JP2000214331A - ホログラムフィルタの製造方法 - Google Patents
ホログラムフィルタの製造方法Info
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- JP2000214331A JP2000214331A JP11013351A JP1335199A JP2000214331A JP 2000214331 A JP2000214331 A JP 2000214331A JP 11013351 A JP11013351 A JP 11013351A JP 1335199 A JP1335199 A JP 1335199A JP 2000214331 A JP2000214331 A JP 2000214331A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
- G03H2001/0473—Particular illumination angle between object or reference beams and hologram
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H2223/00—Optical components
- G03H2223/18—Prism
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製
造方法において、高い回折効率と均一な回折特性を有す
るホログラムフィルタを製造方法を提供する。 【解決手段】 プリズムを介して略平行な入射光をマス
クに斜め照射し、該マスクを通して得られる回折光と透
過光をホログラム感光材上に露光する干渉露光方法を用
いたホログラムフィルタの作製方法において、干渉露光
時に用いる前記プリズムが、該入射光の入射面となる一
の斜面と対向する他の斜面に、プリズム内で反射された
一部の該入射光を吸収する光吸収層を備える。
造方法において、高い回折効率と均一な回折特性を有す
るホログラムフィルタを製造方法を提供する。 【解決手段】 プリズムを介して略平行な入射光をマス
クに斜め照射し、該マスクを通して得られる回折光と透
過光をホログラム感光材上に露光する干渉露光方法を用
いたホログラムフィルタの作製方法において、干渉露光
時に用いる前記プリズムが、該入射光の入射面となる一
の斜面と対向する他の斜面に、プリズム内で反射された
一部の該入射光を吸収する光吸収層を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光を波長帯域
の異なる複数の光に回折分光及び集光させるホログラム
フィルタの製造方法に関するものである。
の異なる複数の光に回折分光及び集光させるホログラム
フィルタの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、本願出願人等はホログラムレ
ンズアレイをカラーフィルタとして用いた投射型カラー
液晶表示装置の開発を行ってきた。このカラーフィルタ
は、ホログラムの回折分光機能を利用して白色光からR
GBの各色光を所定方向に取り出すことができるもので
ある。色素や顔料を用いた通常のカラーフィルタのよう
に、吸収による光の損失がほとんどないため、原理的に
高い光利用効率を得ることができる。よって、明るさの
改善が特に求められている投射型カラー液晶表示装置に
おいて有効である。
ンズアレイをカラーフィルタとして用いた投射型カラー
液晶表示装置の開発を行ってきた。このカラーフィルタ
は、ホログラムの回折分光機能を利用して白色光からR
GBの各色光を所定方向に取り出すことができるもので
ある。色素や顔料を用いた通常のカラーフィルタのよう
に、吸収による光の損失がほとんどないため、原理的に
高い光利用効率を得ることができる。よって、明るさの
改善が特に求められている投射型カラー液晶表示装置に
おいて有効である。
【0003】図8は、本願出願人による先願の公開公報
(特開平9−189809)に開示された投射型カラー
液晶表示装置に用いられる空間光変調素子の構造を模式
的に表した装置断面図である。
(特開平9−189809)に開示された投射型カラー
液晶表示装置に用いられる空間光変調素子の構造を模式
的に表した装置断面図である。
【0004】液晶パネル111は、シリコン基板121
と、そのシリコン基板121上に形成されたアクティブ
マトリクス駆動回路122と、そのアクティブマトリク
ス駆動回路122によって選択的に制御駆動される画素
電極123r、123g、123bを規則的に配列せし
めた画素電極層123と、誘電体ミラー膜124と、配
向膜125と、スペーサで液晶を封止した光変調層12
6と、配向膜127と、透明な共通電極層128とを順
に積層させた構造を有している。
と、そのシリコン基板121上に形成されたアクティブ
マトリクス駆動回路122と、そのアクティブマトリク
ス駆動回路122によって選択的に制御駆動される画素
電極123r、123g、123bを規則的に配列せし
めた画素電極層123と、誘電体ミラー膜124と、配
向膜125と、スペーサで液晶を封止した光変調層12
6と、配向膜127と、透明な共通電極層128とを順
に積層させた構造を有している。
【0005】ホログラムカラーフィルタ113は、単位
ホログラムレンズを規則的に配列したいわゆるホログラ
ムレンズアレイで構成されており、R、G、Bの三原色
を含んだ読み出し光(白色光)を各色光毎に回折分光
し、液晶パネル111内のR、G、Bに対応する画素電
極123r、123g、123bの位置へ集光する機能
を有する。従って、入射光を無駄なく利用した投射型カ
ラー液晶表示装置を提供することができる。なお、同図
に示すように、画素電極123上に誘電体ミラー膜12
4を備える場合は、集光先は誘電体ミラー膜124とな
る。
ホログラムレンズを規則的に配列したいわゆるホログラ
ムレンズアレイで構成されており、R、G、Bの三原色
を含んだ読み出し光(白色光)を各色光毎に回折分光
し、液晶パネル111内のR、G、Bに対応する画素電
極123r、123g、123bの位置へ集光する機能
を有する。従って、入射光を無駄なく利用した投射型カ
ラー液晶表示装置を提供することができる。なお、同図
に示すように、画素電極123上に誘電体ミラー膜12
4を備える場合は、集光先は誘電体ミラー膜124とな
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図9は、干渉露光法を
用いたホログラムフィルタの製造方法における露光時の
構成を示す図である。
用いたホログラムフィルタの製造方法における露光時の
構成を示す図である。
【0007】図9に示すように、表面にホログラム感光
材217を形成した薄板ガラス218上に密着用オイル
216を介してホログラムマスター基板であるEB基板
213を密着固定する。さらにこのEB基板213上に
密着用オイル212を介して台形プリズム211を置
く。露光光は、この台形プリズム211の一方の斜面か
ら入射する。
材217を形成した薄板ガラス218上に密着用オイル
216を介してホログラムマスター基板であるEB基板
213を密着固定する。さらにこのEB基板213上に
密着用オイル212を介して台形プリズム211を置
く。露光光は、この台形プリズム211の一方の斜面か
ら入射する。
【0008】EB基板213とは、図に示すようにガラ
ス基板214上にEB(電子ビーム)法を用いてホログ
ラムマスターのマスクパターン(クロムマスク215)
を形成した基板をいう。即ち、まずガラス基板にクロム
(Cr)等などの金属薄膜をスパッタ法等で形成した
後、フォトリソグラフィ工程を用いてパターニングを行
うが、レジストの露光を行う際に、電子ビーム(EB)
により描画露光し、このレジストパターンを用いて金属
薄膜のエッチングを行い、金属マスク(クロムマスク2
15)パターンを得たものである。
ス基板214上にEB(電子ビーム)法を用いてホログ
ラムマスターのマスクパターン(クロムマスク215)
を形成した基板をいう。即ち、まずガラス基板にクロム
(Cr)等などの金属薄膜をスパッタ法等で形成した
後、フォトリソグラフィ工程を用いてパターニングを行
うが、レジストの露光を行う際に、電子ビーム(EB)
により描画露光し、このレジストパターンを用いて金属
薄膜のエッチングを行い、金属マスク(クロムマスク2
15)パターンを得たものである。
【0009】クロムマスクパターンは細かいフリンジパ
ターンからなり、このマスクに入射された光は、一部は
そのまま透過するとともに一部は回折する。これらの透
過光と回折光の2光束の干渉光がホログラム感光材21
7を直接干渉露光する。この後、ホログラム感光材21
7を現像すれば、ホログラムフィルタを得ることができ
る。
ターンからなり、このマスクに入射された光は、一部は
そのまま透過するとともに一部は回折する。これらの透
過光と回折光の2光束の干渉光がホログラム感光材21
7を直接干渉露光する。この後、ホログラム感光材21
7を現像すれば、ホログラムフィルタを得ることができ
る。
【0010】ホログラムフィルタの特性は、液晶表示装
置に使用した場合、スクリーン上の画像特性に大きく反
映する。ホログラムフィルタの回折効率が悪ければ表示
装置の光利用率は下がり、画面は暗くなる。ホログラム
フィルタの特性に場所によるむらがあれば、画面上に階
調むらとして現れる。
置に使用した場合、スクリーン上の画像特性に大きく反
映する。ホログラムフィルタの回折効率が悪ければ表示
装置の光利用率は下がり、画面は暗くなる。ホログラム
フィルタの特性に場所によるむらがあれば、画面上に階
調むらとして現れる。
【0011】上述する従来の干渉露光法を用いて作製し
たホログラムフィルタを用いて投射型液晶表示装置を作
製し、そのスクリーン画面を映し出したところ、ホログ
ラムフィルタの特性むらが要因と思われる階調差が画面
上に認められた。
たホログラムフィルタを用いて投射型液晶表示装置を作
製し、そのスクリーン画面を映し出したところ、ホログ
ラムフィルタの特性むらが要因と思われる階調差が画面
上に認められた。
【0012】本願の発明は、上述した問題に鑑み、ホロ
グラムフィルタの特性むらをなくし、より高い回折効率
を得ることができるホログラムフィルタの製造方法を提
供することである。
グラムフィルタの特性むらをなくし、より高い回折効率
を得ることができるホログラムフィルタの製造方法を提
供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のホログラムフィ
ルタの製造方法の第1の特徴は、プリズムを介して略平
行な入射光をホログラムマスター基板に斜めより照射
し、該ホログラムマスター基板を通して得られる回折光
と透過光とでホログラム感光材を露光する干渉露光方法
を用いたホログラムフィルタの製造方法において、前記
プリズムが、該入射光の入射面となる一の斜面と対向す
る他の斜面に光吸収層を有することである。
ルタの製造方法の第1の特徴は、プリズムを介して略平
行な入射光をホログラムマスター基板に斜めより照射
し、該ホログラムマスター基板を通して得られる回折光
と透過光とでホログラム感光材を露光する干渉露光方法
を用いたホログラムフィルタの製造方法において、前記
プリズムが、該入射光の入射面となる一の斜面と対向す
る他の斜面に光吸収層を有することである。
【0014】上記本発明の第1の特徴によれば、干渉露
光工程において、プリズムの一の斜面から入射した光の
うち一部の光は、ホログラムマスター基板面等で反射
し、その一部は該プリズムの他の斜面を介して外部に出
射する。この際、プリズムと空気層の屈折率の差異に伴
い界面で反射が起きるが、光吸収層があれば、プリズム
の該他の斜面に達する光は光吸収層により吸収されるた
め、反射の発生を抑制できる。よって、この反射光によ
り起こる部分的なホログラム感光材の露光かぶりの発生
を抑制できる。この結果、より均一な露光によりホログ
ラムフィルタの回折特性むらを防止できる。
光工程において、プリズムの一の斜面から入射した光の
うち一部の光は、ホログラムマスター基板面等で反射
し、その一部は該プリズムの他の斜面を介して外部に出
射する。この際、プリズムと空気層の屈折率の差異に伴
い界面で反射が起きるが、光吸収層があれば、プリズム
の該他の斜面に達する光は光吸収層により吸収されるた
め、反射の発生を抑制できる。よって、この反射光によ
り起こる部分的なホログラム感光材の露光かぶりの発生
を抑制できる。この結果、より均一な露光によりホログ
ラムフィルタの回折特性むらを防止できる。
【0015】本発明のホログラムフィルタの製造方法の
第2の特徴は、略平行な入射光をホログラムマスター基
板に斜めより照射し、該ホログラムマスター基板を介し
て得られる回折光と透過光とで透明支持基板表面に形成
したホログラム感光材を露光する干渉露光方法を用いた
ホログラムフィルタの製造方法において、前記透明支持
基板が、裏面に光吸収層を有することである。
第2の特徴は、略平行な入射光をホログラムマスター基
板に斜めより照射し、該ホログラムマスター基板を介し
て得られる回折光と透過光とで透明支持基板表面に形成
したホログラム感光材を露光する干渉露光方法を用いた
ホログラムフィルタの製造方法において、前記透明支持
基板が、裏面に光吸収層を有することである。
【0016】上記本発明の第2の特徴によれば、干渉露
光工程において、ホログラム感光材を透過し、支持基板
裏面に達する光を上記光吸収層で吸収できる。よって、
支持基板の外表面で反射した光が、戻り光としてホログ
ラム感光材の露光に寄与することを抑制できる。戻り光
による露光は、本来意図する露光光の入射角と全く異な
る方向からの露光となるため、設計上と異なる干渉露光
がされることとなり、結果的にホログラムフィルタの回
折効率を下げる。支持基板裏面の光吸収層の存在により
反射による戻り光の発生が阻止できるので、ホログラム
フィルタの回折効率の低下を抑制できる。
光工程において、ホログラム感光材を透過し、支持基板
裏面に達する光を上記光吸収層で吸収できる。よって、
支持基板の外表面で反射した光が、戻り光としてホログ
ラム感光材の露光に寄与することを抑制できる。戻り光
による露光は、本来意図する露光光の入射角と全く異な
る方向からの露光となるため、設計上と異なる干渉露光
がされることとなり、結果的にホログラムフィルタの回
折効率を下げる。支持基板裏面の光吸収層の存在により
反射による戻り光の発生が阻止できるので、ホログラム
フィルタの回折効率の低下を抑制できる。
【0017】本発明のホログラムフィルタの製造方法の
第3の特徴は、透明基板の裏面に薄膜パターンが形成さ
れたホログラムマスター基板に、略平行な入射光を斜め
から照射し、該ホログラムマスター基板を介して得られ
る回折光と透過光とでホログラム感光材を露光する干渉
露光方法を用いたホログラムフィルタの製造方法におい
て、ホログラムマスター基板に対する露光光の入射角を
θ、ホログラムマスター基板の板厚をdとするとき、ホ
ログラムマスター基板上の露光光の照射領域が、入射側
端部に2dtanθ以上のマージン幅を有することであ
る。
第3の特徴は、透明基板の裏面に薄膜パターンが形成さ
れたホログラムマスター基板に、略平行な入射光を斜め
から照射し、該ホログラムマスター基板を介して得られ
る回折光と透過光とでホログラム感光材を露光する干渉
露光方法を用いたホログラムフィルタの製造方法におい
て、ホログラムマスター基板に対する露光光の入射角を
θ、ホログラムマスター基板の板厚をdとするとき、ホ
ログラムマスター基板上の露光光の照射領域が、入射側
端部に2dtanθ以上のマージン幅を有することであ
る。
【0018】ホログラムマスター基板に照射される光の
一部は、裏面の薄膜パターン表面で反射されるが、その
うちの一部の光はさらに透明基板表面で再反射されホロ
グラムマスター基板に入射し、ホログラム感光材上の一
定領域の露光に寄与する。露光かぶりの有無は、ホログ
ラムフィルタの回折特性の差を生じ、さらにこれを用い
た液晶表示装置の画像特性に影響を与える。よって、カ
ラーフィルタとして用いるホログラム感光材上に露光か
ぶりがある領域とない領域が存在すると、画像上の階調
差として把握される。しかし、干渉露光工程において、
ホログラムマスター基板上の露光光の照射領域が入射側
端部に2dtanθ以上のマージン幅を有するように調
整すれば、カラーフィルタとして使用する有効なホログ
ラム感光材領域全体に一様な露光かぶりが生じ、回折特
性の均一化を図ることができる。
一部は、裏面の薄膜パターン表面で反射されるが、その
うちの一部の光はさらに透明基板表面で再反射されホロ
グラムマスター基板に入射し、ホログラム感光材上の一
定領域の露光に寄与する。露光かぶりの有無は、ホログ
ラムフィルタの回折特性の差を生じ、さらにこれを用い
た液晶表示装置の画像特性に影響を与える。よって、カ
ラーフィルタとして用いるホログラム感光材上に露光か
ぶりがある領域とない領域が存在すると、画像上の階調
差として把握される。しかし、干渉露光工程において、
ホログラムマスター基板上の露光光の照射領域が入射側
端部に2dtanθ以上のマージン幅を有するように調
整すれば、カラーフィルタとして使用する有効なホログ
ラム感光材領域全体に一様な露光かぶりが生じ、回折特
性の均一化を図ることができる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 (第1の実施の形態)図1(a)は、第1の実施の形態
に係る干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方
法における露光時の構成を示す図である。
て、図面を参照しながら説明する。 (第1の実施の形態)図1(a)は、第1の実施の形態
に係る干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方
法における露光時の構成を示す図である。
【0019】ホログラムフィルタを作製するには、まず
フィルタの支持体となる厚み約1mmのガラス基板18
上に、厚み約3μm〜5μmのフィルム状のホログラム
感光材17を貼り付ける。ホログラム感光材17として
は、例えばデュポン社製オムニデックス(商品名)等の
市販の材料を用いることができる。この他にも、銀塩感
材、フォト・ポリマ、フォトレジストあるいは重クロム
酸ゼラチン等からなるホログラム感光材等を用いること
もできる。なお、フィルム状の感光材の代わりに液状の
感光材を用いて、ガラス基板上にコーティングしてもよ
い。
フィルタの支持体となる厚み約1mmのガラス基板18
上に、厚み約3μm〜5μmのフィルム状のホログラム
感光材17を貼り付ける。ホログラム感光材17として
は、例えばデュポン社製オムニデックス(商品名)等の
市販の材料を用いることができる。この他にも、銀塩感
材、フォト・ポリマ、フォトレジストあるいは重クロム
酸ゼラチン等からなるホログラム感光材等を用いること
もできる。なお、フィルム状の感光材の代わりに液状の
感光材を用いて、ガラス基板上にコーティングしてもよ
い。
【0020】次に、図1(a)に示すように、ホログラ
ム感光材17上にホログラムマスターであるEB基板1
3を、さらにEB基板13の上に台形プリズム11をそ
れぞれ間隙に密着用オイル12を介して固定する。
ム感光材17上にホログラムマスターであるEB基板1
3を、さらにEB基板13の上に台形プリズム11をそ
れぞれ間隙に密着用オイル12を介して固定する。
【0021】この際、EB基板13は、クロムマスク1
5を下にしてホログラム感光材17とクロムマスク15
が密着用オイル16を介して近接対向できるように配置
する。なお密着用オイル12、16としては、反射が起
こりにくくするためにガラス基板14等と屈折率が近い
材料を選択する。
5を下にしてホログラム感光材17とクロムマスク15
が密着用オイル16を介して近接対向できるように配置
する。なお密着用オイル12、16としては、反射が起
こりにくくするためにガラス基板14等と屈折率が近い
材料を選択する。
【0022】第1の実施の形態におけるホログラムフィ
ルタの製造方法の特徴は、干渉露光工程において、台形
プリズム11として露光光の入射面となる一の斜面に対
向する他の斜面上に光吸収層30を形成することであ
る。光吸収層30は、黒板ガラスでもよいし、黒色のフ
ィルムや黒色の印刷体でもよい。露光光として使用する
光の波長を吸収するものであればよい。
ルタの製造方法の特徴は、干渉露光工程において、台形
プリズム11として露光光の入射面となる一の斜面に対
向する他の斜面上に光吸収層30を形成することであ
る。光吸収層30は、黒板ガラスでもよいし、黒色のフ
ィルムや黒色の印刷体でもよい。露光光として使用する
光の波長を吸収するものであればよい。
【0023】露光光は、図中右手の台形プリズム11の
一斜面から入射し、斜めからEB基板13に入光する。
露光光の一部はそのままクロムマスク15を透過すると
ともに、一部は回折を受ける。この回折光と透過光によ
り、ホログラム感光材17は干渉露光される。
一斜面から入射し、斜めからEB基板13に入光する。
露光光の一部はそのままクロムマスク15を透過すると
ともに、一部は回折を受ける。この回折光と透過光によ
り、ホログラム感光材17は干渉露光される。
【0024】以下、光吸収層30の効果について、光吸
収層を有さない場合との比較において説明する。図2に
示すように、台形プリズム11の一斜面から入射される
光は、そのほとんどがクロムマスク15を介して透過
光、回折光として感光材に露光されるが、クロムマスク
15の有する金属反射特性の為、一部の光は表面で反射
される。台形プリズム11の斜面上に光吸収層30がな
い場合、この反射光は台形プリズム11の入射光が入射
された一の斜面と対向する他の斜面方向に反射され外部
に出射する。この際、台形プリズム11と空気の屈折率
差のため、そのうちの一部の光は台形プリズム11の斜
面で反射され戻ってくる。この戻り光は再びクロムマス
ク15を介してホログラム感光材を露光することとな
る。
収層を有さない場合との比較において説明する。図2に
示すように、台形プリズム11の一斜面から入射される
光は、そのほとんどがクロムマスク15を介して透過
光、回折光として感光材に露光されるが、クロムマスク
15の有する金属反射特性の為、一部の光は表面で反射
される。台形プリズム11の斜面上に光吸収層30がな
い場合、この反射光は台形プリズム11の入射光が入射
された一の斜面と対向する他の斜面方向に反射され外部
に出射する。この際、台形プリズム11と空気の屈折率
差のため、そのうちの一部の光は台形プリズム11の斜
面で反射され戻ってくる。この戻り光は再びクロムマス
ク15を介してホログラム感光材を露光することとな
る。
【0025】戻り光が照射されるクロムマスク15上の
領域と直接入射した露光光が照射されるクロムマスク1
5上の領域にはずれがある。図3はこれを模式的に示し
た図である。クロムマスク15に入射したそれぞれの光
は、回折光もしくは透過光としてホログラム感光材17
を露光する。よって、ホログラム感光材17には、台形
プリズム11の斜面で反射された戻り光によるかぶり露
光が生じない領域aとかぶり露光が生じる領域bができ
てしまう。このような露光むらはカラーフィルタにした
場合に回折特性のむらとなる。
領域と直接入射した露光光が照射されるクロムマスク1
5上の領域にはずれがある。図3はこれを模式的に示し
た図である。クロムマスク15に入射したそれぞれの光
は、回折光もしくは透過光としてホログラム感光材17
を露光する。よって、ホログラム感光材17には、台形
プリズム11の斜面で反射された戻り光によるかぶり露
光が生じない領域aとかぶり露光が生じる領域bができ
てしまう。このような露光むらはカラーフィルタにした
場合に回折特性のむらとなる。
【0026】回折特性にむらのあるホログラムフィルタ
を用いて液晶表示装置を作製し、スクリーン40に画像
を映しだすと、ホログラムフィルタの回折特性のむらが
スクリーン上では階調差のある領域Aと領域Bとして目
視で認識されてしまう。
を用いて液晶表示装置を作製し、スクリーン40に画像
を映しだすと、ホログラムフィルタの回折特性のむらが
スクリーン上では階調差のある領域Aと領域Bとして目
視で認識されてしまう。
【0027】このように、光吸収層がない場合は、台形
プリズム11斜面での反射光の存在に起因するホログラ
ムフィルタの回折特性のむらのため、画像上の階調差が
生じる。これに対し、図1(a)に示すように、台形プ
リズム11の露光光の入射面となる一の斜面に対向する
他の斜面上に光吸収層30が形成されていれば、クロム
マスク15表面で反射され、台形プリズム11の他の斜
面に達する光は、光吸収層30でほぼ完全に吸収される
ため、反射が生じず、図3に示すような戻り光による露
光むらがホログラム感光材17で発生しない。その結
果、回折特性が場所により均一なホログラムフィルタを
得ることができ、これを用いた液晶表示装置において、
スクリーン上の階調むらの発生を防ぎ、画像特性を改善
できる。 (第2の実施の形態)図1(b)は、第2の実施の形態
における干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造
方法における露光時の構成を示す図である。
プリズム11斜面での反射光の存在に起因するホログラ
ムフィルタの回折特性のむらのため、画像上の階調差が
生じる。これに対し、図1(a)に示すように、台形プ
リズム11の露光光の入射面となる一の斜面に対向する
他の斜面上に光吸収層30が形成されていれば、クロム
マスク15表面で反射され、台形プリズム11の他の斜
面に達する光は、光吸収層30でほぼ完全に吸収される
ため、反射が生じず、図3に示すような戻り光による露
光むらがホログラム感光材17で発生しない。その結
果、回折特性が場所により均一なホログラムフィルタを
得ることができ、これを用いた液晶表示装置において、
スクリーン上の階調むらの発生を防ぎ、画像特性を改善
できる。 (第2の実施の形態)図1(b)は、第2の実施の形態
における干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造
方法における露光時の構成を示す図である。
【0028】第2の実施の形態におけるホログラムフィ
ルタの製造方法の特徴は、図1(b)に示すように、ホ
ログラム感光材17への干渉露光の際に、ホログラム感
光材17の支持体となる薄板ガラス18の裏面に光吸収
層32を備えたことである。光吸収層32は、黒色ガラ
ス、黒色フィルム等露光波長の光を吸収できるものであ
れば何でも良い。なお、液晶表示装置の光変調素子中に
ホログラムフィルタを組み入れるときは、上記光吸収層
32は剥離して用いる。
ルタの製造方法の特徴は、図1(b)に示すように、ホ
ログラム感光材17への干渉露光の際に、ホログラム感
光材17の支持体となる薄板ガラス18の裏面に光吸収
層32を備えたことである。光吸収層32は、黒色ガラ
ス、黒色フィルム等露光波長の光を吸収できるものであ
れば何でも良い。なお、液晶表示装置の光変調素子中に
ホログラムフィルタを組み入れるときは、上記光吸収層
32は剥離して用いる。
【0029】以下、光吸収層32の効果について、光吸
収層32を有さない場合との比較において説明する。図
2に示すように、光吸収層32がない場合は、露光時に
ホログラム感光体17に照射された光の一部はそのまま
薄板ガラス18を透過し空気中に射出される。射出され
る際、ガラスと空気との屈折率の差により界面で一部の
光は再反射される。再反射された光は、本来の露光光と
は逆方向からホログラム感光材17を露光してしまう。
収層32を有さない場合との比較において説明する。図
2に示すように、光吸収層32がない場合は、露光時に
ホログラム感光体17に照射された光の一部はそのまま
薄板ガラス18を透過し空気中に射出される。射出され
る際、ガラスと空気との屈折率の差により界面で一部の
光は再反射される。再反射された光は、本来の露光光と
は逆方向からホログラム感光材17を露光してしまう。
【0030】このように、本来ホログラムマスター基板
(EB基板13)を介して所定方向から入射する光によ
って露光されるのではなく、所定方向とは異なる方向か
ら入る光によりホログラム感光材17が露光されると、
完成したホログラムフィルタは、図4(a)に示すよう
な理想的な回折特性を示さず、図4(b)に示すよう
に、本来の理想的な回折特性とは異なる方向に回折光を
射出ししまう。
(EB基板13)を介して所定方向から入射する光によ
って露光されるのではなく、所定方向とは異なる方向か
ら入る光によりホログラム感光材17が露光されると、
完成したホログラムフィルタは、図4(a)に示すよう
な理想的な回折特性を示さず、図4(b)に示すよう
に、本来の理想的な回折特性とは異なる方向に回折光を
射出ししまう。
【0031】これに対し、図1(b)に示す第2の実施
の形態におけるように露光時において薄板ガラス18の
裏面に光吸収層32を備えた場合は、ホログラム感光体
17を透過し、薄板ガラス18に達した光は光吸収層3
2によって吸収されるので薄板ガラス18表面での反射
の発生が抑制される。よって、反射光による露光の影響
が抑制され、これに起因する実質的なホログラムフィル
タの回折効率の低下を抑制できる。この結果、この製造
方法で作製したホログラムフィルタを使用することによ
り、液晶表示装置の光利用効率を向上させることができ
る。
の形態におけるように露光時において薄板ガラス18の
裏面に光吸収層32を備えた場合は、ホログラム感光体
17を透過し、薄板ガラス18に達した光は光吸収層3
2によって吸収されるので薄板ガラス18表面での反射
の発生が抑制される。よって、反射光による露光の影響
が抑制され、これに起因する実質的なホログラムフィル
タの回折効率の低下を抑制できる。この結果、この製造
方法で作製したホログラムフィルタを使用することによ
り、液晶表示装置の光利用効率を向上させることができ
る。
【0032】なお、第1の実施の形態に示すように、第
2の実施の形態における製造方法においても、露光時に
使用する台形プリズム11の斜面に光吸収層30を備え
てもよい。 (第3の実施の形態)図5は、第3の実施の形態に係る
干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法にお
ける露光時の概略構成を示す図である。第3の実施の形
態におけるホログラムフィルタの製造方法の露光時にお
ける基本構成は、図1(a)、図1(b)に示した第1
の実施の形態における露光時の構成と共通する。ここで
は、説明の便宜のため、アパーチャ36を通過した光が
EB基板13を透過する様子を概略的に示している。
2の実施の形態における製造方法においても、露光時に
使用する台形プリズム11の斜面に光吸収層30を備え
てもよい。 (第3の実施の形態)図5は、第3の実施の形態に係る
干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法にお
ける露光時の概略構成を示す図である。第3の実施の形
態におけるホログラムフィルタの製造方法の露光時にお
ける基本構成は、図1(a)、図1(b)に示した第1
の実施の形態における露光時の構成と共通する。ここで
は、説明の便宜のため、アパーチャ36を通過した光が
EB基板13を透過する様子を概略的に示している。
【0033】入射光は、台形プリズム11を介してEB
基板13に斜めから入射される。EB基板13は、クロ
ムマスク15とガラス基板14とからなる。入射光はこ
れを透過直進する光と回折される光とに別れ、ホログラ
ム感光材17を干渉露光する。このとき、一部の露光光
はクロムマスク15面の有する金属的性質により反射さ
れる。
基板13に斜めから入射される。EB基板13は、クロ
ムマスク15とガラス基板14とからなる。入射光はこ
れを透過直進する光と回折される光とに別れ、ホログラ
ム感光材17を干渉露光する。このとき、一部の露光光
はクロムマスク15面の有する金属的性質により反射さ
れる。
【0034】第1の実施の形態においては、クロムマス
ク15で反射された光が台形プリズム11に入光し、さ
らにプリズム斜面で反射する光の影響について考慮した
が、ここでは台形プリズム11と密着用オイル12およ
びガラス基板14との屈折率の微妙な相違から生じる各
層界面での反射光の影響について考慮する。
ク15で反射された光が台形プリズム11に入光し、さ
らにプリズム斜面で反射する光の影響について考慮した
が、ここでは台形プリズム11と密着用オイル12およ
びガラス基板14との屈折率の微妙な相違から生じる各
層界面での反射光の影響について考慮する。
【0035】図6(b)に示すように、アパーチャ36
を通して図中右手上方から斜めに入射した光の多くはそ
のままクロムマスク15を透過直進もしくは回折される
が、一部の光はクロムマスク15表面で反射される。さ
らにその一部は台形プリズム11と密着用オイル12の
界面、あるいは密着用オイル12とガラス基板14の界
面で再反射され、クロムマスク15に戻ってくる。この
戻り光の一部はクロムマスク15を透過または回折さ
れ、ホログラム感光材17の露光に寄与することとな
る。なお、図には便宜的に直進透過光のみを示してい
る。これらの戻り光は、ホログラム感光材17の一定領
域(図中左側)において露光のかぶりを発生させる。
を通して図中右手上方から斜めに入射した光の多くはそ
のままクロムマスク15を透過直進もしくは回折される
が、一部の光はクロムマスク15表面で反射される。さ
らにその一部は台形プリズム11と密着用オイル12の
界面、あるいは密着用オイル12とガラス基板14の界
面で再反射され、クロムマスク15に戻ってくる。この
戻り光の一部はクロムマスク15を透過または回折さ
れ、ホログラム感光材17の露光に寄与することとな
る。なお、図には便宜的に直進透過光のみを示してい
る。これらの戻り光は、ホログラム感光材17の一定領
域(図中左側)において露光のかぶりを発生させる。
【0036】図7は、このような露光形態で作製された
ホログラム感光材17をカラーフィルタとして用いた従
来の液晶表示装置のスクリーン40上の画像の様子を示
す。
ホログラム感光材17をカラーフィルタとして用いた従
来の液晶表示装置のスクリーン40上の画像の様子を示
す。
【0037】露光かぶりが発生していないホログラム感
光材領域をカラーフィルタとする図中右側に対応するス
クリーン上の画像と露光かぶりが発生しているホログラ
ム感光材領域をカラーフィルタとする図中左側の領域と
では、目視でわかる階調差が発生する。特に、ライン状
の階調差は目立ちやすいため、画面を評価する上で問題
となり易い。
光材領域をカラーフィルタとする図中右側に対応するス
クリーン上の画像と露光かぶりが発生しているホログラ
ム感光材領域をカラーフィルタとする図中左側の領域と
では、目視でわかる階調差が発生する。特に、ライン状
の階調差は目立ちやすいため、画面を評価する上で問題
となり易い。
【0038】図5を参照すれば明らかなように、図中右
手より斜めに入射された露光光のうちクロムマスク15
表面で反射され、さらにガラス基板14表面等で再反射
されて起こる露光かぶりが発生する領域の境界は、露光
光がクロムマスク15に入射するときの入射角とEB基
板13の厚みに依存する。
手より斜めに入射された露光光のうちクロムマスク15
表面で反射され、さらにガラス基板14表面等で再反射
されて起こる露光かぶりが発生する領域の境界は、露光
光がクロムマスク15に入射するときの入射角とEB基
板13の厚みに依存する。
【0039】いま、この露光光の入射角をθ、EB基板
13の厚みをdとすると、クロムマスク15上で露光光
のかぶりが起こらない領域の範囲は、アパーチャ36に
より露光光が絞りこまれた結果最も端にくるクロムマス
ク15上の露光領域端(露光光入射側端)から2dta
nθの幅にほぼ相当する。図1に示すように、クロムマ
スク15とホログラム感光材17とは密着用オイルを介
して接しているため、ホログラム感光材17上で露光か
ぶりが発生しない領域幅もほぼ2dtanθに対応す
る。
13の厚みをdとすると、クロムマスク15上で露光光
のかぶりが起こらない領域の範囲は、アパーチャ36に
より露光光が絞りこまれた結果最も端にくるクロムマス
ク15上の露光領域端(露光光入射側端)から2dta
nθの幅にほぼ相当する。図1に示すように、クロムマ
スク15とホログラム感光材17とは密着用オイルを介
して接しているため、ホログラム感光材17上で露光か
ぶりが発生しない領域幅もほぼ2dtanθに対応す
る。
【0040】本実施の形態におけるホログラムフィルタ
の製造方法では、露光光が入射角θで入射され、EB基
板13の厚みをdとする場合において、同図に示すよう
に、EB基板13上の露光光の照射領域として入射側端
部より2dtanθ以上の幅の領域を露光光照射のマー
ジン領域として確保するようアパーチャを調整し、この
マージン領域を除く領域を有効なホログラムフィルタ領
域としている。
の製造方法では、露光光が入射角θで入射され、EB基
板13の厚みをdとする場合において、同図に示すよう
に、EB基板13上の露光光の照射領域として入射側端
部より2dtanθ以上の幅の領域を露光光照射のマー
ジン領域として確保するようアパーチャを調整し、この
マージン領域を除く領域を有効なホログラムフィルタ領
域としている。
【0041】即ち、図5に示すように、露光かぶりがあ
る領域のみを有効なホログラムフィルタ領域として利用
することになり、実質的にスクリーン上に段階的な階調
差が現れないため、目視上は良好な均一画像を得ること
ができる。
る領域のみを有効なホログラムフィルタ領域として利用
することになり、実質的にスクリーン上に段階的な階調
差が現れないため、目視上は良好な均一画像を得ること
ができる。
【0042】以上、実施の形態に沿って本願発明の内容
について説明したが、本願発明は上述する実施の形態に
制限されるものではない。例えば、各実施の形態は独立
に実施可能であるばかりでなく、第1の実施の形態から
第3の実施の形態を任意に組み合わせても良い。これ以
外にも種々の変更改良が可能であることは当業者であれ
ば自明であろう。
について説明したが、本願発明は上述する実施の形態に
制限されるものではない。例えば、各実施の形態は独立
に実施可能であるばかりでなく、第1の実施の形態から
第3の実施の形態を任意に組み合わせても良い。これ以
外にも種々の変更改良が可能であることは当業者であれ
ば自明であろう。
【0043】
【発明の効果】本発明の第1の特徴は、上述したように
干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法にお
いて、干渉露光時に用いる前記プリズムが、該入射光の
入射面となる一の斜面と対向する他の斜面にプリズム内
で反射された一部の該入射光を吸収する光吸収層を有す
ることである。これによれば、プリズムの斜面に設けら
れた光吸収層の存在により、界面での光反射の発生を抑
制できる。このため、この反射光により起こる部分的な
ホログラム感光材の露光かぶりが抑制できる。部分的な
露光かぶりの存在により生じるスクリーン画像上の階調
差が消滅するため、画像特性が改善される。
干渉露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法にお
いて、干渉露光時に用いる前記プリズムが、該入射光の
入射面となる一の斜面と対向する他の斜面にプリズム内
で反射された一部の該入射光を吸収する光吸収層を有す
ることである。これによれば、プリズムの斜面に設けら
れた光吸収層の存在により、界面での光反射の発生を抑
制できる。このため、この反射光により起こる部分的な
ホログラム感光材の露光かぶりが抑制できる。部分的な
露光かぶりの存在により生じるスクリーン画像上の階調
差が消滅するため、画像特性が改善される。
【0044】また、本発明の第2の特徴は、ホログラム
感光材を形成する透明支持基板の裏面に光吸収層を有す
ることである。これによれば、支持基板の外表面での反
射光の発生を抑制し、これらの反射光の戻り光がホログ
ラム感光材を露光するのを抑制し、不要な露光によるホ
ログラムフィルタの回折効率の低下を抑制できる。
感光材を形成する透明支持基板の裏面に光吸収層を有す
ることである。これによれば、支持基板の外表面での反
射光の発生を抑制し、これらの反射光の戻り光がホログ
ラム感光材を露光するのを抑制し、不要な露光によるホ
ログラムフィルタの回折効率の低下を抑制できる。
【0045】さらに本発明の第3の特徴は、ホログラム
マスター基板に対する露光光の入射角をθ、ホログラム
マスター基板の板厚をdとするとき、ホログラムマスタ
ー基板上の露光光の照射領域が、入射側端部に2dta
nθ以上のマージン幅を有することである。これによれ
ば、カラーフィルタとして使用する有効なホログラム感
光材領域全体に一様に、ホログラムマスター基板で発生
する反射に起因する露光かぶりが生じるため、部分的な
露光かぶりの存在により生じるスクリーン画像上の階調
差が消滅し、画像特性が改善される。
マスター基板に対する露光光の入射角をθ、ホログラム
マスター基板の板厚をdとするとき、ホログラムマスタ
ー基板上の露光光の照射領域が、入射側端部に2dta
nθ以上のマージン幅を有することである。これによれ
ば、カラーフィルタとして使用する有効なホログラム感
光材領域全体に一様に、ホログラムマスター基板で発生
する反射に起因する露光かぶりが生じるため、部分的な
露光かぶりの存在により生じるスクリーン画像上の階調
差が消滅し、画像特性が改善される。
【図1】本発明の第1、第2の実施の形態にかかる干渉
露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法における
露光工程の構成を示す図である。
露光法を用いたホログラムフィルタの製造方法における
露光工程の構成を示す図である。
【図2】本発明の第1、第2の実施の形態におけるホロ
グラムフィルタの製造方法の効果を説明するための図で
ある。
グラムフィルタの製造方法の効果を説明するための図で
ある。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるホログラム
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
【図4】ホログラムフィルタにおいて、露光工程で不要
な露光を受けたことによる回折特性の不良例を説明する
ための図である。
な露光を受けたことによる回折特性の不良例を説明する
ための図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態にかかるホログラム
フィルタの製造方法を示す露光工程の構成図である。
フィルタの製造方法を示す露光工程の構成図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態におけるホログラム
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態におけるホログラム
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
フィルタの製造方法の効果を説明するための図である。
【図8】ホログラムフィルタを用いた従来の光変調素子
の装置断面図である。
の装置断面図である。
【図9】従来のホログラムフィルタの製造方法に係る露
光工程における構成図である。
光工程における構成図である。
11 台形プリズム 12、16 密着用オイル 13 EB基板 14 ガラス基板 15 クロムマスク 17 ホログラム感光材 18 薄板ガラス 30、32 光吸収層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 AA25 AA34 AA51 AA60 AA64 CA01 CA05 CA09 CA15 CA17 CA22 CA28 CA30 2K008 AA00 BB04 DD13 DD15 DD22 HH19 HH20 HH25
Claims (3)
- 【請求項1】 プリズムを介して略平行な入射光をホロ
グラムマスター基板に斜めより照射し、該ホログラムマ
スター基板を通して得られる回折光と透過光とでホログ
ラム感光材を露光する干渉露光方法を用いたホログラム
フィルタの製造方法において、 前記プリズムが、該入射光の入射面となる一の斜面と対
向する他の斜面に光吸収層を有することを特徴とするホ
ログラムフィルタの製造方法。 - 【請求項2】 略平行な入射光をホログラムマスター基
板に斜めより照射し、該ホログラムマスター基板を介し
て得られる回折光と透過光とで透明支持基板表面に形成
したホログラム感光材を露光する干渉露光方法を用いた
ホログラムフィルタの製造方法において、 前記透明支持基板が、裏面に光吸収層を有することを特
徴とするホログラムフィルタの製造方法。 - 【請求項3】 透明基板の裏面に薄膜パターンが形成さ
れたホログラムマスター基板に、略平行な入射光を斜め
から照射し、該ホログラムマスター基板を介して得られ
る回折光と透過光とでホログラム感光材を露光する干渉
露光方法を用いたホログラムフィルタの製造方法におい
て、 ホログラムマスター基板に対する露光光の入射角をθ、
ホログラムマスター基板の板厚をdとするとき、ホログ
ラムマスター基板上の露光光の照射領域が、入射側端部
に2dtanθ以上のマージン幅を有することを特徴と
するホログラムフィルタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013351A JP2000214331A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ホログラムフィルタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013351A JP2000214331A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ホログラムフィルタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214331A true JP2000214331A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11830694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11013351A Pending JP2000214331A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | ホログラムフィルタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000214331A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017194361A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本電信電話株式会社 | 誘電分光装置 |
| CN111213076A (zh) * | 2017-10-20 | 2020-05-29 | 株式会社Lg化学 | 光学隔离元件 |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP11013351A patent/JP2000214331A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017194361A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本電信電話株式会社 | 誘電分光装置 |
| CN111213076A (zh) * | 2017-10-20 | 2020-05-29 | 株式会社Lg化学 | 光学隔离元件 |
| CN111213076B (zh) * | 2017-10-20 | 2021-06-22 | 株式会社Lg化学 | 光学隔离元件 |
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