特開 2024-152736 ホログラフィック光学素子およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024152736

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】ホログラフィック光学素子およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/32 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

G02B5/32

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024119641

(22)【出願日】2024-07-25

(62)【分割の表示】P 2021562862の分割

【原出願日】2020-09-24

(31)【優先権主張番号】10-2019-0121206

(32)【優先日】2019-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】スン・ヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ミン・ス・ソン

(72)【発明者】

【氏名】ソ・ヨン・チュ

(72)【発明者】

【氏名】ヘ・ウォン・ファン

(57)【要約】

【課題】位置に応じて高さが互いに異なるホログラフィック格子を有するホログラフィック光学素子およびこれを容易に形成できる製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施例は、（ａ）基材の一面に感光樹脂を塗布して感光基材を形成するステップと、（ｂ）前記感光基材の一面および他面にそれぞれレーザ光を照射してホログラフィック格子を記録するステップと、を含み、前記（ａ）ステップは、所定の方向に沿って前記感光樹脂の塗布層の高さが異なるように前記感光樹脂を塗布する、ホログラフィック格子を備えるホログラフィック光学素子の製造方法を提供する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）基材の一面に感光樹脂を塗布して感光基材を形成するステップと、
（ｂ）前記感光基材の一面および他面にそれぞれレーザ光を照射してホログラフィック格子を記録するステップと、を含み、
前記（ａ）ステップは、
所定の方向に沿って前記感光樹脂の塗布層の高さが異なるように前記感光樹脂を塗布し、
前記ホログラフィック格子は、前記感光樹脂の塗布層の全高さにわたって記録され、前記ホログラフィック格子の幅は互いに同一である、ホログラフィック格子を備え、
前記基材は導光板に付着可能なフィルムタイプであり、
前記（ａ）ステップは、
（ａ２－１）前記基材を前記感光樹脂の収容された容器に浸漬するステップと、
（ａ２－２）前記基材を一方向に移動させて前記容器から離脱させるステップと、を含み、
前記（ａ２－２）ステップは、前記基材の移動速度を変化させて前記基材を前記容器から離脱させる、または
（ａ４）地面に対して前記基材の一面を傾けた状態で前記感光樹脂を提供して前記感光樹脂を乾燥させる、透過型ホログラフィック光学素子の製造方法。

【請求項2】

前記感光樹脂の塗布層は、所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成される、請求項１に記載の透過型ホログラフィック光学素子の製造方法。

【請求項3】

基材の一面に形成される感光樹脂塗布層と、該感光樹脂塗布層に記録される複数のホログラフィック格子とを含む透過型ホログラフィック光学素子において、
前記感光樹脂塗布層は、所定の方向に沿って高さが異なるように形成され、
前記ホログラフィック格子は、前記所定の方向に沿って高さが異なるように形成され、
前記ホログラフィック格子は、前記感光樹脂塗布層の全高さにわたって記録され、前記ホログラフィック格子の幅は互いに同一であり、
前記感光樹脂塗布層の高さの最小値は５ｕｍであり、最大値は１５ｕｍであり、
前記基材は導光板に付着可能なフィルムタイプである、ことを特徴とする透過型ホログラフィック光学素子。

【請求項4】

前記感光樹脂塗布層は、前記所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成され、
前記ホログラフィック格子は、前記所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成される、請求項３に記載の透過型ホログラフィック光学素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２０１９年９月３０日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０１９－０１２１２０６号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本発明に組み込まれる。本発明は、ホログラフィック光学素子およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、複合現実（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、または仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）を実現するディスプレイ装置への関心が高まるにつれ、これを実現するディスプレイ装置に関する研究が活発に行われる傾向にある。拡張現実、複合現実、または仮想現実を実現するディスプレイユニットは、光の波動的性質に基づく回折現象を利用する回折導光板を含んでいる。

【0003】

このような回折導光板としては、主に、複数の凹凸格子パターンを有する複数の回折光学素子を備えるタイプと、感光材料にホログラフィック格子パターンが記録された透過型ホログラフィック光学素子を備えるタイプとが用いられる。

【0004】

図１は、透過型ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の一形態を概略的に示す図である。

【0005】

回折導光板１は、外部光源（図示せず）または導光板２の他の領域から提供された光Ｌを内部反射により一側Ａから他側Ｂへガイドする導光板２と、導光板２の一面２ａに提供され、導光板２の内部でガイドされる光の一部Ｌａを回折によって異なる方向に指向させるホログラフィック光学素子３とを備える。

【0006】

ホログラフィック光学素子３は、感光材料がコーティングされた感光基材の両面側にレーザ光が干渉されて複数のホログラフィック格子３ａが記録されて提供される。

【0007】

図１に示された形態の回折導光板１における複数のホログラフィック格子３ａは、すべて同一の幅を有するように構成されているが、一般的に、ホログラフィック格子３ａによる光の回折効率は格子パターン３ａの幅に比例する傾向がある。ここで、回折効率は、ホログラフィック光学素子３に到達した光Ｌに対する、回折される光Ｌａの比率として定義される。

【0008】

一方、導光板２の内部でガイドされる光量は、ホログラフィック光学素子３を介した回折によって異なる方向に指向されて消失する回折光Ｌａのため、一側Ａから他側Ｂへいくほど減少する。この時、ホログラフィック格子３ａによる光の回折効率が各ホログラフィック格子３ａごとにすべて同一であれば、一側Ａから他側Ｂへいくほどホログラフィック格子３ａに到達する光量は減少するのに対し、回折効率はすべて同一であるので、回折光Ｌａの光量も一側Ａから他側Ｂへいくほど減少するほかない。すなわち、ディスプレイのために、ホログラフィック格子３ａによって回折された回折光Ｌａの均一度が低下する問題があった。

【0009】

図２は、透過型ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の他の形態を概略的に示す図である。

【0010】

上記の一形態における回折導光板１において回折光Ｌａの均一度が低下する問題を改善するために、他の形態における回折導光板１’は、複数のホログラフィック格子３ａ’の幅が一側Ａから他側Ｂへいくほど増加するように構成される。これにより、ホログラフィック格子３ａ’の回折効率は一側Ａから他側Ｂへいくほど増加するが、一側Ａから他側Ｂへいくほどホログラフィック格子３ａ’に到達する光量が減少しても、回折効率が次第に向上するので、回折光Ｌａ’の光量は、一側Ａから他側Ｂへいっても、実質的に同一に実現することができる。

【0011】

一方、図２に示されるような、一側Ａから他側Ｂへいくほど格子パターン３ａ’の幅が増加するホログラフィック光学素子３’を形成するために、一般的に、次のようなレーザ光による記録工程が用いられる。

【0012】

図３は、透過型ホログラフィック光学素子を製造するためのレーザ光の記録工程の一例を簡略に示す図である。

【0013】

まず、基材３１の一面に感光樹脂３２が塗布された感光基材３０を用意する。基材３１は、一例として、後に導光板に付着してもよいフィルムタイプで提供される。基材３１の他の例として、光を案内できる導光板として直接提供されてもよい。

【0014】

そして、感光基材３０の一面３０ａおよび他面３０ｂにそれぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射してホログラフィック格子を記録する。ここで、ホログラフィック格子の幅を感光基材３０の一側Ａから他側Ｂへいくほど増加させるために、レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光量および／または照射時間を一側Ａから他側Ｂへいくほど増加させる必要がある。ただし、このような、位置ごとにレーザ光Ｌ１、Ｌ２の光量および／または照射時間を増加させる工程は、複雑であり、位置に応じて連続的に変調することも困難な点があった。

【0015】

前述した背景技術は発明者が本発明の実施例の導出のために保有しているか、導出過程で習得した技術情報であって、必ずしも本発明の実施例の出願前に一般の公衆に公開された公知技術であるとは限らない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明の目的は、位置に応じて高さが互いに異なるホログラフィック格子を有するホログラフィック光学素子およびこれを容易に形成できる製造方法を提供することである。

【0017】

ただし、本発明が解決しようとする課題は上述した課題に制限されず、述べていないさらに他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の実施例は、（ａ）基材の一面に感光樹脂を塗布して感光基材を形成するステップと、（ｂ）前記感光基材の一面および他面にそれぞれレーザ光を照射してホログラフィック格子を記録するステップと、を含み、前記（ａ）ステップは、所定の方向に沿って前記感光樹脂の塗布層の高さが異なるように前記感光樹脂を塗布する、ホログラフィック格子を備えるホログラフィック光学素子の製造方法を提供する。

【0019】

本実施例において、前記感光樹脂の塗布層は、所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成される。

【0020】

本実施例において、前記（ａ）ステップは、複数の位置で前記基材の一面に前記感光樹脂を噴射し、且つ位置ごとに前記感光樹脂の噴射量を異ならせることができる。

【0021】

本実施例において、前記（ａ）ステップは、（ａ－１）前記基材を前記感光樹脂の収容された容器に浸漬するステップと、（ａ－２）前記基材を一方向に移動させて前記容器から離脱させる（取り出す）ステップと、を含み、前記（ａ－２）ステップは、前記基材の移動速度を変化させて前記基材を前記容器から離脱させることができる。

【0022】

本実施例において、前記（ａ）ステップは、（ａ－１）前記基材と補助基材との間に前記感光樹脂を提供するステップと、（ａ－２）前記基材および補助基材のうち少なくとも１つを移動させるステップと、を含み、前記（ａ－２）ステップは、前記基材および前記補助基材のいずれか一方に対する他方の相対移動速度を変化させて前記少なくとも１つを移動させることができる。

【0023】

本実施例において、前記（ａ）ステップは、地面に対して前記基材の一面を傾けた状態で前記感光樹脂を提供して前記感光樹脂を乾燥させることができる。

【0024】

他の実施例において、基材の一面に形成される感光樹脂塗布層と、該感光樹脂塗布層に記録される複数のホログラフィック格子とを含むホログラフィック光学素子において、感光樹脂塗布層が所定の方向に沿って高さが異なるように形成され、前記ホログラフィック格子は、前記所定の方向に沿って高さが異なるように形成されるホログラフィック光学素子を提供する。

【0025】

他の実施例において、感光樹脂塗布層が所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成され、前記ホログラフィック格子は、前記所定の方向に沿って次第に高さが高くなるように形成される。

【0026】

他の実施例において、ホログラフィック格子が感光樹脂塗布層の全高さにわたって記録され、前記ホログラフィック格子の幅は互いに同一であってもよい。

【発明の効果】

【0027】

本発明の実施例によれば、位置に応じて高さが互いに異なるホログラフィック格子を容易に形成することができる。

【0028】

また、本発明の実施例によれば、感光樹脂塗布層が所定の方向に沿って高さが異なるようにし、この感光樹脂塗布層にホログラフィック格子を記録することにより、ホログラフィック光学素子の回折効率を調節することができる。

【0029】

さらに、回折導光板に、本発明の実施例によるホログラフィック光学素子を適用する場合、回折導光板の一側から他側へいくほどホログラフィック格子に到達する光量が減少しても、ホログラフィック光学素子の回折効率が次第に増加するように構成すれば、回折導光板における回折光の光量が実質的に同一に実現できる。

【0030】

本発明の効果は上述した効果に限定されるものではなく、述べていない効果は本願明細書および添付した図面から当業者に明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】透過用ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の一形態を概略的に示す図である。

【図2】透過型ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の他の形態を概略的に示す図である。

【図3】透過型ホログラフィック光学素子を製造するためのレーザ光の記録工程の一例を簡略に示す図である。

【図4】本発明の実施例による透過型ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の一形態を概略的に示す図である。

【図5】本発明の実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。

【図6】本発明の実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。

【図7】本発明の実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。

【図8】第１実施例による基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【図9】第２実施例による基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【図10】第３実施例により基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【図11】第４実施例により基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【図12】本発明の実施例および比較例の回折効率を比較するグラフである。

【図13】本発明の実施例および比較例の光量を比較するグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

本発明は、添付した図面とともに詳細に後述する実施例を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現され、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。

【0033】

一方、本明細書で使われた用語は実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文言で特に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使われる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は、１つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使われるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。

【0034】

図４は、本発明の実施例による透過型ホログラフィック光学素子を備える回折導光板の一形態を概略的に示す図である。

【0035】

本発明の実施例による回折導光板１０は、導光板１１と、導光板１１の一面１１ａに提供されたホログラフィック光学素子１２とを備えることができる。

【0036】

ホログラフィック光学素子１２は、感光樹脂塗布層１２ｂの両面側にレーザ光が干渉され、複数のホログラフィック格子１２ａが記録されて提供される。

【0037】

ホログラフィック光学素子１２の感光樹脂塗布層１２ｂは、一側Ａから他側Ｂへいくほど高さが高くなるように構成されており、図４に示されるように、ホログラフィック格子１２ａが感光樹脂塗布層１２ｂの全高さにわたって記録されているので、ホログラフィック格子１２ａも、感光樹脂塗布層１２ｂと同様に、一側Ａから他側Ｂへいくほど高さが高くなるように実現される。

【0038】

図４に示された回折導光板１０における複数のホログラフィック格子１２ａは、一側Ａから他側Ｂへいくほど高さが高くなるように構成されているが、ホログラフィック格子１２ａによって光が回折される回折効率は、ホログラフィック格子１２ａの高さが増加するに伴って増加可能である。したがって、一側Ａから他側Ｂへいくほどホログラフィック格子１２ａに到達する光量が減少しても、回折効率が次第に増加するので、回折光Ｌａ’’の光量は、一側Ａから他側Ｂへいっても、実質的に同一に実現できる。

【0039】

本発明の一実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法は、位置に応じて高さが異なる複数のホログラフィック格子が形成されたホログラフィック光学素子を製造するための方法に関する。例えば、本実施例により製造されたホログラフィック光学素子は、図４に示されるように、一側Ａから他側Ｂへいくほど複数のホログラフィック格子１２ａの高さが高くなるように構成される。

【0040】

図５～７は、本発明の一実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法を説明するための図である。

【0041】

本発明の一実施例によるホログラフィック光学素子の製造方法は、（ａ）基材の一面に感光樹脂を塗布して感光基材を形成するステップと、（ｂ）感光基材の一面および他面にそれぞれレーザ光を照射してホログラフィック格子を記録するステップと、を含むことができる。

【0042】

前記（ａ）ステップは、基材５１の一面に感光樹脂を塗布して感光樹脂塗布層５２を形成することにより、感光樹脂塗布層５２を含む感光基材５０を形成するステップである。基材５１は、一例として、後に導光板に付着してもよいフィルムタイプで提供される。基材５１の他の例として、光を案内できる導光板として直接提供されてもよい。基材５１が導光板の場合、高屈折特性を有するガラス基板またはプラスチック基板が用いられる。感光樹脂としては、フォトポリマー（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ）、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）、シルバーハライドエマルジョン（ｓｉｌｖｅｒ ｈａｌｉｄｅ ｅｍｕｌｓｉｏｎ）、重クロム酸ゼラチン（ｄｉｃｈｒｏｍａｔｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ）、フォトグラフィックエマルジョン（ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｍｕｌｓｉｏｎ）、フォトサーモプラスチック（ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）または光回折（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ）材料などが使用できる。

【0043】

ここで、（ａ）ステップは、所定の方向に沿って感光樹脂塗布層５２の高さが異なるように感光樹脂５２’を塗布することができる。感光樹脂塗布層５２は、図５に示されるように、連続的に形成された感光樹脂塗布層５２の高さｈ’が一側Ｃから他側Ｄへいくほど次第に高くなるように形成されてもよい。

【0044】

図６および７を参照すれば、前記（ｂ）ステップは、感光基材５０の一面５０ａおよび他面５０ｂにそれぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射してホログラフィック格子６１ａを記録するステップである。図６を参照すれば、図５に示された形態の一側Ｃから他側Ｄへいくほど樹脂塗布層５２の高さｈ’が増加する形態である感光基材５０の一面５０ａおよび他面５０ｂにそれぞれレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射する。ここで、感光基材５０の一面５０ａおよび他面５０ｂに照射される第１レーザ光Ｌ１および第２レーザ光Ｌ２は、レーザ光の種類ごとに位置に応じた光量および／または照射時間を同一にすることで、図７に示されるように、ホログラフィック格子６１ａの幅を実質的に同一に形成することができる。一方、感光樹脂塗布層５２の高さは、一側Ｃから他側Ｄへいくほど高く構成されているため、感光樹脂塗布層５２に記録されるホログラフィック格子６１ａの高さも、一側Ｃから他側Ｄへいくほど高く形成されたホログラフィック光学素子６１を製造することができる。ここで、ホログラフィック格子６１ａの高さは、ホログラフィック格子６１ａ間の底面からホログラフィック格子６１ａの上面までの高さを意味することができる。そして、ホログラフィック格子６１ａ間の底面は、基材５１の一面と同一の高さであってもよい。したがって、ホログラフィック格子６１ａは、基材５１の一面から異なる高さを有するように形成される。

【0045】

図８は、第１実施例による基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【0046】

図８を参照すれば、前記（ａ）ステップは、複数の位置で基材５１の一面に感光樹脂５２’を噴射し、且つ位置ごとに感光樹脂５２’の噴射量を異ならせることができる。この場合、複数の噴射装置８０を複数配列して、各噴射装置８０による感光樹脂の噴射量を異ならせて制御することもでき、噴射装置８０を１つのみ用いる場合であっても、噴射装置８０あるいは基材５１を移動させていきながら位置ごとに噴射装置８０による感光樹脂の噴射量を異ならせて制御することもできる。

【0047】

図９は、第２実施例による基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【0048】

図９を参照すれば、前記（ａ）ステップは、（ａ－１）基材５１を感光樹脂５２’の収容された容器９０に浸漬するステップ（図９（ａ）および（ｂ）参照）と、（ａ－２）基材５１を一方向に移動させて容器９０から離脱させるステップ（図９（ｃ）参照）と、を含むことができる。ここで、容器９０には感光樹脂５２’が溶液状態で提供される。ここで、（ａ－２）ステップは、基材５１の移動速度を変化させて基材５１を容器９０から離脱させることができる。例えば、基材５１を容器９０から離脱させる間に次第に基材５１の移動速度を増加させれば、基材５１の上部５１ｕから下部５１ｄへいくほど感光樹脂塗布層５２の高さは次第に低く形成される。他の例として、基材５１を容器９０から離脱させる間に次第に基材５１の移動速度を減少させれば、基材５１の上部５１ｕから下部５１ｄへいくほど感光樹脂塗布層５２の高さは次第に高く形成される。

【0049】

図１０は、第３実施例により基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【0050】

図１０を参照すれば、前記（ａ）ステップは、（ａ－１）基材５１と補助基材１００との間に感光樹脂を提供するステップと、（ａ－２）基材５１および補助基材１００のうち少なくとも１つを移動させるステップと、を含むことができる。ここで、感光樹脂５２’は、基材５１と補助基材１００との間に溶液状態で提供される。ここで、（ａ－２）ステップは、基材５１および補助基材１００のいずれか一方に対する他方の相対移動速度を変化させて基材５１および補助基材１００の少なくとも１つを移動させることができる。例えば、基材５１および補助基材１００の相対移動速度を増加させれば、補助基材１００の移動方向に沿って基材５１上の感光樹脂塗布層５２の高さは次第に低く形成される。他の例として、基材５１および補助基材１００の相対移動速度を減少させれば、補助基材１００の移動方向に沿って基材５１上の感光樹脂塗布層５２の高さは次第に高く形成される。

【0051】

上記のような第３実施例により基材５１の一面に感光樹脂塗布層５２を形成する方法は、補助基材１００と、該補助基材１００を基材５１に対して相対移動させるメカニズムを機構化し制御するのに容易で、大量生産のための工程として好適であり得る。

【0052】

図１１は、第４実施例により基材の一面に感光樹脂塗布層を形成する方法を概略的に示す図である。

【0053】

図１１を参照すれば、前記（ａ）ステップは、地面Ｅに対して基材５１の一面５１ａを傾けた状態で感光樹脂５２’を提供し、且つ地面Ｅに対する基材５１の一面の傾きを変化させて感光樹脂を乾燥させることができる。まず、地面Ｅに対して基材５１の一面５１ａを傾けた状態で感光樹脂５２’の溶液がキャスティングされると、感光樹脂５２’の上面は、図１１（ａ）に示されるように、地面Ｅと平行な状態を維持することができる。この時、基材５１の一面５１ａが地面Ｅに対して傾いているので、基材５１の一面５１ａと感光樹脂５２’の上面との間の距離は、一側Ｃから他側Ｄへいくほど次第に増加した形態であってもよい。この状態で、感光樹脂５２’を乾燥させると、基材５１の一面５１ａと感光樹脂５２’の上面との間の距離が一側Ｃから他側Ｄへいくほど次第に増加した形態で感光樹脂塗布層５２が形成される。図１１（ｂ）に示されるように、基材５１の一面５１ａを地面Ｅと平行に整列すれば、感光樹脂塗布層５２は、基材５１の一側Ｃから他側Ｄへいくほどその高さが増加する形態を呈するようになる。

【0054】

本発明の実施例によれば、位置に応じて高さが互いに異なるホログラフィック格子を容易に形成することができる。

【実施例0055】

図１２は、本発明の実施例および比較例の回折効率を比較するグラフである。

【0056】

このために、感光樹脂塗布層の両面にそれぞれレーザ光を照射してホログラフィック格子を記録した。波長５３２ｎｍおよび出力２５０ｍＷのレーザ光を用い、感光樹脂塗布層に照射される基準光と物体光はＢＲ（Ｂｅａｍ ｒａｔｉｏ）が１となるようにパワーを同一に２ｍＷとした。レーザ光を感光樹脂塗布層に０度と６０度の角度でそれぞれ入射させてホログラフィック格子を記録し、記録時間は１０秒と同一に行った。

【0057】

この時、実施例１では、本発明の実施例により感光樹脂塗布層の高さが増加するように構成した感光基材を用い、比較例１では、感光樹脂塗布層の高さが一定である感光基材を用いた。

【0058】

実施例１および比較例１のホログラフィック光学素子は、一側から他側へ、一定の間隔で測定位置を４ヶ所（＃１～＃４）決めて、各地点における回折光と透過光の強度を測定した。回折光と透過光の強度は、パワーメーターを用いて５３２ｎｍに相当する光量を測定して得た。

【0059】

回折光と透過光の強度を用いて、下記の数式で感光樹脂塗布層の高さ、すなわち、ホログラフィック格子の高さに応じた相対回折効率を調べた。

【0060】

＜式＞

【0061】

相対回折効率＝｛回折光の強度／（回折光の強度＋透過光の強度）｝Ｘ１００

【0062】

比較例および実施例の値を比較する下記表１をみると、測定位置に応じて感光樹脂塗布層の高さが変化する実施例１では、高さに応じて回折効率が変化することを確認することができ、より具体的には、高さに比例して回折効率が増加することを確認することができる。これに対し、感光樹脂塗布層の高さが一定である比較例１では、高さに応じて回折効率値が実質的に変化なく同等レベルにとどまっている。

【0063】

【表1】

【0064】

感光樹脂塗布層の高さ、言い換えれば、記録されたホログラフィック格子の高さに応じて光学素子の回折効率を調節可能になるので、これを利用してホログラフィック光学素子の領域に応じた回折効率を調節することができる。

【0065】

したがって、図４に示された回折導光板１０のように、複数のホログラフィック格子１２ａを一側Ａから他側Ｂへいくほど高さが高くなるように構成することにより、ホログラフィック光学素子１２の回折効率が次第に増加するように構成すれば、ホログラフィック光学素子１２に到達する光量が減少しても、回折導光板１０における回折光の光量が実質的に同一に実現できる。

【0066】

図１３は、上記のような回折導光板における本発明の実施例および比較例の出射光量の差を確認できるグラフである。

【0067】

実施例２は、本発明の実施例により感光樹脂塗布層の高さが増加するように構成された感光基材にホログラフィック格子を記録して回折導光板を構成し、図４に示されるように、導光板上に一側から他側へいくほど高さが増加する複数のホログラフィック格子が記録された形状からなる。比較例２は、図１に示されるように、導光板上に高さが一定である感光樹脂塗布層に複数のホログラフィック格子が記録されて回折導光板を構成した。実施例２および比較例２でホログラフィック格子を記録する方法は、前記実施例１および比較例１と同様の方法で行い、且つ測定位置に応じた感光樹脂塗布層の高さは下記表のように異なるように構成した。

【0068】

実施例２および比較例２の回折導光板は、一側から他側へ、一定の間隔をおいて測定位置を６ヶ所（＃１～＃６）決めて、各地点における感光樹脂塗布層の高さと出射光量を測定した。出射光量は、導光板に１００ｕＷの光量の５３２ｎｍの入射光を入射させて、導光板の一側から他側へ進行する間に、各測定位置でホログラフィック光学素子を介して出射される出射光の光量を測定して得た。実施例２および比較例２の測定位置ごとの感光樹脂塗布層の高さと出射光量は、下記表２の通りである。

【0069】

【表2】

【0070】

図１３により実施例２および比較例２を比較すれば、感光樹脂塗布層の高さを次第に高くする実施例２では、測定位置にかかわらず出射光の光量が実質的に同一に維持されることを確認することができる。これに対し、感光樹脂塗布層の高さが一定に維持される場合、出射光量が一側から他側へいくほど急激に減少することを確認することができる。

【0071】

たとえ、本発明が上述した好ましい実施例に関して説明されたが、発明の要旨と範囲を逸脱することなく多様な修正や変形をすることが可能である。したがって、添付した特許請求の範囲には、本発明の要旨に属する限り、かかる修正や変形を含む。

【符号の説明】

【0072】

２ａ 一面
３，３ａ，３ａ’ ホログラフィック光学素子
１１ａ 一面
１２ ホログラフィック光学素子
１２ａ ホログラフィック格子
１２ｂ 感光樹脂塗布層
３０ 基材
３０ａ 一面
３０ｂ 他面
３１ 基材
３２ 感光樹脂
５０ 感光基材
５０ａ 一面
５０ｂ 他面
５１ 基材
５１ａ 一面
５２ 樹脂塗布層
５２’ 感光樹脂
６１ ホログラフィック光学素子
６１ａ ホログラフィック格子
９０ 容器
１００ 補助基材
Ｅ 地面
Ｌ 光
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ レーザ光
Ｌａ 光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【外国語明細書】