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公開番号2025168058
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024073184
出願日2024-04-26
発明の名称ホログラム基板の製造方法、ホログラム基板、レプリカホログラム基板の製造方法及び積層ホログラム素子の製造方法
出願人日東電工株式会社
代理人弁理士法人まこと国際特許事務所
主分類G03H 1/04 20060101AFI20251030BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】ホログラム基板に設けられたアライメントマークを容易に精度良く読み取ることができるホログラム基板の製造方法等を提供する。
【解決手段】本発明は、ホログラム層20と、ホログラム層の外部に設けられた複数のアライメントマーク31、32と、を備えるホログラム基板100の製造方法である。本発明に係る製造方法は、感光材料10に対して、少なくとも1方向が感光材料の法線方向ではない互いに異なる2方向から光L1、L2を照射して干渉させることで、ホログラム層を形成するホログラム層形成工程ST2と、感光材料におけるホログラム層が形成される領域の外部に対して、感光材料の法線方向一方側及び他方側から光L1、L3を照射して干渉させることで、ホログラムからなるアライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程ST3と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ホログラム層と、前記ホログラム層の外部に設けられた複数のアライメントマークと、を備えるホログラム基板の製造方法であって、
感光材料に対して、少なくとも１方向が前記感光材料の法線方向ではない互いに異なる２方向から光を照射して干渉させることで、前記ホログラム層を形成するホログラム層形成工程と、
前記感光材料における前記ホログラム層が形成される領域の外部に対して、前記感光材料の法線方向一方側及び他方側から光を照射して干渉させることで、ホログラムからなる前記アライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、
を有するホログラム基板の製造方法。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記ホログラム層形成工程及び前記アライメントマーク形成工程よりも前に、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側に対向するように、前記ホログラム層に対応する箇所に設けられた第１開口部及び前記アライメントマークに対応する箇所に設けられた第２開口部を有し、その他の箇所で光を遮蔽するマスクを配置するマスク配置工程を有し、
前記ホログラム層形成工程において、前記マスクの前記第１開口部を介して、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側から光を照射し、
前記アライメントマーク形成工程において、前記マスクの前記第２開口部を介して、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側から光を照射する、
請求項１に記載のホログラム基板の製造方法。
【請求項３】
前記アライメントマーク形成工程において、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向他方側に対向するように、反射ミラーを配置し、前記マスクの前記第２開口部を介して、前記感光材料の法線方向一方側から前記感光材料に対して照射した光と、当該光が前記反射ミラーで反射して前記感光材料の法線方向他方側から前記感光材料に照射される光とを干渉させることで、前記アライメントマークを形成する、
請求項２に記載のホログラム基板の製造方法。
【請求項４】
ホログラム層と、複数のアライメントマークと、を備えるホログラム基板であって、
前記アライメントマークは、ホログラムから形成されており、
前記ホログラム層に対して、前記ホログラム層の法線方向一方側から光を照射した場合に生じる回折光の方向は、前記ホログラム層の法線方向ではなく、
前記アライメントマークに対して、前記アライメントマークの法線方向一方側から光を照射した場合に生じる回折光の方向は、前記アライメントマークの法線方向である、
ホログラム基板。
【請求項５】
請求項４に記載のホログラム基板をマスターホログラム基板として用意し、これを複製したレプリカホログラム基板を製造する方法であって、
前記マスターホログラム基板に対して、前記マスターホログラム基板の法線方向一方側に対向するように、感光材料を配置する感光材料配置工程と、
前記感光材料の法線方向一方側から前記感光材料に対して照射した光と、当該光が前記マスターホログラム基板に照射されることで生じる回折光とを干渉させることで、前記感光材料に前記マスターホログラム基板の前記ホログラム層及び前記アライメントマークを複製する複製工程と、
を有するレプリカホログラム基板の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載のホログラム基板として、赤色波長の光を照射することで形成された、前記ホログラム層である赤色ホログラム層と、前記アライメントマークである赤色アライメントマークと、を有する赤色ホログラム基板と、緑色波長の光を照射することで形成された、前記ホログラム層である緑色ホログラム層と、前記アライメントマークである緑色アライメントマークと、を有する緑色ホログラム基板と、青色波長の光を照射することで形成された、前記ホログラム層である青色ホログラム層と、前記アライメントマークである青色アライメントマークと、を有する青色ホログラム基板と、を用意し、
前記赤色ホログラム基板、前記緑色ホログラム基板及び前記青色ホログラム基板を積層することで、積層ホログラム素子を製造する方法であって、
前記赤色ホログラム基板の前記赤色アライメントマークに対して、前記赤色ホログラム基板の法線方向一方側から赤色波長を含む波長の第１照明光を照射し、前記赤色ホログラム基板の法線方向一方側から前記赤色アライメントマークを撮像することで第１撮像画像を取得し、前記緑色ホログラム基板の前記緑色アライメントマークに対して、前記緑色ホログラム基板の法線方向一方側から緑色波長を含む波長の第２照明光を照射し、前記緑色ホログラム基板の法線方向一方側から前記緑色アライメントマークを撮像することで第２撮像画像を取得し、前記青色ホログラム基板の前記青色アライメントマークに対して、前記青色ホログラム基板の法線方向一方側から青色波長を含む波長の第３照明光を照射し、前記青色ホログラム基板の法線方向一方側から前記青色アライメントマークを撮像することで第３撮像画像を取得する撮像画像取得工程と、
前記第１撮像画像、前記第２撮像画像及び前記第３撮像画像をそれぞれ画像処理することで、前記赤色アライメントマーク、前記緑色アライメントマーク及び前記青色アライメントマークの座標を検出する座標検出工程と、
前記赤色アライメントマーク、前記緑色アライメントマーク及び前記青色アライメントマークの座標が合致するように、前記赤色ホログラム基板、前記緑色ホログラム基板及び前記青色ホログラム基板の位置を調整する位置調整工程と、
位置調整後の前記赤色ホログラム基板、前記緑色ホログラム基板及び前記青色ホログラム基板を貼り合わせる貼り合わせ工程と、
を有する積層ホログラム素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム基板の製造方法、ホログラム基板、レプリカホログラム基板の製造方法及び積層ホログラム素子の製造方法に関する。特に、本発明は、複数のホログラム基板（レプリカホログラム基板を含む）を積層することで、積層ホログラム素子を製造する際に、各ホログラム基板に設けられたアライメントマークを容易に精度良く読み取ることができ、各ホログラム基板を容易に精度良く位置合わせすることができるホログラム基板の製造方法、ホログラム基板、レプリカホログラム基板の製造方法及び積層ホログラム素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、赤色ホログラム層、緑色ホログラム層及び青色ホログラム層を積層することで、積層ホログラム素子を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、この積層ホログラム素子を導光板として用いる場合、各ホログラム層の位置がズレていると、赤色波長の光、緑色波長の光及び青色波長の光の各導光方向にズレが生じ、色の再現性が低下するといった問題が生じる。
【０００３】
このため、特許文献１に記載の製造方法では、各ホログラム層（特許文献１では、干渉縞形成領域）の外部に位置合わせ用のアライメントマークを設けることが提案されている。特許文献１に記載のアライメントマークには、ホログラム層と同じ干渉縞が形成されている（例えば、特許文献１の段落００９７）。このため、アライメントマークを読み取る際には、各ホログラム層を支持する基板（特許文献１では、導光板１２１、支持体１２４）の端面から照明光を入射し、アライメントマークで生じた回折光（反射回折光）を撮像手段で検出して撮像する必要がある（例えば、特許文献１の段落００９７）。
アライメントマークを精度良く読み取るために（アライメントマークの撮像画像のひずみを抑制するために）、アライメントマークをその法線方向（ホログラム層の法線方向）から撮像するには（アライメントマークで生じる回折光の方向がアライメントマークの法線方向になるには）、上記基板への照明光の入射角が、アライメントマークの干渉縞に応じた（換言すれば、ホログラム層の干渉縞に応じた）特定の条件（ブラッグ条件）を満足する必要がある（例えば、特許文献１の段落００９３）。このため、基板への照明光の入射角がこの条件から外れると、アライメントマークで生じる回折光の方向がアライメントマークの法線方向からズレてしまい、アライメントマークの読み取り精度が低下するという問題がある。一方で、この条件を満足させるためには、照明光の配置位置や入射角度、照明光が入射する基板の形状等に多くの制約が生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１７５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、複数のホログラム基板を積層することで、積層ホログラム素子を製造する際に、各ホログラム基板に設けられたアライメントマークを容易に精度良く読み取ることができ、各ホログラム基板を容易に精度良く位置合わせすることができるホログラム基板の製造方法、ホログラム基板、レプリカホログラム基板の製造方法及び積層ホログラム素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、ホログラム層と、前記ホログラム層の外部に設けられた複数のアライメントマークと、を備えるホログラム基板の製造方法であって、感光材料に対して、少なくとも１方向が前記感光材料の法線方向ではない互いに異なる２方向から光を照射して干渉させることで、前記ホログラム層を形成するホログラム層形成工程と、前記感光材料における前記ホログラム層が形成される領域の外部に対して、前記感光材料の法線方向一方側及び他方側から光を照射して干渉させることで、ホログラムからなる前記アライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、を有するホログラム基板の製造方法を提供する。
【０００７】
本発明に係るホログラム基板の製造方法によれば、ホログラム層形成工程において、感光材料に対して、互いに異なる２方向（少なくとも１方向が感光材料の法線方向ではない）から光を照射して干渉させることで、ホログラム層が形成される。一方、アライメントマーク形成工程において、感光材料におけるホログラム層が形成される領域の外部に対して、感光材料の法線方向一方側及び他方側から光を照射して（すなわち、同じ法線方向であるが逆向きの光を照射して）干渉させることで、ホログラムからなるアライメントマークが形成される。すなわち、ホログラム層を形成する場合と、アライメントマークを形成する場合とで、用いる光の方向が異なるため、ホログラム層を構成する干渉縞と、アライメントマークを構成する干渉縞は、特許文献１と違って同じではなく、異なるものである。
そして、アライメントマークは、感光材料の法線方向一方側及び他方側から光を照射して干渉させることで形成されるため、例えば、ホログラム基板に設けられたアライメントマークに対して、ホログラム基板の法線方向一方側から照明光を照射すれば、アライメントマークで生じる回折光（反射回折光）は、ホログラム基板の法線方向一方側に進行することになる。このため、撮像手段をホログラム基板の法線方向一方側に配置し、この撮像手段でアライメントマークで生じる回折光をホログラム基板の法線方向一方側から検出して撮像することで、ホログラム基板に設けられたアライメントマークを容易に精度良く読み取ることができる。したがって、複数のホログラム基板を容易に精度良く位置合わせすることができる。
なお、仮に、アライメントマークを読み取る際に、アライメントマーク及びホログラム層の双方に対して、ホログラム基板の法線方向一方側から照明光を同時に照射したとしても、ホログラム層で生じる回折光（反射回折光）は、アライメントマークで生じる回折光と異なり、ホログラム基板の法線方向一方側からズレて進行することになるため、撮像手段で検出され難く、アライメントマークのみを比較的高いコントラストで撮像可能である。
【０００８】
本発明のホログラム層形成工程では、前述のように、互いに異なる２方向から光を干渉させることでアライメントマークが形成されるが、アライメントマーク形成工程と同様に、２方向のうちの１方向を感光材料の法線方向にすれば、両工程で共通する光源を使用できる点で効率的である。
すなわち、本発明に係るホログラム基板の製造方法において、好ましくは、前記ホログラム層形成工程及び前記アライメントマーク形成工程よりも前に、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側に対向するように、前記ホログラム層に対応する箇所に設けられた第１開口部及び前記アライメントマークに対応する箇所に設けられた第２開口部を有し、その他の箇所で光を遮蔽するマスクを配置するマスク配置工程を有し、前記ホログラム層形成工程において、前記マスクの前記第１開口部を介して、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側から光を照射し、前記アライメントマーク形成工程において、前記マスクの前記第２開口部を介して、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向一方側から光を照射する。
【０００９】
上記の好ましい方法によれば、ホログラム層形成工程及びアライメントマーク形成工程の双方で、感光材料の法線方向一方側から光を照射する共通の光源を使用できるため、効率的に両工程を実行可能である。また、ホログラム層形成工程では、マスクの第２開口部を閉塞し（第１開口部のみで光を通過させ）、アライメントマーク形成工程では、マスクの第１開口部を閉塞する（第２開口部のみで光を通過させる）ことで、第１開口部及び第２開口部の双方を含む領域に広がる大きな寸法の光を照射する光源を使用できる。さらに、感光材料に形成されるホログラム層とアライメントマークとの位置関係は、マスクにおける第１開口部と第２開口部との位置関係によって決まるため、同じマスクを用いてホログラム層及びアライメントマークを形成することで、両者の位置関係のバラツキの少ないホログラム基板を製造可能である。
【００１０】
好ましくは、前記アライメントマーク形成工程において、前記感光材料に対して、前記感光材料の法線方向他方側に対向するように、反射ミラーを配置し、前記マスクの前記第２開口部を介して、前記感光材料の法線方向一方側から前記感光材料に対して照射した光と、当該光が前記反射ミラーで反射して前記感光材料の法線方向他方側から前記感光材料に照射される光とを干渉させることで、前記アライメントマークを形成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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