[发明专利]光束控制部件、发光装置、面光源装置及显示装置

说明书

本发明的光束控制部件包括：第一凹部的内表面的、包括第一入射面及第二入射面的入射面；出射面；以及第二凹部。第一入射面和第二入射面的交点配置在比第一凹部的开口缘部更靠中心轴侧的位置。第二入射面在第一入射面侧端处的切线相对于与中心轴正交的第一虚拟直线的角度，小于第一入射面在第二入射面侧端处的切线相对于第一虚拟直线的角度。光束控制部件在将与中心轴正交且通过该开口缘部的第二虚拟直线与第二凹部的顶部之间的间隔设为h1，将第二入射面处的光的入射位置与第二虚拟直线之间的间隔设为h2，将入射位置与该顶部在与中心轴正交的方向上的距离设为d，将入射位置处的光的折射角设为θ1，将入射位置的切线相对于第二虚拟直线的角度设为θ2的情况下，满足h1<h2+d×cot(θ1+θ2)。

技术领域

本发明涉及对从发光元件射出的光的配光进行控制的光束控制部件、具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置及显示装置。

背景技术

在液晶显示装置等透射式图像显示装置中，有时使用直下式的面光源装置作为背光源。近年来，开始使用具有多个发光元件作为光源的直下式的面光源装置。

例如，直下式的面光源装置具有基板、多个发光元件、多个光束控制部件(透镜)、光漫射部件。发光元件例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。多个发光元件以矩阵状配置于基板上。在各发光元件之上配置有使从各发光元件射出的光向基板的面方向扩展的光束控制部件。从光束控制部件射出的光通过光漫射部件漫射，呈面状照射被照射部件(例如液晶面板)。

图1A、图1B、图1C是表示以往的光束控制部件的结构的图。图1A是从背面侧观察到的立体图，图1B是从背面侧观察到的剖面立体图，图1C是剖面图。此外，在图1A、图1B中省略了配置于背面侧的支脚部。如图1A～图1C所示，以往的光束控制部件20具有入射面22、出射面24。入射面22是在与发光元件相对而配置的背面上形成的第一凹部的内表面，使从发光元件射出的光入射。出射面24配置在入射面22相反侧，使由入射面22入射的光向外部射出。

图2A、图2B是光束控制部件20的光路图。图2A是以出射角30°从发光元件10的发光面的中心射出的光线的光路图，图2B是以出射角40°从发光元件10的发光面的中心射出的光线的光路图。在此，“出射角”是指所射出的光线相对于发光元件10的光轴OA的角度(图2A的θ)。此外，在图2A、图2B中也省略了配置于背面侧的支脚部。

如图2A、图2B所示，从发光元件10射出的光由入射面22入射到光束控制部件20的内部。入射到光束控制部件20的内部的光到达出射面24。到达出射面24的光中的大部分的光从出射面24射出到外部(实线的箭头)。这时，从出射面24射出的光由出射面24折射后射出，且其行进方向被控制。另一方面，到达出射面24的光中的另一部分的光由出射面24反射(菲涅尔反射)，到达背面26(虚线的箭头)。在到达背面26的光中的一部分的光由背面26进行内反射的情况下，朝向光束控制部件20的正上方的光量过剩，所以从发光装置照射的光的辉度中产生不均匀的分布(辉度不均)。另外，在到达背面26的光从背面26射出的情况下，所射出的光被基板吸收，所以光的利用效率降低。因此，在专利文献1中，提出了能够解决该问题的光束控制部件。

图3A～图3C是表示专利文献1中记载的光束控制部件30的结构的图。图3A是从背面侧观察到的立体图，图3B是从背面侧观察到的剖面立体图，图3C是剖面图。此外，在图3A、图3B中，省略了配置于背面侧的支脚部。如图3A～图3C所示，在专利文献1中记载的光束控制部件30中，在背面26上形成有第二凹部，该第二凹部在外侧配置有倾斜面32，在内侧具有与中心轴CA大致平行的面34。倾斜面32相对于光束控制部件30的中心轴CA旋转对称(圆对称)，且相对于与中心轴CA正交的虚拟线以规定的角度(例如45°)倾斜。