JP4978658B2

JP4978658B2 - ホログラム導光板

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Publication number: JP4978658B2
Application number: JP2009124260A
Authority: JP
Inventors: 壮周渡部
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP2009217283A

Description

本発明は、ホログラム導光板に関し、特に、液晶表示装置用のフロントライト及びバックライト用に用いられるホログラム導光板に関するものである。

液晶表示装置のフロントライト及びバックライト用に導光板が用いられる。バックライト用導光板は、散乱板等により均一性を上げることができるが、フロントライト用導光板の場合、その導光板を通して表示面を観察するため、透明である必要がある。

本出願人は、特許文献１において、フロントライト用導光板として、全反射を繰り返しながら光を伝搬する導光板の一面に反射型又は透過型のホログラムを設けて伝搬光を外部に照明光として出すホログラム導光板を提案している。

このようなホログラム導光板をバックライト用導光板として使用できることも明らかである。

特開平１１−１０９３３８号公報特開平１１−１２５７０７号公報特開平１１−３５２３２９号公報

このホログラム導光板を液晶表示装置用の導光板として使用する際、その繰り返し反射、端面反射が影響して均一な照明を行わせることは容易ではない。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホログラム導光板において均一で明るい照明を可能にする構成を提供することである。

上記目的を達成する本発明のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の前記光源とは反対側の端部に前記の伝搬される光を吸収する吸収層が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の前記光源とは反対側の端部が、その端部に垂直な断面内でテーパー状に先細る形状に構成され、前記ホログラムによる回折光の出る側と反対側の前記テーパー状部の面に反射層が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けら
れ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の前記光源に面する端部に垂直な断面内で前記板状体の表面と裏面とが相互に角度をなすウェッジ形状に構成されていることを特徴とするものである。

本発明の別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の厚さが０．５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

本発明のさらに別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、前記板状体の前記光源に面した端部に偏光分離素子を配置し、特定の直線偏光成分を選択的に前記板状体内に導入し、それと直交する直線偏光成分を光源側に反射させるようにしたことを特徴とするものである。

この場合、偏光分離素子の直線偏光透過方向がＳ偏光であることが望ましい。本発明のさらに別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されており、その回折光射出側に少なくとも照明光入射側に偏光板を有する液晶表示素子が配置されるホログラム導光板において、前記偏光板の透過軸の向きを前記ホログラムによる回折光の偏光成分の多い方向に一致させることを特徴とするものである。

この場合、ホログラムによる回折光の偏光成分の多い方向がＳ偏光の偏光方向であることが望ましい。

本発明のさらに別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されており、その回折光射出側に反射型液晶表示素子が配置されるホログラム導光板において、前記回折光の方向が前記透明板状体の面に対して斜めの方向に設定されており、前記反射型液晶表示素子の反射層から反射された光が実質的に前記回折光と反対の方向に進まないようになっていることを特徴とするものである。

本発明のさらに別のホログラム導光板は、透明板状体を備え、その一面にホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝搬し、その伝搬される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されており、その回折光射出側に反射型液晶表示素子が配置されるホログラム導光板において、前記回折光の方向が前記透明板状体の面に対して斜めの方向に設定されており、かつ、前記反射型液晶表示素子の反射層として前記回折光を前記反射型液晶表示素子の正面方向に向ける反射性光学層を用いることを特徴とするものである。

この場合、反射性光学層として反射型のホログラム又は反射型の計算機ホログラムを用いることができる。また、断面鋸歯状の反射鏡を用いることができる。以上のホログラム導光板において、その両面又は片面に反射防止層を設けることが望ましい。

また、ホログラム導光板の両面又は片面に保護層を設けることが望ましい。

本発明においては、ホログラム導光板の透明板状体の光源とは反対側の端部にその中を伝搬される光を吸収する吸収層を設ける等の構成により、均一で明るい照明が可能で、ホログラム導光板自体の透明性がよく、明るくコントラストの良い表示が可能な液晶表示装置用等の導光板が実現できる。

本発明の１実施例のホログラム導光板の断面図である。本発明の別の実施例のホログラム導光板の断面図である。ホログラム導光板からの回折光が反射型液晶表示素子の反射層に略垂直に入射する場合の問題点を説明するための図である。図３の場合の問題点を解決する本発明の別の実施例のホログラム導光板の断面図である。図３の場合の問題点を解決する本発明のさらに別の実施例を説明するための図である。ホログラム導光板を用いた液晶表示装置の模式的断面図である。

以下、本発明のホログラム導光板を実施例に基づいて説明する。

まず、液晶表示装置用のフロントライト用ホログラム導光板とバックライト用ホログラム導光板の基本的な構成について説明する。

図６（ａ）はフロントライト用ホログラム導光板１を用いた反射型液晶表示装置の模式的断面図であり、フロントライト用ホログラム導光板１の裏面側に反射型液晶表示素子２０が若干の間隔をおいて配置されており、反射型液晶表示素子２０は、例えばＴＮ液晶表示素子であり、透明基板２１と２２の間に液晶層２３が挟持して封止されている。この透明基板２１、２２の一方の液晶層２３側内面には透明画素電極が他方には透明対向電極が設けられ、それらの上に配向膜等が設けられてなり、また、透明基板２１、２２の外側には偏光板２４、２５が平行ニコルあるいは直交ニコルの状態で配置されている。そして、裏面側の偏光板２５の裏面には反射層２６を備えている。なお、カラー表示用の場合は、透明対向電極上にカラーフィルターが配置される。

フロントライト用ホログラム導光板１は、プラスチック等の透明板状体２を備えており、その裏面には、透過型ホログラム３が密着あるいは接着配置されている。この透過型ホログラム３は、特許文献１の透過型ホログラムと同様に、透明板状体２内で導光され透過型ホログラム３に臨界角以上の所定の角度で入射する光を透明板状体２の裏面の外へ回折光６として回折する特性を有するものである。そして、透過型ホログラム３の回折効率は、平均して光源４に近い程低く、光源４から離れるに従って高く設定されている。このような回折効率の分布を持たせるためには、１つの手段としては、ホログラム撮影のときの物体光と参照光の光強度に所望の回折効率が得られるように分布を持たせるようにしてもよいが、透過型ホログラム３を網点状にパターニングされた微細ホログラムの集合体とし、その微細ホログラムの面積割合を光源４に近い程小さく、光源４から離れるに従って大きくなるようにすればよい。詳細は、特許文献１参照。

このような構成であるので、光源４から透明板状体２の一端から照明光が入射すると、透明板状体２の表面とその裏面に密着あるいは接着配置されている透過型ホログラム３の空気との界面との間で全反射を繰り返しながら透明板状体２の他端へ向かって照明光５が導光される。透過型ホログラム３が上記のような構成であるので、導光の間、照明光５中の透過型ホログラム３の回折条件を満たす角度成分が透過型ホログラム３により回折され、回折光６として裏面側へ回折され、透過型ホログラム３に近接配置された反射型液晶表示素子２０の全面をその表面側から均一に照明する照明光となる。その回折光６は、反射型液晶表示素子２０の表示状態に応じてその裏面の反射層２６で反射されて反射型液晶表示素子２０から前面側へ出てその前に配置された透過型ホログラム３と透明板状体２を透過して表示光２７となり、光源４からの照明光を効率良く取り込んで画面を一様に明るく照明可能で明るい表示が可能な反射型液晶表示装置となる。

図６（ｂ）はバックライト用ホログラム導光板１’を用いた透過型液晶表示装置の模式的断面図であり、この場合のバックライト用ホログラム導光板１’は、透過型ホログラム３の配置位置のみが図６（ａ）と異なる。すなわち、透過型ホログラム３はプラスチック等の透明板状体２の表面に密着あるいは接着配置されている。

そして、その透過型ホログラム３の表面側に透過型液晶表示素子２０’が若干の間隔をおいて配置されており、透過型液晶表示素子２０’は、例えばＴＮ液晶表示素子であり、透明基板２１と２２の間に液晶層２３が挟持して封止されている。この透明基板２１、２２の一方の液晶層２３側内面には透明画素電極が他方には透明対向電極が設けられ、それらの上に配向膜等が設けられてなり、また、透明基板２１、２２の外側には偏光板２４、２５が平行ニコルあるいは直交ニコルの状態で配置されている。なお、カラー表示用の場合は、透明対向電極上にカラーフィルターが配置される。

この場合も、光源４からバックライト用ホログラム導光板１’の透明板状体２の一端から照明光が入射すると、透明板状体２の裏面とその表面に密着あるいは接着配置されている透過型ホログラム３の空気との界面との間で全反射を繰り返しながら透明板状体２の他端へ向かって照明光５が導光され、その導光の間、照明光５中の透過型ホログラム３の回折条件を満たす角度成分が透過型ホログラム３により回折され、回折光６として表面側へ回折され、透過型ホログラム３に近接配置された透過型液晶表示素子２０’の裏面側から全面を均一に照明する照明光となる。したがって、光源４からの照明光を効率良く取り込んで画面を一様に明るく照明可能で明るい表示が可能な透過型液晶表示装置となる。

なお、フロントライト用ホログラム導光板１の場合の透明板状体２の裏面に透過型ホログラム３を密着あるいは接着配置する代わりに、その表面に反射型ホログラムを密着あるいは接着配置し、バックライト用ホログラム導光板１’の場合の透明板状体２の表面に透過型ホログラム３を密着あるいは接着配置する代わりに、その裏面に反射型ホログラムを密着あるいは接着配置し、透明板状体２内で全反射を繰り返しながら導光される光５をその間反射型ホログラムにより回折して透明板状体２の裏面側あるいは表目側に出して照明光とするようにしてもよい。この反射型ホログラムは、特許文献１の反射型ホログラムと同様に、透明板状体２内で導光され反射型ホログラムに臨界角以上の所定の角度で入射する光を透明板状体２の裏面あるいは表面の外へ回折光６として回折する特性を有するものであり、詳細は、特許文献１参照。

本発明は上記のようなフロントライト用ホログラム導光板１及びバックライト用ホログラム導光板１’に関するものであるが、両者は、液晶表示素子からの表示光が透過するか否かの点で異なるが、その他の構成は実質的に同様であるので、以下の説明では特に断らない限り、フロントライト用ホログラム導光板１につい説明する。

図１（ａ）は本発明は１実施例のホログラム導光板１の断面図であり、図１（ｂ）はその部分拡大図である。このホログラム導光板１は、透明板状体２の裏面２ｄに前記のような透過型ホログラム３が密着あるいは接着配置されてなるもので、その透明板状体２の一端２ａに面して光源４が配置されており、その一端２ａから照明光が入射すると、透明板状体２の表面２ｃとその裏面２ｄに密着あるいは接着配置されている透過型ホログラム３の空気との界面との間で全反射を繰り返しながら透明板状体２の他端２ｂへ向かって照明光５が導光される。その導光の間、照明光５中の透過型ホログラム３の回折条件を満たす角度成分が透過型ホログラム３により回折され、回折光６として裏面２ｄ側へ回折されて、図６（ａ）、（ｂ）に関して説明したように、反射型液晶表示素子２０あるいは透過型液晶表示素子２０’全面を均一に照明する。照明光５中の透過型ホログラム３の回折条件を満たさなかったり回折されなかった部分は他端２ｂに達し、その他端２ｂで反射されて同様に全反射を繰り返しながら戻り光５ｎとして今度は反対側の一端２ａに向かって導光される。この戻り光５ｎが透過型ホログラム３に入射すると、透過型ホログラム３の回折条件を満たす角度成分が透過型ホログラム３により回折され、今度は上記回折光６と反対側（表面２ｃ側）に回折光６ｎとして回折され、透明板状体２の表面２ｃ側に出る。

その理由を図１（ｂ）の拡大図を参照にして説明する。透過型ホログラム３は体積型のホログラムからなるので、透明板状体２中を伝搬する光５を回折光６として裏面２ｄ側に回折するためには、図１（ｂ）に示すような干渉縞３ａが記録されている。一方、透明板状体２の他端２ｂで反射されて反対側に進む戻り光５ｎの中には、干渉縞３ａに入射して回折さるれ光５と反対方向に進む図の破線で示した成分も存在する。この破線で示した戻り光５ｎは、干渉縞３ａで回折されて回折光６とは反対側の表面２ｃ側に出る回折光６ｎとなる。ホログラム導光板１の裏面２ｄ側に回折される回折光６は、図６（ａ）に示したように、近接配置された反射型液晶表示素子２０の全面をその表面側から均一に照明する照明光となり、その表示状態に応じてその裏面の反射層２６で反射されて反射型液晶表示素子２０から前面側へ出てその前に配置されたホログラム導光板１を透過して表示光２７となるので、照明光としては有効な部分であるが、ホログラム導光板１からいきなり表面２ｃ側に出る回折光６ｎは反射型液晶表示素子２０の照明には何ら寄与せず、逆に表示光２７（図６（ａ））にこの回折光６ｎが重なってノイズ光となり、表示を見難くすることになる。

そこで、本発明においては、図１に示したように、透明板状体２の光源４側と反対の他端２ｂに黒色塗料等からなる吸収層７を設けてこの他端２ｂに達する照明光５を吸収させて上記のような好ましくない戻り光５ｎの発生を防止するようにする。

その代わりに、透明板状体２の光源４側と反対の他端２ｂを、図２に示すように、透明板状体２の面の法線を含み端部２ｂに垂直な断面内（図２の面）でテーパー状に先細る形状に構成し、透過型ホログラム３に近接して配置される反射型液晶表示素子２０あるいは透過型液晶表示素子２０’（図６（ｂ））とは反対側のテーパー面に反射層８を設ける。このように構成すると、透明板状体２の他端２ｂに向かう照明光５はこのテーパー部で繰り返し反射され、最早透明板状体２あるいは透過型ホログラム３と空気の界面での全反射条件を満たさなくなり、反射型液晶表示素子２０あるいは透過型液晶表示素子２０’の端部近傍領域を照明する光９として透明板状体２から出る。したがって、この場合は、透明板状体２の他端２ｂに達した照明光５は、吸収されるのではなく有効に照明光の一部となって利用される。

ところで、透明板状体２の表面２ｃと裏面２ｄが平行な平行平面板の場合、その一端２ａから入射した照明光５の中、透過型ホログラム３の回折条件を満たす角度成分は最初に透過型ホログラム３に入射した位置で所定の割合で回折されて回折光６として外へ出てし
まうため、表面２ｃで全反射され再び裏面２ｄの透過型ホログラム３に入射する割合は最初のときより低下してしまい、その２回目に入射した位置の回折光６の割合はより低くなり暗くなる。そのため、ホログラム導光板１の裏面２ｄから出る回折光６には面内での繰り返し模様が発生してしまう。

これを防止するには、図１に示すように、透明板状体２の面の法線を含み端部２ａに垂直な断面内（図１の面）で、透明板状体２の表面２ｃと裏面２ｄを平行でなく微小な角度δをなすように、透明板状体２をウェッジ形状にして、透明板状体２内での全反射を繰り返す度に入射角（図の場合は、界面から計った角度）が図示のようにθ₀→θ₁→θ₂→θ₃→θ₄→・・・と異なっていくようにすると、端部２ａから入射した直後の照明光５の異なる各角度成分が次々に透過型ホログラム３の回折条件を満たすようになるため、ホログラム導光板１内を導光される光の一部が導光板１の外部へ徐々に回折されて漏れて行くので、上記のような繰り返し模様が発生し難くなると共に、照明光５が効率的に利用できるようになる。

また、上記のような繰り返し模様が目立たなくなるためには、透明板状体２の表面２ｃと裏面２ｄの間隔、すなわち、透明板状体２の厚さが薄ければ薄い程全反射の間隔は短くなり、繰り返し模様の間隔も小さくなるので望ましい。実際の反射型液晶表示素子あるいは透過型液晶表示素子と組み合わせて使用する場合、透明板状体２の厚さは０．５ｍｍ以下であれば、このような繰り返し模様は観察者に目立たなくなる。

ところで、前記したように、透過型ホログラム３は体積型のホログラムからなるため、特にその回折条件を満たす入射角が大きく設定されている場合、Ｐ偏光（図１、図２の紙面内で直線偏光している偏光）の回折効率がＳ偏光（図１、図２の紙面に垂直に直線偏光している偏光）の回折効率より小さくなり、回折光６は大部分Ｓ偏光となる。そこで、効率的に反射型液晶表示素子あるいは透過型液晶表示素子を照明するようにするには、光源４から透明板状体２の端部２ａを介して導入する照明光５をＳ偏光とし、Ｐ偏光は反射して光源４側に戻すようにすることが望ましい。

そのためには、図１に示すように、透明板状体２の照明光導入端部２ａにＳ偏光を透過しＰ偏光を反射する偏光分離素子１０を配置することが望ましい。このような偏光分離素子１０の１つとして、干渉多層膜からなるものがあり、その多層膜材料として異方性のある材料を使用し、相互に直交する一方の偏光成分を透過し、他方の偏光成分を反射する特性を持つもので、例えば商品名として「ＤＢＥＦ」（住友スリーエム（株）製）がある。そして、光源４側の例えば反射ミラー（放物面鏡又は双曲面鏡）１１の表面を散乱反射面として、偏光分離素子１０で反射されて戻ったＰ偏光を散乱させてランダム偏光（自然偏光）に変換して再び偏光分離素子１０側に戻し、その中のＳ偏光を透明板状体２に導入するようにすることで、光源４からの照明光をほとんどＳ偏光にして効率的に照明光５とすることができる。

さらに、ホログラム導光板１の透過型ホログラム３から回折されて照明光になる光６がＳ偏光が主体であることから、回折光６が出る側に近接して配置される反射型液晶表示素子２０（図６（ａ））あるいは透過型液晶表示素子２０’（図６（ｂ））の照明光入射側の偏光板２４又は偏光板２５の透過軸の向きをこのＳ偏光の方向に一致させるように反射型液晶表示素子２０又は透過型液晶表示素子２０’を配置することが、照明光を効率的に利用する上で望ましい。

次に、透過型ホログラム３による回折光６の方向について検討する。ホログラム導光板１から回折された回折光６は、ホログラム導光板１に近接配置された反射型液晶表示素子２０をその表面側から均一に照明し、その表示状態に応じてその裏面の反射層２６で反射
されて反射型液晶表示素子２０から前面側へ出てホログラム導光板１を透過して表示光２７（図６（ａ））となるものであるが、図３に示すように、回折光６が反射型液晶表示素子２０の反射層２６に略垂直に入射する構成の場合、反射層２６で反射された光１２は回折光６と逆の光路をたどて透過型ホログラム３に入射する。反射光１２が回折光６と逆の光路をたどると、図１（ｂ）を用いて説明したのと同様の理由により、透過型ホログラム３の干渉縞３ａでその一部が再回折されて透明板状体２に戻ってしまい、表示光２７としてホログラム導光板１を透過できなくなってしまう。このような現象が起こると、明るい表示が可能でなくなる恐れがある。

この問題を解決するには、図４に示すように、透過型ホログラム３による回折光６の方向（特に、主光線の方向）が透明板状体２の面２ｃ又は２ｄに対して斜めの方向（法線方向から外れている意味）に設定して、反射型液晶表示素子２０の反射層２６から反射された光１２が実質的に回折光６と逆の光路に進まないようにすればよい。

ただし、図４の場合は、反射光１２の方向も反射型液晶表示素子２０の正面方向ではなく斜めの方向になってしまい、表示を観察できる角度が斜め方向になってしまう。そこで、反射層２６として反射光１２を反射型液晶表示素子２０の略正面方向に向ける反射性光学層を用いることが望ましい。反射光１２が反射型液晶表示素子２０の略正面方向に向く場合でも、その反射光１２は回折光６と逆の光路を進むことにはならないので、図３で説明したような再回折の問題は避けることができる。

図５（ａ）の場合は、反射型液晶表示素子２０の背後に配置される反射層として斜め入射の回折光６を略正面方向に反射回折する反射型のホログラム２６’を用いている。このような反射型のホログラム２６’は例えば特許文献２、特許文献３等において知られているものである。また、その代わりに、同様の特性を持つ反射型の計算機ホログラムを用いてもよい。さらに、その代わりに、図５（ｂ）に断面を示すような断面鋸歯状の反射鏡２６”を用いても同様の作用を達成することができる。

ところで、特に、フロントライト用ホログラム導光板１の場合、ホログラム導光板１を通して反射型液晶表示素子２０の表示像を見るため、界面、具体的には、その透明板状体２の表面２ｃと透過型ホログラム３の露出面で界面反射率が高いと、表示が暗くなったり、反射光により表示が見難くなる。そこで、透明板状体２の表面２ｃと透過型ホログラム３の露出面に反射防止フィルム等の反射防止層を設けることが望ましい。

また、特に、フロントライト用ホログラム導光板１の場合、透明板状体２の表面２ｃは観察面で露出面となる。そこで、透明板状体２の表面２ｃと、必要があれば透過型ホログラム３の露出面にハードコート層等の保護層を設けることが望ましい。

以上、本発明において、主としてフロントライト用ホログラム導光板１について説明してきたが、これらの構成はバックライト用ホログラム導光板１’にも適用できる。また、透過型ホログラム３の代わりに反射型ホログラムを用いるフロントライト用ホログラム導光板１、バックライト用ホログラム導光板１’にも適用することができる。さらに、以上の種々の構成は単独にあるいは２つ以上の構成を組み合わせて用いることもできる。

以上、本発明のホログラム導光板をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されずに種々の変形が可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明のホログラム導光板によると、ホログラム導光板の透明板状体の光源とは反対側の端部にその中を伝搬される光を吸収する吸収層を設け
る等の構成により、均一で明るい照明が可能で、ホログラム導光板自体の透明性がよく、明るくコントラストの良い表示が可能な液晶表示装置用等の導光板が実現できる。

１…フロントライト用ホログラム導光板
１’…バックライト用ホログラム導光板
２…透明板状体
２ａ…透明板状体の一端
２ｂ…透明板状体の他端
２ｃ…透明板状体の表面
２ｄ…透明板状体の裏面
３…透過型ホログラム
３ａ…干渉縞
４…光源
５…照明光
５ｎ…戻り光
６…回折光
６ｎ…回折光（ノイズ光）
７…吸収層
８…反射層
９…端部近傍領域照明光
１０…偏光分離素子
１１…反射ミラー（放物面鏡又は双曲面鏡）
２０…反射型液晶表示素子
２０’…透過型液晶表示素子
２１、２２…透明基板
２３…液晶層
２４、２５…偏光板
２６…反射層
２６’…反射型のホログラム
２６”…断面鋸歯状の反射鏡
２７…表示光

Claims

透明板状体を備え、その一面に体積型のホログラムが設けられ、その板状体の一端の近傍に配置された光源から導入された光がその板状体中を繰り返し全反射しながら伝播し、その伝播される光の一部が前記ホログラムにより前記板状体の外部へ回折されるように構成されているホログラム導光板において、
前記板状体の前記光源に面した端部に直線偏光透過方向がＳ偏光である偏光分離素子を配置し、Ｓ偏光を選択的に前記板状体内に導入し、それと直交するＰ偏光を光源側に反射されるようにしたことを特徴とするホログラム導光板。
回折光出射側に少なくとも照明光入射側に偏光板を有する液晶表示素子が配置される請求項１記載のホログラム導光板において、前記偏光板の透過軸の向きをＳ偏光の方向に一致させることを特徴とするホログラム導光板。
前記回折光の方向が前記透明板状体の面に対して斜めの方向に設定されており、前記液晶表示素子が反射型液晶表示素子であり、前記反射型液晶表示素子の反射層から反射された光が実質的に前記回折光と反対の方向に進まないようになっていることを特徴とする請求項２記載のホログラム導光板。
前記反射型液晶表示素子の反射層として前記回折光を前記反射型液晶表示素子の正面方向に向ける反射性光学層を用いることを特徴とする請求項３記載のホログラム導光板。
前記反射性光学層として反射型のホログラム又は反射型の計算機ホログラムを用いることを特徴とする請求項４記載のホログラム導光板。
前記反射性光学層として断面鋸歯状の反射鏡を用いることを特徴とする請求項４記載のホログラム導光板。