特開 2024-35654 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】P2024035654

(43)【公開日】2024-03-14

(54)【発明の名称】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 20160101AFI20240307BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20240307BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20240307BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20240307BHJP

   G02B 3/02 20060101ALI20240307BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240307BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20240307BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240307BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240307BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 482

F21V5/04 500

F21V5/00 510

F21V5/04 550

G02B3/00 Z

G02B3/02

G02B13/00

G02B13/18

H01L33/58

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 2022140247

(22)【出願日】2022-09-02

(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】小林 宏彰

(72)【発明者】

【氏名】藤井 悠生

【テーマコード（参考）】

2H087

3K244

5F142

【Ｆターム（参考）】

2H087KA29

2H087LA01

2H087PA01

2H087PA17

2H087PB01

2H087RA01

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA45

3K244AA01

3K244BA08

3K244BA19

3K244BA20

3K244BA48

3K244CA02

3K244DA01

3K244FA03

3K244GA02

5F142AA13

5F142DB32

5F142DB36

5F142DB42

5F142EA02

5F142EA34

5F142GA11

5F142GA21

5F142HA03

(57)【要約】

【課題】輝度ムラを抑制できる発光装置を提供すること。
【解決手段】波高装置は、発光素子と、光束制御部材とを有する。光束制御部材は、凹部の内面である入射面と、出射面とを有する。凹部の開口部は、第１長軸と、第１短軸とを含む。平面視したとき、出射面の外縁は、第２短軸と、第２長軸とを含む。第１長軸の両端および第１短軸の両端を通る仮想楕円において、長半径をＩＬとし、長半径の一方の端部における曲率半径をＲＬとし、短半径に沿う方向における発光素子の長さをｂとし、短半径をＩＳとしたとき、以下の（ＲＬ／ＩＬ）＜０．８および０．７≦（ａ／ＲＬ）を満たすか、または、（ＲＬ／ＩＬ）＜０．８および０．４≦（ａ／ＩＳ）＜２．０を満たす。開口部の第１長軸の両端部および第１短軸の両端部を除く領域に、仮想楕円よりも光軸側に配置される領域が存在する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子と、前記発光素子の光軸に交わるように配置され、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と、を有する発光装置であって、
前記光束制御部材は、
裏側に開口し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、
表側に配置され、前記入射面で入射した光を外部に出射させるための出射面と、を有し、
前記凹部の開口部は、前記光軸に垂直な第１方向に沿う第１短軸と、前記光軸および前記第１方向に垂直な第２方向に沿う第１長軸と、を含み、
平面視したとき、前記出射面の外縁は、前記第１方向に沿う第２長軸と、前記第２方向に沿う第２短軸と、を含み、
前記第１長軸の両端および前記第１短軸の両端を通る仮想楕円において、
長半径をＩＬとし、
前記長半径の一方の端部における曲率半径をＲＬとし、
短半径に沿う方向における前記発光素子の長さをａとし、
前記短半径をＩＳとしたとき、
以下の式（１）および式（２）を満たすか、または、式（１）および式（３）を満たし、
前記開口部の前記第１長軸の両端部および前記第１短軸の両端部を除く領域に、前記仮想楕円よりも前記光軸側に配置される領域が存在する、
発光装置。
（ＲＬ／ＩＬ）＜０．８ 式（１）
０．７≦（ａ／ＲＬ） 式（２）
０．４≦（ａ／ＩＳ）＜２．０ 式（３）

【請求項2】

前記開口部の前記第１長軸の両端部および前記第１短軸の両端部以外の領域は、前記仮想楕円よりも前記光軸側に配置されている、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記開口部の外縁において、前記第１長軸に対する、前記開口部の中心および前記開口部の外縁の任意の点Ａを結ぶ直線の角度をθ_Ａとしたとき、８０°≦θ_Ａ≦９０°の範囲内に、前記点Ａにおける曲率半径が、前記直線と、前記仮想楕円との交点における曲率半径の２／３以下の領域が存在する、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記開口部の外縁において、前記第１長軸に対する、前記開口部の中心および前記開口部の外縁の任意の点Ｂを結ぶ直線の角度をθ_Ｂとしたとき、３０°≦θ_Ｂ≦６０°の範囲内の前記点Ｂにおける曲率半径は、前記直線と、前記仮想楕円との交点における曲率半径よりも大きい、請求項１に記載の発光装置。

【請求項5】

前記開口部は、２回回転対称であり、
前記出射面の外縁は、楕円形状である、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の複数の発光装置と、
複数の前記発光装置を支持する基板と、
前記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、
前記基板と前記光拡散板との間の距離をＨとし、前記第１方向において隣接する２つの前記発光装置の間の距離をＰｘとし、前記第２方向において隣接する２つの前記発光装置の間の距離をＰｙとしたとき、
前記基板と前記光拡散板との間の距離Ｈは、３０ｍｍ以下であり、
Ｈ／Ｐｘ≧０．１およびＰｘ／Ｐｙ≧２を満たす、
面光源装置。

【請求項7】

請求項６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、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、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。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るようになってきている。

【0003】

例えば、直下型の面光源装置は、基板と、複数の発光素子と、複数の光束制御部材（レンズ）と、光拡散部材とを有する。発光素子は、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。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば、液晶パネル）を面状に照らす（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１には、光源およびレンズを含む発光装置と、発光装置から出射された光を拡散しつつ放射させる拡散板と、を含む面光源が記載されている。レンズは、入射面と、出射面とを有している。入射面の平面視形状および出射面の平面視形状は、いずれも楕円形状である。平面視したときに、入射面の長軸は、出射面の長軸と垂直となるように配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１１／１１４６０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１における発光装置では、平面視したときに出射面の長軸の延長線上に位置する領域に明部が生じ、かつ明部の周りには暗部が生じることにより、輝度ムラが生じてしまうという問題があった。

【0007】

本発明の目的は、輝度ムラを抑制できる発光装置を提供することである。

【0008】

また、本発明の別の目的は、当該発光装置を有する面光源装置および表示装置を提供することでもある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［１］発光素子と、前記発光素子の光軸に交わるように配置され、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と、を有する発光装置であって、前記光束制御部材は、裏側に開口し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、表側に配置され、前記入射面で入射した光を外部に出射させるための出射面と、を有し、前記凹部の開口部は、前記光軸に垂直な第１方向に沿う第１長軸と、前記光軸および前記第１方向に垂直な第２方向に沿う第１短軸と、を含み、平面視したとき、前記出射面の外縁は、前記第１方向に沿う第２短軸と、前記第２方向に沿う第２長軸と、を含み、前記第１長軸の両端および前記第１短軸の両端を通る仮想楕円において、長半径をＩＬとし、前記長半径の一方の端部における曲率半径をＲＬとし、短半径に沿う方向における前記発光素子の長さをｂとし、前記短半径をＩＳとしたとき、以下の式（１）および式（２）を満たすか、または、式（１）および式（３）を満たし、前記開口部の前記第１長軸の両端部および前記第１短軸の両端部を除く領域に、前記仮想楕円よりも前記光軸側に配置される領域が存在する、発光装置。
（ＲＬ／ＩＬ）＜０．８ 式（１）
０．７≦（ｂ／ＲＬ） 式（２）
０．４≦（ｂ／ＩＳ）＜２．０ 式（３）
［２］前記開口部の前記第１長軸の両端部および前記第１短軸の両端部以外の領域は、前記仮想楕円よりも前記光軸側に配置されている、［１］に記載の発光装置。
［３］前記開口部の外縁において、前記第１長軸に対する、前記開口部の中心および前記開口部の外縁の任意の点Ａを結ぶ直線の角度をθ_Ａとしたとき、８０°≦θ_Ａ≦９０°の範囲内に、前記点Ａにおける曲率半径が、前記直線と、前記仮想楕円との交点における曲率半径の２／３以下の領域が存在する、［１］または［２］に記載の発光装置。
［４］前記開口部の外縁において、前記第１長軸に対する、前記開口部の中心および前記開口部の外縁の任意の点Ｂを結ぶ直線の角度をθ_Ｂとしたとき、３０°≦θ_Ｂ≦６０°の範囲内の前記点Ｂにおける曲率半径は、前記直線と、前記仮想楕円との交点における曲率半径よりも大きい、［１］～［３］のいずれか一項に記載の発光装置。
［５］前記入射面の前記開口部は、２回回転対称であり、前記出射面の外縁は、楕円形状である、［１］～［４］のいずれか一項に記載の発光装置。
［６］［１］～［５］のいずれか一項に記載の複数の発光装置と、複数の前記発光装置を支持する基板と、前記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、前記基板と前記光拡散板との間の距離をＨとし、前記第１方向において隣接する２つの前記発光装置の間の距離をＰｘとし、前記第２方向において隣接する２つの前記発光装置の間の距離をＰｙとしたとき、前記基板と前記光拡散板との間の距離Ｈは、３０ｍｍ以下であり、Ｈ／Ｐｘ≧０．１およびＰｘ／Ｐｙ≧２を満たす、表示装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明の発光装置は、出射される光の輝度ムラを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態１に係る面光源装置の断面図である。

【図4】図４Ａ～Ｃは、実施の形態１における光束制御部材の構成を示す図である。

【図5】図５は、開口部と発光素子との形状および大きさの関係を説明するための図である。

【図6】図６Ａ～Ｆは、発光装置における輝度分布を説明するための図である。

【図7】図７Ａ～Ｆは、発光装置における輝度分布を説明するための図である。

【図8】図８Ａ～Ｆは、発光装置における輝度分布を説明するための図である。

【図9】図９Ａ～Ｃは、仮想楕円と、凹部の開口部との形状の関係を示すグラフである。

【図10】図１０Ａ～Ｃは、仮想楕円と、凹部の開口部との形状の関係を示すグラフである。

【図11】図１１は、発光装置における輝度分布を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本実施の形態に係る発光装置、面光源装置および表示装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、本実施の形態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。

【0013】

（面光源装置および発光装置の構成）
図１～図３は、実施の形態１に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図１Ａは、実施の形態１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、図１Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図３は、面光源装置１００の部分拡大断面図である。

【0014】

なお、以下の説明では、光束制御部材１２３の凹部１４５の第１短軸Ｌ１ａに沿った方向を第１方向（Ｘ方向）Ｄ１とし、凹部１４５の第１長軸Ｌ１ｂに沿った方向を第２方向（Ｙ方向）Ｄ２とし、第１方向（Ｘ方向）Ｄ１および第２方向（Ｙ方向）Ｄ２に垂直な第３方向（Ｚ方向）Ｄ３とする。なお、第３方向Ｄ３は、発光素子１２２の光軸ＯＡおよび光束制御部材１２３の中心軸ＣＡに沿う方向である。

【0015】

図１Ａ、Ｂ、図２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１２０と、光拡散部材１３０とを有する。本実施の形態に係る面光源装置１００は、液晶表示装置のバックライトなどに適用できる。また、図１Ｂに示されるように、面光源装置１００は、液晶パネルなどの表示部材（被照射部材）１０７（図１Ｂにおいて、点線で示している）と組み合わせることで、表示装置１００’としても使用できる。

【0016】

複数の発光装置１２０は、筐体１１０の底板１１１上にマトリックス状に、または一列に配置されている。底板１１１の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１２には、開口部が設けられている。光拡散部材１３０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とすることができる。

【0017】

複数の発光装置１２０をマトリックス状に配置する場合の第１方向Ｄ１における発光装置１２０の中心間距離（ピッチ）Ｐｘと、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２における発光装置１２０の中心間距離（ピッチ）Ｐｙとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第１方向Ｄ１における発光装置１２０のピッチと、第２方向Ｄ２における発光装置１２０のピッチとが異なる。第１方向Ｄ１における発光装置１２０の中心間距離（ピッチ）Ｐｘは、１０ｍｍ以上が好ましい。第２方向Ｄ２における発光装置１２０の中心間距離（ピッチ）Ｐｙは、２０ｍｍ以上が好ましい。本実施の形態では、第１方向Ｄ１における発光装置１２０のピッチは、第２方向Ｄ２における発光装置１２０のピッチよりも短い。このように第１方向Ｄ１におけるピッチと第２方向Ｄ２におけるピッチとが異なる場合、発光装置１２０により照らされる光拡散部材１３０の形状は、略楕円形状であることが好ましい。本実施の形態では、被照射領域の楕円の長径が、第１方向Ｄ１に沿っている。

【0018】

複数の発光装置１２０は、それぞれ筐体１１０の底板１１１上の所定の位置に固定されている。図３に示されるように、複数の発光装置１２０は、発光素子１２２と、光束制御部材１２３とを有する。なお、本実施の形態では、複数の発光装置１２０は、基板１２１に配置されている。

【0019】

基板１２１は、複数の発光装置１２０（発光素子１２２および光束制御部材１２３）を支持する板状の部材であり、電気配線など介して各発光装置１２０に電力を供給する。本実施の形態では、基板１２１には、複数の発光装置１２０が第２方向Ｄ２に沿って長い長方形の形状である。また、複数の発光装置１２０は、第１長軸Ｌ１ｂが第２方向Ｄ２に沿うように配置されている。

【0020】

発光素子１２２は、面光源装置１００の光源であり、基板１２１上に配置されている。発光素子１２２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。発光素子１２２の発光面の形状は、正方形または長方形が好ましい。本実施の形態では、発光素子１２２の発光面の形状は、正方形である。発光素子１２２の発光面の大きさは、光束制御部材１２３の凹部１４５の開口部１４８の大きさや曲率などに応じて適宜設定される。発光素子１２２の発光面の一辺の長さは、０．１～２．０ｍｍの範囲内である。なお、本実施の形態では、発光素子１２２の一辺の長さと、発光面の一辺の長さとは、ほぼ同じである。発光素子１２２は、その光軸ＯＡが光束制御部材１２３の中心軸ＣＡと一致する。「発光素子の光軸ＯＡ」とは、発光素子１２２からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。本実施の形態では、発光素子１２２の光軸ＯＡは、発光面の中心を通る。

【0021】

光束制御部材１２３は、レンズであり、基板１２１上に固定されている。光束制御部材１２３は、発光素子１２２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１２１の面方向に拡げる。光束制御部材１２３は、その中心軸ＣＡが発光素子１２２の光軸ＯＡに一致するように、発光素子１２２の上に配置されている（図３参照）。なお、「光束制御部材１２３の中心軸ＣＡ」とは、出射面１４２の回転中心を通る直線を意味する。本実施の形態に係る光束制御部材１２３では、回転対称（二回対称）であるため、光束制御部材１２３の中心軸ＣＡは、第１方向Ｄ１における光束制御部材１２３の中点と一致し、かつ第２方向Ｄ２における光束制御部材１２３の中点と一致する。

【0022】

光束制御部材１２３は、一体成形により形成することができる。光束制御部材１２３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１２３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１２３の詳細な構造と、発光素子１２２および光束制御部材１２３の関係とについては、後述する。

【0023】

光拡散部材１３０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置１２０からの出射光を拡散させつつ透過させる。光拡散部材１３０は、複数の発光装置１２０の上に基板１２１と略平行に空気層を介して配置されている。通常、光拡散部材１３０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１３０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。光拡散部材１３０は、光拡散性を付与するため、光拡散部材１３０の表面に微細な凹凸が形成されているか、またはその内部にビーズなどの光拡散子が分散している。基板１２１および光拡散部材１３０の間の距離と、発光装置１２０（光束制御部材１２３）および光拡散部材１３０の間の距離は、特に限定されない。基板１２１および光拡散部材１３０の間の距離は、３０ｍｍ以下が好ましく、５～３０ｍｍの範囲内がより好ましい。発光装置１２０（光束制御部材１２３）および光拡散部材１３０の間の距離は、１～２６ｍｍの範囲内が好ましい。

【0024】

本実施の形態に係る面光源装置１００では、各発光素子１２２から出射された光は、光束制御部材１２３により光拡散部材１３０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材１２３から出射された光は、さらに光拡散部材１３０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。

【0025】

（光束制御部材の構成）
図４Ａ～Ｃは、実施の形態に係る光束制御部材１２３の構成を示す図である。図４Ａは、光束制御部材１２３の平面図であり、図４Ｂは、正面図であり、図４Ｃは、底面図である。

【0026】

図４Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材１２３は、入射面１４１と、出射面１４２、鍔部１４３と、脚部１４４とを有する。

【0027】

入射面１４１は、光束制御部材１２３の中心軸ＣＡと交わるように裏側の中央部に配置された凹部１４５の内面である。入射面１４１は、発光素子１２２から出射された光のうち、大部分の光を、その光の進行方向を制御するとともに、光束制御部材１２３の内部に入射させる。凹部１４５の開口部１４８は、中心軸ＣＡ（光軸ＯＡ）に垂直な第１方向Ｄ１に沿う第１短軸Ｌ１ａと、中心軸ＣＡ（光軸ＯＡ）および第１方向Ｄ１に垂直な第２方向Ｄ２に沿う第１長軸Ｌ１ｂとを含む（図５参照）。凹部１４５の開口部１４８において、中心を通る直線のうち一番長いのが第１長軸Ｌ１ｂで、一番短いのが第１短軸Ｌｉａで、本実施の形態の光束制御部材１２３では第１長軸Ｌ１ｂと第１短軸Ｌｉａとは必ず直交している開口部１４８の第１長軸Ｌ１ｂの両端部および第１短軸Ｌ１ａの両端部を除く領域には、第１短軸Ｌ１ａの両端および第１長軸Ｌ１ｂの両端を通る仮想楕円よりも光軸ＯＡ側に配置される領域が存在する。なお、本実施の形態では、開口部１４８の第１長軸Ｌ１ｂの両端部および第１短軸Ｌ１ａの両端部以外の領域は、仮想楕円よりも光軸ＯＡ側に配置されている。なお、図５では凹部１４５の開口部１４８を示す線と仮想楕円とが重なっていて見えないが、実際は、凹部１４５の開口部１４８は楕円よりもわずかに菱形に近い形状をしており、当該菱形の４つの角は仮想楕円と重なるが、それ以外の領域は、仮想楕円よりも内側に配置されている。また、凹部１４５は、その開口部１４８だけでなく、凹部１４５の任意の高さにおける水平断面の形状は、凹部１４５の開口部１４８の形状の相似形状である。特に、凹部１４５の開口部１４８にける中心軸ＣＡに対する角度は、３０°以下が好ましく、７～２３°の範囲内がより好ましい。当該範囲ないにおいて、当該仮想楕円に対応する楕円よりも光軸ＯＡ側に配置される領域が存在することが好ましい。また、中心軸ＣＡに垂直な断面において、凹部１４５（入射面１４１）は、曲線で構成されている。入射面１４１は、中心軸ＣＡを含む断面において、中心軸ＣＡから離れるにつれて、裏面１４６に近づくように曲線で形成されている。中心軸ＣＡを含む断面において、凹部１４５（入射面１４１）は、曲線で構成されている。入射面１４１は、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（２回対称）である。なお、以下の説明では、「中心軸ＣＡに垂直な断面」を単に「水平断面」ともいう。凹部１４５の開口部１４８と、発光素子１２２との関係については、後述する。本実施の形態では、開口部１４８の形状が略菱形であるため、第１方向Ｄ１に進行する光が第２方向Ｄ２に向かって拡げられる。よって、第２長軸の延長線上に位置する領域に明部が生じることを抑制できる。

【0028】

裏面１４６は、光束制御部材１２３の裏側に位置し、凹部１４５の開口縁部から径方向に延在する平面である。裏面１４６には、凹部１４５の他にマーク１４７が配置されている。

【0029】

マーク１４７は、凹部１４５の開口部１４８の中心（重心）を位置出しするために使用する。マーク１４７の形状は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、マーク１４７は、一対の凸部１４７ａを有する。凸部１４７ａは、円弧形状の外側面１４７ｂを有する。本実施の形態では、一方の凸部１４７ａの外側面１４７ｂと、他方の凸部１４７ａの外側面１４７ｂとは、仮想円上に配置されている。そして、仮想円の中心は、第１中心軸Ｏ１に一致する。これにより、仮想円の中心を求めることにより、開口部１４８の中心（重心）を求めることができる。

【0030】

出射面１４２は、光束制御部材１２３の表側（光拡散部材１３０側）に配置されている。本実施の形態では、出射面１４２は、鍔部１４３から突出するように配置されている。出射面１４２は、光束制御部材１２３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１４２は、その中心軸が発光素子１２２の光軸ＯＡ（光束制御部材１２３の中心軸ＣＡ）と一致するように配置されている。出射面１４２の外形（水平断面）は、楕円形状であり、第２長軸Ｌ２ａおよび第２短軸Ｌ２ｂを有する。

【0031】

出射面１４２の第２短軸Ｌ２ｂは、凹部１４５の開口部の第１長軸Ｌ１ｂに一致するように配置されており、出射面１４２の第２長軸Ｌ２ａは、凹部１４５の開口部の第１短軸Ｌ１ａに一致するように配置されている。

【0032】

出射面１４２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１４２ａと、第１出射面１４２ａの周囲に連続して形成される第２出射面１４２ｂとを有する（図４Ｂ参照）。本実施形態において、第１出射面１４２ａは、平面である。第２出射面１４２ｂは、第１出射面１４２ａ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１４２ｂの形状は、楕円の環状の凸形状である。また、本実施の形態では、第２出射面１４２ｂの水辺断面の形状は、楕円形状である。

【0033】

鍔部１４３は、裏面１４６および出射面１４２を接続する。鍔部１４３は、光束制御部材１２３の取り扱いを容易にする。なお、本実施の形態では、鍔部１４３の一部には、ゲート跡１４３ａが配置されている。なお、本実施の形態では、光束制御部材１２３は鍔部１４３を有するが、出射面１４２の外縁は、鍔部１４３の外縁ではない。

【0034】

脚部１４４は、発光素子１２２から発せられる熱を外部に逃がすための間隙を形成するとともに、光束制御部材１２３を基板１２１に位置決めして固定する。脚部１４４は、裏面１４６から柱状に突出して形成されている。脚部１４４の数は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、脚部１４４の数は、４個である。

【0035】

（凹部の開口部と発光素子との位置関係）
ここで、凹部１４５の開口部１４８と発光素子１２２との形状および大きさの関係を説明する。ここでは、どのような発光素子１２２に対してどのような光束制御部材１２３を用いた場合に明部（輝度ムラ）が生じるのかをシミュレーションした。図５は、開口部１４８と発光素子１２２との形状および大きさの説明するための図である。なお、ここでは、説明のため、本実施の形態における発光装置と同様の符号を付している。

【0036】

図５に示されるように、第１短軸Ｌ１ａの両端および第１長軸Ｌ１ｂの両端を通る仮想楕円を考える。当該仮想楕円は、凹部１４５の開口部１４８の形状を模している。第１方向Ｄ１における発光素子１２２の長さをａとし、第２方向Ｄ２における発光素子１２２の長さをｂとする。本シミュレーションでは、第１方向Ｄ１における発光素子１２２の長さをａと、第２方向Ｄ２における発光素子１２２の長さをｂとは、必ずしも一致しない。仮想楕円における長半径（開口部１４８の中心Ｏ（重心）と、第１長軸Ｌ１ｂの一方の端部との間の距離）をＩＬとし、短半径（開口部の中心Ｏ（重心）と、第１短軸Ｌ１ａの一方の端部との間の距離）をＩＳとした。第１長軸Ｌ１ｂの一方の端部における曲率半径をＲＬとし、第１短軸Ｌ１ａの一方の端部における曲率半径をＲＳとした。

【0037】

各発光装置における使用した発光素子１２２の大きさと、凹部１４５の開口部１４８の形状を模した仮想楕円の大きさと、仮想楕円の曲率半径とを表１に示す。

【0038】

【表1】

【0039】

各発光装置における発光素子／凹部形状と、発光素子／曲率半径と、曲率半径／凹部形状とを表２に示す。

【0040】

【表2】

【0041】

次に、発光装置Ａ～Ｊから出射された光の光拡散部材１３０における輝度分布について調べた。なお、基板１２１および光拡散部材１３０の間の距離は２０ｍｍであり、光束制御部材１２３および光拡散部材１３０の間の距離は１６ｍｍである。なお、実際の面光源装置では、基板１２１および光拡散部材１３０の間の距離は２５ｍｍ程度であり、光束制御部材１２３および光拡散部材１３０の間の距離は２１ｍｍ程度になる。図６Ａ～Ｆ、図７Ａ～Ｄおよび図８Ａ～Ｆは、発光装置Ｂ～Ｊおよび凹部の開口部との関係と、発光装置Ａの輝度分布に対する各発光装置Ｂ～Ｇの輝度分布の変化量とを示している。

【0042】

図６Ａは、発光装置Ｂにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図６Ｂは、発光装置Ｂの輝度分布を示しており、図６Ｃは、発光装置Ｃにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図６Ｄは、発光装置Ｃの輝度分布を示しており、図６Ｅは、発光装置Ｄにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図６Ｆは、発光装置Ｄの輝度分布を示している。図７Ａは、発光装置Ｅにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図７Ｂは、発光装置Ｅの輝度分布を示しており、図７Ｃは、発光装置Ｆにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図７Ｄは、発光装置Ｆの輝度分布を示しており、図７Ｅは、発光装置Ｇにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図７Ｆは、発光装置Ｇの輝度分布を示している。図８Ａは、発光装置Ｈにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図８Ｂは、発光装置Ｈの輝度分布を示しており、図８Ｃは、発光装置Ｉにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図８Ｄは、発光装置Ｉの輝度分布を示しており、図８Ｅは、発光装置Ｊにおける発光素子１２２および光束制御部材の配置を模式的に示しており、図８Ｆは、発光装置Ｊの輝度分布を示している。図６Ｃ～Ｆ、図７Ａ～Ｆおよび図８Ａ～Ｆにおける白色の領域は発光装置Ａの輝度に対して明るい領域を示しており、黒色の領域は発光装置Ａの輝度に対して暗い領域を示している。

【0043】

図６Ｂ、図６Ｆ、図７Ｂ、図７Ｄおよび図８Ｄに示されるように、発光装置Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｊは第２長軸Ｌ２ａ（第１短軸Ｌ１ａ）方向の外側に明部が生じた。

【0044】

表１と、表２と、図６Ａ～Ｆと、図７Ａ～Ｄと、図８Ａ～Ｆとから導き出されるように、発光装置１２０が以下の式（１）および式（２）を満たすか、または、式（１）および式（３）を満たす場合には、第２長軸Ｌ２ａ（第１短軸Ｌ１ａ）方向の外側に明部が生じることがわかった。
式（１） （ＲＬ／ＩＬ）＜０．８
式（２） ０．７≦（ｂ／ＲＬ）
式（３） ０．４≦（ｂ／ＩＳ）＜２．０

【0045】

次に、第２長軸Ｌ２ａ（第１短軸Ｌ１ａ）方向の外側に明部が生じた発光装置が備えるべき凹部１４５の開口部の形状について説明する。なお、本実施の形態における凹部１４５の開口部１４８の形状は、第１長軸Ｌ１ｂに対して線対称であり、かつ第１短軸Ｌ１ａに対して線対称であるため、ここでは、図５における右上の領域のみについて説明する。

【0046】

図９Ａ～Ｃおよび図１０Ａ～Ｃは、仮想楕円と、凹部１４５の開口部１４８との形状の関係を示すグラフである。図９Ａは、第１短軸Ｌ１ａ方向における開口部１４８の中心からの距離と、第１長軸Ｌ１ｂ方向における開口部１４８の中心からの距離との関係を示している。図９Ａの横軸および縦軸は、開口部１４８の中心からの距離を示している。横軸は、第１短軸Ｌ１ａであり、縦軸は、第１長軸Ｌ１ｂである。図９Ｂは、第１短軸Ｌ１ａ方向における開口部１４８の中心からの距離と、角度θとの関係を示している。ここで、角度θとは、第１長軸Ｌ１ｂに対する、開口部１４８の中心および開口部１４８の外縁の任意の点を結ぶ直線の角度を意味する。図９Ｂの横軸は、第１短軸Ｌ１ａ方向における開口部１４８の中心からの距離を示しており、縦軸は角度θを示している。図９Ｃは、第１短軸Ｌ１ａ方向における開口部１４８の中心からの距離と、曲率半径との関係を示している。図９Ｃの横軸は、第１短軸Ｌ１ａ方向における開口部１４８の中心からの距離を示しており、縦軸は曲率半径を示している。図１０Ａは、角度θと、第１長軸Ｌ１ｂ方向における開口部１４８の中心からの距離とを示している。図１０Ａの横軸は角度θを示しており、縦軸は第１長軸Ｌ１ｂ方向における開口部１４８の中心からの距離を示している。図１０Ｂは、角度θと、当該角度θに対応する凹部１４５の開口部の外縁部における接線の傾斜角度との関係を示している。図１０Ｂの横軸は、角度θを示しており、縦軸は角度θに対応する凹部１４５の開口部の外縁部における接線の傾斜角度を示している。図１０Ｃは、角度θと、曲率半径との関係を示している。図１０Ｃの横軸は、角度θを示しており、縦軸は曲率半径を示している。図９Ａ～Ｃおよび図１０Ａ～Ｃにおける実線は、本実施の形態における凹部１４５の開口部１４８に基づく結果を示しており、図９Ａ～Ｃおよび図１０Ａ～Ｃにおける破線は、本実施の形態における凹部１４５と同様の第１長軸Ｌ１ｂおよび第１短軸Ｌ１ａを有する正楕円に基づく結果を示している。

【0047】

図９Ａ～Ｃおよび図１０Ａ～Ｃに示されるように、開口部１４８の第１長軸Ｌ１ｂの両端部および第１短軸Ｌ１ａの両端部を除く領域に、仮想楕円よりも光軸ＯＡ側に配置されている領域が存在する。より具体的には、図９Ａに示されるように、本実施の形態における凹部１４５の開口部１４８では、第１短軸Ｌ１ａおよび第２長軸Ｌ１ｂの両端以外の領域では、全て仮想楕円よりも中心側に位置している。

【0048】

また、図１０Ｃに示されるように、発光装置１２０は、開口部１４８の外縁において、第１長軸Ｌ１ｂに対する、開口部１４８の中心および開口部１４８の外縁の任意の点Ａを結ぶ直線の角度をθ_Ａとしたとき、８０°≦θ_Ａ≦９０°の範囲内に、点Ａにおける曲率半径が、直線と、仮想楕円との交点における曲率半径の２／３以下の領域が存在することが好ましい。この条件は、凹部１４５の開口部の第１短軸Ｌ１ａの両端部が尖っていることを意味している。

【0049】

さらに、図１０Ｃに示されるように、開口部１４８の外縁において、第１長軸Ｌ１ｂに対する、開口部１４８の中心および開口部１４８の外縁の任意の点Ｂを結ぶ直線の角度をθ_Ｂとしたとき、３０°≦θ_Ｂ≦６０°の範囲内の点Ｂにおける曲率半径は、直線と、仮想楕円との交点における曲率半径よりも大きいことが好ましい。この条件は、開口部１４８の外縁が３０°≦θ_Ｂ≦６０°の範囲内において、正楕円よりも開口部１４８の中心側に位置していることを意味している。

【0050】

このように、本実施の形態では、凹部１４５の開口部１４８の形状が略菱形となるため、第１方向Ｄ１に向かって進行した光が第２方向Ｄ２に向かって拡がるように屈折して光束制御部材１２３の内部に入射する。そして、さらに第２方向Ｄ２に向かって拡がるように屈折して光束制御部材１２３から出射される。よって、出射面１４２の長軸の延長線上に位置する領域に生じる輝度ムラを抑制できる。

【0051】

図１１は、本実施の形態に係る発光装置１２０における輝度分布を示す図である。ここでは、１つの発光素子を点灯させた場合について示す。図１１に示されるように、上記の条件を満たす発光装置１２０では、輝度ムラが抑制されたことがわかる。より、具体的には、１つの発光素子１２２を点灯させた場合、光拡散板１３０上における輝度分布がＸ字となるように光が制御される。このように制御することで、複数の発光素子１２２を点灯させた場合には、光拡散板１３０上の輝度を一様にできる。

【0052】

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る発光装置１２０は、凹部１４５の開口部１４８の外縁が仮想楕円よりも光軸ＯＡ側に配置される領域が存在するため、輝度ムラを抑制できる。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明の発光装置は、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】

【0054】

１００ 面光源装置
１００’ 表示装置
１０７ 表示部材（被照射部材）
１１０ 筐体
１１１ 底板
１１２ 天板
１２０ 発光装置
１２１ 基板
１２２ 発光素子
１２３ 光束制御部材
１３０ 光拡散部材
１４１ 入射面
１４２ 出射面
１４２ａ 第１出射面
１４２ｂ 第２出射面
１４３ 鍔部
１４３ａ ゲート跡
１４４ 脚部
１４５ 開口部
１４５ 凹部
１４６ 裏面
１４７ マーク
１４７ａ 凸部
１４７ｂ 外側面
１４８ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】