JPH10187013A - Production and duplicating method for hologram, and hologram - Google Patents

Production and duplicating method for hologram, and hologram

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JPH10187013A
JPH10187013A JP34698196A JP34698196A JPH10187013A JP H10187013 A JPH10187013 A JP H10187013A JP 34698196 A JP34698196 A JP 34698196A JP 34698196 A JP34698196 A JP 34698196A JP H10187013 A JPH10187013 A JP H10187013A
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JP
Japan
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hologram
light
photopolymer
laser exposure
region
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Application number
JP34698196A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinao Taketomi
義尚 武富
Takeshi Karasawa
武 柄沢
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hologram that does not generate scattering noise even to illuminating light from an edge, and is high in transparency and quality, by heating a photopolymer material and photoirradiating it after laser exposure. SOLUTION: A hologram dry plate 1 obtained after the laser exposure is placed on a temperature control plate 4 so that a hologram base board 3 faces down. The plate 1 is left a while after the plate 1 is placed, and is awaited till the temperature is stabilized at a set temperature. Then, the irradiation of a halide lamp 5 is performed for an adequate time. In this case, the plate 4 is previously set to an adequate process temperature and stabilized, and the light output of the lamp 5 is also stabilized. Heat processing is performed on the plate 1 obtained after passing through the process so as to be hardened and sentitized. This heating temperature range is from 40 deg.C to 90 deg.C, and photoirradiation quantity is at least >=10J/cm<2> with light having the wavelength of from 330nm to 390nm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はホログラム、特に高
品質のエッジリット型ホログラム、の製造方法、複製方
法、あるいは量産方法、及びこれらの方法によって作製
されるホログラムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing, duplicating or mass-producing holograms, particularly high-quality edge-lit holograms, and to holograms produced by these methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フォトポリマによるホログラム記
録膜の開発、及びそれを用いたホログラム素子の開発が
活発化している。この記録膜に形成されるホログラムは
体積位相型ホログラムと呼ばれ、媒体内の微小な屈折率
の周期構造を有している。従って、表面の凹凸によるエ
ンボスホログラムとは違って表面は平滑であり、外観上
透明なフィルムと変わらないように見える。また、分解
能が高く、反射型、透過型を問わず、任意のホログラム
機能を実現することができるものである。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of a hologram recording film using a photopolymer and the development of a hologram element using the same have been activated. The hologram formed on this recording film is called a volume phase hologram and has a periodic structure with a minute refractive index in the medium. Therefore, unlike an embossed hologram due to unevenness on the surface, the surface is smooth and looks like a transparent film in appearance. In addition, the hologram has a high resolution and can realize an arbitrary hologram function irrespective of a reflection type or a transmission type.

【0003】このようなフォトポリマとして、特開平2
−889号公報、特開平2−3081号公報、特開平5
−107999号公報、特開平5−197324号公
報、あるいは米国特許第4942102号明細書などに
記載されている材料が有効であると考えられている。
[0003] Such a photopolymer is disclosed in
-889, JP-A-2-3081, JP-A-5
It is considered that the materials described in JP-A-107999, JP-A-5-197324, and US Pat. No. 4,942,102 are effective.

【0004】これらのホログラム記録特性を有するフォ
トポリマは、基本的に重合開始剤、連鎖移動剤、バイン
ダ、モノマ、場合によっては可塑剤等からなる混合物
に、可視域のレーザ波長に感度を持たせるための増感剤
である色素が加えられた材料組成を有している。
[0004] Photopolymers having these hologram recording properties basically make a mixture of a polymerization initiator, a chain transfer agent, a binder, a monomer, and possibly a plasticizer sensitive to a laser wavelength in the visible region. Has a material composition to which a dye serving as a sensitizer is added.

【0005】以下に、公開となっている(例えば、「フ
ォトポリマーズ フォー ホログラフィー エスピーア
イシー1212」("Photopolymers for holography",
SPIE1212, 1990))ドライフィルムタイプのフォトポリ
マを材料とする、典型的なホログラムの作製プロセスを
例にとり、従来の技術を説明する。
[0005] The following are published (for example, "Photopolymers for holography", "Photopolymers for holography SPIC 1212",
SPIE1212, 1990)) The conventional technology will be described using a typical hologram fabrication process using a dry film type photopolymer as a material.

【0006】 従来プロセス 条件 (1)レーザ露光によるホログラム作製 〜数十mJ/cm2 (2)UV光照射による定着 〜100mJ/cm2 (3)熱処理 120℃、2時間 まず、項目(1)のレーザ露光は、図15に示すような
光学系を用いて行う。レーザ101から出射されるレー
ザ光102はビームスプリッタ103で2つの光路を進
むレーザ光104とレーザ光105に分割され、それぞ
れミラー106、107を用いて双方の光路の長さが等
しくなる位置において、所定の角度で交差するように配
置される。この位置においてレーザ光104と105は
互いに干渉し、その交差角と波長によって一意に決定さ
れる周期の定在波を形成する。フォトポリマ108を基
板109に密着させることで得られるホログラム乾板1
10は、実線で描かれた露光配置111、あるいは破線
で描かれた露光配置112にて固定される。露光配置1
11で固定された場合は前記定在波の形状がフォトポリ
マ108にほぼ平行な方向に記録され、反射型のホログ
ラムとなる。露光配置112で固定された場合は前記定
在波の形状がフォトポリマ108にほぼ垂直な方向に記
録され、透過型のホログラムとなる。
Conventional process conditions (1) Hologram production by laser exposure ~ several tens mJ / cm 2 (2) Fixation by UV light irradiation ~ 100 mJ / cm 2 (3) Heat treatment 120 ° C, 2 hours First, item (1) Laser exposure is performed using an optical system as shown in FIG. A laser beam 102 emitted from a laser 101 is split by a beam splitter 103 into a laser beam 104 and a laser beam 105 traveling on two optical paths, and using mirrors 106 and 107 at positions where the lengths of both optical paths are equal to each other. They are arranged so as to intersect at a predetermined angle. At this position, the laser beams 104 and 105 interfere with each other and form a standing wave having a period uniquely determined by the intersection angle and the wavelength. Hologram dry plate 1 obtained by bringing photopolymer 108 into close contact with substrate 109
10 is fixed at an exposure arrangement 111 drawn by a solid line or an exposure arrangement 112 drawn by a broken line. Exposure arrangement 1
When fixed at 11, the shape of the standing wave is recorded in a direction substantially parallel to the photopolymer 108, resulting in a reflection hologram. When fixed in the exposure arrangement 112, the shape of the standing wave is recorded in a direction substantially perpendicular to the photopolymer 108, and becomes a transmission hologram.

【0007】前記定在波の形状がフォトポリマ108に
記録され、ホログラムが形成されるメカニズムをもう少
し詳細に説明する。
The mechanism by which the shape of the standing wave is recorded on the photopolymer 108 to form a hologram will be described in more detail.

【0008】簡便のため前記レーザ光104と105が
平面波である場合について説明すると、これらが互いに
干渉することで形成される定在波は図16(a)に示す
ような、正弦波状の強度分布を有する。この光強度の高
い部分を明部、光強度の低い部分を暗部と呼ぶことにす
ると、図16(b)に斜線部で示すように、まず明部に
おいてフォトポリマ108の光重合が開始される。ま
た、重合に伴い明部でモノマが消費され、その密度が低
下するため、暗部から明部への未反応モノマの拡散移動
が起きる。これによって図16(c)の斜線部に示した
ように明部における重合反応がさらに進むこととなる。
こうしたプロセスの結果、重合が進んだ領域と、まだ未
反応の状態である領域とが周期的に並んだ密度分布の形
状がフォトポリマ108内部に形成されるため、この形
状は図16(d)に示されるように、前記のレーザ光に
よって形成された定在波と同一の分布形状となる。この
密度分布は屈折率の変調となって現れるため、光との相
互作用が生じ、引き続いて行われる従来プロセス(2)
は、一様なUV光による定着工程であり、これは未反応
の領域をも含むフォトポリマ108全体の重合を促進
し、レーザ露光によって形成された密度分布形状を固定
するためのものである。これによってこの工程以後の光
照射によって既に記録されている分布形状が壊されるこ
とがないように、また新たな分布構造が形成されないよ
うにする目的で行われてきたものである。従ってこの目
的のためには、上記条件のような100mJ/cm2
度のUV光照射で十分であった。
The case where the laser beams 104 and 105 are plane waves will be described for the sake of simplicity. The standing wave formed by their interference with each other has a sinusoidal intensity distribution as shown in FIG. Having. If the high light intensity portion is called a bright portion and the low light intensity portion is called a dark portion, as shown by the hatched portion in FIG. 16B, first, photopolymerization of the photopolymer 108 is started in the bright portion. . Further, the monomer is consumed in the light part due to the polymerization, and the density of the monomer decreases, so that the diffusion of the unreacted monomer from the dark part to the light part occurs. As a result, the polymerization reaction in the bright portion further proceeds as shown by the hatched portion in FIG.
As a result of such a process, a shape having a density distribution in which a region where polymerization has progressed and a region which has not yet reacted is periodically arranged is formed inside the photopolymer 108, and this shape is as shown in FIG. As shown in (2), the distribution shape is the same as the standing wave formed by the laser light. Since this density distribution appears as a modulation of the refractive index, the interaction with light occurs, and the subsequent conventional process (2)
Is a fixing step using uniform UV light, which promotes polymerization of the entire photopolymer 108 including unreacted regions, and fixes the density distribution shape formed by laser exposure. This has been carried out for the purpose of preventing the already recorded distribution shape from being destroyed by light irradiation after this step and preventing a new distribution structure from being formed. Therefore, UV light irradiation of about 100 mJ / cm 2 under the above conditions was sufficient for this purpose.

【0009】最後に行われる従来プロセス(3)におけ
る熱処理は次の2つの目的のために行われてきた。
The last heat treatment in the conventional process (3) has been performed for the following two purposes.

【0010】1.ホログラムの熱硬化: 熱重合による
ポリマの硬化、残留揮発物の除去 2.ホログラムの熱増感: ラジカルの熱拡散によるさ
らなる屈折率変調増大 フォトポリマの種類にもよるが、この熱処理によって屈
折率変調度が大幅に向上し、その結果ホログラムの回折
効率が倍増するという報告もある。
[0010] 1. 1. Thermal curing of hologram: curing of polymer by thermal polymerization, removal of residual volatiles Thermal sensitization of holograms: further increase in refractive index modulation due to thermal diffusion of radicals Depending on the type of photopolymer, it has been reported that this heat treatment significantly increases the degree of refractive index modulation, thereby doubling the diffraction efficiency of holograms. is there.

【0011】図17は、あるホログラム記録用フォトポ
リマの吸収特性で、各プロセスによって色素の吸収が変
化していく様子をグラフに示したものである。それぞれ
の曲線は、 (a)未露光のフォトポリマ (b)レーザ露光、及びUV光定着後 (c)熱処理後 における吸収特性を示している。
FIG. 17 is a graph showing the absorption characteristics of a certain hologram recording photopolymer, in which the absorption of the dye changes with each process. Each curve shows the absorption characteristics after (a) unexposed photopolymer, (b) after laser exposure, and after fixing with UV light, and (c) after heat treatment.

【0012】曲線(a)と(b)を比較すると、レーザ
露光、及びUV光照射によって若干の退色が見られる
が、例えば650nm近傍の吸収ピークに見られるよう
に、依然として色素固有の吸収特性が顕著に検出されて
いることがわかる。即ち、大部分の色素が残存している
ものと思われる。
When the curves (a) and (b) are compared, slight fading is observed due to laser exposure and UV light irradiation, but the absorption characteristic inherent to the dye still remains as shown in, for example, an absorption peak near 650 nm. It turns out that it is remarkably detected. That is, it is considered that most of the dye remains.

【0013】また、曲線(c)を見ると、前工程で残存
した色素固有の吸収ピークが弱まり、この熱処理工程で
大部分の色素が分解されることがわかる。
The curve (c) shows that the absorption peak inherent in the dye remaining in the previous step is weakened, and that most of the dye is decomposed in this heat treatment step.

【0014】概して熱処理後のフォトポリマは、若干色
づいてはいるものの外観上かなり透明となり、通常の幾
何学的配置によるホログラムではほとんど問題なく使用
可能となっていた。
In general, the photopolymer after the heat treatment is slightly colored but considerably transparent in appearance, and can be used with almost no problem in a hologram having a usual geometric arrangement.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うなプロセスで得られるホログラムは、わずかではある
が材料自体が再生用入射光を散乱するため、その結果ホ
ログラムが曇ったように見えるという問題があった。ホ
ログラムの種類にもよるが、一般的にこうした曇り、か
すみはホログラムの品質を低下させてしまうものであ
る。
However, the hologram obtained by the above-described process has a problem in that the hologram looks cloudy because the material itself scatters the incident light for reproduction, albeit slightly. Was. Although depending on the type of the hologram, generally, such haze or haze lowers the quality of the hologram.

【0016】図18は基板113の端面から入射する光
源114からの光でフォトポリマ115からホログラム
像116を観察者117側に再生する構成のいわゆるエ
ッジリット型ホログラムであるが、このような構成にお
いて特に曇り、かすみによる品質の低下は著しかった。
なかでも、特願平6−166706号、特願平8−59
012号、等に記載されているエッジリット型ホログラ
ムを実現する上で深刻な問題となっていた。
FIG. 18 shows a so-called edge-lit type hologram in which a hologram image 116 is reproduced from the photopolymer 115 toward the observer 117 with light from the light source 114 incident from the end face of the substrate 113. In particular, the quality was significantly reduced due to cloudiness and haze.
In particular, Japanese Patent Application Nos. 6-166706 and 8-59.
No. 012, etc., has become a serious problem in realizing the edge-lit hologram.

【0017】ここで問題とする散乱は大別すると、 (1)ホログラム材料を構成する物質による光散乱 (2)残存色素による発色 の2つに分類できる。The scatterings to be considered here can be roughly classified into two types: (1) light scattering by a substance constituting the hologram material; and (2) color formation by residual dye.

【0018】上記(1)のようなホログラム材料内部の
光散乱は「ヘイズ」(haze:かすみ、くもり)と呼ば
れ、これまでにも銀塩、重クロム酸ゼラチンなどのホロ
グラム材料においてその低減が課題となってきた。フォ
トポリマにおいても同様にその低減に向けての改良が進
められており、現在は通常の幾何学的配置で再生を行う
ホログラムについてはほとんどヘイズが問題とならない
レベルまで改良が進んできた。
Light scattering inside the hologram material as described in (1) above is called "haze" (haze), and its reduction has been reduced so far in hologram materials such as silver salts and dichromated gelatin. It has been an issue. Improvements have also been made in photopolymers to reduce the same, and holograms that have been reproduced in a normal geometric arrangement have now been improved to a level at which haze hardly matters.

【0019】しかし実際にはヘイズがなくなったわけで
はなく、通常の配置では目だち難い方位に追いやられて
いるのが現状である。実際に、フォトポリマ表面に光を
入射させ、フォトポリマ面に沿うような方向から観察す
ると、光が照射されている領域に散乱光が観察できる。
特に、図19に示したようにガラス基板118の端面1
19を研磨し、この端面からガラス側のフォトポリマ1
20の面をほぼ真横に見たときにその効果は顕著で、照
明光121が照射されている照射領域122が明瞭に区
別できる。これは照射領域122にて散乱光123が発
生し観察者124の目に見えるためである。
However, the haze has not actually disappeared, and the present situation is that it is driven to a direction that is difficult to see in a normal arrangement. When light is actually incident on the photopolymer surface and observed from a direction along the photopolymer surface, scattered light can be observed in a region irradiated with the light.
In particular, as shown in FIG.
19 is polished and the photopolymer 1 on the glass side from this end face is polished.
The effect is remarkable when the surface 20 is viewed almost right beside, and the irradiation area 122 irradiated with the illumination light 121 can be clearly distinguished. This is because scattered light 123 is generated in the irradiation area 122 and is visible to the observer 124.

【0020】この散乱光123は上述の通り、通常の幾
何学的配置、フォトポリマ表面に光を入射させ、フォト
ポリマ表面からの再生光を観察するような配置、のホロ
グラムでは観察者の目に入らないため、全く曇りがない
ように見えるわけである。
As described above, the scattered light 123 has a normal geometrical arrangement, such that light is incident on the photopolymer surface and the reproduced light is observed from the photopolymer surface. Because it does not enter, it does not look cloudy at all.

【0021】尚、上記項目(2)の残存色素による発色
も透明度を低下させる要因となるので、以後上記の散乱
光(ヘイズ)とこの発色を含めて「散乱ノイズ」と呼ぶ
ことにする。
Incidentally, the coloring by the residual dye of the above item (2) also causes a reduction in the transparency, and hence the above-mentioned scattered light (haze) and this coloring will be referred to as "scattering noise".

【0022】さて、図18に示したような基板の端面か
ら光を入射させ、基板表面に再生光を出射する構成のエ
ッジリットホログラムでは、上の記述とは反対に、照明
光による散乱光は基板の表面から出射することとなる。
Now, in an edge-lit hologram having a configuration in which light is incident from the end face of the substrate as shown in FIG. 18 and reproduction light is emitted from the substrate surface, scattered light due to illumination light is opposite to the above description. The light is emitted from the surface of the substrate.

【0023】図20に示すようにこの散乱光125は再
生像126に重畳して観察されるため、再生像の品質を
低下させるノイズとなる。また、ホログラムが形成され
ていないバックグラウンド領域においても散乱光125
が基板表面から出射されるため、本来透明であって基板
の背景が透けて見えるべきところが濁ってしまい、ホロ
グラム素子全体の品質を著しく低下させてしまう。
As shown in FIG. 20, the scattered light 125 is observed so as to be superimposed on the reproduced image 126, and thus becomes noise that degrades the quality of the reproduced image. Further, even in a background area where no hologram is formed, the scattered light 125
Is emitted from the surface of the substrate, so that the portion that is originally transparent and the background of the substrate should be seen through becomes turbid, and the quality of the entire hologram element is significantly reduced.

【0024】概して、レーザ露光領域における散乱ノイ
ズの方がバックグラウンドにおける散乱ノイズに比べて
大きい。(レーザ露光領域内において散乱ノイズを低減
させるいくつかの方法は特願平8−59012号で述べ
られている。)また、レーザ露光領域の中でも散乱ノイ
ズに大小があることもわかっている。
Generally, the scattered noise in the laser exposure area is larger than the scattered noise in the background. (Several methods for reducing the scattering noise in the laser exposure area are described in Japanese Patent Application No. 8-59012.) It has also been found that the scattering noise varies in the laser exposure area.

【0025】図21はある種のフォトポリマの特性を示
すものであるが、露光量の増加に伴ってレーザ露光領域
での散乱ノイズ(主として要因1によるもの)が一旦増
え、その後減少する傾向を見せている。このような材料
を用いた場合に最も散乱ノイズが大きくなるのは、図2
2に示したようなレーザ露光領域の境界部分である。即
ちこれはレーザ露光の際に参照光127あるいは物体光
128のいずれかのみが照射された領域であり、片方の
ビームしか照射されないため結果的にレーザ露光量が不
十分であることによるものである。
FIG. 21 shows the characteristics of a certain type of photopolymer. The scattering noise (mainly due to the factor 1) in the laser exposure area once increases with an increase in the exposure amount, and then tends to decrease. Is showing. FIG. 2 shows that the scattering noise becomes largest when such a material is used.
This is the boundary portion of the laser exposure area as shown in FIG. That is, this is an area where only one of the reference beam 127 and the object beam 128 is irradiated at the time of laser exposure, and only one of the beams is irradiated, resulting in an insufficient laser exposure. .

【0026】一般に参照光と物体光の照射領域を完全に
一致させることはむずかしい。ある限られた幾何学的配
置における露光プロセスにおいてのみホログラムの直前
にマスクを挿入し、領域を一致させることが可能となる
が、図23に示したように、参照光、物体光のいずれか
の入射角度が大きくなるにつれて次第に困難となってく
る。即ち、マスク129を透過した参照光130と物体
光131はそれぞれ異なる角度で進行するため、フォト
ポリマ132上で必ずどちらか一方のビームしか照射さ
れない境界部133ができてしまう。これはホログラム
作製において常につきまとう問題である。
Generally, it is difficult to completely match the irradiation areas of the reference light and the object light. Only in an exposure process in a limited geometrical arrangement, a mask can be inserted just before the hologram to make the regions coincide with each other. However, as shown in FIG. 23, any one of the reference light and the object light can be used. It becomes increasingly difficult as the angle of incidence increases. That is, since the reference beam 130 and the object beam 131 transmitted through the mask 129 travel at different angles, a boundary 133 on which only one of the beams is always irradiated on the photopolymer 132 is formed. This is always a problem in hologram production.

【0027】特に、エッジリット型のホログラムを作製
するときには、図24のようにホログラム乾板134に
プリズムなどのガラスブロック135を光学的にコンタ
クトさせ、このガラスブロックを通じて参照光136を
入射させる必要がある。ここでは参照光136、物体光
137それぞれの照射領域をフォトポリマ138上で一
致させるという幾何学的な制約に加えて、それぞれの光
路中に置かれたマスク139とフォトポリマ138との
距離が離れてしまうことでマスク139のエッジ部の回
折パターンが生じるためレーザ露光境界部140を鮮明
にすることができず、上記の理由により散乱ノイズレベ
ルが高くなってしまっていた。
In particular, when producing an edge-lit hologram, it is necessary to optically contact a glass block 135 such as a prism with a hologram dry plate 134 as shown in FIG. 24, and to enter a reference beam 136 through this glass block. . Here, in addition to the geometrical constraint that the irradiation areas of the reference light 136 and the object light 137 are matched on the photopolymer 138, the distance between the mask 139 and the photopolymer 138 placed in the respective optical paths is increased. As a result, a diffraction pattern at the edge portion of the mask 139 is generated, so that the laser exposure boundary portion 140 cannot be made clear, and the scattering noise level has increased for the above-described reason.

【0028】本発明は上記問題点に鑑み、レーザ露光領
域、バックグラウンド、これらの境界部の全体にわたっ
て、エッジからの照明光に対しても散乱ノイズを発生さ
せない、透明度の高い高品質のホログラムの作製プロセ
スを提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a high-quality transparent hologram that does not generate scattering noise even with illumination light from an edge over the entire area of the laser exposure area, the background, and these boundaries. It aims to provide a fabrication process.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上述したような従来のプ
ロセスでは、UV光照射による定着が行われた時点で色
素の退色が不十分、及び重合が不十分な状態にある。従
って、これに引き続いて行われる熱処理工程においてこ
れらの反応が熱エネルギの下で進行することになる。
In the above-described conventional process, the color of the dye is insufficiently discolored and the polymerization is insufficient when the fixing is performed by irradiation with UV light. Therefore, in the heat treatment process to be performed subsequently, these reactions proceed under heat energy.

【0030】この熱処理工程でのフォトポリマ材料の変
化はたいへん複雑で、ここで厳密に述べることはできな
いが、色素の退色が熱処理の過程において進行するため
に起きる色素自身、あるいはその分解によって生じる組
成物の拡散または凝集、未反応モノマ等の未反応因子の
拡散または凝集、及び熱重合過程の進行に伴うフォトポ
リマ自体の変化等によって前記の散乱/白濁が生じるも
のと考えられる。
The change of the photopolymer material in this heat treatment process is very complicated and cannot be strictly described here. However, the dye itself, which is caused by the fading of the dye during the heat treatment process, or the composition resulting from its decomposition. It is considered that the scattering / white turbidity is caused by the diffusion or aggregation of substances, the diffusion or aggregation of unreacted factors such as unreacted monomers, and the change of the photopolymer itself accompanying the progress of the thermal polymerization process.

【0031】従って、これを回避するには、色素の退色
の度合い、及び色素の退色(分解)する過程、並びに重
合の度合い、及び重合が進展する過程、等の要因を制御
すること、そしてそれを熱処理の前工程で行うこと、が
課題解決のポイントであると考え、鋭意検討の結果、本
発明によるホログラム作製方法を発明するに至った。
Therefore, to avoid this, it is necessary to control factors such as the degree of fading of the dye, the process of fading (decomposing) the dye, the degree of polymerization, and the process of progressing the polymerization. Is considered to be the point of solving the problem, and as a result of intensive studies, the inventors have invented a hologram manufacturing method according to the present invention.

【0032】即ち、上記問題点を解決するために本発明
のホログラム作製方法では以下のようなプロセスを行う
ことを特徴としている。
That is, in order to solve the above problems, the hologram manufacturing method of the present invention is characterized by performing the following process.

【0033】レーザ露光後、前記フォトポリマ材料を加
熱し、これに光照射を行う、あるいは加熱と光照射を同
時に行うものである。その加熱温度範囲は40℃から9
0℃の間とし、また、光照射量は330nmから390
nmの波長の光で少なくとも10J/cm2 以上とする
ものである。あるいは、390nmから490nmの波
長の光で少なくとも50J/cm2 以上とするものであ
る。あるいは光照射量を330nmから390nmの波
長の光で少なくとも10J/cm2 以上、及び390n
mから490nmの波長の光で少なくとも50J/cm
2 以上とするものである。
After the laser exposure, the photopolymer material is heated and irradiated with light, or heating and light irradiation are performed simultaneously. The heating temperature range is from 40 ° C to 9
0 ° C. and the light irradiation amount is from 330 nm to 390
The wavelength is at least 10 J / cm 2 or more. Alternatively, at least 50 J / cm 2 or more with light having a wavelength of 390 nm to 490 nm. Alternatively, the light irradiation amount is at least 10 J / cm 2 or more and 390 n with light having a wavelength of 330 nm to 390 nm.
at least 50 J / cm for light of wavelength from m to 490 nm
2 or more.

【0034】上記加熱温度は、従来のプロセスにおいて
一般的に用いられてきた熱処理温度120℃に比べて低
いものである。また、上記光照射量は、従来一般的に用
いられてきた光照射量100mJ/cm2 に比べ2桁以
上高い照射量となっている。また、加熱した状態で光照
射を行うというプロセスはこれまでにないものである。
The above heating temperature is lower than the heat treatment temperature of 120 ° C. generally used in the conventional process. Further, the light irradiation amount is an irradiation amount that is higher by two digits or more than the light irradiation amount of 100 mJ / cm 2 which has been generally used conventionally. Further, a process of irradiating light in a heated state is unprecedented.

【0035】また、レーザ露光境界部の散乱ノイズを除
くために本発明のホログラム作製方法では以下のような
プロセスを行うことを特徴としている。
The hologram manufacturing method of the present invention is characterized in that the following process is performed in order to eliminate scattering noise at the laser exposure boundary.

【0036】マスクパターンを投影して、ホログラムが
作製されない領域にのみ光照射を行うことで前記領域に
おけるホログラム記録膜の不活性化をレーザ露光前に行
うものである。あるいは、ホログラムが複製されない領
域においてホログラム記録膜を不活性化した後に、一様
にホログラムが形成されたホログラム原盤から密着露光
によるホログラムの複製を行うものである。あるいは前
記のマスクパターンを空間光変調器によって形成するも
のである。
By projecting a mask pattern and irradiating light only to a region where a hologram is not formed, the hologram recording film in the region is inactivated before laser exposure. Alternatively, after the hologram recording film is inactivated in a region where the hologram is not copied, the hologram is copied by contact exposure from the hologram master on which the hologram is uniformly formed. Alternatively, the mask pattern is formed by a spatial light modulator.

【0037】また、上記のいずれかに記載のホログラム
の製造方法または複製方法により作製されたことを特徴
とするエッジリット型ホログラム、即ち、光源と透明基
板上に配されたホログラムとから構成され、前記透明基
板の端面から入射する前記光源の光を前記ホログラムに
よって前記透明基板の表面に出射するよう構成したエッ
ジリット型ホログラムである。
An edge-lit hologram produced by any one of the above-described hologram manufacturing or duplication methods, that is, a hologram disposed on a transparent substrate and a light source, An edge-lit hologram configured to emit light from the light source incident from an end face of the transparent substrate to a surface of the transparent substrate by the hologram.

【0038】本発明は上記したプロセスによって、色素
の退色が通常のプロセスにおける熱処理の前に完了する
ため、不要な散乱ノイズを発生させる要因がなくなる。
In the present invention, by the above-described process, the fading of the dye is completed before the heat treatment in the ordinary process, so that there is no factor causing unnecessary scattering noise.

【0039】また、マスクの陰になった部分でフォトポ
リマの感度が維持され、このマスクの透過部に対応する
領域では感度が消失するためこの間に明確な境界線が形
成される。よって引き続いて行われるレーザ露光におい
て、参照光、物体光の照射領域が、先ほどの感度が維持
された領域をカバーするような大きな領域に設定される
限り、フォトポリマに入射する参照光と物体光の2つの
ビームの照射領域は完全に一致する。
Further, the sensitivity of the photopolymer is maintained in the shaded portion of the mask, and the sensitivity is lost in the region corresponding to the transmission portion of the mask, so that a clear boundary line is formed therebetween. Therefore, in the subsequent laser exposure, as long as the irradiation area of the reference light and the object light is set to a large area covering the area where the sensitivity is maintained, the reference light and the object light incident on the photopolymer are set. Are completely coincident with each other.

【0040】また、空間変調器を用いることで任意パタ
ーンの形成が極めて容易に可能となる。
The use of the spatial modulator makes it possible to form an arbitrary pattern very easily.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、本発明のホログラム作製プ
ロセスについて、図面を参照しながら説明する。図1は
本発明における加熱と光照射を行うための実験装置の構
成図である。このプロセスは従来のプロセスにおけるレ
ーザ露光の後、そして熱処理の前に行われる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The hologram manufacturing process of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an experimental apparatus for performing heating and light irradiation according to the present invention. This process is performed after laser exposure in a conventional process and before heat treatment.

【0042】図中1はホログラム乾板で、フォトポリマ
2がホログラム基板3に密着されたものである。また、
4は温度制御プレート、5はメタルハライドランプであ
る。事前に温度制御プレート4は適切なプロセス温度に
設定して安定化させておき、またメタルハライドランプ
5も光出力を安定させておく。レーザ露光後のホログラ
ム乾板1を温度制御プレート4上にホログラム基板3を
下にして載置する。ホログラム乾板1を載置後しばらく
放置し、設定温度に安定化するまで待つ。しかる後にメ
タルハライドランプ5を適切な時間照射してこの工程を
終える。この工程を経たホログラム乾板1は、後に、硬
化と増感のために従来プロセスと同様の熱処理(120
℃、2時間)を行い、全てのプロセスが終了する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hologram dry plate, in which a photopolymer 2 is adhered to a hologram substrate 3. Also,
4 is a temperature control plate and 5 is a metal halide lamp. In advance, the temperature control plate 4 is set at an appropriate process temperature and stabilized, and the metal halide lamp 5 also stabilizes the light output. The hologram dry plate 1 after the laser exposure is placed on the temperature control plate 4 with the hologram substrate 3 facing down. After the hologram dry plate 1 is placed, the hologram dry plate 1 is left to stand for a while, and is waited until it is stabilized at the set temperature. Thereafter, the metal halide lamp 5 is irradiated for an appropriate time to complete this step. The hologram dry plate 1 having undergone this step is later subjected to the same heat treatment (120) as in the conventional process for curing and sensitization.
C., 2 hours), and all the processes are completed.

【0043】以上が本発明によるプロセスを含む全工程
の概略であるが、加熱温度の最適範囲、光照射量の最適
範囲を明確化するため、以下のような実験が行われた。
これは、本発明のホログラムのバックグラウンドでの散
乱ノイズに着目して評価を行ったものである。つまり、
レーザ露光を省略して、加熱状態における光照射を行っ
た実験の結果を示すものである。
The above is the outline of all the steps including the process according to the present invention. The following experiments were conducted to clarify the optimum range of the heating temperature and the optimum range of the light irradiation amount.
This is an evaluation based on the scattered noise of the hologram of the present invention in the background. That is,
9 shows the results of an experiment in which laser exposure was omitted and light irradiation was performed in a heated state.

【0044】まず、最初に従来のプロセス条件とそれに
よって得られたホログラムの特性を示す。
First, the conventional process conditions and the characteristics of the hologram obtained thereby will be described.

【0045】 (従来プロセス) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着工程 温度 : 室温 光照射量 : 0.1J/cm2(受光器1) (3)熱処理工程 : 120℃、2時間 (実験結果) 散乱ノイズ : 18〜30 cd/m2 尚、ここで示す実施例における実験条件は、特にことわ
らない限り下記の条件で固定した。 フォトポリマ : HRF750X245−9(デュ
ポン社製) 基板形態 : 4面研磨板(50×50×厚み4
mm) 基板材質 : 光学ガラスBK7 光照射用ランプ : メタルハライドランプ 照射方向 : ベースフィルム側から 照度計 : ウシオ製紫外照度計 UIT−1
01 受光器1 UVD−365PD (波長帯330−39
0nm) 受光器2 UVD−405PD (波長帯330−49
0nm) 照明光源 : 冷陰極蛍光管φ3mm 測定器 : ミノルタ製輝度計LS−100 ここで用いた前記フォトポリマは可視域全体にホログラ
ム記録感度を有するフルカラーホログラム用のフォトポ
リマであると同時に、マスタホログラムとして図2に示
すような構造を有している。即ち、フォトポリマ6はカ
バーフィルム7及びバリアフィルム8に密着した構造を
有し、通常ホログラム基板9に張り付けることで前記ホ
ログラム乾板1が構成されるものである。これは、カバ
ーフィルム7を剥離し、等方性のバリアフィルム8を介
して光学的コンタクトを行い、主として転写複製を容易
にするために構成されているものであるが、通常プロセ
スにおいてはこのカバーフィルム7を剥離せずに使用さ
れることもある。ここでの実験においてもカバーフィル
ム7を残したままプロセスを行い、熱処理が終了して、
以下に示す測定を行う直前にこれを剥離した。
(Conventional process) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing step Temperature: room temperature Light irradiation amount: 0.1 J / cm 2 (receiver 1) (3) Heat treatment step: 120 ° C., 2 hours ( Experimental results) Scattering noise: 18 to 30 cd / m 2 The experimental conditions in the examples shown here were fixed under the following conditions unless otherwise specified. Photopolymer: HRF750X245-9 (manufactured by DuPont) Substrate form: 4-side polished plate (50 × 50 × thickness 4)
mm) Substrate material: Optical glass BK7 Light irradiation lamp: Metal halide lamp Irradiation direction: From base film side Illuminometer: Ushio UV illuminometer UIT-1
01 Receiver 1 UVD-365PD (wavelength band 330-39
0 nm) Receiver 2 UVD-405PD (wavelength band 330-49)
0 nm) Illumination light source: Cold cathode fluorescent tube φ3 mm Measuring instrument: Minolta luminance meter LS-100 The photopolymer used here is a photopolymer for full-color hologram having hologram recording sensitivity over the entire visible range, and at the same time, a master hologram. 2 has a structure as shown in FIG. That is, the photopolymer 6 has a structure in which the photopolymer 6 is in close contact with the cover film 7 and the barrier film 8, and the hologram dry plate 1 is usually formed by being attached to the hologram substrate 9. This is configured to peel off the cover film 7 and make optical contact through the isotropic barrier film 8 to mainly facilitate the transfer duplication. However, in a normal process, this cover is used. It may be used without removing the film 7. In this experiment, the process was performed with the cover film 7 left, and the heat treatment was completed.
This was peeled off immediately before the measurement shown below.

【0046】尚、ここで光照射量として示した値は、各
受光器で測定した光強度と光照射時間の積をとることで
算出した。例えば、従来例における0.1J/cm2
いう値は、受光器1で測定した、即ち、少なくとも33
0nmから390nmの波長を含む光強度2mW/cm
2 の光を50秒間照射することで達成されることを示し
ている。
The value shown as the light irradiation amount was calculated by taking the product of the light intensity measured by each light receiver and the light irradiation time. For example, the value of 0.1 J / cm 2 in the conventional example was measured by the photodetector 1, that is, at least 33 J / cm 2.
2 mW / cm light intensity including wavelengths from 0 nm to 390 nm
2 shows that this is achieved by irradiating 50 seconds of light.

【0047】散乱ノイズは図3に示すような測定系を構
成して評価した。10はプロセスを経た評価用ホログラ
ム素子、11は冷陰極蛍光管、12は反射ミラー、13
は遮蔽板、14は輝度計である。冷陰極蛍光管11から
の光によって発生する散乱ノイズ15は、約1m離して
設置された輝度計14によってそのレベルが測定され
た。冷陰極蛍光管11は電圧及び電流レベルを固定させ
た電源装置によって点灯後、出力が安定化するまでの時
間十分に待ってから測定が行われた。
The scattering noise was evaluated by constructing a measuring system as shown in FIG. Reference numeral 10 denotes a hologram element for evaluation after the process, 11 denotes a cold cathode fluorescent tube, 12 denotes a reflection mirror, 13
Is a shielding plate, and 14 is a luminance meter. The level of the scattering noise 15 generated by the light from the cold cathode fluorescent tube 11 was measured by a luminance meter 14 installed at a distance of about 1 m. After the cold cathode fluorescent tube 11 was turned on by a power supply device having a fixed voltage and current level, the measurement was carried out after a sufficient time until the output was stabilized.

【0048】尚、このようなエッジリット型ホログラム
の散乱ノイズの値を定量的に評価する方法は確立されて
いない。今回、上記のような輝度計による測定値をデー
タとして示したが、これは光計測における標準パラメー
タである輝度で表示することで本発明の効果を定量的に
表現するためである。これ以外にも、図4に示すような
パワーメータ16と黒パイプ17(これはアイリスを直
列に並べた構成でもよい)とを組み合わせた測定系を構
成し、本発明のプロセスと従来のプロセスとの比較を行
ったが、輝度計による測定結果と定性的な傾向は一致し
ていることが確認された。つまり、それぞれの測定結果
で各評価サンプルの測定値の大小が逆転するようなこと
はなかった。どちらかと言えば、散乱ノイズが低減され
たレベルでの感度が輝度計を用いた測定系の方が高く、
これも輝度計のデータによって本発明の効果を示した理
由の一つである。
A method for quantitatively evaluating the value of the scattering noise of such an edge-lit hologram has not been established. This time, the values measured by the luminance meter as described above are shown as data. This is because the effect of the present invention is quantitatively expressed by displaying the luminance as a standard parameter in optical measurement. In addition to the above, a measurement system combining a power meter 16 and a black pipe 17 (this may be a configuration in which irises are arranged in series) as shown in FIG. Was compared, it was confirmed that the qualitative tendency was consistent with the measurement result by the luminance meter. That is, the magnitude of the measured value of each evaluation sample did not reverse in each measurement result. If anything, the sensitivity at the level where the scattering noise is reduced is higher in the measurement system using the luminance meter,
This is also one of the reasons for showing the effect of the present invention by the data of the luminance meter.

【0049】さて、上記したように従来プロセスによる
結果として得られた輝度計の指示値は大部分が18cd
/m2 という値であったが、中には30cd/m2 とい
う大きな値を示すものもあった。この30cd/m2
いう値は明るい室内でも十分に観察できる程度の輝度を
示している。ホログラム基板は本来透明であり、その背
景があたかも窓ガラスを通して見る景色のごとく見える
べきであるのに、このような散乱ノイズがホログラムか
ら発せられている状態では背景はかすんでしまう。ま
た、最良の18cd/m2 という値も、室内を暗くした
状態で観察すると目にはたいへん明るく感じられ、ホロ
グラムの後ろにある物体の視認がほとんど困難なレベル
であった。
As described above, the reading of the luminance meter obtained as a result of the conventional process is mostly 18 cd.
It was a value of / m 2, but was also show a large value of 30 cd / m 2 is in. This value of 30 cd / m 2 indicates a luminance that can be sufficiently observed even in a bright room. The hologram substrate is originally transparent, and its background should be seen as if viewed through a window glass. However, the background is blurred when such scattered noise is emitted from the hologram. Also, the best value of 18 cd / m 2 was very bright to the eyes when observed in a darkened room, and was at a level where it was almost difficult to see the object behind the hologram.

【0050】次に、本発明にもとづく作製プロセスとそ
れによって得られた結果を、本発明による限定領域を越
える範囲での補足的実験結果と併記して示すことで、本
発明の有用性を提示していく。
Next, the usefulness of the present invention will be shown by showing the fabrication process based on the present invention and the results obtained thereby together with supplementary experimental results in a range beyond the limited area according to the present invention. I will do it.

【0051】(実験1) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 40℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 使用フィルタ : 可視光カットフィルタU330(厚
み3mm) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 9〜10 cd/m2 (実験2) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 90℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 使用フィルタ : 可視光カットフィルタU330(厚
み3mm) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 9〜10 cd/m2 (実験3) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 温度 : 25℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 使用フィルタ : 可視光カットフィルタU330(厚
み3mm) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 12−13 cd/m2 (実験4) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 105℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 使用フィルタ : 可視光カットフィルタU330(厚
み3mm) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 11−13 cd/m2 以上に記載された4つの実験結果より、加熱温度範囲4
0℃〜90℃において少なくとも330nmから390
nmの波長を含む光を10J/cm2照射することによ
り、ホログラムのバックグラウンドの透明度が向上する
ことがわかる。
(Experiment 1) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 40 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 (Receiver 1) Filter used: Visible light cut filter U330 (thickness 3 mm) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
(Experimental results) Luminance meter indicated value: 9 to 10 cd / m 2 (Experiment 2) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 90 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 ( Receiver 1) Filter used: Visible light cut filter U330 (thickness: 3 mm) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
(Experimental results) Luminance meter indication value: 9 to 10 cd / m 2 (Experiment 3) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Temperature: 25 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 (Light receiving) 1) Filter used: Visible light cut filter U330 (thickness 3 mm) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
(Experiment result) Luminance meter indicated value: 12-13 cd / m 2 (Experiment 4) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 105 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 ( Receiver 1) Filter used: Visible light cut filter U330 (thickness: 3 mm) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
Time) (Experimental Result) Luminance Meter Indication Value: 11-13 cd / m 2 Based on the four experimental results described above, heating temperature range 4
At least 330 nm to 390 at 0 ° C. to 90 ° C.
It can be seen that the transparency of the background of the hologram is improved by irradiating 10 J / cm 2 with light having a wavelength of nm.

【0052】(実験5) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 40℃ 光照射 : 50J/cm2(受光器2) 使用フィルタ : 色ガラスL−40 (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 8〜9 cd/m2 (実験6) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 90℃ 光照射 : 50J/cm2(受光器2) 使用フィルタ : 色ガラスL−40 (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 9〜10 cd/m2 (実験7) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 室温 光照射 : 50J/cm2(受光器2) 使用フィルタ : 色ガラスL−40 (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 11−12 cd/m2 (実験8) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 105℃ 光照射 : 50J/cm2(受光器2) 使用フィルタ : 色ガラスL−40 (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2
時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 11−13 cd/m2 尚、ここで使用した色ガラスL−40は、図5に示すよ
うに波長390nm以下の光をカットする特性を有して
おり、受光器2の読みはフィルタなしの場合に比べて3
0%程低かった。
(Experiment 5) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 40 ° C. Light irradiation: 50 J / cm 2 (receiver 2) Filter used: colored glass L-40 (3) Heat treatment process: Same as before (120 ° C, 2
(Experiment result) Luminance meter indicated value: 8-9 cd / m 2 (Experiment 6) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 90 ° C. Light irradiation: 50 J / cm 2 ( Receiver 2) Filter used: Color glass L-40 (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
(Experiment result) Luminance meter indicated value: 9 to 10 cd / m 2 (Experiment 7) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: Room temperature Light irradiation: 50 J / cm 2 (Light receiving) 2) Filter used: colored glass L-40 (3) Heat treatment step: same as before (120 ° C, 2
Time) (Experimental result) Intensity meter indicated value: 11-12 cd / m 2 (Experiment 8) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 105 ° C. Light irradiation: 50 J / cm 2 ( Receiver 2) Filter used: Color glass L-40 (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2
Time) (Experimental result) Luminance meter indicated value: 11-13 cd / m 2 As shown in FIG. 5, the color glass L-40 used here has a property of cutting light having a wavelength of 390 nm or less. And the reading of the receiver 2 is 3 compared to the case without the filter.
It was as low as 0%.

【0053】以上に記載された4つの実験結果より、加
熱温度範囲40℃〜90℃において少なくとも390n
mから490nmの波長を含む光を50J/cm2照射
することにより、ホログラムのバックグラウンドの透明
度が向上することがわかる。
From the four experimental results described above, at least 390 n in a heating temperature range of 40 ° C. to 90 ° C.
It can be seen that irradiating light having a wavelength of m to 490 nm with 50 J / cm 2 improves the transparency of the background of the hologram.

【0054】 (実験9) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 40℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 70J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 8〜9 cd/m2 (実験10) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 90℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 70J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 8〜9 cd/m2 (実験11) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 室温 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 70J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 11−12 cd/m2 (実験12) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 105℃ 光照射 : 10J/cm2(受光器1) 70J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 10−11 cd/m2 以上に記載された4つの実験結果より、加熱温度範囲4
0℃〜90℃において少なくとも330nmから390
nmの波長含む光を10J/cm2、及び少なくとも3
30nmから490nmの波長を含む光を70J/cm
2照射することにより、ホログラムのバックグラウンド
の透明度が特に効果的に向上することがわかる。
(Experiment 9) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 40 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 (receiver 1) 70 J / cm 2 (receiver 2) (3) ) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2 hours) (Experimental result) Intensity meter indicated value: 8-9 cd / m 2 (Experiment 10) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating Temperature: 90 ° C. Light irradiation: 10 J / cm 2 (Receiver 1) 70 J / cm 2 (Receiver 2) (3) Heat treatment process: Same as before (120 ° C., 2 hours) (Experimental results) Luminance meter indicated value: 8 to 9 cd / m 2 (Experiment 11) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: room temperature Light irradiation: 10 J / cm 2 (receiver 1) 70 J / cm 2 (receiver 2) (3) Heat treatment step: Same as before (12 ° C., 2 hours) (Test Results) luminance meter readings: 11-12 cd / m 2 (Experiment 12) (1) laser exposure step: omitted (2) fixing and bleaching process heating temperature: 105 ° C. irradiation: 10J / cm 2 (Receiver 1) 70 J / cm 2 (Receiver 2) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C., 2 hours) (Experimental result) Luminance meter indicated value: 10-11 cd / m 2 or more From the four experimental results described, the heating temperature range 4
At least 330 nm to 390 at 0 ° C. to 90 ° C.
10 J / cm 2 , and at least 3
Light having a wavelength of 30 nm to 490 nm at 70 J / cm
It can be seen that the two irradiations particularly effectively improve the background transparency of the hologram.

【0055】 (実験13) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 40℃ 光照射 : 5J/cm2(受光器1) 35J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 10−12 cd/m2 (実験14) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 90℃ 光照射 : 5J/cm2(受光器1) 35J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 10−11 cd/m2 (実験15) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 90℃ 光照射 : 1J/cm2(受光器1) 7J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 13−14 cd/m2 (実験16) (1)レーザ露光工程 : 省略 (2)定着及び退色工程 加熱温度 : 40℃ 光照射 : 1J/cm2(受光器1) 7J/cm2(受光器2) (3)熱処理工程 : 従来と同様(120℃、2時間) (実験結果) 輝度計指示値 : 13−15 cd/m2 以上に記載された4つの実験結果より、加熱温度範囲4
0℃と90℃において330nmから390nmの波長
の光が10J/cm2に満たない場合、及び330nm
から490nmの波長の光が50J/cm2に満たない
場合に、ホログラムのバックグラウンドの透明度を向上
させることができないことがわかる。
(Experiment 13) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 40 ° C. Light irradiation: 5 J / cm 2 (receiver 1) 35 J / cm 2 (receiver 2) (3) ) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2 hours) (Experimental results) Intensity meter indicated value: 10-12 cd / m 2 (Experiment 14) (1) Laser exposure step: Omitted (2) Fixing and fading step Heating Temperature: 90 ° C. Light irradiation: 5 J / cm 2 (Receiver 1) 35 J / cm 2 (Receiver 2) (3) Heat treatment process: Same as before (120 ° C., 2 hours) (Experimental results) Luminance meter indication value: 10-11 cd / m 2 (Experiment 15) (1) Laser exposure step: omitted (2) Fixing and fading step Heating temperature: 90 ° C. Light irradiation: 1 J / cm 2 (receiver 1) 7 J / cm 2 (receiver) 2) (3) Heat treatment process: Same as before ( 20 ° C., 2 hours) (Test Results) luminance meter readings: 13-14 cd / m 2 (Experiment 16) (1) laser exposure step: omitted (2) fixing and bleaching process heating temperature: 40 ° C. irradiation: 1 J / Cm 2 (Receiver 1) 7 J / cm 2 (Receiver 2) (3) Heat treatment step: Same as before (120 ° C, 2 hours) (Experimental result) Brightness meter indicated value: 13-15 cd / m 2 or more According to the four experimental results described in the above, the heating temperature range 4
When the light having a wavelength of 330 nm to 390 nm at 0 ° C. and 90 ° C. is less than 10 J / cm 2 , and
It can be seen from the graph that when the light having a wavelength of 490 nm is less than 50 J / cm 2 , the transparency of the background of the hologram cannot be improved.

【0056】以上をまとめると、本発明のプロセスでは
全て散乱ノイズのレベルが輝度計の指示値で10cd/
2 以下となり、その他の条件ではいずれも10cd/
2以下にはならないことがわかった。
To summarize the above, in the process of the present invention, the level of the scattered noise is 10 cd /
m 2 or less, and 10 cd /
m 2 was found to be not below.

【0057】以上、16の分散した実験結果によって本
発明の効果を示してきたが、本発明の請求の範囲をより
明確化するため、図6に、実験結果の一例をグラフとし
てまとめた。
As described above, the effects of the present invention have been shown by 16 dispersed experimental results. In order to clarify the claims of the present invention, FIG. 6 shows an example of the experimental results as a graph.

【0058】これより、40℃〜90℃の範囲でほぼ同
じ効果が得られているのがわかる。また、光照射量につ
いても10J/cm2 以上の照射量の範囲で10cd/
2以下の散乱ノイズとなり、特に、120J/cm2
という従来に比べて3桁以上高い照射量においては4〜
5cd/m2 という良好な結果が得られている。暗室内
での観察においてこのレベルはホログラムの背景が明瞭
に視認できるレベルであることを確認した。
From this, it can be seen that almost the same effect is obtained in the range of 40 ° C. to 90 ° C. Also, the light irradiation amount is 10 cd / cm 2 within the irradiation amount range of 10 J / cm 2 or more.
m 2 or less, especially 120 J / cm 2
4 to 3 times higher than the conventional dose
A good result of 5 cd / m 2 has been obtained. In observation in a dark room, it was confirmed that this level was a level at which the background of the hologram could be clearly recognized.

【0059】尚、実験において試料と光照射用ランプを
近接すると、光照射のエネルギに加えてランプの熱輻射
の影響を受けるため、試料の温度は自然に上昇してしま
う。特に、本発明による定着及び色素退色のための光照
射量は通常よりも2桁ほど高いため、実験によると光照
射中には30℃〜50℃の温度上昇がみられた。室温2
5℃から実験を開始した場合でも、光照射中に55℃か
ら75℃に試料の温度が自然と上昇するため、結果とし
て得られた値も、意図的に試料温度を上昇させて行った
実験に類似するものであった。従って、この方法によっ
てより簡素なプロセスを構成することは可能であるが、
ただ、光照射条件や照射装置内の冷却の状況によっては
試料温度が100℃以上になることもあり、結果的に過
熱による白濁の増加が見られた例もあった。また、極端
な場合、ベースフィルム、フォトポリマ、及びガラス基
板が焼け付いてしまうこともあった。
In the experiment, if the sample and the lamp for light irradiation are brought close to each other, the temperature of the sample naturally rises because the lamp is affected by the heat radiation of the lamp in addition to the energy of light irradiation. In particular, since the light irradiation amount for fixing and dye fading according to the present invention is about two orders of magnitude higher than usual, according to experiments, a temperature rise of 30 ° C. to 50 ° C. was observed during light irradiation. Room temperature 2
Even when the experiment was started at 5 ° C., the temperature of the sample naturally increased from 55 ° C. to 75 ° C. during the light irradiation, so the value obtained as a result of the experiment in which the sample temperature was intentionally increased It was similar to Therefore, although it is possible to construct a simpler process with this method,
However, the sample temperature may be 100 ° C. or higher depending on the light irradiation conditions and the cooling state of the irradiation device, and as a result, there was an example in which the cloudiness was increased due to overheating. In an extreme case, the base film, the photopolymer, and the glass substrate may be burned.

【0060】上記のような弊害を取り除くべく、上記の
実験においては、ペルチェ素子による冷却機構を備えた
温度制御プレートの上に試料を載置して実験を行い、最
適な加熱温度範囲を決定した。ここでもランプとの距離
を近づけると光照射による温度上昇が見られたが、その
上昇分は最大でも20℃以下に抑えられた。ランプとの
距離を適切に保つことで、ほぼ設定温度を維持できるこ
ともわかった。
In order to eliminate the above-mentioned adverse effects, in the above experiment, an experiment was carried out by placing a sample on a temperature control plate provided with a cooling mechanism using a Peltier element, and an optimum heating temperature range was determined. . Here, when the distance from the lamp was shortened, a temperature rise due to light irradiation was observed, but the rise was suppressed to 20 ° C. or less at the maximum. It was also found that by setting the distance from the lamp appropriately, the set temperature could be almost maintained.

【0061】もちろん、実際の作製プロセスにおいて上
記のような温度制御プレートは必ずしも必要ではなく、
本発明による温度条件と光照射条件を満足するような条
件設定がなされればよい。温度制御を行わなず、上述の
ような自然な温度上昇をさせる場合でも、良好な結果が
得られるのは本発明による温度条件と光照射条件を満足
する範囲に限られるものである。
Of course, the temperature control plate as described above is not always necessary in an actual manufacturing process.
It is only necessary to set conditions that satisfy the temperature condition and the light irradiation condition according to the present invention. Even when the temperature is naturally increased as described above without performing the temperature control, good results are obtained only in a range that satisfies the temperature condition and the light irradiation condition according to the present invention.

【0062】図7は、本発明のプロセスの各工程におけ
るフォトポリマの吸収特性で、各プロセスによって色素
の吸収が変化していく様子をグラフに示したものであ
る。それぞれの曲線は、 (a)未露光のフォトポリマ (b)加熱、及び光照射後 (c)熱処理後 における吸収特性を示している。
FIG. 7 is a graph showing the absorption characteristics of the photopolymer in each step of the process of the present invention, showing how the absorption of the dye changes with each process. Each curve shows the absorption characteristics after (a) unexposed photopolymer, (b) after heating, and after light irradiation (c) after heat treatment.

【0063】曲線(b)より、本プロセスの光照射によ
って、即ち、熱処理以前に色素固有の吸収ピークがなく
なっていることがわかる。熱処理後も曲線(c)に示さ
れるように吸収特性の大きな変化はない。このプロセス
を経たフォトポリマは淡いオレンジ色を呈しているもの
の、散乱ノイズのレベルは低いものであった。
From the curve (b), it can be seen that the absorption peak peculiar to the dye disappeared by the light irradiation of this process, that is, before the heat treatment. Even after the heat treatment, there is no significant change in the absorption characteristics as shown by the curve (c). The photopolymer that has undergone this process has a light orange color, but has a low level of scattering noise.

【0064】以上は、ホログラムを形成しない、バック
グラウンドでの評価であったが、ホログラムの透明性向
上を評価するには、実際にレーザ露光を行い、ホログラ
ムが形成された領域での散乱ノイズを評価しなければな
らない。
The above is the evaluation in the background where no hologram is formed. However, in order to evaluate the improvement in the transparency of the hologram, laser exposure is actually performed and scattering noise in the area where the hologram is formed is reduced. Must be evaluated.

【0065】図8は正反射ホログラムを形成するための
光学系を示している。18はフォトポリマ、19は基
板、20は表面反射ミラー、21、22は屈折率整合
液、23は反射防止基板である。レーザ光24を反射防
止基板23側から入射させ、表面反射ミラーからの反射
光と干渉させることでフォトポリマ18内に正反射ホロ
グラムを形成する。
FIG. 8 shows an optical system for forming a regular reflection hologram. 18 is a photopolymer, 19 is a substrate, 20 is a surface reflection mirror, 21 and 22 are refractive index matching liquids, and 23 is an antireflection substrate. A regular reflection hologram is formed in the photopolymer 18 by causing the laser beam 24 to enter from the antireflection substrate 23 side and interfere with the reflected light from the surface reflection mirror.

【0066】レーザ光としてアルゴンレーザの波長48
8nm、フォトポリマとして上記の実験と同様のHRF
750X245−9、屈折率整合液としてキシレン、を
用いてレーザ露光を行った後、本発明のプロセスによる
加熱と光照射、及び通常プロセスにおける熱処理を行っ
た。プロセスを終えたホログラムに上記の実験と同様に
基板端面から冷陰極蛍光管による照明を行い、表面から
の散乱ノイズを観察した。
Argon laser wavelength 48 as laser light
8 nm, HRF similar to the above experiment as photopolymer
After performing laser exposure using 750 X 245-9 and xylene as a refractive index matching liquid, heating and light irradiation by the process of the present invention and heat treatment in a normal process were performed. The hologram after the process was illuminated with a cold cathode fluorescent tube from the end face of the substrate in the same manner as in the above experiment, and the scattering noise from the surface was observed.

【0067】従来のプロセスでは正反射ホログラムが形
成された領域はバックグラウンドと明らかに異なり、容
易に視認できた。尚、形成されている正反射ホログラム
はこのような端面からの入射光に対して、基板表面に回
折光を発生させることはない。即ち、ここでホログラム
領域が認識できるということはこれまで問題としてきた
散乱ノイズのレベルが高いということを示している。輝
度計による評価では正反射ホログラムが形成された領域
での散乱ノイズレベルはバックグラウンドに比べて5−
10cd/m2高い値を示していた。
In the conventional process, the area where the regular reflection hologram was formed was clearly different from the background and could be easily recognized. The formed regular reflection hologram does not generate diffracted light on the substrate surface with respect to such incident light from the end face. That is, the fact that the hologram area can be recognized here indicates that the level of the scattering noise which has been a problem so far is high. According to the evaluation by the luminance meter, the scattering noise level in the area where the regular reflection hologram was formed was 5-
The value was higher by 10 cd / m2.

【0068】一方、本発明のプロセスによれば正反射ホ
ログラム領域とバックグラウンドとの差はわずか1−2
cd/m2で、ほとんど気にならないレベルであった。
即ち、レーザ露光領域においても本発明の効果が顕著に
表れるということがわかった。尚、加熱と光照射を行っ
た後に反射ホログラムの分光特性を評価したところ、レ
ーザ露光直後に比べて反射率は高く、またその半値幅は
広がっていることが確認された。しかしながら、この増
感は光照射後の従来プロセスと同様の120℃、2時間
の熱処理において見られる増感程には大きくなく、最後
の熱処理工程を経ることでより良好な結果が得られるこ
とを確認した。
On the other hand, according to the process of the present invention, the difference between the regular reflection hologram area and the background is only 1-2.
At cd / m 2, the level was almost unnoticeable.
That is, it was found that the effects of the present invention were remarkably exhibited also in the laser exposure region. When the spectral characteristics of the reflection hologram were evaluated after heating and light irradiation, it was confirmed that the reflectance was higher than that immediately after the laser exposure, and that the half width was broadened. However, this sensitization is not as large as the sensitization observed in the heat treatment at 120 ° C. for 2 hours, which is the same as the conventional process after light irradiation. confirmed.

【0069】図9はエッジリット型の反射ホログラムを
形成するための光学系を示している。25はフォトポリ
マ、26は基板、27、28はガラスブロック、29、
30、31は光吸収板、32、33は屈折率整合液であ
る。参照光34をガラスブロック27側から入射させ、
ガラスブロック28から入射する物体光35との干渉に
より、フォトポリマ25内に反射型ホログラムが形成さ
れる。
FIG. 9 shows an optical system for forming an edge-lit reflection hologram. 25 is a photopolymer, 26 is a substrate, 27 and 28 are glass blocks, 29,
Reference numerals 30 and 31 denote light absorbing plates, and reference numerals 32 and 33 denote refractive index matching liquids. The reference light 34 is incident from the glass block 27 side,
A reflection hologram is formed in the photopolymer 25 by interference with the object light 35 incident from the glass block 28.

【0070】このような構成によって形成されたエッジ
リット型の反射ホログラムの場合、実際に回折光が基板
表面から出射するため、バックグラウンドの散乱ノイズ
を分離して定量化することは困難である。従って、出射
方向からはずれた位置からの目視観察を行ったが、従来
プロセスに比べて顕著な改善が確認された。
In the case of an edge-lit type reflection hologram formed by such a configuration, since diffracted light is actually emitted from the substrate surface, it is difficult to separate and quantify background scattering noise. Therefore, when visual observation was performed from a position deviated from the emission direction, a remarkable improvement was confirmed as compared with the conventional process.

【0071】また、次に示すようなデバイスに応用され
た場合にもその効果が確認されている。
The effect has also been confirmed when applied to the following devices.

【0072】図10は特願平6−166706号、特願
平8−59012号、等に記載されているディスプレイ
装置の構成例である。36は冷陰極蛍光管、37は反射
ミラー、38は基板、39は伝搬光、40はエッジリッ
ト型ホログラム、41は照明光、42は高分子分散型液
晶表示装置、43は散乱状態にある画素、44は散乱表
示光、45は観察者である。冷陰極蛍光管36を発した
光は直接、あるいは反射ミラー37で反射後基板38に
入射して伝搬光39となり、エッジリット型ホログラム
40によって回折され照明光41となる。この照明光4
1は基板38の表面から図中下向きに出射し、近接して
配された高分子分散型液晶表示装置42に入射して散乱
状態にある画素43を照明し、散乱表示光44となって
観察者45の目に到達する。高分子分散型液晶表示装置
40のその他の領域では画素が透明状態にあるため、照
明光42はそのまま透過し、観察者45には見えない。
FIG. 10 shows a configuration example of a display device described in Japanese Patent Application Nos. 6-166706 and 8-59012. 36 is a cold cathode fluorescent tube, 37 is a reflection mirror, 38 is a substrate, 39 is propagation light, 40 is an edge-lit hologram, 41 is illumination light, 42 is a polymer dispersed liquid crystal display device, and 43 is a pixel in a scattering state. , 44 are scattered display light, and 45 is an observer. The light emitted from the cold cathode fluorescent tube 36 enters the substrate 38 directly or after being reflected by the reflection mirror 37 to become the propagation light 39, and is diffracted by the edge-lit hologram 40 to become the illumination light 41. This illumination light 4
Numeral 1 emits light downward from the surface of the substrate 38 in the figure, enters a polymer dispersion type liquid crystal display device 42 disposed in close proximity, illuminates the pixels 43 in a scattered state, and observes them as scattered display light 44. Reaches the eye of the person 45. In other areas of the polymer-dispersed liquid crystal display device 40, since the pixels are in a transparent state, the illumination light 42 is transmitted as it is, and is not visible to the observer 45.

【0073】上記のエッジリット型ホログラムを本発明
のプロセスによって作製したところ、高分子分散液晶が
透明な状態になった領域において背景をはっきりと視認
できた。これにより前記文献に示されているような透明
ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、及びカラー
表示可能で透明な直視型ディスプレイが構成可能とな
る。
When the above-mentioned edge-lit hologram was produced by the process of the present invention, the background was clearly visible in the region where the polymer dispersed liquid crystal became transparent. As a result, a transparent display, a head-up display, and a transparent direct-view display capable of displaying a color as described in the above literature can be configured.

【0074】また、この作製にあたっては既に図9で示
した光学系が利用できるが、ここでは図11に示すよう
にフォトポリマ25の周辺領域を事前に光照射し、不活
性領域46(図中黒塗部分)を形成しておいた。これに
より参照光47と物体光48とが干渉してホログラムを
形成する露光領域49の境界が一意に決定され、出来上
がったエッジリット型ホログラムの露光領域の境界部で
散乱ノイズが無くなった。
In this fabrication, the optical system shown in FIG. 9 can be used. Here, as shown in FIG. 11, the peripheral region of the photopolymer 25 is irradiated with light in advance, and the inactive region 46 (FIG. Black portion). As a result, the boundary of the exposure region 49 where the reference beam 47 and the object beam 48 interfere to form a hologram is uniquely determined, and scattering noise is eliminated at the boundary of the exposure region of the completed edge-lit hologram.

【0075】尚、以上述べてきた実施例において、HR
F750X245−9を例にとって説明を行ってきた
が、評価を行ったデュポン社製の他のフォトポリマ、H
RF600X001、HRF700X071、HRF7
50X199、HRF750X181、HRF750X
122、HRF750X083、Omnidex352
等でも同様の効果が確認されており、これ以外の同類の
フォトポリマにおいても本発明の作製方法は有効である
と考えられる。
Incidentally, in the embodiment described above, HR
Although the description has been made by taking F750X245-9 as an example, another photopolymer manufactured by DuPont, H
RF600X001, HRF700X071, HRF7
50X199, HRF750X181, HRF750X
122, HRF750X083, Omnidex352
And the like, the same effect has been confirmed, and it is considered that the production method of the present invention is also effective for other similar photopolymers.

【0076】但し、ベースフィルムが剥離できないタイ
プのフォトポリマではその表面の汚れ、傷、あるいはベ
ースフィルム自体の内部散乱、等の影響により透明性は
やや劣る。従って、最も透明性の高いホログラム、特に
エッジリットホログラムを作製するには、ベースフィル
ムが剥離でき、等方性のバリアフィルムを最表面とする
か、あるいはこれにUV効果樹脂等の透明な接着剤を介
して透明なフィルム、あるいはガラスを接着した形態が
最も好ましい。
However, in the case of a type of photopolymer in which the base film cannot be peeled, the transparency is slightly inferior due to the effects of dirt and scratches on the surface or internal scattering of the base film itself. Therefore, in order to produce the most transparent hologram, especially an edge-lit hologram, the base film can be peeled off, and an isotropic barrier film is used as the outermost surface, or a transparent adhesive such as a UV effect resin is attached to this. Most preferred is a form in which a transparent film or glass is adhered through the film.

【0077】図12はマスタホログラムからの複製の様
子を模式的に表した図である。図中、50はマスタホロ
グラム、51は不活性領域、52はフォトポリマ、53
は屈折率整合液、54は硝子ブロック、55は複製用レ
ーザ光、56は複製用回折光、57はホログラム、58
は光吸収板である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a state of copying from a master hologram. In the figure, 50 is a master hologram, 51 is an inactive area, 52 is a photopolymer, 53
Is a refractive index matching liquid, 54 is a glass block, 55 is a laser beam for duplication, 56 is a diffracted light for duplication, 57 is a hologram, 58
Is a light absorbing plate.

【0078】このマスタホログラム50はこれまでに述
べてきたようなプロセスで形成され、有効領域全体にわ
たって一様にホログラムが形成されているものである。
尚、フォトポリマフィルム単体の場合、またはこれが基
板材料に張り付けられている場合のいずれの形態のマス
タホログラムも有り得る。一部に不活性領域51が形成
された複製用のフォトポリマ52は屈折率整合液53を
介してマスタホログラム50に接合され、これに密着し
た硝子ブロック54側から複製用レーザ光55が照射さ
れる。マスタホログラム50によって回折された複製用
回折光56は複製用レーザ光55と干渉して、ホログラ
ム57を形成する。尚、マスタホログラム50によって
回折されなかった複製用回折光56は光吸収板58で吸
収される。上記プロセスにより、不活性領域51以外の
任意に定義可能な領域にホログラム57が複製される。
不活性領域51を設けているためその領域の境界部は明
瞭で、散乱ノイズを生じることはない。
The master hologram 50 is formed by the process as described above, and a hologram is formed uniformly over the entire effective area.
It should be noted that there can be any form of master hologram in the case of a single photopolymer film or in the case where it is attached to a substrate material. The duplication photopolymer 52 in which an inactive region 51 is partially formed is bonded to the master hologram 50 via the refractive index matching liquid 53, and the duplication laser light 55 is irradiated from the glass block 54 which is in close contact with the master hologram 50. You. The duplicated diffraction light 56 diffracted by the master hologram 50 interferes with the duplicated laser light 55 to form a hologram 57. The diffraction light for duplication 56 not diffracted by the master hologram 50 is absorbed by the light absorbing plate 58. By the above process, the hologram 57 is copied to an arbitrarily definable area other than the inactive area 51.
Since the inactive region 51 is provided, the boundary of the region is clear, and no scattering noise occurs.

【0079】図13はマスクパターンの投影により不活
性領域を形成する原理図である。マスクパターン59を
透過した光源60の光は投射レンズ61によりフォトポ
リマ材料62に投影され、マスクパターンが拡大、縮小
された、あるいは等倍の大きさの投影パターン63を形
成する。マスクパターン59は例えばネガフィルムなど
で形成され、透明な領域(図中白い領域)を通過した光
が到達するフォトポリマ材料62上の領域(図中投影パ
ターン63の白い領域)において不活性化がなされる。
尚、この間フォトポリマ材料62は静止し、終了後一定
間隔だけ送られ、次の領域における不活性化が行われ
る。
FIG. 13 is a principle diagram of forming an inactive area by projecting a mask pattern. The light from the light source 60 that has passed through the mask pattern 59 is projected onto the photopolymer material 62 by the projection lens 61 to form a projection pattern 63 in which the mask pattern has been enlarged, reduced, or has the same size. The mask pattern 59 is formed of, for example, a negative film or the like, and is inactivated in a region on the photopolymer material 62 (the white region of the projection pattern 63 in the figure) to which the light that has passed through the transparent region (white region in the figure) reaches. Done.
During this time, the photopolymer material 62 is stationary, is fed at a constant interval after the end, and deactivates the next region.

【0080】不活性領域の形状を変更するときはマスク
パターン59を別のネガフィルムに交換すればよい。ま
た、図14に示すようにこのマスクパターンを液晶パネ
ルなどの空間光変調器64で構成することで、パターン
の切り替えがきわめて容易になり、またこれに要するロ
スが省略できるというメリットがある。
When changing the shape of the inactive region, the mask pattern 59 may be replaced with another negative film. In addition, as shown in FIG. 14, by configuring this mask pattern with a spatial light modulator 64 such as a liquid crystal panel, there is an advantage that pattern switching becomes extremely easy and the loss required for this can be omitted.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上のように本発明によると、透明度が
高く、散乱ノイズのないホログラム、特にエッジリット
ホログラムが実現できる。これによって通常は透明で、
必要なときにのみ情報を表示するコンパクトで高品質の
エッジリット型の透明な情報表示板が実現できる。さら
には高分子分散型液晶表示装置との組み合わせにより、
視野を遮ることなく必要なときにだけ必要な情報を表示
することができる透明ディスプレイやヘッドアップディ
スプレイが実現する。また、カラー表示が可能で透明な
直視型のディスプレイ装置を実現することができる。ま
た、一つのマスタホログラムから開口パターンの異なる
複製ホログラムを効率的に生産することができるように
なる。
As described above, according to the present invention, a hologram having high transparency and free from scattering noise, in particular, an edge-lit hologram can be realized. This is usually transparent,
A compact, high-quality, edge-lit, transparent information display panel that displays information only when necessary can be realized. Furthermore, by combination with a polymer dispersion type liquid crystal display device,
A transparent display or a head-up display that can display necessary information only when necessary without obstructing the field of view is realized. Further, a transparent direct-view type display device capable of color display can be realized. In addition, duplicate holograms having different aperture patterns can be efficiently produced from one master hologram.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における加熱及び光照射プロセスを行う
装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for performing a heating and light irradiation process in the present invention.

【図2】ホログラム乾板の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a hologram dry plate.

【図3】輝度計を用いた散乱ノイズ測定系の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a scattering noise measurement system using a luminance meter.

【図4】パワーメータを用いた散乱ノイズ測定系の構成
FIG. 4 is a configuration diagram of a scattering noise measurement system using a power meter.

【図5】色ガラスの透過特性図FIG. 5 is a transmission characteristic diagram of a colored glass.

【図6】本発明のプロセスによる実験結果を表すグラフFIG. 6 is a graph showing experimental results obtained by the process of the present invention.

【図7】本発明のプロセスによるフォトポリマの吸収特
性の変化を表すグラフ
FIG. 7 is a graph showing a change in absorption characteristics of a photopolymer by the process of the present invention.

【図8】正反射ホログラムを形成するための光学系の構
成図
FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system for forming a regular reflection hologram.

【図9】エッジリット型反射ホログラムを形成するため
の光学系の構成図
FIG. 9 is a configuration diagram of an optical system for forming an edge-lit reflection hologram;

【図10】エッジリット型反射ホログラムと高分子分散
型液晶表示装置による透明ディスプレイの構成図
FIG. 10 is a configuration diagram of a transparent display using an edge-lit reflection hologram and a polymer-dispersed liquid crystal display device.

【図11】周辺部を不活性化したフォトポリマによるエ
ッジリット型反射ホログラムを形成するための光学系の
構成図
FIG. 11 is a configuration diagram of an optical system for forming an edge-lit reflection hologram using a photopolymer having a peripheral portion inactivated.

【図12】ホログラムを複製するための光学系の構成図FIG. 12 is a configuration diagram of an optical system for replicating a hologram.

【図13】投影法による不活性化の原理図FIG. 13 is a principle diagram of inactivation by a projection method.

【図14】空間光変調器を用いた投影法による不活性化
の原理図
FIG. 14 is a principle diagram of inactivation by a projection method using a spatial light modulator.

【図15】レーザ露光光学系の構成図FIG. 15 is a configuration diagram of a laser exposure optical system.

【図16】(a)干渉縞の光強度分布図 (b)フォトポリマでの未反応モノマの動きを示す模式
図 (c)重合が進展した領域を示す模式図 (d)屈折率変調分布図
FIG. 16A is a light intensity distribution diagram of interference fringes. FIG. 16B is a schematic diagram showing movement of an unreacted monomer in a photopolymer. FIG. 16C is a schematic diagram showing a region where polymerization has progressed.

【図17】従来プロセスにおけるフォトポリマの吸収特
性図
FIG. 17 is a diagram showing absorption characteristics of a photopolymer in a conventional process.

【図18】エッジリット型ホログラムの構成図FIG. 18 is a configuration diagram of an edge-lit hologram.

【図19】フォトポリマによる散乱光観察の様子を示す
原理図
FIG. 19 is a principle diagram showing a state of scattered light observation by a photopolymer.

【図20】散乱ノイズを含むエッジリット型ホログラム
の再生状況を示す図
FIG. 20 is a diagram showing a reproduction state of an edge-lit hologram including scattering noise.

【図21】フォトポリマの散乱ノイズと露光量との関係
を示すグラフ
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the photopolymer scattering noise and the amount of exposure.

【図22】レーザ露光領域の境界部を示す図FIG. 22 is a diagram showing a boundary portion of a laser exposure region.

【図23】境界部が形成される様子を説明する原理図FIG. 23 is a principle view for explaining how a boundary is formed.

【図24】エッジリット型ホログラムにおいて境界部が
形成される様子を説明する原理図
FIG. 24 is a principle diagram illustrating a state in which a boundary is formed in an edge-lit hologram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ホログラム乾板 2 フォトポリマ 3 ホログラム基板 4 温度制御プレート 5 メタルハライドランプ 6 フォトポリマ 7 カバーフィルム 8 バリアフィルム 9 ホログラム基板 10 評価用ホログラム素子 11 冷陰極蛍光管 12 反射ミラー 13 遮蔽板 14 輝度計 15 散乱ノイズ 16 パワーメータ 17 黒パイプ 18 フォトポリマ 19 基板 20 表面反射ミラー 21,22 屈折率整合液 23 反射防止基板 24 レーザ光 25 フォトポリマ 26 基板 27,28 ガラスブロック 29,30,31 光吸収板 32,33 屈折率整合液 34 参照光 35 物体光 36 冷陰極蛍光管 37 反射ミラー 38 基板 39 伝搬光 40 エッジリット型ホログラム 41 照明光 42 高分子分散型液晶表示装置 43 散乱状態にある画素 44 散乱表示光 45 観察者 46 不活性領域 47 参照光 48 物体光 49 露光領域 50 マスタホログラム 51 不活性領域 52 フォトポリマ 53 屈折率整合液 54 硝子ブロック 55 複製用レーザ光 56 複製用回折光 57 ホログラム 58 光吸収板 59 マスクパターン 60 光源 61 投射レンズ 62 フォトポリマ材料 63 投影パターン 64 空間光変調器 Reference Signs List 1 hologram dry plate 2 photopolymer 3 hologram substrate 4 temperature control plate 5 metal halide lamp 6 photopolymer 7 cover film 8 barrier film 9 hologram substrate 10 evaluation hologram element 11 cold cathode fluorescent tube 12 reflection mirror 13 shield plate 14 luminance meter 15 scattering noise Reference Signs List 16 power meter 17 black pipe 18 photopolymer 19 substrate 20 surface reflection mirror 21, 22 refractive index matching liquid 23 antireflection substrate 24 laser beam 25 photopolymer 26 substrate 27, 28 glass block 29, 30, 31 light absorption plate 32, 33 Refractive index matching liquid 34 Reference light 35 Object light 36 Cold cathode fluorescent tube 37 Reflector mirror 38 Substrate 39 Propagation light 40 Edge-lit hologram 41 Illumination light 42 Polymer dispersed liquid crystal display device 43 Pixel in scattering state 44 Scattering Illumination 45 Observer 46 Inactive area 47 Reference light 48 Object light 49 Exposure area 50 Master hologram 51 Inactive area 52 Photopolymer 53 Refractive index matching liquid 54 Glass block 55 Duplicating laser beam 56 Duplicating diffracted beam 57 Hologram 58 Light Absorbing plate 59 Mask pattern 60 Light source 61 Projection lens 62 Photopolymer material 63 Projection pattern 64 Spatial light modulator

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フォトポリマ材料によるホログラムの製造
方法において、レーザ露光後、前記フォトポリマ材料を
加熱して、これに光照射を行うことを特徴とするホログ
ラムの製造方法。
1. A method for manufacturing a hologram using a photopolymer material, comprising heating the photopolymer material after laser exposure and irradiating the photopolymer material with light.
【請求項2】フォトポリマ材料によるホログラムの製造
方法において、レーザ露光後、前記フォトポリマ材料の
加熱と光照射とを同時に行うことを特徴とするホログラ
ムの製造方法。
2. A method for manufacturing a hologram using a photopolymer material, wherein heating and light irradiation of the photopolymer material are performed simultaneously after laser exposure.
【請求項3】加熱温度範囲が40℃以上90℃以下であ
ることを特徴とする請求項1または2記載のホログラム
の製造方法。
3. The method for producing a hologram according to claim 1, wherein a heating temperature range is 40 ° C. or more and 90 ° C. or less.
【請求項4】波長390nm以下の光照射量が1平方セ
ンチあたり10ジュール以上であることを特徴とする請
求項1または2記載のホログラムの製造方法。
4. The method for producing a hologram according to claim 1, wherein the irradiation amount of light having a wavelength of 390 nm or less is 10 joules or more per square centimeter.
【請求項5】波長390nm以上の光照射量が1平方セ
ンチあたり50ジュール以上であることを特徴とする請
求項1または2記載のホログラムの製造方法。
5. The method for producing a hologram according to claim 1, wherein the irradiation amount of light having a wavelength of 390 nm or more is 50 joules or more per square centimeter.
【請求項6】波長390nm以下の光照射量が1平方セ
ンチあたり10ジュール以上であり、波長390nm以
上の光照射量が1平方センチあたり50ジュール以上で
あることを特徴とする請求項1または2記載のホログラ
ムの製造方法。
6. The light irradiation amount of light having a wavelength of 390 nm or less is 10 joules or more per square centimeter, and the light irradiation amount of 390 nm or more is 50 joules or more per square centimeter. A method for producing the hologram according to the above.
【請求項7】光照射用光源として紫外光と可視光を放射
するランプを用いることを特徴とする請求項1または2
記載のホログラムの製造方法。
7. A lamp according to claim 1, wherein a lamp for emitting ultraviolet light and visible light is used as a light irradiation light source.
A method for producing the hologram according to the above.
【請求項8】太陽光で光照射を行うことを特徴とする請
求項1または2記載のホログラムの製造方法。
8. The method for manufacturing a hologram according to claim 1, wherein the light is irradiated with sunlight.
【請求項9】マスクパターンを投影して、ホログラムが
作製されない領域にのみ光照射を行うことで前記領域に
おけるホログラム記録膜の不活性化をレーザ露光前に行
うことを特徴とするホログラムの製造方法。
9. A method for manufacturing a hologram, comprising projecting a mask pattern and irradiating light only to a region where a hologram is not formed, thereby inactivating a hologram recording film in said region before laser exposure. .
【請求項10】ホログラムが複製されない領域において
ホログラム記録膜を不活性化した後に、一様にホログラ
ムが形成されたホログラム原盤から密着露光によるホロ
グラムの複製を行うことを特徴とするホログラムの複製
方法。
10. A method for duplicating a hologram, comprising: inactivating a hologram recording film in a region where a hologram is not duplicated, and then duplicating the hologram by contact exposure from a hologram master on which a hologram is uniformly formed.
【請求項11】マスクパターンを投影して、ホログラム
が複製されない領域にのみ光照射を行うことで前記領域
におけるホログラム記録膜の不活性化を行うことを特徴
とする請求項10記載のホログラムの複製方法。
11. The hologram duplication according to claim 10, wherein the mask pattern is projected to irradiate light only to a region where the hologram is not duplicated, thereby inactivating the hologram recording film in said region. Method.
【請求項12】マスクパターンが空間光変調器によって
形成されることを特徴とする請求項9記載のホログラム
の製造方法。
12. The method according to claim 9, wherein the mask pattern is formed by a spatial light modulator.
【請求項13】光源と、透明基板上に配されたホログラ
ムとから構成され、前記透明基板の端面から入射する前
記光源の光を前記ホログラムによって前記透明基板の表
面に出射するよう構成したエッジリット型ホログラムで
あって、請求項1から9のいずれかに記載のホログラム
の製造方法により作製されたことを特徴とするホログラ
ム。
13. An edge lit comprising a light source and a hologram arranged on a transparent substrate, wherein the hologram emits light from the light source incident from an end face of the transparent substrate to a surface of the transparent substrate. A hologram, wherein the hologram is manufactured by the method for manufacturing a hologram according to any one of claims 1 to 9.
【請求項14】マスクパターンが空間光変調器によって
形成されることを特徴とする請求項11記載のホログラ
ムの複製方法。
14. The hologram duplication method according to claim 11, wherein the mask pattern is formed by a spatial light modulator.
【請求項15】光源と、透明基板上に配されたホログラ
ムとから構成され、前記透明基板の端面から入射する前
記光源の光を前記ホログラムによって前記透明基板の表
面に出射するよう構成したエッジリット型ホログラムで
あって、請求項10から12のいずれかに記載のホログ
ラムの複製方法により作製されたことを特徴とするホロ
グラム。
15. An edge lit comprising a light source and a hologram arranged on a transparent substrate, wherein the hologram emits light from the light source incident from an end face of the transparent substrate to a surface of the transparent substrate. 13. A hologram, which is manufactured by the hologram duplication method according to claim 10.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005099537A (en) * 2003-09-26 2005-04-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method and device for forming pattern in periodic array structure
JP2009009620A (en) * 2007-06-26 2009-01-15 Sony Corp Optical information recording medium initialization device, optical information recording medium initialization method, and optical information recording medium

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