CN102705723A - 面光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过对点状光源与光扩散部件的位置关系下功夫来简便地提高亮度的均匀性的面光源装置。在以预定的四个光源(2)的发光中心点为顶点的四边形的四边上及由四边包围的区域中都不包含其他的发光中心点，配置具有面对光源(2)的第一面(5)及与其相反一侧的第二面(6)，并使从各光源(2)射出的各光源(2)的光以从第二面(6)扩散的状态射出的光扩散部件(3)，在第二面(6)上排列配置并形成有预定的角锥状的凸部，位于上述第二面上的上述凸部的假想底面由多条直线状的底边构成，这些所有的上述底边相对于上述四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。

Description

面光源装置

技术领域

本发明涉及面光源装置，尤其是涉及通过光扩散部件来使来自多个点状光源的光扩散的直下型方式的面光源装置。

背景技术

一直以来，边缘照明式或者直下式的面光源装置被应用于液晶显示装置的背光源、内照式广告箱或者照明装置等用途。

在这里，边缘照明式的面光源装置作为由导光板将来自配置于导光板的侧端面的光源的光取出到与侧端面正交的表面侧(观看侧)的方式而公知。另一方面，直下式作为将多个点状光源配置于光扩散板的背面侧(直下)，且由光扩散板使来自各光源的光扩散并取出到表面侧的方式而公知。

这些各种方式中，直下型方式在亮度的高度的点上有利，特别在进行大面积的图像显示、发光的用途中，采用这种方式的情况很多。

但是，一直以来，虽然在这种面光源装置中，谋求薄型化及成本的低廉化，但是在为了满足薄型化的要求而缩短点状光源与光扩散部件的距离时，或者为了满足成本低廉化的要求而削减点状光源的个数时，作为问题点指出了：点状光源的正上方明显地变亮，面光源装置的出射面的亮度分布变得不均匀。

于是，作为能够应对这样的问题点的技术，至今为止，提案有例如专利文献1所示的现有技术。

即，在专利文献1中，为了应对由于在平面内配置点状光源而二维地产生由光源影像引起的明暗差(专利文献1第0005段)的问题，换言之，为了应对点状光源的正上方明显变亮，而在光扩散部件(专利文献1的光控制部件)的出射侧的面上配置多个凸部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-44922号公报

然而，在专利文献1所记载的技术中，光扩散部件中的凸部的排列方向相对于点状光源的排列方向(X轴方向、Y轴方向或者对角线方向)一致(平行)。

因此，就从光扩散部件以面状射出的光而言，存在如下可能：来自多个点状光源的光(尤其是相邻点状光源彼此之间的光)因凸部被光路变换到有效方向而变得相对明亮的部分、以及来自点状光源的光因凸部被光路变换到偏离有效方向的方向上而变得相对暗的部分在位置上不均匀。例如，若抑制点状光源的正上方的亮度，则与在对角线方向上相邻点状光源彼此之间的中间点对应的面状光上的位置变暗等，难以在整个出射面上使由凸部得到的光路变换都有效地发挥作用。

因此，即使在专利文献1所记载的技术中，亮度的均匀化也不够充分。

发明内容

于是，本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于，通过在点状光源与光扩散部件的位置关系上下功夫，来提供一种能够简便地提高亮度的均匀性的面光源装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案一的面光源装置的特征为：光的出射方向互相平行的多个点状光源以如下方式配置：在同一平面上二维地设有间隔地配置，并且在以预定的四个上述光源的发光中心点为顶点的四边形的四边上及由上述四边包围的区域中都不包含上述四个光源以外的光源的发光中心点，在相对于上述多个光源的上述出射方向侧的位置上以与上述平面平行的方式配置光扩散部件，该光扩散部件具有面对各光源的第一面及与其相反一侧的第二面，并使从各光源射出的各光源的光从上述第一面入射之后以从上述第二面扩散的状态射出，在上述光扩散部件的第二面上排列配置并形成有预定的角锥状的凸部，位于上述第二面上的上述凸部的假想底面由多条直线状的底边构成，这些所有的上述底边相对于上述四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。

根据技术方案一的面光源装置，通过以相对于由四个点状光源假定的四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系的方式配置光扩散部件的第二面的凸部的底边，从而能够在位置上分散来自光扩散部件的第二面的出射光的光强度(光量)强的部分和弱的部分，所以能够简便且可靠地提高亮度的均匀性。

此外，技术方案二的面光源装置的特征在于：在技术方案一中，进一步，上述多个光源以作为上述四边形能够假定为正方形的方式配置成正方格子状。

根据该技术方案二的发明，即使在将点状光源配置成正方格子状的情况下，也能够可靠地提高亮度的均匀性。

并且，技术方案三的面光源装置的特征在于：在技术方案一中，进一步，上述多个光源以作为上述四边形能够假定为平行四边形的方式交错配置。

并且，根据技术方案三的发明，即使在交错配置点状光源的情况下，也能够可靠地提高亮度的均匀性。

还有，技术方案四的面光源装置的特征在于：在技术方案二中，进一步，上述角锥是四角锥，并且上述角锥的所有上述底边在投影到上述平面上的状态下，相对于上述正方形的四边中的预定边及上述正方形的两条对角线中的任意一条对角线成为22.5°。

并且，根据技术方案四的发明，因为能够平衡地分配相对于正方形的预定边和一个对角线的凸部的底边的偏移角，所以能够进一步提高亮度的均匀性。

此外，技术方案五的特征在于：光的出射方向互相平行的多个点状光源以如下方式配置：在同一平面上二维地设有间隔地配置，并且在以预定的四个上述光源的发光中心点为顶点的四边形的四边上及由上述四边包围的区域中都不包含上述四个光源以外的光源的发光中心点，在相对于上述多个光源的上述出射方向侧的位置上以与上述平面平行的方式配置光扩散部件，该光扩散部件具有面对各光源的第一面及与其相反一侧的第二面，并使从各光源射出的各光源的光从上述第一面入射之后以从上述第二面扩散的状态射出，在上述光扩散部件的第二面上排列配置并形成有预定的角锥状的凹部，上述凹部的开口边缘由多条直线状的开口边构成，这些所有的上述开口边相对于上述四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。

并且，根据技术方案五的面光源装置，通过以相对于由四个点状光源假定的四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系的方式配置光扩散部件的第二面的凹部的底边，从而能够在位置上分散来自光扩散部件的第二面的出射光的光强度(光量)强的部分和弱的部分，所以能简便且可靠地提高亮度的均匀性。

另外，技术方案六的面光源装置的特征在于：在技术方案五中，进一步，上述多个光源以作为上述四边形能够假定为正方形的方式配置成正方格子状。

并且，根据该技术方案六的发明，即使在将点状光源配置成正方格子状的情况下，也能够可靠地提高亮度的均匀性。

此外，技术方案七的面光源装置的特征在于：在技术方案五中，进一步，上述多个光源以作为上述四边形能够假定为平行四边形的方式交错配置。

并且，根据该技术方案七的发明，即使交错配置点状光源的情况下，也能够可靠地提高亮度的均匀性。

此外，技术方案八的面光源装置的特征在于：在技术方案六中，进一步，上述角锥为四角锥，并且上述角锥的所有上述开口边在投影到上述平面上的状态下，相对于上述正方形的四边中的预定边及上述正方形的两条对角线中的任何一个对角线成为22.5°。

并且，根据该技术方案八的发明，因为能够平衡地分配相对于正方形的预定边和一个对角线的凸部的底边的偏移角，所以能够进一步提高亮度的均匀性。

另外，技术方案九的面光源装置的特征在于：在技术方案一～八中任何一项中，进一步，上述角锥为四角锥，并且上述角锥的相对的两个锥面所成的角为90°。

并且，根据技术方案九的发明，因为能够将光扩散部件的第二面的凸部或者凹部形成为适于接近光源的光的全反射的形状，所以能够进一步提高亮度的均匀性。

另外，技术方案十的面光源装置的特征在于：在技术方案一～九中任何一项中，进一步，在相对于上述多个光源的各光源的上述出射方向侧的附近的位置上，配置有与上述光源数量相同的、分别控制各光源的光的配光特性的光束控制部件，这些各个光束控制部件将各光源的光的配光特性控制为在相对于光轴具有预定角度的方向上出现光强度的最大值的配光特性。

并且，根据技术方案十的发明，由于使用实现在偏离了光轴方向的方向上出现光强度的峰值的配光特性的光束控制部件，从而能够有效地缓和点状光源正上方的亮度，所以能够进一步实现亮度的均匀化及装置的薄型化。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够通过简易的结构来可靠地提高亮度的均匀性，进而能够实现可视性良好的面光源。

附图说明

图1是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的概略立体图。

图2是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的发光元件的配置状态的示意图。

图3(a)是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的扩散板的俯视图，图3(b)是图3(a)的A-A剖面图。

图4是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的凸部的光束控制的概念图。

图5是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的凸部的边部与由四个发光元件假定的正方形的边部及对角线的角度关系的概念图。

图6是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的更加优选的实施方式的示意图。

图7(a)是表示本发明的面光源装置的第一实施方式的扩散板的变形例的俯视图，图7(b)是图7(a)的A-A剖面图。

图8是用于说明第一实施方式的实施例的照度测定模拟条件的说明图。

图9是表示第一实施方式的实施例中的实施例一的试样的概要及模拟结果的图。

图10是表示第一实施方式的实施例中的比较例一的试样的模拟结果的图。

图11是表示第一实施方式的实施例中的比较例二的试样的概要及模拟结果的图。

图12是表示第一实施方式的实施例中的比较例三的试样的概要及模拟结果的图。

图13是表示本发明的面光源装置的第二实施方式的发光元件的配置状态的示意图。

图14是表示本发明的面光源装置的第二实施方式的凸部的边部与由四个发光元件假定的正方形的边部及对角线的角度关系的概念图。

图15是用于说明第二实施方式的实施例的照度测定模拟条件的说明图。

图16是表示第二实施方式的实施例中的实施例二的试样的概要及模拟结果的图。

图17是表示第二实施方式的实施例中的比较例四的试样的模拟结果的图。

图18是表示第二实施方式的实施例中的比较例五的试样的概要及模拟结果的图。

图19是表示第二实施方式的实施例中的比较例六的试样的概要及模拟结果的图。

图中：

1-面光源装置，2-发光元件，3-光扩散板，5-第一面，6-第二面，6a-凸部。

具体实施方式

第一实施方式

以下，参照图1～图12，对本发明的面光源装置的第一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的面光源装置1具有作为多个点状光源的多个发光元件2。各发光元件2也可以是LED。

具体而言，如图1所示，各发光元件2以在图1的X轴方向及Y轴方向上二维地设有间隔的方式配置在作为同一个平面的安装基板4的上表面上。各发光元件2的光的出射方向(作为来自发光元件2的立体光束的中心的光轴方向)也是安装基板4的上表面的面法线方向(图1的Z轴方向)。即，各发光元件2的光的出射方向是相互平行的。

此外，各发光元件2中，任意一个发光元件2与这附近的预定的其他三个发光元件2之间能够假定以这预定的四个发光元件2的发光中心点为顶点的四边形，且该四边形是在这四边上以及由这四边包围的区域内的任意一处都不包含这四个发光元件2以外的发光元件2的发光中心点的四边形。

更具体而言，如图2所示，各发光元件2配置成在X轴方向及Y轴方向上等间距P的正方格子状，在这样配置的各发光元件2中，如该图中的虚线部所示，能够假定作为每四个发光元件2构成的相同尺寸的正方形(外周长最小的四边形)。另外，各正方形的顶点分别为对应的四个发光元件2的发光中心点(换言之，中心光的出射点)。如该图所示，在各正方形的四边上以及由四边包围的区域内，不存在与各正方形对应的四个发光元件2以外的发光元件2的发光中心点。

返回图1，在与各发光元件2相对的光的出射方向(Z轴方向)侧的位置上，以与安装基板4的上表面(X-Y平面)相对的方式配置有作为与各发光元件2一起构成面光源装置1的光扩散部件的光扩散板3。该光扩散板3能够由例如，甲基丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、环烯烃树脂、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚树脂、环烯烃-链烯烃共聚树脂等树脂材料及玻璃等透光性材料形成。此外，光扩散板3也可以以如下方式形成：通过混入由例如以氧化钛、碳酸钙为主成分的扩散材料、硅酮粒子等散射粒子等来呈现为乳白色。

如图1及图3所示，光扩散板3具有与X-Y平面平行的二维分布，并且在Z轴方向上具有预定的厚度。此外，光扩散板3具有面对各发光元件2的与X-Y平面平行的第一面5、以及在Z轴方向上与此相反一侧的第二面6。该光扩散板3使从各发光元件2射出来的光从平坦(光滑)的第一面5入射之后，以由第二面6光路变换后的状态射出。在这里，在光扩散板3中用于光的光路变换的是第二面6。如图1及图3所示，该第二面6通过向与第一面5相反的一侧突出的正四角锥的多个棱镜状凸部6a，沿着形成作为正四角锥的假想底面的正方形面的边(底边)排列配置成二维状而形成。各棱镜状凸部6a由于连续地排列配置，因而任意一个棱镜状凸部6a在与其相邻的其他棱镜状凸部6a之间共有四个底边中的一个底边，并且四个底边中的两个边(与在相邻的棱镜状凸部6a中共有的一个边正交的两个边)的各边具有与相邻的棱镜状凸部6a的边呈现为一条直线状的底边组。由此，各棱镜状凸部6a的底边在俯视整体的状态下，呈现正方格子状的网眼状。但是，各棱镜状凸部6a由于形成为例如几十μm～几百μm的小的尺寸，即使肉眼无法看到这些具体形状也可以。

在这里，如图4所示，棱镜状凸部6a利用两次全反射将从第一面5侧入射到内部的光(光束)中的各发光元件2的光轴附近的光L₁(即，以比临界角大的入射角入射到棱镜状凸部6a内部的光线)返回到第一面5侧。这样，存在如下这种情况：返回到第一面5侧的光L₁从第一面5朝向基板4侧射出之后，在基板4表面、配置于基板4的更加靠背后(下部)的未图示的框体的反射/扩散面等发生反射/扩散，之后，再次入射到第一面5并作为面光源被利用。另一方面，如图4所示，棱镜状凸部6a使从第一面5侧入射到内部的光(光束)中相对于各发光元件2的光轴的角度大的光L2(即，以临界角以下的入射角入射到棱镜状凸部6a内部的光线)朝向第二面6的外侧(上方)折射并透过，作为面光源来利用。这样，棱镜状凸部6a会调整从第二面6射出出的光的光量的位置性平衡。具体而言，抑制发光元件2的正上方的光量，并且确保偏离发光元件2的正上方的位置的光量，从而实现整体的亮度均匀化。

然而，仅仅采用这样的结构，与以往一样，在来自光扩散部件的出射光(面状光)中依然存在光强度变强的部分和变弱的部分在位置上的不均匀的问题，亮度的均匀化还是不够充分。

于是，在本实施方式中，论述了有效地对应该问题的方法。

即，如图5所示，在本实施方式中，各凸部6a的四个底边相对于上述各个以每四个发光元件2假定的各正方形的四边及对角线具有扭转的位置关系。换言之，凸部6a的底边投影到与发光元件2同一平面上的状态下，相对于由四个发光元件2所假定的正方形的四边及对角线都不平行。

并且，根据这样的结构，能够在位置上分散来自光扩散板3的第二面6的出射光中的光强度(光量)变强的部分和变弱的部分，所以能够提高亮度的均匀性。此外，与此相伴，能够获得以下效果：能够维持良好的光学性能，同时能够实现缩小发光元件2与光扩散板3之间的间隔而得到的装置1薄型化及削减发光元件2的个数而得到的成本的削减。

优选如图5所示，以如下方式配置光扩散板3：各棱镜状凸部6a的四个底边相对于以四个发光元件2的位置作为顶点的假定的正方形的四边中的预定的边及该正方形的两条对角线中的任意一条对角线，在投影到与正方形为同一平面(安装基板4的上表面)上的状态下成为22.5°。根据这种构成，能够利用光扩散板3的棱镜状凸部6a来将使两个发光元件2之间变亮的效果调整到适度的状态，能够进一步提高亮度的均匀性。

并且，优选将棱镜状凸部6a的顶角形成为90°。但是，所谓顶角是指，棱镜状凸部6a的锥面的四个三角形中相面对的两个三角形面的夹角(图4中的θ)(以下相同)。根据这样的结构，因为能够将棱镜状凸部6a形成为适于使朝向发光元件2正上方的光L₁发生全反射(用于使光返回第一面5侧的两次全反射)的形状，所以能够进一步提高亮度的均匀性。

(更加优选的实施方式)

并且，作为更加优选的实施方式，如图6所示，分别在相对于各发光元件2的光的出射方向侧的附近的位置上，配置与发光元件2的数量相同的、分别控制各发光元件2的光的配光特性的光束控制部件7。但是，这些光束控制部件7将各发光元件2的光的配光特性控制(变换)为如下的配光特性，即、在相对于光轴OA具有预定的角度的方向上出现光强度的最大值。

在这里，如图6所示，光束控制部件7形成为以光轴OA为对称轴的旋转对称形状，并且在以光轴OA与发光元件2的光的中心轴(中心光)一致的方式进行了对位的状态下配置。更具体而言，光束控制部件7具有面对安装基板4的上表面的底面8、以及在光轴OA方向上与其相反一侧的出射面9。底面8的中央(光轴OA侧)的预定范围的区域在与发光元件2相对的位置上形成有凹部，作为凹面朝向发光元件2侧的负光焦度(power)的入射面10。另一方面，出射面9其中央侧的预定范围的第一区域9a作为凹面朝向与发光元件2的相反一侧(光扩散板3侧)的负光焦度的区域，第一区域9a的周边的第二区域9b作为凸面朝向与发光元件2相反一侧的正光焦度的区域。此外，第二区域9b以随着从中央侧朝向周边侧正光焦度(曲率)逐渐增加的方式形成。此外，光束控制部件7以通过脚部7a与安装基板4的上表面抵接的方式进行定位。

并且，以如下方式进行光束控制：相对于这样的光束控制部件7，以一定的指向性及扩展角从发光元件3射出来的光，首先从入射面10入射到光束控制部件7的内部，此时，通过入射面10的折射(但是，中心光直线前进)，从而光束(尤其是光轴OA附近的光线)发散。

接着，这样入射到光束控制部件7的内部的发光元件2的光在光束控制部件7的内部前进之后到达出射面9(入射到内部)。并且，对到达出射面9后的光在光轴OA附近的光线因出射面9的折射进一步发散般的进行光束控制之后，朝向光扩散板3出射。但是，此时的出射方向依赖于第一区域9a及第二区域9b各自的光焦度，被控制成，朝向相对于光轴OA具有预定的角度的方向的光束变得相对的密集。

这样，利用光束控制部件，实现了如下配光特性：在相对于光轴OA具有预定角度的方向上出现光强度的最大值。另外，光强度的最大值也可以出现在相对于光轴OA具有75°附近的角度的方向上。

根据这样的结构，因为能够有效地缓和发光元件2正上方的亮度，所以能够使亮度更加均匀。

此外，因为能够使较多的光朝向相对于光轴OA具有大角度的方向，所以即使缩小发光元件2与光扩散板3在光轴OA方向上的间隔，也能够获得朝向发光元件2与发光元件2之间的光量容易不足的位置的光线，能够抑制暗部的产生。结果，能够维持光学性能并能够使装置1更加薄型化。

顺便，作为与这样的光束控制部件7类似的技术，已经由本申请人提出了种种提案(例如，参照日本特开2009-211990号公报)。

变形例

已经对光扩散板3的具体的结构进行了叙述，但是本发明并不限定于该结构，例如，也可以应用如下这样的变形例。

即，图7是表示光扩散板3的变形例，本变形例的光扩散板3的构成第二面6的面部做成棱镜状凹部6b。如图7所示，棱镜状凹部6b做成向第一面5侧凹入的正四角锥的凹面。关于各棱镜状凹部6b彼此之间的配置位置的关系、棱镜状凹部6b的底边(换言之，构成开口边缘的边)与以四个发光元件2的位置作为顶点而假定的正方形(四边及对角线)之间的位置关系(扭转)与凸部6a相同所以省略详细的说明。

在使用了本变形例的光扩散板3的情况下，也能够获得与具有上述棱镜状凸部6a的光扩散板3相同的作用效果。

此外，作为第二面6的面部，设想有向与第一面5相反的一侧突出的正三角锥状的凸面、向第一面5侧凹入的正三角锥状的凹面或者长方锥状的凸/凹面等各种变形例。

并且，将本实施方式作为液晶显示装置的背光源来应用的情况下，例如，在光扩散板3上，根据需要配置扩散板/扩散片、棱镜片及亮度提升膜等光控制部件，在其上部配置透过型液晶显示面板即可。

实施例一

接着，对本实施方式的具体的实施例进行说明。

在本实施例中，准备实施例一及比较例一～三共计四个面光源装置的试样，分别对这四个试样进行照度的测定模拟。

在这里，如图8(a)所示，各试样都是以正方格子状配置由LED构成的发光元件2(4×4个)，并且各发光元件2的X轴方向及Y轴方向的间距为50mm的试样。此外，如图8(b)所示，各试样都在各发光元件2上配置了光束控制部件7，该光束控制部件7将从发光元件2射出来的朗伯分布的光(LED光)的配光特性变换(光束控制)为在相对于光轴OA具有预定角度(例如，75°)的方向上出现光强度的峰值那样的配光特性。此外，除了不具有光扩散板3的比较例1以外的各试样都将光扩散板3配置在距安装基板4的上表面10mm的位置上，并且将第二面6的面部做成底边为100μm、顶角为90°的正四角锥状的棱镜状凸部6a。并且，如图8(b)所示，照度的测定面S在相对于光扩散板3的第二面6的出射侧附近的位置设定为与安装基板4的上表面(换言之，X-Y平面)平行。但是，关于不具有光扩散板3的比较例一的测定面，将其设定在距安装基板4的上表面的距离与其他试样的测定面S相同的位置上。并且，设想光扩散板3为不含有扩散剂的透明的物质。

并且，在这样的条件下，进行将没有配置光扩散板3的状态(比较例1)的测定面的发光元件2的正上方的照度值设为100％的照度(相对值)的模拟。以表的形式整理了图8(a)所示的测定面S上的代表性的测定点的照度。但是，代表性的测定点以与中央的四个发光元件2对应的方式来选取。更具体而言，如图8(a)所示，代表性的测定点是，相当于发光元件2(发光中心点)的正上方(直上方)的四个测定点(x，y)＝(a，i)、(c，i)、(a，iii)、(c，iii)、和相当于X轴方向的发光元件2之间(中点)的两个测定点(b，i)、(b，iii)、和相当于Y轴方向的发光元件2之间(中点)的两个测定点(a，ii)、(c，ii)、以及相当于对角线方向的发光元件2之间(中点)的一个测定点(b，ii)共计九个测定点。

以下，依次将各试样的模拟结果与各试样的概要一起进行说明。

实施例一

首先，图9是将针对实施例一的试样的模拟结果与本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样相当于上述本实施方式的面光源装置1的一个形态：凸部6a的各底边相对于以四个发光元件2的位置为顶点而假定的正方形的预定的边及预定的一个对角线，具有作为扭转的位置关系的在同一平面(投影面)上的22.5°的角度(设置角)。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，在每个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为叶片数为四个的风车形状(叶片间间距为90°)的亮部而获得。另一方面，照度相对低的部分作为暗部而获得。如该图所示，在本试样中成为如下的照度分布：在各风车形状的亮部彼此之间没有产生叶片的连锁，从整体上看，照度(换言之，光强度)高的部分与低的部分在位置上分散地存在。

表1表示了这样的本试样的代表性的测定点的照度。

表1

	a	b	c
				i	100％	102％	100％
ii	101％	86％	100％
				iii	100％	103％	100％

如表1所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度的差最小为0％，最大为17％。此外，发光元件2正上方的(a，i)等与对角线之间的(b，ii)的照度差为14％。作为照度的均匀性是十分良好的结果。若考虑到在实际使用状态下会在光扩散板3中混入扩散剂，则能够期待获得在X轴方向、Y轴方向及对角线方向上光无遗漏地扩散那样的非常良好的亮度均匀性。

比较例一

接着，图10表示了针对比较例一的试样的模拟结果。

如前所述，因为本试样不具有光扩散板3，所以省略图9所示那样的结构的概要图的图示。

如图10所示，在本试样中，成为如下的照度分布：在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为圆形的亮部而获得，从整体上看，照度高的部分局部存在于各发光元件2的正上方。

表2表示了本试样的代表性的观测点的照度。

表2

	a	b	c
				i	100％	6％	100％
ii	6％	3％	6％
				iii	100％	6％	100％

如表2所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为3％，最大为100％，相对于发光元件2的正上方的发光元件2之间(X轴方向、Y轴方向、对角线之间)的照度的落差显著。就照度的均匀性而言，该结果是差的结果，无法期待亮度的均匀性。

比较例二

接着，图11是将针对比较例二的模拟结果与本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样是棱镜状凸部6a的各底边与以四个发光元件2的位置为顶点而假定的正方形的预定的两边平行的试样。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，与实施例一相同，在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为叶片数为4个的风车形状(叶片间间距为90°)的亮部而获得。但是，与实施例一不同，在本试样中，在各风车形状的亮部彼此之间产生了在对角线方向的叶片的连锁，从整体上看，成为如下的照度分布：在与对角线方向的发光元件2之间(对角线之间)对应的位置上照度高的部分集中地存在。

表3表示了这样的本试样的代表性的测定点的照度。

表3接下页

	a	b	c
				i	99％	81％	99％
ii	83％	119％	81％
				iii	101％	83％	101％

如表3所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度的差最小为0％，最大为38％。此外，发光元件2正上方(a，i)等与对角线之间(b，ii)的照度差最大为20％，对角线之间的照度很显著。就照度的均匀性而言，该结果与实施例一相比是不够好的结果，难以期待充分的亮度均匀性。

比较例三

接着，图12是将针对比较例三的试样的模拟结果与本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样是凸部6a的各底边相对于由四个发光元件2假定的正方形的四边具有45°的角度，并且与正方形的预定的一个对角线平行的试样。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，与实施例一相同，在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为叶片数为4个的风车形状(叶片间间距为90°)的亮部而获得。但是，与实施例一不同，在本试样中，在各风车形状的亮部彼此之间产生在X轴方向及Y轴方向的叶片的连锁，从整体上看，成为如下的照度分布：与在对角线方向的发光元件2之间(对角线间)对应的位置上照度高的部分集中地存在，并且，在与对角线方向的发光元件2之间对应的位置上照度低的部分的集中地存在。

表4表示了本试样的代表性的测定点的照度。

表4

	a	b	c
				i	100％	131％	100％
ii	131％	79％	132％
				iii	100％	133％	100％

如表4所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为0％，最大为52％。此外，发光元件2正上方(a，i)等与对角线之间(b，ii)的照度差为21％，对角线之间的照度的下降显眼。就照度的均匀性而言，该结果与实施例一相比是不够好的结果，难以期待充分的亮度均匀性。

第二实施方式

接着，以与第一实施方式的差异为中心，参照图13～图19对本发明的面光源装置的第二实施方式进行说明。另外，对于基本结构与第一实施方式相同或者于此类似的部位，使用相同的符号来进行说明。

如图13所示，在本实施方式中，发光元件2的配置状态与第一实施方式不同。即，如图13的虚线所示，各发光元件2交错配置成如下的平行四边形：在任意的一个发光元件2和、其附近的预定的其他三个发光元件2之间形成以这四个发光元件2的发光中心点为顶点的平行四边形，可假定这四边上及由四边包围的区域内都不包含四个发光元件2以外的发光元件2的发光中心点的平行四边形(外周长最小)。另外，在本实施方式中，这样假定的平行四边形的内角为60°或者120°。此外，平行四边形中的该图的上下两边与X轴方向平行。并且，如图13所示，各发光元件2在平行四边形的四边方向及短边侧的对角线方向上以等间距P配置。

并且，如图14所示，在本实施方式中，上述各棱镜状凸部6a的四个底边相对于各个由四个发光元件2假定的平行四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。换言之，棱镜状凸部6a的底边在投影到与发光元件2相同的平面上的状态下，相对于由四个发光元件2假定的平行四边形的四边及对角线的任何一个都不平行。

并且，根据这样的结构，与第一实施方式相同，能够将来自光扩散板3的第二面6的出射光的光强度变强的部分和变弱的部分在位置上分散，所以能够提高亮度的均匀性。

优选，如图14所示，各棱镜状凸部6a的四个底边相对于各个由四个发光元件2所假定的平行四边形的四边中的预定的边在投影到与平行四边形为同一平面(安装基板4的上表面)上的状态下成为45°。若采用这样的结构，能够充分确保棱镜状凸部6a的底边相对由每四个发光元件2假定的平行四边形的预定的边的偏移角，并且，能够很平衡地分配(例如，各15°的均等分配)棱镜状凸部6a的底边相对平行四边形的预定的边以外的边与对角线的偏移角。结果，能够进一步提高亮度的均匀性。

其他的结构与第一实施方式基本相同。此外，在第一实施方式中所能适用的各种变形例都能够适当地应用于本实施方式。

实施例二

接着，对本实施方式的具体的实施例进行说明。

在本实施例中，准备实施例二及比较例四～六共计四个面光源装置的试样，分别对这四个试样进行照度的测定模拟。

在这里，如图15所示，各试样都是交错配置由LED构成的发光元件2(4×4个)，并且相邻的各发光元件2彼此之间的间距为50mm的试样。此外，与第一实施方式的实施例相同，各试样都在各发光元件2上配置了光束控制部件7(参照图8(b))。

如图15所示，本实施例的测定点是，相当于发光元件2的正上方的三个测定点(x，y)＝(a，i)、(e，i)、(c，iii)、和相当于X轴方向的发光元件2之间(四等分点)的七个测定点(b，i)、(c，i)、(d，i)、(a，iii)、(b，iii)、(d，iii)、(e，iii)、相当于对角线方向的发光元件2之间(中点)的两个测定点(b，ii)、(d，ii)、以及相当于从相当于发光元件的正上方的测定点到与其在Y轴方向相对的平行四边形的边部为止的下垂线的中点的三个测定点(a，ii)、(c，ii)、(e，ii)共计十五个测定点。

其他的模拟条件与第一实施方式相同。以下，依次将对各试样的模拟结果与各试样的概要一起进行说明。

实施例二

首先，图16是将针对实施例二的试样的模拟结果与本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样相当于本实施方式的面光源装置的一个形态：棱镜状凸部6a的底边相对于由四个发光元件2假定的平行四边形的两边，具有作为扭转位置关系的在同一平面(投影面)上的45°的角度。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分为叶片数为四个的风车形状(叶片间间距为90°)的亮部而获得。如该图所示，在本试样中，虽然在各风车形状的亮部彼此之间产生了叶片的连锁，但是与后述的比较例相比，能够说是照度高的部分与低的部分在位置上分散地存在的照度分布。

表5表示了本试样的代表性的测定点的照度。

表5

	a	b	c	d	e
						I	100％	127％	127％	124％	100％
ii	114％	99％	113％	100％	113％
						iii	126％	126％	100％	128％	127％

如表5所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为0％，最大为29％。此外，发光元件2的正上方(a，i)等与对角线之间(b，ii)、(d，ii)的照度差最大为1％。作为照度的均匀性，该结果是足够良好的结果，若考虑在实际使用状态下会在光扩散板3中混入扩散剂，则能够期待获得良好的亮度均匀性。

比较例四

接着，图17表示了针对比较例四的模拟结果。

因为本试样与第一实施方式的比较例一相同不具有光扩散板3，所以省略图16所示那样的结构概要图。

如图17所示，在本试样中成为如下的照度分布：在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为圆形亮部而获得，从整体上看，照度高的部分局部存在于各发光元件2的正上方。

表6表示了本试样的代表性的测定点的照度。

表6

	a	b	c	d	e
						I	100％	24％	7％	29％	101％
ii	8％	7％	7％	7％	8％
						iii	7％	24％	100％	20％	7％

如表6所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为0％，最大为94％，相对于发光元件2的正上方的发光元件2之间(中点)的照度的下降显著。作为照度的均匀性，该结果是差的结果，无法期待亮度的均匀性。

比较例五

接着，图18是将针对比较例五的模拟的结果与本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样是棱镜状凸部6a的底边与由四个发光元件2假定的平行四边形的两边平行的试样。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，与实施例二相同，在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域，照度相对高的部分作为叶片数为四个的风车形状(叶片间间距为90°)的亮部获得。但是，在本试样中，与实施例二相比，在各风车形状的亮部彼此之间的叶片的连锁的状态(看做连续的状态)变强，不仅相邻的风车之间，相邻的风车和与其再相邻的风车之间也产生了叶片的连锁。并且，从整体上看，是在相当于平行四边形的高度(Y轴方向的尺寸)的1/2的位置上，照度高的部分沿着X轴方向集中地存在的照度分布。

表7表示了本试样的代表性的测定点的照度。

表7

	a	b	c	d	e
						I	101％	99％	89％	100％	99％
ii	113％	121％	116％	123％	112％
						iii	90％	98％	100％	96％	89％

如表7所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为0％，最大为34％，相当于包含了对角线之间的Y坐标ii的照度显眼。作为照度的均匀性，该结果与实施例二相比是不够好的结果，难以期待足够的亮度均匀性。

比较例六

接着，图19是将针对比较例6的模拟结果和本试样的示意图一起表示的图。

如该图所示，本试样是棱镜状凸部6a的底边相对于由四个发光元件2假定的平行四边形的两边具有30°的角度，并且与平行四边形的一个对角线平行的试样。

并且，如该图的模拟结果所示，在本试样中，与实施例二相同，在各个以各发光元件2的正上方为中心的区域中，照度相对高的部分作为叶片数为4的风车形状(叶片间间距为90°)而获得。但是，与是实施例二相比，各风车形状的亮部彼此之间的叶片的连锁状态变强，从整体上看，成为照度高的部分沿着平行四边形的斜边方向集中地存在的照度分布。

表8表示了这样的本试样的代表性的测定点的照度。

	a	b	c	d	e
						I	100％	129％	126％	134％	99％
ii	117％	128％	116％	93％	116％
						iii	127％	129％	100％	134％	127％

如表8所示，在本试样中，各测定点彼此之间的照度差最小为0％，最大为41％。作为照度的均匀性，该结果是不够好的结果，难以期待足够的亮度均匀性。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不损害本发明的特征的范围内能够进行各种变更。例如，不用说可以将本发明应用于液晶装置以外的用途(例如内照式广告箱、吊灯等)。

Claims (10)

1.一种面光源装置，其特征在于，

光的出射方向互相平行的多个点状光源以如下方式配置：在同一平面上二维地设有间隔地配置，并且在以预定的四个上述光源的发光中心点为顶点的四边形的四边上及由上述四边包围的区域中都不包含上述四个光源以外的光源的发光中心点，

在相对于上述多个光源的上述出射方向侧的位置上以与上述平面平行的方式配置光扩散部件，该光扩散部件具有面对各光源的第一面及与其相反一侧的第二面，并使从各光源射出的各光源的光从上述第一面入射之后以从上述第二面扩散的状态射出，

在上述光扩散部件的上述第二面上排列配置并形成预定的角锥状的凸部，

位于上述第二面上的上述凸部的假想底面由多条直线状的底边构成，这些所有的上述底边相对于上述四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。

2.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

上述多个光源以作为上述四边形能够假定为正方形的方式配置成正方格子状。

3.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，

上述多个光源以作为上述四边形能够假定为平行四边形的方式交错配置。

4.根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，

上述角锥是四角锥，并且上述角锥的所有上述底边在投影到上述平面上的状态下，相对于上述正方形的四边中的预定边及上述正方形的两条对角线中的任意一条对角线成为22.5°。

5.一种面光源装置，其特征在于，

光的出射方向互相平行的多个点状光源以如下方式配置：在同一平面上二维地设有间隔地配置，并且在以预定的四个上述光源的发光中心点为顶点的四边形的四边上及由上述四边包围的区域中都不包含上述四个光源以外的光源的发光中心点，

在相对于上述多个光源的上述出射方向侧的位置上以与上述平面平行的方式配置光扩散部件，该光扩散部件具有面对各光源的第一面及与其相反一侧的第二面，并使从各光源射出的各光源的光从上述第一面入射之后以从上述第二面扩散的状态射出，

在上述光扩散部件的上述第二面上排列配置并形成预定的角锥状的凹部，

上述凹部的开口边缘由多条直线状的开口边构成，这些所有的上述开口边相对于上述四边形的四边及对角线具有扭转的位置关系。

6.根据权利要求5所述的面光源装置，其特征在于，

上述多个光源以作为上述四边形能够假定为正方形的方式配置成正方格子状。

7.根据权利要求5所述的面光源装置，其特征在于，

上述多个光源以作为上述四边形能够假定为平行四边形的方式交错配置。

8.根据权利要求6所述的面光源装置，其特征在于，

上述角锥为四角锥，并且上述角锥的所有上述开口边在投影到上述平面上的状态下，相对于上述正方形的四边中的预定边及上述正方形的两条对角线中的任何一个对角线成为22.5°。

9.根据权利要求1～8中任何一项所述的面光源装置，其特征在于，

上述角锥为四角锥，并且上述角锥的相对的两个锥面所成的角为90°。

10.根据权利要求1～9中任何一项所述的面光源装置，其特征在于，

在相对于上述多个光源的各光源的上述出射方向侧的附近的位置上，配置有与上述光源数量相同的、分别控制各光源的光的配光特性的光束控制部件，

这些各个光束控制部件将各光源的光的配光特性控制为在相对于光轴具有预定角度的方向上出现光强度的最大值的配光特性。

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