发光器件、面光源装置和图像显示装置的制作方法

专利名称：发光器件、面光源装置和图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光器件、面光源装置和图像显示装置。
背景技术：
人们可以获得利用多个发光器件进行照明的照明装置，所述发光器件各 自将发光二极管用作光源。
所述类型的照明装置例如被用作照明器，其中光源用于直接照明或用在 诸如电视接收器的图像显示装置中，在该图像显示装置中光源用于背光照明。
在诸如电视接收器的图像显示装置中，多个发光器件设置成矩阵，并从 发光器件朝显示4反发射用作背光的光线。
在图像显示装置中，当从发光器件发光时，必须保持显示板整体区域上
亮度的均匀性。日本专利No.3,875,247 (以下称作专利文献1)中披露了一 种现有技术的发光器件，其中为了确保亮度的均匀性，光源发出的光通过透 镜使其被发射以便光从透镜横向扩展并照射在显示板上。
顺便提一下，近年来，存在减少诸如显示接收器的图像显示装置的厚度 的趋势。如果尝试减少具有专利文献1中披露的发光器件构造的发光器件的 厚度，那么因为显示板离发光器件较近，所以存在处于前正面的显示板上发 光二极管发射的光的亮度变得相对高，进而导致显示面板整体区域上亮度均 匀性下降的可能性。
因此，为了增加侧向发光量以确保亮度的均匀性，已经提出了一种发光 器件，其利用具有诸如图16中所示形状的透镜。参照图16,所示发光器件 包括密封在密封树脂部件c内的发光二极管b，以及置于密封树脂部件c上 的透镜d。透镜d具有设置于其上的突出部分e,使其由密封树脂部件c向 外定位并横向突出。透镜d具有形成为曲面的外表面f以及形成为平坦表面 的底面g。
如果从发光器件a的发光二极管b发射光，则光通过透镜d出射并被透镜d的外表面f部分地向内反射，并且随后被底面g再次向内反射，之后光
从外表面f出射。这样，在发光器件a中，因为被外表面f向内反射以及随 后被底面g再次向内反射的光从相对于密封树脂部件c位于外侧的突出部分 e出射，故增加了横向方向的发光量。
可是，在发光器件a中，因为外表面f向内反射的光所到达的底面g被 形成为平坦表面，所以部分的光未被底面g向内反射，而是根据其到达底面 g的角度通过底面g。通过底面g的光可被图像显示装置的各个部分反射并 以多个角度导向显示板。
因此，存在这种可能性，即由上述通过底面g的光引起显示板上亮度的 不均匀，并且这种不均匀降低了亮度的均匀性。
由此，需要提供一种实现亮度均匀化的发光器件、面光源装置以及图像 显示装置。

发明内容
根据本发明的一个实施例，通过在透镜的外周上设置用于将发光二极管 发射的光引导至预定方向的光路控制突出部分实现了亮度的均匀化。
具体地，本发明提供一种发光装置，面光源装置和图像显示装置，其中 透镜具有光路控制突出部分，该光路控制突出部分设置于透镜的外围上，使 得光路控制突出部分位于密封树脂部分的外侧并向预定方向引导被透镜向 内反射的光；其中在光路控制突出部分上形成有用于将被透镜向内反射的光 再次向内反射的反射面以及连续设置于反射面外围并允许被反射面向内反 射的光通过其出射的光出射面；其中所述反射面具有相对外周边缘在光轴方 向上位于来自所述发光二极管的光的发射方向侧的内周边缘；其中所述反射 面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管的光的发射方 向基本相反的一侧凸出；并且所述光出射面形成所述光路控制突出部分的外 周面，同时所述光出射面倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周边缘 的距离减少而偏离所述发光二极管。
因此，在所述发光装置、面光源装置和图像装置中，入射到光路控制突 出部分的光被光路控制突出部分全部或基本全部地向内反射并从透镜的光 出射面出射。
更具体地，根据本发明的实施例，提供一种发光器件，其包括发光二极管；具有配置面并被构造以密封所述发光二极管的密封树脂部件；以及设 置于所述密封树脂部件的所述配置面上并被形成为沿所述发光二极管发射 光的光轴方向观察时具有圆形形状的透镜，其中所述透镜包括以朝向所述密 封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部；所述透镜设置于所述密 封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所述凹部位于所述发光二极管 发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封树脂部 件，随后光被所述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光路控制 突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜的外围上，使得所述光路控 制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被所述透镜向内反射的光向 预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内反射的 光再次向内反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并允许被 所述反射面向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对外周边 缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的光的发射方向侧的内周边缘；所 述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管的光的 发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突出部分的 外周面，同时所述光出射面倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周边 缘的距离减少而偏离所述发光二极管。
对于该发光装置，发光二极管发出的光中相对于光轴横向出射的光的量 较大。因此，能够确保亮度的均匀性。
优选地，所述透镜和所述密封树脂部件之间限定出一空气层，从所述发 光二极管发出的光通过该空气层。对于该发光器件，光在密封树脂部件和空 气层之间边缘表面以及空气层和透镜之间边缘表面处折射，进而被横向？ 1 导。因此，能够增加横向出射的光量。
优选地，发光器件进一步包括设置于透镜和密封树脂部件之间的透明接 合层，其用于使透镜和密封树脂部件相互接合。对于该发光器件，透镜和接 合层彼此紧密接触并且结合层和密封树脂部件彼此紧密接触。因此，在透镜 和密封树脂部件之间不形成不必要的间隙，由此能够防止发光二极管发出的 光被引导至不期望的方向，并能容易地实现光的控制。
优选地，接合层和密封树脂部件具有基本相等的折射率。对于该发光器 件，在接合层和密封树脂部件之间的边界表面处不太可能发生界面反射，可 以提高光利用效率。优选地，接合层由凝胶形式的树脂材料形成。对于该发光器件，能够确 保透镜和接合层之间以及接合层和密封树脂部件之间的良好紧密接触。因 此，有望简化对发光二极管发出光的控制。
所述接合层可由粘结剂形成。对于该发光器件，不必提供用于将密封树 脂部件置于透镜上的固定元件，因此，有望简化结构。
根据本发明的另一实施例，提供一种面光源装置，其包括多个发光器件
和漫射从所述多个光源装置发出的光的漫射装置，其中每个发光器件包括 发光二极管、具有配置面并被构造以密封所述发光二极管的密封树脂部件、 以及设置于所述密封树脂部件的戶/f述配置面上并被形成为在沿所述发光二 极管发射光的光轴方向观察时具有圓形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所 述密封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部，其中所述透4fc没置 于所述密封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所述凹部位于所述发 光二极管发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封 树脂部件，随后光被所述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光 路控制突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜的外围上，使得所述 光路控制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被所述透镜向内反射 的光向预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内 反射的光再次向内反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并 允许被所述反射面向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对 外周边缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的光的发射方向侧的内周 边缘；所述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极 管的光的发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突 出部分的外周面，同时所述光出射面倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面 的外周边缘的距离减少而偏离所述发光二极管。
对于该面光源装置，发光二极管发出的光中相对于光轴横向出射的光的 量较大。因此，能够确保亮度的均匀性。
根据本发明的又一实施例，提供一种图像显示装置，其包括多个发光器 件、漫射从所述多个光源装置发出的光的漫射装置和显示板，所述多个发光 器件发出的光照射在该显示板上以显示图像，其中每个发光器件包括发光 二极管、具有配置面并被构造以密封所述发光二极管的密封树脂部件、以及 设置于所述密封树脂部件的所述配置面上并被形成为在沿所述发光二极管发射光的光轴方向观察时具有圓形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所述密 封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部，其中所述透镜设置于所 述密封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所述凹部位于所述发光二
极管发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封树脂 部件，随后光被所述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光路控 制突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜的外围上，使得所述光路 控制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被所述透镜向内反射的光 向预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内反射 的光再次向内反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并允许 被所述反射面向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对外周 边缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的光的发射方向侧的内周边缘； 所述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管的光 的发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突出部分 的外周面，同时所述光出射面倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周 边缘的距离减少而偏离所述发光二极管。
对于该图像显示装置，发光二极管发出的光中相对于光轴横向出射的光 的量较大。因此，能够确保亮度的均匀性。
本发明的上述和其它目的、特征和优势从一下结合附图做出的以下描述 和所附权利要求中将使得变得显见，在所述附图中，相同的部分或元件由相 同的参考标记表示。


图l是示出了应用本发明的图像显示装置的示意性透视图； 图2是该图像显示装置的示意性垂直截面图； 图3是应用本发明的发光器件的放大正视图； 图4是该发光器件的放大侧视图； 图5是置于电路板上状态下的发光器件的放大截面图； 图6是说明了发光器件的发光二极管发出光的路径的示意图； 图7是比较说明了现有技术的发光器件与图3的发光器件中出射角和控 制面上反射率(reflection factor)之间关系的图表；
图8是比较说明了现有技术的发光器件与图3的发光器件中出射角和出射强度之间关系的图表；
图9是比较说明了现有技术的发光器件与图3的发光器件中距发光二极 管的距离与漫射体(diffoser)上亮度分布之间关系的图表；
图10是说明了发光二极管的出射角与控制面上光反射方向角之间的关 系以及说明了不同的反射方向角的图表；
图11和12分别是变型发光器件的放大正视图和放大侧视图； 图13是示出了置于电路板上状态下的变型发光器件的放大截面图； 图14是说明了变型发光器件的发光二极管发出光的路径的示意图； 图15是说明了该变型发光器件中发光二极管的出射角与控制面上光反 射方向角之间的关系并说明了不同反射方向角的图表；和
图16是说明了现有技术中发光器件的发光二极管发出光的路径的示意图。
具体实施例方式
在下文中，参照附图描述根据本发明优选实施例的发光器件、面光源装 置和图像显示装置。
在以下描述的本发明的优选实施例中，根据本发明一个实施例的图像显
示装置应用于在液晶板上显示图像的电视接收器。此外，根据本发明另一实 施例的面光源装置应用于该电视接收器中所用的面光源装置，并且根据本发 明又一实施例的发光器件应用于该面光源装置中所用的发光器件。
应当注意，本发明的应用并不限于具有液晶板的电视接收器以及该电视 接收器中所用的面光源装置和发光器件中的任意 一个。本发明可广泛地用于 各种其它电视接收器，个人计算机中所用的图像显示装置，以及上述电视接 收器、图像显示装置等中所用的面光源装置和发光器件。
首先参照图l和图2，其中示出了根据本发明实施例的图像显示装置或 电视接收器1。图像显示装置1包括其中设置有必需元件的外壳2。外壳2 包括彼此前后接合的前板2a和后板2b。
外壳2的前板2a具有形成于其中的开口，使其前后延伸贯穿，并且用 于显示图像的显示板3置于外壳2的从内侧封闭所述开口的位置。显示板3 由保持在前后侧的两个偏振板之间的透射型彩色液晶板形成，并根据有源矩 阵系统被驱动而显示全色图像。如图2所示，面光源装置4置于外壳2的内侧。面光源装置4包括置于 壳体5内所需位置的若干元件。
壳体5形成为由具有高导热性的金属材料等制成并向前敞开的扁平盒。 壳体5包括沿前后方向定向的配置面部分6、以及从配置面部分6的外围向 前突出的外围面7。
光学片8和漫射体9安装在壳体5的前端。
光学片8包括具有各种光学功能并按层设置的多个片。这些片包括用于
的棱镜片、以及用于转换光偏振方向的偏振方向转换片。
光学片8粘结于漫射体9的前表面上并与光源处于相对的关系。漫射体 9用作漫射部分，其漫射壳体5内侧的光源发出的光，以减少显示板3内亮 度差异。
壳体5的配置面部分6的相对面中的一个，即前表面6a，具有例如沿左 右方向以彼此等间距的关系置于其上的多个光源单元10，如图l和2所示。 每个光源单元10包括例如沿着垂直方向以等间距关系在垂直延伸的电路板 11上设置的多个发光单元12。上述电路板11沿左右方向以彼此等间距关系 设置。
每个发光单元12包括四个发光器件13，如图1所示。每个发光单元12 的发光器件13包括用于发射红光的一个发光器件13、用于发射绿光的两个 发光器件13和用于发射蓝光的一个发光器件13。应注意到，发光单元12 的构造并不限于所述的具体构造，每个发光单元12可根据上述发光器件13 和发光器件13发出光的颜色被任意构造。
现参照图3至5,每个发光器件13包括密封树脂部件14、用作背光光 源的发光二极管15以及设置于密封树脂部件14上的透镜16。
密封树脂部件14基本形成为块。密封树脂部件14具有用作配置面14a 的前表面。热辐射板17安装在密封树脂部件14的背面上，并具有在驱动发 光二极管15时，辐射发光二极管产生的热量的功能。
发光二极管设置为处于发光二极管15埋入密封树脂部件14的状态。一 对连接端子18与发光二极管15相连并从密封树脂部件14部分地横向突出。
透镜16由诸如聚碳酸酯树脂材料的透明树脂材料形成，并被形成为从 发光二极管15发出光的光轴方向看时具有圆形形状。透镜16设置于配置面14a上，使得其中心轴与光轴P重合，如图5所示。
透镜16包括主体部分19以及与主体部分整体形成并且连续设置到主体 部分19的外围的光路控制突出部分20。主体部分19具有向后定向的平坦面 形式的安装面19a以及形成为曲面并向前或横向定向的控制面19b，所述安 装面形成有随着与透镜16中心的距离增加而向后偏移的外围。凹部19c设 置在主体部分19的中心部分处，使得其朝向后侧凹陷。半球形凹陷部19d 形成在主体部分19的安装面19a侧上，使得其向后敞开。
光路控制突出部分20按照从主体部分19外围倾斜地向外且向后突出的 方式设置，并位于密封树脂部件14的外周侧。光路控制突出部分20具有大 致向后定向的反射面21、以及形成光路控制突出部分20的外周面的光出射 面22。反射面21具有与主体部分19的安装面19a的外周边缘重合的内周边 缘21a。反射面21形成为适度弯曲的表面，其大致向后凸出，以便随着其向 后距离的增加而向后偏移。光出射面22倾斜，以便随着其向后距离的增加 而向后偏移。光出射面22的前边缘22a相对于光出射面22的后边缘22b位 于内侧，并且后缘22b与反射面21的外周边缘21b重合。
设置透镜16，以使其安装面19a与密封树脂部件14的配置面14a接触。 例如，从安装面19a向后突出的多个填塞销(未示出)设置在透镜16上， 并配合和填塞于密封树脂部件14中，以将透镜16固定在密封树脂部件14 上。
在透镜16固定于密封树脂部件14的状态下，主体部分19的半球形凹 陷部19d为封闭空间的形式，由此形成空气层23。
具有上述构造的发光器件13的连接端子18的端部连接至电路板11上 的电i 各图案(未示出)。此时，热辐射才反17与电路^反11的热传递部分(未 示出)接触设置。
如果发光器件13的发光二极管15发出光，则发出的光以预定的出射角 朝控制面19b和透镜16行进，如图6所示。此时，如果出射角是不同于O。 的任意角，则该光在密封树脂部件14和空气层23之间的边界表面处折射以 被横向引导，并且随后在空气层23和主体部分19之间的边界表面处进一步 折射以被横向引导，使得光随后到达控制表面19b。
这样，在发光器件13中，由于在透镜16和密封树脂部件14之间形成 发光二极管15发出的光所要通过的空气层23,所以光在密封树脂部件14和空气层23之间的边界表面以及空气层23和透镜16之间的边界处折射， 进而被横向引导。因此，能够增加横向引导的光量。
到达控制面19b的光除了其一部分光以外，以基于到达控制面19b的入 射角的一定比例，从控制面19b出射，并且通过漫射体9和光学片8直到光 到达显示板3。
到达控制面19b的部分光被控制面19b向内反射并朝光路控制突出部分 20的反射面21行进。朝反射面21行进的光净皮反射面21再次向内反射，并 朝光出射面22行进，随后，光从光出射面22出射并通过漫射体9和光学片 8直到光到达显示板3。
图7是比较说明了以上关于图16描述的现有技术的发光器件以及发光 器件13中出射角和控制面上反射率(即向内反射的比率)之间的关系的图 表。参照图7， 0。出射角是沿光轴方向发射光的角度。在现有技术的发光器 件中，反射率基本固定，而与出射角无关，但是在发光器件13中，反射率 在土60。范围内变化，并且反射率在大约士20。显示出极值。因此，在发光器件 13中，被控制面19b向内反射并朝反射面21行进的光的量增加了 。
图8是比较说明了现有技术的发光器件和图3中发光器件中出射角和出 射强度之间关系的图表。参照图8， 0。出射角是沿光轴方向发射光的角度。 在现有技术的发光器件中，出射强度在大约土40。的出射角显示出极值 (maximum)并在大约土85。显示出最高值。可是，在发光器件13中，出射 强度仅在大约士85。出射角显示出最高值，而在其它任意出射角不会显示出极 值。大约土40。出射角时的出射强度的极值可能引起显示板3亮度不均匀。
图9是比较说明了以上参照图16描述的现有技术的发光器件和图3中 发光器件中距发光二极管的距离(即垂直于光轴方向上的距离)与漫射体上 亮度分布之间关系的图表。在现有技术的发光器件中，亮度在与0点相距土O. 1 的两点之间的距离范围内显示出两个峰值(最高值)。然而，在发光器件13 中，亮度仅在0距离处显示一个峰值(最高值)。上述的两个峰值能引起显 示板3亮度均匀性的降低。
应注意到，虽然图9说明了从单一发光器件发出光时的亮度分布，但图 像显示装置中使用的所有发光器件发光时的亮度分布是漫射体的每个位置 上受所有发光器件发出光影响的亮度值的叠加结果。在包括仅在O距离处表 现出一个亮度峰值的发光器件13的图像显示装置1中，在漫射体上，所有发光器件发光时的上述亮度分布基本被均匀化。可是，在包括显示两个亮度 峰值的现有技术的图像显示装置中，存在两个峰值的位置处的亮度特别地变 得比其它位置处的亮度高，这阻碍了漫射体上亮度分布的均匀化。
图IO是说明了从发光二极管15出射的出射角ea和光在控制面19上的
反射方向的角度eb (即向内反射的角度eb)之间关系的图表。
反射角eb是反射方向相对于光轴的角度。在发光器件i3中，在出射角 ea从o。增加至大约士io。时，反射角eb突然增加，而在出射角ea从大约土io。 开始增加时，反射角eb逐渐增加。
在相对于光到达的光路控制突出部分20的反射面21由控制面19b向内
反射的光的倾斜角ec,即相对于图io中水平线的光的角度ec，基于反射角
9b而确定。在此情况中，计算控制面19b向内反射的光被反射面21全反射
或向内反射的角度，并将这样计算得到的角度设置作为倾斜角ec。
在发光器件13中，反射面21形成为这样的表面，即其满足以这样的方
式基于反射角eb在所有位置处计算得到的倾斜角ec。反射面2i被形成为使 得其在反射角eb小的情况下显示出大的倾斜角ec，而在反射角eb大的情况 下显示出小的倾斜角ec。因此，由控制面1%向内反射并到达反射面2i的
光被全反射，并从光出射面22横向出射。光出射面22的倾斜角ed (即相对 于图10中所示水平线的角度ed)小于90°，并被确定为使得反射面21全反
射的光沿着能够确保漫射体上亮度均匀的方向出射。
现在，参照图11至14描述发光器件的一种变型。
应注意到，根据以下所述变型的发光器件13A不同于上述发光器件13 之处仅在于透镜具有不同的形状以及在透镜和密封树脂部件之间设置了接 合层。因此，以下仅详细描述上述不同。
参照图11至13,发光器件13包括密封树脂部件14、用作背光光源的 发光二极管15、以及透镜16A，该透镜通过透镜与密封树脂14之间的接合 层24而设置于密封树脂14上。
透镜16A由诸如聚碳酸酯树脂材料的透明树脂材料形成，并在沿发光二 极管15发出光的光轴方向观察时具有圆形形状。透镜16A通过介于透镜和 配置面14a之间的接合层24设置于配置面14a上，使得其光轴P (参照图 13)与上述光轴重合。
接合层24由具有粘合特性的透明材料，如硅树脂(silicone)凝胶形成。接合层24的折射率例如为1.49，而由聚碳酸酯形成的透镜的折射率例如是 1.59。
密封树脂部件14在其对应接合层24中间部分并埋置有发光二极管15 的部分处由例如硅树脂、环氧树脂等形成。硅树脂的折射率例如是1.41至 1.50，以及环氧树脂的折射率例如是1.40至1.60。
透4竟16A包括主体部分19A和连续i殳置于主体部分19A外围以与主体 部分19A整体形成的光路控制突出部分20。不同于主体部分19，主体部分 19A在其中没有形成用于构成空气层23的凹陷部19d。
发光器件13A形成为使得透镜16A的安装面19a与接合层24的前表面 相接触，并且密封树脂部件14的配置面14a与接合层24的后表面相接触， 而透镜16A和密封树脂部件14借助接合层24相互粘合。
在发光器件13A中，如果发光二极管15发光，则发出的光以预定出射 角朝透镜16A的控制面19b行进，如图14中所示。此时，因为接合层24 的折射率(1.49)和密封树脂部件14的折射率(1.41至1.50)被调节成基本 相同的值，所以发光二极管15发出的光到达控制面19b而在密封树脂部件 14和接合层24的边界表面处几乎没有发生折射。
到达控制面19b的光除了其一部分以外，以基于到达控制面19b的入射 角的一定比例，从控制面19b出射，并随后通过漫射体9和光学片8到达显 示板3。
到达控制面19b的光的一部分被控制面19b向内反射，并随后被光路控 制突出部分20的反射面21再次向内反射，>^人而乂人光出射面22出射并通过 漫射体9和光学片8到达显示板3。
因为在发光器件13A中，如上所述，接合层24设置在透镜16A和密封 树脂部件14之间，透镜16A和接合层24彼此紧密接触并且接合层24与密 封树脂部件彼此紧密接触。因此，在透镜16A和密封树脂部件14之间未形 成不必要的间隙，由此能防止发光二极管15发出的光指向不期望的方向并
能够很容易地实行光的控制。
此外，因为在透镜16A和密封树脂部件14之间不存在空气层，故能够
形成厚度尽可能小的发光器件13A。
此外，因为接合层24和密封树脂部件14具有基本相同的折射率，接合 层24和密封树脂部件14之间的边界表面处不太可能发生界面反射，从而尽可能地提高光的利用效率。
进一步，因为凝胶形式的树脂材料用于接合层24，故能够确保透镜16A 和接合层24之间以及接合层24和密封树脂部件14之间的良好紧密接触。 因此，有望简化对发光二极管15所发出的光的控制。
另外，因为具有粘合特性的材料用作接合层24,所以不必提供用于将密 封树脂部件14置于透镜16A上的固定元件，如填塞销，并因此有望简化结 构。
图15是说明了变型发光器件13A中从发光二极管15的出射角9a和光 在控制面19b上的反射方向的角度eb (即内反射的角度)之间关系的图表。
反射角eb是反射方向上的光相对于光轴的角度。在发光器件13A中， 当出射角9a从0°增加至大约±10。时反射角6b突然增加，而当出射角6a从大
约土io。开始增加时反射角eb逐渐减小。
相对于光所到达的光路控制突出部分20的反射面21由控制面19b向内
反射的光的倾斜角ec (即相对于图io中水平线的光的角度ec)基于反射角
eb而确定。在此情况中，计算经控制面19b向内反射的光被反射面21全反
射或向内反射的角度，并将这样计算得到的角度设置成倾斜角ec。
同样在发光器件13A中，类似于发光器件13，反射面21形成为这样的
表面，即其满足基于反射角eb计算得到的所有位置处的倾斜角ec。反射面 2i被形成为使得其在反射角eb小的情况下显示出大的倾斜角ec，而在反射 角eb大的情况下显示出小的倾斜角ec。因此，由控制面19b向内反射并到达
反射面21的光被全反射并从光出射面22横向出射。光出射面22的倾斜角
ed (即相对于图15中所示水平线的角度ed)小于90°，并被确定为使得被反
射面21全反射的光沿着能够确保漫射体上亮度均匀的方向出射。
如上所述，在发光器件13和13A中，由于具有反射面21和光出射面 22的光路控制突出部分20设置在透镜16或16A的外围上，其中所述反射 面用于反射再次向内反射的光，而被反射面21向内反射的光从所述光出射 面出射，所以发光二极管15发出的光中相对于光轴横向出射的光的量较大。 因此，确保了亮度的均匀性，防止了显示板3上亮度不均匀的出现。
仅仅是实现本发明的示例，本发明的技术范围不应解释为受到这些具体形状 和结构的限制。本领域技术人员应理解，根据设计需求和其它因素可做出各种变型、组 合、再组合和替换，而它们仍然在所附权利要求及其等同技术方案的范围内。
本发明包含与2007年6月6日在日本专利局递交的日本专利申请 JP2007- 150823有关的主题，其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种发光器件，包括发光二极管；具有配置面并被构造以密封所述发光二极管的密封树脂部件；以及设置于所述密封树脂部件的所述配置面上并被形成为从所述发光二极管发射光的光轴方向观察时具有圆形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所述密封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部；所述透镜设置于所述密封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所述凹部位于所述发光二极管发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封树脂部件，随后光被所述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光路控制突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜的外围上，使得所述光路控制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被所述透镜向内反射的光向预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内反射的光再次向内反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并允许被所述反射面向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对外周边缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的光的发射方向侧的内周边缘；所述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管的光的发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突出部分的外周面，同时所述光出射面倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周边缘的距离减少而偏离所述发光二极管。
2. 根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述透镜和所述密封树脂部 件之间限定出 一空气层，从所述发光二极管发出的光通过该空气层。
3. 根据权利要求1所述的发光器件，其中，进一步包括设置于所述透镜 和所述密封树脂部件之间的透明接合层，用于使所述透镜和所述密封树脂部 件相互接合。
4. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述接合层和所述密封树脂部件具有基本相等的折射率。
5. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述接合层由凝胶形式的树 脂材料形成。
6. 根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述接合层由粘结剂形成。
7. —种面光源装置，包括多个发光器件，每个发光器件包括发光二极管、具有配置面并被构造 以密封所述发光二极管的密封树脂部件、以及设置于所述密封树脂部件的所 述配置面上并被形成为在沿所述;^光二极管发射光的光轴方向观察时具有 圆形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所述密封树脂部件凹陷的方式形成在 其中间部分处的凹部；以及漫射从所述多个光源装置发出的光的漫射装置；所述透镜设置于所述密封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所 述凹部位于所述发光二极管发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封树脂部件，随后光被所 述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光路控制突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜 的外围上，使得所述光路控制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被 所述透镜向内反射的光向预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内反射的光再次向内 反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并允许被所述反射面 向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对外周边缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的 光的发射方向侧的内周边缘；所述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管 的光的发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突出部分的外周面，同时所述光出射面 倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周边缘的距离减少而偏离所述发 光二极管。
8. —种图像显示装置，包括多个发光器件，每个发光器件包括发光二极管、具有配置面并被构造 以密封所述发光二极管的密封树脂部件、以及设置于所述密封树脂部件的所述配置面上并被形成为在沿所述发光二极管发射光的光轴方向观察时具有 圓形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所述密封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部；漫射从所述多个光源装置发出的光的漫射装置；和显示板，所述多个发光器件发出的光照射在该显示板上以显示图像，所述透镜设置于所述密封树脂部件的所述配置面上，使得所述透镜的所 述凹部位于所述发光二极管发出光的光轴上；从所述发光二极管发出的光部分地通过所述密封树脂部件，随后光被所 述透镜向内反射并从所述透镜出射；所述透镜具有光路控制突出部分，该光路控制突出部分设置于所述透镜 的外围上，使得所述光路控制突出部分位于所述密封树脂部件的外侧并将被 所述透镜向内反射的光向预定方向引导；所述光路控制突出部分形成有用于将被所述透镜向内反射的光再次向内 反射的反射面、以及连续设置于所述反射面的外围边缘并允许被所述反射面 向内反射的光从其出射的光出射面；所述反射面具有相对外周边缘在光轴方向上位于来自所述发光二极管的 光的发射方向侧的内周边缘；所述反射面被形成为曲面，该曲面沿光轴方向朝与来自所述发光二极管 的光的发射方向基本相反的一侧凸出；所述光出射面形成所述光路控制突出部分的外周面，同时所述光出射面 倾斜，以随着沿光轴方向距所述反射面的外周边缘的距离减少而偏离所述发 光二极管。
全文摘要
本发明公开了一种发光器件、面光源装置和图像显示装置。所述发光器件包括发光二极管；具有配置面并被构造以密封所述发光二极管的密封树脂部件；以及设置于所述密封树脂部件的所述配置面上并被形成为沿所述发光二极管发射光的光轴方向观察时具有圆形形状的透镜，所述透镜包括以朝向所述密封树脂部件凹陷的方式形成在其中间部分处的凹部。
文档编号F21Y101/02GK101319759SQ200810108498
公开日2008年12月10日 申请日期2008年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者中木谦一, 大川真吾, 奥贵司, 柴沼彻朗 申请人:索尼株式会社