JPH0272320A - 回折格子パターンを有するディスプレイの作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子ビーム露光装置を用いて微小な回折格子
（グレーティング）をドツト毎に２次元平面に配置する
ことにより形成されるディスプレイとその作製方法に関
する。

「従来の技術」 ２光束干渉による回折格子パターンを有するディスプレ
イ及びその作製方法は特開昭６０−１５６００４号に開
示されている。この従来技術の方法は、２光束干渉によ
る微小な干渉縞をそのピッチ、方向、および光強度を変
化させて、感光性フィルムに次々に露光するものである
。

「発明が解決しようとする課題」 上記従来の技術においては、ドツトに形成される回折格
子の方向をドツト毎に変化させることができなかた。ま
た、回折格子を直線状には形成できても、曲線状には形
成できなかったので、ディスプレイの視域を広くするこ
とができなかった。

さらに、１つのドツトに複数の空間周波数を有する回折
格子を形成することができなかったので、中間色の色を
表現することができなかった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、各ドツト毎に回折格子の方向を変化したディス
プレイを提供することを目的とする。

また本発明は、ドツトに形成される回折格子を曲線で形
成し視域を拡大したディスプレイを提供することを目的
とする。

さらに本発明は、ドツトに形成される回折格子に複数の
空間周波数を持たせ、中間色を出せるディスプレイを提
供することを目的とする。

また、本発明は上記のような回折格子パターンを有する
ディスプレイを作製する方法を提供することを目的とす
る。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するための本発明の回折格子パターンを
有するディスプレイは、平面状の基板と、前記基板の表
面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格
子パターンが複数の微小なドツトに分割され、各ドツト
のピッチ、回折格子の空間周波数、各ドツトの並び方が
所望に変化していて、前記ドツトに形成された回折格子
の方向が各ドツト毎に変化していることを特徴とする。

また別の本発明のディスプレイは、平面状の基板と、前
記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、
前記回折格子パターンが複数の微小なドツトに分割され
、各ドツトのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドツト
の並び方が所望に変化していて、前記ドツトに形成され
た回折格子が曲線で形成されていることを特徴とする。

さらに別の本発明のディスプレイは、平面状の基板と、
前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって
、前記回折格子パターンが複数の微小なドツトに分割さ
れ、各ドツトのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドツ
トの並び方が所望に変化していて、前記ドツトに形成さ
れた回折格子が複数の空間周波数の成分を有することを
特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の回折格子パターンを
有するディスプレイの作製方法は、画像データを読取る
工程と、視域データをコンピュータに入力する工程と、
Ｘ−Ｙステージを原点に移動する工程と、ドツトデータ
の初期値を入力する工程と、そのドツトデータに基づき
回折格子のピッチ、前記回折格子の方向、および前記回
折格子の曲率を決定する工程と、前記ドツトデータに基
づきＸ−Ｙステージをそのドツトに対応した位置に移動
する工程と、電子ビーム露光装置を用いて前記回折格子
を描画する工程と、ドツトデータに対応したアドレスを
１だけ増して前記ドツトデータの初期値を入力する工程
以下の一連の工程を繰返す工程とからなることを特徴と
する。

「作用」 本発明のディスプレイでは、各ドツトに形成される回折
格子の方向が各ドツト毎に変化しているので、種々の角
度からディスプレイを観察できる。

また、回折格子が曲線で形成されているので、視域を拡
大することができる。回折格子が閉曲線で形成されてい
ると、視域は３６０度となる。さらに回折格子が複数の
空間周波数ををするので、中間色を演出できる。

本発明の方法では、電子ビーム露光装置を用いている。

この電子ビーム露光装置を用いると、ＥＢレジストに様
々な形状の回折格子を描画することができる。各ドツト
ごとに回折格子の方向を変化させることも可能であるし
、回折格子を曲線に形成することもできる。また、複数
の空間周波数を有する回折格子パターンを形成すること
もできる。

「実施例」 電子ビーム露光装置を用いた、本発明に係る回折格子パ
ターンを有するディスプレイの作製方法を第１図乃至第
３図を参照して説明する。

第１図に示すように電子ビーム露光装置は、電子銃５０
．アライメント５２、プランカー５４、コンデンサーレ
ンズ５６、ステイグメータ５８、ディフレクタ−６０、
対物レンズ６２、Ｘ−Ｙステージ２０からなる。Ｘ−Ｙ
ステージ２０上にはＥＢレジスト（乾板）１４が載置さ
れている。プランカー５４、ディフレクタ−６０及びＸ
−Ｙステージ２０はコントロルインターフェース６４を
介してコンピュータ６６に接続されている。電子銃５０
から照射された電子ビームは、コンピュータ６６に制御
されて乾板１４上を走査する。

第２図はＸ−Ｙステージ２０上に載置された乾板１４を
示している。電子銃５０から発射された電子ビーム７０
はドツト１６を単位にして回折格子パターン１８を描画
する。Ｘ−Ｙステージ２０を移動させることにより、次
々とドツト毎に回折格子パターン１８を描画する。

以下第３図を参照して操作手順を説明する。

先ず、ステップａにおいて、イメージスキャナを用いて
画像データを読取り、コンピュータに入力する。または
、コンピュータ・グラフィックスの画像データをコンピ
ュータに入力してもよい。

次に、ステップｂにおいて、入力した画像データの体裁
を整えるために画像データを修正する。イメージスキャ
ナにより読取られたままの画像データは、エツジの部分
がギザギザになっているので、コンピュータで画像の修
正を行う。次にスッテブＣにおいて、コンピュータに視
域データを入力する。この視域データは、入力した画像
データをディスプレイとして再生したときに、そのディ
スプレイの見える方向及び視域を各ドツト毎に定めるも
のである。次にステップｄにおいて、Ｘ−Ｙステージを
原点に移動させ、ステップｅでドツトデータをコンピュ
ータに入力する。このドツトデータは、修正した画像デ
ータのうち、一つのドツトの場所、そのドツトの色（空
間周波数）、そのドツトの見える方向、そのドツトの見
える範囲に関するデータである。次にステップｅで入力
したドツトの色を再現するように、回折格子のピッチを
ステップｆで求める。またステップｅで入力したドツト
の見える方向を再現するように、回折格子の方向をステ
ップｇで求める。更に、ステップｅで入力したドツトの
見える範囲を再現するように、回折格子の曲率をステッ
プｈで求める。なおステップｆＳｇ、ｈの順番はこの例
に限られずどのような順番になってもよい。次にステッ
プｉにおいて、ステップｅで入力したドツトの位置まで
Ｘ−Ｙステージを移動し、ステップｊ・においてそのド
ツトの回折格子の描画を行う。この一連のステップによ
り、一つのドツトに対応した回折格子の描画が完了する
。

次にステップｋにおいて次のドツトのデータを入力する
ために、データを参照するアドレスを１だけ増す。そし
てステップｌにおいて、このアドレスにおける画像デー
タが存在するときには、ステップｅに戻り別のドツトデ
ータを入力し、ステップｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋを繰返
す。この一連のステップをドツトに対応した画像データ
がなくなるまで続ける。

電子ビーム露光装置によれば、電子ビームを様々な方向
に走査することができるので、所望の回折格子パターン
を描画することができる。第４図に示すように、空間周
波数ｆ１を有するパターンと空間周波数ｆ２を有するパ
ターン重ね合せて、空間周波数ｆ１とｆ２が混在した回
折格子パターンを形成できる。このように複数の周波数
を有する回折格子パターンによれば、中間色を表現でき
る。また第５図に示すように回折格子の方向をドツト毎
に変えることができる。第６図に示すように、一つのド
ツトに複数の方向を向いた回折格子を混在させることも
できる。第５図及び第６図のようなパターンによれば、
ディスプレイの像を観察者の見る位置によって変化させ
ることも可能である。

また、第７図に示すように曲線状の回折格子を有するド
ツトを形成することも可能である。このような曲線の回
折格子を形成すると視域を広げることができる。第８図
に示すように、同心円状の回折格子によってドツトを構
成することもできる。

この場合には視域が３６０度となり、従来のホログラム
に見られるような視域の制限が無くなり、どの位置から
もディスプレイを観察することができる。

このように、電子ビーム露光装置を用いることにより、
２光束のレーザ光線を用いた場合よりも多彩な表現を持
つディスプレイを作製することが可能となる。

このようにして形成された回折格子を有する乾板は複製
のための原版として使用できる。複製を行うためにはよ
く知られているエンボス法を用いる。

「発明の効果」 以上述べたように、本発明は、様々な形状の回折格子か
らなるドツトを面上に形成することにより、以下に示す
ような多彩な表現を有するディスプレイを作製できる。

（ａ）空間周波数の異なる微小な回折格子からなるドツ
トの集りによって画像を構成しているので、照明光が拡
散せずに観察者の目に入ってくる。したがって、明るい
ディスプレイを提供できる。

（ｂ）微小なドツトの組合せによってパターンを構成し
ているので、０．１ｍｍ以下の精度で色合せが可能とな
る。従って、細紋パターンなどの細かいパターンを作製
できる。

（ｃ）様々な方向を向いた回折格子パターンを提供でき
る。したがって、観察者の見る方向によってパターンが
変化するディスプレイの作製が可能となる。このような
デスプレイを電子ビーム露光装置により作製すれば、よ
り容易に作製できる。

（ｄ）曲線の回折格子パターンによりドツトを構成して
いるので、従来のディスプレイに比較して非常に広い視
域を持つディスプレイを作製できる。

このようなディスプレイを電子ビーム露光装置により作
製すると、より容易に作製できる。

（ｅ）複数の空間周波数を有する回折格子をドツト毎に
作製しているので、中間色を有するディスプレイを提供
できる。このようなディスプレイを電子ビーム露光装置
により作製すると、より容易に作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回折格子パターンを有するディスプレ
イの作製装置の概略図、第２図はＸ−Ｙステージ上に載
置されたＥＢレジストを示す図、第３図は本発明の回折
格子パターンを有するディスプレイの作製方法のフロー
チャート図、第４図は複数の空間周波数を有する回折格
子から形成されたドツトを示す図、第５図はドツト毎に
回折格子の方向が異なるパターンを示す図、第６図は複
数の方向を向いた回折格子を有するドツトからなるパタ
ーンを示す図、第７図は曲線の回折格子からなるドツト
を示す図、第８図は同心円の回折格子からなるドツトを
示す図である。 １４・・・乾板、１６・・・ドツト、１８・・・回折格
子、２０・・・Ｘ−Ｙステージ、５０・・・電子銃、５
４・・・プランカー　６０・・・ディフレクタ−６４・
・・コントロールインターフェース、６６・・・コンピ
ュータ、７０・・・電子ビーム 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 空間用ｇＬ我ｆ１ 聾間虜ぼ政Ａ２ 第４ 図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回
   折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数
   の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格
   子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化してい
   て、前記ドットに形成された回折格子の方向が各ドット
   毎に変化していることを特徴とする回折格子パターンを
   有するディスプレイ。（２）平面状の基板と、前記基板
   の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回
   折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ド
   ットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び
   方が所望に変化していて、前記ドットに形成された回折
   格子が曲線で形成されていることを特徴とする回折格子
   パターンを有するディスプレイ。 （３）平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回
   折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数
   の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格
   子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化してい
   て、前記ドットに形成された回折格子が複数の空間周波
   数の成分を有することを特徴とする回折格子パターンを
   有するディスプレイ。（４）電子ビーム露光装置を用い
   、かつコンピュータ制御によりＸ−Ｙステージを移動さ
   せて、前記回折格子からなるドットを配置することによ
   り請求項（１）ないし（３）のいずれかに記載のディス
   プレイを得ることを特徴とする回折格子パターンを有す
   るディスプレイの作製方法。 （５）画像データを読取る工程と、視域データをコンピ
   ュータに入力する工程と、Ｘ−Ｙステージを原点に移動
   する工程と、ドットデータの初期値を入力する工程と、
   そのドットデータに基づき回折格子のピッチ、前記回折
   格子の方向、および前記回折格子の曲率を決定する工程
   と、前記ドットデータに基づきＸ−Ｙステージをそのド
   ットに対応した位置に移動する工程と、電子ビーム露光
   装置を用いて前記回折格子を描画する工程と、ドットデ
   ータに対応したアドレスを１だけ増して前記ドットデー
   タの初期値を入力する工程以下の一連の工程を繰返す工
   程とからなることを特徴とする回折格子パターンを有す
   るディスプレイの作製方法。