JPH0667031A - 平面照光装置 - Google Patents

平面照光装置

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JPH0667031A
JPH0667031A JP4262662A JP26266292A JPH0667031A JP H0667031 A JPH0667031 A JP H0667031A JP 4262662 A JP4262662 A JP 4262662A JP 26266292 A JP26266292 A JP 26266292A JP H0667031 A JPH0667031 A JP H0667031A
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JP
Japan
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light
light guide
light source
guide plate
illumination device
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JP4262662A
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English (en)
Inventor
Yoshimichi Hirashiro
好道 平城
Junji Ota
淳史 大田
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KOUDOU KK
Original Assignee
KOUDOU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】平面照光装置の照光面を明るく、輝度均一に照
射する。 【構成】導光板2の底面に、光源配置側部2aとこれに
相対する反対側部2bとを結ぶ方向に、光源5から離れ
るに従って拡大するような線状の乱反射部8を複数設け
る。光源5と導光体4の照光面を除く外側に反射体6を
設ける。乱反射部8は、アクリル板等の透明な基板にエ
ッチング処理や反射効率の高い塗料をスクリーン印刷す
る等により作る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサ等に設けられた、液晶表示素子用
バックライトとして用いられる平面照光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の平面照光装置には多くの
構造が考えられ、また、使われてきた。
【0003】例えば、特開昭57−85080号による
方式は、導光板下面に反射効率の高い塗料を用いて印刷
したドットを、光源からの距離に応じて寸法と密度を変
える一種のグラデュエーション印刷をした物が知られて
いる。
【0004】また、特開平3−89295号による方式
では導光板下面に、光源から離れるにつれてその面積が
小さくなるように形成した鏡面状反射部と、光源から離
れるにつれて拡大するように形成した拡散部を備えたも
のが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】しかし、特開昭57−85080号による
印刷方式は、試作段階ではいわゆる輝度ムラの少ない照
光面が得られるという長所を有する半面、大量生産時に
は、使用する反射効率の高い即乾性塗料の濃度変化に起
因するドットの滲みや印刷ムラによる製品のバラツキ、
すなわち輝度ムラ等による製品歩留りの低下という問題
を抱えていた。
【0007】一方、特開平3−89295号による方式
は、導光板下面に、光源から離れるにつれてその面積が
小さくなるように鏡面状反射部を形成したことにより、
光源が放射して、導光板の光源側端面から導光板に入射
した光が、光源付近の面積の広い鏡面状反射部に当たり
上面の照光面側に多く配光されるため、光源付近が明る
く光源より離れた所が暗くなるといういわゆる輝度ムラ
を生じ、また、下側面の全面に湿式あるいは乾式メッキ
処理して導光板下面を鏡面状反射部とすることにより下
部に設ける反射体を省略した場合、部品点数は減少する
が湿式あるいは乾式メッキ処理の加工コストが高いた
め、コスト高になるという問題があつた。
【0008】本発明は、このような実情を背景にしてな
されたもので、照光面を輝度ムラなく均一に、明るく照
射することのできる平面照光装置を、高い歩留まりによ
って安価に提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上従の目的に従い、第1
の発明は、光拡散板を重ね合わせて導光体を構成する導
光板の底面に、エッチング処理やプラスト加工等による
粗面加工あるいは反射効率の高い塗料を印刷する等し
て、光を乱反射させる線状の乱反射部すなわち輝線(本
発明では、上記、光を乱反射させる線状の乱反射部を輝
線と称し、以下併用する。)を、導光板の一側部に設け
た光源から、離れるに従って拡大するような形状に複数
形成し、光源を包み込みかつ該導光体の底面および光源
配置側部を除く3側部の一部又は全部に反射体を配した
ものである。
【0010】また第2発明は、光拡散板を重ね合わせて
導光体を構成する導光板の底面に、エッチング処理やブ
ラスト加工等による粗面加工あるいは反射効率の高い塗
料を印刷して、両側部に配置した光源から離れるに従っ
て拡大し、中央部あるいは、中央部付近で最大となるよ
うな形状に、前記、輝線を、相対する光源配置側部を結
ぶ方向に複数形成し、光源を包み込みかつ該導光体の底
面および光源配置側部を除く2側部に反射体を設けたも
のである。
【0011】第3発明は、前記、第1発明乃至第2発明
による導光板の表面に、エッチングあるいはブラスト加
工等による粗面加工を施して光拡散面とすることによ
り、導光板の上に重ね合わせて用いる光拡散板を省略し
たものである。
【0012】第4発明は、前記、導光板の底面に設けた
線状の乱反射部が重ならないように複数枚組み合わせ
て、積層導光板としたものである。
【0013】第5発明は、第1発明乃至第4発明の光源
を包み込みかつ該導光体の底面および光源配置側部を除
く2側部または3側部に設ける反射体の一部を省略し
て、導光体の下部以外に設ける反射体を適宜省略したも
のである。
【0014】
【作 用】本発明は、導光板の底面に、光源からの距離
の増加とともに拡大するような形状をもつ線状の乱反射
部を複数設けて、導光板内の光を乱反射させることによ
り、導光板の上面すなわち光放出面に、光源に近いとこ
ろは少なく、遠くなるに従って多く配光するようにした
ものである。
【0015】すなわち、導光板内を内面反射を繰り返し
ながら伝わって行く光は、線状の乱反射部に当たって乱
反射して照光面側に放射されるものと、内面反射を繰り
返しながら導光板内を伝わって行く光とになるが、線状
の乱反射部は、光源からの距離の増加とともに拡大する
ような形状であるため、乱反射して照光面側に放射され
る光は、光源に近いところは少なく、遠くなるに従って
多くなると共に、線状の乱反射部の間に在って、導光板
の上面との間で内面反射をさせる底面は、光源から離れ
るにしたがって減少する形状であるため、内面反射を繰
り返しながら導光板内を伝わって行く光が減少すること
になる。
【0016】これにより光源付近の光束の強い光を少な
く、光源から離れるに従って光束の弱くなる光を多く、
前記、照光面側に放射させることにより輝度均一な照光
面を作ろうとするものである。更に、導光板の下に設け
た反射体によって、導光板底面の乱反射部や内面反射を
させる底面から、反射体側に放射される少ない光が、導
光板底面と反射体間のわずかな隙間を屈折、反射を繰り
返しながら這うように伝わって行く光となる。この光を
活用して、内面反射を繰り返しながら導光板内を伝わっ
て行く光に加えることにより、明るく、輝度均一な照光
面を作ろうとするものである
【0017】
【実施例1】以下、本発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。
【0018】図1乃至図3は本発明の実施例を示し、平
面照光装置1は、導光板2に光拡散板3を重ね合わせて
導光体4を構成し、該導光体4の一側部に光源5を配置
して、照光面3aを除く導光体4と光源5の外側が、薄
板状の反射体6で覆われている。
【0019】導光板2は、アクリル等の透明合成樹脂板
を使用し、導光板2の底面に、光源配置側部2aとこれ
に相対する反対側部2b(第2図に記載)とを結ぶ方向
に、光源5から離れるに従って拡大するような線状の乱
反射部8を複数設けることにより、導光板2の底面に、
光源5の光を乱反射する輝線が画成されている。光拡散
板3は、アクリル等の透明合成樹脂板に乳白顔料等を混
入させて作った乳白色板に、上下両面または片面にマッ
ト加工程度の粗面加工(微細目梨地加工)を施したもの
を使用することにより、導光板2の光放出面2cから受
けた光をより細かく乱反射して、その上方に配置される
液晶表示装置等のデイスプレイ(図示しない)をムラな
く均一に照射できるようにしている。
【0020】導光板底面にエッチング加工することによ
り作られた、前記、線状の乱反射部8は、図3に示すよ
うに、光源配置側部2aより少し内側に設定した起点S
から徐々に拡大し、反対側部2bの少し手前の最大幅部
Lで最大となり、僅かに縮小しながら反対側部2bに至
る形状である。例えば導光板2の大きさを長さ140m
m×幅210mm×厚さ2mmとした場合、光源配置側
部2aより3mm内側の起点Sから徐々に拡大し、最大
幅部Lで1.19mm幅となり、反対側端面2bで1.
0mm幅となる線状の乱反射部8が、1.2mm間隔で
複数設けらている。
【0021】この形状は、光源5から導光板内に入射し
た光の一部が、導光板内を通って反対側部2bに至り、
反対側部2bとその外側に設けた反射体6によって反射
されることにより、最大幅部Lと反対側部2bとの間の
輝度が部分的に高くなること、すなわち反対側部2b付
近に生ずる輝度ムラを防止するためのものである。
【0022】この種の反射光は、反対側部2b直近が明
るく、最大幅部Lに向かって徐々に暗くなりはするが、
通常、反対側部2bから最大幅部Lまでが部分的に明る
くなると言う輝度ムラになる。
【0023】この種の輝度ムラ対策として、起点Sから
徐々に拡大した線状の乱反射部8を、最大幅部Lから反
対側部2bに向かって徐々に縮小する形状(図3)、す
なわち反対側部2bから最大幅部Lに向かって徐々に拡
大する形状にして、反対側部2bとその外側に設けた反
射体6によって反射された光(光路省略)を、反対側部
2b付近に少なく、最大幅部Lに近ずくに従って多く、
照光面3a側に配光させ、最大幅部L付近で光源5側か
らの光と、反対側部2bからの光が複合して輝度ムラが
発生しないようにしたものである。
【0024】光源5は、導光体4の一側面に取り付けら
れ、また反射体6は、光源5を内包して、光源取付部及
び照光面3aを除く全ての外面に設けられている。
【0025】光源から放射され、導光板2に入った光
(光路A〜D)は、光放出面2cと底面2d間で内面反
射を繰り返し、上面に当たって内面反射する度にその一
部を照光面3a側に放射(一部照光面3a側に放射する
分は光路を省略)しながら伝わって行き、線状の乱反射
部8に当たった光が乱反射して照光面3a側に多くを反
射し、残りは内面反射を繰り返しながら伝わって行く光
となる。
【0026】線状の乱反射部8は、光源5からの距離の
増加とともに拡大するような形状であるため、乱反射に
よって照光面3a側に反射される光は、光源5に近いと
ころは少なく、遠くなるに従って増加する。一方、線状
の乱反射部8の間に在って内面反射をさせる底面2d
は、光源5から離れるにしたがって減少する形状である
ため、内面反射を繰り返しながら導光板2内を伝わって
行く光は、光源5に近いところは多く、遠くなるに従っ
て減少することになる。
【0027】光源5から照射された光の一部(光路A)
は、導光板2に屈折して入射して光放出面2cの内側に
当たり、照光面3a側に一部少量を放射し、大部分は内
面反射して底面に向かい、底面の乱反射部8で乱反射し
て照光面3aに到達する。
【0028】一方、他の一部は導光板2に屈折して入射
して光放出面2cの内側に当たり、照光面3a側に一部
少量を放射し、大部分は内面反射して底面2dに向かう
(光路B)。この光は、その後さらに、内面反射を繰り
返しながら反対側面2bに向かい、乱反射部8に当たっ
た所で乱反射して照光面3aに到達する。
【0029】他方、(光路C)は導光板2に屈折して入
射して、乱反射部8aに当たり乱反射して照光面3aに
到達する。
【0030】さらに、他の一部(光路D)は導光板2に
屈折して入射して導光板2の乱反射部8の間の底面2d
に当たり、内面反射して光放出面2cの内側に向かい、
光路Bと同様に光源から離れて行く。
【0031】尚、導光板2に屈折して入射して、導光板
2内で内面反射を繰り返しながら光源から離れて行く光
(光路A乃至D)の内、乱反射部8に当たって乱反射す
る際、反射板6側に放射された一部少量の光と、乱反射
部8の中間に存在する導光板底面2dに当たって内面反
射する際、反射板6側に放射された一部少量の光とが、
導光板2と反射板6との間のわずかな隙間を、屈折、反
射を繰り返しながら、光源から離れる方向に、這うよう
に伝わって行く光(光路図を省略)となる。この光も光
路A乃至Dと同様に、光源から離れるにしたがって拡大
する乱反射部8に当たる度に導光板2を通して照光面3
aに到達するので、少量とは言え、この光を加えて、照
光面3の輝度の上昇と、輝度均一化に活用している。
【0032】このようにして、光源5付近の光束の強い
光は少なく、光源5から離れるに従って光束の弱くなる
光を多く、照光面3a側に反射させて明るく、輝度均一
な照光面3aを有する平面照光装置1が得られる。
【0033】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、第一実施例と同一構成部分については、同一符号を
付して詳細な説明を省略する。
【0034】図4および図5に示す第2実施例の平面照
光装置20は、導光板22に光拡散板3を重ね合わせて
導光体24を構成し、該導光体24の両側部に光源5.
5をそれぞれ配置して、照光面3aを除く導光体24と
両側部に配置した光源5.5の外側が、反射体6で覆わ
れている。
【0035】本実施例の如き2灯式の側方光源型では、
光源5.5付近の光束の強い光は少なく、光源5.5か
ら離れるにしたがって光束の弱くなる光を多く、照光面
3a側に反射させると共に、両側に配置した光源5.5
からの光が突合う中央部において、光の重複による不自
然な明るさ、すなわち輝度ムラが生じないようにする必
要がある。
【0036】本実施例では、導光板の底面22dに、図
5に示すような、光源配置側部22aより少し内側に設
定した起点S2.S2から徐々に拡大し、中央部付近の
最大幅L2.L2でそれぞれ最大となり、両側の最大幅
L2.L2間を同一幅で結ぶような形状に、反射効率の
高い塗料をスクリーン印刷して作った線状の乱反射部2
8が、複数設けられている。これにより、光源5.5付
近の光束の強い光は少なく、光源5.5から離れるにし
たがって光束の弱くなる光を多く、照光面3a側に反射
させると共に、両側に配置した光源5.5からの光が突
合う中央部において、光の重複による輝度ムラが生じな
いようにしている。例えば導光板22の大きさを長さ2
10mm×幅250mm×厚さ4mmとした場合、光源
配置側部22aより5mm内側のS2.S2を起点とし
て徐々に拡大し、最大幅部L2.L2 で1.09mm
となり、両側の最大幅L2.L2間を1.09mm幅で
結ぶ形状の線状の乱反射部28が、1.1mm間隔で複
数設けられる。
【0037】また、輝線28形成時、反射効率の高い即
乾性塗料をスクリーン印刷することによって、滲みやダ
レを生じたとしても、線のエッジ部の問題、すなわち、
エッジ部のぼやけに限定することができる。本発明の輝
線方式は、光拡散板を外した状態で、平面照光装置を点
灯した時には、明るく輝いて見える輝線部と、暗く見え
る内面反射をさせる部分に明確に別れて見えるが、輝線
のエッジ部が暖昧になると輝線部がぼやけることにな
り、このぼやけ現象は、光拡散板の作用である光の拡
散、均一化の一助になる。従って、程度の差はあるが、
線のエッジ部に生じた滲みやダレによる暖昧な輝線は、
光拡散板の薄型化や光透過率向上に役立つ、すなわちプ
ラス要因に転嫁することができる。
【0038】このようにして、明るく、輝度均一な照光
面3aを持った、側方2灯光源型の平面照光装置10が
得られる。
【0039】図6および図7に示す第3実施例の平面照
光装置30は、導光板32の光放出面32cに微細目な
ブラスト加工を施して、光拡散板を兼ねた導光板32と
することにより、光拡散板を省略したものである。従っ
て、この場合、導光板32の光放出面32cが照光面3
aとなる。
【0040】本実施例では、導光板の光放出面32cと
底面32dで内面反射する光が、光放出面32cに当た
ると、光放出面32cに施した微細目ブラスト加工によ
り、光放出面32cから放射される分が多くなるため、
底面32dに設ける線状の乱反射部38の起点S3を光
源より離して設定し、線状の乱反射部38の構造も起点
S3から急に拡大する(図7)中太り構造にして、調節
することにより輝度の均一化を計ったものである。例え
ば導光板32の大きさを長さ50mm×幅70mm×厚
さ2mmとした場合、光源配置側部32aより10mm
内側の起点S3から拡大し、反対側部32bより7mm
光源側の最大幅部から反対側部32bまでが0.8mm
幅となる線状の乱反射部38が、0.8mm間隔で複数
設けらている。
【0041】このようにして、明るく、輝度均一な照光
面3aを持つ、低価格、簡易型の平面照光装置30が得
られた。
【0042】図8および図9に示す第4実施例の平面照
光装置40は、第2実施例に用いた導光板12を2枚
を、それぞれ導光板42Xと導光板42Yとして使い、
これらを重ね合わせて積層導光板42と為し、光拡散板
3を重ねて導光体44を構成し、該導光体44の両側部
に光源5.5をそれぞれ配置して、照光面3aを除く導
光体44と両側部に配置した光源5.5の外側が、反射
体6で覆われている。
【0043】本実施例は、導光板42Xに導光板42Y
を重ねて積層導光板42を作る際、導光板の底面42X
dと導光板の底面32Ydを面合わせするように重ね合
わせると共に、図9に示す如く、導光板底面に設けられ
た線状の乱反射部48Xおよび線状の乱反射部48Yの
細先端部42XS,42YSが重ならないように、半ピ
ッチずらして重ねることにより、導光板42Xの輝度に
導光板42Yの輝度が加えられる。さらに、導光板42
Xと導光板42Yは面合わせすることにより、180度
ずれた形で積層されるので、導光板42Xと導光板42
Yが、例えば輝度の偏りといったような癖をもったもの
であっても打ち消し合って、積層導光板42の特性が平
準化されたものになる。
【0044】このようにして、輝度の増化と安定した輝
度特性を有する平面照光装置40が得られた。
【0045】図10および図11に示す第5実施例の平
面照光装置50は、導光板52に光拡散板3を重ね合わ
せて導光体54を構成し、該導光体54の一側部に光源
5を配置して、導光体54の下側と光源5の外側が、薄
板状の反射体6で覆われている。例えば導光板52の大
きさを長さ100mm×幅60mm×厚さ2mmとした
場合、光源配置側部52aの直近内側の起点S5から拡
大し、反対側部52bで、0.9mmの最大幅となる線
状の乱反射部58が、1.0mm間隔で複数設けらてい
る。すなわち、前記、第1実施例の平面照光装置1を小
形化して、光源包み込み部分と導光板下以外の側部等に
設けられていた反射板を省略したような形状にしたもの
である。これにより、組み立てコストを低下させた、低
価格、簡易型の輝度均一な平面照光装置としたものであ
る。
【0046】この場合、反対側部2bの外側に設けた反
射体6が省略されているので、反対側部2bからの反射
光が無いから反射部58は、図11に図示する如く、起
点S5から反対側部52bに向かって拡大する形状とな
る。
【0047】尚、本発明は、導光板の底面に設ける光源
を離れるに従って拡大するような形状の、線状の乱反射
部について、その工法や細かい形状を実施例のみに限定
するものではない。従って、アクリル板等の透明な基板
にエッチング処理やプラスト加工あるいは、反射効率の
高い塗料をスクリーン印刷する等、透明基板に直接加工
する方法でも、あらかじめ、上記、線状の乱反射部を、
彫り込みあるいはエッチング処理やブラスト加工や放電
加工等によって作られた型を用いて転写する方式、すな
わちインジェクション、モールドやコンプレッション、
モールドあるいはキャスト板方式等を用いてもよい。ま
た、その形状についても、全体として光源を離れるに従
って拡大するような形状であれば、実施例1をはじめ、
実施例2のような両側光源対応型や実施例3のような中
太型、あるいは反対の中細型であってもよく、起点も光
源側部でも光源側部から一定の距離を設けた所であって
もよい。さらに、導光板の組み合わせは、底面に設け
た、線状の乱反射部の細線状部が重ならないように、ピ
ッチをずらして組み合わせることを主目的とすることか
ら線状の乱反射部が重ならなければ実施例4のような面
合わせでも、ただ単に複数枚重ねたものでもよい。
【0048】すなわち、これらの形状と工法を、平面照
光装置が必要とする特性に合わせて、適宜組み合わせ
て、光源を離れるに従って拡大するような形状の乱反射
部を設けた導光板とすることにより、前記の各実施例の
場合と同様の作用効果が得られる。
【0049】
【発明の効果】本発明の平面照光装置は、以上説明した
ように、導光板の一側部または両側部に、光源から離れ
るに従って拡大するような形状の複数の乱反射部を、一
灯式では、導光板の光源側部と反対側部を結ぶ方向に、
また二灯式では双方の光源側部を結ぶ方向にそれぞれ形
成して、光源付近の光束の強い光は少なく、光源から離
れるに従って光束の弱くなる光を多く、照光面側に配光
して、明るく、輝度均一な照光面が得られる。
【0050】さらに、乱反射部の形成工程において、使
用材料の変化等に起因する乱反射部の滲みやダレの影響
を受けにくいことから、高い歩留まりにより安価にして
高品質な導光板が得られる。
【0051】また、導光板底面に設けた、線状の乱反射
部が重ならないように、ずらして組み合わせることによ
り、安定した輝度特性を有する、明るい導光板がえられ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施を示す平面照光装置の要部拡
大断面図
【図2】図3のイ−イ断面図
【図3】同じく平面照光装置の一部切欠き平面図
【図4】図5のロ−ロ断面図
【図5】本発明の第2実施を示す平面照光装置の一部切
欠き平面図
【図6】図7のハ−ハ断面図
【図7】本発明の第3実施を示す平面照光装置の一部切
欠き平面図
【図8】図9のニ−ニ断面図
【図9】本発明の第4実施を示す平面照光装置の一部切
欠き平面図
【図10】図11のホ−ホ断面図
【図11】本発明の第5実施を示す平面照光装置の一部
切欠き平面図
【符号の説明】
1,20,30,40,50…平面照光装置 2,22,32,42X,42Y,52…導光板 42…積層導光板 2a,22a,32a,42Xa,42Ya,52a…
光源配置側部 2b,32b,52b…反対側部 2c,22c,32c,42Xc,42Yc,52c…
光放出面 2d,22d,32d,42Xd,42Yd,52d…
底面 3…光拡散板 3a…照光面 4,24,34,44,54…導光体 5…光源 6…反射体 8,28,38,48X,48Y,58…輝線、すなわ
ち光を乱反射させる線状の乱反射部 S,S2,S3,42XS,42YS,S5…起点 L1,L2,L3,…最大幅部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導光板の上に重ね合わせた光拡散板の表
    面を照光面とする導光体と、該導光体の一側部に配置し
    た光源と、光源を包み込みかつ該導光体の底面および光
    源配置側部を除く3側部の一部又は全部に配置する反射
    体によって構成される平面照光装置において、上記、導
    光板の下面に、光源から離れるに従って拡大するような
    形状をもつ線状の乱反射部を、光源取付部とこれに相対
    する反対側部とを結ぶ方向に、複数設けることを特徴と
    する平面照光装置。
  2. 【請求項2】 導光板の上に重ね合わせた光拡散板の表
    面を照光面とする導光体と、該導光体の両側部に配置し
    た光源と、光源を包み込みかつ該導光体の底面および光
    源配置側部を除く2側部に設ける反射体によって構成さ
    れる平面照光装置において、上記、導光板の底面に、光
    源から離れるに従って拡大し中央部あるいは、中央部付
    近で最大となるような線状の乱反射部を、相対する光源
    配置側部を結ぶ方向に複数設けることを特徴とする平面
    照光装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の平面照光
    装置において、前記導光板の表面にエッチングあるいは
    ブラスト加工等による粗面加工を施して光拡散面とする
    ことにより、導光板の上に重ね合わせて用いていた光拡
    散板を省略することを特徴とする平面照光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3記載の平面照光装
    置において、前記、導光板の底面に設けた線状の乱反射
    部の細線状部が重ならないように、ピッチをずらして複
    数組合わせて、積層導光板とすることを特徴とする平面
    照光装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項4記載の平面照光装
    置において、光源を包み込みかつ該導光体の底面および
    光源配置側部を除く2側部または3側部に設ける反射体
    を簡略化して、該導光体の底面以外に配置する反射体を
    適宜省略することを特徴とする平面照光装置。
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