JPH1054911A - Hologram reflection plate and reflection type liquid crystal display device using the plate - Google Patents

Hologram reflection plate and reflection type liquid crystal display device using the plate

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JPH1054911A
JPH1054911A JP8184446A JP18444696A JPH1054911A JP H1054911 A JPH1054911 A JP H1054911A JP 8184446 A JP8184446 A JP 8184446A JP 18444696 A JP18444696 A JP 18444696A JP H1054911 A JPH1054911 A JP H1054911A
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JP
Japan
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hologram
reflection
liquid crystal
light
display device
Prior art date
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JP8184446A
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Japanese (ja)
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Atsushi Sato
敦 佐藤
Manueru Murijiyoomora Ruisu
ルイス・マヌエル・ムリジョ−モラ
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To embody a bright display by using a hologram reflection plate constituted by adopting a volume phase transmission type hologram having angle selectivity as a hologram and arranging a reflection layer on the rear surface of a hologram as a reflection layer. SOLUTION: The light transmitted through a polarizing film 4 of a second sheet is made incident on the hologram reflection plate 1 but the liquid crystal panel 2 side of the hologram reflection plate 1 is the volume phase transmission type hologram 6 having the angle selectivity and the incident light is transmitted through the hologram 6 as it is by the angle selectivity without being diffracted. The light 7 transmitted through the hologram 6 is specularly reflected by the metallic reflection layer 8 on the rear surface of the hologram 6 and is again made incident on the hologram 6. The incident light 9 is made incident on the hologram 6 at the incident angle reverse in positive and negative from the incident light 7 at the first time and is alighted to the angle selectivity possessed by the hologram 6, by which the light is transmitted and diffracted at the specific angle. This diffracted light 10 transmits again the polarizing film 4, the liquid crystal panel 2 and the polarizing film 3 and arrives at the observer's eyes 11.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は反射型液晶表示装置
に関し、特に、従来より明るい表示が可能であると共
に、カラー表示に好適な反射型液晶表示装置とそれに用
いられるホログラム反射板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device, and more particularly, to a reflection type liquid crystal display device capable of performing brighter display than before and suitable for color display, and a hologram reflector used therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルの背面に反射層を有する構成
の反射型液晶表示装置が公知であり、近年では、前記表
示装置に於いて、既存の金属反射層の代わりに反射型ホ
ログラムを反射層として使用することが試みられてい
る。反射型ホログラムを使用することにより、視域や反
射方向を特定することができ、金属反射層に比べて、特
定方向への明るい表示を図ることが可能となる。
2. Description of the Related Art A reflection type liquid crystal display device having a reflection layer on the back surface of a liquid crystal panel is known. In recent years, in such a display device, a reflection type hologram is used instead of an existing metal reflection layer. It has been attempted to be used as By using the reflection hologram, the viewing area and the reflection direction can be specified, and a brighter display in a specific direction can be achieved as compared with the metal reflection layer.

【0003】しかし、使用する反射型ホログラムが表面
レリーフ型ホログラムである場合には、回折効率を高く
することが難しく、体積位相反射型ホログラムである場
合には、その波長選択性により反射回折する波長幅が狭
いことから、反射層が着色してしまったり、可視波長域
に渡っての明るい表示を実現することが難しいという問
題がある。さらには、ホログラム自体の特性に起因し
て、色分散により、観察する方向に応じて表示される色
が変化して視覚されるという問題もある。
However, when the reflection hologram to be used is a surface relief hologram, it is difficult to increase the diffraction efficiency. When the hologram is a volume phase reflection hologram, the wavelength to be reflected and diffracted due to its wavelength selectivity. Since the width is narrow, there are problems that the reflective layer is colored and it is difficult to realize a bright display over a visible wavelength range. Furthermore, there is also a problem that, due to the chromatic dispersion, the displayed color changes depending on the viewing direction and is visually recognized due to the characteristics of the hologram itself.

【0004】また、液晶表示装置でのカラー表示を図る
際には、従来より良く知られている顔料分散型などのカ
ラーフィルターを液晶パネルと併用することが採用され
ているが、反射型の液晶表示装置では、カラーフィルタ
ーでの吸収などにより表示の明るさが低下したり、カラ
ーフィルターの採用に伴うコストアップの問題も発生す
ることになる。
When a color display is performed on a liquid crystal display device, a color filter such as a pigment dispersion type, which is well known in the art, is used in combination with a liquid crystal panel. In the display device, the brightness of the display is reduced due to absorption by the color filter or the like, and the problem of cost increase due to the use of the color filter also occurs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属反射層
に代えてホログラムを反射層として使用する反射型液晶
表示装置にあって、明るい表示(特に、明るいカラー表
示)を実現できるようなホログラム反射板とそれを用い
た反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device which uses a hologram as a reflection layer instead of a metal reflection layer, and which can realize a bright display (particularly a bright color display). It is an object to provide a reflection plate and a reflection type liquid crystal display device using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、ホログラムと
して、角度選択性を有する体積位相透過型ホログラムを
採用し、前記ホログラムの背面に反射層を配置した構成
のホログラム反射板を反射層として使用する。
According to the present invention, a volume phase transmission hologram having an angle selectivity is employed as a hologram, and a hologram reflector having a structure in which a reflection layer is arranged on the back surface of the hologram is used as the reflection layer. I do.

【0007】[0007]

【作用】体積位相透過型ホログラムの背面に反射層を配
置した構成とすることにより、ホログラム反射板全体と
しては、回折効率が高く、回折する波長幅が広いものと
なる。特に、ホログラムが角度選択性を有する体積位相
透過型ホログラムであるため、入射光(または反射層か
らの反射光)は、ホログラムによって透過回折を受ける
ことで、結果として入射光の正反射方向とは異なる方向
に反射光を出射することになり、ホログラム表面での照
り返しによる入射光の光源の像を意識せずに済み、視域
や反射方向を特定することができる。(請求項1)
With the configuration in which the reflection layer is disposed on the back surface of the volume phase transmission type hologram, the hologram reflection plate as a whole has a high diffraction efficiency and a wide wavelength range for diffraction. In particular, since the hologram is a volume phase transmission hologram having angle selectivity, incident light (or reflected light from the reflective layer) undergoes transmission diffraction by the hologram, and as a result, the incident light has a regular reflection direction. Since the reflected light is emitted in different directions, it is not necessary to be conscious of the image of the light source of the incident light due to the reflection on the hologram surface, and the viewing zone and the reflection direction can be specified. (Claim 1)

【0008】ここで、角度選択性とは、特定角度(方
向)からの入射光に対してのみ、特定角度(方向)への
回折光を出射するようなホログラムの光学特性であり、
ホログラムの撮影記録時の条件に応じて、上記の特定角
度(方向)は決定される。
Here, the angle selectivity is an optical characteristic of a hologram that emits diffracted light at a specific angle (direction) only for incident light from a specific angle (direction).
The specific angle (direction) is determined according to the conditions at the time of recording and recording the hologram.

【0009】全体をフィルム状の形態にすることによ
り、ホログラム反射板を液晶表示装置に組み込む作業が
容易となる。(請求項2) また、反射層とは反対側のホログラム表面に偏光層を形
成することで、偏光層がホログラムの保護層として機能
すると共に、液晶表示装置の組み込む場合に、液晶パネ
ルに必要な偏光層を兼ねることもできる。(請求項8)
When the whole is in the form of a film, the work of incorporating the hologram reflector into the liquid crystal display device becomes easy. (Claim 2) Further, by forming a polarizing layer on the surface of the hologram opposite to the reflecting layer, the polarizing layer functions as a protective layer of the hologram and is necessary for a liquid crystal panel when a liquid crystal display device is incorporated. It can also serve as a polarizing layer. (Claim 8)

【0010】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞から
なる前記ホログラムが多重記録または重ね合わせにより
一体化された構成とすることにより、ホログラムの色分
散による影響が低減され、異なる多方向からの観察に対
しても、ホログラムから回折再生される色に変化が少な
い。(請求項3,4)
The hologram composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies is integrated by multiplex recording or superimposition, so that the influence of hologram chromatic dispersion is reduced and observation from different directions is possible. In contrast, there is little change in the color diffracted and reproduced from the hologram. (Claims 3 and 4)

【0011】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞から
なる前記ホログラムが特定パターン状に配列された構成
とすることにより、パターン(ホログラム)に応じて異
なる波長(色)の光を回折することになり、ホログラム
反射板がカラーフィルターとしても機能することにもな
る。(請求項5)
[0011] With the configuration in which the holograms composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies are arranged in a specific pattern, light of different wavelengths (colors) is diffracted according to the pattern (hologram). The hologram reflector also functions as a color filter. (Claim 5)

【0012】前記ホログラムがレンズアレイを構成した
ホログラム反射板を、各ホログラムレンズアレイの焦点
位置が液晶パネルの位置となるように、液晶パネルの背
面に配置することにより、液晶パネルが有する液晶セル
間の遮光パターン(ブラックマトリクス)による光量損
失を抑えることができる。(請求項6,10)
The hologram reflecting plate in which the hologram forms a lens array is arranged on the back surface of the liquid crystal panel such that the focal position of each hologram lens array is at the position of the liquid crystal panel. Light loss due to the light shielding pattern (black matrix) can be suppressed. (Claims 6 and 10)

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。 <実施形態1>図1は、本発明のホログラム反射板を用
いた反射型液晶表示装置を示す概略図である。ホログラ
ム反射板1は液晶パネル2の背面に配置されており、同
図に示すように、角度選択性を有する体積位相透過型ホ
ログラム6と金属反射層8とから構成される。同図で
は、光学特性(入・反射光の光路)を模式的に表すため
に、ホログラム6と反射層8とは離間させて示している
が、両者が積層または蒸着により一体化されていても構
わなく、以降の説明においても同様である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> FIG. 1 is a schematic view showing a reflection type liquid crystal display device using the hologram reflection plate of the present invention. The hologram reflection plate 1 is disposed on the back surface of the liquid crystal panel 2, and is composed of a volume phase transmission hologram 6 having angle selectivity and a metal reflection layer 8, as shown in FIG. In the figure, the hologram 6 and the reflection layer 8 are shown separated from each other in order to schematically represent optical characteristics (optical paths of incident and reflected light). However, even if both are integrated by lamination or vapor deposition. It does not matter, and the same applies to the following description.

【0014】液晶パネル2の前後には偏光フィルム3,
4がそれぞれ配置されている。照明光5が外部より液晶
表示装置に入射すると、まず1枚目の偏光フィルム3で
1方向の偏光成分の光だけが液晶パネル2に到達し、液
晶パネル2で表示パターンに応じて旋光された後、2枚
目の偏光フィルム4に達する。
Before and after the liquid crystal panel 2, a polarizing film 3,
4 are arranged respectively. When the illuminating light 5 is incident on the liquid crystal display device from the outside, first, only the light of the polarization component in one direction reaches the liquid crystal panel 2 by the first polarizing film 3 and is rotated by the liquid crystal panel 2 according to the display pattern. Thereafter, the light reaches the second polarizing film 4.

【0015】2枚目の偏光フィルム4を透過した光はホ
ログラム反射板1に入射するが、ホログラム反射板1の
液晶パネル2側は、角度選択性を有する体積位相透過型
ホログラム6であり、ホログラム6の角度選択性により
入射光はホログラム6で回折せずにそのまま透過する。
ホログラム6を透過した光7はホログラム6の背面にあ
る金属反射層8で正反射し、再びホログラム6に入射す
る。この入射光9は1回目の入射光7とは正負逆の入射
角度でホログラム6に入射し、ホログラム6の持つ角度
選択性と合致し、回折光10として特定角度で透過回折す
る。この回折光10は再び偏光フィルム4,液晶パネル
2,偏光フィルム3を透過して、観察者の目11にパター
ン表示光として到達する。
The light transmitted through the second polarizing film 4 is incident on the hologram reflection plate 1. The liquid crystal panel 2 side of the hologram reflection plate 1 is a volume phase transmission hologram 6 having angle selectivity. Due to the angle selectivity of 6, the incident light passes through the hologram 6 without being diffracted.
The light 7 transmitted through the hologram 6 is specularly reflected by the metal reflection layer 8 on the back surface of the hologram 6, and is incident on the hologram 6 again. The incident light 9 is incident on the hologram 6 at an incident angle opposite to that of the first incident light 7, matches the angle selectivity of the hologram 6, and is transmitted and diffracted as a diffracted light 10 at a specific angle. The diffracted light 10 passes through the polarizing film 4, the liquid crystal panel 2, and the polarizing film 3 again, and reaches the eyes 11 of the observer as pattern display light.

【0016】<実施形態2>図2は、体積位相透過型ホ
ログラム6の角度選択性が上記実施形態(図1)とは異
なり、さらに金属反射層8が散乱反射面を有する場合に
係る反射型液晶表示装置の実施形態を示す概略図であ
り、その他の構成は図1と同様である。
<Embodiment 2> FIG. 2 shows a reflection type hologram 6 in which the angle selectivity of the volume phase transmission type hologram 6 is different from that of the above-mentioned embodiment (FIG. 1) and the metal reflection layer 8 has a scattering reflection surface. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a liquid crystal display device, and other configurations are the same as those in FIG. 1.

【0017】実施形態1では、角度選択性により入射光
はホログラム6で回折せずにそのまま透過したが、本実
施形態の場合には、入射光がホログラム6で透過回折を
受けた後、金属反射層8に到達する。上記したように、
角度選択性はホログラムの撮影記録時の条件に応じて所
望に可変であり、本実施形態の場合には、ホログラム6
へ入射する方向の光が回折を受け、ホログラム6から反
射する方向の光は回折を受けないような条件でホログラ
ムを撮影記録する。
In the first embodiment, the incident light is transmitted without being diffracted by the hologram 6 due to the angle selectivity. In this embodiment, the incident light is transmitted and diffracted by the hologram 6 and then reflected by the metal. The layer 8 is reached. As mentioned above,
The angle selectivity is desirably variable depending on the conditions at the time of recording and recording of the hologram.
The hologram is photographed and recorded under such a condition that light in the direction of incidence on the hologram is diffracted and light in the direction reflected from the hologram 6 is not diffracted.

【0018】金属反射層8で散乱反射して再びホログラ
ム6に入射する入射光9は、1回目の入射光5とは正負
が逆であると共に、入射角度が異なるため、ホログラム
6で回折は受けずにそのまま透過した後、同様に、透過
光10として観察者の目11にパターン表示光として到達す
る。ホログラム6の角度選択性を上記のようにすると共
に、金属反射層8に散乱反射面を持たせることによっ
て、パターン表示光が実施形態1よりも拡がった範囲で
観察者に到達する。
The incident light 9 scattered and reflected by the metal reflection layer 8 and incident on the hologram 6 again has the opposite sign to the first incident light 5 and has a different incident angle. After that, the light reaches the observer's eyes 11 as transmitted light 10 as pattern display light. By making the angle selectivity of the hologram 6 as described above and providing the metal reflection layer 8 with a scattering reflection surface, the pattern display light reaches the observer in a range wider than in the first embodiment.

【0019】<実施形態3>図3は、空間周波数が異な
る3種類の干渉縞からなる体積位相透過型ホログラム1
2,13,14が重ね合わされてなる構成である場合に係る
反射型液晶表示装置の実施形態を示す概略図である。そ
れぞれの体積位相透過型ホログラムは、赤・緑・青色の
光を透過回折するようになっており、それらの角度選択
性は実施形態2と同様に入射光がホログラムで透過回折
を受けるようになっており、金属反射層8は散乱反射面
を有するものとする。
<Embodiment 3> FIG. 3 shows a volume phase transmission type hologram 1 composed of three types of interference fringes having different spatial frequencies.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a reflective liquid crystal display device in a case where 2, 13, and 14 are configured to be superimposed. Each volume phase transmission hologram is designed to transmit and diffract red, green and blue light, and the angle selectivity is such that incident light is transmitted and diffracted by the hologram as in the second embodiment. The metal reflection layer 8 has a scattering reflection surface.

【0020】ホログラムが有する色分散の特性により、
色に応じて回折角度が変化しないように、3種類のホロ
グラムを組み合わせて3色光の回折角度が一致するよう
にすることで、表示装置を観察する際に、見る角度に依
存して表示される色が変化されることがない。なお、本
実施形態は上記に限定されるものではなく、複数種類の
干渉縞からなる体積位相透過型ホログラムを一枚の感光
材料に多重記録したものであっても、同様の作用効果が
奏される。
According to the chromatic dispersion characteristics of the hologram,
By combining three types of holograms so that the diffraction angles of the three color lights match so that the diffraction angle does not change according to the color, when the display device is observed, it is displayed depending on the viewing angle. The color does not change. Note that the present embodiment is not limited to the above, and the same operation and effect can be obtained even when a volume phase transmission hologram composed of a plurality of types of interference fringes is multiplex-recorded on one photosensitive material. You.

【0021】<実施形態4>図4は、請求項4に記載の
ホログラム反射板(空間周波数が異なる複数種類の干渉
縞からなる前記ホログラムが特定パターン状に配列され
た構成)を示す正面から見た概略図である。同図に示す
ように、空間周波数の異なる体積位相透過型ホログラム
22,23,24をある特定パターンでアレイ状に配置し(同
図では、ストライプパターン)、隣り合った3つのホロ
グラムセル22,23,24でそれぞれ赤,緑,青色を透過回
折するようになっている。なお、同図は特定パターンの
1例であり、本発明のホログラム反射板は図示のパター
ンに限定されるものではなく、使用する液晶パネルの画
素配列に合致させれば、ストライプ配列でもデルタ配列
でもあるいはそれ以外のパターンでも使用可能である。
または、図5に示すように、特定パターンとして3種類
のホログラム25,26,27を、それぞれ丸,四角,三角に
対応させて配置し、各図形が異なった色で観察されるよ
うにしても良い。こうして、特定の文字あるいは図形を
特定の色で着色させて表示することも可能である。
<Embodiment 4> FIG. 4 is a front view showing a hologram reflector according to claim 4 (a configuration in which the hologram composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies is arranged in a specific pattern). FIG. As shown in the figure, volume phase transmission holograms with different spatial frequencies
22, 23, and 24 are arranged in an array in a specific pattern (in the figure, a stripe pattern), and three adjacent hologram cells 22, 23, and 24 transmit and diffract red, green, and blue, respectively. ing. The figure is an example of a specific pattern, and the hologram reflector of the present invention is not limited to the illustrated pattern. Alternatively, other patterns can be used.
Alternatively, as shown in FIG. 5, three types of holograms 25, 26, and 27 may be arranged as a specific pattern so as to correspond to a circle, a square, and a triangle, respectively, so that each figure is observed in a different color. good. In this way, it is also possible to display a specific character or figure colored in a specific color.

【0022】<実施形態5>図6は、請求項5に記載の
ホログラム反射板(前記ホログラムがレンズアレイを構
成)を用いた反射型液晶表示装置を示す概略図である。
同図に示すように、体積位相透過型ホログラム15はホロ
グラムレンズアレイとなっており、その1つのホログラ
ムレンズの大きさは液晶パネル16の液晶画素セル3つ分
である。
<Embodiment 5> FIG. 6 is a schematic view showing a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflector (the hologram forms a lens array) according to the fifth aspect.
As shown in the figure, the volume phase transmission type hologram 15 is a hologram lens array, and the size of one hologram lens is equivalent to three liquid crystal pixel cells of the liquid crystal panel 16.

【0023】入射光17は、初め体積位相透過型ホログラ
ムレンズアレイ15の角度選択性によりホログラム15で回
折せずにそのまま透過し、反射層18で正反射した後、今
度は体積位相透過型ホログラムレンズアレイ15で回折集
光する。しかしこの集光位置は波長により回折角度が異
なることから色分散を起こし、図示のように液晶パネル
16上で分光する。従って、液晶パネル16の隣り合った3
つの液晶画素セル19,20,21には、赤,緑,青のように
3つの異なる色の光が入射し、その各々の液晶画素セル
がその色に対応して偏光方向を旋光させてカラー表示を
可能とする。なお、同図はホログラムレンズアレイの1
例であり、本発明のホログラム反射板は図示のパターン
や色数に限定されるものではない。
The incident light 17 is first transmitted through the hologram 15 without being diffracted by the hologram 15 due to the angle selectivity of the volume phase transmission type hologram lens array 15, and is specularly reflected by the reflection layer 18. The light is diffracted and condensed by the array 15. However, since this diffraction position differs in diffraction angle depending on the wavelength, chromatic dispersion occurs, and as shown in the figure, the liquid crystal panel
Disperse on 16 Therefore, the three adjacent liquid crystal panels 16
Light of three different colors, such as red, green, and blue, enters one liquid crystal pixel cell 19, 20, and 21, and each of the liquid crystal pixel cells rotates the polarization direction corresponding to the color to produce a color. Display is enabled. The figure shows one of the hologram lens arrays.
By way of example, the hologram reflector of the present invention is not limited to the illustrated patterns and the number of colors.

【0024】<実施形態6>図7は、体積位相透過型ホ
ログラム15の角度選択性が実施形態5とは異なり、さら
に金属反射層18が散乱反射面を有する場合に係る反射型
液晶表示装置の実施形態を示す概略図であり、その他の
構成は図6と同様である。体積位相透過型ホログラム15
はホログラムレンズアレイとなっており、その1つのホ
ログラムレンズの大きさは液晶パネル16の液晶画素セル
3つ分である。
<Embodiment 6> FIG. 7 shows a reflection type liquid crystal display device in which the angle selectivity of the volume phase transmission type hologram 15 is different from that of Embodiment 5, and the metal reflection layer 18 has a scattering reflection surface. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the embodiment, and other configurations are the same as those in FIG. 6. Volume phase transmission hologram 15
Is a hologram lens array, and the size of one hologram lens is equivalent to three liquid crystal pixel cells of the liquid crystal panel 16.

【0025】入射光17は、初め体積位相透過型ホログラ
ムレンズアレイ15の角度選択性により回折透過し、反射
層18で散乱反射した後、今度は反射光として体積位相透
過型ホログラムレンズアレイ15をそのまま透過する。こ
の際、前記ホログラムレンズアレイ15での集光性によ
り、回折光は焦点位置fに集光回折する。従って、反射
層18で反射する際には、焦点位置fの鏡面虚像である虚
像焦点位置f' に集光するように出射するが、反射層18
は散乱反射面を有しているため、虚像焦点位置f' を中
心とした近傍に散乱反射光が出射され、視覚範囲に拡が
りを持たせることができる。
The incident light 17 is first diffracted and transmitted by the angle selectivity of the volume phase transmission type hologram lens array 15 and scattered and reflected by the reflection layer 18, and then the volume phase transmission type hologram lens array 15 is directly reflected as light. To Penetrate. At this time, the diffracted light is condensed and diffracted to the focal position f due to the condensing property of the hologram lens array 15. Therefore, when the light is reflected by the reflective layer 18, the light is emitted so as to be condensed at a virtual image focal position f ′, which is a mirror virtual image of the focal position f.
Has a scattered reflection surface, so that scattered reflected light is emitted in the vicinity of the virtual image focus position f 'as a center, and the visual range can be expanded.

【0026】図8は、既存の金属反射層を用いた反射型
液晶表示装置の反射光量分布を示すグラフ32と本発明の
ホログラム反射板を用いた場合の反射光量分布を比較し
て示すグラフ33である。図示のように、金属反射層(グ
ラフ32)では、正反射方向への反射光の強度が最も強
く、周辺に行くに従って正規分布状に弱まっていく。一
方、本発明のホログラム反射板(グラフ33)では、その
作製方法で視域を制御できるため、図示のような光量分
布となり、所定の視域範囲内で均一の明るさを保つこと
ができ、しかも正反射方向とはずれた位置で観察できる
ため、光源からの正反射光を意識せずに見易く明るい表
示が可能となる。
FIG. 8 is a graph 32 showing a reflection light amount distribution of a reflection type liquid crystal display device using an existing metal reflection layer, and a graph 33 showing a comparison of the reflection light amount distribution when using the hologram reflection plate of the present invention. It is. As shown in the figure, in the metal reflection layer (graph 32), the intensity of the reflected light in the specular reflection direction is the strongest, and weakens in a normal distribution toward the periphery. On the other hand, in the hologram reflector of the present invention (graph 33), since the viewing area can be controlled by the manufacturing method, the light amount distribution becomes as shown in the drawing, and uniform brightness can be maintained within a predetermined viewing area range. In addition, since the image can be observed at a position deviated from the specular reflection direction, a bright display can be easily viewed without being conscious of the specular reflected light from the light source.

【0027】図9は、体積位相反射型ホログラムの分光
回折効率(グラフ34)と体積位相透過型ホログラムの分
光回折効率(グラフ35)を比較して示す説明図である。
体積位相型ホログラムの回折効率とその回折波長幅は、
主にそのホログラムが記録されている感光材料の膜厚と
記録されている干渉縞の空間周波数および屈折率変調度
に依存する。上記の感光材料のパラメーターが同条件の
時、図示のように、回折波長幅は透過型ホログラム35の
方が反射型ホログラム34より明らかに広く、従って体積
位相透過型ホログラムを用いることで体積位相反射型ホ
ログラムの数倍明るい反射板となる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a comparison between the spectral diffraction efficiency of the volume phase reflection hologram (graph 34) and the spectral diffraction efficiency of the volume phase transmission hologram (graph 35).
The diffraction efficiency and the diffraction wavelength width of the volume phase hologram are
It mainly depends on the film thickness of the photosensitive material on which the hologram is recorded, the spatial frequency of the interference fringes recorded and the degree of refractive index modulation. When the parameters of the photosensitive material described above are the same, as shown in the drawing, the diffraction wavelength width of the transmission hologram 35 is clearly wider than that of the reflection hologram 34. It becomes a reflector that is several times brighter than the hologram.

【0028】ところで、体積位相反射型ホログラムで体
積位相透過型ホログラムと同様の広い回折波長幅を得る
ためには、屈折率変調度が透過型で要求されるものより
数倍必要であり、感光材料に要求される性能が厳しくな
り、現実的ではない。体積位相透過型ホログラムの回折
波長幅が、体積位相反射型ホログラムのそれに比べて広
いことは、当該技術分野における公知事項であり、本明
細書においては詳細な説明は省略するが、例えば、”TH
E BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL ,November 1969 ,
Volume48,Number9”の論文に掲載されている「結合波
理論」により説明される。
In order to obtain a wide diffraction wavelength width similar to that of a volume phase transmission hologram with a volume phase reflection hologram, the refractive index modulation degree must be several times that required for a transmission type hologram. The required performance becomes severe and is not realistic. It is a known matter in the art that the diffraction wavelength width of the volume phase transmission hologram is wider than that of the volume phase reflection hologram, and detailed description is omitted in this specification.
E BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, November 1969,
Volume 48, Number 9 ".

【0029】本発明において採用される体積位相透過型
ホログラムは、通常の2光束ホログラム撮影光学系によ
り、体積位相型ホログラム用感光材料を用いて記録する
ことができる。
The volume phase transmission hologram employed in the present invention can be recorded by a usual two-beam hologram photographing optical system using a photosensitive material for a volume phase hologram.

【0030】前記感光材料としては、重クロム酸ゼラチ
ンや銀塩感光材料、フォトポリマーなどが使用でき、本
発明では、AGFA社製ホログラム用銀塩感光材料8E
56フィルムを用いた。
As the photosensitive material, gelatin dichromate, a silver salt photosensitive material, a photopolymer and the like can be used. In the present invention, a silver salt photosensitive material for hologram 8E manufactured by AGFA is used.
56 films were used.

【0031】ホログラムの撮影記録は、公知の2ステッ
プの撮影工程による。光源であるレーザーは、アルゴン
イオンレーザー(波長;514.5 nm)を採用した。まず、
第1ステップとして拡散板(すりガラス)を被写体とし
たフレネルホログラムを撮影し、第2ステップでこのフ
レネルホログラムから再生した拡散板の実像をイメージ
タイプのホログラムとして再度撮影した。第2ステップ
でのホログラム撮影後、CWC2現像液で現像、PBQ
2漂白液で漂白を行い、水洗乾燥して体積位相透過型ホ
ログラムを得た。このホログラムの裏面ベース側に反射
層としてアルミニウムを蒸着(散乱反射面を有する箔状
のアルミニウムをラミネートしても良い)し、本発明の
ホログラム反射板とした。
The photographing and recording of the hologram is performed by a known two-step photographing process. As a laser as a light source, an argon ion laser (wavelength: 514.5 nm) was employed. First,
As a first step, a Fresnel hologram with a diffusion plate (ground glass) as a subject was photographed, and in a second step, a real image of the diffusion plate reproduced from the Fresnel hologram was photographed again as an image type hologram. After hologram shooting in the second step, develop with CWC2 developer, PBQ
2 Bleaching was performed with a bleaching solution, washed with water and dried to obtain a volume phase transmission hologram. Aluminum was deposited as a reflective layer on the back surface side of the hologram (a foil-like aluminum having a scattering reflection surface may be laminated) to obtain a hologram reflector of the present invention.

【0032】上記説明において、2ステップ目の撮影の
際に感光材料の手前近傍に所望のマスクパターンを配
し、撮影波長を変える毎にマスクパターンをステップ移
動して繰り返し撮影を行えば、請求項4に記載のカラー
ホログラム反射板となる。あるいは、波長ではなく参照
光角度を変化させても同様の効果が得られる。
In the above description, a desired mask pattern is arranged in front of the photosensitive material at the time of photographing in the second step, and the mask pattern is step-moved every time the photographing wavelength is changed, and photographing is repeated. 4 is a color hologram reflector. Alternatively, the same effect can be obtained by changing the reference light angle instead of the wavelength.

【0033】また、上記説明では、拡散板を(被写体と
して)撮影したホログラムを用いたが、請求項5に記載
のホログラムレンズアレイとする場合には、屈折レンズ
アレイを被写体として上記と同様に撮影する。あるい
は、ホログラムレンズアレイをEB描画装置等で描画し
たものをマスターホログラムとしてコンタクトコピー法
などで体積位相透過型ホログラムとすることも可能であ
る。
In the above description, the hologram obtained by photographing the diffusion plate (as a subject) is used. However, when the hologram lens array according to the fifth aspect is used, the refraction lens array is photographed in the same manner as described above. I do. Alternatively, a hologram lens array drawn by an EB drawing device or the like can be used as a master hologram to form a volume phase transmission hologram by a contact copy method or the like.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明により、金属反射層に代えてホロ
グラムを反射層として使用する反射型液晶表示装置にあ
って、明るい表示(特に、明るいカラー表示)を実現で
きるようなホログラム反射板が提供される。金属反射層
を有する反射型液晶表示装置では、液晶表示パターンの
背景がグレーがかっていたのに対して、本発明のホログ
ラム反射板を用いた反射型液晶表示装置によれば、白色
またはフルカラーの背景色とすることができる。また、
金属反射層に代えてホログラム反射板を用いた従来の表
示装置では、白色またはフルカラーの背景色とすること
ができても、その輝度が低いという問題があったが、本
発明によって、可視波長域に渡っての明るいカラー表示
をも実現できることになる。
According to the present invention, there is provided a reflection type liquid crystal display device using a hologram as a reflection layer instead of a metal reflection layer, and provides a hologram reflection plate capable of realizing a bright display (particularly, a bright color display). Is done. In the reflection type liquid crystal display device having the metal reflection layer, the background of the liquid crystal display pattern was grayish, whereas according to the reflection type liquid crystal display device using the hologram reflection plate of the present invention, the white or full color background was used. Can be color. Also,
In a conventional display device using a hologram reflector in place of a metal reflection layer, there was a problem that the luminance was low even though the background color could be white or full color. , A bright color display can be realized.

【0035】[0035]

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

【図1】本発明のホログラム反射板を用いた反射型液晶
表示装置の一実施形態を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate of the present invention.

【図2】本発明のホログラム反射板を用いた反射型液晶
表示装置の他の実施形態を示す概略図。
FIG. 2 is a schematic view showing another embodiment of the reflection type liquid crystal display device using the hologram reflection plate of the present invention.

【図3】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞からなる
体積位相透過型ホログラムが重ね合わされてなる構成の
ホログラム反射板を用いた反射型液晶表示装置の一実施
形態を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate having a configuration in which volume phase transmission holograms composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies are superimposed.

【図4】空間周波数が異なる複数種類のホログラムが特
定パターン状に配列された構成のホログラム反射板の一
例を示す正面から見た概略図。
FIG. 4 is a schematic front view showing an example of a hologram reflector having a configuration in which a plurality of types of holograms having different spatial frequencies are arranged in a specific pattern.

【図5】空間周波数が異なる複数種類のホログラムが特
定パターン状に配列された構成のホログラム反射板の他
例を示す正面から見た概略図。
FIG. 5 is a schematic front view showing another example of a hologram reflector having a configuration in which a plurality of types of holograms having different spatial frequencies are arranged in a specific pattern.

【図6】ホログラムがレンズアレイを構成するホログラ
ム反射板を用いた反射型液晶表示装置を示す概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate in which a hologram forms a lens array.

【図7】ホログラムがレンズアレイを構成するホログラ
ム反射板を用いた反射型液晶表示装置の他例を示す概略
図。
FIG. 7 is a schematic view showing another example of a reflection type liquid crystal display device using a hologram reflection plate in which a hologram forms a lens array.

【図8】既存の金属反射層を用いた反射型液晶表示装置
の反射光量分布(グラフ32)と、本発明のホログラム反
射板を用いた場合の反射光量分布(グラフ33)を比較し
て示すグラフ。
FIG. 8 shows a comparison between a reflection light amount distribution of a reflection type liquid crystal display device using an existing metal reflection layer (graph 32) and a reflection light amount distribution using a hologram reflector of the present invention (graph 33). Graph.

【図9】体積位相反射型ホログラムの分光回折効率(グ
ラフ34)と体積位相透過型ホログラムの分光回折効率
(グラフ35)を比較して示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a comparison between the spectral diffraction efficiency of a volume phase reflection hologram (graph 34) and the spectral diffraction efficiency of a volume phase transmission hologram (graph 35).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ホログラム反射板 2…液晶パネル 3,4…偏光フィルム 5…照明光 6…角度選択性を有する体積位相透過型ホログラム 7,9,17…ホログラムへの入射光 8…金属反射層 10…回折光 12,13,14…空間周波数の異なる体積位相透過型ホログ
ラム 15…ホログラムレンズアレイを構成する体積位相透過型
ホログラム 16…液晶パネル 18…反射層 19,20,21…液晶画素セル 22,23,24…空間周波数の異なる体積位相透過型ホログ
ラムセル 25,26,27…空間周波数の異なる体積位相透過型ホログ
ラムセル 32…金属反射層を用いた液晶表示装置の反射光量分布を
示すグラフ 33…ホログラム反射板を用いた液晶表示装置の反射光量
分布を示すグラフ 34…体積位相反射型ホログラムの分光回折効率 35…体積位相透過型ホログラムの分光回折効率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hologram reflection plate 2 ... Liquid crystal panel 3, 4 ... Polarizing film 5 ... Illumination light 6 ... Volume phase transmission hologram having angle selectivity 7, 9, 17 ... Light incident on hologram 8 ... Metal reflection layer 10 ... Diffraction Light 12, 13, 14… Volume phase transmission holograms with different spatial frequencies 15… Volume phase transmission holograms forming a hologram lens array 16… Liquid crystal panel 18… Reflection layers 19, 20, 21… Liquid crystal pixel cells 22, 23, 24: Volume phase transmission hologram cell with different spatial frequency 25, 26, 27 ... Volume phase transmission hologram cell with different spatial frequency 32 ... Graph showing reflected light amount distribution of liquid crystal display device using metal reflection layer 33 ... Hologram reflection A graph showing the distribution of the amount of reflected light of a liquid crystal display device using a plate 34 ... Spectral diffraction efficiency of volume phase reflection hologram 35 ... Spectral diffraction efficiency of volume phase transmission hologram

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】角度選択性を有する体積位相透過型ホログ
ラムの背面に反射層を配置した構成であることを特徴と
するホログラム反射板。
1. A hologram reflector, wherein a reflection layer is arranged on the back of a volume phase transmission hologram having angle selectivity.
【請求項2】前記ホログラムと反射層とが一体化された
フィルム状の構成であることを特徴とする請求項1記載
のホログラム反射板。
2. The hologram reflector according to claim 1, wherein said hologram and said reflection layer are formed in a film-like structure.
【請求項3】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞から
なるホログラムが多重記録されてなる構成であることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム
反射板。
3. The hologram reflector according to claim 1, wherein a hologram comprising a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies is multiplex-recorded.
【請求項4】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞から
なるホログラムが重ね合わされてなる構成であることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム
反射板。
4. The hologram reflection plate according to claim 1, wherein a hologram composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies is superposed.
【請求項5】空間周波数が異なる複数種類の干渉縞から
なるホログラムが特定パターン状に配列された構成であ
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホ
ログラム反射板。
5. The hologram reflector according to claim 1, wherein holograms composed of a plurality of types of interference fringes having different spatial frequencies are arranged in a specific pattern.
【請求項6】前記ホログラムが、回折光が集光性を有す
る単位ホログラムがアレイ状に配置されてなる構成であ
ることを特徴とする請求項5に記載のホログラム反射
板。
6. The hologram reflector according to claim 5, wherein the hologram has a configuration in which unit holograms having a condensing property for diffracted light are arranged in an array.
【請求項7】前記ホログラムの背面に配置される反射層
が、散乱反射面を有することを特徴とする請求項1〜請
求項6の何れかに記載のホログラム反射板。
7. The hologram reflector according to claim 1, wherein the reflection layer disposed on the back surface of the hologram has a scattering reflection surface.
【請求項8】反射層と反対側の前記ホログラムの表面
に、偏光層を形成した構成であることを特徴とする請求
項1〜請求項7の何れかに記載のホログラム反射板。
8. The hologram reflector according to claim 1, wherein a polarizing layer is formed on the surface of the hologram opposite to the reflection layer.
【請求項9】請求項1〜請求項8の何れかに記載のホロ
グラム反射板を液晶パネルの背面に配置してなる構成の
反射型液晶表示装置。
9. A reflection type liquid crystal display device comprising the hologram reflection plate according to claim 1 arranged on a back surface of a liquid crystal panel.
【請求項10】請求項6に記載のホログラム反射板を、
各ホログラムレンズアレイの焦点位置が液晶パネルの位
置となるように、液晶パネルの背面に配置してなる構成
の反射型液晶表示装置。
10. The hologram reflector according to claim 6,
A reflection type liquid crystal display device having a configuration in which the focal position of each hologram lens array is located on the back surface of a liquid crystal panel so as to be at the position of the liquid crystal panel.
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