JPH09127894A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】輝度の均一化が図れると共に管状光源から得ら
れた光の利用効率を向上できしかも製造が容易な面光源
装置を提供する。 【解決手段】面光源装置は、導光板４と、導光板４の一
側端部に配された管状光源１と、管状光源１の周囲に配
された光源反射鏡２と、反射型ホログラム３０と、後面
反射鏡６とを備える。反射型ホログラム３０の回折格子
の面積密度を管状光源１から離れるに従って増大するよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面光源装置に関
し、特に液晶ディスプレイ装置等のバックライトとして
用いる面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子、特にカラー液晶表
示素子の裏面にバックライトとして面光源装置を用いた
直視型液晶表示装置が多く用いられている。この面光源
装置に要求される項目はその用途によって様々である
が、特にノート型パーソナルコンピュータでは薄型、軽
量、省電力、輝度均一性等が要求される。

【０００３】一方、面光源装置としては種々の方式があ
るが、大別すると、内部照光方式あるいは直下型といわ
れる光源が照光面の内側にある方式と、光源が照光面の
外側に配置された方式であって、照光面である透明なア
クリル樹脂板などからなる導光板の一辺もしくは二辺に
蛍光ランプ（多くは冷陰極管）等の管状光源を密着させ
て導光板の側端部より導光板内に光を導入する方式であ
るいわゆるエッジライト型の２種に分類される。

【０００４】ノート型パーソナルコンピュータでは特に
薄型化・軽量化が要求されるため、エッジライト型が多
く用いられるようになってきている。エッジライト型の
導光板にまず求められる機能は、側端部より入射した光
を前方に送る機能と、送られた光を液晶表示素子側に出
射する機能である。前者の機能は導光板に使用される材
料および界面反射特性に応じて決まり、後者の機能は全
反射条件を回避する導光板表面の形状に応じて決まる。
この全反射条件を回避する導光板表面の形状に関して、
導光板表面に白色の拡散材を形成したり、粗面処理する
方法や導光板表面にレンチキュラーあるいはプリズムの
フレネル形状を形成する方法が知られている。

【０００５】通常、面光源装置は、図７のような構成と
されている。図７中、１は管状光源、２は光源反射鏡、
４は導光板、５は導光板４の前面である出射面の粗面処
理面、６は導光板４の後面である反射面に貼付された後
面反射鏡である。

【０００６】図７において、管状光源１からの光のう
ち、導光板４に向かって照射された光は、直接導光板４
の端部入射面に到達し、管状光源１から外側に向けて発
散された光は、光源反射鏡２に当たって反射され、その
一部は導光板４の端部入射面に到達する。そして、端部
入射面に到達した光は、多少屈折されて導光板４内へ入
射する。

【０００７】導光板４内に入射した光のうち、比較的後
方に屈折された光は、後面反射面に到達する。そして、
後面反射面の管状光源１に比較的近い部分に到達した光
は、後面反射鏡６で反射し、導光板４内を伝搬して前面
出射面に到達する。このときこの部分への光の入射角が
臨界角より小さいため、屈折して前面方向に光が出射す
る。後面反射面の管状光源１から離間した部分に到達し
た光については、後面反射鏡６で反射し、導光板４内を
伝搬して、前面出射面に到達するが、入射角が臨界角よ
り大きいため、前面方向に出射する光が弱くなる。

【０００８】また、端部入射面から導光板４内へ入射し
た光のうち、比較的前方に屈折された光は直接に前面出
射面に向かって進行し、管状光源１に比較的近い領域で
は前面出射面への入射角は臨界角より小さく、光は屈折
して前面方向に出射するが、管状光源１から離間した領
域では前面出射面への入射角は臨界角より大きく、光は
前面出射面で全反射して前面方向に出射しない。

【０００９】このように、導光板４の前面である前面出
射面に何も処理を施さないと、入射角が臨界角以下の角
度であると光は外に出射し入射角が臨界角以上の角度と
なると光は外へは出射しないから、通常は導光板４の管
状光源１に近い位置が明るくなり輝度むらを生じる。そ
こで、光を前方へ出射させるために前面出射面に粗面処
理５を施したりしている。また、前面方向への出射光を
強めるためにプリズムを施したり、より均一な面光源と
するために拡散シートを施したりする。

【００１０】また、導光板４の後面である反射面（後面
反射鏡）６側に粗面処理を施したり、反射面６を曲面状
等に傾斜させたりする場合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
の面光源装置において輝度を均一にするためには、管状
光源１からの光を導光板４内で繰り返して全反射させる
ことによって管状光源１より離れたところまで光を伝搬
させると共に、このような導光板４内での全反射の繰り
返しによって表示面の光量が均一となるように反射面６
の形状あるいはその粗面の仕方などを工夫する必要があ
る。

【００１２】しかしながら、反射面６を粗面とすること
は、光透過率の減少の要因となる。また、反射面６の形
状を曲面状等に傾斜すると形状が複雑になり、薄型化を
妨げたり、その保持等に工夫が必要となる等の問題があ
り、反射面６の形状を工夫するにも困難が伴う。これら
のことから、従来では、光効率が大幅に劣化していた。

【００１３】一方、導光板にホログラムを貼付し、その
端面から照明した光で再生するいわゆる“ｅｄｇｅ ｉ
ｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ”の方法が知られており（たと
えば、「コンパクトなホログラム再生装置」久保田、藤
岡、北川、岡、１９９０年第２１回画像工学コンファレ
ンス１２−８、ｐｐ．２４７〜２５０参照。）、本発明
者らは、この方法を面光源装置に応用することを考え
た。しかし、面光源装置における照明光は通常、管状光
源が用いられることが多く、単色性が高く平行性のある
照明光ではないし、また空間的な余裕もない。このた
め、管状光源に最適な面光源装置用のホログラムを作製
すること、ホログラムの効率を面内で制御すること、多
種の面光源装置用に対応してそれぞれに設計、露光、製
作することが困難であることが判明した。

【００１４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、輝度の均一化が図れると共
に管状光源から得られた光の利用効率を向上でき、しか
も製造が容易な面光源装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、被照明体を後方から面状
に照明する透光性の導光板と、該導光板の一側端部に配
された管状光源とを少なくとも備え、前記導光板は前記
管状光源からの光を前記一側端部で入射する端部入射面
と、内部の後方への光を後面で前方に反射する後面反射
面と、内部の光を前方の前記被照明体側に出射する前面
出射面とを有する面光源装置において、前記導光板の前
記後面反射面または前記前面出射面には前記管状光源か
らの光を回折するホログラムが設けられ、該ホログラム
は前記管状光源から到達する光の量に応じて回折格子の
面積密度が変化しているホログラムであることを特徴と
する面光源装置を提供するものである。

【００１６】本発明においては、導光板の後面反射面ま
たは前面出射面に管状光源からの光を回折するホログラ
ムを設け、このホログラムを管状光源から到達する光の
量に応じて回折格子の面積密度が変化しているホログラ
ムとしているので、管状光源から到達する光の量が減少
すればそれに応じて回折格子の面積密度を変化させて前
面出射面から出射する光の量を増大させることができ、
また、管状光源から到達する光の量が多い場合ではそれ
に応じて回折格子の面積密度を変化させてその場所にお
いて前面出射面から出射する光の量を減少させると共
に、減少させた分の光を管状光源から到達する光の量が
少ない他の場所に振り分けてその場所での光の量を増大
させることができ、その結果、端面入射面に入射した管
状光源からの光を効率良くまた、面内で均一に前方に出
射することができる。

【００１７】このように、導光板の後面反射面または前
面出射面にホログラムを貼付等により設けるだけで、管
状光源からの光を、前面に対して比較的均一に出射させ
ることができ、また、照明面の輝度均質度を高めること
ができ、光の利用効率を向上させることができる。

【００１８】また、本発明においては、ホログラムで回
折される光の量を、ホログラムに形成される回折格子の
面積密度を変化させることによって変化させている。そ
して、この回折格子の面積密度は容易に変化させること
ができる。すなわち、回折格子の面積密度を変化させる
には、ホログラムが記録される記録材料の面積密度をホ
ログラムの露光前に予め変化させておくだけでよく、ホ
ログラムの記録材料の面積密度は所定のホトマスクを使
用して予め紫外線等で露光しておくことにより容易に変
化させることができるからである。

【００１９】なお、ホログラムの記録材料としては耐久
性等の点からフォトポリマーを用いることが好ましい。
また、本発明において使用するホログラムを複製により
大量に安価に作製することができる。

【００２０】ホログラムが後面反射面に設けられた反射
型のホログラムである場合には、ホログラムの回折格子
の面積密度を管状光源から離れるに従って増大している
ようにすることにより、通常管状光源から離間するほど
減少する導光板の端部入射面から入射した光を効率良く
また、面内で均一に前方に出射することができる。

【００２１】ホログラムが前面反射面に設けられた反射
型のホログラムである場合には、ホログラムの回折格子
の面積密度を管状光源から離れるに従って減少している
ようにすることにより、通常管状光源から離間するほど
減少する導光板の端部入射面から入射した光を効率良く
また、面内で均一に前方に出射することができる。

【００２２】ホログラムが前面反射面に設けられた透過
型のホログラムである場合には、ホログラムの回折格子
の面積密度を管状光源から離れるに従って増大している
ようにすることにより、通常管状光源から離間するほど
減少する導光板の端部入射面から入射した光を効率良く
また、面内で均一に前方に出射することができる。

【００２３】なお、上記ホログラムは拡散機能を有して
いることが好ましい。

【００２４】また、好ましくは、ホログラムの回折波長
を管状光源の輝線スペクトルと概略一致させる。

【００２５】さらに、ホログラムの回折波長を管状光源
の輝線スペクトルの赤、緑、青と概略一致させることが
好ましい。

【００２６】また、好ましくは、ホログラムの効率を管
状光源の輝線スペクトルの強度により変化させる。

【００２７】また、ホログラムの回折格子の面積密度を
管状光源の輝線スペクトルの強度により変化させること
が好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態の面光
源装置の側面図を図１に示す。図１に示すように、本実
施の形態の面光源装置は、被照明体としての液晶パネル
（図示しない。）を後方から面状に照明する透光性の導
光板４と、該導光板４の一側端部に配された管状光源１
と、該管状光源１の周囲に配され管状光源１から外側に
発散する光を導光板４側に反射させる光源反射鏡２と、
ホログラム３０と、後面反射鏡６とを備えている。

【００２９】前記導光板４は、ポリメチルメタアクリレ
ート（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９）よりなる、大きさ１
６０ｍｍ×２２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのものを用い、一
つの短辺側側端部には管状光源１を、図１のごとく密着
配置した。管状光源１としては管径８ｍｍの熱陰極管
（ＨＣＦＴ）を用い、前記光源反射鏡２としては、アル
ミニウムを蒸着した鏡面フィルムを用いた。なお、管状
光源１としては熱陰極管（ＨＣＦＴ）のほかに冷陰極管
（ＣＣＦＴ）を用いることができる。

【００３０】そして、後面反射面にはホログラム３０を
貼付した。このホログラム３０は、アクリル系フォトポ
リマーからなる膜厚２０μｍのリップマンタイプの体積
・位相型の反射型ホログラムを用いた。

【００３１】ホログラム３０を作製する際に、あらかじ
め作製しておいた図２に示すマスクをフォトポリマーた
る感光材料に密接配置し、紫外線で事前に露光した。本
実施例で用いた図２に示すマスクは、導光板４の長手方
向に４分割し光量の多い管状光源１に近い領域を白色の
部分（紫外線透過部分）とし、管状光源１から離れるに
従って白色の部分（紫外線透過部分）の面積が減少する
構成とした。このマスクの紫外線透過部分（図２で白色
部分）に対応するフォトポリマーの部分はホログラムの
作製のための露光を行う前に予め紫外線で露光されるこ
とになるからこの紫外線透過部分には回折格子は記録さ
れない。従って、管状光源１に近い領域では回折格子が
形成される領域は存在せず、管状光源１から離れるに従
って回折格子が形成される領域が増大する構成となり、
図２のマスクパターンと同じパターンの面積密度に回折
格子が形成されることになる。

【００３２】図２に示すマスクを使用して事前に紫外線
で露光した後、光源として、アルゴンレーザー、クリプ
トンレーザーおよび色素レーザーを用い３色同軸２光束
で同時露光しリップマンタイプの反射型ホログラムを作
製した。

【００３３】本実施の形態でのホログラム３０は中心回
折波長が６１３ｎｍ、５４７ｎｍ、５３９ｎｍ、半値幅
各２５ｎｍ、効率各７０％で、導光板４を含めた入射角
度は６０度、回折角度は０度である。この中心回折波長
は本実施の形態で用いた熱陰極管（ＨＣＦＴ）の輝線ス
ペクトルの測定結果から決定し、輝線スペクトルと概略
一致させたものである。そして、ホログラム３０の露光
においては参照光および物体光ともに平行光とし、物体
光には両面＃６００の粒度の擦りガラスの透過光を用い
てホログラム３０に拡散性を持たせた。

【００３４】図１において、管状光源１からの光のう
ち、導光板４に向かって照射された光は、直接導光板４
の端部入射面に到達し、管状光源１から外側に向けて発
散された光は、光源反射鏡２に当たって反射、その一部
は導光板４の端部入射面に到達する。そして、端部入射
面に到達した光は、多少屈折されて導光板４内へ入射す
る。

【００３５】導光板４内に入射した光のうち、比較的後
方に屈折された光は、後面反射面に到達する。このう
ち、後面反射面の管状光源１に比較的近い部分に到達し
た光は、ホログラム３０の回折格子が形成されていない
部分に到達するため、ホログラム３０を透過して後面反
射鏡６で反射されて、導光板４内を伝搬して前面出射面
に到達する。このときこの部分への光の入射角が臨界角
より小さいため、屈折して前面方向に光が出射する。後
面反射面の管状光源１から離間した部分であって回折格
子の形成された部分に到達した回折条件に合致する光、
すなわち管状光源１方向から入射した入射角６０度の光
が０度つまりは前面出射面の法線方向に回折され、導光
板４内を伝播し、前面出射面に到達する。この場合、前
面出射面に到達した光は臨界角より小さいため、前面方
向に光が出射する。後面反射面の管状光源１から離間し
た部分であって回折格子の形成されていない部分に到達
した光は、後面反射鏡６で反射し、導光板４内を伝搬し
て、前面出射面に到達し、入射角が臨界角より小さい場
合は前面方向に出射し、大きい場合は前面方向には出射
しない。

【００３６】また、端部入射面から導光板４内へ入射し
た光のうち、比較的前方に屈折された光は、直接に前面
出射面に向かって進行する。管状光源１に比較的近い領
域では前面出射面への入射角は臨界角より小さく、光は
屈折して前面方向に出射するが、管状光源１から離間し
た領域では前面出射面への入射角は臨界角より大きく、
光は前面出射面で全反射し、導光板４内を伝播し後面反
射面に到達する。そして、上記と同様にホログラム３０
の回折格子の形成された部分に到達した回折条件に合致
する光は回折され入射角６０度の光が０度つまりは前面
出射面の法線方向に回折され、再度導光板４内を伝播
し、前面出射面に到達し、前面方向に光が出射する。ま
た、ホログラム３０の回折格子の形成されていない部分
に到達した光はホログラム３０を透過して後面反射鏡６
で反射し、導光板４内を伝播し、前面出射面に到達する
が、入射角が臨界角より大きいため、前面方向に出射す
る光が弱くなる。

【００３７】このように、ホログラム３０の回折格子の
形成されていない部分では、管状光源１から離間するほ
ど前面方向に出射する光は弱くなるが、本実施の形態の
ホログラム３０は前述のようにマスクを用いて回折格子
の面積を管状光源１から離間するほど面積が増大するよ
うに変化させられているので、管状光源１から離間する
ほどホログラム３０の回折格子で回折されて前面出射面
に向かい前面方向に出射する光の量が増大する。従っ
て、導光板４内で前面出射面に向かい、前面方向に出射
する光の量を比較的均一にできると共に前面出射面の光
出射効率を高めることができる。

【００３８】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態の面光源装置の側面図を図３に示す。図３に示す
ように、第１の実施の形態に記載した導光板４、管状光
源１、光源反射鏡２、後面反射鏡６と同様なものを備え
ている。

【００３９】前面出射面にはホログラム３１を貼付し
た。このホログラム３１は、第１の実施の形態と同じ材
料の膜厚２０μｍのリップマンタイプの体積・位相型の
反射型ホログラムである。

【００４０】そして、第１の実施の形態と同様にホログ
ラム３１を作製する際に、あらかじめ作製しておいた図
４に示すマスクをフォトポリマーたる感光材料に密接配
置し、紫外線で事前に露光した。本実施の形態で用いた
図４に示すマスクは、導光板４の長手方向に４分割し光
量の多い管状光源１に近い領域を黒色の部分（紫外線不
透過部分）とし、管状光源１から離れるに従って黒色の
部分（紫外線不透過部分）が減少する構成とした。第１
の実施の形態と同様に、このマスクの紫外線透過部分
（図４で白色部分）に対応するフォトポリマーの部分に
は回折格子は記録されない。従って、管状光源１に近い
領域では回折格子は全面に形成され、管状光源１から離
れるに従って回折格子が形成される領域が減少する構成
となり、図４のマスクパターンと同じパターンの面積密
度に回折格子が形成されることになる。

【００４１】図４に示すマスクを使用して事前に紫外線
で露光した後、第１の実施の形態と同様な露光方法で導
光板４を含めた入射角度を６０度、回折角度を４０度と
してホログラム３１を作製した。

【００４２】図３において、管状光源１からの光のう
ち、導光板４に向かって照射された光は、直接導光板４
の端部入射面に到達し、管状光源１から外側に向けて発
散された光は、光源反射鏡２に当たって反射、その一部
は導光板４の端部入射面に到達する。そして、端部入射
面に到達した光は、多少屈折されて導光板４内へ入射す
る。

【００４３】導光板４内に入射した光のうち、比較的後
方に屈折された光は、後面反射面に到達する。そして、
後面反射鏡６で反射し、導光板４内を伝搬、さらに前面
出射面に到達する。このうち、上記ホログラム３１の回
折格子の形成された部分に到達した回折条件に合致する
光は回折され、回折格子が形成されていない部分では臨
界角より小さい光は屈折して前面方向に光が出射し、臨
界角より大きい光は前面出射面で反射して導光板４内を
伝搬する。

【００４４】本実施の形態でホログラム３１の回折格子
の形成された部分では、管状光源１方向から入射した６
０度の光が４０度方向に回折され、再度後面反射面に向
かって管状光源１から離間した部分に光を伝搬させ、後
面反射面に到達する。後面反射面に到達した光は後面反
射鏡６で反射し、導光板４内を伝搬、さらに前面出射面
に到達する。この光が前面出射面に貼付されたホログラ
ム３１の回折領域であってもなくても、臨界角より小さ
くまたホログラム３１の回折条件にも合致しないので、
光は屈折して前面方向に光が出射する。

【００４５】また、端部入射面から導光板４内へ入射し
た光のうち、比較的前方に屈折された光は、直接に前面
出射面に向かって進行し、上記に示した後面反射鏡６で
反射した光と同じように、ホログラム３１の回折格子の
形成された部分に到達した回折条件に合致する光は回折
され、ホログラム３１の回折格子の形成されていない部
分では、臨界角より小さい光は屈折して前面方向に光が
出射し、臨界角より大きい光は反射して導光板４内を伝
搬する。

【００４６】ホログラム３１には前述のようにマスクを
用いて回折格子の面積を管状光源１から離間するほど面
積が減少するように変化させているので、導光板４内で
前面出射面から出射される光の光量を比較的均一にでき
ると共に、前面出射面の光出射効率を高めることができ
る。

【００４７】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態の面光源装置の側面図を図５に示す。図５に示す
ように、第１の実施の形態に記載した導光板４、管状光
源１、光源反射鏡２、後面反射鏡６と同様なものを備え
ている。

【００４８】そして、前面出射面にはホログラム３２を
貼付した。このホログラム３２は、第１の実施の形態と
同じ材料の膜厚２０μｍのリップマンタイプの体積・位
相型の透過型ホログラムである。

【００４９】そして、第１の実施の形態１と同様にホロ
グラム３２を作製する際に、あらかじめ作製しておいた
図６に示すマスクをフォトポリマーたる感光材料に密接
配置し、紫外線で事前に露光した。本実施例で用いた図
６に示すマスクは、導光板４の長手方向に４分割し光量
の多い管状光源１に近い領域を白色の部分（紫外線透過
部分）とし、管状光源１から離れるに従って白色の部分
（紫外線透過部分）が減少する構成とした。第１の実施
の形態と同様に、このマスクの紫外線透過部分（図６で
白色部分）に対応するフォトポリマーの部分には回折格
子は記録されない。従って、管状光源１に近い領域では
回折格子が形成されず、管状光源１から離れるに従って
回折格子が形成される領域が増大する構成となり、図６
のマスクパターンと同じパターンの面積密度に回折格子
が形成されることになる。

【００５０】図６に示すマスクを使用して事前に紫外線
で露光した後、感光材料の片面に２光束を入射させ、そ
の他は第１の実施の形態と同様な露光方法で透過型ホロ
グラムを作製した。このとき、ホログラム３２は導光板
４を含めた入射角度を３０度、回折角度を０度とした。

【００５１】図５において、管状光源１からの光のう
ち、導光板４に向かって照射された光は、直接導光板４
の端部入射面に到達し、管状光源１から外側に向けて発
散された光は、光源反射鏡２に当たって反射、その一部
は導光板４の端部入射面に到達する。そして、端部入射
面に到達した光は、多少屈折されて導光板４内へ入射す
る。

【００５２】導光板４内に入射した光のうち、比較的後
方に屈折された光は、後面反射面に到達する。そして、
後面反射鏡６で反射し、導光板４内を伝搬、さらに前面
出射面に到達する。このうち、上記ホログラム３２の回
折格子の形成された部分に到達した回折条件に合致する
光、すなわち管状光源１方向から入射した入射角３０度
の光が０度方向つまりは前面出射面より出射される光と
なる。そして、前面出射面に貼付されたホログラム３２
の回折格子が形成されていない部分では、臨界角より小
さい光は屈折して前面方向に光が出射し、臨界角より大
きい光は反射して導光板４内を伝搬する。

【００５３】また、端部入射面から導光板４内へ入射し
た光のうち、比較的前方に屈折された光は、直接に前面
出射面に向かって進行し、ホログラム３２の回折格子の
形成された部分に到達した回折条件に合致する光は回折
され同様に前面出射面より出射され、回折格子が形成さ
れていない部分では、臨界角より小さい光は屈折して前
面方向に光が出射し、臨界角より大きい光は反射して導
光板４内を伝搬する。

【００５４】ホログラム３２には前述のようにマスクを
用いて回折格子の面積を管状光源１から離間するほど面
積が増加するように変化させているので、管状光源１か
ら離間するほどホログラム３２によって回折されて前面
出射面より出射する光の量が増大する。従って、導光板
４内で前面出射面から出射される光の量を比較的均一に
でき、前面出射面の光出射効率を高めることができる。

【００５５】なお、第１、第２、第３の実施の形態の面
光源装置はあくまでも一例であり、これらを組み合わせ
てもよいし、管状光源１を複数本として、導光板４の複
数の端部から光を入射させるようにしてもよく、これら
に合わせてホログラム３０、３１、３２も変化させるこ
とができる。また、管状光源１の管径、導光板４の厚さ
等が変化すれば、ホログラム３０、３１、３２も変化す
る。

【００５６】上記実施の形態におけるホログラム材料と
しては、上記の他にポリビニルカルバゾール系などのフ
ォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、光レジスト、銀塩
など公知のホログラム感光材料を用いることができ、ホ
ログラムとしては、リップマンタイプ等の体積・位相型
のホログラムが高い回折効率を得られるという点で望ま
しい。また、２光束干渉によって記録したものに限ら
ず、所望のホログラム干渉縞を計算機によって計算し、
電子ビーム等によって描画して作製する計算機ホログラ
ム（ＣＧＨ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ
Ｈｏｌｏｇｒａｍ）を用いてもよい。

【００５７】上記の実施の形態ではホログラムは１枚の
ホログラムに３色を同軸で多重露光したが異なる光回折
機能またはパターンを各色で持たせてもよいし、複数層
異なる光回折機能またはパターンを持つホログラムを積
層したものであってもよい。

【００５８】また、バックライトの種類、波長特性によ
り回折波長を変更することも可能であり、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

【００５９】このようにホログラムの回折領域の面積を
場所により変えることで、良好な輝度むらの少ない面光
源装置が得られる。逆に意図的に輝度むらを生じさせる
ことで特定領域の輝度を稼いだり、落とすこともでき
る。この例では領域を４つに分けたが、当然領域を細か
く分割すればするほど細かく輝度むらを制御することが
可能となる。例えば、導光板の長手方向だけでなく短手
方向も制御することで、管状光源自身の輝度むらに対応
させたり、または管状光源を短くしたり、点光源や複数
の光源でも面光源装置が作製可能である。光源の位置も
輝度むらに影響がなくなるため設計の自由度が増す。ま
た、ホログラムの回折領域の面積を連続可変とすれば、
領域のつなぎめがなくなるため、領域間の輝度変化が判
らなくなる。

【００６０】さらに導光板４としてはポリメチルメタア
クリレート（ＰＭＭＡ）のほか、ガラスやポリカーボネ
ート、ポリウレタン、ポリスチレン等の使用も可能であ
るが、軽く、透明性が高いことが望ましい。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
おいては、被照明体を後方から面状に照明する透光性の
導光板と、該導光板の一側端部に配された管状光源とを
少なくとも備え、前記導光板は前記管状光源からの光を
前記一側端部で入射する端部入射面と、内部の後方への
光を後面で前方に反射する後面反射面と、内部の光を前
方の前記被照明体側に出射する前面出射面とを有する面
光源装置において、前記導光板の前記後面反射面または
前記前面出射面には前記管状光源からの光を回折するホ
ログラムを設け、該ホログラムは前記管状光源から到達
する光の量に応じて回折格子の面積密度が変化している
ホログラムとしているから、管状光源から到達する光の
量が減少すればそれに応じて回折格子の面積密度を変化
させて前面出射面から出射する光の量を増大させること
ができ、また、管状光源から到達する光の量が多い場合
ではそれに応じて回折格子の面積密度を変化させてその
場所において前面出射面から出射する光の量を減少させ
ると共に、減少させた分の光を管状光源から到達する光
の量が少ない他の場所に振り分けてその場所での光の量
を増大させることができ、その結果、端面入射面に入射
した管状光源からの光を効率良くまた、面内で比較的均
一に前方に出射することができる。

【００６２】このように、導光板の後面反射面または前
面出射面にホログラムを貼付等により設けるだけで、管
状光源からの光を、前面に対して比較的均一に出射させ
ることができ、これにより、照明面の輝度均質度を高め
ることができ、光の利用効率を向上させることができ
る。

【００６３】また、このような回折格子の面積密度を変
化させるたホログラムの作製も容易である。

【００６４】なお、本発明の面光源装置は液晶ディスプ
レイ装置に限らず種々のディスプレイ用として応用が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の面光源装置の側面
図である。

【図２】図１に示す本発明の第１の実施の形態の面光源
装置に用いたホログラムを作製する際に使用したマスク
の平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の面光源装置の側面
図である。

【図４】図３に示す本発明の第２の実施の形態の面光源
装置に用いたホログラムを作製する際に使用したマスク
の平面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の面光源装置の側面
図である。

【図６】図５に示す本発明の第３の実施の形態の面光源
装置に用いたホログラムを作製する際に使用したマスク
の平面図である。

【図７】従来の面光源装置の側面図である。

【符号の説明】

１：管状光源 ２：光源反射鏡 ３０、３１、３２：ホログラム ４：導光板 ５：出射面 ６：後面反射鏡

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被照明体を後方から面状に照明する透光性
   の導光板と、該導光板の一側端部に配された管状光源と
   を少なくとも備え、前記導光板は前記管状光源からの光
   を前記一側端部で入射する端部入射面と、内部の後方へ
   の光を後面で前方に反射する後面反射面と、内部の光を
   前方の前記被照明体側に出射する前面出射面とを有する
   面光源装置において、前記導光板の前記後面反射面また
   は前記前面出射面には前記管状光源からの光を回折する
   ホログラムが設けられ、該ホログラムは前記管状光源か
   ら到達する光の量に応じて回折格子の面積密度が変化し
   ているホログラムであることを特徴とする面光源装置。
2. 【請求項２】前記ホログラムが前記後面反射面に設けら
   れた反射型のホログラムであり、前記ホログラムの回折
   格子の面積密度が前記管状光源から離れるに従って増大
   していることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
3. 【請求項３】前記ホログラムが前記前面反射面に設けら
   れた反射型のホログラムであり、前記ホログラムの回折
   格子の面積密度が前記管状光源から離れるに従って減少
   していることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
4. 【請求項４】前記ホログラムが前記前面反射面に設けら
   れた透過型のホログラムであり、前記ホログラムの回折
   格子の面積密度が前記管状光源から離れるに従って増大
   していることを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
5. 【請求項５】前記ホログラムは拡散機能を有しているこ
   とを特徴とする請求項１〜４記載の面光源装置。
6. 【請求項６】前記ホログラムの回折波長を管状光源の輝
   線スペクトルと概略一致させたことを特徴とする請求項
   １〜５記載の面光源装置。
7. 【請求項７】前記ホログラムの回折波長を管状光源の輝
   線スペクトルの赤、緑、青と概略一致させたことを特徴
   とする請求項１〜６記載の面光源装置。
8. 【請求項８】前記ホログラムの効率を管状光源の輝線ス
   ペクトルの強度により変化させたことを特徴とする請求
   項１〜７記載の面光源装置。
9. 【請求項９】前記ホログラムの回折格子の面積密度を管
   状光源の輝線スペクトルの強度により変化させたことを
   特徴とする請求項１〜８記載の面光源装置。