CN106989358A - 光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置。其中，光束控制部件包括：入射面；第一全反射面，其形成在入射面的相反侧，使入射的光的一部分向与发光元件的光轴大致垂直、且彼此相反的两个方向反射；两个导光部，其在隔着入射面和第一全反射面相对的位置，向远离入射面和第一全反射面的方向对在入射面入射的光进行导光；两个第二全反射面，其配置于导光部的两端部，将包含光轴和第一虚拟直线的虚拟平面作为边界，以远离虚拟平面的方式，使在所述入射面入射且直接到达的光以临界角以上的角度入射并反射；以及两个出射面，其形成于两个导光部的外表面，使由导光部进行了导光的光向外部射出。

Description

光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置

技术领域

本发明涉及控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件、具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置以及显示装置。

背景技术

在液晶显示装置或标志板等透射型图像显示装置中，有时使用直下型的面光源装置作为背光源。近年来，正在使用具有多个发光元件作为光源的直下型的面光源装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1中记载的直下型光源装置(面光源装置)具有：光源基板；多个光源(发光元件)，其配置在光源基板上并射出蓝色光；以及波长转换片，其相对于多个光源隔着空气层配置，且包含荧光体或量子点等波长转换物质。专利文献1中记载的面光源装置中，若从光源射出的蓝色光射入波长转换片的内部，则蓝色的光的一部分被波长转换物质转换为红色光和绿色光。蓝色光、红色光以及绿色光混色为白色光，从波长转换片射出。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2015-035336号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中记载的面光源装置中使用了荧光体或量子点等的昂贵的波长转换物质，因此存在制造成本高的问题。

作为削减制造成本的方法，考虑组合使用出射光的颜色分别不同的多个发光元件，来代替使用用于生成三原色的波长转换物质。然而，在组合使用出射光的颜色分别不同多个发光元件的情况下，需要无颜色不均地混色。特别是在使面光源装置扁薄化或使发光元件(光源)宽间距化的情况下，难以充分混色，易产生颜色不均。

在此，本发明的目的在于，提供一种不使用波长转换物质就能够抑制颜色不均的光束控制部件。另外，本发明的另一目的在于，提供具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置、以及显示装置。

解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的光束控制部件控制从发光元件射出的光的配光，包括：入射面，其入射从发光元件射出的光；第一全反射面，其形成在隔着所述入射面与所述发光元件相对的位置，使从所述入射面入射的光的一部分向与所述发光元件的光轴大致垂直、且彼此相反的两个方向反射；两个导光部，其在隔着所述入射面和所述第一全反射面相对的位置，分别向远离所述入射面和所述第一全反射面的方向对从所述入射面入射的光的一部分和在所述第一全反射面反射的光进行导光；两个第二全反射面，其分别配置于所述两个导光部的端部，将包含所述光轴和与所述光轴相交且沿着所述两个导光部延伸的方向的第一虚拟直线的虚拟平面作为边界，以远离所述虚拟平面的方式，使在所述入射面入射且直接到达的光以临界角以上的角度入射并反射；以及两个出射面，其形成于所述两个导光部各自的外表面，使由所述导光部进行了导光的光分别向外部射出。

另外，为了实现上述目的，本发明的发光装置包括：发光元件；以及上述光束控制部件，其配置为与所述发光元件的光轴相交。

另外，为了实现上述目的，本发明的面光源装置包括：多个上述发光装置；以及光漫射板，其使从所述发光装置射出的光漫射并透射，多个所述发光装置以所述第一虚拟直线沿着第一方向的方式配置为发光装置列，所述发光装置列在与所述第一方向垂直的第二方向上配置有多列。

另外，为了实现上述目的，本发明的显示装置包括：上述面光源装置；以及被照射部件，其被照射从所述面光源装置射出的光。

发明效果

通过本发明，能够提供在将出射光的颜色分别不同的多个发光元件作为光源的情况下，无须使用波长转换物质就可以抑制颜色不均的光束控制部件。另外，能够提供具有该光束控制部件的、颜色不均较少的发光装置、面光源装置以及显示装置。

附图说明

图1A、图1B是表示本发明实施方式1的面光源装置的结构的图。

图2是实施方式1的面光源装置的剖面图。

图3是实施方式1的发光装置的剖面图。

图4A～图4C是表示实施方式1的光束控制部件的结构的图。

图5A、图5B是表示实施方式1的光束控制部件的结构的图。

图6A、图6B是实施方式1的光束控制部件主体的立体图。

图7A～图7C是表示实施方式1的光束控制部件主体的结构的图。

图8A、图8B是表示实施方式1的光束控制部件主体的结构的图。

图9A、图9B是表示以30°的射出角度从发光元件射出并被光束控制部件控制的光在光漫射板和基板的到达位置的图。

图10A、图10B是以30°的射出角度从发光元件射出的光在发光装置中的光路图。

图11A、图11B是表示以45°的射出角度从发光元件出射并被光束控制部件控制的光在光漫射板和基板的到达位置的图。

图12A、图12B是以45°的射出角度从发光元件射出的光在发光装置中的光路图。

图13A、图13B是表示以60°的射出角度从发光元件出射并被光束控制部件控制的光在光漫射板和基板的到达位置的图。

图14A、图14B是以60°的射出角度从发光元件射出的光在发光装置中的光路图。

图15A、图15B是表示以75°的射出角度从发光元件出射并被光束控制部件控制的光在光漫射板和基板的到达位置的图。

图16A、图16B是以75°的射出角度从发光元件射出的光在发光装置中的光路图。

图17A～图17D是比较例的发光装置中的光路图。

图18A、图18B是本发明实施方式1的变形例的光束控制部件的俯视图。

图19A～图19C是表示实施方式2的光束控制部件的结构的图。

图20A～图20C是表示实施方式2的光束控制部件的结构的图。

图21A～图21C是表示散射部件的结构的图。

图22是用于说明实施方式2的光束控制部件的散射部件的特征的图。

图23A、图23B是表示以15°和20°的射出角度从发光元件射出的光在光漫射板的到达位置的图。

图24A、图24B是表示以25°和30°的射出角度从发光元件射出的光在光漫射板的到达位置的图。

图25A、图25B是表示光漫射板上的亮度分布的曲线图。

图26A～图26C是表示实施方式2的变形例的光束控制部件的结构的图。

图27A～图27C是表示实施方式2的变形例的光束控制部件的结构的图。

附图标记说明

100 面光源装置

110 壳体

120 基板

130 发光装置

130L 发光装置列

131 发光元件

131L 发光元件列

140 光漫射板

150、150’、150”、250、250’ 光束控制部件

151 入射面

152 第一全反射面

153 导光部

154、154’、154” 第二全反射面

155 出射面

156 脚部

157、257、257’ 散射部件

158 底面

159 第一凹部

160 加固部件

161 第二凹部

162 引导卡合槽

163 棱镜列

164 卡合突起

CA 光束控制部件的中心轴

OA 发光元件的光轴

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置进行详细说明。以下的说明中，作为本发明的面光源装置的代表例，对适于液晶显示装置的背光源等的面光源装置进行说明。这些面光源装置可通过与被照射从面光源装置射出的光的被照射部件(例如液晶面板)进行组合而作为显示装置使用。

[实施方式1]

(面光源装置的结构)

图1和图2是表示本发明的实施方式1的面光源装置100的结构的图。图1A是面光源装置100的俯视图，图1B是主视图。图2是图1B所示的A-A线的剖面图。图3是发光装置130的剖面图。另外，图4～图8是表示实施方式1的光束控制部件150的结构的图。图4A是光束控制部件150的俯视图，图4B是主视图，图4C是仰视图。图5A是光束控制部件150的右视图，图5B是图4A所示的A-A线的剖面图。图6A是从上面观察去掉了散射部件157的光束控制部件150(光束控制部件主体)的立体图，图6B是使去掉了散射部件157的光束控制部件150的底面158朝上时的立体图。图7A是去掉了散射部件157的光束控制部件150的俯视图，图7B是主视图，图7C是仰视图。图8A是去掉了散射部件157的光束控制部件150的右视图，图8B是图7A所示的A-A线的剖面图。

如图1和图2所示，面光源装置100包括壳体110、基板120、多个发光装置130、以及光漫射板140。

壳体110是用于在其内部收纳基板120以及多个发光装置130的、在一个面的至少一部分设置有开口部的长方体形状的箱。壳体110由顶板、与顶板相对的底板、以及连接顶板与底板的四个侧板构成。在顶板形成有作为发光区域的长方形的开口部。该开口部被光漫射板140封闭。开口部的大小相当于形成于光漫射板140的发光区域(发光面)的大小，例如400mm×700mm(32英寸)。底板与光漫射板140平行配置。不特别地限定从底板的表面到光漫射板140的高度(空间厚度)，其为10～25mm左右。并且，壳体110例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等树脂、或者不锈钢或铝等金属构成。

基板120是用于在壳体110内以规定的间隔配置发光装置130的平板。基板120配置于壳体110的底板上。不特别地限定基板120上配置的发光装置130的个数。基板120上配置的发光装置130的个数可基于由壳体110的开口部规定的发光区域(发光面)的大小适当地设定。配置发光装置130的基板120的表面以使到达的光向光漫射板140反射的方式构成。

多个发光装置130的每一个包括多个发光元件131和光束控制部件150。多个发光装置130分别以从发光元件131射出的光的光轴OA沿着相对于基板120的表面的法线的方式配置(参照图3)。多个发光装置130以发光装置130(光束控制部件150)的长轴(下述的第一虚拟直线)沿着第一方向D1的方式排列为发光装置列130L。另外，在与第一方向D1正交的第二方向D2上配置有多列该发光装置列130L(参照图2)。另外，发光装置130配置为，沿着第二方向D2观察时，在第二方向D2上，与包含该发光装置130的发光装置列130L相邻的发光装置列130L中包含的其他发光装置130重复。这里，“发光元件的光轴”是指，构成发光装置130的发光元件列131L的多个发光元件131中，来自中央发光元件131的立体光束的中心的光的行进方向。

发光元件131是面光源装置100(以及发光装置130)的光源。发光元件131配置于基板120上。发光元件131例如是发光二极管(LED)。一个发光装置130中包含的发光元件131的个数为一个或两个以上。在本实施方式中，一个发光装置130中包含的发光元件131的个数为三个。另外，不特别地限定从各发光元件131射出的出射光的颜色。并且，在包括多个发光元件131的发光装置130中，从各发光元件131射出的出射光的颜色可以各自不同，也可以全部相同，在本实施方式中，一个发光装置130包括射出红色光的发光元件131r、射出绿色光的发光元件131g、以及射出蓝色光的发光元件131b。另外，三个发光元件131r、131g、131b在发光装置130中以成为发光元件列131L的方式沿着与第一方向D1垂直的第二方向D2排列(参照图2)。

发光装置130中的多个发光元件131的排列顺序可以与在第一方向D1或第二方向D2上相邻的其他发光装置130中的多个发光元件131的排列顺序相同，也可以不同。在本实施方式中，在第二方向D2上相邻的两个发光装置130中的多个发光元件131的排列顺序相同。另一方面，在第一方向D1上相邻的两个发光装置130中的发光元件131的排列顺序不同。

具体而言，在某个发光装置130中，于第二方向D2以射出蓝色光的发光元件131b、射出绿色光的发光元件131g、射出红色光的发光元件131r的顺序排列。另外，在第二方向D2上与该发光装置130相邻的发光装置130中，发光元件131的排列顺序相同。

另一方面，在第一方向D1上与该发光装置130相邻的发光装置130中，以射出红色光的发光元件131r、射出绿色光的发光元件131g、射出蓝色光的发光元件131b的顺序排列。

光束控制部件150控制从发光元件131射出的光的配光。如图4～图8所示，光束控制部件150包括入射面151、第一全反射面152、两个导光部153、两个第二全反射面154、两个出射面155、脚部156、以及散射部件157。

入射面151使从发光元件131射出的光的一部分入射。入射面151是形成于光束控制部件150的底面(发光元件131侧的面)158的中央部的第一凹部159的内表面。不特别地限定第一凹部159的内表面的形状。第一凹部159的内表面可以如半球形或半椭圆体等那样，是不包含边缘的曲面，也可以是具有顶面和侧面的包含边缘的面。在本实施方式中，第一凹部159的内表面具有顶面和侧面。

第一全反射面152隔着入射面151配置于发光元件131的相反侧(光漫射板140侧)。第一全反射面152使从入射面151入射的光的一部分向与发光元件131的光轴OA(光束控制部件150的中心轴CA)大致垂直、且相反的两个方向反射。第一全反射面152形成为，在沿包含光轴OA和与光轴OA相交且沿着两个导光部153延伸的方向的第一虚拟直线的第一虚拟平面切割而成的剖面中，随着从中心轴CA朝向两端部，从底面158(基板120)到第一全反射面152的高度逐渐变高。更具体而言、第一全反射面152分别形成为，在沿第一虚拟平面切割而成的剖面中，随着从中心轴CA朝向端部，切线的斜率逐渐变小。

两个导光部153隔着入射面151和第一全反射面152在相对的位置形成。导光部153对在入射面151入射的光的一部分以及在第一全反射面152反射的光进行导光的同时使其逐渐向外部射出。导光部153的光漫射板140侧的面作为将进行了导光的光向外部射出的出射面155发挥作用。从使从出射面155射出的光量均一的观点来看，可以在导光部153内分散有珠粒等散射体。

两个第二全反射面154分别配置于两个导光部153的端部(远离中心轴CA的端部)。第二全反射面154以包含光轴OA(中心轴CA)和第一虚拟直线的第一虚拟平面作为边界，以远离第一虚拟平面的方式，使在入射面151入射且直接到达的光以临界角以上的角度入射并反射。对于第二全反射面154的形状，只要形成为在入射面151入射的光中、一部分光以临界角以上的角度入射，就没有特别限定。在本实施方式中，第二全反射面154的形状包含形成为在沿与光轴OA垂直的第二虚拟平面切割而成的剖面中随着从导光部153的端部朝向光轴OA(中心轴CA)，逐渐靠近第一虚拟平面的两个倾斜面154a、154a。换言之，在本实施方式中，第二全反射面154是在导光部153的端面中，沿着光轴OA(中心轴CA)的方向配置的V槽的相对的两个内表面。在导光部153行进的光的一部分到达第二全反射面154。到达第二全反射面154的光以各种角度入射、反射。这时，通过在第二全反射面154入射和反射，从发光元件131射出的红色、蓝色、绿色进行混色。

出射面155分别配置于在第一虚拟直线的延伸方向上，相对于中心轴CA远离第一全反射面152的位置。出射面155使在入射面151入射且在第一全反射面152反射后于导光部153中行进的光、在入射面入射且未在第一全反射面152反射而于导光部153中行进的光、以及在入射面入射且未在第一全反射面152反射而于导光部153中行进、并且在第二全反射面154全反射的光向外部射出。另外，也可以对出射面155实施光漫射处理(例如、粗面化处理)。

不特别地限定导光部153的形状。在本实施方式中，导光部153为大致棒状的部件。不特别地限定导光部153的短轴方向的剖面积。在本实施方式中，导光部153的短轴方向的剖面积形成为，从第一全反射面152到第二全反射面154的中心轴CA侧的端部，随着远离第一全反射面152逐渐变小。另外，两个导光部153由两个加固部件160连接。在两个加固部件160的下部配置有两个脚部156。并且，在两个导光部153的侧面分别形成有引导卡合槽162。

另外，在导光部153的底面(发光元件131侧的面)158分别形成有第二凹部161。通过形成第二凹部161，能够抑制射出成型时缩痕的产生，并且能够削减制造成本。两个第二凹部161都沿着光束控制部件150的长轴方向(第一虚拟直线的延伸方向)形成，但是并不与第一凹部159连通。对于第二凹部161的大小和形状，只要形成为从发光元件131射出的光中、一部分光能够直接到达第二全反射面154、且能够确保对光束控制部件150要求的强度，就没有特别限定。另外，在本实施方式中，在可发挥上述功能的范围内，对第二凹部161的俯视形状和深度也没有特别限定，可以适当地设定。应予说明，在通过射出成型对光束控制部件150进行成型的情况下，优选第二凹部161形成在有可能产生缩痕的部位。

加固部件160可提高光束控制部件150的强度。对于加固部件160的位置和形状，只要不严重阻碍光束控制部件150的第一全反射面152的功能、且能够提高光束控制部件150的强度，就没有特别限定。在本实施方式中，加固部件160配置于光束控制部件150的底面(发光元件131侧的面)158侧，将导光部153彼此连接。

引导卡合槽162分别配置于，在沿着第一虚拟直线的方向上相对于中心轴CA远离加固部件160的位置。引导卡合槽162是用于通过与下述散射部件157的卡合突起164卡合而相对于光束控制部件150对散射部件157进行定位的槽。

散射部件157隔着入射面151配置于发光元件131的相反侧。散射部件157是与包括入射面151、第一全反射面152、导光部153、第二全反射面154、以及出射面155的光束控制部件主体不同的部件。散射部件157主要使未在第一全反射面152反射而透射的光漫射并透射。对于散射部件157的形状，只要能够发挥上述功能就没有特别限定。作为散射部件157的形状的例子，包括半圆筒形或钟形(倒U形)等。在本实施方式中，散射部件157的形状为钟形。另外，对于散射部件157的大小，也是只要能够发挥上述功能，就没有特别限定。散射部件157可配置为只覆盖第一全反射面152的上部，也可形成为覆盖第一全反射面152和导光部153。在本实施方式中，散射部件157形成为覆盖第一全反射面152、出射面155的一部分、以及第二全反射面154的中心轴CA侧的端部。在散射部件157的内表面配置有剖面形状为大致三角形或半圆的多个棱镜列163。在散射部件157的发光元件131侧的端部配置有与引导卡合槽162卡合的卡合突起164。

对于光束控制部件150的材料，只要能使期望的波长的光通过，就没有特别限定。例如，光束控制部件150的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等光透射性树脂、或玻璃。

光漫射板140以封闭壳体110的开口部的方式配置。光漫射板140为具有光漫射性的板状部件，使来自光束控制部件150的出射光漫射并透射。通常光漫射板140与液晶面板等被照射部件的大小大致相同。例如，光漫射板140由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂(MS)等光透射性树脂形成。为了赋予其光漫射性，在光漫射板140的表面形成有细微的凹凸，或在光漫射板140的内部分散有珠粒等散射体。

(模拟)

接着，在发光装置130中，对从配置于发光元件列131L的中央的发光元件131射出的光的到达位置和光路进行了模拟。

首先，模拟了以各射出角度从发光元件131射出并被光束控制部件150控制其行进方向的光在光漫射板140和基板120的到达位置。在模拟中使用了在固定有三个发光元件131的基板120上、固定了安装有散射部件157的光束控制部件150的发光装置130。另外，使基板120与光漫射板140之间的间隔为12mm。并且，三个发光元件131中，仅使配置于中央位置的一个发光元件131亮灯。应予说明，在本模拟中，由于在发光装置130中的光路以图4A的中心轴CA为中心，在纸面左右方向(长轴方向)和纸面上下方向(短轴方向)对称，因而模拟了在图4A中，相对于中心轴CA向右上方射出的光的到达位置。另外，模拟了以相对于光轴OA的射出角度为30°、45°、60°、以及75°的4个射出角度射出的光的到达位置。另外，对于各射出角度，在沿与光轴OA垂直的第二虚拟平面切割而成的剖面中，将与第一虚拟直线平行的光的射出角度设为0°，模拟了相对于第一虚拟直线的角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°的7种(共计28种)光的到达位置。另外，为了比较，对包括不具有第二全反射面154的光束控制部件(图示省略)的发光装置(以下，也称为“比较例的发光装置”)也进行了同样的模拟。

图9、图11、图13、以及图15是表示以各射出角度从发光元件131射出并被光束控制部件150控制的光在光漫射板140和基板120的到达位置的图。

图9A是表示以30°的射出角度从发光元件射出并被光束控制部件控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图9B是表示该光在基板120的到达位置的图。图11A是表示以45°的射出角度从发光元件射出并被光束控制部件控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图11B是表示该光在基板120的到达位置的图。图13A是表示以60°的射出角度从发光元件射出并被光束控制部件控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图13B是表示该光在基板120的到达位置的图。图15A是表示以75°的射出角度从发光元件射出并被光束控制部件控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图15B是表示该光在基板120的到达位置的图。

图9、图11、图13、以及图15中的横轴和纵轴表示(发光元件131的中心)沿与光轴OA正交的方向距发光点的距离(mm)。另外，在图9、图11、图13、以及图15中，以虚线表示俯视时的发光装置130的位置。图9、图11、图13、以及图15中的X标志表示本实施方式中从发光装置130射出的光的到达位置，黑三角标志表示比较例中从发光装置射出的光的到达位置，黑圈标志表示在基板120上只配置发光元件131的情况下的光的到达位置。

接着，对以各射出角度从发光元件131射出的光在发光装置130中的光路进行了模拟。在本模拟中，沿第二虚拟平面切割而成的剖面中的光线的条数与上述模拟不同。应予说明，在本说明书中，对比较例的发光装置仅示出射出角度为45°和75°的情况下的結果。

图10、图12、图14、以及图16是以各射出角度从发光元件131射出的光在发光装置130中的光路图。另外，图17是在比较例的发光装置中的光路图。图10A是以30°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察发光装置130时的光路图，图10B是俯视时的光路图。图12A是以45°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察发光装置130时的光路图，图12B是俯视时的光路图。图14A是以60°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察发光装置130时的光路图，图14B是俯视时的光路图。图16A是以75°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察发光装置130时的光路图，图16B是俯视时的光路图。图17A是以45°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察比较例的发光装置时的光路图，图17B是俯视时的光路图，图17C是以75°的射出角度从发光元件131射出的光在从正面观察比较例的发光装置时的光路图，图17D是俯视时的光路图。

如图9B、图10A、以及图10B所示，可知在射出角度为30°的情况下，从本实施方式的发光装置130射出的光和从比较例的发光装置射出的光均到达基板120。另外，从比较例的发光装置射出的光是向沿着第一虚拟直线的方向射出的。另一方面，可知从本实施方式的发光装置130射出的光是向与光轴OA和第一虚拟直线垂直的方向射出的。另外，没有特别示出模拟的结果，但在发光装置130中配置出射光的颜色分别不同的三个发光元件131且使该三个发光元件131亮灯的情况下，从各发光元件131射出的光通过各自光路交叉而混色。因此，混色而成的光到达光漫射板140，从而能够抑制颜色不均。

如图11B、图12A、图12B、图17A、以及图17B所示，可知在射出角度为45°的情况下，从本实施方式的发光装置130射出的光和从比较例的发光装置射出的光主要到达基板120。另外，可知从本实施方式的发光装置130射出的光是向与光轴OA和第一虚拟直线垂直的方向射出的。另一方面，从比较例的发光装置射出的光是向沿着第一虚拟直线的方向射出的。应予说明，与在射出角度为30°的情况下从本实施方式的发光装置130射出的光相比，可知在射出角度为45°的情况下从本实施方式的发光装置130射出的光是向更靠近中心轴CA侧射出的(参照图11B)。另外，在该情况下使三个发光元件131亮灯的发光装置130中，从各发光元件131射出的光也通过各自光路交叉而混色。因此，混色而成的光到达光漫射板140。

如图13B、图14A、以及图14B所示，可知在射出角度为60°的情况下，对于从本实施方式的发光装置130射出的光和从比较例的发光装置射出的光，到达光漫射板140的光比到达基板120的光多。另外，可知从本实施方式的发光装置130射出的光是向与光轴OA和第一虚拟直线垂直的方向射出的。另一方面，可知从比较例的发光装置射出的光是向沿着第一虚拟直线的方向射出的。另外，在该情况下使三个发光元件131亮灯的发光装置130中，从各发光元件131射出的光也通过各自光路交叉而混色。因此，混色而成的光到达光漫射板140。

如图15B、图16B、图17C、以及图17D所示，可知在射出角度为75°的情况下，对于从本实施方式的发光装置130射出的光和从比较例的发光装置射出的光，到达基板120的光比到达光漫射板140的光多。另外，可知从本实施方式的发光装置130射出的光是向与光轴OA和第一虚拟直线垂直的方向射出的。另一方面，可知从比较例的发光装置射出的光是向沿着光轴OA和第一虚拟直线的方向射出的。另外，在该情况下使三个发光元件131亮灯的发光装置130中，从各发光元件131射出的光也通过各自光路交叉而混色。因此，混色而成的光到达光漫射板140。

另外，如图9A、图11A、图13A、以及图15A所示，可知在基板120上只固定发光元件131的情况下，从发光元件131射出的光全部到达光漫射板140。

另外，如图9A、图11A、图13A、以及图15A所示，可知从发光元件131射出的光是向第一方向D1和第二方向D2射出的。另外，比较例的光束控制部件以抑制光向第二方向射出的方式发挥作用。若像比较例的光束控制部件那样，抑制光向第二方向D2射出，则在第二方向D2上，易在发光装置130之间产生暗部。因此，在本发明的光束控制部件150中，通过第二全反射面154控制于导光部153中行进的光中、一部分光向第二方向射出。由此，抑制易在第二方向D2上的发光装置130之间产生的暗部的产生。

(效果)

综上，在本实施方式的光束控制部件150中，由于具有两个第二全反射面154，因此可控制于导光部153中行进的光远离第一虚拟平面。另外，来自发光装置130中的各发光元件131的出射光相互交叉而到达光漫射板140。由此，即使在将出射光的颜色分别不同的多个发光元件131作为光源的情况下，也能够对从各发光元件131射出的光的颜色进行混色。由此，在具有该光束控制部件150的发光装置130、面光源装置100、以及显示装置中，能够抑制暗部的产生，并且能够抑制颜色不均。

(变形例)

图18A、图18B是用于说明本发明的一实施方式的变形例的光束控制部件的第二全反射面的图。图18A是去掉了散射部件157的变形例1的光束控制部件150’的俯视图，图18B是去掉了散射部件157的变形例2的光束控制部件150”的俯视图。如图18A所示，第二全反射面154’的沿第二虚拟平面切割而成的剖面形状也可以是朝第一虚拟直线呈凸状的曲线。另外，如图18B所示，第二全反射面154”的沿第二虚拟平面切割而成的剖面形状也可以是朝第一虚拟直线呈凹状的曲线。另外，第二全反射面154”的沿与第一虚拟平面和第二虚拟平面正交的第三虚拟平面切割而成的剖面形状可以是朝底面158侧呈凸状的曲线，也可以是朝底面158侧呈凹状的曲线。

另外，在上述实施方式中，光束控制部件150包括入射面151、第一全反射面152、两个导光部153、两个第二全反射面154、两个出射面155、脚部156、以及散射部件157，也可以不包括散射部件157。即，光束控制部件也可以由入射面151、第一全反射面152、两个导光部153、两个第二全反射面154、两个出射面155、以及脚部156构成。在该情况下，也能够抑制第二方向D2上的暗部的产生，并且能够抑制颜色不均。

[实施方式2]

实施方式2的面光源装置能够进一步抑制在第二方向D2上的光漫射板140上的亮度不均。实施方式2的面光源装置的发光装置的光束控制部件250的结构与实施方式1的面光源装置100不同。因此，对与实施方式1的面光源装置100相同的结构标记相同的符号并省略其说明。

(面光源装置的结构)

实施方式2的面光源装置包括壳体110、基板120、多个发光装置130、以及光漫射板140。多个发光装置130以发光装置130(光束控制部件250)的长轴沿着第一方向D1的方式配置为发光装置列130L。另外，该发光装置列130L在第二方向D2上配置有多列(参照图2)。另外，发光装置130配置为，沿着第二方向D2观察时，在第二方向D2上，与包含该发光装置130的发光装置列130L相邻的发光装置列130L中包含的其他发光装置130重复。并且，多个发光装置列130L配置为，在第二方向D2上，相邻的两个发光装置列130L的间隔一定。

(光束控制部件的结构)

图19～图22是表示实施方式2的光束控制部件250的结构的图。图19A是光束控制部件250的俯视图，图19B是主视图，图19C是仰视图。另外，图20A是光束控制部件250的右视图，图20B是沿图19B所示的B-B线的剖面图，图20C是沿图19A所示的A-A线的剖面图。图21A是散射部件257的俯视图，图21B是主视图，图21C是仰视图。图22是用于说明散射部件257的特征的图。应予说明，在图22中省略了光束控制部件主体。

如图19～图21所示，光束控制部件250包括入射面151、第一全反射面152、两个导光部153、两个第二全反射面154、两个出射面155、脚部156、以及散射部件257。

散射部件257是与包括入射面151、第一全反射面152、导光部153、第二全反射面154、以及出射面155的光束控制部件主体不同的部件。散射部件257主要使未在第一全反射面152反射而透射的光漫射并透射。实施方式2的散射部件257的剖面形状为钟形(倒U形)。即，在与第二方向D2平行的剖面中，散射部件257的内表面的一部分为大致半圆。在散射部件257的内表面配置有剖面形状为大致半圆的多个棱镜列163。在散射部件257的发光元件131侧的端部配置有与引导卡合槽162卡合的卡合突起164。另一方面，散射部件257的外表面为下述规定的形状。

这里，参照图22，对实施方式2的光束控制部件250的散射部件257的特征进行说明。这里，如图22所示，对沿包含光轴OA且与第一虚拟直线垂直的第三虚拟平面切割散射部件257而成的剖面进行思考。假设存在可在光漫射板140的发光元件131侧的面上沿着第二方向移动的点A。另外，将发光元件131的光轴OA与光漫射板140的发光元件131侧的面的交点作为交点P。另外，将光漫射板140的发光元件131侧的面上相邻的两个发光装置列130L的中点作为中间点Q。另外，将连接发光元件131的发光中心与点A的直线作为第四虚拟直线。应予说明，在以下说明中，将光轴OA与连接发光元件131的发光中心和中间点Q的虚拟直线所成的角度中较小的角度也称为“中点角度”。

使点A从交点P移动到中间点Q时，第四虚拟直线上的散射部件257的厚度形成为，随着点A从交点P朝向中间点Q逐渐变厚。应予说明，在本实施方式中，散射部件257的厚度形成为点A位于中间点Q时的第四虚拟直线上的散射部件257的厚度最厚。即，点A通过中间点Q之后的第四虚拟直线上的散射部件257的厚度与点A位于中间点Q时的第四虚拟直线上的散射部件257的厚度相同或者比之更薄。应予说明，在以下说明中，在第四虚拟直线上的散射部件257的厚度最厚的情况下，光轴OA与第四虚拟直线所成的角度中，较小的角度也称为“最大厚度角度”。例如，满足这样的形状的散射部件257形成为，在沿第三虚拟平面切割而成的剖面中，散射部件257的外表面的曲率比散射部件257的内侧的曲率小。例如，在将该剖面的散射部件257的内侧的曲率设为1的情况下，该剖面的散射部件257的外表面的曲率为0.5倍。另外，只要使第四虚拟直线上的散射部件257的厚度满足上述条件，沿第三虚拟平面切割散射部件257时的内表面和外表面也可以不是弧形。例如，也可以散射部件257的内表面为圆弧，外表面为多条直线。

应予说明，在实施方式1中，使点A从交点P移动到中间点Q时，第四虚拟直线L上的散射部件157的厚度形成为一定(参照图5A)。

(模拟)

然后，对从配置于发光元件列131L的中央的发光元件131射出的光在光漫射板140上的到达位置进行了模拟。

在本模拟中，使用了在固定有三个发光元件131的基板120上安装有散射部件257的装置。即，在本模拟中，不使用光束控制部件主体，只研究散射部件257的效果。另外，使基板120与光漫射板140之间的间隔为12mm。并且，三个发光元件131中，仅使配置于中央位置的一个发光元件131亮灯。应予说明，本模拟的光路以图19A的中心轴CA为中心，在纸面左右方向(长轴方向)和纸面上下方向(短轴方向)对称，因此，在图19A中，对相对于中心轴CA向右上方射出的光的到达位置进行了模拟。另外，对以相对于光轴OA的射出角度为15°、20°、25°、以及30°的4个射出角度射出的光的到达位置进行了模拟。另外，对于各射出角度，在沿与光轴OA垂直的第二虚拟平面切割而成的剖面中，将与第一虚拟直线平行的光设为0°，对相对于第一虚拟直线的角度为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的7种(共计28种)光的到达位置进行了模拟。应予说明，对于在模拟中使用散射部件，使用了实施方式1的光束控制部件150的散射部件157和实施方式2的光束控制部件250的散射部件257。

图23和图24是表示以各射出角度从发光元件131射出并被散射部件157、257控制的光在光漫射板140的到达位置的图。

图23A是表示以15°的射出角度从发光元件131射出并被散射部件157、257控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图23B是表示以20°的射出角度从发光元件131射出并被散射部件157、257控制的光在光漫射板140的到达位置的图。另外，图24A是表示以25°的射出角度从发光元件131射出并被散射部件157、257控制的光在光漫射板140的到达位置的图，图24B是表示以30°的射出角度从发光元件131射出并被散射部件157、257控制的光在光漫射板140的到达位置的图。

图23和图24的横轴和纵轴表示在与光轴OA正交的方向上距发光点(发光元件131的中心)的距离(mm)。另外，在图23和图24中，以虚线表示俯视时的散射部件257的位置。图23和图24中的黑圈标志表示在基板120上只配置发光元件131的情况下的光的到达位置，白三角标志表示被实施方式1的散射部件157控制的光的到达位置，白四边形标志表示被实施方式2的散射部件257控制的光的到达位置。

如图23A和图23B所示，可知从发光元件131以出射角为15°和20°的角度射出的光被控制为，与不使用散射部件的情况相比，使用散射部件157、257的情况下的光在散射部件157、257的长边方向(第一方向D1)上扩散。另外，如图24A和图24B所示，可知从发光元件131以出射角为25°和30°的角度射出的光被控制为，与不使用散射部件的情况相比，使用散射部件157、257的情况下的光不仅在长边方向(第一方向D1)上扩散，还在散射部件157、257的短边方向(第二方向D2)上扩散。

然后，对使用了包括组合光束控制部件主体和散射部件157、257而成的光束控制部件150、250的发光装置的面光源装置的亮度分布进行了模拟。在本模拟中，求出在沿第三虚拟平面切割而成的剖面中，光漫射板140上的与第三虚拟平面的交线上的亮度分布。应予说明，本模拟中，中点角度为30°。

应予说明，对于在模拟中使用的发光装置，使用了实施方式1的发光装置130和实施方式2的发光装置。另外，为了比较，对上述第四虚拟直线上的散射部件的厚度最厚时的点A位于交点P和中间点Q之间的发光装置A、B进行了模拟。发光装置A为具有最大厚度角度为23°的散射部件的发光装置，发光装置B为具有最大厚度角度为15°的散射部件的发光装置。

图25A、图25B是表示与第三虚拟平面的交线上的、光漫射板140上的亮度分布的曲线图。图25A表示实施方式1的发光装置130和实施方式2的发光装置的亮度分布，图25B表示实施方式1的发光装置130、发光装置A、以及发光装置B的亮度分布。图25A、图25B的横轴表示连接发光元件131的发光中心与光漫射板140上的点的虚拟直线相对于光轴OA的角度(°)，纵轴分别表示将最大值设为“1”而标准化的亮度。图25A、图25B的虚线表示实施方式1的发光装置130的结果，图25A的实线表示实施方式2的发光装置的结果，图25B的单点划线表示发光装置A的结果，图25B的两点划线表示发光装置B的结果。

如图25A所示，可知在中点角度与最大厚度角度为相同角度(30°)的本实施方式的发光装置中，在30°附近有亮度峰值。由此可知，在以第二方向D2上中点角度为30°的方式以一定间隔配置有发光装置的面光源装置中，各发光装置能够对从发光元件131的正上方到第二方向D2上相邻的两个中间点Q的范围进行均匀照射。另外，没有特别示出模拟的结果，但在发光装置中配置出射光的颜色分别不同的3个发光元件131且使该三个发光元件131点亮的情况下，从各发光元件131射出的光通过各自光路交叉而混色。因此，混色而成的光到达光漫射板140，所以能够抑制颜色不均。由此，启示了具有这样的发光装置的面光源装置中，整体上发光装置列之间亮度不均较少、且能够抑制颜色不均。另一方面，在最大厚度角度比中点角度小的发光装置A、B中，辉度的峰值的角度小于30°。这表示，在第二方向D2上以中间角度为30°的方式配置有发光装置的面光源装置中，发光装置列之间会产生亮度不均。

(效果)

综上，在本实施方式的面光源装置中，光束控制部件250形成为，中点角度与最大厚度角度为相同角度。由此，除实施方式1的效果之外，还能够进一步抑制发光装置列之间的亮度不均。

(变形例)

图26和图27是表示实施方式2的变形例的光束控制部件250’的结构的图。图26A是实施方式2的变形例的光束控制部件250’的俯视图，图26B是主视图，图26C是仰视图。另外，图27A是光束控制部件350的右视图，图27B是沿图26B所示的B-B线的剖面图，图27C是沿图26A所示的A-A线的剖面图。

如图26和图27所示，实施方式2的变形例的光束控制部件250’的散射部件257’的外表面也可以形成有凹部。该情况下，散射部件257’形成为，在沿第三虚拟平面切割而成的剖面中，最大厚度角度与中点角度为相同角度。另外，虽然没有特别图示，但具有实施方式2的变形例的光束控制部件250’的面光源装置能够均匀照射光漫射板140。

另外，在上述实施方式中，对发光装置130排列成矩形网格状的例子进行了说明，但是发光装置130的配置并不限定于此。发光元件列131L也可以配置在如下位置：沿第二方向D2观察时，在第二方向D2上与包含该发光装置130的发光装置列130L相邻的发光装置列130L中包含的、在第一方向D1上相邻的两个发光元件列131L之间。

另外，在第一方向D1上相邻的两个发光装置中的多个发光元件131的排列顺序可以相同，也可以不同。在该多个发光元件131的排列顺序相同的情况下，在第二方向D2上相邻的两个发光装置的多个发光元件131的排列顺序不同。

产业上的可利用性

具有本发明的光束控制部件的面光源装置可以适用于例如、液晶显示装置的背光源或标志板、一般照明等。

Claims (9)

1.一种光束控制部件，其控制从发光元件射出的光的配光，包括：

入射面，其入射从发光元件射出的光；

第一全反射面，其形成在隔着所述入射面与所述发光元件相对的位置，使从所述入射面入射的光的一部分向与所述发光元件的光轴大致垂直、且彼此相反的两个方向反射；

两个导光部，其在隔着所述入射面和所述第一全反射面相对的位置，分别向远离所述入射面和所述第一全反射面的方向对从所述入射面入射的光的一部分和在所述第一全反射面反射的光进行导光；

两个第二全反射面，其分别配置于所述两个导光部的端部，将包含所述光轴和与所述光轴相交且沿着所述两个导光部延伸的方向的第一虚拟直线的虚拟平面作为边界，以远离所述虚拟平面的方式，使在所述入射面入射且直接到达的光以临界角以上的角度入射并反射；以及

两个出射面，其形成于所述两个导光部各自的外表面，使由所述导光部进行了导光的光分别向外部射出。

2.如权利要求1所述的光束控制部件，其中，

所述两个第二全反射面包括两个倾斜面，所述两个倾斜面形成为，分别在与所述光轴垂直的剖面中，从所述端部朝向所述光轴逐渐靠近所述虚拟平面。

3.如权利要求1或2所述的光束控制部件，其中，

还包括散射部件，所述散射部件控制从所述第一全反射面向外部射出的光以使其散射，

所述散射部件配置为至少覆盖所述第一全反射面的一部分，

在所述散射部件的内表面配置有多个棱镜列。

4.一种发光装置，包括：

发光元件；以及

权利要求1至3中任意一项所述的光束控制部件，其配置为与所述发光元件的光轴相交。

5.如权利要求4所述的发光装置，其中，

所述发光元件配置有多个，

多个所述发光元件的出射光的颜色分别不同。

6.一种面光源装置，包括：

多个如权利要求5所述的发光装置；以及

光漫射板，其使从所述发光装置射出的光漫射并透射，

多个所述发光装置以所述第一虚拟直线沿着第一方向的方式配置为发光装置列，

所述发光装置列在与所述第一方向垂直的第二方向上配置有多列。

7.如权利要求6所述的面光源装置，其中，

多个所述发光装置分别还具有散射部件，所述散射部件控制从所述第一全反射面向外部射出的光以使其散射，

所述散射部件配置为至少覆盖所述第一全反射面的一部分，

在所述散射部件的内表面配置有多个棱镜列，

在由包含所述光轴且沿与所述第一虚拟直线垂直的第三虚拟平面切割而成的剖面中，多个所述发光装置列以相邻的两个所述发光元件列的间隔固定的方式配置，

所述散射部件形成为，在使所述光漫射板的所述发光元件侧的面上的点A从所述光轴与所述光漫射板的交点移动到所述光漫射板的所述发光元件侧的面上的相邻的两个所述发光装置列的中间点时，随着使所述点A从所述交点向所述中间点移动，连接所述发光元件的发光中心与所述点A的第四虚拟直线上的所述散射部件的厚度变厚。

8.如权利要求7所述的面光源装置，其中，

所述散射部件形成为，在所述点A位于所述中间点上时，所述第四虚拟直线上的所述散射部件的厚度最厚。

9.一种显示装置，包括：

如权利要求6至8任意一项所述的面光源装置；以及

被照射部件，其被照射从所述面光源装置射出的光。