JPH0792327A - ホログラムを用いたカラーフィルター - Google Patents
ホログラムを用いたカラーフィルターInfo
- Publication number
- JPH0792327A JPH0792327A JP5234499A JP23449993A JPH0792327A JP H0792327 A JPH0792327 A JP H0792327A JP 5234499 A JP5234499 A JP 5234499A JP 23449993 A JP23449993 A JP 23449993A JP H0792327 A JPH0792327 A JP H0792327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- color filter
- liquid crystal
- light
- crystal display
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロレンズアレーと組み合わせて用いら
れ、一様な干渉縞からなるホログラムを用いたカラーフ
ィルターのより現実的で実現可能な形態。 【構成】 回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い回折格子の作用をする一様な干渉縞からなるホログラ
ム５と、このホログラム５の照明光３入射側あるいは出
射側に集光素子アレー７を配置してなるホログラムを用
いたカラーフィルター１０において、集光素子アレー７
とホログラム５とを一体に密着させて構成する。このよ
うにすると、液晶表示用バックライト３の利用効率が大
幅に向上し、かつ、その製作、組立等が極めて容易にな
る。
れ、一様な干渉縞からなるホログラムを用いたカラーフ
ィルターのより現実的で実現可能な形態。 【構成】 回折効率の波長依存性がないかもしくは少な
い回折格子の作用をする一様な干渉縞からなるホログラ
ム５と、このホログラム５の照明光３入射側あるいは出
射側に集光素子アレー７を配置してなるホログラムを用
いたカラーフィルター１０において、集光素子アレー７
とホログラム５とを一体に密着させて構成する。このよ
うにすると、液晶表示用バックライト３の利用効率が大
幅に向上し、かつ、その製作、組立等が極めて容易にな
る。
Description
【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
ーフィルターに関するものである。
ラーフィルターに係わり、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。
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。
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。
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。
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号、同５−９７５１７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
フィルターを提案した。
平５−１２１７０号、同５−９７５１７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
フィルターを提案した。
【０００７】本発明は、上記の本発明者の提案に係わる
ホログラムを用いたカラーフィルターの中、一様な干渉
縞からなるホログラムを用いたカラーフィルターであっ
てマイクロレンズアレーと組み合わせて用いられるもの
の詳細に関するものであり、その目的は、より現実的で
実現可能なホログラムを用いたカラーフィルターを提供
することである。
ホログラムを用いたカラーフィルターの中、一様な干渉
縞からなるホログラムを用いたカラーフィルターであっ
てマイクロレンズアレーと組み合わせて用いられるもの
の詳細に関するものであり、その目的は、より現実的で
実現可能なホログラムを用いたカラーフィルターを提供
することである。
【０００８】
【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は、回折効率
の波長依存性がないかもしくは少ない回折格子の作用を
する一様な干渉縞からなるホログラムと、このホログラ
ムの照明光入射側あるいは出射側に集光素子アレーを配
置してなるホログラムを用いたカラーフィルターにおい
て、前記集光素子アレーとホログラムとを一体に密着さ
せて構成したことを特徴とするものである。
明のホログラムを用いたカラーフィルターは、回折効率
の波長依存性がないかもしくは少ない回折格子の作用を
する一様な干渉縞からなるホログラムと、このホログラ
ムの照明光入射側あるいは出射側に集光素子アレーを配
置してなるホログラムを用いたカラーフィルターにおい
て、前記集光素子アレーとホログラムとを一体に密着さ
せて構成したことを特徴とするものである。
【０００９】この場合、集光素子アレーとしては、等方
マイクロレンズアレー、レンチキュラーレンズ等を用い
ることができる。
マイクロレンズアレー、レンチキュラーレンズ等を用い
ることができる。
【００１０】このような集光素子アレーは、原版からホ
ログラム上に型取りした複製品として構成できる。その
場合、原版とホログラムの間に硬化型の樹脂液を充填
し、両者をプレス後、樹脂液を硬化させて型取りした複
製品とすることができ、この硬化型の樹脂液として、熱
硬化型樹脂の樹脂液、紫外線硬化型樹脂の樹脂液等と用
いることができる。
ログラム上に型取りした複製品として構成できる。その
場合、原版とホログラムの間に硬化型の樹脂液を充填
し、両者をプレス後、樹脂液を硬化させて型取りした複
製品とすることができ、この硬化型の樹脂液として、熱
硬化型樹脂の樹脂液、紫外線硬化型樹脂の樹脂液等と用
いることができる。
【００１１】なお、ホログラムの照明光入射角度は、そ
の法線から２０°から７０°の間の角度であることが望
ましく、また、ホログラムの厚みは１０μｍ以下である
ことが望ましい。
の法線から２０°から７０°の間の角度であることが望
ましく、また、ホログラムの厚みは１０μｍ以下である
ことが望ましい。
【００１２】このようなホログラムを用いたカラーフィ
ルターは、例えば、液晶プロジェクターの液晶表示素子
と共に用いるカラーフィルターとして、また、直視型液
晶表示装置用のカラーフィルターとして使用できる。
ルターは、例えば、液晶プロジェクターの液晶表示素子
と共に用いるカラーフィルターとして、また、直視型液
晶表示装置用のカラーフィルターとして使用できる。
【００１３】
【作用】本発明においては、回折効率の波長依存性がな
いかもしくは少ない回折格子の作用をする一様な干渉縞
からなるホログラムと集光素子アレーとを一体に密着さ
せて構成したので、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たカラーフィルターを得ることがで
きると共に、集光性のないホログラムの使用が可能で、
カラーフィルターの製作、組立等が極めて容易になる。
いかもしくは少ない回折格子の作用をする一様な干渉縞
からなるホログラムと集光素子アレーとを一体に密着さ
せて構成したので、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たカラーフィルターを得ることがで
きると共に、集光性のないホログラムの使用が可能で、
カラーフィルターの製作、組立等が極めて容易になる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明のホログラムを用いたカラーフ
ィルターの原理と実施例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
本発明のカラーフィルター１０の原理と作用について説
明する。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１０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。
ィルターの原理と実施例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
本発明のカラーフィルター１０の原理と作用について説
明する。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１０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。
【００１５】本発明によるカラーフィルター１０は、ホ
ログラム５とマイクロレンズアレー７とからなり、マイ
クロレンズアレー７を構成するマイクロレンズ８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５
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。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。
ログラム５とマイクロレンズアレー７とからなり、マイ
クロレンズアレー７を構成するマイクロレンズ８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５
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。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。
【００１６】このような構成であるので、ホログラム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５の射出側に
分散される。ホログラム５の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ８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１０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５へのバ
ックライト３の入射角度θは、後記するホログラム記録
条件により定まるものである。
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５の射出側に
分散される。ホログラム５の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ８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１０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５へのバ
ックライト３の入射角度θは、後記するホログラム記録
条件により定まるものである。
【００１７】このような配置において、ホログラム５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５をマイクロレンズ
アレー７の各マイクロレンズ８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７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。
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５をマイクロレンズ
アレー７の各マイクロレンズ８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７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。
【００１８】さて、このような回折効率の波長依存性が
ない透過型ホログラム５は、図２に示すように、フォト
ポリマー等のホログラム感材１１を用い、相互に角度θ
をなして同じ方向から平行光からなる物体光１２と参照
光１３を入射させてその中に干渉縞を記録し（図の場合
は、参照光１３はホログラム感材１１に垂直に入射させ
ている。）、現像することにより作製されるが、回折効
率の波長依存性を少なくするためには、ホログラム感材
１１の膜厚ｄは１０μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ
以下であることが望ましい。また、物体光１２と参照光
１３のなす角度θは、一方がホログラム感材１１に垂直
に入射する場合、２０°以上７０°以下であること必要
である。この角度θが７０°を越えると、回折効率の波
長依存性が大きくなり、本発明のカラーフィルターとし
て使用することが困難になる。逆に、この角度θが２０
°より小さくなると、マイクロレンズ８の焦点距離をあ
る程度長くしても、各色成分を充分に分離できなくな
り、同様に本発明のカラーフィルターとして使用するこ
とが困難になる。
ない透過型ホログラム５は、図２に示すように、フォト
ポリマー等のホログラム感材１１を用い、相互に角度θ
をなして同じ方向から平行光からなる物体光１２と参照
光１３を入射させてその中に干渉縞を記録し（図の場合
は、参照光１３はホログラム感材１１に垂直に入射させ
ている。）、現像することにより作製されるが、回折効
率の波長依存性を少なくするためには、ホログラム感材
１１の膜厚ｄは１０μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ
以下であることが望ましい。また、物体光１２と参照光
１３のなす角度θは、一方がホログラム感材１１に垂直
に入射する場合、２０°以上７０°以下であること必要
である。この角度θが７０°を越えると、回折効率の波
長依存性が大きくなり、本発明のカラーフィルターとし
て使用することが困難になる。逆に、この角度θが２０
°より小さくなると、マイクロレンズ８の焦点距離をあ
る程度長くしても、各色成分を充分に分離できなくな
り、同様に本発明のカラーフィルターとして使用するこ
とが困難になる。
【００１９】ところで、図１の断面内で、マイクロレン
ズアレー７は、液晶表示素子６の画素に対応して周期的
にマイクロレンズ８をアレー状に配置したものであった
が、図１の紙面に垂直な方向の形状については言及しな
かった。このマイクロレンズアレー７の形状としては、
図３（ａ）に斜視図を示したように、等方マイクロレン
ズ８′が２次元方向に周期的に配置されているもので
も、同図（ｂ）に斜視図を示したように、マイクロシリ
ンドリカルレンズ８″が１次元方向に周期的に配置され
ているレンチキュラーレンズでもよい。図３（ａ）の場
合は、分光された集光位置の形状が等方的なスポット状
であるのに対し、図３（ｂ）の場合は、分光された集光
位置の形状が線状になる点で異なる。各画素の着色セル
１′又は液晶セル６′の形状及び配列に応じて、何れか
が選択される。
ズアレー７は、液晶表示素子６の画素に対応して周期的
にマイクロレンズ８をアレー状に配置したものであった
が、図１の紙面に垂直な方向の形状については言及しな
かった。このマイクロレンズアレー７の形状としては、
図３（ａ）に斜視図を示したように、等方マイクロレン
ズ８′が２次元方向に周期的に配置されているもので
も、同図（ｂ）に斜視図を示したように、マイクロシリ
ンドリカルレンズ８″が１次元方向に周期的に配置され
ているレンチキュラーレンズでもよい。図３（ａ）の場
合は、分光された集光位置の形状が等方的なスポット状
であるのに対し、図３（ｂ）の場合は、分光された集光
位置の形状が線状になる点で異なる。各画素の着色セル
１′又は液晶セル６′の形状及び配列に応じて、何れか
が選択される。
【００２０】このようなマイクロレンズアレー７とホロ
グラム５は、一体に複製方法により簡単に作製すること
が望ましい。以下、図４に基づいてその成形方法を説明
する。まず、同図（ａ）に示すように、透明基板１４上
にホログラム感材層１１を塗布し、その層１１に図２に
示したような二光束干渉により一様な干渉縞を形成し、
現像してホログラム５を作製する。なお、このホログラ
ム５としては、光学的な干渉により作製する代わりに、
後記するような計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｇｅｎｅｒｅｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ：ＣＧＨ）とし
て作製してもよい。次に、このホログラム５上に紫外線
硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等の未硬化樹脂液１５を滴下
し、その上にマイクロレンズアレー７の原版金型（凹
版）１６を載せ、図示の矢印方向にプレスし、その状態
で、紫外線硬化型樹脂の場合は紫外線照射し、熱硬化型
樹脂の場合は加熱して、硬化後原版金型１６を剥離し
て、同図（ｂ）に示すようなホログラム５とマイクロレ
ンズアレー７とが一体になったカラーフィルター１０が
完成する。
グラム５は、一体に複製方法により簡単に作製すること
が望ましい。以下、図４に基づいてその成形方法を説明
する。まず、同図（ａ）に示すように、透明基板１４上
にホログラム感材層１１を塗布し、その層１１に図２に
示したような二光束干渉により一様な干渉縞を形成し、
現像してホログラム５を作製する。なお、このホログラ
ム５としては、光学的な干渉により作製する代わりに、
後記するような計算機ホログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｇｅｎｅｒｅｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ：ＣＧＨ）とし
て作製してもよい。次に、このホログラム５上に紫外線
硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等の未硬化樹脂液１５を滴下
し、その上にマイクロレンズアレー７の原版金型（凹
版）１６を載せ、図示の矢印方向にプレスし、その状態
で、紫外線硬化型樹脂の場合は紫外線照射し、熱硬化型
樹脂の場合は加熱して、硬化後原版金型１６を剥離し
て、同図（ｂ）に示すようなホログラム５とマイクロレ
ンズアレー７とが一体になったカラーフィルター１０が
完成する。
【００２１】本発明による以上のようなカラーフィルタ
ー１０は、図１のように、液晶表示素子６と組み合わせ
て直視型液晶表示装置用に用いることが有効であるが、
図５に示すように、液晶表示素子６と観察者の間に投影
レンズ１７と結像用スクリーン１８とを配置し、メタル
ハライドランプ等の白色光源１９からの放射光を放物面
鏡２０で平行光に反射させて形成されたバックライト３
を用いて、液晶表示素子６の表示像を拡大投影して表示
する液晶プロジェクターとして用いることも有効であ
る。特に、後者の場合は、図１のブラック・マトリック
ス４のみを配置し、着色セル１′の配置を省いてもよ
い。
ー１０は、図１のように、液晶表示素子６と組み合わせ
て直視型液晶表示装置用に用いることが有効であるが、
図５に示すように、液晶表示素子６と観察者の間に投影
レンズ１７と結像用スクリーン１８とを配置し、メタル
ハライドランプ等の白色光源１９からの放射光を放物面
鏡２０で平行光に反射させて形成されたバックライト３
を用いて、液晶表示素子６の表示像を拡大投影して表示
する液晶プロジェクターとして用いることも有効であ
る。特に、後者の場合は、図１のブラック・マトリック
ス４のみを配置し、着色セル１′の配置を省いてもよ
い。
【００２２】以下、ホログラム５の２つの作製方法の具
体例について説明する。作製方法の例としては、体積
型ホログラム撮影方法、計算機ホログラム（ＣＧＨ）
を用いる方法の２つがあげられる。まず、体積型ホログ
ラム撮影方法について例示すると、本発明によるホログ
ラム５は、集光性を持たせる必要がないため、２つの平
行光を使用するだけでよい。具体的に、アルゴンレーザ
ー光５１４ｎｍを使用し、感光材料にデュポン社製のフ
ォトポリマーを使用した。感光材料としては、フォトポ
リマー以外にも、重クロム酸ゼラチンや銀塩等でも使用
可能である。
体例について説明する。作製方法の例としては、体積
型ホログラム撮影方法、計算機ホログラム（ＣＧＨ）
を用いる方法の２つがあげられる。まず、体積型ホログ
ラム撮影方法について例示すると、本発明によるホログ
ラム５は、集光性を持たせる必要がないため、２つの平
行光を使用するだけでよい。具体的に、アルゴンレーザ
ー光５１４ｎｍを使用し、感光材料にデュポン社製のフ
ォトポリマーを使用した。感光材料としては、フォトポ
リマー以外にも、重クロム酸ゼラチンや銀塩等でも使用
可能である。
【００２３】撮影時の２光束のレーザー光の角度は、一
方を感光材料の法線より３５°方向から、他方を法線方
向から入射させた。この撮影によって得られたホログラ
ムは、可視光中での回折効率の波長依存性が少なく、液
晶表示装置によるカラー表示が可能となった。
方を感光材料の法線より３５°方向から、他方を法線方
向から入射させた。この撮影によって得られたホログラ
ムは、可視光中での回折効率の波長依存性が少なく、液
晶表示装置によるカラー表示が可能となった。
【００２４】具体的な撮影条件を以下に示す。 使用レーザー：アルゴンレーザー（スペクトラフィジッ
クス社製モデルＳＰ２０２０−０５５）、発振波長５１
４ｎｍ 使用感材 ：デュポン社オムニデックス３５２ 膜厚６μｍ 記録条件 物体光 ：０．５ｍＷ／ｃｍ2 、法線からの角度３５
° 参照光 ：０．５ｍＷ／ｃｍ2 、法線からの角度 ０
° 計 ：１．０ｍＷ／ｃｍ2 撮影時間 ：３０秒 露光量 ：３０ｍＪ／ｃｍ2 後処理条件 紫外線照射：１００ｍＪ／ｃｍ2 加熱工程 ：１２０℃、２時間 このような撮影条件の下に作製されたホログラムを大塚
電子（株）製の分光測定機Ｐｈｏｔａｌ、モデル名ＩＭ
ＵＣ−７０００によって回折効率を測定したところ、最
大で回折効率９０％以上が得られ、また、可視光中の回
折効率の波長依存性も少なく、液晶表示装置のカラー表
示が可能であることが確認できた。
クス社製モデルＳＰ２０２０−０５５）、発振波長５１
４ｎｍ 使用感材 ：デュポン社オムニデックス３５２ 膜厚６μｍ 記録条件 物体光 ：０．５ｍＷ／ｃｍ2 、法線からの角度３５
° 参照光 ：０．５ｍＷ／ｃｍ2 、法線からの角度 ０
° 計 ：１．０ｍＷ／ｃｍ2 撮影時間 ：３０秒 露光量 ：３０ｍＪ／ｃｍ2 後処理条件 紫外線照射：１００ｍＪ／ｃｍ2 加熱工程 ：１２０℃、２時間 このような撮影条件の下に作製されたホログラムを大塚
電子（株）製の分光測定機Ｐｈｏｔａｌ、モデル名ＩＭ
ＵＣ−７０００によって回折効率を測定したところ、最
大で回折効率９０％以上が得られ、また、可視光中の回
折効率の波長依存性も少なく、液晶表示装置のカラー表
示が可能であることが確認できた。
【００２５】次に、計算機ホログラム（ＣＧＨ）を用い
る方法について具体的に説明する。この方法は、計算機
によって設計した干渉縞の間隔、深さを電子ビームによ
って電子線レジスト上に描画し、所定の現像工程を経た
後、表面レリーフ型のホログラムを得る方法である。こ
の場合、干渉縞の間隔は０．９μｍで、描画幅は０．４
５μｍであった。また、レリーフ溝の深さは、描画幅と
ほぼ等しい約０．４５μｍであった。この干渉縞は、上
記の撮影方法による場合と同様の形状となっている。そ
のため、回折光は焦点を持たず、描画すべき干渉縞は、
平行な直線だけとなる。このＣＧＨの回折効率は、上記
同様、分光測定機Ｐｈｏｔａｌによって測定したとこ
ろ、ピークでおよそ４５％であった。回折効率は、上記
体積型の場合の約半分と低い結果であるが、回折効率の
波長依存性を表す曲線は前者よりもよりブロードであ
り、カラー表示の色再現性では、むしろこのＣＧＨの方
が良好ともいえる。また複製も、レリーフ型のため、容
易である。
る方法について具体的に説明する。この方法は、計算機
によって設計した干渉縞の間隔、深さを電子ビームによ
って電子線レジスト上に描画し、所定の現像工程を経た
後、表面レリーフ型のホログラムを得る方法である。こ
の場合、干渉縞の間隔は０．９μｍで、描画幅は０．４
５μｍであった。また、レリーフ溝の深さは、描画幅と
ほぼ等しい約０．４５μｍであった。この干渉縞は、上
記の撮影方法による場合と同様の形状となっている。そ
のため、回折光は焦点を持たず、描画すべき干渉縞は、
平行な直線だけとなる。このＣＧＨの回折効率は、上記
同様、分光測定機Ｐｈｏｔａｌによって測定したとこ
ろ、ピークでおよそ４５％であった。回折効率は、上記
体積型の場合の約半分と低い結果であるが、回折効率の
波長依存性を表す曲線は前者よりもよりブロードであ
り、カラー表示の色再現性では、むしろこのＣＧＨの方
が良好ともいえる。また複製も、レリーフ型のため、容
易である。
【００２６】なお、回折効率については、溝の形状を深
溝（高アスペクト比）のレリーフにするか、又は、ブレ
ーズド化することにより、高効率化は可能である。
溝（高アスペクト比）のレリーフにするか、又は、ブレ
ーズド化することにより、高効率化は可能である。
【００２７】以下に、ホログラム５と一体で用いる集光
素子アレー７の具体例について説明する。この集光素子
アレー７としては、上記のように、等方マイクロレンズ
アレーあるいはレンチキュラーレンズが考えられる。具
体的に、等方マイクロレンズには、焦点距離１．１ｍｍ
（屈折率＝１．５３の樹脂）、レンズ径０．３ｍｍ、レ
ンズ高さ０．０３ｍｍのものを使用した。この等方マイ
クロレンズアレーは、隣り合うレンズ同士の間に隙間を
持たないものである。なお、例えば、日本板ガラス
（株）製のマイクロレンズアレーのように、表面に凹凸
がなくイオン交換方法を用いて製作したものも使用する
ことができる。また、レンチキュラーレンズのマイクロ
シリンドリカルレンズには、焦点距離１．１ｍｍ（屈折
率＝１．５３の樹脂）、レンズピッチ０．３ｍｍ，レン
ズ曲率半径０．３８７ｍｍのものを使用した。
素子アレー７の具体例について説明する。この集光素子
アレー７としては、上記のように、等方マイクロレンズ
アレーあるいはレンチキュラーレンズが考えられる。具
体的に、等方マイクロレンズには、焦点距離１．１ｍｍ
（屈折率＝１．５３の樹脂）、レンズ径０．３ｍｍ、レ
ンズ高さ０．０３ｍｍのものを使用した。この等方マイ
クロレンズアレーは、隣り合うレンズ同士の間に隙間を
持たないものである。なお、例えば、日本板ガラス
（株）製のマイクロレンズアレーのように、表面に凹凸
がなくイオン交換方法を用いて製作したものも使用する
ことができる。また、レンチキュラーレンズのマイクロ
シリンドリカルレンズには、焦点距離１．１ｍｍ（屈折
率＝１．５３の樹脂）、レンズピッチ０．３ｍｍ，レン
ズ曲率半径０．３８７ｍｍのものを使用した。
【００２８】このレンチキュラーレンズの原版金型の作
製には、まず、シリンダー上に銅板を巻き付け、このシ
リンダーを回転させながらこれに対して曲率半径０．３
８７ｍｍの曲率半径を持つ球状のバイトを押し付けて、
凹の溝を作る。シリンダー回転に垂直な方向にピッチ間
隔０．３ｍｍ毎にこの作業を繰り返すことによって、レ
ンチキュラーレンズの銅の凹版を作製する。この版をシ
リンダーから取り外し、平にした後、ホログラム５上に
紫外線硬化型の樹脂液を滴下して、図４のようにして複
製した。このようにして、ホログラム５上に直接等方マ
イクロレンズアレー及びレンチキュラーレンズが形成で
きた。
製には、まず、シリンダー上に銅板を巻き付け、このシ
リンダーを回転させながらこれに対して曲率半径０．３
８７ｍｍの曲率半径を持つ球状のバイトを押し付けて、
凹の溝を作る。シリンダー回転に垂直な方向にピッチ間
隔０．３ｍｍ毎にこの作業を繰り返すことによって、レ
ンチキュラーレンズの銅の凹版を作製する。この版をシ
リンダーから取り外し、平にした後、ホログラム５上に
紫外線硬化型の樹脂液を滴下して、図４のようにして複
製した。このようにして、ホログラム５上に直接等方マ
イクロレンズアレー及びレンチキュラーレンズが形成で
きた。
【００２９】次に、液晶表示装置に必要なＴＦＴ、配向
膜、偏光板、液晶層、駆動回路等を組み合わせ、光源と
してメタルハライドランプと放物面鏡とを組み合わせた
ものを使用し、上記のようにして作製したホログラムと
マイクロレンズアレーからなるカラーフィルター１０を
この装置のランプ照射側に配置することにより、カラー
の液晶表示が可能であることが確認できた。
膜、偏光板、液晶層、駆動回路等を組み合わせ、光源と
してメタルハライドランプと放物面鏡とを組み合わせた
ものを使用し、上記のようにして作製したホログラムと
マイクロレンズアレーからなるカラーフィルター１０を
この装置のランプ照射側に配置することにより、カラー
の液晶表示が可能であることが確認できた。
【００３０】以上、本発明のホログラムを用いたカラー
フィルター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。
フィルター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。
【００３１】
【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によると、回折
効率の波長依存性がないかもしくは少ない回折格子の作
用をする一様な干渉縞からなるホログラムと集光素子ア
レーとを一体に密着させて構成したので、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たカラーフィ
ルターを得ることができると共に、集光性のないホログ
ラムの使用が可能で、カラーフィルターの製作、組立等
が極めて容易になる。
のホログラムを用いたカラーフィルターによると、回折
効率の波長依存性がないかもしくは少ない回折格子の作
用をする一様な干渉縞からなるホログラムと集光素子ア
レーとを一体に密着させて構成したので、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たカラーフィ
ルターを得ることができると共に、集光性のないホログ
ラムの使用が可能で、カラーフィルターの製作、組立等
が極めて容易になる。
【図１】本発明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。
を組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】カラーフィルター用ホログラムの撮影方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図３】マイクロレンズアレーの例を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】マイクロレンズアレーとホログラムを一体に複
製する方法を説明するための図である。
製する方法を説明するための図である。
【図５】本発明によるカラーフィルターを組み込んだ液
晶プロジェクターの模式的な断面図である。
晶プロジェクターの模式的な断面図である。
【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。
の図である。
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 ６…液晶表示素子 ６′…液晶セル ７…マイクロレンズアレー ８…マイクロレンズ ８′…等方マイクロレンズ ８″…マイクロシリンドリカルレンズ １０…カラーフィルター（本発明） １１…ホログラム感材 １２…物体光 １３…参照光 １４…透明基板 １５…未硬化樹脂液 １６…原版金型（凹版） １７…投影レンズ １８…結像用スクリーン １９…白色光源 ２０…放物面鏡
Claims (11)
- 【請求項１】 回折効率の波長依存性がないかもしくは
少ない回折格子の作用をする一様な干渉縞からなるホロ
グラムと、このホログラムの照明光入射側あるいは出射
側に集光素子アレーを配置してなるホログラムを用いた
カラーフィルターにおいて、前記集光素子アレーとホロ
グラムとを一体に密着させて構成したことを特徴とする
ホログラムを用いたカラーフィルター。 - 【請求項２】 前記集光素子アレーが等方マイクロレン
ズアレーであ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。 - 【請求項３】 前記集光素子アレーがレンチキュラーレ
ンズであ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。 - 【請求項４】 前記集光素子アレーが原版から前記ホロ
グラム上に型取りした複製品からなることを特徴とする
請求項１から３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。 - 【請求項５】 前記集光素子アレーが、原版と前記ホロ
グラムの間に硬化型の樹脂液を充填し、両者をプレス
後、前記樹脂液を硬化させて型取りした複製品からなる
ことを特徴とする請求項４記載のホログラムを用いたカ
ラーフィルター。 - 【請求項６】 前記硬化型の樹脂液が熱硬化型樹脂の樹
脂液であることを特徴とする請求項５記載のホログラム
を用いたカラーフィルター。 - 【請求項７】 前記硬化型の樹脂液が紫外線硬化型樹脂
の樹脂液であることを特徴とする請求項５記載のホログ
ラムを用いたカラーフィルター。 - 【請求項８】 前記ホログラムの照明光入射角度が、そ
の法線から２０°から７０°の間の角度であることを特
徴とする請求項１から７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。 - 【請求項９】 前記ホログラムの厚みが１０μｍ以下で
あることを特徴とする請求項１から８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。 - 【請求項１０】 液晶プロジェクターの液晶表示素子と
共に用いるカラーフィルターとして使用されることを特
徴とする請求項１から９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。 - 【請求項１１】 直視型液晶表示装置用のカラーフィル
ターとして使用されることを特徴とする請求項１から９
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234499A JPH0792327A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | ホログラムを用いたカラーフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234499A JPH0792327A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | ホログラムを用いたカラーフィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792327A true JPH0792327A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16971989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5234499A Pending JPH0792327A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | ホログラムを用いたカラーフィルター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792327A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013175A1 (en) * | 1995-10-04 | 1997-04-10 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display apparatus |
| WO1997026584A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Alliedsignal Inc. | A color separating backlight |
| US5748828A (en) * | 1993-11-10 | 1998-05-05 | Alliedsignal Inc. | Color separating backlight |
| KR100317882B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2001-12-24 | 양근창 | 평판 조명장치 및 그에 사용되는 홀로그램 도광판의 제조방법 |
| EP1555567A1 (en) * | 1996-01-16 | 2005-07-20 | Honeywell International Inc. | A color separating backlight |
| CN100430797C (zh) * | 2005-09-26 | 2008-11-05 | 三星电子株式会社 | 直射型背光组件以及应用它的无滤色器液晶显示装置 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5234499A patent/JPH0792327A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748828A (en) * | 1993-11-10 | 1998-05-05 | Alliedsignal Inc. | Color separating backlight |
| WO1997013175A1 (en) * | 1995-10-04 | 1997-04-10 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display apparatus |
| WO1997026584A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Alliedsignal Inc. | A color separating backlight |
| EP1555567A1 (en) * | 1996-01-16 | 2005-07-20 | Honeywell International Inc. | A color separating backlight |
| EP0875020B1 (en) * | 1996-01-16 | 2005-07-20 | Honeywell International Inc. | A color separating backlight |
| KR100317882B1 (ko) * | 1999-12-21 | 2001-12-24 | 양근창 | 평판 조명장치 및 그에 사용되는 홀로그램 도광판의 제조방법 |
| CN100430797C (zh) * | 2005-09-26 | 2008-11-05 | 三星电子株式会社 | 直射型背光组件以及应用它的无滤色器液晶显示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5506701A (en) | Hologram color filter, liquid crystal display device using the same, and fabrication process of hologram color filter | |
| US7618750B2 (en) | Hologram recording sheet, holographic optical element using said sheet, and its production process | |
| US6473144B1 (en) | Liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection display apparatus which employ hologram color filter | |
| EP0752600B1 (en) | Hologram color filter, and its fabrication method | |
| JPH09106243A (ja) | ホログラムの複製方法 | |
| JP2008107843A (ja) | 液晶ディスプレイに使用するためのホログラフィック多色光学要素および該要素の製造方法 | |
| JP3400000B2 (ja) | ホログラムを用いた液晶表示装置 | |
| JP3370133B2 (ja) | ホログラムを用いたカラーフィルター | |
| JP2000039516A (ja) | ホログラム位置合わせマーク及びその作製方法 | |
| JPH1096807A (ja) | ホログラフィック光学素子及びその作製方法 | |
| JPH0792327A (ja) | ホログラムを用いたカラーフィルター | |
| JP3594141B2 (ja) | 液晶表示装置用微小ホログラムアレーの作製方法 | |
| JP3952318B2 (ja) | ホログラムアレーの複製方法 | |
| JP3452276B2 (ja) | ホログラムを用いた液晶表示装置とその製造方法 | |
| JPH0798454A (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装置 | |
| JP3907015B2 (ja) | ホログラムカラーフィルタ及びその作製方法 | |
| JPH11305677A (ja) | 反射型液晶表示装置 | |
| JP3233256B2 (ja) | 投影型画像表示装置 | |
| JP3672116B2 (ja) | ホログラムアレーの複製方法 | |
| JPH06281933A (ja) | 液晶表示装置用微小ホログラムアレーの作製方法及び装置 | |
| JPH09281442A (ja) | ホログラム光学素子の欠陥修正方法と欠陥が修正されたホログラム光学素子 | |
| JP3372290B2 (ja) | ホログラムを用いた画像読み取り装置 | |
| JP2001235739A (ja) | 液晶表示装置用ホログラム | |
| JP2001235740A (ja) | 液晶表示装置用ホログラム複合体 | |
| JPH08146419A (ja) | ホログラムを用いた液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040302 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040506 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070109 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070312 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070911 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080123 |