JP3835770B2 - 面光源装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に適用される面光源装置に関し、例えば板状の光学ブロックにより照明光の指向性を補正するサイドライト型面光源装置に適用するものである。本発明は、このサイドライト型面光源装置等において、この光学ブロックの入射面側を鏡面に形成する等により、簡易な構成で高品位の照明光を出射できるようにする。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置に適用される面光源装置においては、面光源を形成する板状部材の背面に一次光源を配置するものと、この板状部材の側面に一次光源を配置するもの(すなわちサイドライト型面光源装置でなる)とがあり、何れの場合でもこの板状部材の出射面に配置した光制御部材により出射光の指向性を補正するようになされている。
【0003】
このうちサイドライト型面光源装置は、棒状光源でなる一次光源を板状部材(すなわち導光板でなる)の側方に配置し、この一次光源より出射される照明光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイドライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光板の平面より液晶パネルに向けて出射するように構成され、これにより全体形状を薄型化できるようになされている。
【0004】
このようなサイドライト型面光源装置は、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄く形成した形式のものとがある。
【0005】
図17は、サイドライト型面光源装置の構成を示す分解斜視図であり、このサイドライト型面光源装置1は、光散乱導光体からなる導光板としての光散乱導光板2の側方に一次光源3を配置し、反射シート4、光散乱導光板2、光制御部材としての光学ブロック5を積層して形成される。このうち一次光源3は、冷陰極管でなる蛍光ランプ6の周囲を、断面略半円形形状の正反射部材でなるリフレクター7で囲って形成され、リフレクター7の開口側より光散乱導光板2の端面に照明光を入射する。
【0006】
反射シート4は、金属箔等でなるシート状の正反射部材、又は白色PETフィルム等でなるシート状の乱反射部材により形成され、光散乱導光板2より漏れ出す照明光を光散乱導光板2に反射する。
【0007】
光散乱導光板2は、楔形断面形状の導光板で、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて形成される。これによりA−A線により断面を取って図18に示すように、この光散乱導光板2は、一次光源側の端面でなる入射面Tより照明光Lを入射し、透光性の微粒子により照明光Lを散乱させながら、また反射シート4に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート4により一部乱反射させながら、反射シート4側の平面(以下反射面と呼ぶ)と光学ブロック5側の平面(以下出射面と呼ぶ)との間を繰り返し反射して照明光Lを伝播する。
【0008】
この伝播の際に、照明光Lは、斜面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射される。この出射面より出射される照明光Lは、照明光Lが光散乱導光板2の内部において透光性の微粒子により散乱され、また反射シート4により乱反射して伝播すること等により、出射面により出射される。しかしながらこの照明光Lは、出射面と反射面との間で反射を繰り返して伝播することにより、矢印Bにより拡大して示すように、主たる出射方向が楔形状の先端方向に傾いて形成される。すなわち導光板からの出射光Lが指向性を有するようになり、これによりサイドライト型面光源装置1は、指向出射性を有するようになる。
【0009】
光学ブロック5は、この指向性を補正するために配置される。すなわち光学ブロック5は、アクリル等の透光性の樹脂により、光散乱導光板2に対して相補的に板厚が変化するように、光散乱導光板2の入射面側より遠ざかるに従って板厚が増大するように形成される。さらに光学ブロック5は、光散乱導光板2側の面及びこの面と対向する面にそれぞれプリズム面が形成される。このプリズム面は、それぞれ斜面を有する繰り返し形状として、断面三角形形状の突起が繰り返されて形成される。ここで光散乱導光板2側のプリズム面においては、この断面三角形形状の突起が入射面と平行に延長するように配置され、これと対向するプリズム面においては、入射面と直交する方向に延長するように配置される。これにより矢印Bで拡大して示すように、光散乱導光板2側のプリズム面においては、入射面Tより楔形先端に向かう方向(以下Y方向と呼ぶ)に傾いた出射光の指向性を出射面の正面方向に補正する。これに対して矢印Cで拡大して示すように、これに対向するプリズム面においては、入射面Tと平行の方向(以下X方向と呼ぶ)について、照明光の広がりを補正する。
【0010】
なお、このように指向出射性を有する導光板としては、透明部材又は半透明部材により、楔形形状又は楔形形状に近い形状に導光板を形成したもの、あるいは平板形状に導光板を形成し、この導光板の出射面及び又は裏面に散乱膜、梨地面、微小レンズアレイ等を形成したものもある。このような導光板を用いたサイドライト型面光源装置においても、同様に、出射光を正面方向に効率良く出射できるようになされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、図17において記号Dにより示すように、入射面近傍において、入射面と平行に明暗の縞模様が発生し、これにより出射光の品位が低下する問題がある。この縞模様のうち、線状の輝線と帯状の暗帯は、光散乱導光板2の入射面及び入射面のエッジを処理して防止できることが判った。しかしながらこれらの処理によっても入射面近傍の輝度ムラは、完全に防止できない問題がある。
【0012】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、板状の光制御部材を使用するサイドライト型面光源装置において、入射面近傍に発生する輝度ムラを低減して、高品位の照明光を出射することができるサイドライト型面光源装置等を提案しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、サイドライト型面光源装置において、板状部材の出射面に配置した板状の光学ブロックにより、出射面より出射される照明光の指向性を補正することを前提とする。この光学ブロックにおいて、出射面側の面及び出射面側の面と対向する面の少なくとも1面において、板状部材の端面側より所定の範囲にある前記端面に沿った領域を除いた領域の全部又は一部に、斜面を有する繰り返し形状を繰り返して、照明光の指向性を補正する指向性補正面を形成する。
【0014】
このとき棒状光源が、周囲を囲む反射部材により照明光の一部を反射して先の端面に入射する場合に、光学ブロック及び板状部材により、この反射部材の端部を挟持する。
【0015】
さらにこれらの場合に、光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持する。
【0018】
光学ブロックにおいて、出射面側の面及び出射面側の面と対向する面の少なくとも1面において、板状部材の端面側より所定の範囲にある前記端面に沿った領域を除いた領域の全部又は一部に、照明光の指向性を補正する指向性補正面を形成すれば、端面側においては、この指向性補正面が形成されていないことにより、この端面側の面を種々に選定して、この端面側の面が照明光に照らし出されて出射面より観察されてなる輝度ムラを有効に回避することができる。
【0019】
このとき光学ブロック及び板状部材により反射部材の端部を挟持すれば、反射部材の保持機構を簡略化することができる。またこれに代えて、又はこれに加えて、光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持すれば、光学ブロック及び板状部材を簡易に保持することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【0022】
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図であり、図2は、このサイドライト型面光源装置10をE−E線により取って示す断面図である。なおこの図1において、上述した図17と共通する構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0023】
このサイドライト型面光源装置10において、光散乱導光体からなる導光板としての光散乱導光板11は、ポリメチルメタクリレートからなるマトリックス中に透光性の微粒子が混入分散されて断面楔形形状に形成され、一次光源3より出射される照明光Lを入射面でなる端面Tより入射する。さらに光散乱導光板11は、透光性の微粒子により照明光Lを散乱させながら、また反射シート4に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート4により一部乱反射させながら、この照明光Lを反射面及び出射面の間を繰り返し反射して伝播し、臨界角以下の成分を出射面より出射する。
【0024】
この光散乱導光板11は、入射面Tがマット面処理により一様に所定粗さのマット面(シボ面)に形成され、これにより光散乱機能を持つように入射面Tが粗面に形成される。さらに光散乱導光板11は、出射面と平行な、入射面Tの上下エッジEに、遮光手段としてのインクが付着される。ここでエッジEは、図2において符号Fで示すように、微視的に見れば曲率半径Rが0.05〔mm〕程度の曲面になっており、この曲面上にインクがインク層の状態で付着されるようになされている。なおこのインクの付着処理は、インクを付着した板状部材にエッジEを押し付けてインクをエッジEに転写して実行される。これにより光散乱導光板11は、エッジEに、線状に、極めて小さな線幅でインクが付着され、このインクによりエッジから入射する照明光を遮光するようになされている。
【0025】
すなわち光散乱導光板11において、エッジEより入射する照明光は、入射面Tより入射した照明光と同様に、反射面及び出射面を繰り返し反射して伝播し、臨界角以下の成分が出射面より出射する。これにより出射面より見て、明るく照らし出されたエッジEが繰り返し輝線として観察され、この輝線が輝度ムラとして観察される。これにより光散乱導光板11は、インクでエッジEを遮光してこの輝線の発生を防止し、輝度ムラを低減するようになされている。
【0026】
これに対して入射面Tより入射する照明光は、入射面T近傍において、出射面に対して臨界角以下の成分が不足し、これによりエッジEによる輝線が目立たなくなると、入射面近傍で出射光量の不足が目立つようになる。輝線が発生している場合、この光量不足が暗帯として観察されることになる。これにより光散乱導光板11は、入射面Tの光拡散機能により、この不足する臨界角以下の成分を増強し、入射面近傍における輝度ムラを低減する。
【0027】
さらに光散乱導光板11は、出射面側の隅部において、両側面より飛び出すようにつば13A〜13Dが形成され、各つば13A〜13Dにそれぞれ光学ブロック側に飛び出す円柱形状の突起14A〜14Dが形成されるようになされている。
【0028】
これに対応して光学ブロック15は、光散乱導光板11側面の隅部において、両側面より飛び出すようにつば16A〜16Dが形成され、各つば16A〜16Dにそれぞれ円形形状の貫通穴17A〜17Dが形成される。これにより光散乱導光板11及び光学ブロック15は、つば13A〜13D及び16A〜16D、突起14A〜14D、貫通穴17A〜17Dにより保持機構を形成し、G−G線により断面を取って図3に示すように、貫通穴17A〜17Dにそれぞれ突起14A〜14Dを圧入して、簡易な構成及び作業により光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化できるようになされている。
【0029】
光学ブロック15は、光散乱導光板11の入射面側より遠ざかるに従って板厚が徐々に厚くなるように形成され、これにより光散乱導光板11に対して板厚が相補的に変化するように設定されて、光散乱導光板11と共にサイドライト型面光源装置10の既略形状を長方体形形状に形成する。
【0030】
図2において符号Hで示す入射面側の領域を拡大して図4に示すように、さらに光学ブロック15は、光散乱導光板11側面及びこれと対向する面において、それぞれ光散乱導光板11の入射面側より所定の領域AR1及びAR2を除いて、プリズム面が形成される。ここで光散乱導光板11側のプリズム面は、斜面を有する繰り返し形状として入射面と平行に延長する断面三角形形状の突起が繰り返し形成され、これと対向するプリズム面は、入射面と直交する方向に延長する断面三角形形状の突起が繰り返し形成される。これにより光学ブロック15は、光散乱導光板11より出射される照明光の指向性をこれら突起の斜面により補正して出射する。これによりプリズム面は、照明光の指向性を補正する指向性補正面を構成する。
【0031】
このサイドライト型面光源装置10においては、反射シート4を光散乱導光板11に固定した状態で、断面コの字状のフレーム17によりリフレクター7の上下端をそれぞれ光学ブロック15及び光散乱導光板11に押し付ける(図2)。光学ブロック15の領域AR1及びAR2は、このフレーム17により隠れる範囲で、かつ光散乱導光板11の入射面Tの下側エッジより入射した照明光が光散乱導光板11の出射面に対して臨界角で入射する範囲を含むように選定される。
【0032】
さらにこれらの領域AR1及びAR2のうち、光散乱導光板11側の領域AR1は、断面三角形形状の突起の根元より光散乱導光板11の出射面と平行に延長する鏡面M1により形成される。これにより光学ブロック15においては、この入射面側の領域AR1における照明光の散乱を有効に回避して、この領域AR1が明るく照らし出されないようにし、明るく照らし出されたこの領域AR1がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0033】
これに対してフレーム17側の領域AR2は、断面三角形形状の突起の頂点より平坦に延長する鏡面M2により形成される。これにより光学ブロック15は、この領域AR2についても照明光の散乱を有効に回避し、明るく照らし出されたこの領域AR2がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0034】
この鏡面M2に対して、シート状の正反射部材でなるリフレクター7は、上側の端部が所定の接着剤により光学ブロック15に接着される。ここでこの接着剤は、光学ガラスの接着に使用される接着剤であり、透過率が高く、光学ブロックと屈折率がほぼ等しい接着剤である。これにより光学ブロック15は、リフレクター7及び鏡面M2の境界面においても、この領域AR2が明るく照らし出されないようにし、明るく照らし出されたこの領域AR2がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0035】
さらに光学ブロック15は、照明光伝播方向の端面(図2)に、反射シート18を保持し、この反射シート18により端部より漏れ出す照明光を光学ブロック15の内部に反射する。これにより光学ブロック15は、照明光を有効に利用するようになされている。ここでこの反射シート18は、リフレクター7と同様のシート状の正反射部材でなり、リフレクター7と同様の接着剤による接着により光学ブロック15に取り付けられている。これにより光学ブロック15は、端面における照明光の散乱を有効に回避し、この照明光の散乱による端面側における輝度レベルの部分的な増大を有効に回避する。
【0036】
これに対して反射シート4(図2)は、正反射部材でなる緩衝シート19を介して、反射シート18と同一の接着剤により光散乱導光板11の反射面に保持される。このとき反射シート4は、入射面側においては、この緩衝シート19の幅が入射面側より領域AR1の範囲に保持される。これにより反射シート4においても領域AR1の範囲においては、光散乱導光板11との境界面における乱反射が有効に回避され、この乱反射が出射面側より観察されてなる輝度ムラを防止するようになされている。
【0037】
フレーム17においては、この反射シート4の外側よりリフレクター7の下側端面を光散乱導光板11に押圧して保持する。
【0038】
以上の構成において、サイドライト型面光源装置10は、光散乱導光板11の側面に一体に形成されたつば13A〜13Dの突起14A〜14Dを、光学ブロック15の側面に一体に形成されたつば16A〜16Dの貫通穴17A〜17Dに圧入して、光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化した後(図3)、反射シート4、蛍光ランプ6、リフレクター7、フレーム17が配置されて形成される。
【0039】
このサイドライト型面光源装置10において、蛍光ランプ6から出射された照明光は(図1及び図2)、直接に、又はリフレクター7で反射された後、入射面Tより光散乱導光板11の内部に入射し、この照明光Lが反射面と出射面との間で反射を繰り返しながら、光散乱導光板11の内部を伝播する。このとき照明光Lは、光散乱導光板11の内部で散乱を受けながら、反射面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射された後、光学ブロック15により指向性が補正される。これによりこの光学ブロック15の前面に配置された液晶パネルが照明される。
【0040】
このようにして蛍光ランプ6から出射される照明光のうち(図2)、入射面TのエッジEに入射する照明光は、このエッジEに付着したインクにより遮光され、リフレクター7側に反射される。これによりエッジEの輝きが有効に回避され、このエッジEの線状の輝きが出射面より観察されてなる輝線の発生が有効に回避される。また入射面Tより入射する照明光は、粗面に形成された入射面Tにより散乱され、これにより出射面より出射される光量の分布が入射面側に偏るようになり、輝度ムラが低減される。
【0041】
これに対して入射面Tより入射する照明光のうち一部は(図4)、フレーム17により隠れる光学ブロック15の端部に入射し、鏡面M1により反射されて光散乱導光板11に戻され、又は鏡面M1を透過した後、鏡面M2、リフレクター7により反射される。このときこれらの照明光は、鏡面M1により乱反射が有効に回避される。また鏡面M2により、さらには鏡面M2及びリフレクター7間の光学ガラスの接着剤により、鏡面M2、鏡面M2及びリフレクター7の境界面における乱反射が有効に回避される。これによりこれらの領域が照らし出されて観察されてなる輝度ムラが有効に回避される。
【0042】
また照明光のうち光学ブロック15の先端側端面(図2)に到達する成分は、光学ガラスの接着剤により接着された反射シート18により光学ブロック15の内部に反射され、これによりこの先端側における輝度レベルの部分的な増大が有効に回避されて照明光の有効利用が図られる。
【0043】
以上の構成によれば、入射面側、フレーム17により隠れる領域AR1及びAR2を除いて、光学ブロック15に指向性補正面としてのプリズム面を形成し、これら領域AR1及びAR2を鏡面に形成したことにより、さらに領域AR2側においては光学ガラスの接着剤によりリフレクター7を接着保持したことにより、これらの領域AR1及びAR2における照明光の散乱を有効に回避することができ、これらの領域AR1及びAR2の輝きが観察されてなる輝度ムラを有効に回避することができる。
【0044】
また光散乱導光板11及び光学ブロック15の側面に一体につば13A〜13D、16A〜16D、突起14A〜14D、貫通穴17A〜17Dを形成し、これらにより保持機構を形成して光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化することにより、簡易な構成で、かつ簡易な作業でサイドライト型面光源装置を作成することができる。
【0045】
(2)第2の実施の形態
図5は、本発明の第2の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図2との対比により示す断面図であり、このサイドライト型面光源装置20では、第1の実施の形態における光学ブロック15に代えて光学ブロック21が適用される。なおこのサイドライト型面光源装置20において、第1の実施の形態と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0046】
この実施の形態において、光学ブロック21は、第1の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置10の光学ブロック15と同様に、貫通穴を有するつばが一体に形成され、これにより光散乱導光板11と簡易に一体化できるようになされている。
【0047】
さらに光学ブロック21は、符号Iにより入射面T側の端部を拡大して図6に示すように、光散乱導光板11とでリフレクター7の上側端部を挟持してリフレクター7を保持する。すなわち光学ブロック21は、フレーム側の面においては、指向性補正面としてのプリズム面が全面に形成されるのに対し、光散乱導光板11側の面においては、フレーム17により隠れる入射面T側の領域AR3を除いてプリズム面が形成される。
【0048】
この領域AR3においては、プリズム面を構成する突起の斜面のほぼ中央より光散乱導光板11の出射面とほぼ平行に延長するように平面M3に形成され、この平面M3と光散乱導光板11の出射面とでリフレクター7を挟持する。
【0049】
図5に示す構成によれば、光散乱導光板11及び光学ブロック21に保持機構を形成すると共に、光散乱導光板11及び光学ブロック21によりリフレクター7の上側端部を挟持してリフレクター7を保持することにより、リフレクター7を光学ブロック21に位置決めした後、光散乱導光板11を押圧するだけの簡易な作業により光学ブロック21及び光散乱導光板11を一体化し、かつリフレクター7の一端を固定することができ、これにより第1の実施の形態の効果に加えて、さらに一段と簡易な作業でサイドライト型面光源装置を作成することができる。
【0050】
(3)第3の実施の形態
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図1との対比により示す斜視図である。このサイドライト型面光源装置25においては、光学ブロック27側に形成した保持機構により光散乱導光板26及び光学ブロック27を一体化する。なおこの図7に示す構成において、第1の実施の形態と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0051】
すなわち光散乱導光板26は、エッジEの遮光処理、入射面Tのマット面処理を除いて、従来の光散乱導光板と同一に形成される。これに対して光学ブロック27は、側面、四隅に、光散乱導光板26に向かって突出するように爪27A〜27Dが形成される。これによりJ−J線により断面を取って図8に示すように、光学ブロック27は、爪27A〜27Dにより光散乱導光板26を一体に保持する。なおこの実施の形態においても、上述した第2の実施の形態と同様に、光散乱導光板26及び光学ブロック27は、リフレクター7の上側、端部を挟持する。
【0052】
図7に示す構成によれば、光学ブロック側に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化することにより、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお光散乱導光板においては、側面につば等を形成すると、側面で反射する照明光がつばの部分でさらに外側に広がることにより、部分的に出射光量が低下して輝度ムラが発生する場合がある。ところがこの実施の形態のように、光学ブロック側に保持機構を形成すれば、この種のつば等に起因する輝度ムラの発生を有効に回避することができる。
【0053】
(4)第4の実施の形態
図9は、本発明の第4の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図1との対比により示す断面図である。このサイドライト型面光源装置30においても、光学ブロック32側に形成した保持機構により光散乱導光板31及び光学ブロック32を一体化する。なおこの図9に示す構成において、図2と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0054】
すなわちこの実施の形態において、光散乱導光板31は、エッジEの遮光処理、入射面Tのマット面処理を除いて、従来の光散乱導光板と同一に形成される。これに対して光学ブロック32は、側面、入射面T側に、第3の実施の形態について上述した爪が形成される。これによりこの実施の形態では、この爪により光散乱導光板31、光学ブロック32、反射シート4を一体化する。
【0055】
これに対して光散乱導光板31の楔型先端側において、光学ブロック32は、先端方向に全体が飛び出すように形成され、この飛び出した光散乱導光板32側の端部32Aが断面コの字状に形成されるようになされている。これにより光学ブロック32は、このコの字状の空隙に光散乱導光板31及び反射シート4を保持する。
【0056】
さらに光学ブロック32は、この光散乱導光板31の楔型先端側の端面に、光拡散シート33を接着により保持する。これにより光学ブロック32は、光散乱導光板31に比して光散乱導光板31の楔型先端方向に拡大した面より照明光を出射できるように形成され、この拡大した部分において低下する照明光の光量を、拡散シート33で散乱した照明光により補うようになされている。
【0057】
図9に示す構成によれば、光学ブロック32にコの字状の空隙を形成し、この空隙により光散乱導光板31及び反射シート4を保持したことにより、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0058】
(5)第5の実施の形態
図10は、本発明の第5の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置の光源側を拡大して示す断面図である。このサイドライト型面光源装置35においては、リフレクター7の端面が光散乱導光板36の入射面Tに突き当たるようにリフレクター7を保持する。
【0059】
図10に示すように、リフレクター7の端面を光散乱導光板11の入射面Tに突き当てて保持する場合でも、入射面側、フレームにより隠れる領域を鏡面M1及びM2に形成することにより、第2の実施の形態と同様に、輝度ムラを低減することができる。
【0060】
(6)他の実施の形態
なお上述の実施の形態では、光学ブロックにおいて、断面三角形形状の突起に対して、この突起のほぼ中央部分、根元部分、頂点より平面を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光散乱導光板側の面、これと対向する面の何れについても、必要に応じて図11〜図13に示すように、突起に対して種々の高さによりこれらの面を形成してもよい。なお図11は、突起のほぼ中央部分より平面を形成する場合、図12は、突起の頂点より飛び出して平面を形成する場合、図13は、突起の根元より奥まって平面を形成する場合である。
【0061】
さらに上述の実施の形態では、光学ブロックにおいて、入射面T側のフレームに隠れる一定領域の平面を鏡面に形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこの一定領域を指向性補正面と異なる種々の面に設定して出射光の品位を向上することができる。
【0062】
すなわちフレームにより隠される面積が大きい場合は、入射面の粗面化に代えて、この大きな面積に対応する領域をマット面等の光散乱面に形成することにより、輝度ムラの発生を有効に回避して入射面側の輝度レベルを補正することができる。またこれを局所的に実行して長さの短い蛍光ランプを適用した際に発生する入射面側の隅部における輝度レベルの低下を補正することができる。さらにこれを入射面側の両隅部で非対称に実行してホット側及びコールド側にて相違する蛍光ランプの光量による輝度ムラを補正することもでき、さらには蛍光ランプをシフトして配置した際の入射面側の両隅部で発生する輝度のレベル相違を補正することもできる。さらにリフレクターを挟持する場合は、図14に示すように、微小な三角錐形状の突起を形成して、リフレクターを挟持する力を増大してもよい。
【0063】
さらに上述の実施の形態では、斜面を有する繰り返し形状として断面三角形形状の突起を適用して指向性補正面を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この繰り返し形状においては斜面を有する種々の形状を適用することができ、例えば図15に示すように、断面正弦波状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、さらには図16に示すように、断面円弧形状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、さらには三角錐形状、四角錐形状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよい。また出射面側の面とこれと対向する面とで、異なる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、これらの面の1つについてだけ指向性補正面を形成してもよい。
【0064】
また上述の実施の形態では、光学ブロック及び又は光散乱導光板に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化すると共に、光学ブロックの一部に鏡面等を形成して輝度ムラを低減する場合について述べたが、本発明による輝度ムラの低減はこれに限らず、別体に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化する場合にも広く適用することができる。
【0065】
またこれとは逆に、本発明による光学ブロック及び光散乱導光板の保持機構は、併せて光学ブロックの一部に鏡面等を形成して輝度ムラを低減する場合に限られるものではなく、また上述の実施の形態に係る保持機構にも限られるものでもない。
【0066】
さらに上述の実施の形態では、光学ブロック及び又は光散乱導光板に形成した保持機構により、単に光学ブロック及び光散乱導光板を一体化する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せてフレームを一体化する場合等にも適用することができる。
【0067】
また上述の実施の形態では、透光性の微粒子を混入分散して光散乱導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シリカ等の微粒子を透明樹脂に混入分散して光散乱導光板を構成する場合にも適用することができる。
【0068】
さらに上述の実施の形態では、光散乱導光板を適用して面光源装置を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、透明部材による断面楔型形状の導光板を用いたサイドライト型面光源装置にも適用することができる。さらには平板形状に導光板を形成したサイドライト型面光源装置、板状部材の背面より一次光源の照明光を入射する面光源装置等、種々の面光源装置に広く適用することができる。
【0069】
さらに上述の実施の形態では、液晶表示装置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等の面光源装置に広く適用することができる。
【0070】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入射面側の一定領域を除く全部又は一部に指向性補正面を形成することにより、この入射面側の一定領域を種々に設定して、出射光の輝度ムラを低減することができ、これにより簡易な構成で高品位の照明光を出射することができる。
【0071】
また光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持することにより、簡易な構成で、かつ簡易な作業で面光源装置を組み立てることができる。
【0072】
さらに光学ブロック及び板状部材により光源の反射部材を挟持することにより、その分反射部材の保持機構を簡略化することができる。
【0073】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。
【図2】図1のサイドライト型面光源装置をE−E線により示す断面図である。
【図3】図1のサイドライト型面光源装置をG−G線により示す断面図である。
【図4】図1のサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図5】図2との対比により本発明の第2の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図6】図5のサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図7】図2との対比により本発明の第3の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図8】図7のサイドライト型面光源装置をJ−J線により示す断面図である。
【図9】図2との対比により本発明の第4の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図10】図2との対比により本発明の第5の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図11】他の実施の形態に係る光学ブロックの一部を示す断面図である。
【図12】図11の他の実施の形態を示す断面図である。
【図13】図12の他の実施の形態を示す断面図である。
【図14】図13の他の実施の形態を示す断面図である。
【図15】他の実施の形態に係る光学ブロックの繰り返し形状を示す断面図である。
【図16】図15の他の実施の形態を示す断面図である。
【図17】従来のサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。
【図18】図17のサイドライト型面光源装置をA−A線により示す断面図である。
【符号の説明】
1、10、20、25、30、35 サイドライト型面光源装置
2、11、26、31、36 光散乱導光板
3 一次光源
5、15、21、27、32 光学ブロック
6 蛍光ランプ
7 リフレクター
E エッジ
T 入射面
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に適用される面光源装置に関し、例えば板状の光学ブロックにより照明光の指向性を補正するサイドライト型面光源装置に適用するものである。本発明は、このサイドライト型面光源装置等において、この光学ブロックの入射面側を鏡面に形成する等により、簡易な構成で高品位の照明光を出射できるようにする。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置に適用される面光源装置においては、面光源を形成する板状部材の背面に一次光源を配置するものと、この板状部材の側面に一次光源を配置するもの(すなわちサイドライト型面光源装置でなる)とがあり、何れの場合でもこの板状部材の出射面に配置した光制御部材により出射光の指向性を補正するようになされている。
【0003】
このうちサイドライト型面光源装置は、棒状光源でなる一次光源を板状部材(すなわち導光板でなる)の側方に配置し、この一次光源より出射される照明光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイドライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光板の平面より液晶パネルに向けて出射するように構成され、これにより全体形状を薄型化できるようになされている。
【0004】
このようなサイドライト型面光源装置は、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄く形成した形式のものとがある。
【0005】
図17は、サイドライト型面光源装置の構成を示す分解斜視図であり、このサイドライト型面光源装置1は、光散乱導光体からなる導光板としての光散乱導光板2の側方に一次光源3を配置し、反射シート4、光散乱導光板2、光制御部材としての光学ブロック5を積層して形成される。このうち一次光源3は、冷陰極管でなる蛍光ランプ6の周囲を、断面略半円形形状の正反射部材でなるリフレクター7で囲って形成され、リフレクター7の開口側より光散乱導光板2の端面に照明光を入射する。
【0006】
反射シート4は、金属箔等でなるシート状の正反射部材、又は白色PETフィルム等でなるシート状の乱反射部材により形成され、光散乱導光板2より漏れ出す照明光を光散乱導光板2に反射する。
【0007】
光散乱導光板2は、楔形断面形状の導光板で、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて形成される。これによりA−A線により断面を取って図18に示すように、この光散乱導光板2は、一次光源側の端面でなる入射面Tより照明光Lを入射し、透光性の微粒子により照明光Lを散乱させながら、また反射シート4に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート4により一部乱反射させながら、反射シート4側の平面(以下反射面と呼ぶ)と光学ブロック5側の平面(以下出射面と呼ぶ)との間を繰り返し反射して照明光Lを伝播する。
【0008】
この伝播の際に、照明光Lは、斜面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射される。この出射面より出射される照明光Lは、照明光Lが光散乱導光板2の内部において透光性の微粒子により散乱され、また反射シート4により乱反射して伝播すること等により、出射面により出射される。しかしながらこの照明光Lは、出射面と反射面との間で反射を繰り返して伝播することにより、矢印Bにより拡大して示すように、主たる出射方向が楔形状の先端方向に傾いて形成される。すなわち導光板からの出射光Lが指向性を有するようになり、これによりサイドライト型面光源装置1は、指向出射性を有するようになる。
【0009】
光学ブロック5は、この指向性を補正するために配置される。すなわち光学ブロック5は、アクリル等の透光性の樹脂により、光散乱導光板2に対して相補的に板厚が変化するように、光散乱導光板2の入射面側より遠ざかるに従って板厚が増大するように形成される。さらに光学ブロック5は、光散乱導光板2側の面及びこの面と対向する面にそれぞれプリズム面が形成される。このプリズム面は、それぞれ斜面を有する繰り返し形状として、断面三角形形状の突起が繰り返されて形成される。ここで光散乱導光板2側のプリズム面においては、この断面三角形形状の突起が入射面と平行に延長するように配置され、これと対向するプリズム面においては、入射面と直交する方向に延長するように配置される。これにより矢印Bで拡大して示すように、光散乱導光板2側のプリズム面においては、入射面Tより楔形先端に向かう方向(以下Y方向と呼ぶ)に傾いた出射光の指向性を出射面の正面方向に補正する。これに対して矢印Cで拡大して示すように、これに対向するプリズム面においては、入射面Tと平行の方向(以下X方向と呼ぶ)について、照明光の広がりを補正する。
【0010】
なお、このように指向出射性を有する導光板としては、透明部材又は半透明部材により、楔形形状又は楔形形状に近い形状に導光板を形成したもの、あるいは平板形状に導光板を形成し、この導光板の出射面及び又は裏面に散乱膜、梨地面、微小レンズアレイ等を形成したものもある。このような導光板を用いたサイドライト型面光源装置においても、同様に、出射光を正面方向に効率良く出射できるようになされている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種のサイドライト型面光源装置においては、図17において記号Dにより示すように、入射面近傍において、入射面と平行に明暗の縞模様が発生し、これにより出射光の品位が低下する問題がある。この縞模様のうち、線状の輝線と帯状の暗帯は、光散乱導光板2の入射面及び入射面のエッジを処理して防止できることが判った。しかしながらこれらの処理によっても入射面近傍の輝度ムラは、完全に防止できない問題がある。
【0012】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、板状の光制御部材を使用するサイドライト型面光源装置において、入射面近傍に発生する輝度ムラを低減して、高品位の照明光を出射することができるサイドライト型面光源装置等を提案しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、サイドライト型面光源装置において、板状部材の出射面に配置した板状の光学ブロックにより、出射面より出射される照明光の指向性を補正することを前提とする。この光学ブロックにおいて、出射面側の面及び出射面側の面と対向する面の少なくとも1面において、板状部材の端面側より所定の範囲にある前記端面に沿った領域を除いた領域の全部又は一部に、斜面を有する繰り返し形状を繰り返して、照明光の指向性を補正する指向性補正面を形成する。
【0014】
このとき棒状光源が、周囲を囲む反射部材により照明光の一部を反射して先の端面に入射する場合に、光学ブロック及び板状部材により、この反射部材の端部を挟持する。
【0015】
さらにこれらの場合に、光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持する。
【0018】
光学ブロックにおいて、出射面側の面及び出射面側の面と対向する面の少なくとも1面において、板状部材の端面側より所定の範囲にある前記端面に沿った領域を除いた領域の全部又は一部に、照明光の指向性を補正する指向性補正面を形成すれば、端面側においては、この指向性補正面が形成されていないことにより、この端面側の面を種々に選定して、この端面側の面が照明光に照らし出されて出射面より観察されてなる輝度ムラを有効に回避することができる。
【0019】
このとき光学ブロック及び板状部材により反射部材の端部を挟持すれば、反射部材の保持機構を簡略化することができる。またこれに代えて、又はこれに加えて、光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持すれば、光学ブロック及び板状部材を簡易に保持することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【0022】
(1)第1の実施の形態
図1は、本発明の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図であり、図2は、このサイドライト型面光源装置10をE−E線により取って示す断面図である。なおこの図1において、上述した図17と共通する構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0023】
このサイドライト型面光源装置10において、光散乱導光体からなる導光板としての光散乱導光板11は、ポリメチルメタクリレートからなるマトリックス中に透光性の微粒子が混入分散されて断面楔形形状に形成され、一次光源3より出射される照明光Lを入射面でなる端面Tより入射する。さらに光散乱導光板11は、透光性の微粒子により照明光Lを散乱させながら、また反射シート4に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート4により一部乱反射させながら、この照明光Lを反射面及び出射面の間を繰り返し反射して伝播し、臨界角以下の成分を出射面より出射する。
【0024】
この光散乱導光板11は、入射面Tがマット面処理により一様に所定粗さのマット面(シボ面)に形成され、これにより光散乱機能を持つように入射面Tが粗面に形成される。さらに光散乱導光板11は、出射面と平行な、入射面Tの上下エッジEに、遮光手段としてのインクが付着される。ここでエッジEは、図2において符号Fで示すように、微視的に見れば曲率半径Rが0.05〔mm〕程度の曲面になっており、この曲面上にインクがインク層の状態で付着されるようになされている。なおこのインクの付着処理は、インクを付着した板状部材にエッジEを押し付けてインクをエッジEに転写して実行される。これにより光散乱導光板11は、エッジEに、線状に、極めて小さな線幅でインクが付着され、このインクによりエッジから入射する照明光を遮光するようになされている。
【0025】
すなわち光散乱導光板11において、エッジEより入射する照明光は、入射面Tより入射した照明光と同様に、反射面及び出射面を繰り返し反射して伝播し、臨界角以下の成分が出射面より出射する。これにより出射面より見て、明るく照らし出されたエッジEが繰り返し輝線として観察され、この輝線が輝度ムラとして観察される。これにより光散乱導光板11は、インクでエッジEを遮光してこの輝線の発生を防止し、輝度ムラを低減するようになされている。
【0026】
これに対して入射面Tより入射する照明光は、入射面T近傍において、出射面に対して臨界角以下の成分が不足し、これによりエッジEによる輝線が目立たなくなると、入射面近傍で出射光量の不足が目立つようになる。輝線が発生している場合、この光量不足が暗帯として観察されることになる。これにより光散乱導光板11は、入射面Tの光拡散機能により、この不足する臨界角以下の成分を増強し、入射面近傍における輝度ムラを低減する。
【0027】
さらに光散乱導光板11は、出射面側の隅部において、両側面より飛び出すようにつば13A〜13Dが形成され、各つば13A〜13Dにそれぞれ光学ブロック側に飛び出す円柱形状の突起14A〜14Dが形成されるようになされている。
【0028】
これに対応して光学ブロック15は、光散乱導光板11側面の隅部において、両側面より飛び出すようにつば16A〜16Dが形成され、各つば16A〜16Dにそれぞれ円形形状の貫通穴17A〜17Dが形成される。これにより光散乱導光板11及び光学ブロック15は、つば13A〜13D及び16A〜16D、突起14A〜14D、貫通穴17A〜17Dにより保持機構を形成し、G−G線により断面を取って図3に示すように、貫通穴17A〜17Dにそれぞれ突起14A〜14Dを圧入して、簡易な構成及び作業により光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化できるようになされている。
【0029】
光学ブロック15は、光散乱導光板11の入射面側より遠ざかるに従って板厚が徐々に厚くなるように形成され、これにより光散乱導光板11に対して板厚が相補的に変化するように設定されて、光散乱導光板11と共にサイドライト型面光源装置10の既略形状を長方体形形状に形成する。
【0030】
図2において符号Hで示す入射面側の領域を拡大して図4に示すように、さらに光学ブロック15は、光散乱導光板11側面及びこれと対向する面において、それぞれ光散乱導光板11の入射面側より所定の領域AR1及びAR2を除いて、プリズム面が形成される。ここで光散乱導光板11側のプリズム面は、斜面を有する繰り返し形状として入射面と平行に延長する断面三角形形状の突起が繰り返し形成され、これと対向するプリズム面は、入射面と直交する方向に延長する断面三角形形状の突起が繰り返し形成される。これにより光学ブロック15は、光散乱導光板11より出射される照明光の指向性をこれら突起の斜面により補正して出射する。これによりプリズム面は、照明光の指向性を補正する指向性補正面を構成する。
【0031】
このサイドライト型面光源装置10においては、反射シート4を光散乱導光板11に固定した状態で、断面コの字状のフレーム17によりリフレクター7の上下端をそれぞれ光学ブロック15及び光散乱導光板11に押し付ける(図2)。光学ブロック15の領域AR1及びAR2は、このフレーム17により隠れる範囲で、かつ光散乱導光板11の入射面Tの下側エッジより入射した照明光が光散乱導光板11の出射面に対して臨界角で入射する範囲を含むように選定される。
【0032】
さらにこれらの領域AR1及びAR2のうち、光散乱導光板11側の領域AR1は、断面三角形形状の突起の根元より光散乱導光板11の出射面と平行に延長する鏡面M1により形成される。これにより光学ブロック15においては、この入射面側の領域AR1における照明光の散乱を有効に回避して、この領域AR1が明るく照らし出されないようにし、明るく照らし出されたこの領域AR1がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0033】
これに対してフレーム17側の領域AR2は、断面三角形形状の突起の頂点より平坦に延長する鏡面M2により形成される。これにより光学ブロック15は、この領域AR2についても照明光の散乱を有効に回避し、明るく照らし出されたこの領域AR2がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0034】
この鏡面M2に対して、シート状の正反射部材でなるリフレクター7は、上側の端部が所定の接着剤により光学ブロック15に接着される。ここでこの接着剤は、光学ガラスの接着に使用される接着剤であり、透過率が高く、光学ブロックと屈折率がほぼ等しい接着剤である。これにより光学ブロック15は、リフレクター7及び鏡面M2の境界面においても、この領域AR2が明るく照らし出されないようにし、明るく照らし出されたこの領域AR2がプリズム面より観察されてなる輝度ムラを防止する。
【0035】
さらに光学ブロック15は、照明光伝播方向の端面(図2)に、反射シート18を保持し、この反射シート18により端部より漏れ出す照明光を光学ブロック15の内部に反射する。これにより光学ブロック15は、照明光を有効に利用するようになされている。ここでこの反射シート18は、リフレクター7と同様のシート状の正反射部材でなり、リフレクター7と同様の接着剤による接着により光学ブロック15に取り付けられている。これにより光学ブロック15は、端面における照明光の散乱を有効に回避し、この照明光の散乱による端面側における輝度レベルの部分的な増大を有効に回避する。
【0036】
これに対して反射シート4(図2)は、正反射部材でなる緩衝シート19を介して、反射シート18と同一の接着剤により光散乱導光板11の反射面に保持される。このとき反射シート4は、入射面側においては、この緩衝シート19の幅が入射面側より領域AR1の範囲に保持される。これにより反射シート4においても領域AR1の範囲においては、光散乱導光板11との境界面における乱反射が有効に回避され、この乱反射が出射面側より観察されてなる輝度ムラを防止するようになされている。
【0037】
フレーム17においては、この反射シート4の外側よりリフレクター7の下側端面を光散乱導光板11に押圧して保持する。
【0038】
以上の構成において、サイドライト型面光源装置10は、光散乱導光板11の側面に一体に形成されたつば13A〜13Dの突起14A〜14Dを、光学ブロック15の側面に一体に形成されたつば16A〜16Dの貫通穴17A〜17Dに圧入して、光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化した後(図3)、反射シート4、蛍光ランプ6、リフレクター7、フレーム17が配置されて形成される。
【0039】
このサイドライト型面光源装置10において、蛍光ランプ6から出射された照明光は(図1及び図2)、直接に、又はリフレクター7で反射された後、入射面Tより光散乱導光板11の内部に入射し、この照明光Lが反射面と出射面との間で反射を繰り返しながら、光散乱導光板11の内部を伝播する。このとき照明光Lは、光散乱導光板11の内部で散乱を受けながら、反射面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射された後、光学ブロック15により指向性が補正される。これによりこの光学ブロック15の前面に配置された液晶パネルが照明される。
【0040】
このようにして蛍光ランプ6から出射される照明光のうち(図2)、入射面TのエッジEに入射する照明光は、このエッジEに付着したインクにより遮光され、リフレクター7側に反射される。これによりエッジEの輝きが有効に回避され、このエッジEの線状の輝きが出射面より観察されてなる輝線の発生が有効に回避される。また入射面Tより入射する照明光は、粗面に形成された入射面Tにより散乱され、これにより出射面より出射される光量の分布が入射面側に偏るようになり、輝度ムラが低減される。
【0041】
これに対して入射面Tより入射する照明光のうち一部は(図4)、フレーム17により隠れる光学ブロック15の端部に入射し、鏡面M1により反射されて光散乱導光板11に戻され、又は鏡面M1を透過した後、鏡面M2、リフレクター7により反射される。このときこれらの照明光は、鏡面M1により乱反射が有効に回避される。また鏡面M2により、さらには鏡面M2及びリフレクター7間の光学ガラスの接着剤により、鏡面M2、鏡面M2及びリフレクター7の境界面における乱反射が有効に回避される。これによりこれらの領域が照らし出されて観察されてなる輝度ムラが有効に回避される。
【0042】
また照明光のうち光学ブロック15の先端側端面(図2)に到達する成分は、光学ガラスの接着剤により接着された反射シート18により光学ブロック15の内部に反射され、これによりこの先端側における輝度レベルの部分的な増大が有効に回避されて照明光の有効利用が図られる。
【0043】
以上の構成によれば、入射面側、フレーム17により隠れる領域AR1及びAR2を除いて、光学ブロック15に指向性補正面としてのプリズム面を形成し、これら領域AR1及びAR2を鏡面に形成したことにより、さらに領域AR2側においては光学ガラスの接着剤によりリフレクター7を接着保持したことにより、これらの領域AR1及びAR2における照明光の散乱を有効に回避することができ、これらの領域AR1及びAR2の輝きが観察されてなる輝度ムラを有効に回避することができる。
【0044】
また光散乱導光板11及び光学ブロック15の側面に一体につば13A〜13D、16A〜16D、突起14A〜14D、貫通穴17A〜17Dを形成し、これらにより保持機構を形成して光散乱導光板11及び光学ブロック15を一体化することにより、簡易な構成で、かつ簡易な作業でサイドライト型面光源装置を作成することができる。
【0045】
(2)第2の実施の形態
図5は、本発明の第2の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図2との対比により示す断面図であり、このサイドライト型面光源装置20では、第1の実施の形態における光学ブロック15に代えて光学ブロック21が適用される。なおこのサイドライト型面光源装置20において、第1の実施の形態と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0046】
この実施の形態において、光学ブロック21は、第1の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置10の光学ブロック15と同様に、貫通穴を有するつばが一体に形成され、これにより光散乱導光板11と簡易に一体化できるようになされている。
【0047】
さらに光学ブロック21は、符号Iにより入射面T側の端部を拡大して図6に示すように、光散乱導光板11とでリフレクター7の上側端部を挟持してリフレクター7を保持する。すなわち光学ブロック21は、フレーム側の面においては、指向性補正面としてのプリズム面が全面に形成されるのに対し、光散乱導光板11側の面においては、フレーム17により隠れる入射面T側の領域AR3を除いてプリズム面が形成される。
【0048】
この領域AR3においては、プリズム面を構成する突起の斜面のほぼ中央より光散乱導光板11の出射面とほぼ平行に延長するように平面M3に形成され、この平面M3と光散乱導光板11の出射面とでリフレクター7を挟持する。
【0049】
図5に示す構成によれば、光散乱導光板11及び光学ブロック21に保持機構を形成すると共に、光散乱導光板11及び光学ブロック21によりリフレクター7の上側端部を挟持してリフレクター7を保持することにより、リフレクター7を光学ブロック21に位置決めした後、光散乱導光板11を押圧するだけの簡易な作業により光学ブロック21及び光散乱導光板11を一体化し、かつリフレクター7の一端を固定することができ、これにより第1の実施の形態の効果に加えて、さらに一段と簡易な作業でサイドライト型面光源装置を作成することができる。
【0050】
(3)第3の実施の形態
図7は、本発明の第3の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図1との対比により示す斜視図である。このサイドライト型面光源装置25においては、光学ブロック27側に形成した保持機構により光散乱導光板26及び光学ブロック27を一体化する。なおこの図7に示す構成において、第1の実施の形態と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0051】
すなわち光散乱導光板26は、エッジEの遮光処理、入射面Tのマット面処理を除いて、従来の光散乱導光板と同一に形成される。これに対して光学ブロック27は、側面、四隅に、光散乱導光板26に向かって突出するように爪27A〜27Dが形成される。これによりJ−J線により断面を取って図8に示すように、光学ブロック27は、爪27A〜27Dにより光散乱導光板26を一体に保持する。なおこの実施の形態においても、上述した第2の実施の形態と同様に、光散乱導光板26及び光学ブロック27は、リフレクター7の上側、端部を挟持する。
【0052】
図7に示す構成によれば、光学ブロック側に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化することにより、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお光散乱導光板においては、側面につば等を形成すると、側面で反射する照明光がつばの部分でさらに外側に広がることにより、部分的に出射光量が低下して輝度ムラが発生する場合がある。ところがこの実施の形態のように、光学ブロック側に保持機構を形成すれば、この種のつば等に起因する輝度ムラの発生を有効に回避することができる。
【0053】
(4)第4の実施の形態
図9は、本発明の第4の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を図1との対比により示す断面図である。このサイドライト型面光源装置30においても、光学ブロック32側に形成した保持機構により光散乱導光板31及び光学ブロック32を一体化する。なおこの図9に示す構成において、図2と同一の構成は対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0054】
すなわちこの実施の形態において、光散乱導光板31は、エッジEの遮光処理、入射面Tのマット面処理を除いて、従来の光散乱導光板と同一に形成される。これに対して光学ブロック32は、側面、入射面T側に、第3の実施の形態について上述した爪が形成される。これによりこの実施の形態では、この爪により光散乱導光板31、光学ブロック32、反射シート4を一体化する。
【0055】
これに対して光散乱導光板31の楔型先端側において、光学ブロック32は、先端方向に全体が飛び出すように形成され、この飛び出した光散乱導光板32側の端部32Aが断面コの字状に形成されるようになされている。これにより光学ブロック32は、このコの字状の空隙に光散乱導光板31及び反射シート4を保持する。
【0056】
さらに光学ブロック32は、この光散乱導光板31の楔型先端側の端面に、光拡散シート33を接着により保持する。これにより光学ブロック32は、光散乱導光板31に比して光散乱導光板31の楔型先端方向に拡大した面より照明光を出射できるように形成され、この拡大した部分において低下する照明光の光量を、拡散シート33で散乱した照明光により補うようになされている。
【0057】
図9に示す構成によれば、光学ブロック32にコの字状の空隙を形成し、この空隙により光散乱導光板31及び反射シート4を保持したことにより、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0058】
(5)第5の実施の形態
図10は、本発明の第5の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置の光源側を拡大して示す断面図である。このサイドライト型面光源装置35においては、リフレクター7の端面が光散乱導光板36の入射面Tに突き当たるようにリフレクター7を保持する。
【0059】
図10に示すように、リフレクター7の端面を光散乱導光板11の入射面Tに突き当てて保持する場合でも、入射面側、フレームにより隠れる領域を鏡面M1及びM2に形成することにより、第2の実施の形態と同様に、輝度ムラを低減することができる。
【0060】
(6)他の実施の形態
なお上述の実施の形態では、光学ブロックにおいて、断面三角形形状の突起に対して、この突起のほぼ中央部分、根元部分、頂点より平面を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光散乱導光板側の面、これと対向する面の何れについても、必要に応じて図11〜図13に示すように、突起に対して種々の高さによりこれらの面を形成してもよい。なお図11は、突起のほぼ中央部分より平面を形成する場合、図12は、突起の頂点より飛び出して平面を形成する場合、図13は、突起の根元より奥まって平面を形成する場合である。
【0061】
さらに上述の実施の形態では、光学ブロックにおいて、入射面T側のフレームに隠れる一定領域の平面を鏡面に形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこの一定領域を指向性補正面と異なる種々の面に設定して出射光の品位を向上することができる。
【0062】
すなわちフレームにより隠される面積が大きい場合は、入射面の粗面化に代えて、この大きな面積に対応する領域をマット面等の光散乱面に形成することにより、輝度ムラの発生を有効に回避して入射面側の輝度レベルを補正することができる。またこれを局所的に実行して長さの短い蛍光ランプを適用した際に発生する入射面側の隅部における輝度レベルの低下を補正することができる。さらにこれを入射面側の両隅部で非対称に実行してホット側及びコールド側にて相違する蛍光ランプの光量による輝度ムラを補正することもでき、さらには蛍光ランプをシフトして配置した際の入射面側の両隅部で発生する輝度のレベル相違を補正することもできる。さらにリフレクターを挟持する場合は、図14に示すように、微小な三角錐形状の突起を形成して、リフレクターを挟持する力を増大してもよい。
【0063】
さらに上述の実施の形態では、斜面を有する繰り返し形状として断面三角形形状の突起を適用して指向性補正面を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この繰り返し形状においては斜面を有する種々の形状を適用することができ、例えば図15に示すように、断面正弦波状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、さらには図16に示すように、断面円弧形状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、さらには三角錐形状、四角錐形状の突起でなる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよい。また出射面側の面とこれと対向する面とで、異なる繰り返し形状により指向性補正面を形成してもよく、これらの面の1つについてだけ指向性補正面を形成してもよい。
【0064】
また上述の実施の形態では、光学ブロック及び又は光散乱導光板に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化すると共に、光学ブロックの一部に鏡面等を形成して輝度ムラを低減する場合について述べたが、本発明による輝度ムラの低減はこれに限らず、別体に形成した保持機構により光学ブロック及び光散乱導光板を一体化する場合にも広く適用することができる。
【0065】
またこれとは逆に、本発明による光学ブロック及び光散乱導光板の保持機構は、併せて光学ブロックの一部に鏡面等を形成して輝度ムラを低減する場合に限られるものではなく、また上述の実施の形態に係る保持機構にも限られるものでもない。
【0066】
さらに上述の実施の形態では、光学ブロック及び又は光散乱導光板に形成した保持機構により、単に光学ブロック及び光散乱導光板を一体化する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せてフレームを一体化する場合等にも適用することができる。
【0067】
また上述の実施の形態では、透光性の微粒子を混入分散して光散乱導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シリカ等の微粒子を透明樹脂に混入分散して光散乱導光板を構成する場合にも適用することができる。
【0068】
さらに上述の実施の形態では、光散乱導光板を適用して面光源装置を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、透明部材による断面楔型形状の導光板を用いたサイドライト型面光源装置にも適用することができる。さらには平板形状に導光板を形成したサイドライト型面光源装置、板状部材の背面より一次光源の照明光を入射する面光源装置等、種々の面光源装置に広く適用することができる。
【0069】
さらに上述の実施の形態では、液晶表示装置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等の面光源装置に広く適用することができる。
【0070】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入射面側の一定領域を除く全部又は一部に指向性補正面を形成することにより、この入射面側の一定領域を種々に設定して、出射光の輝度ムラを低減することができ、これにより簡易な構成で高品位の照明光を出射することができる。
【0071】
また光学ブロック及び又は板状部材に形成された保持機構により、光学ブロック及び板状部材を一体化して保持することにより、簡易な構成で、かつ簡易な作業で面光源装置を組み立てることができる。
【0072】
さらに光学ブロック及び板状部材により光源の反射部材を挟持することにより、その分反射部材の保持機構を簡略化することができる。
【0073】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。
【図2】図1のサイドライト型面光源装置をE−E線により示す断面図である。
【図3】図1のサイドライト型面光源装置をG−G線により示す断面図である。
【図4】図1のサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図5】図2との対比により本発明の第2の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図6】図5のサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図7】図2との対比により本発明の第3の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図8】図7のサイドライト型面光源装置をJ−J線により示す断面図である。
【図9】図2との対比により本発明の第4の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図10】図2との対比により本発明の第5の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置の入射面側を拡大して示す断面図である。
【図11】他の実施の形態に係る光学ブロックの一部を示す断面図である。
【図12】図11の他の実施の形態を示す断面図である。
【図13】図12の他の実施の形態を示す断面図である。
【図14】図13の他の実施の形態を示す断面図である。
【図15】他の実施の形態に係る光学ブロックの繰り返し形状を示す断面図である。
【図16】図15の他の実施の形態を示す断面図である。
【図17】従来のサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。
【図18】図17のサイドライト型面光源装置をA−A線により示す断面図である。
【符号の説明】
1、10、20、25、30、35 サイドライト型面光源装置
2、11、26、31、36 光散乱導光板
3 一次光源
5、15、21、27、32 光学ブロック
6 蛍光ランプ
7 リフレクター
E エッジ
T 入射面
Claims (3)
- 板状部材の端面に近接して棒状光源を配置し、前記棒状光源より出射される照明光を前記端面より前記板状部材に入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部材の出射面より出射する面光源装置において、
板状の光学ブロックを前記板状部材の出射面に配置して、前記出射面より出射される前記照明光の指向性を補正し、
前記光学ブロックは、
前記出射面側の面及び前記出射面側の面と対向する面の少なくとも1面において、前記端面側より所定の範囲にある前記端面に沿った領域を除いた領域の全部又は一部に、斜面を有する繰り返し形状が繰り返されて、前記照明光の指向性を補正する指向性補正面が形成された
ことを特徴とする面光源装置。 - 前記棒状光源から出射された照明光は、前記棒状光源を囲む反射部材によりその一部が反射されて前記端面に入射し、
前記光学ブロック及び前記板状部材は、前記反射部材の端部を挟持する
ことを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。 - 前記光学ブロック及び又は前記板状部材に一体に形成された保持機構により、前記光学ブロック及び前記板状部材を一体化して保持する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の面光源装置。
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