JP2001215486A - ホログラムカラーフィルター液晶素子の製造方法、及び、製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効画素エリアの外エリアにリニアグレーテ
ングエリアのような位置合わせのための手段を設けるこ
となく、且つ、有効画素エリアの任意の位置についてホ
ログラムレンズの位置情報が得られ、高精度の位置合わ
せができる。 【解決手段】 ホログラムカラーフィルター１０のホロ
グラムレンズ１０ａに対しほぼ垂直方向から光を入射
し、この入射光３３の内でホログラムレンズ１０ａで回
折された回折光３４が下部ガラス基板２３の下面で全反
射され、この全反射した光３５がホログラムレンズ１０
ａを透過して上部ガラス基板２２の上面で全反射され、
この全反射した光３６の内でホログラムレンズ１０ａで
回折された回折光３７がアクティブマトリックス基板５
上で反射され、この反射光の内でホログラムレンズ１０
ａを透過する透過光３８によってホログラムレンズ１０
ａの位置情報を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型で且つ高精度
のプロジェクターに用いるホログラムカラーフィルター
液晶素子の製造方法、及び、その製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、ホログラムカラーフィルター液
晶素子を用いた投射型プロジェクターの概略図、図６は
ホログラムカラーフィルター液晶素子の模式構成図であ
る。図５及び図６に示すように、このプロジェクター
は、入射光１を出力する光源系（図示せず）と、前記入
射光に対して画像情報を付与するホログラムカラーフィ
ルター液晶素子２と、前記ホログラムカラーフィルター
液晶素子２からの出力光をスクリーン（図示せず）へ投
射するための投射レンズ３と、投射レンズ３と前記ホロ
グラムカラーフィルター液晶素子２との間に配置され、
光のＰ波成分のみを透過する偏光板Ｈとを備えてなる。

【０００３】前記ホログラムカラーフィルター液晶素子
２は、前記画像情報を生成するための複数の画素４をマ
トリックス状に備えたアクティブマトリックス基板５
と、所定の角度から入射されたＳ偏光波（以下Ｓ波と記
す。）を、回折分光して前記画素４の上に集光させるホ
ログラム基板６と、前記所定角度で前記ホログラム基板
６へ入射光を入射せしめるためのプリズム７とを備えて
なる。前記アクティブマトリックス基板５と前記ホログ
ラム基板６との間には液晶層８が形成され、この液晶層
８をシールするために、液晶シール材・スペーサ材９が
設けてある。

【０００４】前記アクティブマトリックス基板５の画素
４は、図６及び図７（ａ）に示すように、青（Ｂ）緑
（Ｇ）赤（Ｒ）の色画素４Ｂ、４Ｇ、４Ｒからなり、各
色の映像に応じて所定位置の色画素４Ｂ、４Ｇ、４Ｒに
対して選択的に電圧が印加できるよう構成されている。

【０００５】前記ホログラム基板６は、ホログラム情報
を記録したホログラムカラーフィルタ１０と、このホロ
グラムカラーフィルタ１０を支持するガラス基板１１
と、前記ホログラムカラーフィルタ１０を保護するため
の保護層１２と、接着層／ガラススペーサ層・透明電極
１３とを備えている。前記ホログラムカラーフィルタ１
０には、図６及び図７（ｂ）に示すように、ホログラム
記録によって多数列状のホログラムレンズ１０ａが形成
され、この各ホログラムレンズ１０ａに所定角αの入射
光が入射されると、入射光を所望の回折角によって回折
分光してアクティブマトリックス基板５の各色の画素４
上に集光するよう構成されている。以下の説明において
は、上記所望の入射角αを設計入射角と、上記所望の回
折角を設計回折角という。

【０００６】上記構成において、プリズム７を介してホ
ログラム基板６に所定角度でＳ波の入射光１が入射され
ると、この入射光１がホログラム基板６の各ホログラム
レンズ１０ａで回折分光されて液晶層８に射出される。
詳しくは、図６に示すように、入射光１の青色光１Ｂは
青色画素４Ｂに、緑色光１Ｇは緑色画素４Ｇに、赤色光
１Ｒは赤色画素４Ｒに集光するよう回折される。

【０００７】そして、ホログラムレンズ１０ａからの回
折光の内で、電圧が印加されていない画素４位置の液晶
層８に射出された光は、光変調を受けずにＳ波のままで
前記アクティブマトリックス基板５上で反射され、この
反射光がホログラム基板６に達する。このホログラム基
板６を透過する０次光は偏光板Ｈに達するが、偏光板Ｈ
はＳ波を透過しないために排除される。又、ホログラム
レンズ１０ａからの回折光の内で、電圧が印加されてい
る画素４位置の液晶層８に射出された光は、光変調を受
けてＰ波となって前記アクティブマトリックス基板５上
で反射され、この反射光がホログラム基板６に達する。
このホログラム基板６を透過する０次光は偏光板Ｈに達
し、偏光板ＨはＰ波を透過するため投射レンズ３を介し
てスクリーン（図示せず）上に投射される。これによ
り、画素４上に表現される画像がスクリーン（図示せ
ず）上に表示される。

【０００８】次に、前記ホログラムカラーフィルター液
晶素子２の製造方法を説明する。ホログラム基板６のホ
ログラムカラーフィルター１０は、例えば、微細加工用
のＣｒマスクに電子ビーム露光法で作製された０．３〜
０．５μｍピッチの細線からなり、回折光が所定のレン
ズ形状となるように設計されたマスターと透明基板上に
塗布されたホログラム記録材とを密着露光することによ
って作製される。そして、図７（ｂ）に示すように、ガ
ラス基板２１にはホログラムレンズ１０ａの領域外に画
素用アライメントマーク２１ｂが所望の位置に設けられ
る。又、図７（ａ）に示すように、アクティブマトリッ
クス基板５には上記した如く複数の画素４がマトリック
ス状に配置され、この画素領域の外の位置にはアライメ
ントマーク５ａが設けられる。そして、図８に示すよう
に、アクティブマトリックス基板５とホログラム基板６
とが、画素用アライメントマーク２１ｂとアライメント
マーク５ａとで位置合わせして双方の基板５、６同士が
接着されるものである。

【０００９】しかし、前記従来の製造方法では、各基板
５、６に画素用アライメントマーク２１ｂとアライメン
トマーク５ａとをそれぞれ設ける必要があることや、正
確なマーク位置を確保するには非常に高い精度でアライ
メントマーク２１ｂ、５ａを作る必要がある等の理由に
よりコスト高になるという問題点があった。又、仮に、
非常に高い精度でアライメントマーク２１ｂ、５ａを作
ってもその位置精度がスラント角（ホログラムの干渉縞
の傾き角）情報を含まない等の理由により不十分なもの
であった。更に、ホログラム基板に光を導入するため
に、基板とそれを加圧する石英定盤の間に空気層がある
と全反射してしまうため、両者の間に光学的なマッチン
グ、例えば、屈折率マッチング液等を使用する必要があ
るため、装置を簡素化できずコンタミネーション（汚
染）による悪影響を受ける。

【００１０】そこで、本出願人は、このような問題点を
解決する製造方法を先に提案した（特願平１１−３４９
６２号出願書類参照）。この方法を図１０を用いて簡単
に説明すると、ホログラム基板６は、ホログラムカラー
フィルター１０とこのホログラムカラーフィルター１０
の上面及び下面に接してそれぞれ設けられた上部及び下
部ガラス基板２２、２３とから構成され、ホログラムカ
ラーフィルター１０の有効画素エリアに多数列状のホロ
グラムレンズ１０ａが形成されていると共に有効画像エ
リアの外にリニアグレーテングエリア１０ｂが形成され
ている。このリニアグレーテングエリア１０ｂは、その
回折条件がホログラムレンズ１０ａと同様になるよう設
定されている。

【００１１】そして、アクティブマトリックス基板５と
ホログラム基板６とを対向位置に配置し、ホログラムカ
ラーフィルター１０のリニアグレーテングエリア１０ｂ
に対しほぼ垂直方向から光を入射し、この入射光の内で
リニアグレーテングエリア１０ｂで回折された回折光が
下部ガラス基板２３の下面で全反射される。この全反射
した光は有効画素エリア側に導かれ、ホログラムレンズ
１０ａに投射されるが、ホログラムレンズ１０ａの回折
条件を満たさないためにホログラムレンズ１０ａを透過
して上部ガラス基板２２の上面で全反射される。この全
反射した光はホログラムレンズ１０ａの設計入射角にほ
ぼ一致するためホログラムレンズ１０ａで回折される。
この回折光はアクティブマトリックス基板５上で反射さ
れ、この反射光の内でホログラムレンズ１０ａを透過す
る透過光によってホログラムレンズ１０ａで集光された
光の位置が観察できる。

【００１２】つまり、このようにして得られるホログラ
ムレンズ１０ａの位置情報を有する光像と、ホログラム
カラーフィルター１０に光を入射し、この入射光がアク
ティブマトリックス基板５上で反射されて再びホログラ
ムカラーフィルター１０を透過することによって得られ
る画素４の位置情報を含む反射光像とを、ホログラムカ
ラーフィルター１０を透して視認比較することにより、
画素４とホログラムレンズ１０ａとの位置合わせを行う
ものである。

【００１３】この方法によれば、スラント角情報を含ん
だ精度の高い位置合わせが可能である。又、ホログラム
カラーフィルター１０に対してほぼ垂直方向から入射光
を入射させるため、カップリングプリズムや屈折率マッ
チング液を使用する必要がなく、装置の簡略化及びコン
タミネーション（汚染）の発生を防止できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法では、ホログラムカラーフィルター１０の
有効画素エリアの外にリニアグレーテングエリア１０ｂ
を設けるので、ホログラム基板６が大型化するという問
題がある。ホログラム基板６の大型化は、１枚の原基板
から取れる基板枚数が減ることから、量産性やコスト等
の点で不利となる。

【００１５】又、ホログラム特性を有効画素エリアのホ
ログラムレンズ１０ａとリニアグレーテングエリア１０
ｂとで同じにしなければ正確な位置情報を得られない。
つまり、ホログラムレンズ１０ａとリニアグレーテング
エリア１０ｂは、同じ製法で作製するが、ホログラムレ
ンズ１０ａは連続的に変化するグレーテングピッチと
し、リニアグレーテングエリア１０ｂは均一なグレーテ
ングピッチとし、且つ、この双方のホログラム干渉縞の
傾き角（スラント角）を同一にする必要があるが、これ
をホログラム作製条件で合わせることが困難なためであ
る。これを実現するには、大掛かりなホログラム記録装
置が必要となり、又、量産性や歩留まりも下がるという
問題がある。

【００１６】また、リニアグレーテングエリア１０ｂよ
り入射した光がホログラム基板６内を２回全反射した後
に垂直方向から射出する射出光によってホログラムレン
ズ１０ａの位置情報を得るので、この位置情報が得られ
る位置、つまり、観察できる位置が有効画素の端に限ら
れるため、任意の位置を観察できないという問題があ
る。従って、画面表示上最も目に付きやすい中央部でア
ライメントできない。

【００１７】一方、ホログラム基板６のホログラムカラ
ーフィルター１０に対してほぼ垂直方向から入射光を入
射させ、その近傍（約数ｍｍ程度）から射出する光を観
察光とする製造方法を実現する製造装置としては、図１
１に示すものが考えられる。つまり、図１１において、
ホログラム基板６の支持は、紫外線を照射することから
材質が石英で、且つ、均一なセルギャップを作製するこ
とから圧力の均一化を図り強剛性とするため肉厚（ｔ）
の石英定盤３０でなされる。この石英定盤３０の上方位
置には観察装置３１が配置され、この近傍には光入射手
段のための十分なスペースが取れないために観察装置３
１の近傍にはミラー３２のみが配置される。そして、こ
のミラー３１に図示しない光源からの光を反射させて石
英定盤３０の上方よりほぼ垂直方向の入射光を石英定盤
３０に入射させている。

【００１８】しかし、この製造装置では、上記垂直方向
の入射光の内でリニアグレーテングエリア１０ｂで回折
されなかった光やリニアグレーテングエリア１０ｂ以外
に導入された光が垂直方向の光ゆえにアクティブマトリ
ックス基板５上で反射された反射光がその近傍上方に位
置する観察装置３１に取り込まれるため、この不要光が
観察光のコントラストを落とし観察に支障を来すという
問題がある。又、入射光をレーザ光とすれば集光の点で
問題がないが、干渉作用が強く色々の界面での反射が起
因して信号以外のノイズが多いので、信号を取り出すこ
とができないため、入射光を干渉性のないコーンアング
ルを持った光とするのが望ましい。しかし、入射光をコ
ーンアングルを持った光とすると、石英定盤３０が肉厚
であること等からより光が拡散するため、集光性に劣り
観察に支障を来す。

【００１９】そこで、本発明は、有効画素エリアの外エ
リアにリニアグレーテングエリアのような位置合わせの
ための手段を設けることなく、且つ、有効画素エリアの
任意の位置についてホログラムレンズの位置情報が得ら
れ、高精度の位置合わせができるホログラムカラーフィ
ルター液晶素子の製造方法を提供することを目的とす
る。また、本発明は、石英定盤に入射された入射光の内
で観察に必要ない不要光が観察装置側に射出されず、観
察に支障を来たすことがないホログラムカラーフィルタ
ー液晶素子の製造装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、マト
リックス状に配列された画素を有するアクティブマトリ
ックス基板と、多数列状のホログラムレンズが形成され
たホログラムカラーフィルター、及び、このホログラム
カラーフィルターの上面及び下面に接してそれぞれ設け
られた上部及び下部ガラス基板を有するホログラム基板
とを対向位置に配置し、前記アクティブマトリックス基
板の前記画素と、前記ホログラム基板の前記ホログラム
レンズとを位置合わせした状態で、前記アクティブマト
リックス基板と前記ホログラム基板とを接着するホログ
ラムカラーフィルター液晶素子の製造方法において、前
記ホログラムカラーフィルターの前記ホログラムレンズ
に対しほぼ垂直方向から光を入射し、この入射光の内で
前記ホログラムレンズで回折された回折光が前記下部ガ
ラス基板の下面で全反射され、この全反射した光が前記
ホログラムレンズを透過して前記上部ガラス基板の上面
で全反射され、この全反射した光の内で前記ホログラム
レンズで回折された回折光が前記アクティブマトリック
ス基板上で反射され、この反射光の内で前記ホログラム
レンズを透過する透過光によって得られる前記ホログラ
ムレンズの位置情報を有する光像と、前記ホログラムカ
ラーフィルターに光を入射し、この入射光が前記アクテ
ィブマトリックス基板上で反射されて再び前記ホログラ
ムカラーフィルターを透過することによって得られる前
記画素の位置情報を含む反射光像とを、前記ホログラム
カラーフィルターを透して視認比較することにより、前
記画素と前記ホログラムレンズとの位置合わせを行うこ
とを特徴とするホログラムカラーフィルター液晶素子の
製造方法である。

【００２１】請求項２の発明は、マトリックス状に配列
された画素を有するアクティブマトリックス基板と、多
数列状のホログラムレンズが形成されたホログラムカラ
ーフィルター、及び、このホログラムカラーフィルター
の上面及び下面に接してそれぞれ設けられた上部及び下
部ガラス基板を有するホログラム基板とを対向位置に配
置し、前記アクティブマトリックス基板の前記画素と、
前記ホログラム基板の前記ホログラムレンズとを位置合
わせした状態で、前記アクティブマトリックス基板と前
記ホログラム基板とを接着するホログラムカラーフィル
ター液晶素子の製造方法において、前記ホログラムカラ
ーフィルターの前記ホログラムレンズに対しほぼ垂直方
向から光を入射し、この入射光の内で前記ホログラムレ
ンズを透過する透過光が前記アクティブマトリックス基
板上で反射され、この反射光の内で前記ホログラムレン
ズで回折された回折光が前記上部ガラス基板の上面で全
反射され、この全反射した光の内で前記ホログラムレン
ズを透過する透過光が前記下部ガラス基板の下面で全反
射され、この反射光の内で前記ホログラムレンズで回折
する回折光によって得られる前記ホログラムレンズの位
置情報を有する光像と、前記ホログラムカラーフィルタ
ーに光を入射し、この入射光が前記アクティブマトリッ
クス基板上で反射されて再び前記ホログラムカラーフィ
ルターを透過することによって得られる前記画素の位置
情報を含む反射光像とを、前記ホログラムカラーフィル
ターを透して視認比較することにより、前記画素と前記
ホログラムレンズとの位置合わせを行うことを特徴とす
るホログラムカラーフィルター液晶素子の製造方法であ
る。

【００２２】請求項３の発明は、マトリックス状に配列
された画素を有するアクティブマトリックス基板と、多
数列状のホログラムレンズが形成されたホログラムカラ
ーフィルター、及び、このホログラムカラーフィルター
の上面及び下面に接してそれぞれ設けられた上部及び下
部ガラス基板を有するホログラム基板とを対向位置に配
置し、前記ホログラムカラーフィルターの前記ホログラ
ムレンズに対しほぼ垂直方向から光を入射し、この入射
光の内で再び前記ホログラムレンズに対しほぼ垂直方向
に透過する透過光によって得られる前記ホログラムレン
ズの位置情報を有する光像と、前記ホログラムカラーフ
ィルターに光を入射し、この入射光が前記アクティブマ
トリックス基板上で反射されて再び前記ホログラムカラ
ーフィルターを透過することによって得られる前記画素
の位置情報を含む反射光像とを、前記ホログラムカラー
フィルターを透して視認比較することにより、前記画素
と前記ホログラムレンズとの位置合わせを行うホログラ
ムカラーフィルター液晶素子の製造装置にあって、前記
ホログラムカラーフィルターの上面に接触して前記ホロ
グラムカラーフィルターを支持する石英定盤を設け、こ
の石英定盤の上方の垂直以外の所定角度から石英定盤に
入射された光を前記ホログラムカラーフィルターの上面
にほぼ垂直方向に向かって反射させる小型ミラーを前記
石英定盤内に設けたことを特徴とするホログラムカラー
フィルター液晶素子の製造装置である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２４】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施
形態を示し、図１（ａ）はホログラム基板６とアクティ
ブマトリックス基板５間の位置合わせを行うに際してホ
ログラムレンズ１０ａの位置情報を得る方法を説明する
図、図１（ｂ）はホログラム基板６の平面図である。

【００２５】図１（ａ）、（ｂ）において、アクティブ
マトリックス基板５は、その下面側で加圧定盤（図示せ
ず）を介してＸＹＺ軸方向へ移動且つ回転できる位置決
め自在のＸＹＺステージ（図示せず）に支持されてい
る。ホログラム基板５は、その上面側で石英定盤（図示
せず）に支持され、ホログラム基板５とアクティブマト
リックス基板５とが上下方向で対向する位置に支持され
る。石英定盤（図示せず）の上方には光入射手段（図示
せず）が設けられ、この光入射手段（図示せず）は、光
源から射出される入射光３３をホログラム基板６の上面
（ホログラムカラーフィルター１０の平面）のほぼ垂直
方向からホログラム基板６に入射するよう構成されてい
る。

【００２６】又、石英定盤（図示せず）の上方にはホロ
グラム基板６からの出力光３８を観察する観察装置（図
示せず）が設けられ、この観察装置（図示せず）は、例
えば顕微鏡及び観察用カラーカメラを備えている。ここ
にカラーカメラの代わりに白黒カメラを用いることもで
きる。

【００２７】前記アクティブマトリックス基板５の構成
は、図７（ａ）に示す従来例のものと同様であり、青
（Ｂ）緑（Ｇ）赤（Ｒ）の色画素４Ｂ、４Ｇ、４Ｒから
なる画素４を有する。

【００２８】前記ホログラム基板６の構成も、図７
（ｂ）に示す従来例のものと略同様であり、多数列状の
ホログラムレンズ１０ａが形成されたホログラムカラー
フィルター１０と、このホログラムカラーフィルター１
０の上面及び下面に接してそれぞれ設けられた上部及び
下部ガラス基板２２、２３とから構成されている。ホロ
グラムカラーフィルター１０の有効画素エリアＥ（図１
（ｂ）に示す）にはホログラム記録によって多数列状の
ホログラムレンズ１０ａが形成されているが、有効画素
エリアＥの外には位置合わせ用のリニアグレーテングエ
リア１０ｂ（図９及び図１０）のようなホログラム部分
が設けられていない。各ホログラムレンズ１０ａは所定
角（この実施形態では、設計入射角約６０度）の入射光
が入射されると、入射光を所定の回折角（この実施形態
では、設計回折角約０度、）として回折分光してアクテ
ィブマトリックス基板５の各色の画素４上にそれぞれ集
光するよう構成されている。

【００２９】次に、上記構成の作用を説明する。まず、
液晶セル形成に必要なシール材の塗布やスペーサの散布
を、公知の方法で片方もしくは両方の基板５、６に行
う。又、液晶を駆動するための透明電極や液晶配向膜を
通常の方法で形成する。このような処理を施したホログ
ラム基板６を石英定盤（図示せず）に真空吸着させ、ア
クティブマトリックス基板５を定盤（図示せず）に吸着
させる。

【００３０】次に、機械的な位置合わせ等によりホログ
ラム基板６とアクティブマトリックス基板５との双方の
概略位置合わせを行う。

【００３１】次に、図１（ａ）に示すように、光入射手
段（図示せず）の第１光源からの入射光３３をホログラ
ム基板６に対してほぼ直交する入射角度でホログラム基
板６の上方から入射させる。すると、この入射光３３が
ホログラムレンズ１０ａの回折条件を満たすことから一
部がホログラムレンズ１０ａで回折され、この回折光３
４が下部ガラス基板２３の下面に投射される。この投射
光は下部ガラス基板２３の下面に対する入射角が約６０
度であるため下部ガラス基板２３の下面で全反射され
る。この全反射した光３５はホログラムレンズ１０ａの
回折条件を満たさないため透過され、上部ガラス基板２
２の上面に投射される。この投射光は上記と同様の理由
によりに上部ガラス基板２２の上面で全反射される。こ
の全反射した光３６はホログラムレンズ１０ａの回折条
件を満たすことから一部がホログラムレンズ１０ａで回
折され、この回折光３７がアクティブマトリックス基板
５上に集光すると共にここで反射され、この反射光の内
でホログラムレンズ１０ａを透過する透過光が射出光３
８としてホログラム基板６より射出される。この射出光
３８による光像はホログラムレンズ１０ａによる光の集
光位置を示すため、ホログラムレンズ１０ａの位置情報
そのものである。

【００３２】一方、前記ホログラムカラーフイルター１
０を有するホログラム基板６は、透明体である。第２光
源からの入射光４４をホログラム基板６に対して画素４
の観察位置上方からほぼ直交する入射角度でホログラム
基板６の上方から入射させる。すると、この入射光４４
はホログラムレンズ１０ａで回折されないで透過する光
がアクティブマトリックス基板５上で反射され、ホログ
ラムレンズ１０ａを透過した反射光４５によって反射光
像が視認され、この反射光像は、アクティブマトリック
ス基板５上に形成された画素４の画素像である。従っ
て、この画素像は画素４の位置情報そのものである。

【００３３】この双方の位置情報に基づいて位置決め
し、その後に双方の基板５、６間を最終的に加圧し、所
定のセルギャップになる条件で位置合わせを完了させ、
紫外線を照射してシール材を硬化させる。

【００３４】以上、第１実施形態では、ホログラムカラ
ーフィルタ１０の有効画素エリアＥの外にリニアグレー
テングエリアのような位置合わせのための手段を設ける
必要がないので、ホログラム基板６を小型化できる。従
って、１枚の原基板から取れる基板枚数が多くなり、量
産性やコスト等の点で有利となる。又、ホログラム特性
を有効画素エリアＥのホログラムレンズ１０ａ内でのみ
同じにすれば良いので、ホログラム特性を狭いエリア
（有効画素エリア）で均一にすれば良く、歩留まりが向
上する。

【００３５】又、従来のリニアグレーテングエリア１０
ｂを設ける場合のようにホログラム作製条件で合わせる
必要がないので、大掛かりなホログラム記録装置が必要
でなく、又、量産性や歩留まりも向上する。

【００３６】また、入射光をホログラムレンズ１０ａの
任意の位置に入射し、この入射光がホログラム基板６内
を２回全反射した後に垂直方向から射出する射出光によ
ってホログラムレンズ１０ａの位置情報を得るので、観
察できる位置が有効画素エリアＥの端に限られずほぼ任
意の位置で観察することができる。従って、画面表示上
最も目に付きやすい中央部の位置情報が分かるため、最
も最適な位置にアライメントできる。

【００３７】図２は本発明の第２実施形態を示し、図２
はホログラム基板６とアクティブマトリックス基板５間
の位置合わせを行うに際してホログラムレンズ１０ａの
位置情報を得る方法を説明する図である。図２におい
て、この第２実施形態にあって前記第１実施形態と比較
して、ホログラムレンズ１０ａの位置情報を得る方法以
外は全て同一であるため、同一箇所については図面に同
一符号を付してその説明を省略し、ホログラムレンズ１
０ａの位置情報を得る方法のみを説明する。

【００３８】つまり、光入射手段（図示せず）の光源か
らの入射光３３をホログラム基板６に対してほぼ直交す
る入射角度でホログラム基板６の上方から入射させる。
すると、この入射光の内でホログラムレンズ１０ａを透
過する透過光がアクティブマトリックス基板５上で反射
され、この反射光３９はホログラムレンズ１０ａの回折
条件を満たすために一部がホログラムレンズ１０ａで回
折される。この回折光４０が上部ガラス基板２２の上面
で全反射され、この全反射した光４１の内でホログラム
レンズ１０ａを透過する透過光が下部ガラス基板２３の
下面で全反射される。この反射光４２はホログラムレン
ズ１０ａの回折条件を満たすため一部がホログラムレン
ズ１０ａで回折され、この回折光が射出光４３としてホ
ログラム基板６から射出される。この射出光４３による
光像はアクティブマトリックス基板５上を仮想焦点とし
て射出されたように振舞いホログラムレンズ１０ａによ
る光の集光位置を示すため、ホログラムレンズ１０ａの
位置情報そのものである。この位置情報を元にして第１
実施形態と同様にして位置決め等を行う。

【００３９】以上、第１及び第２実施形態は、ホログラ
ムレンズ１０ａが設定入射角に対して設定回折角が常に
０度（ゼロ度）になるよう設定されることを利用し、こ
のような構成のホログラムレンズ１０ａを有するホログ
ラム基板６に垂直方向から光を入射すると、この入射光
がホログラムレンズ１０ａに対して回折条件を満たす光
となり、回折された光（第１実施形態）又は回折されず
に透過した光（第２実施形態）が内部で２回全反射する
と、再びホログラムレンズ１０ａに対して回折条件を満
たす光となってその透過光又は回折光が垂直方向から射
出する光がホログラムレンズ１０ａの位置情報を有し、
本発明はこれを利用したものである。

【００４０】図３は、上記第１実施形態の場合及び第２
実施形態の場合において観察できる集光像と画素像であ
り、第１実施形態の場合にはアクティブマトリックス基
板５上で実際に反射した光像であるので、集光像に画素
面の凹凸情報が乗る。そのため、集光像の画像処理によ
りその位置を計測するが、その位置情報に誤差が出るた
め精度の高い位置合わせができない可能性がある。しか
し、第２実施形態の場合にはアクティブマトリックス基
板５上で実際に反射した光像ではなく虚像であるので、
集光像に画素面の凹凸情報が乗らない。そのため、集光
像の画像処理による計測で位置に誤差が生じず、より精
度の高い位置合わせが可能である。

【００４１】図４は本発明の第３実施形態を示し、上記
製造方法に用いるのに好適な製造装置の概略構成図であ
る。図４において、ホログラム基板６の支持は、紫外線
を照射することから材質が石英で、且つ、均一なセルギ
ャップを作製することから圧力の均一化を図り強剛性と
するため肉厚（ｔ）の石英定盤３０でなされる。この石
英定盤３０の上方位置には観察装置３１が配置され、こ
の観察装置３１から離れた位置の石英定盤３０の上面に
プリズム５０が設けられている。このプリズム５０は石
英定盤３０の上面での入射光の反射を防止するためのも
のである。

【００４２】又、石英定盤３０の内部で、且つ、上から
みた場合に観察装置３１の近傍となる位置には小型ミラ
ー５１が設けられている。この小型ミラー５１は、石英
定盤３０の上方の垂直以外の所定角度から石英定盤３０
に入射された光をホログラムカラーフィルター１０の上
面にほぼ垂直方向に向かって反射させるよう設定されて
いる。

【００４３】上記構成において、石英定盤３０の上面に
対して斜め上方から投射された入射光は、プリズム５０
を介して所定角度で石英定盤３０内に導入され、この入
射光の内で小型ミラー５１に照射された光は、ホログラ
ム基板６（カラーフィルター１０）の上面に対しほぼ垂
直方向に向かって反射されることによってホログラム基
板６内に導かれる。一方、入射光の内で小型ミラー５１
に照射されなかった光は、ホログラム基板６の下部ガラ
ス基板２３（図１（ａ）や図２に示す）の下面で全反射
され、この反射光は石英定盤３０内に斜め入射された光
であることから観察装置３１に取り込まれる方向には進
まない。従って、この製造装置では、石英定盤３０内へ
の入射光の内で小型ミラー５１で反射された光のみが垂
直方向の光としてホログラム基板６（カラーフィルター
１０）に入射され、第１実施形態及び第２実施形態で説
明したように２回全反射された後に所定の射出光として
観察装置３１に取り込まれる。又、石英定盤３０内への
入射光の内で小型ミラー５１で反射されなかった不要光
が観察装置３１に取り込まれることがないため、この不
要光が観察光のコントラストを落とし観察に支障を来す
ことがない。つまり、Ｓ／Ｎの良い観察光が得られる。
又、小型ミラー５１に照射されない光、つまり、不要光
は観察装置３１に取り込まれることがないため、入射光
としてコーンアングルを持った光を使用でき、ホログラ
ム特性に応じた集光位置が観察できる。

【００４４】尚、上記第３実施形態では、石英定盤３０
に斜め上方から入射光を入射させるため、石英定盤３０
の上面にプリズム５０が必要であるが、石英定盤３０か
らホログラム基板６への入射光が垂直方向であるため、
石英定盤３０とホログラム基板６との間に屈折率マッチ
ング液を使用する必要がなく、コンタミネーション（汚
染）の発生を回避できる。

【００４５】尚、上記第１〜第３実施形態は、反射型の
ホログラムカラーフィルター液晶素子について説明した
が、透過型の反射型のホログラムカラーフィルター液晶
素子についても同様に適用できる。

【００４６】尚、本明細書において、上下は相対的な概
念である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、アクティブマトリックス基板の画素と、ホログ
ラム基板のホログラムレンズとを位置合わせした状態
で、アクティブマトリックス基板とホログラム基板とを
接着するホログラムカラーフィルター液晶素子の製造方
法において、前記ホログラムカラーフィルターの前記ホ
ログラムレンズに対しほぼ垂直方向から光を入射し、こ
の入射光の内で前記ホログラムレンズで回折された回折
光が前記下部ガラス基板の下面で全反射され、この全反
射した光が前記ホログラムレンズを透過して前記上部ガ
ラス基板の上面で全反射され、この全反射した光の内で
前記ホログラムレンズで回折された回折光が前記アクテ
ィブマトリックス基板上で反射され、この反射光の内で
前記ホログラムレンズを透過する透過光によって得られ
る前記ホログラムレンズの位置情報を有する光像と、前
記ホログラムカラーフィルターに光を入射し、この入射
光が前記アクティブマトリックス基板上で反射されて再
び前記ホログラムカラーフィルターを透過することによ
って得られる前記画素の位置情報を含む反射光像とを、
前記ホログラムカラーフィルターを透して視認比較する
ことにより、前記画素と前記ホログラムレンズとの位置
合わせを行うので、ホログラムレンズの設計入射角に対
する設計回折角がゼロ度に設定されることを利用し、こ
のような構成のホログラムレンズを有するホログラム基
板に対してほぼ垂直方向から直接にホログラムレンズを
通るように入射した光が内部で２回全反射した後に垂直
方向から射出されると、この射出光がホログラムレンズ
の位置情報を有することになるため、有効画素エリアの
外エリアにリニアグレーテングエリアのような位置合わ
せのための手段を設けることなく、且つ、有効画素エリ
アの任意の位置についてホログラムレンズの位置情報が
得られ、高精度の位置合わせができる。

【００４８】請求項２の発明によれば、アクティブマト
リックス基板の画素と、ホログラム基板のホログラムレ
ンズとを位置合わせした状態で、アクティブマトリック
ス基板とホログラム基板とを接着するホログラムカラー
フィルター液晶素子の製造方法において、前記ホログラ
ムカラーフィルターの前記ホログラムレンズに対しほぼ
垂直方向から光を入射し、この入射光の内で前記ホログ
ラムレンズを透過する透過光が前記アクティブマトリッ
クス基板上で反射され、この反射光の内で前記ホログラ
ムレンズで回折された回折光が前記上部ガラス基板の上
面で全反射され、この全反射した光の内で前記ホログラ
ムレンズを透過する透過光が前記下部ガラス基板の下面
で全反射され、この反射光の内で前記ホログラムレンズ
で回折する回折光によって得られる前記ホログラムレン
ズの位置情報を有する光像と、前記ホログラムカラーフ
ィルターに光を入射し、この入射光が前記アクティブマ
トリックス基板上で反射されて再び前記ホログラムカラ
ーフィルターを透過することによって得られる前記画素
の位置情報を含む反射光像とを、前記ホログラムカラー
フィルターを透して視認比較することにより、前記画素
と前記ホログラムレンズとの位置合わせを行うので、ホ
ログラムレンズの設計入射角に対する設計回折角がゼロ
度に設定されることを利用し、このような構成のホログ
ラムレンズを有するホログラム基板に対してほぼ垂直方
向から直接にホログラムレンズを通るように入射した光
が内部で２回全反射した後に垂直方向から射出される
と、この射出光がホログラムレンズの位置情報を有する
ことになるため、有効画素エリアの外エリアにリニアグ
レーテングエリアのような位置合わせのための手段を設
けることなく、且つ、有効画素エリアの任意の位置につ
いてホログラムレンズの位置情報が得られ、高精度の位
置合わせができる。

【００４９】請求項３の発明によれば、マトリックス状
に配列された画素を有するアクティブマトリックス基板
と、多数列状のホログラムレンズが形成されたホログラ
ムカラーフィルター、及び、このホログラムカラーフィ
ルターの上面及び下面に接してそれぞれ設けられた上部
及び下部ガラス基板を有するホログラム基板とを対向位
置に配置し、前記ホログラムカラーフィルターの前記ホ
ログラムレンズに対しほぼ垂直方向から光を入射し、こ
の入射光の内で再び前記ホログラムレンズに対しほぼ垂
直方向に出力する出力光によって得られる前記ホログラ
ムレンズの位置情報を有する光像と、前記ホログラムカ
ラーフィルターに光を入射し、この入射光が前記アクテ
ィブマトリックス基板上で反射されて再び前記ホログラ
ムカラーフィルターを透過することによって得られる前
記画素の位置情報を含む反射光像とを、前記ホログラム
カラーフィルターを透して視認比較することにより、前
記画素と前記ホログラムレンズとの位置合わせを行うホ
ログラムカラーフィルター液晶素子の製造装置にあっ
て、前記ホログラムカラーフィルターの上面に接触して
前記ホログラムカラーフィルターを支持する石英定盤を
設け、この石英定盤の上方の垂直以外の所定角度から石
英定盤に入射された光を前記ホログラムカラーフィルタ
ーの上面にほぼ垂直方向に向かって反射させる小型ミラ
ーを前記石英定盤内に設けたので、石英定盤に入射され
た入射光の内で観察に必要ない不要光が観察装置側に射
出されず、観察に支障を来たすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）はホログ
ラム基板とアクティブマトリックス基板間の位置合わせ
を行うに際してホログラムレンズの位置情報を得る方法
を説明する図、（ｂ）はホログラム基板の平面図であ
る。

【図２】本発明の第２実施形態を示し、ホログラム基板
とアクティブマトリックス基板間の位置合わせを行うに
際してホログラムレンズの位置情報を得る方法を説明す
る図である。

【図３】第１実施形態の場合及び第２実施形態の場合に
おいて観察できる集光像と画素像を示す図である。

【図４】本発明の第３実施形態を示し、製造装置の概略
構成図である。

【図５】ホログラムカラーフィルター液晶素子を用いた
投射型プロジェクターの概略図である。

【図６】ホログラムカラーフィルター液晶素子の模式構
成図である。

【図７】（ａ）は従来のアクティブマトリックス基板の
構成を示す平面図、（ｂ）は従来のホログラム基板の構
成を示す平面図である。

【図８】従来のアクティブマトリックス基板とホログラ
ム基板との位置合わせを説明する斜視図である。

【図９】従来のホログラムカラーフィルター液晶素子の
平面図である。

【図１０】図８のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図１１】従来の製造方法を実行するについて考えられ
る製造装置の概略構成図である。

【符号の説明】

４ 画素 ５ アクティブマトリックス基板 ６ ホログラム基板 １０ ホログラムカラーフィルター １０ａ ホログラムレンズ ２２ 上部ガラス基板 ２３ 下部ガラス基板 ３３ 入射光 ３４ 回折光 ３５ 反射光 ３６ 反射光 ３７ 回折光 ３９ 反射光 ４０ 回折光 ４１ 反射光 ４２ 反射光 ３８ 透過光（射出光） ４３ 回折光（射出光） ３０ 石英定盤 １ 小型ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA01 BA64 BB01 BB08 BB10 BB14 BB42 2H049 CA01 CA07 CA09 CA17 CA22 CA28 2H091 FA02X FA19X FA26X FB07 FD06 FD12 GA02 GA13 LA12 MA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリックス状に配列された画素を有す
   るアクティブマトリックス基板と、多数列状のホログラ
   ムレンズが形成されたホログラムカラーフィルター、及
   び、このホログラムカラーフィルターの上面及び下面に
   接してそれぞれ設けられた上部及び下部ガラス基板を有
   するホログラム基板とを対向位置に配置し、前記アクテ
   ィブマトリックス基板の前記画素と、前記ホログラム基
   板の前記ホログラムレンズとを位置合わせした状態で、
   前記アクティブマトリックス基板と前記ホログラム基板
   とを接着するホログラムカラーフィルター液晶素子の製
   造方法において、 前記ホログラムカラーフィルターの前記ホログラムレン
   ズに対しほぼ垂直方向から光を入射し、この入射光の内
   で前記ホログラムレンズで回折された回折光が前記下部
   ガラス基板の下面で全反射され、この全反射した光が前
   記ホログラムレンズを透過して前記上部ガラス基板の上
   面で全反射され、この全反射した光の内で前記ホログラ
   ムレンズで回折された回折光が前記アクティブマトリッ
   クス基板上で反射され、この反射光の内で前記ホログラ
   ムレンズを透過する透過光によって得られる前記ホログ
   ラムレンズの位置情報を有する光像と、前記ホログラム
   カラーフィルターに光を入射し、この入射光が前記アク
   ティブマトリックス基板上で反射されて再び前記ホログ
   ラムカラーフィルターを透過することによって得られる
   前記画素の位置情報を含む反射光像とを、前記ホログラ
   ムカラーフィルターを透して視認比較することにより、
   前記画素と前記ホログラムレンズとの位置合わせを行う
   ことを特徴とするホログラムカラーフィルター液晶素子
   の製造方法。
2. 【請求項２】 マトリックス状に配列された画素を有す
   るアクティブマトリックス基板と、多数列状のホログラ
   ムレンズが形成されたホログラムカラーフィルター、及
   び、このホログラムカラーフィルターの上面及び下面に
   接してそれぞれ設けられた上部及び下部ガラス基板を有
   するホログラム基板とを対向位置に配置し、前記アクテ
   ィブマトリックス基板の前記画素と、前記ホログラム基
   板の前記ホログラムレンズとを位置合わせした状態で、
   前記アクティブマトリックス基板と前記ホログラム基板
   とを接着するホログラムカラーフィルター液晶素子の製
   造方法において、 前記ホログラムカラーフィルターの前記ホログラムレン
   ズに対しほぼ垂直方向から光を入射し、この入射光の内
   で前記ホログラムレンズを透過する透過光が前記アクテ
   ィブマトリックス基板上で反射され、この反射光の内で
   前記ホログラムレンズで回折された回折光が前記上部ガ
   ラス基板の上面で全反射され、この全反射した光の内で
   前記ホログラムレンズを透過する透過光が前記下部ガラ
   ス基板の下面で全反射され、この反射光の内で前記ホロ
   グラムレンズで回折する回折光によって得られる前記ホ
   ログラムレンズの位置情報を有する光像と、前記ホログ
   ラムカラーフィルターに光を入射し、この入射光が前記
   アクティブマトリックス基板上で反射されて再び前記ホ
   ログラムカラーフィルターを透過することによって得ら
   れる前記画素の位置情報を含む反射光像とを、前記ホロ
   グラムカラーフィルターを透して視認比較することによ
   り、前記画素と前記ホログラムレンズとの位置合わせを
   行うことを特徴とするホログラムカラーフィルター液晶
   素子の製造方法。
3. 【請求項３】 マトリックス状に配列された画素を有す
   るアクティブマトリックス基板と、多数列状のホログラ
   ムレンズが形成されたホログラムカラーフィルター、及
   び、このホログラムカラーフィルターの上面及び下面に
   接してそれぞれ設けられた上部及び下部ガラス基板を有
   するホログラム基板とを対向位置に配置し、前記ホログ
   ラムカラーフィルターの前記ホログラムレンズに対しほ
   ぼ垂直方向から光を入射し、この入射光の内で再び前記
   ホログラムレンズに対しほぼ垂直方向に射出する射出光
   によって得られる前記ホログラムレンズの位置情報を有
   する光像と、前記ホログラムカラーフィルターに光を入
   射し、この入射光が前記アクティブマトリックス基板上
   で反射されて再び前記ホログラムカラーフィルターを透
   過することによって得られる前記画素の位置情報を含む
   反射光像とを、前記ホログラムカラーフィルターを透し
   て視認比較することにより、前記画素と前記ホログラム
   レンズとの位置合わせを行うホログラムカラーフィルタ
   ー液晶素子の製造装置にあって、 前記ホログラムカラーフィルターの上面に接触して前記
   ホログラムカラーフィルターを支持する石英定盤を設
   け、この石英定盤の上方の垂直以外の所定角度から石英
   定盤に入射された光を前記ホログラムカラーフィルター
   の上面にほぼ垂直方向に向かって反射させる小型ミラー
   を前記石英定盤内に設けたことを特徴とするホログラム
   カラーフィルター液晶素子の製造装置。