JP2002124113A - Flat lighting device - Google Patents
Flat lighting deviceInfo
- Publication number
- JP2002124113A JP2002124113A JP2001221062A JP2001221062A JP2002124113A JP 2002124113 A JP2002124113 A JP 2002124113A JP 2001221062 A JP2001221062 A JP 2001221062A JP 2001221062 A JP2001221062 A JP 2001221062A JP 2002124113 A JP2002124113 A JP 2002124113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- hologram
- light guide
- light source
- guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶等の対象物の
バックライトのように、光源から導光体へ入射した光を
散乱させ、導光体の出射面から照明光を出射する面照明
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface illumination that scatters light incident on a light guide from a light source and emits illumination light from an output surface of the light guide, such as a backlight of an object such as a liquid crystal. Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、液晶表示用バックライトのよ
うな面照明装置として、図３のように、透明な楔形の導
光体１２と、その端面に配設され、リフレクタ５で覆わ
れた冷陰極管のような棒状の光源４とを備え、光源４か
ら導光体１２へ入射した光を散乱させ、導光体１２の出
射面１２ａから液晶（図示せず）に対して照明光を出射
するものが知られている。導光体１２内の光量は光源４
からの距離の増大とともに減少するが、楔形の導光体１
２は、出射面１２ａまたは出射面１２ａと対向する反射
側面１２ｂに角度を付けることにより、光源４からの距
離の増大に応じて、強制的に出射される光量を増やし
て、上記光量の減少を補うので、輝度の均一性が得られ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a surface illumination device such as a backlight for a liquid crystal display, as shown in FIG. 3, a transparent wedge-shaped light guide 12 and an end face thereof are covered with a reflector 5. A light source 4 having a rod shape such as a cold-cathode tube, which scatters light incident on the light guide 12 from the light source 4 and emits illumination light from a light exit surface 12a of the light guide 12 to a liquid crystal (not shown). Those that emit light are known. The amount of light in the light guide 12 is the light source 4
Wedge-shaped light guide 1 decreases with increasing distance from
2 is to make the emission surface 12a or the reflection side surface 12b facing the emission surface 12a an angle, thereby increasing the light amount forcibly emitted according to the increase in the distance from the light source 4, and reducing the light amount. Since the compensation is made, uniformity of luminance can be obtained.
【０００３】また、従来の面照明装置は、導光体１２の
出射面１２ａと液晶間に、光を拡散させるための拡散シ
ート１３と、拡散された光を視認方向（垂直方向）に向
けるためのレンズ（プリズム）シート１４、１４を配置
し、出射面１２ａの反対面１２ｂには、導光体１２から
出射された光を拡散反射させる反射シート１５を配置し
ている。これらのシート１３、１４、１５は、照明光の
輝度を向上させる輝度向上シートとして用いられる。In the conventional surface illumination device, a diffusion sheet 13 for diffusing light is provided between an emission surface 12a of the light guide 12 and the liquid crystal, and a diffusion sheet 13 for directing the diffused light in a viewing direction (vertical direction). Are disposed, and a reflection sheet 15 for diffusing and reflecting light emitted from the light guide 12 is arranged on a surface 12b opposite to the emission surface 12a. These sheets 13, 14, and 15 are used as brightness enhancement sheets for improving the brightness of illumination light.
【０００４】一方、ホログラムの干渉パターンが一種の
回折格子として作用して、特定の偏向光のみを偏向させ
ることができ、この偏向作用を利用して、導光体にホロ
グラムを用いる技術が知られている。再生方式の相違に
より透過型と反射型ホログラムがある。On the other hand, a technique is known in which an interference pattern of a hologram acts as a kind of diffraction grating to deflect only a specific polarized light, and a hologram is used as a light guide using this deflecting action. ing. There are a transmission type and a reflection type hologram depending on the difference in the reproduction method.
【０００５】例えば、（１）透明な導光体の出射面と拡
散シートの間に空気層を介して透過型のホログラムシー
トを配置したもの（特開平１１−２９５７１３号）、
（２）透明な導光体の出射面または出射面の反対面に、
光源から到達する光量に応じて回折格子の面積密度を調
整した透過型または反射型のホログラムを貼付したもの
（特開平９−１２７８９４号）、（３）透明な導光体の
出射面の反対面に、回折格子からなる反射型のホログラ
ムを貼付したもの（特許第２８１３１３１号）、（４）
透明な導光体の出射面の反対面に、回折格子の格子間隔
ｄを調整した反射型のホログラムを貼付したもの（特許
第２８６５６１８号）などが知られている。[0005] For example, (1) a transmission type hologram sheet disposed between a light emitting surface of a transparent light guide and a diffusion sheet via an air layer (Japanese Patent Laid-Open No. 11-295713);
(2) On the exit surface or the opposite surface of the exit surface of the transparent light guide,
A transmission-type or reflection-type hologram in which the area density of a diffraction grating is adjusted according to the amount of light reaching from a light source (Japanese Patent Laid-Open No. 9-127894), (3) Opposite surface of a light-emitting surface of a transparent light guide (Japanese Patent No. 2813131), (4)
There is known a transparent light guide in which a reflection type hologram in which a grating interval d of a diffraction grating is adjusted is attached to a surface opposite to an emission surface of a transparent light guide (Japanese Patent No. 2865618).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記輝度向上
シートを用いた場合、装置の構造が複雑になる。また、
輝度向上シートのうち、レンズシートは、傷つき易いた
め取扱い性が悪く、かつ高価という問題がある。さら
に、反射シートは、銀などの金属膜を蒸着した鏡面シー
トや白色の発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
シートなどが用いられるが、鏡面シートは高輝度が得ら
れるが、取扱い性、耐久性が悪く、高価という問題があ
り、発泡ＰＥＴシートは、取扱い性、耐久性はよいが、
輝度が低くなるという問題があった。したがって、輝度
向上シートを用いると、輝度が高く、かつ、低コストで
構造が簡単な面照明装置を得られないという問題があっ
た。However, when the above-mentioned brightness enhancement sheet is used, the structure of the device becomes complicated. Also,
Among the brightness enhancement sheets, the lens sheet has a problem that it is easily damaged and thus has poor handling properties and is expensive. Further, the reflection sheet is a mirror sheet on which a metal film such as silver is deposited, or a white foamed PET (polyethylene terephthalate).
Although a sheet or the like is used, a mirror-finished sheet can provide high brightness, but has a problem of poor handleability and durability and is expensive, and a foamed PET sheet has good handleability and durability.
There was a problem that the luminance was low. Therefore, when the brightness enhancement sheet is used, there is a problem that a high-brightness, low-cost, and simple structure illumination device cannot be obtained.
【０００７】一方、従来装置（１）は、ピーク輝度が得
られるホログラムシートへの入射角度が４５°〜７５°
と大きいために、導光体とホログラムシート間に空気層
が存在すると反射率が高くなり、それだけ透過光量が低
下し、明るい照明が得られない。例えば、屈折率１．６
の樹脂シートを用いた場合、空気層から樹脂への入射角
が４５°から７５°のときの透過率は８７％から５６％
である。On the other hand, in the conventional apparatus (1), the angle of incidence on the hologram sheet at which the peak luminance is obtained is 45 ° to 75 °.
Therefore, if an air layer exists between the light guide and the hologram sheet, the reflectance increases, and the amount of transmitted light decreases accordingly, and bright illumination cannot be obtained. For example, a refractive index of 1.6
When the incident angle from the air layer to the resin is 45 ° to 75 °, the transmittance is 87% to 56% when the resin sheet is used.
It is.
【０００８】また、従来装置（２）は、光源から到達す
る光量およびホログラム面への入射角度に応じて回折格
子の面積密度を調整するため、ホログラムのパターン化
に手間取るという問題があった。つまり、図３に示す光
源４から導光体１２内に入った光は、出射面１２ａ上の
光源４に近いＡ点では、導光体１２の反射面１２ｂでの
反射なしに直接光が矢印方向に出射するのに対し、光源
４から離れたＢ点では、光源４から直接Ｂ点に到達した
光（実線）と、出射面１２ａおよび反射面１２ｂで反射
を繰り返したのちＢ点に到達した光（破線）とが出射す
るために、出射光量だけでなく、出射角度もＡ点と大き
く異なる。このように、出射面１２ａ上の場所により、
光の履歴（導光体内で何回反射して到達したか、直接到
達したか）が複雑であり、この履歴を考慮して出射光量
を均一にしなければならないので、ホログラムのパター
ン化が難しい。Further, the conventional device (2) has a problem that it takes time to pattern the hologram because the area density of the diffraction grating is adjusted according to the amount of light reaching from the light source and the angle of incidence on the hologram surface. That is, the light that has entered the light guide 12 from the light source 4 shown in FIG. 3 is directly reflected by the arrow at point A on the exit surface 12a without being reflected by the reflection surface 12b of the light guide 12. On the other hand, at point B away from the light source 4, the light (solid line) directly reaching the point B from the light source 4 and reaching the point B after being repeatedly reflected by the emission surface 12 a and the reflection surface 12 b are emitted from the light source 4. Since light (dashed line) is emitted, not only the amount of emitted light but also the emission angle is significantly different from point A. Thus, depending on the location on the emission surface 12a,
The history of the light (how many times it has been reflected and reached in the light guide, or whether it has reached directly) is complicated, and the amount of emitted light must be made uniform taking this history into consideration, making it difficult to pattern the hologram.
【０００９】さらに、従来装置（３）は、反射面におい
て１次だけでなく各次数の回折もあるので出射面におい
て光量が不足し、色むらも生じるという問題がある。従
来装置（４）は、この問題とともに、回折光が、直接、
略法線方向に偏向するように、または導光体内を伝播さ
せるようにして、均一な光が得られるように、ホログラ
ムの干渉パターンのピッチ（回折格子の格子間隔）ｄを
調整する必要がある。このため、従来装置（２）と同様
にホログラムのパターン化に手間取る。しかも、反射型
のホログラムは、透過型のホログラムと異なって、原理
上非常に格子間隔ｄが小さくなり、輝度を高くするため
に、略法線方向に光を偏向させる場合、さらに小さくな
り、正確なホログラムの作製が困難である。Furthermore, the conventional device (3) has a problem that the amount of light is insufficient on the exit surface and color unevenness occurs because the diffraction surface has not only the first order but also the respective orders of diffraction on the reflection surface. In the conventional device (4), the diffraction light is directly
It is necessary to adjust the pitch d of the interference pattern of the hologram (lattice interval of the diffraction grating) so that the light is deflected in a substantially normal direction or propagates in the light guide so that uniform light is obtained. . Therefore, it takes time to pattern the hologram as in the case of the conventional device (2). Moreover, the reflection type hologram, unlike the transmission type hologram, has a very small lattice spacing d in principle, and becomes even smaller when light is deflected in a substantially normal direction in order to increase luminance. It is difficult to produce a perfect hologram.
【００１０】すなわち、従来のホログラムを用いた面照
明装置では、高輝度で場所的に均一な出射光を得るのが
困難である。That is, it is difficult for a conventional surface illumination device using a hologram to obtain high-intensity and spatially uniform emitted light.
【００１１】本発明は、上記の問題点を解決して、輝度
が高く、かつ均一な光が得られ、さらに、低コストで構
造が簡単な面照明装置を提供することを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a low-cost, simple-structure surface illuminating device capable of obtaining high luminance and uniform light.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の面照明装置は、偏平板状の導光体と、そ
の端面に対向して配設された棒状の光源とを備え、光源
から導光体へ入射した光を散乱させ、導光体の出射面か
ら照明光を出射するものであって、上記導光体は、透明
な材料で構成されて、出射面に光を任意の方向に偏向さ
せるためのホログラムが一体形成されているとともに、
出射面の反対面に微細な凹凸からなるマット部を略全面
に形成してなる。上記マット部の微細な凹凸は、高さ１
μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、更に好ましくは２μ
ｍ〜４０μｍ程度である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface illuminating apparatus comprising: a flat plate-shaped light guide; and a rod-shaped light source disposed opposite to an end face of the light guide. The light guide scatters light incident on the light guide from the light source, and emits illumination light from the output surface of the light guide. The light guide is made of a transparent material, A hologram for deflecting in any direction is integrally formed,
A mat portion made of fine irregularities is formed on substantially the entire surface on the surface opposite to the emission surface. The fine unevenness of the mat portion is 1 height.
about 100 μm, more preferably about 2 μm.
m to about 40 μm.
【００１３】本発明では、以下のブラッグの条件を満足
するように、干渉パターンのピッチｄと、導光体から出
射させたい方向に向くようにθとを、使用する光源の波
長に合わせて決定したホログラムが、導光体の出射面に
一体形成される。２ｄｓｉｎθ＝λここで、θは再生光
（導光体から出射する光）の出射角度と、再生参照光
（ホログラム面への入射光）の入射角度を二等分した角
度である。実際には、光源の波長は赤、緑、青の波長で
あるため、それぞれに合致した干渉パターンのピッチｄ
で形成することになる。In the present invention, the pitch d of the interference pattern and θ so as to be directed in the direction desired to be emitted from the light guide are determined according to the wavelength of the light source to be used so as to satisfy the following Bragg conditions. The hologram thus formed is integrally formed on the exit surface of the light guide. 2d sin θ = λ Here, θ is an angle obtained by bisecting the emission angle of the reproduction light (light emitted from the light guide) and the incident angle of the reproduction reference light (light incident on the hologram surface). Actually, since the wavelength of the light source is the wavelength of red, green, and blue, the pitch d of the interference pattern that matches each wavelength is d.
It will be formed by.
【００１４】本発明は、導光体の出射面に光を任意の方
向に偏向させるためのホログラム（透過型ホログラム）
が一体形成されているとともに、光源から導光体内に入
った光を拡散させるために出射面の反対面に微細な凹凸
からなるマット部(シボ面)を略全面に形成している。し
たがって、光源から導光体内に入った光は、光散乱機能
を有するマット部で拡散されるので、導光体内で均一化
された状態でホログラムにより偏向されるから、ホログ
ラムから高輝度で場所的にほぼ均一な出射光が得られ
る。特に、マット部で拡散された光が光源から遠い所で
も近い所と同程度の角度でホログラム入射面に入る場合
には、ホログラム入射面への入射角度が場所的に均一と
なる。ホログラム入射面への入射角度が場所的に均一化
されることは、どの部分の出射光の角度依存性を見ても
似たような傾向であることからも分かる。According to the present invention, a hologram (transmission hologram) for deflecting light in an arbitrary direction on an emission surface of a light guide is provided.
Are formed integrally, and a mat portion (textured surface) made of fine irregularities is formed on almost the entire surface opposite to the emission surface in order to diffuse light entering the light guide from the light source. Therefore, the light that enters the light guide from the light source is diffused by the mat portion having the light scattering function, and is deflected by the hologram in a uniform state in the light guide. A substantially uniform outgoing light is obtained. In particular, when the light diffused by the mat portion enters the hologram incidence surface at an angle similar to that at a location far from the light source and at a location near the light source, the incidence angle on the hologram incidence surface becomes spatially uniform. The fact that the angle of incidence on the hologram incidence surface is made uniform in place can be seen from the similar tendency in any part of the output light depending on the angle dependence.
【００１５】光がマット部により拡散され、ホログラム
入射面への入射角度が場所的に均一化されると、輝度が
高くなるとともに、ホログラム入射面６ａへの入射光量
も場所的に均一化される。したがって、本発明は、上記
の従来装置(3)のように、数次の回折により出射面にお
いて光量が不足するということがなく、色むらも生じに
くいから、液晶の照明装置として、十分に高い輝度と光
の均一性を有している。さらに、従来装置のように、略
法線方向に光を偏向させる必要がなく、略正反射方向に
反射させるだけでよいので、各波長を偏向させる角度が
小さいために、色分散が少なくなり、色がつきにくいの
で、パターン化の難易度がさらに下がる。しかも、光が
導光体内のマット部で散乱するので、ぼけが生じ、一層
色がつきにくくなる。When the light is diffused by the mat portion and the angle of incidence on the hologram incident surface is made uniform in place, the brightness is increased and the amount of incident light on the hologram incident surface 6a is also made uniform in place. . Therefore, the present invention does not cause the light amount to be insufficient on the exit surface due to several orders of diffraction and hardly causes color unevenness, as in the above-described conventional device (3), and is sufficiently high as a liquid crystal lighting device. It has brightness and light uniformity. Furthermore, unlike the conventional device, it is not necessary to deflect light in a substantially normal direction, and it is only necessary to reflect light in a substantially regular reflection direction. Therefore, since the angle for deflecting each wavelength is small, chromatic dispersion is reduced, The difficulty in patterning is further reduced because of the difficulty in coloring. In addition, since light is scattered at the mat portion in the light guide, blurring occurs and coloring becomes more difficult.
【００１６】また、ホログラム入射面への入射角度が場
所的に均一化されると、ホログラムは、同じような入射
角度の光を同じ方向に偏向させるだけでよいので、設計
が容易になる。したがって、上記の反射型ホログラムを
有する従来装置（２）、（４）のように、ホログラムの
干渉パターンを調整するため、パターン化に手間取ると
いう問題がない。しかも、高い輝度と光の均一性を有し
ているから、従来のように、拡散シートやレンズシート
を用いることがないので、構造が簡単になり、かつ低コ
スト化が図れる。Further, when the angle of incidence on the hologram incidence surface is made uniform in place, the hologram can be designed simply because it is only necessary to deflect light having the same angle of incidence in the same direction. Therefore, since the interference patterns of the holograms are adjusted as in the conventional apparatuses (2) and (4) having the reflection type holograms, there is no problem of taking time for patterning. Moreover, since it has high brightness and uniformity of light, there is no need to use a diffusion sheet or a lens sheet as in the related art, so that the structure is simplified and the cost can be reduced.
【００１７】従来装置において、透明な導光体から出射
された光をレンズシートで偏向させる場合には、レンズ
シートの基材に延伸したシートを使用しているので複屈
折が生じて、その分輝度が低くなってしまうが、本発明
では、輝度が高く、均一な光が得られるので、レンズシ
ートを用いる必要がないから、構造が簡単になり、低コ
スト化が図れる。In the conventional apparatus, when light emitted from a transparent light guide is deflected by a lens sheet, since a stretched sheet is used as a base material of the lens sheet, birefringence occurs. Although the brightness is reduced, in the present invention, since the brightness is high and uniform light is obtained, there is no need to use a lens sheet, so that the structure is simplified and the cost can be reduced.
【００１８】また、上記の従来装置（１）は、導光体と
ホログラム面に空気層を介しているので、反射率が高く
なり透過光量が低下し、明るい照明が得られないという
問題があったが、本発明では、導光体にホログラムを一
体形成しているから、反射率が高くならないので、透過
光量が低下せず、明るい照明が得られる。なお、導光体
にホログラムを一体形成せずに、導光体面にホログラム
を接着する場合であっても、界面の屈折率を０．３以下
にすることにより、同様の効果が得られる。Further, the above-mentioned conventional device (1) has a problem that since the air guide layer is interposed between the light guide and the hologram surface, the reflectance increases, the amount of transmitted light decreases, and bright illumination cannot be obtained. However, in the present invention, since the hologram is formed integrally with the light guide, the reflectance does not increase, so that the amount of transmitted light does not decrease and bright illumination can be obtained. Even when the hologram is bonded to the surface of the light guide without forming the hologram integrally with the light guide, the same effect can be obtained by setting the refractive index of the interface to 0.3 or less.
【００１９】このように、本発明によれば、輝度が高
く、かつ均一な光が得られ、低コストで構造が簡単な面
照明装置が得られる。As described above, according to the present invention, a high-luminance and uniform light can be obtained, and a low-cost, simple-structure surface illuminating device can be obtained.
【００２０】好ましくは、上記ホログラムに光拡散性を
与える。これにより、光が出射面から出射する際に、各
波長ごとに偏向される角度が異なるために、偏向角が大
きいほど虹色が発生するが、これを解消できる。この解
消方法として、導光体の液晶側に拡散シートを載せる方
法もあるが、ホログラム作製時にホログラム自体に拡散
性をもたせる方法が、光の利用効率が高く、明るい照明
が得られる。Preferably, the hologram is provided with a light diffusing property. Accordingly, when the light is emitted from the emission surface, the angle of deflection is different for each wavelength, so that the larger the deflection angle, the more rainbow color is generated, but this can be solved. As a method for solving this problem, there is a method in which a diffusion sheet is placed on the liquid crystal side of the light guide. However, a method in which the hologram itself has a diffusibility at the time of producing the hologram has high light use efficiency and provides bright illumination.
【００２１】導光体の出射面に光を所望の方向に偏向さ
せるための透過型のホログラムを形成する方法として、
例えば、導光体から出射させた光と、干渉させるための
参照光とをフォトレジストまたはフォトポリマーに記録
させるか、または、導光体を使用せずに、導光体から出
る光の方向と同じ方向からのレーザ光を使用し、このレ
ーザ光と、干渉させるためのレーザによる参照光とをフ
ォトレジストまたはフォトポリマーに記録させる方法が
ある。As a method for forming a transmission type hologram for deflecting light in a desired direction on an emission surface of a light guide,
For example, the light emitted from the light guide and the reference light for causing interference are recorded in the photoresist or the photopolymer, or without using the light guide, the direction of the light exiting the light guide and There is a method in which laser light from the same direction is used, and this laser light and reference light from a laser for causing interference are recorded in a photoresist or a photopolymer.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
したがって説明する。図１は本発明の第１実施形態に係
る面照明装置を示す。本装置は、楔形の導光体２と、そ
の端面２ａに対向して長手方向に沿って配設された平行
な光源４とを備えており、光源４から導光体２へ入射し
た光を散乱させ、導光体４の出射面２ｂから照明光を出
射するものである。光源４はリフレクタ５で覆われてお
り、光源４には例えば冷陰極管が用いられる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a surface lighting device according to a first embodiment of the present invention. The present device includes a wedge-shaped light guide 2 and a parallel light source 4 disposed along the longitudinal direction opposite to the end surface 2 a of the light guide 2. The light is scattered, and the illumination light is emitted from the emission surface 2b of the light guide 4. The light source 4 is covered with a reflector 5, and a cold cathode tube is used as the light source 4, for example.
【００２３】上記導光体２は透明なマトリックス材料か
らなり、出射面２ｂに光を任意の方向に偏向させるため
の透過型ホログラム６が一体形成されている。また、導
光体２における出射面２ｂと対向する反対面２ｃに、微
細な凹凸（例えば１μｍ〜２μｍ）からなるマット部
（シボ面）７が略全面に形成され、該マット部７で光が
拡散される。各ホログラム６とマット部７における導光
体２との境界面が、それぞれホログラム入射面６ａと反
射面７ａとなる。The light guide 2 is made of a transparent matrix material, and a transmission hologram 6 for deflecting light in an arbitrary direction is integrally formed on the exit surface 2b. Further, a mat portion (texture surface) 7 made of fine irregularities (for example, 1 μm to 2 μm) is formed on substantially the entire surface of the light guide 2 opposite to the emission surface 2 b, and light is emitted from the mat portion 7. Spread. A boundary surface between each hologram 6 and the light guide 2 in the mat portion 7 becomes a hologram incident surface 6a and a reflection surface 7a, respectively.
【００２４】光源４から導光体２内に入った光は、光散
乱機能を有するマット部７で拡散されるので、導光体２
内で均一化された状態でホログラム６により偏向される
から、ホログラム６から高輝度で場所的に均一な出射光
が得られる。ここで、楔形の導光体２は、ホログラム入
射面６ａまたはホログラム入射面６ａと対向するマット
部７の反射面７ａに角度が付けられているので、光源４
からの距離の増大に応じて、光源４から入射した光の反
射角度が次第に大きくなるから、ホログラム入射面６ａ
への入射角度が一層場所的に均一となる。このため、ホ
ログラム６からの出射光も高輝度で均一化される。こう
して、均一な光で輝度が高く、かつ低コストで構造が簡
単な面照明装置が得られる。Light entering the light guide 2 from the light source 4 is diffused by the mat portion 7 having a light scattering function.
Since the light is deflected by the hologram 6 in a state where the light is uniform, high-luminance and locally uniform light emitted from the hologram 6 is obtained. Here, since the wedge-shaped light guide 2 has an angle on the hologram incident surface 6a or the reflection surface 7a of the mat portion 7 facing the hologram incident surface 6a, the light source 4
The angle of reflection of the light incident from the light source 4 gradually increases with an increase in the distance from the hologram, so that the hologram incident surface 6a
The angle of incidence on the beam becomes more uniform in place. For this reason, the light emitted from the hologram 6 is also made uniform with high luminance. In this way, it is possible to obtain a surface illuminating device having high brightness with uniform light, low cost and simple structure.
【００２５】図２は本発明の第２実施形態に係る面照明
装置を示す。本装置は、第１実施形態の導光体が楔形で
あるのと異なり、平面板状に成形した導光体２Ａと、第
１実施形態と同様のリフレクタ５で覆われた光源４とを
備えている。FIG. 2 shows a surface illumination device according to a second embodiment of the present invention. This device is different from the light guide of the first embodiment in the shape of a wedge, and includes a light guide 2A formed in a flat plate shape, and a light source 4 covered with a reflector 5 similar to the first embodiment. ing.
【００２６】上記導光体２Ａは、透明なマトリックス材
料からなり、出射面２ｂに光を任意の方向に偏向させる
ための透過型ホログラム６が一体形成されている。ま
た、導光体２Ａにおける出射面２ｂと対向する反対面２
ｃに、光源４から離れるに従って凹凸の深さを大きくし
た微細な凹凸からなるマット部７Ａが略全面に形成さ
れ、該マット部７Ａで光が拡散される。各ホログラム６
とマット部７Ａにおける導光体２Ａとの境界面が、それ
ぞれホログラム入射面６ａと反射面７Ａａとなる。例え
ばマット部７Ａの深さは、光源側の端部で１μｍ、その
反対側の端部で１０μｍに設定される。The light guide 2A is made of a transparent matrix material, and a transmission hologram 6 for deflecting light in an arbitrary direction is integrally formed on the exit surface 2b. Also, the opposite surface 2 of the light guide 2A that faces the emission surface 2b.
On c, a mat portion 7A composed of fine unevenness whose depth increases as the distance from the light source 4 increases is formed on substantially the entire surface, and light is diffused by the mat portion 7A. Each hologram 6
The boundary surface between the light guide 2A and the mat portion 7A becomes the hologram incident surface 6a and the reflection surface 7Aa, respectively. For example, the depth of the mat portion 7A is set to 1 μm at the end on the light source side and to 10 μm at the opposite end.
【００２７】光源４から導光体２Ａ内に入った光は、光
散乱機能を有するマット部７Ａで拡散されるので、導光
体２Ａ内で均一化された状態でホログラム６により偏向
されるから、ホログラム６から高輝度で場所的に均一な
出射光が得られる。ここで、平面板状の導光体２Ａのホ
ログラム入射面６ａと対向する反射面７Ａａにおけるマ
ット部７Ａは、光源４からの距離の増大に応じて、凹凸
の深さを次第に大きくする勾配が付けられているので、
光源４から入射した光の反射角度が次第に大きくなるか
ら、第１実施形態と同様に、ホログラム入射面６ａへの
入射角度が一層場所的に均一となる。このため、ホログ
ラム６からの出射光も高輝度で均一化される。こうし
て、均一な光で輝度が高く、かつ低コストで構造が簡単
な面照明装置が得られる。Light entering the light guide 2A from the light source 4 is diffused by the mat portion 7A having a light scattering function, and is deflected by the hologram 6 in a uniform state in the light guide 2A. Thus, high-luminance and spatially uniform outgoing light can be obtained from the hologram 6. Here, the mat portion 7A on the reflection surface 7Aa of the flat plate-shaped light guide 2A facing the hologram incident surface 6a has a gradient that gradually increases the depth of the unevenness as the distance from the light source 4 increases. Has been
Since the angle of reflection of the light incident from the light source 4 gradually increases, the angle of incidence on the hologram incident surface 6a becomes more uniform in place, as in the first embodiment. For this reason, the light emitted from the hologram 6 is also made uniform with high luminance. In this way, it is possible to obtain a surface illuminating device having high brightness with uniform light, low cost, and simple structure.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるも
のではない。本発明にかかる透過型ホログラムの作製方
法は、フォトレジストまたはサーモプラスチックなどの
感光材料を使用し、表面の凹凸によるホログラムを作製
する。具体的には、ガラス基板の上にフォトレジストを
載せ、アクリル樹脂のような透明な材料からなる導光体
から出射される光と参照光とをフォトレジスト面で渉さ
せ、凹凸形状のレリーフ型のレジストホログラムを作製
する。ホログラムの露光においては、導光体から出射さ
れる光に両面＃６００の粒度の擦りガラスの透過光を用
いてホログラムに拡散性をもたせる。EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The method for producing a transmission hologram according to the present invention uses a photosensitive material such as a photoresist or a thermoplastic to produce a hologram having irregularities on the surface. Specifically, a photoresist is placed on a glass substrate, and light emitted from a light guide made of a transparent material such as an acrylic resin and reference light are crossed on the photoresist surface to form an uneven relief type. To produce a resist hologram. In the exposure of the hologram, the light emitted from the light guide is made to have a diffusive property by using the transmitted light of the ground glass having a grain size of # 600 on both sides.
【００２９】つぎに、レジストホログラム表面に蒸着ま
たは無電解メッキなどにより、金薄膜や銀薄膜を形成し
導電性を与える。この導電性薄膜を電極として電気ニッ
ケルメッキによりレジストホログラムのレリーフに十分
厚くニッケルメッキ層を形成し、これを剥がして仕上げ
たものをスタンパーとする。Next, a gold thin film or a silver thin film is formed on the surface of the resist hologram by vapor deposition or electroless plating to give conductivity. Using the conductive thin film as an electrode, a nickel plating layer is formed sufficiently thick on the relief of the resist hologram by nickel electroplating, and this is peeled off and finished to form a stamper.
【００３０】作製したスタンパーを、射出成形機の金型
に取り付け、射出成形することで、導光体の出射面にホ
ログラムを形成させる。または、スタンパーをプレス型
に取り付け、加熱したシート上にホログラム面を形成さ
せ、このシートを導光体の出射面に接着剤で接着し作製
することも可能である。The stamper thus produced is mounted on a mold of an injection molding machine and injection molded to form a hologram on the exit surface of the light guide. Alternatively, the stamper may be attached to a press die, a hologram surface may be formed on a heated sheet, and the sheet may be bonded to an emission surface of the light guide with an adhesive.
【００３１】また、上記作製方法のほかに、内面に刻線
溝を切削加工した金型を用いて導光体と同時に成形して
もよく、また導光体の出射面に刻線溝を直接切削加工に
より形成してもよい。例えば、上記の溝は、ピッチ０．
８μｍ、深さ０．８μｍに設定される。In addition to the above-described manufacturing method, the mold may be formed at the same time as the light guide using a mold having a cut line groove formed on the inner surface, or the cut line groove may be formed directly on the emission surface of the light guide. It may be formed by cutting. For example, the above groove has a pitch of 0.1 mm.
The thickness is set to 8 μm and the depth to 0.8 μm.
【００３２】本発明の微細な凹凸からなるマット部は、
前記透過型ホログラムを形成した導光体の出射面の反対
面に、例えば、スクリーン印刷やショットブラストなど
の技法によって形成される。The mat portion having fine irregularities of the present invention comprises:
For example, it is formed on the surface opposite to the emission surface of the light guide on which the transmission hologram is formed by a technique such as screen printing or shot blasting.
【００３３】光源は冷陰極管、ＬＥＤが好ましく用いら
れる。いずれかに限定されるものではないが、ホログラ
ムは波長選択性（ある特定の波長のみ回折すること）が
あるため、分光特性として広範囲のものは効率が良くな
い。As the light source, a cold cathode tube or an LED is preferably used. Although not limited to any one, the hologram has a wavelength selectivity (diffraction only at a specific wavelength), and therefore, a hologram having a wide spectral characteristic is not efficient.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、輝度を
高く、かつ低コストで構造が簡単な透過型のホログラム
を用いた面照明装置が得られる。As described above, according to the present invention, a surface illuminating device using a transmission type hologram having a high luminance, a low cost, and a simple structure can be obtained.
【図１】本発明の第１実施形態に係る面照明装置を示す
側面図である。FIG. 1 is a side view showing a surface lighting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態に係る面照明装置を示す
側面図である。FIG. 2 is a side view showing a surface lighting device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】従来の面照明装置を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a conventional surface lighting device.
２…導光体、２ａ…導光体端面、２ｂ…出射面、４…光
源、６…ホログラム（透過型ホログラム）、７…マット
部。Reference numeral 2 denotes a light guide, 2a denotes a light guide end face, 2b denotes an emission surface, 4 denotes a light source, 6 denotes a hologram (transmission hologram), and 7 denotes a mat portion.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H042 BA03 BA20 2H049 AA25 AA34 AA48 AA60 AA62 CA01 CA04 CA05 CA16 CA22 2H091 FA19Z FA23Z FA31Z FA41Z──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (reference) // F21Y 103: 00 F21Y 103: 00 F term (reference) 2H042 BA03 BA20 2H049 AA25 AA34 AA48 AA60 AA62 CA01 CA04 CA05 CA16 CA22 2H091 FA19Z FA23Z FA31Z FA41Z
Claims (3)
して配設された棒状の光源とを備え、光源から導光体へ
入射した光を散乱させ、導光体の出射面から照明光を出
射する面照明装置であって、 上記導光体は、透明な材料で構成されて、出射面に光を
任意の方向に偏向させるためのホログラムが一体形成さ
れているとともに、出射面の反対面に微細な凹凸からな
るマット部を略全面に形成してなる面照明装置。1. A light guide having a flat plate-like shape and a rod-like light source disposed opposite to an end face thereof to scatter light incident on the light guide from the light source and emit the light from the light guide. A surface illumination device that emits illumination light from a light source, wherein the light guide is made of a transparent material, and a hologram for deflecting light in an arbitrary direction is integrally formed on the emission surface, A surface lighting device in which a mat portion made of fine irregularities is formed on almost the entire surface on the opposite surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221062A JP2002124113A (en) | 2000-07-21 | 2001-07-23 | Flat lighting device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000220395 | 2000-07-21 | ||
| JP2000-220395 | 2000-07-21 | ||
| JP2001221062A JP2002124113A (en) | 2000-07-21 | 2001-07-23 | Flat lighting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002124113A true JP2002124113A (en) | 2002-04-26 |
Family
ID=26596399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001221062A Pending JP2002124113A (en) | 2000-07-21 | 2001-07-23 | Flat lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002124113A (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005078483A1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-08-25 | Zeon Corporation | Optical member, its manufacturing method, and display |
| JP2006164877A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Toppan Printing Co Ltd | Film light guide plate and its manufacturing method |
| JP2009123553A (en) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Light guide plate, planar light source, and liquid crystal display device |
| JP2010503017A (en) * | 2006-08-28 | 2010-01-28 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Angular sweep holographic illuminator |
| JP2010033772A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | Light guide plate, light-emitting device, liquid crystal display, and manufacturing method of light guide plate |
| US8061882B2 (en) | 2006-10-06 | 2011-11-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Illumination device with built-in light coupler |
| US8068710B2 (en) | 2007-12-07 | 2011-11-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Decoupled holographic film and diffuser |
| US8368981B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-02-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device with diffractive optics |
| US8872085B2 (en) | 2006-10-06 | 2014-10-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having front illuminator with turning features |
| US8902484B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-12-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Holographic brightness enhancement film |
| US9019590B2 (en) | 2004-02-03 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure |
| US9019183B2 (en) | 2006-10-06 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus |
| US9025235B2 (en) | 2002-12-25 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode |
| JP2018195589A (en) * | 2012-08-13 | 2018-12-06 | コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトＣｏｖｅｓｔｒｏ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ Ａｇ | Light guide plate comprising out-coupling elements |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08286186A (en) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
| JPH09127894A (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Asahi Glass Co Ltd | Surface light source device |
| JPH11287993A (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Shimada Precision Kk | Light guide plate for spot light source |
-
2001
- 2001-07-23 JP JP2001221062A patent/JP2002124113A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08286186A (en) * | 1995-04-18 | 1996-11-01 | Hitachi Ltd | Liquid crystal display device |
| JPH09127894A (en) * | 1995-10-27 | 1997-05-16 | Asahi Glass Co Ltd | Surface light source device |
| JPH11287993A (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Shimada Precision Kk | Light guide plate for spot light source |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9025235B2 (en) | 2002-12-25 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode |
| US9019590B2 (en) | 2004-02-03 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure |
| WO2005078483A1 (en) * | 2004-02-18 | 2005-08-25 | Zeon Corporation | Optical member, its manufacturing method, and display |
| JP2006164877A (en) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Toppan Printing Co Ltd | Film light guide plate and its manufacturing method |
| JP4604696B2 (en) * | 2004-12-10 | 2011-01-05 | 凸版印刷株式会社 | Film light guide plate and manufacturing method thereof |
| JP2010503017A (en) * | 2006-08-28 | 2010-01-28 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | Angular sweep holographic illuminator |
| US8872085B2 (en) | 2006-10-06 | 2014-10-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having front illuminator with turning features |
| US9019183B2 (en) | 2006-10-06 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus |
| US8061882B2 (en) | 2006-10-06 | 2011-11-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Illumination device with built-in light coupler |
| US8368981B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-02-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device with diffractive optics |
| JP2009123553A (en) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Light guide plate, planar light source, and liquid crystal display device |
| US8798425B2 (en) | 2007-12-07 | 2014-08-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Decoupled holographic film and diffuser |
| US8068710B2 (en) | 2007-12-07 | 2011-11-29 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Decoupled holographic film and diffuser |
| JP2010033772A (en) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | Light guide plate, light-emitting device, liquid crystal display, and manufacturing method of light guide plate |
| US8902484B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-12-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Holographic brightness enhancement film |
| JP2018195589A (en) * | 2012-08-13 | 2018-12-06 | コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトＣｏｖｅｓｔｒｏ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ Ａｇ | Light guide plate comprising out-coupling elements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100483209B1 (en) | Apparatus of surface light source | |
| US6659615B2 (en) | Light pipe and method for producing the same | |
| JP4159059B2 (en) | Planar light source unit | |
| US6280043B1 (en) | Surface light source device of side light type | |
| TWI502230B (en) | Light guides | |
| US6502947B2 (en) | Planar light source device and liquid crystal display apparatus | |
| WO2010126008A1 (en) | Planar lighting device and liquid crystal display device with same | |
| TW201040635A (en) | Light guides | |
| JP2002124113A (en) | Flat lighting device | |
| JPH0682635A (en) | Surface light source device | |
| JPH09178949A (en) | Plane illumination device | |
| JP2010218693A (en) | Light guide plate for point-like light source | |
| JP3324678B2 (en) | Light guide plate, side light type surface light source device, and component mold for side light type surface light source device | |
| TW556028B (en) | Modular LED backlight assembly | |
| JP5820609B2 (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
| JP2002214411A (en) | Optical sheet, illuminator and optical member | |
| JP2005203182A (en) | Light guide plate and surface light source device using it | |
| JP2003281920A (en) | Lighting device | |
| JPH039304A (en) | Backlight device | |
| JP2002197910A (en) | Surface lighting system | |
| KR20000029047A (en) | Sidelight type surface light source device and liquid-crystal display device | |
| JP3064006B2 (en) | Surface emitting device | |
| JP2000193825A (en) | Light guide plate, side light surface light emitting source device, and liquid crystal display | |
| JP2000067624A (en) | Surface light source device | |
| JP4045721B2 (en) | Sidelight surface light source device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080513 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091214 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100112 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100525 |