JPH11352329A - ホログラフィック反射板 - Google Patents

ホログラフィック反射板

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JPH11352329A
JPH11352329A JP10155855A JP15585598A JPH11352329A JP H11352329 A JPH11352329 A JP H11352329A JP 10155855 A JP10155855 A JP 10155855A JP 15585598 A JP15585598 A JP 15585598A JP H11352329 A JPH11352329 A JP H11352329A
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JP
Japan
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light
hologram
incident
plate
reflection type
Prior art date
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Pending
Application number
JP10155855A
Other languages
English (en)
Inventor
Daijiro Kodama
児玉大二郎
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ある角度範囲内で照明光が入射する限り特定
の観察方向から観察される反射回折光の色味が同じであ
る明るいホログラフィック反射板。 【解決手段】 反射型ホログラム乾板11前方の予め照
明光入射域と定めた位置に配置した散乱板10から出た
散乱光14からなる物体光と、散乱光14と反対側から
所定の観察方向に進む参照光13とを反射型ホログラム
乾板11に入射させて干渉記録され、表側の所定角度範
囲α1 〜α2 内の方向から入射する所定波長の光を表側
の特定角度方向に反射回折する反射型ホログラムからな
るホログラフィック反射板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラフィック
反射板に関し、特に、色味の変化が少なく周囲の外光を
有効に利用するホログラフィック反射板であって、反射
型液晶表示装置等の反射板として利用可能なものに関す
る。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、特願平7−312362号
において、拡散反射型ホログラムを用いた液晶表示装置
を提案した。その拡散反射型ホログラムは、特定の方向
から入射した光を観察域と定めた方向にのみ拡散反射さ
せるホログラムであり、図4に示す1ステップ撮影法、
あるいは、図5に示す2ステップ撮影法により作製され
る。
【0003】図4の1ステップ撮影法は、スリガラスの
ような散乱板10に対して予め拡散反射域と定めた位置
に、フォトポリマーのような反射型ホログラム乾板(リ
ップマンホログラム乾板)11を配置し、散乱板10の
背面から同一光源から2分された所定波長のコヒーレン
ト光12で照明して散乱板10の前面に出た散乱光14
を物体光として反射型ホログラム乾板11に入射させる
と同時に、同一光源から2分された所定波長の別のコヒ
ーレント光13を参照光として、散乱光14と反対側か
ら拡散反射型ホログラムで想定される入射光と反対方向
に進む参照光13を入射させることにより、反射型ホロ
グラム乾板11に拡散反射型ホログラムを記録する。
【0004】また、図5の2ステップ撮影法は、図
(a)に示すように、スリガラスのような散乱板10に
対して予め拡散反射域と定めた位置に、透過型ホログラ
ム乾板15を配置し、散乱板10の背面から同一光源か
ら2分された所定波長のコヒーレント光12で照明して
散乱板10の前面に出た散乱光14を物体光として透過
型ホログラム乾板15に入射させると同時に、同一光源
から2分された所定波長の別のコヒーレント光16を参
照光として、散乱光14と同じ面側から任意の角度で入
射させることにより、透過型ホログラム乾板15に第1
のホログラムである透過型ホログラムを記録する。
【0005】次に、この第1のホログラムを17とし、
図5(b)に示すように、元の透過型ホログラム乾板1
5の位置に配置すると共に、散乱板10の位置に今度は
反射型ホログラム乾板20を配置し、ホログラム17の
実像をこの反射型ホログラム乾板20の位置(図(a)
の散乱板10の位置)に結像させるように、ホログラム
17にその記録の際の参照光16と反対側に進む同じ波
長の再生照明光18を照射して、ホログラム17からの
回折光19を物体光として反射型ホログラム乾板20に
入射させると共に、拡散反射型ホログラムで想定される
入射光と反対方向に進む参照光21を反射型ホログラム
乾板20の反対側から入射させることにより、反射型ホ
ログラム乾板20に第2のホログラムである拡散反射型
ホログラムを記録する。この方法により、観察域を第1
のホログラム17の範囲に限定する拡散反射型ホログラ
ムが作製できる。また、このホログラムを原版として、
密着複製されたホログラムも原版の回折方向(散乱方
向)が保持された拡散反射型ホログラムとなる。
【0006】以上のようにして得た拡散反射型ホログラ
ム31を、図6に断面を示すように、液晶表示素子40
の観察側とは反対側に配置することにより、液晶表示素
子40の表示側から入射する照明光32を液晶ディスプ
レイ装置の観察域に合致する角度範囲θにのみ拡散光3
3として拡散反射させ、明所で自発光型のバックライト
を使用することなしに明るい表示が可能な液晶ディスプ
レイ装置を構成することができる。ここで、液晶表示素
子40は、例えば、2枚のガラス基板41、42の間に
挟持されたツイストネマチック等の液晶層45からな
り、一方のガラス基板42内表面には一様な透明対向電
極44が設けられ、他方のガラス基板41内表面には画
素毎に独立に透明表示電極43と不図示のブラック・マ
トリックスが設けられている。なお、カラー表示装置の
場合は、他方のガラス基板41内表面には液晶セルR、
G、B毎に独立に透明表示電極43とカラーフィルタ
ー、ブラック・マトリックスが設けられている。また、
電極43、44の液晶層45側には不図示の配向層も設
けられており、さらに、観察側ガラス基板41外表面に
は偏光板46が、観察側とは反対側のガラス基板42外
表面には偏光板47がそれぞれ貼り付けられており、例
えばそれらの透過軸は相互に直交するように配置されて
いる。このような液晶表示素子40の画素毎に透明表示
電極と透明表示電極間に印加する電圧を制御してその透
過状態を変化させることにより、表示が可能なものであ
る。なお、図6の配置において、拡散反射型ホログラム
31の背面側に拡散反射板あるいは反射板を設けること
により、より一層の輝度向上を行うことができる。
【0007】また、反射型ホログラムの特定波長のみを
回折し他の波長域の光は透過する特性を活かして、図7
に示すように、拡散反射型ホログラム31の背面側に自
発光型バックライト34を併用することにより、暗所で
はこの自発光型バックライト34からの光35により照
明し、明所では自発光型バックライト31の輝度を落と
すか消灯して、外光32の拡散反射光33により照明す
るようにすることにより、ポータブルコンピュータ等の
液晶ディスプレイ装置を用いる装置のバッテリー駆動時
間を大幅に延ばすことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして撮影
された拡散反射型ホログラム31は、図4、図5の撮影
の際の光学配置から明らかなように、照明光32の入射
方向として、撮影の際の参照光13、21の入射方向を
想定している。すなわち、図8(a)にその様子を示す
ように、拡散反射型ホログラム31の法線nに対して想
定角度αで周囲の白色の外光32が入射した場合に、角
度範囲θにのみ所定波長λの拡散光33が回折されるの
で、その角度範囲θ内のどの位置で見える光33も波長
λの光である。
【0009】ここで、白色外光32が想定角度αからず
れた入射角α+Δでこのような拡散反射型ホログラム3
1に入射した場合、角度範囲θ内の何れの位置に入射す
る拡散光33の波長も、図8(b)に示すように、波長
λからずれた波長λ−δとなる。
【0010】このように、従来の拡散反射型ホログラム
は、撮影の際の光学配置によって決まる特定の入射角α
で白色外光32が入射する場合にのみ、所定の観察角度
範囲θ内で波長λで決まる同じ色味に見え、外光32が
その想定入射角αから外れて入射するた場合には、その
外れた角度に応じて観察される色味が異なってしまう。
【0011】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、ある角度範囲内
で照明光が入射する限り特定の観察方向から観察される
反射回折光の色味が同じである明るいホログラフィック
反射板を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラフィック反射板は、反射型ホログラム乾板
前方の予め照明光入射域と定めた位置に配置した散乱板
あるいはホログラム散乱板から出た散乱光からなる物体
光と、該散乱光と反対側から所定の観察方向に進む参照
光とを前記反射型ホログラム乾板に入射させて干渉記録
され、表側の所定角度範囲内の方向から入射する所定波
長の光を表側の特定角度方向に反射回折する反射型ホロ
グラムからなることを特徴とするものである。
【0013】この場合、反射型ホログラム乾板として
は、例えばフォトポリマーが利用可能である。
【0014】なお、本発明のホログラフィック反射板
は、例えば反射型液晶表示装置の反射板として用いられ
る。
【0015】本発明においては、表側の所定角度範囲内
の方向から入射する所定波長の光を表側の特定角度方向
に反射回折するので、照明光がその所定角度範囲内に入
射する限り、予め定めた特定角度方向には常に同じ波長
の光が反射回折することになり、照明光の方向が変化し
ても本発明のホログラフィック反射板から回折する光の
色味に変化はない。しかも、その所定角度範囲内に入射
する全ての照明光のその波長の成分は同じ特定角度方向
に回折するので、明るい反射板となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明のホログラフィック
反射板を実施例に基づいて詳細に説明する。まず、本発
明に基づくホログラフィック反射板の撮影法から説明す
る。図1に1ステップ撮影法、図2に2ステップ撮影法
を示す。
【0017】図1の1ステップ撮影法は、フォトポリマ
ーのような反射型ホログラム乾板(リップマンホログラ
ム乾板)11を用意し、その反射型ホログラム乾板11
の斜め前方の予め照明光入射域と定めた位置に、スリガ
ラスあるいはオパール板(屈折率の異なる微粒子を透明
板内に拡散してなる散乱板)のような散乱板10を配置
する。その際の反射型ホログラム乾板11の中心から散
乱板10を見込む角度範囲をα1 〜α2 とする。散乱板
10の背面から同一光源から2分された所定波長λのコ
ヒーレント光12で照明して散乱板10の前面に出た散
乱光14を物体光として反射型ホログラム乾板11に入
射させると同時に、同一光源から2分された所定波長λ
の別のコヒーレント光13を参照光として、散乱光14
と反対側からホログラフィック反射板で想定される所定
の観察方向、例えば正面方向に進む参照光13を入射さ
せることにより、反射型ホログラム乾板11に本発明に
よるホログラフィック反射板を記録する。
【0018】また、図2の2ステップ撮影法は、図2
(a)に示すように、スリガラスあるいはオパール板の
ような散乱板10の斜め前方の予め照明光入射域と定め
た位置に、透過型ホログラム乾板15を配置し、散乱板
10の背面から同一光源から2分された所定波長λのコ
ヒーレント光12で照明して散乱板10の前面に出た散
乱光14を物体光として透過型ホログラム乾板15に入
射させると同時に、同一光源から2分された所定波長λ
の別のコヒーレント光16を参照光として、散乱光14
と同じ面側から任意の角度で入射させることにより、透
過型ホログラム乾板15に第1のホログラムである透過
型ホログラムを記録する。この際、散乱板10の中心か
ら透過型ホログラム乾板15を見込む角度範囲をα1
α2 とする。
【0019】次に、この第1のホログラムを17とし、
図2(b)に示すように、元の透過型ホログラム乾板1
5の位置に配置すると共に、散乱板10の位置に今度は
反射型ホログラム乾板20を配置し、ホログラム17の
実像をこの反射型ホログラム乾板20の位置(図(a)
の散乱板10の位置)に結像させるように、ホログラム
17にその記録の際の参照光16と反対側に進む同じ波
長λの再生照明光18を照射して、ホログラム17から
の回折光19を物体光として反射型ホログラム乾板20
に入射させると共に、ホログラフィック反射板で想定さ
れる所定の観察方向、例えば正面方向に進む参照光21
を反射型ホログラム乾板20の反対側から入射させるこ
とにより、反射型ホログラム乾板20に第2のホログラ
ムである本発明によるホログラフィック反射板を記録す
る。この際、反射型ホログラム乾板20から第1のホロ
グラム17を見込む角度範囲はα1 〜α2 となる。
【0020】このような1ステップ撮影法あるいは2ス
テップ撮影法により作製された本発明によるホログラフ
ィック反射板1は、図3に示すように、散乱板10を見
込む角度範囲α1 〜α2 (図1)あるいは第1のホログ
ラム17を見込む角度範囲α1 〜α2 (図2)内のある
角度で照明光21 が入射すると、その照明光21 の波長
成分の中、撮影の際に用いられた波長λの光31 は、撮
影の際の参照光13又は21の方向に回折される。その
波長近傍の光は、図示のように、参照光13又は21の
方向とは異なる方向に回折される。同様に、角度範囲α
1 〜α2 内の別の角度で照明光22 が入射すると、その
照明光22 の波長成分の中、撮影の際に用いられた波長
λの光32 は、撮影の際の参照光13又は21の方向に
回折される。その波長近傍の光は、やはり異なる方向に
回折される。したがって、予め定めた観察方向、上記実
施例では正面方向には、外光2(21 、22 )が角度範
囲α1 〜α2 で入射する限り、常に波長λの光3
(31 、32 )が反射回折することになり、照明光2の
方向が変化してもこのホログラフィック反射板1から入
射する光の色味に変化はない。しかも、角度範囲α1
α2 内の全ての外光21 、22 、・・の波長λの成分は
同じ正面方向に回折するので、ホログラフィック反射板
1は明るい反射板となる。
【0021】このように、外光2の方向が変化しても色
味の変化がない本発明のホログラフィック反射板は、図
6あるいは図7に示した構成の反射型液晶表示装置の拡
散反射型ホログラム31の代わりに用いると、外光照明
光32が角度範囲α1 〜α2に存在する限り、液晶表示
装置の観察側の特定方向、例えば正面方向から見る限
り、表示像の色味に変化はなく、明るい表示が可能にな
る。
【0022】以上、本発明のホログラフィック反射板を
実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施
例に限定されず種々の変形が可能である。なお、色味変
化のない外光21 、22 、・・の入射角度α1 〜α2
設定には、散乱板10の寸法、その反射型ホログラム乾
板11、透過型ホログラム乾板15に対する距離、角度
を適当に選択すればよい。また、ホログラフィック反射
板1の面内の明るさの均一性は、その作製に用いる散乱
板10の拡散特性を適宜選択することにより達成され
る。また、本発明のホログラフィック反射板は、反射型
液晶表示装置の反射板以外に、各種表示装置、標識等の
反射板としても用いることができる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラフィック反射板によると、表側の所定角度範
囲内の方向から入射する所定波長の光を表側の特定角度
方向に反射回折するので、照明光がその所定角度範囲内
に入射する限り、予め定めた特定角度方向には常に同じ
波長の光が反射回折することになり、照明光の方向が変
化しても本発明のホログラフィック反射板から回折する
光の色味に変化はない。しかも、その所定角度範囲内に
入射する全ての照明光のその波長の成分は同じ特定角度
方向に回折するので、明るい反射板となる。このホログ
ラフィック反射板は反射型液晶表示装置等の反射板に適
したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づくホログラフィック反射板を1ス
テップ撮影法で作製する方法を説明するための図であ
る。
【図2】本発明に基づくホログラフィック反射板を2ス
テップ撮影法で作製する方法を説明するための図であ
る。
【図3】本発明のホログラフィック反射板の作用を説明
するための図である。
【図4】従来の拡散反射型ホログラムを1ステップ撮影
法で作製する方法を説明するための図である。
【図5】従来の拡散反射型ホログラムを2ステップ撮影
法で作製する方法を説明するための図である。
【図6】従来の拡散反射型ホログラムを備えた液晶ディ
スプレイ装置の断面図である。
【図7】従来の拡散反射型ホログラムを備えた別の液晶
ディスプレイ装置の断面図である。
【図8】従来の拡散反射型ホログラムの作用を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1…ホログラフィック反射板 21 、22 、2…外光照明光 31 、32 、3…回折光 10…散乱板 11…反射型ホログラム乾板 12…照明光 13…参照光 14…散乱光 15…透過型ホログラム乾板 16…参照光 17…第1のホログラム 18…再生照明光 19…回折光(物体光) 20…反射型ホログラム乾板 21…参照光 32…外光照明光 33…拡散光 34…自発光型バックライト 35…自発光型バックライトからの光 40…液晶表示素子 41、42…ガラス基板 43…透明表示電極 44…透明対向電極 45…液晶層 46、47…偏光板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射型ホログラム乾板前方の予め照明光
    入射域と定めた位置に配置した散乱板あるいはホログラ
    ム散乱板から出た散乱光からなる物体光と、該散乱光と
    反対側から所定の観察方向に進む参照光とを前記反射型
    ホログラム乾板に入射させて干渉記録され、表側の所定
    角度範囲内の方向から入射する所定波長の光を表側の特
    定角度方向に反射回折する反射型ホログラムからなるこ
    とを特徴とするホログラフィック反射板。
  2. 【請求項2】 前記反射型ホログラム乾板がフォトポリ
    マーからなることを特徴とする請求項1記載のホログラ
    フィック反射板。
  3. 【請求項3】 反射型液晶表示装置の反射板として用い
    られていることを特徴とする請求項1又は2記載のホロ
    グラフィック反射板。
JP10155855A 1998-06-04 1998-06-04 ホログラフィック反射板 Pending JPH11352329A (ja)

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