特開 2023-23939 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】P2023023939

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】面光源装置および表示装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20230209BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20230209BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20230209BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230209BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 482

F21S2/00 481

F21V5/00 510

F21V5/00 530

F21V5/04 500

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021129925

(22)【出願日】2021-08-06

(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】上條 佑

【テーマコード（参考）】

3K244

【Ｆターム（参考）】

3K244AA01

3K244BA08

3K244BA48

3K244CA02

3K244DA01

3K244DA22

3K244FA03

3K244GA02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】発光素子から出射された光が複数の光束制御部材を透過することに起因する輝度ムラを抑制できる面光源装置を提供すること。
【解決手段】面光源装置は、基板と、発光素子２２０および光束制御部材をそれぞれ含む複数の発光装置２００と、光拡散部材１２０とを有する。光束制御部材は、光束制御部材の裏側に、光束制御部材の中心軸と交わるように配置された凹部の内面であって、発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、中心軸と交わるように光束制御部材の表側に配置され、入射面で入射した光を外部に出射するための出射面と、を含む。複数の発光装置２００のうちの１つの発光装置２００において発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸に対して８０°以下の出射角で出射され、入射面で入射し出射面から出射された光は、複数の発光装置２００のうちの他の発光装置２００に到達することなく光拡散部材１２０に到達する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に配置された発光素子および前記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をそれぞれ含む複数の発光装置と、
前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ、透過させる光拡散部材と、
を有し、
前記光束制御部材は、
前記光束制御部材の裏側に、前記光束制御部材の中心軸と交わるように配置された凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
前記中心軸と交わるように前記光束制御部材の表側に配置され、前記入射面で入射した光を外部に出射するための出射面と、を含み、
前記複数の発光装置のうちの１つの発光装置において前記発光素子の発光中心から前記発光素子の光軸に対して８０°以下の出射角で出射され、前記入射面で入射し前記出射面から出射された光は、前記複数の発光装置のうちの他の発光装置に到達することなく前記光拡散部材に到達する、
面光源装置。

【請求項2】

前記複数の発光装置のうちの第１発光装置において前記発光素子の発光中心から前記発光素子の光軸に対する出射角θ１（ただし０°＜θ１≦５０°）で出射された光が、前記入射面で入射し、前記出射面の点ａから前記光軸に平行な直線に対して角度θ２で出射されたとし、
前記第１発光装置の前記中心軸と、前記複数の発光装置のうちの前記第１発光装置に隣接する第２発光装置の中心軸との間の距離をＰとし、
前記基板と前記光拡散部材との間の距離をＨとし、
前記点ａと前記基板との間の距離をＡとし、
前記第１発光装置における前記点ａと前記中心軸との間の距離をＢとしたとき、
０＜（Ｈ－Ａ）ｔａｎθ２≦（Ｐ－Ｂ）を満たす、
請求項１に記載の面光源装置。

【請求項3】

前記複数の発光装置のうちの１つの発光装置において前記発光素子の発光中心から前記発光素子の光軸に対する出射角θ１（ただし０°＜θ１≦６０°）で出射された光が、前記入射面で入射し、前記出射面の点ａから前記光軸に平行な直線に対して角度θ２で出射されたとしたとき、以下の式（１）をさらに満たす、請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
Δθ２／Δθ１≧０ ・・・（１）
［式（１）において、Δθ２／Δθ１は、横軸θ１および縦軸θ２のグラフで示した曲線の接線の傾きである。］

【請求項4】

前記複数の発光装置は、格子状に配置されており、
前記複数の発光装置のうちの最外部以外に配置された発光装置において、前記発光素子の発光中心から前記発光素子の前記光軸に対して８０°以下の出射角で出射され、前記入射面で入射し前記出射面から出射された光は、他の部材を経由することなく前記光拡散部材に到達する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の面光源装置。

【請求項5】

前記入射面および前記出射面は、前記中心軸を回転軸とした円対称である、請求項１～４のいずれか一項に記載の面光源装置。

【請求項6】

前記Ｈは、１０ｍｍ以下である、請求項２～４のいずれか一項に記載の面光源装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項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、面光源装置および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、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、直下型の面光源装置では、広い範囲に光を照射するために多くの発光素子が配置されることがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、基板と、基板上にマトリックス状に配置された複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードを覆うように配置された複数のレンズと、複数のレンズに対向して配置された拡散板とを有する面光源装置が開示されている。レンズは、裏側に形成された凹部の内面である入射面と、表側に形成され、表側に向かって凸状の出射面とを有している。発光ダイオードから出射された光は、入射面で入射した後、出射面から拡散板全体に拡げられるように出射する。これにより、発光ダイオードから出射された光は、拡散板全体に照射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１１／０９６１９２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の面光源装置では、レンズが発光ダイオードから出射された光を拡散板の面方向に拡げるため、第１レンズから出射された光のうち一部の光は隣接する第２レンズに直接到達することがある。第１レンズから第２レンズに到達した光のうち一部の光は、第２レンズを透過して基板で反射され、再度第２レンズを透過して拡散板に到達する。このように、特許文献１に記載の面光源装置では、あるレンズから出射された光のうち一部の光が他のレンズを経由してしまうため、意図しない輝度ムラが生じてしまうことがある。

【0006】

本発明の目的は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材として光を拡げるタイプの光束制御部材を用いながらも、発光素子から出射された光が複数の光束制御部材を透過することに起因する輝度ムラを抑制できる面光源装置を提供することである。また、当該面光源装置を有する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】

【0007】

本発明の一実施の形態に係る面光源装置は、基板と、前記基板上に配置された発光素子および前記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をそれぞれ含む複数の発光装置と、前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ、透過させる光拡散部材と、を有し、前記光束制御部材は、前記光束制御部材の裏側に、前記光束制御部材の中心軸と交わるように配置された凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、前記中心軸と交わるように前記光束制御部材の表側に配置され、前記入射面で入射した光を外部に出射するための出射面と、を含み、前記複数の発光装置のうちの１つの発光装置において前記発光素子の発光中心から前記発光素子の光軸に対して８０°以下の出射角で出射され、前記入射面で入射し前記出射面から出射された光は、前記複数の発光装置のうちの他の発光装置に到達することなく前記光拡散部材に到達する。

【0008】

本発明の一実施の形態に係る表示装置は、本発明の面光源装置と、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】

【0009】

本発明によれば、発光素子から出射された光が複数の光束制御部材を透過することに起因する輝度ムラを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。

【図2】図２Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置の構成を示す他の図である。

【図3】図３は、図２Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

【図4】図４Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態における光束制御部材の構成を示す図である。

【図5】図５Ａ、Ｂは、本発明の一実施の形態における光束制御部材の構成を示す他の図である。

【図6】図６Ａ、Ｂは、面光源装置の特徴を説明するための模式図である。

【図7】図７Ａ～Ｄは、本実施の形態に係る面光源装置の光路図である。

【図8】図８Ａ～Ｄは、本実施の形態に係る面光源装置の光路図である。

【図9】図９Ａ～Ｄは、比較例に係る面光源装置の光路図である。

【図10】図１０Ａ～Ｄは、比較例に係る面光源装置の光路図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一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。これらの面光源装置は、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１Ｂ参照）。

【0012】

（面光源装置の構成）
図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３は、本発明の一実施の形態に係る面光源装置１００の構成を模式的に示す図である。図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る面光源装置１００の平面図であり、図１Ｂは、正面図である。図２Ａは、図１Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図２Ｂは、図１Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図３は、図２Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

【0013】

図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３に示されるように、面光源装置１００は、筐体１１０と、複数の発光装置２００と、光拡散部材１２０とを有する。

【0014】

筐体１１０の底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。底板１１２上には、発光装置２００が配置された基板２１０が所定の位置に配置されている。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散部材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、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍとすることができる。本実施の形態では、基板２１０と光拡散部材１２０との間の距離Ｈは、１０ｍｍ以下が好ましく、５～７ｍｍがより好ましい（図６参照）。Ｈが１０ｍｍ超の場合、本発明の効果を発揮しにくい場合がある。

【0015】

複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上の基板２１０上に格子状に配列されている。ここで「格子状に配列」とは、単位格子が多角形となるように配列されていることをいう。単位格子の例には、長方形の格子、正方形の格子（正方格子）、三角形の格子を含む。本実施の形態では、複数の発光装置２００は、正方格子状に配列されている。複数の発光装置２００は、それぞれ発光素子２２０および光束制御部材３００を有する。

【0016】

発光装置２００（第１発光装置）の中心軸ＣＡと、複数の発光装置２００のうちの発光装置２００（第１発光装置）に隣接する発光装置２００（第２発光装置）の中心軸ＣＡとの間の距離Ｐに対する、基板２１０と光拡散部材１２０との間の距離Ｈは、０．２１以上が好ましく、０．２５～０．３５がより好ましい。このように、本実施の形態では、薄い面光源装置１００において特に効果を発揮する。

【0017】

詳細は後述するが、複数の発光装置２００のうちの１つの発光装置２００において発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸に対して８０°以下の出射角で出射され、入射面３１０で入射し出射面３２０から出射された光は、複数の発光装置２００のうちの他の発光装置２００に到達することなく光拡散部材１２０に到達する。また、複数の発光装置２００のうちの最外部以外に配置された発光装置２００において、発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸ＯＡに対して８０°以下の出射角θ１で出射され、入射面３１０で入射し出射面３２０から出射された光は、他の部材を経由することなく光拡散部材１２０に到達する。なお、格子状に配置された複数の発光装置２００のうちの最も外側に配置された発光装置２００において、出射面３２０から外側に向かって出射される光は、筐体１１０で反射された後に光拡散部材１２０に到達してもよいし、直接光拡散部材１２０に到達してもよい。

【0018】

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。発光素子２２０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。本実施の形態では、発光素子２２０は、その発光中心（光軸ＯＡ）が光束制御部材３００の中心軸ＣＡ上に位置するように配置されている。ここで、「発光素子２２０の光軸ＯＡ」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の発光面は、光束制御部材３００の裏面と同じ高さとなるように配置されていてもよいし、光束制御部材３００の裏面よりも低い位置となるように配置されていてもよい。本実施の形態では、発光素子２２０の発光面は、光束制御部材３００の裏面よりも低い位置（基板２１０側）となるように配置されている。

【0019】

光束制御部材３００は、いわゆる拡散レンズであり、基板２１０上に固定されている。光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光の配光を制御し、当該光の進行方向を基板２１０の面方向に拡げる。光束制御部材３００は、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＯＡと一致するように、発光素子２２０の上に配置されている（図３参照）。なお、後述する光束制御部材３００の入射面３１０および出射面３２０は回転対称（本実施の形態では円対称）であり、かつこれらの回転軸は発光素子２２０の光軸ＯＡと一致する。この入射面３１０および出射面３２０の回転軸を「光束制御部材３００の中心軸ＣＡ」という。

【0020】

光束制御部材３００は、一体成形により形成することができる。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よい。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）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。光束制御部材３００の備えるべき特徴については、別途詳細に説明する。

【0021】

光拡散部材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。光拡散部材１２０は、複数の発光装置２００の上に基板２１０の表面と略平行に配置されている。通常、光拡散部材１２０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材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、光拡散部材１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

【0022】

本発明に係る面光源装置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により光拡散部材１２０の所定の照射領域を照らすように制御される。後述するように、各発光装置２００は、光拡散部材１２０内の所定の照射領域を適切に照らすため、光拡散部材１２０の内面は略均一に照らされる。各発光装置２００（光束制御部材３００）から光拡散部材１２０に到達した光は、拡散されつつ光拡散部材１２０を透過する。その結果、本発明に係る面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

【0023】

（光束制御部材の構成）
図４Ａ、Ｂおよび図５Ａ、Ｂは、光束制御部材３００の構成を示す図である。図４Ａは、光束制御部材３００の平面図である。図４Ｂは、光束制御部材３００の底面図である。図５Ａは、光束制御部材３００の右側面図である、図５Ｂは、図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

【0024】

図４Ａ、Ｂおよび図５Ａ、Ｂに示されるように、本実施の形態では、光束制御部材３００は、入射面３１０と、出射面３２０と、裏面３３０と、鍔部３４０と、脚部３５０とを有する。なお、本実施の形態では、ゲート跡３６０が残っている。

【0025】

入射面３１０は、発光素子２２０から出射された光のうちの大部分の光を、その光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３１０は、裏側に向けて開口した凹部３１２の内面である。凹部３１２は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡ（発光素子２２０の光軸ＯＡ）と交わるように裏面３３０の中央部に開口している（図５Ｂ参照）。すなわち、入射面３１０は、中心軸ＣＡ（光軸ＯＡ）と交わるように配置されている。入射面３１０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（本実施の形態では円対称）である。

【0026】

出射面３２０は、光束制御部材３００の表側（光拡散部材１２０側）に配置されている。出射面３２０は、光束制御部材３００内に入射した光を、進行方向を制御しつつ外部に出射させる。出射面３２０は、中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（本実施の形態では円対称）である。

【0027】

本実施の形態では、出射面３２０は、中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１出射面３２０ａと、第１出射面３２０ａの周囲に連続して形成される第２出射面３２０ｂと、第２出射面３２０ｂと鍔部３４０とを接続する第３出射面３２０ｃとを有する（図６Ｄ参照）。第１出射面３２０ａは、裏側に凸の曲面である。第２出射面３２０ｂは、第１出射面３２０ａの周囲に位置する、表側に凸の滑らかな曲面である。第２出射面３２０ｂの形状は、円環状の凸形状である。第３出射面３２０ｃは、第２出射面３２０ｂの周囲に位置する曲面である。

【0028】

裏面３３０は、光束制御部材３００の裏側に位置し、凹部３１２の開口縁部に接続され、凹部３１２の開口縁部から離れるように形成された面である。本実施の形態では、裏面３３０には、複数の凸条３３３を有する環状溝３３４が配置されている。

【0029】

環状溝３３４は、凹部３１２（入射面３１０）を囲むように裏面３３０に形成されている。環状溝３３４は、中心軸ＣＡを軸とした回転対称である。環状溝３３４は、中心軸ＣＡ側に配置された第１内面３３１と、中心軸ＣＡに対して第１内面３３１より離れて配置された第２内面３３２と、を含む。また、第２内面３３２には、複数の凸条３３３が配置されている。

【0030】

第１内面３３１は、中心軸ＣＡと平行となるように配置されていてもよいし、中心軸ＣＡから離れるにつれて表側に向かって傾斜していてもよい。本実施の形態では、第１内面３３１は、中心軸ＣＡと平行となるように配置されている。

【0031】

第２内面３３２は、第１内面３３１を囲むように光束制御部材３００の裏側に形成されている。第２内面３３２は、中心軸ＣＡから離れるにつれて裏側に向かって傾斜している。

【0032】

裏面３３０における環状溝３３４の位置は適宜設定できる。裏面３３０における環状溝３３４の位置は、出射面３２０で内部反射した光が多く到達する領域に形成されていることが好ましい。なお、上記領域に第２内面３３２が位置している。出射面３２０で反射した光の到達位置は、出射面３２０の形状など様々な要因により変化するため、光束制御部材３００に応じて適宜設定される。なお、出射面３２０で内部反射した光は、光拡散部材１２０上における輝度分布にほとんど影響しない。

【0033】

複数の凸条３３３は、稜線３３８に直交する断面がそれぞれ略三角形状であり、かつ中心軸ＣＡに対して回転対称（凸条３３３の数をｎとしたときｎ回対称）となるように形成されている。各凸条３３３は、平面状の第１傾斜面３３６と、平面状の第２傾斜面３３７と、第１傾斜面３３６と第２傾斜面３３７の間に配置された稜線３３８とを有しており、全反射プリズムのように機能する。稜線３３８は、中心軸ＣＡから離れるにつれて、裏面３３０側に向かう方向に傾斜している。複数の凸条３３３は、出射面３２０で内部反射した光を光拡散部材１２０に向けて反射させる。

【0034】

鍔部３４０は、光束制御部材３００の外周部に配置されている。鍔部３４０は、光束制御部材３００の取扱を容易にする。鍔部３４０の数は、特に限定されない。鍔部３４０の数は、１つでもよいし、複数でもよい。本実施の形態では、鍔部３４０の数は、５つである。鍔部３４０の平面視形状も特に限定されない。本実施の形態では、鍔部３４０の平面視形状は、略半円形状である。

【0035】

脚部３５０は、光束制御部材３００を基板に２１０に固定するために使用される。脚部３５０の形状は、前述の機能を発揮できれば適宜設定できる。本実施の形態では、脚部３５０は、略円柱状に形成されている。脚部３５０の数は、特に限定されない。脚部３５０の数は、１つでもよいし、複数でもよい。本実施の形態では、脚部３５０の数は、３つである。

【0036】

（シミュレーション）
ここで、発光素子２２０から出射された光の光路について詳細に説明する。なお、比較のため本実施の形態に係る面光源装置１００の特徴を有さない面光源装置１００Ａにおける発光装置２００Ａから出射される光の光路についても調べた。図６Ａ、Ｂは、発光素子２２０から出射された光の光路を説明するための模式図である。図６Ａは、発光装置２００から出射された光の光拡散部材１２０に到達する位置を説明するための図である。図６Ｂは、発光素子２２０から出射される光の出射角度（第１出射角度；出射角θ１）と光束制御部材３００から出射される光の出射角度（第２出射角度；角度θ２）との関係を示す図である。

【0037】

図７Ａ～Ｄおよび図８Ａ～Ｄは、本実施の形態に係る面光源装置１００における発光装置２００から出射された光の光路図である。図７Ａは、出射角θ１が０°超、１０°以下の場合の光の光路図である。図７Ｂは、出射角θ１が１０°超、２０°以下の場合の光の光路図である。図７Ｃは、出射角θ１が２０°超、３０°以下の場合の光の光路図である。図７Ｄは、出射角θ１が３０°超、４０°以下の場合の光の光路図である。図８Ａは、出射角θ１が４０°超、５０°以下の場合の光の光路図である。図８Ｂは、出射角θ１が５０°超、６０°以下の場合の光の光路図である。図８Ｃは、出射角θ１が６０°超、７０°以下の場合の光の光路図である。図８Ｄは、出射角θ１が７０°超、８０°以下の場合の光の光路図である。これらの図では、基板２１０で反射した後の光については省略している。

【0038】

図９Ａ～Ｄおよび図１０Ａ～Ｄは、比較例に係る面光源装置１００Ａにおける発光装置２００Ａから出射された光の光路図である。図９Ａは、出射角θ１が０°超、１０°以下の場合の光の光路図である。図９Ｂは、出射角θ１が１０°超、２０°以下の場合の光の光路図である。図９Ｃは、出射角θ１が２０°超、３０°以下の場合の光の光路図である。図９Ｄは、出射角θ１が３０°超、４０°以下の場合の光の光路図である。図１０Ａは、出射角θ１が４０°超、５０°以下の場合の光の光路図である。図１０Ｂは、出射角θ１が５０°超、６０°以下の場合の光の光路図である。図１０Ｃは、出射角θ１が６０°超、７０°以下の場合の光の光路図である。図１０Ｄは、出射角θ１が７０°超、８０°以下の場合の光の光路図である。これらの図では、基板２１０で反射した後の光については省略している。

【0039】

これらの図では、基板２１０の表面と、光拡散部材１２０の裏面までの距離Ｈは、５ｍｍとした。また、隣接する発光装置２００間の中心間距離Ｐは、２０ｍｍとした。本実施の形態に係る面光源装置１００における光束制御部材３００を平面視したときの最小径（図４のＡ－Ａ線に相当する距離）は、６．２ｍｍである。比較例に係る面光源装置１００Ａにおける光束制御部材３００Ａを平面視したときの最小径（図４のＡ－Ａ線に相当する距離）は、１２．０ｍｍである。これらの図では、光束制御部材３００、３００Ａのハッチングを省略している。なお、実実施の形態における光束制御部材３００と、比較例に係る光束制御部材３００Ａとは、入射面３１０、３１０Ａの形状および出射面３２０、３２０Ａの形状がそれぞれ異なる。

【0040】

本実施の形態に係る面光源装置１００では、図６Ａ、図７Ａ～Ｄおよび図８Ａ～Ｄに示されるように、複数の発光装置２００のうちの１つの発光装置２００において発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸ＯＡに対して８０°以下の出射角θ１で出射され、入射面３１０で入射し出射面３２０から出射された光は、複数の発光装置２００のうちの他の発光装置２００に到達することなく光拡散部材１２０に到達することがわかる。このように、発光装置２００から出射された光のうち、大部分の光は、隣接する発光装置２００に直接到達せずに、他の部材に到達することなく、光拡散部材１２０に到達する。すなわち、本実施の形態に係る光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射した光が上記のように進行するように、入射面３１０および出射面３２０が形成されている。なお、ここでは、入射面３１０で入射し出射面３２０で内部反射した光については、考慮しないものとする。以下も同じである。

【0041】

また、図６Ａ、図７Ａ～Ｄおよび図８Ａに示されるように、複数の発光装置２００のうちの第１発光装置２００において発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸ＯＡに対する出射角θ１（ただし０°＜θ１≦５０°）で出射された光が、入射面３１０で入射し、出射面３２０の点ａから光軸ＯＡに平行な直線に対して角度θ２で出射されたとし、第１発光装置２００の中心軸ＣＡと、複数の発光装置２００のうちの第１発光装置２００に隣接する第２発光装置２００の中心軸ＣＡとの間の距離をＰとし、基板２１０と光拡散部材１２０との間の距離をＨとし、点ａと基板２１０との間の距離をＡとし、第１発光装置２００における点ａと中心軸ＣＡとの間の距離をＢとしたとき、０＜（Ｈ－Ａ）ｔａｎθ２≦（Ｐ－Ｂ）を満たすことが好ましい。すなわち、格子の辺に対応する隣接する２つの発光装置２００を考えた場合、一方の発光装置２００においてθ１が０°超であって、５０°以下で出射された光は、隣接する他方の発光装置２００の中心軸ＣＡよりも、一方の発光装置２００側の光拡散部材１２０の領域に到達する。これにより、発光装置２００から出射された光は、光拡散部材１２０の所定の領域のみに到達させることができる。

【0042】

また、図６Ｂ、図７Ａ～Ｄおよび図８Ａ、Ｂに示されるように、複数の発光装置２００のうちの１つの発光装置２００において発光素子２２０の発光中心から発光素子２２０の光軸ＯＡに対する出射角θ１（ただし０°＜θ１≦６０°）で出射された光が、入射面３１０で入射し、出射面３２０の点ａから光軸ＯＡに平行な直線に対して角度θ２で出射されたとしたとき、以下の式（１）をさらに満たすことが好ましい。
Δθ２／Δθ１≧０ ・・・（１）
式（１）において、θ１の変化に伴うθ２の値を横軸θ１および縦軸θ２のグラフで示した曲線の接線の傾きである。
すなわち、発光装置２００においてθ１が０°超であって、６０°以下の範囲内では、発光素子２２０における出射角θ１が大きくなるほど、出射面３２０から出射される光の角度θ２が大きくなることが好ましい。これにより、光量が多い光を光拡散部材１２０の所望の領域に到達させることができるため、輝度ムラを抑制できる。本実施の形態では、θ１が６０°の光は、隣接する他の発光装置２００の直上に到達している。

【0043】

一方、出射角θ１が６０°超であって、８０°未満の場合には、以下の式（２）を満たすことが好ましい。
Δθ２／Δθ１＜０ ・・・（２）
すなわち、格子の辺に対応する隣接する２つの発光装置２００を考えた場合、一方の発光装置２００においてθ１が６０°超であって、８０°未満の範囲内では、発光素子２２０における出射角θ１が大きくなるほど、出射面３２０から出射される光の角度θ２が小さくなることが好ましい。なお、角度θ２が６０°超であって、８０°未満の範囲内の光の光量は、角度θ２が６０°未満の光と比較して、光量が小さいため、光拡散部材１２０上における輝度分布にはほとんど影響しない。

【0044】

また、特に図示しないが、出射角θ１が８０°超の光は、入射面３１０でなく、裏面３３０かから入射し、出射面３２０から出射されるが、他の出射角の光と比較して、光量が小さいため、光拡散部材１２０上における輝度分布にはほとんど影響しない。

【0045】

一方、図９Ａ～Ｄおよび図１０Ａ～Ｄに示されるように、比較例に係る面光源装置１００Ａでは、特に、図９Ｄおよび図１０Ａに示されるように、出射面３２０Ａからの角度θ２が３５°以上５５°未満の光の場合において、発光装置２００Ａから出射された光が、隣接する発光装置２００Ａに直接到達する光があった。隣接する発光装置２００Ａに直接到達した光は、光束制御部材３００Ａの出射面３２０Ａおよび入射面３１０Ａによって、発光素子２２０近傍に集光しつつ、基板２１０に到達していることがわかる。特に図示していないが、基板２１０に到達した光は、基板２１０で反射して再度光束制御部材３００Ａを透過して、光拡散部材１２０の意図しない領域に到達した。

【0046】

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、発光装置２００から出射された光は、隣接する発光装置２００に直接到達せず、光拡散部材１２０に直接到達するため、光拡散部材１２０における所望の位置に光を到達させることができる。よって、本実施の形態に係る面光源装置１００では、輝度ムラを抑制できる。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明に係る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できる。

【符号の説明】

【0048】

１００、１００Ａ 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 入射面
１２０ 光拡散部材
２００、２００Ａ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 発光素子
３００、３００Ａ 光束制御部材
３１０、３１０Ａ 入射面
３１２ 凹部
３２０、３２０Ａ 出射面
３２０ａ 第１出射面
３２０ｂ 第２出射面
３２０ｃ 第３出射面
３３０ 裏面
３３１ 第１内面
３３２ 第２内面
３３３ 凸条
３３４ 環状溝
３３６ 第１傾斜面
３３７ 第２傾斜面
３３８ 稜線
３４０ 鍔部
３５０ 脚部
３６０ ゲート跡
ＣＡ 中心軸
ＯＡ 光軸
θ１ 出射角
θ２ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】