特開 2022-165892 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022165892

(43)【公開日】2022-11-01

(54)【発明の名称】光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20221025BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 481

F21V5/00 530

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021134689

(22)【出願日】2021-08-20

(31)【優先権主張番号】P 2021070965

(32)【優先日】2021-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 悠生

【テーマコード（参考）】

3K244

【Ｆターム（参考）】

3K244AA01

3K244BA08

3K244BA48

3K244CA02

3K244DA01

3K244DA22

3K244FA05

3K244GA02

(57)【要約】

【課題】面光源装置の発光面において、光束制御部材の角部分に対応する領域の輝度と辺部分に対応する領域の輝度との差を低減できる光束制御部材を提供すること。
【解決手段】光束制御部材は、格子状に配置された複数の入射ユニットと、前記複数の入射ユニットの間にそれぞれ配置された複数の出射ユニットとを有する。前記入射ユニットは、前記光束制御部材の裏側に配置された入射面と、前記光束制御部材の表側において前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に配置された第１反射面と、前記光束制御部材の表側において前記第１反射面を挟んで前記光束制御部材の側面と対向する位置に配置された第２反射面と、を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に配置された複数の発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、
前記複数の発光素子から出射された光をそれぞれ入射させるために、格子状に配置された複数の入射ユニットと、
前記複数の入射ユニットの間にそれぞれ配置され、前記複数の入射ユニットで入射した光を導光しながら出射させる複数の出射ユニットと、
を有し、
前記複数の入射ユニットは、それぞれ
前記光束制御部材の裏側に配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる入射面と、
前記光束制御部材の表側において前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に配置され、前記入射面で入射した光を、前記基板に沿って、前記発光素子の光軸から離れるように側方方向に反射させる第１反射面と、
前記光束制御部材の表側において前記第１反射面を挟んで前記光束制御部材の側面と対向する位置に配置され、前記第１反射面で反射された光の一部を、前記光束制御部材の側面に向けて側方方向に反射させる第２反射面と、
を有する、
光束制御部材。

【請求項2】

前記第２反射面の前記基板に対する傾斜角度は、７０°～１１０°の範囲内である、請求項１に記載の光束制御部材。

【請求項3】

前記光束制御部材を平面視したときに、前記複数の入射ユニットのそれぞれにおいて、前記第２反射面は、当該入射ユニットに対応する前記発光素子の光軸と、前記複数の入射ユニットのうち当該入射ユニットおよび当該入射ユニットに最も近い２つの入射ユニットの中心を結んで形成された三角形の重心と、を結んだ第１直線から離れるほど、前記発光素子の光軸を通り、かつ前記第１直線に垂直な第２直線からの距離が長くなるように配置されている、請求項１または２に記載の光束制御部材。

【請求項4】

前記第２反射面は、前記光束制御部材の表側に開口する凹部の内面、または前記光束制御部材の表側および裏側に開口する貫通孔の内面である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光束制御部材。

【請求項5】

前記光束制御部材の裏側に配置された脚部をさらに有し、
前記光束制御部材を平面視したときに、前記脚部は、前記第２反射面よりも前記光束制御部材の重心の近くに配置されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の光束制御部材。

【請求項6】

基板上に配置された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に配置された、請求項１～５のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
を有する、発光装置。

【請求項7】

前記第１反射面および前記第２反射面で順に反射した光は、前記光束制御部材の側面から前記光束制御部材の外部に出射される、請求項６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記光束制御部材の外部に出射される光は、前記基板と略平行な光を含む、請求項７に記載の発光装置。

【請求項9】

複数の、請求項６～８のいずれか一項に記載の発光装置と、
前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
を有する、面光源装置。

【請求項10】

請求項９に記載の面光源装置と、
前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材と、
を有する、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されている。また、発光素子は広い範囲に光を照射するために数多く配置されることがある。

【0003】

特許文献１は複数の発光素子上に配置されるのに適した光束制御部材（マイクロアレイレンズ）を開示している。このマイクロアレイレンズでは複数のレンズが支持プレートによって連なっており、基板に配置された複数の発光素子（ミニＬＥＤ）上に１つのマイクロアレイレンズが配置される。このようにすることで個々の発光素子上に個々のレンズを配置する必要がなく、実装時のハンドリング性が良好になり実装が容易になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】中国特許出願公開第１１０２０８９８４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者らは、上記のような複数の発光素子およびその上に配置された光束制御部材を含む発光装置が多数配置された面光源装置において、発光装置の間の距離を拡げて、発光素子の数を少なくすることを試みた。発光素子の数を少なくするには、発光素子からの光を光束制御部材によってより広い範囲に拡げる必要があると考えられる。すなわち、局所に光が集中しないようにする必要があると考えられる。

【0006】

上記の観点から、本発明者らは、面光源装置において、図１Ａに示されるように、４つの発光素子２２０の上に１つの光束制御部材を配置し、４つの発光素子を点灯させてその光の拡がりを検討した。すると、図１Ｂに示されるように、面光源装置の発光面（光拡散板）において、光束制御部材の角部分１０と辺部分２０とのうち、辺部分２０から出射される光が多く、辺部分２０に対応する領域に明部が発生することがわかった。これは図１Ａにおける右上の発光素子２２０を例に説明すれば、矢印で示されるように、発光素子２２０からの光が光束制御部材の内部を通り、発光素子２２０から遠い位置にある辺部分２０から出射されるためであると考えられる。

【0007】

このような明部が存在するということは、光が局所に集まっているということであり、光束制御部材の間の距離を拡げると面光源装置において輝度ムラが生じることとなるため、光束制御部材の間の距離を拡げることは困難になる。

【0008】

本発明の目的は、面光源装置において複数の発光素子上に配置される光束制御部材であって、面光源装置の発光面において光束制御部材の角部分に対応する領域の輝度と光束制御部材の辺部分に対応する領域の輝度との差を低減できる光束制御部材を提供することである。また、本発明の目的は、この光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の光束制御部材は、基板上に配置された複数の発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、前記複数の発光素子から出射された光をそれぞれ入射させるために、格子状に配置された複数の入射ユニットと、前記複数の入射ユニットの間にそれぞれ配置され、前記複数の入射ユニットで入射した光を導光しながら出射させる複数の出射ユニットと、を有し、前記複数の入射ユニットは、それぞれ前記光束制御部材の裏側に配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる入射面と、前記光束制御部材の表側において前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に配置され、前記入射面で入射した光を、前記基板に沿って、前記発光素子の光軸から離れるように側方方向に反射させる第１反射面と、前記光束制御部材の表側において前記第１反射面を挟んで前記光束制御部材の側面と対向する位置に配置され、前記第１反射面で反射された光の一部を、前記光束制御部材の側面に向けて側方方向に反射させる第２反射面と、を有する。

【0010】

本発明の発光装置は、基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子上に配置された、上記の光束制御部材と、を有する。

【0011】

本発明の面光源装置は、複数の、上記の発光装置と、前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を有する。

【0012】

本発明の表示装置は、上記の面光源装置と、前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材と、を有する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、面光源装置の発光面において光束制御部材の角部分に対応する領域の輝度と光束制御部材の辺部分に対応する領域の輝度との差を低減することができる光束制御部材を提供することができる。

【0014】

また、本発明によれば、上記の光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１Ａ、Ｂは、光束制御部材の下に配置された複数の発光素子を点灯させた場合の照度分布を説明するための図である。

【図2】図２Ａ、Ｂは、実施の形態に係る面光源装置を示す図である。

【図3】図３Ａ、Ｂは、実施の形態に係る面光源装置の断面図である。

【図4】図４は、図３Ｂの部分拡大断面図である。

【図5】図５Ａ～Ｅは、実施の形態１に係る光束制御部材を示す図である。

【図6】図６Ａ、Ｂは実施の形態１に係る発光装置の光路図である。

【図7】図７Ａは、比較例に係る面光源装置の照度分布を示し、図７Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の照度分布を示す。

【図8】図８Ａ～Ｅは、実施の形態１の変形例１に係る光束制御部材を示す図である。

【図9】図９Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例２に係る光束制御部材を示す図である。

【図10】図１０Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例３に係る光束制御部材を示す図である。

【図11】図１１Ａ～Ｃは、実施の形態１の変形例４に係る光束制御部材を示す図である。

【図12】図１２Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材を示す図である。

【図13】図１３Ａ～Ｃは、実施の形態２の変形例１に係る光束制御部材を示す図である。

【図14】図１４Ａ～Ｃは、実施の形態２の変形例２に係る光束制御部材を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係る面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。この面光源装置は、面光源装置からの光を照射される表示部材１０２（例えば液晶パネル）と組み合わせることで、表示装置１００’として使用されうる（図２Ｂ参照）。

【0017】

（面光源装置および発光装置の構成）
図２Ａ、２Ｂは、本発明の実施の形態に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図２Ａは、平面図であり、図２Ｂは、正面図である。図３Ａは、図２Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

【0018】

図２Ａ～３Ｂに示されるように、本実施の形態に係る面光源装置１００は、筐体１１０、複数の発光装置２００および光拡散板１２０を有する。複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上に格子状（マトリックス状）に配置されている。底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散板１２０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、特に限定されないが、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍである。

【0019】

図４に示されるように、発光装置２００は、基板２１０上に固定されている。基板２１０は、筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。発光装置２００は、複数の発光素子２２０および光束制御部材３００を有している。

【0020】

発光素子２２０は、面光源装置１００の光源であり、基板２１０上に実装されている。本実施の形態において、複数の発光素子２２０が格子状（マトリックス状）に配置されている。また、本実施の形態において、発光装置２００内において発光素子２２０が配置されるピッチよりも、発光装置２００間の発光素子２２０が配置されるピッチの方が長い。発光素子２２０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。また、発光素子２２０の種類は、特に制限されないが、天面および側面から光を出射する発光素子２２０（例えば、ＣＯＢ型発光ダイオード）などが、本実施の形態に係る発光装置２００において好適に用いられる。発光素子２２０の色は、特に制限されないが、例えば白色、青色、ＲＧＢが挙げられる。発光素子２２０のサイズは、特に制限されないが、０．１ｍｍ～０．６ｍｍであることが好ましい。また、発光素子２２０のサイズは、０．１ｍｍ～０．３ｍｍであることがより好ましい。

【0021】

光束制御部材３００は、複数の発光素子２２０から出射された光の配光を制御する光学部材であり、基板２１０上に固定されている。なお、本実施の形態において、光束制御部材３００は、４つの発光素子２２０から出射された光の配光を制御する。光束制御部材３００は、複数の入射ユニット３１０を有する。各入射ユニット３１０（入射面３２０）は、後述するように、発光素子２２０から出射された光を入射させる入射面３２０と、入射面３２０で入射した光を出射ユニット３３０に向けて反射させる第１反射面３２１と、第１反射面３２１で反射した光の一部を光束制御部材３００の側面に向けて反射させる第２反射面３２２とを有する。本実施の形態に係る光束制御部材３００では、入射面３２０および第１反射面３２１は、回転対称である。入射面３２０および第１反射面３２１の回転軸を「入射ユニット３１０の中心軸」という。また、「発光素子２２０の光軸ＬＡ」とは、発光素子２２０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。発光素子２２０が実装された基板２１０と光束制御部材３００の裏面との間には、発光素子２２０から発せられる熱を外部に逃がすための隙間が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。

【0022】

発光素子２２０が実装された基板２１０と光束制御部材３００の裏面との間には、反射シートを備えることが好ましい。反射シートとしては、光沢が少ないものを用いることが好ましい。スペキュラー成分（正反射成分）の発生を抑え、光を拡散反射させた方が、面光源装置１００の光学シート（発光装置２００上に配置する部材）裏面で反射し、発光装置２００間に相当する位置へ小さな角度で入射する光線が増加する。面光源装置１００の光学シートとして、発光装置２００からの光を所望の色に変換するシートを使用する場合には、変換シート裏面への光線の入射角を小さくすることで、変換シート内への入射が促され、発光装置２００間に相当する領域における変換効率の向上が期待できる。光沢が少ない反射シートとしては、光沢度計の入射角を６０°に設定して測定した際の光沢の測定値が２５～５０ＧＵもしくは１～２０％のものが挙げられる。

【0023】

光束制御部材３００は、一体成形により形成されている。光束制御部材３００の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材３００の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。なお、光束制御部材３００の構成については後述する。

【0024】

光拡散板１２０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置２００からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散板１２０は、液晶パネルなどの表示部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散板１２０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散板１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

【0025】

本実施の形態に係る面光源装置１００では、各発光素子２２０から出射された光は、光束制御部材３００により光拡散板１２０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材３００から出射された光は、さらに光拡散板１２０により拡散される。その結果、本実施の形態に係る面光源装置１００は、面状の表示部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

【0026】

（光束制御部材の構成）
図５Ａは本実施の形態に係る発光装置２００が有する光束制御部材３００の平面図であり、図５Ｂは光束制御部材３００の底面図であり、図５Ｃは光束制御部材３００の斜視図であり、図５Ｄは光束制御部材３００の正面図であり、図５Ｅは図５ＡのＥ－Ｅ線の断面図である。以下、光束制御部材３００の構成について説明する。

【0027】

図５Ａに示されるように、本実施の形態において、光束制御部材３００は、平面視したときに角が丸い略矩形状の略板状の部材である。

【0028】

図５Ａ～Ｅに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材３００は、基板２１０上に配置された複数の発光素子２２０から出射された光の配向を制御するための光束制御部材３００であって、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とを有する。複数の入射ユニット３１０は、発光素子２２０の配列に対応して格子状に配置されている。ここで、格子とは、等間隔の平行線群の交わりによって生じる図形である。複数の入射ユニット３１０のうち最も近い４つの入射ユニット３１０の中心を結んだ線は、正方形や長方形、平行四辺形などの四角形を形成することが好ましい。すなわち、入射ユニット３１０の数は、４つ以上であることが好ましい。一方、複数の出射ユニット３３０は、基板２１０に沿う方向において複数の入射ユニット３１０の間に配置されている。

【0029】

複数の入射ユニット３１０は、発光素子２２０から出射された光をそれぞれ入射させる。入射ユニット３１０は、発光素子２２０から出射された光を入射させる入射面３２０と、入射面３２０で入射した光を出射ユニット３３０に向けて反射させる第１反射面３２１と、第１反射面３２１で反射した光を光束制御部材３００の側面に向けて側方方向に反射させる第２反射面３２２とを有する。

【0030】

入射面３２０は、光束制御部材３００の裏側に配置され、発光素子２２０と対向する位置に形成されている凹部の内面である。入射面３２０は、発光素子２２０から出射された光の大部分を、その進行方向を制御しつつ光束制御部材３００の内部に入射させる。入射面３２０は、発光素子２２０の光軸ＬＡと交わり、中心軸ＣＡに対して回転対称（円対称）である。入射面３２０の形状は、特に限定されず、入射面３２０で入射した光が第１反射面３２１および出射面３３３に向かうように設定される。本実施の形態では、入射面３２０は、発光素子２２０の光軸ＬＡから離れるにつれて基板２１０からの距離が徐々に短くなるような形状である（図４参照）。

【0031】

第１反射面３２１は、光束制御部材３００の表側において入射面３２０を挟んで発光素子２２０と対向する位置に配置され、入射面３２０で入射した光を発光素子２２０の光軸ＬＡから離れるように側方方向に反射させる。より具体的には、第１反射面３２１は発光素子２２０の発光面の中心から出射された光が実質的に全て第１反射面３２１で反射することが好ましい。ここで、側方方向とは、光束制御部材３００の外縁方向を意味しているのではなく、光軸ＬＡを中心に３６０°径方向の外へ向かうことを意味する。

【0032】

このようにすることで、第１反射面３２１は、入射面３２０で入射した光が上方に抜けるのを抑制して発光素子２２０の直上に明部が発生するのを防ぐとともに、発光素子２２０間に光を導いて発光素子２２０間に暗部が発生するのも防ぐ。第１反射面３２１の形状は、入射面３２０から入射した光を側方に反射させることができれば特に制限されない。第１反射面３２１は、例えば、発光素子２２０の中心軸ＣＡに対して回転対称（円対称）であり、かつ、発光素子２２０の光軸ＬＡから離れるにつれて表側に向かう（基板２１０から離れる）ように構成されている。

【0033】

この回転対称の中心部分から外周部分にかけての母線は、中心軸ＣＡに対して傾斜した曲線または直線である。第１反射面３２１は、入射面３２０の中心軸ＣＡを回転軸として、この母線を３６０°回転させた状態の凹面である。

【0034】

本実施の形態において、入射面３２０および第１反射面３２１は、それぞれ凹部の内面であり、平面視したときに、入射面３２０を構成する凹部の開口縁の面積に対して、第１反射面３２１を構成する凹部の開口縁の面積は、０．５倍～３．０倍であることが好ましい。また、１．０倍～２．５倍であることがより好ましい。

【0035】

第２反射面３２２は、光束制御部材３００の表側において第１反射面３２１を挟んで光束制御部材３００の側面と対向する位置に配置され、第１反射面３２１で反射された光の一部を、光束制御部材３００の側面に向けて側方方向に反射させる。

【0036】

本実施の形態において、第２反射面３２２は、光束制御部材３００の表側および裏側に開口する貫通孔の内面である。光束制御部材３００を平面視したときに、この貫通孔は、光束制御部材３００の中央部に配置されている。また、第１反射面３２１から第２反射面３２２に到達した光を効率的に反射させる観点から、第２反射面３２２は以下のように配置されている。すなわち、図５Ａに示されるように、光束制御部材３００を平面視したときに、ある入射ユニット３１０（例えば図５Ａにおいて右上の入射ユニット３１０）において、第２反射面３２２は、当該入射ユニット３１０に対応する発光素子２２０の光軸ＬＡと、複数の入射ユニット３１０のうち当該入射ユニット３１０および当該入射ユニット３１０に最も近い２つの入射ユニット３１０の中心を結んで形成された三角形の重心と、を結んだ第１直線（例えば図５ＡのＥ－Ｅ線）から離れるほど、発光素子２２０の光軸を通り、かつ前記第１直線に垂直な第２直線（例えば図５Ａの直線Ｌ）からの距離が長くなるように配置されている。したがって、光束制御部材３００の水平断面（基板２１０と平行な断面）において、第２反射面３２２は、上記第１直線（例えば図５ＡのＥ－Ｅ線）に対して傾斜した曲線または直線である。本実施の形態では、第１直線は、格子状に配置された入射ユニット３１０の格子の対角線と一致する。

【0037】

第２反射面３２２の基板２１０に対する傾斜角度（光束制御部材３００の縦断面における傾斜角度）は、特に限定されないが、光束制御部材３００の側面に向けて側方方向に反射させる観点からは７０°～１１０°の範囲内であることが好ましい。本実施の形態では、第２反射面３２２の基板２１０に対する傾斜角度は、略９０°である。

【0038】

第２反射面３２２が上記のような構成であることで、第１反射面３２１で反射された光の一部は、第２反射面３２２で光束制御部材３００の側面に向けて側方方向に反射されて、光束制御部材３００の側面から出射される。本実施の形態では、第２反射面３２２で反射された光の大部分は、光束制御部材３００の中でも出射ユニット３３０の側面から外部に出射される（図６Ａ参照）。

【0039】

複数の出射ユニット３３０は、複数の入射ユニット３１０で入射した光を導光しながら出射させる。本実施の形態では、４つの入射ユニット３１０が仮想四角形の各角に配置されているとした場合、光束制御部材３００は、仮想四角形の４つの辺に対応する位置にそれぞれ各辺に沿うように配置されている４つの出射ユニット３３０を有している。各出射ユニット３３０は、光束制御部材３００の裏側に配置され、入射ユニット３１０の第１反射面３２１からの光を反射させる第３反射面３３２を有する。また、出射ユニット３３０は、光束制御部材３００の表側において第３反射面３３２と対向して配置され、入射ユニット３１０からの光の一部を反射させ、他の一部を出射させる出射面３３３を有する。また、出射ユニット３３０内を導光されている光の一部は、光束制御部材３００の側面からも外部に出射される。

【0040】

出射面３３３の形状は、特に制限されない。本実施の形態では、仮想四角形の４つの辺に対応する位置に配置されている４つの出射面３３３は、平面である。

【0041】

（発光装置の光路）
図６Ａ、Ｂは、発光装置２００の光路図である。図６Ａは発光装置２００を平面透視したときの光路図を示し、図６Ｂは発光装置２００を側面透視したときの光路図を示す。

【0042】

図６Ａに示されるように、本実施の形態に係る発光装置２００において、発光素子２２０から出射された光の一部は、第１反射面３２１で側方方向に反射され、第２反射面３２２に向かう。図６Ａ、Ｂに示されるように、第２反射面３２２に到達した光は、光束制御部材３００の側面に向けて側方方向に反射され、光束制御部材３００の側面から外部に出射される。このように第１反射面３２１および第２反射面３２２で順に反射した光は、光束制御部材３００の側面から光束制御部材３００の外部に出射される。また、光束制御部材３００の外部に出射された光は、基板と略平行な光を含む。

【0043】

（照度分布）
本実施の形態に係る光束制御部材３００の効果を確認するために、本実施の形態に係る発光装置２００を有する面光源装置１００と、比較例に係る発光装置を有する面光源装置とについて、照度分布のシミュレーションを行った。

【0044】

シミュレーション結果を図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａは、比較例に係る面光源装置の照度分布を示す。図７Ａの面光源装置では、図１Ａに示されるように、第２反射面３２２を有さない光束制御部材を用いている。一方、図７Ｂは、実施の形態に係る面光源装置１００の照度分布を示す。図７Ｂの面光源装置１００では、図５に示されるように、第２反射面３２２を有する光束制御部材３００を用いている。なお、これらのシミュレーション結果においては、光拡散板１２０の裏面（発光装置２００側の面）における照度分布を示している。

【0045】

なお、本シミュレーションにおいては、各面光源装置において、１個の発光装置の下に配置された４個の発光素子２２０のみを点灯した場合の照度分布をシミュレーションしている。図７Ａ、Ｂにおいて、下側のグラフは、上の２個の発光装置と下の２個の発光装置との間における横方向の照度分布を示し、右側のグラフは右側に配置された２個の発光素子２２０の光軸上を通る縦方向の照度分布を示す。

【0046】

図７Ａ、Ｂの比較から次のことがわかる。図７Ａに示される比較例に係る面光源装置では、発光装置の辺部分２０に対応する領域が過度に明るくなっている。これに対して、図７Ｂに示される発光装置２００の辺部分２０に対応する領域は適切な明るさとなっている。これは図７Ｂの光束制御部材３００は第２反射面３２２を有し、第１反射面３２１で反射された光の一部が光束制御部材３００の内部に向かわず第２反射面で反射されるためである。すなわち、本実施の形態に係る光束制御部材３００を有する面光源装置１００は、局所的に明るくなることが抑制され、光がより広い範囲に拡げられている。

【0047】

（効果）
本実施の形態の光束制御部材３００によれば、面光源装置１００の発光面において、光束制御部材の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置２００の間の距離を拡げることができる。

【0048】

［実施の形態１の変形例１］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態１の変形例１に係る面光源装置は、光束制御部材４００において、第２反射面３２２が貫通孔の内面ではなく有底の凹部の内側面である点において、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。実施の形態１の変形例１に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0049】

図８Ａ～Ｅは実施の形態１の変形例１に係る光束制御部材４００を示す。図８Ａは光束制御部材４００の平面図であり、図８Ｂは光束制御部材４００の底面図であり、図８Ｃは光束制御部材４００の斜視図であり、図８Ｄは光束制御部材４００の正面図であり、図８Ｅは図８ＡのＥ－Ｅ線の断面図である。

【0050】

実施の形態１の変形例１に係る光束制御部材４００では、第２反射面３２２は、光束制御部材４００の表側に開口する有底の凹部の内面（内側面）である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材４００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本実施の形態に係る光束制御部材４００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材４００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材４００の側面から光束制御部材４００の外部に出射される。

【0051】

（効果）
実施の形態１の変形例１に係る光束制御部材４００も、上記の実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置２００の間の距離を拡げることができる。

【0052】

［実施の形態１の変形例２］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態１の変形例２に係る面光源装置は、光束制御部材５００において、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内側面である点と、光束制御部材３００の裏側に配置された脚部５３４を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。実施の形態１の変形例２に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0053】

図９Ａ～Ｃは実施の形態１の変形例２に係る光束制御部材５００を示す。図９Ａは光束制御部材５００の平面図であり、図９Ｂは光束制御部材５００の底面図であり、図９Ｃは図９Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0054】

本変形例に係る光束制御部材５００では、第２反射面３２２は、光束制御部材５００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材５００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本変形例に係る光束制御部材５００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材４００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材５００の側面から光束制御部材５００の外部に出射される。

【0055】

本変形例に係る光束制御部材５００は、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とに加え、脚部５３４をさらに有する。脚部５３４は、光束制御部材５００の裏側に配置されており、光束制御部材５００を基板２１０に固定するために使用される。脚部５３４の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本変形例では、脚部５３４は、円柱状形状である。脚部５３４の数も特に限定されない。脚部５３４の数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。本変形例では、脚部５３４の数は、４つである。脚部５３４の配置も特に限定されない。例えば、４つの脚部５３４は、菱形の各角に位置するように配置されてもよいし、正方形の各角に位置するように配置されてもよい。本変形例では、４つの脚部５３４は、正方形の各角に位置するように配置されている。これにより、光束制御部材５００の向きを考慮することなく、基板２１０に固定できる。４つの脚部５３４は、光束制御部材５００を平面視（平面透過視）したときに、第２反射面３２２よりも光束制御部材５００の重心の近くに配置されている。

【0056】

（効果）
本変形例に係る光束制御部材５００も、実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材５００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材５００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、従来の光束制御部材では、脚部を光束制御部材の中心（重心）付近に配置すると脚部の影響により光束制御部材の中心の直上部に明部が生じやすかったが、本変形例に係る光束制御部材５００では、第２反射面３２２によって光束制御部材５００の重心付近に到達する光が少なくなっているため、脚部を光束制御部材５００の重心付近に配置しても光束制御部材５００の直上部に明部が生じにくい。

【0057】

［実施の形態１の変形例３］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態１の変形例３に係る面光源装置は、光束制御部材６００において、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内側面である点と、光束制御部材３００の表側に配置された突起部６３５を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。本変形例に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0058】

図１０Ａ～Ｃは実施の形態１の変形例３に係る光束制御部材６００を示す。図１０Ａは光束制御部材６００の平面図であり、図１０Ｂは光束制御部材６００の底面図であり、図１０Ｃは図１０Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0059】

本変形例に係る光束制御部材６００では、第２反射面３２２は、光束制御部材６００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材６００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本変形例に係る光束制御部材６００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材６００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材６００の側面から光束制御部材６００の外部に出射される。

【0060】

本変形例に係る光束制御部材６００は、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とに加え、突起部６３５をさらに有する。

【0061】

突起部６３５は、光拡散板１２０が撓んだときに、光拡散板１２０が光束制御部材６００の突起部６３５以外の表面に接触することを防ぐ。突起部６３５は、光束制御部材６００の表面から表側（光拡散板１２０側）に向けて突出しており、突起部６３５の最大高さは、光束制御部材６００の突起部６３５以外の部分の最大高さより高い。突起部６３５の形状は、上記機能を発揮できれば特に制限されない。突起部６３５の形状の例には、円錐状、円錐台状、円柱状、半球状、これらの組み合わせが含まれる。本変形例では、突起部６３５の形状は、円柱の上に半球を載せた形状である。突起部６３５の数は、特に限定されない。突起部６３５の数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。本変形例では、突起部６３５の数は１つである。また、本変形例では、突起部６３５は、第２反射面３２２を内側面とする凹部の中央部（光束制御部材６００の中央部）に配置されている。なお、突起部６３５が４つの場合には、各突起部６３５は、第２反射面３２２を内側面とする凹部の中央部分に等間隔に配置されてもよい。

【0062】

（効果）
本変形例係る光束制御部材６００も、上記の実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材６００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材６００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、突起部６３５が配置されているため、光拡散板１２０が光束制御部材６００の突起部６３５以外の表面に接触することを防ぐことができる。

【0063】

［実施の形態１の変形例４］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態１の変形例４に係る面光源装置は、光束制御部材７００において、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内面である点と、光束制御部材３００の裏側に配置された凸部７３６を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。実施の形態１の変形例３に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0064】

図１１Ａ～Ｃは実施の形態１の変形例４に係る光束制御部材７００を示す。図１１Ａは光束制御部材７００の平面図であり、図１１Ｂは光束制御部材７００の底面図であり、図１１Ｃは図１１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図（入射ユニット部分の拡大図）である。

【0065】

本変形例に係る光束制御部材７００では、第２反射面３２２は、光束制御部材７００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材７００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本変形例に係る光束制御部材７００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材７００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材７００の側面から光束制御部材７００の外部に出射される。

【0066】

本変形例に係る光束制御部材７００では、複数の入射ユニット３１０は、それぞれ凸部７３６をさらに有する。

【0067】

凸部７３６は、各入射ユニット３１０の入射面３２１に対応して、光束制御部材７００の裏側の四隅に配置されている。本変形例では、凸部７３６は、逆円錐台形状であり、内面が入射面３２１となる凹部は、凸部７３６の上面に開口している。よって、光束制御部材７００を平面視（底面視）したとき、円錐台の上面（発光素子２２０側の面）は、入射面３２１よりも大きい。凸部７３６の高さは、凸部７３６が発光素子２２０に接触しなければ特に限定されない。凸部７３６の高さは、例えば０．０５～１ｍｍである。本実施の形態では、凸部７３６の高さは、０．２５ｍｍである。また、実施の形態１における光束制御部材３００の入射面３２１の中心および第１反射面３２１の中心の間の距離と、実施の形態１の変形例４における光束制御部材７００の入射面３２１の中心および第１反射面３２１の中心の間の距離とは、同じである。すなわち、本実施の形態における入射面３２１は、実施の形態１における入射面３２１よりも発光素子２２０側に拡張されている。これにより、より多くの光を光束制御部材７００の内部に入射させることができる。また、発光素子２２０が実装された基板２１０と光束制御部材３００の裏面（光束制御部材３００の裏側の面のうち凸部７３６が配置されていない部分）との間の距離は、実施の形態１と実施の形態１の変形例４とで同じである。また、本実施の形態では、発光素子２２０と、基板１２０との間には、発光素子２２０から発せられる熱を外部に逃がすための隙間が形成されている。

【0068】

（効果）
本変形例に係る光束制御部材７００も、実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材７００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材７００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、光束制御部材７００の裏側に凸部７３６が配置されているため、発光素子２２０から出射された光のうち、より多くの光を光束制御部材７００の内部に入射させることができる。

【0069】

［実施の形態２］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態２に係る面光源装置は、光束制御部材８００において、光束制御部材８００を平面視したときの形状と、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内面である点と、光束制御部材８００の裏側に配置された脚部５３４を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。実施の形態２に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0070】

図１２Ａ～Ｃは実施の形態２に係る光束制御部材８００を示す。図１２Ａは光束制御部材８００の平面図であり、図１２Ｂは光束制御部材８００の底面図であり、図１２Ｃは図１２Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0071】

実施の形態２に係る光束制御部材８００の平面視形状は、四角形（正方形）の各辺の中点を中心側に移動させた形状である。本実施の形態では、四角形の各角は丸められているが、隣り合う２つの辺（直線）を延長して形成される角は、鋭角である。

【0072】

本実施の形態に係る光束制御部材８００の第２反射面３２２は、光束制御部材８００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材８００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本実施の形態に係る光束制御部材８００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材８００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材８００の側面から光束制御部材８００の外部に出射される。

【0073】

本実施の形態に係る光束制御部材８００は、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とに加え、脚部５３４をさらに有する。脚部５３４は、実施の形態１の変形例２の脚部５３４と同じであるため、その説明を省略する。

【0074】

（効果）
本実施の形態に係る光束制御部材８００も、実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材８００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材８００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、従来の光束制御部材では、脚部を光束制御部材の中心（重心）付近に配置すると脚部の影響により光束制御部材の中心の直上部に明部が生じやすかったが、本実施の形態に係る光束制御部材８００では、第２反射面３２２によって光束制御部材８００の重心付近に到達する光が少なくなっているため、脚部を光束制御部材８００の重心付近に配置しても光束制御部材８００の直上部に明部が生じにくい。

【0075】

［実施の形態２の変形例１］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態２の変形例１に係る面光源装置は、光束制御部材９００において、光束制御部材９００を平面視したときの形状と、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内面である点と、光束制御部材９００の表側に配置された突起部６３５を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。本実施の形態に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0076】

図１３Ａ～Ｃは実施の形態２の変形例１に係る光束制御部材９００を示す。図１３Ａは光束制御部材９００の平面図であり、図１３Ｂは光束制御部材９００の底面図であり、図１３Ｃは図１３Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0077】

本変形例に係る光束制御部材９００の平面視形状は、四角形（正方形）の各辺の中点を中心側に移動させた形状である。本変形例では、四角形の各角は丸められているが、隣り合う２つの辺（直線）を延長して形成される角は、鋭角である。

【0078】

本変形例に係る光束制御部材９００では、第２反射面３２２は、光束制御部材９００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材９００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本変形例に係る光束制御部材９００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材９００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材９００の側面から光束制御部材９００の外部に出射される。

【0079】

本変形例に係る光束制御部材９００は、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とに加え、突起部６３５をさらに有する。突起部６３５は、実施の形態１の変形例３の突起部６３５と同じであるため、その説明を省略する。

【0080】

（効果）
本変形例に係る光束制御部材９００も、上記の実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材９００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材９００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、突起部６３５が配置されているため、光拡散板１２０が光束制御部材９００の突起部６３５以外の表面に接触することを防ぐことができる。

【0081】

［実施の形態２の変形例２］
（面光源装置、発光装置および光束制御部材の構成）
実施の形態２の変形例２に係る面光源装置は、光束制御部材１０００において、光束制御部材１０００を平面視したときの形状と、第２反射面３２２が貫通孔ではなく有底の凹部の内面である点と、光束制御部材１０００の裏側に配置された凸部７３６を有する点とにおいて、実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。実施の形態１の変形例３に係る面光源装置において、実施の形態１に係る面光源装置１００と同様の部材については、同様の符号を付してその説明を省略する。

【0082】

図１４Ａ～Ｃは実施の形態２の変形例２に係る光束制御部材１０００を示す。図１４Ａは光束制御部材１０００の平面図であり、図１４Ｂは光束制御部材１０００の底面図であり、図１４Ｃは図１４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0083】

本変形例に係る光束制御部材１０００の平面視形状は、四角形（正方形）の各辺の中点を中心側に移動させた形状である。本変形例では、四角形の各角は丸められているが、隣り合う２つの辺（直線）を延長して形成される角は、鋭角である。

【0084】

本変形例に係る光束制御部材１０００では、第２反射面３２２は、光束制御部材１０００の表側に開口する有底の凹部の内面である。この凹部の下の部分（凹部の底面と光束制御部材１０００の裏面との間の部分）は、入射ユニット３１０からの光を導光しながら出射させて、出射ユニット３３０のように機能する。本変形例に係る光束制御部材１０００においても、第２反射面３２２は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の第２反射面３２２と同様の機能を有する。すなわち、第１反射面３２１で反射され、第２反射面３２２に到達した光は、第２反射面３２２で光束制御部材１０００の側方方向に向かって反射され、光束制御部材１０００の側面から光束制御部材１０００の外部に出射される。

【0085】

本変形例に係る光束制御部材１０００は、複数の入射ユニット３１０と、複数の出射ユニット３３０とに加え、凸部７３６をさらに有する。凸部７３６は、実施の形態１の変形例４の凸部７３６と同じであるため、その説明を省略する。

【0086】

（効果）
本変形例に係る光束制御部材１０００も、実施の形態１に係る光束制御部材３００と同様に、面光源装置の発光面において、光束制御部材１０００の角部分１０に対応する領域の輝度と光束制御部材１０００の辺部分２０に対応する領域の輝度との差を低減することができる。このため、輝度ムラを抑制しつつ発光装置の間の距離を拡げることができる。また、光束制御部材１０００の裏側に凸部７３６が配置されているため、発光素子２２０から出射された光のうち、より多くの光を光束制御部材１０００の内部に入射させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明の発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。

【符号の説明】

【0088】

１０ 角部分
２０ 辺部分
１００ 面光源装置
１００’ 表示装置
１０２ 表示部材
１１０ 筐体
１１２ 底板
１１４ 天板
１２０ 光拡散板
２００ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 発光素子
３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００ 光束制御部材
３１０ 入射ユニット
３２０ 入射面
３２１ 第１反射面
３２２ 第２反射面
３３０ 出射ユニット
３３２ 第３反射面
３３３ 出射面
５３４ 脚部
６３５ 突起部
７３６ 凸部
ＣＡ 中心軸
ＬＡ 光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】