(57)【要約】【課題】各ドット毎に回折格子の方向を変化した回折格子パターン，ドットに形成される回折格子を曲線で形成し視域を拡大した回折格子パターン，ドットに形成される回折格子に複数の空間周波数を持たせ、中間色を出せる回折格子パターン，上記のような回折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法を提供することを目的とする。【解決手段】回折格子パターンを有するディスプレイは、平面状の基板を備え、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、前記ドットに形成された回折格子の方向が各ドット毎に変化している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、
前記ドットに形成された回折格子の方向が各ドット毎に変化していることを特徴とする回折格子パターンを有するディスプレイ。
【請求項２】
平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、
前記ドットに形成された回折格子が曲線で形成されていることを特徴とする回折格子パターンを有するディスプレイ。
【請求項３】
平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、
前記ドットに形成された回折格子が複数の空間周波数の成分を有することを特徴とする回折格子パターンを有するディスプレイ。
【請求項４】
電子ビーム露光装置を用い、かつコンピュータ制御によりＸ−Ｙステージを移動させて、前記回折格子からなるドットを配置することにより請求項（１）ないし（３）のいずれかに記載のディスプレイを得ることを特徴とする回折格子パターンを有するディスプレイの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置を用いて微小な回折格子（グレーティング）をドット毎に２次元平面に配置することにより形成されるディスプレイとその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２光束干渉による回折格子パターンを有するディスプレイ及びその作製方法は特開昭６０−１５６００４号に開示されている。この従来技術の方法は、２光束干渉による微小な干渉縞をそのピッチ、方向、および光強度を変化させて、感光性フィルムに次々に露光するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術においては、ドットに形成される回折格子の方向をドット毎に変化させることができなかった。また、回折格子を直線状には形成できても、曲線状には形成できなかったので、ディスプレイの視域を広くすることができなかった。さらに、１つのドットに複数の空間周波数を有する回折格子を形成することができなかったので、中間色の色を表現することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、各ドット毎に回折格子の方向が変化したディスプレイを提供することを目的とする。
また本発明は、ドットに形成される回折格子を曲線で形成し視域を拡大したディスプレイを提供することを目的とする。
【０００５】
さらに本発明は、ドットに形成される回折格子に複数の空間周波数を持たせ、中間色を出せるディスプレイを提供することを目的とする。
また、本発明は上記のような回折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の回折格子パターンを有するディスプレイは、平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットにおける回折格子のピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、
前記ドットに形成された回折格子の方向が各ドット毎に変化していることを特徴とする。
【０００７】
また別の本発明のディスプレイは、平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、前記ドットに形成された回折格子が曲線で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
さらに別の本発明のディスプレイは、平面状の基板と、前記基板の表面に形成された回折格子パターンであって、前記回折格子パターンが複数の微小なドットに分割され、各ドットのピッチ、回折格子の空間周波数、各ドットの並び方が所望に変化していて、前記ドットに形成された回折格子が複数の空間周波数の成分を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のディスプレイでは、各ドットに形成される回折格子の方向が各ドット毎に変化しているので、種々の角度からディスプレイを観察できる。また、回折格子が曲線で形成されているので、視域を拡大することができる。回折格子が閉曲線で形成されていると、視域は３６０度となる。さらに回折格子が複数の空間周波数を有するので、中間色を演出できる。
【００１０】
本発明の方法では、電子ビーム露光装置を用いている。この電子ビーム露光装置を用いると、ＥＢレジストに様々な形状の回折格子を描画することができる。各ドット毎に回折格子の方向を変化させることも可能であるし、回折格子を曲線に形成することもできる。また、複数の空間周波数を有する回折格子パターンを形成することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
電子ビーム露光装置を用いた、本発明に係る回折格子パターンを有するディスプレイの作製方法を図１乃至図３を参照して説明する。
図１に示すように電子ビーム露光装置は、電子銃５０、アライメント５２、ブランカー５４、コンデンサーレンズ５６、スティグメータ５８、ディフレクター６０、対物レンズ６２、Ｘ−Ｙステージ２０からなる。Ｘ−Ｙステージ２０上にはＥＢレジスト（乾板）１４が載置されている。ブランカー５４、ディフレクター６０およびＸ−Ｙステージ２０はコントロルインターフェース６４を介してコンピュータ６６に接続されている。電子銃５０から照射された電子ビームは、コンピュータ６６に制御されて乾板１４上を走査する。
【００１２】
図２はＸ−Ｙステージ２０上に載置された乾板１４を示している。電子銃５０から発射された電子ビーム７０はドット１６を単位にして回折格子パターン１８を描画する。Ｘ−Ｙステージ２０を移動させることにより、次々とドット毎に回折格子パターン１８を描画する。
【００１３】
以下図３を参照して操作手順を説明する。
先ず、ステップａにおいて、イメージスキャナを用いて画像データを読取り、コンピュータに入力する。または、コンピュータ・グラフィックスの画像データをコンピュータに入力してもよい。次に、ステップｂにおいて、入力した画像データの体裁を整えるために画像データを修正する。イメージスキャナにより読取られたままの画像データは、エッジの部分がギザギザになっているので、コンピュータで画像の修正を行う。次にステップｃにおいて、コンピュータに視域データを入力する。この視域データは、入力した画像データをディスプレイとして再生したときに、そのディスプレイの見える方向及び視域を各ドット毎に定めるものである。次にステップｄにおいて、Ｘ−Ｙステージを原点に移動させ、ステップｅでドットデータをコンピュータに入力する。このドットデータは、修正した画像データのうち、一つのドットの場所、そのドットの色（空間周波数）、そのドットの見える方向、そのドットの見える範囲に関するデータである。次にステップｅで入力したドットの色を再現するように、回折格子のピッチをステップｆで求める。またステップｅで入力したドットの見える方向を再現するように、回折格子の方向をステップｇで求める。更に、ステップｅで入力したドットの見える範囲を再現するように、回折格子の曲率をステップｈで求める。なおステップｆ、ｇ、ｈの順番はこの例に限られずどのような順番になってもよい。次にステップｉにおいて、ステップｅで入力したドットの位置までＸ−Ｙステージを移動し、ステップｊにおいてそのドットの回折格子の描画を行う。この一連のステップにより、一つのドットに対応した回折格子の描画が完了する。
【００１４】
次にステップｋにおいて次のドットのデータを入力するために、データを参照するアドレスを１だけ増す。そしてステップｌにおいて、このアドレスにおける画像データが存在するときには、ステップｅに戻り別のドットデータを入力し、ステップｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋを繰返す。この一連のステップをドットに対応した画像データがなくなるまで続ける。
【００１５】
電子ビーム露光装置によれば、電子ビームを様々な方向に走査することができるので、所望の回折格子パターンを描画することができる。図４に示すように、空間周波数ｆ１を有するパターンと空間周波数ｆ２を有するパターンを重ね合せて、空間周波数ｆ１とｆ２が混在した回折格子パターンを形成できる。このように複数の周波数を有する回折格子パターンによれば、中間色を表現できる。また図５に示すように回折格子の方向をドット毎に変えることができる。図６に示すように、一つのドットに複数の方向を向いた回折格子を混在させることもできる。図５及び図６のようなパターンによれば、ディスプレイの像を観察者の見る位置によって変化させることも可能である。
【００１６】
また、図７に示すように曲線状の回折格子を有するドットを形成することも可能である。このような曲線の回折格子を形成すると視域を広げることができる。図８に示すように、同心円状の回折格子によってドットを構成することもできる。この場合には視域が３６０度となり、従来のホログラムに見られるような視域の制限が無くなり、どの位置からもディスプレイを観察することができる。
【００１７】
このように、電子ビーム露光装置を用いることにより、２光束のレーザ光線を用いた場合よりも多彩な表現を持つディスプレイを作製することが可能となる。
このようにして形成された回折格子を有する乾板は複製のための原版として使用できる。複製を行うためにはよく知られているエンボス法を用いる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、様々な形状の回折格子からなるドットを面上に形成することにより、以下に示すような多彩な表現を有するディスプレイを作製できる。
【００１９】
（ａ）空間周波数の異なる微小な回折格子からなるドットの集りによって画像を構成しているので、照明光が拡散せずに観察者の目に入ってくる。したがって、明るいディスプレイを提供できる。
【００２０】
（ｂ）微小なドットの組合せによってパターンを構成しているので、０．１ｍｍ以下の精度で色合せが可能となる。従って、細紋パターンなどの細かいパターンを作製できる。
【００２１】
（ｃ）様々な方向を向いた回折格子パターンを提供できる。したがって、観察者の見る方向によってパターンが変化するディスプレイの作製が可能となる。このようなディスプレイを電子ビーム露光装置により作製すれば、より容易に作製できる。
【００２２】
（ｄ）曲線の回折格子パターンによりドットを構成しているので、従来のディスプレイに比較して非常に広い視域を持つディスプレイを作製できる。このようなディスプレイを電子ビーム露光装置により作製すると、より容易に作製できる。
【００２３】
（ｅ）複数の空間周波数を有する回折格子をドット毎に作製しているので、中間色を有するディスプレイを提供できる。このようなディスプレイを電子ビーム露光装置により作製すると、より容易に作製できる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回折格子パターンを有するディスプレイの作製装置の概略図である。
【図２】Ｘ−Ｙステージ上に載置されたＥＢレジストを示す図である。
【図３】本発明の回折格子パターンを有するディスプレイの作製方法のフローチャート図である。
【図４】複数の空間周波数を有する回折格子から形成されたドットを示す図である。
【図５】ドット毎に回折格子の方向が異なるパターンを示す図である。
【図６】複数の方向を向いた回折格子を有するドットからなるパターンを示す図である。
【図７】曲線の回折格子からなるドットを示す図である。
【図８】同心円の回折格子からなるドットを示す図である。
【符号の説明】
１４…乾板
１６…ドット
１８…回折格子
２０…Ｘ−Ｙステージ
５０…電子銃
５４…ブランカー
６０…ディフレクター
６４…コントロールインターフェース
６６…コンピュータ
７０…電子ビーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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