发光装置、面光源装置及显示装置的制作方法

专利名称：发光装置、面光源装置及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光装置、面光源装置及显示装置，涉及例如液晶显示板的逆 光照射和室内的一般照明等各种照明的发光装置、使用了它的面光源装置、以 及组合该面光源装置和显示用被照明部件使用的显示装置。
背景技术：
一直以来，已知作为用于个人计算机和电视机等上的液晶显示监视器的照 明设备采用使用了多个点状光源的面光源装置。作为点状光源较广泛地使用发
光二极管(LED)。 4艮据典型的例子，为照明液晶显示监视器的液晶显示板而 使用的面光源装置，具备多个LED和形状、尺寸与液晶显示板大致相同的板 状光束控制部件。多个LED呈矩阵状地配置在光束控制部件的背面一侧，使 来自那些LED的光从光束控制部件的背面一侧向光束控制部件的内部入射并 在光束控制部件的内部传播后，从与光束控制部件的背面相反的一侧的出射面 出射。液晶显示板由该出射光所逆光照射。举出与本发明相关的现有技术例如 下
(第一现有技术例)
图17表示采用了将多个LED作为光源(一次光源)的面光源装置的基本 构造的例。在下面的文献1中公开了这种基本构造。参照图17,面光源装置 100具备多个LED101和微型透镜阵列102。微型透镜阵列102配置成各微型 透镜与各LEDIOI —对一地对应。来自LED101的光通过微型透镜阵列102而 朝向图中上方出射。
(第二现有技术例)
图18表示将LED作为光源采用的发光显示装置的基本构造的例。在下面 的文献2中公开了这种基本构造。参照图18，发光显示装置103具备LED104、 凹透镜105以及凸透镜106。来自LED104的光在凹透镜105漫射后在凸透镜 106聚光，并沿着与LED104的光轴大致平行的方向出射。(第三现有技术例)
将LED作为光源使用的显示装置也众所周知，在下面的文献2中公开了 其例。图19表示针对用于其上的照明的配置。如图19所示，该配置LED108、 聚光透镜110、以及漫射透镜111。来自LED108的光在聚光透镜110聚光并 导向前方，然后由漫射透镜lll所漫射。 (第四现有^L术例)
图20关于将LED作为光源使用的显示装置，表示了包括用于显示的被照 明部件的配置的例。参考图20，显示装置121具备多个LED晶片125、光漫 射部件126、以及被照明部件(例如，液晶显示板)127。各LED晶片125具有 LED124，在LED124的出射面(发光面)一側固定安装有具有半球状的出射面 122的光束控制部件123。从各LED晶片125出射的光在透射了光漫射部件 126之后向被照明部件(例如，液晶显示板)127供给。由此，被照明部件127 面状地;故照明。
(第五现有技术例)
图20是关于将LED作为光源使用的显示装置的其它例进行说明的图。参 照图21，矩阵显示装置130具备显示板衬底131、在其上呈矩阵状地排列的发 光元件132、以及透镜罩133。透镜罩133位于发光元件132的表面一侧，并 以紧贴的方式载放在显示板村底131上。
而且，透镜罩133在与发光元件132对应的位置上具有大致半球状的凸部 134。在各凸部134的内部形成有内部包含发光元件132的空洞部135。空洞 部135的侧壁形成为使来自发光元件132的光折射进入以朝向正面一侧(图21 中上方侧)。
换句话说，来自发光元件132的光的入射面仅为空洞部135的内壁。另外， 透镜罩133在内部包含发光元件132的空洞部135的周围具有空隙部136。从 发光元件132横向出射后进入透镜罩133内的光由空隙部136的倾斜面137 所朝向正面一侧全反射。由此，矩阵显示装置130可增大正面一侧的照明光亮 度。
然而，上述现有技术有如下问题。
关于第一现有技术例(面光源装置100):相邻的LED101的中间部分的微型透镜阵列102的形状不连续的部分的光 出射量急剧变化。因此，各微型透镜阵列102的边界部分的出射光的明暗偏差 显眼。
关于第二现有技术例(发光显示装置103):
凹透镜105多处未连续地连接。另外，凸透4竟106也多处未连续地连接。 因此，作为液晶显示板的背光灯等，对于面积较宽的被照明部件实施均匀的面 状照明困难。
关于第三现有技术例(显示装置107):
由于来自LED 108的光相继接受由聚光透镜110引起的聚光作用和由漫射 透镜lll引起的漫射作用，因此，如在面光源装置IOO(现有技术例l)中产生的 光的明暗之差不显眼。然而，存在来自相邻的多个LED108的光4皮此不易混合， 且各LED108间的发光色的偏差显眼之类的问题。
关于第四现有^^支术例(显示装置121):
如图ll所示，以与各LED124对应的方式出现的照明光的亮度的偏差呈 波形形状且较大地产生。因此，各LED124之间的照明光上产生暗部，实施均 匀的面状照明困难。另外，与在图11中以线S3表示的发光元件的光直接照射 到被照明部件上的场合的照度分布相同地、有从各LED晶片125出射的光的 光量在LED124的光轴L附近集中的倾向。因此，来自相邻的多个LED104 的光彼此不易混合，且各LED104间的发光色的偏差显眼。
关于第五现有技术例(矩阵显示装置130):
做成出射正面一侧的两度较大的照明光。然而，由于来自透镜罩133的出 射光被校准，因此，来自相邻的发光元件132的光彼此不易混合，且各发光元 件132间的发光色的偏差显眼。另外，从透镜罩133的凸部134出射的光H 和在透镜罩133的空隙部136的倾斜面137全反射后出射的光H在凸部134 的正上方的容易肉眼识别的位置交叉。其结果，存在产生环状的亮部的危险。 这种环状的亮部使得实施均匀的面状照明困难。
再有，由于用透镜罩133完全覆盖发光装置138，因此，不能发散从发光 元件132发出的热，因而容易对显示板衬底131上的电子零部件等导致热的坏 影响。另外，由于透镜罩133对显示板衬底131的安装误差，因而在透镜罩133 和显示板衬底131之间容易形成间隙。若存在这种间隙，则光/人空隙部136 以外的部分入射到透镜罩133内部的可能性变高。在第五现有技术中，并未做 成能够对付这种可能性的构造。
专利文献1:日本特开2002一9326号公报(参照段落号0015及图4 )
专利文献2:日本特开昭59_226381号公报(参照第三页左上栏第15行 至同页右上栏第2行、第6图)
专利文献3:日本特开昭63—6702号公报(参照第二页左上栏第20行至 同页右上栏第4行、第3图)
专利文献4:特开2001—250986号公报(参照图1 )。

发明内容
本发明适用于采用了将来自发光元件的光借助于光束控制部件出射的方 式的发光装置、配置多个发光元件并采用该方式的面光源装置以及将该面光源 装置作为照明设备而使用的显示装置。本发明的目的之一在于，改进那些发光 装置、面光源装置及显示装置，从而即便在光束控制部件的背面侧全区域有可 能成为入射面的场合，也使各发光元件的发光色的偏差不显眼，并可实现无亮 度不匀的均匀的面状照明。
另外，本发明的另一个目的在于，在那些各种装置中，即便在将一个发光 元件作为光源(一次光源)使用的场合，也能够使来自发光元件的光有效地且 光滑地扩展到所希望的范围。
首先，本发明适用在具备点状光源；以及具有上述点状光源的输出光束 入射的背面及位于与该背面相反的一侧并将照明光作为立体的出射光束出射 的出射面的光控制部件，且作为上述立体的出射光束的中心的光传播方向具有 基准光轴的发光装置上。
按照本发明的基本特征，上述出射面包括进行上述照明光的出射控制的光 控制出射面，上述背面具有形成于与上述点状光源对应的位置的半球状的第一 凹部和位于包围该第一凹部的开口边缘的第二凹部，上述第二凹部具有能够控 制来自上述点状光源的光的因向该第二凹部的入射而生成的内部传播光在该 入射时靠近上述基准光轴折射后传播的形状。再有，上述光控制出射面的形状形成为，对于从上述点状光源出射的光中的至少在从其最大强度的光出射的方
向成75。的角度范围内出射的光，在将入射到上述光控制部件后在内部传播的
方向对于与上述基准光轴平行的方向所成的角度设为ei,并将从上述光控制 时，
从上述点状光源出射的光中，除了上述基准光轴附近的光之外，满足
(a) (c)。
(a) 05/ei>l成立，
(b) e5随ei的增加而增加，而且
(c) 伴随ei的增加，对于ei的增加量的e5的增加量减少。
这里，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式形成为环状亦可。
另外，上述第二凹部，其沿上述基准光轴所在的平面(假想平面)的剖面 形状为三角形，由与上述第一凹部相邻的环状的第一倾斜面和离开上述第一凹 部设置且连接上述第一倾斜面的一个端部和上述背面的环状的第二倾斜面构 成，上述第一倾斜面形成在连结上述点状光源的发光中心和上述第一倾斜面的 另一个端部的线的延长线上，或者以比延长线更陡的角度形成亦可，以不妨碍 从上述点状光源出射并到达了上述第二凹部的光向上述第二倾斜面的入射。
上述第一倾斜面可形成为，在以上述假想平面剖切的剖面形状中位于连结 上述点状光源的发光中心和上述第一倾斜面的另一个端部的线的延长线上，上 述第二倾斜面可形成为与上述第一倾斜面大致正交。
上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圆状地连续形成多个，上 述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹部以外
的其它第二凹部形成为与上述最内周側第二凹部相同或相似的形状亦可。 上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圆状地连续形成多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹
部以外的其它第二凹部形成为，越远离上述第一凹部则上述第一倾斜面的倾斜
越比上述最内周侧第二凹部的上述第一倾斜面的倾斜平緩。
而且，使上述光控制出射面具有位于上述基准光轴附近且与上述基准光轴
同心的环状的第一出射面和与上述第一出射面的周围相邻设置的第二出射面，上述第一出射面和上述第二出射面的连接部分与上述光控制出射面的拐点对 应亦可。
无论对于这些各种形态的发光装置哪一种，上述点状光源都配置多个，对 于每一个点状光源，在上述光控制部件的背面形成上述第一凹部和上述第二凹
部亦可。
其次，本发明适用在具备发光装置以及使来自该发光装置的光漫射和透射 的光漫射部件的面光源装置。在按照本发明的面光源装置中，作为上述发光装 置采用上述任一形态的发光装置。另外，本发明还可适用于具备面光源装置以 及来自该面光源装置的光所照射的用于显示的被照明部件，在该场合，作为上 述面光源装置可采用按照本发明的面光源装置。
根据本发明，从点状光源输出的光束的大部分从形成于光束控制部件的背 面的第一凹部导入光束控制部件的内部，成为内部传"f番光。这种内部传4番光从 光束控制部件的光控制出射面出射。另一方面，从点状光源输出的光束的一部 分(从基准光轴较大地倾斜的光)从形成于第一凹部的周围的第二凹部向光束 控制部件入射。就此时的折射而言，如靠近基准光轴折射后传播的内部传^"光 的生成由第二凹部的形状而抑制。即、在该折射中所形成的内部传播光从光控 制出射面不出射，或者(即便存在从光控制出射面出射的成分)仅从光控制出 射面的末端部出射。
其结果，不会产生降低照明质量的环状的亮部，从光束控制部件的光控制 出射面有效地且宽范围地出射均匀的照明光。
尤其，在将多个发光元件作为光源使用的场合，有如下好处即便因来自 各发光元件的光彼容易混合使得在各发光元件的发光色上有偏差，通过光束控 制部件出射的各发光元件的发光色的偏差也不易显眼，并且使出射光亮度也均 勻化，从而可实现高质量的照明。
再有，在本发明中，即便在光束控制部件的背面的全区域有可能成为入射 面的场合，也可实现高质量的照明。因此，即便在从点状光源仅离开规定尺寸 的位置上配置光束控制部件也能得到高品格的的照明面，而且可抑制起因于点 状光源(发光元件)所放出的热的坏影响。


图1是表示本发明可适用的面光源装置以及具备了它的显示装置的俯视 图，省略了对被照明部件及光漫射部件的描绘。
图2是沿图1中的X1—X1线的显示装置的剖视图。
图3是沿包括LED的光轴的剖面的显示装置的局部剖视图，是放大图2 的一部分表示的图。
图4 (a) 图4 (c)是涉及本发明的实施方式的光束控制部件的详图，图 4(a)是俯视图，图4 (b)是沿图4 (a)中的X2—X2线的剖视图，图4(c) 是》丈大光束控制部件的背面一侧的一部分(图4 (b)的一部分)表示的图。
图5 (a)、图5 (b)是表示光束控制部件的安装状态的图，图5 (a)是 从图4 (a)的R方向观察的发光元件的侧视图，图5 (b)是表示衬底的安装 孔和光束控制部件的脚的卡合状态的剖视图。
图6是表示角度ei和角度05 (光束控制部件的出射角)的关系的图。
图7是表示角度(到达了光束控制部件的出射面的光的传播方向相对于通
过该所到达点并与基准光轴平行的直线所成的角度)ei和光束控制部件的透
镜面倾斜角03的关系的图。
图8是表示在光束控制部件的背面上未形成环状凹部的场合的不良情况 发生状态的图。
图9是以模拟方式表示了环状亮部的照度测定模拟实验的图。
图IO是表示图9的模拟实验结果的图，横轴表示距光轴的距离，纵轴表 示环状亮部的照度。
图11是将在使用本发明的发光装置的显示装置的净皮照明部件上照射的光 的出射光量分布与比较例进行比较而表示的图。
图12(a)、图12(b)是涉及本发明的第一变型例的光束控制部件的详图， 图12 (a)是与图4 (b)对应的图，图12 (b)是放大光束控制部件的背面一 侧的一部分(图12 (a)的一部分)表示的剖视图。
图13是表示涉及本发明的第一变型例的光束控制部件的作用(来自发光 元件的出射状态)的图。
图14(a)、图14(b)是涉及本发明的第二变型例的光束控制部件的详图， 图14 (a)是与图4 (b)对应的图，图14 (b)是放大光束控制部件的背面一侧的一部分(图14 (a)的一部分)表示的剖视图。
图15是表示涉及本发明的第二变型例的光束控制部件的作用(来自发光 元件的出射状态)的图。
图16是放大-涉及本发明的第三变型例的光束控制部件的背面一侧的一部 分表示的剖视图。
图17是表示第一现有技术例的构造模式图。
图18是表示第二现有技术例的构造模式图。
图19是表示第三现有技术例的构造模式图。
图20是涉及第四现有技术例的显示装置的剖视图。
图21是涉及第五现有技术例的矩阵显示装置的剖视图。
图22 (a) ~图22 (f)是表示涉及本发明的其它变型例的光束控制部件的 图，图22 (a)是光束控制部件的仰视图，图22 (b)是将光束控制部件的背 面放大一部分表示的图，图22 (c)是表示第二凹部的第一例的剖视图(沿图 22 (b)中的X4—X4线的大致半球状凹部的剖视图)，图22 (d)是图22 (c) 所示第二凹部的立体图，图22 (e)是表示第二凹部的第二例的剖视图(沿图 22 (b)中的X4^X4线的圆锥状凹部的剖视图)，图22 (f)是图22 (e)所 示第二凹部的立体图。
符号说明
1——显示装置
2——面光源装置
3——被照明部件(液晶显示面板)
4— -—-发光元件
5— -—光束控制部件
6——光控制出射面 6a—-—第一出射面 6b——第二出射面
7——光漫射部件 U—-—发光装置 12——背面14——凹处(第一凹部)
15(15a 15h)——环状凹部(第二凹部) 15al 15hl——第一倾斜面 15a2~l 5h2—-—第二倾斜面 15a3 15h3——端部 24——开口边缘
25、 27、 30、 32、 40、 43、 46——线
26、 28、 31、 33、 38、 42、 45——背面侧端边桑彖 H——光
L——光轴(基准光轴) Po——拐点
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。 (面光源装置及显示装置的简要构成)
图1~图3是说明涉及本发明的实施方式显示装置1和具有显示装置1的 面光源装置2的图。图1是拆卸被照明部件(例如，液晶显示板)3等后表示 的显示装置1的俯视图(面光源装置的俯视图)。图2是表示显示装置1的概 要的图，描绘有沿图1的X1—X1线的剖面。图3是为了说明光束控制部件5 的光控制出射面6的形状而放大图2的一部分表示的图，描绘有包括发光元件 4的基准光轴L的剖面的一部分。
这里，基准光轴L是指"来自发光装置的立体出射光束的中心的光传播方 向"。另夕卜，发光元件4的基准光轴L是指"来自发光元件4的立体出射光束的 中心的光传播方向"。在本实施方式中，以发光元件4的光轴和基准光轴L 一 致的场合为例进行说明。因此，在下面的说明中，将基准光轴L以"光轴L" 表达。
参照图1~图3,显示装置1具备多个作为点状光源的发光元件4 (例如 LED)、光束控制部件5、光漫射部件7、以及被照明部件3。在本实施方式中， 由发光元件4、光束控制部件5、以及光漫射部件7构成面光源装置2。另外， 由发光元件4和光束控制部件5构成发光装置11。光漫射部件7的平面形状为大致矩形，作为测量面具有出射面(表面)8 和背面10。发光元件4与光束控制部件5—起以大致等间隔(间距P)排列在 光漫射部件7的背面10侧。被照明部件3配置在光漫射部件7的背面10 —侧。 在本实施方式中，由发光元件4、光束控制部件5、以及光漫射部件7构成面 光源装置2。另外，由发光元件4和光束控制部件5构成发光装置11。 (光束控制部件)
(1)光束控制部件的整体的形状及安装状态
光束控制部件5具有如图1至图3所示的形状，由PMMA (聚曱基丙烯 酸曱酯)、PC (聚碳酸酯)以及EP(环氧树脂)等透明树脂材料或透明玻璃形成。 如图4(a)所示，具有光控制出射面6和大致圆环状的凸缘9。光控制出射面6 的平面形状为大致圆形。凸缘9以向光控制出射面6的径向外侧突出的方式形 成为大致圆环状。如图4(b)所示，光控制出射面6形成为比凸缘9还朝向上方 突出。
这里，方使_说明起见，将光轴L和发光元件4的上面(发光面20)的交点定 义为"发光点13"。
如图4(b)所示，在背面12 —侧(图4(b)中的下面一侧)，在与发光元件4 对应的位置形成有作为第一凹部的凹处14。凹处14是以发光点13为中心的 半径rl的大致半球状的凹处。另外，如图4(a) 图4(c)所示，在背面12侧，以 将凹处14的外周同心圆状地包围的方式形成有多个环状凹部15a 15d。
再有，如图4(a)和图5所示，在背面12 —侧的比最外周的环状凹部15d 还靠径向外方的一侧沿圓周方向(在与最外周的环状凹部15d同心的圓周上)以 等间隔形成有三个脚17。脚17是用于将光束控制部件5在定位在衬底16上 的状态下安装的圓杆状的部件。三个脚17嵌合在与开口在衬底16的上面 16a(与光束控制部件5相对的面)一侧的安装孔18中。在以发光点13为中心的 同心圓上以等间隔形成有三个安装孔18。通过脚17嵌合在安装孔18中，可 将光束控制部件5在相对于发光元件4的发光点13定位的状态下支撑。此外， 发光点13和光束控制部件5的中心均位于光轴L上。
在将光束控制部件5安装到衬底16上时，在发光元件4的发光面20和光 束控制部件5的背面12之间形成间隙s。此外，该间隙e有可能由在以在凹处14容纳发光元件4的方式将光束控制部件5载放在衬底16上时所产生的安装 误差形成。另外，也有为了达到促进发光元件4所产生的热的散热的目的而形 成间隙s的场合。
在本实施方式中，脚17的脚根侧(直径粗部)形成为较粗，前端侧(直径细 部)形成为较细。安装孔18形成为具有虽然不使直径粗部通过但使直径细部通 过的直径，并贯通衬底16。在安装孔18中插入脚17的直径细部分，并使脚 17的前端部分突出于衬底16的下面16b。而且，通过热焊接前端部分，使得 光束控制部件5定位并固定在衬底16上。
此外，在以容易从^j"底16脱落的状态使用光束控制部件5的场合，或者 安装孔18和脚17的嵌合成为"静配合"，或者安装孔18和脚17用粘接剂固定。 (2)光束控制部件的光控制出射面的详细内容
光束控制部件5的光控制出射面6由第一出射面6a和第二出射面6b构成。 第一出射面6a占以光轴L为中心的规定范围，第二出射面6b在第一出射面 6a的周围连续地形成。从描绘在图4(b)的剖面形状可知，第一出射面6a具有
球的 一部分的凹陷形状。
另一方面，第二出射面6b提供与第一出射面6a相邻且朝上凸出的光滑的 曲面形状。第二出射面6b的平面形状为包围第一出射面6a的大致中空圆盘形 状(粗环状)(参照图4(a))。这些第一出射面6a和第二出射面6b光滑地连接， 该两出射面6a、 6b的连接部分与光控制出射面6的拐点Po对应。即，如图 4(b)所示，表示第 一 出射面6a的剖面特性的曲线和表示第二出射面6b的剖面 特性的曲线在点Po光滑地连接而形成一条连续曲线，该点(连接点)Po成为该 一条连续曲线(表示光控制出射面6的剖面特性的曲线)的拐点。
另外，如图4(b)所示，在第二出射面6b的外周侧形成有连接第二出射面 6b和凸缘部9的第三出射面6c(参照图4(a))。此外，图4(b)所示的剖面形状表 示由大致直线状的倾斜面构成的第三出射面6c,而这只是一例而已。只要不 妨碍从光束控制部件5的宽范围且均匀的出射，则也可以是曲线状的倾斜面。
这里，关于图3、图4(a)、 4(b)的描绘，将各种点、各种量、各种线及面 定义如下。此外，"内部传播光"是指"从发光元件4出射后导入光束控制部件5内并在光束控制部件5内传播的光"。
连接点Pa:出射面6b和6c的连接点(边界)
51:连结发光点13和连接点Pa的直线相对于光轴L所成的角度
S2:连结发光点13和拐点Po的直线相对于光轴L所成的角度 基准面C:在图3中通过发光点13且与光轴L正交的水平面
点Px:内部传播光从光控制出射面6出射的位置(图3的剖面中的光控 制出射面6和光H的交点)
直线A:通过点Px且与基准面C平行的直线
切线B:在位置Px的对于光控制出射面6的特性线的切线
e:从发光元件4出射的光的传播方向相对于光轴L的方向所成的角度 01:从发光元件4出射并在光束控制部件内部传播后到达了光束控制部
件的出射面的光的传播方向相对于通过该到达点并与光轴L平行的直线所成 的角度
03:切线B和直线A所成的角度
05:内部传播光从光束控制部件的出射面(光控制出射面6)出射时的出射 角(从从光束控制部件的出射面的出射光(光H)的传播方向相对于光轴L的方 向所成的角度)
进而，关于光强度的角度特性，将"最大强度方向"、"最大强度一次光"、 "最大强度"以及"半值强度角"定义如下。
最大强度方向光从发光元件4最强地出射的方向
最大强度一次光从发光元件4向最大强度方向出射的光
最大强度最大强度一次光的光强度
半值强度一次光从发光元件4以最大强度的一半的强度出射的光 半值强度角与半值强度一次光对应的内部传播光的传播方向相对于与 最大强度一次光对应的内部传播光的传播方向所成的角度。
此外，在本实施方式中，最大强度方向设为与光轴L的方向(基准面C 的法线方向)实质上一致。在多数情况下，该假定与实际相符，可认为最大强 度方向实质上与光轴L的方向一致。另外，发光元件4的出射方向强度特性 (角度特性)对于光轴L实质上对称，因而设为半值强度角(绝对值)仅存在一个。
在上述定义之下，关于图3所示光控制出射面6的曲面形状，成立下面的 条件1、 2。换言之，光控制出射面6的曲面形状形成为满足这些条件1及条 件2。
条件至少在ei的规定范围(0<厶^1(绝对值)<比半值强度角大的规定 角度)内,
(a) 65/ei>l成立，
(b) e5随ei的增加而增加，
(c) 伴随ei的增加，对于ei的增加量(>0)的e5的增加量(>0)减少。
这里，最好A是小角度(表示光轴L的附近方向的角度)，例如A-5度(ei 成为士5。以内的角度范围)。
图6是表示角度ei和角度e5(光束控制部件的出射角)的关系的图，曲线
21成为满足上述条件的例。在该例中，上述"比半值强度角大的规定角度"为S1。 若代入数值，则51=75度。
另一方面，在图6中，以虚线表示的线22为(05/61)=1的线。这里，若将 光束控制部件5的漫射程度的系数设为a，则在9KS1的范围内，05可用下面 的[1]表示，03可用下面的[2]表示。另外，在上述的法线(图3中的光轴L)附近 (例如01在士5。以内的程度)，存在91=05的光。由此，可防止在发光元件4正 上方的被照射面上形成暗部。
e5=[i+{(si-ei)xo/M}]xei
(其中，61(绝对值)<51) ——[i]
03=tan-1[Oin05-n.sin01)/(;cos05-rvcoseiXI
(其中，11=光束控制部件的折射率) —-—[2]
若将上述式[i]代入上述式[2]，则可将e3看作ei的函数。图7用图表表
示了该函数的例。即、图7中的曲线23表示根据上述式[1]、 [2]求出的e3和ei 的关系。从曲线23中可知
(i )从光轴L的附近直到91=52为止，03随01的增加而渐渐减少。
(ii) 在ei>S2的范围，63随ei的增加而渐渐增加。
(iii) 若01与51重合则93=01。(3)光束控制部件的环状凹部的详细内容
如图4(a) 4(c)所示，形成于光束控制部件5的背面12的环状凹部15，由 第一环状凹部15a和第二、第四环状凹部15b 15d构成。第一环状凹部15a与 凹处14相邻而形成。第二、第四环状凹部15b 15d从第一环状凹部15a朝向 半径方向外侧连续而形成。
如图4(c)所示，第一环状凹部15a是包含光轴L的假想平面，而且沿与背 面12正交的^f艮想平面的剖面形状呈三角形，且由环状的第一倾斜面15al和环 状的第二倾斜面15a2构成。第一倾斜面15al大致位于连结凹处14的开口边 缘24和发光元件4的发光点13的线25的延长线上。第二倾斜面15a2是连接 第一倾斜面15al的端部15a3(不同于开口边缘24的端部且位于距背面12的深 度为w的位置的端部15a3)和背面12侧且与第一倾斜面15al大致正交的倾斜 面。
此外，在图4(c)中，所谓"第一倾斜面15al大致位于连结凹处14的开口 边缘24和发光元件4的发光点13的线25的延长线上，，意味着下述的(I )、(11) 之一。
(I )第一倾斜面Wal位于线25的延长线上。
(II)第一倾斜面15al位于在图4(c)所示光束控制部件5的剖面以开口边缘 24为转动支点使线25的延长部分沿逆时针方向稍微转动的位置(图4(c)的虛线 位置)。
即、第一倾斜面15al最好以从发光元件4发出后直接朝向背面12的光所 难以入射的倾角形成。另外，在图4(c)中，所谓"第二倾斜面15a2以与第一倾 斜面15al大致正交的方式形成，，意味着"考虑到制造误差，第二倾斜面1&2对 于第一倾斜面15al以比90。稍微小的角度与第一倾斜面15al相交，或者以比 90。稍微大的角度与第一倾斜面15al相交"。这样，第二倾斜面15a2最好形成 为抑制入射其面的来自发光元件4的光的向靠近基准光轴L的方向的折射。
如图4(c)所示，第二环状凹部15b呈不同于第一环状凹部15a的三角形， 由环状的第一倾斜面15bl和环状的第二倾斜面15b2构成。第一倾斜面"bl 大致位于连结第一环状凹部15a的第二倾斜面15a2的背面侧端边缘^和发光 点13的线27的延长线上。第二倾斜面15b2连接第一倾斜面15bl的端部15b3(不同于背面侧端边缘26的端部且位于距背面12的深度为w的位置的端 部15b3)和背面12侧且与第一倾斜面15bl大致正交。
如图4(c)所示，第三环状凹部15c呈不同于第一至第二环状凹部15a、 15b 的三角形，由环状的第一倾斜面15cl和第二倾斜面15c2构成。第一倾杀牛面 15cl大致位于连结第二环状凹部15b的第二倾斜面15b2的背面侧端边缘28 和发光点13的线30的延长线上。第二倾斜面15c2连接第一倾斜面15cl的端 部15c3(不同于背面侧端边缘28的端部且位于距背面12的深度为w的位置的 端部15c3)和背面12侧且与第一倾斜面15cl大致正交。
如图4(c)所示，第四环状凹部15d呈不同于第一至第三环状凹部15a 15c 的三角形，由环状的第一倾斜面15dl和环状的第二倾斜面15d2构成。第一倾 斜面15dl大致位于连结第三环状凹部15c的第二倾斜面15c2的背面側端边缘 31和发光点13的线线32的延长线上。第二倾斜面15d2连接第一倾斜面15dl 的端部15d3(不同于背面侧端边缘31的端部且位于距背面12的深度为w的位 置的端部15d3)和背面12侧且与第一倾斜面15dl大致正交。
这里，第一至第四环状凹部15a 15d的凹陷深度w及从光轴L到第四环 状凹部15d的径向外侧端(第二倾斜面15d2的背面侧端边缘33)为止的距离L2 最好根据光束控制部件5的大小、发光元件4的发光亮度、从发光元件4的发 光面20到光束控制部件5的背面12为止的间隙s、发光元件4的出射光的强 度成为最大强度的一半的值(半值宽度)等来确定最佳尺寸。
另外，在本实施方式中，形成于光束控制部件5的背面12的作为凹部的 环状凹部15在来自发光元件4的光中的较大地倾斜于光轴L的光所入射的场 合有效地起作用。因此，间隙s最好以较小的值形成，以便来自发光元件4的 光中的大部分从作为第一凹部的凹处14入射，除此之外的较大地倾杀+于光轴 L的光从环状凹部15入射。例如，间隙e最好形成为比凹处14的开口边缘24 的半径还小的值。
(4)光束控制部件的作用(来自发光元件的光的入射和出射)
基于图2至图4(c)说明光束控制部件5的作用。首先，如图2所示，从发 光元件4出射的光中的处于半值宽度范围内的光H(半值强度角以下的91的 光)，大部分实质上从凹处14不折射地直接入射光束控制部件5。其它部分从环状凹部15a 15d入射光束控制部件5。这里，从环状凹部15a 15d向光束控 制部件5入射的光H,不是从第一倾斜面15al、 15bl、 15cl、 15dl入射，而 是从第二倾斜面15a2、 15b2、 15c2、 15d2入射。就该光而言，由于第二倾斜 面15a2、 15b2、 15c2、 15d2是相对于从发光点13放射的光H大致正交的面， 因此，以几乎不折射的状态入射。因此，可抑制来自发光元件4的光在靠近光 轴L附近折射后入射。
下面，如图2及图3所示，来自发光元件4的光H在光束控制部件5的 内部传播后，按斯内尔定律从光控制出射面6向外部(空气中)出射。此后，从 涉及本发明的光束控制部件5出射的来自发光元件4的光束，与从图20所示 现有4支术的半球状的光束控制部件123出射的光束相比，不是在发光元件4 的正上方等上局部地出射，而是朝向照射范围内均匀地且光滑地扩展而出射。
此外，如图8所示，在光束控制部件5的背面12为与基准面C平行的平 面(未形成图4的环状凹部15的面)的场合，来自发光元件4的光H在从背面 12侧入射光束控制部件5时，以使其传播方向偏向靠近光轴L的方式折射。 其结果，根据图8所示的光束控制部件5，从背面12侧入射的来自发光元件4
在光漫射部件7的被照射面34上会聚。
该光H所会聚的部分(亮部)35比其它部分亮且亮光呈环状，该环状的亮 部35产生容易从光漫射部件7的出射面36侧肉眼识别之类的不良情况。采用 本发明可避免这种不良情况。
根据利用本发明的本实施方式，在光束控制部件5的背面12形成环状凹 部15,通过该环状凹部15抑制来自发光元件4的光H从背面12側靠近光轴 L折射而入射。因此，可使光H朝向照射范围内均匀地且光滑地扩展而出射(参 照图2)。
(光漫射部件)
图2及图3所示光漫射部件7利用光投射性优良的PMMA和PC等树脂 材料形成为薄片状或平板形状。光漫射部件7的平面形状及尺寸分别与被照明 部件(液晶显示板、广告显示板、标识显示板)3的平面形状及尺寸大致相同。
光漫射部件7至少在表面或内部施加有光漫射能力。例如，在表面上形成细微的凹凸(棱镜状突起、压紋加工或通过利用玻璃珠涂层的漫射处理来形成 的凹凸)。或者，在内部混入漫射材料亦可。
光漫射部件7使从光束控制部件5的光控制出射面6出射的光在透射的同 时漫射，并使之均一化后向被照明部件3供给。
另外，光漫射部件7可安装在被照明部件3的发光元件4侧的面上。或者 也可以将光漫射部件7与被照明部件3分开(以分离的状态)设置在被照明部件 3的与发光元件4相对的面一側。 (发光装置的具体例)
下面一边参照图1至图4(c)一边说明涉及使用了光束控制部件5的本发明 的发光装置11、具备了发光装置11的面光源装置2的具体例。
关于这些图中所示的光束控制部件5的光控制出射面6，考虑各种因素而 确定第一出射面6a及第二出射面6b。
发光元件4的发光特性尤其是来自发光元件4的出射光束的扩展角度， 它能够以上述的"半值强度角"(出射光的强度成为最大强度一半的值的光的出 射角)表达。
光束控制部件5的光轴L方向的厚度dl:尤其是从发光元件4的发光 点13(发光面20)到光控制出射面6的最上部为止的沿光轴L方向的距离d 各发光元件4的排列间距(距离)P 光束控制部件5的外径尺寸Do
从光控制出射面6到光漫射部件7为止的沿光轴L方向的距离Ll
光束控制部件5的折射率n
光束控制部件5的凹处14的形状
关于光束控制部件5,若代入具体的数据的一例则如下
折射率n二1.49(透明树脂材料)；
入射面的凹处14的形状为大致半球状，rl=1.5mm、 Ll=15.14mm、 P=46mm、 d=4.59mm、 dl=4.09mm、 s=0.5mm、 Do=14.65mm。
在这种数据的条件下，光束控制部件5形成为，第一出射面6a和第二出 射面6b的连接部分的01成为01=52=14。，另外，第二出射面6b和第三出射面6c的连接部分的61成为91=31=75°。
而且，第三出射面6c使第二出射面6b的外周端的连接线绕光轴L旋转 360。而形成。这里，在图4(b)中，ei^2的范围为第一出射面6a的范围，S2^1^Sl 的范围为第二出射面6b的范围。另外，5lsei的范围为第三出射面6c的范围。
另外，如图4所示，光束控制部件5的环状凹部15由第一至第四环状凹 部15a 15d构成，以下面的数据记述。
w=0.2mm
L2=5.79mm
第一环状凹部15a的线25(第一倾斜面15al)和基准面C所成的角度 19.5°
第二环状凹部15b的线27(第一倾斜面15bl)与基准面C所成的角度 13.7°
第三环状凹部15c的线30(第一倾斜面15cl)与基准面C所成的角度9.7。
第四环状凹部15d的线32(第一倾斜面15dl)与基准面C所成的角度
6.9°
另夕卜，第一至第四环状凹部15a 15d形成为第二倾斜面15a2 15d2分别与 第一倾斜面15al 15dl正交。
这里，至于将环状凹部15做到第四环状凹部15d的理由，通过下面的模 拟实验已得以确认。进行该模拟试验的目的在于，为了探求旨在防止起因于来 自背面12侧的入射光的照明光环状亮部的产生而有效地作用的环状凹部15 的形成范围。
首先，如图9所示，准备了除了在光束控制部件5的背面12未形成环状 凹部15之外其它与本实施例的发光装置11及具备了它的面光源装置2相同的 构成的发光装置及面光源装置。此外，为了方便起见，将"未形成环状凹部15 的光束控制部件5"表述为"光束控制部件(样件)5"。
而且，做成用中空圓盘状的遮光部件37局部覆盖光束控制部件(样件)5 的背面12。依次交替粘贴开口部38的面积(向光束控制部件5的入射角度9) 互不相同的多种遮光部件37,按各遮光部件37测定了在光漫射部件7的被照 射面34上所产生的环状亮部的照度(用计算进行评价)。将其结果表示在图10中。如图10所示，若逐步扩大开口部38的面积，则直到图9的入射角度e 达到78°为止，环状亮部的照度随开口部38的面积而变高。但若入射角度e 超过大致78。，则收敛在大致一定值上。
即、从入射角度e超过了 78。的范围入射的光不影响环状的亮部。因此， 就环状凹部15而言，可理解为只要将至少到提高环状亮部的照度的入射角度 的范围即9=78。为止的范围的光作为对象即可。
此外，如图8所示，在使用光束控制部件(样件)5的场合，由于来自背 面12的入射光靠近光轴L折射，因而在光漫射部件7的被照射面34上产生 如包围光轴L的环状亮部35，产生降低照明质量的危险。
另一方面，如前所述，根据使用了光束控制部件5的实施方式(具体例)， 从光束控制部件5的凹处14以外入射的光因环状凹部15而不会靠近光轴L 折射，以大致原来的传播方向入射光束控制部件5的内部。因此，不会在光漫 射部件7的被照射面34上产生环状的亮部，不会降低照明质量。
(从光漫射部件出射的光的出射光量)
图11是表示在适用本发明的发光装置1的被照明部件3上照射的光的强 度分布(出射光量分布)的图。
在图11中表示有从面光源装置2的光漫射部件7的出射面8上的"与图1 中的X3-X3线对应的位置，，(参照图2)出射的光的照度分布。图11的纵轴表 示照度(lx),横轴表示从图1所示面光源装置2的中心到沿X3-X3线的方向的 尺寸。
在图11中，线Sl表示使用了涉及本实施方式的发光装置11的面光源装 置2的光照度分布。另外，线S2表示使用了图8所示发光装置11的面光源装 置2的光照度分布。再有，线S3表示根本不使用光束控制部件5(将发光元件 4的光直接照射到光漫射部件7上)的场合的面光源装置的光照度分布。
如图11所示，就线S3而言，与发光元件4对应的部分的照度明显变大。 这表示与发光元件4和发光元件4之间对应的部分的照度较大地不同于与发光 元件4对应的部分的照度。在这种场合，照明被照明部件3的光的明暗差大， 不能进行均匀的亮度的面照明。
其次，线S2表示与线S3的场合相比，整体上使照明亮度平均化，且无线S3的场合程度的照明亮度的偏差。但就线S2而言，如图8的发光装置11 的发光特性所示，从光束控制部件5的背面12入射的光H靠近光轴L折射。 而且，该所折射的光H与从凹处14入射的光交叉。这表示产生环状亮部35 的现象在发光元件4和发光元件4之间的大致中间位置出现。如此地局部为高 亮度的亮部35可从光漫射部件7的出射面36肉眼识别，从而降低照明质量。
对此，线Sl表示与线S2的场合相比，可抑制相邻的发光元件4和发光 元件4之间的亮部发生。因此，如图ll的线Sl所示，就涉及本发明的面光源 装置而言，通过从光漫射部件7出射的光的照明亮度更进一步平均化，可实现 均匀的明亮的面状照明，并4是高照明质量。
(通过本实施方式的效果的总结)
根据本实施方式，从发光元件4发出的光束在进入光束控制部件5的内部 后，主要从光控制出射面6出射，并且抑制从背面12的环状凹部15(15a 15d) 向光束控制部件5入射的光H靠近光轴L折射。从环状凹部15入射的光H， 或者"不从光控制出射面6出射"，或者"从光控制出射面6的外周边缘附近出 射"。其结果，从光控制出射面6有效地且宽范围地出射均匀的照明光。
而且，根据本实施方式，在将多个发光元件4作为一次光源使用的场合， 来自各发光元件4的光彼此不易混合。因此，即便在各发光元件4的发光色上 有偏差，通过光束控制部件5出射的各发光元件4的发光色的偏差也不易显眼， 并且使出射光亮度也均匀化，从而可实现高质量的照明。
另外，根据本实施方式，光束控制部件5的背面12位于从发光元件4仅 离开规定尺寸s的位置从而能够tt发光元件4所放出的热。因此，能够防止 起因于发光元件4所放出的热的不良情况的发生，并可进行高质量的照明。
(第一变型例)
图12(a)、 (b)及图13表示涉及上述实施方式的光束控制部件5的第一 变型例。此外，本变型例以及后述的第二、第三变型例的各光束控制部件5 具有除了环状凹部15的构造之外其它与上述实施方式的光束控制部件5相同 的构造。因此，对于与上述实施方式的光束控制部件5相同的构成要素附注同 一符号而进行各变型例的说明。另夕卜，省略与上述实施方式的说明重复的说明。
参照图12 (a)、 (b)，就光束控制部件5而言，形成于其背面12的环状凹部15由第一至第八环状凹部15a 15h构成。各环状凹部15a 15h的剖面形 状相同。
即、第一环状凹部15a，剖面形状为三角形，第一倾斜面15al位于连结 发光元件4的发光点13和凹处14的开口边^^24的线25的大致延长线上。
而且，第一倾斜面15al的端部15a3位于距背面12为w=0.1mm的深处， 连接该第一倾斜面15al的端部15a3和背面12侧的环状的第二倾斜面15a2形 成为与第一倾斜面15al大致正交。另外，形状与第一环状凹部15a相同的环 状凹部作为第一至第八环状凹部15b 15h形成。
此外，凹处14的半径rl为1.5mm,间隙s为0.5mm。另夕卜，线25和基 准面C所成的角度a为19.5。。连结第八环状凹部15h的第二倾斜面15h2的背 面側端边缘38和发光点13的线40与光轴L所成的角度e为78°以上。
使用了光束控制部件5的发光装置11具有如下作用上的特征。
如图13所示，入射光束控制部件5的光H的入射角较大的光(半值强度左 右的光)其角度稍微偏向光轴L,该角度所偏向的光H在从光束控制部件5出 射后照射光漫射部件7。由此，产生与从凹处14入射的光H会聚的部分。然 而，该所折射的光H的强度(亮度)较低，且由该会聚的部分使得在光漫射部件 7的被照射面34上所描绘的圆非常大。因此，环状的亮部在从光漫射部件7 的出射面8侧观察时不显眼。另外，即便光H的强度(亮度)较低，只要是在被 照射面34上所描绘的圆角小且光线密度高的状态，也提高环状亮部的肉眼识 别性。
另外，若来自彼此相邻的其它发光元件4的光彼此混合，则上述的会聚的 部分所引起的环状的亮部更不显眼(参照图1及图2)。这样，使用了本变型例 的发光装置11的面光源装置2和显示装置1利用环状凹部15可抑制入靠近光 轴L折射后射光束控制部件5的光的量。因此，因此，可得到与使用了上述 实施方式的发光装置11的面光源装置2和显示装置l相同的效果(参照图l及 图2)。
(第二变型例)
图14 (a)、 (b)及图15表示涉及上述实施方式的光束控制部件5的第二 变型例。如14 (a)、 (b)所示，涉及本变型例的光束控制部件5在背面12形 成有单一的环状凹部15。该环状凹部15剖面形状为三角形，具备环状的第一 倾斜面15al和环状的第二倾斜面15a2。
而且，第一倾斜面15al位于连结发光元件4的发光点13和凹处14的开 口边缘24的线25的大致延长线上。而且，第二倾斜面15a2以连接第一倾斜 面15al的端部15a3和背面12侧的方式形成为与第一倾^1"面15al大致正交。
此外，在本实施方式中，凹处14的半径rl为1.5mm，间隙s为0.5mm。 另外，线25和基准面C所成的角度a为19.5。，连结环状凹部15的第二倾4斗 面15a2的背面侧端边缘42和发光点13的线43与光轴L所成的角度0为78。 以上。这样，本变型例的环状凹部15具有放大了涉及上述第一变型例的第一 环状凹部15a的形状。换言之，在本变型例中，采用将第一变型例的第一至第 八环状凹部15a 15h用环状凹部15替换的构造。
在本变型例中，如图15所示，入射光束控制部件5的光H的入射角较大 的光(半值强度左右的光)其角度稍微偏向光轴L,该角度所偏向的光H在从光 束控制部件5出射后照射光漫射部件7，产生与从凹处14入射的光H会聚的 部分。然而，该所折射的光H的亮度较低，且由该会聚的部分使得在光漫射 部件7的被照射面34上所描绘的圓非常大。因此，基于在第一变型例的说明 中所提及的理由，可避免从环状的光漫射部件7的出射面8侧观察时环状亮部 显眼。
另外，若来自彼此相邻的其它发光元件4的光彼此混合，则上述的会聚的 部分所引起的环状的亮部更不显眼(参照图1及图2)。这样，使用了本变型例 的发光装置11的面光源装置2和显示装置1利用环状凹部15可抑制靠近光轴 L折射后入射光束控制部件5的光的量。因此，可得到与使用了上述实施方式 的发光装置11的面光源装置2和显示装置1相同的效果(参照图1及图2)。
(第三变型例)
图16表示光束控制部件5的第三变型例。如图16所示，本变型例的光束 控制部件5在背面12具备多个环状凹部15a 15d。这些环状凹部15a 15d从 凹处14的开口边缘24朝向径向外侧一相同间距L5连续形成。环状凹部 15a 15d中最靠径向外侧的凹部是环状凹部15d。环状凹部15d其第二倾斜面15d2的背面侧端边缘45—直形成到与第四环 状凹部15d的第二倾斜面15d2的背面侧端边缘33大致相同的位置。此外，在 本实施方式中，凹处14的半径rl为1.5mm,间隙e为0.5mm。另外，线25 和基准面C所成的角度a为19.5。，连结环状凹部15d的第二倾斜面15d2的背 面側端边缘45和发光元件4的发光点13的线46与光轴L所成的角度e为78° 以上。
使用了这种光束控制部件5的发光装置11利用环状凹部15可抑制靠近光 轴L折射后入射光束控制部件5的光的量。因此，可得到与上述实施方式及 各变型例相同的效果。另外，使用了本变型例的发光装置11的面光源装置2 和显示装置1可得到与上述实施方式及各变型例相同的效果(参照图1及图2)。
(其它变型例)
以上说明的实施方式及变型例不限定本发明的技术范围。例如，容许进行 如下变型。 可以在光束控制部件5的光控制出射面6上形成褶皱面，以使从光控 制出射面6射出的光漫射。 光束控制部件5也可以由内部包含光漫射物质(例如，硅粒子或氧化钛) 的材料形成。 在上述的实施方式中所采用的光束控制部件5，第二凹部(环状凹部15) 剖面是三角形，第一倾斜面15al和第二倾斜面15a2正交，就相对于背面12 的倾斜角度而言，第二倾斜面15a2比第一倾斜面15al还大。但这一点不限定 本发明。
例如，在上述实施方式的第二凹部的形成区域形成多个独立的凹部亦可。 那些凹部可做成例如锥状凹部、半球状凹部。或者，也可以是以断开上述实施 方式的环状凹部的各处的状态(形状)形成的凹部。作为多个形成在光束控制部件5的背面12的第二凹部，可采用如图 22(a) (f)中所示的变型例。图22 (a)是从背面一侧观察了涉及该变型例的光 束控制部件5的俯视图，图22 (b)是图22 (a)中的包围凹处14的区域中一 部分区域50的放大图。另外，图22 (c)是沿图22 (b)中的X4^X4线的剖 视图，描绘有构成第二凹部的大致半球状凹部51的剖面。再有，图22 (d)是构成第二凹部的大致半球状凹部51的立体图，图22 (e)是沿图22 (b)中 的X4—X4线的剖S见图，描绘有构成第二凹部的圓锥状凹部52的剖面。而且， 图22 (f)是构成第二凹部的圆锥状凹部52的立体图。
如这些图22 (a) 图22 (f)所示，第二凹部由多个独立的凹部构成。各 凹部可以是大致半球状凹部51(如切除了球的一部分的凹部(参照图22(c)、 (d)))，或者也可以釆用独立的圆锥状凹部52(剖面为等边三角形的凹部(参照 图22(e)、 (f)))。第二凹部可做成剖面为等边三角形的形状、剖面为圓弧的形状等各种 形状，而在该场合，注意第二凹部要"足够小"。这里，所谓"足够小"意味着"可 防止产生从光漫射部件7的出射面8侧肉眼所能清楚地识别的环状亮部的尺 寸"。即、就这种显眼的环状亮部而言，虽然存在因从凹处14入射的光在到达 光控制出射面6之前在内部向第一倾斜面15al入射并全反射而产生的可能性， 但只要是足够小的第二凹部，则能够将向第一倾斜面15al的内部入射光抑制 到最小限度，且能够避免显眼的环状亮部的产生。
(产业上的利用可能性)
涉及本发明的发光装置、面光源装置及显示装置，可使用在电视监视器和 个人计算机的监视器的背光，或者也可以广泛地使用在室内显示灯和各种照明 等用途。
权利要求
1. 一种发光装置，具备点状光源；以及具有上述点状光源的输出光束入射的背面及位于与该背面相反的一侧并将照明光作为立体的出射光束出射的出射面的光控制部件，且具有基准光轴以作为上述立体的出射光束的中心的光传播方向，其特征在于，上述出射面包括进行上述照明光的出射控制的光控制出射面，上述背面具有形成于与上述点状光源对应的位置处的第一凹部和位于包围该第一凹部开口边缘的领域的第二凹部，上述第二凹部具有能够抑制来自上述点状光源的光的因向该第二凹部的入射而生成的内部传播光在该入射时靠近上述基准光轴折射后传播的形状，上述光控制出射面的形状形成为，对于从上述点状光源出射的光中的至少在从其最大强度的光出射的方向成75°的角度范围内出射的光，在将入射到上述光控制部件后在内部传播的方向对于与上述基准光轴平行的方向所成的角度设为θ1，并将从上述光控制出射面出射的方向对于与上述基准光轴平行的方向所成的角度设为出射角θ5时，从上述点状光源出射的光中，除了上述基准光轴附近的光之外，满足下述条件(a)θ5/θ1>1成立，(b)θ5随θ1的增加而增加，而且(c)伴随θ1的增加，θ5的增加量相对于θ1的增加量减少。
2. 根据权利要求i所述的发光装置，其特征在于， 上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式形成为环状。
3. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部，其沿上述基准光轴所在的平面的剖面形状为三角形，由与 上述第一凹部相邻的环状的第一倾斜面和离开上述第一凹部设置且连接上述 第一倾斜面的一个端部和上述背面的环状的第二倾斜面构成，上述第一倾斜面形成在连结上述点状光源的发光中心和上述第一倾斜面 的另一个端部的线的延长线上，或者以比延长线更陡的角度形成，以不妨碍从上述点状光源出射并到达了上述第二凹部的光向上述第二倾斜面的入射。
4. 根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，上述第一倾斜面形成为，在以上述假想平面剖切的剖面形状中位于连结上 述点状光源的发光中心和上述第一倾斜面的另一个端部的线的延长线上， 上述第二倾斜面形成为与上述第一倾斜面大致正交。
5. 根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圆状地连续形成有多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹 部以外的其它第二凹部形成为与上述最内周侧第二凹部相同或相似的形状。
6. 根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圆状地连续形成有多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹 部以外的其它第二凹部形成为与上述最内周侧第二凹部相同或相似的形状。
7. 根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圓状地连续形成有多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周側第二凹 部以外的其它第二凹部形成为与上述最内周侧第二凹部相同或相似的形状。
8. 根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圆状地连续形成有多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹 部以外的其它第二凹部形成为，越远离上述第一凹部则上述第一倾斜面的倾斜 越比上述最内周侧第二凹部的上述第 一倾斜面的倾斜平緩。
9. 根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，上述第二凹部以包围上述第一凹部的方式呈同心圓状地连续形成有多个， 上述多个第二凹部中，与上述第一凹部的开口边缘相邻的最内周侧第二凹 部以外的其它第二凹部形成为，越远离上述第一凹部则上述第一倾斜面的倾斜 越比上述最内周側第二凹部的上述第一倾斜面的倾斜平緩。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置，其特征在于，， 上述光控制出射面具有位于上述基准光轴附近且与上述基准光轴同心的环状的第一出射面和与上述第一出射面的周围相邻设置的第二出射面，上述第 一出射面和上述第二出射面的连接部分与上述光控制出射面的拐点对应。
11. 根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置，其特征在于， 上述点状光源配置有多个，对于每一个点状光源，在上述光控制部件的背面形成有上述第一凹部和上述第二凹部。
12. 根据权利要求IO所述的发光装置，其特征在于， 上述点状光源配置有多个，对于每一个点状光源，在上述光控制部件的背面形成有上述第一凹部和上述笫二凹部。
13. —种面光源装置，具备发光装置以及使来自该发光装置的光漫射和透 射的光漫射部件，其特征在于，上述发光装置是权利要求1至9中任一项所记载的发光装置。
14. 一种面光源装置，具备发光装置以及使来自该发光装置的光漫射和透 射的光漫射部件，其特征在于，上述发光装置是权利要求10中所记载的发光装置。
15. —种面光源装置，具备发光装置以及使来自该发光装置的光漫射和透 射的光漫射部件，其特征在于，上述发光装置是权利要求11中所记载的发光装置。
16. —种面光源装置，具备发光装置以及使来自该发光装置的光漫射和透 射的光漫射部件，其特征在于，上述发光装置是权利要求12中所记载的发光装置。
17. —种显示装置，具备面光源装置以及来自该面光源装置的光所照射的 用于显示的被照明部件，其特征在于，上述面光源装置为权利要求13中所记载的面光源装置。
18. —种显示装置，具备面光源装置以及来自该面光源装置的光所照射的 用于显示的被照明部件，其特征在于，上述面光源装置为权利要求14中所记载的面光源装置。
19. 一种显示装置，具备面光源装置以及来自该面光源装置的光所照射的 用于显示的^C照明部件，其特征在于，上述面光源装置为权利要求15中所记载的面光源装置。
20. —种显示装置，具备面光源装置以及来自该面光源装置的光所照射的 用于显示的被照明部件，其特征在于，上述面光源装置为权利要求16中所记载的面光源装置。
全文摘要
在光束控制部件的背面上除了凹处外以包围凹处的方式还形成有环状凹部。点状光源(发光元件)的输出光束入射凹处及环状凹部。入射到凹处的光实质上不折射，在内部传播后，从光控制出射面出射。入射环状凹部的光不易生成靠近基准光轴(L)偏向的内部传播光地折射，从光控制出射面不出射，或者即便从光控制出射面出射也仅从外周边缘部出射。由此，避免产生降低照明质量的环状的亮部。另外，可在较宽的角度范围提供均匀的照明光。即便在隔着间隔配置了多个点状光源的场合，源于各点状光源的照明光量好地混合。
文档编号F21V5/00GK101430063SQ20081017287
公开日2009年5月13日 申请日期2008年11月5日 优先权日2007年11月7日
发明者山口昌男 申请人:恩普乐股份有限公司