JP2017092017A - Luminous flux control member, light emitting device, surface light source device and display device - Google Patents

Luminous flux control member, light emitting device, surface light source device and display device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminous flux control member capable of suppressing color unevenness without using a wavelength conversion material.SOLUTION: A luminous flux control member includes: an incident surface; a first total reflection surface formed on the opposite side from the incident surface, and for reflecting one part of incident light into two directions substantially vertical to an optical axis of a light emitting element and, also, opposite from each other; two light guide parts for guiding the light which entered in the incident surface into the direction being separated from the incident surface and the first total reflection surface, at positions opposing to each other by sandwiching the incident surface and the first total reflection surface; two second total reflection surfaces arranged on both end parts of the light guide part, for allowing the light which entered the incident surface and reached directly to enter at equal to or greater than a critical angle and to reflect so as to be separated from a virtual flat surface with the virtual flat surface including the optical axis and a first virtual straight line being a boundary; and two emission surfaces formed on the outside surfaces of the two light guide parts and for emitting the light guided by the light guide parts to the outside.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材、当該光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置に関する。   The present invention relates to a light flux control member that controls light distribution of light emitted from a light emitting element, a light emitting device having the light flux control member, a surface light source device, and a display device.

液晶表示装置や看板などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されている(例えば、特許文献1参照)。   In a transmissive image display device such as a liquid crystal display device or a signboard, a direct type surface light source device may be used as a backlight. In recent years, a direct type surface light source device having a plurality of light emitting elements as a light source has been used (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載の直下型光源装置(面光源装置)は、光源基板と、光源基板上に配置された、青色の光を出射する複数の光源(発光素子)と、複数の光源に対して空気層を介して配置された、蛍光体や量子ドットなどの波長変換物質を含む波長変換シートと、を有する。特許文献1に記載の面光源装置では、光源から出射された青色の光が波長変換シートの内部に入射すると、青色の光の一部が波長変換物質により赤色の光および緑色の光に変換される。青色の光、赤色の光および緑色の光は、混色されて白色の光となり、波長変換シートから出射される。   The direct type light source device (surface light source device) described in Patent Document 1 is provided for a light source substrate, a plurality of light sources (light emitting elements) arranged on the light source substrate and emitting blue light, and a plurality of light sources. And a wavelength conversion sheet including a wavelength conversion substance such as a phosphor or a quantum dot, which is disposed via an air layer. In the surface light source device described in Patent Document 1, when blue light emitted from the light source enters the wavelength conversion sheet, part of the blue light is converted into red light and green light by the wavelength conversion material. The Blue light, red light and green light are mixed to form white light, which is emitted from the wavelength conversion sheet.

特開2015−035336号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-035336

しかしながら、特許文献1に記載の面光源装置には、蛍光体や量子ドットなどの高価な波長変換物質を使用するため、製造コストが高くなってしまうという問題がある。   However, since the surface light source device described in Patent Document 1 uses an expensive wavelength conversion material such as a phosphor or a quantum dot, there is a problem that the manufacturing cost increases.

製造コストを削減する手段としては、三原色を生成するための波長変化物質を用いる代わりに、出射光の色がそれぞれ異なる複数の発光素子を組み合わせて用いることが考えられる。しかしながら、出射光の色がそれぞれ異なる複数の発光素子を組み合わせて用いた場合、色ムラなく混色させることが必要となる。特に、面光源装置を薄型化または発光素子(光源)を広ピッチ化した場合、十分に混色させることが困難となり、色ムラが生じやすい。   As a means for reducing the manufacturing cost, it is conceivable to use a combination of a plurality of light emitting elements having different colors of the emitted light, instead of using the wavelength changing materials for generating the three primary colors. However, when a plurality of light emitting elements having different colors of emitted light are used in combination, it is necessary to mix colors without color unevenness. In particular, when the surface light source device is thinned or the light emitting elements (light sources) are widened, it is difficult to sufficiently mix colors, and color unevenness is likely to occur.

そこで、本発明の目的は、波長変換物質を用いることなく色ムラを抑制できる光束制御部材を提供することである。また、本発明の別の目的は、当該光束制御部材を有する、発光装置、面光源装置および表示装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a light flux controlling member that can suppress color unevenness without using a wavelength converting substance. Another object of the present invention is to provide a light emitting device, a surface light source device, and a display device having the light flux controlling member.

本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、発光素子から出射された光を入射する入射面と、前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に形成され、前記入射面から入射した光の一部を、前記発光素子の光軸と略垂直であり、かつ互いに反対向きである2つの方向に反射させる第1全反射面と、前記入射面および前記第1全反射面を挟んで相対する位置に、前記入射面から入射した光の一部および前記第1全反射面で反射した光を前記入射面および前記第1全反射面から離れる方向にそれぞれ導光する2つの導光部と、前記2つの導光部の端部にそれぞれ配置され、前記光軸および前記光軸と交わり、前記2つの導光部が延在する方向に沿う第1仮想直線を含む仮想平面を境界として、前記仮想平面から離れるように、前記入射面で入射し直接到達した光を臨界角以上の角度で入射させ反射させる2つの第2全反射面と、前記2つの導光部のそれぞれの外面に形成され、前記導光部により導光された光をそれぞれ外部に出射する2つの出射面と、を有する。   A light flux controlling member according to the present invention is a light flux controlling member that controls light distribution of light emitted from a light emitting element, and includes an incident surface on which light emitted from the light emitting element is incident, and the incident surface sandwiching the incident surface. A first total reflection formed at a position facing the light emitting element and reflecting a part of light incident from the incident surface in two directions which are substantially perpendicular to the optical axis of the light emitting element and opposite to each other. A part of the light incident from the incident surface and the light reflected by the first total reflection surface at a position facing each other across the surface and the incident surface and the first total reflection surface. Two light guides for guiding light in a direction away from the total reflection surface and ends of the two light guides, respectively, intersect with the optical axis and the optical axis, and the two light guides extend. A virtual plane including the first virtual straight line along the existing direction is defined as a boundary. Two second total reflection surfaces that reflect light incident on the incident surface and directly reaching the incident surface at an angle greater than a critical angle so as to be away from the virtual plane, and outer surfaces of the two light guides, respectively. And two emission surfaces for emitting the light guided by the light guide part to the outside.

また、本発明に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子の光軸と交わるように配置された、本発明に係る光束制御部材と、を有する。   Moreover, the light-emitting device which concerns on this invention has a light-emitting element and the light beam control member which concerns on this invention arrange | positioned so that the optical axis of the said light-emitting element may be crossed.

また、本発明に係る面光源装置は、本発明に係る複数の発光装置と、前記発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を有し、前記複数の発光装置は、第1の方向に前記第1仮想直線が沿うように発光装置列として配置され、前記発光装置列は、前記第1の方向に垂直な第2の方向に複数列配置されている。   The surface light source device according to the present invention includes a plurality of light emitting devices according to the present invention, and a light diffusion plate that diffuses and transmits the light emitted from the light emitting devices, and the plurality of light emitting devices are The light emitting device rows are arranged so that the first virtual line is along the first direction, and the light emitting device rows are arranged in a plurality of rows in a second direction perpendicular to the first direction.

また、本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置から出射された光を照射される被照射部材と、を有する。   Moreover, the display apparatus which concerns on this invention has the surface light source device which concerns on this invention, and the to-be-irradiated member irradiated with the light radiate | emitted from the said surface light source device.

本発明によれば、出射光の色がそれぞれ異なる複数の発光素子を光源とした場合に、波長変換物質を用いることなく色ムラを抑制できる光束制御部材を提供できる。また、当該光束制御部材を有する、色ムラの少ない発光装置、面光源装置および表示装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when the light emitting element from which the color of each emitted light differs is used as the light source, the light beam control member which can suppress a color nonuniformity without using a wavelength conversion substance can be provided. Further, it is possible to provide a light emitting device, a surface light source device, and a display device that have the light flux controlling member and have little color unevenness.

図1A、Bは、本発明の実施の形態1に係る面光源装置の構成を示す図である。1A and 1B are diagrams showing a configuration of a surface light source device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、実施の形態1に係る面光源装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the surface light source device according to the first embodiment. 図3は、実施の形態1に係る発光装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment. 図4A〜Cは、実施の形態1に係る光束制御部材の構成を示す図である。4A to 4C are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member according to the first embodiment. 図5A、Bは、実施の形態1に係る光束制御部材の構成を示す図である。5A and 5B are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member according to the first embodiment. 図6A、Bは、実施の形態1に係る光束制御部材本体の斜視図である。6A and 6B are perspective views of the light flux controlling member main body according to Embodiment 1. FIG. 図7A〜Cは、実施の形態1に係る光束制御部材本体の構成を示す図である。7A to 7C are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member main body according to Embodiment 1. FIG. 図8A、Bは、実施の形態1に係る光束制御部材本体の構成を示す図である。8A and 8B are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member body according to Embodiment 1. FIG. 図9A、Bは、30°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板および基板への到達位置を示した図である。FIGS. 9A and 9B are views showing the arrival positions of the light emitted from the light emitting element at an emission angle of 30 ° and controlled by the light flux controlling member to the light diffusion plate and the substrate. 図10A、Bは、30°の出射角度で発光素子から出射された光の発光装置における光路図である。10A and 10B are optical path diagrams in a light emitting device of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 30 °. 図11A、Bは、45°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板および基板への到達位置を示した図である。FIGS. 11A and 11B are views showing the arrival positions of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 45 ° and controlled by the light flux controlling member to the light diffusion plate and the substrate. 図12A、Bは、45°の出射角度で発光素子から出射された光の発光装置における光路図である。12A and 12B are optical path diagrams in a light emitting device of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 45 °. 図13A、Bは、60°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板および基板への到達位置を示した図である。FIGS. 13A and 13B are views showing the arrival positions of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 60 ° and controlled by the light flux controlling member to the light diffusion plate and the substrate. 図14A、Bは、60°の出射角度で発光素子から出射された光の発光装置における光路図である。14A and 14B are optical path diagrams in a light emitting device of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 60 °. 図15A、Bは、75°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板および基板への到達位置を示した図である。FIGS. 15A and 15B are views showing the positions where light emitted from the light emitting element at an emission angle of 75 ° and controlled by the light flux controlling member reaches the light diffusion plate and the substrate. 図16A、Bは、75°の出射角度で発光素子から出射された光の発光装置における光路図である。16A and 16B are optical path diagrams in a light emitting device of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 75 °. 図17A〜Dは、比較例に係る発光装置における光路図である。17A to 17D are optical path diagrams in a light emitting device according to a comparative example. 図18A、Bは、本発明の実施の形態1の変形例に係る光束制御部材の平面図である。18A and 18B are plan views of a light flux controlling member according to a modification of the first embodiment of the present invention. 図19A〜Cは、実施の形態2に係る光束制御部材の構成を示す図である。19A to 19C are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member according to the second embodiment. 図20A〜Cは、実施の形態2に係る光束制御部材の構成を示す図である。20A to 20C are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member according to the second embodiment. 図21A〜Cは、散乱部材の構成を示す図である。21A to 21C are diagrams illustrating the configuration of the scattering member. 図22は、実施の形態2に係る光束制御部材の散乱部材の特徴を説明するための図である。FIG. 22 is a diagram for explaining the characteristics of the scattering member of the light flux controlling member according to the second embodiment. 図23A、Bは、15°および20°の出射角度で発光素子から出射された光の光拡散板における到達位置を示した図である。FIGS. 23A and 23B are diagrams showing arrival positions on the light diffusion plate of light emitted from the light emitting elements at the emission angles of 15 ° and 20 °. 図24A、Bは、25°および30°の出射角度で発光素子から出射された光の光拡散板における到達位置を示した図である。24A and 24B are views showing the arrival positions of the light emitted from the light emitting elements at the emission angles of 25 ° and 30 ° on the light diffusion plate. 図25A、Bは、光拡散板上における輝度分布を示すグラフである。25A and 25B are graphs showing the luminance distribution on the light diffusion plate. 図26A〜Cは、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材の構成を示す図である。26A to 26C are diagrams showing a configuration of a light flux controlling member according to a modification of the second embodiment. 図27A〜Cは、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材の構成を示す図である。27A to 27C are diagrams showing a configuration of a light flux controlling member according to a modification of the second embodiment.

以下、本発明の光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置は、面光源装置からの光を照射される被照射部材(例えば液晶パネル)と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。   Hereinafter, a light flux controlling member, a light emitting device, a surface light source device, and a display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a surface light source device suitable for a backlight of a liquid crystal display device will be described as a representative example of the surface light source device of the present invention. These surface light source devices can be used as a display device by combining with an irradiated member (for example, a liquid crystal panel) irradiated with light from the surface light source device.

[実施の形態1]
(面光源装置の構成)
図1および図2は、本発明の実施の形態1に係る面光源装置100の構成を示す図である。図1Aは、面光源装置100の平面図であり、図1Bは、正面図である。図2は、図1Bに示されるA−A線の断面図である。図3は、発光装置130の断面図である。また、図4〜8は、実施の形態1に係る光束制御部材150の構成を示す図である。図4Aは、光束制御部材150の平面図であり、図4Bは、正面図であり、図4Cは、底面図である。図5Aは、光束制御部材150の右側面図であり、図5Bは、図4Aに示されるA−A線の断面図である。図6Aは、散乱部材157を外した光束制御部材150(光束制御部材本体)を上から見た斜視図であり、図6Bは、散乱部材157を外した光束制御部材150の底面158を上側に向けた場合の斜視図である。図7Aは、散乱部材157を外した光束制御部材150の平面図であり、図7Bは、正面図であり、図7Cは、底面図である。図8Aは、散乱部材157を外した光束制御部材150の右側面図であり、図8Bは、図7Aに示されるA−A線の断面図である。
[Embodiment 1]
(Configuration of surface light source device)
1 and 2 are diagrams showing the configuration of the surface light source device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the surface light source device 100, and FIG. 1B is a front view. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1B. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device 130. 4 to 8 are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member 150 according to the first embodiment. 4A is a plan view of the light flux controlling member 150, FIG. 4B is a front view, and FIG. 4C is a bottom view. 5A is a right side view of the light flux controlling member 150, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4A. 6A is a perspective view of the light flux controlling member 150 (light flux controlling member main body) from which the scattering member 157 has been removed as viewed from above, and FIG. 6B shows the bottom surface 158 of the light flux controlling member 150 from which the scattering member 157 has been removed facing up It is a perspective view in the case of facing. 7A is a plan view of the light flux controlling member 150 with the scattering member 157 removed, FIG. 7B is a front view, and FIG. 7C is a bottom view. 8A is a right side view of the light flux controlling member 150 with the scattering member 157 removed, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 7A.

図1および図2に示されるように、面光源装置100は、筐体110、基板120、複数の発光装置130および光拡散板140を有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the surface light source device 100 includes a housing 110, a substrate 120, a plurality of light emitting devices 130, and a light diffusing plate 140.

筐体110は、その内部に基板120および複数の発光装置130を収容するための、1つの面の少なくとも一部に開口部が設けられた直方体状の箱である。筐体110は、天板と、天板に対向する底板と、天板および底板を繋ぐ4つの側板とから構成される。天板には、発光領域となる長方形状の開口部が形成されている。この開口部は、光拡散板140により塞がれる。開口部の大きさは、光拡散板140に形成される発光領域(発光面)の大きさに相当し、例えば400mm×700mm(32インチ)である。底板と、光拡散板140とは、平行に配置されている。底板の表面から光拡散板140までの高さ(空間厚さ)は、特に限定されないが、10〜25mm程度である。そして、筐体110は、例えば、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)などの樹脂や、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。   The housing 110 is a rectangular parallelepiped box in which an opening is provided on at least a part of one surface for housing the substrate 120 and the plurality of light emitting devices 130 therein. The housing 110 includes a top plate, a bottom plate facing the top plate, and four side plates that connect the top plate and the bottom plate. A rectangular opening serving as a light emitting region is formed in the top plate. This opening is closed by the light diffusing plate 140. The size of the opening corresponds to the size of the light emitting area (light emitting surface) formed in the light diffusion plate 140, and is, for example, 400 mm × 700 mm (32 inches). The bottom plate and the light diffusion plate 140 are arranged in parallel. The height (space thickness) from the surface of the bottom plate to the light diffusion plate 140 is not particularly limited, but is about 10 to 25 mm. The housing 110 is made of, for example, a resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC), or a metal such as stainless steel or aluminum.

基板120は、発光装置130を筐体110内に所定の間隔で配置するための平板である。基板120は、筐体110の底板上に配置されている。基板120上に配置される発光装置130の数は、特に限定されない。基板120上に配置される発光装置130の数は、筐体110の開口部により規定される発光領域(発光面)の大きさに基づいて適宜設定される。発光装置130が配置される基板120の表面は、到達した光を光拡散板140に向けて反射させるように構成されている。   The substrate 120 is a flat plate for arranging the light emitting device 130 in the casing 110 at a predetermined interval. The substrate 120 is disposed on the bottom plate of the housing 110. The number of the light emitting devices 130 disposed on the substrate 120 is not particularly limited. The number of the light emitting devices 130 arranged on the substrate 120 is appropriately set based on the size of the light emitting area (light emitting surface) defined by the opening of the housing 110. The surface of the substrate 120 on which the light emitting device 130 is disposed is configured to reflect the reached light toward the light diffusion plate 140.

複数の発光装置130のそれぞれは、複数の発光素子131と、光束制御部材150とを有する。複数の発光装置130は、それぞれ発光素子131から出射される光の光軸OAが基板120の表面に対する法線に沿うように配置されている(図3参照)。複数の発光装置130は、第1の方向D1に発光装置130(光束制御部材150)の長軸(後述する第1仮想直線)が沿うように、発光装置列130Lとして配列されている。また、当該発光装置列130Lが第1の方向D1に直交する第2の方向D2に複数配置されている(図2参照)。また、発光装置130は、第2の方向D2に沿って見たときに、第2の方向D2において当該発光装置130を含む発光装置列130Lに隣接する発光装置列130Lに含まれる他の発光装置130に重なるように配置されている。ここで、「発光素子の光軸」とは、発光装置130の発光素子列131Lを構成する複数の発光素子131うち、中央の発光素子131からの立体的な光束の中心における光の進行方向を言う。   Each of the plurality of light emitting devices 130 includes a plurality of light emitting elements 131 and a light flux controlling member 150. The plurality of light emitting devices 130 are arranged such that the optical axes OA of the light emitted from the light emitting elements 131 are along the normal to the surface of the substrate 120 (see FIG. 3). The plurality of light emitting devices 130 are arranged as a light emitting device row 130L so that the long axis (first imaginary straight line to be described later) of the light emitting device 130 (light flux controlling member 150) is along the first direction D1. A plurality of the light emitting device rows 130L are arranged in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1 (see FIG. 2). The light emitting device 130 is another light emitting device included in the light emitting device row 130L adjacent to the light emitting device row 130L including the light emitting device 130 in the second direction D2 when viewed in the second direction D2. It is arranged so as to overlap 130. Here, the “optical axis of the light emitting element” refers to the traveling direction of light at the center of the three-dimensional light beam from the central light emitting element 131 among the plurality of light emitting elements 131 constituting the light emitting element array 131L of the light emitting device 130. say.

発光素子131は、面光源装置100(および発光装置130)の光源である。発光素子131は、基板120上に配置されている。発光素子131は、例えば発光ダイオード(LED)である。1つの発光装置130に含まれる発光素子131の数は、1つまたは2つ以上である。本実施の形態では、1つの発光装置130に含まれる発光素子131の数は、3つである。また、各発光素子131から出射される出射光の色は、特に限定されない。さらに、複数の発光素子131を有する発光装置130において、各発光素子131から出射される出射光の色は、それぞれ異なっていてもよいし、すべて同じであってもよい。本実施の形態では、1つの発光装置130は、赤色の光を出射する発光素子131r、緑色の光を出射する発光素子131gおよび青色の光を出射する発光素子131bを有する。また、3つの発光素子131r、131g、131bは、発光装置130において、発光素子列131Lとなるように第1の方向D1に垂直な第2の方向D2に沿って配列されている(図2参照)。   The light emitting element 131 is a light source of the surface light source device 100 (and the light emitting device 130). The light emitting element 131 is disposed on the substrate 120. The light emitting element 131 is, for example, a light emitting diode (LED). The number of light emitting elements 131 included in one light emitting device 130 is one or two or more. In the present embodiment, the number of light emitting elements 131 included in one light emitting device 130 is three. Moreover, the color of the emitted light emitted from each light emitting element 131 is not particularly limited. Furthermore, in the light emitting device 130 having the plurality of light emitting elements 131, the colors of the emitted light emitted from the respective light emitting elements 131 may be different from each other, or all may be the same. In the present embodiment, one light emitting device 130 includes a light emitting element 131r that emits red light, a light emitting element 131g that emits green light, and a light emitting element 131b that emits blue light. In the light emitting device 130, the three light emitting elements 131r, 131g, and 131b are arranged along the second direction D2 perpendicular to the first direction D1 so as to form the light emitting element row 131L (see FIG. 2). ).

発光装置130における複数の発光素子131の配列順序は、第1の方向D1または第2の方向D2において隣接する他の発光装置130における複数の発光素子131の配列順序と同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、第2の方向D2において隣接する2つの発光装置130における複数の発光素子131の配列順序は、同じである。一方、第1の方向D1において隣接する2つの発光装置130における発光素子131の配列順序は、異なっている。   The arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 in the light emitting device 130 may be the same as the arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 in another light emitting device 130 adjacent in the first direction D1 or the second direction D2. , May be different. In the present embodiment, the arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 in the two light emitting devices 130 adjacent in the second direction D2 is the same. On the other hand, the arrangement order of the light emitting elements 131 in the two light emitting devices 130 adjacent in the first direction D1 is different.

具体的には、ある発光装置130では、第2の方向D2について、青色の光が出射される発光素子131b、緑色の光が出射される発光素子131g、赤色の光が出射される発光素子131rの順番となるように配列される。また、この発光装置130に第2の方向D2において隣接する発光装置130では、発光素子131の配列順序は、同じである。   Specifically, in a certain light emitting device 130, in the second direction D2, a light emitting element 131b that emits blue light, a light emitting element 131g that emits green light, and a light emitting element 131r that emits red light. Are arranged in order. In the light emitting device 130 adjacent to the light emitting device 130 in the second direction D2, the arrangement order of the light emitting elements 131 is the same.

一方、この発光装置130に第1の方向D1において隣接する発光装置130では、赤色の光が出射される発光素子131r、緑色の光が出射される発光素子131g、青色の光が出射される発光素子131bの順番となるように配列される。   On the other hand, in the light emitting device 130 adjacent to the light emitting device 130 in the first direction D1, the light emitting element 131r that emits red light, the light emitting element 131g that emits green light, and the light emission that emits blue light. The elements 131b are arranged in order.

光束制御部材150は、発光素子131から出射された光の配光を制御する。図4〜図8に示されるように、光束制御部材150は、入射面151と、第1全反射面152と、2つの導光部153と、2つの第2全反射面154と、2つの出射面155と、脚部156と、散乱部材157とを有する。   The light flux controlling member 150 controls the light distribution of the light emitted from the light emitting element 131. As shown in FIGS. 4 to 8, the light flux controlling member 150 includes an incident surface 151, a first total reflection surface 152, two light guides 153, two second total reflection surfaces 154, and two It has an emission surface 155, leg portions 156, and scattering members 157.

入射面151は、発光素子131から出射された光の一部を入射させる。入射面151は、光束制御部材150の底面(発光素子131側の面)158の中央部に形成された第1凹部159の内面である。第1凹部159の内面の形状は、特に限定されない。第1凹部159の内面は、半球状や半楕円体状などのように、エッジを含まない曲面であってもよいし、天面および側面を有するエッジを含む面であってもよい。本実施の形態では、第1凹部159の内面は、天面および側面を有する。   The incident surface 151 allows a part of the light emitted from the light emitting element 131 to enter. The incident surface 151 is an inner surface of the first recess 159 formed at the center of the bottom surface (surface on the light emitting element 131 side) 158 of the light flux controlling member 150. The shape of the inner surface of the first recess 159 is not particularly limited. The inner surface of the first recess 159 may be a curved surface not including an edge, such as a hemispherical shape or a semi-ellipsoidal shape, or may be a surface including an edge having a top surface and side surfaces. In the present embodiment, the inner surface of first recess 159 has a top surface and side surfaces.

第1全反射面152は、入射面151を挟んで発光素子131と反対側(光拡散板140側)に配置されている。第1全反射面152は、入射面151から入射した光の一部を、発光素子131の光軸OA(光束制御部材150の中心軸CA)と略垂直であり、かつ互いに反対向きである2つの方向に反射させる。第1全反射面152は、光軸OAおよび光軸OAと交わり、2つの導光部153が延在する方向に沿う第1仮想直線を含む第1仮想平面で切断した断面において、中心軸CAから両端部に向かうにつれて、底面158(基板120)からの高さが高くなるように形成されている。より具体的には、第1全反射面152は、第1仮想平面で切断した断面において、中心軸CAから端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるようにそれぞれ形成されている。   The first total reflection surface 152 is disposed on the opposite side (light diffusion plate 140 side) to the light emitting element 131 with the incident surface 151 interposed therebetween. The first total reflection surface 152 has a part of the light incident from the incident surface 151 approximately perpendicular to the optical axis OA of the light emitting element 131 (the central axis CA of the light flux controlling member 150) and opposite to each other. Reflect in one direction. The first total reflection surface 152 intersects with the optical axis OA and the optical axis OA, and the central axis CA is a cross-section taken along a first virtual plane including a first virtual line along the direction in which the two light guide portions 153 extend. The height from the bottom surface 158 (the substrate 120) is increased toward the both ends. More specifically, the first total reflection surface 152 is formed so that the slope of the tangent gradually decreases from the central axis CA toward the end in the cross section cut along the first imaginary plane.

2つの導光部153は、入射面151および第1全反射面152を挟んで相対する位置に形成されている。導光部153は、入射面151で入射した光の一部および第1全反射面152で反射した光を、導光させながら少しずつ外部に出射させる。導光部153の光拡散板140側の面は、導光された光を外部に出射する出射面155として機能する。導光部153内には、出射面155から出射される光量を均一にする観点から、ビーズなどの散乱子が分散していてもよい。   The two light guides 153 are formed at positions facing each other with the incident surface 151 and the first total reflection surface 152 interposed therebetween. The light guide unit 153 emits a part of the light incident on the incident surface 151 and the light reflected on the first total reflection surface 152 little by little while guiding the light. The surface of the light guide unit 153 on the light diffusion plate 140 side functions as an emission surface 155 that emits the guided light to the outside. In the light guide unit 153, scatterers such as beads may be dispersed from the viewpoint of making the amount of light emitted from the emission surface 155 uniform.

2つの第2全反射面154は、2つの導光部153の端部(中心軸CAから離れた端部)にそれぞれ配置されている。第2全反射面154は、光軸OA(中心軸CA)および第1仮想直線を含む第1仮想平面を境界として、第1仮想平面から離れるように、入射面151で入射し直接到達した光を臨界角以上の角度で入射させ反射させる。第2全反射面154の形状は、入射面151で入射した光のうち、一部の光が臨界角以上の角度で入射するように形成されていれば特に限定されない。本実施の形態では、第2全反射面154の形状は、光軸OAに垂直な第2仮想平面で切断した断面において、導光部153の端部から光軸OA(中心軸CA)に向かうにつれて第1仮想平面に近づくように形成された2つの傾斜面154a、154aを含む。言い換えると、本実施の形態では、第2全反射面154は、導光部153の端面おいて、光軸OA(中心軸CA)に沿う方向に配置されたV溝の対向する2つの内面である。導光部153を進行した光の一部は、第2全反射面154に到達する。第2全反射面154に到達する光は、様々な角度で入射し反射する。このとき、第2全反射面154に入射および反射することで、発光素子131から出射された赤、青、緑の色が混色される。   The two second total reflection surfaces 154 are arranged at the end portions (the end portions away from the central axis CA) of the two light guide portions 153, respectively. The second total reflection surface 154 is incident on the incident surface 151 and directly reaches the first virtual plane with the first virtual plane including the optical axis OA (center axis CA) and the first virtual straight line as a boundary. Is incident and reflected at an angle greater than the critical angle. The shape of the second total reflection surface 154 is not particularly limited as long as a part of the light incident on the incident surface 151 is incident at an angle greater than the critical angle. In the present embodiment, the shape of the second total reflection surface 154 is from the end of the light guide 153 toward the optical axis OA (center axis CA) in a cross section cut along a second imaginary plane perpendicular to the optical axis OA. The two inclined surfaces 154a and 154a formed so as to approach the first virtual plane are included. In other words, in the present embodiment, the second total reflection surface 154 is the two inner surfaces facing each other of the V-grooves arranged in the direction along the optical axis OA (center axis CA) on the end surface of the light guide unit 153. is there. A part of the light traveling through the light guide unit 153 reaches the second total reflection surface 154. The light reaching the second total reflection surface 154 is incident and reflected at various angles. At this time, the red, blue, and green colors emitted from the light emitting element 131 are mixed by entering and reflecting on the second total reflection surface 154.

出射面155は、第1仮想直線の延在方向において、中心軸CAに対して第1全反射面152より離れた位置にそれぞれ配置されている。出射面155は、入射面151で入射し、第1全反射面152で反射した後に導光部153を進行した光と、入射面で入射し、第1全反射面152で反射せずに導光部153を進行した光と、入射面で入射し、第1全反射面152で反射せずに導光部153を進行し、第2全反射面154で全反射した光とを外部に出射させる。また、出射面155には、光拡散処理(例えば、粗面化処理)が施されていてもよい。   The emission surface 155 is disposed at a position away from the first total reflection surface 152 with respect to the central axis CA in the extending direction of the first virtual line. The light exiting surface 155 is incident on the incident surface 151, is reflected by the first total reflection surface 152, then travels through the light guide unit 153, and is incident on the incident surface and is not reflected by the first total reflection surface 152 and is guided. The light that has traveled through the light unit 153 and the light that has entered the incident surface, travels through the light guide unit 153 without being reflected by the first total reflection surface 152, and exits the light that has been totally reflected by the second total reflection surface 154 to the outside. Let Further, the exit surface 155 may be subjected to a light diffusion process (for example, a roughening process).

導光部153の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、導光部153は、略ロッド状の部材である。導光部153の短軸方向の断面積は、特に限定されない。本実施の形態では、導光部153の短軸方向の断面積は、第1全反射面152から第2全反射面154の中心軸CA側の端部までにおいて、第1全反射面152から離れるにつれて小さくなるように形成されている。また、2つの導光部153は、2つの補強部材160により連接されている。2つの補強部材160の下部には、2つの脚部156が配置されている。さらに、2つの導光部153の側面には、ガイド係合溝162がそれぞれ形成されている。   The shape of the light guide unit 153 is not particularly limited. In the present embodiment, the light guide portion 153 is a substantially rod-shaped member. The cross-sectional area of the light guide unit 153 in the minor axis direction is not particularly limited. In the present embodiment, the cross-sectional area of the light guide portion 153 in the minor axis direction is from the first total reflection surface 152 to the end portion on the central axis CA side of the second total reflection surface 154 from the first total reflection surface 152. It is formed so as to become smaller as it goes away. Further, the two light guide portions 153 are connected by two reinforcing members 160. Two legs 156 are arranged below the two reinforcing members 160. Further, guide engaging grooves 162 are formed on the side surfaces of the two light guide portions 153, respectively.

また、導光部153の底面(発光素子131側の面)158には、第2凹部161がそれぞれ形成されている。第2凹部161を形成することで、射出成形時におけるヒケの発生を抑制することができるとともに、製造コストを削減することができる。2つの第2凹部161は、いずれも光束制御部材150の長軸方向(第1仮想直線の延在方向)に沿って形成されているが、第1凹部159とは連通していない。第2凹部161の大きさおよび形状は、発光素子131から出射された光のうち、一部の光が第2全反射面154に直接到達することができるように形成され、かつ光束制御部材150に要求される強度を確保することができれば、特に限定されない。また、本実施の形態において、前述の機能を発揮できる範囲において、第2凹部161の平面視形状および深さも特に限定されず、適宜設定されうる。なお、光束制御部材150を射出成形により成形する場合、第2凹部161は、ヒケが発生するおそれがある部位に形成することが好ましい。   In addition, second recesses 161 are respectively formed on the bottom surface (surface on the light emitting element 131 side) 158 of the light guide portion 153. By forming the second recess 161, the occurrence of sink marks during injection molding can be suppressed, and the manufacturing cost can be reduced. The two second recesses 161 are both formed along the long axis direction of the light flux controlling member 150 (the extending direction of the first imaginary straight line), but are not in communication with the first recess 159. The size and shape of the second recess 161 are formed so that a part of the light emitted from the light emitting element 131 can reach the second total reflection surface 154 directly, and the light flux controlling member 150. If the intensity | strength requested | required by this can be ensured, it will not specifically limit. Further, in the present embodiment, the planar view shape and depth of the second recess 161 are not particularly limited as long as the above-described functions can be exhibited, and can be set as appropriate. In addition, when shape | molding the light beam control member 150 by injection molding, it is preferable to form the 2nd recessed part 161 in the site | part which may generate | occur | produce a sink.

補強部材160は、光束制御部材150の強度を向上させる。補強部材160の位置および形状は、光束制御部材150の第1全反射面152の機能を大きく阻害せず、かつ光束制御部材150の強度を向上させることができれば、特に限定されない。本実施の形態では、補強部材160は、光束制御部材150の底面(発光素子131側の面)158側に配置されており、導光部153同士を連接している。   The reinforcing member 160 improves the strength of the light flux controlling member 150. The position and shape of the reinforcing member 160 are not particularly limited as long as the function of the first total reflection surface 152 of the light flux controlling member 150 is not significantly impaired and the strength of the light flux controlling member 150 can be improved. In the present embodiment, the reinforcing member 160 is disposed on the bottom surface (surface on the light emitting element 131 side) 158 side of the light flux controlling member 150 and connects the light guide portions 153 to each other.

ガイド係合溝162は、第1仮想直線に沿う方向において、中心軸CAに対して補強部材160より離れた位置にそれぞれ配置されている。ガイド係合溝162は、後述する散乱部材157の係合突起164が係合することで、光束制御部材150に対して散乱部材157を位置決めするための溝である。   The guide engagement grooves 162 are disposed at positions away from the reinforcing member 160 with respect to the central axis CA in the direction along the first imaginary straight line. The guide engaging groove 162 is a groove for positioning the scattering member 157 with respect to the light flux controlling member 150 by engaging an engaging protrusion 164 of the scattering member 157 described later.

散乱部材157は、入射面151を挟んで発光素子131と反対側に配置されている。散乱部材157は、入射面151、第1全反射面152、導光部153、第2全反射面154および出射面155を含む光束制御部材本体とは、別部材である。散乱部材157は、主として第1全反射面152で反射せずに透過した光を拡散させつつ、透過させる。散乱部材157の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。散乱部材157の形状の例には、半円筒形状や釣り鐘様形状(逆U字型)などが含まれる。本実施の形態では、散乱部材157の形状は、鐘様形状である。また、散乱部材157の大きさも前述の機能を発揮できれば特に限定されない。散乱部材157は、第1全反射面152の上部のみを覆うように配置されていてもよいし、第1全反射面152および導光部153を覆うように形成されていてもよい。本実施の形態では、散乱部材157は、第1全反射面152と、出射面155の一部と、第2全反射面154の中心軸CA側の端部とを覆うように形成されている。散乱部材157の内面には、断面形状が略三角形または半円の複数のプリズム列163が配置されている。散乱部材157の発光素子131側の端部には、ガイド係合溝162と係合する係合突起164が配置されている。   The scattering member 157 is disposed on the opposite side of the light emitting element 131 with the incident surface 151 interposed therebetween. The scattering member 157 is a separate member from the light flux controlling member main body including the incident surface 151, the first total reflection surface 152, the light guide unit 153, the second total reflection surface 154, and the output surface 155. The scattering member 157 mainly transmits light that is transmitted without being reflected by the first total reflection surface 152 while diffusing. The shape of the scattering member 157 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited. Examples of the shape of the scattering member 157 include a semi-cylindrical shape and a bell-like shape (inverted U shape). In the present embodiment, the shape of the scattering member 157 is a bell-like shape. Further, the size of the scattering member 157 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited. The scattering member 157 may be disposed so as to cover only the upper part of the first total reflection surface 152, or may be formed so as to cover the first total reflection surface 152 and the light guide unit 153. In the present embodiment, the scattering member 157 is formed so as to cover the first total reflection surface 152, a part of the emission surface 155, and the end of the second total reflection surface 154 on the central axis CA side. . On the inner surface of the scattering member 157, a plurality of prism rows 163 having a substantially triangular or semicircular cross-sectional shape are arranged. An engaging protrusion 164 that engages with the guide engaging groove 162 is disposed at the end of the scattering member 157 on the light emitting element 131 side.

光束制御部材150の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材150の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの光透過性樹脂、またはガラスである。   The material of the light flux controlling member 150 is not particularly limited as long as it can transmit light having a desired wavelength. For example, the material of the light flux controlling member 150 is a light transmissive resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), or glass.

光拡散板140は、筐体110の開口部を塞ぐように配置されている。光拡散板140は、光拡散性を有する板状の部材であり、光束制御部材150からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散板140は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散板140は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂(MS)などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散板140の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板140の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。   The light diffusion plate 140 is disposed so as to close the opening of the housing 110. The light diffusing plate 140 is a plate-like member having a light diffusing property, and transmits the light emitted from the light flux controlling member 150 while diffusing it. Usually, the light diffusing plate 140 is approximately the same size as an irradiated member such as a liquid crystal panel. For example, the light diffusion plate 140 is formed of a light transmissive resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), styrene / methyl methacrylate copolymer resin (MS). In order to impart light diffusibility, fine irregularities are formed on the surface of the light diffusion plate 140, or light diffusers such as beads are dispersed inside the light diffusion plate 140.

(シミュレーション)
次いで、発光装置130において、発光素子列131Lの中央に配置された発光素子131から出射された光の到達位置および光路についてシミュレーションを行った。
(simulation)
Next, in the light emitting device 130, a simulation was performed on the arrival position and the optical path of the light emitted from the light emitting element 131 arranged in the center of the light emitting element row 131L.

まず、各出射角度で発光素子131から出射され、光束制御部材150でその進行方向を制御された光の光拡散板140および基板120への到達位置をシミュレーションした。シミュレーションでは、3つの発光素子131を固定した基板120に、散乱部材157を組み付けた光束制御部材150を固定した発光装置130を用いた。また、基板120と光拡散板140との間隔は、12mmとした。さらに、3つの発光素子131のうち、中央部分に配置された1つの発光素子131のみを点灯した。なお、本シミュレーションでは、発光装置130における光路は、図4Aにおける中心軸CAを中心として、紙面左右方向(長軸方向)および紙面上下方向(短軸方向)において対称であるため、図4Aにおいて、中心軸CAに対して右上方向に出射される光の到達位置についてシミュレーションした。また、光軸OAに対する出射角度が30°、45°、60°および75°の5種類の出射角度で出射された光の到達位置についてシミュレーションした。また、各出射角度について、光軸OAに垂直な第2仮想平面で切断した断面において、第1仮想直線と平行な光を0°とし、第1仮想直線に対する角度が0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°の7種類(合計で28種類)の光の到達位置についてシミュレーションした。また、比較のため、第2全反射面154を有さない光束制御部材(図示省略)を有する発光装置(以下、「比較例に係る発光装置」ともいう)についても同様にシミュレーションした。   First, the arrival position of the light, which is emitted from the light emitting element 131 at each emission angle and whose traveling direction is controlled by the light flux controlling member 150, to the light diffusion plate 140 and the substrate 120 was simulated. In the simulation, the light emitting device 130 in which the light flux controlling member 150 in which the scattering member 157 is assembled is fixed to the substrate 120 on which the three light emitting elements 131 are fixed. The distance between the substrate 120 and the light diffusing plate 140 was 12 mm. Further, among the three light emitting elements 131, only one light emitting element 131 arranged in the central portion was turned on. In this simulation, the optical path in the light emitting device 130 is symmetrical in the horizontal direction (major axis direction) and the vertical direction (minor axis direction) of the drawing with the central axis CA in FIG. 4A as the center. The arrival position of light emitted in the upper right direction with respect to the central axis CA was simulated. In addition, simulation was performed with respect to arrival positions of light emitted at five kinds of emission angles of 30 °, 45 °, 60 °, and 75 ° with respect to the optical axis OA. For each emission angle, in a cross section cut by a second imaginary plane perpendicular to the optical axis OA, light parallel to the first imaginary line is defined as 0 °, and the angles with respect to the first imaginary line are 0 °, 5 °, 10 ° The simulation was performed on the arrival positions of seven types of light (°, 15 °, 20 °, 25 °, and 30 ° (28 types in total)). For comparison, a light emitting device having a light flux controlling member (not shown) that does not have the second total reflection surface 154 (hereinafter also referred to as “light emitting device according to a comparative example”) was similarly simulated.

図9、11、13および15は、各出射角度で発光素子131から出射され、光束制御部材150で制御された光の光拡散板140および基板120への到達位置を示した図である。   9, 11, 13, and 15 are views showing the positions where the light emitted from the light emitting element 131 at each emission angle and controlled by the light flux controlling member 150 reaches the light diffusion plate 140 and the substrate 120.

図9Aは、30°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図9Bは、当該光の基板120への到達位置を示した図である。図11Aは、45°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図11Bは、当該光の基板120への到達位置を示した図である。図13Aは、60°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図13Bは、当該光の基板120への到達位置を示した図である。図15Aは、75°の出射角度で発光素子から出射され、光束制御部材で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図15Bは、当該光の基板120への到達位置を示した図である。   FIG. 9A is a diagram showing the arrival position of the light emitted from the light emitting element at an emission angle of 30 ° and controlled by the light flux controlling member, and FIG. 9B shows the light to the substrate 120. It is the figure which showed the arrival position of. FIG. 11A is a diagram showing the arrival position of the light emitted from the light emitting element at an emission angle of 45 ° and controlled by the light flux controlling member, and FIG. 11B shows the light to the substrate 120. FIG. FIG. 13A is a diagram showing the arrival position of light emitted from the light emitting element at an emission angle of 60 ° and controlled by the light flux controlling member, and FIG. 13B shows the light to the substrate 120. It is the figure which showed the arrival position of. FIG. 15A is a view showing the arrival position of the light emitted from the light emitting element at an emission angle of 75 ° and controlled by the light flux controlling member, and FIG. 15B shows the light to the substrate 120. It is the figure which showed the arrival position of.

図9、11、13および15における横軸および縦軸は、発光点(発光素子131の中心)からの光軸OAに直交する方向についての距離(mm)を示している。また、図9、11、13および15には、平面視したときの発光装置130の位置を点線で示している。図9、11、13および15におけるXのシンボルは、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光の到達位置を示しており、黒三角のシンボルは、比較例に係る発光装置から出射された光の到達位置を示しており、黒丸のシンボルは、基板120上に発光素子131のみを配置した場合の光の到達位置を示している。   9, 11, 13 and 15, the horizontal axis and the vertical axis indicate the distance (mm) in the direction perpendicular to the optical axis OA from the light emitting point (the center of the light emitting element 131). 9, 11, 13 and 15, the position of the light emitting device 130 when viewed in plan is indicated by a dotted line. 9, 11, 13, and 15 indicate the arrival position of the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment, and the black triangular symbol is emitted from the light emitting device according to the comparative example. The black light symbol indicates the light arrival position when only the light emitting element 131 is disposed on the substrate 120.

次に、各出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130における光路についてシミュレーションした。本シミュレーションでは、第2仮想平面で切断した平面における光線の本数が、前述のシミュレーションと異なる。なお、本明細書では、比較例に係る発光装置については、出射角度が45°および75°場合の結果のみを示す。   Next, an optical path in the light emitting device 130 of light emitted from the light emitting element 131 at each emission angle was simulated. In this simulation, the number of light rays in a plane cut by the second virtual plane is different from the above-described simulation. In the present specification, only the results when the emission angles are 45 ° and 75 ° are shown for the light emitting device according to the comparative example.

図10、12、14および16は、各出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130における光路図である。また、図17は、比較例に係る発光装置における光路図である。図10Aは、30°の出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130を正面視したときの光路図であり、図10Bは、平面視したときの光路図である。図12Aは、45°の出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130を正面視したときの光路図であり、図12Bは、平面視したときの光路図である。図14Aは、60°の出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130を正面視したときの光路図であり、図14Bは、平面視したときの光路図である。図16Aは、75°の出射角度で発光素子131から出射された光の発光装置130を正面視したときの光路図であり、図16Bは、平面視したときの光路図である。図17Aは、45°の出射角度で発光素子131から出射された光の比較例に係る発光装置を正面視したときの光路図であり、図17Bは、平面視したときの光路図であり、図17Cは、75°の出射角度で発光素子131から出射された光の比較例に係る発光装置を正面視したときの光路図であり、図17Dは、平面視したときの光路図である。   10, 12, 14 and 16 are optical path diagrams in the light emitting device 130 of light emitted from the light emitting element 131 at each emission angle. FIG. 17 is an optical path diagram of the light emitting device according to the comparative example. FIG. 10A is an optical path diagram when the light emitting device 130 for light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 30 ° is viewed from the front, and FIG. 10B is an optical path diagram when viewed in plan. FIG. 12A is an optical path diagram when the light emitting device 130 for light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 45 ° is viewed from the front, and FIG. 12B is an optical path diagram when viewed in plan. 14A is an optical path diagram when the light emitting device 130 of the light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 60 ° is viewed from the front, and FIG. 14B is an optical path diagram when viewed in plan. FIG. 16A is an optical path diagram when the light emitting device 130 of light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 75 ° is viewed from the front, and FIG. 16B is an optical path diagram when viewed in plan. FIG. 17A is an optical path diagram when a front view of a light emitting device according to a comparative example of light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 45 °, and FIG. 17B is an optical path diagram when viewed in plan. FIG. 17C is an optical path diagram when a light emitting device according to a comparative example of light emitted from the light emitting element 131 at an emission angle of 75 ° is viewed from the front, and FIG. 17D is an optical path diagram when viewed in plan.

図9Bおよび図10A、Bに示されるように、出射角度が30°の場合では、本実施の形態に係る発光装置130から出射される光と、比較例に係る発光装置から出射される光は、いずれも基板120に到達することが分かった。また、比較例に係る発光装置から出射された光は、第1仮想直線に沿う方向に出射された。一方、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光は、光軸OAおよび第1仮想直線に垂直な方向に出射されることが分かった。また、特にシミュレーションの結果は示していないが、発光装置130に出射光の色がそれぞれ異なる3つの発光素子131を配置し、当該3つの発光素子131を点灯させた場合では、各発光素子131から出射される光は、それぞれ光路が交差することによって混色される。したがって、光拡散板140には、混色された光が到達するため、色ムラを抑制することができた。   As shown in FIG. 9B and FIGS. 10A and 10B, when the emission angle is 30 °, the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment and the light emitted from the light emitting device according to the comparative example are It was found that both reached the substrate 120. Moreover, the light emitted from the light emitting device according to the comparative example was emitted in a direction along the first virtual line. On the other hand, it was found that the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment is emitted in a direction perpendicular to the optical axis OA and the first virtual line. Although the simulation result is not particularly shown, when three light emitting elements 131 having different colors of emitted light are arranged in the light emitting device 130 and the three light emitting elements 131 are turned on, the light emitting elements 131 The emitted light is mixed by crossing the optical paths. Accordingly, since the mixed color light reaches the light diffusion plate 140, color unevenness can be suppressed.

図11B、図12A、Bおよび図17A、Bに示されるように、出射角度が45°の場合では、本実施の形態に係る発光装置130から出射される光と、比較例に係る発光装置から出射される光は、主として基板120に到達することが分かった。また、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光は、光軸OAおよび第1仮想直線に垂直な方向に出射されることが分かった。一方、比較例に係る発光装置から出射された光は、第1仮想直線に沿う方向に出射された。なお、出射角度が45°の場合であって、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光は、出射角度が30°の場合の本実施の形態に係る発光装置130から出射される光と比較して、中心軸CA側に出射されることが分かった(図11B参照)。また、この場合も3つの発光素子131を点灯させた発光装置130では、各発光素子131から出射される光は、それぞれ光路が交差することによって混色される。したがって、光拡散板140には、混色された光が到達する。   As shown in FIG. 11B, FIG. 12A, B and FIGS. 17A, B, when the emission angle is 45 °, the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment and the light emitting device according to the comparative example It was found that the emitted light mainly reaches the substrate 120. Further, it has been found that the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment is emitted in a direction perpendicular to the optical axis OA and the first virtual line. On the other hand, the light emitted from the light emitting device according to the comparative example was emitted in a direction along the first virtual straight line. Note that, when the emission angle is 45 °, the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment is emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment when the emission angle is 30 °. It was found that the light was emitted toward the central axis CA as compared with the light (see FIG. 11B). Also in this case, in the light emitting device 130 in which the three light emitting elements 131 are lit, the light emitted from each light emitting element 131 is mixed by crossing the optical paths. Therefore, the mixed color light reaches the light diffusion plate 140.

図13Bおよび図14A、Bに示されるように、出射角度が60°の場合では、本実施の形態に係る発光装置130から出射される光と、比較例に係る発光装置から出射される光とは、基板120に到達する光よりも光拡散板140に到達する光が多いことが分かった。また、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光は、光軸OAおよび第1仮想直線に垂直な方向に出射されることが分かった。一方、比較例に係る発光装置から出射された光は、第1仮想直線に沿う方向に出射されることが分かった。また、この場合も3つの発光素子131を点灯させた発光装置130では、各発光素子131から出射される光は、それぞれ光路が交差することによって混色される。したがって、光拡散板140には、混色された光が到達する。   As shown in FIG. 13B and FIGS. 14A and B, when the emission angle is 60 °, the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment and the light emitted from the light emitting device according to the comparative example It has been found that more light reaches the light diffusion plate 140 than light that reaches the substrate 120. Further, it has been found that the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment is emitted in a direction perpendicular to the optical axis OA and the first virtual line. On the other hand, it was found that the light emitted from the light emitting device according to the comparative example was emitted in a direction along the first imaginary straight line. Also in this case, in the light emitting device 130 in which the three light emitting elements 131 are lit, the light emitted from each light emitting element 131 is mixed by crossing the optical paths. Therefore, the mixed color light reaches the light diffusion plate 140.

図15B、図16Bおよび図17C、Dに示されるように、出射角度が75°の場合では、本実施の形態に係る発光装置130から出射される光と、比較例に係る発光装置から出射される光とは、光拡散板140に到達する光よりも基板120に到達する光が多いことが分かった。また、本実施の形態に係る発光装置130から出射された光は、光軸OAおよび第1仮想直線に垂直な方向に出射されることが分かった。一方、比較例に係る発光装置から出射された光は、光軸OAおよび第1仮想直線に沿う方向に出射されることが分かった。また、この場合も3つの発光素子131を点灯させた発光装置130では、各発光素子131から出射される光は、それぞれ光路が交差することによって混色される。したがって、光拡散板140には、混色された光が到達する。   As shown in FIGS. 15B, 16B, 17C, and 17D, when the emission angle is 75 °, the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment and the light emitting device according to the comparative example are emitted. It has been found that more light reaches the substrate 120 than light reaching the light diffusion plate 140. Further, it has been found that the light emitted from the light emitting device 130 according to the present embodiment is emitted in a direction perpendicular to the optical axis OA and the first virtual line. On the other hand, it was found that the light emitted from the light emitting device according to the comparative example was emitted in a direction along the optical axis OA and the first imaginary straight line. Also in this case, in the light emitting device 130 in which the three light emitting elements 131 are lit, the light emitted from each light emitting element 131 is mixed by crossing the optical paths. Therefore, the mixed color light reaches the light diffusion plate 140.

また、図9A、図11A、図13Aおよび図15Aに示されるように、基板120に発光素子131のみを固定した場合には、発光素子131から出射した光は、すべて光拡散板140に到達することが分かった。   9A, FIG. 11A, FIG. 13A, and FIG. 15A, when only the light emitting element 131 is fixed to the substrate 120, all the light emitted from the light emitting element 131 reaches the light diffusion plate 140. I understood that.

また、図9A、図11A、図13Aおよび図15Aに示されるように、発光素子131から出射される光は、第1の方向D1および第2の方向D2に向かって出射されていることが分かる。また、比較例に係る光束制御部材は、第2の方向への出射を抑制するように機能している。比較例に係る光束制御部材のように、第2の方向D2への出射を抑制すると、第2の方向D2において、発光装置130間に暗部が生じやすくなってしまう。そこで、本発明に係る光束制御部材150では、第2全反射面154により、導光部153を進行する光のうち、一部の光を第2の方向に向けて出射するように制御している。これにより、第2の方向D2における発光装置130間に生じやすい暗部の発生を抑制している。   Further, as shown in FIGS. 9A, 11A, 13A, and 15A, it is understood that the light emitted from the light emitting element 131 is emitted in the first direction D1 and the second direction D2. . In addition, the light flux controlling member according to the comparative example functions to suppress emission in the second direction. When the emission in the second direction D2 is suppressed as in the light flux controlling member according to the comparative example, a dark portion is likely to be generated between the light emitting devices 130 in the second direction D2. Therefore, in the light flux controlling member 150 according to the present invention, the second total reflection surface 154 is controlled so that a part of the light traveling through the light guide unit 153 is emitted in the second direction. Yes. Thereby, generation | occurrence | production of the dark part which tends to arise between the light-emitting devices 130 in the 2nd direction D2 is suppressed.

(効果)
以上のように、本実施の形態に係る光束制御部材150では、2つの第2全反射面154を有するため、導光部153を進行してきた光を第1仮想平面から離れるように制御する。また、発光装置130における各発光素子131からの出射光は、互いに交差して、光拡散板140に到達する。これにより、出射光の色がそれぞれ異なる複数の発光素子131を光源とした場合であっても、各発光素子131から出射された色を混色することができる。よって、当該光束制御部材150を有する発光装置130、面光源装置100および表示装置では、暗部の発生を抑制できるとともに、色ムラを抑制することができる。
(effect)
As described above, since light flux controlling member 150 according to the present embodiment has two second total reflection surfaces 154, light traveling through light guide unit 153 is controlled so as to be separated from the first virtual plane. Further, the light emitted from each light emitting element 131 in the light emitting device 130 crosses each other and reaches the light diffusion plate 140. Accordingly, even when a plurality of light emitting elements 131 having different colors of emitted light are used as light sources, the colors emitted from the respective light emitting elements 131 can be mixed. Therefore, in the light emitting device 130, the surface light source device 100, and the display device having the light flux controlling member 150, generation of dark portions can be suppressed and color unevenness can be suppressed.

(変形例)
図18A、Bは、本発明の一実施の形態の変形例に係る光束制御部材の第2全反射面を説明するための図である。図18Aは、散乱部材157を外した変形例1に係る光束制御部材150’の平面図であり、図18Bは、散乱部材157を外した変形例2に係る光束制御部材150”の平面図である。図18Aに示されるように、第2全反射面154’の第2仮想平面で切断した断面形状は、第1仮想直線に向かって凸の曲線であってもよい。また、図18Bに示されるように、第2全反射面154”の第2仮想平面で切断した断面形状は、第1仮想直線に向かって凸の曲線であってもよい。また、第2全反射面154”の第1仮想平面および第2仮想平面に直交する第3仮想平面で切断した断面形状は、底面158側に凸の曲線であってもよいし、底面158側に凹の曲線であってもよい。
(Modification)
18A and 18B are views for explaining the second total reflection surface of the light flux controlling member according to the modification of the embodiment of the present invention. FIG. 18A is a plan view of a light flux controlling member 150 ′ according to Modification 1 with the scattering member 157 removed, and FIG. 18B is a plan view of a light flux controlling member 150 ″ according to Modification 2 with the scattering member 157 removed. 18A, the cross-sectional shape of the second total reflection surface 154 ′ cut along the second imaginary plane may be a curved line that protrudes toward the first imaginary line. As shown, the cross-sectional shape of the second total reflection surface 154 ″ cut along the second imaginary plane may be a curve that is convex toward the first imaginary line. In addition, the cross-sectional shape of the second total reflection surface 154 ″ cut along the first virtual plane and the third virtual plane orthogonal to the second virtual plane may be a curved line that protrudes toward the bottom surface 158 or the bottom surface 158 side. It may be a concave curve.

また、上記実施の形態では、光束制御部材150は、入射面151と、第1全反射面152と、2つの導光部153と、2つの第2全反射面154と、2つの出射面155と、脚部156と、散乱部材157とを有していたが、散乱部材157を有していなくてもよい。すなわち、光束制御部材は、入射面151と、第1全反射面152と、2つの導光部153と、2つの第2全反射面154と、2つの出射面155と、脚部156とから構成されていてもよい。この場合であっても、第2の方向D2における暗部の発生を抑制できるとともに、色ムラを抑制することができる。   In the above embodiment, the light flux controlling member 150 includes the incident surface 151, the first total reflection surface 152, the two light guides 153, the two second total reflection surfaces 154, and the two output surfaces 155. In addition, the leg portion 156 and the scattering member 157 are provided, but the scattering member 157 may not be provided. That is, the light flux controlling member includes the incident surface 151, the first total reflection surface 152, the two light guide portions 153, the two second total reflection surfaces 154, the two output surfaces 155, and the leg portions 156. It may be configured. Even in this case, the occurrence of dark portions in the second direction D2 can be suppressed and color unevenness can be suppressed.

[実施の形態2]
実施の形態2に係る面光源装置は、第2の方向D2における光拡散板140上の輝度ムラをさらに抑制できるものである。実施の形態2に係る面光源装置は、発光装置の光束制御部材250の構成が実施の形態1に係る面光源装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る面光源装置100と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。
[Embodiment 2]
The surface light source device according to Embodiment 2 can further suppress luminance unevenness on the light diffusion plate 140 in the second direction D2. The surface light source device according to the second embodiment is different from the surface light source device 100 according to the first embodiment in the configuration of the light flux controlling member 250 of the light emitting device. Therefore, the same components as those of the surface light source device 100 according to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

(面光源装置の構成)
実施の形態2に係る面光源装置は、筐体110、基板120、複数の発光装置130および光拡散板140を有する。複数の発光装置130は、第1の方向D1に発光装置130(光束制御部材250)の長軸が沿うように、発光装置列130Lとして配列されている。また、当該発光装置列130Lが第2の方向D2に複数配置されている(図2参照)。また、発光装置130は、第2の方向D2に沿って見たときに、第2の方向D2において当該発光装置130を含む発光装置列130Lに隣接する発光装置列130Lに含まれる他の発光装置130に重なるように配置されている。さらに、複数の発光装置列130Lは、第2の方向D2において、隣接する2つの発光装置列130Lの間隔が一定となるように配置されている。
(Configuration of surface light source device)
The surface light source device according to Embodiment 2 includes a housing 110, a substrate 120, a plurality of light emitting devices 130, and a light diffusing plate 140. The plurality of light emitting devices 130 are arranged as a light emitting device array 130L so that the long axis of the light emitting device 130 (light flux controlling member 250) is along the first direction D1. A plurality of the light emitting device rows 130L are arranged in the second direction D2 (see FIG. 2). The light emitting device 130 is another light emitting device included in the light emitting device row 130L adjacent to the light emitting device row 130L including the light emitting device 130 in the second direction D2 when viewed in the second direction D2. It is arranged so as to overlap 130. Furthermore, the plurality of light emitting device rows 130L are arranged so that the interval between two adjacent light emitting device rows 130L is constant in the second direction D2.

(光束制御部材の構成)
図19〜図22は、実施の形態2に係る光束制御部材250の構成を示す図である。図19Aは、光束制御部材250の平面図であり、図19Bは、正面図であり、図19Cは底面図である。また、図20Aは、光束制御部材250の右側面図であり、図20Bは、図19Bに示されるB−B線の断面図であり、図20Cは、図19Aに示されるA−A線の断面図である。図21Aは、散乱部材257の平面図であり、図21Bは、正面図であり、図21Cは、底面図である。図22は、散乱部材257の特徴を説明するための図である。なお、図22では、光束制御部材本体を省略している。
(Configuration of luminous flux control member)
19-22 is a figure which shows the structure of the light beam control member 250 based on Embodiment 2. FIG. 19A is a plan view of the light flux controlling member 250, FIG. 19B is a front view, and FIG. 19C is a bottom view. 20A is a right side view of the light flux controlling member 250, FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 19B, and FIG. 20C is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 19A. It is sectional drawing. 21A is a plan view of the scattering member 257, FIG. 21B is a front view, and FIG. 21C is a bottom view. FIG. 22 is a view for explaining the characteristics of the scattering member 257. In FIG. 22, the light flux controlling member main body is omitted.

図19〜図21に示されるように、光束制御部材250は、入射面151と、第1全反射面152と、2つの導光部153と、2つの第2全反射面154と、2つの出射面155と、脚部156と、散乱部材257とを有する。   As shown in FIGS. 19 to 21, the light flux controlling member 250 includes an incident surface 151, a first total reflection surface 152, two light guides 153, two second total reflection surfaces 154, and two It has an emission surface 155, leg portions 156, and scattering members 257.

散乱部材257は、入射面151、第1全反射面152、導光部153、第2全反射面154および出射面155を含む光束制御部材本体とは、別部材である。散乱部材257は、主として第1全反射面152で反射せずに透過した光を拡散させつつ、透過させる。実施の形態2に係る散乱部材257の断面形状は、釣り鐘様形状(逆U字型)である。すなわち、第2の方向D2に平行な断面において、散乱部材257の内面の一部は、略半円状である。散乱部材257の内面には、断面形状が略半円の複数のプリズム列163が配置されている。散乱部材257の発光素子131側の端部には、ガイド係合溝162と係合する係合突起164が配置されている。一方、散乱部材257の外面は、後述する所定の形状となっている。   The scattering member 257 is a separate member from the light flux controlling member main body including the incident surface 151, the first total reflection surface 152, the light guide unit 153, the second total reflection surface 154, and the output surface 155. The scattering member 257 mainly transmits light that is transmitted without being reflected by the first total reflection surface 152 while diffusing it. The cross-sectional shape of the scattering member 257 according to Embodiment 2 is a bell-like shape (inverted U-shape). That is, in the cross section parallel to the second direction D2, a part of the inner surface of the scattering member 257 is substantially semicircular. On the inner surface of the scattering member 257, a plurality of prism rows 163 having a substantially semicircular cross-sectional shape are arranged. An engaging protrusion 164 that engages with the guide engaging groove 162 is disposed at the end of the scattering member 257 on the light emitting element 131 side. On the other hand, the outer surface of the scattering member 257 has a predetermined shape to be described later.

ここで、図22を参照して、実施の形態2に係る光束制御部材250の散乱部材257の特徴について説明する。ここでは、図22に示されるように、光軸OAを含み第1仮想直線に垂直な第3仮想平面で散乱部材257を切断した断面について考える。光拡散板140の発光素子131側の面上を第2の方向に移動可能な点Aがあるとする。また、発光素子131の光軸OAと、光拡散板140の発光素子131側の面とが交わる点を交点Pとする。また、光拡散板140の発光素子131側の面上における隣接する2つの発光装置列130Lの中点を中間点Qとする。さらに、発光素子131の発光中心と点Aを結ぶ直線を第4仮想直線とする。なお、以下の説明では、光軸OAと、発光素子131の発光中心および中間点Qを結ぶ仮想直線と、がなす角度のうち、小さい角度を「中点角度」ともいう。   Here, with reference to FIG. 22, the characteristics of the scattering member 257 of the light flux controlling member 250 according to Embodiment 2 will be described. Here, as shown in FIG. 22, a cross section in which the scattering member 257 is cut along a third virtual plane that includes the optical axis OA and is perpendicular to the first virtual line is considered. Assume that there is a point A that can move in the second direction on the surface of the light diffusing plate 140 on the light emitting element 131 side. A point where the optical axis OA of the light emitting element 131 and the surface of the light diffusing plate 140 on the light emitting element 131 side are defined as an intersection point P. The midpoint Q is the midpoint between two adjacent light emitting device rows 130L on the surface of the light diffusing plate 140 on the light emitting element 131 side. Further, a straight line connecting the light emission center of the light emitting element 131 and the point A is defined as a fourth virtual straight line. In the following description, a small angle among the angles formed by the optical axis OA and a virtual straight line connecting the light emission center of the light emitting element 131 and the intermediate point Q is also referred to as a “midpoint angle”.

点Aを交点Pから中間点Qまで移動させるとき、第4仮想直線上における散乱部材257の厚さは、点Aが交点Pから中間点Qに向かうにつれて厚くなるように形成されている。なお、本実施の形態では、点Aが中間点Q上に位置しているときの第4仮想直線上における散乱部材257の厚さが最も厚くなるように形成されている。すなわち、点Aが中間点Qを通り過ぎた後の第4仮想直線上における散乱部材257の厚さは、点Aが中間点Q上に位置しているときの第4仮想直線上における散乱部材257の厚さと同じかそれよりも薄い。なお、以下の説明では、第4仮想直線上における散乱部材257の厚さが最も厚くなる場合における、光軸OAおよび第4仮想直線がなす角度のうち、小さい角度を「最大厚み角度」ともいう。たとえば、このような形状を満たす散乱部材257は、第3仮想平面で切断した断面において、散乱部材257の外面の曲率は、散乱部材257の内側の曲率より小さくなるように形成されている。たとえば、当該断面における散乱部材257の内側の曲率を1とした場合、当該断面における散乱部材257の外面の曲率は、0.5倍である。また、第4仮想直線上における散乱部材257の厚さが前述の条件を満たせば、散乱部材257を第3仮想平面で切断したときの内面および外面は、弧でなくてもよい。たとえば、散乱部材257の内面は円弧であり、外面は複数の直線であってもよい。   When the point A is moved from the intersection point P to the intermediate point Q, the thickness of the scattering member 257 on the fourth virtual straight line is formed so that the point A increases from the intersection point P toward the intermediate point Q. In the present embodiment, the scattering member 257 is formed to have the largest thickness on the fourth imaginary straight line when the point A is located on the intermediate point Q. That is, the thickness of the scattering member 257 on the fourth virtual line after the point A passes the intermediate point Q is the scattering member 257 on the fourth virtual line when the point A is located on the intermediate point Q. Same as or thinner than In the following description, the smaller angle among the angles formed by the optical axis OA and the fourth virtual line when the thickness of the scattering member 257 is the largest on the fourth virtual line is also referred to as the “maximum thickness angle”. . For example, the scattering member 257 satisfying such a shape is formed such that the curvature of the outer surface of the scattering member 257 is smaller than the curvature of the inner side of the scattering member 257 in the cross section cut along the third virtual plane. For example, when the curvature inside the scattering member 257 in the cross section is 1, the curvature of the outer surface of the scattering member 257 in the cross section is 0.5 times. Moreover, if the thickness of the scattering member 257 on the fourth virtual straight line satisfies the above-described condition, the inner surface and the outer surface when the scattering member 257 is cut along the third virtual plane may not be an arc. For example, the inner surface of the scattering member 257 may be an arc and the outer surface may be a plurality of straight lines.

なお、実施の形態1では、点Aを交点Pから中間点Qまで移動させるとき、第4仮想直線L上における散乱部材157の厚さは、一定となるように形成されている(図5A参照)。   In the first embodiment, when the point A is moved from the intersection point P to the intermediate point Q, the thickness of the scattering member 157 on the fourth virtual straight line L is formed to be constant (see FIG. 5A). ).

(シミュレーション)
次いで、発光素子列131Lの中央に配置された発光素子131から出射された光の光拡散板140上における到達位置についてシミュレーションを行った。
(simulation)
Next, a simulation was performed on the arrival position on the light diffusion plate 140 of the light emitted from the light emitting element 131 arranged in the center of the light emitting element array 131L.

本シミュレーションでは、3つの発光素子131を固定した基板120に、散乱部材257を組み付けた装置を用いた。すなわち、本シミュレーションでは、光束制御部材本体を使用しておらず、散乱部材257の効果のみを調べた。また、基板120と光拡散板140との間隔は、12mmとした。さらに、3つの発光素子131のうち、中央部分に配置された1つの発光素子131のみを点灯した。なお、本シミュレーションにおける光路は、図19Aにおける中心軸CAを中心として、紙面左右方向(長軸方向)および紙面上下方向(短軸方向)においてそれぞれ対称であるため、図19Aにおいて、中心軸CAに対して右上方向に出射される光の到達位置についてシミュレーションした。また、光軸OAに対する出射角度が15°、20°、25°および30°の4種類の出射角度で出射された光の到達位置についてシミュレーションした。また、各出射角度について、光軸OAに垂直な第2仮想平面で切断した断面において、第1仮想直線と平行な光を0°とし、第1仮想直線に対する角度が0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°の7種類(合計で28種類)の光の到達位置についてシミュレーションした。なお、シミュレーションに使用した散乱部材は、実施の形態1に係る光束制御部材150の散乱部材157と、実施の形態2に係る光束制御部材250の散乱部材257を使用した。   In this simulation, an apparatus in which the scattering member 257 is assembled to the substrate 120 on which the three light emitting elements 131 are fixed is used. That is, in this simulation, the light flux controlling member main body was not used, and only the effect of the scattering member 257 was examined. The distance between the substrate 120 and the light diffusing plate 140 was 12 mm. Further, among the three light emitting elements 131, only one light emitting element 131 arranged in the central portion was turned on. The optical path in this simulation is symmetric with respect to the center axis CA in FIG. 19A in the horizontal direction (long axis direction) and the vertical direction (short axis direction) in FIG. 19A. On the other hand, the arrival position of the light emitted in the upper right direction was simulated. In addition, simulation was performed on the arrival positions of light emitted at four types of emission angles of 15 °, 20 °, 25 °, and 30 ° with respect to the optical axis OA. For each emission angle, in a cross section cut by a second imaginary plane perpendicular to the optical axis OA, light parallel to the first imaginary line is defined as 0 °, and the angles with respect to the first imaginary line are 0 °, 15 °, 30 A simulation was performed with respect to the arrival positions of seven types of light (°, 45 °, 60 °, 75 °, and 90 ° (28 types in total)). The scattering members used in the simulation were the scattering member 157 of the light flux controlling member 150 according to the first embodiment and the scattering member 257 of the light flux controlling member 250 according to the second embodiment.

図23および図24は、各出射角度で発光素子131から出射され、散乱部材157、257で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図である。   FIGS. 23 and 24 are views showing the arrival positions of the light emitted from the light emitting element 131 at each emission angle and controlled by the scattering members 157 and 257 to the light diffusion plate 140.

図23Aは、15°の出射角度で発光素子131から出射され、散乱部材157、257で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図23Bは、20°の出射角度で発光素子131から出射され、散乱部材157、257で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図である。また、図24Aは、25°の出射角度で発光素子131から出射され、散乱部材157、257で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図であり、図24Bは、30°の出射角度で発光素子から出射され、散乱部材157、257で制御された光の光拡散板140への到達位置を示した図である。   FIG. 23A is a diagram showing the position where the light emitted from the light emitting element 131 with the emission angle of 15 ° and controlled by the scattering members 157 and 257 reaches the light diffusion plate 140, and FIG. It is the figure which showed the arrival position to the light diffusing plate 140 of the light radiate | emitted from the light emitting element 131 with the radiation | emission angle, and was controlled by the scattering members 157 and 257. FIG. FIG. 24A is a view showing the arrival position of the light emitted from the light emitting element 131 with the emission angle of 25 ° and controlled by the scattering members 157 and 257, to the light diffusion plate 140. FIG. FIG. 6 is a view showing the arrival position of light emitted from a light emitting element at an emission angle of 0 ° and controlled by scattering members 157 and 257 to the light diffusion plate 140.

図23および図24における横軸および縦軸は、発光点(発光素子131の中心)からの光軸OAに直交する方向についての距離(mm)を示している。また、図23および図24には、平面視したときの散乱部材257の位置を点線で示している。図23および図24における黒丸のシンボルは、基板120上に発光素子131のみを配置した場合の光の到達位置を示しており、白抜き三角のシンボルは、実施の形態1に係る散乱部材157で制御された光の到達位置を示しており、白抜き四角のシンボルは、実施の形態2に係る散乱部材257で制御された光の到達位置を示している。   The horizontal axis and the vertical axis in FIGS. 23 and 24 indicate the distance (mm) in the direction orthogonal to the optical axis OA from the light emitting point (center of the light emitting element 131). Moreover, in FIG. 23 and FIG. 24, the position of the scattering member 257 when viewed in plan is indicated by a dotted line. The black circle symbols in FIGS. 23 and 24 indicate the light arrival position when only the light emitting element 131 is arranged on the substrate 120, and the white triangle symbol is the scattering member 157 according to the first embodiment. The arrival position of the controlled light is shown, and the white square symbol shows the arrival position of the light controlled by the scattering member 257 according to the second embodiment.

図23Aおよび図23Bに示されるように、発光素子131からの出射角が15°および20°の角度で出射した光は、散乱部材を使用しない場合より散乱部材157、257を使用した場合の方が散乱部材157、257の長手方向(第1の方向D1)に拡がるように制御されていることが分かる。また、図24Aおよび図24Bに示されるように、発光素子131からの出射角が25°および30°の角度で出射した光は、散乱部材を使用しない場合より散乱部材157、257を使用した場合の方が、長手方向(第1の方向D1)だけでなく散乱部材157、257の短手方向(第2の方向D2)にも拡がるように制御されていることが分かる。   As shown in FIG. 23A and FIG. 23B, the light emitted from the light emitting element 131 at the angles of 15 ° and 20 ° is more emitted when the scattering members 157 and 257 are used than when the scattering member is not used. It can be seen that is controlled to spread in the longitudinal direction of the scattering members 157 and 257 (first direction D1). Further, as shown in FIGS. 24A and 24B, the light emitted from the light emitting element 131 at the angles of 25 ° and 30 ° is obtained when the scattering members 157 and 257 are used rather than when the scattering member is not used. It can be seen that this is controlled not only in the longitudinal direction (first direction D1) but also in the short direction (second direction D2) of the scattering members 157 and 257.

次いで、光束制御部材本体および散乱部材157、257を組み合わせた光束制御部材150、250含む発光装置を用いた面光源装置における輝度分布についてシミュレーションした。本シミュレーションでは、第3仮想平面で切断した断面において、光拡散板140上の第3仮想平面との交線上における輝度分布を求めた。なお、本シミュレーションにおいて中点角度は、30°である。   Next, the luminance distribution in the surface light source device using the light emitting device including the light flux control members 150 and 250 in which the light flux control member main body and the scattering members 157 and 257 are combined was simulated. In this simulation, the luminance distribution on the intersection line with the third virtual plane on the light diffusing plate 140 in the cross section cut at the third virtual plane was obtained. In this simulation, the midpoint angle is 30 °.

なお、シミュレーションに使用した発光装置は、実施の形態1に係る発光装置130と、実施の形態2に係る発光装置とを使用した。また、比較のため、前述した第4仮想直線上における散乱部材の厚さが最も厚くなるときの点Aの位置が、交点Pおよび中間点Qとの間に位置する発光装置A、Bについてもシミュレーションした。発光装置Aは、最大厚み角度が23°の散乱部材を有する発光装置であり、発光装置Bは、最大厚み角度が15°の散乱部材を有する発光装置である。   In addition, the light-emitting device used for the simulation used the light-emitting device 130 according to the first embodiment and the light-emitting device according to the second embodiment. For comparison, the light emitting devices A and B that are located between the intersection point P and the intermediate point Q when the position of the scattering member on the fourth virtual straight line is the thickest are also described. Simulated. The light emitting device A is a light emitting device having a scattering member having a maximum thickness angle of 23 °, and the light emitting device B is a light emitting device having a scattering member having a maximum thickness angle of 15 °.

図25A、Bは、第3仮想平面との交線上における、光拡散板140上の輝度分布を示したグラフである。図25Aは、実施の形態1に係る発光装置130および実施の形態2に係る発光装置における輝度分布を示しており、図25Bは、実施の形態1に係る発光装置130、発光装置Aおよび発光装置Bにおける輝度分布を示している。図25A、Bの横軸は、光軸OAに対する発光素子131の発光中心および光拡散板140上の点を結ぶ仮想直線の角度(°)を示しており、縦軸は、最大値を「1」として規格化した輝度をそれぞれ示している。図25A、Bの破線は、実施の形態1に係る発光装置130の結果を示しており、図25Aの実線は、実施の形態2に係る発光装置の結果を示しており、図25Bの一点鎖線は、発光装置Aの結果を示しており、図25Bの二点鎖線は、発光装置Bの結果を示している。   25A and 25B are graphs showing the luminance distribution on the light diffusing plate 140 on the intersection line with the third virtual plane. 25A shows the luminance distribution in the light-emitting device 130 according to Embodiment 1 and the light-emitting device according to Embodiment 2. FIG. 25B shows the light-emitting device 130, light-emitting device A, and light-emitting device according to Embodiment 1. The luminance distribution in B is shown. The horizontal axes of FIGS. 25A and 25B indicate the angle (°) of an imaginary straight line connecting the light emission center of the light emitting element 131 and the point on the light diffusion plate 140 with respect to the optical axis OA, and the vertical axis indicates the maximum value “1”. ”Indicates the normalized luminance. The broken lines in FIGS. 25A and 25B show the results of the light emitting device 130 according to Embodiment 1, the solid lines in FIG. 25A show the results of the light emitting device according to Embodiment 2, and the dashed line in FIG. Shows the result of the light-emitting device A, and the two-dot chain line in FIG. 25B shows the result of the light-emitting device B.

図25Aに示されるように、中点角度と、最大厚み角度と、が同じ角度(30°)である本実施の形態に係る発光装置では、30°近傍に輝度のピークがあることが分かる。これにより、第2の方向D2に中点角度が30°となるように発光装置が一定間隔で配置された面光源装置において、各発光装置は、発光素子131の直上部から第2の方向D2に隣接する2つの中間点Qまでの範囲を均一に照らすことができることが分かる。また、特にシミュレーションの結果は示していないが、発光装置に出射光の色がそれぞれ異なる3つの発光素子131を配置し、当該3つの発光素子131を点灯させた場合では、各発光素子131から出射される光は、それぞれ光路が交差することによって混色される。したがって、光拡散板140には、混色された光が到達するため、色ムラを抑制することができた。よって、このような発光装置を有する面光源装置では、全体で発光装置列間に輝度ムラが少なく、かつ色ムラを抑制できることが示唆される。一方、中点角度より最大厚み角度が小さい発光装置A、Bでは、輝度のピークの角度が30°未満であった。これは、第2の方向D2に中間角度が30°となるように発光装置が配置された面光源装置では発光装置列間に輝度ムラが生じてしまうことを示している。   As shown in FIG. 25A, it can be seen that in the light emitting device according to the present embodiment in which the midpoint angle and the maximum thickness angle are the same angle (30 °), there is a luminance peak in the vicinity of 30 °. Thus, in the surface light source device in which the light emitting devices are arranged at a constant interval so that the midpoint angle is 30 ° in the second direction D2, each light emitting device is arranged in the second direction D2 from directly above the light emitting element 131. It can be seen that the range up to two intermediate points Q adjacent to can be illuminated uniformly. Although the simulation result is not particularly shown, when three light emitting elements 131 having different colors of emitted light are arranged in the light emitting device and the three light emitting elements 131 are turned on, the light emitted from each light emitting element 131 is emitted. The emitted light is mixed by crossing the optical paths. Accordingly, since the mixed color light reaches the light diffusion plate 140, color unevenness can be suppressed. Therefore, it is suggested that the surface light source device having such a light emitting device has little luminance unevenness between light emitting device rows as a whole and can suppress color unevenness. On the other hand, in the light-emitting devices A and B having the maximum thickness angle smaller than the midpoint angle, the luminance peak angle was less than 30 °. This indicates that in the surface light source device in which the light emitting device is arranged so that the intermediate angle is 30 ° in the second direction D2, luminance unevenness occurs between the light emitting device rows.

(効果)
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置では、中点角度と最大厚み角度とが同じ角度となるように光束制御部材250が形成されている。よって、実施の形態1に係る効果に加え、さらに発光装置列間の輝度ムラを抑制することができる。
(effect)
As described above, in the surface light source device according to the present embodiment, light flux controlling member 250 is formed such that the midpoint angle and the maximum thickness angle are the same angle. Therefore, in addition to the effect according to Embodiment 1, it is possible to further suppress luminance unevenness between the light emitting device columns.

(変形例)
図26および図27は、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材250’の構成を示す図である。図26Aは、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材250’の平面図であり、図26Bは、正面図であり、図26Cは、底面図である。また、図27Aは、光束制御部材350の右側面図であり、図27Bは、図26Bに示されるB−B線の断面図であり、図27Cは、図26Aに示されるA−A線の断面図である。
(Modification)
FIG. 26 and FIG. 27 are diagrams showing a configuration of a light flux controlling member 250 ′ according to a modification of the second embodiment. 26A is a plan view of a light flux controlling member 250 ′ according to a modification of the second embodiment, FIG. 26B is a front view, and FIG. 26C is a bottom view. 27A is a right side view of the light flux controlling member 350, FIG. 27B is a sectional view taken along line BB shown in FIG. 26B, and FIG. 27C is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 26A. It is sectional drawing.

図26および図27に示されるように、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材250’の散乱部材257’の外面に凹部が形成されていてもよい。この場合も、散乱部材257’は、第3仮想平面で切断した断面において、最大厚み角度と中点角度が同じ角度となるように形成される。また、特に図示しないが、実施の形態2の変形例に係る光束制御部材250’を有する面光源装置は、光拡散板140を均一に照らすことができた。   As shown in FIGS. 26 and 27, a recess may be formed on the outer surface of the scattering member 257 'of the light flux controlling member 250' according to the modification of the second embodiment. Also in this case, the scattering member 257 ′ is formed such that the maximum thickness angle and the midpoint angle are the same in the cross section cut along the third virtual plane. Although not particularly illustrated, the surface light source device having the light flux controlling member 250 ′ according to the modification of the second embodiment can uniformly illuminate the light diffusing plate 140.

また、上記実施の形態では、発光装置130が矩形格子状に配列されている例について説明したが、発光装置130の配置は、これに限定されない。発光素子列131Lは、第2の方向D2に沿って見たときに、第2の方向D2において当該発光装置130を含む発光装置列130Lに隣接する発光装置列130Lに含まれる、第1の方向D1において互いに隣接する2つの発光素子列131Lの間に配置されていてもよい。   In the above embodiment, an example in which the light emitting devices 130 are arranged in a rectangular lattice shape has been described. However, the arrangement of the light emitting devices 130 is not limited to this. When viewed along the second direction D2, the light emitting element row 131L includes the first direction included in the light emitting device row 130L adjacent to the light emitting device row 130L including the light emitting device 130 in the second direction D2. It may be arranged between two light emitting element rows 131L adjacent to each other in D1.

また、第1の方向D1において隣接する2つの発光装置における複数の発光素子131の配列順序は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。当該複数の発光素子131の配列順序が同じ場合、第2の方向D2において隣接する2つの発光装置における複数の発光素子131の配列順序は、異なっている。   In addition, the arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 in the two light emitting devices adjacent in the first direction D1 may be the same or different. When the arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 is the same, the arrangement order of the plurality of light emitting elements 131 in the two light emitting devices adjacent in the second direction D2 is different.

本発明に係る光束制御部材を有する面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや看板、一般照明などに適用することができる。   The surface light source device having the light flux controlling member according to the present invention can be applied to, for example, a backlight of a liquid crystal display device, a signboard, or general illumination.

100 面光源装置
110 筐体
120 基板
130 発光装置
130L 発光装置列
131 発光素子
131L 発光素子列
140 光拡散板
150、150’、150”、250、250’ 光束制御部材
151 入射面
152 第1全反射面
153 導光部
154、154’、154” 第2全反射面
155 出射面
156 脚部
157、257、257’ 散乱部材
158 底面
159 第1凹部
160 補強部材
161 第2凹部
162 ガイド係合溝
163 プリズム列
164 係合突起
CA 光束制御部材の中心軸
OA 発光素子の光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Surface light source device 110 Case 120 Board | substrate 130 Light-emitting device 130L Light-emitting device row | line | column 131 Light-emitting element 131L Light-emitting-element row | line | column 140 Light diffusing plate 150,150 ', 150 ", 250,250' Light flux control member 151 Incident surface 152 1st total reflection Surface 153 Light guide portion 154, 154 ′, 154 ″ Second total reflection surface 155 Output surface 156 Leg portion 157, 257, 257 ′ Scattering member 158 Bottom surface 159 First recess 160 Reinforcement member 161 Second recess 162 Guide engagement groove 163 Prism array 164 Engagement protrusion CA Center axis of light flux controlling member OA Optical axis of light emitting element

Claims (9)

発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
発光素子から出射された光を入射する入射面と、
前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に形成され、前記入射面から入射した光の一部を、前記発光素子の光軸と略垂直であり、かつ互いに反対向きである2つの方向に反射させる第1全反射面と、
前記入射面および前記第1全反射面を挟んで相対する位置に、前記入射面から入射した光の一部および前記第1全反射面で反射した光を前記入射面および前記第1全反射面から離れる方向にそれぞれ導光する2つの導光部と、
前記2つの導光部の端部にそれぞれ配置され、前記光軸および前記光軸と交わり、前記2つの導光部が延在する方向に沿う第1仮想直線を含む仮想平面を境界として、前記仮想平面から離れるように、前記入射面で入射し直接到達した光を臨界角以上の角度で入射させ反射させる2つの第2全反射面と、
前記2つの導光部のそれぞれの外面に形成され、前記導光部により導光された光をそれぞれ外部に出射する2つの出射面と、
を有する、光束制御部材。
A light flux controlling member for controlling the light distribution of the light emitted from the light emitting element,
An incident surface on which light emitted from the light emitting element is incident;
Two directions which are formed at positions facing the light emitting element across the incident surface, and a part of the light incident from the incident surface is substantially perpendicular to the optical axis of the light emitting element and opposite to each other A first total reflection surface to be reflected on
A part of the light incident from the incident surface and the light reflected by the first total reflection surface at positions facing each other across the incident surface and the first total reflection surface are the incident surface and the first total reflection surface. Two light guides each guiding light in a direction away from
Each of the two light guides is disposed at an end, intersects with the optical axis and the optical axis, and a virtual plane including a first virtual straight line along a direction in which the two light guides extend, Two second total reflection surfaces that are incident and reflected at an angle greater than a critical angle so as to be separated from a virtual plane and incident directly on the incident surface;
Two emission surfaces that are formed on the outer surfaces of the two light guides and emit light guided by the light guides to the outside; and
A light flux controlling member.
前記2つの第2全反射面は、それぞれ前記光軸に垂直な断面において、前記端部から前記光軸に向かうにつれて前記仮想平面に近づくように形成された2つの傾斜面を含む、請求項1に記載の光束制御部材。   2. The two second total reflection surfaces each include two inclined surfaces formed so as to approach the virtual plane from the end toward the optical axis in a cross section perpendicular to the optical axis. The light flux controlling member according to 1. 前記第1全反射面から外部に出射された光を散乱するように制御する散乱部材をさらに有し、
前記散乱部材は、少なくとも前記第1全反射面の一部を覆うように配置されており、
前記散乱部材の内面には、複数のプリズム列が配置されている、
請求項1または請求項2に記載の光束制御部材。
A scattering member that controls to scatter light emitted from the first total reflection surface to the outside;
The scattering member is disposed so as to cover at least a part of the first total reflection surface,
A plurality of prism rows are arranged on the inner surface of the scattering member,
The light flux controlling member according to claim 1 or 2.
発光素子と、
前記発光素子の光軸と交わるように配置された、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
を有する、発光装置。
A light emitting element;
The light flux controlling member according to any one of claims 1 to 3, which is disposed so as to intersect the optical axis of the light emitting element.
A light emitting device.
前記発光素子は、複数配置されており、
前記複数の発光素子は、出射光の色がそれぞれ異なる、
請求項4に記載の発光装置。
A plurality of the light emitting elements are arranged,
The plurality of light emitting elements have different colors of emitted light,
The light emitting device according to claim 4.
複数の請求項5に記載の発光装置と、
前記発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
を有し、
前記複数の発光装置は、第1の方向に前記第1仮想直線が沿うように発光装置列として配置され、
前記発光装置列は、前記第1の方向に垂直な第2の方向に複数列配置されている、
面光源装置。
A plurality of light emitting devices according to claim 5;
A light diffusing plate that diffuses and transmits light emitted from the light emitting device;
Have
The plurality of light emitting devices are arranged as a light emitting device row so that the first imaginary straight line is along a first direction,
The light emitting device rows are arranged in a plurality of rows in a second direction perpendicular to the first direction.
Surface light source device.
前記複数の発光装置は、それぞれ前記第1全反射面から外部に出射された光を散乱するように制御する散乱部材をさらに有し、
前記散乱部材は、少なくとも前記第1全反射面の一部を覆うように配置されており、
前記散乱部材の内面には、複数のプリズム列が配置されており、
前記光軸を含み、前記第1仮想直線に垂直な第3仮想平面で切断した断面において、
複数の前記発光装置列は、隣接する2つの前記発光素子列の間隔が一定となるように配置されており、
前記散乱部材は、
前記光拡散板の前記発光素子側の面上の点Aを、前記光軸および前記光拡散板の交点から、前記光拡散板の前記発光素子側の面上における隣接する2つの前記発光装置列の中間点まで移動させたとき、
前記点Aを前記交点から前記中間点に向かって移動させるにつれて、前記発光素子の発光中心および前記点Aを結ぶ第4仮想直線上における前記散乱部材の厚さが厚くなるように形成されている、
請求項6に記載の面光源装置。
Each of the plurality of light emitting devices further includes a scattering member that controls to scatter light emitted from the first total reflection surface to the outside,
The scattering member is disposed so as to cover at least a part of the first total reflection surface,
A plurality of prism rows are disposed on the inner surface of the scattering member,
In a cross section cut along a third virtual plane that includes the optical axis and is perpendicular to the first virtual straight line,
The plurality of light emitting device rows are arranged such that the interval between two adjacent light emitting element rows is constant,
The scattering member is
The point A on the surface of the light diffusing plate on the light emitting element side is defined as two adjacent light emitting device rows on the surface of the light diffusing plate on the light emitting element side from the intersection of the optical axis and the light diffusing plate. When moved to the middle point of
As the point A is moved from the intersection point toward the intermediate point, the scattering member is formed so that the thickness of the scattering member on the fourth imaginary straight line connecting the light emission center of the light emitting element and the point A increases. ,
The surface light source device according to claim 6.
前記散乱部材は、前記点Aが前記中間点上に位置しているときに、前記第4仮想直線上における前記散乱部材の厚さが最も厚くなるように形成されている、請求項7に記載の面光源装置。   The said scattering member is formed so that the thickness of the said scattering member on the said 4th virtual straight line may become the thickest when the said point A is located on the said intermediate point. Surface light source device. 請求項6〜8のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置から出射された光を照射される被照射部材と、
を有する、表示装置。
A surface light source device according to any one of claims 6 to 8,
A member to be irradiated with light emitted from the surface light source device;
A display device.
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