(57)【要約】      （修正有）【課題】有利な光学特性を有するホログラムを表示する、積層ホログラフィックディスプレイを提供する。【解決手段】第１のガラス層１１３と、第２のガラス層１１５と、上記第１のガラス層１１３と第２のガラス層１１５の間に配置された未記録のフォトポリマーフィルム層１１７と、未記録のフォトポリマーフィルム層１１７と第２のガラス層１１５の間に配置されたポリマーフィルム層１１９とを備えるディスプレイ予備体１００を提供するステップ、ディスプレイ積層体を得るために、ディスプレイ予備体１００を環境光の不在下で行われるラミネートステップと、ホログラムを含んだ記録済みのフォトポリマーフィルム層１１７を得るために、未記録のフォトポリマーフィルム層１１７に光ビームを照射することによって、ディスプレイ積層体１００にホログラムを記録するステップを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層ホログラフィックディスプレイ（１００）の製造方法（２００）であって、
第１のガラス層（１１３）と、第２のガラス層（１１５）と、前記第１のガラス層（１１３）と前記第２のガラス層（１１５）の間に配置された未記録のフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１）と、前記未記録のフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１）と前記第２のガラス層（１１５）の間に配置されたポリマーフィルム層（１１９）とを備えるディスプレイ予備体（１００−１）を提供するステップ（２０１）において、環境光の不在下で行われる提供ステップ（２０１）と、
ディスプレイ積層体（１００−２）を得るために、前記ディスプレイ予備体（１００−１）をラミネートするステップ（２０３）において、環境光の不在下で行われるラミネートステップ（２０３）と、
ホログラム（１１１）を含んだ記録済みのフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−２）を得るために、前記ディスプレイ積層体（１００−２）の前記未記録のフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１）に光ビームを照射することによって、前記ディスプレイ積層体（１００−２）に前記ホログラム（１１１）を記録するステップ（２０５）において、環境光の不在下で行われる記録ステップ（２０５）と、を含む方法（２００）。
【請求項２】
前記ラミネートステップ（２０３）が温度５０℃〜１３０℃および／または圧力１ｂａｒ〜１６ｂａｒで行われ、前記ラミネートステップ（２０３）が好ましくはオートクレーブ内で行われる、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
前記ディスプレイ予備体（１００−１）が、前記フォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１、１１７−２）と前記第１のガラス層（１１３）の間に配置された光透過性接着層（１２１）を備え、前記光透過性接着層（１２１）は好ましくはシリコーン系接着剤を含み、前記光透過性接着層（１２１）の厚さがより好ましくは２０μｍ〜５０μｍである、請求項１または２に記載の方法（２００）。
【請求項４】
前記ディスプレイ予備体（１００−１）が、前記フォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１、１１７−２）と前記第１のガラス層（１１３）の間に配置された追加のポリマーフィルム層（１２７）を備える、請求項１または２に記載の方法（２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのポリマーフィルム層（１１９、１２７）が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含み、前記少なくとも１つのポリマーフィルム層（１１９、１２７）の厚さが好ましくは３８０μｍ〜１５００μｍ、より好ましくは３８０μｍ〜７６０μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項６】
前記フォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１、１１７−２）が、フォトポリマーフィルム（１２３）と基材層（１２５）を備え、前記基材層（１２５）が、前記ポリマーフィルム層（１１９）と前記フォトポリマーフィルム（１２３）の間に配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項７】
前記フォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−１、１１７−２）が追加の基材層（１２９）を備え、前記追加の基材層（１２９）が前記フォトポリマーフィルム（１２３）と前記追加のポリマーフィルム層（１２７）の間に配置される、請求項６に記載の方法（２００）。
【請求項８】
前記基材層（１２５）および／または追加の基材層（１２９）が、ポリアミド（ＰＡ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）および／またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含み、好ましくはポリアミド（ＰＡ）を含み、前記フォトポリマーフィルム（１２３）が好ましくは架橋ポリウレタン（ＰＵ）を含む、請求項６または７に記載の方法（２００）。
【請求項９】
前記基材層（１２５）および／または前記追加の基材層（１２９）の厚さが３５μｍ〜６０μｍ、好ましくは６０μｍであり、ならびに／あるいは前記フォトポリマーフィルム（１２３）の厚さが８μｍ〜１８μｍ、好ましくは１５μｍである、請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項１０】
前記ラミネートステップ（２０３）がオートクレーブ内で行われ、前記ラミネートステップ（２０３）を環境光の不在下で行うために、前記ラミネートステップ（２０３）の前に前記オートクレーブの内部を暗くする追加の方法ステップを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項１１】
前記ラミネートステップ（２０３）時の前記ディスプレイ予備体（１００−１）における環境光の照度が０．５ｌｕｘ未満、好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．００５ｌｕｘ未満であり、ならびに／あるいは前記記録ステップ（２０５）時の前記ディスプレイ積層体（１００−２）における環境光の照度が０．５ｌｕｘ未満、好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．００５ｌｕｘ未満である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法（２００）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法（２００）であって、方法（２００）が、第１の被膜を前記第１のガラス層（１１３）の外部表面に施す、ならびに／あるいは第２の被膜を前記第２のガラス層（１１５）の外部表面に施す、追加の方法ステップを含み、前記追加の方法ステップが前記記録ステップ（２０５）の後に行われ、前記第１の被膜および／または第２の被膜が、好ましくはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および／またはポリカーボネート（ＰＣ）を含み、前記第１の被膜および／または第２の被膜が、より好ましくはラミネート過程でオートクレーブ内において温度１０℃〜１３０℃で施され、あるいは前記第１の被膜および／または第２の被膜がより好ましくはラミネート過程でオートクレーブを用いずに温度１０℃〜５０℃で施される、方法（２００）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法（２００）によって得られる、積層ホログラフィックディスプレイ（１００）。
【請求項１４】
第１のガラス層（１１３）と、
第２のガラス層（１１５）と、
ホログラム（１１１）を含んだ記録済みのフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−２）において、前記第１のガラス層（１１３）と前記第２のガラス層（１１５）の間に配置された、記録済みのフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−２）と、
前記記録済みのフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−２）と前記第２のガラス層（１１５）の間に配置された、ポリマーフィルム層（１１９）と、
前記記録済みのフォトポリマーフィルム層（１１７、１１７−２）と前記第１のガラス層（１１３）の間に配置された、追加のフィルム層（１２１、１２７）と、を備える、積層ホログラフィックディスプレイ（１００）。
【請求項１５】
前記追加のフィルム層（１２１、１２７）が光透過性接着層（１２１）、好ましくはシリコーン系光透過性接着層（１２１）または追加のポリマーフィルム層（１２７）であり、前記追加のポリマーフィルム層（１２７）が、好ましくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含む、請求項１４に記載の積層ホログラフィックディスプレイ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の開示は、積層ホログラフィックディスプレイおよびその製造方法に関し、上記積層ホログラフィックディスプレイは特に、フロントガラス、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、スマートグラス（ＳＧ）または拡張現実（ＡＲ）システムに組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィックディスプレイは、様々な用途で一般に使用されており、フロントガラス、特に車両、飛行機または船のフロントガラス、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、スマートグラス（ＳＧ）、または拡張現実（ＡＲ）システムに組み込まれうる。ホログラフィックディスプレイはホログラムを表示するように設計され、ホログラフィックディスプレイの操作者はこのホログラムを３次元形状で見ることができる。ホログラフィックディスプレイによって表示されるホログラムは複数の情報を提供し、この情報を操作者はその視野の中で効果的に認識することができる。したがって操作者は、車両、飛行機または船の運転中に様々な制御要素を監視するために頭の向きを変える必要がない。
【０００３】
特許文献１に、ゼロ度鏡面反射ホログラムを有する車両フロントガラスが開示されている。このフロントガラスは、内側ガラス層と、その内側ガラス層に直に取り付けられたゼロ度鏡ホログラム層と、光学接着剤層と、ＰＶＢ層と、外側ガラス層を含む。
【０００４】
特許文献２に、車両内で操作者に運転情報を表示するためのヘッドアップディスプレイと、これに使用されるコンバイナと、上記ヘッドアップディスプレイの設計方法が開示されている。フロントガラスが、キャビン側のガラスに直に取り付けられた反射型ホログラムを備え、さらに、安全合わせガラスを形成するために、ＰＶＢからなる内部層と組み合わせて、外側のガラスを備える。
【０００５】
特許文献３に、投影法または逆投影法が開示されている。この方法によれば、拡散反射特性を有する透過性の積層要素を含んだ板ガラスが、投影または逆投影のスクリーンとして使用される。この板ガラスは、以下の層の積層体を含む。つまり、下部粗面ガラス層、中心鋼鉄層、上部ゾルゲル層、熱成形可能なプラスチック層、機能性フィルムを含んだ光散乱システム、上部追加層、さらにトップガラス層である。
【０００６】
特許文献４に、体積位相ホログラムの波長応答を変更する方法が開示されている。光重合可能な層がガラス板に取り付けられ、ポリエチレンテレフタラートフィルムの支持体によって保護される。このフィルム要素は、ＰＶＢから選択されたポリマーバインダを含みうる。
【０００７】
特許文献５に、自動車のフロントガラスに使用される合わせガラスが開示されている。この合わせガラスは、間に配設された中間層と共にラミネートされた少なくとも２枚のガラス板を含む。この中間層は、透過フィルム上に赤外線反射層を含んだ光学フィルムを、熱可塑性樹脂を含んだ２枚の中間フィルムの間に挟み込むことによって形成される。
【０００８】
しかしながら、これらのようなホログラフィックディスプレイを操作者が利用できるようにするには、ガラス構造体に組み込む必要があり、したがって積層ホログラフィックディスプレイを製造する必要がある。しかし、積層ホログラフィックディスプレイを製造する場合、ホログラムの解像度や回折効率、色などの光学特性が、ラミネート過程で悪影響を受ける可能性がある（例えば非特許文献１や特許文献６を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，３３５，０９９号
【特許文献２】米国特許第５，８５９，７１４号
【特許文献３】米国特許第２０１５／０１３８６２７号
【特許文献４】欧州特許第０４０７７７２号
【特許文献５】欧州特許第２８４８５９５号
【特許文献６】米国特許第９，２６１，７７８号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ジャーナル  オブ  オプティクス（Journal of Optics）、１９９８年、第２９巻、ｐ．９５−１０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本明細書の開示の目的は、有利な光学特性を有するホログラムを表示するように構成された、積層ホログラフィックディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、特許請求の範囲の独立請求項の特徴によって達成される。有利な発展形態は従属請求項の対象であり、以下の説明および添付の図の主題となっている。
【００１３】
本明細書の開示は、積層ホログラフィックディスプレイ製造時の提供ステップとラミネートステップを環境光の不在下で実行することによって、上記の目的を達成できるという知見に基づく。積層ホログラフィックディスプレイの製造時、ホログラムの記録前に行われる提供ステップおよびラミネートステップが、環境光の不在下で行われると、上記ディスプレイによって表示されるホログラムの光学特性は著しく改善されうる。
【００１４】
第１の態様によると、本明細書の開示は、積層ホログラフィックディスプレイの製造方法であって、第１のガラス層と、第２のガラス層と、上記第１のガラス層と上記第２のガラス層の間に配置された未記録のフォトポリマーフィルム層と、上記未記録のフォトポリマーフィルム層と上記第２のガラス層の間に配置されたポリマーフィルム層とを備えるディスプレイ予備体を提供するステップにおいて、環境光の不在下で行われる提供ステップと、ディスプレイ積層体を得るために、上記ディスプレイ予備体をラミネートするステップにおいて、環境光の不在下で行われるラミネートステップと、ホログラムを含んだ記録済みのフォトポリマーフィルム層を得るために、上記ディスプレイ積層体の上記未記録のフォトポリマーフィルム層に光ビームを照射することによって、上記ディスプレイ積層体に上記ホログラムを記録するステップにおいて、環境光の不在下で行われる記録ステップと、を含む方法に関する。
【００１５】
本明細書の開示による方法の結果として、記録済みのフォトポリマーフィルム層によって表示されるホログラムが例えば高い光学解像度や高度な光学回折特性、限定された波長、忠実な色特性、「オレンジピール」効果が生じないなど、優れた光学特性を示す、積層ホログラフィックディスプレイが製造されうる。
【００１６】
従来の積層ホログラフィックディスプレイの製造時に行われる従来のラミネート過程では、ラミネートは典型的にはホログラムの記録後に行われる。したがって、ラミネート過程および拡散過程で生じる高温高圧のため、記録されたホログラムの光学特性が、悪影響を受ける可能性がある。
【００１７】
したがって、本明細書の開示による方法では、ラミネートステップ中の状態がホログラム自体に影響を与えないように、ラミネートステップは、フォトポリマーフィルム層にホログラムを記録する前に行われる。ただし、未記録のフォトポリマーフィルム層をラミネート過程の間保護するために、提供ステップとラミネートステップは環境光の不在下で行われる。それによって確実に、ラミネートステップ後に行われる記録ステップで、未記録のフォトポリマーフィルム層に優れたホログラムが記録されうる。
【００１８】
ホログラムの記録もやはり環境光の不在下で、ラミネートステップ後に、ディスプレイ積層体の未記録のフォトポリマーフィルム層に光ビームを照射することによって行われ、その結果、記録済みのフォトポリマーフィルム層の内部にホログラムが形成される。
【００１９】
上記光ビームはレーザ光ビームにしうる。このレーザ光ビームは、ホログラムの記録時にコヒーレントな単色レーザ光を放射する。このホログラムの記録時に、フォトポリマーフィルム層に記録される干渉縞が、ホログラムの基になる物体由来の波情報のみを含むようにし、無関係な波情報が干渉縞に統合されないようにして、ホログラムの光学的品質を確保するには、環境光が不在であることが重要である。
【００２０】
特にホログラムの記録ステップ時には、コヒーレントな単色レーザビームが、ビームスプリッタによって照明光と参照光に分割される。参照光は、未記録のフォトポリマーフィルム層に直接照射される。照明光は、ホログラムの基になる物体に照射される。照明光は物体と相互作用し、それによって物体光が生成され、その物体光もまた、未記録のフォトポリマーフィルム層に照射される。未記録のフォトポリマーフィルム層に２つの光ビーム、すなわち参照光と物体光を照射することによって、ホログラフィックディスプレイによって表示されるはずのホログラムに対応した干渉縞を記録することができる。
【００２１】
一実施形態によると、上記ラミネートステップが温度５０℃〜１３０℃および／または圧力１ｂａｒ〜１６ｂａｒで行われ、上記ラミネートステップが好ましくはオートクレーブ内で行われる。
【００２２】
この結果、オートクレーブ内で効果的に提供されうる温度および圧力の範囲によって、ラミネート過程において確実に、ディスプレイ予備体の様々な層が適切にラミネートされる。
【００２３】
一実施形態によると、上記ディスプレイ予備体が、上記フォトポリマーフィルム層と上記第１のガラス層の間に配置された光透過性接着層を備え、上記光透過性接着層は好ましくはシリコーン系接着剤を含み、上記光透過性接着層の厚さがより好ましくは２０μｍ〜５０μｍである。
【００２４】
この結果、上記光透過性接着層によって確実に、フォトポリマーフィルム層と第１のガラス層の間が安定的に結合される。光透過性接着層の光透過特性により、この接着層を光が通過でき、それによってホログラムの適切な記録または表示が可能になる。
【００２５】
一実施形態によると、上記ディスプレイ予備体が、上記フォトポリマーフィルム層と上記第１のガラス層の間に配置された追加のポリマーフィルム層を備える。上記追加のポリマーフィルム層は接着層にしうる。
【００２６】
この結果、フォトポリマーフィルム層と第２のガラス層の間に配置されたポリマーフィルム層に加えて、フォトポリマーフィルム層と第１のガラス層の間に配置された追加のポリマーフィルム層が、フォトポリマーフィルム層を効果的に取り囲み、それによってフォトポリマーフィルム層が化学的かつ機械的損傷から保護される。
【００２７】
一実施形態によると、上記少なくとも１つのポリマーフィルム層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含み、上記少なくとも１つのポリマーフィルム層の厚さが好ましくは３８０μｍ〜１５００μｍ、より好ましくは３８０μｍ〜７６０μｍである。
【００２８】
この結果、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテートおよび／またはポリウレタンを用いることにより、ポリマーフィルム層および／または追加のポリマーフィルム層の効率的な機械的かつ化学的特性が確保される。特に、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテートおよび／またはポリウレタンは光透過特性を示しうるため、光がそのポリマーフィルム層を通過でき、それによってホログラムの適切な記録または表示が可能になる。
【００２９】
一実施形態によると、上記フォトポリマーフィルム層が、フォトポリマーフィルムと基材層を備え、上記基材層が、上記ポリマーフィルム層と上記フォトポリマーフィルムの間に配置される。
【００３０】
この結果、上記フォトポリマーフィルム層の基材層によって確実に、フォトポリマーフィルムがフォトポリマーフィルム層の内部に効果的に埋め込まれる。
【００３１】
一実施形態によると、上記フォトポリマーフィルム層が追加の基材層を備え、上記追加の基材層が上記フォトポリマーフィルムと上記追加のポリマー層の間に配置される。
【００３２】
この結果、上記フォトポリマーフィルムは、上記フォトポリマーフィルム層によって効果的に取り囲まれる。上記基材層は上記フォトポリマーフィルムと上記ポリマー層の間に配置され、上記追加の基材層は上記フォトポリマーフィルムと上記追加のポリマー層の間に配置される。
【００３３】
一実施形態によると、上記基材層および／または追加の基材層が、ポリアミド（ＰＡ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）および／またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含み、好ましくはポリアミド（ＰＡ）を含み、上記フォトポリマーフィルムが好ましくは架橋ポリウレタン（ＰＵ）を含む。
【００３４】
この結果、ポリアミド、セルローストリアセテートおよび／またはポリエチレンテレフタラートの層によって、フォトポリマーフィルムの効率的な安定化が可能になる。フォトポリマーフィルムが架橋ポリウレタンを含む場合、フォトポリマーフィルムにおける干渉縞の効率的な記録が確保されうる。好ましくは、フォトポリマーフィルムはバイフォール（登録商標）ＨＸ（Ｂａｙｆｏｌ  ＨＸ）フォトポリマーフィルムである。
【００３５】
一実施形態によると、上記基材層および／または上記追加の基材層の厚さが３５μｍ〜６０μｍ、好ましくは６０μｍであり、ならびに／あるいは上記フォトポリマーフィルムの厚さが８μｍ〜１８μｍ、好ましくは１５μｍである。
【００３６】
この結果、特許請求の範囲に記載した基材の厚さと、特許請求の範囲に記載したフォトポリマーフィルム厚さとによって、フォトポリマーフィルムにおけるホログラムの効率的な記録が可能になり、フォトポリマーフィルム層の機械的安定性も確保される。
【００３７】
一実施形態によると、積層ホログラフィックディスプレイは、フロントガラス、好ましくは車両、航空機もしくは船のフロントガラス、またはヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、好ましくは車両、航空機もしくは船のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、またはスマートグラス（ＳＧ）、または拡張現実（ＡＲ）システムに組み込まれる。
【００３８】
この結果、積層ホログラフィックディスプレイは、その操作者に情報を瞬時にかつ簡単に提供するために、様々な用途で効果的に使用されうる。
【００３９】
一実施形態によると、上記ラミネートステップがオートクレーブ内で行われ、上記ラミネートステップを環境光の不在下で行うために、上記ラミネートステップの前に上記オートクレーブの内部を暗くする追加の方法ステップを含む。
【００４０】
この結果、ラミネートステップの前にオートクレーブの内部を効果的に暗くすることによって、ラミネートステップ中に、オートクレーブの外部から生じる環境光がオートクレーブの内部に入ることが防止されうる。具体的には、オートクレーブの内部を暗くすることは、オートクレーブの内部に環境光が入りうる、オートクレーブ本体の開口をいずれも封止することを含みうる。その代わりに、またはそれに加えて、オートクレーブの内部を暗くすることは、例えばオートクレーブが存在する室内における全ての外部光のスイッチをオフするなどの目的で、オートクレーブ近傍の環境光源のスイッチをいずれもオフすることを含みうる。
【００４１】
一実施形態によると、上記ラミネートステップ時の上記ディスプレイ予備体における環境光の照度が０．５ｌｕｘ未満、好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．００５ｌｕｘ未満であり、ならびに／あるいは上記記録ステップ時の上記ディスプレイ積層体における環境光の照度が０．５ｌｕｘ未満、好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．００５ｌｕｘ未満である。
【００４２】
この結果、ラミネートステップ中のディスプレイ予備体における環境光の照度の低減、かつ／または記録ステップ中のディスプレイ積層体における環境光の照度の低減によって、フォトポリマーフィルムは変質しないように保護される。これにより、記録ステップのフォトポリマーフィルムにおけるホログラムの効率的な記録が可能になる。というのは、ディスプレイ積層体で測った環境光の照度が十分に低く、記録すべきホログラムの光学特性の変質を防止できるからである。
【００４３】
一実施形態によると、上記方法が、第１の被膜を上記第１のガラス層の外部表面に施す、ならびに／あるいは第２の被膜を上記第２のガラス層の外部表面に施す、追加の方法ステップを含み、上記追加の方法ステップが上記記録ステップの後に行われ、上記第１の被膜および／または第２の被膜が、好ましくはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および／またはポリカーボネート（ＰＣ）を含み、上記第１の被膜および／または第２の被膜が、より好ましくはラミネート過程でオートクレーブ内において温度１０℃〜１３０℃で施され、あるいは上記第１の被膜および／または第２の被膜がより好ましくはラミネート過程でオートクレーブを用いずに温度１０℃〜５０℃で施される。
【００４４】
この結果、上記第１および／または第２のガラス層の外部表面に施された第１および／または第２の被膜によって、上記ガラス層は機械的かつ化学的な損傷から保護される。フォトポリマーフィルム層に記録されたホログラムを含んだ積層ホログラフィックディスプレイは、ラミネート過程で被膜材料に応じて、再びオートクレーブ内において温度１０℃〜１３０℃でラミネートされるか、あるいはオートクレーブを用いずに温度１０℃〜５０℃でラミネートされる。この記録後のラミネート過程では、記録されたホログラムは損なわれない。
【００４５】
第２の態様によると、本明細書の開示は、上記第１の態様による方法によって得られる積層ホログラフィックディスプレイに関する。
【００４６】
この結果、ホログラムを表示する積層ホログラフィックディスプレイは、操作者がホログラムを認識するのに効率的な光学特性を有する。
【００４７】
本明細書の開示の第１の態様による積層ホログラフィックディスプレイの製造方法に関する実施形態の対象は、上記第２の態様による方法によって得られる積層ホログラフィックディスプレイに関する実施形態としても本明細書に含まれるべきである。
【００４８】
第３の態様によると、本明細書の開示は、第１のガラス層と、第２のガラス層と、ホログラムを含んだ記録済みのフォトポリマーフィルム層において、上記第１のガラス層と上記第２のガラス層の間に配置された、記録済みのフォトポリマーフィルム層と、上記記録済みのフォトポリマーフィルム層と上記第２のガラス層の間に配置された、ポリマーフィルム層と、上記記録済みのフォトポリマーフィルム層と上記第１のガラス層の間に配置された、追加のフィルム層と、を備える、積層ホログラフィックディスプレイに関する。
【００４９】
この結果、ホログラムを表示する積層ホログラフィックディスプレイは、操作者がホログラムを認識するのに効率的な光学特性を有する。
【００５０】
本明細書の開示の第１の態様による積層ホログラフィックディスプレイの製造方法に関する実施形態の対象は、上記第３の態様による積層ホログラフィックディスプレイに関する実施形態としても本明細書に含まれるべきである。
【００５１】
一実施形態によると、上記追加のフィルム層が光透過性接着層、好ましくはシリコーン系光透過性接着層または追加のポリマーフィルム層であり、上記追加のポリマーフィルム層が、好ましくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含む。
【００５２】
この結果、光透過性接着層または追加のポリマーフィルム層のいずれかである追加のフィルム層によって、積層ホログラフィックディスプレイの効率的な製造が可能になる。
【００５３】
本明細書の開示の原理および技術の他の実施形態については、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】車両フロントガラスにおける積層ホログラフィックディスプレイの概略図である。
【図２】第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの概略図である。
【図３】第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの概略図である。
【図４】第１または第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの製造方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１に、車両フロントガラスにおける積層ホログラフィックディスプレイの概略図が示されている。
【００５６】
ホログラムをガラスおよび／またはフロントガラスに組み込むことによって、スマートグラス（ＳＧ）、拡張現実（ＡＲ）システムおよび車両、飛行機または船のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）で使用するためのホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）の生成が可能になる。
【００５７】
積層ホログラフィックディスプレイ１００は、自動車などの車両１０３の車両フロントガラス１０１に組み込まれる。車両１０３は図１に略図で示されている。光素子１０５が光１０７−１を放射し、光１０７−１は積層ホログラフィックディスプレイ１００によって回折されて回折光１０７−２を発生させ、それによってホログラム１１１が生成され、そのホログラム１１１が車両１０３の操作者１０９によって認識される。
【００５８】
具体的には、光素子１０５は、その光素子１０５が放射する光１０７−１の光学特性を変更するために、コヒーレントな単色光１０７−１の放射光源、コリメータとして使用されるレンズ系および／または例えばＤＬＰやＬＣＤ、ＬＣｏＳなどのディスプレイ構成部品を備える。
【００５９】
光素子１０５は、コヒーレントな単色レーザ光１０７−１を放射するレーザ発生器を備えるように構成されても、あるいは、コヒーレントな単色光１０７−１を放射するための熱陰極線管を備えるように構成されてもよい。
【００６０】
積層ホログラフィックディスプレイ１００は、所望の波長で、例えば球面鏡のような光学素子として機能しており、特定の波長においてはホログラム１１１を表示するように構成される一方、放射された光１０７−１のうち可視スペクトルの残りの部分については透過させる。
【００６１】
図１に示されている実施形態によるホログラム１１１を再生する場合、重要なことは、光素子１０５が放射する光１０７−１の光学特性が、以前積層ホログラフィックディスプレイ１００に干渉縞を記録したときに使用した記録光の光学特性と同一になっているということである。この干渉縞は、積層ホログラフィックディスプレイ１００によって表示されるホログラム１１１に対応する。
【００６２】
したがって、上記の特定の光学特性を有するコヒーレントな単色光１０７−１が、積層ホログラフィックディスプレイ１００に向けられ、その積層ホログラフィックディスプレイ１００に記録されている干渉縞によって、車両１０３の操作者１０９の方に回折される。回折光１０７−２は、積層ホログラフィックディスプレイ１００に記録された物体の光学特性を含んでおり、それによってホログラム１１１が生成され、そのホログラム１１１が、フロントガラス１０１において操作者１０９によって認識される。
【００６３】
積層ホログラフィックディスプレイ１００に記録された干渉縞はまた、記録された物体の前後の空間に関する光学情報も含んでいるため、操作者１０９は、積層ホログラフィックディスプレイ１００によって表示されるホログラム１１１を、様々な角度から見ることができ、それによってホログラム１１１の立体感が生まれる。
【００６４】
積層ホログラフィックディスプレイ１００は、カラーホログラム１１１、特にトゥルーカラーホログラム１１１を表示するように構成される。具体的には、積層ホログラフィックディスプレイ１００は、複数のホログラム１１１を表示するように構成され、複数のホログラム１１１は様々な色を含みうる。図１によると、積層ホログラフィックディスプレイ１００によって表示されるホログラム１１１は透過ホログラム１１１であるが、本明細書の開示の範囲は反射ホログラム１１１も含む。
【００６５】
図２に、第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの概略図が示されている。積層ホログラフィックディスプレイ１００は、第１のガラス層１１３および第２のガラス層１１５を備え、これらのガラス層は、積層ホログラフィックディスプレイ１００をその外部から画定する。
【００６６】
第１のガラス層１１３と第２のガラス層１１５の間に、フォトポリマーフィルム層１１７が配置される。フォトポリマーフィルム層１１７は干渉縞を含んでおり、この干渉縞が積層ホログラフィックディスプレイ１００に記録された物体に対応し、それによってホログラム１１１が生成される。
【００６７】
フォトポリマーフィルム層１１７と第２のガラス層１１５の間に、ポリマーフィルム層１１９が配置される。ポリマーフィルム層１１９は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含む。ポリマーフィルム層１１９の厚さは、好ましくは３８０μｍ〜１５００μｍ、より好ましくは３８０μｍ〜７６０μｍである。
【００６８】
フォトポリマーフィルム層１１７と第１のガラス層１１３の間に、光透過性接着層１２１が配置される。光透過性接着層１２１は好ましくはシリコーン系接着剤を含む。光透過性接着層１２１の厚さはより好ましくは２０μｍ〜５０μｍである。
【００６９】
フォトポリマーフィルム層１１７は、ホログラム１１１を表示するフォトポリマーフィルム１２３と、基材層１２５を備え、基材層１２５は、ポリマーフィルム層１１９とフォトポリマーフィルム１２３の間に配置される。
【００７０】
特に、基材層１２５は、ポリアミド（ＰＡ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）および／またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含み、好ましくはポリアミド（ＰＡ）を含む。特に、基材層１２５の厚さは３５μｍ〜６０μｍ、好ましくは６０μｍである。
【００７１】
特に、フォトポリマーフィルム１２３は架橋ポリウレタン（ＰＵ）誘導体を含む。特に、フォトポリマーフィルム１２３の厚さは８μｍ〜１８μｍ、好ましくは１５μｍである。
【００７２】
要約すると、第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００の６層サンドイッチ構造体は、以下の連続するフィルム層の配列を含む。つまり、第１のガラス層１１３、光透過性接着層１２１、ホログラム１１１を表示するフォトポリマーフィルム１２３、基材層１２５、ポリマーフィルム層１１９および第２のガラス層１１５である。
【００７３】
図２には示されていなくとも、第１の被膜が第１のガラス層１１３の外部表面に施されうる、かつ／または第２の被膜が第２のガラス層１１５の外部表面に施されうる。第１の被膜および／または第２の被膜は好ましくは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および／またはポリカーボネート（ＰＣ）を含む。
【００７４】
図３に、第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの概略図が示されている。第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００と同様に、第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００は、第１のガラス層１１３および第２のガラス層１１５と、第１のガラス層１１３と第２のガラス層１１５の間に配置されたフォトポリマーフィルム層１１７を備える。フォトポリマーフィルム層１１７は干渉縞を含んでおり、この干渉縞が積層ホログラフィックディスプレイ１００に記録された物体に対応し、それによってホログラム１１１が生成される。
【００７５】
フォトポリマーフィルム層１１７と第２のガラス層１１５の間に、ポリマーフィルム層１１９が配置される。
【００７６】
第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００における光透過性接着層１２１の代わりに、図２に示されている第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００は、フォトポリマーフィルム層１１７と第１のガラス層１１３の間に配置された、追加のポリマーフィルム層１２７を備える。
【００７７】
追加のポリマーフィルム層１２７は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）を含む。追加のポリマーフィルム層１２７の厚さは好ましくは３８０μｍ〜１５００μｍ、より好ましくは３８０μｍ〜７６０μｍである。
【００７８】
フォトポリマーフィルム層１１７は、ホログラム１１１を表示するフォトポリマーフィルム１２３を備える。特に、フォトポリマーフィルム１２３は架橋ポリウレタン（ＰＵ）誘導体を含む。特に、フォトポリマーフィルム１２３の厚さは８μｍ〜１８μｍ、好ましくは１５μｍである。
【００７９】
第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００における基材層１２５に加えて、図３に示されている第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００は追加の基材層１２９を備え、追加の基材層１２９は、フォトポリマーフィルム１２３と追加のポリマーフィルム層１２７の間に配置される。
【００８０】
特に、基材層１２５および追加の基材層１２９は、ポリアミド（ＰＡ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）および／またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含み、好ましくはポリアミド（ＰＡ）を含む。特に、基材層１２５および追加の基材層１２９の厚さは３５μｍ〜６０μｍ、好ましくは６０μｍである。
【００８１】
要約すると、第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ１００の７層サンドイッチ構造体は、以下の連続するフィルム層の配列を含む。つまり、第１のガラス層１１３、追加のポリマーフィルム層１２７、追加の基材層１２９、ホログラム１１１を表示するフォトポリマーフィルム１２３、基材層１２５、ポリマーフィルム層１１９および第２のガラス層１１５である。
【００８２】
図３には示されていなくとも、第１の被膜が第１のガラス層１１３の外部表面に施されうる、かつ／または第２の被膜が第２のガラス層１１５の外部表面に施されうる。第１の被膜および／または第２の被膜は好ましくは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および／またはポリカーボネート（ＰＣ）を含む。
【００８３】
図４に、図２に示されている第１の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイ、または図３に示されている第２の実施形態による積層ホログラフィックディスプレイの製造方法の概略図が示されている。
【００８４】
一般に使用されている積層ホログラフィックディスプレイ１００の製造は、ホログラム１１１が組み込まれたフォトポリマーフィルムを追加のフィルム層と共に提供し、その後それらの層をラミネートすることによって行われる。
【００８５】
一般に行われるラミネート過程では、様々なポリマー材料が使用される。というのは、ホログラム１１１は、拡散過程と、高圧や高温などの過程パラメータの影響を非常に受けやすいためである。一般のラミネート過程では、ホログラム１１１の光学特性が低下しうる。その結果、解像度および回折効率が低下し、ホログラム１１１の波長が変化する可能性がある。
【００８６】
積層ホログラフィックディスプレイ１００に使用されるホログラム１１１の光学特性を改善するために、本明細書の開示による積層ホログラフィックディスプレイ１００の製造方法２００は、第１の方法ステップとして、ディスプレイ予備体１００−１を提供するステップ２０１を含み、提供ステップ２０１は環境光の不在下で行われる。ディスプレイ予備体１００−１は、図２に示されている第１の実施形態による６層構造体、または図３に示されている第２の実施形態による７層構造体について開示した種々のフィルム層を備える。
【００８７】
ここで強調すべき点は、ディスプレイ予備体１００−１では、フォトポリマーフィルム層１１７は未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１を含んでおり、この未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１には、ホログラム１１１は記録されていないということである。
【００８８】
本明細書の開示による積層ホログラフィックディスプレイ１００を製造する方法２００は、その後の第２の方法ステップとして、ディスプレイ積層体１００−２を得るために、ディスプレイ予備体１００−１の層をラミネートするステップ２０３を含み、このラミネートステップ２０３は環境光の不在下で行われる。
【００８９】
ラミネートステップ２０３の時と、さらには提供ステップ２０１の時にも環境光が不在のため、未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１の化学的特性が維持され、それによって、その後で未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１にホログラム１１１を記録することが可能になる。その後で記録されたホログラム１１１の光学特性は、従来の、環境光の存在下で行われる、記録されたホログラムのラミネート過程と比較して優れている。
【００９０】
上記ラミネートステップは、オートクレーブ内で、好ましくは温度５０℃〜１３０℃、好ましくは圧力１ｂａｒ〜１６ｂａｒで行われる。
【００９１】
ラミネートステップの間オートクレーブの内部に光が入るのを防止するために、方法２００は、ラミネートステップの前に、オートクレーブの内部を暗くする追加の方法ステップを含む。オートクレーブの内部を暗くすることによって、確実に、ラミネート過程を環境光の不在下で行うことが可能になる。オートクレーブの内部を暗くするのは、オートクレーブ本体にある開口をいずれも非光透過手段で封止することによって、またはオートクレーブ室の外部光源のスイッチをオフすることによって行われる。
【００９２】
特に、本明細書の開示に従ってラミネートステップを環境光の不在下で行うために、ラミネートステップ時のディスプレイ予備体１００−１における環境光の照度は、好ましくは０．５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、最も好ましくは０．００５ｌｕｘ未満である。
【００９３】
本明細書の開示による積層ホログラフィックディスプレイ１００を製造する方法２００は、その後の第３の方法ステップとして、ホログラム１１１を含んだ積層ホログラフィックディスプレイ１００を得るために、未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１に光ビームを照射することによって、ディスプレイ積層体１００−２の未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１にホログラム１１１を記録するステップ２０５を含む。
【００９４】
ホログラム１１１の優れた記録を可能にするために、記録ステップ２０５もまた、環境光の不在下で行われる。特に、記録ステップ２０５時のディスプレイ積層体１００−２における環境光の照度は、好ましくは０．５ｌｕｘ未満、より好ましくは０．０５ｌｕｘ未満、最も好ましくは０．００５ｌｕｘ未満である。
【００９５】
ラミネートステップ２０３と記録ステップ２０５との間で、未記録のフォトポリマーフィルム層１１７−１を環境光に曝すことを回避するために、オートクレーブから記録デバイスへのディスプレイ積層体１００−２の移送は、好ましくは暗闇で、好ましくは暗室内で行われる。
【００９６】
本明細書による積層ホログラフィックディスプレイ１００を製造する方法２００により、積層ホログラフィックディスプレイ１００のフォトポリマーフィルム層１１７におけるホログラム１１１の優れた記録が可能になる。
【００９７】
積層ホログラフィックディスプレイ１００におけるホログラム１１１の光学特性、特にホログラム１１１の解像度、回折効率および／または色は、一般に使用されている積層ホログラフィックディスプレイ１００の光学特性を上回りうる。特に、ホログラム１１１の光学特性は、一般に使用されている積層ホログラフィックディスプレイ１００の光学特性を上回りうる。特に、本明細書の開示による積層ホログラフィックディスプレイ１００では、オレンジピールは認められない。
【００９８】
任意選択で、上記方法２００は、第１の被膜を上記第１のガラス層１１３の外部表面に施す、ならびに／あるいは第２の被膜を上記第２のガラス層１１５の外部表面に施す、追加の方法ステップを含み、上記追加の方法ステップが上記記録ステップ２０５の後に行われ、上記第１の被膜および／または第２の被膜が、好ましくはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および／またはポリカーボネート（ＰＣ）を含む。より好ましくは、上記第１の被膜および／または第２の被膜がラミネート過程でオートクレーブ内において温度１０℃〜１３０℃で施され、あるいはオートクレーブを用いずに温度１０℃〜５０℃で施される。ここで強調すべき点は、上記最後のラミネート過程では、記録されたホログラム１１１は変質しないということである。
【００９９】
本明細書の開示の好ましい実施形態についてここで説明したが、本明細書の開示の概念および範囲内にある数多くの変形形態が可能である。かかる変形形態は、本明細書および図面を精査することにより、当業者には明らかになるであろう。したがって本明細書の開示は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨以外では限定されるべきではない。
【符号の説明】
【０１００】
１００  積層ホログラフィックディスプレイ
１００−１  ディスプレイ予備体
１００−２  積層予備体
１０１  フロントガラス
１０３  車両
１０５  光素子
１０７−１  放射光
１０７−２  回折光
１０９  操作者
１１１  ホログラム
１１３  第１のガラス層
１１５  第２のガラス層
１１７  フォトポリマーフィルム層
１１７−１  未記録のフォトポリマーフィルム層
１１７−２  記録済みのフォトポリマーフィルム層
１１９  ポリマーフィルム層
１２１  光透過性接着層
１２３  フォトポリマーフィルム
１２５  基材層
１２７  追加のポリマーフィルム層
１２９  追加の基材層
２００  積層ホログラフィックディスプレイの製造方法
２０１  第１の方法ステップ:ディスプレイ予備体を提供する
２０３  第２の方法ステップ:ディスプレイ予備体をラミネートする
２０５  第３の方法ステップ:ホログラムを記録する
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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