下、本発明を実施例によってより具体的に説明する。しかし、本発明は後述する実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り、種々の変更が可能である。
［第１の実施形態の実施例及び比較例（実施例１〜３、比較例１〜３）］
以下、第１の実施形態の実施例及び比較例について説明する。
下記表１に実施例１〜３及び比較例１〜３に用いる樹脂基材の構成及び評価結果を示す。
Figure 2020126239
三菱ケミカル…三菱ケミカル株式会社
クラレ…株式会社クラレ
住友化学…住友化学株式会社
旭化成…旭化成株式会社
アクリライト、コモグラス、スミベックス及びデラグラスは各社の登録商標。
＜実施例１＞
実施例１は、第１の実施形態の基本例の画像表示用導光板１００４に対応する実施例である。
表１に示すように、第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３（表１では「樹脂基材」）の材料としては、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が用いられる。第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３の板厚はいずれも１ｍｍである。
ホログラム層１００２は、各実施例及び各比較例に共通である。ホログラム層１００２の材料としては、ビスフェノール系エポキシ樹脂ｊＥＲ１００７（重合度ｎ＝１０．８、エポキシ当量：１７５０〜２２００、三菱ケミカル製商品名）１００質量部、トリエチレングリコールジアクリレート５０質量部及び４、４’−ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート５質量部、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノ）クマリン０．５質量部を２−ブタノン１００質量部に混合溶解してホログラム用の感光材料として用いられる。ホログラム層１００２の厚みは、５μｍである。ホログラム層１００２の平面視の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍである。
（基板製造工程）
実施例１の第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３は、以下のようにして製造される。
冷却管、温度計及び攪拌機を備える反応器（重合釜）に、ＭＭＡ（メタクリル酸メチル）１００部を投入し、撹拌する。窒素ガスでバブリングした後、加熱を開始する。内温が８０℃になった時点で、ラジカル重合開始剤である２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０５部を添加する。さらに内温１００℃まで加熱した後、１０分間保持する。その後、反応器を室温まで冷却して、シラップを得る。シラップの重合率は約２０質量％である。
この後、シラップにｔ−ヘキシルパーオキシピバレート０．２質量部、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．０１質量部を添加し、室温下で完全に溶解して、重合性原料を形成する。
減圧下で、重合性原料中の溶存空気を除去した後、鏡面仕上げされたステンレス製の一対のエンドレスベルトを備えた連続重合装置に原料を注入する。
ここで、本実施例で使用する連続重合装置について説明する。
図８は、実施例１の樹脂基板の製造装置の一例を示す模式的な縦断面図である。
図８に示すように、連続重合装置１１００は、上下に一対のエンドレスベルト１１０１、１１０２が配置されている。エンドレスベルト１１０１、１１０２はそれぞれ主プーリ１１０３、１１０４、１１０５、１１０６によって張力が与えられており、同一速度で走行するよう駆動される。エンドレスベルト１１０１、１１０２の各内周部には、複数のキャリアロール１１０７がそれぞれ配置されている。各キャリアロール１１０７は、互いに対向するエンドレスベルト１１０１、１１０２を間に挟んで互いに対向している。各キャリアロール１１０７は、走行するエンドレスベルト１１０１、１１０２を水平に支持し、エンドレスベルト１１０１、１１０２のベルト走行方向（図示左から右に向かう方向）と直角かつベルト面の垂直方向からベルト面に対して少なくとも一回、線荷重をかける。
線荷重は、０．００１〜１０．０ｋｇ／ｃｍであってもよい。線荷重は０．０１ｋｇ／ｃｍ以上であることがより好ましい。
線荷重をかける回数は、多いほどより好ましい。線荷重をかける回数が多くなれば、得られる樹脂基板の平面性が向上する。例えば、線荷重をかける回数は、１０回以上であることがより好ましい。
連続重合装置１１００に設けられた原料注入装置１１１４は、エンドレスベルト１１０１、１１０２の間に重合性原料を供給する。エンドレスベルト１１０１、１１０２の両側端部付近は弾力性のある２個のガスケット１１１２によってシールされる。
重合性原料は、エンドレスベルト１１０１、１１０２の走行に伴い、第１重合ゾーン１１０８において温水スプレー１１０９で加熱されて重合する。さらに、重合性原料は、ベルト走行方向の下流に設けられた第２重合ゾーン１１１０において熱風ヒーターで加熱されて重合が完結する。重合性原料は、ベルト走行方向のより下流側に設けられた下流冷却ゾーン１１１１において冷却された後、板状重合物１１１３として取り出される。
上述した実施例１の重合性原料の具体的な製造条件は、以下の通りである。
連続重合装置１１００において、原料注入装置１１１４から重合性原料が供給される部位におけるエンドレスベルト１１０１、１１０２のベルト面の間隔は１．６ｍｍに調整し、重合を完結させて板状重合物を取り出す部位において最終的に板状重合物が１ｍｍとなるように連続的に間隔が調整されている。
第１重合ゾーン１１０８における各キャリアロール１１０７による線荷重は、０．３ｋｇ／ｃｍとされる。温水スプレー１１０９の温水温度は８０℃である。温水は重合性原料が第１重合ゾーン１１０８に滞在する間、エンドレスベルト１１０１、１１０２のベルト内周面にかけ続けられる。第１重合ゾーン１１０８における重合性原料の滞在時間は４０分である。
第２重合ゾーン１１１０では、熱風ヒーターから温度１２０℃の熱風をベルト内周面に吹き付けながら、重合性原料の滞在時間が１０分となる条件で、重合を完結させている。
このようにして、板厚１ｍｍの板状重合物１１１３が得られる。
第１樹脂基材１００１及び第２樹脂基材１００３の評価サンプル１Ａは、板状重合物１１１３を２００ｍｍ×２００ｍｍの矩形状に切断することによって形成される。評価サンプル１Ａは、後述するＭＣ値測定、算術平均粗さＲａの測定、及び熱収縮率測定に用いられる。
評価サンプル１Ｂは、板状重合物１１１３を６０ｍｍ×６０ｍｍの矩形状に切断することによって形成される。評価サンプル１Ｂは、画像表示用導光板１００４を形成し、画像表示用導光板１００４の画像評価（後述）に用いられる。
次に、実施例１における画像表示用導光板１００４の製造工程について説明する。画像表示用導光板１００４は、以下に説明する基板準備工程及び導光板作製工程をこの順に行うことによって製造される。
（基板準備工程）
基板準備工程では、基板製造工程で得られた６０ｍｍ×６０ｍｍ×厚み１ｍｍのアクリル樹脂製の評価サンプル１Ｂの洗浄及び乾燥が行われる。
評価サンプル１Ｂは、中性洗浄剤であるセミクリーン（登録商標）Ｍ−ＬＯ（商品名；横浜油脂工業株式会社製）の５％界面活性剤水溶液に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。
この後、評価サンプル１Ｂは、超純水に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。さらに、超純水による評価サンプル１Ｂのすすぎが行われ、評価サンプル１Ｂは風乾後に１００℃のオーブンで窒素雰囲気下にて乾燥される。この後、風乾した評価サンプル１Ｂは、ＵＶオゾン洗浄機にて１分間、ＵＶオゾン洗浄される。
以上で、基板準備工程が終了する。
（導光板作製工程）
導光板作製工程では、２枚の評価サンプル１Ｂを用いて画像表示用導光板１００４が製造される。
一方の評価サンプル１Ｂの周縁部に、幅５ｍｍ、厚み５μｍのシール層が塗布される。
シール層は、透明材料からなり、評価サンプル１Ｂ同士を互いに接着できる材料であれば、特に限定されないが、実施例１では、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂が用いられる。
これにより、シール層で囲まれた開口部が５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさを有するシール層段差付きアクリル基板が準備される。
この後、このアクリル基板上に、ホログラム用フォトポリマー材料としてアクリル系感光材料がスピンコートによって塗布される。アクリル系感光材料は、乾燥後厚みが５μｍになるように塗布される。
この後、他方の評価サンプル１Ｂをシール層及びアクリル系感光材料上に積層し、減圧下にてプレス貼合する。プレス貼合の条件は、絶対圧５ｋＰａ、温度７０℃、プレス圧０．０４ＭＰａである。
この後、プレス貼合された積層体のフォトポリマー材料に回折格子を記録する。この工程では、積層体の温度が２０℃に保たれる。回折格子は、積層体に、２つのレーザー光を照射し、それぞれの照射角度及び強度を調整することで、必要な回折パターンが形成されるように干渉縞を形成する。これにより、フォトポリマー材料に回折格子が記録される。
具体的な回折格子としては、入射部に入射した画像光として入射された赤色、緑色、青色の波長領域の各光を回折して、画像光の画素に対応する位置において、表示画像出射部から出射させるカラー表示用回折格子が形成される。
この後、積層体を２０℃に保った状態で、紫外光（波長３６５ｎｍ、放射照度８０Ｗ／ｃｍ２）が積層体の片面の方向から３０秒間全面照射される。紫外光の光源としては、高圧水銀ランプが用いられる。
これにより、アクリル系感光材料が硬化し、実施例１の画像表示用導光板１００４が形成される。
＜実施例２＞
実施例２は、第１の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板１０１４に対応する実施例である。
表１に示すように、実施例２は、第１樹脂基材１００１の厚み方向における両面にハードコートが施された以外は、実施例１と同様である。
実施例２の評価サンプル１Ａは、実施例１の評価サンプル１Ａの厚み方向における両面に後述するハードコートを施して形成される。
実施例２の評価サンプル１Ｂは、実施例１の評価サンプル１Ａに代えて、実施例２の評価サンプル１Ａを用いる以外は、実施例１と同様に製造される。このため、第１変形例の図７に示す態様とは異なり、第２樹脂基材１００３にも、第１ハードコート層１０１１Ａ及び第２ハードコート層１０１１Ｂが積層されている。
以下では、実施例２の基板製造工程について、実施例１と異なる点を中心に説明する。
（基板製造工程）
以下で使用する略号について説明する。
「Ｃ６ＤＡ」は、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（大阪有機化学工業（株）製、商品名；ビスコート＃２３０）を意味する。
「Ｕ６ＨＡ」は、ヘキサメチレンジイソシアネートを３量化して得られるトリイソシアネート１モルに対して３−アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート３モルを反応して得られるウレタン化合物（新中村化学工業（株）製、商品名；ＮＫオリゴＵ−６ＨＡ）を意味する。
「Ｍ３０５」は、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物（東亞合成（株）製、商品名；アロニックス（登録商標）Ｍ−３０５）を意味する。
Ｃ６ＤＡを６０質量部、Ｕ６ＨＡを３０質量部、Ｍ３０５を１０質量部、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニル−フォスフィンオキサイドを０．５質量部、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンを５質量部混合し、ハードコート液を調製する。
このハードコート液を連続重合装置１１００のエンドレスベルト１１０１、１１０２上に２０μｍの厚みで塗布する。この後、放射照度１２０Ｗ／ｃｍ２の高圧水銀灯を用いて紫外光を照射し、ハードコート液を硬化させることでエンドレスベルト上にハードコートを形成する。
エンドレスベルト１１０１、１１０２上にハードコートが形成している点以外は実施例１と同様の方法で樹脂基板の重合を実施することで、表面にハードコートが積層された厚み１ｍｍの板状重合物１１１３が得られる。
実施例２の板状重合物１１１３から、実施例１と同様にして実施例２の評価サンプル１Ａ、１Ｂが形成される。
＜実施例３＞
実施例３は、第１の実施形態の基本例の画像表示用導光板１００４に対応する実施例である。
表１に示すように、実施例３は、樹脂基材として切削研磨加工したアクリル板が用いられる以外は、実施例１と同様である。実施例３における樹脂基材は、厚み２ｍｍの連続キャストアクリル板であるアクリライト（登録商標）Ｌを切削加工及び研磨加工により厚み１ｍｍに加工したものである。
＜比較例１〜３＞
表１に示すように、比較例１〜３は、樹脂基材として既成の押出アクリル板が用いられる以外は、実施例１と同様である。このため、各比較例の基板製造工程は、メーカーごとに異なる押出成形によって行われる。
比較例１における樹脂基材としては、厚み３ｍｍの押出アクリル板であるコモグラス（登録商標）Ｐ（商品名；株式会社クラレ製）が用いられる。
比較例２における樹脂基材としては、厚み３ｍｍの押出アクリル板であるセミペックス（登録商標）Ｅ（商品名；住友化学株式会社製）が用いられる。
比較例３における樹脂基材としては、厚み３ｍｍの押出アクリル板であるデラグラス（登録商標）Ａ（商品名；旭化成株式会社製）が用いられる。
各比較例において、厚みが３ｍｍである以外は実施例１と同様の形状を有する評価サンプル１Ａ、１Ｂが準備される。
各比較例における導光板製造工程は、各比較例の評価サンプル１Ｂが用いられる以外は、実施例１と同様に行われる。
＜評価方法＞
次に、実施例１〜３及び比較例１〜３の評価方法について説明する。評価としては、ＭＣ値、Ｒａ、熱収縮率及び表示画像の鮮明性の評価が行われる。
（ＭＣ値）
ＭＣ値の評価は、本明細書の「発明を実施するための形態」に記載した評価方法によって行われる。測定サンプルＳとしては、各実施例及び各比較例の評価サンプル１Ａが用いられる。
具体的な評価条件としては、距離ｄ１及びｄ２がそれぞれ１ｍ、仰角θＡが２０°とされる。
比較例１〜３には、ギアマークがあるので、各比較例の評価サンプル１Ａは、ギアマークがＹ方向に向く姿勢で評価装置１２００に配置される。
これに対して、実施例１〜３にはギアマークが見られない。しかし、製造時の方向性を揃えるため、連続重合装置１１００における走行方向と直交する方向がＹ方向に向くように各実施例の評価サンプル１Ａを配置している。
明度分布の測定範囲は、評価装置１２００における評価サンプル１Ａの配置におけるＹ方向を横方向（線分ＡＤ、ＢＣが延びる方向）、評価サンプル１Ａ上で、横方向に直交する方向を縦方向（線分ＡＢ、ＤＣが延びる方向）として、縦方向の幅が１８０ｍｍ、横方向の幅が８０ｍｍの矩形領域とされる。
測定範囲は、測定サンプルＳ上で、横方向に２ｍｍずつずらして４１箇所に設けている。各測定範囲において、測定ラインは、測定範囲を横方向に４０等分するように選ばれる。
表１には、各測定範囲における各測定ラインの明度分布から求められたＭＣ値の最大値が記載されている。
（Ｒａ）
Ｒａの評価では、各評価サンプル１Ａの表面の算術平均粗さＲａが測定される。
測定装置としては、白色干渉型表面形状測定機Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ（登録商標） ６３００（商品名；Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製）が用いられる。対物レンズの倍率は２．５倍が用いられる。観察範囲は、２．８ｍｍ×２．１ｍｍの矩形状の範囲である。
（熱収縮率）
熱収縮率の評価は、ＪＩＳ Ｋ ６７１８：２０１５の付属書Ａ「加熱時の寸法変化（収縮）の測定」に準拠する寸法変化（収縮）の測定によって行われる。
（表示画像の鮮明性）
実施例１〜３及び比較例１〜３の画像表示用導光板は、画像表示装置に取り付けられる。画像表示装置には、表示を行う画像光を画像表示用導光板１００４の入射部に入射する光学系、駆動電源、及び画像光を得るための画像情報等を供給する回路システムが設けられている。
評価に用いる入力画像としては、白色画像と、文字表示画像と、が用いられる。
評価は、白色画像と、文字表示画像との、見え方を目視で判定することにより行われる。文字画像としては、大きさ１０ｍｍ×１００ｍｍ以内の「ＡＢＣＤＥ」が表示される。
白色画像において虹色が見えず、文字表示画像において、文字がはっきり見える場合、良い（ｇｏｏｄ、表１では「Ａ」と記載）と判定する。
白色画像においてわずかに虹色が見えるが、文字表示画像において、文字がはっきり見える場合、可（ｆａｉｒ、表１では「Ｂ」と記載）と判定する。
白色画像において少なくとも一部に虹色が見え、かつ文字表示画像において、文字の輪郭がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表１では「Ｃ」と記載）と判定する。
＜評価結果＞
表１に示すように、実施例１〜３のＭＣ値は、それぞれ、０．０７４、０．１０３、０．０６０であり、いずれも０．１２０未満である。これに対して、比較例１〜３のＭＣ値は、それぞれ０．１２６、０．１８３、０．１４８であり、いずれも０．１２０を超えている。
実施例１〜３は、ギアマークが観察されず、これに対応してＭＣ値が０．１２０未満である。この理由は、各実施例の樹脂基材が連続キャスト法、又は切削及び研磨によって製造されるからであると考えられる。連続キャスト法では、各実施例の樹脂基材の原料の表面に、例えば、エンドレスベルト１１０１、１１０２の表面形状が転写される。このため、樹脂基材の表面の平面性は、エンドレスベルト１１０１、１１０２の平面性と同等になる。切削及び研磨では、樹脂基材の表面の平面性を極めて高くできる。
これに対して、比較例１〜３にはギアマークが観察されるので、ギアマークによってＭＣ値が増大していると考えられる。比較例１〜３にギアマークが形成される理由としては、例えば、押出機において押出材料に接触するロール類の駆動ムラが大きいこと等が考えられる。
実施例１〜３の算術平均粗さＲａは、それぞれ、４．９ｎｍ、４．７ｎｍ、２．６ｎｍであり、いずれも１０ｎｍ未満である。これに対して、比較例１〜３のＲａは、それぞれ、５．５ｎｍ、２．９ｎｍ、２．３ｎｍであり、いずれも１０ｎｍ未満である。このため、Ｒａで表される平滑性に関しては、実施例１〜３は、比較例１〜３に比べて大きな差はない。
実施例１〜３の熱収縮率は、いずれも３％未満である。これに対して、比較例１〜３の熱収縮率は、いずれも３％以上である。この理由は、比較例１〜３の樹脂基材が押出成形によって製造されていることによって、樹脂基材中に歪みが蓄積されたからであると考えられる。
実施例１〜３の表示画像の鮮明性は、いずれも「良い（Ａ）」と判定される。これに対して、比較例１〜３の表示画像の鮮明性は、いずれも「不可（Ｃ）」と判定される。この理由は、比較例１〜３では、ＭＣ値が各実施例に比べて大きいために、画像光の回折方向等が乱れるためであると考えられる。
例えば、比較例２、３の樹脂基材は、Ｒａが実施例１、２よりも小さいので、平滑性において実施例１、２においてより優れているが、表示画像の鮮明性においては、平面性（すなわち、ＭＣ値）の寄与が大きいからであると考えられる。少なくとも、Ｒａが１０ｎｍ以下であれば、鮮明性において、Ｒａの大きさに優位な差はないと考えられる。
［第２の実施形態の実施例］
以下、第２の実施形態の実施例について説明する。
下記表２Ａ〜表２Ｃに実施例４〜７及び１２〜２１に用いる樹脂基材及びバリア層の構成、並びに評価結果を示す。
Figure 2020126239
Figure 2020126239
表２Ｂの「補助層」の欄において、「ＥＶＯＨ系」は「エチレンビニルアルコール系」を、「Ｆ系」は「フッ素系」を表す。
Figure 2020126239
＜実施例４＞
実施例４は、第２の実施形態の基本例の画像表示用導光板２００６に対応する実施例である。
表２Ａに示すように、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５（表２Ａでは「樹脂基材」）の材料としては、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が用いられる。
第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５の形状は、いずれも６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの矩形板である。
本実施例の第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４（表２Ｂでは「バリア層」）は、層厚４０ｎｍのＤＬＣ膜である。
ホログラム層２００３は、実施例４〜７及び１１〜２０に共通である。ホログラム層２００３の材料としては、ビスフェノール系エポキシ樹脂ｊＥＲ（登録商標）１００７（重合度ｎ＝１０．８、エポキシ当量：１７５０〜２２００、三菱ケミカル製商品名）１００質量部、トリエチレングリコールジアクリレート５０質量部及び４、４’−ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート５質量部、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノ）クマリン０．５質量部を２−ブタノン１００質量部に混合溶解してホログラム用の感光材料として用いられる。ホログラム層２００３の厚みは、５μｍである。ホログラム層２００３の平面視の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍである。
次に、実施例４における画像表示用導光板２００６の製造工程について説明する。画像表示用導光板２００６は、以下に説明する基板準備工程、バリア層形成工程及び導光板作製工程をこの順に行うことによって製造される。
（基板準備工程）
基板準備工程では、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５の洗浄及び乾燥が行われる。以下、第１樹脂基材２００１及び第２樹脂基材２００５を区別する必要がない場合には、符号を省略し、単に樹脂基材と表記する。
樹脂基材は、中性洗浄剤であるセミクリーン（登録商標）Ｍ−ＬＯ（商品名；横浜油脂工業株式会社製）の５％界面活性剤水溶液に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。
この後、樹脂基材は、超純水に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。さらに、超純水による樹脂基材のすすぎが行われ、樹脂基材は風乾後に１００℃のオーブンで窒素雰囲気下にて乾燥される。この後、風乾した評価サンプル２Ｂは、ＵＶオゾン洗浄機にて１分間、ＵＶオゾン洗浄される。
以上で、基板準備工程が終了する。
（バリア層形成工程）
バリア層形成工程では、樹脂基材の表面にＤＬＣ膜を形成する。
空間容積３５０ｃｍ３、高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）、内部電極（φ１０ｍｍ）（ガス導入管を兼用、先端細孔φ１ｍｍ）を装備したプラズマ化学蒸着装置内に、樹脂基材を配置して真空排気が行われる。プラズマ化学蒸着装置の圧力が１５Ｐａに到達後、高純度アセチレンとテトラメチルシランの２：１の混合ガスを流量４５ｓｃｃｍで導入し、プラズマ発生設定電力１００Ｗ、成膜時間０．８秒の条件で膜厚４０ｎｍのＤＬＣ成膜を行う。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
以下では、バリア層が形成された樹脂基材を中間積層体と称する。
（導光板作製工程）
導光板作製工程では、２枚の中間積層体を用いて画像表示用導光板２００６が製造される。
一方の中間積層体のバリア層の周縁部に、幅５ｍｍ、厚み５μｍのシール層が塗布される。
シール層は、透明材料からなり、中間積層体のバリア層同士を互いに接着できる材料であれば、特に限定されないが、実施例３では、光接着剤ハードロック（登録商標）ＯＰ−１０４５Ｋ（商品名；電気化学工業株式会社製）が用いられる。
これにより、シール層で囲まれた開口部が５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさを有するシール層段差付き中間積層体が準備される。
この後、この中間積層体上に、ホログラム用フォトポリマー材料として上記の感光材料がスピンコートによって塗布される。感光材料は、乾燥後厚みが５μｍになるように塗布される。
この後、他方の中間積層体を、そのバリア層がシール層付きの中間積層体のバリア層と対向するように、シール層及び感光材料上に積層し、減圧下にてプレス貼合する。プレス貼合の条件は、絶対圧５ｋＰａ、温度７０℃、プレス圧０．０４ＭＰａである。
この後、プレス貼合された積層体の感光材料に回折格子を記録する。この工程では、積層体の温度が２０℃に保たれる。回折格子は、積層体に、２つのレーザー光を照射し、それぞれの照射角度及び強度を調整することで、必要な回折パターンが形成されるように干渉縞を形成する。これにより、感光材料に回折格子が記録される。
具体的な回折格子としては、入射部に入射した画像光として入射された赤色、緑色、青色の波長領域の各光を回折して、画像光の画素に対応する位置において、表示部から出射させるカラー表示用回折格子が形成される。
この後、積層体を２０℃に保った状態で、紫外光（波長３６５ｎｍ、放射照度８０Ｗ／ｃｍ２）が積層体の片面の方向から３０秒間全面照射される。紫外光の光源としては、高圧水銀ランプが用いられる。
これにより、シール層が硬化し、実施例３の画像表示用導光板２００６が形成される。
＜実施例５＞
実施例５は、各ＤＬＣ膜が、厚み１０ｎｍの珪素酸化物で形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例５の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例５の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面に珪素酸化物薄膜層を形成する。
樹脂基材が真空蒸着装置に配置された後、珪素酸化物の真空蒸着が行われる。真空蒸着装置のチャンバーの到達真空度は、１．０×１０−４Ｔｏｒｒとされる。この真空下、高周波誘導加熱方式により純度９９．９％の一酸化珪素を加熱蒸発させて、樹脂基材の表面に、厚み５０ｎｍの珪素酸化物薄膜を成膜する。これにより、珪素酸化物薄膜層が成膜された中間積層体が得られる。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の導光板作製工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例６、７＞
表２Ａに示すように、実施例６、７は、バリア層の配置が異なる以外は、実施例５と同様である。
図１２は、実施例６の画像表示用導光板を示す模式的な断面図である。図１３は、実施例７の画像表示用導光板を示す模式的な断面図である。
以下では、実施例５と異なる点を中心に説明する。
図１２に示すように、実施例６の画像表示用導光板２１０１は、第１バリア層２００２、第１樹脂基材２００１、ホログラム層２００３、第２樹脂基材２００５及び第２バリア層２００４がこの順に積層している。
第１バリア層２００２及び第２バリア層２００４としては、実施例５と同様の厚み５０ｎｍの珪素酸化物薄膜層が用いられる。
画像表示用導光板２１０１を製造するには、実施例５と同様にして、中間積層体を形成する。その後、一方の中間積層体の樹脂基材上にシール層を設け、感光材料を塗布した後、樹脂基材同士が対向するように他方の中間積層体を積層させる。この後、実施例５と同様の減圧プレス、回折格子の形成を行うことによって、画像表示用導光板２１０１が製造される。
図１３に示すように、実施例７の画像表示用導光板２１０２は、実施例６の画像表示用導光板２１０１の側面（厚み方向と直交する方向の外周面）全体を被覆する第３バリア層２０３２が設けられた以外は実施例６と同様である。
第３バリア層２０３２は、実施例６の第１バリア層２００２と同様の珪素酸化物薄膜層からなる。
画像表示用導光板２１０２は、画像表示用導光板２１０１を製造した後、その側面に珪素酸化物薄膜層を成膜することによって製造される。
＜実施例１２＞
実施例１２は、各ＤＬＣ膜が、厚み４０ｎｍのアルミナで形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１２の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例１２の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面にアルミナ膜を形成する。
電子ビーム蒸着装置内に、樹脂基材及び蒸着源として純度９９．９９９％で粒径２ｍｍのアルファアルミナ粒子を適量、配置して、真空排気が行われる。蒸着源からシャッタまでの距離は約８ｃｍ、蒸着源から樹脂基材表面までの距離は約３５ｃｍである。
電子ビーム蒸着装置の圧力が３×１０−３Ｐａに到達後、電子ビームのフィラメント電流を約３５ｍＡに上げ、シャッタを開け、アルミナ成膜を行う。装置内の壁面の温度が５０℃になったら、シャッタを閉じ、電子ビームのフィラメント電流を止める。３０℃以下まで冷却後、電子ビームのフィラメント電流を約３５ｍＡに上げ蒸着源を加熱し、シャッタを開け、アルミナ成膜を行う。これを繰り返し、膜厚４０ｎｍのアルミナ成膜を行う。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の導光板作製工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１３＞
実施例１３は、各ＤＬＣ膜が、厚み７０ｎｍの珪素酸化物で形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１３の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例１３の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面に珪素酸化物を形成する。高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）を装備したプラズマ化学蒸着装置内に、樹脂基材を配置して真空排気が行われる。プラズマ化学蒸着装置の圧力が１Ｐａに到達後、ヘリウムガスによってバブリングされることにより、生成されたテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）ガスを流量６ｓｃｃｍで、酸素ガスを流量９５ｓｃｃｍで導入し、プラズマ発生設定電力２５０Ｗの条件で膜厚７０ｎｍの珪素酸化物成膜を行う。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の導光板作製工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１４＞
実施例１４は、珪素酸化物膜が、厚み１４０ｎｍの珪素酸化物で形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１４の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例１４の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面に珪素酸化物を形成する。高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）を装備したプラズマ化学蒸着装置内に、樹脂基材を配置して真空排気が行われる。プラズマ化学蒸着装置の圧力が１Ｐａに到達後、ヘリウムガスによってバブリングされることにより、生成されたＴＥＯＳガスを流量６ｓｃｃｍで、酸素ガスを流量９５ｓｃｃｍで導入し、プラズマ発生設定電力２５０Ｗの条件で膜厚１４０ｎｍの珪素酸化物成膜を行う。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１５＞
実施例１５は、珪素酸化物膜が、厚み１７０ｎｍの珪素酸化物で形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１５の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例１５の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面に珪素酸化物を形成する。高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）を装備したプラズマ化学蒸着装置内に、樹脂基材を配置して真空排気が行われる。プラズマ化学蒸着装置の圧力が１Ｐａに到達後、ヘリウムガスによってバブリングされることにより、生成されたＴＥＯＳガスを流量６ｓｃｃｍで、酸素ガスを流量９５ｓｃｃｍで導入し、プラズマ発生設定電力２５０Ｗの条件で膜厚１７０ｎｍの珪素酸化物成膜を行う。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１６＞
実施例１６は、バリア層が補助層を有する以外は、実施例１４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１６の基板製造工程について、実施例１４と異なる点を中心に説明する。
実施例１６の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、実施例１４と同様の方法で作製した無機材料層の表面に補助層を形成する。エチレン−ビニルアルコール共重合体水溶液に、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）ＫＢＭ−５７３）を保護コート中の全固形分に対して固形分濃度が１０重量％になるように添加し、補助コート剤１を調製した。無機材料層の表面に補助コート剤１を塗布乾燥して厚さ０．５μｍの補助層を形成する。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された多層構造を有するバリア層が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１７＞
実施例１７は、バリア層が補助層としてフッ素系防水防湿コート層を有する以外は、実施例１４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１７の基板製造工程について、実施例１４と異なる点を中心に説明する。
実施例１７の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例の保護層形成工程では、実施例１４と同様の方法で作製したバリア層の表面にフッ素系防水防湿コート層を形成する。
以上で、バリア層形成工程が終了する。
本実施例の基板製造工程は、上述したバリア層形成工程程で形成された多層構造を有するバリア層が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１８＞
実施例１８は、バリア層と樹脂基材との間にアンカーコート層が配置される以外は、実施例１４と同様の構成を有する。
以下では、実施例１８の基板製造工程について、実施例１４と異なる点を中心に説明する。
実施例１８の画像表示用導光板２００６は、実施例１４と同様の基板準備工程と、後述するアンカーコート層形成工程及びバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（アンカーコート層形成工程）
本実施例のアンカーコート層形成工程では、樹脂基材の表面にアンカーコート層を形成する。飽和ポリエステル（東洋紡績（株）製バイロン３００）とイソシアネート化合物（東ソー（株）製コロネートＬ）を１：１質量比になるように配合し、アンカーコート剤を調製した。樹脂基材のコロナ処理面にアンカーコート剤を塗布乾燥して、厚さ１００ｎｍのアンカーコート層を形成した。
以上で、アンカーコート層工程が終了する。
（バリア層形成工程）
前記アンカーコート層上に実施例１４と同様の方法でバリア層を形成する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したアンカーコート層形成工程及びバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例１９＞
実施例１９は、バリア層と樹脂基材との間にアンカーコート層が配置される以外は、実施例１６と同様の構成を有する。
以下では、実施例１９の基板製造工程について、実施例１６と異なる点を中心に説明する。
実施例１９の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するアンカーコート層形成工程、無機材料層形成工程及びバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（アンカーコート層形成工程）
樹脂基材の表面に実施例１８と同様の方法でアンカーコート層を形成する。
（無機材料層形成工程）
前記アンカーコート層上に実施例１４と同様の方法で無機材料層を作製する。
（バリア層形成工程）
前記無機材料層の表面に実施例１６と同様の方法で補助層を作製し、バリア層を形成する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したアンカーコート層形成工程、無機材料層形成工程及びバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例２０＞
実施例２０は、各珪素酸化物膜が、スパッタリング法により成膜された厚み１００ｎｍの珪素酸化物で形成されている以外は、実施例４と同様の構成を有する。
以下では、実施例２０の基板製造工程について、実施例４と異なる点を中心に説明する。
実施例２０の画像表示用導光板２００６は、実施例４と同様の基板準備工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例４と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
本実施例のバリア層形成工程では、樹脂基材の表面に珪素酸化物膜を形成する。スパッター法によって真空圧力４．０×１０−５Ｔｏｒｒの真空圧のもとで、膜厚１００ｎｍの珪素酸化物膜の成膜を行う。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例４の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜実施例２１＞
実施例２１は、バリア層と樹脂基材との間にアンカーコート層が配置される以外は、実施例２０と同様の構成を有する。
以下では、実施例２１の基板製造工程について、実施例２０と異なる点を中心に説明する。
実施例２１の画像表示用導光板２００６は、実施例２０と同様の基板準備工程と、実施例１８と同様のアンカーコート層形成工程と、後述するバリア層形成工程と、実施例２０と同様の導光板作製工程と、をこの順に行うことによって製造される。
（バリア層形成工程）
前記アンカーコート層上に実施例２０と同様の方法でバリア層を形成する。
本実施例の導光板作製工程は、上述したバリア層形成工程で形成された中間積層体が用いられる以外は、実施例２０の基板製造工程と同様なので、説明を省略する。
＜評価方法＞
次に、各実施例の評価方法について説明する。評価としては、輝度値測定、ＦＯＶ評価、及び表示画像の鮮明性評価が行われる。
（輝度値）
輝度値の測定用サンプルは、加湿試験を行うサンプル（表２Ｃでは「加湿後」）、加熱試験を行うサンプル（表２Ｃでは「加熱後」）、及び加湿試験も加熱試験も行わないサンプル（表２Ｃでは「初期」）の三種類が準備される。
加湿試験及び加熱試験は、小型環境試験器ＳＨ−２４１（商品名；エスペック株式会社製）が用いられる。
加湿試験の試験条件は、６０℃、９０％ＲＨ、５００時間とされる。
加熱試験の試験条件は、８５℃、５００時間とされる。
測定用サンプルの輝度値は、実施形態において上述した測定方法に基づいて行われる。
各測定用サンプルは、それぞれ上述の表示装置に組み立てられる。
輝度計２０１４としては、輝度計ＢＭ−８（商品名；株式会社トプコン製）が用いられる。測定角は１°である。表示面２００３ａからの距離ｄは１５ｍｍである。
輝度値が３５００ｎｉｔ以上の場合、とても良い（ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ｓ」と記載）と判定する。
輝度値が３０００ｎｉｔ以上３５００ｎｉｔ未満の場合、良い（ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ａ」と記載）と判定する。
輝度値が１０００ｎｉｔ以上３０００ｎｉｔ未満の場合、可（ｆａｉｒ、表２Ｃでは「Ｂ」と記載）と判定する。
輝度値が１０００ｎｉｔ未満の場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ｃ」と記載）と判定する。
（ＦＯＶ）
ＦＯＶの測定は、輝度値の測定用サンプルのうち、加湿試験も加熱試験も行わないサンプルで組み立てられた表示装置を用いて行われる。
ＦＯＶの測定は、実施形態において上述した測定方法に基づいて行われる。
輝度計２０１４としては、輝度計ＢＭ−８（商品名；株式会社トプコン製）が用いられる。測定角は１°である。表示面２００３ａからの距離ｄは１５ｍｍである。
ＦＯＶが４５°以上の場合、とても良い（ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ｓ」と記載）と判定する。
ＦＯＶが３５°以上４５°未満の場合、良い（ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ａ」と記載）と判定する。
ＦＯＶが２４°以上３５°未満の場合、可（ｆａｉｒ、表２Ｃでは「Ｂ」と記載）と判定する。
ＦＯＶが２４°未満の場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ｃ」と記載）と判定する。
（鮮明性）
表示画像の鮮明性は、ＦＯＶ測定に使用される表示装置を用いて行われる。
評価に用いる入力画像としては、白色画像と、文字表示画像と、が用いられる。
評価は、白色画像と、文字表示画像との、見え方を目視で判定することにより行われる。文字画像としては、１０ｍｍ×１００ｍｍ内の「ＡＢＣＤＥ」が表示される。
白色画像において虹色が見えず、文字表示画像において、文字がはっきり見える場合、良い（ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ａ」と記載）と判定する。
白色画像においてわずかに虹色が見えるが、文字表示画像において、文字がはっきり見える場合、可（ｆａｉｒ、表２Ｃでは「Ｂ」と記載）と判定する。
白色画像において少なくとも一部に虹色が見え、かつ文字表示画像において、文字の輪郭がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表２Ｃでは「Ｃ」と記載）と判定する。
＜評価結果＞
表２Ｃに示すように、実施例４、５及び実施例１２〜２１の輝度値は、加湿試験、加熱試験の有無を問わず、すべて、「Ｓ」又は「Ａ」と評価される。
この理由は、これら実施例では、バリア層によってホログラム層への水分の浸透が防止されることと、ホログラム層が樹脂基材を浸食することとが、抑制される結果、ホログラム層の回折性能が良好であり、樹脂基板における光路の乱れもないためであると考えられる。
また、これら実施例では、ホログラム層が樹脂基材と接していないため、加熱されても、ホログラム層の材料が樹脂基材を浸食することはない。
これに対して、実施例５、６の輝度値は、加湿試験及び加熱試験のいずれかの後の測定用サンプルでは、いずれも実施例４、５及び実施例１２〜２１より劣っているが、加湿試験及び加熱試験が施されない場合には、「Ｂ」と評価され実用可能レベルである。
表２Ｃに示すように、実施例４、５及び実施例１２〜２１のＦＯＶは、それぞれ「Ｓ」、「Ａ」と評価される。
これに対して、実施例６、７のＦＯＶは、「Ｃ」と評価され実用可能レベルであった。
この理由は、上述した輝度値評価の違いの理由と同様であると考えられる。すなわち、実施例４、５及び実施例１２〜２１では、バリア層によってホログラム層への水分の浸透及び樹脂基材への浸食が非常に高いレベルで防止される結果、ＦＯＶの低下も見られない。
実施例４のＦＯＶが、実施例５のＦＯＶよりもさらに良好になるのは、バリア層の材料の相違のためであると考えられる。ＤＬＣ膜は、珪素酸化物薄膜層に比べて屈折率が高いため、ＦＯＶが大きくなり良好になると考えられる。
さらに、実施例４、５及び実施例１２〜２１の表示画像の鮮明性（表２Ｃでは「鮮明性」）は、いずれも「Ａ」と判定され、実施例６、７の場合より良好な結果である。
この理由は、上述した輝度値評価の違いの理由と同様であると考えられる。すなわち、実施例４、５及び実施例１２〜２１では、バリア層によってホログラム層への水分の浸透及び樹脂基材への浸食が非常に高いレベルで防止される結果、鮮明な画像が観察される。
［第３の実施形態の実施例］
以下、第３の実施形態の実施例について説明する。
＜実施例８＞
（第一基板及び第二基板の準備）
６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍ（厚さ）に加工した２枚のアクリル樹脂板（三菱ケミカル社製）を、セミクリーンＭ−Ｌ０（横浜油脂工業株式会社製）の５％界面活性剤水溶液に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄を行う。その後、超純水に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄を行う。さらに、超純水によるすすぎを行い、風乾後１００℃のオーブンで窒素雰囲気下にて乾燥させる。その後、風乾した基板をＵＶオゾン洗浄機にて１分間、ＵＶオゾン洗浄を行って第一基板及び第二基板とする。
（ホログラム層の形成）
ホログラム層は、各実施例に共通である。ホログラム層の材料としては、ビスフェノール系エポキシ樹脂（重合度ｎ＝１０．８、エポキシ当量：１７５０〜２２００、三菱ケミカル社製 商品名ｊＥＲ１００７）１００質量部、トリエチレングリコールジアクリレート５０質量部及び４、４’−ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート５質量部、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノ）クマリン０．５質量部を２−ブタノン１００質量部に混合溶解してホログラム用の感光材料として用いる。
第二基板の周縁部に、幅５ｍｍ、厚さ５μｍのシール層を塗布する。シール層に囲まれた５０ｍｍ×５０ｍｍの開口部に、ホログラム層となる上記感光材料を、乾燥後厚みが５μｍとなるようにスピンコートで塗布する。上記感光材料の乾燥後に、第一基板を積層し、減圧下にてプレス貼合（絶対圧５ｋＰａ、温度７０℃、プレス圧０．０４ＭＰａ）する。
上記感光材料が封入された第一基板及び第二基板を２０℃に保ちつつ、２つのレーザー光を照射する。それぞれレーザー光の照射角度及び強度を調整することにより、その干渉による干渉縞を形成し、上記感光材料に所望の回折格子を記録してホログラム層を形成する。
（ハードコートフィルムの準備）
フィルム基材として、三菱ケミカル社製：ポリエチレンテレフタレート２軸延伸フィルム（製品名「ダイアホイルＴ６１２タイプ」、厚み：５０μｍ）を準備する。
有機・無機ハイブリッド系紫外線硬化性樹脂組成物（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製 ＵＶＨＣ７８００Ｇ、反応性官能基を有する無機シリカ含有量：３０〜４０質量％）を用いて、ハードコート層形成用の硬化性組成物を調製する。この組成物が硬化した硬化樹脂層の屈折率は１．５４である。
フィルム基材の第二面に、硬化性組成物をバーコーターで乾燥後膜厚が３μｍとなるように塗布し、９０℃で１分加熱して乾燥させる。その後、高圧水銀ランプ（８０Ｗ／ｃｍ２）を使用し、積算光量で４００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射してハードコート層を形成する。
次に、ハードコート層上に、下記組成の離型層形成用塗液を塗布し、乾燥させて離型層を形成する。得られた離型層の厚みは、５００ｎｍである。
・離型剤 長鎖アルキル基含有アルキド樹脂（日立化成（株）製 「テスファイン」３０３） １０質量部（固形分換算）
・酸触媒 ｐ−トルエンスルホン酸（日立化成（株）製 「ドライヤー」９００） ０．１２質量部（固形分換算）
・溶媒 トルエン ４５質量部
次に、フィルム基材の第一面に、粘着剤形成用組成物を、乾燥後膜厚が０．５μｍとなるように塗布し、乾燥して粘着層を形成する。
粘着剤形成用組成物は以下のように調製する。
アクリル系共重合体からなる粘着剤溶液（綜研化学社製 ＳＫダイン１８８２、固形分濃度約１７％）１ｋｇに対し、イソシアネート系架橋剤（綜研化学社製 Ｌ−４５）１．８５ｇ、エポキシ系架橋剤（綜研化学社製 Ｅ−５ＸＭ）０．５ｇを添加して均一混合する。
得られたハードコートフィルムの粘着層を第一基板に接合してハードコートフィルムを第一基板に取り付けることにより、実施例８の画像表示用導光板を得る。
＜実施例９＞
実施例９は、ハードコートフィルムの構成のみ異なる。ハードコートフィルムの準備態様について、以下に示す。
工程用剥離フィルム（三菱ケミカル（株）製 「ＭＲＡ１００」、厚さ１００μｍ）に上述と同様の態様で離型層、ハードコート層、及び粘着層を形成し、粘着層を第一基板に接合する。紫外線照射後に工程用剥離フィルムを剥離して、実施例９の画像表示用導光板を得る。
＜評価方法＞
各実施例について、以下の評価を行う。
（画像表示の鮮明度）
各例の導光板を３枚用意し、それぞれ赤色、緑色、青色の波長領域の光を回折するようにホログラム層を形成した後、３枚の導光板を積層する。積層した導光板に、画像表示装置、表示した情報を導光板に入力する光学系、並びに駆動電源及び画像情報等を供給する回路システムを取り付けて、各例に係る画像表示装置を組み上げる。
導光板に白色の背景に文字が記載された画像を表示する。表示された画像を第一基板側から目視して、以下の３段階に感応評価する。
Ａ（ｇｏｏｄ）：画像に虹色に見える部分がなく、文字もはっきりと見える
Ｂ（ａｖｅｒａｇｅ）：画像に虹色に見える部分がわずかに存在するが、文字ははっきりと見える
Ｃ（ｂａｄ）：画像に虹色に見える部分が明確に存在し、文字の輪郭もぼやけて見える
鮮明度の評価は、以下に示す耐傷性の評価の前後それぞれにおいて行う。実施例８、９においては、耐傷性評価後にハードコートフィルムを剥離し、新しいハードコートフィルムを取り付けた後で評価を行う。
（耐傷性）
各例の画像表示装置における最表面のハードコートフィルム又はハードコート層の表面に対し、直径１１ｍｍの円柱の断面に取り付けたスチールウール＃００００を、荷重４００ｇ、１００ｍｍ／ｓｅｃで１０往復させる。その後、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍの試験範囲内において、ハードコートフィルム又はハードコート層表面の状態を観察し、以下の３段階で判定する。
Ａ（ｇｏｏｄ）：傷がない
Ｂ（ａｖｅｒａｇｅ）：傷本数が２０本未満
Ｃ（ｂａｄ）：傷本数が２０本以上
（耐落下性）
直径５０ｍｍ、重さ２３０ｇの剛球を落下させて各例の画像表示装置の最表面側に衝突させる。その後、第一基板及び第二基板の割れを確認する。評価は以下の２段階とする。
Ａ（ｇｏｏｄ）：第一基板及び第二基板のいずれにも割れを認めない。
Ｃ（ｂａｄ）：第一基板及び第二基板の少なくとも一方に割れを認める。
（鉛筆硬度）
測定する表面に対して、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４：１９９９に準じて荷重７５０ｇで鉛筆硬度を測定する。
各評価の結果を表３に示す。
Figure 2020126239
実施例８、９では、耐傷性評価においてハードコートフィルム又はハードコート層に傷が生じる。この傷は、ハードコートフィルムを貼り替えることにより、鮮明度が悪化することを防げる。各実施例の画像表示用導光板は、耐落下性の評価において樹脂製の基板に割れを生じないため、眼鏡型のディスプレイに適用した際の安全性が高まる。
本発明の第３の実施形態に係る導光板において、第二基板は樹脂製でなく、例えばガラス製であってもよい。このような構成でも、第一基板を装着者側に向けた状態で眼鏡型ディスプレイを構成する等により、軽量化が可能となり、また、装着者の安全性を高められる。
本発明に係る導光板において、第二基板にもハードコートフィルムが取り付けられてよい。この際、第一基板と第二基板とでハードコートフィルムの構成及び重ね枚数等の態様が異なっていてもよい。
［第４の実施形態の実施例］
以下、第４の実施形態の実施例９、１０について説明する。本発明はこれら実施例により制限されるものではない。
下記表４に各実施例樹脂基材及び吸収層の構成、及び評価結果について示す。
Figure 2020126239
＜実施例１０＞
実施例１０は、第４の実施形態の画像表示用導光板４００５に対応する実施例である。
表４に示すように、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３（表４では「樹脂基材」）の材料としては、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が用いられる。
第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３の形状は、いずれも６０ｍｍ×６０ｍｍ×１ｍｍの矩形板である。
ホログラム層４００２は、各実施例に共通である。ホログラム層４００２の材料としては、ビスフェノール系エポキシ樹脂ｊＥＲ（登録商標）１００７（重合度ｎ＝１０．８、エポキシ当量：１７５０〜２２００、三菱ケミカル製商品名）１００質量部、トリエチレングリコールジアクリレート５０質量部及び４、４’−ビス（ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート５質量部、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノ）クマリン０．５質量部を２−ブタノン１００質量部に混合溶解してホログラム用の感光材料として用いられる。ホログラム層４００２の厚みは、５μｍである。ホログラム層４００２の平面視の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍである。
次に、実施例１０における画像表示用導光板４００５の製造工程について説明する。画像表示用導光板４００５は、以下に説明する基板準備工程、吸収層形成工程、及び導光板作製工程をこの順に行うことによって製造される。
（基板準備工程）
基板準備工程では、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３の洗浄及び乾燥が行われる。以下、第１樹脂基材４００１及び第２樹脂基材４００３を区別する必要がない場合には、符号を省略し、単に樹脂基材と表記する。
樹脂基材は、中性洗浄剤であるセミクリーン（登録商標）Ｍ−ＬＯ（商品名；横浜油脂工業株式会社製）の５％界面活性剤水溶液に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。
この後、樹脂基材は、超純水に浸漬させた状態で５分間超音波洗浄される。さらに、超純水による樹脂基材のすすぎが行われ、樹脂基材は風乾後に１００℃のオーブンで窒素雰囲気下にて乾燥される。この後、風乾した評価サンプルＢは、ＵＶオゾン洗浄機にて１分間、ＵＶオゾン洗浄される。
以上で、基板準備工程が終了する。
（吸収層形成工程）
吸収層形成工程では、第１樹脂基材４００１の表面に第１吸収層４００４（表４では「吸収層」）を形成する。
１００質量部のアクリレート（ユピマー（登録商標）ＵＶ−ＨＨ２１００（商品名；三菱ケミカル株式会社製））に５質量部の光重合開始剤を加え、さらに色材として、ダイアレンジ（登録商標）ブルーを０．０５質量部加えて、硬化性樹脂組成物（コート液）を調製する。
この硬化性樹脂組成物を、金属製バーコーターを用いて第１樹脂基材４００１上に塗布し、９０℃で１分間乾燥後、紫外光照射装置を用いて５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光し、厚み５μｍの吸収層を有する積層体を得る。
以上で、吸収層形成工程が終了する。
以下では、吸収層が形成された樹脂基材を中間積層体と称する。
（導光板作製工程）
導光板作製工程では、中間積層体と、第２樹脂基材４００３と、を用いて画像表示用導光板４００５が製造される。
中間積層体の吸収層と反対側の表面の周縁部に、幅５ｍｍ、厚み５μｍのシール層が塗布される。
シール層は、透明材料からなり、樹脂基材同士を互いに接着できる材料であれば、特に限定されないが、実施例１では、光接着剤ハードロック（登録商標）ＯＰ−１０４５Ｋ（商品名；電気化学工業株式会社製）が用いられる。
これにより、シール層で囲まれた開口部が５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさを有するシール層段差付き中間積層体が準備される。
この後、この中間積層体上に、ホログラム用フォトポリマー材料として上記感光材料がスピンコートによって塗布される。上記感光材料は、乾燥後厚みが５μｍになるように塗布される。
この後、第２樹脂基材４００３を、シール層付きの中間積層体のバリア層と対向するように、シール層及び上記感光材料上に積層し、減圧下にてプレス貼合する。プレス貼合の条件は、絶対圧５ｋＰａ、温度７０℃、プレス圧０．０４ＭＰａである。
この後、プレス貼合された積層体の上記感光材料に回折格子を記録する。この工程では、積層体の温度が２０℃に保たれる。回折格子は、積層体に、２つのレーザー光を照射し、それぞれの照射角度及び強度を調整することで、必要な回折パターンが形成されるように干渉縞を形成する。これにより、上記感光材料に回折格子が記録される。
具体的な回折格子としては、入射部に入射した画像光として入射された赤色、緑色、青色の波長領域の各光を回折して、画像光の画素に対応する位置において、表示部から出射させるカラー表示用回折格子が形成される。
この後、積層体を２０℃に保った状態で、紫外光（波長３６５ｎｍ、放射照度８０Ｗ／ｃｍ２）が積層体の片面の方向から３０秒間全面照射される。紫外光の光源としては、高圧水銀ランプが用いられる。
これにより、シール層が硬化し、実施例１の画像表示用導光板４００５が形成される。
＜実施例１１＞
実施例１１は、第４の実施形態の第１変形例の画像表示用導光板４００７に対応する実施例である。
表４に示すように、実施例１１は、吸収層が両面に設けられている。具体的には、第２吸収層４００６が第２樹脂基材４００３におけるホログラム層４００２と反対側の表面に形成されている。
本実施例では、第２吸収層４００６（表４では「吸収層」）は、実施例１０の第１吸収層４００４と同様に構成される。
このため、実施例１１の基板準備工程は、実施例１０と同様である。
実施例１１の吸収層形性工程は、第１吸収層４００４を有する中間積層体の他に、第２吸収層４００６が形成された第２樹脂基材４００３からなる中間積層体を形成する点が、実施例１０と異なる。
実施例１１の導光板作製工程は、２枚の中間積層体が用いられる点が、実施例１０と異なる。
＜評価方法＞
次に、各実施例の評価方法について説明する。評価としては、鮮明性評価が行われる。
（鮮明性評価）
表示画像の鮮明性は、各画像表示用導光板を用いた各表示装置を用いて行われる。各表示装置は、各実施例の画像表示用導光板が用いられる以外は、表示装置４０１０と同様に構成される。
評価に用いる画像としては、ホログラム層で回折された画像光による表示画像と、外光が透過する外光像と、が用いられる。
表示画像の入力画像としては、白色画像と、文字画像と、が用いられる。
外光像としては、表示装置から０．５ｍ〜５０ｍ離れた室内、街、もしくは森林の景色が用いられる。外光像の評価においては、白色画像もしくは文字画像を、それぞれ表示して評価する。
評価は、白色画像及び文字画像の見え方と、外光像の見え方を目視で判定することにより行われる。文字画像としては、大きさとして、視力に換算して０．１から２．０のサイズのひらがな、カタカナ、漢字、アラビア数字もしくはアルファベット等が表示される。
（表示画像の鮮明性評価の基準）
表示画像の鮮明性評価は、３段階で行われる。
白色画像において虹色が見えず、文字画像において、文字がはっきり見える場合、良い（ｇｏｏｄ、表４では「Ａ」と記載）と判定する。
白色画像においてわずかに虹色が見えるが、文字画像において、文字がはっきり見える場合、可（ｆａｉｒ、表４では「Ｂ」と記載）と判定する。
白色画像において少なくとも一部に虹色が見え、かつ文字画像において、文字の輪郭がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表４では「Ｃ」と記載）と判定する。
（外光像の鮮明性評価の基準）
外光像の鮮明性評価は、４段階で行われる。
外光像における景色の色味が違和感なく、はっきり見える場合、とても良い（ｖｅｒｙ
ｇｏｏｄ、表４では「Ｓ」と記載）と判定する。
外光像における景色が若干暗く見える場合、良い（ｇｏｏｄ、表４では「Ａ」と記載）と判定する。
外光像における景色が暗く、色味に若干の違和感がある場合、可（ｆａｉｒ、表４では「Ｂ」と記載）と判定する。
外光像による景色がぼやけて見える場合、不可（ｎｏ ｇｏｏｄ、表４では「Ｃ」と記載）と判定する。
（耐候性試験）
鮮明性評価に用いる画像表示用導光板としては、耐候性試験を施すサンプル（表４では「耐候性試験後」）と、耐候性試験を施さないサンプル（表４では「耐候性試験前」）とが準備される。
耐候性試験は、紫外線フェードメーターＵ４８ＡＵ（商品名；スガ試験機株式会社製）を用いて行われる。試験条件は、ＢＰ温度が６３℃±３℃とされる。試験時間は、５００時間とされる。
＜評価結果＞
表４に示すように、実施例１０の鮮明性は、表示画像及び外光像のいずれも耐候性試験の前後を問わず、「Ａ」と評価される。実施例１１の鮮明性は、外光像の耐候性試験間が「Ｓ」である以外は、「Ａ」と評価される。
この評価結果から、実施例１０、１１では、吸収層を備えることにより、表示画像及び外光像とも、鮮明性が良好であることが分かる。特に、実施例１０では、外光の入射側にも吸収層が設けられているため、耐候性試験前の場合には、実施例１０に比べて外光像の鮮明性が向上している。
以上、本発明の好ましい実施形態、及び実施例を説明したが、本発明はこれらの実施形態、及び実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
本発明の画像表示用導光板は、樹脂基材を用いた場合であっても鮮明な画像が表示できるとともに、ホログラム層の劣化を抑制でき、例えば、ＶＲ、ＡＲアプリケーションの表示装置用途に有用である。例えば、本発明の画像表示用導光板は、ヘッドアップディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、を用いたエンターテイメント、遠隔操作、作業支援、誘導支援等表示装置用途に有用である。
１００１ 第１樹脂基材
１００１ａ 第１表面
１００１ｂ 第２表面
１００２ ホログラム層
１００３ 第２樹脂基材
１００４，１０１４ 画像表示用導光板
１０１１Ａ 第１ハードコート層
１０１１Ｂ 第２ハードコート層
１１００ 連続重合装置
１１０１，１１０２ エンドレスベルト
１１０３，１１０４，１１０５，１１０６ 主プーリ
１１０７ キャリアロール
１１０８ 第１重合ゾーン
１１０９ 温水スプレー
１１１０ 第２重合ゾーン
１１１１ 下流冷却ゾーン
１１１２ ガスケット
１１１３ 板状重合物
１１１４ 原料注入装置
１２００ 評価装置
１２０１ 光源
１２０２ スクリーン
１２０３ カメラ
１２０４ 演算処理部
１２１０ 曲線
２００１ 第１樹脂基材
２００２ 第１バリア層
２００３ ホログラム層
２００３ａ 表示面
２００３ｂ 導波回折格子部
２００３ｃ 表示用回折格子部
２００４ 第２バリア層
２００５ 第２樹脂基材
２００６，２０１６ 画像表示用導光板
２００６ａ 入射部
２００６ｄ 表示部
２０１０ 表示装置
２０１２ 入射光学系
２０１３ 画像光投影部
２０１４ 輝度計
２０１５ 測定装置
２０２２ 第１バリアフィルム
２０２２Ａ バリア層
２０２２Ｂ 樹脂フィルム
２０２４ 第２バリアフィルム
２０２４Ａ バリア層
２０２４Ｂ 樹脂フィルム
２０２６ 第１接着層
２０２７ 第２接着層
２０３２ 第３バリア層
２１０１，２１０２ 画像表示用導光板
３００１ 画像表示用導光板（導光板）
３０１０ ホログラム層
３０２１ 第一基板
３０２２ 第二基板
３０３０，３１３０ ハードコートフィルム
３０３０Ａ，３１３０Ａ 第一ハードコートフィルム
３０３０Ｂ，３１３０Ｂ 第二ハードコートフィルム
３０３１ フィルム基材
３０３１ａ 第一面
３０３１ｂ 第二面
３０３２ 粘着層
３０３３ ハードコート層
３０３４ 離型層
４００１ 第１樹脂基材
４００２ ホログラム層
４００２ｂ 表示用回折格子部
４００３ 第２樹脂基材
４００３ａ 導波回折格子部
４００４ 第１吸収層
４００５，４００７，４０２０，４０２４ 画像表示用導光板
４００５ａ 入射部
４００５ｂ 表示画像出射部
４００６ 第２吸収層
４００８ 第１バリア層
４００９ 第２バリア層
４０１０ 表示装置
４０１１ 入射光学系
４０１２ 画像光投影部
４０２１ 第１樹脂基材（吸収層）
４０２３ 第２樹脂基材（吸収層）
Ｉ 透過投影像
Ｉｂ 高明度部
Ｉｓ 低明度部
Ｌｄ 画像光
Ｌｄ’ 画像光
Ｌｄ’’ 画像光
Ｌｉ 画像光
Ｌｏ 外光
Ｌｏ’ 外光
Ｌｏ’’ 外光
Ｌｏ’’’ 外光
Ｏ 光軸
Ｐ１ 第１中間積層体
Ｐ２ 第２中間積層体
Ｓ 測定サンプル

Claims (15)

  1. 第１樹脂基材と、ホログラム層とを有する画像表示用導光板であって、
    前記第１樹脂基材は、シャドーコントラストによる評価で得られるＭＣ値が０．１２０以下である、画像表示用導光板。
  2. 第１樹脂基材と、第１バリア層と、ホログラム層とを有する画像表示用導光板。
  3. 前記第１樹脂基材、前記第１バリア層及び前記ホログラム層が、厚み方向において、この順に配置されている、請求項２に記載の画像表示用導光板。
  4. さらに第２樹脂基材及び第２バリア層を有し、
    前記第１樹脂基材、前記第１バリア層、前記ホログラム層、前記第２バリア層及び前記第２樹脂基材が、厚み方向において、この順に配置されている、請求項３に記載の画像表示用導光板。
  5. 前記第１樹脂基材の屈折率より前記第１バリア層の屈折率が高い、請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  6. 前記第１バリア層の屈折率が１．４８以上である、請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  7. 前記第１バリア層は無機材料を含む、請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  8. 前記第１バリア層は、ケイ素酸化物、ケイ素窒素酸化物、ダイヤモンドライクカーボン、アルミニウム酸化物及びガラスからなる群から選択される少なくとも１種の無機材料を含む、請求項７に記載の画像表示用導光板。
  9. 前記第１バリア層は、樹脂フィルム上に配置されている、請求項２〜８のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  10. 前記第１バリア層の材料として水蒸気バリア性材料が用いられる、請求項２〜９のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  11. 前記第１バリア層は、前記ホログラム層上に配置されている、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  12. 前記第１樹脂基材の屈折率が１．４８〜１．７０である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  13. 前記第１樹脂基材が、ポリ（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂、環状ポリオレフィン及びポリカーボネートからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  14. 前記第１樹脂基材のＪＩＳ Ｋ ６７１８−１：２０１５の付属書Ａに準拠して測定される熱収縮率が３％未満である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
  15. 前記第１樹脂基材の表面の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の画像表示用導光板。
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