DE69735037T2

DE69735037T2 - Holografischer Reflektor und reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE69735037T2
Application number: DE69735037T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Sato; Luis Manuel Funabashi-shi Murillo-Mora
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: CA2207016A1; AU737307B2; EP0811859B1; CA2207016C; EP0811859A2; EP0811859A3; DE69735037D1; AU2469397A; TW333615B; US6643039B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 3 und genauer gesagt bezieht sie sich auf eine reflektierende Flüssigkristallanzeige, die dazu in der Lage ist, eine helle Anzeige vorzusehen, und auf einen holographischen Reflektor, der bei diesem Gerät verwendet wird.
Flüssigkristallanzeigen haben eine reflektierende Flüssigkristallanzeige, bei der eine reflektierende Lage an der Rückseitenfläche einer Flüssigkristalltafel angeordnet ist, um die Anwendung von irgendwelchem Hintergrundlicht oder Rückseitenlicht zu vermeiden. Bei dieser reflektierenden Flüssigkristallanzeige wird Licht (externes Licht wie beispielsweise eine Innenbeleuchtung oder Sonnenlicht) von der Seite des Beobachters an der reflektierenden Lage durch die Flüssigkristalltafel reflektiert, und das reflektierte Licht, das einem an der Flüssigkristalltafel angezeigten Muster entspricht, läuft zu dem Beobachter hin.
Unlängst ist bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige die Anwendung von einem Reflexionshologramm als die reflektierende Lage anstelle der vorhandenen reflektierenden Metalllage untersucht worden. Bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die ein derartiges Reflexionshologramm anwendet, kann der Sichtbereich und die Reflektionsrichtung des reflektierten Lichtes spezifiziert werden, und eine hellere Anzeige in einer spezifischen Richtung kann im Vergleich zu dem Anzeigegerät, das die reflektierende Metalllage anwendet, verwirklicht werden.
Wenn jedoch das Reflexionshologramm, das in Verwendung ist, ein Hologramm der Oberflächenreliefart ist, ist es schwierig, die Beugungseffizienz zu erhöhen. Darüber hinaus ändert sich die durch den Betrachter empfundene Farbe in Übereinstimmung mit der Betrachtungsrichtung aufgrund der Farbdispersion von dem angewendeten Hologramm.
Wenn das Reflexionshologramm, das in Verwendung ist, ein Reflexionshologramm der Volumenart ist, ist die Breite der Wellenlänge, die zu reflektieren und zu beugen ist, aufgrund des Wellenlängenwahlvermögens gering. Aus diesem Grund wird reflektiertes Licht, das gefärbt ist (in einer spezifischen Farbe mit Ausnahme von Weiß und Silber), als unerwünscht empfunden. Eine helle Anzeigeleistung von dem gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich ist schwierig zu verwirklichen.
Um eine Farbanzeige bei der Flüssigkristallanzeige zu erzielen, wird ein gut bekannter Farbfilter von beispielsweise der Pigmentdispersionsart zusammen mit der Flüssigkristalltafel angewendet. Bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige nimmt jedoch die Anzeigenhelligkeit ab aufgrund der Absorption von Licht durch den Farbfilter, und die Kosten nehmen zu.
Eine gattungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist aus der Druckschrift WO-A-97/12 826 bekannt und hat eine Flüssigkristallanzeigetafel mit einer Vorderseite und einer Rückseite; ein Übertragungshologramm der Volumenart mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite so angeordnet ist, dass sie der Rückseite der Flüssigkristallanzeigetafel zugewandt ist; und einen Reflektor, der an der Rückseite von dem Übtragungshologramm der Volumenart angeordnet ist.
Die Druckschrift EP-A-675 343 beschreibt ein Beugungshologramm mit einem Übertragungshologramm der Volumenart mit einem Winkelwahlvermögen und einer reflektierenden Lage, die an einer Oberfläche von dem Übertragungshologramm der Volumenart angeordnet ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 3 derart weiter zu entwickeln, dass diese dazu in der Lage ist, ein helles Licht zu verwirklichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder 3 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dazu in der Lage, Licht mit einer großen Reflexions/Brechungs-Wellenlängenbandbreite und einer hohen Beugungseffizienz zu steuern, um eine helle Anzeige in einer vorbestimmten Richtung zu erzielen.
In dieser Weise kann, da der Reflektor an der Rückfläche von dem Übertragungshologramm der Volumenart angeordnet ist, der holographische Reflektor eine hohe Beugungseffizienz (Reflektionsvermögen von externem Licht) und eine große Beugungswellenlängenbandbreite haben. Außerdem kann eine helle Anzeige innerhalb eines vorbestimmten Bereiches, der der Fokussierfunktion einer Hologrammlinse entspricht, erzielt werden.
Da das Hologramm ein Übertragungshologramm der Volumenart ist mit einer Winkelwahlfähigkeit, wird einfallendes Licht (oder Licht, das durch den Reflektor reflektiert wird) durch das Hologramm gebeugt, um als reflektiertes Licht in einer Richtung auszutreten, die sich von der regulären Reflexionsrichtung des einfallenden Lichtes unterscheidet. Der Beobachter empfindet kein Bild der Lichtquelle in Bezug auf das einfallende Licht, das bei der Reflexion an der Hologrammoberfläche ausgebildet wird, und der Sichtbereich und die Reflexionsrichtung können spezifiziert werden.
Das Winkelwahlvermögen ist eine optische Eigenschaft von dem Hologramm, bei dem lediglich Licht, das bei einem spezifischen Winkel (Richtung) einfällt, bei einem spezifischen Winkel (Richtung) als gebeugtes Licht hinausgeht. Der spezifische Winkel (Richtung) wird in Übereinstimmung mit den Bedingungen beim Aufzeichnen des Hologramms bestimmt.
Eine Vielzahl an unterschiedlichen Arten an Hologrammlinsen können (1) an einem einzelnen holographischen Material mehrfach aufgezeichnet werden, (2) durch Stapeln integriert werden oder (3) in Bereichen aufgezeichnet werden, die in Muster an einem einzelnen holographischen Material geteilt sind.
Durch diesen Aufbau wird die Richtung des einfallenden Lichtes (externes Licht), das zu der Reflektion beiträgt, kaum begrenzt. Selbst wenn der Betrachter seinen Betrachtungspunkt bewegt, kann er in zufriedenstellender Weise das reflektierte Licht empfinden. In dieser Weise kann der Bereich der Betrachtungsbedingungen, die ermöglichen, dass der Betrachter helles reflektiertes Licht empfindet, erweitert werden.
In diesem Fall überträgt "eine Vielzahl an verschiedenen Arten an Hologrammlinsen" (1) ein einzelnes Rekonstruktionsbeleuchtungsstrahlbündel, um eine Vielzahl an Arten an gebeugten Strahlbündeln mit verschiedenen Fokussierpunktpositionen auszugeben, oder (2) verschiedene Rekonstruktionsbeleuchtungsstahlbündel, um gebeugte Strahlbündel zu der gleichen Fokussierpunktposition zu senden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können ein holographischer Reflektor, der dazu in der Lage ist, eine helle Anzeige bei einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige zu verwirklichen, die keine reflektierende Metalllage sondern ein Hologramm als eine reflektierende Lage anwendet, und die reflektierende Flüssigkristallanzeige, die diesen Reflektor verwendet, verwirklicht werden. Die vorliegende Erfindung ist aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich.
1 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor mit einem Winkelwahlvermögen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
2 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor mit einem Winkelwahlvermögen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
3 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor mit einer Fokussierfunktion gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
4 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor mit einer Fokussierfunktion gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
5 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
6 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung von Interferenzrändern, die an dem Hologramm eines holographischen Reflektors aufgezeichnet sind, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den in 6 gezeigten holographischen Reflektor anwendet.
8 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
9 zeigt eine Ansicht von einem Beispiel eines spezifischen Musters, das an dem Hologramm eines holographischen Reflektors gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingestellt ist.
10 zeigt eine Ansicht von einem anderen Beispiel des spezifischen Musters, das an dem Hologramm des holographischen Reflektors gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingestellt ist.
11 zeigt eine Ansicht von einem Beispiel von dem schematischen Aufbau einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
12 zeigt eine Ansicht von einem anderen Beispiel von dem schematischen Aufbau der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den holographischen Reflektor gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
13 zeigt eine Ansicht von einem wiederum anderen Beispiel von dem schematischen Aufbau der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den holographischen Reflektor gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
14 zeigt eine Ansicht von wiederum einem anderen Beispiel von dem schematischen Aufbau der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den holographischen Reflektor gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
15 zeigt eine Ansicht von dem schematischen Aufbau einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die verschiedenen Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt den schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß der vorliegenden Erfindung anwendet. Ein holographischer Reflektor 1 ist hinter einer Flüssigkristalltafel 2 angeordnet und ist durch ein Übertragungshologramm 6 der Volumenart mit einem Winkelwahlvermögen und einer reflektierenden Metalllage 8 gebildet, wie dies in 1 gezeigt ist.
Mit dem Winkelwahlvermögen ist eine optische Eigenschaft des Hologramms gemeint, bei der lediglich Licht, das bei einem spezifischen Winkel (Richtung) einfällt, bei einem spezifischen Winkel (Richtung) als gebeugtes Licht hinausgeht. Genauer gesagt wenn zwei Strahlbündel an dem Hologramm 6 unter zwei verschiedenen Winkeln, die umgekehrte Vorzeichen d.h. + und – haben, einfallen, wird ein einfallendes Strahlbündel durch das Hologramm 6 übertragen, ohne gebeugt zu werden, während das andere Strahlbündel in einer vorbestimmten Richtung (Winkel) gebeugt wird. Das Winkelwahlvermögen ändert sich in Übereinstimmung mit verschiedenen Bedingungen beim Aufzeichnen eines anzuwendenden Hologramms. Das anzuwendende Hologramm kann so ausgebildet werden, dass es ein erwünschtes einheitliches Winkelwahlvermögen hat.
In 1 sind das Hologramm 6 und die reflektierende Lage 8 von einander beabstandet, um besser die optischen Eigenschaften (die optischen Bahnen des einfallenden und des reflektierten Strahlbündels) zu zeigen. In der Realität können sie einstückig gestaltet sein durch ein Stapeln oder Ablagern. Diese Beziehung zwischen dem Hologramm und der reflektierenden Lage gilt in ähnlicher Weise bei der folgenden Beschreibung.
Polarisierfilme 3 und 4 für ein Übertragen von lediglich einer polarisierten Lichtkomponente in einer Richtung sind vor und nach der Flüssigkristalltafel 2 angeordnet.
Der Betrieb, bei dem Beleuchtungslicht 5 an der in 1 gezeigten reflektierenden Flüssigkristallanzeige einfällt, ist nachstehend erläutert.
Wenn das Beleuchtungslicht 5 von extern an der Flüssigkristallanzeige einfällt, wird von dem einfallenden Licht einer polarisierten Komponente in einer Richtung durch den Polarisierfilm 3 übertragen, um die Flüssigkristalltafel 2 zu erreichen. Nachdem das Licht, das die Flüssigkristalltafel 2 erreicht, optisch gemäß einem Muster gedreht wird, das an der Flüssigkristalltafel 2 angezeigt wird, erreicht es den Polarisierfilm 4.
Das durch den Polarisierfilm 4 übertragene Licht gelangt in den holographischen Reflektor 1. Da das Übertragungshologramm 6 der Volumenart, das ein Winkelwahlvermögen hat, an der Seite der Flüssigkristalltafel 2 von dem holographischen Reflektor 1 angeordnet ist, wird das einfallende Licht durch das Hologramm 6 übertragen, ohne dass es gebeugt wird, aufgrund des Winkelwahlvermögens von dem Hologramm 6. Das übertragene Licht 7, das durch das Hologramm 6 tritt, wird durch die reflektierende Metalllage 8 regulär reflektiert, die an der Rückfläche von dem Hologramm 6 angeordnet ist, um erneut an dem Hologramm 6 einzufallen. Das Licht (das reflektierte Licht) 9 fällt an dem Hologramm 6 bei einem Einfallwinkel ein, das ein positives oder negatives Vorzeichen hat, das umgekehrt zu demjenigen des zuvor einfallenden Lichtes 7 ist. Das einfallende Licht 9 passt zu dem Winkelwahlvermögen des Hologramms 6 und wird bei einem spezifischen Winkel durch das Hologramm 6 gebeugt, um zu gebeugtem Licht 10 zu werden.
Das gebeugte Licht 10 wird durch den Polarisierfilm 4, die Flüssigkristalltafel 2 und dem Polarisierfilm 3 übertragen, um erneut die Augen 11 des Betrachters als Musteranzeigelicht zu erreichen.
Es ist hierbei zu beachten, dass der spezifische Winkel (Übertragungsrichtung bei Beugung) derart eingestellt ist, dass das gebeugte Licht an der Oberfläche von der Flüssigkristalltafel 2 unter rechten Winkeln einfällt, wie dies in 1 gezeigt ist.
Nachstehend ist das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
In 2 ist das Winkelwahlvermögen von dem Übertragungshologramm 12 der Volumenart so eingestellt, dass es sich von derjenigen des Hologramms 6 bei dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, und der restliche Aufbau ist der gleiche wie derjenige, der in 1 gezeigt ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann ein erwünschtes Winkelwahlvermögen einem Hologramm mitgeteilt werden, das gemäß den Aufzeichnungsbedingungen für das Hologramm verwendet werden soll.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Winkelwahlvermögen so eingestellt, dass das einfallende Licht 5, das von der Seite des Betrachters durch das Hologramm 6 ohne Beugung kommt, übertragen wird und das Licht 9, das durch die reflektierende Lage 8 reflektiert wird, gebeugt wird. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Hologramm 12 durch Aufzeichnungsinterferenzränder so ausgebildet, dass das einfallende Licht 5 gebeugt wird und das reflektierende Licht 9 ohne Beugung übertragen wird.
Da die restlichen Bauteilelemente mit Ausnahme des Übertragungshologramms 12 der Volumenart identisch zu denen bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt.
Der Betrieb, bei dem das Beleuchtungslicht 5 an der in 2 gezeigten reflektierenden Flüssigkristallanzeige einfällt, ist nachstehend beschrieben.
Wenn das Beleuchtungslicht 5 von extern an der Flüssigkristalltafel einfällt, wird von dem einfallendem Licht lediglich das Licht einer polarisierten Komponente in einer Richtung durch einen Polarisierfilm 3 übertragen, um eine Flüssigkristalltafel 2 zu erreichen. Nachdem das Licht die Flüssigkristalltafel 2 erreicht hat, wird es optisch gemäß einem Muster gedreht, das an der Flüssigkristalltafel 2 angezeigt wird, wobei es einen Polarisierfilm 4 erreicht.
Das Licht, das durch den Polarisierfilm 4 übertragen worden ist, tritt in einen holographischen Reflektor 1 ein. Da das Übertragungshologramm 12 der Volumenart, das die vorstehend erwähnte Winkelwahlfähigkeit hat, an der Seite der Flüssigkristalltafel 2 von dem holographischen Reflektor 1 angeordnet ist, wird das einfallende Licht, das mit dem Winkelwahlvermögen des Hologramms 12 übereinstimmt, durch das Hologramm 12 in einer spezifischen Richtung gebeugt und wird durch dieses hindurch übertragen. Licht 7, das durch das Hologramm 12 tritt, wird durch eine reflektierende Metalllage 8, die an der Rückfläche von dem Hologramm 12 angeordnet ist, regulär reflektiert, um an dem Hologramm 12 erneut einzufallen. Da das einfallende Licht (reflektiertes Licht) 9 einen Einfallwinkel mit einem positiven oder negativen Vorzeichen hat, das zu demjenigen des zuvor einfallenden Lichtes 7 umgekehrt ist und sich von demjenigen des einfallenden Lichtes 5 unterscheidet, wird es durch das Hologramm 12 übertragen, ohne gebeugt zu werden. Das übertragene Licht 10 tritt durch den Polarisierfilm 4, die Flüssigkristalltafel 2 und den Polarisierfilm 3 erneut, um die Augen 11 des Betrachters als Musteranzeigelicht zu erreichen.
Bei dem holographischen Reflektor und bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kann eine große Beugungswellenlängenbandbreite bei einer Bedingung einer hohen Beugungseffizienz erzielt werden.
Da das Hologramm ein Übertragungshologramm der Volumenart ist, das ein Winkelwahlvermögen hat, wird einfallendes Licht (oder Licht, das durch die reflektierende Lage reflektiert wird) durch das Hologramm gebeugt, um als reflektiertes Licht in einer Richtung hinauszugehen, die sich von der regulären Reflektionsrichtung des einfallenden Lichtes unterscheidet. Daher empfindet der Betrachter kein Bild einer Lichtquelle für das einfallende Licht, das beim Reflektieren an der Hologrammfläche erzeugt wird. Der Sichtbereich und die Reflektionsrichtung von dem Anzeigegerät können spezifiziert werden.
Das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 zeigt den schematischen Aufbau einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß der vorliegenden Erfindung anwendet.
Da die restlichen Bauelemente mit Ausnahme eines Übertragungshologramms der Volumenart (holographische Linse) 13 identisch wie bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt. Das Winkelwahlvermögen von der holographischen Übertragungslinse 13 der Volumenart, die bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist so eingestellt, dass es sich gegenüber jenen der Hologramme 6 und 12 von den vorstehend erwähnten ersten und zweiten Ausführungsbeispielen unterscheidet.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist die holographische Linse ausgebildet durch ein Aufzeichnen von Interferenzrändern in einer derartigen Weise, dass sich ein Winkelwahlvermögen ergibt zum Übertragen von einfallendem Licht 5, das von der Seite des Beobachters kommt, ohne Beugung, und ein Beugen von reflektierendem Licht 9, das von der Seite der reflektierenden Lage 8 kommt. Des Weiteren ist die holographische Linse 13 so ausgebildet, dass sie das gebeugte übertragene Licht zu einem Fokus an einer Fokussierpunktposition F1 einbringt.
Der Betrieb, bei dem das Beleuchtungslicht 5 an der in 3 gezeigten reflektiereden Flüssigkristallanzeige einfällt, ist nachstehend beschrieben.
Wenn das Beleuchtungslicht 5 von extern an der Flüssigkristallanzeige einfällt, tritt von dem einfallenden Licht lediglich das Licht einer polarisierten Komponente in einer Richtung durch einen Polarisierfilm 3, um eine Flüssigkristalltafel 2 zu erreichen. Nachdem das Licht, das die Flüssigkristalltafel 2 erreicht hat, optisch gemäß einem Muster gedreht worden ist, das an der Flüssigkristalltafel 2 angezeigt wird, erreicht es einen Polarisierfilm 4.
Das Licht, das durch den Polarisierfilm 4 übertragen wird, tritt in den holographischen Reflektor 1 ein. Da die holographische Übertragungslinse 13 der Volumenart, die das vorstehend erwähnte Winkelwahlvermögen hat, an der Seite der Flüssigkristalltafel 2 von dem holographischen Reflektor 1 angeordnet ist, wird das einfallende Licht durch die holographische Linse 13 übertragen, ohne gebeugt zu werden aufgrund des Winkelwahlvermögens von der holographischen Linse 13. Das Licht, das durch die holographische Linse 13 übertragen wird, wird durch die reflektierende metallische Lage 8 regulär reflektiert, die an der Rückfläche von der holographischen Linse 13 angeordnet ist, um erneut an der holographischen Linse 13 einzufallen. Das einfallende Licht (das reflektierte Licht) 9 fällt an der holographischen Linse 13 bei einem Einfallwinkel ein, der ein positives oder negatives Vorzeichen hat, das gegenüber dem Vorzeichen des vorherigen einfallenden Lichtes 7 umgekehrt ist. Das Licht 9 stimmt mit dem Winkelwahlvermögen der holographischen Linse 13 überein und wird durch die holographische Linse 13 bei einem spezifischen Winkel gebeugt, um zu gebeugtem Licht 10 zu werden.
Das übertragene gebeugte Licht breitet sich durch den Polarisierfilm 4, die Flüssigkristalltafel 2 und den Polarisierfilm 3 erneut aus, um in einen Fokus an einer Fokussierpunktposition F1 von der holographischen Linse 13 gebracht zu werden, und es erreicht die Augen 11 des Betrachters als das Musteranzeigelicht 10.
Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
4 zeigt den schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor gemäß der vorliegenden Erfindung anwendet. Da die restlichen Bauelemente mit Ausnahme eines Übertragungshologramms der Volumenart (die holographische Linse) 14 identisch denjenigen bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt. Das Winkelwahlvermögen von der holographischen Übertragungslinse 14 der Volumenart, die bei dem vierten Ausführungsbeispiel Verwendung findet, ist so eingestellt, dass es sich gegenüber denjenigen der Hologramme 6, 12 und 13, die vorstehend beschrieben sind, unterscheidet.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist die holographische Linse 14 ausgebildet durch ein Aufzeichnen von Interferenzrändern in derartiger Weise, dass sie ein Winkelwahlvermögen zum Beugen von einfallendem Licht 5, das von der Seite des Beobachters kommt, und zum Übertragen von reflektiertem Licht 9, das von der Seite der reflektierenden Lage 8 kommt, ohne Beugung, hat. Des Weiteren ist die holographische Linse 14 so ausgebildet, dass sie das gebeugte übertragene Licht zu einem Fokus an einer Position (gespiegeltes virtuelles Bild) F2 symmetrisch zu einer ursprünglichen Fokussierpunktposition F (diese ist nicht gezeigt) von der holographischen Linse 14 zu bringen.
Der Betrieb, bei dem das Beleuchtungslicht 5 an der in 4 gezeigten reflektierenden Flüssigkristallanzeige einfällt, ist nachstehend beschrieben.
Wenn das Beleuchtungslicht 5 von extern an der Flüssigkristallanzeige einfällt, wird von dem einfallenden Licht lediglich das Licht einer polarisierten Komponente in einer Richtung übertragen durch einen Polarisierfilm 3, um eine Flüssigkristalltafel 2 zu erreichen. Nachdem das Licht, das die Flüssigkristalltafel 2 erreicht hat, gemäß einem Muster optisch gedreht worden ist, das an der Flüssigkristalltafel 2 angezeigt wird, erreicht es einen Polarisierfilm 4.
Das Licht, das durch den Polarisierfilm 4 übertragen wird, tritt in einen holographischen Reflektor 1 ein. Da die holographische Übertragungslinse 14 der Volumenart, die das vorstehend erwähnte Winkelwahlvermögen hat, an der Seite der Flüssigkristalltafel 2 von dem holographischen Reflektor 1 angeordnet ist, wird das einfallende Licht, das mit dem Winkelwahlvermögen der holographischen Linse 14 übereinstimmt, durch die holographische Linse 14 in einer spezifischen Richtung gebeugt und durch diese hindurch übertragen. Das Licht 7, das durch die holographische Linse 14 übertragen wird, wird durch die reflektierende Metalllage 8, die an der Rückflüche von der holographischen Linse 14 angeordnet ist, regulär reflektiert, um an der holographischen Linse 14 erneut einzufallen. Da das einfallende Licht (das reflektierte Licht) 9 einen Einfallwinkel mit einem positiven oder einem negativen Vorzeichen hat, das gegenüber dem Vorzeichen des vorherigen einfallenden Lichtes 7 umgekehrt ist und sich von demjenigen des einfallenden Lichtes 5 unterscheidet, wird es durch die holographische Linse 14 übertragen, ohne gebeugt zu werden.
Das übertragene gebeugte Licht läuft durch den Polarisierfilm 4, die Flüssigkristalltafel 2 und den Polarisierfilm 3 erneut, um zu einem Fokus an der Position F2 symmetrisch zu der Fokussierpunktposition F der Hologrammlinse 14 gebracht zu werden, und erreicht die Augen 11 des Betrachters als das Musteranzeigelicht 10.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann bei dem holographischen Reflektor und bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen verwendet, gemäß dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel eine hohe Beugungseffizienz (Reflektionsvermögen von externem Licht) und eine große Beugungswellenlängenbandbreite erzielt werden. Wenn das Hologramm, das angewendet wird, eine Fokussierfunktion hat, kann eine helle Anzeige innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verwirklicht werden.
Da das Hologramm ein Übertragungshologramm der Volumenart ist, das ein Winkelwahlvermögen hat, wird einfallendes Licht (oder Licht, das durch die reflektierende Lage reflektiert wird) durch das Hologramm gebeugt, um als reflektiertes Licht in einer Richtung auszutreten, die sich von der regulären Reflektionsrichtung des einfallenden Lichtes unterscheidet. Daher empfindet der Beobachter kein Bild von der Lichtquelle für das einfallende Licht, das bei Reflektion an der Hologrammoberfläche erzeugt wird. Der Sichtbereich und die Reflektionsrichtung von dem Anzeigegerät können spezifiziert werden.
Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
5 zeigt den schematischen Aufbau einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die ein Hologramm verwendet, das durch ein Stapeln von Übertragungshologrammen 15a, 15b und 15c der Volumenart aufgebaut ist, die aus drei Arten an Interferenzrändern mit verschiedenen räumlichen Frequenzen bestehen. Da die restlichen Bestandteile mit Ausnahme der Übertragungshologramme 15a, 15b und 15c der Volumenart identisch denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von dem Aufbau und dem Betrieb unterbleibt.
Die Übertragungshologramme 15a, 15b und 15c der Volumenart sind so ausgebildet, dass sie rote, grüne und blaue Komponenten jeweils beugen und die Komponenten in einer Richtung zu dem Betrachter hin übertragen. Ihr Winkelwahlvermögen ist jeweils derart eingestellt, dass die Hologramme ein einfallendes Lichtstrahlbündel von der Seite der reflektierenden Lage ähnlich wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel übertragen und beugen.
Bei dem holographischen Reflektor und der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sind die Beugungswinkel der drei Farbkomponenten gleich gestaltet durch eine Kombination der drei Arten an Hologramme, um so eine Änderurg des Beugungswinkels gemäß der Farbe aufgrund der Farbdispersionseigenschaft des Hologramms zu verhindern. Daher kann der Betrachter das Anzeigegerät betrachten, während ein Änderung der Farbe gemäß dem Betrachtungswinkel verhindert wird. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Aufbau beschränkt. Die gleiche Funktion und der gleiche Vorteil kann erhalten werden, indem ein Hologramm angewendet wird, das durch ein Mehrfachaufzeichnen einer Vielzahl an Arten von Interferenzrändern an einem holographischen Material ausgebildet ist. In diesem Fall ist der schematische Aufbau mit Ausnahme des Hologramms selbst der gleiche wie in 1.
Das jeweilige Winkelwahlvermögen der Übertragungshologramme 15a, 15b und 15c der Volumenart kann so eingestellt sein, dass einfallendes Licht von der Seite des Betrachters übertragen und gebeugt wird und einfallendes Licht von der Seite der reflektierenden Lage 8 übertragen wird, wobei dies ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist.
Bei dem holographischen Reflektor und der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist der Einfluss der Farbdispersion des Hologramms verringert, indem die holographischen Materialien einstückig gestapelt sind, an denen eine Vielzahl an Arten an Interferenzrändern mit verschiedenen räumlichen Frequenzen aufgezeichnet sind. Selbst wenn der Betrachter das Anzeigegerät aus vielen verschiedenen Richtungen betrachtet, ändert sich die Farbe, die von dem Hologramm bei Brechung rekonstruiert wird, kaum.
Das sechste Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
6 zeigt in schematischer Weise ein Beispiel eines Hologramms 16 (Hologrammlinse) unter Anwendung bei dem sechsten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei verschiedene Arten an Hologrammlinsen an einem holographischen Material als Übertragungshologramme der Volumenart mehrfach aufgezeichnet, die aus zwei verschiedenen Arten an Interferenzrändern 17 und 18 bestehen.
Die jeweiligen Hologrammlinsen 17 und 18 werden aufgezeichnet, wenn Objektstrahlbündel 19 und 20 (derartige Objektstrahlbündel wie beispielsweise ein Strahlbündel, das von einer Punktquelle herrührt, die das holographische Material divergiert und bestrahlt) beim Aufzeichnen mit identischen Referenzstrahlbündeln (die nicht gezeigt sind) an dem holographischen Material interferieren.
7 zeigt den schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die einen holographischen Reflektor A1 anwendet, der mit dem Übertragungshologramm 16 der Volumenart angewendet wird. Da die restlichen Bestandteile mit Ausnahme des Übertragungshologramms 16 der Volumenart identisch denjenigen des dritten Ausführungsbeispiels sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt.
Wenn mit der Anwendung des vorstehend beschriebenen Hologramms 16 das Bild von dem Hologramm 16 rekonstruiert wird, wird ein einfallendes Lichtstrahlbündel, das zu einem Referenzstrahlbündel beim Aufzeichnen konjugiert, übertragen und gebeugt, um zu zwei konvergierenden gebeugten Lichtstrahlbündeln zu werden, die unterschiedliche Fokussierpunktpositionen (die Position der Punktquelle beim Aufzeichnen) äquivalent zu den optischen Bahnen der Objektstrahlbündel beim Aufzeichnen haben.
Aus diesem Grund wird der folgende Vorgang ausgeführt anders als der Vorgang bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wenn das Beleuchtungslicht 5 gestrahlt wird. Nachdem ein Beleuchtungsstrahlbündel 5 durch das Hologramm 16 tritt, ohne gebeugt zu werden, wird es durch eine reflektierende Lage 8 reflektiert, um erneut an dem Hologramm 16 einzufallen. Wenn dieses einfallende Strahlbündel zu dem Referenzstrahlbündel beim Aufzeichnen konjugiert, werden zwei konvergierende gebeugte Strahlbündel 10a und 10b übertragen und gebeugt, um zu verschiedenen Fokussierpunktpositionen F3 und F4 hinaus zu gehen.
Es ist zu beachten, dass das Hologramm 16 so ausgebildet werden kann, dass das Beleuchtungsstrahlbündel 5 übertragen und gebeugt wird, das von der Seite des Betrachters kommt, und ein einfallendes Strahlbündel 9 übertragen wird, das von der Seite der reflektierenden Lage 8 ohne Beugung kommt, in ähnlicher Weise wie bei dem in 4 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall wird das Strahlbündel, das von der Flüssigkristallanzeige hinaus geht, zu einem Fokus an der Position einer virtuellen Spiegelfläche in Bezug auf die Fokussierpunktposition (die Position von der Punktquelle beim Aufzeichnen) gebracht äquivalent zu der optischen Bahn des Objektstrahlbündels zum Aufzeichnen des Hologramms 16.
Die Anzahl an Hologrammlinsen die an dem holographischen Material aufgezeichnet sind, kann zu einer erwünschten Anzahl geändert werden.
In 7 sind die Fokussierpunktpositionen F3 und F4 so eingestellt, dass sie lediglich in der vertikalen Richtung der Flüssigkristallanzeige aus Gründen der Bequemlichkeit der Darstellung verschoben werden. Daher können die Fokussierpunktpositionen F3 und F4 in drei Dimensionen frei eingestellt werden. In der Praxis können die Fokussierpunktpositionen F3 und F4 so eingestellt werden, dass sie in der horizontalen Richtung verschoben oder versetzt werden oder in der schrägen Richtung.
Das Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl an verschiedenen Arten an Hologrammlinsen ist nicht auf ein Mehrfachaufzeichnen beschränkt. Der gleiche Effekt kann erhalten werden, indem Hologrammlinsen gestapelt werden oder in Bereichen aufgezeichnet wird, die in Muster geteilt sind.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel ist die Richtung des einfallenden Lichtes (externes Licht), das zu der Reflektion beiträgt, kaum begrenzt. Selbst wenn der Betrachter seinen Betrachtungspunkt bewegt, kann er in zufriedenstellender Weise reflektiertes Licht empfinden. In dieser Weise kann der Bereich der Betrachtungskonditionen, die dem Betrachter ein Empfinden eines hellen reflektierten Lichtes ermöglichen, erweitert werden.
Das siebente gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
8 zeigt den schematischen Aufbau von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige unter Verwendung eines holographischen Reflektors gemäß der vorliegenden Erfindung. Da die restlichen Bestandteile mit Ausnahme eines Übertragungshologramms 21 der Volumenart identisch gegenüber jenen bei dem sechsten Ausführungsbeispiel sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt.
Das Übertragungshologramm 21 der Volumenart ist ein anderes Beispiel eines Mehrfachaufzeichnens von dem Hologramm 16 bei dem sechsten Ausführungsbeispiel. Das Hologramm 21 wird erhalten, indem ein einzelnes Objektstrahlbündel dazu gebracht wird, dass es mit Referenzstrahlbündeln aus einer Vielzahl an Richtungen an einen holographischen Material in Interferenz gelangt, wodurch zwei verschiedene Arten an Hologrammlinsen als ein Übertragungshologramm der Volumenart aufgezeichnet werden, die aus zwei verschiedenen Arten an Interferenzrändern bestehen. Wenn das Bild von dem Hologramm 21 rekonstruiert wird, werden einfallende Strahlbündel (externe Strahlbündel) aus einer Vielzahl an Richtungen, die zu dem Referenzstrahlbündel beim Aufzeichnen konjugieren, übertragen und gebeugt, um zu einem konvergierenden gebeugten Strahlbündel zu werden.
Aus diesem Grund wird der folgende Vorgang ausgeführt, der anders als der Vorgang bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist, wenn das Beleuchtungslicht 5 gestrahlt wird. Nachdem verschiedene Beleuchtungsstrahlbündel 5a und 5b durch das Hologramm 31 treten, ohne gebeugt zu werden, werden sie durch eine reflektierende Lage 8 reflektiert, um an dem Hologramm 21 erneut einzutreten. Wenn einfallende Lichtstrahlbündel 9a und 9b zu dem Referenzstrahlbündel beim Aufzeichnen konjugieren, werden sie übertragen und gebeugt, damit sie als ein konvergierendes gebeugtes Strahlenbündel 10 austreten, das zu einer identischen Fokussierpunktposition F5 konvergiert.
Das Hologramm 21 kann ausgebildet werden, um das Beleuchtungsstrahlbündel 5 zu übertragen und zu beugen, das von der Seite des Betrachters kommt, und das einfallende Strahlbündel 9 zu übertragen, das von der Seite der reflektierenden Lage 8 ohne Beugung kommt, wobei dies in ähnlicher Weise wie bei dem in 4 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel geschieht. In diesem Fall wird das Strahlbündel, das von der Flüssigkristallanzeige austritt, zu einem Fokus an der Position eines virtuellen Spiegelbildes in Bezug auf die Fokussierpunktposition (die Position der Punktquelle beim Aufzeichnen) gebracht äquivalent zu der optischen Bahn von dem Objektstrahlbündel beim Aufzeichnen des Hologramms 21.
Die Anzahl an Hologrammlinsen, die auf dem holographischen Material aufgezeichnet werden, kann zu einer erwünschten Anzahl geändert werden.
Das Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl an verschiedenen Arten an Hologrammlinsen ist nicht auf ein Mehrfachaufzeichnen beschränkt. Der gleiche Effekt kann erhalten werden, indem Hologrammlinsen gestapelt werden oder in Bereichen aufgezeichnet wird, die in Muster geteilt sind.
Gemäß dem siebenten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann in ausreichender Weise helles reflektiertes Licht zu dem Betrachtungspunkt des Betrachters geliefert werden.
Bei einer Kombination aus dem sechsten und dem siebenten Ausführungsbeispiel kann in ausreichender Weise helles reflektiertes Licht zu dem Betrachtungspunkt des Betrachters geliefert werden und gleichzeitig kann in ausreichender Weise helles reflektiertes Licht sogar geliefert werden wenn der Betrachter seinen Betrachtungspunkt bewegt.
Das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben.
9 zeigt eine schematische Ansicht von einem Hologramm 22 (das aufgebaut ist, indem in einem spezifischen Muster Hologramme angeordnet sind, die aus einer Vielzahl an Arten von Interferenzrändern mit verschiedenen räumlichen Frequenzen bestehen) aus holographischen Reflektor gemäß dem achten Ausführungsbeispiel unter Betrachtung von der Vorderseite. Wie dies in 9 gezeigt ist, sind Übertragungshologramme 23, 24 und 25 der Volumenart mit verschiedenen räumlichen Frequenzen in einem spezifischen Muster (Streifenmuster in 9 angeordnet, und drei benachbarte Hologrammzellen 23, 24 und 25 übertragen und beugen jeweils rote, grüne und blaue Komponenten. Das heißt die Hologrammzellen 23, 24 und 25 entsprechen einem Pixel einer in Verwendung befindlichen Flüssigkristalltafel.
Das in 9 gezeigte Muster ist ein Beispiel des spezifischen Musters. Der holographische Reflektor der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das in 9 gezeigte Muster beschränkt. Eine Streifenaufreihung, eine Delta-Aufreihung oder andere Muster können verwendet werden, solange das Muster mit der Pixelaufreihung der in Verwendung befindlichen Flüssigkristalltafel übereinstimmt.
Alternativ können, wie dies in 4 gezeigt ist, drei Arten an Hologramm 26, 27 und 28 entsprechend einem Kreis, einem Rechteck und einem Dreieck als spezifische Muster angeordnet sein, die jeweiligen Darstellungen können in verschiedenen Farben betrachtet werden. In dieser Weise können spezifische Zeichen oder Darstellungen in spezifischen Farben angezeigt werden.
Die schematische Anordnung beziehungsweise der schematische Aufbau von dem holographischen Reflektor mit dem Hologramm 22 und der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den holographischen Reflektor anwendet, sind die gleichen wie bei dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiel und zweiten Ausführungsbeispiel, und eine Beschreibung des Aufbaus und des Betriebs unterbleibt.
Bei dem holographischen Reflektor und bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel kann ein Anzeigen in allen Farben in einer spezifischen Richtung verwirklicht werden, indem die Hologramme integriert werden, die aus einer Vielzahl an Arten an Interferenzrändern mit verschiedenen räumlichen Frequenzen bestehen, durch ein Mehrfachaufzeichnen oder ein Stapeln.
Das neunte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 11 bis 14 beschrieben.
Die 11 bis 14 zeigen den schematischen Aufbau von holographischen Reflektoren und reflektierenden Flüssigkristallanzeigen, die diese anwenden, gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel.
Die jeweiligen reflektierenden Flüssigkristallanzeigen in den 11 bis 14 entsprechen jenen des vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiels. Daher bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile und es unterbleibt eine detaillierte Beschreibung von ihnen.
Die reflektierende Lage 8 hat eine Spiegelfläche bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel, wohingegen eine reflektierende verteilende Fläche für eine reflektierende Lage 29 bei dem neunten Ausführungsbeispiel verwendet wird, das in den 11 bis 14 gezeigt ist. Daher unterscheidet sich das neunte Ausführungsbeispiel von dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel durch den folgenden Vorgang.
Licht, das durch ein Hologramm 6, 12, 13 oder 14 eines holographischen Reflektors 1 gebeugt wird oder durch dieses hindurch übertragen wird, ohne gebeugt zu werden, wird reflektiert und verteilt durch die reflektierende Lage 29. Bei dem Anzeigegerät, das dem ersten oder dritten Ausführungsbeispiel entspricht, wird von dem reflektierten verteilten Licht lediglich Licht, das im Hinblick auf das Winkelwahlvermögen von dem Hologramm 6 oder 13 übereinstimmt, übertragen und gebeugt (siehe die 11 und 13). Bei dem Anzeigegerät gemäß dem zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel tritt sämtliches reflektiertes verteiltes Licht durch das Hologramm 12 oder 14 (siehe die 12 und 14).
Bei dem holographischen Reflektor und der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel kann, da die reflektierende Lage eine verteilende reflektierende Fläche hat, der Bereich, bei dem reflektiertes Licht fokussiert wird, erweitert werden. Daher kann eine helle Anzeige innerhalb eines vorbestimmten Breitenbereiches verwirklicht werden, ohne dass der Sichtbereich (Reflektionsrichtung) auf einen schmalen Bereich begrenzt wird. Diese Technik von dem neunten Ausführungsbeispiel kann nicht nur bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel sondern auch bei dem fünften bis achten Ausführungsbeispiel angewendet werden.
Schließlich ist das zehnte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
15 zeigt den schematischen Aufbau von einem holographischen Reflektor und von einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die diesen anwendet, gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel.
Das Winkelwahlvermögen von einem Hologramm 6, das bei dieser reflektierenden Flüssigkristallanzeige angewendet wird, ist das gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Diese reflektierende Flüssigkristallanzeige unterscheidet sich von dem Gerät des ersten Ausführungsbeispiels dahingehend, dass kein Polarisierfilm 4 an der Seite des holographischen Reflektors 1 einer Flüssigkristalltafel 2 angeordnet ist, und eine polarisierende Lage 30 ist an der Seite der Flüssigkristalltafel 2 des Hologramms 6 ausgebildet. Da die restlichen Bestandteile identisch sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bei dem zehnten Ausführungsbeispiel die gleichen Teile wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung von ihnen unterbleibt.
Die Polarisierlage 30 ist so ausgebildet, dass sie als eine Schutzlage für das Hologramm 6 fungiert, und sie dient als eine Polarisierlage, die für die Flüssigkristalltafel 2 erforderlich ist, wenn das Hologramm 6 in der Flüssigkristallanzeige eingebaut ist.
Bei dem holographischen Reflektor 1 von dem zehnten Ausführungsbeispiel sind die Interferenzringe oder Interferenzränder, die fotografiert und aufgezeichnet an dem Hologramm 6 sind, geschützt. Wenn das Hologramm 6 bei der Flüssigkristallanzeige eingebaut ist oder die Flüssigkristallanzeige befördert wird, kann das Hologramm 6 davor bewahrt werden, dass es beschädigt wird. Da des Weiteren kein Polarisierfilm an der Seite der reflektierenden Lage 8 der Anzeigetafel 2 ausgebildet werden muss, kann der Aufbau von der Flüssigkristallanzeige mit Ausnahme des holographischen Reflektors 1 vereinfacht werden.
Obwohl 15 das Ausführungsbeispiel auf der Grundlage des ersten Ausführungsbeispiels zeigt, kann der holographische Reflektor, der die Polarisierlage 30 hat, auch auf die vorstehend beschriebenen restlichen Ausführungsbeispiele angewendet werden.
Der vorstehend erwähnte holographische Reflektor bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel kann gänzlich wie ein Film ausgebildet sein. Durch diese Form kann der holographische Reflektor mit Leichtigkeit bei der Flüssigkristallanzeige eingebaut werden.
Die Reflektorlage, die mit den Hologrammen des ersten bis zehnten Ausführungsbeispiels gekuppelt ist, kann die Eigenschaft haben, dass sie eine partiell übertragene Lage ist, wobei dieses Merkmal die Möglichkeit vorsieht, auch ein Hintergrundlicht für die Beleuchtung der Flüssigkristallanzeige immer dann, wenn dies erforderlich ist, anzuwenden.
Im Allgemeinen muss, um eine große Beugungswellenlängenbandbreite bei einem Reflektionshologramm der Volumenart zu erhalten, ähnlich wie bei dem Übertragungshologramm der Volumenart, der Modulationsgrad von dem Brechungsindex einige Male höher als jener sein, der bei einem Übertragungshologramm erforderlich ist, und das holographische Material muss eine höhere Leistung haben. Es ist auf diesem technischen Gebiet weitgehend anerkannt, dass die Beugungswellenlängenbandbreite von einem Übertragungshologramm der Volumenart größer als jene eines Reflektionshologramms der Volumenart ist, wobei eine detaillierte Beschreibung davon in dieser Beschreibung unterbleibt. Dies ist beispielsweise in "Coupled wave theory" in der Druckschrift THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, November 1969, Band 48, Nummer 9 erläutert.
Das Übertragungshologramm der Volumenart bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel kann durch ein normales optisches Doppelstrahlbündelfotografiersystem unter Verwendung eines Volumenhologrammholographiematerials der Phasenart aufgezeichnet werden. Für das holographische Material kann Dichromat-Gelatine, ein Silberhalidholographiematerial, ein Fotopolymer und dergleichen angewendet werden. Beispielsweise kann ein Film aus einem Hologramm Silberhalidholographiematerial 8E56 angewendet werden, das von der Gesellschaft AGFA erhältlich ist.
Das Hologramm bei dem ersten, zweiten und fünften Ausführungsbeispiel wird in zwei bekannten Fotografieschritten fotografiert und aufgezeichnet. Ein Laser als eine Lichtquelle kann ein Argonlaser (Wellenlänge 514,5 nm) sein. Bei dem ersten Schritt wird ein Frersnel-Hologramm unter Verwendung einer Diffusionsplatte (Mattglas) als ein Objekt fotografiert. Bei dem zweiten Schritt wird ein reales Bild von der Diffusionsplatte, das von dem Fresnel-Hologramm rekonstruiert wird, erneut als ein Hologramm der Bildart fotografiert. Nachdem das Hologramm bei dem zweiten Schritt fotografiert worden ist, wird es durch eine Entwicklerlösung CWC2 entwickelt, durch eine Bleichlösung PBQ2 gebleicht, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch ein Übertragungshologramm der Volumenart erhalten wird. Aluminium wird an der Basisseite das heißt an der Rückfläche von diesem Hologramm abgelagert, (oder eine Aluminiumfolie mit einer verteilenden reflektierenden Oberfläche wird laminiert), wodurch ein holographischer Reflektor erhalten wird.
Das Hologramm bei dem dritten, dem vierten, dem sechsten und dem siebenten Ausführungsbeispiel wird hergestellt, indem ein Doppelstrahlbündel angewendet wird. Bei dem Doppelstrahlbündel wird ein divergierendes Strahlbündel von einer Punktlichtquelle als das Objektlicht verwendet und paralleles Strahlbündel wird als das Referenzlicht verwendet. Das Hologramm wird fotografiert und aufgezeichnet durch ein Verschieben von Einfallwinkeln der beiden Strahlbündel um einen erwünschten Grad, wodurch das Übertragungshologramm der Volumenart erhalten wird.
Bei der vorstehend dargelegten Beschreibung kann, wenn ein erwünschtes Maskenmuster in der Nähe von einem Abschnitt angeordnet wird vor dem holographischen Material bei dem zweiten Fotografierschritt und ein Fotografieren in wiederholter Weise ausgeführt wird nach einem Bewegen des Maskenmusters Schritt für Schritt jedes Mal dann, wenn die Fotografierwellenlänge geändert wird, ein bei dem achten Ausführungsbeispiel verwendeter holographischer Reflektor erzeugt werden.
Selbst wenn der Winkel des Referenzlichtes an Stelle der Wellenlänge geändert wird, kann der gleiche Effekt erhalten werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein holographischer Reflektor vorgesehen werden, der dazu in der Lage ist, eine helle Anzeige bei einer reflektierenden Flüssigkristallanzeige zu verwirklichen, ohne eine metallische reflektierende Lage anzuwenden sondern ein Hologramm als eine reflektierende Lage.
Bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die die reflektierende Metalllage anwendet, ist der Hintergrund von einem Flüssigkristallanzeigemuster grau (gräulich) jedoch kann bei der reflektierenden Flüssigkristallanzeige, die den holograpischen Reflektor der vorliegenden Erfindung anwendet, ein weißer oder in sämtlichen Farben ausgebildeter Hintergrund verwirklicht werden.
Bei dem herkömmlichen Anzeigegerät, das den holographischen Reflektor an Stelle der reflektierenden Metalllage anwendet, ist seine Luminanz unerwünscht gering, obwohl ein weißer Hintergrund in sämtlichen Farben verwirklicht werden kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine helle farbige Anzeige auch über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich verwirklicht werden.
Wenn Beleuchtungslicht (5) extern an einer Flüssigkristallanzeige einfällt, wird von dem einfallenden Licht Licht mit einer polarisierten Komponente in einer Richtung durch einen Polarisierfilm (3) treten, um eine Flüssigkristallanzeige (2) zu erreichen. Nachdem das Licht, das die Flüssigkristalltafel (2) erreicht hat, optisch in Übereinstimmung mit dem Anzeigemuster gedreht wird, das an der Flüssigkristalltafel (2) angezeigt wird, erreicht es einen Polarisierfilm (4). Das Licht, das durch den Polarisierfilm (4) tritt, tritt in einen holographischen Reflektor (1) ein. Das einfallende Licht tritt durch ein Hologramm (6) ohne Beugung aufgrund des Winkelwahlvermögens von dem Hologramm (6). Das Licht (7), das durch das Hologramm (6) tritt, wird durch eine metallische reflektierende Lage (8), die an der Rückfläche von dem Hologramm (6) angeordnet ist, regulär reflektiert, um erneut an dem Hologramm (6) einzufallen. Das einfallende Licht (das reflektierte Licht) (9) fällt an dem Hologramm (6) bei einem Einfallwinkel mit einem positiven oder einem negativen Vorzeichen ein, das gegenüber dem vorherigen einfallenden Licht (7) umgekehrt ist. Das einfallende Licht (9) entspricht oder passt zu dem Winkelwahlvermögen des Hologramms (6) und wird übertragen und gebeugt bei einem spezifischen Winkel, um zu gebeugtem Licht (10) zu werden. Das gebeugte Licht (10) tritt durch den Polarisierfilm (4), die Flüssigkristalltafel (2) und den Polarisierfilm (3) erneut, um die Augen (11) des Betrachters als Musteranzeigelicht zu erreichen.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einer Flüssigkristallanzeigetafel (2) mit einer Vorderseite und einer Rückseite; einem Übertragungshologramm (6, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22) der Volumenart mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite so angeordnet ist, dass sie der Rückseite von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) zugewandt ist; und einem Reflektor (8, 29), der an der Rückseite von dem Übertragungshologramm der Volumenart angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungshologramm (6, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22) der Volumenart eine Winkelwahlfähigkeit in derartiger Weise hat, dass es Licht überträgt, das von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) empfangen wird, ohne dass es gebeugt wird, und Licht beugt, das von dem Reflektor (8, 29) empfangen wird, um das gebeugte Licht in eine vorbestimmte Richtung zu richten.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Übertragungshologramm der Volumenart eine holographische Linse (13, 14) derart ist, dass sie Licht überträgt, das von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) empfangen wird, ohne dass es gebeugt wird, und Licht beugt und fokussiert, das von dem Reflektor (8) empfangen wird, um das gebeugte und fokussierte Licht in eine vorbestimmte Richtung zu richten.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einer Flüssigkristallanzeigetafel (2) mit einer Vorderseite und einer Rückseite; einem Übertragungshologramm (6, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22) der Volumenart mit einer Vorderseite und einer Rückseite, wobei die Vorderseite so angeordnet ist, dass sie der Rückseite von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) zugewandt ist; und einem Reflektor (8, 29), der an der Rückseite von dem Übertragungshologramm (6, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22) der Volumenart angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungshologramm (6, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 22) der Volumenart eine Winkelwahlfähigkeit in derartiger Weise hat, dass es Licht überträgt, Patentanspruch 1 das von dem Reflektor (8, 29) ohne Beugung empfangen wird, und Licht beugt, das von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) empfangen wird, um das übertragene Licht in eine vorbestimmte Richtung zu richten.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Übertragungshologramm der Volumenart eine holographische Linse (13, 14) derart ist, dass es Licht überträgt, das von dem Reflektor (8, 29) empfangen wird, ohne dass es gebeugt wird, und Licht beugt und fokussiert, das von der Flüssigkristallanzeigetafel (2) empfangen wird, um das übertragene Licht in eine vorbestimmte Richtung zu richten und zu fokussieren.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Übertragungshologramm (13, 15, 16, 21, 22), das gebeugte Licht in eine vorbestimmte schräge Richtung richtet, die anders als eine Richtung ist, die senkrecht zu der Flüssigkristallanzeigevorrichtung steht.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Übertragungshologramm (22) eine Vielzahl an holographischen Elementen (23, 24, 25, 26, 27, 28) aufweist, an denen Interferenzränder mit unterschiedlichen räumlichen Frequenzen aufgezeichnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei Interferenzränder (17, 18) mit verschiedenen räumlichen Frequenzen an dem Übertragungshologramm aufgezeichnet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Übertragungshologramm (22) an ihm ausgebildete Interferenzränder hat, wobei das Übertragungshologramm in verschiedene Bereiche geteilt ist, und wobei die Interferenzränder verschiedene räumliche Frequenzen in den verschiedenen Bereichen haben.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Reflektor (29) eine verteilende reflektierende Fläche hat, die der Rückseite von dem Übertragungshologramm zugewandt ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, die des Weiteren einen Polarisierfilm (30) aufweist, der an der vorderen Fläche von der Kristallanzeigetafel angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 5, die des Weiteren einen Polarisierfilm (30) aufweist, der an der vorderen Fläche von dem Übertragungshologramm angeordnet ist.