JP3389742B2 - Method of manufacturing interference filter and liquid crystal device using interference filter - Google Patents
Method of manufacturing interference filter and liquid crystal device using interference filterInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、干渉フィルタの製造方
法及び干渉フィルタを用いた液晶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an interference filter and a liquid crystal device using the interference filter.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平3-140903には、光ファイバを用い
た干渉フィルタの製造方法が開示されている。前記製造
方法においては、光の三原色すなわちR、G、Bの波長
の1/2の波長を有する光を光ファイバ束へ入射する。
前記光ファイバ束の反対側の端は、液晶パネルにおける
光変調フィルタの配列に合わせて、感光性材料の上に
(光ファイバが)配列されている。前記感光性材料が形
成された基板の裏面には、金属膜例えばアルミが蒸着さ
れている。前記光ファイバ束から出射された色光は前記
感光性材料へ入射し、前記感光性材料を透過した光は前
記金属膜で反射される。この結果、ふたつの光が前記感
光性材料中で干渉し周期的な光強度分布が前記感光性材
料の中に形成される。こうして、前記感光性材料の屈折
率に周期的な変調が与えられ、この屈折率分布が干渉フ
ィルタとして機能する。なお、前記感光性材料の裏面に
蒸着された金属膜は干渉フィルタ形成後に酸を用いて除
去される。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-140903 discloses a method of manufacturing an interference filter using an optical fiber. In the manufacturing method, light having the three primary colors of light, that is, half the wavelengths of R, G, and B, is incident on the optical fiber bundle.
The opposite end of the optical fiber bundle is arranged on the photosensitive material (optical fiber) in accordance with the arrangement of the light modulation filters in the liquid crystal panel. A metal film such as aluminum is deposited on the back surface of the substrate on which the photosensitive material is formed. The color light emitted from the optical fiber bundle enters the photosensitive material, and the light transmitted through the photosensitive material is reflected by the metal film. As a result, two lights interfere with each other in the photosensitive material and a periodic light intensity distribution is formed in the photosensitive material. Thus, the refractive index of the photosensitive material is periodically modulated, and this refractive index distribution functions as an interference filter. The metal film deposited on the back surface of the photosensitive material is removed with an acid after the interference filter is formed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年の液晶表示装置の
急激な需要の増加に伴い表示画像の高精細化が市場の要
求として高まりつつある。その結果として、液晶表示パ
ネルの画素数が増加し、それに伴って要求される画素サ
イズが小さくなってきている。例えば、高品位テレビジ
ョン対応の液晶パネルの場合、画素数が〜1000×1000規
模、画素サイズが50×50μm以下に至っている。そし
て、それぞれの画素に干渉フィルタ等の光変調フィルタ
が付いている。また、光変調フィルタの各色要素の配列
にはさまざまなものがある。上記したような実状を考慮
すると、多数の光ファイバを液晶パネルの干渉フィルタ
の配列に合わせて精度良く並べることはきわめて困難で
ある。それ故、上記した光ファイバを用いた干渉フィル
タの製造方法では、干渉フィルタの量産は技術的に困難
である。With the rapid increase in demand for liquid crystal display devices in recent years, higher definition of display images is increasing as a market demand. As a result, the number of pixels of the liquid crystal display panel is increasing, and accordingly, the required pixel size is decreasing. For example, in the case of a high-definition television-compatible liquid crystal panel, the number of pixels is up to 1000 × 1000 and the pixel size is 50 × 50 μm or less. Each pixel has an optical modulation filter such as an interference filter. Further, there are various arrangements of the respective color elements of the light modulation filter. Considering the actual situation as described above, it is extremely difficult to accurately arrange a large number of optical fibers in accordance with the arrangement of the interference filters of the liquid crystal panel. Therefore, it is technically difficult to mass-produce the interference filter by the above-described method of manufacturing the interference filter using the optical fiber.
【0004】しかしながら、干渉フィルタの光変調フィ
ルタとしての特性を考慮すると、該干渉フィルタを用い
た液晶表示装置の市場でのニーズは非常に高い。そのた
め、高精度で、且つ簡便に干渉フィルタを量産するため
の技術が、長い間市場にて待ち望まれている。However, considering the characteristics of the interference filter as a light modulation filter, the market needs for liquid crystal display devices using the interference filter are very high. Therefore, a technique for mass-producing interference filters with high accuracy and easily has long been desired in the market.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の問題点を解決するためのものであり、簡便な手
段により干渉フィルタを製造する方法及び干渉フィルタ
を用いた液晶装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and provides a method of manufacturing an interference filter by a simple means and a liquid crystal device using the interference filter. To do.
【0006】本発明の干渉フィルタの製造方法は以下の
特徴を有する。The method of manufacturing an interference filter of the present invention has the following features.
【0007】複数の色要素からなるパターンが形成され
てなるマスクに複数の色成分を含む光線を透過させ、前
記マスクを透過することにより前記複数の色成分に分波
された光線をアフォーカル光学系を通過させた後、感光
性材料からなる基材の一方の面に照射し、前記基材の前
記一方の面に照射される光線と特定の位相関係を有する
光線を、前記基材の他方の面に照射し、前記基材の前記
一方の面に照射した光線と、前記基材の前記他方の面に
照射した光線とを干渉させることにより前記基材の屈折
率を変化させ、前記パターンに対応した色パターンを形
成することを特徴とする。A light beam containing a plurality of color components is transmitted through a mask having a pattern formed of a plurality of color elements, and the light beam split into the plurality of color components by passing through the mask is afocal optical. After passing through the system, one surface of the base material made of a photosensitive material is irradiated, and a light beam having a specific phase relationship with the light beam irradiated to the one surface of the base material is applied to the other surface of the base material. The surface of the substrate, the light beam irradiated on the one surface of the substrate, and the light beam irradiated on the other surface of the substrate are caused to interfere with each other to change the refractive index of the substrate, and the pattern It is characterized by forming a color pattern corresponding to.
【0008】また、前記基材の前記他方の面側には反射
板が配置され、前記基材の一方の面に照射された光線は
前記基材を透過した後、前記反射板により反射され、前
記反射板により反射された光が前記基材の前記他方の面
を照射することを特徴とする。Further, a reflecting plate is disposed on the other surface side of the base material, and a light beam applied to one surface of the base material is transmitted through the base material and then reflected by the reflecting plate. The light reflected by the reflection plate irradiates the other surface of the base material.
【0009】また、複数の色成分からなる光線を、振幅
分離手段により第1の光線と第2の光線とに分離し、複
数の色要素からなるパターンが形成されてなるマスクに
前記第1の光線を透過させ、前記マスクを透過すること
により前記複数の色成分に分波された前記第1の光線を
アフォーカル光学系を通過させた後、感光性材料からな
る基材の一方の面に照射し、前記第2の光線を前記基材
の他方の面に照射し、前記基材の前記第1の光線と、前
記第2の光線とを干渉させることにより前記基材の屈折
率を変化させ、前記パターンに対応した色パターンを形
成することを特徴とする。Further, a light ray composed of a plurality of color components is separated into a first light ray and a second light ray by an amplitude separating means, and the first mask is formed on the mask in which a pattern composed of a plurality of color elements is formed. After passing a light beam and passing the first light beam, which has been demultiplexed into the plurality of color components by passing through the mask, through the afocal optical system, one surface of the base material made of a photosensitive material is And irradiating the other surface of the base material with the second light ray, and changing the refractive index of the base material by causing the first light ray of the base material and the second light ray to interfere with each other. Then, a color pattern corresponding to the pattern is formed.
【0010】また、請求項1から3のうちいずれかに記
載の製造方法によって製造された干渉フィルタの一方の
面と感光性材料からなる基材の一方の面とを相対向する
ように配置し、前記基材の他方の面側から複数の色成分
を含む光線を照射し、前記基材を通過した前記光線を、
前記干渉フィルタにより反射させ、前記基材を通過した
光線と、前記干渉フィルタにより反射した光線とを干渉
させることにより、前記基材の屈折率を変化させ前記干
渉フィルタの色パターンと同一の色パターンを形成する
ことを特徴とする。Further, one surface of the interference filter manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3 and one surface of the base material made of a photosensitive material are arranged so as to face each other. , Irradiating a ray containing a plurality of color components from the other surface side of the base material, the light ray passing through the base material,
The same color pattern as the color pattern of the interference filter is changed by changing the refractive index of the base material by causing the light ray reflected by the interference filter and passing through the base material and the light ray reflected by the interference filter to interfere with each other. Is formed.
【0011】本発明の液晶装置は、以下の特徴を有す
る。The liquid crystal device of the present invention has the following features.
【0012】一方の面に第1の透明電極を有する第1の
透明基板と、他方の面に第2の透明電極と請求項1から
4のうちいずれかに記載の製造方法によって得られる干
渉フィルタとを順次配置してなり、前記第1の透明電極
と前記干渉フィルタとが相対向するように配置された第
2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に
配置された液晶層とを有することを特徴とする。An interference filter obtained by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein a first transparent substrate having a first transparent electrode on one surface and a second transparent electrode on the other surface. And a second substrate arranged in such a manner that the first transparent electrode and the interference filter face each other, and a second substrate arranged between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal layer that is formed.
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【作用】本発明の請求項1においては、複数の色要素か
らなるパターンが形成されてなるマスクに複数の色成分
を含む光線を透過させ、前記マスクを透過することによ
り前記複数の色成分に分波された光線をアフォーカル光
学系を通過させた後、感光性材料からなる基材の一方の
面に照射し、前記基材の前記一方の面に照射される光線
と特定の位相関係を有する光線を、前記基材の他方の面
に照射し、前記基材の前記一方の面に照射した光線と、
前記基材の前記他方の面に照射した光線とを干渉させる
ことにより前記基材の屈折率を変化させ、前記パターン
に対応した色パターンを形成する。このため、マスクに
形成されたパターンと同一の配列の干渉フィルタを簡単
に且つ高精度で製造することができる。本形態における
マスクに形成される複数の色要素はRGBが好ましく、
光線は、RGBの色成分を含む白色レーザービーム、ま
たは複数台のレーザーからビームを合成して用いるのが
好ましい。これらの点は以下も同様である。According to the first aspect of the present invention, a light beam containing a plurality of color components is transmitted through a mask on which a pattern composed of a plurality of color elements is formed, and the light beams containing the plurality of color components are transmitted to the plurality of color components. After passing the demultiplexed light beam through the afocal optical system, it is irradiated on one surface of the base material made of a photosensitive material, and a specific phase relationship with the light beam irradiated on the one surface of the base material is established. A light ray having is applied to the other surface of the base material, and a light ray applied to the one surface of the base material,
The refractive index of the base material is changed by interfering with the light beam applied to the other surface of the base material, and a color pattern corresponding to the pattern is formed. Therefore, the interference filter having the same arrangement as the pattern formed on the mask can be easily manufactured with high accuracy. The plurality of color elements formed on the mask in this embodiment are preferably RGB,
The light beam is preferably a white laser beam containing RGB color components or a beam composed of a plurality of laser beams. These points are the same in the following.
【0015】また、本発明の請求項2においては、前記
基材の前記他方の面側には反射板が配置され、前記基材
の一方の面に照射された光線は前記基材を透過した後、
前記反射板により反射され、前記反射板により反射され
た光が前記基材の前記他方の面を照射する。このため、
基材の一方の面から照射するための光線と、基材の他方
の面から照射する光線とを別個に作る必要がないため、
非常に効率的に光の干渉をおこすことができる。さらに
は、他方の面からの光の入射角度を容易に調整すること
ができる。干渉させる2光束の入射角度を変えることに
よって、屈折率分布の縞を傾けることができ、そのため
斜めから入射した光を正面方向に反射させることのでき
る干渉フィルタが実現する。本発明の請求項3において
は、複数の色成分からなる光線を、振幅分離手段により
第1の光線と第2の光線とに分離し、複数の色要素から
なるパターンが形成されてなるマスクに前記第1の光線
を透過させ、前記マスクを透過することにより前記複数
の色成分に分波された前記第1の光線をアフォーカル光
学系を通過させた後、感光性材料からなる基材の一方の
面に照射し、前記第2の光線を前記基材の他方の面に照
射し、前記基材の前記第1の光線と、前記第2の光線と
を干渉させることにより前記基材の屈折率を変化させ、
前記パターンに対応した色パターンを形成する。したが
って、第2の形態と同様に、第1の光線と第2の光線と
を同一の光源から発生させることができるため、非常に
効率的に光の干渉をおこすことができる。Further, in claim 2 of the present invention, a reflecting plate is arranged on the other surface side of the base material, and a light beam irradiated on one surface of the base material passes through the base material. rear,
The light reflected by the reflector and reflected by the reflector illuminates the other surface of the base material. For this reason,
Since it is not necessary to separately make a light beam for irradiating from one surface of the substrate and a light beam for irradiating from the other surface of the substrate,
It is possible to cause light interference very efficiently. Furthermore, the incident angle of light from the other surface can be easily adjusted. By changing the incident angle of the two light fluxes to be interfered with each other, the fringes of the refractive index distribution can be tilted, so that an interference filter capable of reflecting obliquely incident light in the front direction is realized. According to a third aspect of the present invention, a light beam composed of a plurality of color components is separated into a first light beam and a second light beam by an amplitude separation means, and a mask formed with a pattern composed of a plurality of color elements is formed. After passing the first light beam and the first light beam, which has been split into the plurality of color components by passing through the mask, through the afocal optical system, a substrate made of a photosensitive material is formed. Irradiating one surface, irradiating the second light ray to the other surface of the base material, and causing the first light ray of the base material and the second light ray to interfere with each other. Change the refractive index,
A color pattern corresponding to the pattern is formed. Therefore, as in the case of the second embodiment, the first light ray and the second light ray can be generated from the same light source, so that light interference can be very efficiently performed.
【0016】また、本発明の請求項4においては、請求
項1から3のうちいずれかに記載の製造方法によって得
られる干渉フィルタの一方の面と感光性材料からなる基
材の一方の面とを相対向するように配置し、前記基材の
他方の面側から複数の色成分を含む光線を照射し、前記
基材を通過した前記光線を、前記干渉フィルタにより反
射させ、前記基材を通過した光線と、前記干渉フィルタ
により反射した光線とを干渉させることにより、前記基
材の屈折率を変化させ前記干渉フィルタの色パターンと
同一の色パターンを形成する。このため、1枚の高精度
の干渉フィルタをもとにして非常に簡便な装置により該
高精度の干渉フィルタを大量に生産することが可能であ
る。According to a fourth aspect of the present invention, one surface of the interference filter obtained by the manufacturing method according to any one of the first to third aspects and one surface of the base material made of a photosensitive material are provided. Are arranged so as to face each other, a light ray containing a plurality of color components is irradiated from the other surface side of the base material, the light ray passing through the base material is reflected by the interference filter, and the base material is The light ray that has passed through and the light ray that has been reflected by the interference filter are interfered with each other to change the refractive index of the base material and form the same color pattern as the color pattern of the interference filter. Therefore, it is possible to mass-produce the high-precision interference filter with a very simple device based on one high-precision interference filter.
【0017】本発明においては、一方の面に第1の透明
電極を有する第1の透明基板と、他方の面に第2の透明
電極と請求項1から4のうちいずれか記載の製造方法に
よって得られる干渉フィルタとを順次配置してなり、前
記第1の透明電極と前記干渉フィルタとが相対向するよ
うに配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第
2の基板との間に配置された液晶層とを有する液晶装置
が得られる。これにより、明るく高精細画素の液晶表示
素子が実現する。According to the present invention, the first transparent substrate having the first transparent electrode on one surface and the second transparent electrode on the other surface are provided by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4. A second substrate in which the obtained interference filters are sequentially arranged, and the first transparent electrode and the interference filter are arranged to face each other; the first substrate; and the second substrate. A liquid crystal device having a liquid crystal layer disposed between the two. This realizes a bright and high-definition pixel liquid crystal display element.
【0018】[0018]
【0019】[0019]
(実施例1)図1に、干渉フィルタを作製するための光
学系の構成を示す。RGBの三原色を有する白色レーザ
ー光源から出射されたビームを拡大平行光101にして
マスク102にあてる。マスク102にはカラーフィル
タが形成されている。前記カラーフィルタにおけるRG
Bの配列の一部を図2に示した。この配列は、カラー液
晶パネルに広く採用されている配列に等しい。マスク上
のカラーフィルタはRGBの主波長近傍にのみ透過波長
域を有し、白色レーザー光源から得られるRGBの光を
分波する。このカラーフィルタは、従来の液晶パネルに
用いられているカラーフィルタの製造方法、例えば印刷
法、により作製できる。(Embodiment 1) FIG. 1 shows the structure of an optical system for producing an interference filter. A beam emitted from a white laser light source having three primary colors of RGB is converted into expanded parallel light 101 and applied to a mask 102. A color filter is formed on the mask 102. RG in the color filter
A part of the sequence of B is shown in FIG. This arrangement is equal to the arrangement that is widely adopted for color liquid crystal panels. The color filter on the mask has a transmission wavelength range only in the vicinity of the main wavelengths of RGB, and demultiplexes the RGB light obtained from the white laser light source. This color filter can be manufactured by a manufacturing method of a color filter used in a conventional liquid crystal panel, for example, a printing method.
【0020】レンズ103とレンズ104から成るアフ
ォーカル光学系を使い、マスク102の像を感光性材料
105の上に形成する。感光性材料105が形成された
基板の背後には光反射性部材106を配置する。感光性
材料105を透過した光を光反射性部材106で反射さ
せ、反射光を得る。感光性材料105に入射する光と反
射光は干渉し、感光性材料105の中に周期的な強度分
布を形成する。感光性材料105の基板と光反射性部材
106の間には屈折率整合剤を充填し、反射迷光を防止
する。An image of the mask 102 is formed on the photosensitive material 105 using an afocal optical system composed of the lens 103 and the lens 104. A light reflective member 106 is arranged behind the substrate on which the photosensitive material 105 is formed. The light transmitted through the photosensitive material 105 is reflected by the light reflecting member 106 to obtain reflected light. The light incident on the photosensitive material 105 and the reflected light interfere with each other to form a periodic intensity distribution in the photosensitive material 105. A refractive index matching agent is filled between the substrate of the photosensitive material 105 and the light reflecting member 106 to prevent reflected stray light.
【0021】干渉露光の後で、必要に応じて、感光性材
料105に適当な処理を加えることにより、感光性材料
105の中に周期的な屈折率分布を形成できる。この屈
折率分布が干渉フィルタとして機能し、特定の波長域の
光だけを反射する。感光性材料105に形成された屈折
率分布の縞は感光性材料の表面とほぼ平行である。縞の
周期は色光毎に異なる。After the interference exposure, a periodical refractive index distribution can be formed in the photosensitive material 105 by subjecting the photosensitive material 105 to an appropriate treatment, if necessary. This refractive index distribution functions as an interference filter and reflects only light in a specific wavelength range. The fringes of the refractive index distribution formed on the photosensitive material 105 are substantially parallel to the surface of the photosensitive material. The cycle of stripes differs for each colored light.
【0022】作製した干渉フィルタの反射スペクトルを
図5(a)(b)(c)に示す。それぞれ、色光B用の
干渉フィルタ、色光G用の干渉フィルタ、色光R用の干
渉フィルタである。屈折率の変調の深さを変えることに
より、反射波長域の幅を制御することができる。一般
に、感光性材料を厚くして屈折率変調度を小さくするこ
とにより、反射波長域の幅はせまくなる(Bell. Syst.
Tech. J. 48, 2909(1969)参照)。本実施例では、感光
性材料として、ホログラム記録用のホトポリマを用い
た。本実施例においては、ホトポリマ層の厚さはおよそ
1.0〜10.0μm、ホトポリマ層の屈折率変調度△nはお
よそ0.010〜0.10である。この種のホトポリマには、例
えば、デュポン社のホログラフィック・ホトポリマがあ
る(Proc. SPIE 1212, 30(1990)参照)。The reflection spectra of the produced interference filter are shown in FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c). An interference filter for color light B, an interference filter for color light G, and an interference filter for color light R, respectively. The width of the reflection wavelength region can be controlled by changing the modulation depth of the refractive index. Generally, the width of the reflection wavelength band is narrowed by increasing the thickness of the photosensitive material to reduce the refractive index modulation degree (Bell. Syst.
See Tech. J. 48, 2909 (1969)). In this example, a hologram recording photopolymer was used as the photosensitive material. In this example, the thickness of the photopolymer layer is approximately
The photopolymer layer has a refractive index modulation degree Δn of about 0.010 to 0.10. An example of this type of photopolymer is the holographic photopolymer of DuPont (see Proc. SPIE 1212, 30 (1990)).
【0023】本発明の製造方法により、任意の配列の干
渉フィルタアレイを容易に精度良く製造することができ
る。なお、実施例では、光源に白色レーザーを用いた
が、この代わりに、波長が異なる複数台のレーザーから
のビームを合成して用いることもできる。By the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily and accurately manufacture an interference filter array having an arbitrary array. Although a white laser is used as a light source in the embodiment, beams from a plurality of lasers having different wavelengths may be combined and used instead.
【0024】(実施例2)図3に、干渉フィルタを作製
するための光学系の構成を示す。RGBの三原色を有す
る色レーザー光源から出射されたビームを拡大平行光1
01にしてビームスプリッタ301で振幅分割する。一
方のビーム302をマスク102にあてる。前記マスク
は実施例1で使用したものと同じであり、マスク上のカ
ラーフィルタはRGBの主波長近傍にのみ透過波長域を
有し、白色レーザー光源から得られるRGBの光を分波
する。(Embodiment 2) FIG. 3 shows the structure of an optical system for producing an interference filter. Expands the beam emitted from the color laser light source having the three primary colors of RGB, parallel light 1
The value is set to 01 and the beam splitter 301 performs amplitude division. One beam 302 is applied to the mask 102. The mask is the same as that used in Example 1, the color filter on the mask has a transmission wavelength range only in the vicinity of the main wavelengths of RGB, and demultiplexes the RGB light obtained from the white laser light source.
【0025】レンズ103とレンズ104から成るアフ
ォーカル光学系を使い、マスク102の像を感光性材料
105の上に形成する。分割されたもう片方のビーム3
03を、前記ビーム302と対向する側から、前記感光
性材料に照射する。前記ふたつのビームの干渉により周
期的な光強度分布を前記感光性材料の中に形成する。An image of the mask 102 is formed on the photosensitive material 105 by using an afocal optical system composed of the lens 103 and the lens 104. The other split beam 3
03 is applied to the photosensitive material from the side facing the beam 302. A periodic light intensity distribution is formed in the photosensitive material by the interference of the two beams.
【0026】干渉露光の後で、必要に応じて、感光性材
料105に適当な処理を加えることにより、感光性材料
105の中に周期的な屈折率分布を形成できる。この屈
折率分布が干渉フィルタとして機能し、特定の波長域の
光だけを反射する。感光性材料105に形成された屈折
率分布の縞は、図2の配置では、感光性材料の表面とほ
ぼ平行である。縞の周期は色光毎に異なる。作製した干
渉フィルタの反射スペクトルは図5に示したものと同様
である。After the interference exposure, a periodical refractive index distribution can be formed in the photosensitive material 105 by subjecting the photosensitive material 105 to an appropriate treatment, if necessary. This refractive index distribution functions as an interference filter and reflects only light in a specific wavelength range. The fringes of the refractive index distribution formed on the photosensitive material 105 are substantially parallel to the surface of the photosensitive material in the arrangement of FIG. The cycle of stripes differs for each colored light. The reflection spectrum of the manufactured interference filter is similar to that shown in FIG.
【0027】なお、干渉させる二光束の間の角度(図2
の場合は、ほぼ180度)を変えることにより、容易に屈
折率分布の縞を傾けることができる。こうすることによ
り、干渉フィルタからの光の反射方向を、正反射条件か
ら決まる方向からずらすことが可能になる。この効果に
ついては、実施例4で説明する。It should be noted that the angle between the two light beams to be interfered (see FIG.
In the case of, the fringes of the refractive index distribution can be easily tilted by changing (180 degrees). By doing so, it becomes possible to shift the reflection direction of the light from the interference filter from the direction determined by the regular reflection condition. This effect will be described in Example 4.
【0028】本発明の製造方法により、任意の配列の干
渉フィルタアレイを容易に精度良く製造することができ
る。なお、実施例では、光源に白色レーザーを用いた
が、この代わりに、波長が異なる複数台のレーザーから
のビームを合成して用いることもできる。By the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily and accurately manufacture an interference filter array having an arbitrary array. Although a white laser is used as a light source in the embodiment, beams from a plurality of lasers having different wavelengths may be combined and used instead.
【0029】(実施例3)図4に、干渉フィルタを作製
するための構成を示す。RGBの三原色を有する色レー
ザー光源から出射されたビームを拡大平行光401にし
て、干渉露光されるべき感光性材料にあてる。図中、4
02はガラス基板、403は感光性材料である。(Embodiment 3) FIG. 4 shows a structure for producing an interference filter. A beam emitted from a color laser light source having the three primary colors of RGB is converted into expanded parallel light 401 and applied to a photosensitive material to be subjected to interference exposure. 4 in the figure
Reference numeral 02 is a glass substrate, and 403 is a photosensitive material.
【0030】前記感光性材料の下に、接近もしくは接触
させて、実施例1または2の方法で作製された干渉フィ
ルタ(マスタフィルタと呼ぶ)を配置する。図中、40
4は干渉フィルタが形成されている感光性材料、405
はガラス基板である。前記干渉露光されるべき感光性材
料を上方から照明するビームと、前記マスタフィルタか
ら反射されたビームを干渉させて、周期的な光強度分布
を前記感光性材料の中に形成する。An interference filter (referred to as a master filter) manufactured by the method of Embodiment 1 or 2 is arranged below or under the photosensitive material so as to be close to or in contact therewith. 40 in the figure
4 is a photosensitive material on which an interference filter is formed, 405
Is a glass substrate. A beam illuminating the photosensitive material to be subjected to interference exposure from above is interfered with a beam reflected from the master filter to form a periodic light intensity distribution in the photosensitive material.
【0031】干渉露光の後で、必要に応じて、感光性材
料403に適当な処理を加えることにより、感光性材料
403の中に周期的な屈折率分布を形成できる。この屈
折率分布が干渉フィルタとして機能し、特定の波長域の
光だけを反射する。感光性材料403の中に形成された
屈折率分布はマスタフィルタにおける屈折率分布と同じ
ものであり、したがって、反射スペクトルも同じものが
得られる。After the interference exposure, a periodical refractive index distribution can be formed in the photosensitive material 403 by subjecting the photosensitive material 403 to an appropriate treatment, if necessary. This refractive index distribution functions as an interference filter and reflects only light in a specific wavelength range. The refractive index distribution formed in the photosensitive material 403 is the same as the refractive index distribution in the master filter, so that the reflection spectrum is also the same.
【0032】本発明の製造方法により、任意の配列の干
渉フィルタアレイを容易に精度良く製造することができ
る。なお、実施例では、光源に白色レーザーを用いた
が、この代わりに、波長が異なる複数台のレーザーから
のビームを合成して用いることもできる。By the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily and accurately manufacture an interference filter array having an arbitrary array. Although a white laser is used as a light source in the embodiment, beams from a plurality of lasers having different wavelengths may be combined and used instead.
【0033】(実施例4)本発明の液晶パネルは、実施
例1ないし3に記載の製造方法により製造された干渉フ
ィルタを備えた反射型液晶パネルである。図6に、液晶
パネルの断面図を示す。視認者601の側から観た時
に、前記干渉フィルタが前記液晶パネルの液晶層の奥に
配置されて成ることを特徴とする。図中、602は透明
基板、603は透明電極、604は液晶層、605は干
渉フィルタ、606は透明電極、607は透明基板であ
る。(Embodiment 4) A liquid crystal panel of the present invention is a reflection type liquid crystal panel having an interference filter manufactured by the manufacturing method described in Embodiments 1 to 3. FIG. 6 shows a sectional view of the liquid crystal panel. When viewed from the viewer 601 side, the interference filter is arranged behind the liquid crystal layer of the liquid crystal panel. In the figure, 602 is a transparent substrate, 603 is a transparent electrode, 604 is a liquid crystal layer, 605 is an interference filter, 606 is a transparent electrode, and 607 is a transparent substrate.
【0034】照明光608は、一般の室内灯からの白色
光である。もちろん、太陽光でもよい。透明基板602
へ入射した光は液晶層604を経て干渉フィルタ605
へ至る。例えば、色光Gの干渉フィルタに注目すると、
照明光のうちのGの光は反射されて、RとBの光は干渉
フィルタを透過する。反射されたGの光は液晶層を通過
する間に強度変調され、液晶パネルの外へ出て視認者6
01に至る。他方、干渉フィルタ605を透過したRと
Bの光は、そのまま透明基板607を抜けた後に、視認
者には至らないように処理される。色光Rの干渉フィル
タ及び色光Bの干渉フィルタについても、同様の波長選
択機能が得られる。The illumination light 608 is white light from a general room light. Of course, it may be sunlight. Transparent substrate 602
Light incident on the liquid crystal layer 604 passes through the interference filter 605.
To For example, focusing on the interference filter of the colored light G,
G light of the illumination light is reflected, and R and B lights pass through the interference filter. The reflected G light is intensity-modulated while passing through the liquid crystal layer, goes out of the liquid crystal panel, and appears to the viewer 6
01. On the other hand, the R and B lights that have passed through the interference filter 605 are processed so as not to reach the viewer after passing through the transparent substrate 607 as they are. Similar wavelength selection functions can be obtained for the interference filter for the color light R and the interference filter for the color light B.
【0035】実施例2で述べたように、干渉フィルタの
中の縞をその表面に対して傾けることにより、斜めから
入射した光(図6の608)を、正面方向へ反射させる
ことができる。こうすることにより、液晶パネルに表示
された情報(絵や文字など)を効率良く視認者へ伝える
ことができる。As described in the second embodiment, the obliquely incident light (608 in FIG. 6) can be reflected in the front direction by inclining the fringes in the interference filter with respect to the surface thereof. By doing so, the information (pictures, characters, etc.) displayed on the liquid crystal panel can be efficiently transmitted to the viewer.
【0036】本発明の製造方法により製造された干渉フ
ィルタアレイを用いることにより、明るく色再現性に優
れた表示が実現できる。By using the interference filter array manufactured by the manufacturing method of the present invention, bright and excellent color reproducibility can be realized.
【0037】本実施例では、反射型の液晶表示装置につ
いて述べたが透過型の液晶表示装置ににおいても、本発
明の干渉フィルタを用いることができるのは言うまでも
ない。In this embodiment, the reflection type liquid crystal display device has been described, but it goes without saying that the interference filter of the present invention can be used in a transmission type liquid crystal display device.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の干渉フィルタの製造方法によれ
ば、任意の配列を有する干渉フィルタを容易にかつ精度
良く製造することができる。また干渉フィルタを液晶パ
ネルに用いることにより、明るく色再現性に優れた液晶
装置が実現できる。According to the method of manufacturing an interference filter of the present invention, an interference filter having an arbitrary array can be manufactured easily and accurately. Further, by using the interference filter in the liquid crystal panel, it is possible to realize a bright liquid crystal device having excellent color reproducibility.
【0039】[0039]
【図1】本発明の第1のカラーフィルタ製造方法を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a first color filter manufacturing method of the present invention.
【図2】マスク上のカラーフィルタの配列を示す平面図
である。FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of color filters on a mask.
【図3】本発明の第2のカラーフィルタ製造方法を示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a second color filter manufacturing method of the present invention.
【図4】本発明の第3のカラーフィルタ製造方法を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing a third color filter manufacturing method of the present invention.
【図5】本発明のカラーフィルタの反射スペクトルを示
す図である。
(a)色光B用の干渉フィルタの反射スペクトル
(b)色光G用の干渉フィルタの反射スペクトル
(c)色光R用の干渉フィルタの反射スペクトルFIG. 5 is a diagram showing a reflection spectrum of the color filter of the present invention. (A) Reflection spectrum of interference filter for color light B (b) Reflection spectrum of interference filter for color light G (c) Reflection spectrum of interference filter for color light R
【図6】本発明の干渉フィルタを搭載した液晶表示パネ
ルの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display panel equipped with the interference filter of the present invention.
101 ビーム 102 カラーフィルタ付きマスク 103 レンズ 104 レンズ 105 感光性材料 106 反射性部材 107 反射光 201 マスク 301 ビームスプリッタ 302 ビーム 303 ビーム 401 ビーム 402 ガラス基板 403 感光性材料 404 感光性材料(干渉フィルタ形成済み) 405 ガラス基板 601 視認者 602 透明基板 603 透明電極 604 液晶層 605 干渉フィルタ 606 透明電極 607 透明基板 608 照明光 101 beam 102 Mask with color filter 103 lens 104 lens 105 Photosensitive material 106 reflective member 107 reflected light 201 mask 301 beam splitter 302 beam 303 beam 401 beam 402 glass substrate 403 Photosensitive material 404 Photosensitive material (interference filter formed) 405 glass substrate 601 viewer 602 transparent substrate 603 transparent electrode 604 Liquid crystal layer 605 Interference filter 606 transparent electrode 607 transparent substrate 608 illumination light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−244004(JP,A) 特開 平3−113402(JP,A) 特開 平3−198004(JP,A) 特開 平6−313812(JP,A) 特開 平2−244086(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/32 G02B 5/18 G02B 5/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-244004 (JP, A) JP-A-3-113402 (JP, A) JP-A-3-198004 (JP, A) JP-A-6- 313812 (JP, A) JP-A-2-244086 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/32 G02B 5/18 G02B 5/20
Claims (4)
てなるマスクに複数の色成分を含む光線を透過させ、 前記マスクを透過することにより前記複数の色成分に分
波された光線をアフォーカル光学系を通過させた後、感
光性材料からなる基材の一方の面に照射し、 前記基材の前記一方の面に照射される光線と特定の位相
関係を有する光線を、前記基材の他方の面に照射し、 前記基材の前記一方の面に照射した光線と、前記基材の
前記他方の面に照射した光線とを干渉させることにより
前記基材の屈折率を変化させ、前記パターンに対応した
色パターンを形成することを特徴とする干渉フィルタの
製造方法。1. A light beam containing a plurality of color components is transmitted through a mask having a pattern formed of a plurality of color elements, and the light beam containing the plurality of color components is transmitted through the mask to be divided into the plurality of color components.
After the wave rays passed through the afocal optical system, is irradiated on one surface of a substrate made of a photosensitive material, having a specific phase relationship with the beam applied to said one surface of said substrate A light ray is applied to the other surface of the base material, and a light ray applied to the one surface of the base material and a light ray applied to the other surface of the base material are caused to interfere with each other. A method of manufacturing an interference filter, which comprises changing a refractive index to form a color pattern corresponding to the pattern.
置され、 前記基材の一方の面に照射された光線は前記基材を透過
した後、前記反射板により反射され、 前記反射板により反射された光が前記基材の前記他方の
面を照射することを特徴とする請求項1記載の干渉フィ
ルタの製造方法。2. A reflection plate is disposed on the other surface side of the base material, and a light beam applied to one surface of the base material is transmitted through the base material and then reflected by the reflection plate. The method of manufacturing an interference filter according to claim 1, wherein the light reflected by the reflection plate irradiates the other surface of the base material.
段により第1の光線と第2の光線とに分離し、 複数の色要素からなるパターンが形成されてなるマスク
に前記第1の光線を透過させ、 前記マスクを透過することにより前記複数の色成分に分
波された前記第1の光線をアフォーカル光学系を通過さ
せた後、感光性材料からなる基材の一方の面に照射し、 前記第2の光線を前記基材の他方の面に照射し、 前記基材の前記第1の光線と、前記第2の光線とを干渉
させることにより前記基材の屈折率を変化させ、前記パ
ターンに対応した色パターンを形成することを特徴とす
る干渉フィルタの製造方法。3. A first light ray and a second light ray which are composed of a plurality of color components are separated by an amplitude separating means, and the first mask is formed on the mask in which a pattern composed of a plurality of color elements is formed. A light ray is transmitted, and by being transmitted through the mask, it is divided into the plurality of color components.
The waved first light beam is passed through an afocal optical system, and then is irradiated on one surface of a substrate made of a photosensitive material, and the second light beam is irradiated on the other surface of the substrate. An interference filter characterized by changing the refractive index of the base material by causing the first light ray of the base material and the second light ray to interfere with each other to form a color pattern corresponding to the pattern. Manufacturing method.
造方法によって製造された干渉フィルタの一方の面と感
光性材料からなる基材の一方の面とを相対向するように
配置し、 前記基材の他方の面側から複数の色成分を含む光線を照
射し、 前記基材を通過した前記光線を、前記干渉フィルタによ
り反射させ、 前記基材を通過した光線と、前記干渉フィルタにより反
射した光線とを干渉させることにより、前記基材の屈折
率を変化させ前記干渉フィルタの色パターンと同一の色
パターンを形成することを特徴とする干渉フィルタの製
造方法。4. The manufacturing method according to claim 1.
One surface of the interference filter manufactured by the manufacturing method and one surface of the base material made of a photosensitive material are arranged so as to face each other, a light ray containing a plurality of color components from the other surface side of the base material. And the light ray passing through the base material is reflected by the interference filter, and the light ray passing through the base material and the light ray reflected by the interference filter are caused to interfere with each other to thereby obtain a refractive index of the base material. Is formed to form the same color pattern as the color pattern of the interference filter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15062095A JP3389742B2 (en) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | Method of manufacturing interference filter and liquid crystal device using interference filter |
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Publications (2)
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- 1995-06-16 JP JP15062095A patent/JP3389742B2/en not_active Expired - Lifetime
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