JP2001183529A - マスタホログラム - Google Patents

マスタホログラム

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JP2001183529A
JP2001183529A JP36398199A JP36398199A JP2001183529A JP 2001183529 A JP2001183529 A JP 2001183529A JP 36398199 A JP36398199 A JP 36398199A JP 36398199 A JP36398199 A JP 36398199A JP 2001183529 A JP2001183529 A JP 2001183529A
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JP
Japan
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hologram
linear grating
light
filter
substrate
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JP36398199A
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English (en)
Inventor
久典 ▲吉▼水
Hisanori Yoshimizu
Akihiro Yamazaki
哲広 山崎
Shigeo Shimizu
滋雄 清水
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラムフィルタに明瞭なアライメントマ
ークを形成し、ホログラムフィルタとIC基板との位置
合わせを容易にするマスタホログラムを提供する。 【解決手段】 ホログラムフィルタ17に形成された位
置合わせマーク5と、基板27に形成された位置合わせ
マーク26との位置合わせを行なって、ホログラムフィ
ルタ17と基板27とを貼り合わせて液晶表示素子28
を作製する際にホログラムフィルタ17を形成するため
のマスタホログラム1において、マスタホログラム1の
アライメントマーク5は、赤色光を回折分光し、第1ピ
ッチを有するグレーティング部6と、グレーティング部
6中に緑色光を回折分光し、グレーティング部6と同方
向に第2ピッチを有するグレーティング部7と、グレー
ティング部7の露光光の入射側に第1及び第2グレーテ
ィング部6、7と直交し、第2ピッチと等しいピッチを
有するグレーティング部8とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】液晶プロジェクタ等の表示装
置に用いられる液晶表示素子の作製する際に用いれるマ
スタホログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、マスタホログラムを用
いて、以下のように作製される。図4は、従来のマスタ
ホログラムを用いてホログラム感光材を露光する様子を
示す側面図である。図5は、従来のマスタホログラムを
示し、(A)は,平面図、(B)は側面図である。図6
は、従来のマスタホログラムを用いて作製されたホログ
ラムフィルタを示す平面図である。図7は、薄板ガラス
と共に一体化したホログラムフィルタを示す断面図であ
る。図8は、IC基板上に形成された紫外線硬化型接着
剤及びアライメントマークを示す平面図である。図9
は、従来のマスタホログラムを用いて作製された液晶表
示素子を示す断面図である。
【0003】(ホログラムフィルタ作製工程)図4に示
すように、ガラス板9に塗布されたホログラム感光材1
0上に光学カップリングオイル11を介してマスタホロ
グラム18を載置し、このマスタホログラム18上に台
形プリズム12を配置する。ホログラム感光材10とし
ては、例えば、デュポン(株)製のominidexが
用いられる。
【0004】図5に示すように、マスタホログラム18
は、ガラス板2上の略中央部にCr膜3を加工して形成
されたマスタホログラムレンズ4と、マスタホログラム
レンズ4の周囲にリニアグレーティングからなる4個の
アライメントマーク19、19、19、19とからな
る。アライメントマーク19、19、19、19は、露
光光のうち赤色(R)光を回折出射し、第1ピッチのリ
ニアグレーティングからなるRリニアグレーティング部
6、6、6、6と、このRリニアグレーティング部6、
6、6、6の中に、これと相似形をなし、かつRリニア
グレーティング部6、6、6、6のリニアグレーティン
グと同方向に形成され、緑色(G)光を回折出射し、第
2ピッチのリニアグレーティングからなるGリニアグレ
ーティング部7、7、7、7とからなる。
【0005】この後、露光光(例えば、Arレーザ光)
を台形プリズム12の傾斜部からマスタホログラム18
に斜め入射させ、マスタホログラムレンズ4及びアライ
メントマーク19、19、19、19に応じて所定の回
折角で回折出射される1次回折光とそのまま透過直進す
る0次回折光により、ホログラム感光材10を露光す
る。次に、図6に示すように、ホログラム感光材10の
現像を行った後、ホログラム感光材10中に残留する色
素を除去する紫外線処理及び熱処理を行なって、略中央
部にホログラムレンズ13とこのホログラムレンズ13
の周囲に4個のアライメントマーク20、20、20、
20を形成する。
【0006】アライメントマーク20、20、20、2
0は、Rリニアグレーティング6に対応したR光を反射
し、これ以外の光を透過するR補色フィルタ部15、こ
のR補色フィルタ部15中にGリニアグレーティング部
7に対応したG光を反射し、これ以外の光を透過するG
補色フィルタ部16からなる。アライメントマーク2
0、20、20、20をR及びG補色フィルタ部15、
16とで構成するのは、R及びG補色フィルタ部15、
16に白色色を照射させて、これらのフィルタ部から反
射されるR及びG光を観察した時に、R光とG光の境界
が明瞭になり、後述する基板アライメントマーク26、
26、26、26とG補色フィルタ部16、16、1
6、16との位置合わせを容易にするためである。
【0007】更に、カッターナイフ等を用いて、アライ
メントマーク20、20、20、20で囲まれた領域の
外周囲に沿い、かつこのアライメントマーク20、2
0、20、20端部から所定幅Vの外側のホログラム感
光材10をトリミングして、ホログラムレンズ13及び
アライメントマーク20、20、20、20の周囲に保
護領域10aを形成して、ホログラムフィルタ21を作
製する。このように、保護領域10aを形成するのは、
ホログラムレンズ13の端部に形成された部分の回折格
子の回折角(スラント角)を歪ませないためである。
【0008】(一体化工程)次に、図7に示すように、
ホログラムレンズ13及びアライメントマーク20、2
0、20、20側を薄板ガラス22に対向させて、ホロ
グラムフィルタ21を熱硬化型接着剤23を介して薄板
ガラス22に接着して、薄板ガラス22と共に一体化し
たホログラムフィルタ21を得る。この際、熱硬化型接
着剤23は、保護領域10aの周囲にも形成され、ホロ
グラムフィルタ21と薄板ガラス22との接着強度を補
強している。
【0009】(液晶表示素子作製工程)更に、図8に示
すように、IC基板24上に、この外周部に沿って液晶
注入口25aを有したパターンを有する紫外線硬化型接
着剤25とこの紫外線硬化型接着剤25の内側の四隅に
形成された基板アライメントマーク26、26、26、
26を形成する。この基板アライメントマーク26、2
6、26、26は、ホログラムフィルタ21上に形成さ
れたアライメントマーク20、20、20、20のG補
色フィルタ部16、16、16、16よりも小さい相似
形をなし、ホログラムフィルタ21のアライメントマー
ク20、20、20、20と位置合わせできるように配
置される。
【0010】図9に示すように、薄板ガラス22と共に
一体化したホログラムフィルタ21を薄板ガラス22側
がIC基板24の紫外線硬化型接着剤25に対向するよ
うにして配置し、白色光を右斜め上方からホログラムフ
ィルタ21に照射し、この白色光のうちアライメントマ
ーク20、20、20、20のG補色フィルタ部16、
16、16、16で反射され、ホログラムフィルタ21
の上方に出射されるG光と、このG補色フィルタ部16
を透過したG光以外の光が基板アライメントマーク2
6、26、26、26で反射され、ホログラムフィルタ
21の上方に出射されるG光以外の光とによって、基板
アライメントマーク26、26、26、26とG補色フ
ィルタ部16、16、16、16との位置合わせを行な
い、前記した薄板ガラス22と共に一体化したホログラ
ムフィルタ21を紫外線硬化型接着剤25を介してIC
基板24上に載置する。引き続いて、ホログラムフィル
タ21のガラス板9側から紫外線を照射し、紫外線硬化
型接着剤25を硬化させて、薄板ガラス22と共に一体
化したホログラムフィルタ21をIC基板24に貼り合
わせる。
【0011】更に、紫外線硬化型接着剤25の液晶注入
口25aから液晶27を注入した後、封止して液晶表示
素子28を作製する。この場合、通常、薄板ガラス22
とIC基板24との間には、図示しないスペーサボール
が散布されているので、このスペーサボールによって薄
板ガラス22とIC基板24との間隙が形成される。
【0012】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マスタホログラムを用いた液晶表示素子の作製方法には
以下の問題を生じていた。この問題について、図10乃
至図12を用いて説明する。図10は、ホログラムフィ
ルタを作製する際のマスタホログラムにおけるアライメ
ントマークの近傍を拡大した断面図である。なお、図1
0では、図4の構成において説明に必要な構成としてホ
ログラム感光材10とマスタホログラム18のアライメ
ントマーク19のみを示し、その他の構成を省略してあ
る。図11は、従来のマスタホログラムを用いて作製さ
れたホログラムフィルタに生じる問題点を説明する平面
図である。
【0013】図10に示すように、(ホログラムフィル
タ作製工程)において、マスタホログラム18のアラメ
ントマーク19のRリニアグレーティング部6で回折出
射するR光の1次回折光の回折角は、Gリニアグレーテ
ィング部7で回折出射するG光の1次回折光の回折角よ
りも大きいため、露光光はRリニアグレーティング部6
側から入射するので、この露光光の入射方向に近いRリ
ニアグレーティング部6とGリニアグレーティング部7
との境界19a付近では、R光とG光が交叉する。この
ため、図10及び図11に示すように、ホログラムフィ
ルタ21におけるR補色フィルタ部15、15、15、
15とG補色フィルタ部16、16、16、16との境
界には、R光とG光が混色したボケライン20a、20
a、20a、20aが形成される。
【0014】このように、露光光の入射方向に近い側の
R補色フィルタ部15、15、15、15とG補色フィ
ルタ部16、16、16、16の境界にボケライン20
a、20a、20a、20aが生じると、薄板ガラス2
2と共に一体化したホログラムフィルタ21をIC基板
24に精度良く位置合わせすることが難しかった。
【0015】この対策として、図12に示すように、露
光光の入射側のRリニアグレーティング部6とGリニア
グレーティング部7との境界19aに遮光膜29、2
9、29、29を形成して、前記したボケライン20a
を生じないようにすることが考えられた。図12は、露
光光の入射側のRリニアグレーティング部とGリニアグ
レーティング部との境界に遮光膜を形成したマスタホロ
グラムにおけるアライメントマーク近傍の拡大した断面
図である。
【0016】しかし、露光光が遮光膜29を通過する
際、0次回折光が減衰するため、この遮光膜29に対応
したホログラム感光材10には、ボケ領域20bを生じ
るこの結果、前記したと同様に、ホログラムフィルタ2
1のアライメントマーク20、20、20、20とIC
基板24の基板アライメントマーク26、26、26、
26との位置合わせが難しく、薄板ガラス22と共に一
体化したホログラムフィルタ21をIC基板24に精度
良く位置合わせすることが難しかった。
【0017】そこで、本発明は、かかる問題点を解消す
るためになされたもので、ホログラムフィルタに明瞭な
アライメントマークを形成し、ホログラムフィルタとI
C基板との位置合わせを容易にするマスタホログラムを
提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明のマスタホログラ
ムは、ホログラムフィルタに形成された第1位置合わせ
マークと、基板に形成された第2位置合わせマークとの
位置合わせを行なって、前記ホログラムフィルタと前記
基板とを配置した後、貼り合わせて液晶表示素子を作製
する際に前記ホログラムフィルタを形成するために用い
られるマスタホログラムにおいて、前記マスタホログラ
ムのアライメントマークは、赤色光を回折分光し、第1
ピッチを有する第1リニアグレーティング部と、前記第
1リニアグレーティング部中に緑色光を回折分光し、前
記第1リニアグレーティング部と同方向に第2ピッチを
有する第2リニアグレーティング部と、前記第2リニア
グレーティング部の露光光の入射側に前記第1及び第2
リニアグレーティング部と直交し、前記第2ピッチと等
しいピッチを有する第3リニアグレーティング部とから
なることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態のマスタホログ
ラムについて図1乃至図3を参照しながら説明する。図
1は、本発明の実施形態のマスタホログラムを示し、
(A)は平面図、(B)は(A)のMM断面図である。
図2は、本発明の実施形態のマスタホログラムを用いて
ホログラムフィルタを露光する様子を示す側面図であ
る。図3は、本発明の実施形態のマスタホログラムを用
いて作製されたホログラムフィルタを示す平面図であ
る。従来例と同一構成には同一符号を付し、その説明を
省略する。
【0020】まず始めに、本発明の実施形態のマスタホ
ログラムについて説明する。マスタホログラム1は、ガ
ラス基板2の略中央部にCr膜3を加工して形成された
マスタホログラムレンズ4と、このマスタホログラムレ
ンズ4の周囲に4個のアライメントマーク5、5、5、
5が形成されている。このアライメントマーク5、5、
5、5は、露光光のうち赤色(R)光を回折出射し、第
1ピッチのリニアグレーティングからなるRリニアグレ
ーティング部6、6、6、6と、このRリニアグレーテ
ィング部6、6、6、6の中に、これと相似形をなし、
かつRリニアグレーティング部6、6、6、6のリニア
グレーティングと同方向に形成され、緑色(G)光を回
折出射し、第2ピッチのリニアグレーティングからなる
Gリニアグレーティング部7、7、7、7とからなる。
【0021】更に、Gリニアグレーティング部7、7、
7、7の中には、Gリニアグレーティング部7、7、
7、7及びRリニアグレーティング部6、6、6、6に
直交し、かつGリニアグレーティング部7、7、7、7
と同一ピッチのリニアグレーティングを有するスリット
部8、8、8、8が形成されている。このスリット部
8、8、8、8のリニアグレーティングのピッチは、G
リニアグレーティング部7、7、7、7を通過する露光
光の0次回折光の光強度と同等にする必要があるので、
Gリニアグレーティング部7、7、7、7のリニアグレ
ーティングのピッチと同等にしてある。
【0022】また、このスリット部8、8、8、8の幅
Lは、Rリニアグレーティング部6、6、6、6で回折
される1次回折光(R光)とGリニアグレーティング部
7、7、7、7で回折される1次回折光(G光)とが交
叉しないように設定されている。ここで、Rリニアグレ
ーティング部6、6、6、6、Gリニアグレーティング
部7、7、7、7及びスリット部8、8、8、8の幅L
は、それぞれに対応して、例えば、1辺が100μmの
正方形、1辺が60μmの正方形及び10μmである。
【0023】本発明のマスタホログラムを用いた液晶表
示素子は以下のようにして作製できる。まず、図2に示
すように、ガラス板9に塗布されたホログラム感光材1
0上に光学カップリングオイル11を介してマスタホロ
グラム1を載置し、このマスタホログラム1上に台形プ
リズム12を配置する。この後、露光光を台形プリズム
12の傾斜部から斜め入射させて、マスタホログラムレ
ンズ4及びアライメントマークパターン5、5、5、5
に応じた所定回折角で回折される1次回折光とそのまま
透過直進する0次回折光により、ホログラム感光材10
を露光する。
【0024】この際、アライメントマークパターン5、
5、5、5のRリニアグレーティング部6、6、6、6
及びGリニアグレーティング部7、7、7、7で露光光
が回折されるように、Rリニアグレーティング部6、
6、6、6及びGリニアグレーティング部7、7、7、
7のリニアグレーティングは、露光光の入射方向に対し
て直交する方向に配置されている。
【0025】次に、図3に示すように、ホログラム感光
材10の現像を行った後、ホログラム感光材10中に残
留する色素を除去する紫外線処理及び熱処理を行なっ
て、略中央部にホログラムレンズ13とこのホログラム
レンズ13の周囲に4個のアライメントマーク14、1
4、14、14を形成する。この際、アライメントマー
ク14、14、14、14は、Rリニアグレーティング
部6、6、6、6に対応したR光を反射し、これ以外の
光を透過するR補色フィルタ部15、15、15、1
5、Gリニアグレーティング部7、7、7、7に対応し
たG光を反射し、これ以外の光を透過するG補色フィル
タ部16、16、16、16からなる。
【0026】スリット部8、8、8、8では、G光の1
次回折光は生じないので、白色光はそのまま通過する一
方、スリット部8、8、8、8に対応するホログラム感
光材10部分には、Rリニアグレーティング部6、6、
6、6によって回折出射されたR光の0次回折光と1次
回折光との干渉によって形成されるR補色フィルタ部1
5、15、15、15と同じ性質を有する補色フィルタ
部が形成される。即ち、本発明の実施形態で形成される
R補色フィルタ15、15、15、15領域は、従来の
R補色フィルタ部15、15、15、15領域よりも広
がる。この結果、R補色フィルタ部15、15、15、
15とG補色フィルタ部16、16、16、16との境
界が明瞭にすることができる。
【0027】更に、カッターナイフ等を用いて、4個の
アライメントマーク14、14、14、14で囲まれる
領域の外周囲に沿い、かつこのアライメントマーク1
4、14、14、14の端部から所定幅Vの外側のホロ
グラム感光材10をトリミングして、ホログラムレンズ
13及びアライメントマーク14、14、14、14の
周囲に保護領域10aを形成して、本発明の実施形態の
ホログラムフィルタ17を作製する。この際、露光光の
0次回折光は、マスタホログラム1のスリット部8、
8、8、8とGリニアグレーティング部7、7、7、7
とを同等の光強度で通過し、かつ1次回折光は、Rリニ
アグレーティング部6、6、6、6で1次回折されて出
射されたR光とGリニアグレーティング部7、7、7、
7で1次回折されて出射されたG光とが交叉しないの
で、ホログラム感光材10には、R補色フィルタ部1
5、15、15、15とG補色フィルタ部16、16、
16、16との境界が明瞭なアライメントマーク14、
14、14、14を形成できるのである。
【0028】この後、従来例の(一体化工程)乃至(液
晶表示素子作製工程)と同様の工程を行って、薄板ガラ
ス22と共に一体化したホログラムフィルタ17をIC
基板24に精度良く位置合わされた液晶表示素子28を
得る。以上のように、本発明の実施形態のマスタホログ
ラムによれば、マスタホログラム1のアライメントマー
ク5は、赤色光を回折分光し、第1ピッチを有するRリ
ニアグレーティング部6と、このRリニアグレーティン
グ部6中に緑色光を回折分光し、Rリニアグレーティン
グ部6と同方向に第2ピッチを有するGリニアグレーテ
ィング部7と、Gリニアグレーティング部7の露光光の
入射側にR及びGリニアグレーティング部6、6と直交
し、前記第2ピッチと等しいピッチのリニアグレーティ
ングを有するスリット部8とからなるので、R補色フィ
ルタ部15とG補色フィルタ部16との境界が明瞭なア
ライメントマーク14を有するホログラムフィルタ17
を形成することができる。
【0029】また、液晶表示素子28を作製する際に、
このようなホログラムフィルタ17を用いるので、IC
基板24に形成されている基板アライメントマーク2
6、26、26、26との位置合わせを精度良く行うこ
とができるため、薄板ガラス板22と共に一体化したホ
ログラムフィルタ17をIC基板24に精度良く位置合
わせすることができる。
【0030】
【発明の効果】本発明のマスタホログラムによれば、ホ
ログラムフィルタに形成された第1位置合わせマーク
と、基板に形成された第2位置合わせマークとの位置合
わせを行なって、前記ホログラムフィルタと前記基板と
を配置した後、貼り合わせて液晶表示素子を作製する際
に前記ホログラムフィルタを形成するために用いられる
マスタホログラムにおいて、前記マスタホログラムのア
ライメントマークは、赤色光を回折分光し、第1ピッチ
を有する第1リニアグレーティング部と、前記第1リニ
アグレーティング部中に緑色光を回折分光し、前記第1
リニアグレーティング部と同方向に第2ピッチを有する
第2リニアグレーティング部と、前記第2リニアグレー
ティング部の露光光の入射側に前記第1及び第2リニア
グレーティング部と直交し、前記第2ピッチと等しいピ
ッチを有する第3リニアグレーティング部とからなるの
で、明瞭なアライメントマークを有するホログラムフィ
ルタを形成することができる。このため、前記ホログラ
ムフィルタの第1位置合わせマークと前記基板に形成さ
れている第2位置合わせマークとの位置合わせを精度良
く行うことができるので、ホログラムフィルタを基板に
精度良く位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のマスタホログラムを示し、
(A)は平面図、(B)は(A)のMM断面図である。
【図2】本発明の実施形態のマスタホログラムを用いて
ホログラムフィルタを露光する様子を示す側面図であ
る。
【図3】本発明の実施形態のマスタホログラムを用いて
作製されたホログラムフィルタを示す平面図である。
【図4】従来のマスタホログラムを用いてホログラム感
光材を露光する様子を示す側面図である。
【図5】従来のマスタホログラムを示し、(A)は,平
面図、(B)は側面図である。
【図6】従来のマスタホログラムを用いて作製されたホ
ログラムフィルタを示す平面図である。
【図7】薄板ガラスと共に一体化したホログラムフィル
タを示す断面図である。
【図8】IC基板上に形成された紫外線硬化型接着剤及
びアライメントマークを示す平面図である。
【図9】従来のマスタホログラムを用いて作製された液
晶表示素子を示す断面図である。
【図10】ホログラムフィルタを作製する際のマスタホ
ログラムにおけるアライメントマークの近傍を拡大した
断面図である。
【図11】従来のマスタホログラムを用いて作製された
ホログラムフィルタに生じる問題点を説明する平面図で
ある。
【図12】露光光の入射側のRリニアグレーティング部
とGリニアグレーティング部との境界に遮光膜を形成し
たマスタホログラムにおけるアライメントマーク近傍の
拡大した断面図である。
【符号の説明】
1…マスタホログラム、2…ガラス基板、3…Cr膜、
4…マスタホログラムレンズ、5…アライメントマーク
(第1位置合わせマーク)、6…Rリニアグレーティン
グ部(第1リニアグレティング部)、7…Gリニアグレ
ーティング部(第2リニアグレーティング部)、8…ス
リット部(第3リニアグレーティング部)、9…ガラス
板、10…ホログラム感光材、11…光学カップリング
オイル、12…台形プリズム、13…ホログラムレン
ズ、14…アライメントマーク、15…R補色フィルタ
部、16…G補色フィルタ部、17…ホログラムフィル
タ、24…IC基板(基板)、26…基板アライメント
マーク(第2位置合わせマーク)、28…液晶表示素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 CA01 CA05 CA07 CA08 CA17 CA22 2H091 FA50X FA50Z FD12 LA30 MA07 2K008 AA00 BB01 BB04 BB08 GG01 HH19

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホログラムフィルタに形成された第1位置
    合わせマークと、基板に形成された第2位置合わせマー
    クとの位置合わせを行って、前記ホログラムフィルタと
    前記基板とを配置した後、貼り合わせて液晶表示素子を
    作製する際に前記ホログラムフィルタを形成するために
    用いられるマスタホログラムにおいて、前記第2位置合
    わせマークを形成するマスタホログラムのアライメント
    マークは、赤色光を回折分光し、第1ピッチを有する第
    1リニアグレーティング部と、前記第1リニアグレーテ
    ィング部中に緑色光を回折分光し、前記第1リニアグレ
    ーティング部と同方向に第2ピッチを有する第2リニア
    グレーティング部と、前記第2リニアグレーティング部
    中の露光光の入射側に前記第1及び第2リニアグレーテ
    ィング部と直交し、前記第2ピッチと等しいピッチを有
    する第3リニアグレーティング部とからなることを特徴
    とするマスタホログラム。
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