JPH0812285B2 - 回折格子パターンを有するディスプレイとその作製方法 - Google Patents

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）をドット毎に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、ドットに形成される回折
格子の方向をドッ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つのドットに複数の空
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、各ドッ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、ドッ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、ドッ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。

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。

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。

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。

「作用」 本発明のディスプレイでは、各ドットに形成される回
折回格子の方向が各ドッ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36
0度となる。さらに回折格子が複数の空間周波数を有す
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。各ドッ
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5
0、アライメント52、ブランカー54、コンデンサーレン
ズ56、スティグメータ58、ディフレクター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。ブランカ
ー54、ディフレクター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はドッ
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、次々とドット毎
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、エッ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。次にスッテプ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
視域を各ドッ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でドットデータをコンピュータに入力する。このドッ
トデータは、修正した画像データのうち、一つのドット
の場所、そのドットの色（空間周波数）、そのドットの
見える方向、そのドットの見える範囲に関するデータで
ある。次にステップｅで入力したドットの色を再現する
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で入力したドッ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で入力したドッ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ｆ、ｇ、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
で入力したドットの位置までＸ−Ｙステージを移動し、
ステップｊにおいてそのドットの回折格子の描画を行
う。この一連のステップにより、一つのトドットに対応
した回折格子の描画が完了する。

次にステップｋにおいて次のドッ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１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に戻り別のドット
データを入力し、ステップｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｋを繰返
す。この一連のステップをドッ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ット毎に変え
ることができる。第６図に示すように、一つのドットに
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
ドッ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ットを
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光束のレーザー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
からなるドッ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ッ
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）微小なドッ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ットを構成して
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ット毎に
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
から形成されたドットを示す図、第５図はドット毎に回
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ットからなるパター
ンを示す図、第７図は曲線の回折格子からなるドットを
示す図、第８図は同心円の回折格子からなるドットを示
す図である。 14……乾板、16……ドット、18……回折格子、20……Ｘ
−Ｙステージ、50……電子銃、54……ブランカー、60…
…ディフレクター、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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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。