特許 7320430 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-26

(45)【発行日】2023-08-03

(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 20160101AFI20230727BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20230727BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20230727BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20230727BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20230727BHJP

   G02B 5/02 20060101ALN20230727BHJP

   G02B 3/02 20060101ALN20230727BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230727BHJP

   F21Y 105/10 20160101ALN20230727BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 481

F21V3/00 320

F21V3/00 530

F21V5/00 320

F21V5/00 510

F21V5/04 500

F21S2/00 482

G02F1/13357

G02B5/02 B

G02B3/02

F21Y115:10

F21Y105:10

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019204919

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2021077564

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-07

(73)【特許権者】

【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】持田 俊彦

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１０９６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４７２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５７１６６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ３／００

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｇ０２Ｂ ５／０２

Ｇ０２Ｂ ３／０２

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １０５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に配列された複数の発光装置と、
前記基板と対向するように配置され、前記複数の発光装置からの光を拡散させつつ透過させる略矩形の光拡散板と、
を有し、
前記複数の発光装置は、それぞれ、発光素子と、前記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、を有し、
前記光束制御部材は、前記発光素子と対向するように配置された入射面と、前記光拡散板と対向するように配置された出射面と、を有し、
前記光束制御部材の中心軸に垂直な前記出射面の断面は、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に対して線対称であり、かつ前記Ｘ軸に沿う方向の長さが最も短く、前記Ｙ軸に沿う方向の長さが最も長く、
平面視したときに、前記複数の発光装置のうち、前記光拡散板の角の最も近くに配置されている前記発光装置の前記光束制御部材は、前記光拡散板の４辺のうちの互いに対向する２辺と前記Ｘ軸とが略平行となり、かつ前記光拡散板の４辺のうちの互いに対向する他の２辺と前記Ｙ軸とが略平行となり、かつ前記角を通るＹ軸に直交する仮想平面と、前記光束制御部材との最短距離が前記角を通るＸ軸に直交する仮想平面と、前記光束制御部材との最短距離よりも長くなるように配置されており、
前記光拡散板の角の最も近くに配置されている前記発光装置について、前記発光素子の発光中心から出射され、前記光拡散板の角に到達する光線と前記出射面との交点を通り、かつ前記中心軸に垂直な前記出射面の断面において、前記出射面で曲率が最も大きい部分は、前記交点よりも前記Ｘ軸側に存在する、
面光源装置。

【請求項2】

前記光拡散板の角の最も近くに配置されている前記発光装置について、
前記発光素子の発光中心から出射され、前記光拡散板の角に到達する光線の前記発光中心から出射されたときの方位角をφ１とし、
前記発光中心から、方位角がφ１、基板に対する角度がαの光線を出射したときに、この光線が前記光拡散板に到達した点と、前記光束制御部材の前記中心軸とのＸＹ平面上の距離をλとし、
前記光拡散板の角と、前記光束制御部材の中心軸とのＸＹ平面上の距離をＬとし、
前記λを横軸に、ｄλ／ｄαを縦軸として、前記λと前記ｄλ／ｄαとの関係をグラフにプロットしたとき、
前記λが０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内において、前記ｄλ／ｄαが０になる箇所が存在する、
請求項１に記載の面光源装置。

【請求項3】

請求項１または２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、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材を有する面光源装置、および前記面光源装置を有する表示装置に関する。

【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】

たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光装置および光拡散板を有する。複数の発光装置は、基板上にマトリックス状に配置されている。複数の発光装置は、それぞれ、発光素子と、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とを有する。複数の発光装置から出射された光は、光拡散板により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。図１は、特許文献１に示されている、複数の発光装置２００が基板上にマトリックス状に配置されている面光源装置１００の内部を示す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１９１５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１に示されている面光源装置１００では、平面視したときに、Ｘ軸方向の複数の発光装置２００の間隔（発光装置２００と光拡散板の端部との間隔も含む）と、Ｙ軸方向の発光装置２００の間隔（発光装置２００と光拡散板の端部との間隔も含む）とが一定ではないが、場合によっては、Ｘ軸方向の複数の発光装置２００の間隔を一定とし、Ｙ軸方向の発光装置２００の間隔も一定とすることがある。さらにこの場合、Ｘ軸方向の複数の発光装置２００の間隔とＹ軸方向の発光装置２００の間隔を異なる長さにすることもある。たとえば、Ｘ軸方向の発光装置２００の間隔を、Ｙ軸方向の発光装置２００の間隔よりも短くした場合、発光装置２００から出射された光が面光源装置１００の光拡散板の角に十分に届かず、輝度ムラが発生するおそれがある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、Ｘ軸方向の発光装置の間隔とＹ軸方向の発光装置の間隔とが異なる場合であっても、光拡散板の角における輝度ムラの発生を抑制することができる面光源装置、および、当該面光源装置を有する表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の面光源装置は、基板と、前記基板上に配列された複数の発光装置と、前記基板と対向するように配置され、前記複数の発光装置からの光を拡散させつつ透過させる略矩形の光拡散板と、を有し、前記複数の発光装置は、それぞれ、発光素子と、前記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、を有し、前記光束制御部材は、前記発光素子と対向するように配置された入射面と、前記光拡散板と対向するように配置された出射面と、を有し、前記光束制御部材の中心軸に垂直な前記出射面の断面は、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に対して線対称であり、かつ前記Ｘ軸に沿う方向の長さが最も短く、前記Ｙ軸に沿う方向の長さが最も長く、平面視したときに、前記複数の発光装置のうち、前記光拡散板の角の最も近くに配置されている前記発光装置の前記光束制御部材は、前記光拡散板の４辺のうちの互いに対向する２辺と前記Ｘ軸とが略平行となり、かつ前記光拡散板の４辺のうちの互いに対向する他の２辺と前記Ｙ軸とが略平行となり、かつ前記角を通るＹ軸に直交する仮想平面と、前記光束制御部材との最短距離が前記角を通るＸ軸に直交する仮想平面と、前記光束制御部材との最短距離よりも長くなるように配置されており、前記光拡散板の角の最も近くに配置されている前記発光装置について、前記発光素子の発光中心から出射され、前記光拡散板の角に到達する光線と前記出射面との交点を通り、かつ前記中心軸に垂直な前記出射面の断面において、前記出射面で曲率が最も大きい部分は、前記交点よりも前記Ｘ軸側に存在する。

【0008】

本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、前記面光源装置から出射される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、Ｘ軸方向の発光装置の間隔とＹ軸方向の発光装置の間隔とが異なる場合であっても、光拡散板の角における輝度ムラの発生を抑制することができる面光源装置、および、当該面光源装置を有する表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、複数の発光装置が基板上に配置されている面光源装置を示す。

【図2】図２Ａ、Ｂは、実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。

【図3】図３Ａ、Ｂは、実施の形態に係る面光源装置の構成を示す断面図である。

【図4】図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

【図5】図５Ａ～Ｄは、実施の形態に係る面光源装置における光束制御部材の構成を示す図である。

【図6】図６Ａ～Ｅは、実施の形態に係る面光源装置における光束制御部材の出射面の曲率を説明するための図である。

【図7】図７Ａ～Ｆは、従来の光束制御部材の構成を示す図である。

【図8】図８Ａ～Ｆは、別の従来の光束制御部材の構成を示す図である。

【図9】図９Ａ～Ｆは、従来の、面光源装置における光束制御部材の出射面の曲率を説明するための図である。

【図10】図１０Ａ～Ｃは、発光素子から出射される光線が光拡散板にあたる様子を示す。

【図11】図１１Ａ、Ｂは、実施の形態に係る面光源装置において０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内でｄλ／ｄαが０になる箇所が存在することを示す。

【図12】図１２Ａ、Ｂは、従来の面光源装置において０．９～１．１Ｌの範囲内でｄλ／ｄαがとる値を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、本発明の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１００は、面光源装置からの光を照射される表示部材（被照射部材）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。

【0012】

（面光源装置および発光装置の構成）
図２Ａ～４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。

【0013】

図２Ａ～４に示されるように、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、矩形の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。

【0014】

本明細書では、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる領域（面光源装置１００において発光面として機能する領域）のみを光拡散板１２０と称することもある。たとえば、発光装置２００と光拡散板１２０の角との位置関係を説明する際において、「光拡散板１２０の角」とは、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる領域（面光源装置１００において発光面として機能する領域）の角を意味する。また、発光装置２００と光拡散板１２０の端部との位置関係を説明する際において、「光拡散板１２０の端部」とは、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる領域（面光源装置１００において発光面として機能する領域）の端部を意味する。

【0015】

また、本明細書では、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる矩形の領域（面光源装置１００において発光面として機能する矩形の領域）の長軸に沿う方向をＸ軸方向とし、短軸に沿う方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。後述するように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、光束制御部材３００の出射面３３０の形状により規定される。

【0016】

図４に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ基板２１０上に固定されている。複数の基板２１０は、それぞれ筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。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を有している。

【0017】

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。

【0018】

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す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、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子２２０の上に配置されている。なお、後述するように、光束制御部材３００の中心軸ＣＡに垂直な出射面３３０の形状は、Ｘ軸（短軸）およびＹ軸（長軸）に対して線対称である。すなわち、出射面３３０の形状は、Ｚ軸に対して回転対称（２回対称）である。光束制御部材３００の中心軸ＣＡは、このＺ軸に対応する（図５Ａ、Ｂ、Ｃ参照）。また、「発光素子の光軸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３５０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。

【0019】

複数の光束制御部材３００は、それぞれ、矩形の光拡散板１２０の４辺のうちの互いに対向する２辺と光束制御部材３００のＸ軸とが略平行となり、かつ光拡散板１２０の４辺のうちの互いに対向する他の２辺と光束制御部材３００のＹ軸とが略平行となり、かつ角を通るＹ軸に直交する仮想平面と、光束制御部材３００との最短距離が角を通るＸ軸に直交する仮想平面と、光束制御部材３００との最短距離よりも長くなるように配置されている（図３Ａ参照）。

【0020】

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。

【0021】

本実施の形態に係る面光源装置１００は、光束制御部材３００の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材３００については、別途詳細に説明する。

【0022】

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、液晶パネルなどの被照射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。

【0023】

本実施の形態では、光拡散板１２０の全体の形状も、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる領域（面光源装置１００において発光面として機能する領域）の形状も矩形であるが、後者が矩形であれば、前者は必ずしも矩形でなくてもよい。前述のとおり、発光装置２００と光拡散板１２０の角または端部との位置関係を説明する際において登場する「光拡散板１２０」とは、光拡散板１２０のうち、天板１１４の開口部を塞いでいる領域（面光源装置１００において発光面として機能する領域）を意味する。

【0024】

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５Ａ～Ｄは、実施の形態に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図５Ａは平面図であり、図５Ｂは図５ＡのＣ－Ｃ線に沿う断面図であり、図５Ｃは底面図であり、図５Ｄは右側面図である。

【0026】

図５Ａ～Ｄに示されるように、光束制御部材３００は、凹部３１０、入射面３２０、出射面３３０、裏面３５０、および鍔部３７０を有する。

【0027】

凹部３１０は、光束制御部材３００の裏側（発光素子２２０側）の中央部に形成されている。凹部３１０の内面は、入射面３２０として機能する。入射面３２０は、発光素子２２０（図４参照）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と交わる。

【0028】

本実施の形態では、光束制御部材３００の中心軸ＣＡに直交する方向の凹部３１０の断面形状は、長軸がＸ軸方向に沿い、短軸がＹ軸方向に沿う略楕円形状である。

【0029】

出射面３３０は、光束制御部材３００の表側（光拡散板１２０側）に、鍔部３７０から突出するように形成されている。出射面３３０の平面視形状は、図５Ａに示されるように略長円である。出射面３３０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３３０は、発光素子２２０の光軸ＬＡと交わる。光束制御部材３００の中心軸ＣＡに直交する方向の出射面３３０の断面は、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に対して線対称であり、かつＸ軸に沿う方向の長さが最も短く、Ｙ軸に沿う方向の長さが最も長い。ここで「Ｘ軸に沿う方向の長さ」とは、必ずしもＸ軸上の長さ（Ｙ＝０における長さ）を意味するわけではなく、Ｘ軸に平行な直線上における最も離れた２点間の長さを意味する。同様に「Ｙ軸に沿う方向の長さ」とは、必ずしもＹ軸上の長さ（Ｘ＝０における長さ）を意味するわけではなく、Ｙ軸に平行な直線上の最も離れた２点間の長さを意味する。図５Ｂおよび図５Ｄに示されるように、本実施の形態では、光束制御部材３００の上部中央が凹んでいる。したがって、光束制御部材３００の上部では、中心軸ＣＡに直交する方向の出射面３３０の断面は、Ｘ軸を挟んで島状に配置された２つの面となる。この場合、出射面３３０の断面はＸ軸上には位置しないが、出射面３３０の断面のＸ軸に沿う方向の長さは、島状に配置された２つの断面のいずれか一方についてのＸ軸に平行な方向の長さである。また、Ｙ軸上では２つの断面の間に間隙が存在するが、出射面３３０の断面のＹ軸に沿う方向の長さは、一方の断面の端部（他方の断面から最も離れた端部）と他方の断面の端部（前記一方の断面から最も離れた端部）との間のＹ軸に平行な方向の長さである。本実施の形態では、光束制御部材３００の中心軸ＣＡに直交する方向の出射面３３０の断面形状は、略長円である。

【0030】

出射面３３０は光軸ＬＡを中心とする所定範囲に位置する第１出射面３３０ａと、第１出射面３３０ａと、鍔部３７０とを接続する第２出射面３３０ｂとを有する（図５Ｂ参照）。本実施の形態では、第１出射面３３０ａは、裏側（発光素子２２０側）に凸の滑らかな曲面であるが、第１出射面３３０ａの形状は、これに限定されない。第２出射面３３０ｂは、第１出射面３３０ａの周囲に位置する曲面である。第２出射面３３０ｂの形状は、表側（光拡散板１２０側）に凸形状であるが、第２出射面３３０ｂの形状は、これに限定されない。

【0031】

前述のとおり、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、中心軸ＣＡに直交する方向の出射面３３０の断面形状は、略長円である。本実施の形態に係る光束制御部材３００は、この断面において曲率が最も大きい部分が所定の位置にあることを一つの特徴とする。そこで、この点については、別途詳細に説明する。

【0032】

裏面３５０は、光束制御部材３００の裏側に位置し、凹部３１０の開口縁部から径方向に延在する平面である。裏面３５０は、発光素子２２０から出射された光のうち、入射面３２０から入射しなかった光を、光束制御部材３００内に入射させる。

【0033】

鍔部３７０は、出射面３３０の外周部と裏面３５０の外周部との間に位置し、径方向外側に突出している。鍔部３７０の形状は、環状である。鍔部３７０は、必須の構成要素ではないが、鍔部３７０を設けることで、光束制御部材３００の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部３７０の厚みは、特に限定されず、出射面３３０の必要面積や鍔部３７０の成形性などを考慮して決定される。

【0034】

光束制御部材３００は複数の脚部３８０を有していてもよい（図４参照）。複数の脚部３８０は、例えば、裏面３５０から突出している略円柱状の部材である。複数の脚部３８０は、発光素子２２０に対して適切な位置に光束制御部材３００を支持する。

【0035】

（出射面の形状）
次に、本実施の形態に係る光束制御部材３００の出射面３３０の形状について、より詳細に説明する。本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光拡散板１２０の角の最も近くに配置されている発光装置２００について、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面３３０との交点を通り、かつ中心軸ＣＡに垂直な出射面３３０の断面において、出射面３３０で曲率が最も大きい部分は、前記交点よりもＸ軸側に存在する。

【0036】

図６Ａは、光拡散板１２０の角（図２Ａにおいて右上の角）の最も近くに配置されている発光装置２００（図３Ａにおいて右上に配置されている発光装置２００）について、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面３３０との交点ＰＡ、ＰＢを通り、かつ中心軸ＣＡに垂直な出射面の断面の位置を示す図である。この図では、光束制御部材３００をＸ軸方向に沿って見たときの様子を示している。図６Ａに示されるように、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線は、２つある。ここでは、光軸ＬＡに対してより大きい角度で出射された光線と出射面３３０との交点を交点ＰＡとし、光軸ＬＡに対してより小さい角度で出射された光線と出射面３３０との交点を交点ＰＢとする。

【0037】

図６Ｂは、図６Ａに示されているＡ－Ａ線に沿う断面を示し、図６Ｃは図６Ａに示されているＢ－Ｂ線に沿う断面を示す。すなわち、図６Ｂ、Ｃは、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面３３０との交点ＰＡ、ＰＢを通り、かつ中心軸ＣＡに垂直な出射面の断面をそれぞれ示す。なお、図６Ｂ、Ｃにおいて、断面の形状はＸＹ平面の第１象限のみを示しているが、出射面の断面は、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に対して線対称であり、かつ前記Ｘ軸に沿う長さが最も短く、前記Ｙ軸に沿う長さが最も長い。

【0038】

図６Ｄ、Ｅは、図６Ｂ、ＣにおいてＸ軸方向を０°とし、Ｙ軸方向を－９０°としたときの、原点（中心軸ＣＡとの交点）に対する方位角をφとしたとき、各方位角φにおける出射面３３０の断面の曲率を表している。なお、図６Ｂ、Ｃにおける破線は、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射面で出射する点（交点ＰＡ、ＰＢ）と原点とを結ぶ直線を表し、図６Ｄ、図６Ｅにおける破線は交点ＰＡ、ＰＢの方位角（φ）を示している。

【0039】

図６Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅから明らかなように、交点ＰＡ、ＰＢを通る断面において、曲率が最も大きい部分は、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射面で出射する交点ＰＡ、ＰＢよりＸ軸側（短軸側）に存在する。また、図６Ｂ，Ｃ、Ｄ，Ｅから、交点ＰＡ、ＰＢを通る断面は、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射面で出射する点からＸ軸側（短軸側）に曲率が漸増する部分を有するともいえる。なお、図６Ｄにおいて、φが－８８°、０°付近で大きな曲率を示しており、また、図６Ｅにおいてφが－２０°、０°付近において大きな曲率を示している。これは図６Ｄ，Ｅは実測値を示しており、測定装置の精度や出射面の表面についたホコリなどに起因して異常値を示していると考えられ、実際には曲率は図６Ｂ、Ｃに示されるようになだらかであり、上記の付近に曲率の最も大きい部分があるわけではない。このように、実測値に基づいて方位角φと曲率との関係との関係を評価する際には、異常値を除外して評価する。

【0040】

図６Ｄ、Ｅにおいて、曲率が最大値を示す部分、曲率の漸増する部分は、交点ＰＡ、ＰＢから２０°分だけＸ軸側の角度の領域内にある。この領域は特に制限されないものの、光拡散板１２０の角付近により光を届きやすくするという観点から、曲率が最大値を示す部分、曲率の漸増する部分は光拡散板１２０の角に向かう光線が出射する点（交点ＰＡ、ＰＢ）から、例えば、３０°分だけＸ軸側の角度の領域内にあることが好ましく、２０°分だけＸ軸側の角度の領域内にあることが好ましい（図６Ｄ、Ｅ参照）。また、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射する点（交点ＰＡ、ＰＢ）、曲率が最大値を示す部分、および曲率の漸増する部分は－８５°≦φ≦－５°の範囲内にあることが好ましく、－７０°≦φ≦－４０°の範囲内にあることが好ましい（図６Ｄ、Ｅ参照）。

【0041】

図７Ａ、Ｂは、２つの従来の光束制御部材について、図６Ｂと同様に、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面３３０との交点ＰＡを通り、かつ中心軸ＣＡに垂直な出射面の断面をそれぞれ示す図である。

【0042】

図７Ａ～Ｆは、従来の光束制御部材４００の構成を示す図である。図７Ａは平面図であり、図７Ｂは図７ＡのＣ－Ｃ線に沿う断面図であり、図７Ｃは底面図であり、図７Ｄは右側面図であり、図７Ｅは正面図であり、図７Ｆは斜視図である。従来の光束制御部材４００は、出射面４３０の形状が光束制御部材３００の出射面３３０の形状と異なる。

【0043】

図８Ａ～Ｆは、別の従来の光束制御部材５００の構成を示す図である。図８Ａは平面図であり、図８Ｂは図８ＡのＣ－Ｃ線に沿う断面図であり、図８Ｃは底面図であり、図８Ｄは右側面図であり、図８Ｅは正面図であり、図８Ｆは斜視図である。従来の光束制御部材５００は、出射面５３０の形状が光束制御部材３００の出射面３３０の形状と異なる。

【0044】

図９Ａ、Ｂは、光拡散板１２０の角（図２Ａにおいて右上の角）の最も近くに配置されている発光装置の光束制御部材４００、５００のそれぞれについて、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面４３０、５３０との交点ＰＡを通り、かつ中心軸ＣＡに垂直な出射面の断面の位置をそれぞれ示す図である。これらの図では、光束制御部材４００、５００をＸ軸方向に沿って見たときの様子を示している。図９Ａ、Ｂに示されるように、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線はそれぞれ１つある。

【0045】

図９Ｃは、図９Ａに示されているＡ－Ａ線に沿う断面を示し、図９Ｄは図９Ｂに示されているＡ－Ａ線に沿う断面を示す。すなわち、図９Ｃ、Ｄは、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角に到達する光線と出射面４３０、５３０のそれぞれとの交点ＰＡを通り、かつ中心軸ＣＡに垂直奈出射面の断面をそれぞれ示す。なお、図９Ｃ、Ｄにおいて、断面の形状はＸＹ平面の第１象限のみを示しているが、出射面の断面は、Ｘ軸およびＸ軸に直交するＹ軸に対して線対称であり、かつＸ軸に沿う長さが最も短く、Ｙ軸に沿う長さが最も長い。

【0046】

図９Ｅ、Ｆは、図９Ｃ、Ｄに示されている従来の光束制御部材について、図６Ｄと同様に、Ｘ軸方向を０°とし、Ｙ軸方向を－９０°としたときの、原点（中心軸ＣＡとの交点）に対する方位角をφとしたとき、各方位角φにおける出射面４３０、５３０の断面の曲率をそれぞれ表している。

【0047】

図９Ｅ、図９Ｆから明らかなように、従来の光束制御部材では、曲率が最も大きい部分は、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射面で出射する交点ＰＡよりＸ軸側（短軸側）に存在せずＹ軸側に存在する。なお、図９Ｅにおけるφが－３８°、－１５°、０°付近および図９Ｆにおけるφが－８５°、０°付近の曲率は測定装置の精度やホコリなどに起因して異常値を示していると考えられる。

【0048】

（配向特性）
上記の図６Ｄ、Ｅに示す様に曲率が最大値を示す部分は、光拡散板１２０の角に向かう光線が出射面で出射する交点ＰＡ、ＰＢよりＸ軸側（短軸側）に存在する。これにより、図６Ｂ、Ｃにおいて破線で示される線より、Ｘ軸側（短軸側）で出射する光線は、図６Ｄ、Ｅに示されるように、より曲率が高い出射面を通ることになる。より曲率が高い出射面を通った光線は、図６Ｂ、Ｃにおける実線で示される線に近づく方向（光拡散板１２０の角への方向）に制御され、光拡散板１２０の角付近により光が届きやすくなる。

【0049】

これに対して、図９Ｅ、Ｆに示すように従来の光束制御部材では、曲率が最大値を示す部分は交点ＰＡよりＸ側（短軸側）に存在しない。これにより、図９Ｃ、Ｄにおいて破線で示される線より、Ｘ軸側（短軸側）で出射する光線は、図９Ｃ、Ｄにおける実線で示される線に近づく方向（光拡散板１２０の角への方向）に制御されにくく、光束制御部材１２０の角付近に光が届き易くなることはない。

【0050】

なお、上記の図６Ａ～Ｅの説明において、光拡散板１２０の角へ向かう光線が２つある場合を説明したが（図６Ａ参照）、光拡散板１２０の角へ向かう光線の数は特に制限されず１つであってもよく、また２つより多くてもよく、例えば３つ、４つ、５つ、無数であってもよい。

【0051】

図１０Ａ、Ｂ、Ｃは光拡散板１２０の角の最も近くに配置されている発光装置２００について、発光素子２２０の発光中心から出射され、光拡散板１２０の角付近に到達する光線の様子を示す。具体的には、発光素子２２０の発光中心から出射されたときの方位角をφ１とし（図１０Ｂ参照）、基板に対する角度をαとした光線を出射したときに（図１０Ｃ参照）、この光線が光拡散板１２０に到達した点と、光束制御部材３００の中心軸ＣＡとのＸＹ平面上の距離をλとし、光拡散板の角と、光束制御部材３００の中心軸ＣＡとＸＹ平面上の距離をＬとしたときの様子を示す。

【0052】

図１１Ａ、Ｂは発光素子２２０から出射される光線の角度αを変化させたときのλの変化であるｄλ／ｄαと、λとの関係を示す。具体的には、図１１Ａは、λを横軸に、ｄλ／ｄαを縦軸として、λとｄλ／ｄαとの関係をグラフにプロットしたときの関係を示す。なお、図１１Ａ、Ｂは、光軸ＬＡから光拡散板１２０の角までのＸＹ平面上の距離Ｌが２２５ｍｍである場合を示している。図１１Ａに示されているように、０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内で、ｄλ／ｄαが正の値と負の値の両方をとっており、０になる箇所が存在する。

【0053】

上記の０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内でｄλ／ｄαが０になる箇所が存在するということは、この範囲内でｄλ／ｄαが０であり、αを変化させてもλが変化しないということを意味し、光拡散板１２０の角付近に光が集中するということを意味している。

【0054】

図１１Ｂは、０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内でｄλ／ｄαが０になる箇所が存在することの意味を説明するための模式図である。図１１Ｂは、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の順に徐々に角度αを大きくしていったときの、光線の到達点の距離（それぞれλ１、λ２、λ３）を示している。

【0055】

通常、角度αを上げていくと光線はより近くに到達するので、λは小さくなる。たとえば、Ｌ１とＬ２とを比べると、Ｌ２はＬ１より角度αが大きいので光線はより近くに到達し、光線の到達点の距離であるλ２はλ１より小さい。これは図１１Ａにおいて、ｄλ／ｄαが負の値であることに対応する。一方、Ｌ２とＬ３とを比べると、Ｌ３はＬ２より角度αが大きいにも関わらず、Ｌ３はＬ２より遠くに到達し、λ３はλ２よりも大きい。これは図９Ａのｄλ／ｄαの符号が逆転して正の値であることに対応する。

【0056】

具体的には、図１１Ａでは、０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内である、λが２１０ｍｍの付近でｄλ／ｄαが正の値と負の値の両方をとっており、０になる箇所が存在する。すなわち、λが２１０ｍｍ付近では｜ｄλ／ｄα｜が最小となり、角度αが大きく変化してもλの変化が小さく、かつ符号が逆転することから集光しているといえる。このように、０．９Ｌ～１．１Ｌの範囲内で、ｄλ／ｄαが正の値と負の値の両方をとり、０になる箇所が存在することにより、光拡散板１２０の角付近に光が集中する。

【0057】

図１２Ａ、Ｂは、図７Ａ～Ｆ、図８Ａ～Ｅに示されている従来の光束制御部材４００、５００のそれぞれについて、発光素子２２０から出射される光線の角度αを変化させたときのλの変化であるｄλ／ｄαと、λとの関係を示す。

【0058】

図１２Ａ、Ｂに示されるように、従来の光束制御部材では、ｄλ／ｄαが負の値しかとらず、角度αを上げていくと光線はより近くに到達するのみであり、光拡散板１２０の角付近に光が集中することはない。

【0059】

（効果）
本発明によれば、面光源装置の光拡散板の角に十分に光が届かないことを抑制することができる面光源装置、および、当該面光源装置を有する表示装置を提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明の面光源装置は、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】

【0061】

１００ 面光源装置
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 光束制御部材
３１０ 凹部
３２０ 入射面
３３０、４３０、５３０ 出射面
３３０ａ 第１出射面
３３０ｂ 第２出射面
３５０ 裏面
３７０ 鍔部
３８０ 脚部
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】