JP2000296583A

JP2000296583A - ホログラム積層体

Info

Publication number: JP2000296583A
Application number: JP10721799A
Authority: JP
Inventors: Yuji Aizawa; 祐二相澤; Masayuki Takada; 正行高田; Akira Hirano; 平野　　明
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】各層が主にアクリル系からなるホログラム積層
体における接着剤層の表面を十分に平滑なものに改善
し、表示像を高品質に改善すること。【解決手段】アクリル系樹脂基板の表面に、アクリル系
接着剤層を介して、アクリル系フォトポリマー材料から
なるホログラム層が積層されているホログラム積層体で
あって、アクリル系接着剤層として、Ｔｇが７０℃以
上、重量平均分子量が２０万以上のアクリル系樹脂を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを用い
て観視者に情報を視認させるホログラフィックディスプ
レーのコンバイナに好適に用い得るホログラム積層体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車等の車両の運転手に情報
を表示するシステムとして、ヘッドアップディスプレー
（以下「ＨＵＤ」という）と呼ばれるものが最近用いら
れるようになった。これは、液晶表示装置等の発光手段
から投射された光学的情報を、ハーフミラー等からなる
コンバイナに映し、運転手が運転状態からほとんど視線
を動かすことなく情報を読み取れるようにしたものであ
る。このＨＵＤには、車両のフロントガラスにコンバイ
ナを形成し、発光手段を別途に設けたもの、あるいは、
コンバイナと発光手段とを一体化し、車両のダッシュボ
ード上等に後付けで設置するいわゆる別置き型のもの等
がある。

【０００３】ところで、上記コンバイナに、光学的素子
としての簡素さ、付加される機能の豊富さ等の面から、
ホログラムが好ましく用いられる。このホログラムを用
いたコンバイナは、反射機能（回折機能）のみならず、
レンズ機能等を付与できるので、光学的情報を運転手の
視線方向に回折したり、他にレンズ等の光学系機器を使
用することなく、任意の位置に表示虚像を結像させるこ
とができる。また、前景輝度を損なわずに高輝度の表示
虚像を得ることができる。

【０００４】上記の別置き型の車載用ＨＵＤの一例を概
念的に図示すれば図２のとおりである。図２において、
１１は運転手等の観視者の観察位置、１２はホログラム
を有するコンバイナ、１３は情報を含む光、１４は遠方
表示の表示虚像の位置、１５は透過型液晶表示素子、光
源等を含む本体、１６は車両のフロントガラス、１７は
車両ボディである。図２の例においては、本体１５に発
光手段としての光源と透過型液晶表示素子とが備えられ
ており、光源から発した光は透過型液晶表示素子を通過
し、本体１５に備えられたホログラムを有するコンバイ
ナ１２に照射され、反射回折されて観察位置１１で運転
手等の観視者に観察される。この際、表示情報は、１４
の位置に虚像として運転手等の観視者に視認される。

【０００５】上記の別置き型ＨＵＤなどのコンバイナに
用いられるホログラムは、通常、数十ｍｍ角〜数百ｍｍ
角程度の面積、数μｍ〜数十μｍ程度の厚みであり、光
回折機能を持つもので、リップマンタイプ（反射型）の
ものが用いられる。ホログラムの材料としては、フォト
ポリマー、重クロム酸ゼラチン、ＰＶＣ、銀塩などの感
光材料が用いらている。また、ホログラム自身は、上記
のように非常に薄いフィルム状で脆弱であるため、一般
に、変形し難い透明基板に貼り付けて、あるいは、変形
し難い透明基板に挟持して、いわゆるホログラム積層体
として用いられている。また、ホログラムは、放置する
と大気中の水分等により干渉縞の構造が乱されたり、消
失して特性の経時変化が生じ、その結果表示像品質が劣
化することが多い。そのため、一般に、外的要因から遮
断できる密閉系で用いることが好ましく、この観点から
も、ホログラムはいわゆるホログラム積層体として用い
られている。

【０００６】上記ホログラム積層体は、基本的には、透
明基板の表面に、接着剤ないし粘着剤の層を介して、ホ
ログラム層を積層して構成される。例えば、ホログラム
を２枚の透明基板の間に封入したサンドイッチ構造にす
る、あるいは透明基板上にホログラムを貼り付け、その
上をさらにカバーフィルム等で封止する等の種々のホロ
グラム積層体の構成態様が提案されている。上記サンド
イッチ構造の構成態様のホログラム積層体の例の断面を
概念的に図示すれば図１のとおりである。図１の構成態
様例では、ホログラム層１が接着剤層２および２´を介
して、透明基板３および３´にそれぞれ接着されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フォトポリ
マー材料としては、アクリル系材料やカルバゾール系材
料があげられる。例えば、ホログラム層としてアクリル
系フォトポリマー材料からなるホログラムを用いた場
合、透明基板としてアクリル系樹脂基板を用い、接着剤
層としてアクリル系接着剤を用いることは好ましい。す
なわち、各構成層がいずれも主としてアクリル系からな
るので、各構成層の屈折率が近似し、各構成層界面にお
ける光反射が抑制されて表示像品質の低下が抑制され、
さらには透明性に優れ、かつ軽量であるからである。し
たがって、各構成層が主としてアクリル系からなるホロ
グラム積層体を別置き型ＨＵＤのコンバイナなどに多用
することは好ましい。

【０００８】しかし、上記各構成層が主としてアクリル
系からなるホログラム積層体においては、接着剤層の表
面平滑性が十分でなく、その影響で表示像品質がまだ十
分でないという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、上記のような従来の状況
に鑑み、上記従来の各構成層が主としてアクリル系から
なるホログラム積層体における接着剤層の表面を十分に
平滑なものに改善し、当該ホログラム積層体の表示像を
十分に高品質に改善することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記本発
明の目的を達成すべく鋭意研究した結果、接着剤層を形
成するアクリル系接着剤として、ガラス転移点（Ｔｇ）
が７０℃以上で、かつ重量平均分子量が２０万以上であ
るという特定の物性のアクリル系樹脂を用いることによ
り上記本発明の目的を達成できることを見出して本発明
を完成した。

【００１１】すなわち、本発明は、上記本発明の目的を
達成するために、アクリル系樹脂基板の表面に、アクリ
ル系接着剤層を介して、アクリル系フォトポリマー材料
からなるホログラム層が積層されているホログラム積層
体において、上記アクリル系接着剤層として、ガラス転
移点が７０℃以上で、かつ重量平均分子量が２０万以上
であるアクリル系樹脂が用いられていることを特徴とす
るホログラム積層体を提供する。

【００１２】本発明に係るホログラム積層体において
は、接着剤層の表面平滑性が改善され、表示像品質が改
善されると共に、接着剤層のラミネート性が良好であ
り、その耐熱性も良好である。すなわち、本発明で規定
する接着剤層形成用アクリル系樹脂の特定の物性は、優
れた表面平滑性、優れたラミネート性、優れた耐熱性を
兼ね備えた接着剤層を与え得る特異な物性を規定したも
のである。従来の各構成層が主としてアクリル系からな
るホログラム積層体において、本発明に規定するような
特定の物性のアクリル系樹脂が接着剤層形成に用いられ
た例はない。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施に当たり、ホログラ
ム層としては、従来からホログラム積層体に用いられて
いるアクリル系フォトポリマー材料からなるホログラム
を適宜選択して用いることができる。一般に、アクリル
系フォトポリマー材料は、バインダーポリマー、アクリ
ル系モノマー、光重合開始剤などから構成されている。
かかるアクリル系フォトポリマー材料の例として、ミラ
ータイプの反射型回折効果を有するデュポン社製のＯｍ
ｎｉＤｅｘ７０６フィルム、ＨＲＦ７００Ｘ系フィル
ム、ＨＲＦ７５０Ｘ系フィルムなどの厚さ１０〜４０μ
ｍのフィルムが挙げられる。これらのホログラムは、一
般に、再生時に所定のレンズ効果（倍率）が得られるよ
うに、露光時に参照光と物体光との光波面の焦点距離を
ずらしておかれる。再生時のレンズ効果（倍率）は、一
般に１．２〜３倍程度の倍率が適当である。

【００１４】本発明の実施に当たり、アクリル系接着剤
層は、ガラス転移点が７０℃以上、好ましくは７０〜９
０℃で、かつ重量平均分子量が２０万以上、好ましくは
２０万〜５０万であるアクリル系樹脂を用いて形成され
る。ガラス転移点が７０℃未満の場合は、接着剤層の耐
熱性が不十分となり、重量平均分子量が２０万未満の場
合は、接着剤層の表面平滑性が不十分となって、いずれ
の場合も本発明の目的は達せられない。上記のガラス転
移点および重量平均分子量を有するアクリル系樹脂であ
れば、種々のアクリル系樹脂を適宜選択して用いること
ができる。その例として、例えばメタクリル酸メチルと
メタクリル酸ブチルとの共重合体などのようなメタクリ
ル酸アルキル（エステルのアルキル基の炭素数１〜８）
類の共重合体、例えばメタクリル酸メチルとアクリル酸
ブチルとの共重合体などのようなメタクリル酸アルキル
（エステルのアルキル基の炭素数１〜８）とアクリル酸
アルキル（エステルのアルキル基の炭素数１〜８）の共
重合体等が挙げられる。これらの共重合体のコモノマー
の割合は適宜選択できる。また、上記共重合体等の接着
剤層形成用アクリル系樹脂は、上記のガラス転移点およ
び重量平均分子量を有する限り、例えば溶液重合、懸濁
重合、塊状重合、乳化重合といった重合方法などの製造
由来は問わない。これらの接着剤層形成用アクリル系樹
脂は、数重量％以下、好ましくは３重量％以下の溶剤、
例えばトルエン、エチルアルコール、酢酸エチルアルコ
ールなどを含有していても差し支えない。また、これら
の接着剤層形成用アクリル系樹脂は、フィルム状ないし
シート状にして用いることができる。

【００１５】本発明の実施に当たり、アクリル系樹脂基
板としては、従来からホログラム積層体に用いられてい
るアクリル系樹脂基板を適宜選択して用いることができ
る。透明性、耐熱性、吸湿性、屈折率、複屈折などの観
点から、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ
シクロヘキシルメタクリレート（ＰＣＨＭＡ）、脂環式
アクリル樹脂等が好ましく用いられる。また、自動車用
のダッシュボード近傍は１００℃前後まで温度が上がり
コンバイナーの熱変形による画像の歪みを防止するた
め、ガラス転移点が９０〜１４０℃であるものが好まし
く用いられる。上記の本発明でアクリル系接着剤層形成
に用いるアクリル系樹脂は、ポリカーボネート、ポリオ
レフィン、ポリスチレン、硬質塩化ビニル樹脂等を透明
基板とするホログラム積層体の接着剤層として用いるこ
ともできるが、透明基板としてアクリル系樹脂基板以外
のものを用いたのでは本発明の所望の目的が達せられな
い。アクリル系樹脂基板の厚さは、必要に応じて適宜設
定できるが、一般に、０．５〜３．０ｍｍが好ましく、
０．５ｍｍ未満では強度的に取り扱いが困難となる恐れ
がある。また、アクリル系樹脂基板の表面に、必要に応
じて、反射防止膜、熱線反射膜、表面保護のためのハー
ドコート膜、表面防汚のための撥水コート膜等を設ける
ことができる。

【００１６】一般に、透明基板や接着剤層の光学特性
は、屈折率がホログラムに近似していることが望まし
く、またその屈折率は、透明基板や接着剤層とホログラ
ムとの界面で生じる反射によるノイズが少ないという点
で、１．４４〜１．６４が好ましい。そして、複屈折は
低く、ヘイズは小さく、光透過率は大きいことが好まし
い。複屈折が高い場合には、偏光面の整合性の悪化によ
り表示像の劣化をもたらし、さらにヘイズが大きく光透
過率が小さい場合には、光が十分ホログラムに入射する
ことが困難となって表示像が見にくくなる。上記の接着
剤層形成用アクリル系樹脂の選定、アクリル系樹脂基板
の選定に当たっては、上記のようなそれらの光学特性が
勘案される。

【００１７】本発明のホログラム積層体の製造は、従来
のホログラム積層体の製造方法に準じて行うことができ
る。すなわち、一般に、上記アクリル系樹脂基板に予め
上記接着剤層形成用アクリル系樹脂を４０〜７０℃で加
熱しながら積層し、形成された接着剤層の上に４０〜５
０℃で加熱しながら上記ホログラムを積層する。例え
ば、図１に示すようなサンドイッチ構造の構成のホログ
ラム積層体を製造する場合は、別途に予め接着剤層形成
用アクリル系樹脂を積層したもう一枚のアクリル系樹脂
基板を用意しておき、この別途に用意したもう一枚の接
着剤層を積層したアクリル系樹脂基板の接着剤層面と、
上記の接着剤層およびホログラムを積層したアクリル系
樹脂基板のホログラム層面とを、４０〜７０℃で加熱し
ながら貼り合わせることにより製造できる。この際、接
着剤層の厚さは適宜設定できるが、一般に、１０〜２５
μｍが適当である。また、接着剤層を、その厚み方向
（図１の上下方向）の表面粗さが５μｍ以下となるよう
に、形成することが好ましい。かくして得られたホログ
ラム積層体は、必要に応じて、さらに７０〜１２０℃に
加熱することにより、各構成層の界面の接着強度を向上
させることができる。また、ホログラム積層体の製造過
程で万一気泡が混入した場合は、ホログラム積層体をオ
ートクレーブ処理することにより気泡を脱気できる。こ
のオートクレーブ処理の条件は、一般に、加熱温度は１
００〜１４０℃程度、圧力は１０〜１５ｋｇ／ｃｍ²、
処理時間は１０〜３０分である。

【００１８】本発明のホログラム積層体の製造に際し、
アクリル系樹脂基板のガラス転移点が、アクリル系接着
剤層形成用アクリル系樹脂のガラス転移点より２０℃以
上、望ましくは２０〜６０℃高くなるように、アクリル
系樹脂基板とアクリル系接着剤層形成用アクリル系樹脂
を選択すると、樹脂基板に接着剤層を積層する際、その
加熱温度を樹脂基板のＴｇより低くかつ接着剤層のＴｇ
より高くすることで容易に積層することができ、また、
樹脂基板も熱塑性変形しない利点がある。

【００１９】また、本発明のホログラム積層体の構成
は、必要に応じて、従来から提案されているホログラム
積層体の種々の構成態様とすることができるが、通常、
図１に示すようなサンドイッチ構造の構成が好ましい。
また、本発明のホログラム積層体は、所望の寸法形状に
容易にフライス切削加工することができる。例えば、Ｎ
Ｃマシニング（通称、ルーター）を用いていかなる形状
にも容易に加工でき、また、ＹＡＧやＣＯ₂のレーザー
加工でも容易に加工できる。さらに、切削加工した後
は、積層体端面のバフ研磨を行うことにより、外観の見
栄えを良くすることができる

【００２０】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定
されるものではない。

【００２１】例１接着剤層形成用アクリル系樹脂を次のようにして作成し
た。すなわち、トルエン５０重量部、メタクリル酸メチ
ル４０重量部、メタクリル酸ブチル１０重量部、開始剤
（ＡＩＢＮ）０．１重量部をフラスコにとり、窒素雰囲
気下で７０℃にて、２時間おきに２回開始剤を０．１重
量部追加して、１０時間反応させ、ガラス転移点８０
℃、重量平均分子量２０万のポリマーを得た。残留溶剤
としてはトルエン２．５％であった。

【００２２】接着剤層形成用アクリル系樹脂として、上
記得られたポリマーを用い、ホログラム形成用アクリル
系フォトポリマー材料として、デュポン社製・ＨＲＦ７
５０×３０５の厚さ２０μｍのフィルムを用い、アクリ
ル系樹脂基板として、厚さ１ｍｍのガラスキャスト成形
のポリメチルメタクリレート基板（日東樹脂社製・クラ
レックス（商品名）；ガラス転移点１１０℃）を用い
て、次のようにして図１に示すようなサンドイッチ構造
の構成のホログラム積層体を作成した。すなわち、２枚
のポリメチルメタクリレート基板に、それぞれ、厚さ２
５μｍに成形した上記得られたポリマーの接着フィルム
を６０℃に加熱しながら積層、接着させた。これらの得
られたポリマーの接着フィルムを積層した２枚のポリメ
チルメタクリレート基板の内、一方の基板の上記得られ
たポリマーの接着フィルムの上にホログラム形成用アク
リル系フォトポリマー材料のフィルムを４５℃に加熱し
ながら積層、接着させ、しかる後、この一方の基板のホ
ログラム形成用アクリル系フォトポリマー材料のフィル
ムの面と、他方の基板の上記得られたポリマーの接着フ
ィルムの面とを合わせ、５０℃に加熱しながら接着させ
てホログラム積層体を得た。得られたホログラム積層体
の接着剤層について、表面平滑性、ラミネート性および
耐熱性を測定した。その結果を表１に示した。

【００２３】例２および３接着剤層形成用アクリル系樹脂として、綜研化学（株）
製・サーモラックＥＭ（商品名；ブチルメタクレー
ト；ガラス転移点８０℃、重量平均分子量５万）（例
２）、または綜研化学（株）製・ＳＫダインＡＧ−０
１（商品名；ブチルアクリレートを主成分とするポリマ
ー；ガラス転移点−２０℃、重量平均分子量５０万）
（例３）を用いたこと以外、実施例１と同様にしてホロ
グラム積層体を作成した。得られたホログラム積層体の
接着剤層について、実施例１と同様に、表面平滑性、ラ
ミネート性および耐熱性を測定した。その結果を表１に
示した。

【００２４】

【表１】

【００２５】＊１：表面平滑性は、触針式表面粗さ測定
器により最大高さＲmax （ＩＳＯ／Ｒ４６８規定）を測
定し、Ｒmax ＜２５μｍを○印とし、Ｒmax ２５〜５０
μｍを△印とし、Ｒmax ＞５０μｍを×印とした。＊２：ラミネート性は、ＪＩＳＺ０２３７に規定する
１８０度引き剥がし法により、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂基板に各種接着層を積層して１８０度ピール強度
を測定し、４Ｎ（ニュートン）以上を○印とし、２〜４
Ｎを△印とし、２Ｎ以下を×印とした。＊３：耐熱性は、図１の構成体での１００℃耐熱連続１
ヵ月の試験により、構成体の形状変化とホログラムの外
観変化を観察し、ホログラムの外観変化と構成体の形状
変化が共に無いものを○印とし、構成体の形状は変化し
たがホログラムの外観変化が無いものを△印とし、構造
体の形状変化とホログラムの外観変化が共に有ったもの
を×印とした。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、接着剤層の表面が十分
に平滑で、表示像が十分に高品質であると共に、接着剤
層のラミネート性も、耐熱性も良好であって、優れた表
面平滑性、ラミネート性、耐熱性を兼ね備えた接着剤層
を有する、各構成層が主としてアクリル系からなるホロ
グラム積層体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホログラム積層体の構成の一例の断面概念図で
ある。

【図２】別置き型の車載用ＨＵＤの一例の概念図であ
る。

【符号の説明】

１：ホログラム層２：接着剤層２´：接着剤層３：透明基板３´：透明基板１１：運転手等の観視者の観察位置１２：ホログラムを有するコンバイナ１３：情報を含む光１４：遠方表示の表示虚像の位置１５：透過型液晶表示素子、光源等を含む本体１６：車両のフロントガラス１７：車両ボディ

フロントページの続き (72)発明者平野明神奈川県愛甲郡愛川町角田字小沢上原426 番１旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 2K008 AA08 AA16 DD15 EE04 FF03 4F100 AK25A AK25B AK25G AR00B BA02 BA26 EJ42 EJ422 GB41 JA05A JA05G JA07G JJ02 JK15 YY00A YY00G

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル系樹脂基板の表面に、アクリル系
接着剤層を介して、アクリル系フォトポリマー材料から
なるホログラム層が積層されているホログラム積層体に
おいて、上記アクリル系接着剤層として、ガラス転移点
が７０℃以上で、かつ重量平均分子量が２０万以上であ
るアクリル系樹脂が用いられていることを特徴とするホ
ログラム積層体。
【請求項２】アクリル系接着剤層の厚み方向の表面粗さ
が５μｍ以下である請求項１に記載のホログラム積層
体。
【請求項３】アクリル系樹脂基板のガラス転移点が９０
〜１４０℃である請求項１または２に記載のホログラム
積層体。
【請求項４】アクリル系樹脂基板のガラス転移点が、ア
クリル系接着剤層に用いられているアクリル系樹脂のガ
ラス転移点より２０℃以上高い請求項１、２または３に
記載のホログラム積層体。