JPH0792316A - ホログラムを用いたカラーフィルターの製造方法、及び、そのためのホログラム、ホログラム撮影に用いられる感光板、ホログラム撮影後の露光済み感光板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回折効率がより高く、不要干渉縞等のない高
品質なホログラムを利用したカラーフィルターの製造方
法、そのためのホログラム、感光板等。 【構成】 背後からバックライトを照射してカラー表示
を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置され、
入射するバックライトを分光して、対応する液晶セル又
は対応する色のカラーフィルターセルに入射させる単数
又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録され
たホログラムからなるホログラムを用いたカラーフィル
ターの製造方法において、ホログラムの撮影時に、ホロ
グラム感材層８の撮影光入射側に反射防止板２０を配置
して撮影すると、撮影光１０、１１の多重反射による不
要干渉縞等のない高品質で回折効率の高いホログラムを
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いたカ
ラーフィルターの製造方法、及び、そのためのホログラ
ム、ホログラム撮影に用いられる感光板、ホログラム撮
影後の露光済み感光板に係わり、特に、ホログラムを用
いてバックライトの利用効率向上を図った液晶表示装置
用カラーフィルターの製造方法等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラーフィルターを用いたカ
ラー液晶表示装置においては、表示のためにバックライ
トは必要不可欠なものである。しかしながら、カラー液
晶表示装置の背後から白色光をそのまま照射しただけで
は、その利用効率は非常に低い。その原因として、主に
下記に示す理由が挙げられる。

【０００３】各色のセル以外のブラック・マトリック
スが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄にな
る。 各画素へ入射する白色光の中、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）のカラーフィルターを透過する色成分が制限さ
れてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしま
う。 カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。

【０００４】このような問題を解決すべく、図６に示す
ように、例えばマイクロレンズアレー２をカラーフィル
ター１の前面に設置し、白色光のバックライト３をそれ
ぞれカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂへ集光させるよう
にすることにより、バックライト３の利用効率を上げる
方法が従来より知られている。なお、図６において、符
号４はカラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ間に設けられた
ブラック・マトリックスを示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法でも、白色光３を各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ
へ分光して照射することはできないために、上記に示
す問題の解決はできない。

【０００６】このような状況に鑑み、本発明者は、特願
平５−１２１７０〜１号、同５−１４５７３号、同５−
９７５１７号、同５−１４９２１１号において、液晶表
示用バックライト等の利用効率を大幅に向上させるため
に、従来のカラーフィルターと共に用いるホログラムを
利用したカラーフィルター、及び、従来のカラーフィル
ターの代わりに用いるホログラムを利用したカラーフィ
ルター、それらの製造方法を提案した。

【０００７】ところで、本発明者の提案に係る上記のホ
ログラムを用いたカラーフィルターをより効率が高く、
不要干渉縞等のない高品質なものにすることが望まれ
る。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、上記の本発明者の提案に係わ
るカラーフィルター用のホログラム撮影時に工夫を施し
て、回折効率がより高く、不要干渉縞等のない高品質な
ホログラムを利用したカラーフィルターの製造方法、及
び、そのためのホログラム、ホログラム撮影に用いられ
る感光板、ホログラム撮影後の露光済み感光板を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムを用いたカラーフィルターの製造方法
は、背後からバックライトを照射してカラー表示を行う
液晶表示装置のバックライト入射側に配置され、入射す
るバックライトを分光して、対応する液晶セル又は対応
する色のカラーフィルターセルに入射させる単数又は重
畳された複数のホログラム、又は、多重記録されたホロ
グラムからなるホログラムを用いたカラーフィルターの
製造方法において、前記ホログラムの撮影時に、ホログ
ラム感材層の撮影光入射側に反射防止板を配置して撮影
することを特徴とする方法である。

【００１０】この場合、反射防止板をインデックスマッ
チング液を介してホログラム感材層と密着させることが
望ましい。さらに、ホログラムの撮影時に、ホログラム
感材層の撮影光入射側と反対側に少なくとも撮影光を吸
収するハレーション防止層を設けて撮影することが望ま
しい。このハレーション防止層としては、溶媒中に撮影
光の波長を吸収する顔料あるいは染料と樹脂とを溶かし
た液を撮影光入射側と反射側に塗布、乾燥して形成する
ことができる。

【００１１】また、ホログラム感材層としてフォトポリ
マーを用いる場合、少なくともホログラムの撮影時に、
ホログラム感材層の表面に酸素遮断用の層を設けること
が望ましい。また、撮影後の後処理として加熱処理を必
要とするフォトポリマーを用いる場合、撮影後にホログ
ラム感材層をそれを支持するための基板から剥がし、ホ
ログラム感材層のみを加熱処理することが望ましい。後
者の場合、加熱処理時に一旦剥がしたホログラム感材層
を加熱処理終了後、再び基板上に貼り付けて使用するこ
とが望ましく、その場合、基板上に加熱処理したホログ
ラム感材層を貼り付けるために光学接着剤を用いること
が望ましい。

【００１２】また、本発明のカラーフィルター用のホロ
グラムは、背後からバックライトを照射してカラー表示
を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置され、
入射するバックライトを分光して、対応する液晶セル又
は対応する色のカラーフィルターセルに入射させるホロ
グラムからなるカラーフィルター用のホログラムにおい
て、保護フィルム、ホログラム層、光学接着剤層、透明
基板から構成されていることを特徴とするものである。

【００１３】さらに、本発明のカラーフィルター用のホ
ログラム撮影に用いられる感光板は、背後からバックラ
イトを照射してカラー表示を行う液晶表示装置のバック
ライト入射側に配置され、入射するバックライトを分光
して、対応する液晶セル又は対応する色のカラーフィル
ターセルに入射させるホログラムからなるカラーフィル
ター用のホログラム撮影に用いられる感光板において、
撮影光入射側から順に、保護フィルム、ホログラム感材
層、透明基板、撮影光を吸収するハレーション防止層か
ら構成されていることを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明のカラーフィルター用のホロ
グラムホログラム撮影後の露光済み感光板は、背後から
バックライトを照射してカラー表示を行う液晶表示装置
のバックライト入射側に配置され、入射するバックライ
トを分光して、対応する液晶セル又は対応する色のカラ
ーフィルターセルに入射させるホログラムからなるカラ
ーフィルター用のホログラム撮影後の露光済み感光板に
おいて、保護フィルム、ホログラム層、透明基板から構
成されていることを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】本発明においては、ホログラムの撮影時に、ホ
ログラム感材層の撮影光入射側に反射防止板を配置して
撮影するので、撮影光の多重反射による不要干渉縞等の
ない高品質で回折効率の高いホログラムを利用したカラ
ーフィルターを得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、まず、本発明の製造方法の対象である
ホログラムを用いたカラーフィルターの代表的なものの
原理について図面を参照にして説明する。まず、図１の
液晶表示装置の断面図を参照にして本発明の第１の形態
のカラーフィルターの原理と作用について説明する。同
図において、規則的に液晶セル６′に区切られた液晶表
示素子６のバックライト３入射側に本発明の対象のカラ
ーフィルターを構成するホログラムアレー５が離間して
配置される。液晶表示素子６背面には、各液晶セル６′
と整列した図６と同様なＲ、Ｇ、Ｂの着色セル１′及び
その間に設けられたブラック・マトリックス４からなる
カラーフィルター１が配置されるか、又は、着色セル
１′を省き、ブラック・マトリックス４のみが配置され
る。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子６の両
側に配置される。

【００１７】ホログラムアレー５は、液晶表示素子６の
１画素を構成する隣接する３つの液晶セル６′の組各々
に対応して、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に
配置された微小ホログラム５′からなり、微小ホログラ
ム５′は液晶表示素子６の各画素に整列して各々１個ず
つ配置されており、各微小ホログラム５′は、ホログラ
ムアレー５の法線に対して角度θをなして入射するバッ
クライト３の中の緑色の成分の光を、その微小ホログラ
ム５′に対応する画素の中心の着色セル１′又は液晶セ
ル６′上に集光するようにフレネルゾーンプレート状に
形成されているものである。そして、微小ホログラム
５′は、回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い、レリーフ型、位相型、振幅型等の透過型ホログラム
からなる。ここで、回折効率の波長依存性がないかもし
くは少ないとは、リップマンホログラムのように、特定
の波長だけを回折し、他の波長は回折しないタイプのも
のではなく、１つの回折格子で何れの波長も回折するも
のを意味し、この回折効率の波長依存性がない回折格子
は、波長に応じて異なる回折角で回折する。

【００１８】このような構成であるので、ホログラムア
レー５の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト３を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム５′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー５面に平行な方向に分散される。その中の、赤の
波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤を表示する液
晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフィルターセル
Ｇ又は緑を表示する液晶セル６′の位置に、青の成分は
カラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル６′
の位置にそれぞれ回折集光するように、ホログラムアレ
ー５を構成配置することにより、それぞれの色成分は各
カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及びブラック・マトリ
ックス４でほとんど減衰されずに各液晶セル６′を通過
し、対応する位置の液晶セル６′の状態に応じた色表示
を行うことができる。なお、ホログラムアレー５へのバ
ックライト３の入射角度θは、ホログラム記録条件、ホ
ログラムアレー５の厚み、ホログラムアレー５と液晶表
示素子６との距離等の種々の条件により定まるものであ
る。

【００１９】このように、ホログラムアレー５をカラー
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく各色セル
へ入射させることができるため、その利用効率を大幅に
向上させることができる。

【００２０】また、上記の第１の形態を変形したものも
考えられる。これを図２を参照にして説明する。図２の
同様の断面図を参照にして本発明の第２の形態のカラー
フィルターの原理と作用について説明する。同図におい
て、規則的に液晶セル６′に区切られた液晶表示素子６
のバックライト３入射側に本発明によるホログラムを用
いたカラーフィルター３０が離間して配置される。液晶
表示素子６背面には、各液晶セル６′と整列した図６と
同様なＲ、Ｇ、Ｂの着色セル１′及びその間に設けられ
たブラック・マトリックス４からなるカラーフィルター
１が配置されるか、又は、着色セル１′を省き、ブラッ
ク・マトリックス４のみが配置される。以上の他、図示
しない偏光板が液晶表示素子６の両側に配置される。

【００２１】本発明による第１の形態の変形のカラーフ
ィルター３０は、ホログラム２７とマイクロレンズアレ
ー２８とからなり、マイクロレンズアレー２８を構成す
るマイクロレンズ２８′は、液晶表示素子６の１画素を
構成する隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応し
て、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に配置され
ている。また、ホログラム２７は、回折格子の作用をす
る一様な干渉縞からなり、回折効率の波長依存性がない
かもしくは少ない、レリーフ型、位相型、振幅型等の透
過型ホログラムからなる。

【００２２】このような構成であるので、ホログラム２
７の液晶表示素子６と反対側の面からその法線に対して
角度θをなしてバックライト３を入射させると、波長に
依存して異なる角度で回折され、ホログラム２７の射出
側に分散される。ホログラム２７の入射側又は出射側に
配置されたマイクロレンズ２８′により、この分散され
た光は、その焦点面に波長毎に分離されて集光する。そ
の中の、赤の波長成分はカラーフィルターセルＲ又は赤
を表示する液晶セル６′の位置に、緑の成分はカラーフ
ィルターセルＧ又は緑を表示する液晶セル６′の位置
に、青の成分はカラーフィルターセルＢ又は青を表示す
る液晶セル６′の位置にそれぞれ回折集光するように、
カラーフィルター３０を構成配置することにより、それ
ぞれの色成分は各カラーフィルターセルＲ、Ｇ、Ｂ及び
ブラック・マトリックス４でほとんど減衰されずに各液
晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′の状
態に応じた色表示を行うことができる。なお、ホログラ
ム２７へのバックライト３の入射角度θは、ホログラム
記録条件、ホログラム２７の厚み、ホログラム２７と液
晶表示素子６との距離等の種々の条件により定まるもの
である。

【００２３】このような配置において、ホログラム２７
として、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の
波長依存性がないかもしくは少ない透過型ホログラムを
用いることができるため、ホログラム２７をマイクロレ
ンズアレー２８の各マイクロレンズ２８′と位置合わせ
する必要がない点、及び、マイクロレンズアレー２８の
ピッチが図６の従来の場合の３倍になり、作りやすくか
つ整列しやすい点に特長がある。

【００２４】次に、図３の同様の断面図を参照にして本
発明の対象の第２の形態のカラーフィルターの原理と作
用について説明する。同図において、規則的に液晶セル
６′に区切られた液晶表示素子６のバックライト３入射
側に本発明の対象のカラーフィルターを構成するホログ
ラムアレー１５が離間して配置される。液晶表示素子６
背面には、各液晶セル６′と整列した図６と同様なＲ、
Ｇ、Ｂの着色セル１′及びその間に設けられたブラック
・マトリックス４からなるカラーフィルター１が配置さ
れるか、又は、着色セル１′を省き、ブラック・マトリ
ックス４のみが配置される。以上の他、図示しない偏光
板が液晶表示素子６の両側に配置される。

【００２５】ホログラムアレー１５は、２枚のホログラ
ム１６、１７を重畳したものか、又は、１枚の感光材料
中に２つのホログラム１６、１７を二重に重ねて多重記
録されてなるものであり、液晶表示素子６の１画素を構
成する隣接する３つの液晶セル６′の組各々に対応し
て、その画素ピッチと同じピッチでアレー状に配置され
た微小ホログラム１５′からなっている。微小ホログラ
ム１５′は液晶表示素子６の各画素に整列して各々１個
ずつ配置されており、各微小ホログラム１５′の中のホ
ログラム１６に属する部分は、ホログラムアレー１５に
ほぼ垂直に入射する白色のバックライト３の中の赤の波
長成分を選択的に回折して、その微小ホログラム１５′
に対応する画素のカラーフィルターセルＲ又は赤を表示
する液晶セル６′の位置に集光するように波長選択性の
あるフレネルゾーンプレート状に形成されており、ま
た、各微小ホログラム１５′の中のホログラム１７に属
する部分は、ホログラムアレー１５にほぼ垂直に入射す
る白色のバックライト３の中の青の波長成分を選択的に
回折して、その微小ホログラム１５′に対応する画素の
カラーフィルターセルＢ又は青を表示する液晶セル６′
の位置に集光するように波長選択性のあるフレネルゾー
ンプレート状に形成されている。ここで、波長選択性が
あるホログラムとは、リップマンホログラムのように、
特定の波長だけを回折し、他の波長は回折しないで透過
させるタイプのものである。したがって、液晶表示装置
の背後からカラーフィルター１５に垂直に入射する白色
のバックライト３の中の青の波長成分の大部分は青色用
ホログラム１７により回折集光されてカラーフィルター
セルＢ又は青を表示する液晶セル６′の位置に入射し、
赤の波長成分の大部分は赤色用ホログラム１６により回
折集光されてカラーフィルターセルＲ又は赤を表示する
液晶セル６′の位置に入射する。ホログラム１７、１６
により回折集光されない緑の成分は、ホログラムアレー
１５を通過して直進し、カラーフィルターセルＲ、Ｇ、
Ｂ又はそれらの色を表示する液晶セル６′に３分の１ず
つ入射するが、カラーフィルターセルＲ、Ｂに入射した
分はその位置のフィルターにより遮断され（カラーフィ
ルターの着色セル１′を省く場合は、緑成分が青及び赤
を表示する液晶セル６′の位置に入射してしまうので、
以下に述べるホログラム３枚重ね又は三重に多重記録す
る方がより彩度が上がる。）、カラーフィルターセルＧ
又は緑を表示する液晶セル６′の位置にのみに実効的に
入射する。それぞれの波長成分はほとんど減衰されずに
各液晶セル６′を通過し、対応する位置の液晶セル６′
の状態に応じた色表示を行うことができる。なお、この
代わりに、同様に波長選択性のあるフレネルゾーンプレ
ート状の緑色用ホログラムをさらに加えるか三重に多重
記録して、３枚のホログラムそれぞれにより対応するカ
ラーフィルターセル又は液晶セル６′へ対応する波長成
分を回折集光させて入射させるようにしてもよい、この
場合は、ホログラムの枚数又は多重記録の回数は増える
が、バックライト３の各波長成分を無駄なく各色セル
Ｒ、Ｇ、Ｂ又は液晶セル６′へ入射させることができる
ため、その利用効率はさらに向上する。

【００２６】ところで、上記の図１、図３のものにおい
ては、１画素を構成するカラーフィルターセルＲ、Ｇ、
Ｂ又は３つの液晶セル６′の組各々に対応して、フレネ
ルゾーンプレート状の微小ホログラム５′、１５′を整
列して配置するものであったが、回折効率の波長依存性
がないかもしくは少ない一様な回折格子状のホログラム
と画素ピッチに相当するピッチを有するマイクロレンズ
アレーとを組み合わせて、又は、波長選択性がある一様
な回折格子状のホログラムを２ないし３枚重ねるか多重
記録したものに同様のマイクロレンズアレーを組み合わ
せて、同様に、ホログラムの分光性又は回折の波長選択
性を利用して、液晶表示用バックライトの利用効率を大
幅に向上させることができる。

【００２７】さて、以上のようなカラーフィルターを構
成するホログラムを製造するには、回折効率の波長依存
性がない場合も、波長選択性がある場合も、何れも、二
光束干渉撮影により作製する。図４は、その１例として
図１のようにバックライト３をホログラムアレー５の法
線に対して所定の角度をなして入射させるものの撮影光
学系を示すものであり、基板ガラス７上に配置されたホ
ログラム感材８に対してほぼ垂直に収束レンズ９からの
集光光束１０を、また、感材８の法線に対して所定の角
度θにほぼ等しい角度で平行光束１１を入射させて感材
８中で両者を干渉させて１つの微小ホログラムを撮影
し、次いで１画素ピッチＬ分だけ感材８を相対的に移動
させて隣接する微小ホログラムを同様に撮影し、これと
同様にステップ・アンド・リピートしてホログラム感材
８面全体にホログラムアレーを撮影し、感材８を現像し
てホログラムアレー５を作製することができる。ここ
で、ホログラム感材８としては、回折効率の波長依存性
がないかもしくは少ないものを得るには比較的薄く、ま
た、波長選択性のあるものにするには比較的厚くすれば
よい。なお、集光光束１０と平行光束１１とは、同一光
源からの光をビームスプリッター等により２分割したも
ので、相互に可干渉な光である。

【００２８】ところで、本発明で対象とするカラーフィ
ルター用のホログラムを以上のような二光束干渉撮影に
より作製する場合、撮影光の一部がホログラム感材層８
表面で反射して入射できないと共に、感材層８及び基板
ガラス７中で繰り返し反射を起こし、不要な干渉縞が形
成されてしまい、カラーフィルター用ホログラムとして
使用した場合、その性能に悪影響を及ぼすことがある。

【００２９】このような問題を解消するために、本発明
においては、撮影光の入射側に表面反射防止層を、入射
側と反射側にハレーション防止層を設けるようにする。
すなわち、図５に示すように、表面反射防止層として、
透明基板１８の撮影光１０、１１入射側に反射防止膜１
９を設けて構成した反射防止板２０を用い、これをイン
デックスマッチング液２１を介してホログラム感材層８
上に張り付ける。また、基板ガラス７の裏面にハレーシ
ョン防止層２２を設ける。

【００３０】ここで、反射防止板２０は、プラスチック
やガラス等の透明基板１８の表面上に真空蒸着法等によ
り所望の屈折率を有する単層あるいは積層薄膜からなる
反射防止膜１９を形成して構成されるもので、例えば、
上記基板１８上に単層として反射防止膜を形成する場合
には、ＭｇＦ₂ やＳｉＯ₂ 等の低屈折率材料の薄膜を、
この屈折率ｎとの関係において、光学的膜厚ｄをｎｄ＝
λ／４（ただし、λは設計波長で、５００〜５８０ｎ
ｍ）と設定して、単層反射防止膜を形成する。また、２
層膜として形成する場合には、上記基板１８上にまずＴ
ｌＯ₂ やＺｒＯ₂あるいはＩｎ₂ Ｏ₃ 等の高屈折率材料
の薄膜を、この屈折率ｎ₁ との関係において、光学的膜
厚ｄ₁ をｎ₁ ｄ₁ ＝λ／２（ただし、λは設計波長で、
５００〜５８０ｎｍ）と設定して形成し、次に、この高
屈折率薄膜上に前記単層の場合と同様の低屈折率薄膜を
積層させることにより、２層膜の形成が行われる。な
お、３層以上の場合でも、まず基板１８側に屈折率の高
い薄膜を形成し、順次中屈折率層、例えばＡｌ₂ Ｏ₃ や
ＭｇＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ 等の薄膜を形成後、上記低屈折率薄膜
を積層する。つまり、上記何れの場合でも、最上層は低
屈折率薄膜を形成することによって反射防止板２０が構
成される。

【００３１】次に、ハレーション防止層２２としては、
溶媒（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、イソプ
ロピルアルコール、キシレン）等に、撮影光１０、１１
（例えば、ホログラム５の場合、４５０〜６００ｎｍ程
度の青〜緑色域の波長）を吸収するような染料（例え
ば、メロシアニン、芳香族ケトン、チオキサンテン、チ
オピリリウム塩、キノリン、スチリルキノリン系色素）
及び使用する溶剤に可溶であるバインダー（例えば、塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂）を混ぜたものを
基板ガラス７の裏面の空気との界面に塗布し、乾燥す
る。

【００３２】なお、ホログラム感材８として重合タイプ
のフォトポリマーを使用する場合、空気中の酸素はその
中のモノマー等の重合を阻止する作用があるので、ホロ
グラム感材８表面を酸素遮断用の層、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ポリビニルアルコール、トリアセテ
ート等からなる層で覆うことが望ましい。

【００３３】このような配置で撮影して製造した液晶表
示装置のカラーフィルター用のホログラムは、回折効率
が高く、不要干渉縞等がない高品質なものとなった。

【００３４】ところで、ホログラム感材８としてドライ
処理タイプのフォトポリマーであって露光後に加熱処理
を必要とするもの（例えば、米国デュポン社製 オムニ
デックス３５２）を用いる場合、図５のような配置で露
光後、基板ガラス７にこのフォトポリマーからなるホロ
グラム感材８を貼り付けたまま加熱処理すると、基板ガ
ラス７とホログラム感材８の熱膨張係数の違いから、ホ
ログラム感材８中に歪みが残って干渉縞が乱れてしまう
ため、フィルターの品質が劣ることになる。そこで、加
熱処理の前にホログラム感材８を基板ガラス７から剥が
し、ホログラム感材８のみを加熱処理する。この処理
後、同じ基板ガラス又は別の基板ガラスに現像処理済み
のホログラム８を貼り付けてホログラム５、１５等とし
て用いる。なお、この貼り付けの際、屈折率が基板ガラ
ス及びホログラム８に近い光学接着剤を用いることが望
ましい。

【００３５】以下、具体的な例について説明する。図５
のような配置において、ハレーション防止層２２とし
て、染料に、保土谷化学（株）のＳＰＩＬＯＮ ＲＥ
Ｄ ＢＥＨを用い、バインダーに、ＴＨＥ ＩＮＣＴ
ＥＣ ＩＮＫ（諸星インク（株））のＭＲ−Ｈを用い、
溶媒に、純正化学（株）のＭＥＫ（メチルエチルケト
ン）を用い、これらを混合させた後、ホログラム感材８
の基板ガラス７の入射と反射側上に刷毛塗りし、その
後、溶媒を蒸発させて乾燥させ、ハレーション防止層２
２とした。このようなハレーション防止層２２を用い
て、後記の条件でホログラムを撮影したところ、この層
２２が存在することによって、裏面でのハレーション、
繰り返し反射等を防止でき、高品質ホログラムが作成で
きた。

【００３６】そして、図５における反射防止板２０に
は、誘電体多層膜減反射コーティング１９を施したＢＫ
−７光学ガラス１８を用いた。この反射防止ガラス２０
は、使用するアルゴンレーザー（波長５１４．５ｎｍ）
において、最大反射率０．２５％まで反射を抑えてい
る。この反射防止ガラス２０としては、キノ・メレスグ
リオ（株）製のものを用いた。

【００３７】図５において、上記反射防止ガラス２０
を、インデックスマッチング液２１としてキレシンを介
して、ホログラム感材８のカバーフィルム（図示なし）
上へ貼り付けた。

【００３８】ホログラム感材８上に配置されるカバーフ
ィルムには、酸素遮断性と耐溶剤（この場合、キシレ
ン）性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルムを用いた。具体的に、商品名として、デュポン
社製のＭｙｌａｒフィルムを用いた。

【００３９】以上のような層構成を用いて、ホログラム
を撮影した。図５において、ホログラム感材８の感光材
料としてフォトポリマー（デュポン社 オムニデックス
３５２）の膜厚６μｍ、屈折率差Δｎ０．０３のものを
用い、光源として波長５１４．５ｎｍ、アルゴン５Ｗレ
ーザー（スペクトラフィジック社製 モデルＳＰ２０２
０−０５５）を電流３０Ａ、出力０．１Ｗの５１４．５
ｎｍシングルモード状態で用い、集光光束１０として、
焦点距離１０６ｍｍの収束レンズ９であって、その光軸
が感材８に対し垂直な角度をなし、感材８を通しその背
後の厚さ１．１ｍｍの基板ガラス７の背面上に焦点が位
置する収束レンズ９によって集光される光を用い、平行
光束１１として、感材８の法線に対して６８．０°の角
度をなす平行光を用いて、以下の記録条件で撮影及び後
処理条件で後処理して作製した。

【００４０】 記録条件：物体光強度（乾板面上）：０．５ｍＷ／ｃｍ² 参照光強度（乾板面上）：０．５ｍＷ／ｃｍ² 計 ：１．０ｍＷ／ｃｍ² 撮影時間 ：４０秒 露光量 ：４０ｍＪ／ｃｍ² 後処理条件：紫外線照射 ：１０分、１００ｍＪ／ｃｍ² 加熱 ：１２０℃、２時間 ホログラム寸法 ：縦４８ｍｍ×横３００μｍ（ストライプ 状） 上記おいて、ホログラム撮影後、まず反射防止ガラス２
０を取り除き、また、基板ガラス７の裏面からハレーシ
ョン防止層２２を剥離し、続いて、紫外線照射して、こ
のままの形態で加熱処理して最終製品にすることも可能
であるが、紫外線照射後、基材ガラス７からホログラム
層８とカバーフィルムを一体に剥離し、加熱処理を行っ
た。ガラス基板７から剥離し、感材８とカバーフィルム
のみの状態で加熱する理由は、ガラスとフィルム部との
熱膨張係数が異なることにより、ホログラム記録層８に
歪みが生じ、製品の最終的な光学特性を著しく損なうこ
とを防止するためである。

【００４１】加熱条件として、１２０℃、２時間、フィ
ルムを恒温槽内にクリップで吊るして行った。この方法
で加熱したフィルムは、前述のような歪みによる不良を
生じない良好な性能を有するホログラムとなった。

【００４２】この加熱後のフィルムの形態のままで最終
製品にすることも可能であるし、下記のガラス等の基板
への再貼付した形態で最終製品とすることも可能であ
る。

【００４３】次に、加熱処理後のフィルムのガラス等基
板への再貼付についての例を示す。再ラミネートするた
めの基板としてガラス板を用い、その上にホログラムフ
ィルムをラミネートするために光学接着剤を使用した。
使用した光学接着剤は、ノーランド社製ＮＯＡ６１（品
番）であり、これをガラス板表面に塗り付け、ホログラ
ムフィルムを感材８側を向けてラミネートした後、カバ
ーフィルム側から紫外線を照射して光学接着剤を硬化さ
せた。紫外線照射条件は、１００Ｗ水銀ランプによる１
０分間の露光であった。この光学接着材は収縮率が小さ
いために、光学特性を乱すことなくホログラムを再ラミ
ネートできた。

【００４４】以上、本発明のホログラムを用いたカラー
フィルターの製造方法、及び、そのためのホログラム、
ホログラム撮影に用いられる感光板、ホログラム撮影後
の露光済み感光板を実施例に基づいて説明してきたが、
本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能で
ある。なお、複数枚のホログラムを重畳してカラーフィ
ルターを構成する場合、各ホログラムの撮影において、
上記の方法を適用することが望ましい。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムを用いたカラーフィルターの製造方法、及
び、そのためのホログラム、ホログラム撮影に用いられ
る感光板、ホログラム撮影後の露光済み感光板による
と、ホログラムの撮影時に、ホログラム感材層の撮影光
入射側に反射防止板を配置して撮影するので、撮影光の
多重反射による不要干渉縞等のない高品質で回折効率の
高いホログラムを利用したカラーフィルターを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の形態のホログラムを用いたカラーフィル
ターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。

【図２】第１の形態の変形のホログラムを用いたカラー
フィルターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。

【図３】第２の形態のホログラムを用いたカラーフィル
ターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。

【図４】カラーフィルター用ホログラムの１つの撮影光
学系の配置を示す図である。

【図５】本発明による１実施例のホログラム撮影光学系
の配置を示す図である。

【図６】従来の液晶表示装置の照明方法を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルター（従来型） １′…着色セル ３…バックライト ４…ブラック・マトリックス ５…ホログラムアレー ５′…微小ホログラム ６…液晶表示素子 ６′…液晶セル ７…基板ガラス ８…ホログラム感材 ９…収束レンズ １０…集光光束 １１…平行光束 １５…ホログラムアレー １５…微小ホログラム １６、１７…ホログラム １８…透明基板 １９…反射防止膜 ２０…反射防止板 ２１…インデックスマッチング液 ２２…ハレーション防止層 ２７…ホログラム ２８…マイクロレンズアレー ２８′…マイクロレンズ ３０…カラーフィルター

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背後からバックライトを照射してカラー
   表示を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置さ
   れ、入射するバックライトを分光して、対応する液晶セ
   ル又は対応する色のカラーフィルターセルに入射させる
   単数又は重畳された複数のホログラム、又は、多重記録
   されたホログラムからなるホログラムを用いたカラーフ
   ィルターの製造方法において、前記ホログラムの撮影時
   に、ホログラム感材層の撮影光入射側に反射防止板を配
   置して撮影することを特徴とするホログラムを用いたカ
   ラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 前記反射防止板をインデックスマッチン
   グ液を介してホログラム感材層と密着させることを特徴
   とする請求項１記載のホログラムを用いたカラーフィル
   ターの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ホログラムの撮影時に、ホログラム
   感材層の撮影光入射側と反対側に少なくとも撮影光を吸
   収するハレーション防止層を設けて撮影することを特徴
   とする請求項１又は２記載のホログラムを用いたカラー
   フィルターの製造方法。
4. 【請求項４】 前記ハレーション防止層が、溶媒中に撮
   影光の波長を吸収する顔料あるいは染料と樹脂とを溶か
   した液を撮影光入射側と反射側に塗布、乾燥して形成す
   ることを特徴とする請求項３記載のホログラムを用いた
   カラーフィルターの製造方法。
5. 【請求項５】 前記ホログラム感材層としてフォトポリ
   マーを用い、少なくとも前記ホログラムの撮影時に、ホ
   ログラム感材層の表面に酸素遮断用の層を設けることを
   特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のホログラ
   ムを用いたカラーフィルターの製造方法。
6. 【請求項６】 前記ホログラム感材層として、撮影後の
   後処理として加熱処理を必要とするフォトポリマーを用
   い、撮影後に前記ホログラム感材層をそれを支持するた
   めの基板から剥がし、ホログラム感材層のみを加熱処理
   することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載
   のホログラムを用いたカラーフィルターの製造方法。
7. 【請求項７】 加熱処理時に一旦剥がしたホログラム感
   材層を加熱処理終了後、再び基板上に貼り付けることを
   特徴とする請求項６記載のホログラムを用いたカラーフ
   ィルターの製造方法。
8. 【請求項８】 基板上に加熱処理したホログラム感材層
   を貼り付けるために光学接着剤を用いることを特徴とす
   る請求項７記載のホログラムを用いたカラーフィルター
   の製造方法。
9. 【請求項９】 背後からバックライトを照射してカラー
   表示を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置さ
   れ、入射するバックライトを分光して、対応する液晶セ
   ル又は対応する色のカラーフィルターセルに入射させる
   ホログラムからなるカラーフィルター用のホログラムに
   おいて、保護フィルム、ホログラム層、光学接着剤層、
   透明基板から構成されていることを特徴とするカラーフ
   ィルター用のホログラム。
10. 【請求項１０】 背後からバックライトを照射してカラ
    ー表示を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置
    され、入射するバックライトを分光して、対応する液晶
    セル又は対応する色のカラーフィルターセルに入射させ
    るホログラムからなるカラーフィルター用のホログラム
    撮影に用いられる感光板において、撮影光入射側から順
    に、保護フィルム、ホログラム感材層、透明基板、撮影
    光を吸収するハレーション防止層から構成されているこ
    とを特徴とするカラーフィルター用のホログラム撮影に
    用いられる感光板。
11. 【請求項１１】 背後からバックライトを照射してカラ
    ー表示を行う液晶表示装置のバックライト入射側に配置
    され、入射するバックライトを分光して、対応する液晶
    セル又は対応する色のカラーフィルターセルに入射させ
    るホログラムからなるカラーフィルター用のホログラム
    撮影後の露光済み感光板において、保護フィルム、ホロ
    グラム層、透明基板から構成されていることを特徴とす
    るカラーフィルター用のホログラムホログラム撮影後の
    露光済み感光板。