(57)【要約】第１の基板の上に光反応性樹脂を設け、３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンに光反応性樹脂を露光させることによって、面板要素を生成するステップと、結果として円柱状特徴部を生じるステップと、を含むディスプレイデバイスの作製方法に関する。ディスプレイデバイスは、光学ディスプレイ素子と、光を受光するか、または光学ディスプレイ素子に光を向けるポリマー面板と、を具備する。面板は円柱状領域を具備し、円柱状領域の屈折率は円柱状領域の周囲のクラッド領域の屈折率と異なる。円柱状領域は、３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンに光反応性樹脂を露光させることによって形成される。導波路の作製方法は、第１の基板の上に光反応性樹脂を設けるステップと、導波路テンプレートに導波チャネルを形成するステップと、を含む。導波チャネルは、導波チャネル中の液晶材料の屈折率に変動を生じるために、光格子に露光される液晶材料で満たされる。
2006515076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイデバイスの作製方法であって、
（ｉ）第１の基板の上に光反応性樹脂を設け、
（ｉｉ）３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンに前記光反応性樹脂を露光させ、前記光干渉パターンに応じて、前記光反応性樹脂に第１の明るい領域および第２の暗い領域を形成し、前記第１の明るい領域の光反応性樹脂が前記光干渉パターンの光への露光によって変化し、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかが円柱状特徴部を形成することによって、
面板要素を生成するステップと、
前記面板を光学ディスプレイ素子と結合して、ディスプレイデバイスを形成し、前記面板が光を受光するか、または前記光学ディスプレイ素子に光を向けるステップと、を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記円柱状特徴部が、前記第１の基板の平面に略平行な平面において、実質的に６面対称であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光干渉パターンへの露光後、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの前記光反応性樹脂が変化して凝固され、固体の円柱状特徴部を形成し、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの前記光反応性樹脂が溶解可能であり、溶解可能である前記光反応性樹脂を溶解するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
液晶材料によって前記固体の円柱状特徴部の周囲のクラッド領域を充填するステップと、
前記クラッド領域中の前記液晶材料を複数の可干渉光源に対して露光させて、前記液晶材料を凝固するステップと、をさらに含み、
前記クラッド領域が前記円柱状特徴部の屈折率より低い屈折率であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の可干渉光源が、前記クラッド領域中の前記液晶材料における屈折率に変動を生じるように選択され、結果として生じる構造が可視光の実質的にすべての波長を反射することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記光干渉パターンへの露光後、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの前記光反応性樹脂が変化して凝固され、固体の円柱状特徴部の周囲の固体のクラッド領域を形成し、前記円柱状特徴部中の前記光反応性樹脂が溶解可能であり、前記円柱状特徴部中の前記溶解可能な光反応性樹脂を溶解するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
液晶材料によって前記円柱状特徴部を充填するステップと、
前記液晶材料を複数の可干渉光源に露光させて前記液晶材料を凝固するステップと、をさらに含み、
前記クラッド領域が前記円柱状特徴部の屈折率より低い屈折率であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記可干渉光源が、前記円柱状特徴部中の前記液晶材料における屈折率に変動を生じるように選択され、結果として生じる構造が光の一部の波長を反射することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記クラッド領域が光を吸収することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
光学ディスプレイ素子と、
円柱状領域を備え、光を受光するか、または前記光学ディスプレイ素子に光を向けるポリマー面板と、を具備し、前記円柱状領域の屈折率が前記円柱状領域の周囲の前記クラッド領域の屈折率とは異なり、前記円柱状領域が３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンへの光反応性樹脂の露光によって形成され、前記光干渉パターンが前記光反応性樹脂に第１の明るい領域および第２の暗い領域を具備し、前記第１の明るい領域の光反応性樹脂が前記光干渉パターンの光への露光によって変化し、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかが前記円柱状領域を形成することを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項１１】
前記円柱状領域が、前記第１の基板の平面に略平行な平面において実質的に６面対称であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記円柱状領域または前記クラッド領域が、空洞の領域であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記円柱状領域が、空洞の領域であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記クラッド領域が、空洞の領域であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
円柱状領域が固体の円柱状領域であり、前記面板が、
前記固体の円柱状領域の周囲の前記クラッド領域中のクラッド材料をさらに具備し、前記クラッド材料が液晶材料を複数の可干渉光源に露光して、前記液晶材料を凝固することによって形成され、前記クラッド材料が前記円柱状領域の屈折率より小さい屈折率であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記クラッド材料の屈折率が非一様であり、前記面板が可視光の実質的にすべての波長を反射することを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
前記面板が、前記光干渉パターンへの露光後に、前記円柱状領域の周囲で変化して凝固される前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの光反応性樹脂によって形成される前記クラッド領域中のクラッド材料をさらに具備し、前記円柱状領域が材料の空洞であることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１８】
前記面板の前記円柱状領域が、液晶材料を凝固するための複数の可干渉光源に露光される液晶材料をさらに具備し、前記クラッド領域が前記円柱状領域の屈折率より低い屈折率であることを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記円柱状領域が屈折率の変動を有し、前記面板が光の一部の波長を反射することを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記面板の前記クラッド領域が、光を吸収することを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
導波路の作製方法であって、
第１の基板の上に光反応性樹脂を設けるステップと、
第１の明るい領域および第２の暗い領域を有する光パターンに前記光反応性樹脂を露光させることを含む導波路テンプレートに導波チャネルを形成するステップであって、前記光パターンへの露光後に、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの前記光反応性樹脂が変化して凝固し、前記導波路テンプレートを作製し、前記第１の領域または前記第２の領域のいずれかの前記光反応性樹脂が溶解可能であり、前記導波路テンプレートにおいて前記導波チャネルを画定するために、溶解可能である前記光反応性樹脂を溶解する工程をさらに含むステップと、
前記導波路テンプレートの前記導波チャネルを液晶材料で充填するステップと、
光格子に前記液晶材料を露光させて、前記導波チャネルにおいて前記液晶材料の屈折率の変動を形成するステップと、を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記第１の基板が電極を具備し、前記第１の基板に対向する第２の電極を備えた第２の基板を位置決めするステップをさらに含み、前記第２の電極および前記第１の電極が前記導波チャネル中の前記液晶材料に接触し、電界が前記導波チャネル中の前記液晶材料に印加されるときに、屈折率における変動が修正されることを特徴とする請求項２１に記載の作製方法。
【請求項２３】
電界が前記導波チャネル中の前記液晶材料に印加されるときに、屈折率における変動が除去されることを特徴とする請求項２２に記載の作製方法。
【請求項２４】
前記導波チャネルが、直角を成すことを特徴とする請求項２１に記載の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、光学デバイス用の面板に関し、より詳細には面板および他の光学デバイスの作製に光重合可能なポリマーを用いることができる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ面板（ＦＯＦＰ）は、向上した視角を備えた液晶ディスプレイの構成に有用である。たとえば、特許文献１は、ディスプレイが異なる方位から見られるときに、輝度、コントラスト比および色度における望ましくない変動を低減することによって、１つ以上のＦＯＦＰ層を加えることに関する利点について述べている。ディスプレイがますますきつい斜角で見られるとき、コントラストの減少およびグレースケールの反転が起こることから、大部分のＬＣＤモードにおける視角が制限される。ほとんどすべての市販のＬＣＤはその中を通過する光の偏光状態に作用する原理で動作するため、生じる位相シフトはフィルム中の伝搬方向に左右されることから、透過特性に異方性が生じる。カプセル構造および表示モードの設計に受動的な複屈折フィルムを加えることにより、この欠陥を克服するためのさまざまな手法がある。ＬＣＤにおけるＦＯＦＰ層は、視野円錐を方位角によって平均化することにより、これらの手法の多くを補強することができるか、またはこれらの手法の多くと差し替えることさえできる。
【０００３】
一実施形態において、ディスプレイデバイスの前で上部偏光子と液晶層との間にＦＯＦＰを配置することができる。ＦＯＦＰの最も一般的な構成は、個別のガラスまたはポリマー光ファイバのアレイを具備し、隙間にあるクラッド材料と共に溶融され、板を形成するために、所望の厚さに切削され、研磨される。当業界では公知であるように、これに関連してＦＯＦＰの動作の関連する原理は、ある受光角（θＭＡＸＩＮ）またはそれ未満でファイバコアに入射する光がコアとクラッドとの境界で内部全反射（ＴＩＲ）のプロセスによって各ファイバコアの中を透過することである。導波路光線として周知である光線では、損失が生じず、光線の極角がコア内部に維持されるのに対し、光線の方位角は、光線の入射位置および反射回数によって決定される。図１に示されているように、この回転の結果、光ファイバ１０は、所与の極角で入射する入射光のすべてを、方位角位置を中心にして平均化し、出射は最大入射角の２倍の立体角を有する中空の出射円錐２２からなっている。図１では、図示された入射光線２４、２６はいずれも角度θＭＡＸで光ファイバ１０に入射するため、中空の出射円錐２２の立体角は２θＭＡＸである。中空の出射円錐２２として現れる光は、方位角位置を中心にした平均からなるため、透過される光強度は実質的にすべての方位角で等しい。輝度およびコントラストにおいて固有の異方性を備えたＬＣＤに結合されるとき、ＦＯＦＰが広い角度にわたって、対象の表示特性を形成することができることが方位角の平均化のこの特性である。
【０００４】
しかし、θＭＡＸＩＮを超えて入射する光は、内部全反射を受けず、代わりに、すべてのコアとクラッドとの境界でクラッドから部分的に漏れを生じる。このように導波されない漏れ光線およびクラッド自体に入射する任意の光は、予測可能な方位角および極角を備えないアレイを通って伝搬し続けるため、散乱される。
【０００５】
入射平面の面および出射平面の面における光ファイバ１０の周囲の材料の相対屈折率が同一である場合には、角度θＭＡＸＩＮおよび光ビームが光ファイバ１０から出射する角度θＭＡＸＯＵＴは同一である。入射平面の面および出射平面の面における周囲の材料の屈折率が異なる場合には、これらの量は異なる場合もありうる。ＦＯＦＰの３つの特徴が、θＭＡＸＩＮおよびθＭＡＸＯＵＴ、コアの屈折率、クラッドの屈折率およびアレイの入射および出射における境界の材料の屈折率を決定する。これらの３つの屈折率と角度との基本的な関係は以下の２つの式で表される。この式は当業者には公知である。  
【数１】
2006515076.tif 000003
【数２】
2006515076.tif 000004
【０００６】
式中、
ＮＡ＝ＦＯＦＰの開口数
θＭＡＸ＝ＦＯＦＰの受光または入射の最大立体角
Ｎ０＝材料または境界の周囲の屈折率
Ｎｆｉｂ＝光ファイバの屈折率
Ｎｃｌａｄ＝ファイバクラッドの屈折率
である。
【０００７】
ＦＯＦＰの入射面における高いＮＡは、入射（空気など）における低いＮ０またはコアとクラッドの大きな屈折率の比を選択することによって、広範囲の受光角を生じる。同様に、ＦＯＦＰの出射面における高いＮＡは広範囲の出射角を生じ、この場合には出射時のＮ０を考慮することによって実現される。逆に言えば、コアとクラッドとの屈折率の比を小さく選択した場合、またはプラスチック、ポリアミドまたは光学ガラスなどの屈折率の高い材料が周囲の材料として用いられた場合には、θＭＡＸＩＮおよびθＭＡＸＯＵＴが制限される結果となる。
【０００８】
ＦＯＦＰはまた、ディスプレイデバイス、特に後部照射源を有するディスプレイデバイスの後部に配置されうる。たとえば、後部ＦＯＦＰは、拡散体と液晶セルとの間に配置されうる。後部ＦＯＦＰは、拡散体に面し、隣接する入射面を具備してもよく、高いθＭＡＸＩＮを有し、比較的広範囲の受光角を生じる。後部ＦＯＦＰの出射面は入射面の反対にあり、この場合出射面が低いθＭＡＸＯＵＴを形成する。したがって、ＦＯＦＰは、比較的狭い出光角または出射角を有する。後部ＦＯＦＰは、後部照射源からの光の集光を増大し、それにより、ＬＣＤの発光効率を向上させる。
【０００９】
図２は、隙間にあるクラッド材料と共に溶融され、板を形成するために所望の厚さに切削され、研磨される個別の光ファイバのアレイから構成されるＦＯＦＰ２８の平面図を示している。ＦＯＦＰ２８の面上にコア１２およびクラッド材料１４を見てとることができる。図３は、図２のＦＯＦＰ２８の一部の拡大図である。
【特許文献１】米国特許第５，９５９，７１１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態は、第１の基板の上に光反応性樹脂を設け、３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンに光反応性樹脂を露光させることによって面板要素を生成するステップを含むディスプレイデバイスの作製方法である。光干渉パターンは、光反応性樹脂に第１の明るい領域および第２の暗い領域を形成する。第１の明るい領域の光反応性樹脂は、光干渉パターンの光への露光によって変化し、第１の領域または第２の領域のいずれかが円柱状特徴部を形成する。面板は、ディスプレイデバイスを形成するために、光学ディスプレイ素子と結合される。面板は、光を受光するか、または光学ディスプレイ素子に光を向ける。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、光学ディスプレイ素子と、光を受光するか、または光学ディスプレイ素子に光を向けるポリマー面板と、を具備するディスプレイデバイスである。面板は円柱状領域を具備し、円柱状領域の屈折率は円柱状領域の周囲のクラッド領域の屈折率と異なる。円柱状領域は、３つの平行光線化可干渉光源によって形成される光干渉パターンに光反応性樹脂を露光させることによって形成される。光干渉パターンは、光反応性樹脂中に第１の明るい領域および第２の暗い領域を具備する。第１の明るい領域の光反応性樹脂は、光への露光によって変化し、第１の領域または第２の領域のいずれかが円柱状特徴部を形成する。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、第１の基板の上に光反応性樹脂を設けるステップと、導波路テンプレートに導波チャネルを形成するステップと、を含む導波路の作製方法である。光反応性樹脂は、第１の明るい領域および第２の暗い領域を有する光パターンに露光される。導波路テンプレートを形成するために、第１の領域または第２の領域のいずれかの光反応性樹脂は、凝固させるために変化せしめられるのに対し、第１の領域または第２の領域のいずれかの光反応性樹脂は溶解可能である。溶解可能な光反応性樹脂は、導波路テンプレートにおいて導波チャネルを画成するために溶解される。次に、導波チャネルが、液晶材料で満たされる。液晶材料は、導波チャネル中の液晶材料の屈折率に変動を生じるために、光格子に露光される。
【００１３】
本発明は、以下の添付図面と共に本発明の種々の実施形態に関する詳細な説明を検討することによって、より完全に理解されると思われる。
【００１４】
本発明は種々の修正および代替の態様に適用可能であるが、その仕様が図に一例として示され、詳細に説明される。しかし、記載された特定の実施形態に本発明を限定するわけではないことを理解すべきである。逆に言えば、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の精神および範囲に包含されるすべての修正物、代替物および変形物を網羅するものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、光学デバイスとして用いられるか、または光学デバイスと共に用いられることができる種々のデバイスおよび構成に適用可能であると考えられる。本発明は、光反応性ポリマーが光学デバイス、特に面板を形成するために用いられる用途の環境に特に有用であることが分かっている。本発明はあまり限定されているわけではなく、本発明の種々の態様に関する理解は、そのような環境で動作する種々の用途の実施例の説明を通して最もよく得られる。
【００１６】
多くの従来技術のＦＯＦＰは、剛性のクラッドに入れられた光ファイバコアの押出し成形された束から構成される。ディスプレイの対角線が中程度から大型であるＬＣＤ用のそのようなＦＯＦＰの労働集約的作製は、きわめて高価であり、大部分の用途では重量および厚さが増大することは望ましくない。別の作製方法としては、米国特許第５，７２６，７３０号明細書および米国特許第５，９２８，８１９号明細書に記載されている方法などが開示されているが、これらのフィルムは、その中を通過する光の偏光に左右されやすく、ガラス製のＦＯＦＰによる光学的効果を再現することにはならない。さらに、このような作製には、高い電界、パターン形成される電極および面配向層を伴う複雑な工程が必要である。
【００１７】
内部全反射することができる光の略伝搬方向に円柱状特徴部を有し、入射面および出射面でＮＡを制御可能であり、コアのアスペクト比が十分に大きい任意の板は、後面から前面までの物体平面の回転方位角の平均化および並進を示すため、ＦＯＦＰと光学的に等価である。さまざまな材料にこれらの本質的な光学特性を付与することができる。異なる屈折率を有する隣接する領域を含む種々のモノマーまたはポリマーの網状構造が、境界が屈折率の不連続性によって画定される複数の円柱状特徴部を具備する基板に結果として生じうる。円柱状特徴部内部の屈折率は、円柱状特徴部との境界および外部の屈折率より大きくてもよい。あるいは、円柱状特徴部内部の屈折率は、円柱状特徴部との境界および外部の屈折率より小さくてもよい。
【００１８】
光反応性ポリマーを用いて、ＦＯＦＰの光学特徴部を備えた構造を形成してもよい。本願明細書に記載されるように、光反応性ポリマーを用いてＦＯＦＰの所望の構造を形成するために、ホログラフィック技術またはリソグラフィック技術のいずれかを利用することができる。「ホログラフィック」および「リソグラフィック」なる語は、光がどのように構成されるかを示している。
【００１９】
いずれのタイプの技術においても、ＦＯＦＰの作製は、フォトレジストの均質の薄膜から始めることを必要とする。フォトレジストは一般に、感光性有機材料である。ネガティブフォトレジストまたはポジティブフォトレジストのいずれかを用いてもよい。ネガティブフォトレジストは、光の作用により重合または架橋またはその両方を行う材料である。ポジティブフォトレジストでは、分子は、光への露光による光反応性を有し、結果として適切な現像溶液において溶解可能な分子を生じる。フォトレジスト材料は、当業界では公知であり、たとえば、スタンリー・ウルフ（Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｗｏｌｆ）およびリチャード・タウバー（Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｔａｕｂｅｒ）著、「Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＶＬＳＩ  Ｅｒａ」、第１巻（Ｌａｔｔｉｃｅ  Ｐｒｅｓｓ、１９８６）に記載されている。
【００２０】
ＦＯＦＰ等価物を構成するために用いられる光反応性材料の一例は、カリフォルニア州サンタクララのマイクロケム・インコーポレィテッド（Ｍｉｃｒｏ−Ｃｈｅｍ  Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ））によって製造されているＳＵ−８として市販のネガティブフォトレジストである。ＳＵ−８および他の多くのフォトレジスト材料の重合は、基板の洗浄および作製、回転成形、過剰な溶剤を除去するために前露光焼成、適切な光源への露光、後露光焼成および反応しない分子を除去するための現像を伴うステップを必要とすることが多い。
【００２１】
可干渉性の単色電磁波の重ね合わせにより、結果として生じる空間パターンの光強度の空間的な変動を生じる。この現象は、干渉と呼ばれ、ビーム強度の和を超える光強度の最大値およびゼロに近いほど低い最小値を生じうる。感光性ポリマーは、空間的な干渉パターンを獲得することができる。感光性ポリマーの例は、フォトレジスト（ポジティブおよびネガティブ）およびホログラフィックエマルジョンである。
【００２２】
干渉波ベクトルのこの議論に関する幾何構成が、図４に示されている。図４は、座標系における波ベクトル３０を示している。２つ以上の平面波が特定の方向、たとえばＺ軸の方位角に沿って分散されるとき、その軸を基準とする空間座標に関する伝搬ベクトルを規定することは当然である。したがって、伝搬する平面波の波ベクトル３０は、大きさｋ、Ｚ軸から測定された極角θおよび＋Ｘ軸から測定された方位角φによって完全に記載されることができる。偏光角ψは、ｋおよびＺ軸の両方を含む平面に対して測定される。正のψに関する約束事が、図４に示されている。図４では、ｋはＹＺ平面にあり、φは９０°である。当業界では公知の２つの特殊な場合が、この表記において分かる。ψ＝９０°はＳ偏光またはＴＥ偏光として周知であることが多く、ψ＝０°はｐ偏光またはＴＭ偏光として周知である。ｍ０が含まれる干渉ビームの数であり、干渉ビームが特定の方向に関する方位角に沿って等しく分散される場合には、各ビーム間の方位角の間隔はφ０＝３６０°／ｍ０であることが分かっていることに注目することは有用である。３つの干渉ビームが含まれる場合には各ビーム間の方位角の間隔は１２０°である。
【００２３】
複数の可干渉平面波が重ね合わせられる場合には、ボリュームの干渉を計算することができる。屈折率ｎ、誘電率εおよび光の速度ν＝ｃ／ｎの材料内部の総放射照度Ｉ（ｒ）は、総電界の平方の大きさの時間平均に比例する。すなわち、Ｉ（ｒ）＝ε×ν＜Ｅ２ＴＯＴ（ｒ，ｔ）＞Ｔである。
【００２４】
総電界は、Ｎ個の重ね合わせされた平面波から構成される。Ｅｍ（ｒ）＝Ａｍｅｘｐ（ｉｋ・ｒ）は、ｍ番目の平面波の複素振幅である。表記を明確にするために、総電界ＥＴＯＴ（ｒ，ｔ）は時間および空間において変化する実数値のベクトルであり、位相ベクトル表記の電界Ｅｍ（ｒ）は空間において変化する複素値ベクトルであり、平面波の振幅偏光ベクトルＡｍは潜在的に複素値の定数であることに留意されたい。これは以下のようにまとめることができる。  
【数３】
2006515076.tif 000005
【００２５】
電界が時間において正弦関数であるとき、時間平均は、
【数４】
2006515076.tif 000006
【００２６】
となることを示すことができる。さらに、積ενを自由空間の固有のインピーダンスで表すことができるため、放射照度を以下のように書き直すことができる。  
【数５】
2006515076.tif 000007
【００２７】
したがって、各干渉平面波の波ベクトル、偏光および位相関係が周知である場合には、体積内の放射照度を求めることができる。ベクトル量（ｋ＝［ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ］ＴおよびＥ＝［Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ］Ｔ）を直接扱うことができる場合には、図４に示されているように、本発明の説明では空間座標ｋｍ＝［ｋｍφｍθｍ］Ｔを用いることにより、最も直観的に理解することができる。したがって、単色平面波の波ベクトルｋｍは、大きさｋｍ＝２π／λ、＋Ｘ軸から測定された方位角φｍおよび＋Ｚ軸から測定された極角θｍによって完全に記載されることができる。
【００２８】
図６および図１２に示されたような空間干渉パターンを用いて、ポジティブフォトレジストまたはネガティブフォトレジストなどの光反応性ポリマーにＦＯＦＰ特徴部を形成することができる。
【００２９】
図５〜図７は、θ＝４５°の３つの同時に生じるＳ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトル、偏光状態および放射照度を示している。三角形の配列に関する６面対称性が示されている。図８〜図１０は、θ＝４５°の３つの同時に生じるＰ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトル、偏光状態および放射照度を示している。このパターンは、図５〜図７に示された事例のある種の反転である。図１１〜図１３は、θ＝４５°および｛９６°、１７８°、８６°｝の偏光の３つの同時に生じる可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトル、偏光状態および放射照度を示している。この場合は図６〜図８に示された場合に類似しているが、最大放射照度照度と最小放射照度との間の差がさらに大きい。
【００３０】
図１４〜図１５は図１２の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図しており、図１６は図１２の干渉パターンのさらに詳細な図を提供している。図１７〜図１８は図６の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図しており、図１９は図６の干渉パターンのさらに詳細な図を提供している。
【００３１】
図２０は、３つの可干渉光ビーム７６、７８、８０の干渉パターンに露光された基板７４上の光反応性ポリマー７０の断面図を示している。この実施例では、干渉パターンは、光反応性ポリマー７０にクラッド領域８６およびコア領域８８を含むように構成される。図２１は、図２０の干渉パターンの平面図を示している。図２０〜図２１に示される特定の干渉パターンでは、クラッド領域８６は干渉パターンの最大値を含む明るい領域であり、コア領域８８は干渉パターンの最小値を含む暗い領域である。３つの可干渉光ビーム７６、７８、８０のさまざまな偏光を用いて、図２０〜図２１に示されるものと類似の干渉パターンを得ることができるが、最大コントラストを生じ、その放射照度パターンが極角の変動の影響を受けにくいことから、Ｓ偏光が好ましい。
【００３２】
図２２は３つの可干渉光ビーム９６、９８、１００の異なる干渉パターンに露光された基板９４上の光反応性ポリマー９０の断面図を示している。３つの干渉ビーム９６、９８、１００が３つの干渉ビーム７６、７８、８０とは異なる特性を有することから、図２２の干渉パターンは図２０の干渉パターンとは異なる。３つの干渉ビーム９６、９８、１００は、干渉パターンが光反応性ポリマー９０にコア領域１０４およびクラッド領域１０８を含むように選択される。図２３は、図２２の干渉パターンの平面図を示している。図２２〜図２３に示される特定の干渉パターンでは、コア領域１０４は干渉パターンの最大値を含む明るい領域であり、クラッド領域１０８は干渉パターンの最小値を含む暗い領域である。３つの可干渉光ビーム７６、７８、８０のさまざまな偏光を用いて、図２２〜図２３に示されるパターンを得ることができるが、最大コントラストを生じ、放射照度分布形状が極角に左右されにくいことから、Ｓ偏光が好ましい。
【００３３】
ここで図２４〜図２５を参照すると、光反応性ポリマーフィルム１２０を用いてＦＯＦＰ用のコア領域およびクラッド領域を形成するために、リソグラフィック法を用いてもよい。最初に、必要に応じて、面が清浄であり、埋め込まれた水蒸気がないようにするために、基板１２４を焼成するか、または別の化学的に調製する。次に、光反応性材料のフィルム１２０を、基板１２４の開放面に施す。好ましい光反応性材料の一例は、ＳＵ−８などのネガティブフォトレジストであるが、ポジティブフォトレジストをはじめとする他の材料もまた用いることができる。光反応性材料は、回転成形またはロールバー法のいずれかなどの当業界では周知の種々の方法で基板に塗布してもよい。必要に応じて、基板１２４にフィルム１２０の前露光焼成がなされる。続いて、マスクを光源１３０と共に用いてフィルム１２０を露光する。
【００３４】
図２４は、所定のパターンを有するマスク１２８を示している。マスク１２８は、開放領域１３２および閉鎖領域１３４を備えていてもよい。マスク１２８の平面図は、図２３に示される干渉パターンの平面図と同一である。
【００３５】
したがって、マスクによって覆われていないフィルムの部分は、露光ステップ中に露光される。図２４のマスク１２８によって、フィルム１２０のコア領域１３６が露光され、クラッド領域１３８が露光されない。
【００３６】
あるいは、露光ステップ中、図２５に示される異なるマスク１２９を用いることも可能である。マスク１２９の平面図は、図２１に示される放射照度パターンの外観に類似している。この種のマスクによって、クラッド領域８６が露光され、コア領域８８が露光されない。露光ステップ後、フィルムの一部が凝固または重合されるのに対し、ネガティブフォトレジストフィルムまたはポジティブフォトレジストフィルムのいずれが用いられるかに応じて、フィルムの他の部分は依然として現像溶液に溶解可能である。現像ステップにおいて、シャドーマスクおよび未現像の光反応性材料を除去するために、溶剤がフィルムに塗布される。続いて、任意の後露光焼成を行ってもよい。
【００３７】
ＦＯＦＰを作製するための１つの手法は、リソグラフィック技術またはホログラフィック技術のいずれかを用いて、最初に固体のポリマーコア領域を形成することを必要とする。次に、凝固していないクラッド領域が除去される。必要に応じて、次に、特定のＮＡを実現するために、クラッド領域を埋め戻してもよい。固体のポリマーコア領域は、ポジティブフォトレジストまたはネガティブフォトレジストのいずれかを用いて、ホログラフィック技術による少なくとも２つの方法で形成されることができる。あるいは、固体のポリマーコアを形成するために、リソグラフィック技術を用いることができる。
【００３８】
１つのホログラフィック技術では、ポジティブフォトレジストを基板上の光反応性ポリマーとして用いることが可能であり、図２０〜図２１に示される干渉パターンと類似のコア領域が暗く、クラッド領域が明るい干渉パターンが形成される。したがって、ポジティブフォトレジストのクラッド領域は光反応を受け、干渉パターンの露光時に現像溶液に溶解可能となる。露光されないコア領域は、重合される。クラッド領域は、エタノールなどの溶剤を用いて除去してもよい。図２６は、基板１２２０上に空洞のクラッド領域１２１５によって包囲される固体のコア領域１２１０を有する結果として生じるコアテンプレート１２００を示している。
【００３９】
固体のポリマーコアを作製するための他のホログラフィック技術において、ネガティブフォトレジストが用いられ、図２２〜図２３に示される干渉パターンと類似のコア領域が明るく、クラッド領域が暗い干渉パターンが形成される。図２２に示されているように、基板９４上の光重合可能な材料９０が、３つのビーム９６、９８、１００によって生成されるコア領域１０４が明るく、クラッド領域１０８が暗い干渉パターンに露光されてもよい。光重合可能な材料９０がネガティブフォトレジストである場合には、コア領域が干渉パターンへの露光時に重合され、クラッド領域は重合されない。クラッド領域は、溶剤を用いて除去してもよい。
【００４０】
図２４に示されているようなリソグラフィック技術を用いて、固体のコア領域を形成するために、ネガティブフォトレジストフィルムと共にマスク１２８を用いてもよい。マスク１２８により、コア領域１３６が露光され、クラッド領域１３８が露光されない。マスク１２８を通過する光への露光時に、コア領域は重合される。
【００４１】
他のリソグラフィック技術において、ポジティブフォトレジストを基板上の光反応性ポリマーとして用いることが可能であり、図２５に示されているように、マスクを用いてクラッド領域中の光反応性ポリマーが露光されるが、コア領域は露光されない。マスク１２９は、図２１に示される放射照度パターンの外観と類似の覆われたコア領域および開放されたクラッド領域を有する。この種のマスクによって、クラッド領域が露光され、コア領域が露光されない。したがって、クラッド領域は光反応を受け、干渉パターンへの露光時に現像溶液に溶解可能となる。露光されないコア領域は、重合される。
【００４２】
リソグラフィック技術またはホログラフィック技術を用いてコア領域が一旦重合されると、クラッド領域の重合されていない光反応性材料を除去することができる。当業界では周知のエタノールまたは他の溶剤を用いて、重合していない領域を洗い流すことができる。図２６は、クラッド領域中の光反応性材料が除去された後、基板１２２０上の重合したコア領域１２１０を示している。ＦＯＦＰは単に、クラッド材料として空気を用いてもよい。クラッド領域が空気である場合には、ポリマーコア領域を妨げないように、慎重な処理が好ましい。図２６の空洞のクラッド領域１２１５は、クラッド材料で埋め戻され、結果として基板１４０６上にクラッド領域１４０２およびコア領域１４０４を有する図２７の光学板１４００を生じてもよい。クラッド領域１４０２に用いられる材料は、コア領域１４０４より屈折率が低い。
【００４３】
本発明の好ましい一実施形態において、固体のコア領域を形成するために用いられる光パターンは、図２１および図２３に示されているように、６面対称である。
【００４４】
ＦＯＦＰはまた、最初にコア領域が空洞の固体のクラッド構造を形成し、次に任意にコア領域を埋め戻すことによって構成してもよい。空洞のコアを有する固体のクラッドは、ポジティブフォトレジストまたはネガティブフォトレジストのいずれかを用いて形成してもよい。ある技術では、ネガティブフォトレジストが基板上の光反応性ポリマーとして用いられ、たとえば、図２０〜図２１に示されているように、コア領域が暗く、クラッド領域が明るい放射照度パターン（ホログラフィックまたはリソグラフィックのいずれか）が形成される。したがって、ネガティブフォトレジストのクラッド領域が放射照度パターンの明るい部分に露光され、凝固、重合、架橋または他の方法で現像溶液に溶解しにくくなる。光反応性材料のコア部分は重合せず、依然として現像溶液に溶解可能である。コア領域中の凝固しないネガティブフォトレジスト材料は、当業界では周知のエタノールまたは他の溶剤を用いて除去される。
【００４５】
補完的な技術では、基板９４上の光反応性材料９０は、クラッド領域が暗く、コア領域が明るい放射照度パターン（ホログラフィックまたはリソグラフィック）に露光される。放射照度パターンは、図２２〜図２３に示されているように、光ビーム９６、９８および１００によって形成される３ビーム干渉パターンによってホログラフィックによって形成してもよい。あるいは、図２４のマスク１２８などのシャドーマスクを用いて、ポジティブフォトレジストのフィルム１２０上に暗いクラッド領域１３８および明るいコア領域１３２を形成してもよい。放射照度パターン（ホログラフィックまたはリソグラフィックのいずれか）は、図２３に示されているように、暗いクラッド領域１０８および明るいコア領域１０４を形成する。コア領域１０４中のポジティブフォトレジストは、光反応を受け、放射照度パターンの明るい部分における露光時に現像溶液に対して溶解可能である。さらなる処理により、クラッド領域中のポジティブフォトレジスト材料が重合される。重合しないコア領域は、当業界では周知のエタノールまたは他の溶剤を用いることによって、光学板から除去される。図２８に示される構造１３００は、基板１３３０上に固体のクラッド領域１３１０および空洞のコア領域１３２０を有する結果となる。
【００４６】
クラッド領域１３１０内部の円柱状の空洞の領域１３２０は、クラッド領域より高い屈折率の材料で充填されてもよい。円柱状の空洞の領域１３２０を埋め戻すのに適した材料の例としては、たとえば、アクリレート、メタクリレート、ビニルモノマーおよび縮合モノマーおよびそれらの誘導体などの重合性材料が挙げられる。円柱状の空洞の領域１３２０を埋め戻す場合には、図２７に示される光学板１４００が結果として生じ、クラッド領域１４０２中の材料はコア領域１４０４中の材料より屈折率が低い。あるいは、コアは、クラッド領域より低い屈折率の材料を含んでもよく、たとえば、コアは埋め戻されないままで、空気のコア領域を有する光学デバイスを結果として生じてもよい。
【００４７】
リソグラフィック技術またはホログラフィック技術のいずれかを用いて、図２７の光学板１４００、図２８の光学板１３００または図２６の光学板１２００は、ＦＯＦＰの光学的品質を有するように構成され、ＦＯＦＰ等価物として機能してもよい。これらの構造物は、方位角の平均化などの所望の光学的効果を実現するために、液晶層付近のディスプレイデバイスのさまざまな位置に配置してもよい。
【００４８】
ＦＯＦＰ等価層は、方位角の平均化を提供することによって、ディスプレイデバイスにわたる輝度、コントラスト比および色度における望ましくない変動を低減または除去するために、液晶層の一番上に配置してもよい。さらに、ＦＯＦＰのこの配置により、視差の問題を生じることなく、または視差の問題を低減させた状態で、液晶セルの外側に色フィルタを配置することができる。この種のＦＯＦＰ配置は、前部ＦＯＦＰと呼ばれることが多い。前部ＦＯＦＰの一例が図２９に示されており、ＦＯＦＰ等価物１５０２、第１の偏光子１５０４、基板１５０５、色フィルタ１５０６、液晶層１５０７、第２の基板１５０８、第２の偏光子１５０９および光キャビティまたは光源１５１０を具備するディスプレイデバイス１５００の断面図を示している。ディスプレイデバイス１５００には、その他の多くの構成要素を含みうる。ＦＯＦＰ１５０４は、コア領域１５１２を備える。
【００４９】
図３０〜図３２に示されるディスプレイデバイスに関する前部ＦＯＦＰ配置は、低域通過影響問題の発生を低減する。画像のより高い空間周波数が抑制され、画像が滑らかであるかのように、または平均化フィルタが施されたように画像が見える場合に、低域通過影響問題が生じる。図３０〜図３２の配置は、画像の鮮明さおよび明瞭さを向上させる結果となる。
【００５０】
図３０〜図３２に示されているように、前部ＦＯＦＰを用いるディスプレイデバイスのその他の多くの構成が可能である。図３０〜図３２では、図２９に用いられる参照符号と同一の参照符号は、類似の部品を指すために用いられる。図３０は、ＦＯＦＰ１５０２が偏光子１５０４の前に基板１５０５上のディスプレイデバイスに塗布される点を除き、図２９と類似のディスプレイデバイス１５１４を示している。図３１では、ディスプレイデバイス１５１６は、基板の前に色フィルタ層１５０６および液晶層１５０７に隣接して、塗布されるＦＯＦＰ１５０２を備える。図３２では、ディスプレイデバイス１５１８は、液晶層１５０７および色フィルタ層１５０６に隣接する薄膜偏光子１５２０と共に塗布される前部ＦＯＦＰ１５０２を備える。
【００５１】
後部ＦＯＦＰ
ディスプレイデバイスにおけるいわゆる後部ＦＯＦＰの配置が、図３３に示されており、ＦＯＦＰ等価物が液晶層の下または後にある。ディスプレイデバイス１６００は、第１の偏光子１６０２、基板１６０３、色フィルタ１６０４、液晶層１６０５、基板１６０６、第２の偏光子１６０８、後部ＦＯＦＰ１６０９およびバックライト１６１０を具備する。その他の多くの構成要素が、ディスプレイデバイス１６００に含まれてもよい。ＦＯＦＰ１６０９は、コア領域１６１２を備える。後部ＦＯＦＰ配置は、コリメータとして機能するように構成されてもよい。入射媒体の屈折率に加え、コアおよびクラッドの屈折率が開口数（ＮＡ）を決定する。ＮＡは、各ファイバに関する受入角の円錐である。したがって、コア、クラッドおよび入射材料の屈折率は、入射面に沿って広いＮＡを形成し、出射面でより小さいＮＡを形成するように選択されることができ、それによって、ＦＯＦＰをコリメータとして機能させる。これにより、液晶層を伝搬する光を垂直に近い角度に限定することができ、軸外のコントラストおよび色の問題の多くを防止する。続いて、軸上の光が前面ＦＯＦＰを通過するときに軸外に反射され、狭い入射ＮＡおよび広い出射ＮＡを可能にする。後部ＦＯＦＰにおける平行光線化機能には、その他の多くの利点がある。
【００５２】
図２６および図２８のコアおよびクラッドのテンプレートはまた、ホログラフィックフィルタを構成するために用いてもよい。一例において、図２６に示されるコアテンプレートは、その空洞のクラッド領域をホログラフィックフォトポリマーによって充填してもよい。結果として生じる光学板１７００は、図３４に示されており、光学板は、重合される光反応性材料から形成される固体のコア領域１２１０およびクラッド領域中のホログラフィックフォトポリマー１７０２を備える。続いて、この構造が複数の組の可干渉ビームに露光され、反射ブラッグ格子を形成する。ホログラフィックフォトポリマーは、光干渉パターンに非一様に反応する材料である。露光に応じて、ホログラフィックフォトポリマーの異なる領域が異なる屈折率を有するように重合する。三原色のそれぞれは、個別の２ビームによるホログラフィック構成を必要とする。個別のレーザ（合わせて６つのビームを形成する３つのレーザ）または３つの入射角に分割される１つのレーザのいずれかによって、これを実現することができる。３つのホログラフィック露光はまた、同時であってもよく、連続して行われてもよく、いずれの場合も、他の原色のある種のシャドーマスキングを必要とする
図３４に示されるパッシブホログラフィックフィルタの一例では、全体の可視スペクトルから光を反射するように、ブラッグ格子を形成してもよい。全体的なブラッグ格子の結果として生じる屈折率がコアの屈折率より低い間に限り、最終的な結果は、光がコア領域１２１０を通過することのみ可能であるフィルムである。このことにより、他の方法ではクラッドに漏れる光を再利用すると同時に、方位角の平均化を確保する。クラッドに入射する光が少なければ少ないほど、方位角の平均化も良好になる。これまでのＦＯＦＰ構造では、クラッドへの漏れを防止するために、クラッド材料には吸収材料を用いることが多かった。しかし、クラッド材料がブラッグ格子を形成する場合には、クラッドに入射する光を吸収するのではなく、再利用することができる。クラッド材料１７０２に入射する光線１７０４および１７０６は、反射される。対照的に、コア領域１２１０に入射する光線１７０８および１７１０は、コア領域中を伝搬し、方位角の平均化がなされる。
【００５３】
本発明の他の実施例において、図２８に示されるようなクラッドモード用のテンプレートは、ホログラフィックフォトポリマーで埋め戻され、コア領域を形成してもよい。図３５は、重合される光反応性材料から構成される固体のクラッド領域１３１０を示している。図３５のコア領域は、ホログラフィックフォトポリマー１８０２で充填されている。ホログラフィックフォトポリマーは、一定の波長帯域のみを透過させ、他の帯域のすべてを反射させることができるようなブラッグ反射格子を形成するために、複数の組の可干渉ビームに露光される。このように、一定の色のみを透過させ、コアとクラッドの接合部が存在するために、同時に方位角の平均化を測ることができるように、ブラッグ格子を構成することが可能である。所望の波長を有する光線１８０３および１８０４は、コア領域１８０２によって伝搬される。所望の波長を含まない光線１８０６は、コア領域１８０２によって反射される。コア領域１８０２中のブラッグ格子から反射される光は、下にあるディスプレイデバイスの構造によって再利用されてもよい。この実施形態において、クラッド材料１３１０は、吸収材料であってもよい。クラッド材料１３１０に入射する光線１８０８が次に吸収される。
【００５４】
図３４および図３５に関して記載されたようなホログラフィックフィルタが、用途および所望の光学的効果に応じて、液晶層の前または後のいずれかで、ディスプレイデバイスに具備されてもよい。
【００５５】
図３４および図３５のホログラフィックフィルタは、切替え可能なフィルタを形成するように修正されてもよい。図３４および図３５のフィルタにおけるホログラフィックフォトポリマーとして、ホログラフィック高分子分散液晶（Ｈ−ＰＤＬＣ）を用いてもよい。Ｈ−ＰＤＬＣは、干渉パターンに非一様に反応するモノマーである。Ｈ−ＰＤＬＣの数例が、米国特許第６，３９８，９８１号明細書に記載されている。Ｈ−ＰＤＬＣは、液晶、モノマーおよび光開始剤の混和性混合物である。拡散過程は、混合物におけるすべての種を必要とする。過程の終わりにおいて、ポリマーは、主に高い強度領域において見られ、反応しない構成要素（液晶、界面活性剤など）は低い強度領域に位置するキャビティに存在する。一部の液晶は依然として、ポリマー結合剤に捕捉されたままであり、一部のポリマー結合剤は依然として低い強度領域に存在する。キャビティ内部では、液晶分子は印加された電界に平行に整列する。この整列により、屈折率変調における変化および屈折率変調の消滅さえも生じる。
【００５６】
図３６に示されているように、電極を図３５に示されるものと類似のホログラフィックフィルタに加えることによって、切替え可能な反射色フィルタを構成してもよい。光学デバイス２１００は、ポリマークラッド領域２１０４およびＨ−ＰＤＬＣから構成されるコア領域２１０６を具備する。下部基板２１１０および最上層２１０８はいずれも、電極２１１４、２１１２を備える。電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または他の導電材料の層であってもよい。電極は一般に、ディスプレイデバイスと用いるために、透明である。電界がフィルタに印加されるとき、液晶分子が整列し、コア領域２１０６中のＨ−ＰＤＬＣ材料が光のすべての波長を伝搬することができるようにする。デバイスの電源が入っていない場合には、図３５に示されているように、コア領域は、一定の帯域の波長の光を伝搬し、他の波長を反射することができる。ブラッグの整合条件が、当業界では周知であるように、伝搬する波長を決定する。干渉の間隔または周期（Λ）および格子への入射角（導波路の場合にはπ／２）は、以下の式によって、ピーク波長（λ）に関連付けられる。  
【数６】
2006515076.tif 000008
【００５７】
コア領域２１０６は、電界が存在しない場合には、光のすべての波長を反射するように構成することができるため、光学デバイス２１００は切替え可能なＦＯＦＰである。
【００５８】
本発明の別の実施形態において、ポリマー基板は、光導波チャネルを作製するために形成されてもよい。導波路は、一定の空間に向かって、たとえば、一定の角度で曲がる屈曲部の周囲または蛇行する経路に沿って、光を案内するように調整することが可能である。そのような導波路２２００の実施例が、図３７〜図３９に示されている。第一に、導波チャネル用の直角の空洞領域２２０８を含むように、ポリマーテンプレート２２０４がホログラフィまたはマスクを用いて基板２２０６上に作製される。ポリマーテンプレート２２０４の作製には、上述のコア領域およびクラッド領域を形成するための技術と類似のネガティブフォトレジストまたはポジティブフォトレジストを用いてもよい。基板２２０６は、電極２２１０を具備することが好ましい。次に、空洞の導波チャネル２２０８が、適切な場所の導波路のコアにおいて所望の屈折率変調を形成するために、Ｈ−ＰＤＬＣ材料によって充填され、続いてホログラフィック格子または強度格子に露光される。Ｈ−ＰＤＬＣ材料は、導波チャネル２２１２を形成する。
【００５９】
あるいは、多ビームホログラフィック露光を用いて、格子のないコア領域に複屈折コアを形成する。
【００６０】
導波路デバイス２２００の断面図が、図３９に示されている。電極２１１８を備える最上層２２１６がまた、デバイス２２００に含まれてもよい。また、電極と導波チャネル構造との間に、ポリマー層２２２０、２２２２を配置してもよい。電界が導波チャネル２２１２中のＨ−ＰＤＬＣ材料に印加される場合には、屈折率の変動が修正または除去されうる。
【００６１】
上記の仕様、実施例およびデータは、本発明の作製および構成物の使用に関する完全な説明を提供する。本発明の多くの実施形態は本発明の精神および範囲を逸脱することなく構成されることができるため、本発明は以下に添付される特許請求の範囲に属している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】方位角の平均化を示す光ファイバの側面図である。
【図２】従来技術のＦＯＦＰの平面図である。
【図３】図２の一部の拡大図である。
【図４】平面波の伝搬を表すために、本願明細書で用いられる約束事を示している。
【図５】θ＝４５°の３つの同時に生じるＳ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトルを示している。三角形の配列に関する６面対称性が示されている。
【図６】θ＝４５°の３つの同時に生じるＳ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った偏光状態を示している。三角形の配列に関する６面対称性が示されている。
【図７】θ＝４５°の３つの同時に生じるＳ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った放射照度を示している。三角形の配列に関する６面対称性が示されている。
【図８】θ＝４５°の３つの同時に生じるＰ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトルを示している。このパターンは、図５に示された事例のある種の反転である。
【図９】θ＝４５°の３つの同時に生じるＰ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った偏光状態を示している。図６に示された事例のある種の反転である。
【図１０】θ＝４５°の３つの同時に生じるＰ偏光の可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った放射照度を示している。図７に示された事例のある種の反転である。
【図１１】θ＝４５°および｛９６°、１７８°、８６°｝の偏光の３つの同時に生じる可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿ったベクトルを示している。この場合は図８に示された場合に類似しているが、最大放射照度照度と最小放射照度との間の差がさらに大きい。
【図１２】θ＝４５°および｛９６°、１７８°、８６°｝の偏光の３つの同時に生じる可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った偏光状態を示している。この場合は図９に示された場合に類似しているが、最大放射照度照度と最小放射照度との間の差がさらに大きい。
【図１３】θ＝４５°および｛９６°、１７８°、８６°｝の偏光の３つの同時に生じる可干渉平面波に関するＸ軸およびＹ軸に沿った放射照度を示している。この場合は図１０に示された場合に類似しているが、最大放射照度照度と最小放射照度との間の差がさらに大きい。
【図１４】図１２の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図している。
【図１５】図１２の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図している。
【図１６】図１２の干渉パターンのさらに詳細な図を提供している。
【図１７】図６の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図している。
【図１８】図６の放射パターンのＸ軸およびＹ軸における強度を作図している。
【図１９】図６の干渉パターンのさらに詳細な図を提供している。
【図２０】Ｓ偏光３ビーム干渉パターンに露光される光重合可能な樹脂材料の断面図である。
【図２１】図２０の光重合可能な樹脂における３ビーム干渉パターンの平面図である。
【図２２】異なる３ビーム干渉パターンに露光される光重合可能な樹脂材料の断面図である。
【図２３】図２２の光重合可能な樹脂における３ビーム干渉パターンの平面図である。
【図２４】マスクを用いた光パターンに露光される光反応性ポリマー材料の断面図である。
【図２５】異なるマスクを用いた光パターンに露光される光反応性ポリマーの断面図である。
【図２６】重合樹脂の固体のコア領域を具備する光学板の斜視図である。
【図２７】図２６または図２８のいずれかの光学板が第２のポリマーで埋め戻されたＦＯＦＰの等価な構造の斜視図である。
【図２８】中空コア領域を備えた重合樹脂の固体のクラッド領域を具備する光学板の斜視図である。
【図２９】ディスプレイデバイスにおける図２７のＦＯＦＰの側面図である。
【図３０】ディスプレイデバイス内部のさまざまな位置における図２７のＦＯＦＰの側面図である。
【図３１】ディスプレイデバイス内部のさまざまな位置における図２７のＦＯＦＰの側面図である。
【図３２】ディスプレイデバイス内部のさまざまな位置における図２７のＦＯＦＰの側面図である。
【図３３】ディスプレイデバイス内部のさまざまな位置における図２７のＦＯＦＰの側面図である。
【図３４】ホログラフィックブラッグ格子からなるクラッド領域を有する固体のコア領域を具備する光学板の斜視図である。
【図３５】ホログラフィックブラッグ格子を有するコア領域を備える固体のクラッド領域を具備する光学板の斜視図である。
【図３６】ホログラフィックブラッグ格子を有するコア領域を備える切替え可能な光学フィルタの斜視図である。
【図３７】直角の導波路テンプレートの斜視図である。
【図３８】直角の導波路の斜視図である。
【図３９】図３８において線３９−３９に沿って電極を具備する切替え可能な直角の導波路テンプレートの断面図である。
【図１】
2006515076.tif 000009
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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