JP2011023204A - Light-emitting device, luminous flux control member, and lighting device having light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device, luminous flux control member, and lighting device having light-emitting device Download PDF

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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element which is excellent on diffusivity by lessening the size of a luminous flux control member while restraining luminance unevenness due to Fresnel reflection components and is excellent in cost and weight reduction. <P>SOLUTION: A light scattering part 5 for scattering light reflected in the luminous flux control member 2 is formed at a forming zone including at least a forming surface 8 on a bottom face 2c in a light-emitting device 11. In the scattering part 5, a plurality of wedge-shaped recessed parts 5a-5d are continuously formed along a plane including an optical axis Z. The forming surface 8 is formed by being surrounded by a group of intersections where a group of straight lines intersect the bottom face 2c, the group of straight lines passing both an irradiating point P6 and an irradiating point P7, wherein light emitted from the light-emitting element 1 enters into the luminous flux control member 2 from the light incident surface 2a and reaches the light-irradiating surface 2b, and a light-condensing point P wherein the light reflected into the luminous flux control member from the irradiatinging point P6 and the irradiating point P7 is collected. The light-condensing point P is not included in the forming zone. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光装置、光束制御部材および当該発光装置を備える照明装置に関し、詳細には、液晶表示パネルの背面側から面状に照明するバックライトの光源や、室内の一般照明など各種照明として用いることができる光束制御部材を備える発光装置およびこれを備える照明装置に関する。   The present invention relates to a light emitting device, a light flux controlling member, and an illumination device including the light emitting device, and more specifically, as a light source of a backlight that illuminates in a planar shape from the back side of a liquid crystal display panel and various types of illumination such as indoor general illumination The present invention relates to a light emitting device including a luminous flux control member that can be used and an illumination device including the same.

従来から、パーソナルコンピュータやテレビジョン等に使用される液晶表示モニタの照明手段として、複数の発光ダイオード（以下、適宜「ＬＥＤ」と称する。）を発光素子として使用した面光源装置が知られている。この面光源装置は、液晶表示モニタの液晶表示パネルとほぼ同形状の板状の領域に複数のＬＥＤをマトリックス状に配置し、発光素子からの光を光束制御部材により略一様な輝度分布として、液晶表示モニタの裏面側から面状に照明するものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, a surface light source device using a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs” as appropriate) as light emitting elements is known as illumination means for liquid crystal display monitors used in personal computers and televisions. . In this surface light source device, a plurality of LEDs are arranged in a matrix in a plate-like region that is substantially the same shape as a liquid crystal display panel of a liquid crystal display monitor, and light from the light emitting element is made into a substantially uniform luminance distribution by a light flux control member. The liquid crystal display monitor is illuminated in a planar shape from the back side.

このようなＬＥＤを光源とした発光装置として、例えば、特許文献１に開示された発光装置を挙げることができる。図１５は、従来の発光装置１００の断面図を示している。この発光装置１００が備える発光素子１０１の周囲には、発光素子１０１からの光の方向を変化させる光束制御部材１０２が備えられている。発光装置１００において、底面１０２ｃには楔形の光散乱部１０５が備えられている。さらに、底面１０２ｃの下面、かつ、発光素子１０１の周囲に、反射シート１０３が備えられている。   As a light emitting device using such an LED as a light source, for example, the light emitting device disclosed in Patent Document 1 can be cited. FIG. 15 shows a cross-sectional view of a conventional light emitting device 100. Around the light emitting element 101 provided in the light emitting device 100, a light flux controlling member 102 that changes the direction of light from the light emitting element 101 is provided. In the light emitting device 100, the bottom surface 102c is provided with a wedge-shaped light scattering portion 105. Further, a reflective sheet 103 is provided on the lower surface of the bottom surface 102 c and around the light emitting element 101.

また、光出射面１０２ｂにおいて発光素子１０１から出射された光が出射される側（外部側）に、光軸Ｚと垂直な面を有する光散乱面１０２ｅを備え、さらに、光散乱面１０２ｅの外部側の端部には、底面１０２ｃに対し垂直な端面１０２ｆが形成されて、底面１０２ｃとつながっている。   Further, the light emitting surface 102b includes a light scattering surface 102e having a surface perpendicular to the optical axis Z on the side (external side) where the light emitted from the light emitting element 101 is emitted, and further outside the light scattering surface 102e. An end surface 102f perpendicular to the bottom surface 102c is formed at the end on the side, and is connected to the bottom surface 102c.

発光装置１００の上方には液晶表示パネル１０６が配置されており、光束制御部材１０２から出射された光が液晶表示パネル１０６上に照射された際の輝度分布が均一化される構成となっている。   A liquid crystal display panel 106 is disposed above the light emitting device 100, and the luminance distribution when the light emitted from the light flux controlling member 102 is irradiated onto the liquid crystal display panel 106 is made uniform. .

発光装置１００では、発光素子１０１から出射された光は、光入射面１０２ａに入射し、その後、光出射面１０２ｂにおいて光Ｌ１０１として出射される。ここで、一部の光は、フレネル反射によって光出射面１０２ｂから出射されずに反射される。   In the light emitting device 100, the light emitted from the light emitting element 101 enters the light incident surface 102a, and then is emitted as light L101 on the light emitting surface 102b. Here, a part of the light is reflected without being emitted from the light emitting surface 102b by Fresnel reflection.

フレネル反射成分は、光束制御部材１０２の底面１０２ｃでの全反射、もしくは、反射シート１０３で反射され、液晶表示パネル１０６の光軸Ｚ付近の明るさを増す傾向にあるため、光軸Ｚ軸付近の輝度ムラの原因となる。   Since the Fresnel reflection component is totally reflected on the bottom surface 102c of the light flux controlling member 102 or reflected by the reflection sheet 103 and tends to increase the brightness near the optical axis Z of the liquid crystal display panel 106, the vicinity of the optical axis Z axis. Cause uneven brightness.

しかしながら、発光装置１００においては、フレネル反射成分の集光点Ｐ（図示せず）付近に光散乱部１０５が形成されている。これにより、光散乱部１０５に集光したフレネル反射成分の大部分は、光Ｌ１０４として光軸Ｚと垂直な方向に近付けられて出射されることとなる。したがって、発光素子１０１から出射された光の大部分を、光束制御部材１０２および光散乱部１０５によって、光軸Ｚと垂直な方向に近付けるように制御することができる。このように、発光装置１００は、光散乱部１０５を備えることによって、輝度ムラを抑制することができる。   However, in the light emitting device 100, the light scattering portion 105 is formed in the vicinity of the condensing point P (not shown) of the Fresnel reflection component. As a result, most of the Fresnel reflection component condensed on the light scattering portion 105 is emitted as light L104 in the direction perpendicular to the optical axis Z. Therefore, most of the light emitted from the light emitting element 101 can be controlled to approach the direction perpendicular to the optical axis Z by the light flux control member 102 and the light scattering unit 105. As described above, the light emitting device 100 includes the light scattering unit 105, thereby suppressing luminance unevenness.

また、図１５に図示されるように、光入射面１０２ａに入射した光が光出射面２ｂに到達する前に光散乱部１０５に到達する場合は、発光素子１０１から出射された光の一部は、光入射面１０２ａに入射した後に、光散乱部１０５によってその方向が変更され、光軸Ｚ方向に対し平行な方向側に変更され、光Ｌ１０５となる。このような光は、液晶表示パネルの特定の部分に円状の輝線を発生させる。すなわち、光Ｌ１０５が生じると、発光素子１０１からの光の拡散性を向上させる効率が低下することとなる。しかしながら、発光装置１００においては、光散乱面１０２ｅを形成しているため、光散乱部１０５に到達した光は光散乱面１０２ｅにおいて全反射され、光Ｌ１０６として、散乱されることとなる。このため、リング状の輝線の発生を抑制することができ、発光素子１０１からの光をさらに効率的に拡散させることができる。   Further, as illustrated in FIG. 15, when the light incident on the light incident surface 102 a reaches the light scattering portion 105 before reaching the light emitting surface 2 b, a part of the light emitted from the light emitting element 101. Is incident on the light incident surface 102a, the direction of the light is changed by the light scattering unit 105, changed to a direction parallel to the optical axis Z direction, and becomes light L105. Such light generates a circular bright line in a specific part of the liquid crystal display panel. That is, when the light L105 is generated, the efficiency of improving the diffusibility of light from the light emitting element 101 is lowered. However, in the light emitting device 100, since the light scattering surface 102e is formed, the light reaching the light scattering portion 105 is totally reflected by the light scattering surface 102e and scattered as the light L106. For this reason, generation | occurrence | production of a ring-shaped bright line can be suppressed and the light from the light emitting element 101 can be spread | diffused more efficiently.

特開２００９−４３６２８号公報（２００９年２月２６日公開）JP 2009-43628 A (released February 26, 2009)

しかしながら、上記従来の発光装置では、以下の問題点を有している。   However, the conventional light emitting device has the following problems.

特許文献１の発光装置においては、図１５に示すように、フレネル反射成分の集光点Ｐ付近に光散乱部１０５が備えられているため、光散乱面１０２ｅの面積を大きくしなければならない。すなわち、発光装置１００においては、光束制御部材１０２の外径が光出射面１０２ｂ部分よりもかなり大きくなる。また、底面１０２ｃと光散乱面１０２ｅとの距離が大きくなる（光束制御部材２の外周部（端面１０２ｆ）が厚くなる）といった課題がある。   In the light emitting device of Patent Document 1, as shown in FIG. 15, since the light scattering portion 105 is provided near the condensing point P of the Fresnel reflection component, the area of the light scattering surface 102e must be increased. That is, in the light emitting device 100, the outer diameter of the light flux controlling member 102 is considerably larger than that of the light emitting surface 102b. Further, there is a problem that the distance between the bottom surface 102c and the light scattering surface 102e becomes large (the outer peripheral portion (end surface 102f) of the light flux controlling member 2 becomes thick).

上記のように光束制御部材１０２の外径が大きくなると、発光素子１０１が実装されている基板についても光束制御部材１０２の外径に応じてサイズを大きくする必要があり、コストアップの要因になる。   As described above, when the outer diameter of the light beam control member 102 is increased, it is necessary to increase the size of the substrate on which the light emitting element 101 is mounted in accordance with the outer diameter of the light beam control member 102, which causes an increase in cost. .

また、光束制御部材１０２の外径が大きくなる結果、端面１０２ｆが厚くなると光束制御部材１０２の重量のみならず、上記発光装置１００を実装する基板のサイズをも大きくする必要があるため、発光装置１００全体の重量が重くなるといった課題がある。   Further, as a result of an increase in the outer diameter of the light flux controlling member 102, when the end face 102f becomes thick, it is necessary to increase not only the weight of the light flux controlling member 102 but also the size of the substrate on which the light emitting device 100 is mounted. There exists a subject that the weight of 100 whole becomes heavy.

更に、端面１０２ｆが厚い場合は、光束制御部材１０２の非球面部分の面積が小さくなるため、光を広げることが困難となるといった課題がある。   Furthermore, when the end face 102f is thick, the area of the aspherical surface portion of the light flux controlling member 102 becomes small, which makes it difficult to spread light.

以上の課題は以下のような理由による。上記説明したように、特許文献１に記載の発光装置においては、フレネル反射成分の集光点Ｐ付近に光散乱部１０５として楔形の凹部が形成されており、光散乱部１０５に集光するフレネル反射成分を、光Ｌ１０４として光軸Ｚと垂直な方向に出射している。集光点Ｐが光束制御部材１０２の底面１０２ｃよりも離れた箇所にできる場合、光軸Ｚ方向における楔形の凹部の寸法は大きくなる。   The above problems are due to the following reasons. As described above, in the light emitting device described in Patent Document 1, the wedge-shaped concave portion is formed as the light scattering portion 105 near the condensing point P of the Fresnel reflection component, and the Fresnel condensing on the light scattering portion 105. The reflected component is emitted as light L104 in a direction perpendicular to the optical axis Z. When the condensing point P can be formed at a location far from the bottom surface 102c of the light flux controlling member 102, the size of the wedge-shaped concave portion in the optical axis Z direction becomes large.

また、発光装置１００においては、光束制御部材１０２と発光素子１０１との実装時の位置ずれによって集光点Ｐがずれることを考慮すれば、楔形の凹部である光散乱部１０５の光軸Ｚ方向に対して垂直な方向における寸法を大きくしておく必要がある。この場合、楔形の凹部における傾斜面の角度が一定でない場合、フレネル反射成分を光Ｌ１０４として反射できなくなるため、光軸Ｚ方向における楔形の凹部寸法も必然的に大きくなる。   Further, in the light emitting device 100, in consideration of the fact that the condensing point P is shifted due to the positional shift when the light flux controlling member 102 and the light emitting element 101 are mounted, the optical axis Z direction of the light scattering portion 105 which is a wedge-shaped recess. It is necessary to increase the dimension in the direction perpendicular to the direction. In this case, if the angle of the inclined surface in the wedge-shaped recess is not constant, the Fresnel reflection component cannot be reflected as the light L104, so that the wedge-shaped recess dimension in the optical axis Z direction is inevitably large.

光散乱部１０５として形成された楔形の凹部の大きさが大きくなった場合、光入射面１０２ａに入射した光が光出射面１０２ｂに到達する前に光散乱部１０５に到達する光の割合が大きくなる。この場合、上記説明したように、光散乱部１０５によって、光の進行方向が光軸Ｚ方向に対し平行な方向側に変更されて光Ｌ１０５となり、輝度ムラの原因となる。したがって、光散乱面１０２ｅを形成して光散乱部１０５に到達した光を光Ｌ１０６として散乱することが必要となるが、光散乱部１０５の大きさが大きい程、光Ｌ１０５の広がりが大きいため、光散乱面１０２ｅを大きくする必要があり、光束制御部材１０２の外径が光出射面１０２ｂ部分よりもかなり大きくなる。また、端面１０２ｆについても厚くすることが必要となる。   When the size of the wedge-shaped concave portion formed as the light scattering portion 105 is increased, the proportion of the light that reaches the light scattering portion 105 before the light incident on the light incident surface 102a reaches the light emitting surface 102b is large. Become. In this case, as described above, the light scattering unit 105 changes the traveling direction of the light to the direction parallel to the optical axis Z direction to become the light L105, which causes luminance unevenness. Therefore, it is necessary to form the light scattering surface 102e and scatter the light reaching the light scattering portion 105 as the light L106. However, the larger the size of the light scattering portion 105, the larger the spread of the light L105. The light scattering surface 102e needs to be enlarged, and the outer diameter of the light flux controlling member 102 is considerably larger than that of the light emitting surface 102b. Further, it is necessary to make the end face 102f thick.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、フレネル反射成分による輝度ムラを抑制しつつ、光束制御部材の大きさを小さくすることによって、拡散性に優れ、且つ低コスト、軽量化に優れた発光素子を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and by suppressing the luminance unevenness due to the Fresnel reflection component and reducing the size of the light beam control member, it has excellent diffusibility and low cost. The object is to provide a light-emitting element that is excellent in weight reduction.

本発明の発光装置は、上記課題を解決するために、発光素子と、発光素子から出射された光を制御する光束制御部材とを備える発光装置において、上記光束制御部材は、上記発光素子から出射された光が光束制御部材に入射する光入射面と、上記光入射面に入射した光が光束制御部材から出射される光出射面とを有し、上記光出射面において光束制御部材内に反射された光を散乱させる光散乱部が、上記光入射面と上記光出射面とを結ぶ底面における形成面を少なくとも含む形成領域に形成されており、上記光散乱部は、基準光軸を含む平面に沿って、楔形である複数の凹部が連続して形成されてなり、上記形成面は、（１）上記発光素子から出射された光が、上記光入射面から上記光束制御部材に入射して上記光出射面に到達する複数の出射点、および、（２）上記複数の出射点から光束制御部材内へ反射された光が集光する集光点の両方を通る直線群が上記底面と交差する交差点群によって囲まれてなり、上記集光点は、上記形成領域に含まれないことを特徴としている。   In order to solve the above problems, a light emitting device of the present invention includes a light emitting element and a light flux controlling member that controls light emitted from the light emitting element, wherein the light flux controlling member is emitted from the light emitting element. A light incident surface on which the incident light enters the light flux controlling member and a light emitting surface from which the light incident on the light incident surface is emitted from the light flux controlling member are reflected in the light flux controlling member at the light emitting surface. A light scattering portion that scatters the emitted light is formed in a formation region including at least a formation surface at a bottom surface connecting the light incident surface and the light emission surface, and the light scattering portion is a plane including a reference optical axis. A plurality of concave portions that are wedge-shaped are continuously formed, and the formation surface has (1) the light emitted from the light emitting element is incident on the light flux controlling member from the light incident surface. A plurality of exits reaching the light exit surface. And (2) a group of straight lines passing through both the condensing points where the light reflected from the plurality of exit points into the light flux controlling member is collected is surrounded by the intersection group intersecting the bottom surface, The condensing point is not included in the formation region.

上記構成によれば、光散乱部が形成される位置は、底面における形成領域を含み、集光点を含まない形成領域である。集光点は、上記底面の上方または下方となる場合があるため、光散乱部は、底面を基準として、集光点から上下方向へずれた位置に形成されている。すなわち、光散乱部は集光点を含む領域に形成されないため、光散乱部のサイズを小さく抑えることができる。さらに、光散乱部は、楔形である複数の凹部が連続して形成されてなっている。このため、光散乱部の凹部に照射された光は、他の凹部によってさらに光の散乱を行うことができ、上記発光素子から光入射面に入射した光が光出射面に到達する前に光散乱部に到達する光の割合を小さくすることができる。   According to the said structure, the position where a light-scattering part is formed is a formation area which contains the formation area in a bottom face, and does not contain a condensing point. Since the condensing point may be above or below the bottom surface, the light scattering portion is formed at a position shifted vertically from the condensing point with respect to the bottom surface. That is, since the light scattering portion is not formed in the region including the condensing point, the size of the light scattering portion can be suppressed small. Further, the light scattering portion is formed by continuously forming a plurality of concave portions having a wedge shape. For this reason, the light irradiated to the concave portion of the light scattering portion can be further scattered by the other concave portion, and the light incident on the light incident surface from the light emitting element is emitted before reaching the light emitting surface. The ratio of light reaching the scattering portion can be reduced.

これにより、発光素子から光入射面に入射した光が光出射面に到達する前に光散乱部に到達する光が、その方向を変化させることによって生じるリング状の輝線を抑制することが可能となる。したがって、発光素子から出射された光により液晶表示パネルなどの平面上に生じさせる輝度ムラを抑制することができると共に、光束制御部材の大きさを小さくすることが可能となり、低コスト、軽量化および輝度均一性に優れた照明装置を提供することができる。   As a result, it is possible to suppress ring-shaped bright lines generated by changing the direction of light that reaches the light scattering portion before the light incident on the light incident surface from the light emitting element reaches the light exit surface. Become. Therefore, it is possible to suppress luminance unevenness caused on a flat surface of a liquid crystal display panel or the like by light emitted from the light emitting element, and to reduce the size of the light flux controlling member. An illumination device with excellent luminance uniformity can be provided.

また、本発明の発光装置では、上記複数の凹部のうち、互いに隣接する凹部同士の上記基準光軸の方向における寸法は、基準光軸側の凹部の寸法が、上記基準光軸と反対側の凹部の寸法以下であることが好ましい。   Further, in the light emitting device of the present invention, among the plurality of recesses, the recesses adjacent to each other in the direction of the reference optical axis are such that the recess of the reference optical axis side is opposite to the reference optical axis. It is preferable that it is below the dimension of a recessed part.

上記発光装置においては、光束制御部材と発光素子との実装ずれがある場合であって、複数形成された凹部の何れかによって、発光素子から照射された光が基準光軸と垂直な方向に近付けられて出射されることとなる。そのため、光束制御部材と発光素子との実装ズレがある場合においても、液晶表示パネルなどの平面上に生じさせる輝度ムラを抑制することができる。   In the light-emitting device, there is a mounting deviation between the light flux controlling member and the light-emitting element, and the light emitted from the light-emitting element approaches a direction perpendicular to the reference optical axis by any of the plurality of recessed portions. Will be emitted. Therefore, even when there is a mounting deviation between the light flux controlling member and the light emitting element, it is possible to suppress luminance unevenness that occurs on a flat surface of a liquid crystal display panel or the like.

また、本発明の発光装置では、上記光束制御部材には、上記基準光軸を含む平面において、上記凹部の上記基準光軸との距離をａ、上記凹部の上記基準光軸の方向における寸法をｂとすると、ｂ／ａ＜ｔａｎ８０°であることが好ましい。   In the light emitting device of the present invention, the light flux controlling member has a distance a between the concave portion and the reference optical axis in a plane including the reference optical axis, and a dimension of the concave portion in the direction of the reference optical axis. Assuming b, b / a <tan 80 ° is preferable.

上記条件を満たす発光装置について、一般的な発光素子の配光特性であるランバート分布の場合であれば、上記発光素子から光入射面に入射した光が光出射面に到達する前に光散乱部に到達する光の割合を、発光素子から出射する光の３％以下にすることができる。したがって、発光素子から出射された光により液晶表示パネルなどの平面上に生じさせる輝度ムラをさらに抑制することができる。   For a light emitting device that satisfies the above conditions, in the case of a Lambert distribution that is a light distribution characteristic of a general light emitting element, a light scattering portion is formed before light incident on the light incident surface from the light emitting element reaches the light emitting surface. The ratio of the light that reaches can be reduced to 3% or less of the light emitted from the light emitting element. Therefore, luminance unevenness caused on a plane such as a liquid crystal display panel by light emitted from the light emitting element can be further suppressed.

また、本発明の光束制御部材は、上記発光装置が備えるものである。   The light flux controlling member of the present invention is provided in the light emitting device.

上述したように、上記発光装置が備える光束制御部材には光散乱部が形成領域に形成されており、そのサイズを小さく抑えることができる。したがって、発光素子から出射された光により液晶表示パネルなどの平面上に生じさせる輝度ムラを抑制することができると共に、光束制御部材の大きさを小さくすることが可能となり、低コスト、軽量化および輝度均一性に優れた発光装置の部品として用いることが可能である。   As described above, the light beam control member included in the light emitting device has the light scattering portion formed in the formation region, and the size thereof can be kept small. Therefore, it is possible to suppress luminance unevenness caused on a flat surface of a liquid crystal display panel or the like by light emitted from the light emitting element, and to reduce the size of the light flux controlling member. It can be used as a component of a light emitting device having excellent luminance uniformity.

本発明の照明装置は、上記発光装置を備えるものである。   The illuminating device of this invention is provided with the said light-emitting device.

これにより、フレネル反射成分による輝度ムラを抑制しつつ、光束制御部材の大きさを小さくすることが可能となり、低コストおよび軽量化に優れた照明装置を提供することができる。   Accordingly, it is possible to reduce the size of the light flux controlling member while suppressing luminance unevenness due to the Fresnel reflection component, and it is possible to provide an illumination device that is excellent in cost and weight reduction.

本発明の発光装置は、以上のように、上記光出射面において光束制御部材内に反射された光を散乱させる光散乱部が、上記光入射面と上記光出射面とを結ぶ底面における形成面を少なくとも含む形成領域に形成されており、上記光散乱部は、基準光軸を含む平面に沿って、楔形である複数の凹部が連続して形成されてなり、上記形成面は、（１）上記発光素子から出射された光が、上記光入射面から上記光束制御部材に入射して上記光出射面に到達する複数の出射点、および、（２）上記複数の出射点から光束制御部材内へ反射された光が集光する集光点の両方を通る直線群が上記底面と交差する交差点群によって囲まれてなり、上記集光点は、上記形成領域に含まれないものである。   As described above, in the light emitting device of the present invention, the light scattering portion that scatters the light reflected in the light flux controlling member on the light emitting surface is formed on the bottom surface that connects the light incident surface and the light emitting surface. The light scattering portion is formed by continuously forming a plurality of wedge-shaped concave portions along a plane including the reference optical axis, and the formation surface is (1) A plurality of emission points where the light emitted from the light emitting element enters the light flux controlling member from the light incident surface and reaches the light emitting surface; and (2) the light flux controlling member within the light emitting surface. A group of straight lines passing through both of the condensing points where the light reflected to the light is collected is surrounded by an intersection group intersecting with the bottom surface, and the condensing points are not included in the formation region.

これにより、光散乱部の大きさを小さくすることが可能となる。したがって、上記発光素子から光入射面に入射した光が光出射面に到達する前に光散乱部に到達する光の割合を、小さくすることができるため、発光素子から出射された光により液晶表示パネルなどの平面上に生じさせる輝度ムラを抑制することができる。また、光反射面の大きさをも小さくすることができるため、光束制御部材の非球面部分を大きくとることが可能となり、拡散性に優れた発光素子を実現することができる。   Thereby, the size of the light scattering portion can be reduced. Accordingly, since the ratio of the light that has entered the light incident surface from the light emitting element reaches the light scattering portion before reaching the light emitting surface can be reduced, the light emitted from the light emitting element can be used for liquid crystal display. Luminance unevenness caused on a plane such as a panel can be suppressed. In addition, since the size of the light reflecting surface can be reduced, the aspherical portion of the light flux controlling member can be made large, and a light emitting element having excellent diffusibility can be realized.

結果として、フレネル反射成分による輝度ムラを抑制しつつ、光束制御部材の大きさを小さくすることが可能となり、低コスト、軽量化および輝度均一性に優れた照明装置を提供することができる。   As a result, it is possible to reduce the size of the light flux controlling member while suppressing luminance unevenness due to the Fresnel reflection component, and it is possible to provide an illumination device that is low in cost, light in weight, and excellent in luminance uniformity.

従来発明に係る発光装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device which concerns on a prior art invention. 従来発明に係る発光装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device which concerns on a prior art invention. 図１に示す発光装置を詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device shown in FIG. 1 in detail. 図１に示す発光装置を詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device shown in FIG. 1 in detail. 図１に示す発光装置を詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-emitting device shown in FIG. 1 in detail. 図１に示す発光装置のσを３５ｍｍ、液品表示パネルまでの距離を２０ｍｍとしたときの角度φ１と角度φ２の関係を示すグラフである。2 is a graph showing a relationship between an angle φ1 and an angle φ2 when σ of the light emitting device shown in FIG. 1 is 35 mm and a distance to a liquid product display panel is 20 mm. 図５における角度φ１と角度φ２／角度φ１との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between angle φ1 and angle φ2 / angle φ1 in FIG. 本実施の形態に係る発光装置のσを７０ｍｍ、液品表示パネルまでの距離を２０ｍｍとしたときの角度φ１と角度φ２の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between angle (phi) 1 and angle (phi) 2, when (sigma) of the light-emitting device which concerns on this Embodiment is 70 mm, and the distance to a liquid product display panel is 20 mm. 本実施の形態に係る発光装置における角度θ１／角度θ２と反射率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between angle (theta) 1 / angle (theta) 2 and a reflectance in the light-emitting device which concerns on this Embodiment. 従来技術に係る発光装置の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the light-emitting device which concerns on a prior art. 本発明に係る発光装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the light-emitting device which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置を用いた場合の液晶表示パネル上に及ぼされる輝度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the luminance distribution exerted on the liquid crystal display panel at the time of using the light-emitting device which concerns on this invention. 本発明に係る発光装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the light-emitting device which concerns on this invention. 本発明に係る光散乱面を備える発光装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of a light-emitting device provided with the light-scattering surface which concerns on this invention. 従来の発光装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional light-emitting device.

本発明の一実施形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１は、従来技術に係る発光装置１０を示す断面図である。同図に示す発光装置１０には、発光素子１およびこの発光素子１の周囲を覆うように光束制御部材２が備えられている。本発明の発光装置に係る光散乱部材が形成されていない点以外は、光束制御部材２は本発明に係る発光装置に係る光束制御部材と同様である。したがって、図１に係る光束制御部材２に後述する光散乱部を設置することによって、本実施の形態に係る光束制御部材として用いることができる。   One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light emitting device 10 according to the prior art. The light-emitting device 10 shown in the figure includes a light-emitting element 1 and a light flux controlling member 2 so as to cover the periphery of the light-emitting element 1. The light flux controlling member 2 is the same as the light flux controlling member according to the present invention except that the light scattering member according to the light emitting device of the present invention is not formed. Therefore, it can be used as the light flux controlling member according to the present embodiment by installing a light scattering section described later on the light flux controlling member 2 according to FIG.

光軸（基準光軸）Ｚの方向とは、発光素子１から出射される光の立体的な出射光束の中心における光の進行方向をいう。同図においては、便宜上、発光素子１から鉛直上向きの方向を光軸（基準光軸）Ｚとする。   The direction of the optical axis (reference optical axis) Z refers to the traveling direction of light at the center of the three-dimensional outgoing light flux of the light emitted from the light emitting element 1. In the figure, for the sake of convenience, the direction vertically upward from the light emitting element 1 is defined as an optical axis (reference optical axis) Z.

また、発光装置１０は光軸Ｚを中心とした、回転対称の形状を有している。なお、発光素子１は必ずしも回転対称である必要はなく、直方体等の形状であってもよい。光束制御部材２は発光素子１から出射された光Ｌの方向を変化させる部材である。すなわち、光Ｌを光軸Ｚに対して垂直に近い方向に曲げることによって、光Ｌを拡散させるものである。   The light emitting device 10 has a rotationally symmetric shape with the optical axis Z as the center. Note that the light emitting element 1 is not necessarily rotationally symmetric and may have a rectangular parallelepiped shape. The light flux controlling member 2 is a member that changes the direction of the light L emitted from the light emitting element 1. That is, the light L is diffused by bending the light L in a direction close to perpendicular to the optical axis Z.

光束制御部材２は、発光素子１から出射された光の方向を変化させるための部材であり、その材料は特に限定されるものではないが、好ましくは、屈折率が１．４５以上、１．６５以下である透明材料を用いることができる。また、さらに好ましくは、屈折率が１．４９であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、屈折率が１．５９であるポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）等の透明樹脂材料や透明なガラスによって形成され得るものである。   The light flux controlling member 2 is a member for changing the direction of the light emitted from the light emitting element 1 and its material is not particularly limited, but preferably has a refractive index of 1.45 or more. A transparent material that is 65 or less can be used. More preferably, it is made of a transparent resin material such as polymethyl methacrylate (PMMA) having a refractive index of 1.49, polycarbonate (PC) having a refractive index of 1.59, epoxy resin (EP), or transparent glass. It can be formed.

光束制御部材２は内表面である光入射面２ａ、外表面である光出射面２ｂ、および、光入射面２ａと光出射面２ｂとを結ぶ底面２ｃを有している。光束制御部材２の内部には空洞が形成されており、上記空洞に発光素子１が設置されている。発光素子１は、光軸Ｚを中心に周囲に光を出射する部材である。発光素子１としては、公知のＬＥＤチップなどを用いることができ、特に限定されるものではない。   The light flux controlling member 2 has a light incident surface 2a that is an inner surface, a light emitting surface 2b that is an outer surface, and a bottom surface 2c that connects the light incident surface 2a and the light emitting surface 2b. A cavity is formed inside the light flux controlling member 2, and the light emitting element 1 is installed in the cavity. The light emitting element 1 is a member that emits light around the optical axis Z. As the light emitting element 1, a well-known LED chip etc. can be used and it is not specifically limited.

光束制御部材２の内表面である光入射面２ａの断面形状は、同図に示すように、光軸Ｚ上では光軸Ｚと略垂直に交わり、光軸Ｚ付近では輪郭線の傾きが大きく変化し、光軸Ｚから離れたところでは輪郭線の傾きがあまり変化しないため、いわゆる釣鐘形状をしている。一方、光束制御部材２の外表面である光出射面２ｂの断面形状は、光軸Ｚ付近では輪郭線の傾きが光軸Ｚと略垂直で傾き変化が小さく、光軸Ｚから離れたところでは輪郭線の傾きの変化が大きくなり、次第に光軸Ｚと平行な方向に変化する形状を有している。なお、光出射面２ｂにおける光軸Ｚ付近の形状は凹形状となっている。   As shown in the figure, the cross-sectional shape of the light incident surface 2a that is the inner surface of the light flux controlling member 2 intersects the optical axis Z substantially perpendicularly on the optical axis Z, and the inclination of the contour line is large near the optical axis Z. Since it changes and the inclination of the contour line does not change so much away from the optical axis Z, it has a so-called bell shape. On the other hand, the cross-sectional shape of the light exit surface 2b which is the outer surface of the light flux controlling member 2 is such that the inclination of the contour line is substantially perpendicular to the optical axis Z in the vicinity of the optical axis Z and the change in inclination is small. A change in the inclination of the outline increases, and the shape gradually changes in a direction parallel to the optical axis Z. The shape near the optical axis Z on the light exit surface 2b is a concave shape.

また、図２に従来技術に係る発光装置１１の断面図を示す。本発明の発光装置に係る光散乱部材が形成されていない点以外は、光束制御部材２は本発明に係る発光装置に係る光束制御部材と同様である。したがって、図１に係る光束制御部材２に後述する光散乱部を設置することによって、本実施の形態に係る光束制御部材として用いることができる。   FIG. 2 shows a cross-sectional view of the light emitting device 11 according to the prior art. The light flux controlling member 2 is the same as the light flux controlling member according to the present invention except that the light scattering member according to the light emitting device of the present invention is not formed. Therefore, it can be used as the light flux controlling member according to the present embodiment by installing a light scattering section described later on the light flux controlling member 2 according to FIG.

本実施の形態においては、光入射面２ａおよび光出射面２ｂの両面において光の方向を変化させるため、発光装置１１の光出射面２ｂにおける光軸Ｚ付近の形状のように、図１に示す凹形状とは異なり、凸形状とすることも可能である。   In the present embodiment, in order to change the direction of light on both the light incident surface 2a and the light emitting surface 2b, as shown in FIG. 1 like the shape near the optical axis Z on the light emitting surface 2b of the light emitting device 11. Unlike the concave shape, a convex shape is also possible.

すなわち、本実施の形態に係る発光装置では、発光装置１０または発光装置１１のように、光出射面における光軸Ｚ付近の形状を凸形状または凹形状とすることができ、設計の自由度を広げることができる。   That is, in the light emitting device according to the present embodiment, like the light emitting device 10 or the light emitting device 11, the shape in the vicinity of the optical axis Z on the light exit surface can be a convex shape or a concave shape. Can be spread.

次に、図３に基づいて、光束制御部材２の光出射面２ｂにおける光Ｌの方向を変化させる構成について説明する。同図は図１で示す発光装置１０の一部を詳細に示す断面図である。   Next, a configuration for changing the direction of the light L on the light exit surface 2b of the light flux controlling member 2 will be described with reference to FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of the light emitting device 10 shown in FIG.

同図において、光入射面２ａは、発光装置１０の光軸Ｚに対して軸対称な凹の曲面部分を有し、光軸Ｚと発光素子１の発光面との交点を基準点Ｏとしたとき、光入射面２ａ上の任意の点Ｐ３と基準点Ｏとを結ぶ直線と、光軸Ｚとのなす角をα１、光入射面２ａ上の点Ｐ３と基準点Ｏとの距離をＲ１として、一般的な発光素子の配光特性であるランバート分布の場合であれば、光軸方向に出射した光度の半分以上の光度範囲であるα１＜π／３の範囲においては少なくとも、α１の増加に従いＲ１は単調減少している。   In the drawing, the light incident surface 2 a has a concave curved surface portion that is axisymmetric with respect to the optical axis Z of the light emitting device 10, and the intersection point between the optical axis Z and the light emitting surface of the light emitting element 1 is defined as a reference point O. When the angle between the straight line connecting the arbitrary point P3 on the light incident surface 2a and the reference point O and the optical axis Z is α1, the distance between the point P3 on the light incident surface 2a and the reference point O is R1. In the case of a Lambert distribution which is a light distribution characteristic of a general light emitting device, at least in the range of α1 <π / 3 which is a luminous intensity range which is half or more of the luminous intensity emitted in the optical axis direction, at least according to the increase of α1. R1 is monotonously decreasing.

ここで、本明細書では特に断らない限り、角度表記にはラジアンを用いる。次に、光出射面２ｂは、光軸Ｚに対し軸対称な凸の曲面部分を有すると共に、光軸Ｚとの交点を含む部分に、凸の曲面部分に連続する窪みを有する形状であり、光出射面２ｂ上の任意の点Ｐ４と基準点Ｏとを結ぶ直線と、光軸Ｚとのなす角をα２、光入射面２ａ上の点Ｐ４と基準点Ｏとの距離をＲ２として、少なくともα２＜π／３の範囲においては、α２の増加に従いＲ２は単調増加している。   Here, unless otherwise specified, radians are used for angle notation in this specification. Next, the light exit surface 2b has a convex curved surface portion that is axisymmetric with respect to the optical axis Z, and a shape that includes a depression that is continuous with the convex curved surface portion at a portion that includes an intersection with the optical axis Z. The angle between the straight line connecting the arbitrary point P4 on the light exit surface 2b and the reference point O and the optical axis Z is α2, and the distance between the point P4 on the light incident surface 2a and the reference point O is at least R2. In the range of α2 <π / 3, R2 monotonously increases as α2 increases.

このとき、光入射面２ａに入射した光Ｌは、外側に屈折し、光出射面２ｂから出射するときにさらに外側に屈折させられる。以下にその原理を示す。光入射面２ａ上の点Ｐ３で、仮に光入射面の形状が、α１が増加してもＲ１が変化しない形状であったとき、すなわち同図の断面図でα１の増分Δα１に対するＲ１の増分ΔＲ１が０であったとき、光入射面の形状は基準点Ｏを中心とする半径Ｒ１の円となり、光は光入射面に垂直に入射するため、光の方向を変えずに伝播する。   At this time, the light L incident on the light incident surface 2a is refracted outward, and further refracted outward when emitted from the light exit surface 2b. The principle is shown below. At the point P3 on the light incident surface 2a, if the shape of the light incident surface is a shape in which R1 does not change even if α1 increases, that is, the increment ΔR1 of R1 with respect to the increment Δα1 of α1 in the cross-sectional view of FIG. Is 0, the shape of the light incident surface is a circle with a radius R1 centered on the reference point O, and light is incident on the light incident surface perpendicularly, and thus propagates without changing the direction of the light.

一方、光入射面の形状がα１の増加にしたがいＲ１が減少する形状である場合、すなわち、同図の断面図でα１の増分Δα１に対するＲ１の増分ΔＲ１がΔＲ１＜０であったとき、光入射面２ａ上の点Ｐ３における接線は、基準点Ｏを中心とした半径Ｒ１の円より光軸Ｚと平行に近付いた角度となり、このとき基準点Ｏから出射し、任意の点Ｐ３に入射した光は光軸から離れる方向に曲げられて、光束制御部材２内を伝播する。このとき、ΔＲ１／Ｒ１Δα１＝Ａ１とすると、Ａ１はＡ１＜０となる。   On the other hand, when the shape of the light incident surface is such that R1 decreases as α1 increases, that is, when R1 increment ΔR1 with respect to α1 increment Δα1 is ΔR1 <0 in the cross-sectional view of FIG. The tangent line at the point P3 on the surface 2a has an angle closer to the optical axis Z than the circle with the radius R1 centered on the reference point O. At this time, the light emitted from the reference point O and incident on the arbitrary point P3 Is bent in a direction away from the optical axis and propagates in the light flux controlling member 2. At this time, if ΔR1 / R1Δα1 = A1, A1 is A1 <0.

次に、光出射面２ｂでは逆にα２の増加にしたがいＲ２が増加するため、光出射面２ｂ上の点Ｐ４における接線は、基準点Ｏを中心とした半径Ｒ２の円の接線より光軸Ｚと垂直に近付いた角度となり、基準点Ｏと点Ｐ４を結ぶ直線の方向から点Ｐ４に入射した光はさらに光軸Ｚから離れる方向に曲げられる。実際には光入射面２ａがあるため、同図に示すように基準点Ｏと点Ｐ４とを結ぶ直線と点Ｐ４における法線とのなす角よりも、実際に点Ｐ４に入射する光Ｌと点Ｐ４おける法線とのなす角の方が大きく、さらに光軸から離れる方向へと曲げられる。このように、以上の特性を有する光入射面２ａと光出射面２ｂとを有することにより、拡散性を向上させた発光装置を得ることができる。   Next, R2 increases with increasing α2 on the light exit surface 2b, so that the tangent at the point P4 on the light exit surface 2b is more than the optical axis Z than the tangent of the circle with the radius R2 centered on the reference point O. The light entering the point P4 from the direction of the straight line connecting the reference point O and the point P4 is further bent in a direction away from the optical axis Z. Actually, since there is the light incident surface 2a, the light L actually incident on the point P4 and the angle formed by the straight line connecting the reference point O and the point P4 and the normal line at the point P4 as shown in FIG. The angle formed by the normal line at the point P4 is larger, and further bent in a direction away from the optical axis. Thus, by having the light incident surface 2a and the light emitting surface 2b having the above characteristics, a light emitting device with improved diffusibility can be obtained.

次に、図４を参照して光出射面２ｂから光を出射させるための条件について述べる。まず、基準点Ｏと光出射面上の点Ｐ４とを結ぶ直線の方向から点Ｐ４へ入射した光線について考える。   Next, conditions for emitting light from the light emitting surface 2b will be described with reference to FIG. First, consider a light ray incident on the point P4 from the direction of a straight line connecting the reference point O and the point P4 on the light exit surface.

点Ｐ４における法線と、基準点Ｏと点Ｐ４を結ぶ直線とのなす角をβ、α２が微小量Δα２だけ変化したときのＲ２の変化量をΔＲ２とすると、「ｔａｎβ＝ΔＲ２／Ｒ２Δα２」となる。次に屈折率をｎとすると、光出射面から出射するには、「ｎｓｉｎβ≦１」である必要がある。「ΔＲ２／Ｒ２Δα２＝Ａ２」として、以上の式を整理すると、   Assuming that the angle between the normal line at the point P4 and the straight line connecting the reference point O and the point P4 is β and α2 changes by a minute amount Δα2, the amount of change in R2 is ΔR2, then “tan β = ΔR2 / R2Δα2”. Become. Next, assuming that the refractive index is n, it is necessary to satisfy “nsinβ ≦ 1” in order to emit from the light exit surface. By arranging the above formula as “ΔR2 / R2Δα2 = A2”,

Figure 2011023204
Figure 2011023204

となり、これが、基準点Ｏと光出射面上の点Ｐ４とを結ぶ直線の方向から点Ｐ４へ入射した光線が光出射面２ｂから出射するための条件となる。以上の説明は、基準点Ｏから出射した光が光入射面２ａで曲がらずに光出射面２ｂに到達した場合についてであるが、実際には光入射面２ａで屈折されるため、光出射面２ｂ上の点Ｐ４へ到達する光の入射角はβより大きくなる。そのため、 This is a condition for the light ray incident on the point P4 from the direction of the straight line connecting the reference point O and the point P4 on the light emission surface to be emitted from the light emission surface 2b. The above description is about the case where the light emitted from the reference point O reaches the light emitting surface 2b without being bent at the light incident surface 2a. The incident angle of light reaching the point P4 on 2b is larger than β. for that reason,

Figure 2011023204
Figure 2011023204

の条件下では必ず全反射が生じてしまう。よって、少なくともＡ２は、 Total reflection will always occur under the above conditions. Therefore, at least A2 is

Figure 2011023204
Figure 2011023204

未満である必要がある。 Must be less than.

以上の説明では、α１＝０、及びα２＝０以外の部分について述べたが、α１＝０、α２＝０のときは、発光素子１から光軸方向に出射された光を光軸方向に出射する必要があるため、Ａ１及びＡ２は０となる。このようにすることにより、発光素子１直上が暗くなるというデメリットが抑制される。   In the above description, portions other than α1 = 0 and α2 = 0 have been described. When α1 = 0 and α2 = 0, light emitted from the light emitting element 1 in the optical axis direction is emitted in the optical axis direction. Therefore, A1 and A2 are 0. By doing in this way, the demerit that the light emitting element 1 just becomes dark is suppressed.

図５において、発光素子１から出射され、光入射面２ａに到達する光Ｌと光軸Ｚとのなす角をφ１とする。さらに、光入射面２ａに入射し、光出射面２ｂに到達し、光出射面２ｂから出射した光Ｌと、光Ｌが光出射面２ｂにおいて到達する出射点Ｐ２を通り光軸Ｚと平行な線とのなす角度をφ２とする。   In FIG. 5, an angle formed between the light L emitted from the light emitting element 1 and reaching the light incident surface 2a and the optical axis Z is φ1. Further, the light enters the light incident surface 2a, reaches the light emitting surface 2b, passes through the light L emitted from the light emitting surface 2b, and the emission point P2 where the light L reaches the light emitting surface 2b, and is parallel to the optical axis Z. The angle formed with the line is φ2.

また、同図において、発光素子１から出射された光Ｌが光入射面２ａに入射した点を光入射点Ｐ１とし、光入射点Ｐ１から入射した光Ｌと光入射点Ｐ１における法線とのなす角度がθ１として表されている。さらに、光束制御部材２の中を透過し、光出射面２ｂに入射した光Ｌの出射面における点を出射点Ｐ２とし、出射点Ｐ２に到達した光Ｌと出射点Ｐ２における法線とのなす角度がθ２として表されている。   Further, in the figure, the point where the light L emitted from the light emitting element 1 enters the light incident surface 2a is defined as a light incident point P1, and the light L incident from the light incident point P1 and the normal at the light incident point P1 The angle formed is represented as θ1. Further, the point on the exit surface of the light L that has passed through the light flux controlling member 2 and entered the light exit surface 2b is defined as an exit point P2, and the light L that has reached the exit point P2 and the normal at the exit point P2 are formed. The angle is expressed as θ2.

同図に示すように、発光素子１から出射された光Ｌは、光入射面２ａに入射し、光束制御部材２の内部を伝播した後、光出射面２ｂから外部（例えば、空気中）にスネルの法則にしたがって出射されることになる。このとき、本発明に係る光束制御部材２から出射される発光素子１からの光束は、光軸Ｚから遠ざかるように屈折して出射される。   As shown in the figure, the light L emitted from the light emitting element 1 enters the light incident surface 2a, propagates inside the light flux controlling member 2, and then travels outside (for example, in the air) from the light emitting surface 2b. The light is emitted according to Snell's law. At this time, the light beam from the light emitting element 1 emitted from the light beam control member 2 according to the present invention is refracted and emitted away from the optical axis Z.

上記の発光装置１０において、さらに拡散性を向上させ、輝度ムラを抑制するためには、発光素子１から出射された光Ｌを液晶表示パネル上においてガウス分布のような、発光装置１０の光軸Ｚ上が明るく、光軸Ｚ上から離れるにしたがって暗くなる分布にすることが好ましいと考えられる。具体的には、配光特性がＰ（φ１）である発光素子１から出射された光Ｌについて以下の条件とすることが好ましい。   In the light emitting device 10 described above, in order to further improve the diffusibility and suppress the luminance unevenness, the optical axis of the light emitting device 10 such as a Gaussian distribution of the light L emitted from the light emitting element 1 is displayed on the liquid crystal display panel. It is considered preferable to have a distribution that is bright on Z and darkens with distance from the optical axis Z. Specifically, it is preferable to satisfy the following conditions for the light L emitted from the light emitting element 1 whose light distribution characteristic is P (φ1).

すなわち、光束制御部材２から、光軸Ｚの方向に一定距離離れ、光軸Ｚの方向に対し垂直に配置されている平面上において、光軸Ｚからの距離をｒ、発光素子１から出射した光Ｌと光軸Ｚとのなす角度をφ１とし、下記数式（４）、   That is, a distance from the optical axis Z is emitted from the light emitting element 1 on a plane that is separated from the light flux controlling member 2 by a certain distance in the direction of the optical axis Z and perpendicular to the direction of the optical axis Z. The angle formed by the light L and the optical axis Z is φ1, and the following formula (4),

Figure 2011023204
Figure 2011023204

よりＡを求め、Ｃがｒ＝０のときφ１＝０を満たすように定まる定数、σが拡散性を表す定数とした場合において、下記数式（５）、 In the case where A is obtained and the constant is determined so as to satisfy φ1 = 0 when C is r = 0, and σ is a constant indicating diffusivity,

Figure 2011023204
Figure 2011023204

を満たす場合に、配光特性がＰ（φ１）である発光素子１からの光Ｌを平面上、例えば、液晶表示パネル上でガウス分布とすることが好ましい。 When satisfying the above, it is preferable that the light L from the light emitting element 1 having the light distribution characteristic P (φ1) has a Gaussian distribution on a plane, for example, on a liquid crystal display panel.

このように、上記発光素子１が上記の条件を満たすことによって、光Ｌを液晶表示パネル上においてガウス分布にすることができ、上記平面上においてリング状の輝線や発光装置１０上の輝点などが生じることを抑制することができる。これにより、発光素子１から出射される光Ｌの輝度ムラを抑制することができる。   Thus, when the light emitting element 1 satisfies the above conditions, the light L can have a Gaussian distribution on the liquid crystal display panel, and a ring-like bright line on the plane, a bright spot on the light emitting device 10, or the like. Can be prevented from occurring. Thereby, the brightness nonuniformity of the light L emitted from the light emitting element 1 can be suppressed.

特に、一般的なＬＥＤの配光特性である「Ｐ（φ１）＝Ｐ０ｃｏｓφ１（Ｐ０は定数）」で表されるランバート分布は重要であり、下記数式（６）、   In particular, the Lambertian distribution represented by “P (φ1) = P0 cos φ1 (P0 is a constant)” which is a light distribution characteristic of a general LED is important.

Figure 2011023204
Figure 2011023204

を満たせば、ランバート分布を上記平面上（液晶表示パネル）でガウス分布に変換することができる。これにより、発光素子１から出射される光Ｌの輝度ムラをさらに抑制することができる。 If the above condition is satisfied, the Lambertian distribution can be converted into a Gaussian distribution on the plane (liquid crystal display panel). Thereby, the brightness nonuniformity of the light L emitted from the light emitting element 1 can be further suppressed.

図６は、σを３５ｍｍ、液品表示パネルまでの距離を２０ｍｍとしたときのφ１とφ２との関係を示すグラフである。同図に示されるように、φ２はφ１の増加に伴い単調増加している。また、図７は、図６におけるφ１とφ２／φ１との関係を示すグラフである。図７に示すように、φ１とφ２／φ１との関係は直線関係ではなく、途中に変曲点を有する曲線関係であることが分かる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between φ1 and φ2 when σ is 35 mm and the distance to the liquid product display panel is 20 mm. As shown in the figure, φ2 monotonously increases with an increase in φ1. FIG. 7 is a graph showing the relationship between φ1 and φ2 / φ1 in FIG. As shown in FIG. 7, it can be seen that the relationship between φ1 and φ2 / φ1 is not a linear relationship but a curved relationship having an inflection point in the middle.

さらに拡散性を向上させて、σ＝７０ｍｍにおけるφ１とφ２／φ１との関係を図８に示す。図１に係る発光装置１０によれば、φ１が小さい領域ではφ１の増加とともに一気にφ２／φ１の値が減少され、φ１が大きい領域ではφ１の増加とともに緩やかにφ２／φ１の値が１に近付けられることが分かる。   FIG. 8 shows the relationship between φ1 and φ2 / φ1 at σ = 70 mm by further improving the diffusibility. In the light emitting device 10 according to FIG. 1, the value of φ2 / φ1 decreases at a stretch as φ1 increases in a region where φ1 is small, and the value of φ2 / φ1 gradually approaches 1 as φ1 increases in a region where φ1 is large. You can see that

図９は、発光装置１０におけるθ１／θ２と反射率との関係を示すグラフである。同図において、縦軸は反射率を示し、横軸はθ１／θ２を対数で表示している。また、反射率は、光入射面２ａおよび光出射面２ｂの両面での反射を含んだ反射率が表されている。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between θ1 / θ2 and the reflectance in the light emitting device 10. In the figure, the vertical axis represents the reflectance, and the horizontal axis represents θ1 / θ2 in logarithm. Further, the reflectance is a reflectance including reflection on both the light incident surface 2a and the light emitting surface 2b.

図９より、Δφを一定とした場合、反射率が最小となるのはθ１／θ２＝１のとき、すなわちθ１＝θ２のときであり、Δφが大きくなるほど反射率が大きくなることが分かる。   FIG. 9 shows that when Δφ is constant, the reflectance is minimized when θ1 / θ2 = 1, that is, when θ1 = θ2, and the reflectance increases as Δφ increases.

光束制御部材２によって光Ｌの拡散性を向上させるためには、発光素子１から出射された光をできるだけ光軸Ｚと垂直な方向に近付ける必要があるため、Δφを大きくする必要がある。また、発明者の光線追跡による解析において、光束制御部材２におけるフレネル反射による反射率が最大で１５％を超えると、拡散性が向上しにくくなることが確認されたため、反射率は１５％以下にすることが望ましい。反射率を１５％以下にする条件は、上述したグラフを考察し、以下の数式（７）〜数式（１３）で表される。
Δφ≦３π／２０において、０≦θ１／θ２≦∞ ・・・数式（７）
Δφ＝７π／４５において、１／２５．８≦θ１／θ２≦２５．８ ・・・数式（８）
Δφ＝π／６において、１／６．８≦θ１／θ２≦６．８ ・・・数式（９）
Δφ＝７π／３６において、１／２．５≦θ１／θ２≦２．５ ・・・数式（１０）
Δφ＝２π／９において、１／１．６≦θ１／θ２≦１．６ ・・・数式（１１）
Δφ＝π／４において、１／１．２≦θ１／θ２≦１．２ ・・・数式（１２）
Δφ＝２３π／９０において、１／１．１≦θ１／θ２≦１．１ ・・・数式（１３）
また、Δφ≧４７π／１８０では反射率を１５％以下にはできない。これらを勘案すると、以下の数式（１４）〜数式（１８）および数式（１９）、
Δφ≦７π／４５において、１／２５．８≦θ１／θ２≦２５．８ ・・・数式（１４）
Δφ≦π／６において、１／６．８≦θ１／θ２≦６．８ ・・・数式（１５）
Δφ≦７π／３６において、１／２．５≦θ１／θ２≦２．５ ・・・数式（１６）
Δφ≦２π／９において、１／１．６≦θ１／θ２≦１．６ ・・・数式（１７）
Δφ≦π／４において、１／１．２≦θ１／θ２≦１．２ ・・・数式（１８）
Δφ≦２３π／９０において、１／１．１≦θ１／θ２≦１．１ ・・・数式（１９）
の何れかの条件を満たすことにより、反射率を１５％以下に抑制することが可能となる。 In order to improve the diffusibility of the light L by the light flux controlling member 2, it is necessary to make the light emitted from the light emitting element 1 as close as possible to the direction perpendicular to the optical axis Z. Therefore, it is necessary to increase Δφ. Further, in the analysis by the inventor's ray tracing, it has been confirmed that if the reflectance by Fresnel reflection in the light flux controlling member 2 exceeds 15% at the maximum, it is difficult to improve the diffusivity, so the reflectance is 15% or less. It is desirable to do. The condition for setting the reflectance to 15% or less is expressed by the following formulas (7) to (13) in consideration of the graph described above.
In Δφ ≦ 3π / 20, 0 ≦ θ1 / θ2 ≦ ∞ (7)
At Δφ = 7π / 45, 1 / 25.8 ≦ θ1 / θ2 ≦ 25.8 (8)
At Δφ = π / 6, 1 / 6.8 ≦ θ1 / θ2 ≦ 6.8 (9)
At Δφ = 7π / 36, 1 / 2.5 ≦ θ1 / θ2 ≦ 2.5 (10)
At Δφ = 2π / 9, 1 / 1.6 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.6 (11)
In Δφ = π / 4, 1 / 1.2 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.2 (12)
At Δφ = 23π / 90, 1 / 1.1 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.1 (13)
Further, when Δφ ≧ 47π / 180, the reflectance cannot be reduced to 15% or less. Taking these into account, the following formulas (14) to (18) and (19),
In Δφ ≦ 7π / 45, 1 / 25.8 ≦ θ1 / θ2 ≦ 25.8 (14)
In Δφ ≦ π / 6, 1 / 6.8 ≦ θ1 / θ2 ≦ 6.8 (15)
In Δφ ≦ 7π / 36, 1 / 2.5 ≦ θ1 / θ2 ≦ 2.5 (16)
In Δφ ≦ 2π / 9, 1 / 1.6 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.6 (17)
In Δφ ≦ π / 4, 1 / 1.2 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.2 (18)
In Δφ ≦ 23π / 90, 1 / 1.1 ≦ θ1 / θ2 ≦ 1.1 (19)
By satisfying any one of the conditions, the reflectance can be suppressed to 15% or less.

上述した内容に基づき、本発明に係る光束制御部材の形状を定めることができる。例えば、本発明に係る光束制御部材は、上記発光素子から出射された光が光束制御部材に入射する光入射面と、上記光入射面に入射した光が光束制御部材から出射される光出射面とを備え、上記光束制御部材から、上記発光装置の基準光軸に対し平行な方向に一定距離離れ、上記基準光軸に対し垂直な平面上の上記基準光軸からの距離をｒ、前記発光素子から出射した光と光軸とのなす角度をφ１ とし、発光素子の配光特性をＰ（φ１ ）とした場合、以下の数式（４）、 Based on the content described above, the shape of the light flux controlling member according to the present invention can be determined. For example, the light flux controlling member according to the present invention includes a light incident surface on which light emitted from the light emitting element enters the light flux controlling member, and a light emitting surface from which light incident on the light incident surface is emitted from the light flux controlling member. A distance from the light flux controlling member in a direction parallel to the reference optical axis of the light emitting device and a distance from the reference optical axis on a plane perpendicular to the reference optical axis. When the angle formed between the light emitted from the element and the optical axis is φ 1 and the light distribution characteristic of the light emitting element is P (φ 1 ), the following formula (4),

Figure 2011023204
Figure 2011023204

で求まるＡ、および、Ｃがｒ＝０のときφ１ ＝０を満たすように定まる定数、σが拡散性を表す定数とした場合に、以下の数式（５）、 Where A and C are constants determined so as to satisfy φ 1 = 0 when r = 0, and σ is a constant representing diffusivity,

Figure 2011023204
Figure 2011023204

の条件を満たす形状であってもよい。 It may be a shape that satisfies the following condition.

ところで、上記条件を満たす光束制御部材２においては、反射率を抑制するような形状となっているものの、一部の光はフレネル反射によって光出射面２ｂから出射されずに反射されることとなる。図１０は、フレネル反射によって光出射面２ｂに反射された反射光について説明するための断面図である。   By the way, although the light flux controlling member 2 that satisfies the above conditions has a shape that suppresses the reflectance, a part of the light is reflected without being emitted from the light emitting surface 2b by Fresnel reflection. . FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the reflected light reflected on the light emitting surface 2b by Fresnel reflection.

一般的に発光装置１０をバックライトのような照明装置として用いる場合は、図１０に示すように、光束制御部材２および発光素子１から構成される発光装置１０を実装するための基板７が、発光装置１０の下部に配置される。また、発光装置１０の上部に配置される液晶表示パネル６などに、できるだけ多くの光を照射させるために、反射シート３を基板７の全面もしくは一部分に配置するなどして、光束制御部材２の下方向に出射された光を反射させるような構造とする。本実施の形態においては、一例として、光束制御部材２の周辺部の基板７上に反射シート３を配置した場合を記載しているが、光束制御部材２の下の基板７上にも反射シート３を配置しても構わない。   In general, when the light-emitting device 10 is used as an illumination device such as a backlight, as shown in FIG. 10, a substrate 7 for mounting the light-emitting device 10 including the light flux controlling member 2 and the light-emitting element 1 is It is arranged at the lower part of the light emitting device 10. Further, in order to irradiate as much light as possible to the liquid crystal display panel 6 or the like disposed on the top of the light emitting device 10, the reflective sheet 3 is disposed on the entire surface or a part of the substrate 7. The structure reflects the light emitted downward. In the present embodiment, as an example, the case where the reflection sheet 3 is arranged on the substrate 7 in the peripheral portion of the light flux control member 2 is described, but the reflection sheet is also provided on the substrate 7 below the light flux control member 2. 3 may be arranged.

また、発光装置１０における光束制御部材２には、基板７に実装するための凸部４が形成されている。光束制御部材２の底面２ｃを基板７に接して実装することもできるが、凸部４を設けることによって、底面２ｃと基板７との間に空間を設けることが好ましい。これにより、基板７の発熱による光束制御部材２の劣化を防止することができる。   Further, the light flux controlling member 2 in the light emitting device 10 is formed with a convex portion 4 for mounting on the substrate 7. The bottom surface 2 c of the light flux controlling member 2 can be mounted in contact with the substrate 7, but it is preferable to provide a space between the bottom surface 2 c and the substrate 7 by providing the convex portion 4. Thereby, deterioration of the light flux controlling member 2 due to heat generation of the substrate 7 can be prevented.

発光装置１０では、発光素子１から出射された光は、光入射面２ａに入射し、その後、光出射面２ｂにおいて光Ｌ１として出射されるが、一部の光はフレネル反射によって光出射面２ｂから出射されずに反射される。光出射面２ｂに反射された反射光は、さらに底面２ｃにおいてフレネル反射、あるいは、底面２ｃ下部に配置された反射シート３によって反射され、光出射面２ｂに再度到達する。光出射面２ｂに到達した光は、光出射面２ｂによって光軸Ｚに近付けられて液晶表示パネル６に光Ｌ２として到達する。   In the light emitting device 10, the light emitted from the light emitting element 1 is incident on the light incident surface 2a and then emitted as light L1 on the light emitting surface 2b, but a part of the light is emitted by the Fresnel reflection. It is reflected without being emitted from. The reflected light reflected by the light emitting surface 2b is further reflected by Fresnel reflection at the bottom surface 2c or by the reflection sheet 3 disposed below the bottom surface 2c, and reaches the light emitting surface 2b again. The light reaching the light emitting surface 2b is brought close to the optical axis Z by the light emitting surface 2b and reaches the liquid crystal display panel 6 as light L2.

このように発光装置１０においては、液晶表示パネル６の光軸Ｚ付近の明るさが増す傾向にあるので、光軸Ｚ付近の輝度ムラが生じることがある。   As described above, in the light emitting device 10, since the brightness near the optical axis Z of the liquid crystal display panel 6 tends to increase, luminance unevenness near the optical axis Z may occur.

次に、本発明の特徴点である光散乱部５について説明する。図１１（ａ）は、本実施の形態に係る発光装置１２の断面図である。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に図示したフレネル反射によって反射した光が集光する集光点Ｐの周辺部（点線で囲っている部分）を拡大した断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）において、図１に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。   Next, the light scattering unit 5 that is a feature of the present invention will be described. FIG. 11A is a cross-sectional view of the light emitting device 12 according to the present embodiment. FIG. 11B is an enlarged cross-sectional view of a peripheral portion (portion surrounded by a dotted line) of the condensing point P where the light reflected by the Fresnel reflection illustrated in FIG. 11 (a) and 11 (b), members having the same functions as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、発光装置１２では、底面２ｃに光散乱部５が形成されている。図１１（ｂ）を用いて、光散乱部５に関してより詳細に説明する。図１１（ｂ）に示すように、光散乱部５は、発光装置１２の光軸Ｚを含む平面に沿って、楔形である複数の凹部５ａ〜凹部５ｄが連続して形成されてなっている。詳細には、楔形の凹部５ａから、光束制御部材２の半径方向外側へ向かって、楔形の凹部５ｂ，５ｃおよび５ｄが備えられている。   As shown in FIGS. 11A and 11B, in the light emitting device 12, the light scattering portion 5 is formed on the bottom surface 2c. The light scattering unit 5 will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 11 (b), the light scattering portion 5 is formed by continuously forming a plurality of concave portions 5 a to 5 d that are wedge-shaped along a plane including the optical axis Z of the light emitting device 12. . Specifically, wedge-shaped recesses 5b, 5c, and 5d are provided from the wedge-shaped recess 5a toward the outside in the radial direction of the light flux controlling member 2.

楔形の凹部５ａ（５ｂ，５ｃまたは５ｄ）は、図１１（ｂ）に示すように、光軸Ｚを含む仮想平面であって、且つ、光束制御部材２の底面２ｃに直交する仮想平面によって切断して示す断面形状が楔形を呈しており、底面２ｃと、第１の傾斜面５ａ１（５ｂ１，５ｃ１または５ｄ１）と、第２の傾斜面５ａ２（５ｂ２，５ｃ２または５ｄ２）とからなっている。   As shown in FIG. 11B, the wedge-shaped recess 5a (5b, 5c or 5d) is cut by a virtual plane including the optical axis Z and perpendicular to the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2. The cross-sectional shape shown here has a wedge shape, and includes a bottom surface 2c, a first inclined surface 5a1 (5b1, 5c1 or 5d1), and a second inclined surface 5a2 (5b2, 5c2 or 5d2).

光散乱部５は、上記底面２ｃおける形成面８を含む形成領域に形成されている。形成面８は、（１）発光素子１から出射された光が、光入射面２ａから光束制御部材２に入射して光出射面２ｂに到達する複数の出射点（出射点Ｐ６および出射点Ｐ７）、および、（２）複数の出射点（出射点Ｐ６および出射点Ｐ７）から光束制御部材２内へ反射された光が集光する集光点Ｐの両方を通る直線群が底面２ｃと交差する交差点群によって囲まれてなる領域である。なお、図１１（ａ）にて、出射点Ｐ６および出射点Ｐ７の間には図示しない複数の出射点が存在するが、部材番号の付記を省略している。   The light scattering portion 5 is formed in a formation region including the formation surface 8 on the bottom surface 2c. The formation surface 8 has (1) a plurality of emission points (emission points P6 and P7) where the light emitted from the light emitting element 1 enters the light flux controlling member 2 from the light incident surface 2a and reaches the light emission surface 2b. ), And (2) a group of straight lines passing through both of the condensing points P where the light reflected into the light flux controlling member 2 from a plurality of exit points (the exit points P6 and P7) converges intersects the bottom surface 2c. This is an area surrounded by a group of intersections. In FIG. 11A, there are a plurality of emission points (not shown) between the emission point P6 and the emission point P7, but the addition of the member numbers is omitted.

光散乱部５（凹部５ａ〜凹部５ｄ）が形成されている形成領域には、形成面８が含まれるが、集光点Ｐは含まれない。すなわち、光散乱部５は、集光点Ｐから、光束制御部材２の底面２ｃ側にずれた位置に形成されているといえる。   Although the formation surface 8 is included in the formation region where the light scattering portion 5 (the recess 5a to the recess 5d) is formed, the condensing point P is not included. That is, it can be said that the light scattering portion 5 is formed at a position shifted from the condensing point P toward the bottom surface 2 c of the light flux controlling member 2.

発光装置１２では、凹部５ｃが形成面８に形成されている。このように、複数の凹部のうち少なくとも１つが形成面８に形成されていれば本発明の効果を得ることが可能である。しかしながら、複数の凹部が形成面８に形成されていても同様に、本発明の効果を得ることが可能である。   In the light emitting device 12, the recess 5 c is formed on the formation surface 8. Thus, if at least one of the plurality of recesses is formed on the formation surface 8, the effect of the present invention can be obtained. However, even if a plurality of recesses are formed on the formation surface 8, it is possible to obtain the effects of the present invention.

第１の傾斜面５ａ１（５ｂ１，５ｃ１，５ｄ１）と底面２ｃとの角度γ５ａ１（γ５ｂ１，γ５ｃ１，γ５ｄ１）は、光出射面２ｂでフレネル反射によって反射した光が全反射することによって、光軸Ｚ方向と垂直な方向に反射されるような角度となっている。   The angle γ5a1 (γ5b1, γ5c1, γ5d1) between the first inclined surface 5a1 (5b1, 5c1, 5d1) and the bottom surface 2c is such that the light reflected by the Fresnel reflection on the light exit surface 2b is totally reflected, and the optical axis Z The angle is such that it is reflected in a direction perpendicular to the direction.

また、第２の傾斜面５ａ２（５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２）と底面２ｃとの角度γ５ａ２（γ５ｂ２，γ５ｃ２，γ５ｄ２）は、ほぼ直交する角度としている。第２の傾斜面５ａ２がほぼ直交する角度としているのは、製造誤差および光束制御部材２の製造容易性を考慮したものである。   In addition, an angle γ5a2 (γ5b2, γ5c2, γ5d2) between the second inclined surface 5a2 (5b2, 5c2, 5d2) and the bottom surface 2c is an angle that is substantially orthogonal. The angle at which the second inclined surface 5a2 is substantially orthogonal is due to consideration of manufacturing errors and ease of manufacturing of the light flux controlling member 2.

光束制御部材２は、射出成形などの製造方法によって製造可能であるため、第２の傾斜面５ａ２（５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２）と底面２ｃとの角度を９０°よりも少し小さくしておき、成形品を金型から抜き取り易くしておくことが好ましい。尚、９０°より大幅に小さくした場合には、第２の傾斜面５ａ２（５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２）に光が入射した場合に、光軸Ｚ方向に屈折して輝度ムラなどの要因となる。したがって、第２の傾斜面５ａ２（５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２）と底面２ｃとの角度θ２は、製造時の作業効率も考慮して、発光素子１から光入射面２ａに入射した光が、できるだけ光軸Ｚ方向に屈折しない角度である９０°に近い値としておくことが好ましい。   Since the light flux controlling member 2 can be manufactured by a manufacturing method such as injection molding, the angle between the second inclined surface 5a2 (5b2, 5c2, 5d2) and the bottom surface 2c is made slightly smaller than 90 ° and molded. It is preferable to make it easy to remove the product from the mold. When the angle is significantly smaller than 90 °, when light is incident on the second inclined surface 5a2 (5b2, 5c2, 5d2), the light is refracted in the direction of the optical axis Z and causes luminance unevenness. Therefore, the angle θ2 between the second inclined surface 5a2 (5b2, 5c2, 5d2) and the bottom surface 2c is set so that the light incident on the light incident surface 2a from the light emitting element 1 is as light as possible in consideration of the work efficiency in manufacturing. It is preferable to set a value close to 90 °, which is an angle that does not refract in the axis Z direction.

また、図１１（ｂ）に示すように、楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄは、光軸Ｚから離れるにしたがって、その光軸Ｚと平行な方向における寸法ｂが同等、もしくは、徐々に小さくなっていく形状となっていることが好ましい。具体的には、上記複数の凹部５ａ〜凹部５ｄのうち、互いに隣接する凹部同士の光軸Ｚ方向における寸法は、光軸Ｚ側の凹部の寸法が、上記基準光軸と反対側の凹部の寸法以下（または寸法未満）であるといえる。   Further, as shown in FIG. 11B, the wedge-shaped recesses 5a to 5d have the same or gradually smaller dimension b in the direction parallel to the optical axis Z as they move away from the optical axis Z. It is preferable to have a shape. Specifically, among the plurality of recesses 5a to 5d, the size of the recesses adjacent to each other in the optical axis Z direction is such that the size of the recess on the optical axis Z side is that of the recess on the side opposite to the reference optical axis. It can be said that it is below the dimension (or less than the dimension).

上述したように、楔形の凹部５ａ（５ｂ１，５ｃ１，５ｄ１）に発光素子１から光入射面２ａに入射した光が直接入射した場合、入射した光が光軸Ｚ方向に屈折する。この屈折した光が隣の凹部に再度入射すると、徐々にＺ方向に光の放射方向が変えられていくため、リング状の輝線もしくは、輝度ムラの原因となる。楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄのＺ軸と平行な方向における寸法を光軸Ｚから離れるにしたがって、同等もしくは徐々に小さくなっていく形状とすることにより、隣り合う凹部に入射する光を抑制することができるため、リング状の輝線、輝度ムラを抑制することができる。   As described above, when the light incident on the light incident surface 2a from the light emitting element 1 directly enters the wedge-shaped concave portion 5a (5b1, 5c1, 5d1), the incident light is refracted in the optical axis Z direction. When the refracted light is incident again on the adjacent concave portion, the light emission direction is gradually changed in the Z direction, which causes ring-like bright lines or uneven brightness. Suppressing the light incident on the adjacent recesses by forming the wedge-shaped recesses 5a to 5d in the direction parallel to the Z-axis in a shape that is the same or gradually smaller as the distance from the optical axis Z increases. Therefore, ring-like bright lines and luminance unevenness can be suppressed.

楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄとしては、プリズムのように光を反射し、光の向きを光軸Ｚに対し垂直近くに変化させるものであれば、上記以外に、特に限定されず用いることができる。   The wedge-shaped recesses 5a to 5d are not particularly limited as long as they reflect light like a prism and change the direction of light to be nearly perpendicular to the optical axis Z. .

また、光散乱部５は、光軸Ｚに回転対称の形状であり、光軸Ｚの周囲に一連の形状として形成されている。すなわち、光散乱部５は、好ましい形態として、上記発光装置の基準光軸を含む平面において、複数の楔形の凹部が上記基準光軸に対し軸対称となって形成されている。しかしながら、光軸Ｚの周囲に一連の形状ではなく、部分的に形成されていてもよい。   The light scattering portion 5 has a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis Z, and is formed as a series of shapes around the optical axis Z. That is, as a preferred form, the light scattering portion 5 is formed with a plurality of wedge-shaped concave portions that are symmetric with respect to the reference optical axis on a plane including the reference optical axis of the light emitting device. However, instead of a series of shapes around the optical axis Z, it may be formed partially.

次に、光散乱部５を有する発光装置の液晶表示パネル上の輝度分布について説明する。   Next, the luminance distribution on the liquid crystal display panel of the light emitting device having the light scattering portion 5 will be described.

図１１（ａ）に示す発光装置１２では、発光素子１から出射された光は、光入射面２ａに入射し、その後、光出射面２ｂにおいてＬ１として出射される。ここで、一部の光は、発光装置１０と同様にフレネル反射によって光出射面２ｂから出射されずに反射され、集光点Ｐに集光することとなる。   In the light emitting device 12 shown in FIG. 11A, the light emitted from the light emitting element 1 is incident on the light incident surface 2a and then emitted as L1 on the light emitting surface 2b. Here, a part of the light is reflected without being emitted from the light emitting surface 2 b by Fresnel reflection similarly to the light emitting device 10, and is collected at the condensing point P.

図１１（ｂ）に示すように、発光装置１２においては、集光点Ｐから光束制御部材２の底面２ｃ側にずれた位置に、光散乱部５として複数の楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄが形成されている。この光散乱部５により、大部分は光Ｌ４として光軸Ｚと垂直な方向（光束制御部材２の外周方向）に近付けられて出射されることとなる。光Ｌ４は、光軸Ｚから離れた液晶表示パネル６部分を照射することになる。したがって、光軸Ｚから離れた液晶表示パネル６部分を照射する光Ｌ４を利用して、液晶表示パネル６上の輝度分布をガウス分布とすることが好ましい。   As shown in FIG. 11B, in the light emitting device 12, a plurality of wedge-shaped concave portions 5 a to 5 d are provided as light scattering portions 5 at positions shifted from the condensing point P toward the bottom surface 2 c side of the light flux controlling member 2. Is formed. By this light scattering portion 5, most of the light is emitted as being close to the direction perpendicular to the optical axis Z (the outer peripheral direction of the light flux controlling member 2) as the light L4. The light L4 irradiates the liquid crystal display panel 6 portion away from the optical axis Z. Therefore, it is preferable that the luminance distribution on the liquid crystal display panel 6 is a Gaussian distribution by using the light L4 that irradiates the liquid crystal display panel 6 portion away from the optical axis Z.

また、光散乱部５（楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄ）は、全反射によりフレネル反射による光出射面２ｂからの反射光を光束制御部材２の外周方向に反射または散乱させて、液晶表示パネル６に放射する。したがって、光束制御部材２の下に配置される反射シート３などの反射率の影響を受けることが少なくなり、光利用効率を向上させる（発光素子１から放射される光を効率よく液晶表示パネル６に照射する）ことが可能となる。   Further, the light scattering portion 5 (wedge-shaped concave portion 5a to concave portion 5d) reflects or scatters the reflected light from the light emitting surface 2b by Fresnel reflection in the outer peripheral direction of the light flux controlling member 2 by total reflection, and the liquid crystal display panel 6 Radiates to. Therefore, it is less affected by the reflectance of the reflection sheet 3 or the like disposed under the light flux controlling member 2, and the light utilization efficiency is improved (the light emitted from the light emitting element 1 is efficiently emitted from the liquid crystal display panel 6). Can be irradiated).

以上の構成により、図１５に示した従来の発光装置１００のように集光点Ｐの位置に光散乱部１０５を設けなくとも、発光素子１から出射された光の大部分を、光束制御部材２および光散乱部５によって、光軸Ｚと垂直な方向に近付けるように制御することができる。したがって、図示しない液晶表示パネル上の輝度分布を向上させることができる。   With the above configuration, even if the light scattering portion 105 is not provided at the position of the condensing point P as in the conventional light emitting device 100 shown in FIG. 2 and the light scattering unit 5 can be controlled so as to approach the direction perpendicular to the optical axis Z. Therefore, the luminance distribution on a liquid crystal display panel (not shown) can be improved.

また、本実施の形態のように複数の光散乱部５を集光点Ｐから光束制御部材２の底面２ｃ側にずれた位置に形成することにより、光軸Ｚ方向における光散乱部５の光軸Ｚ方向における寸法を従来の発光装置よりも小さくすることができる。これにより、光束制御部材２の外径寸法を小さくすることが可能となるが、詳細は後述する。   Further, as in the present embodiment, by forming the plurality of light scattering portions 5 at positions shifted from the condensing point P toward the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2, the light of the light scattering portion 5 in the optical axis Z direction is formed. The dimension in the axis Z direction can be made smaller than that of the conventional light emitting device. As a result, the outer diameter of the light flux controlling member 2 can be reduced, but details will be described later.

尚、光散乱部５として形成された複数の楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄは、集光点Ｐから底面２ｃに広がる光と同程度の大きさになるように光軸Ｚ方向と垂直な方向に並べると、光Ｌ４として光軸Ｚと垂直な方向に効率よく近付けられて出射されることとなるため好ましい。   The plurality of wedge-shaped concave portions 5a to 5d formed as the light scattering portion 5 are in a direction perpendicular to the optical axis Z direction so as to have the same size as the light spreading from the condensing point P to the bottom surface 2c. Arrangement is preferable because the light L4 is efficiently approached in the direction perpendicular to the optical axis Z and emitted.

また、発光素子１と光束制御部材２との実装時の位置ずれを考慮して、光散乱部５の楔形の凹部の数を増やして光軸Ｚ方向に対する光散乱部５の面積を大きくしておけば、位置ずれによって集光点Ｐの位置がずれた場合においても、均一な輝度分布を得ることが可能となるため更に好ましい。尚、本実施の形態においては、位置ずれを考慮し、４つの楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄを並べているが、楔形の凹部の数は、実装の位置ずれ精度などを考慮して決定すればよい。   Further, in consideration of the positional deviation when the light emitting element 1 and the light flux controlling member 2 are mounted, the number of wedge-shaped concave portions of the light scattering portion 5 is increased to increase the area of the light scattering portion 5 with respect to the optical axis Z direction. If this is the case, a uniform luminance distribution can be obtained even when the position of the light condensing point P is shifted due to the positional shift, which is more preferable. In the present embodiment, four wedge-shaped recesses 5a to 5d are arranged in consideration of misalignment. However, the number of wedge-shaped recesses may be determined in consideration of mounting misalignment accuracy and the like. .

また、本実施の形態においては、集光点Ｐが光束制御部材２の底面２ｃよりも光出射面２ｂ側にある場合について記載している。この場合、集光点Ｐから底面２ｃ側にずれた位置に光散乱部５を設けることによって、光軸Ｚ方向における光散乱部５の光軸Ｚ方向における寸法を従来の発光装置よりも小さくすることができ、光束制御部材２の外径寸法を小さくすることが可能となるため好ましい。   Further, in the present embodiment, the case where the condensing point P is on the light exit surface 2b side with respect to the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2 is described. In this case, by providing the light scattering portion 5 at a position shifted from the condensing point P toward the bottom surface 2c, the size of the light scattering portion 5 in the optical axis Z direction in the optical axis Z direction is made smaller than that of the conventional light emitting device. This is preferable because the outer diameter of the light flux controlling member 2 can be reduced.

また、光束制御部材２の形状、および、光束制御部材２を実装するための凸部４の大きさによっては、集光点Ｐを光束制御部材２の底面２ｃよりも基板７側にすることもできる。この場合、底面２ｃは、出射点Ｐ６または出射点Ｐ７と集光点Ｐとの間に位置することとなる。すなわち、出射点Ｐ６、出射点Ｐ７および集光点Ｐによって規定される形成面８は、集光点Ｐと出射点Ｐ６の間であり、かつ、集光点Ｐと出射点Ｐ７との間に位置することとなる。   Further, depending on the shape of the light flux controlling member 2 and the size of the projection 4 for mounting the light flux controlling member 2, the condensing point P may be closer to the substrate 7 than the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2. it can. In this case, the bottom surface 2c is located between the exit point P6 or the exit point P7 and the condensing point P. That is, the formation surface 8 defined by the exit point P6, the exit point P7, and the condensing point P is between the condensing point P and the exit point P6, and between the condensing point P and the exit point P7. Will be located.

この場合についても、集光点Ｐから底面２ｃ方向にずれた位置に光散乱部５として楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄを形成することができるため、光軸Ｚ方向における光散乱部５の光軸Ｚ方向における寸法を、従来の発光装置よりも小さくすることができ、光束制御部材２の外径寸法を小さくすることが可能となるため好ましい。集光点Ｐが光束制御部材２の底面２ｃよりも基板７側にある場合においても、底面２ｃにおける光の広がり具合を考慮して、光散乱部５を形成すればよい。   Also in this case, since the wedge-shaped concave portions 5a to 5d can be formed as the light scattering portion 5 at positions shifted from the condensing point P in the bottom surface 2c direction, the optical axis of the light scattering portion 5 in the optical axis Z direction. The dimension in the Z direction can be made smaller than that of a conventional light emitting device, and the outer diameter of the light flux controlling member 2 can be reduced, which is preferable. Even when the condensing point P is closer to the substrate 7 than the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2, the light scattering portion 5 may be formed in consideration of the extent of light spreading on the bottom surface 2c.

このように、発光装置１２が光散乱部５として楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄを備えることによって、輝度ムラを抑制することが可能となる。   As described above, the light emitting device 12 includes the wedge-shaped concave portions 5 a to 5 d as the light scattering portion 5, thereby suppressing luminance unevenness.

また、光散乱部５の光軸Ｚ方向と垂直な方向における設置位置は、図１１に示すように光出射面２ｂからの光をより多く、光軸Ｚに対し、垂直方向側に近付けることができれば、特に限定されるものではない。光散乱部５が集光点Ｐを含む光軸Ｚと平行な軸上に配置された場合は、光出射面２ｂにおいてフレネル反射された光のより多くを、光軸Ｚに対し垂直な方向に近付くように制御することができるため好ましい。尚、集光点Ｐのおおよその位置としては、底面２ｃの光出射面２ｂ寄りである。   Further, the installation position of the light scattering portion 5 in the direction perpendicular to the optical axis Z direction is such that more light is emitted from the light exit surface 2b as shown in FIG. If possible, there is no particular limitation. When the light scattering portion 5 is arranged on an axis parallel to the optical axis Z including the condensing point P, more of the light reflected by the Fresnel on the light exit surface 2b is in a direction perpendicular to the optical axis Z. Since it can control to approach, it is preferable. The approximate position of the condensing point P is close to the light exit surface 2b of the bottom surface 2c.

図１２は、発光装置１０および発光装置１２を用いた場合の液晶表示パネル６上に及ぼされる輝度分布を示すグラフである。同図において、縦軸は液晶表示パネル６上における相対的な輝度を表している。また、横軸は、液晶表示パネル６における位置を示しており、各発光装置における発光素子１の直上を横軸の中心としている。同図中、実線のグラフは、光散乱部５を有する発光装置１２の輝度分布を、一方、破線のグラフは、光散乱部５を有しない発光装置１０の輝度分布を示している。   FIG. 12 is a graph showing the luminance distribution exerted on the liquid crystal display panel 6 when the light emitting device 10 and the light emitting device 12 are used. In the figure, the vertical axis represents the relative luminance on the liquid crystal display panel 6. Further, the horizontal axis indicates the position on the liquid crystal display panel 6, and the center of the horizontal axis is directly above the light emitting element 1 in each light emitting device. In the figure, the solid line graph shows the luminance distribution of the light emitting device 12 having the light scattering portion 5, while the broken line graph shows the luminance distribution of the light emitting device 10 not having the light scattering portion 5.

同図の実線のグラフと破線のグラフとを比較すると、発光装置１２において、光散乱部５が備えられていることにより、発光装置１０よりも、発光素子１の直上部分の明るさが抑制されていることが分かる。同図の破線で示した発光素子１直上の明るさは、発光素子１直上が明るくなる輝度ムラの原因となるので、このように、発光装置１２に光散乱部５が備えられていることによって、液晶表示パネル６上の輝度ムラをより生じ難くすることができる。   Comparing the solid line graph and the broken line graph in FIG. 6, the light-emitting device 12 includes the light scattering unit 5, so that the brightness of the portion directly above the light-emitting element 1 is suppressed compared to the light-emitting device 10. I understand that The brightness directly above the light-emitting element 1 indicated by the broken line in FIG. 6 causes luminance unevenness that becomes bright immediately above the light-emitting element 1. Thus, the light scattering unit 5 is provided in the light-emitting device 12 as described above. Further, uneven brightness on the liquid crystal display panel 6 can be made less likely to occur.

また、図１３は、光入射面２ａに入射した光が光出射面２ｂに到達する前に光散乱部５に到達する場合における発光装置１２の断面図を示している。   FIG. 13 is a cross-sectional view of the light emitting device 12 when the light incident on the light incident surface 2a reaches the light scattering portion 5 before reaching the light emitting surface 2b.

上述したように、発光装置１２によれば、発光素子１から出射される光は、光散乱部５に到達せずに、光出射面２ｂから出射された場合、光Ｌ１として出射される。このようにして、発光素子１から出射される光の拡散性を向上させることができる。ここで、同図に示すように、発光素子１から出射された光の一部は、光入射面２ａに入射した後に、光散乱部５に到達した後に光出射面２ｂに到達して、光束制御部材２の外部に光Ｌ５として出射される。同図に示されるように、発光素子１から出射された光の一部は、光入射面２ａに入射した後に、光散乱部５によってその方向が変更され、光軸Ｚ方向に対し平行な方向側に変更されることとなる。すなわち、光Ｌ５が生じると、発光素子１からの光の拡散性を向上させる効率が低下することとなる。   As described above, according to the light emitting device 12, the light emitted from the light emitting element 1 is emitted as the light L <b> 1 when it is emitted from the light emitting surface 2 b without reaching the light scattering portion 5. Thus, the diffusibility of the light emitted from the light emitting element 1 can be improved. Here, as shown in the figure, a part of the light emitted from the light emitting element 1 is incident on the light incident surface 2a, then reaches the light scattering portion 5 and then reaches the light emitting surface 2b, and the light flux. Light L5 is emitted to the outside of the control member 2. As shown in the figure, after a part of the light emitted from the light emitting element 1 is incident on the light incident surface 2a, its direction is changed by the light scattering portion 5, and the direction parallel to the optical axis Z direction. Will be changed to the side. That is, when the light L5 is generated, the efficiency of improving the diffusibility of the light from the light emitting element 1 is lowered.

本実施の形態における発光装置１２では、光束制御部材２の底面２ｃに光散乱部５として複数の楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄを形成している。また、楔形の凹部は、上述したように光出射面２ｂによって反射されるフレネル反射成分の集光点Ｐからずれた位置に形成されているため、光散乱部５における光軸Ｚ方向における寸法を小さくすることが可能である。   In the light emitting device 12 according to the present embodiment, a plurality of wedge-shaped concave portions 5 a to 5 d are formed as light scattering portions 5 on the bottom surface 2 c of the light flux controlling member 2. Further, since the wedge-shaped recess is formed at a position shifted from the condensing point P of the Fresnel reflection component reflected by the light emitting surface 2b as described above, the size of the light scattering portion 5 in the optical axis Z direction is set. It can be made smaller.

これにより、光入射面２ａに入射した光が光出射面２ｂに到達する前に光散乱部５に到達する光の割合を減らすことができるため、光Ｌ５として出射される光の量はごく僅かであり、輝度ムラに与える影響についてもごく僅かとなる。   Thereby, since the ratio of the light which reaches the light scattering portion 5 before the light incident on the light incident surface 2a reaches the light emitting surface 2b can be reduced, the amount of light emitted as the light L5 is very small. Therefore, the influence on the luminance unevenness is negligible.

特に、上記発光装置１２の光軸Ｚを含む平面において、楔型の凹部５ａ〜凹部５ｄの光軸Ｚとの距離をａ、楔形の光軸Ｚ方向における寸法をｂ（図１１（ｂ）参照）とすると、ｂ／ａ＜ｔａｎ８０°となるように楔形の凹部の寸法をした場合、一般的な発光素子の配光特性であるランバート分布の場合であれば、発光素子１から光入射面２ａに入射した光が光出射面２ｂに到達する前に光散乱部５に到達する光の割合を、発光素子１から出射する光の３％以下にすることができるため、光Ｌ５を殆ど生じさせることが無い。したがって、図１５に示した従来の発光装置１００の光束制御部材１０２に設けた光散乱面１０２ｅが必要なくなるため、光束制御部材１０２の外径寸法を小さくすることが可能となり、そのまま照明装置などに用いることができる。   In particular, in the plane including the optical axis Z of the light emitting device 12, the distance from the optical axis Z of the wedge-shaped recess 5a to 5d is a, and the dimension in the wedge-shaped optical axis Z direction is b (see FIG. 11B). ), When the size of the wedge-shaped concave portion is set so that b / a <tan 80 °, in the case of a Lambert distribution which is a light distribution characteristic of a general light emitting element, the light incident surface 2a extends from the light emitting element 1. The ratio of the light that reaches the light scattering portion 5 before the light incident on the light emitting surface 2b reaches 3% or less of the light emitted from the light emitting element 1, so that most of the light L5 is generated. There is nothing. Accordingly, since the light scattering surface 102e provided on the light flux control member 102 of the conventional light emitting device 100 shown in FIG. 15 is not necessary, the outer diameter dimension of the light flux control member 102 can be reduced, and it can be used as it is in an illumination device or the like. Can be used.

尚、ごく僅かではあるが上記のような光Ｌ５の発生を抑制し、発光素子からの光の拡散性をさらに向上させるために、従来例のような光散乱面を用いてもよい。図１４は、光散乱面２ｅを備える発光装置１３の断面図を示している。   Note that a light scattering surface as in the conventional example may be used in order to suppress the generation of the light L5 as described above and to further improve the diffusibility of the light from the light emitting element. FIG. 14 shows a cross-sectional view of the light emitting device 13 including the light scattering surface 2e.

発光装置１３の光束制御部材２は、光出射面２ｂにおいて発光素子１から出射された光が出射される側（外部側）に、光軸Ｚと垂直な面を有する光散乱面２ｅを備え、さらに、光散乱面２ｅの外部側の端部には、底面２ｃに対し垂直な端面２ｆが形成されて、底面２ｃとつながっている。   The light flux controlling member 2 of the light emitting device 13 includes a light scattering surface 2e having a surface perpendicular to the optical axis Z on the side (external side) where the light emitted from the light emitting element 1 is emitted on the light emitting surface 2b. Further, an end surface 2f perpendicular to the bottom surface 2c is formed at the outer end of the light scattering surface 2e and is connected to the bottom surface 2c.

同図に示すように、光散乱部５によって、その方向が変更され、光軸Ｚ方向に対し平行な方向側に変更された光Ｌ５は、光散乱面２ｅにおいて光Ｌ６として散乱されることとなる。このため、図１３における光Ｌ５のように、光軸Ｚに対し平行な方向側に移動される光によって発生するリング状の輝線の発生を抑制することができ、発光素子１からの光をさらに効率的に拡散させることができる。具体的には、発光装置１３によって、液晶表示パネルに出射された光が、特定の部分に円状の輝線を発生させる度合いが小さくなる。すなわち、光散乱面２ｅを設けることにより輝度ムラを抑制しやすくすることができるのである。尚、光Ｌ６は、光軸Ｚから離れた液晶表示パネル６部分を照射することになる。したがって、光軸Ｚから離れた液晶表示パネル６部分を照射する光Ｌ６を利用して、液晶表示パネル上の輝度分布をガウス分布とすることが好ましい。   As shown in the figure, the light L5 whose direction is changed by the light scattering unit 5 and changed to the direction parallel to the optical axis Z direction is scattered as light L6 on the light scattering surface 2e. Become. For this reason, like the light L5 in FIG. 13, generation | occurrence | production of the ring-shaped bright line generate | occur | produced by the light moved to the direction parallel to the optical axis Z can be suppressed, and the light from the light emitting element 1 is further reduced. It can be diffused efficiently. Specifically, the light emitted from the light emitting device 13 to the liquid crystal display panel reduces the degree to which a circular bright line is generated in a specific portion. That is, it is possible to easily suppress luminance unevenness by providing the light scattering surface 2e. The light L6 irradiates the liquid crystal display panel 6 portion away from the optical axis Z. Therefore, it is preferable that the luminance distribution on the liquid crystal display panel is a Gaussian distribution by using the light L6 that irradiates the liquid crystal display panel 6 portion away from the optical axis Z.

上述したように本実施の形態における発光装置１３における光散乱部５は、光出射面２ｂによって反射されるフレネル反射成分の集光点Ｐから光束制御部材２の底面２ｃ側にずれた位置に形成されることにより、光散乱部５の光軸Ｚ方向における寸法を小さくしている。   As described above, the light scattering portion 5 in the light emitting device 13 in the present embodiment is formed at a position shifted from the condensing point P of the Fresnel reflection component reflected by the light emitting surface 2b toward the bottom surface 2c of the light flux controlling member 2. By doing so, the dimension in the optical axis Z direction of the light-scattering part 5 is made small.

これにより、光入射面２ａに入射した光が光出射面２ｂに到達する前に光散乱部５に到達する光の割合を減らすことができる。したがって、光Ｌ５の広がりは従来の発光装置に比べて小さいものとなるため、従来よりも、光散乱面２ｅの寸法を小さくすることができ、また、光散乱面２ｅと底面２ｃとの距離を短くすることができる。言い換えれば、光束制御部材２の外径を小さくすることができ、光束制御部材２の外周部（端面２ｆ）を薄くすることが可能となる。   Thereby, it is possible to reduce the proportion of light that reaches the light scattering portion 5 before the light incident on the light incident surface 2a reaches the light emitting surface 2b. Accordingly, since the spread of the light L5 is smaller than that of the conventional light emitting device, the size of the light scattering surface 2e can be made smaller than that of the conventional device, and the distance between the light scattering surface 2e and the bottom surface 2c can be reduced. Can be shortened. In other words, the outer diameter of the light flux controlling member 2 can be reduced, and the outer peripheral portion (end surface 2f) of the light flux controlling member 2 can be made thinner.

尚、図１４に示す発光装置１４においては、従来例のように光散乱部５をフレネル反射成分の集光点Ｐに形成した場合と比較して、光散乱面２ｅの寸法を６８％削減することができ、端面２ｆの厚みを４５％削減することが可能であることを解析により確認することができた。   In the light emitting device 14 shown in FIG. 14, the size of the light scattering surface 2e is reduced by 68% compared to the case where the light scattering portion 5 is formed at the condensing point P of the Fresnel reflection component as in the conventional example. It was possible to confirm by analysis that the thickness of the end face 2f can be reduced by 45%.

また、図１１〜図１４に示した本実施の形態における発光装置１２，１３においては、光束制御部材２の下に反射シート３が配置されておらず、光束制御部材２の周辺部にのみ反射シート３が配置されている構成となっているが、反射シート３を光束制御部材２の下部にも配置して設けてもよい。   In addition, in the light emitting devices 12 and 13 according to the present embodiment shown in FIGS. 11 to 14, the reflection sheet 3 is not disposed under the light flux control member 2, and is reflected only at the peripheral portion of the light flux control member 2. Although the sheet 3 is arranged, the reflection sheet 3 may be provided also under the light flux controlling member 2.

しかしながら、図１１〜図１４のような構成では、基板７に発光素子１、光束制御部材２から構成される発光装置１２，１３を実装した後に、発光装置１２，１３の外径寸法に合わせた穴を設けた反射シート３を、発光装置の上方から被せて照明装置を組み立てることができる。そのため、照明装置の組み立てが容易になるため好ましい。   However, in the configuration as shown in FIGS. 11 to 14, after the light emitting devices 12 and 13 including the light emitting element 1 and the light flux controlling member 2 are mounted on the substrate 7, the outer diameter of the light emitting devices 12 and 13 is adjusted. The lighting device can be assembled by covering the reflection sheet 3 provided with holes from above the light emitting device. Therefore, it is preferable because the lighting device can be easily assembled.

ここで、光束制御部材２の下に反射シート３が無くとも、基板７と反射シート３との反射率の差による輝度ムラは殆ど起こることがない。発光装置１２，１３においては、上述したようにフレネル反射によって光出射面２ｂで反射された光を、光散乱部５として形成した楔形の凹部５ａ〜凹部５ｄにより光軸Ｚ方向と平行な方向に散乱させて再び光出射面２ｂから出射させている。これにより、光束制御部材２の下面に出射される光は殆どなくなるためである。   Here, even if there is no reflection sheet 3 under the light flux controlling member 2, brightness unevenness due to a difference in reflectance between the substrate 7 and the reflection sheet 3 hardly occurs. In the light emitting devices 12 and 13, the light reflected by the light emitting surface 2 b by Fresnel reflection as described above is made parallel to the optical axis Z direction by the wedge-shaped concave portions 5 a to 5 d formed as the light scattering portion 5. The light is scattered and emitted from the light exit surface 2b again. This is because almost no light is emitted to the lower surface of the light flux controlling member 2.

以上の対策を講じても輝点や輝線が発生する場合には、輝度目標とするガウス分布から、輝点や輝線が発生する部分の輝度を、輝点や輝線の発生分を考慮して輝度を下げておき、これを新たな輝度目標としてレンズを設計すればよい。   If a bright spot or bright line is generated even if the above measures are taken, the brightness of the part where the bright spot or bright line is generated is considered from the Gaussian distribution targeted for the brightness. And design a lens with this as a new luminance target.

また、本実施の形態に係る発光装置を用いて、これを備える照明装置を提供することができる。上記照明装置は、本実施の形態に係る発光装置を備えるため、フレネル反射による反射率を低減させることにより、拡散性が向上された照明装置を提供することができる。照明装置の具体例としては、一般的な照明機器への適用はもちろんのこと、液晶表示装置、バックライト、サインボードなどを挙げることができる。   In addition, a lighting device including the light-emitting device according to this embodiment can be provided. Since the illuminating device includes the light-emitting device according to this embodiment, the illuminating device with improved diffusibility can be provided by reducing the reflectivity due to Fresnel reflection. Specific examples of the lighting device include a liquid crystal display device, a backlight, and a sign board as well as application to general lighting equipment.

尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして利用することができる。本発明の照明装置は、特に、大型の液晶表示装置のバックライトとして好適に利用することができる。   The illumination device of the present invention can be used as a backlight of a liquid crystal display device. The illumination device of the present invention can be suitably used particularly as a backlight of a large liquid crystal display device.

１ 発光素子
２ 光束制御部材
２ａ 光入射面
２ｂ 光出射面
２ｃ 底面
２ｅ 光散乱面
２ｆ 端面
３ 反射シート
４ 凸部
５ 光散乱部
５ａ〜５ｄ 凹部（光散乱部）
６ 液晶表示パネル
７ 基板
８ 形成面
１０〜１３ 発光装置
１００ 発光装置
１０１ 発光素子
１０２ 光束制御部材
１０２ａ 光入射面
１０２ｂ 光出射面
１０２ｃ 底面
１０２ｅ 光散乱面
１０２ｆ 端面
１０３ 反射シート
１０５ 光散乱部
１０６ 液晶表示パネル
α１ 角度
α２ 角度
Δα１ 角度
Δα２ 角度
Ｒ１ 距離
Ｒ２ 距離
Ｐ 集光点
Ｐ１ 入射点
Ｐ２・Ｐ６・Ｐ７ 出射点
Ｚ 光軸（基準光軸） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 2 Light flux control member 2a Light incident surface 2b Light output surface 2c Bottom surface 2e Light scattering surface 2f End surface 3 Reflective sheet 4 Convex part 5 Light scattering part 5a-5d Concave part (light scattering part)
6 liquid crystal display panel 7 substrate 8 forming surface 10-13 light emitting device 100 light emitting device 101 light emitting element 102 light flux controlling member 102a light incident surface 102b light emitting surface 102c bottom surface 102e light scattering surface 102f end surface 103 reflecting sheet 105 light scattering portion 106 liquid crystal display Panel α1 angle α2 angle Δα1 angle Δα2 angle R1 distance R2 distance P condensing point P1 incident point P2, P6, P7 exit point Z optical axis (reference optical axis)

Claims (5)

発光素子と、発光素子から出射された光を制御する光束制御部材とを備える発光装置において、
上記光束制御部材は、上記発光素子から出射された光が光束制御部材に入射する光入射面と、上記光入射面に入射した光が光束制御部材から出射される光出射面とを有し、
上記光出射面において光束制御部材内に反射された光を散乱させる光散乱部が、上記光入射面と上記光出射面とを結ぶ底面における形成面を少なくとも含む形成領域に形成されており、
上記光散乱部は、基準光軸を含む平面に沿って、楔形である複数の凹部が連続して形成されてなり、
上記形成面は、（１）上記発光素子から出射された光が、上記光入射面から上記光束制御部材に入射して上記光出射面に到達する複数の出射点、および、（２）上記複数の出射点から光束制御部材内へ反射された光が集光する集光点の両方を通る直線群が上記底面と交差する交差点群によって囲まれてなり、
上記集光点は、上記形成領域に含まれないことを特徴とする発光装置。 In a light emitting device including a light emitting element and a light flux controlling member that controls light emitted from the light emitting element,
The light flux controlling member has a light incident surface on which light emitted from the light emitting element enters the light flux controlling member, and a light emitting surface from which light incident on the light incident surface is emitted from the light flux controlling member,
A light scattering portion that scatters the light reflected in the light flux controlling member on the light exit surface is formed in a formation region including at least a formation surface at a bottom surface connecting the light incident surface and the light exit surface,
The light scattering portion is formed by continuously forming a plurality of concave portions having a wedge shape along a plane including the reference optical axis,
The formation surface includes: (1) a plurality of emission points where light emitted from the light emitting element enters the light flux controlling member from the light incident surface and reaches the light emission surface; and (2) the plurality of the plurality of emission points. A group of straight lines passing through both the condensing points where the light reflected from the exit point of the light beam into the light flux controlling member collects is surrounded by the intersection group intersecting the bottom surface,
The light-emitting device, wherein the condensing point is not included in the formation region. 上記複数の凹部のうち、互いに隣接する凹部同士の上記基準光軸の方向における寸法は、
基準光軸側の凹部の寸法が、上記基準光軸と反対側の凹部の寸法以下であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。 Of the plurality of recesses, the dimensions of the recesses adjacent to each other in the direction of the reference optical axis are as follows:
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the size of the recess on the side of the reference optical axis is equal to or less than the size of the recess on the side opposite to the reference optical axis. 上記光束制御部材には、上記基準光軸を含む平面において、上記凹部の上記基準光軸との距離をａ、上記凹部の上記基準光軸の方向における寸法をｂとすると、ｂ／ａ＜ｔａｎ８０°であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。   In the light flux controlling member, in a plane including the reference optical axis, if the distance between the concave portion and the reference optical axis is a, and the dimension of the concave portion in the direction of the reference optical axis is b, b / a <tan 80 The light-emitting device according to claim 1 or 2, wherein 請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置が備える光束制御部材。   A light flux controlling member provided in the light-emitting device according to claim 1. 請求項１〜３の何れか１項に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。   An illuminating device comprising the light emitting device according to claim 1.
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