JPH0792328A - 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
- JPH0792328A JPH0792328A JP23450093A JP23450093A JPH0792328A JP H0792328 A JPH0792328 A JP H0792328A JP 23450093 A JP23450093 A JP 23450093A JP 23450093 A JP23450093 A JP 23450093A JP H0792328 A JPH0792328 A JP H0792328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- color filter
- liquid crystal
- light
- incident
- 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
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 入射光を回折分光して所定の空間的な周期で
異なる波長域の光を射出するホログラムを用いたカラー
フィルターにおいて、表面での入射光の反射をなくして
カラー液晶表示装置のバックライト等の利用効率の向上
を図る。 【構成】 入射光３を回折分光して所定の空間的な周期
で異なる波長域の光を射出するホログラムを用いたカラ
ーフィルター１０において、ホログラム１０の入射側の
面に反射防止膜等の反射防止手段１４を設け、入射光３
を反射防止手段１４を通して効率良くホログラム１０に
導くので、ホログラム１０表面での反射による損失がな
くなり、カラー液晶表示装置等においてバックライト３
の利用効率をさらに向上させて明るい表示が可能にな
る。
異なる波長域の光を射出するホログラムを用いたカラー
フィルターにおいて、表面での入射光の反射をなくして
カラー液晶表示装置のバックライト等の利用効率の向上
を図る。 【構成】 入射光３を回折分光して所定の空間的な周期
で異なる波長域の光を射出するホログラムを用いたカラ
ーフィルター１０において、ホログラム１０の入射側の
面に反射防止膜等の反射防止手段１４を設け、入射光３
を反射防止手段１４を通して効率良くホログラム１０に
導くので、ホログラム１０表面での反射による損失がな
くなり、カラー液晶表示装置等においてバックライト３
の利用効率をさらに向上させて明るい表示が可能にな
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、例えば液晶表示装置におい
て、ホログラムを用いてバックライト等の利用効率向上
を図った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、例えば液晶表示装置におい
て、ホログラムを用いてバックライト等の利用効率向上
を図った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、本出願人
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。
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようなホログラム
を利用したカラーフィルターにおいても、バックライト
等の利用効率は十分とは言えない。その理由の１つとし
て、カラー液晶表示装置のバックライト入射側表面の反
射による損失がある。特に、カラーフィルター用ホログ
ラムとして、回折効率の波長依存性がないかもしくは少
なく波長分散による分光作用を利用するものにおいて
は、表示装置の入射側の面に対し斜め方向から傾いてバ
ックライトを入射させる場合があり、垂直入射の場合よ
りも表面反射量が多くなってしまう。
を利用したカラーフィルターにおいても、バックライト
等の利用効率は十分とは言えない。その理由の１つとし
て、カラー液晶表示装置のバックライト入射側表面の反
射による損失がある。特に、カラーフィルター用ホログ
ラムとして、回折効率の波長依存性がないかもしくは少
なく波長分散による分光作用を利用するものにおいて
は、表示装置の入射側の面に対し斜め方向から傾いてバ
ックライトを入射させる場合があり、垂直入射の場合よ
りも表面反射量が多くなってしまう。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、入射光を回折分光して所定
の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラ
ムを用いたカラーフィルターにおいて、表面での入射光
の反射をなくしてカラー液晶表示装置のバックライト等
の利用効率の向上を図ることである。
たものであり、その目的は、入射光を回折分光して所定
の空間的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラ
ムを用いたカラーフィルターにおいて、表面での入射光
の反射をなくしてカラー液晶表示装置のバックライト等
の利用効率の向上を図ることである。
【０００７】
【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、入射光を
回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を
射出するホログラムを用いたカラーフィルターにおい
て、前記ホログラムの入射側の面に反射防止手段を設け
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、入射光を
回折分光して所定の空間的な周期で異なる波長域の光を
射出するホログラムを用いたカラーフィルターにおい
て、前記ホログラムの入射側の面に反射防止手段を設け
たことを特徴とするものである。
【０００８】この場合、反射防止手段を、反射防止膜、
又は、入射光に対してほぼ垂直な入射面を有する透明体
から構成することができ、この透明体の場合、その入射
側の面に反射防止膜を設けるとその反射防止効果はさら
に向上する。
又は、入射光に対してほぼ垂直な入射面を有する透明体
から構成することができ、この透明体の場合、その入射
側の面に反射防止膜を設けるとその反射防止効果はさら
に向上する。
【０００９】
【作用】本発明においては、入射光を反射防止手段を通
して効率良くカラーフィルターを構成するホログラムに
導くので、ホログラム表面での反射による損失がなくな
り、カラー液晶表示装置等においてバックライトの利用
効率をさらに向上させて明るい表示が可能になる。
して効率良くカラーフィルターを構成するホログラムに
導くので、ホログラム表面での反射による損失がなくな
り、カラー液晶表示装置等においてバックライトの利用
効率をさらに向上させて明るい表示が可能になる。
【００１０】
【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、本発明の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説明する。図１の
液晶表示装置の断面図を参照にして第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、本発明の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説明する。図１の
液晶表示装置の断面図を参照にして第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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
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。
【００１４】次に、図２の同様の断面図を参照にして第
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。
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】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。
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。
【００１６】ところで、上記の図１、図２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。
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。
【００１７】以下に、図１のホログラムアレー５をカラ
ー液晶表示装置用のカラーフィルターとして用いる実施
例について本発明を説明するが、図２のように複数枚の
波長選択性のあるホログラムを重畳するか又は多重記録
してなるホログラムアレー１５をカラー液晶表示装置用
のカラーフィルターとして用いる場合にも、本発明は全
く同様に適用できるので予めことわっておく。
ー液晶表示装置用のカラーフィルターとして用いる実施
例について本発明を説明するが、図２のように複数枚の
波長選択性のあるホログラムを重畳するか又は多重記録
してなるホログラムアレー１５をカラー液晶表示装置用
のカラーフィルターとして用いる場合にも、本発明は全
く同様に適用できるので予めことわっておく。
【００１８】さて、図３に示すように、図１及び図２の
ようなホログラム５、１５からなるカラーフィルター
（ホログラム）１０に、メタルハライドランプ等の光源
１１からの発散光を放物面鏡１２で反射させて平行光に
したバックライト３を入射させると、赤成分、緑成分、
青成分に分光、集光され、液晶表示素子６の赤色表示用
液晶セル、緑色表示用液晶セル、青色分表示用液晶セル
を照明する。このとき、カラーフィルター１０と空気と
の屈折率差により、入射光３の一部がカラーフィルター
１０表面より反射光１３として反射してしまい、光の利
用効率が下がってしまう。特に、ホログラム１０を照明
する入射光３の入射角が大きくなると、その反射効率も
大きくなり、利用効率が下がってしまう。そこで、図４
に示すように、ホログラムを用いたカラーフィルター１
０の表面に入射光３に対する反射防止手段１４を設け、
光の利用効率を向上させる。
ようなホログラム５、１５からなるカラーフィルター
（ホログラム）１０に、メタルハライドランプ等の光源
１１からの発散光を放物面鏡１２で反射させて平行光に
したバックライト３を入射させると、赤成分、緑成分、
青成分に分光、集光され、液晶表示素子６の赤色表示用
液晶セル、緑色表示用液晶セル、青色分表示用液晶セル
を照明する。このとき、カラーフィルター１０と空気と
の屈折率差により、入射光３の一部がカラーフィルター
１０表面より反射光１３として反射してしまい、光の利
用効率が下がってしまう。特に、ホログラム１０を照明
する入射光３の入射角が大きくなると、その反射効率も
大きくなり、利用効率が下がってしまう。そこで、図４
に示すように、ホログラムを用いたカラーフィルター１
０の表面に入射光３に対する反射防止手段１４を設け、
光の利用効率を向上させる。
【００１９】反射防止手段１４としては、図５に示すよ
うに、ホログラム１０表面に、反射防止膜１６を設けた
ものや、図６に示すように、入射光３に垂直な入射側の
面を持つガラスブロック１７を設けたものや（入射側の
面にほぼ垂直に入射光３を入射させると、反射成分を少
なくできる。）、図７に示すように、入射側の面に反射
防止膜１６を組み合わせたガラスブロック１７を設けた
ものでもよい。ここで、反射防止膜１６は、ホログラム
１０表面に直接設けてもよく、また、反射防止膜１６を
表面に設けたガラス板を屈折率整合液を介してホログラ
ム１０表面に配置してもよい。
うに、ホログラム１０表面に、反射防止膜１６を設けた
ものや、図６に示すように、入射光３に垂直な入射側の
面を持つガラスブロック１７を設けたものや（入射側の
面にほぼ垂直に入射光３を入射させると、反射成分を少
なくできる。）、図７に示すように、入射側の面に反射
防止膜１６を組み合わせたガラスブロック１７を設けた
ものでもよい。ここで、反射防止膜１６は、ホログラム
１０表面に直接設けてもよく、また、反射防止膜１６を
表面に設けたガラス板を屈折率整合液を介してホログラ
ム１０表面に配置してもよい。
【００２０】なお、反射防止膜１６としては、単層ある
いは積層薄膜からなるものがあり、真空蒸着法等により
基板上に所望の屈折率を有する膜を所定の厚さで成膜し
て構成される。例えば、基板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、５０
０〜５８０ｎｍ）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、基板上にま
ずＴｌＯ2 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Ｍ
ｇＯ、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膜１６が構成
される。
いは積層薄膜からなるものがあり、真空蒸着法等により
基板上に所望の屈折率を有する膜を所定の厚さで成膜し
て構成される。例えば、基板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、５０
０〜５８０ｎｍ）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、基板上にま
ずＴｌＯ2 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Ｍ
ｇＯ、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膜１６が構成
される。
【００２１】ここで、１つの具体例として、まず、図８
に示すような光学配置を用いてカラーフィルター用ホロ
グラム１０を作製した。図８において、ホログラム感材
１９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ＳＰ２０２０−０５５）を電流３０Ａ、出力０．１Ｗ
の５１４．５ｎｍシングルモード状態で用い、集光光束
２１として、焦点距離１０６ｍｍの集束レンズ２０であ
って、その光軸が感材１９に対し垂直な角度をなし、感
材１９を通しその背後の厚さ１．１ｍｍの基板ガラス１
８の背面上に焦点が位置する集束レンズ２０によって集
光される光を用い、平行光束２２として、感材１９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。
に示すような光学配置を用いてカラーフィルター用ホロ
グラム１０を作製した。図８において、ホログラム感材
１９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ＳＰ２０２０−０５５）を電流３０Ａ、出力０．１Ｗ
の５１４．５ｎｍシングルモード状態で用い、集光光束
２１として、焦点距離１０６ｍｍの集束レンズ２０であ
って、その光軸が感材１９に対し垂直な角度をなし、感
材１９を通しその背後の厚さ１．１ｍｍの基板ガラス１
８の背面上に焦点が位置する集束レンズ２０によって集
光される光を用い、平行光束２２として、感材１９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。
【００２２】 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） これらの条件下において作製したホログラム１０の回折
効率を分光測定器（島津（株）製 Recording Spectoro
photometerＵＶ３６５）によって測定したところ、カラ
ー表示の液晶表示装置の各中心波長である下記の波長に
おいて次のような結果が得られた。
効率を分光測定器（島津（株）製 Recording Spectoro
photometerＵＶ３６５）によって測定したところ、カラ
ー表示の液晶表示装置の各中心波長である下記の波長に
おいて次のような結果が得られた。
【００２３】青色（４６０ｎｍ）：７９．０％ 緑色（５４５ｎｍ）：７０．５％ 赤色（６１０ｎｍ）：３８．２％ 次に、このホログラム１０に反射防止手段１４として反
射防止膜１６を形成して、入射光３の利用効率向上の確
認実験を行った。
射防止膜１６を形成して、入射光３の利用効率向上の確
認実験を行った。
【００２４】まず、反射防止膜の特性を確認するため
に、図９に断面を示すように、１．１ｍｍの厚さのクラ
ウンガラス板（屈折率＝１．５１）上に３層の薄膜を蒸
着して、反射防止膜を形成した。第１層目としてＭｇＦ
2 （屈折率＝１．３８）、第２層目としてＣｅＯ2 （屈
折率＝２．０）、第３層目としてＣｅＦ3 （屈折率＝
１．６５）を蒸着した。それぞれの膜厚は以下の値にな
るように制御した。
に、図９に断面を示すように、１．１ｍｍの厚さのクラ
ウンガラス板（屈折率＝１．５１）上に３層の薄膜を蒸
着して、反射防止膜を形成した。第１層目としてＭｇＦ
2 （屈折率＝１．３８）、第２層目としてＣｅＯ2 （屈
折率＝２．０）、第３層目としてＣｅＦ3 （屈折率＝
１．６５）を蒸着した。それぞれの膜厚は以下の値にな
るように制御した。
【００２５】第１層目（ＭｇＦ2 ）：０．０７５μｍ 第２層目（ＣｅＯ2 ）：０．１２５μｍ 第３層目（ＣｅＦ3 ）：０．０７０μｍ これらの条件で作製した反射防止膜を有するクラウンガ
ラス板の反射率を前述の分光測定器により測定した。測
定は、入射光の入射角が６５°での反射率を測定した。
結果としては、図１０に示すように、入射光の波長がλ
＝５５０ｎｍ付近では反射率はほぼ０％になり、他の波
長域（４００ｎｍ〜７８０ｎｍ）でもほぼ３％以下の反
射率に収まった。
ラス板の反射率を前述の分光測定器により測定した。測
定は、入射光の入射角が６５°での反射率を測定した。
結果としては、図１０に示すように、入射光の波長がλ
＝５５０ｎｍ付近では反射率はほぼ０％になり、他の波
長域（４００ｎｍ〜７８０ｎｍ）でもほぼ３％以下の反
射率に収まった。
【００２６】次に、図８のようにして作製したホログラ
ム１０を用いたカラーフィルターにこれらの条件で反射
防止膜１６を直接蒸着して、入射光３の利用効率の確認
を行った。前述の条件下で反射防止膜１６を形成したホ
ログラム１０の回折効率を前述の分光測定器によって測
定したところ、カラー表示の液晶表示装置の各中心波長
である下記の波長において、次のような結果が得られ
た。
ム１０を用いたカラーフィルターにこれらの条件で反射
防止膜１６を直接蒸着して、入射光３の利用効率の確認
を行った。前述の条件下で反射防止膜１６を形成したホ
ログラム１０の回折効率を前述の分光測定器によって測
定したところ、カラー表示の液晶表示装置の各中心波長
である下記の波長において、次のような結果が得られ
た。
【００２７】青色（４６０ｎｍ）：９２．０％ 緑色（５４５ｎｍ）：８０．８％ 赤色（６１０ｎｍ）：４３．９％ 上記の結果から、反射防止膜１６を形成した場合、それ
を形成しない場合に比較して光の利用効率が約１３％程
度の向上が見られた。
を形成しない場合に比較して光の利用効率が約１３％程
度の向上が見られた。
【００２８】以上、本発明のホログラムを用いたカラー
フィルターをいくつかの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。
フィルターをいくつかの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。
【００２９】
【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、入射
光を反射防止手段を通して効率良くカラーフィルターを
構成するホログラムに導くので、ホログラム表面での反
射による損失がなくなり、カラー液晶表示装置等におい
てバックライトの利用効率をさらに向上させて明るい表
示が可能になる。
のホログラムを用いたカラーフィルターによると、入射
光を反射防止手段を通して効率良くカラーフィルターを
構成するホログラムに導くので、ホログラム表面での反
射による損失がなくなり、カラー液晶表示装置等におい
てバックライトの利用効率をさらに向上させて明るい表
示が可能になる。
【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。
ターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図２】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。
ターを組み込んだ液晶表示装置の断面図である。
【図３】カラーフィルターにより入射光の一部が反射さ
れる様子を示す図である。
れる様子を示す図である。
【図４】本発明によりホログラムに反射防止手段を設け
た様子を示す図である。
た様子を示す図である。
【図５】反射防止手段としてホログラム表面に反射防止
膜を設けた様子を示す図である。
膜を設けた様子を示す図である。
【図６】反射防止手段としてホログラム表面にガラスブ
ロックを設けた様子を示す図である。
ロックを設けた様子を示す図である。
【図７】図６のガラスブロックの入射側の面に反射防止
膜を設けた様子を示す図である。
膜を設けた様子を示す図である。
【図８】カラーフィルターに用いる１実施例のホログラ
ムの撮影光学系を示す図である。
ムの撮影光学系を示す図である。
【図９】１実施例における反射防止膜の構成を示す図で
ある。
ある。
【図１０】図９の反射防止膜の反射特性を示す図であ
る。
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…ホログラムアレー ５′…微小ホログラム ６…液晶表示素子 ６′…液晶セル １０…カラーフィルター（ホログラム）（本発明） １１…光源 １２…放物面鏡 １３…反射光 １４…反射防止手段 １５…ホログラムアレー １５′…微小ホログラム １６…反射防止膜 １７…ガラスブロック １８…基板ガラス １９…ホログラム感材 ２０…集束レンズ ２１…集光光束 ２２…平行光束
Claims (4)
- 【請求項１】 入射光を回折分光して所定の空間的な周
期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用いたカ
ラーフィルターにおいて、前記ホログラムの入射側の面
に反射防止手段を設け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】 前記反射防止手段が反射防止膜からなる
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】 前記反射防止手段が入射光に対してほぼ
垂直な入射側の面を有する透明体からなることを特徴と
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】 前記透明体の入射側の面に反射防止膜を
設けた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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23450093A JPH0792328A (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 |
|---|---|---|---|
| JP23450093A JPH0792328A (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 |
|---|---|
| JPH0792328A true JPH0792328A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16972005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23450093A Pending JPH0792328A (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) | JPH0792328A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6384883B1 (en) * | 1995-11-30 | 2002-05-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
| US6560018B1 (en) * | 1994-10-27 | 2003-05-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Illumination system for transmissive light valve displays |
| US6791756B2 (en) * | 1994-10-27 | 2004-09-14 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for efficient illumination in color projection displays |
| JP2005309286A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置および放射源装置 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP23450093A patent/JPH0792328A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6560018B1 (en) * | 1994-10-27 | 2003-05-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Illumination system for transmissive light valve displays |
| US6791756B2 (en) * | 1994-10-27 | 2004-09-14 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for efficient illumination in color projection displays |
| US6384883B1 (en) * | 1995-11-30 | 2002-05-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
| US6762810B2 (en) | 1995-11-30 | 2004-07-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Liquid crystal display device using a hologram, hologram scatter plate, and process of replicating a diffuse reflection type hologram |
| JP2005309286A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Brother Ind Ltd | 画像表示装置および放射源装置 |
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 | |
| US6473144B1 (en) | Liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection display apparatus which employ hologram color filter | |
| JP2953444B2 (ja) | 液晶表示装置およびその製造方法 | |
| JP3528994B2 (ja) | 液晶表示装置用平行光源及びそれを用いた液晶表示装置 | |
| EP1367415B1 (en) | Hologram color filter with alignment mark and alignment method | |
| JP3400000B2 (ja) | ホログラムを用いた液晶表示装置 | |
| JP2000047198A (ja) | 液晶光変調素子及び投影表示装置 | |
| JP3533759B2 (ja) | ホログラムを用いたカラー液晶表示装置 | |
| CA2207016C (en) | Holographic reflector and reflective liquid crystal display using it | |
| JP3370133B2 (ja) | ホログラムを用いたカラーフィルター | |
| JPH0792328A (ja) | ホログラムを用いたカラーフィルター | |
| 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 | |
| JP4524807B2 (ja) | ホログラフィックカラーフィルタおよびそれを用いた液晶表示装置 | |
| JPH06281932A (ja) | ホログラムを用いた液晶表示装置 | |
| JP3528992B2 (ja) | ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置 | |
| JPH0792316A (ja) | 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 | |
| JPH1054911A (ja) | ホログラム反射板とそれを用いた反射型液晶表示装置 | |
| JP4017127B2 (ja) | ホログラムカラーフィルターシステム | |
| JPH11305677A (ja) | 反射型液晶表示装置 | |
| JP4560931B2 (ja) | ホログラム反射板およびこの反射板を用いた液晶表示装置 | |
| JP3233256B2 (ja) | 投影型画像表示装置 | |
| JP3907015B2 (ja) | ホログラムカラーフィルタ及びその作製方法 | |
| JP3365101B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| 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 |