JPH11344619A

JPH11344619A - ホログラフィック反射器を具えた液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11344619A
Application number: JP11136256A
Authority: JP
Inventors: William John Gambogi Jr; ジョンガンボジ，ジュニア．ウィリアム; Torence John Trout; ジョントラウトトレンス
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 1999-12-14
Also published as: US6081354A; TW594068B; KR19990088286A; EP0957378A1

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲白色光を用いて見るときに、その表示装
置に対して白色、またはより中立の背景色を提供するホ
ログラフィック反射器を有する反射型液晶表示装置の提
供。【解決手段】第１および第２の波長域の光を反射する
体積ホログラフィックミラーを含有する少なくとも第１
および第２のピクセル体積を含み、および、好ましく
は、第３の波長域の光を反射する体積ホログラフィック
ミラーを有する第３のピクセル体積を含むホログラフィ
ック記録フィルム層を具えたホログラフィック反射器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置にお
いて白色および／または無彩色の背景を提供するための
ホログラフィック反射器に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）アセンブリは、
自動車用ダッシュボード、時計、計算機、テレビ、コン
ピュータ、ビデオカメラのビューファインダーなどの表
示装置を含む、多数の用途を有する。慣用のホログラフ
ィック反射器を有する反射ＬＣＤアセンブリは、単色の
光を反射することにより画像を表示することに適合して
おり、その単色は通常緑色であり、および（画像形成さ
れた区域を除いて）ディスプレー区域の全体が緑色を有
する。このタイプの例示的ＬＣＤアセンブリは米国特許
第５，６６３，８１６号に開示されている。先行技術の
反射ＬＣＤにおいて、背景表示は無彩色ではない色のも
のであり、および目の疲れを増加する傾向およびより視
覚的にアピールしない背景を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】白色光および／または
それに関連してより無彩色の特性を有する光のいずれか
を反射する、効率のよい反射ＬＣＤアセンブリを有する
ことが、高度に望ましい。本発明は、この鍵となる必要
性を検討する改良された反射ＬＣＤアセンブリを提供す
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
液晶に対して特定の配向を提供することができる複数の
セル中に保有される液晶層を有する液晶表示要素を含
み、および前記液晶表示要素に隣接するホログラフィッ
ク反射器を含む反射型液晶表示装置において、前記ホロ
グラフィック反射器が、複数の第１のピクセル体積およ
び複数の第２のピクセル体積を含有する体積ホログラフ
ィック記録フィルム層であり、前記第１のピクセル体積
のそれぞれは第１の色波長域の光のみを反射する第１の
体積ホログラフィックミラーを含み、前記第２のピクセ
ル体積のそれぞれは第２色波長域の光のみを反射する第
２の体積ホログラフィックミラーを含み、それぞれの液
晶セルを通過する光が、第１のピクセル体積および第２
のピクセル体積の双方で反射されるように、前記第１お
よび第２のピクセル体積が配置されることを特徴とする
反射型液晶表示装置である。

【０００５】本発明の第２の態様は、第１の態様に記載
の装置において、前記体積ホログラフィック記録フィル
ム層は、第３のピクセル体積をさらに有し、前記第３の
ピクセル体積のそれぞれは第３の色波長域の光のみを反
射する第３の体積ホログラフィックミラーを含み、およ
び、それぞれの液晶セルを通過する光が、第３のピクセ
ル体積からも同様に反射されるように、前記第３のピク
セル体積が配置されることを特徴とする装置である。

【０００６】本発明の第３の態様は、第２の態様に記載
の装置において、前記第１の色波長域は、少なくとも５
ナノメートルの幅を有し、および６１２ナノメートルの
波長を含み、前記第２の色波長域は、少なくとも５ナノ
メートルの幅を有し、および５４５ナノメートルの波長
を含み、および前記第３の色波長域は、少なくとも５ナ
ノメートルの幅を有し、および４３６ナノメートルの波
長を含み、それによって前記反射器が適合されて、白色
ホログラフィック反射器として動作することを特徴とす
る装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、周囲の光を用いて見た
ときにその表示装置に白色および／または無彩色の背景
を提供するために、液晶表示装置において用いられる体
積ホログラフィック反射器に関する。液晶表示装置は、
その内部の液晶に対して特定の配向を提供することがで
きる複数のセルを含有する液晶の層を有する液晶表示要
素を含み、およびその液晶表示要素に隣接するホログラ
フィック反射器を含む。そのホログラフィック反射器
は、複数の第１のピクセル体積および複数の第２のピク
セル体積を含有する体積ホログラフィック記録フィルム
層である。第１のピクセル体積のそれぞれは、第１の色
（たとえば、赤色）波長帯を有する光のみを反射する第
１の体積ホログラフィックミラーを含む。第２のピクセ
ル体積のそれぞれは、第２の色（たとえば、緑色）波長
帯を有する光のみを反射する第２の体積ホログラフィッ
クミラーを含む。第１および第２のピクセル体積は、液
晶セルのそれぞれを通過する光が第１のピクセル体積お
よび第２のピクセル体積の双方から反射されるように、
体積ホログラフィック記録フィルム層内に配置される。
液晶表示装置のこの実施の形態において、ホログラフィ
ック反射器は、その表示装置に黄色の背景を付与する。
具体的には、この実施形態において、作動中は、表示装
置上の画像は黒色に見え、および黄色の背景の上にあ
る。

【０００８】本発明の好ましい実施の形態において、液
晶表示装置の記録フィルム層は、複数の第３のピクセル
体積をさらに含有する。第３のピクセル体積のそれぞれ
は、第３の色（たとえば、青色）波長帯を有する光のみ
を反射する第３の体積ホログラフィックミラーを含む。
第３のピクセル体積は、液晶セルのそれぞれを通過する
光が、同様に、第３のピクセル体積からも反射されるよ
うに、記録フィルム層内に配置される。液晶表示装置の
この実施の形態において、ホログラフィック反射器は、
その表示装置に白色の背景を付与する。具体的には、こ
の実施形態において、作動中は、観察者に対して表示装
置上の画像は、白色の背景上の黒色であるように見え
る。したがって、この実施の形態のホログラフィック反
射器は、白色ホログラフィック反射器と呼ばれる。

【０００９】図１は、本発明の反射型液晶表示装置１２
０の好ましい実施の形態を示す。液晶表示装置１２０
は、体積ホログラフィック光学要素１００と液晶表示要
素１２６とを含む。本発明の反射液晶表示装置の本質的
部分は、液晶表示要素１２６の液晶層のセルＸの配列に
対する、体積ホログラフィック光学要素の関係である。
好ましい実施の形態に関する図１において、液晶層１３
４のセルＸのそれぞれは、体積ホログラフィック記録フ
ィルム層１０４内の１つの第１のピクセル体積１１０、
１つの第２のピクセル体積１１２、および１つの第３の
ピクセル体積１１４に整列されている。これは最小の必
要条件であり、および本発明の多層の改良された反射Ｌ
ＣＤ装置内の特定のセルＸに整列されている２つ以上の
第１のピクセル体積１１０、第２のピクセル体積１１
２、および第３のピクセル体積１１４があってもよい。
特定のセルＸに整列されている第１のピクセル体積１１
０、第２のピクセル体積１１２、および第３のピクセル
体積１１４の数に対する上限はない。

【００１０】本発明において白色またはほぼ無彩色の背
景を実現するために、特定のセルＸに整列されている第
１のピクセル体積１１０、第２のピクセル体積１１２、
および第３のピクセル体積１１４の数は、プラスマイナ
ス３０％以内で互いにほぼ等しいことが決定的に重要で
ある。好ましくは、特定のセルＸに整列されている第１
のピクセル体積１１０、第２のピクセル体積１１２、お
よび第３のピクセル体積１１４の数は、プラスマイナス
２０％以内で互いにほぼ等しい。最も好ましくは、特定
のセルＸに整列されている第１のピクセル体積１１０、
第２のピクセル体積１１２、および第３のピクセル体積
１１４の数は、互いに等しいか、あるいはプラスマイナ
ス１０％以内で互いにほぼ等しく、それは、ピクセル体
積の適切な大きさと一緒になって、白色または白みがか
った背景をもたらす。

【００１１】第１のピクセル体積１１０、第２のピクセ
ル体積１１２、および第３のピクセル体積１１４の大き
さは、本発明の別の決定的に重要な特徴である。本発明
による第１のピクセル体積１１０、第２のピクセル体積
１１２、および第３のピクセル体積１１４の大きさは、
一定の最大の大きさ以下でなければならない。その最大
の大きさは、人間の目が、別々の赤色、緑色および青色
の別々の色付のドットとして感知するのではなく、白色
に着色していると感知する、隣接する赤色、緑色および
青色のドットの配列における点の最大の大きさに関連す
る。円形の形状を有するピクセル体積の最大サイズは、
慣用的に、最大ドット直径を用いて測定される。その最
大ドット直径にほぼ等しいかまたはそれ未満の直径を有
する赤色、緑色および青色のドットの配列は、白色を有
するもとのして、人間の目に感知される。その最大ドッ
ト直径にほぼ等しいかまたはそれより大きい直径を有す
る赤色、緑色および青色のドットの配列は、それぞれ別
の赤色、緑色、または青色を有するものとして、人間の
目に感知される。概して、人間の感覚における個人差を
考慮して、多くの場合における最大ドット直径は、約１
０マイクロメートルから約１００マイクロメートルの範
囲内であり、大抵の場合、約２０マイクロメートルであ
る。ある場合においては、最大ドット直径は、約５００
マイクロメートルほどに大きくてもよい。したがって、
本発明による円形の形状を有するピクセル体積の最大の
大きさは、概して、全ての実施形態を包括して、直径５
００マイクロメートル未満である。多くの実施形態にお
いては、本発明による円形の形状を有するピクセル体積
の大きさは、直径２００マイクロメートル未満である。
本発明において、好ましくは、円形の形状を有するピク
セル体積の大きさは、直径が約１マイクロメートルから
約１００マイクロメートルの範囲内であるべきである。
より好ましくは、円形の形状を有するピクセル体積の大
きさは、直径が約５マイクロメートルから約５０マイク
ロメートルの範囲内であるべきである。最も好ましく
は、円形の形状を有するピクセル体積の大きさは、直径
が約１０マイクロメートルから約３０マイクロメートル
の範囲内であるべきである。もしピクセル体積が円形以
外ならば、与えられた非円形のピクセル体積の各寸法
は、上で詳述した最大ドット直径未満でなければなら
ず、好ましくは同一の範囲を有する。

【００１２】本発明の別の実施形態においては、体積ホ
ログラフィック記録フィルム層１０４中に、第１のピク
セル体積１１０および第２のピクセル体積１１２が存在
するが、第３のピクセル体積１１４は存在しない。この
実施形態において第３のピクセル体積が無いことを除い
て、好ましい実施形態に関して上述した全ては、この実
施形態にも適用される。第１のピクセル体積１１０およ
び第２のピクセル体積１１２は、この実施形態におい
て、その２つの色が異なるかぎり、赤色、緑色、および
青色のいずれの色の組合せであってもよい。この実施形
態の好ましい態様においては、第１のピクセル体積１１
０および第２のピクセル体積１１２に関して、その色は
赤色および緑色である。

【００１３】本発明の重要な特徴は、ホログラフィック
ミラー（例えば第１の体積、第２の体積、および第３の
体積）のそれぞれが動作するときの高い効率である。ホ
ログラフィック記録フィルム層の任意の指定された部分
において、１つのホログラフィックミラーのみが存在
し、それは、利用可能である屈折率変化の全量を原理上
は利用することができ、およびしたがって高効率で動作
することができる。個々の鏡のそれぞれに関するこの高
い効率を累積的に合計したときには、総体的結果は、作
成された明るいホログラフィー像である。したがって、
直接的製造プロセスを用いる単一のホログラフィー層に
おいて、白色のホログラムを製造することができる。

【００１４】体積ホログラフィック光学要素１００は、
単一の体積ホログラフィック記録フィルム層１０４を含
む。体積ホログラフィック記録フィルム層１０４は、第
１の複数のピクセル体積１１０、第２の複数のピクセル
体積１１２、および第３の複数のピクセル体積１１４を
含む。

【００１５】第１のピクセル体積１１０のそれぞれは、
第１の体積ホログラフィックミラーを含み、それは第１
の色（たとえば赤色）波長帯の光を反射し、および少な
くとも第２の色（たとえば緑色）波長帯および第３の色
（たとえば青色）波長帯の光を通過させる。第２のピク
セル体積１１２のそれぞれは、第２の体積ホログラフィ
ックミラーを含み、それは第２の色（たとえば緑色）波
長帯の光を反射し、および少なくとも第１の色（たとえ
ば赤色）波長帯および第３の色（たとえば青色）波長帯
の光を通過させる。第３のピクセル体積１１４のそれぞ
れは、第３の体積ホログラフィックミラーを含み、それ
は第３の色（たとえば青色）波長帯の光を反射し、およ
び少なくとも第１の色（たとえば赤色）波長帯および第
２の色（たとえば緑色）波長帯の光を通過させる。

【００１６】具体的には、図１に示されるように、反射
型液晶表示装置は、第１偏光子１２２、頂部基板すなわ
ち第１の寸法安定な基板１２４、液晶表示要素１２６、
第２偏光子１２８、および体積ホログラフィック光学要
素１００を、この順序で具えた。第１光偏光子１２２
は、周囲光のような光を直線偏光させ、および第１の偏
光を有する状態で通過させるためのものである。寸法安
定な頂部基板１２４は、剛性および全体的な構造的支持
を提供する。液晶表示要素１２６は、当業者によく知ら
れており、およびセルＸの配列を通過する光の偏光を選
択的に偏光するためのものであり、セルＸが電力を供給
された状態にあるときにのみ、セルＸの配列を通過する
光の偏向を第２の直線偏光に変化させることができ、お
よび変化させるようにする。例示的な液晶表示要素は、
本明細書中の「発明の背景」において参照した刊行物中
に開示されている。第２の偏光は、典型的には第１の偏
光に対して垂直である。液晶表示要素１２６は、第１回
路層１３０、第１配向層１３２、液晶層１３４、第２配
向層１３６、第２回路層１３８、およびレベリング層１
４０をこの順に具えることができる。

【００１７】第１回路層１３０は、電気的駆動回路の第
１の側を提供し、それは第１配向層１３２を通して、液
晶層１３４中の特に第１の側の液晶の配向を変化させる
ことができる。液晶層１３４は、体積ホログラフィック
光学要素１００のそれぞれのピクセル体積に対応するセ
ル中に液晶を封じ込める。第２配向層１３６は、液晶層
１３４内の液晶に対して、特に第２の側の配向を誘起す
る。第２回路層１３８は、電気的駆動回路の第２の側を
提供し、それは第２配向層１３６を通して、液晶層１３
４中の特に第２の側の液晶の配向を変化させることがで
きる。レベリング層１４０は、体積ホログラフィック光
学要素１００に対して、堅固な平面状の表面を提供す
る。第２偏光子は、第２の偏光を有する液晶表示要素か
らの光を通過させるためのものである。

【００１８】体積ホログラフィック光学要素１００は、
必要に応じて設けてもよいバリア層１１８、体積ホログ
ラフィック記録フィルム層１０４、および必要に応じて
設けてもよい寸法安定な基板１１６で構成される。

【００１９】動作中、液晶表示要素１２６が、セルＸの
配列のセルのそれぞれを通過する光の偏向を、第２の偏
光に変化させる、すなわち回転させるときには（セルが
動作状態にあるときに発生する）、その光は、第２偏光
子を通って、それぞれ第１のピクセル体積１１０、第２
のピクセル体積１１２、および第３のピクセル体積１１
４へ通過する。そこで、それぞれ、第１の体積ホログラ
フィックミラー（単数または複数）が第１の色（たとえ
ば赤色）波長帯の光を、第２の体積ホログラフィックミ
ラー（単数または複数）が第２の色（たとえば緑色）波
長帯の光を、および第３の体積ホログラフィックミラー
（単数または複数）が第３の色（たとえば青色）波長帯
の光を、液晶表示要素１２６を通過して、周囲光４が第
１偏光子１２２に入射するＬＣＤ装置の同じ側にいる観
察者へと反射する。図１に示したように、セルＸの配列
のセルのそれぞれに関連して少なくとも１つのそれぞれ
の種類のピクセル体積（たとえば、１１０、１１２、お
よび１１４）があるので、結果は、表示装置の電力を供
給されているセルのそれぞれから観察者に反射される光
が、図１に示した好ましい態様において赤色、緑色およ
び青色の成分を含有することである。ピクセル体積の最
大の大きさが、本発明においては約５００マイクロメー
トル以下に、および好ましい実施形態においては１〜１
００マイクロメートルの範囲に制限されているので、以
下に示すように、反射光は、背景色として、観察者に白
色または実質的に白色に見える。

【００２０】３つの場合の全てにおいて、別の波長の光
は、観察者から離れるように、体積ホログラフィック光
学要素１００を通過する。さらに、液晶表示要素１２６
を第２偏光子１２８に向かって通過するが、液晶表示要
素１２６によって第２の偏光を有するように変化させら
れなかった光は、第２偏光子１２８に吸収される。特定
のセルに関して、そのセルが電力を供給されていない
（すなわち、消されている）場合に、光は液晶表示要素
１２６によって変化させられない。この場合には光は第
２偏光子１２８に吸収されるので、その光は体積ホログ
ラフィック光学要素１００すなわちホログラフィック反
射器に到達せず、および観察者に反射されない。その結
果、この場合には、セルは暗く（たとえば黒色に）見え
る。もし、本発明の液晶表示装置において大部分が作動
状態にあるときに、選択されたセルが作動させられない
ならば、観察者に対するそのディスプレーの外観は、白
色背景上の黒色になる。この方法において、本発明の液
晶表示装置上に画像が形成される。

【００２１】本発明によって改良された液晶表示装置
は、（反射型ＬＣＤとして）周囲光のみによって見られ
る表示を有してもよく、あるいはバックライトと組み合
わされた周囲光によって見られる表示を有してもよい。
後者の場合において、第１、第２、および第３のピクセ
ル体積に対する波長帯を選択して、仮に図２に示すよう
に典型的なバックライト光源から放射される光の主要な
帯域と重なり合わないようにすることが、重要である。
もしバックライト光源からの光が、特定のホログラフィ
ックミラー（たとえば、第１、第２、または第３のピク
セル体積）の同一の波長に一致するならば、その光は反
射され、およびホログラフィック記録フィルム層を通し
て放射されず、およびしたがってこの波長域の光は表示
に到達しない。

【００２２】［体積ホログラフィック光学要素１００］
図１０を参照すると、本発明による体積ホログラフィッ
ク光学要素１００が図示されている。体積ホログラフィ
ック光学要素は、光硬化された体積ホログラフィック記
録フィルム要素１０２を含む。この実施形態において、
光硬化された体積ホログラフィック記録フィルム要素１
０２は、第１の表面１０６および第２の表面１０８を有
する単一の体積ホログラフィック記録フィルム層１０４
を含む。体積ホログラフィック記録フィルム層１０４
は、複数の第１のピクセル体積１１０、複数の第２のピ
クセル体積１１２、および複数の第３のピクセル体積１
１４を含む。

【００２３】第１のピクセル体積１１０のそれぞれは、
第１の体積ホログラフィックミラーを含み、それは、第
１の色（たとえば赤色）の波長域の光を反射し、および
少なくとも第２の色（たとえば緑色）の波長域および第
３の色（たとえば青色）の波長域を有する光を通過させ
る。第２のピクセル体積１１２のそれぞれは、第２の体
積ホログラフィックミラーを含み、それは、第２の色
（たとえば緑色）の波長域の光を反射し、および少なく
とも第１の色（たとえば赤色）の波長域および第３の色
（たとえば青色）の波長域を有する光を通過させる。第
３のピクセル体積１１４のそれぞれは、第３の体積ホロ
グラフィックミラーを含み、それは、第３の色（たとえ
ば青色）の波長域の光を反射し、および少なくとも第１
の色（たとえば赤色）の波長域および第２の色（たとえ
ば緑色）の波長域を有する光を通過させる。

【００２４】体積ホログラフィックミラーは、縞すなわ
ち格子によって形成される。ここで開示される全ての体
積ホログラフィックミラーの格子は、慣用のホログラフ
ィーの方法で用いられるいずれの形状または斜面であっ
てもよい。格子は、体積ホログラフィック記録フィルム
層の表面１０６、１０８に平行な等角の格子、および／
または表面１０６、１０８に非平行な非等角の格子であ
ってもよい。

【００２５】体積ホログラフィック光学要素１００の動
作すなわち機能を、図１０に示す。具体的には、光源２
を示し、それは、体積ホログラフィック光学要素１００
へ向かう光を供給する。光源２は、第１の色（たとえば
赤色）の波長域、第２の色（たとえば緑色）の波長域、
および／または第３の色（たとえば青色）の波長域を、
放射してもよい。色波長域および関連する矢印を示す図
１０中の文字は、光源がそのような色波長域の化学線を
放射すると仮定して、体積ホログラフィック光学要素１
００が通過させるかあるいは反射するかのどちらかの具
体的な色波長域を示す。好ましくは、もし光源２が別の
色波長域も放射するならば、そのような波長域は、体積
ホログラフィック光学要素１００を通過する。体積ホロ
グラフィック光学要素１００のどちらの側に光源２が位
置するかに無関係に、体積ホログラフィック光学要素１
００は、同様に機能する。

【００２６】第１の色波長域、第２の色波長域、および
第３の色波長域は、いずれの別個の光波長域であっても
よい。好ましくは、その別個の波長域は別の波長域によ
って分離されてもよい。好ましくは、第１の色波長域を
有する光は、少なくとも５ナノメートル（およびより好
ましくは約２０〜６０ナノメートル以内）の帯域幅を有
し、および赤色に見える６１２ナノメートルの波長を含
む。好ましくは、第２の色波長域を有する光は、少なく
とも５ナノメートル（およびより好ましくは約２０〜６
０ナノメートル以内）の帯域幅を有し、および緑色に見
える５４５ナノメートルの波長を含む。好ましくは、第
３の色波長域を有する光は、少なくとも５ナノメートル
（およびより好ましくは約２０〜６０ナノメートル以
内）の帯域幅を有し、および青色に見える４３６ナノメ
ートルの波長を含む。特に示されないかぎり、図面全体
にわたって全てのピクセル体積中の文字は、そのピクセ
ル体積により反射される色波長域を示し、および全ての
その他の色波長は、そのピクセル体積を通過する。文字
「Ｒ」は、第１の色波長域の例示として赤色波長域を表
す。文字「Ｇ」は、第２の色波長域の例示として緑色波
長域を表す。文字「Ｂ」は、第３の色波長域の例示とし
て青色波長域を表す。これらの文字の２つ以上が一緒に
示されるときは、それは示された文字のそれぞれの波長
域から本質的に構成される光を意味する。

【００２７】第１のピクセル体積１１０、第２のピクセ
ル体積１１２および第３のピクセル体積１１４は、体積
ホログラフィック記録フィルム層１０４内で、いずれの
形状であってもよい。好ましい形状は、円形（たとえ
ば、ドット）である。第１のピクセル体積１１０、第２
のピクセル体積１１２および第３のピクセル体積１１４
は、フィルム層１０４の第１および第２の表面１０６、
１０８の一部である表面を有する。図１０は、白色ホロ
グラフィック反射器の好ましい実施形態における第１の
ピクセル体積１１０、第２のピクセル体積１１２および
第３のピクセル体積１１４の２次元の配列の１つの行を
示す。本発明において、１つの第１のピクセル体積１１
０、次に１つの第２のピクセル体積１１２、そして次に
１つの第３のピクセル体積１１４の反復する順序で、そ
の配列の行のそれぞれにおいて、ピクセル体積が順序よ
く配置される。隣接する行の第１のピクセル体積１１
０、第２のピクセル体積１１２および第３のピクセル体
積１１４は、互いに関してずらすことができる。第１お
よび第２のピクセル体積を有するが、第３のピクセル体
積を有さない、それほど好ましくはない実施形態におい
て、第１のピクセル体積１１０および第２のピクセル体
積１１２は、１つの第１のピクセル体積１１０、そして
次に１つの第２のピクセル体積１１２の反復する順序
で、その配列の行のそれぞれにおいて、ピクセル体積が
順序よく配置される。隣接する行の第１のピクセル体積
１１０および第２のピクセル体積１１２は、互いに関し
てずらすことができる。

【００２８】第１のピクセル体積１１０、第２のピクセ
ル体積１１２および第３のピクセル体積１１４（任意、
もし存在するならば）の大きさは、上記で議論したよう
に、本発明において決定的に重要である。もしピクセル
体積が一定の臨界サイズより大きければ、観察者にとっ
て、それらは異なる色（すなわち第１のピクセル体積１
１０、第２のピクセル体積１１２および第３のピクセル
体積１１４に関して、それぞれ赤色、緑色、および青
色）を有するものとして見える。一方、もしピクセル体
積がその臨界サイズよりも小さいならば、それらは観察
者にとって白色の背景として見え、および異なる色また
は形状を有するものとしては見えない。

【００２９】好ましい実施の形態において、第１のピク
セル体積１１０、第２のピクセル体積１１２および第３
のピクセル体積１１４のそれぞれは、円形の形状であ
り、および約１マイクロメートルから約１００マイクロ
メートルの範囲内の直径を有する。

【００３０】本発明において同様に重要なものは、互い
に関する第１のピクセル体積１１０、第２のピクセル体
積１１２および第３のピクセル体積１１４の大きさであ
る。概して、本発明の請求の範囲内では、それぞれのピ
クセル体積種（たとえば、第１のピクセル体積（１１
０））の大きさは、別のピクセル体積種（たとえば、第
２のピクセル体積（１１２）および第３のピクセル体積
（１１４））は、プラスマイナス４０％以内の、好まし
くはプラスマイナス３０％以内の、より好ましくはプラ
スマイナス２０％以内の、および最も好ましくはプラス
マイナス１０％以内のほぼ同一の大きさを有する。

【００３１】体積ホログラフィック光学要素１００は、
体積ホログラフィック記録フィルム層１０４の第１の表
面を支持する平面状の表面を有する寸法安定な基板１１
６を、さらに必要に応じて含んでもよい。

【００３２】［体積ホログラフィック光学要素１００の
作成法］図３は、光硬化された体積ホログラフィック光
学要素１００を作成するのに用いることができる体積ホ
ログラフィック記録フィルム要素１４２を示す。体積ホ
ログラフィック記録フィルム要素１４２は、カバーシー
ト１４４、画像形成されていない未露光の体積ホログラ
フィック記録フィルム層１０４’、バリア層１１８、お
よび寸法安定な基板１４６を、この順に具える。

【００３３】今度は、第１の画像形成されておらず、未
露光の体積ホログラフィック記録フィルム要素１４２か
ら開始して、体積ホログラフィック光学要素１００を作
成するための方法を記載する。カバーシート１４４を、
未露光の体積ホログラフィック記録フィルム層１０４’
の第１の表面１０６から除去する。未露光の体積ホログ
ラフィック記録フィルム層の第１の表面１０６を、寸法
安定な基板１１６上に積層する。基板１４６を、バリア
層１１８から除去する。バリア層１１８に対して、第１
の屈折率整合流体層１５２を介して、フォトマスク層１
５０を有する反射防止板１４８を結合する。

【００３４】図４は、フォトマスク層１５０のために用
いることができるパターンを示す。そのパターンは、光
を遮断することに適合した第１の複数のピクセルＢと、
光を透過する、すなわち通過させることに適合した第２
の複数のピクセルＰとを有する、ピクセルの２次元配列
である。図４に示すように、そのピクセルの配列は、以
下の３列のピクセルの反復するパターンを有することが
できる：

【００３５】

【表１】列１２３４５６７８９１０１１ … 行１ＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ … ２ＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢ … ３ＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰ … 反射器１５６に対して、第２の屈折率整合流体層１５４
を介して、寸法安定な基板１１６を結合する。これは、
図５に示す積層構造物をもたらす。

【００３６】次に、第１の色（たとえば赤色）の波長域
から本質的に構成されるコヒーレントなまたは実質的に
コヒーレントな光を放射することに適合した、第１の色
（たとえば赤色）の光源６を選択する。第１の色（たと
えば赤色）の光源６からの光を、今度は、反射防止板１
４８，フォトマスク層１５０の透明なピクセルＰ、およ
び未露光の体積ホログラフィック記録フィルム層１０
４’を通して、反射器１５６へと向ける。その反射器１
５６は、未露光の体積ホログラフィック記録フィルム層
１０４’を通してその光を反射して、その反射光が、反
射器１５６へ向かって未露光の体積ホログラフィック記
録フィルム層１０４’を通過する光と干渉するようにす
る。この干渉は、未露光の体積ホログラフィック記録フ
ィルム層１０４’をホログラフィー的に画像形成して、
すなわち画像様にホログラフィー的に露光して、複数の
第１の体積ホログラフィックミラー（第１のピクセル体
積１１０のそれぞれの中のもの）を記録する。

【００３７】次に、反射防止板１４８およびフォトマス
ク層１５０を、第１の方向（すなわち、図４に示すＸ方
向）に１ピクセルシフト、すなわち移動させる。

【００３８】次に、図６に示すように、第２の色（たと
えば緑色）の波長域から本質的に構成されるコヒーレン
トなまたは実質的にコヒーレントな光を放射することに
適合した、第２の色（たとえば緑色）の光源８を選択す
る。第２の色（たとえば緑色）の光源８からの光を、今
度は、反射防止板１４８，フォトマスク層１５０の透明
なピクセルＰ、および未露光の体積ホログラフィック記
録フィルム層１０４’を通して、反射器１５６へと向け
る。その反射器１５６は、未露光の体積ホログラフィッ
ク記録フィルム層１０４’を通してその光を反射して、
その反射光が、反射器１５６へ向かって未露光の体積ホ
ログラフィック記録フィルム層１０４’を通過する光と
干渉するようにする。この干渉は、未露光の体積ホログ
ラフィック記録フィルム層１０４’をホログラフィー的
に画像形成して、すなわち画像様にホログラフィー的に
露光して、複数の第２の体積ホログラフィックミラー
（第２のピクセル体積１１２のそれぞれの中のものであ
る）を記録する。

【００３９】次に、再び、反射防止板１４８およびフォ
トマスク層１５０を、第１すなわちＸ方向に１ピクセル
シフト、すなわち移動させる。

【００４０】次に、図７に示すように、第３の色（たと
えば青色）の波長域から本質的に構成されるコヒーレン
トなまたは実質的にコヒーレントな光を放射することに
適合した、第３の色（たとえば青色）の光源１０を選択
する。第３の色（たとえば青色）の光源１０からの光
を、今度は、反射防止板１４８，フォトマスク層１５０
の透明なピクセルＰ、および未露光の体積ホログラフィ
ック記録フィルム層１０４’を通して、反射器１５６へ
と向ける。その反射器１５６は、未露光の体積ホログラ
フィック記録フィルム層１０４’を通してその光を反射
して、その反射光が、反射器１５６へ向かって未露光の
体積ホログラフィック記録フィルム層１０４’を通過す
る光と干渉するようにする。この干渉は、未露光の体積
ホログラフィック記録フィルム層１０４’をホログラフ
ィー的に画像形成して、すなわち画像様にホログラフィ
ー的に露光して、複数の第３の体積ホログラフィックミ
ラー（第３のピクセル体積１１４のそれぞれの中のもの
である）を記録する。この第３の連続するホログラフィ
ー的画像形成工程は、画像形成されていないフィルム層
１０４’の、画像形成された体積ホログラフィック記録
フィルム層１０４への形成を完成する。

【００４１】反射防止板１４８、フォトマスク層１５
０、および第１の屈折率整合流体層１５２が除去された
後に、得られる積層構造物を、必要に応じて、硬化し、
定着し、または暴露して、積層構造物中のすべてのモノ
マーを重合させ、および体積ホログラフィックミラーを
定着する。これは、図８に示すように、広帯域紫外光源
１２由来のような非コヒーレント化学線を用いて実施し
て、その積層構造物を充満露光する(flood expose)こと
ができる。本明細書の全体にわたって、「広帯域紫外
光」という術語は、約３００から４５０ナノメートルの
スペクトル領域における光を意味する。この工程は、約
１００ミリジュール毎平方センチメートル（ｍＪ／ｃｍ
²）の露光レベルを提供するが、その露光レベルをより
高くすることができる。この工程は、典型的に早く２０
秒間にわたって行われるが、より長く行うことができ
る。この工程は、画像形成された体積ホログラフィック
記録フィルム層１０４中のいかなる残存する感光性材料
をも光硬化するか、あるいは実質的に光硬化する。

【００４２】次に反射器１５６および第２の屈折率整合
流体層１５４を除去した後に、図９に示されるように、
得られる積層構造物を、必要に応じてオーブン１４中で
加熱することができる。その構造物は加熱されてさらに
硬化し、およびその屈折率変化、その効率、および体積
ホログラフィックミラーの帯域幅が増大する。この加熱
工程は、約５０℃から２００℃までの範囲の温度におい
て行われ、および好ましくは約１００℃から１６０℃ま
での範囲で行われる。温度が高くなるほど、加熱工程の
継続時間が短くなる。好ましい材料を用いるときに、体
積ホログラフィック記録フィルム要素は、約１００℃に
おいて約３０分間にわたって加熱することができる。

【００４３】これは、図１および図１０に示す体積ホロ
グラフィック光学要素１００をもたらし、ここで画像形
成されておらず、未露光のホログラフィック記録フィル
ム層１０４’は、鏡を用いてホログラフィー的に画像形
成され、必要に応じて定着され（充満露光され）、およ
び必要に応じて硬化された体積ホログラフィック記録フ
ィルム層１０４になった。

【００４４】［材料および／または商業的入手可能性］
寸法安定な基板１１６は、硬質の透明材料から作成する
ことができ、および好ましくはガラスまたはプラスチッ
クから作成される。

【００４５】バリア層１１８は任意であり、および染料
増感剤の層間拡散を防止するのに用いられる。用いられ
たときには、もし照射がそのバリア層１１８を通して行
われるならば、それは透明であることが必要である。そ
のようなバリア層は、透明ポリマー（単数または複数）
から作成することができ、および好ましくはポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）から作成される。

【００４６】カバーシート１４４は、使用の準備ができ
るまで、フィルム層を保護するために機能する。カバー
シートは、一般的に、ポリエチレン、ポリプロピレンま
たはポリエチレンテレフタレートのようなポリマーフィ
ルムである。

【００４７】画像形成されておらず、未露光の体積ホロ
グラフィック記録フィルム層１０４’は、光硬化可能
な、すなわち感光性の材料で作成される。ホログラム
は、未露光の体積ホログラフィック記録フィルム層１０
４’のような材料の中に記録され、光にさらされたとき
に、それは、光学濃度ではなく変化する屈折率の空間的
パターンを作成する。ホログラフィック記録材料は多く
の参考文献中に記載されており、それは、L. Solymerお
よびD. J. Cook, Volume Holography and Volume Grati
ng, Academic Press, New York, 1981, Chapter 10, 25
4〜304ページ；およびW. K. Smothers, B. M. Monroe,
A. M. WeberおよびD. E. Keys, Photopolymers for Hol
ography, SPIE Vol. 1212, Practical Holography IV(1
990)のようなものである。ホログラフィーの初期の開発
は、E. N. LeithおよびJ. Upatnieks,Scientific Ameri
can, 212(6), 24〜35(1965年6月)に、記載されている。
ホログラフィーの有用な議論は、Encyclopedia of Phys
ical Science and Technology, Vol. 6, 507〜519ペー
ジ, R. A. Myers, Ed., Academic Press, Orlando, Fl,
1987において、C. C. GuestによりHolographyと題され
て、提供されている。本発明における使用のための好ま
しい記録材料は、光重合可能な組成物、重クロム酸化ゼ
ラチン、およびハロゲン化銀乳化物である。

【００４８】光重合可能な組成物は、Haughの米国特許
第３，６５８，５２６号；Chandrossの米国特許第３，
９９３，４８５号；およびFieldingの米国特許第４，５
３５，０４１号および４，５８８，６６４号において開
示されている。好ましい光重合可能な組成物は、Keysの
米国特許第４，９４２，１０２号；Monroeの米国特許第
４，９４２，１１２号；Smothersの米国特許第４，９５
９，２８４号；Troutの米国特許第４，９６３，４７１
号；Smothersの米国特許第５，２３６，８０８号；Smot
hersの米国特許第５，２５６，５２０号；Beresniewicz
等の米国特許第５，４１３，８６３号；およびWeber等
の米国特許第５，４７０，６６２号において、開示され
ている。好ましい記録フィルム要素において用いられる
組成物は、乾燥皮膜である。

【００４９】本明細書全体にわたって用いられるよう
に、「完全に感光性を与えられた」とは、光の可視範囲
全体を含む約４００から約７００ナノメートルまでの光
に対して、その材料が感光性であることを意味する。完
全に感光性を与えられたホログラフィー材料、および不
完全に感光性を与えられた、すなわち波長選択的に感光
性を与えられたホログラフィック材料を作成する方法を
開示している米国特許第４，９１７，９７７号を参照せ
よ。加えて、光増感剤の使用を開示している、以下の関
連しおよびより最近の特許を参照せよ：Smothersの米国
特許第５，２０４，４６７号；Smothersの米国特許第
５，２３６，８０８号；およびSmothersの米国特許第
５，２５６，５２０号。

【００５０】寸法安定な基板１４６は、もし照射がその
基板を通して行われるならば、透明であることが必要で
ある。基板１４６に好ましい材料は、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、セルロース、およびポリエチレンテレフ
タレートのようなポリマーフィルムである。

【００５１】反射防止板１４８は画像形成する光の後方
反射を防止するように機能し、および反射器１５６は入
射光を全反射するように機能し、それらはAlbuquerque
(NewMexico)にオフィスを有するCVI Laser Corporation
から商業的に入手可能である。

【００５２】フォトマスク層１５０はその層を通過する
全ての光を遮断するように機能し、およびガラス上のパ
ターン形成されたクロムまたはハロゲン化銀で作成する
ことができる。あるいはまた、中間調または連続階調の
透明性を通して、画像様放射を行うことができる。画像
様照射の別の手段は、吸収フィルターのような透過装置
を通した露光、および走査するレーザー、電子ビームな
どを用いる露光を含む。

【００５３】屈折率整合流体層１５２および１５４など
は、好ましくは炭化水素類であり、および最も好ましく
は、Southwestern Pennsylvania 19399にオフィスを有
するChemcentral Corporationから入手可能なIsopar
（登録商標）L、およびCedar Grove, New Jersey 07009
のR. P. Cargille Laboratories, Inc.から入手可能なC
argille A1.59である。

【００５４】

【実施例】以下の実施例を参照することにより、本発明
の有利な特性を認めることができる。それらの実施例は
本発明を例示するが、本発明を制限するものではない。
これらの実施例において、特に示さないかぎり、部およ
びパーセントは重量による。本実施例全体において用い
られる術語すなわち略語を、以下の用語集で定義する。

【００５５】［用語集］ＤＥ（％）：パーセントで示さ
れる回折の効率：ＤＥ（％）＝Ｉ_dif／Ｉ₀×１００、こ
こで、Ｉ_difは化学線の回折されたビームの強度であ
り、およびＩ₀はフィルムサンプルにおける吸収および
フィルムサンプルが発するスプリアス反射(spurious re
flection)を補正した入射ビームの強度である。

【００５６】FC-430：Fluorad（登録商標）FC-430；フ
ルオロ脂肪族ポリマーエステル；CAS11114-17-3 3M Com
pany(St. Paul, MN) Isoper（登録商標）Ｌ：脂肪族炭化水素製品；Exxon Co
mpany(Houston, TX) JAW：２，５−ビス［（２，３，６，７−テトラヒドロ
−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）
メチレン］−シクロペンタノン；CAS 125594-50-5 ＭＭＴ：４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール
−３−チオール；CAS24854-43-1 Myler（登録商標）フィルム：ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム；E. I. DuPont de Nemours and Company
(Wilmington, DE)の登録商標ＮＶＣ：Ｎ−ビニルカルバゾール；９−ビニルカルバゾ
ール；CAS 1484-13-5Photomer（登録商標）4039：フェ
ノールエトキシレートモノアクリレート；CAS 56641-05
-5；Henkel Process Chemical Company (Ambler, PA) PI-B：４，５−ジフェニル−１−［４，５−ジフェニル
−２−（２，３，５−トリクロロフェニル）−２Ｈ−イ
ミダゾール−２−イル］−２−（２，３，５−トリクロ
ロフェニル）−１Ｈ−イミダゾールＰＶＡ：ポリビニルアルコール Sartomer 349：エトキシル化されたビスフェノールＡの
ジアクリレート；CAS24447-78-7；Sartomer Company(We
st Chester, PA) SD-A：３−［（１−エチル−１，２，３，４−テトラヒ
ドロ−６−キノリニル）メチレン］−２，３−ジヒドロ
−４Ｈ−１−ベンゾピラン−４−オン；CAS 75535-23-8 SD-B：２，４−ビス［（３−エチル−２（３Ｈ）−ベン
ゾチアゾリリデン）エチリデン］−８−メチル−８−ア
ザビシクロ［３．２．１］オクタン−３−オン；CAS 15
4482-35-6 SD-C：１−エチル−２−［［３−［（１−エチル−１，
３−ジヒドロ−５−メトキシ−３，３−ジメチル−２Ｈ
−インドール−２−イリデン）メチル］−４−オキソ−
２−シクロブテン−１−１イリデン］メチル］−５−メ
トキシ−３，３−ジメチル−３Ｈ−インドリニウムヒ
ドロキシド内部塩；コンピュータファイル(STN Interna
tional)上にCAS番号なし Spot#：本明細書の実施例中で画像形成されるホログラ
フィック記録フィルム（ＨＲＦ）の区域／ピクセル／領
域（数字で識別される）ＴＦＥ：テトラフルオロエチレンＴＭＰＴＭＡ：トリメチロールプロパントリアクリレー
トＶＡｃ：酢酸ビニルＶＯＨ：ビニルアルコール（λ）ｍａｘ(nm)：ホログラ
フィックミラーの伝搬スペクトルにおいて最大の回折効
率（ＤＥ（％））を示す化学線の波長

【００５７】［実施例１］この実施例は、本発明の高効
率体積ホログラフィック反射器を提供するために、単一
のホログラフィックフォトポリマー層の別個の位置に、
２０マイクロメートルの直径を有する赤色、緑色、およ
び青色の円形の鏡の高効率の配列を記録する能力を例示
する。

【００５８】本実施例で用いられるホログラフィック
（フォトポリマー）記録フィルムを準備するために、１
９：１のジクロロメタン／メタノール中に、６６．０重
量％のテトラフルオロエチレン／酢酸ビニル（ＴＦＥ／
ＶＡｃ）結合剤共重合体（１９．４モル％のＴＦＥおよ
び８０．６モル％の酢酸ビニルを含有し、および３０℃
において測定した１．４８デシリットル／グラムの内部
粘度を有する）と、２１．０重量％のPhotomer（登録商
標）4039と、６．０重量％のＮＶＣと、３．０重量％の
Sartomer 349と、３．０重量％のPI-Bと、１．０重量％
のＭＭＴと、０．２２重量％のFC-430と、０．０７５重
量％のJAWと、０．０３４重量％のSD-Cとを含有して、
被覆剤溶液を調製した。

【００５９】ウェブコーターを用い、約３１ft/min（１
５cm/sec）の速度において、５０μmのMyler（登録商
標）ベースシート上に、その溶液を押出ダイ塗布する。
その被覆されたフィルムを３区画乾燥器を通過させるこ
とにより、溶媒を蒸発させる。第１の区画は、華氏１２
０度（４９℃）に設定され、第２の区画は華氏１４０度
（６０℃）に設定され、および第３の区画は華氏１６０
度（７１℃）に設定される。それが乾燥器から出たとき
に、その被膜に対して、２３マイクロメートルのMylar
（登録商標）（ポリエチレンテレフタレートフィルム）
のカバーシートを積層する。２３μmMylar（登録商標）
カバーシートと５０μmのMyler（登録商標）ベースシー
トの間の、ホログラフィックフォトポリマーの乾燥被膜
の厚さは２０μmである。

【００６０】そのフォトポリマー（ホログラフィック記
録フィルム）から、カバーシートを除去し、およびフロ
ートガラスの１００mm×１２５ｍｍ×３．２ｍｍの部分
に対して、その粘着性フォトポリマーを積層する。過剰
のフィルムを取り除いて、その積層されたフィルムがそ
のガラス基板の境界内に合致するようにする。以下の加
工の間、ベースシートはその場所に残す。ベース／ホロ
グラフィックフォトポリマーおよびガラス板の構造物
を、イメージングプレートと呼ぶ。そのイメージングプ
レートのフィルム側を、Isopar（登録商標）Ｌ(Exxon)
を用いて、反射防止（ＡＲ）板に結合して、ＡＲ板に対
するフィルムの屈折率の良好な整合を提供する。イメー
ジングプレートの反対の面上に、同一の屈折率整合流体
を用いて、その表面に対して表面アルミニウム鏡を結合
する。プレートの堆積物に対して圧力を加えて、薄く
て、均一な屈折率整合流体層を提供する。次に、そのプ
レートの堆積物を、画像形成ステージに取付けられた慣
用のプレートホルダーに取付けて、および３０分を越え
る時間にわたって安定させる。

【００６１】４５８ｎｍにおける放射を有するアルゴン
イオンレーザーと、５３２ｎｍにおける放射を有する、
ダイオードポンプされ周波数を倍増されたＹＡＧレーザ
ーと、６４７ｎｍにおける放射を有するクリプトンイオ
ンレーザーとを、慣用の方法において、適切な二色性ミ
ラーにより合体させ、３色のレーザービームを形成す
る。この３色のビームを色収差の無い光学系を通過させ
て、拡大され、平行にされた３色のビームを形成した。
シャッターを取り付けて、（３色のビーム中の３つの利
用可能なものの１つの色波長を用いて、個々の領域（点
すなわちピクセル）を画像形成するために）それそれの
色を別個に導入できるようにする。イメージングプレー
トを、画像形成ステージ上で回転させて、３色のレーザ
ービームの方向が、画像形成する堆積物に対して垂直に
なるようにする。

【００６２】（ドット形状が四角形ではなく円形である
ことを除いて図４において示した種類の）フォトマスク
を通して、ホログラフィック記録フィルム層を露光す
る。ここで、そのマスク中の伝搬可能なドット（すなわ
ち、図４においてＰと分類した光を通過させるドット）
および伝搬不可能なドット（すなわち、図４においてＢ
と分類した光を通過させないドット）は、直径およそ２
０マイクロメートルであり、およびそのフォトマスクの
全面積の、それぞれ約１／３および２／３に相当する。

【００６３】そのフィルムの平面に対して垂直に配向さ
れる平行にされた単色のレーザービームにさらし、およ
び、反射防止板、Isopar（登録商標）Ｌ層、ベースシー
ト、ホログラフィックフォトポリマー（記録フィル
ム）、ガラス板、およびIsopar（登録商標）Ｌ層を通過
し、および鏡から次にそれ自身に向けて反射されること
により、上記のドットの寸法を有する３つの画像形成波
長のそれぞれにおけるホログラフィックミラーを、その
フォトマスクを用いて形成する。

【００６４】そのホログラフィック記録フィルムを、露
光波長１（赤色、波長＝６４７ｎｍ）により、１００ｍ
Ｊ／ｃｍ²の露光エネルギーにおいて、最初に露光す
る。そのホログラフィック記録フィルムを所定の場所に
固定した状態で、次にそのマスクを、ホログラフィック
記録フィルムに対して、図４に示すようにＸ方向に、ド
ット直径（約２０マイクロメートル）移動させる。次
に、ホログラフィック記録フィルムを、２回目に、露光
波長２（緑色、波長＝５３２ｎｍ）により、２０ｍＪ／
ｃｍ²の露光エネルギーにおいて、露光する。次に、そ
のマスクを、ホログラフィック記録フィルムに対して、
図４に示すようにＸ方向に、ドット直径（約２０マイク
ロメートル）移動させる。次に、ホログラフィック記録
フィルムを、３回目に、露光波長３（青色、波長＝４５
８ｎｍ）により、１０ｍＪ／ｃｍ²の露光エネルギーに
おいて、露光する。

【００６５】３回の赤色、緑色、および青色のレーザー
光による露光の上記の組を完了した後に、フォトマス
ク、ＡＲ板、表面反射鏡、およびIsopar（登録商標）Ｌ
の層を除去する。

【００６６】イメージングプレートを、Douthitt DCOP-
X露光装置(Douthitt Corp., Detroit, Michigan)に取り
つけられたTheimer-Stahler #5027水銀アーク灯(Exposu
re Systems Corp., Bridgeport, Conn.)からの紫外およ
び可視光に対して、１２０秒間にわたり（約１５０ｍＪ
／ｃｍ²）全体的に露光させる。イメージングプレート
を、強制通風炉内で２時間にわたって１２０℃に加熱す
ることによって処理し、ホログラム全体内に含有される
ミラー（格子）のホログラフィック性能を向上させる。

【００６７】得られるホログラムは、日光または通常の
室内灯の反射においてそれを見るときに白色に見え、そ
のホログラムは、赤色光、緑色光、および青色光をそれ
ぞれ別個に反射し、および約２０マイクロメートルの円
形のドットであるホログラフィックミラーの配列で構成
される。さらに、得られるホログラム内のランダムに選
択した第１のホログラフィックミラーの回折効率を、赤
色光を用いて測定するときに、その回折効率は９０％よ
り大きいことが見いだされる。同様に、得られるホログ
ラム内のランダムに選択した第２のホログラフィックミ
ラーの回折効率を、緑色光を用いて測定するときに、そ
の回折効率は９０％より大きいことが見いだされる。さ
らに、得られるホログラム内のランダムに選択した第３
のホログラフィックミラーの回折効率を、青色光を用い
て測定するときに、その回折効率は９０％より大きいこ
とが見いだされる。このホログラムを、白色ホログラフ
ィック反射器と称する。

【００６８】

【発明の効果】本発明のホログラフィック反射器は、周
囲光を用いた場合に白色または無彩色の光のいずれかを
背景色として反射する反射ＬＣＤアセンブリを作成する
ことができる。そのホログラフィック反射器は、効率の
高い体積ホログラフィックミラーを含むので、より明る
い背景を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】体積ホログラフィック光学要素および液晶表示
装置を含む反射液晶表示装置を示す図である。

【図２】典型的液晶表示装置の光源の、波長に対する相
対的分光強度のグラフである。

【図３】光硬化可能な体積ホログラフィック記録フィル
ム要素を示す図である。

【図４】体積ホログラフィック光学要素を作成するのに
用いられるフォトマスクを示す図である。

【図５】体積ホログラフィック記録フィルム要素にホロ
グラフィーの画像を形成して、その体積ホログラフィッ
ク記録フィルム要素内に複数の第１の体積ホログラフィ
ックミラーを記録する工程を示す図である。

【図６】体積ホログラフィック記録フィルム要素にホロ
グラフィーの画像を形成して、その体積ホログラフィッ
ク記録フィルム要素内に複数の第２の体積ホログラフィ
ックミラーを記録する工程を示す図である。

【図７】体積ホログラフィック記録フィルム要素にホロ
グラフィーの画像を形成して、その体積ホログラフィッ
ク記録フィルム要素内に複数の第３の体積ホログラフィ
ックミラーを記録する工程を示す図である。

【図８】体積ホログラフィック光学要素を硬化する工程
を示す図である。

【図９】体積ホログラフィック光学要素を加熱する工程
を示す図である。

【図１０】本発明にしたがって、光源からの光を反射す
る体積ホログラフィック光学要素を示す図である。

【符号の説明】

２光源４周囲光６第１の色の光源８第２の色の光源１０第３の色の光源１２広帯域紫外光源１００体積ホログラフィック光学要素１０２光硬化された体積ホログラフィック記録フィ
ルム要素１０４体積ホログラフィック記録フィルム層１０４’ 未露光の体積ホログラフィック記録フィルム
層１０６第１の表面１０８第２の表面１１０第１のピクセル体積１１２第２のピクセル体積１１４第３のピクセル体積１１６寸法安定な基板１１８バリア層１２０液晶表示装置１２２第１偏光子１２４頂部基板１２６液晶表示要素１２８第２偏光子１３０第１回路層１３２第１配向層１３４液晶層１３６第２配向層１３８第２回路層１４０レベリング層１４２体積ホログラフィック記録フィルム要素１４４カバーシート１４６寸法安定な基板１４８反射防止板１５０フォトマスク層１５２第１の屈折率整合流体層１５４第２の屈折率整合流体層１５６反射器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者トレンスジョントラウトアメリカ合衆国 19736 デラウェア州ヨークリンアッパースナフミルロード 439

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶に対して特定の配向を提供すること
ができる複数のセル中に保有される液晶層を有する液晶
表示要素を含み、および前記液晶表示要素に隣接するホ
ログラフィック反射器を含む反射型液晶表示装置におい
て、前記ホログラフィック反射器が、複数の第１のピク
セル体積および複数の第２のピクセル体積を含有する体
積ホログラフィック記録フィルム層であり、前記第１の
ピクセル体積のそれぞれは第１の色波長域の光のみを反
射する第１の体積ホログラフィックミラーを含み、前記
第２のピクセル体積のそれぞれは第２色波長域の光のみ
を反射する第２の体積ホログラフィックミラーを含み、
それぞれの液晶セルを通過する光が、第１のピクセル体
積および第２のピクセル体積の双方で反射されるよう
に、前記第１および第２のピクセル体積が配置されるこ
とを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】前記体積ホログラフィック記録フィルム
層は、第３のピクセル体積をさらに有し、前記第３のピ
クセル体積のそれぞれは第３の色波長域の光のみを反射
する第３の体積ホログラフィックミラーを含み、およ
び、それぞれの液晶セルを通過する光が、第３のピクセ
ル体積からも同様に反射されるように、前記第３のピク
セル体積が配置されることを特徴とする請求項１に記載
の装置。
【請求項３】前記第１の色波長域は、少なくとも５ナ
ノメートルの幅を有し、および６１２ナノメートルの波
長を含み、前記第２の色波長域は、少なくとも５ナノメ
ートルの幅を有し、および５４５ナノメートルの波長を
含み、および前記第３の色波長域は、少なくとも５ナノ
メートルの幅を有し、および４３６ナノメートルの波長
を含み、それによって前記反射器が適合されて、白色ホ
ログラフィック反射器として動作することを特徴とする
請求項２に記載の装置。