WO2005088364A1

WO2005088364A1 - ホログラムカラーフィルタとその作製方法およびそれを含むカラー液晶表示装置

Info

Publication number: WO2005088364A1
Application number: PCT/JP2005/004281
Authority: WO
Inventors: Toshihiko Ushiro; Kazuhiko Oda; Soichiro Okubo; Takashi Matsuura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2005-09-22
Also published as: TW200602684A; EP1726977A1; CA2558035A1; JP4605153B2; EP1726977A4; DE602005021865D1; JPWO2005088364A1; EP1726977B1; US7511784B2; US20080165399A1; KR20060135817A

Abstract

　入射光をホログラムにより回折分光して異なる波長の光を所定の空間的周期で所望の位置に出射するホログラムカラーフィルタは、透光性基板（２１）上に形成された透光性ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜（２２）を含み、このＤＬＣ膜には相対的に低屈折率（ｎ1、２２ａ）の帯状領域と相対的に高屈折率（ｎ2、２２ｂ）の帯状領域とが交互に配置されていることを特徴としている。

Description

明細書

それを含む力ラ一液晶表示装置技術分野

[0001] 本発明は、ホログラムカラーフィルタとそれを含むカラー液晶表示装置に関し、特に分光機能とマイクロレンズ機能の少なくとも一方を有するホログラムカラーフィルタとそれを含むカラー液晶表示装置の改善に関する。

背景技術

[0002] 近年、種々のタイプのカラー液晶表示装置が実用化されて、る。それらのカラー液晶表示装置の一種として、カラー液晶プロジェクタがある。そして、多くのタイプのカラ一液晶プロジェクタ力 3枚の液晶パネルを含んでいる。すなわち、 3枚の液晶パネルの各々が赤色 (R)の光映像、緑色 (G)の光映像、および青色 (B)の光映像の!/ヽずれかを表示し、それら 3色の光映像が光学システムによって合成されてスクリーン上にフルカラー映像として投射される。

[0003] このような 3パネル型のカラー液晶プロジェクタは、高価な液晶パネルを 3枚必要とするとともに、 3色光の分離と合成のために多くの光学部品を必要とする。すなわち、 3パネル型のカラー液晶プロジェクタは、高価でありかつ小型化することが困難である

[0004] 他方、単一パネル型のカラー液晶プロジェクタは、低コストィ匕と小型化が可能である。実用化された単一パネル型のカラー液晶プロジェクタの例として、日本ビクター (株 )のリアプロジェクシヨンテレビ（HV— D50LA1)がある。

[0005] 図 9は、日本ビクター（株）の HV— D50LA1が採用している単一パネル型カラー液晶プロジェクタにおける光学的基本原理を模式的断面図で示している。このカラー液晶プロジェクタは、ガラス基板 1の上面上に形成されたホログラム膜 2のホログラムカラ一フィルタを含んでいる。ガラス基板 1の下面上には液晶層 3が設けられ、その液晶層 3の下面には反射型電極層 4が設けられている。反射型電極層 4は R、 G、および Bのそれぞれの光を反射するための反射型画素電極を含んでおり、一組の G、および Bの反射型電極が一つの画素を構成している。図 9において、複数の R電極が図面に直交する方向に整列されており、同様に複数の G電極および複数の B電極のそれぞれも図面に直交する方向に整列されている。なお、ガラス基板 1と液晶層 3との間には、 R、 G、および Bの電極に対向して透明電極（図示せず）が設けられている

[0006] 図 9のカラー液晶プロジェクタにおいて、光源（図示せず）からの白色光 Wが所定の入射角でホログラム膜 2に照射される。ホログラム膜 2は、回折作用によって、白色光 Wを赤色 R、緑色 G、および青色 Bの光に波長分離 (分光)するとともに、それらの光を対応する R電極、 G電極、および B電極上に集光するマイクロレンズアレイとしての機能を併有している。そして、 R電極、 G電極、および B電極のそれぞれによって反射された赤色 R、緑色 G、および青 Bの光は、ホログラム膜 2の回折条件力もずれていてその膜を透過し、投射レンズ（図示せず）によってスクリーン上に投影される。

[0007] 図 10は、分光機能とマイクロレンズアレイ機能とを併有するホログラム（回折格子）の一例を示す模式的平面図である。この回折格子は、ガラス基板 11上に形成された格子パターンを含んでいる。その格子パターンは互いに平行な複数の帯状領域 12 を含み、それらの帯状領域 12は例えば金属クロム (Cr)膜で形成することができる。もちろん Cr膜 12は非透光性であって、光は複数の帯状 Cr膜 12の間のみを透過する。

[0008] すなわち、複数の平行な帯状 Cr膜領域 12が回折格子として作用し、光は帯状 Cr 膜 12の長手方向に直交する方向に回折される。その際に、周知のように回折角には波長依存性があるので、 R、 G、および Bの光は互いに異なる回折角で回折されることになり、白色光 Wをカラー分離することできる。

[0009] さらに、図 10の回折格子において特徴的なことは、帯状 Cr膜領域 12の幅と間隔が周期的に変化させられていることである。これは、回折格子にマイクロレンズアレイ作用を生じさせるためである。すなわち、波長が同じである場合に、周知のように回折格子の間隔が小さくなるにしたがって回折角が大きくなるので、回折格子の間隔を徐々に変化させることによってレンズ作用を生じさせることができるのである。

[0010] なお、図 10の回折格子においては、前述のように光は帯状 Cr膜 12の長手方向に直交する方向のみに回折されるので、レンズ作用もその方向のみにおいて生じ、すなわち線状のフォーカスを有する柱状レンズのように作用する。ただし、望まれる場合には、周知のフレネルゾーンプレートに類似の回折格子を利用することによって、点状のフォーカスを有する円形状レンズまたは正方形状レンズの作用を生じさせ得ることは言うまでもない。

[0011] 図 10の回折格子は互いに平行な複数の柱状マイクロレンズを含んでいるかのように作用し、矢印 13で示された領域が一つの柱状マイクロレンズとして作用する。一つの柱状マイクロレンズ領域 13内では、右側に比べて左側にお、て帯状 Cr膜 12の幅と間隔が減少させられている。すなわち、図 10の回折格子においては、帯状 Cr膜 12 の幅と間隔力柱状マイクロレンズ領域 13ごとに周期的に変化させられている。

[0012] ところで、図 9のカラー液晶プロジェクタにおけるホログラム膜 2の代わりに図 10のような回折格子をそのまま適用した場合、帯状 Cr膜 12は光を透過しないので、光源からの白色光 Wの利用効率が低くなる。また、図 10の回折格子においては、帯状 Cr膜領域 12のピッチが非常に小さい。例えば領域 13内の中央部において、そのピッチは約 0. 5 /z m以下である。したがって、図 10のような回折格子は電子ビーム描画を利用して作製しなければならず、工業的量産には適して、な、。

[0013] そこで、図 9のカラー液晶プロジェクタにおいては、マスタ回折格子を介して光がガラス基板上のフォトポリマ膜へ照射され、その光照射されたフォトポリマ膜を熱処理することによってホログラム膜 2が作製される。その際に、強度の高い光照射を受けた領域ほど屈折率 nが高まる。すなわち、フォトポリマ力もなるホログラム膜 2においては、屈折率 nが変調されており、屈折率変調型の回折格子として作用する。

[0014] 図 11は、特許文献 1の特開平 10— 96807号公報に開示されたカラー液晶表示装置を示す模式的断面図である。このカラー液晶表示装置は、周知の光透過型液晶パネル 40を含んでいる。液晶パネル 40は、液晶表示層 41とブラックマトリックス 42を含んでいる。液晶表示層 41は複数の画素を含み、各画素は一組の赤色表示領域 R 、緑色表示領域 G、および青色表示領域 Bを含んでいる。各色表示領域の境界は、ブラックマトリックス 42によって覆われている。

[0015] 液晶パネル 40の背面側には、ホログラムカラーフィルタ 50が配置されている。このホログラムカラーフィルタ 50は、ホログラム板 51と複数のマイクロレンズ 52のアレイとを含んでいる。各マイクロレンズ 52は、液晶パネル 40中の画素の周期に対応する周期でアレイ状に配置されている。また、ホログラム板 51は、回折格子の作用をする平行で一様な溝を含む石英ガラス板で形成されている。

[0016] 図 11のカラー液晶表示装置においてバックライト 60をホログラムカラーフィルタ 50 に入射させれば、その光は波長に依存して異なる角度で回折され、ホログラム板 51 の射出側において赤色光 61、緑色光 62、および青色光 63に分光されて現れる。これらの分光された光は、ホログラム板 51に隣接して配置されたマイクロレンズ 52によつて、その焦点面に波長毎に分離されて集光させられる。すなわち、赤色光 61は画素中の赤色表示領域尺に、緑色光 62は緑色表示領域 Gに、そして青色光は青色表示領域 Bにそれぞれ回折集光するように、カラーフィルタ 50が構成配置される。これによって、それぞれの色成分の光はブラック 'マトリックス 42でほとんど減衰されずに各液晶セルを通過し、その液晶セルの色表示を行うことができる。

[0017] このようなカラー液晶表示装置においては、ホログラム板 51として、集光性を有しなくて回折効率の波長依存性が少な、透過型ホログラム板を用いるので、ホログラム板 51をマイクロレンズ 52の配列周期と位置合わせする必要がない。また、各色表示領域ごとに対応して 1個のマイクロレンズを配置する場合に比べて、画素ごとに対応して 1個のマイクロレンズ 52を配置するのでその配列周期が 3倍になり、マイクロレンズアレイが作りやすくかつ整列させやすくなる。

[0018] 図 12は、非特許文献 1の ITE Technical Report Vol.20, 1996, pp.69-72に開示されたホログラムカラーフィルタを模式的に図解する断面図である。このホログラムカラーフィルタは、赤色光、緑色光、および青色光における強度バランスを改善するために、 2つのホログラム膜 71、 72を含んでいる。

[0019] 一般に、ホログラム膜においては、そのホログラム膜によって最も回折されやすい光の波長が存在する。すなわち、ホログラム膜は特定波長の光に対して最も高い回折効率を有し、その特定波長力の波長差が大きくなるにしたがって回折効率が低下する傾向にある。特に、屈折率変調型のホログラム膜中の屈折率差 Δ ηが小さい場合に、このような回折効率の波長依存性が顕著になる傾向にある。たとえば、フォトポリマのホログラム膜におけるように屈折率差が Δ η=0. 04以下に小さい場合には、回折効率の波長依存性力、さなホログラム膜を得ることが困難である。 [0020] したがって、ホログラム膜によって白色光から赤色光、緑色光、および青色光を分光する場合、そのホログラム膜は、赤色光、緑色光、および青色光のうちで中間の波長域に相当する緑色光にぉ、て最も高、回折効率が得られるように設計される。このように設計されたホログラム膜は緑色光に比べて赤色光と青色光に対して低い回折効率を有し、そのホログラム膜によって分光された赤色光と青色光は緑色光に比ベて低い強度を有することになる。したがって、それらの分光された赤色光、緑色光、および青色光を再合成して白色光を得ようとしても、その合成光は緑色がカゝつた白色光になる傾向にある。

[0021] また、カラー液晶表示装置のバックライトとして利用されるメタルノ、ライドランプや超高圧水銀ランプは、緑色光の波長範囲内に強い輝線を含んでいる。したがって、緑色光に対して最も高い回折効率が得られるように設計されたホログラム膜によってメタルハライドランプや超高圧水銀ランプ力もの光を分光すれば、分光された赤色光、緑色光、および青色光の中で緑色光の強度がより顕著になる傾向にある。

[0022] 図 12のホログラムカラーフィルタは、このような波長に依存する回折効率の不均一性の問題を改善してカラー液晶表示装置の色バランスを改善するために、 2つのホログラム膜 71、 72を含んでいる。第 1のホログラム膜 71は或る特定波長えの光に対して η の回折効率を有し、第 2のホログラム膜 72はその波長えの光に対して r? の回

1 2 折効率を有している。ここで、入射光の全てが回折される場合に回折効率 1とし、入射光の全てが回折されずに透過する場合に回折効率 0とする。

[0023] 特定波長 λを有する強度 1の入射光が第 1ホログラム膜 71を通過すれば、その透過光と回折光との強度比率は（1—r? ) : 7? となる。第 1ホログラム膜 71を通過した透

1 1

過光が第 2ホログラム膜 72を通過すれば、透過光 (元の入射光の方向に平行）とその回折光 (第 1ホログラム膜 71による回折方向に平行)との強度比率は（1—r? ) ( 1- 7?

1 2

)： r? ( 1- 7? )となる。第 1ホログラム膜 71を通過した回折光が第 2ホログラム膜 72を

2 1

通過すれば、その回折光 (元の入射光の方向に平行)と透過光 (第 1ホログラム膜 71 による回折方向に平行）との強度比率は r? η ： η ( 1- 7? )となる。したがって、 2枚

1 2 1 2

のホログラム膜 71、 72を通過した回折方向の光の強度は、 7? ( 1- 7? ) + 7? ( 1- 7?

2 1 1 2

) = η + η ~2 η η とる。 [0024] 図 13は、図 12に示されているような 2枚のホログラム膜を含むホログラムカラーフィルタに関する計算機シミュレーション結果の一例を示している。すなわち、図 13のグラフにおいて、横軸は光の波長 (nm)を表し、縦軸はホログラム膜の回折効率を表している。

[0025] 曲線 aは、単一のホログラム膜からなるホログラムカラーフィルタの回折効率の一例を示している。この単一のホログラム膜 aは、赤色光と青色光との中間の波長に相当する緑色光において回折効率が最大になるように設計されている。したがって、白色光がホログラム膜 _aによって分光された後においては、緑色光に比べて赤色光と青色光の強度が低くなる傾向にある。

[0026] 他方、ホログラム膜 bは赤色光において回折効率が最大になるように設計されており、ホログラム膜 cは青色光において回折効率が最大になるように設計されている。そして、これらの 2枚のホログラム膜 b、 cを含むホログラムカラーフィルタは、曲線 dで示されているような合成回折効率を有することになる。すなわち、ホログラムカラーフィルタ dは緑色光に比べて赤色光と青色光において高い回折効率を有しており、回折効率の 2つのピークを有することから 2ピークホログラムカラーフィルタと称されることもある。

[0027] 図 14は、特許文献 2の特開 2000— 235179号公報に開示されたカラー液晶プロジェクタを示す模式的断面図である。このカラー液晶表示装置は、白色光源 81、 3枚のダイクロイツクミラー 82、ガラス基板 83、フォトポリマ力なるホログラムレンズ層 84、薄板ガラス層 85、透明電極 86、液晶層 87、画素電極 88、アクティブマトリックス駆動回路 89、および投射レンズ 90を含んでいる。

[0028] 図 14のカラー液晶プロジェクタにおいては、白色光源 81から放射された白色光が 3枚のダイクロイツクミラー 82によって R、 G、および Bの三原色光に分光される。分光された R光、 G光、および B光は、それぞれが最も高い回折効率で集光されるように、互ヽに異なる入射角でホログラムレンズ層 84へ投射される。

特許文献 1：特開平 10— 96807号公報

特許文献 2：特開 2000— 235179号公報

非特許文献 1 : ITE Technical Report Vol.20, 1996, pp.69- 72 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0029] 上述のようなフォトポリマ力もなるホログラム膜においては、光照射によって高めることができる屈折率差 Δ ηは約 0. 04程度までである。周知のように、屈折率変調型回折格子にぉ、ては、屈折率差 Δ ηが大き、ほど回折効率 (光の利用効率)を高めることができる。また、屈折率差 Δ ηが大きいほど、回折効率の波長依存性を小さくすることができる。ここで、約 0. 04程度の屈折率差 Δ ηは十分とはいえず、フォトポリマのホログラム膜の回折効率を高めることは困難である。

[0030] また、近年ではカラー液晶プロジェクタの高輝度化が求められており、それに伴つてプロジェクタに含まれる光学部品には 80— 100°C程度以上の耐熱性が求められる。しかし、フォトポリマの耐熱性は十分とはいえず、室温と 100°C程度の温度との間における繰り返し熱履歴が与えられれば、フォトポリマのホログラム膜自体が劣化したりガラス基板カゝら剥離したりする恐れがある。

[0031] さらに、特許文献 1に開示されているように複数の微細な溝を有するシリカガラスのホログラム板は、 1枚ごとに電子リソグラフィとエッチングを行って作製しなければならず、工業的大量生産に適していない。

[0032] 力かる先行技術における状況に鑑み、本発明は、分光機能とマイクロレンズ機能の少なくとも一方を有するホログラムカラーフィルタにおける光の利用効率と耐熱性を改善することを目的とし、ひ、ては高輝度で色バランスも改善されたカラー液晶表示装置を提供することをも目的としている。

課題を解決するための手段

[0033] 本発明の一つの態様によれば、入射光をホログラムにより回折分光して異なる波長の光を所定の空間的周期で所望の位置に出射するカラーフィルタの機能を有するホログラムカラーフィルタは、透光性基板上に形成された透光性ダイヤモンドライクカーボン (DLC)膜を含み、この DLC膜には相対的に高屈折率の帯状領域と相対的に低屈折率の帯状領域とが交互に配置されていることを特徴としている。

[0034] その DLC膜を含むホログラムカラーフィルタでは、青色光領域内の波長 470 μ mから赤色光領域内の波長 630 mに至るまでの波長領域において、入射光に関する回折効率の変動が 40%以下であり得る。また、そのホログラムカラーフィルタでは、青色光領域内の波長 470 μ m力赤色光領域内の波長 630 μ mに至るまでの波長領域において、 s偏光と p偏光とに関して互いに 30%以上の回折効率差を生じ得る。

[0035] なお、その DLC膜はマイクロレンズアレイと組み合わされてもよぐその場合には D LC膜において高屈折率帯状領域の幅および間隔が一定に設定され、マイクロレンズアレイは所定の空間的周期に対応した周期で配置された複数のマイクロレンズを含むことができる。

[0036] また、 DLC膜は高屈折率帯状領域の幅および間隔が所定の空間的周期に対応して周期的に変化させられてもよぐそれによつてホログラムカラーフィルタは分光機能とマイクロレンズアレイ機能とを兼ね備えることができる。

[0037] さらに、ホログラムカラーフィルタは複数の DLC膜を含んでいてもよぐこれらの DL C膜は互いに異なる波長の光に対して回折効率のピークを有して、ることが好まヽ。この場合に、ホログラムカラーフィルタは第 1と第 2の DLC膜を含み、第 1DLC膜は赤色の光に対して回折効率のピークを有し、第 2DLC膜は青色の光に対して回折効率のピークを有して、ることが好まし、。

[0038] DLC膜における低屈折率帯状領域から高屈折率帯状領域への境界領域においては、屈折率が多段階に変化させられていることが好ましい。また、 DLC膜の低屈折率帯状領域から高屈折率帯状領域への境界領域において、屈折率が連続的に変化させられて、ることがさらに好まし、。

[0039] 上述のようなホログラムカラーフィルタを作製するための方法においては、 DLC膜はプラズマ CVDによって好ましく形成され得る。また、 DLC膜中において相対的に高い屈折率を有する領域は、その DLC膜へ紫外光照射、 X線照射、シンクロトロン放射光照射、イオン照射、および電子線照射のいずれかを行うことによって形成され得る。 DLC膜中において相対的に高い屈折率を有する領域は、位相格子マスクを通過した 2種の回折光の干渉によって得られる周期的な紫外光強度分布による露光によっても形成される得る。

[0040] 本発明の他の態様によれば、カラー液晶表示装置は上述のようなホログラムカラーフィルタと組み合わされた液晶パネルを含み、そのホログラムカラーフィルタのカラーフィルタ機能における空間的周期は液晶パネルに含まれる複数の画素の周期に対応していることを特徴としている。すなわち、各画素は赤色表示領域、緑色表示領域、および青色表示領域を含み、ホログラムカラーフィルタは入射光を赤色光、緑色光、および青色光に分光してそれぞれ赤色表示領域、緑色表示領域、および青色表示領域へ向けて出射する。カラー液晶表示装置の光源としては、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、冷陰極線管、キセノンランプ、発光ダイオード (LED)、半導体レーザ（LD)、 Arレーザ、 He— Neレーザ、 YAGレーザなどを含むことができる。

[0041] 本発明のさらに他の態様によれば、カラー液晶表示装置は青色光、緑色光、および赤色光のそれぞれを放射する複数の半導体発光素子と、マイクロレンズアレイ機能を有する DLC膜を含くむホログラムカラーフィルタと、所定の空間的周期で配列された画素を含む液晶パネルとを含み、その DLC膜内において相対的に高屈折率の帯状領域と相対的に低屈折率の帯状領域とが交互に形成されており、高屈折率帯状領域の幅および間隔が画素の空間的周期に対応して周期的に変化させられていることを特徴としている。

[0042] このカラー液晶表示装置を作製するための方法では、 DLC膜中にお、て相対的に高い屈折率を有する領域は、位相格子マスクを通過した 2種の回折光の干渉によつて得られる周期的な紫外光強度分布による露光によって形成されることが好ましい発明の効果

[0043] 本発明においては、大きな屈折率変化を生じ得てかつ優れた耐熱性を有する DL C膜を利用して、分光機能とマイクロレンズ機能の少なくとも一方を有するホログラムカラーフィルタが作製されるので、そのホログラムカラーフィルタの光利用効率を高めることができかつその耐熱性を著しく改善することができる。そして、そのように改善されたホログラムカラーフィルタを用いることによって、高輝度で色バランスも改善されたカラー液晶表示装置を提供することが可能になる。

図面の簡単な説明

[0044] [図 1]本発明の一実施形態による DLCホログラム膜の作製方法を図解する模式的断面図である。 [図 2]本発明の他の実施形態による DLCホログラム膜の作製方法を図解する模式的断面図である。

[図 3]本発明のさらに他の実施形態による DLCホログラム膜の作製方法を図解する模式的断面図である。

[図 4]本発明のさらに他の実施形態による DLCホログラム膜の作製方法を図解する模式的断面図である。

[図 5]高屈折率領域と低屈折率領域との境界が DLC膜の厚さ方向に関して傾斜させられているホログラムカラーフィルタにおけるブラッグ反射による回折の一例を示す模式的断面図である。

[図 6] Δ η=0. 04の屈折率変化を含む屈折率変調型回折格子における回折効率の波長依存性と偏光依存性を示すグラフである。

[図 7] Δ η=0. 5の屈折率変化を含む屈折率変調型回折格子における回折効率の波長依存性と偏光依存性を示すグラフである。

[図 8]本発明によるカラー液晶プロジェクタの一例を図解する模式的断面図である。

[図 9]先行技術による単一パネル型カラー液晶プロジェクタにおける光学的基本原理を図解する模式的断面図である。

[図 10]波長分離機能とマイクロレンズ機能とを併有する回折格子の一例を示す模式的平面図である。

[図 11]先行技術によるカラー液晶表示装置を示す模式的断面図である。

[図 12]先行技術によるホログラムカラーフィルタを図解する模式的断面図である。

[図 13]図 12のホログラムカラーフィルタにおける回折効率の波長依存性を模式的に示すグラフである。

[図 14]先行技術によるカラー液晶プロジェクタを図解する模式的断面図である。符号の説明

1 ガラス基板、 2 ホログラム膜、 3 液晶層、 4 反射型電極層、 11 ガラス基板、 1 2 Cr膜の回折格子、 13 —つのマイクロレンズ領域、 21 シリカガラス基板、 22 DLC膜、 22a 低屈折率領域、 22b 高屈折率領域、 23a、 23b シリカガラス基板、 24a, 24b 金マスク、 25a, 25b UV光、 34 金マスク、 35 Heイオンビーム、 40 液晶パネル、 41 液晶表示層、 42 ブラックマトリックス、 50 ホログラムカラーフィルタ、 51 ホログラム板、 52 マイクロレンズ、 60 ノックライト、 61 赤色光、 62 緑色光、 63 青色光、 71 第 1のホログラム膜、 72 第 2のホログラム膜、 a 緑色光に対して最大回折効率を有するホログラム膜、 b 赤色光に対して最大回折効率を有するホログラム膜、 c 青色光に対して最大回折効率を有するホログラム膜、 d 赤色光と青色光に対して回折効率のピークを有するホログラムカラーフィルタ、 81 白色光源、 8 2 ダイクロイツクミラー、 84、 84a ホログラムレンズ層、 85 薄板ガラス層、 86 透明電極、 87 液晶層、 88 画素電極、 89 アクティブマトリックス駆動回路、 90 投射レンズ、 91B 青色発光素子、 91G 緑色発光素子、 91R 赤色発光素子。

発明を実施するための最良の形態

[0046] まず、本願発明をなすに際して、本発明者らは、透光性 DLC膜にエネルギビームを照射することによってその屈折率を高めることができることを確認して、る。そのような DLC膜は、ガラス基板、ポリマ基板その他の種々の透光性基板上にプラズマ CV D (化学気相堆積）によって形成することができる。そのようなプラズマ CVDによって得られる透光性 DLC膜は、通常は 1. 55程度の屈折率を有している。

[0047] DLC膜の屈折率を高めるためのエネルギビームとしては、イオンビーム、シンクロトロン放射（SR)光、電子ビームなどを用いることができる。例えば、 Heイオンを 800ke Vの加速電圧の下で 5 X 10¹⁷Zcm²のドース量で注入することによって、屈折率変化量を Δ η=0. 65程度まで高めることができる。なお、 H、 Li、 B、 Cなどのイオンの注入によっても、同様に屈折率を変調させることができる。また、 0. 1— 130nmのスぺタトルを有する SR光を照射することによつても、屈折率変化量を最大で Δ η=0. 65 程度まで高めることができる。さらに、 UV光照射では、例えば波長 248nmの KrFェキシマレーザ光をパルス当たり 160 μ WZmm²の照射密度にて 100Hzの周期でパルス照射すれば、屈折率変化量を Δ η=0. 22程度まで高めることができる。なお、 A rF (193nm)、 XeCl (308nm)、 XeF (351nm)などのエキシマレーザ光や Arレーザ光 (488nm)の照射によっても、同様に屈折率を変調させることができる。これらの、 DLC膜のエネルギビーム照射による屈折率変化量は、従来のフォトポリマ膜の光照射による屈折率変化量（Δ η=0. 04程度以下）に比べて桁違いに大きいことが分かる。

[0048] 図 1では、本発明の一実施形態において DLC膜を用いてホログラム膜を作製する方法が、模式的な断面図で図解されている。そのような DLCのホログラム膜は、図 9 のカラー液晶プロジェクタにおけるフォトポリマのホログラム膜 2、図 11におけるカラー液晶表示装置におけるシリカガラスのホログラム板 51、図 12におけるフォトポリマのホログラム膜 71、 72、および図 14のカラー液晶プロジェクタにおけるフォトポリマのホログラム膜 84の、ずれかの代わりに好ましく使用し得るものである。

[0049] 図 1の DLCホログラム膜の作製方法においては、例えばシリカ（SiO )ガラス基板 2

2

1上にプラズマ CVDによって DLC膜 22が形成される。そして、シリカガラス基板 23a 上に形成されたマスク 24aがその DLC膜 22上に重ねられる。マスク 24aは種々の材料で形成され得るが、金 (Au)膜がより好ましく用いられ得る。なぜならば、金は高精度に加工しやすぐエネルギビームの遮蔽性にも優れ、酸化や腐食による問題を生じることもないからである。この金マスク 24aは、たとえば以下のようにして作製され得る

[0050] まず、周知のスパッタリング法または EB (電子ビーム)蒸着法によって、ガラス基板上に厚さ約 0. 5 mの金膜が堆積され、その上にレジスト層が塗布される。このレジスト層は、ステツパ露光を利用してパターンィ匕される。そのレジストパターンを介してドライエッチングすることによって、金膜がパターンィ匕される。そして、レジストパターンを除去することによって、金マスクパターンが得られる。

[0051] これに代わり得る他の方法においては、まずスパッタリング法または EB蒸着法によつて、ガラス基板上に約 50nm以下の厚さの Ni導電層が堆積され、その上にレジストパターンが形成される。このレジストパターンを介して Ni層上に厚さ約 0. の金膜を電気めつきによって堆積してレジストを除去することによって、金マスクが形成され得る。

[0052] 以上のいずれの方法で形成される金マスクも、ホログラム作用のための回折格子パターンに対応したパターンを有している。なお、図 1においては、図面の簡略化と明瞭ィ匕のために、帯状金膜 24aの幅と間隔は一定にして示されている。

[0053] 図 1に示されているように、金膜のマスク 24aが DLC膜 22上に重ねられた状態で、上方力も UV光 25aが DLC膜 22に照射される。その結果、 DLC膜 22中で、金マスク 24aによって覆われて UV光 25aの照射を受けな力つた領域は屈折率の変化を生じなくて、プラズマ CVDによって堆積されたままの屈折率 nを維持している。他方、 DL

1

C膜 22中で、金マスク 24aによって覆われていなくて UV光 25aの照射を受けた領域は屈折率変化を生じて、その屈折率が nへ高められる。 UV光照射後には、シリカガ

2

ラス基板 23aと金マスク 24aを DLCホログラム膜 22から取り外す。こうして得られた D LCホログラム膜 22は、 nと nとの 2値の屈折率を含んでおり、 2レベルの屈折率変調

1 2

型回折格子として作用する。

[0054] ここで、図 1の DLCホログラム膜 22と図 10の回折格子とを比較すれば、図 10の回折格子においては Cr膜 12によって遮蔽された光は回折光として利用することができなくて光の利用効率が低くなるのに対して、図 1の DLCホログラム膜 22においては低屈折率 nと高屈折率 nのいずれの領域を通過する光も回折光として利用することが

1 2

できて光の利用効率が高くなる。

[0055] 他方、図 9、図 12、および図 14におけるフォトポリマのホログラム膜 2、 71、 72、 84 は、図 1の DLCホログラム膜 22に類似して、低屈折率領域と高屈折率領域とを含む屈折率変調型回折格子として作用する。したがって、フォトポリマのホログラム膜においても、低屈折率と高屈折率のいずれの領域を通過する光も回折光として利用することができる。しかし、前述のようにフォトポリマ膜の光照射によって実現し得る屈折率差 Δ ηはせいぜい 0. 04程度であるのに対して、 DLC膜の UV光照射によって実現し得る屈折率差 Δ ηは 0. 2程度に達し得る。したがって、図 1の DLCホログラム膜 22にお!、ては、フォトポリマのホログラム膜に比べて遥かに高、回折効率を実現することができ、光の利用効率を高めることができる。また、屈折率差 Δ ηを大きくし得る DLC ホログラム膜にぉ、ては、回折効率の波長依存性を小さくすることができる。

[0056] 図 2では、本発明の他の実施形態において DLC膜を用いてホログラム膜を作製する方法力模式的な断面図で図解されている。この図 2においては、図 1と同様な方法で形成された ηと ηとの 2レベルの屈折率変調を含む DLCホログラム膜 22上に、

1 2

シリカガラス基板 23a上の第 2の金マスク 24bがさらに重ねられる。そして、その状態にお、て再度の UV光照射 25bが行われる。 [0057] このとき、第 2の金マスク 24bは、図 1の過程で形成された DLCホログラム膜中の高屈折率 nの領域内の選択された領域のみに UV光を照射するための開口を有してい

2

る。したがって、 UV光 25bの照射後においては、比較的高い屈折率 nの領域内の

2

選択された領域の屈折率がさらに高い nに高められる。すなわち、図 2において作製

3

された DLCホログラム膜 22は、 n、 n、および nの 3レベルの屈折率変調を含む回折

1 2 3

格子として作用する。

[0058] このように、部分的に修正されたパターンを有するマスクを順次用いながら DLC膜に UV光照射を繰り返して行うことによって、所望の多レベルの屈折率変調を含む D LCホログラム膜を得ることができる。そして、周知のように 2レベルの屈折率変調型回折格子に比べて多レベルの屈折率変調型回折格子は高い回折効率を生じ得るので、光の利用効率がさらに改善され得る。

[0059] 図 3では、本発明のさらに他の実施形態において DLC膜を用いてホログラム膜を作製する方法が、模式的な断面図で図解されている。この作製方法においては、シリ力ガラス基板（図示せず）上の DLC膜 22上に金マスク 34が形成される。この金マスク 24aも電子ビーム描画で形成することができ、所定のホログラム（回折格子)パターンを有している。なお、図 3においても、図面の簡略化と明瞭ィ匕のために、帯状金膜 34 の幅と間隔は一定にして示されている。

[0060] ここで、帯状金膜 34に特徴的なことは、その上面が半円柱状面に形成されていることである。このような半円柱状面は、例えばエッチングまたはナノインプリント (型転写）にて形成することができる。

[0061] そのように形成された金マスク 34を介して、例えば Heのイオン 35が DLC膜 22に照射される。このとき、各帯状金膜 34が半円柱状の上面を有しているので、各帯状金膜 34の側面近傍では一部の Heイオンがそのマスクを透過することができ、その透過 Heイオンが DLC膜 22内に侵入し得る。その結果、図 3の DLC膜 22中においては、低屈折率領域 22aと高屈折率領域 22bとの界面近傍において、屈折率が連続的に変化することになる。なお、イオンビーム照射によって DLC膜の屈折率を変調した後に、金用のシアン系エッチング液に室温で数分程度浸漬することによって、金マスク 34が溶解除去され得る。 [0062] 前述のように、多レベルの屈折率変調型回折格子においては、そのレベル数を高めるほど回折効率が改善される。そして、屈折率が連続的に変化させられている屈折率変調型回折格子は、屈折率変調レベルを無限大にしたことに相当している。すなわち、図 3において得られる DLCホログラム膜は、図 2の場合に比べて、さらに改善された回折効率を有し、光の利用効率をさらに改善することができる。

[0063] 図 4では、本発明のさらに他の実施形態において DLC膜を用いてホログラム膜を作製する方法が、模式的な断面図で図解されている。この作製方法においては、たとえば厚さ 100 μ mのスぺーサ 26を介して、ガラス製のレリーフ型位相格子マスク（回折格子） 24cが DLC膜 22に対して近接配置される。この状態で、たとえば KrFレ一ザ光（波長 248nm) 25cを 16mwZmm²のエネルギ密度で 1時間照射することによって、ホログラム膜を作製することができる。このとき、位相格子マスク 24cからの + 1次回折光と 1次回折光との干渉光に露光される領域 22bの屈折率が高められる。他方、その干渉光よつて露光されない領域 22aの屈折率は、成膜されたままの状態に維持される。

[0064] この場合、 + 1次回折光と 1次回折光との干渉光は、レリーフ型位相格子マスク 24 cの凹凸周期の 1Z2の周期で現れる。したがって、 DLC膜中の所望の高屈折率領域 22bの周期に比べて 2倍の凹凸周期で形成されたレリーフ型位相格子マスク 24c を用いることができる。また、高屈折率領域 22bの幅の中央おけるほど、干渉光の強度が高くなる。したがって、図 3の場合に類似して、図 4の DLC膜 22においても、低屈折率領域 22aと高屈折率領域 22bとの界面近傍において屈折率が連続的に変化し、高い回折効率を得ることができる。なお、望まれる場合には、レリーフ型位相格子マスク 24cの代わりに、クロム膜、酸ィ匕クロム膜、アルミ膜などをパターユングして得られる振幅型位相格子マスクを用いることもできる。

[0065] また、図 1から図 4における DLCホログラム膜の作製方法では高屈折率領域と低屈折率領域との間の境界領域が膜厚方向に平行な場合が例示されてヽるが、望まれる場合には、その境界領域を膜厚方向に対して傾斜させてもよいことは言うまでもない。そのためには、たとえば図 1から図 3の作製方法に関しては、エネルギビームを DL C膜面に対して斜め方向に入射させればよい。また、図 4の作製方法に関しても、紫外光 25cを DLC膜面に対して斜め方向に入射させて、 0次回折光と + 1次回折光または 1次回折光との干渉光による露光を利用すればよい。ただし、 0次回折光と + 1 次回折光または 1次回折光との干渉光は、位相格子マスク 24cの凹凸周期と同じ周期で現れる。したがって、 DLC膜中の所望の高屈折率領域 22bの周期に比べて同じ周期の凹凸で形成された位相格子マスク 24cを用いなければならな、。

[0066] 図 5の模式的な断面図は、高屈折率領域と低屈折率領域との間の境界領域が膜厚方向に対して傾斜していることが好ましい場合の一例を示している。すなわち、ガラス基板 21上の DLCホログラム膜 22においては、高屈折率領域と低屈折率領域との間の境界領域 22cが膜厚方向に対して傾斜させられている。この場合、たとえば入射光 L1は DLC膜 22内に入射するときに屈折して光 L2になり、高屈折率領域と低屈折率領域との間の境界領域 22cで所定のブラッグ反射角 Θにおいて高い効率で回折された光 L3となる。この回折光 L3は、境界領域 22cが DLC膜の厚さ方向に対して傾斜させられて、るので、 DLC膜面に対して直交する方向に放射させることが可能である。すなわち、回折光 L3は、たとえば液晶パネルの表面に対して直行するように効率よく入射さられ得る。

[0067] 図 6と図 7のグラフは、屈折率変調型ホログラム膜における屈折率変化 Δ ηが回折効率に及ぼす影響に関する計算機シミュレーション結果を例示して、る。これらのグラフの各々にお、て、横軸は光の波長（ μ m)を表し、縦軸は回折効率を表して!、る。そして、黒丸印で表された曲線は s偏光に関する回折効率を表し、黒三角印で表された曲線は p偏光に関する回折効率を表して、る。

[0068] なお、フォトポリマ膜を用いた屈折率変調型ホログラム膜に関する図 6においては、

Δ ηが 0. 04、膜厚が 6. 6 /ζ πι、低屈折率領域の幅に対する高屈折率領域の幅の比率であるデューティ比が 0. 46、光入射角が 30度、そして高屈折率領域と低屈折率領域の周期が 367nmに設定された。他方、 DLC膜を用いた屈折率変調型ホロダラム膜に関する図 7においては、 Δ ηが 0. 5、膜厚が 2. 1 m、低屈折率領域の幅に対する高屈折率領域の幅の比率であるデューティ比が 0. 5、光入射角が 50度、そして高屈折率領域と低屈折率領域の周期が 326nmに設定された。ここで、フォトポリマ膜に比べて DLC膜が 1Z3以下の厚さに設定されているのは、 Δ ηが大きい場合には膜厚が小さくても十分な回折効率が得られる力である。

[0069] 図 6から分力るように、フォトポリマ膜によるホログラム膜では、最大でも 70%の回折効率を得ることが容易ではなぐし力も同一の入射角において良好な回折効率が得られる波長範囲が非常に狭い。他方、図 7から分力るように、 DLC膜によるホログラム膜では、 70%以上の回折効率を得ることが容易であり、しかも同一の入射角において良好な回折効率が得られる波長範囲が非常に広い。そして、 DLC膜によるホログラム膜では、たとえば青色光領域内の波長 470 mから赤色光領域内の波長 630 mに至るまでの波長領域において、入射光に関する回折効率の変動を 40%以下にすることが容易であり、 30%以下にすることもできる。このことは、 B光、 G光、および R 光を同一の入射角で照射した場合に、フォトポリマ膜によるホログラム膜ではそれらの 3色光を同等な効率で回折させ得ないのに対して、 DLC膜によるホログラム膜では 3色光をほぼ同等な効率で回折させ得ることを意味している。

[0070] ところで、図 9や図 14に示されているような反射型カラー液晶プロジェクタでは、主に s偏光と p偏光の、ずれかがホログラム膜に入射させられ、その回折光が液晶パネルに照射される。そして、液晶パネルで反射されて p偏光または s偏光に変換された光がホログラム膜を透過してスクリーン上に投影される。すなわち、ホログラム膜は、 s 偏光と P偏光のいずれか一方を高効率で回折しかつ他方を回折せずに透過させることが好ましい。そして、反射型カラー液晶プロジェクタに用いられるホログラム膜においては、 s偏光と p偏光とに関して一般に 30%以上の回折効率差を生じることが望まれる。

[0071] 図 7から理解されるように、 DLC膜によるホログラム膜では、たとえば青色光領域内の波長 470 μ m力赤色光領域内の波長 630 μ mに至るまでの波長領域にぉ、て、 s偏光にと p偏光と関する回折効率差を 30%以上にすることが容易であり、 50%以上にすることもできる。このことは、 B光、 G光、および R光を同一の入射角で照射した場合でも、 DLC膜〖こよるホログラム膜では、それらの 3色光を互いに同等かつ十分な明るさでスクリーン上に投影させ得ることを意味している。

[0072] なお、図 6と図 7では p偏光よりも s偏光に対して高い回折効率を有するホログラム膜が例示されたが、逆に s偏光よりも p偏光に対して高い回折効率を有するホログラム膜をも設計し得ることは言うまでもない。もちろん、 s偏光よりも p偏光に対して高い回折効率を有するホログラム膜が反射型カラー液晶プロジェクタに用いられる場合には、入射光として主に P偏光が入射させられることになる。

[0073] 図 8の模式的断面図は、図 14に類似している力本発明によるカラー液晶プロジェクタの一例を示している。図 14の場合に比べて、図 8のカラー液晶プロジェクタでは、フォトポリマ膜によるホログラム膜 84が DLC膜によるホログラム膜 84aに変更されるとともに、白色光源 81とダイクロイツクミラー 82が青色発光素子 91B、緑色発光素子 91 G、および赤色発光素子 91Rに変更されていることのみにおいて異なっている。それらの 3原色光の各々を発光する素子として、発光ダイオード (LED)または半導体レ一ザ (LD)を好ましく用いることができる。この場合、各色は、それぞれの波長に応じた回折角で分光される。

[0074] 半導体発光素子は、白色光からダイク口イツクミラーによって分光された 3原色光に比べて、純度の高い 3原色光を放射することができる。そして、それらの 3原色光の波長において最も高い回折効率が得られる個別の角度でホログラム膜 84aへ各色光を入射させるように、それらの半導体発光素子を配置することが可能である。したがって、図 8のカラー液晶プロジェクタでは、高い色純度で演色性の優れた明るいフルカラ一投射映像を得ることが可能になる。

[0075] なお、以上の説明において図 8、図 9、および図 14において反射型カラー液晶プロジェクタが例示された力本発明による DLCホログラム膜は透過型カラー液晶プロジェクタにも適用し得ることは言うまでもない。例えば、図 9の反射型カラー液晶プロジェクタと透過型カラー液晶プロジェクタとの間の部分的相違を説明すれば、まず、反射型電極層 4を透明電極層で置き換えることによって透過型に変更されうることが理解されよう。また、その場合にはホログラム膜を介して投影光を取り出す必要がないので、光源力もの光はそのホログラム膜の真後ろから照射することもできる。その場合には、図 10に示された回折格子パターン中の一つのマイクロレンズ領域 13に対応する D LCホログラム膜中の屈折率変調領域内において、中央部に比べて両側部における高屈折率領域の幅と間隔を小さくすればよい。さらに、本発明による DLCホログラム膜は、プロジェクタ型でなくて図 11に示されて、るような通常のカラー液晶表示装置にも好ましく適用し得ることも言うまでもない。また、本発明を適用し得るカラー液晶プロジェクタまたはカラー液晶表示装置用の光源としては、メタルノヽライドランプ、超高圧水銀ランプ、冷陰極線管、キセノンランプ、発光ダイオード、半導体レーザ、 Arレ一ザ、 He— Neレーザ、および YAG (イットリウム 'アルミ-ユウム 'ガーネット）レーザなどを好ましく用いることができる。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、光の利用効率を高めることができかつ耐熱性に優れたホログラムカラーフィルタを提供することができ、ひ、ては高輝度で色バランスも改善されたカラー液晶表示装置を提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 入射光をホログラムにより回折分光して異なる波長の光を所定の空間的周期で所望の位置に出射するカラーフィルタの機能を有するホログラムカラーフィルタであって透光性基板 (21)上に形成された透光性ダイヤモンドライクカーボン (DLC)膜 (22 )を含み、この DLC膜には相対的に高屈折率の帯状領域 (n

2、 22b)と相対的に低屈折率の帯状領域 (n、 22a)とが交互に配置されていることを特徴とするホログラムカラ

1

一フィルタ。

[2] 青色光領域内の波長 470 μ mから赤色光領域内の波長 630 μ mに至るまでの波長領域において、前記入射光に関する回折効率の変動が 40%以下であることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフィルタ。

[3] 青色光領域内の波長 470 μ mから赤色光領域内の波長 630 μ mに至るまでの波長領域において、 s偏光と p偏光とに関して互いに 30%以上の回折効率差を生じ得ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフィルタ。

[4] 前記 DLC膜はマイクロレンズアレイと組み合わされており、前記 DLC膜において前記高屈折率帯状領域の幅および間隔が一定に設定されており、前記マイクロレンズアレイは前記空間的周期に対応した周期で配置された複数のマイクロレンズを含むことを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフィルタ。

[5] 前記高屈折率帯状領域の幅および間隔が前記空間的周期に対応して周期的に変ィ匕させられており、それによつて分光機能とマイクロレンズアレイ機能とを兼ね備えて V、ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフィルタ。

[6] 前記 DLC膜の複数を含み、これらの DLC膜は互いに異なる波長の光に対して回折効率のピークを有して、ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフィルタ。

[7] 前記複数の DLC膜は第 1と第 2の DLC膜を含み、前記第 1DLC膜は赤色の光に対して回折効率のピークを有し、前記第 2DLC膜は青色の光に対して回折効率のピークを有して、ることを特徴とする請求項 6に記載のホログラムカラーフィルタ。

[8] 前記低屈折率帯状領域から前記高屈折率帯状領域への境界領域にお!、て屈折率が多段階に変化させられて、ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラ一フィルタ。

[9] 前記低屈折率帯状領域から前記高屈折率帯状領域への境界領域にお!、て屈折率が連続的に変化させられていることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラ一フィルタ。

[10] 前記低屈折率帯状領域と前記高屈折率帯状領域との間の境界領域は前記 DLC 膜の厚さ方向に対して傾斜させられて、ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラムカラーフイノレタ。

[11] 請求項 1のホログラムカラーフィルタを作製するための方法であって、前記 DLC膜はプラズマ CVDによって形成されることを特徴とするホログラムカラーフィルタの作製方法。

[12] 前記 DLC膜中にお、て相対的に高、屈折率を有する領域は、その DLC膜へ紫外光照射、 X線照射、シンクロトロン放射光照射、イオン照射、および電子線照射の V、ずれかを行うことによって形成されることを特徴とする請求項 11に記載のホログラムカラーフィルタの作製方法。

[13] 前記 DLC膜 (22)中において相対的に高い屈折率を有する領域（22b)は、位相格子マスク（24c)を通過した 2種の回折光の干渉によって得られる周期的な紫外光強度分布による露光によって形成されることを特徴とする請求項 12に記載のホログラムカラーフィルタの作製方法。

[14] 請求項 1のホログラムカラーフィルタと組み合わされた液晶パネルを含み、前記空間的周期は前記液晶パネルに含まれる複数の画素の周期に対応していることを特徴とするカラー液晶表示装置。

[15] 各前記画素は赤色表示領域、緑色表示領域、および青色表示領域を含み、前記ホログラムカラーフィルタは前記入射光を赤色光、緑色光、および青色光に分光してそれぞれ前記赤色表示領域、前記緑色表示領域、および前記青色表示領域へ向けて出射することを特徴とする請求項 14に記載のカラー液晶表示装置。

[16] 白色光源からの光を赤色光、緑色光、および青色光に分光して前記ホログラムカラ一フィルタへの入射光として与えるダイクロイツクミラーをさらに含み、各前記画素は赤色表示領域、緑色表示領域、および青色表示領域を含み、前記ホログラムカラーフィルタは前記入射光の赤色光、緑色光、および青色光をそれぞれ前記赤色表示領域、前記緑色表示領域、および前記青色表示領域へ向けて出射することを特徴とする請求項 14に記載のカラー液晶表示装置。

[17] 光源として、メタルノヽライドランプ、超高圧水銀ランプ、冷陰極線管、キセノンランプ

、発光ダイオード、およびレーザのいずれかを含むことを特徴とする請求項 14に記載のカラー液晶表示装置。

[18] 青色光、緑色光、および赤色光のそれぞれを放射する複数の発光ダイオードまたはレーザ（91B、 91G、 91R)と、 DLC膜（22)を含むホログラムカラーフィルタ（84a) と、所定の空間的周期で配列された画素を含む液晶パネル (85— 89)とを含み、前記 DLC膜 (22)内において、相対的に高屈折率の帯状領域 (n、 22b)と相対的

2

に低屈折率の帯状領域 (n、 22a)とが交互に形成されており、前記高屈折率帯状領

1

域の幅および間隔が前記画素の前記空間的周期に対応して周期的に変化させられて、ることを特徴とするカラー液晶表示装置。

[19] 請求項 18のカラー液晶表示装置を作製するための方法であって、前記 DLC膜 (2 2)中において相対的に高い屈折率を有する領域 (n、 22b)は、位相格子マスク（24

2

c)を通過した 2種の回折光の干渉によって得られる周期的な紫外光強度分布による露光によって形成されることを特徴とするカラー液晶表示装置の作製方法。