WO2018159676A1 - 面光源装置および表示装置 - Google Patents

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WO2018159676A1
WO2018159676A1 PCT/JP2018/007500 JP2018007500W WO2018159676A1 WO 2018159676 A1 WO2018159676 A1 WO 2018159676A1 JP 2018007500 W JP2018007500 W JP 2018007500W WO 2018159676 A1 WO2018159676 A1 WO 2018159676A1
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健介 平加
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株式会社エンプラス
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Definitions

  • the present invention relates to a surface light source device and a display device.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the light-emitting device which combined LED and the light beam control member which controls light distribution of the light radiate
  • a transmissive image display device such as a liquid crystal display device
  • a direct-type surface light source device in which the light emitting device is mounted in a lattice shape as a backlight is used (for example, see Patent Document 1).
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a surface light source device 10 described in Patent Document 1.
  • 1A is a schematic plan view of the surface light source device 10
  • FIG. 1B is a plan view of the light emitting device 30 in the surface light source device 10
  • FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1B.
  • FIG. The dashed line in FIG. 1A schematically shows the irradiation range of the light emitted from the light emitting device 30.
  • a surface light source device 10 described in Patent Document 1 includes a printed wiring board 20, a plurality of light emitting devices 30 arranged in a rectangular lattice pattern on the printed wiring board 20, and a plurality of light emitting devices 30. And a light diffusion plate 32 disposed on the light emitting device 30.
  • the plurality of light emitting devices 30 each include a light emitting element 35 and a light guide member (light flux controlling member) 40 disposed so as to cover the light emitting element 35.
  • the light guide member 40 includes a substantially hemispherical lens portion 41 and a flange portion 42 disposed so as to surround the lens portion 41.
  • the lens unit 41 includes an incident surface 44 that is an inner surface of the concave portion 43 disposed on the back side, and an output surface 45 disposed on the front side.
  • the emission surface 45 includes two planes 46 parallel to the central axis CA and a curved surface 47 convex toward the surface arranged between the two planes 46.
  • the light emitted from the light emitting element 35 is guided by the light guide member 40 in the direction in which the intervals between the plurality of light emitting devices 30 are short (the short side direction of the rectangular lattice; the Y direction).
  • the distance between the plurality of light emitting devices 30 is controlled so as to expand in a long direction (long side direction of the rectangular lattice; X direction). Therefore, in the surface light source device described in Patent Document 1, the light diffusing plate 32 can be uniformly irradiated even when the plurality of light emitting devices 30 are arranged in a rectangular lattice shape.
  • the light diffusing plate 32 may be arranged perpendicular to the horizontal plane.
  • the distance between the printed wiring board 20 and the light diffusing plate 32 may be different between the central portion and the outer edge portion of the surface light source device 10. For this reason, there is a possibility that uneven brightness occurs on the light diffusion plate.
  • an object of the present invention is to provide a surface light source device and a display device that can suppress the occurrence of uneven brightness on the light diffusion plate even when the distance between the substrate and the diffusion plate changes.
  • the surface light source device includes a light emitting element and a light flux controlling member that controls light distribution of the light emitted from the light emitting element, and a light emission center of the light emitting element is located on a central axis of the light flux controlling member.
  • a surface light source device disposed on the front side of a plurality of light emitting devices and having a light diffusing plate that diffuses and transmits light from the plurality of light emitting devices, wherein the light flux controlling member intersects the central axis
  • the incident surface which is the inner surface of the concave portion opened on the back side, the first emission surface arranged so as to intersect the central axis, and the convexity toward the front side arranged so as to surround the first emission surface
  • the second exit surface of the For each light emitting device, the light emitting angle ⁇ 1xmin having the smallest light emitting angle ⁇ 1 among the light rays satisfying the following formula (1) in the first cross section including the central axis along the first direction.
  • the light beam reaches the light diffusing plate so as to satisfy the following formula (2), and for each light emitting device, in the second section along the second direction and including the central axis, the following formula (1) is satisfied.
  • the light beam having the light emission angle ⁇ 1ymin having the smallest light emission angle ⁇ 1 reaches the light diffusion plate so as to satisfy the following formula (3).
  • ⁇ 3 / ⁇ 1 ⁇ 1 Formula (1) [In the above formula (1), ⁇ 1 is an angle with respect to the central axis in the traveling direction of an arbitrary light beam from the emission center toward the incident surface.
  • ⁇ 3 is an angle with respect to the central axis of the traveling direction of the light beam emitted from the light emission center at a light emission angle ⁇ 1 and propagating through the light flux controlling member and emitted from the emission surface toward the light diffusion plate from the emission surface. is there. ]
  • Px / 2 ⁇ Ax ⁇ Px Formula (2) [In the above formula (2), Ax is the distance from the central axis of the arrival point on the light diffusion plate of the light beam emitted from the light emission center at the light emission angle ⁇ 1xmin in the first cross section.
  • the display device includes the surface light source device according to the present invention, and an irradiated member that is irradiated with light emitted from the surface light source device.
  • the surface light source device can suppress the occurrence of bright portions on the irradiated surface even when the distance between the substrate and the irradiated surface changes.
  • the display device since the display device according to the present invention includes the surface light source device that can suppress the occurrence of bright portions, it is difficult to cause luminance unevenness on the irradiated member.
  • FIG. 1A to 1C are diagrams showing a configuration of a surface light source device described in Patent Document 1.
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing the configuration of the surface light source device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 3A and 3B are cross-sectional views of the surface light source device.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the surface light source device.
  • 5A to 5C are diagrams showing the configuration of the light flux controlling member.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining the relationship between the emission angle and the emission angle
  • FIG. 6B is a graph showing the relationship between the emission angle and the value of the emission angle with respect to the emission angle.
  • FIG. 7A is a diagram for explaining the arrival position of the light beam on the light diffusion plate, and FIG.
  • FIG. 7B is a graph showing the relationship between the light emission angle and the distance from the central axis of the light beam on the light diffusion plate.
  • FIG. 8A is a graph showing a luminance distribution in the light emitting device
  • FIG. 8B is a graph showing a first-order differential value of luminance.
  • FIG. 9 is a graph showing the luminance distribution in the surface light source device.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the arrangement of the light emitting devices in the surface light source device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 (Configuration of surface light source device) 2 to 4 are diagrams schematically showing a configuration of the surface light source device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2A is a plan view of surface light source device 100 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2B is a front view.
  • 3A is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2B
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 2A.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the surface light source device 100.
  • the surface light source device 100 includes a housing 110, a plurality of light emitting devices 200, and a light diffusion plate (irradiated surface) 120.
  • the surface light source device 100 of the present invention can be applied to a backlight of a liquid crystal display device.
  • the surface light source device 100 is combined with a display member (irradiated member) 107 such as a liquid crystal panel (indicated by a dotted line in FIG. 2B), so that the display device 100 ′ can be used. Can be used.
  • the inner surface of the bottom plate 112 of the housing 110 functions as a diffuse reflection surface.
  • a substrate 210 on which the light emitting device 200 is disposed is disposed at a predetermined position.
  • the top plate 114 of the housing 110 is provided with an opening.
  • the light diffusing plate 120 is disposed so as to close the opening and functions as a light emitting surface.
  • the size of the light emitting surface can be, for example, about 400 mm ⁇ about 700 mm.
  • the plurality of light emitting devices 200 are arranged in a grid pattern on the substrate 210 on the bottom plate 112 of the housing 110.
  • “arranged in a grid pattern” means that the unit grids are arranged in a rectangular shape. Examples of the unit cell include a rectangular cell and a square cell (square lattice).
  • the plurality of light emitting devices 200 are arranged in a square lattice pattern.
  • the plurality of light emitting devices 200 has a center-to-center distance Px in the first direction (X direction in FIG. 3A) and a second direction (Y direction in FIG. 3A) orthogonal to the first direction.
  • the center-to-center distance Px and the center-to-center distance Py are the same length.
  • Each of the plurality of light emitting devices 200 includes a light emitting element 220 and a light flux controlling member 300.
  • the light emitting element 220 is a light source of the surface light source device 100 and is mounted on the substrate 210.
  • the light emitting element 220 is a light emitting diode (LED) such as a white light emitting diode.
  • the light emitting element 220 is arranged so that the light emission center (optical axis OA) is located on the central axis CA of the light flux controlling member 300.
  • the light emitting element 220 is arranged so that the light emission center (optical axis OA) coincides with the center of the light emitting device 200 (see FIG. 4).
  • the “optical axis OA of the light emitting element” means a light beam at the center of the three-dimensional outgoing light beam from the light emitting element 220.
  • the light emitting element 220 has a center distance in the first direction (X direction in FIG. 3A) Px and a center distance in the second direction (Y direction in FIG. 3A) orthogonal to the first direction. Are arranged in a grid pattern so that becomes Py.
  • the light flux controlling member 300 is a lens and is fixed on the substrate 210.
  • the light flux controlling member 300 controls the light distribution of the light emitted from the light emitting element 220 and expands the traveling direction of the light in the surface direction of the substrate 210.
  • the light flux controlling member 300 is disposed on the light emitting element 220 so that the central axis CA thereof coincides with the optical axis OA of the light emitting element 220 (see FIG. 4).
  • an incident surface 320 and an output surface 330 of a light flux controlling member 300 described later are rotationally symmetric (circularly symmetric in the present embodiment), and the rotational axis coincides with the optical axis OA of the light emitting element 220.
  • the rotation axes of the entrance surface 320 and the exit surface 330 are referred to as “center axis CA of the light flux controlling member”.
  • the light flux controlling member 300 can be formed by integral molding.
  • the light flux controlling member 300 may be made of any material that can transmit light having a desired wavelength.
  • the material of the light flux controlling member 300 is light transmissive resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), epoxy resin (EP), silicone resin, or glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • EP epoxy resin
  • silicone resin or glass.
  • the surface light source device 100 according to the present embodiment has a main feature in the configuration of the light flux controlling member 300. Therefore, features that the light flux controlling member 300 should have will be described in detail separately.
  • the light diffusing plate 120 is a plate-like member having light diffusibility, and transmits the light emitted from the light emitting device 200 while diffusing it.
  • the light diffusion plate 120 is disposed on the plurality of light emitting devices 200 substantially in parallel with the substrate 210.
  • the light diffusing plate 120 is approximately the same size as an irradiated member such as a liquid crystal panel.
  • the light diffusion plate 120 is formed of a light-transmitting resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), styrene / methyl methacrylate copolymer resin (MS).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PS polystyrene
  • MS styrene / methyl methacrylate copolymer resin
  • fine irregularities are formed on the surface of the light diffusion plate 120, or light diffusers such as beads are dispersed inside the light diffusion plate 120.
  • the light emitted from each light emitting element 220 is controlled by the light flux controlling member 300 so as to illuminate a predetermined irradiation area of the light diffusion plate 120.
  • the light flux controlling member 300 appropriately illuminates a predetermined irradiation area, so that the inner surface of the light diffusing plate 120 is illuminated substantially uniformly.
  • Light that reaches the light diffusion plate 120 from each light flux controlling member 300 passes through the light diffusion plate 120 while being diffused.
  • the surface light source device 100 according to the present invention can uniformly illuminate a planar irradiated member (for example, a liquid crystal panel).
  • FIGS. 5A to 5C are diagrams showing a configuration of light flux controlling member 300 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 5A is a plan view of light flux controlling member 300
  • FIG. 5B is a bottom view
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 5A.
  • the light flux controlling member 300 has an entrance surface 320 and an exit surface 330.
  • the light flux controlling member 300 forms a flange for facilitating the handling of the light flux controlling member 300 and a gap for releasing heat generated from the light emitting element 220 to the outside, and the light flux controlling member 300 is attached to the substrate 210. May be provided with leg portions (both not shown) for positioning and fixing.
  • the planar view shape of the light flux controlling member 300 in the present embodiment is a circle.
  • the incident surface 320 controls most of the light emitted from the light emitting element 220 to enter the light flux controlling member 300 while controlling the traveling direction of the light.
  • the incident surface 230 is the inner surface of the recess 310 that opens toward the back side.
  • the incident surface 320 is disposed so as to intersect with the central axis CA (optical axis OA).
  • the incident surface 320 intersects with the central axis CA of the light flux controlling member 300 and has rotational symmetry (circular symmetry in the present embodiment) with the central axis CA as a rotational axis. That is, the concave portion 310 is disposed at the center of the back surface 305 so as to intersect with the central axis CA of the light flux controlling member 300 (the optical axis OA of the light emitting element 220) (see FIG. 4).
  • the back surface 305 is a flat surface that is located on the back side of the light flux controlling member 300 and extends in the radial direction from the opening edge of the recess 310.
  • the exit surface 330 is disposed on the front side (light diffusing plate 120 side) of the light flux controlling member 300.
  • the exit surface 330 emits the light incident in the light flux controlling member 300 to the outside while controlling the traveling direction.
  • the exit surface 330 intersects with the central axis CA and is rotationally symmetric (circularly symmetric in the present embodiment) with the central axis CA as a rotational axis.
  • the emission surface 330 has a first emission surface 330a located in a predetermined range centered on the central axis CA, and a second emission surface 330b formed continuously around the first emission surface 330a.
  • the shape of the 1st output surface 330a can be set suitably.
  • the shape of the first emission surface 330a may be a flat surface, a curved surface convex on the back side, or a curved surface convex on the front side.
  • the first emission surface 330a is a curved surface convex on the back side and formed so as to intersect the central axis CA.
  • the second emission surface 330b is a smooth curved surface that is located on the front side and is located around the first emission surface 330a.
  • the second emission surface 330b has an overhang portion 330c in a cross section including the central axis CA.
  • the “overhang portion” means that the outer end portion of the second exit surface 330b is further in the direction perpendicular to the central axis CA than the lower end portion of the second exit surface 330b in the direction along the central axis CA. The part that protrudes outward.
  • the second emission surface 330b since the second emission surface 330b includes the overhang portion 330c, light having a large angle with respect to the optical axis OA out of the light emitted from the light emitting element 220 is also effectively used. It is controlled so that it can be used as light for illuminating the irradiation surface.
  • each light emitting device 200 appropriately irradiates a predetermined region on the light diffusion plate 120, and the contrast of light and dark becomes high at the boundary between the irradiation region and the non-irradiation region.
  • the light L from the light emitting device 200 does not reach the non-irradiated region so much and the outer edge of the irradiated region is compared with the non-irradiated region. It is preferable that it is brightly illuminated.
  • the center-to-center distance Px of the light-emitting device 20 in the first direction (X direction) and the center-to-center distance Py of the light-emitting device 200 in the second direction (Y direction) are both 90 mm.
  • the distance between the substrate 210 and the light diffusing plate 120 was 24 mm.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining the light emission angle ⁇ 1 and the emission angle ⁇ 3.
  • an angle with respect to the central axis CA in the traveling direction of an arbitrary ray L from the light emission center of the light emitting element 220 toward the incident surface 320 is expressed as “ The emission angle ⁇ 1 ”, the light emitted from the emission center at the emission angle ⁇ 1, propagated through the light flux controlling member 300, and emitted from the emission surface 330, with respect to the central axis CA in the traveling direction of the light beam from the emission surface 330 toward the light diffusion plate 120.
  • the angle is defined as “exit angle ⁇ 3”.
  • “ ⁇ 1x” is a light emission angle in the first cross section including the central axis CA along the first direction (X direction), and “ ⁇ 1y” is the second direction (Y direction).
  • ⁇ 3x is an emission angle in the first cross section including the central axis CA along the first direction (X direction)
  • “ ⁇ 3y” is the central axis along the second direction (Y direction). It is an emission angle in the second cross section including CA.
  • FIG. 6B is a graph showing the relationship between the emission angle ⁇ 1 and the value of the emission angle ⁇ 3 with respect to the emission angle ⁇ 1.
  • the solid line in FIG. 6B is a line corresponding to the surface light source device 100 according to the present embodiment, and the dotted line is a line corresponding to the light emitting device according to the comparative example.
  • the surface light source device according to the comparative example has a circular shape in plan view as a light flux controlling member, and is arranged so that not only the adjacent light emitting device but also the emitted light of the light emitting device at a further distance is mixed on the irradiated surface. A light flux controlling member designed for light distribution was used.
  • surface light source device 100 is designed so that emission angle ⁇ 3 / light emission angle ⁇ 1 ⁇ 1 in the region ⁇ 1 ⁇ 70 °.
  • a light beam L having an emission angle ⁇ 1 of 70 ° or more has a smaller emission angle ⁇ 3 than the emission angle ⁇ 1. That is, in the present embodiment, the light beam L with the light emission angle ⁇ 1 of 70 ° or more is condensed on the central axis CA (optical axis OA) side as compared with the light beam L with the light emission angle ⁇ 1 of less than 70 °. Be controlled.
  • the light beam L having a large light emission angle ⁇ 1 satisfies the following formula (1). That is, the light flux controlling member 300 in the surface light source device 100 according to the present embodiment is designed so that the light beam L satisfying the following formula (1) is generated as the light beam L emitted from the light emitting element 220. ⁇ 3 / ⁇ 1 ⁇ 1 Formula (1)
  • FIG. 7A is a diagram showing a relationship between the light emission angle ⁇ 1 and the distances Ax and Ay from the central axis CA of the light L having the light emission angle ⁇ 1 in the light diffusion plate 120
  • FIG. 7B shows the light emission angle ⁇ 1 and the light emission angle.
  • 6 is a graph showing distances Ax and Ay of a light L of ⁇ 1 from a central axis CA in a light diffusion plate 120. The solid line in FIG.
  • the light flux controlling member 300 according to the present embodiment is circularly symmetric with the central axis CA as the rotation axis, and therefore, from the light emission center of the light emitting element 220 in any cross section including the central axis CA.
  • the arrival position of the emitted light L on the light diffusion plate 120 is the same. “Ax” shown in FIG.
  • 7A is the distance from the central axis CA of the arrival point on the light diffusion plate 120 of the light beam emitted from the light emission center at the light emission angle ⁇ 1xmin in the first cross section, and “Ay” is In the first cross section, it is the distance from the central axis CA of the arrival point on the light diffusion plate 120 of the light beam emitted from the light emission center at the light emission angle ⁇ 1 ⁇ min.
  • the light beam L with the light emission angle ⁇ 1 ( ⁇ 1x, ⁇ 1y) of 70 ° or more reaches farther than 90 mm from the central axis CA on the light diffusion plate. This indicates that the light beam L emitted from the light emitting device reaches the central axis CA of the light emitting device adjacent to the first direction (X direction) and the second direction (Y direction). Yes.
  • the light emission angle ⁇ 1x is the smallest among the light rays satisfying the formula (1) in the first cross section including the central axis CA along the first direction (X direction).
  • the light beam of ⁇ 1 ⁇ min reaches the light diffusion plate 120 so as to satisfy the following formula (2).
  • the light beam having the light emission angle ⁇ 1ymin having the smallest light emission angle ⁇ 1y among the light beams satisfying the formula (1) is represented by the following formula (
  • the light diffusing plate 120 is reached so as to satisfy 3). That is, light flux controlling member 300 in surface light source device 100 according to the present embodiment is designed so as to satisfy the following expressions (2) and (3).
  • the solid line and the dotted line are interrupted when the light emission angle ⁇ 1 is larger than a predetermined angle (about 84 ° in the present embodiment), the flange portion of the light flux controlling member 300 or the light flux controlling member.
  • a predetermined angle about 84 ° in the present embodiment
  • the flange portion of the light flux controlling member 300 or the light flux controlling member This is because the light beam L cannot be controlled due to the influence of the distance between the light emitting element 220 and the light emitting element 220. That is, in FIG. 7B, when the light emission angle ⁇ 1 is larger than the predetermined angle, the position where the light beam reaches the light diffusion plate 120 cannot be specified. Therefore, the light beam having the light emission angle ⁇ 1 larger than the predetermined angle is not shown.
  • the luminance distribution on the light diffusion plate 120 was examined.
  • the luminance distribution on the light diffusion plate 120 was also examined for the surface light source device according to the comparative example.
  • only one light emitting element 220 is turned on.
  • FIG. 8A is a graph showing the luminance distribution on the light diffusion plate 120 in a cross section including the central axis CA of the surface light source device 100, and the horizontal axis of FIG. 8A indicates the distance (mm) from the central axis CA.
  • the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ).
  • the solid lines in FIG. 8A are lines indicating the results of the surface light source device 100 according to the present embodiment, and the dotted lines are lines indicating the results of the surface light source device according to the comparative example.
  • 8A represents the distance between the centers of the light emitting devices 200 (Px, Py: ⁇ 90 mm) or half the distance between the centers of the light emitting devices 200 (Px / 2, Py / 2: ⁇ 45 mm). Show.
  • the surface light source device 100 As shown in the area circled by the dotted line in FIG. 8A, in the surface light source device 100 according to the present embodiment, there is a change area in which the slope of the line indicating the brightness suddenly becomes gentle as the distance from the central axis CA increases. Exists. This indicates that in the surface light source device 100 according to the present embodiment, the contrast of light and dark between the irradiated region and the non-irradiated region in the light diffusion plate 120 is high.
  • the inclination of the line indicating the luminance did not change much even when it was away from the central axis CA.
  • the luminance gradually decreases as the distance from the central axis CA increases. That is, the contrast of light and dark between the irradiated region and the non-irradiated region in the light diffusion plate is low.
  • FIG. 8B is a graph showing a differential value obtained by first-order differentiation of the luminance shown in FIG. 8A with respect to the distance from the central axis CA.
  • the horizontal axis in FIG. 8B indicates the distance (mm) from the central axis CA, and the vertical axis indicates the first-order differential value of luminance.
  • the solid lines in FIG. 8B are lines indicating the results of the surface light source device 100 according to the present embodiment, and the dotted lines are lines indicating the results of the surface light source device according to the comparative example.
  • 8B represents the distance between the centers of the light emitting devices 200 (Px, Py: ⁇ 90 mm) or half the distance between the centers of the light emitting devices 200 (Px / 2, Py / 2: ⁇ 45 mm). Show.
  • the change region of the surface light source device 100 in the present embodiment is the arrival position ( ⁇ 66 mm) of the light L emitted at the light emission angle ⁇ 1 ⁇ min on the light diffusion plate 120 and the light emitting device. It can be seen that the distance is 200 between the center distances Px and Py ( ⁇ 90 mm).
  • the dotted line in FIG. 8B in the surface light source device according to the comparative example, a change region in which the differential value greatly changes was not seen as in the surface light source device 100 according to the present embodiment.
  • a light beam L having an emission angle ⁇ 1 of less than 70 ° will be described.
  • the light having an emission angle ⁇ 1 of less than 70 ° has an emission angle ⁇ 3 / light emission angle ⁇ 1 ⁇ 1.
  • the emission angle ⁇ 3 of the light beam L having the emission angle ⁇ 1 of less than 70 ° is larger than the emission angle ⁇ 1. That is, in the present embodiment, when the light emission angle ⁇ 1 is less than 70 °, the light beam L is controlled to spread compared to when the light emission angle ⁇ 1 is 70 ° or more.
  • the light beam L having a relatively small light emission angle ⁇ 1 satisfies the formula (5). That is, the light flux controlling member 300 in the surface light source device 100 according to the present embodiment is preferably designed so that the light beam L that satisfies the following formula (5) is generated as the light beam L emitted from the light emitting element 220. ⁇ 3 / ⁇ 1 ⁇ 1 Formula (5)
  • the arrival position on the light diffusion plate 120 of the light beam L emitted from the light emitting device 200 (the light emission center of the light emitting element 220) was examined.
  • the light rays that reach the light diffusing plate 120 to satisfy the following formula (6) and the following formula (7) satisfy the above formula (5).
  • the light flux controlling member 300 in the surface light source device 100 according to the present embodiment is preferably designed to satisfy the following formula (6) and the following formula (7).
  • Ax ⁇ Px / 2 Formula (6) Ay ⁇ Py / 2 Formula (7)
  • FIG. 9 is a graph in which the luminance distribution of the surface light source device 100 is normalized.
  • the horizontal axis in FIG. 9 indicates the distance (mm) from the central axis CA, and the vertical axis indicates the standard value of luminance.
  • the three light emitting elements 220 arranged along the first direction (X direction) are turned on, and the light diffusion plate 120 is on a straight line including the central axes CA of the three light emitting elements 220.
  • the luminance distribution was examined.
  • a line A in FIG. 9 shows the result of the surface light source device 100 in which the distance D between the substrate 210 and the light diffusion plate 120 is 24 mm, and a line B shows the result of the surface light source device 100 in which the distance D is 25 mm.
  • Line C shows the result of the surface light source device 100 having a distance D of 26 mm.
  • the surface light source device 100 As described above, in the surface light source device 100 according to the present embodiment, light satisfying ⁇ 3 / ⁇ 1 ⁇ 1 satisfies Px / 2 ⁇ Ax ⁇ Px in the first cross section and Py / 2 in the second cross section. ⁇ Ay ⁇ Py is satisfied.
  • the surface light source device 100 according to the present embodiment is designed so that the light diffusing plate 120 can be uniformly irradiated regardless of the distance between the substrate 210 and the light diffusing plate 120.
  • the light emitted from the light emitting device 200 does not reach the central axis CA of the adjacent light emitting device 200 in the surface light source device 100 in the first direction (X direction) and the second direction (Y direction).
  • the light diffusing plate 120 can be irradiated uniformly.
  • Emodiment 2 (Configuration of surface light source device)
  • 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 arrangement of the light emitting device 400 and the characteristics of the light flux controlling member 500. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the arrangement of the light emitting device 400 according to the second embodiment.
  • the center-to-center distance Px of the light emitting device 400 in the first direction (X direction) and the light emitting device 400 in the second direction (Y direction). Is different from the center distance Py. That is, in the surface light source device according to Embodiment 2, the light emitting devices 400 are arranged so that the unit lattice is a rectangular lattice.
  • the ratio between the center distance Px and the center distance Py can be selected as appropriate.
  • the center distance Px may be longer than the center distance Py, or the center distance Py may be longer than the center distance Px. In the present embodiment, the center distance Px is longer than the center distance Py.
  • the ratio between the center distance Px and the center distance Py is preferably 1: 1 to 1: 2.
  • the second embodiment is also used in the second embodiment from the viewpoint of increasing the contrast between the illuminated region and the non-irradiated region. It is necessary to satisfy the equations (1) to (3) shown in FIG. That is, the irradiation area of the light beam L according to the second embodiment is elliptical.
  • the direction of the diagonal line of the unit cell It is also preferable to consider the arrival position of the light beam L in the third cross section along the center axis CA and including the central axis CA.
  • the light L from the light emitting device 400 does not reach the non-irradiated region so much in the third cross section, and the irradiated region. It is preferable that the outer edge part of this is illuminated brightly compared with the non-irradiated area. That is, it is necessary that the angle of the light beam L irradiated to the outer edge portion of the irradiation region with respect to the central axis CA is small.
  • the light beam having the light emission angle ⁇ 1xymin having the smallest light emission angle ⁇ 1 is farther from the central axis CA than half of the diagonal length of the lattice. It is preferable that the light diffusing plate 120 is located at the center axis CA side with respect to the center distance Px and the center distance Py. In other words, in the third cross section including the central axis CA along the diagonal direction of the lattice, among the light rays satisfying the formula (1), the light beam with the smallest light emission angle ⁇ 1xymin satisfies the formula (4). Is preferred.
  • the surface light source device has the same effect as that of the first embodiment, and evenly irradiates the irradiated surface even when the center-to-center distance Px and the center-to-center distance Py have different lengths. Can be irradiated.
  • the surface light source device according to the present invention can be applied to, for example, a backlight of a liquid crystal display device or general illumination.

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Abstract

面光源装置は、Ｘ方向の中心間距離がＰｘ、かつＹ方向の中心間距離がＰｙとなるように、配列された複数の発光装置と、複数の発光装置の上に配置された光拡散板とを有する。各発光装置について、θ３／θ１＜１を満たす光線のうち、最小の発光角度θ１ｘｍｉｎの光線は、Ｐｘ／２＜発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線の光拡散板上の到達点の中心軸からの距離Ａｘ＜Ｐｘを満たす。θ３／θ１＜１を満たす光線のうち、最小の発光角度θ１ｙｍｉｎの光線は、Ｐｙ／２＜発光角度θ１ｙｍｉｎで出射された光線の光拡散板上の到達点の中心軸からの距離Ａｙ＜Ｐｙを満たす。

Description

面光源装置および表示装置
　本発明は、面光源装置および表示装置に関する。
　近年、省エネルギーや小型化の観点から、照明用の光源として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）が使用されている。そして、ＬＥＤと、ＬＥＤから出射された光の配光を制御する光束制御部材とを組み合わせた発光装置は、蛍光灯やハロゲンランプなどに代わり使用されている。また、液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして格子状に当該発光装置を搭載した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）。
　図１は、特許文献１に記載の面光源装置１０の構成を示す図である。図１Ａは、面光源装置１０の模式的な平面図であり、図１Ｂは、面光源装置１０における発光装置３０の平面図であり、図１Ｃは、図１Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図１Ａの破線は、発光装置３０から出射された光の照射範囲を模式的に示している。
　図１Ａ～Ｃに示されるように、特許文献１に記載の面光源装置１０は、プリント配線基板２０と、プリント配線基板２０上に長方格子状に配置された複数の発光装置３０と、複数の発光装置３０の上に配置された光拡散板３２とを有する。複数の発光装置３０は、それぞれ発光素子３５と、発光素子３５上を覆うように配置された導光部材（光束制御部材）４０とを含む。
　導光部材４０は、略半球形状のレンズ部４１と、レンズ部４１を取り囲むように配置された鍔部４２とを有する。また、レンズ部４１は、裏側に配置された凹部４３の内面である入射面４４と、表側に配置された出射面４５とを有する。出射面４５は、中心軸ＣＡに互いに平行な２つの平面４６と、２つの平面４６の間に配置された表面に向けて凸の曲面４７とを含む。特許文献１に記載の面光源装置１０では、発光素子３５から出射された光は、導光部材４０によって、複数の発光装置３０の間隔が短い方向（長方格子の短辺方向；Ｙ方向）と比較して、複数の発光装置３０の間隔が長い方向（長方格子の長辺方向；Ｘ方向）に拡がるように制御される。よって、特許文献１に記載の面光源装置では、複数の発光装置３０が長方格子状に配置された場合であっても光拡散板３２を均一に照射できるようになっている。
国際公開第２００９／１５７１６６号
　しかしながら、特許文献１に記載の面光源装置１０などでは、光拡散板３２を水平面に対して垂直に配置する場合がある。この場合、自重により光拡散板３２が歪むことがあるため、面光源装置１０の中央部と外縁部とでは、プリント配線基板２０および光拡散板３２の距離が異なることがある。このため、光拡散板上において、輝度ムラが生じてしまうおそれがある。
　そこで、本発明の目的は、基板と拡散板との距離が変化した場合であっても、光拡散板上における輝度ムラの発生を抑制できる面光源装置および表示装置を提供することである。
　本発明に係る面光源装置は、発光素子および前記発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材をそれぞれ含み、前記発光素子の発光中心が前記光束制御部材の中心軸上に位置し、第１の方向の中心間距離がＰｘ、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向の中心間距離がＰｙとなるように、格子状に配列された複数の発光装置と、前記複数の発光装置の表側に配置され、前記複数の発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を有する、面光源装置であって、前記光束制御部材は、前記中心軸と交わるように、裏側に開口した凹部の内面である入射面と、前記中心軸と交わるように配置された第１出射面と、前記第１出射面を取り囲むように配置された、表側に向けて凸の第２出射面とを含み、表側に配置された出射面と、を有し、各発光装置について、前記第１の方向に沿い、前記中心軸を含む第１断面において、下記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｘｍｉｎの光線は、下記式（２）を満たすように前記光拡散板に到達し、各発光装置について、前記第２の方向に沿い、前記中心軸を含む第２断面において、下記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｙｍｉｎの光線は、下記式（３）を満たすように前記光拡散板に到達する。
　θ３／θ１＜１　　　式（１）
　［上記式（１）において、θ１は、前記発光中心から前記入射面へ向かう任意の光線の進行方向の前記中心軸に対する角度である。θ３は、前記発光中心から発光角度θ１で出射され前記光束制御部材内を伝播し前記出射面から出射された、前記出射面から前記光拡散板へ向かう光線の進行方向の前記中心軸に対する角度である。］
　Ｐｘ／２＜Ａｘ＜Ｐｘ　　　式（２）
　［上記式（２）において、Ａｘは、前記第１断面において、前記発光中心から発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線の前記光拡散板上の到達点の前記中心軸からの距離である。］
　Ｐｙ／２＜Ａｙ＜Ｐｙ　　　式（３）
　［上記式（３）において、Ａｙは、前記第２断面において、前記発光中心から発光角度θ１ｙｍｉｎで出射された光線の前記光拡散板上の到達点の前記中心軸からの距離である。］
　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。
　本発明に係る面光源装置は、基板と被照射面との距離が変化した場合であっても、被照射面上における明部の発生を抑制できる。また、本発明に係る表示装置は、明部の発生を抑制できる面光源装置を有するため、被照射部材上に輝度ムラを生じさせにくい。
図１Ａ～Ｃは、特許文献１に記載の面光源装置の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、本発明の実施１の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。 図３Ａ、Ｂは、面光源装置の断面図である。 図４は、面光源装置の部分拡大断面図である。 図５Ａ～Ｃは、光束制御部材の構成を示す図である。 図６Ａは、発光角度および出射角度の関係を説明するための図であり、図６Ｂは、発光角度と、発光角度に対する出射角度の値との関係を示すグラフである。 図７Ａは、光拡散板上における光線の到達位置を説明するための図であり、図７Ｂは、発光角度と、光拡散板上における光線の中心軸からの距離との関係を示すグラフである。 図８Ａは、発光装置における輝度分布を示すグラフであり、図８Ｂは、輝度の１階微分値を示すグラフである。 図９は、面光源装置における輝度分布を示すグラフである。 図１０は、実施の形態２に係る面光源装置における発光装置の配置を説明するための図である。
　以下、本発明に係る面光源装置および表示装置について、添付した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、発光装置が格子状に配置されている面光源装置について説明する。
　［実施の形態１］
　（面光源装置の構成）
　図２～図４は、本発明の実施の形態１に係る面光源装置１００の構成を模式的に示す図である。図２Ａは、本発明の実施の形態１に係る面光源装置１００の平面図であり、図２Ｂは、正面図である。図３Ａは、図２Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図４は、面光源装置１００の部分拡大断面図である。
　図２Ａ、Ｂ、図３Ａ、Ｂおよび図４に示されるように、面光源装置１００は、筐体１１０と、複数の発光装置２００と、光拡散板（被照射面）１２０とを有する。本発明の面光源装置１００は、液晶表示装置のバックライトなどに適用できる。また、図２Ｂに示されるように、面光源装置１００は、液晶パネルなどの表示部材（被照射部材）１０７（図２Ｂにおいて、点線で示している）と組み合わせることで、表示装置１００’としても使用できる。
　筐体１１０の底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。底板１１２上には、発光装置２００が配置された基板２１０が所定の位置に配置されている。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散板１２０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍとすることができる。
　複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上の基板２１０に格子状に配列されている。ここで「格子状に配列」とは、単位格子が矩形となるように配列されていることをいう。単位格子の例には、長方形の格子、正方形の格子（正方格子）を含む。本実施の形態では、複数の発光装置２００は、正方格子状に配列されている。本実施の形態では、複数の発光装置２００は、第１の方向（図３ＡにおけるＸ方向）の中心間距離がＰｘ、かつ第１の方向に直交する第２の方向（図３ＡにおけるＹ方向）の中心間距離がＰｙとなるように、格子状に配列されている。このように、本実施の形態では、中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙは、同じ長さである。複数の発光装置２００は、それぞれ発光素子２２０および光束制御部材３００を有する。
　発光素子２２０は、面光源装置１００の光源であり、基板２１０上に実装されている。発光素子２２０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光素子２２０は、その発光中心（光軸ＯＡ）が光束制御部材３００の中心軸ＣＡ上に位置するように配置されている。また、発光素子２２０は、その発光中心（光軸ＯＡ）が発光装置２００の中心と一致するように配置されている（図４参照）。ここで、「発光素子の光軸ＯＡ」とは、発光素子２２０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。このように、発光素子２２０は、第１の方向（図３ＡにおけるＸ方向）の中心間距離がＰｘ、かつ第１の方向に直交する第２の方向（図３ＡにおけるＹ方向）の中心間距離がＰｙとなるように、格子状に配列されている。
　光束制御部材３００は、レンズであり、基板２１０上に固定されている。光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光の配光を制御し、当該光の進行方向を基板２１０の面方向に拡げる。光束制御部材３００は、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＯＡと一致するように、発光素子２２０の上に配置されている（図４参照）。なお、後述する光束制御部材３００の入射面３２０および出射面３３０は回転対称（本実施の形態では円対称）であり、かつこの回転軸は発光素子２２０の光軸ＯＡと一致する。この入射面３２０および出射面３３０の回転軸を「光束制御部材の中心軸ＣＡ」という。
　光束制御部材３００は、一体成形により形成することができる。光束制御部材３００の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であればよい。たとえば、光束制御部材３００の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。本実施の形態に係る面光源装置１００は、光束制御部材３００の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材３００の備えるべき特徴については、別途詳細に説明する。
　光拡散板１２０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置２００からの出射光を拡散させつつ透過させる。光拡散板１２０は、複数の発光装置２００の上に基板２１０と略平行に配置されている。通常、光拡散板１２０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散板１２０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散板１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
　本発明に係る面光源装置１００では、各発光素子２２０から出射された光は、光束制御部材３００により光拡散板１２０の所定の照射領域を照らすように制御される。後述するように、光束制御部材３００は、所定の照射領域を適切に照らすため、光拡散板１２０の内面は略均一に照らされる。各光束制御部材３００から光拡散板１２０に到達した光は、拡散されつつ光拡散板１２０を透過する。その結果、本発明に係る面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。
　（光束制御部材の構成）
　図５Ａ～Ｃは、本発明の実施の形態１に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図５Ａは、光束制御部材３００の平面図であり、図５Ｂは、底面図であり、図５Ｃは、図５Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。
　図５Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材３００は、入射面３２０と、出射面３３０とを有する。また、光束制御部材３００は、光束制御部材３００の取り扱いを容易にするための鍔部と、発光素子２２０から発せられる熱を外部に逃がすための間隙を形成するとともに、光束制御部材３００を基板２１０に位置決めして固定するための脚部（いずれも図示省略）とを有していてもよい。本実施の形態における光束制御部材３００の平面視形状は、円形である。
　入射面３２０は、発光素子２２０から出射された光のうち、大部分の光を、その光の進行方向を制御するとともに、光束制御部材３００の内部に入射させる。入射面２３０は、裏側に向けて開口した凹部３１０の内面である。入射面３２０は、中心軸ＣＡ（光軸ＯＡ）と交わるように配置されている。入射面３２０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（本実施の形態では円対称）である。すなわち、凹部３１０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡ（発光素子２２０の光軸ＯＡ）と交わるように裏面３０５の中央部に配置されている（図４参照）。
　裏面３０５は、光束制御部材３００の裏側に位置し、凹部３１０の開口縁部から径方向に延在する平面である。
　出射面３３０は、光束制御部材３００の表側（光拡散板１２０側）に配置されている。出射面３３０は、光束制御部材３００内に入射した光を、進行方向を制御しつつ外部に出射させる。出射面３３０は、中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（本実施の形態では円対称）である。
　出射面３３０は、中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１出射面３３０ａと、第１出射面３３０ａの周囲に連続して形成される第２出射面３３０ｂを有する。第１出射面３３０ａの形状は、適宜設定できる。第１出射面３３０ａの形状は、平面であってもよいし、裏側に凸の曲面であってもよいし、表側に凸の曲面であってもよい。本実施の形態では、第１出射面３３０ａは、中心軸ＣＡと交わるように形成された、裏側に凸の曲面である。第２出射面３３０ｂは、第１出射面３３０ａの周囲に位置する、表側に凸の滑らかな曲面である。第２出射面３３０ｂは、中心軸ＣＡを含む断面において、オーバーハング部３３０ｃを有する。ここで、「オーバーハング部」とは、中心軸ＣＡに垂直な方向において、第２出射面３３０ｂの外側端部が、中心軸ＣＡに沿う方向における第２出射面３３０ｂの下側端部よりさらに外側に張り出している部分をいう。本実施の形態では、第２出射面３３０ｂが当該オーバーハング部３３０ｃを有することにより、発光素子２２０から出射される光のうち、光軸ＯＡに対する角度が大きい光も有効に光拡散板１２０（被照射面）を照明する光として利用できるように制御している。
　（面光源装置の具体的な特徴）
　次に、面光源装置１００のより具体的な特徴について説明する。本実施の形態に係る面光源装置１００では、各発光装置２００が光拡散板１２０上における所定の領域をそれぞれ適切に照射し、かつ照射領域および非照射領域の境界において、明暗のコントラストが高くなるように設計されている。照射領域および非照射領域の境界において、高い明暗のコントラストを示すためには、非照射領域に発光装置２００からの光線Ｌがあまり到達せず、かつ照射領域の外縁部が非照射領域と比較して明るく照らされていることが好ましい。すなわち、照射領域の外縁部に照射される光線Ｌの中心軸ＣＡに対する角度が小さいことが必要である。そこで、まず、発光角度θ１および出射角度θ３の関係について検討した。なお、本実施形態では、第１の方向（Ｘ方向）における発光装置２０の中心間距離Ｐｘおよび第２の方向（Ｙ方向）における発光装置２００の中心間距離Ｐｙは、いずれも９０ｍｍとした。また、基板２１０と光拡散板１２０との距離を２４ｍｍとした。
　図６Ａは、発光角度θ１および出射角度θ３を説明するための図である。図６Ａに示されるように、光束制御部材３００の中心軸ＣＡを含む任意の断面において、発光素子２２０の発光中心から入射面３２０へ向かう任意の光線Ｌの進行方向の中心軸ＣＡに対する角度を「発光角度θ１」とし、発光中心から発光角度θ１で出射され光束制御部材３００内を伝播し出射面３３０から出射された、出射面３３０から光拡散板１２０へ向かう光線の進行方向の中心軸ＣＡに対する角度を「出射角度θ３」とする。なお、図６Ａに示される、「θ１ｘ」は、第１の方向（Ｘ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第１断面における発光角度であり、「θ１ｙ」は、第２の方向（Ｙ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第２断面における発光角度である。また、「θ３ｘ」は、第１の方向（Ｘ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第１断面における出射角度であり、「θ３ｙ」は、第２の方向（Ｙ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第２断面における出射角度である。
　図６Ｂは、発光角度θ１と、発光角度θ１に対する出射角度θ３の値との関係を示すグラフである。図６Ｂの実線は、本実施の形態に係る面光源装置１００に対応する線であり、点線は、比較例に係る発光装置に対応する線である。比較例に係る面光源装置は、光束制御部材として、平面視形状が円形であり、隣接する発光装置のみならず、更に離れた位置の発光装置の出射光とも被照射面において混ざり合うような配光分布に設計された光束制御部材を使用した。
　図６Ｂに示されるように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、θ１≧７０°の領域において、出射角度θ３／発光角度θ１＜１となるように設計される。これは、発光角度θ１が７０°以上の光線Ｌは、発光角度θ１に対して出射角度θ３が小さくなったことを示している。すなわち、本実施の形態では、発光角度θ１が７０°以上の光線Ｌは、発光角度θ１が７０°未満の光線Ｌと比較して、中心軸ＣＡ（光軸ＯＡ）側に集光するように制御される。一方、比較例に係る面光源装置では、出射角度θ３／発光角度θ１＜１となる領域が存在しないことが分かる。このように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、発光角度θ１が大きな光線Ｌは、下記式（１）を満たす。すなわち、本実施の形態に係る面光源装置１００における光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光線Ｌとして、下記式（１）を満たす光線Ｌが生じるように設計される。
　θ３／θ１＜１　　　式（１）
　次いで、発光装置２００（発光素子２２０の発光中心）から出射された光線Ｌの光拡散板１２０上における到達位置を検討した。図７Ａは、発光角度θ１と、発光角度θ１の光線Ｌの光拡散板１２０における中心軸ＣＡからの距離Ａｘ、Ａｙとの関係を示す図であり、図７Ｂは、発光角度θ１と、発光角度θ１の光線Ｌの光拡散板１２０における中心軸ＣＡからの距離Ａｘ、Ａｙとを示すグラフである。図７Ｂにおける実線は、本実施の形態に係る面光源装置１００に対応する線であり、点線は、比較例に係る面光源装置に対応する線である。なお、前述したように、本実施の形態に係る光束制御部材３００は、中心軸ＣＡを回転軸とした円対称であるため、中心軸ＣＡを含む任意の断面において、発光素子２２０の発光中心から出射された光線Ｌの光拡散板１２０上における到達位置は同じである。図７Ａに示される「Ａｘ」は、第１断面において、発光中心から発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線の光拡散板１２０上の到達点の中心軸ＣＡからの距離であり、「Ａｙ」は、第１断面において、発光中心から発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線の光拡散板１２０上の到達点の中心軸ＣＡからの距離である。
　図７Ｂの実線に示されるように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、発光角度θ１（θ１ｘ、θ１ｙ）が最も小さい発光角度θ１ｍｉｎ（θ１ｘｍｉｎ、θ１ｙｍｉｎ；７０°）の光線Ｌは、光拡散板１２０上において中心軸ＣＡから６６ｍｍ（Ａｘ、Ａｙ＝６６ｍｍ）の位置に到達する。また、発光角度θ１（θ１ｘ、θ１ｙ）が７０°以上の光であっても、光拡散板１２０上において中心軸ＣＡから９０ｍｍ（Ａｘ、Ａｙ＝９０ｍｍ）の位置には到達しない。これは、当該発光装置２００から出射された光が、第１の方向（Ｘ方向）および第２の方向（Ｙ方向）に隣接する発光装置２００の中心軸ＣＡ上に到達しないことを示している。
　一方、比較例に係る面光源装置では、発光角度θ１（θ１ｘ、θ１ｙ）が７０°以上の光線Ｌは、光拡散板上において中心軸ＣＡから９０ｍｍより遠くに到達している。これは、当該発光装置ら出射された光線Ｌが、第１の方向（Ｘ方向）および第２の方向（Ｙ方向）に隣接する発光装置の中心軸ＣＡ上に到達してしまうことを示している。
　このように、本実施の形態では、第１の方向（Ｘ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第１断面において、上記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１ｘが最も小さい発光角度θ１ｘｍｉｎの光線は、下記式（２）を満たすように光拡散板１２０に到達する。また、第２の方向（Ｙ方向）に沿い、中心軸ＣＡを含む第２断面において、上記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１ｙが最も小さい発光角度θ１ｙｍｉｎの光線は、下記式（３）を満たすように光拡散板１２０に到達する。すなわち、本実施の形態に係る面光源装置１００における光束制御部材３００は、下記式（２）および式（３）を満たすように設計される。
　Ｐｘ／２＜Ａｘ＜Ｐｘ　　　式（２）
　Ｐｙ／２＜Ａｙ＜Ｐｙ　　　式（３）
　なお、図７Ｂにおいて、実線および点線が途切れているのは、発光角度θ１が所定の角度（本実施の形態では、約８４°）より大きくなると、光束制御部材３００の鍔部や、光束制御部材３００および発光素子２２０の間の距離などが影響して、光線Ｌを制御できないことに起因する。すなわち、図７Ｂでは、発光角度θ１が所定の角度より大きいときには、光線が光拡散板１２０に到達する位置を特定できないため、発光角度θ１が所定の角度より大きい光線については示していない。
　次に、前述した光束制御部材３００を用いた面光源装置１００において、光拡散板１２０上の輝度分布を調べた。また、比較として、比較例に係る面光源装置についても、光拡散板１２０上の輝度分布を調べた。なお、本実施の形態に係る面光源装置および比較例に係る面光源装置では、１つの発光素子２２０のみ点灯させた。
　図８Ａは、面光源装置１００の、中心軸ＣＡを含む断面における光拡散板１２０上の輝度分布を示すグラフであり、図８Ａの横軸は、中心軸ＣＡからの距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を示している。図８Ａの実線は、本実施の形態に係る面光源装置１００の結果をそれぞれ示す線であり、点線は、比較例に係る面光源装置の結果をそれぞれ示す線である。また、図８Ａの一点鎖線は、発光装置２００の中心間距離（Ｐｘ、Ｐｙ：±９０ｍｍ）、または発光装置２００の中心間距離の半分の距離（Ｐｘ／２、Ｐｙ／２：±４５ｍｍ）を示している。
　図８Ａの点線で丸く囲まれた領域に示されるように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、中心軸ＣＡから離れるにつれて、輝度を示す線の傾きが急に緩やかになる変化領域が存在する。これは、本実施の形態に係る面光源装置１００では、光拡散板１２０における照射領域および非照射領域の間の明暗のコントラストが高いことを示している。
　一方、比較例の面光源装置では、中心軸ＣＡから離れても、輝度を示す線の傾きがあまり変化しなかった。これは、比較例の面光源装置では、中心軸ＣＡから離れるにつれて、輝度が徐々に低下していることを示している。すなわち、光拡散板における照射領域および非照射領域の間の明暗のコントラストが低いことを示している。
　次いで、変化領域の位置を明確にするために、当該輝度を中心軸ＣＡからの距離で微分した。図８Ｂは、図８Ａに示される輝度を中心軸ＣＡからの距離で１階微分した微分値を示すグラフである。図８Ｂの横軸は、中心軸ＣＡからの距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は、輝度の１階微分値を示している。図８Ｂの実線は、本実施の形態に係る面光源装置１００の結果をそれぞれ示す線であり、点線は、比較例に係る面光源装置の結果をそれぞれ示す線である。また、図８Ｂの一点鎖線は、発光装置２００の中心間距離（Ｐｘ、Ｐｙ：±９０ｍｍ）、または発光装置２００の中心間距離の半分の距離（Ｐｘ／２、Ｐｙ／２：±４５ｍｍ）を示している。
　図８Ｂの実線に示されるように、本実施の形態における面光源装置１００の変化領域は、発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線Ｌの光拡散板１２０上の到達位置（±６６ｍｍ）と、発光装置２００の中心間距離Ｐｘ、Ｐｙ（±９０ｍｍ）との間にあることがわかる。一方、図８Ｂの点線に示されるように、比較例に係る面光源装置では、本実施の形態に係る面光源装置１００のように、微分値が大きく変化する変化領域は、見られなかった。
　次に、本実施の形態において、発光角度θ１が７０°未満の光線Ｌについて説明する。図６Ｂに示されるように、発光角度θ１が７０°未満の光は、出射角度θ３／発光角度θ１≧１となった。これは、発光角度θ１が７０°未満の光線Ｌは、発光角度θ１に対して、出射角度θ３が大きくなったことを示している。すなわち、本実施の形態において、発光角度θ１が７０°未満では、発光角度θ１が７０°以上のときと比較して、光線Ｌが拡がるように制御されている。このように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、発光角度θ１が比較的小さな光線Ｌは、式（５）を満たすことが好ましい。すなわち、本実施の形態に係る面光源装置１００における光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光線Ｌとして、下記式（５）を満たす光線Ｌが生じるように設計されることが好ましい。
　θ３／θ１≧１　　　式（５）
　次いで、発光装置２００（発光素子２２０の発光中心）から出射された光線Ｌの光拡散板１２０上における到達位置を検討した。特に図示しないが、式（５）を満たす光線Ｌは、中心軸ＣＡから４５ｍｍ（Ａｘ、Ａｙ＝４５ｍｍ）の位置までの間に到達することがわかる。このように、下記式（６）および下記式（７）を満たすように光拡散板１２０に到達する光線は、上記式（５）を満たす。すなわち、本実施の形態に係る面光源装置１００における光束制御部材３００は、下記式（６）および下記式（７）を満たすように設計されることが好ましい。
　Ａｘ≦Ｐｘ／２　　　式（６）
　Ａｙ≦Ｐｙ／２　　　式（７）
　（基板および光拡散板の距離Ｄと輝度分布との関係）
　次に、基板２１０および光拡散板１２０の距離Ｄが変化した場合において、面光源装置１００における輝度を測定し輝度分布を調べた。図９は、面光源装置１００の輝度分布を規格化したグラフである。図９の横軸は、中心軸ＣＡからの距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は輝度の規格値を示している。また、本測定では、第１の方向（Ｘ方向）に沿って配列された３つの発光素子２２０を点灯させ、光拡散板１２０上において３つの発光素子２２０の各中心軸ＣＡを含む直線上の輝度分布を調べた。
　図９における線Ａは、基板２１０および光拡散板１２０の距離Ｄが２４ｍｍの面光源装置１００の結果を示しており、線Ｂは、距離Ｄが２５ｍｍの面光源装置１００の結果を示しており、線Ｃは、距離Ｄが２６ｍｍの面光源装置１００の結果を示している。
　図９に示されるように、基板２１０および光拡散板１２０の距離Ｄが変化した場合であっても、光拡散板１２０上における輝度は、ほぼ変化がなかった。
　（効果）
　以上のように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、θ３／θ１＜１を満たす光は、第１断面においてＰｘ／２＜Ａｘ＜Ｐｘを満たし、かつ第２断面において、Ｐｙ／２＜Ａｙ＜Ｐｙを満たす。このように、本実施の形態に係る面光源装置１００は、基板２１０と光拡散板１２０との距離に関係なく、光拡散板１２０を均一に照射できるように設計されている。また、発光装置２００から出射された光は、第１の方向（Ｘ方向）および第２の方向（Ｙ方向）において、面光源装置１００内において隣接する発光装置２００の中心軸ＣＡに到達しないため、光拡散板１２０を均一に照射できる。
　［実施の形態２］
　（面光源装置の構成）
　実施の形態２に係る面光源装置は、発光装置４００の配置と、光束制御部材５００の有する特徴が、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。
　図１０は、実施の形態２に係る発光装置４００の配置を説明するための図である。図１０に示されるように、実施の形態２に係る面光源装置では、第１の方向（Ｘ方向）における発光装置４００の中心間距離Ｐｘと、第２の方向（Ｙ方向）における発光装置４００の中心間距離Ｐｙとが異なる。すなわち、実施の形態２に係る面光源装置では、単位格子が長方形の格子となるように、発光装置４００が配列されている。中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙの比率は、適宜に選択できる。中心間距離Ｐｘが中心間距離Ｐｙより長くてもよいし、中心間距離Ｐｙが中心間距離Ｐｘより長くてもよい。本実施の形態では、中心間距離Ｐｘが中心間距離Ｐｙより長い。中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙの比率は、１：１～１：２であることが好ましい。
　図１０に示されるように、中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙが異なる場合であっても、照射領域および非照射領域の明暗のコントラストを高める観点から、実施の形態２においても、実施の形態１に示した式（１）～式（３）を満たす必要がある。すなわち、実施の形態２に係る光線Ｌの照射領域は、楕円形となる。また、実施の形態２に係る面光源装置では、単位格子の対角線の方向において明部および暗部が生じることを避ける観点から、式（１）～式（３）に加え、単位格子の対角線の方向に沿い、かつ中心軸ＣＡを含む第３断面における光線Ｌの到達位置も考慮することが好ましい。
　この場合、第３断面において、照射領域および非照射領域の明暗のコントラストを高くするためには、当該第３断面においても非照射領域に発光装置４００からの光線Ｌがあまり到達せず、照射領域の外縁部が非照射領域と比較して明るく照らされていることが好ましい。すなわち、照射領域の外縁部に照射される光線Ｌの中心軸ＣＡに対する角度が小さいことが必要である。
　より具体的には、第３断面において、式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｘｙｍｉｎの光線は、格子の対角線の長さの半分よりも中心軸ＣＡから離れた位置であって、かつ中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙより中心軸ＣＡ側の光拡散板１２０に到達することが好ましい。すなわち、格子の対角線の方向に沿い、中心軸ＣＡを含む第３断面において、式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｘｙｍｉｎの光線は、式（４）を満たすことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　（効果）
　以上のように、実施の形態２に係る面光源装置は、実施の形態１と同様の効果に加え、中心間距離Ｐｘおよび中心間距離Ｐｙが異なる長さであっても、被照射面を均一に照射することができる。
　本出願は、２０１７年３月３日出願の特願２０１７－０４０９６４に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明に係る面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。
　１０　面光源装置
　２０　プリント配線基板
　３０　発光装置
　３５　発光素子
　４０　導光部材
　４１　レンズ部
　４２　鍔部
　４３　凹部
　４４　入射面
　４５　出射面
　４６　平面
　４７　曲面
　１００　面光源装置
　１００’　表示装置
　１０７　被照射部材
　１１０　筐体
　１１２　底板
　１１４　天板
　１２０　光拡散板
　２００、４００　発光装置
　２１０　基板
　２２０　発光素子
　３００、５００　光束制御部材
　３０５　裏面
　３１０　凹部
　３２０　入射面
　３３０　出射面
　３３０ａ　第１出射面
　３３０ｂ　第２出射面
　３３０ｃ　オーバーハング部
　ＣＡ　光束制御部材の中心軸
　ＯＡ　発光素子の光軸

Claims (5)

  1. 　発光素子および前記発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材をそれぞれ含み、前記発光素子の発光中心が前記光束制御部材の中心軸上に位置し、第１の方向の中心間距離がＰｘ、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向の中心間距離がＰｙとなるように、格子状に配列された複数の発光装置と、
    　前記複数の発光装置の表側に配置され、前記複数の発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
    　を有する、面光源装置であって、
    　前記光束制御部材は、前記中心軸と交わるように、裏側に開口した凹部の内面である入射面と、
    　前記中心軸と交わるように配置された第１出射面と、前記第１出射面を取り囲むように配置された、表側に向けて凸の第２出射面とを含み、表側に配置された出射面と、を有し、
    　各発光装置について、前記第１の方向に沿い、前記中心軸を含む第１断面において、下記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｘｍｉｎの光線は、下記式（２）を満たすように前記光拡散板に到達し、
    　各発光装置について、前記第２の方向に沿い、前記中心軸を含む第２断面において、下記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｙｍｉｎの光線は、下記式（３）を満たすように前記光拡散板に到達する、
    　面光源装置。
    　θ３／θ１＜１　　　式（１）
    　［上記式（１）において、θ１は、前記発光中心から前記入射面へ向かう任意の光線の進行方向の前記中心軸に対する角度である。θ３は、前記発光中心から発光角度θ１で出射され前記光束制御部材内を伝播し前記出射面から出射された、前記出射面から前記光拡散板へ向かう光線の進行方向の前記中心軸に対する角度である。］
    　Ｐｘ／２＜Ａｘ＜Ｐｘ　　　式（２）
    　［上記式（２）において、Ａｘは、前記第１断面において、前記発光中心から発光角度θ１ｘｍｉｎで出射された光線の前記光拡散板上の到達点の前記中心軸からの距離である。］
    　Ｐｙ／２＜Ａｙ＜Ｐｙ　　　式（３）
    　［上記式（３）において、Ａｙは、前記第２断面において、前記発光中心から発光角度θ１ｙｍｉｎで出射された光線の前記光拡散板上の到達点の前記中心軸からの距離である。］
  2. 　前記各発光装置について、前記格子の対角線の方向に沿い、前記中心軸を含む第３断面において、前記式（１）を満たす光線のうち、発光角度θ１が最も小さい発光角度θ１ｘｙｍｉｎの光線は、下記式（４）を満たす、請求項１に記載の面光源装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　［上記式（４）において、Ａｘｙは、前記第３断面において、前記発光中心から発光角度θ１ｘｙｍｉｎで出射された光線の前記光拡散板上の到達点の前記中心軸からの距離である。］
  3. 　前記複数の発光装置は、正方格子状に配置されている、請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
  4. 　下記式（６）および下記式（７）を満たすように前記光拡散板に到達する光線は、下記式（５）を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の面光源装置。
    　θ３／θ１≧１　　　式（５）
    　Ａｘ≦Ｐｘ／２　　　式（６）
    　Ａｙ≦Ｐｙ／２　　　式（７）
  5. 　請求項１～４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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021070343A1 (ja) * 2019-10-10 2021-04-15 株式会社エンプラス 面光源装置および表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011221190A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Enplas Corp 光束制御部材、発光装置、及び照明装置
JP2017017001A (ja) * 2015-07-01 2017-01-19 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2290712A1 (en) 2008-06-23 2011-03-02 Panasonic Corporation Light emitting apparatus, planar light emitting apparatus and display apparatus
JP4720869B2 (ja) * 2008-08-01 2011-07-13 エプソンイメージングデバイス株式会社 バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器
JP5302738B2 (ja) * 2009-04-06 2013-10-02 シャープ株式会社 発光装置及びバックライト装置
JP5386551B2 (ja) * 2011-07-06 2014-01-15 シャープ株式会社 発光装置、表示装置、および反射部材の設計方法
JP5509154B2 (ja) * 2011-07-20 2014-06-04 シャープ株式会社 発光装置および表示装置
RU2672643C2 (ru) * 2014-03-28 2018-11-16 Асахи Раббер Инк. Светораспределительная линза

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011221190A (ja) * 2010-04-07 2011-11-04 Enplas Corp 光束制御部材、発光装置、及び照明装置
JP2017017001A (ja) * 2015-07-01 2017-01-19 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021070343A1 (ja) * 2019-10-10 2021-04-15 株式会社エンプラス 面光源装置および表示装置

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