發(fā)光裝置及面光源裝置的制作方法

本發(fā)明涉及發(fā)光裝置及面光源裝置。

背景技術：

在液晶顯示裝置等透射式圖像顯示裝置中，有時使用直下型的面光源裝置作為背光源。近年來，開始使用具有多個發(fā)光元件作為光源的直下型的面光源裝置。

例如，直下式的面光源裝置具有：多個發(fā)光元件、多個光束控制部件(透鏡)以及光漫射部件。發(fā)光元件例如是白色發(fā)光二極管等發(fā)光二極管(led)。多個發(fā)光元件以矩陣狀配置于面光源裝置內部的底面。在各發(fā)光元件之上配置有將從各發(fā)光元件射出的光向基板的面方向擴散的光束控制部件。從光束控制部件射出的光被光漫射部件漫射，以面狀對被照射部件(例如液晶面板)進行照射。

對于以往的面光源裝置，為了抑制因一個發(fā)光元件和其他發(fā)光元件之間的區(qū)域較暗導致的亮度不均而設計為，使從發(fā)光元件通過光束控制部件射出的光向遠離發(fā)光元件的光軸的方向(水平方向)廣幅地擴散。

圖1是表示以往的面光源裝置的一部分的結構的剖面圖。如圖1所示，以往的面光源裝置1包括：發(fā)光元件2、第一光束控制部件3、以及第二光束控制部件4(例如參照專利文獻1)。第一光束控制部件3具有：入射面3a，其使從發(fā)光元件2射出的光入射；以及出射面3b，其使入射到入射面3a的光向外部射出。第二光束控制部件4具有：入射面4a，其使從第一光束控制部件3射出的光入射，以及出射面4b，其使由入射面4a入射的光向外部射出。第二光束控制部件4的入射面4a是相對于發(fā)光元件2呈凹形的面，以與發(fā)光元件2的發(fā)光面相對的方式形成。而且，第二光束控制部件4的背面與保持發(fā)光元件2的殼主體5鄰接。

而且，從發(fā)光元件2射出的光入射到第一光束控制部件3，向遠離光軸la的方向折射后射出(虛線)。從第一光束控制部件3射出的光入射到第二光束控制部件4，向進一步遠離光軸la的方向折射后射出(虛線)。因此，能夠將來自發(fā)光元件2的光向遠離光軸la的方向廣幅地擴散。

然而，近年來，正在逐漸普及具有局部調光功能的面光源裝置。所謂局部調光功能是指，將顯示器的顯示畫面分為幾個分區(qū)，配合在各個分區(qū)中放映出的影像的明亮度來調整背光源的明亮度的技術。即，為了發(fā)揮局部調光功能，需要分別地對構成面光源裝置的多個發(fā)光元件的發(fā)光量進行控制。因此，使從發(fā)光元件射出的光擴散的同時還要求從一個發(fā)光元件射出的光不干擾從鄰近的發(fā)光元件射出的光。即，要求從發(fā)光元件通過光束控制部件射出的光容易在發(fā)光元件的光軸la附近適度地擴散，且不會向遠離光軸la的方向(水平方向)過度擴散。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻(ptl)1：日本特表2009-510731號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，在以往的面光源裝置1中，從發(fā)光元件2通過第二光束控制部件4射出的光容易在遠離光軸la的方向上擴散。因此，從一個發(fā)光元件射出的光容易干擾從鄰近的發(fā)光元件射出的光，對比度容易降低。這樣的面光源裝置例如不適于作為具有局部調光功能的顯示器的面光源裝置。

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供射出的光容易在發(fā)光元件的光軸附近適度地擴散，且不會向遠離光軸的方向過度擴散的發(fā)光裝置。

另外，本發(fā)明的目的還在于提供具有該發(fā)光裝置的面光源裝置。

解決問題的方案

本發(fā)明的發(fā)光裝置采用以下結構，所述結構具有：發(fā)光元件、以及對從所述發(fā)光元件射出的光的配光進行控制的光束控制部件，其中，所述光束控制部件具有：入射面，其是以與所述光束控制部件的中心軸相交的方式在背面?zhèn)刃纬傻陌疾康膬缺砻?，使從所述發(fā)光元件射出的光入射；以及出射面，其以與所述中心軸相交的方式形成于正面?zhèn)龋褂伤鋈肷涿嫒肷涞墓庀蛲獠可涑?，且在包含所述發(fā)光元件的光軸的所述發(fā)光裝置的剖面中，所述光束控制部件配置為，在其中心軸與所述光軸一致、且使以所述發(fā)光元件的發(fā)光中心為起點相對于所述光軸的角度為θ1時，至少以θ1＝81°從所述發(fā)光元件的發(fā)光中心射出的光入射到所述光束控制部件的背面，且在使從所述發(fā)光元件的發(fā)光中心相對于所述光軸以角度θ1射出的光在所述出射面上的到達點為點p，使所述點p處的所述出射面的切線和與所述光軸正交的線所成的角度為θ2時，所述出射面形成為，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線具有拐點。

本發(fā)明的面光源裝置采用以下結構，所述結構具有：本發(fā)明的發(fā)光裝置；以及光漫射部件，其使來自所述發(fā)光裝置的光漫射并透射。

發(fā)明效果

對于本發(fā)明的發(fā)光裝置，射出的光容易在發(fā)光元件的光軸附近適度地擴散，且不會向遠離光軸的方向過度擴散。另外，本發(fā)明的面光源裝置包含上述的發(fā)光裝置，所以容易按每個分區(qū)調整明亮度。

附圖說明

圖1是表示以往的面光源裝置的一部分的結構的圖。

圖2a、圖2b是表示本發(fā)明的面光源裝置的結構的圖。

圖3a、圖3b是表示本發(fā)明的面光源裝置的結構的剖面圖。

圖4是將圖3b的一部分放大后的部分放大剖面圖。

圖5是表示從發(fā)光元件射出的光中的、入射到光束控制部件的背面的光的比例的概念圖。

圖6a～圖6d是表示本發(fā)明的發(fā)光裝置中的光束控制部件的結構的圖。

圖7是在包含本發(fā)明的發(fā)光裝置的光軸的剖面中對θ2進行定義的說明圖。

圖8是使用了圖6a～圖6d所示的光束控制部件的發(fā)光裝置的光路圖。

圖9是使用了比較用的光束控制部件的發(fā)光裝置的光路圖。

圖10a、圖10b是表示本實施方式的發(fā)光裝置和比較用的發(fā)光裝置的θ1與θ2之間的關系的模擬結果。

圖11a、圖11b是本實施方式的發(fā)光裝置和比較用的發(fā)光裝置的配光分布的模擬結果。

圖12a、圖12b是表示改變本實施方式的發(fā)光裝置和比較用的發(fā)光裝置中的、從發(fā)光元件射出的光相對于光軸所成的角度(極角)時的、從發(fā)光元件射出的光所入射的光束控制部件的面的類型的模擬結果。

圖13是表示本實施方式的發(fā)光裝置中的、按每個極角的相對于全光束的光束比率的模擬結果。

圖14a、圖14b是照度分布的模擬結果。

附圖標記說明

10發(fā)光裝置

3、4、14光束控制部件

3a、4a、16入射面

3b、4b、18出射面

18a第一出射面

18b第二出射面

18c第三出射面

20背面

22凸緣部

100面光源裝置

110殼體

112底板

114頂板

120光漫射部件

200發(fā)光裝置

210基板

220發(fā)光元件

300光束控制部件

310凹部

320入射面

330出射面

330a第一出射面

330b第二出射面

330c第三出射面

340背面

350凸緣部

360支腳部

ca光束控制部件的中心軸

la發(fā)光元件的光軸

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的光束控制部件、發(fā)光裝置、面光源裝置及顯示裝置進行詳細說明。在以下的說明中，作為本發(fā)明的面光源裝置的代表例，對適合于液晶顯示裝置的背光源等的面光源裝置進行說明。這些面光源裝置能夠通過與被來自面光源裝置的光照射的被照射部件(例如液晶面板)組合，作為顯示裝置使用。

[面光源裝置及發(fā)光裝置的結構]

圖2a～圖4是表示本發(fā)明的面光源裝置的結構的圖。圖2a是俯視圖，圖2b是主視圖。圖3a是圖2b所示的3a-3a線的剖面圖，圖3b是圖2a所示的3b-3b線的剖面圖。圖4是將圖3b的一部分放大后的部分放大剖面圖。

如圖3a～圖4所示，本發(fā)明的面光源裝置100具有：殼體110、多個發(fā)光裝置200及光漫射部件120。殼體110具有：底板112、頂板114。殼體110的底板112的內表面作為漫射反射面發(fā)揮功能。在殼體110的底板112上配置有多個基板210，在各基板210上還配置有多個發(fā)光裝置200。另外，在殼體110的頂板114設置有開口部。光漫射部件120以蓋住該開口部的方式配置，作為發(fā)光面發(fā)揮功能。發(fā)光面的大小例如可以為約400mm×約700mm。

如圖4所示，多個發(fā)光裝置200分別具有發(fā)光元件220以及光束控制部件300。

發(fā)光元件220是面光源裝置100的光源，安裝于基板210上。發(fā)光元件220例如是白色發(fā)光二極管等發(fā)光二極管(led)。

光束控制部件300固定于基板210上。光束控制部件300對從發(fā)光元件220射出的光的配光進行控制，使上述光的行進方向向面光源裝置100的面方向擴散。光束控制部件300配置為，其中心軸ca與發(fā)光元件220的光軸la一致。

本發(fā)明的面光源裝置100的主要特征在光束控制部件300相對于發(fā)光元件220的配置和光束控制部件300的結構上。因此，以下首先對光束控制部件300相對于發(fā)光元件220的配置，進一步進行詳細說明。

圖5是表示從發(fā)光元件220射出的光中的、入射到光束控制部件300的背面340(參照圖6d)的光的比例的概念圖。

假想半球體q是將包含發(fā)光元件220的發(fā)光中心且與光軸la正交的平面作為底面的半球體。光束控制部件300進一步以如下方式配置在發(fā)光元件220之上：從發(fā)光元件220射出的光中的、通過假想半球體q的球冠表面積的至少自底面?zhèn)绕?5％的區(qū)域(陰影部分)的上限線l1的光入射到后述的光束控制部件300的背面340(結構1，參照圖4及圖5)。

“通過假想半球體q的球冠表面積的至少自底面?zhèn)绕?5％的區(qū)域的上限線l1的光”在圖4中相當于，從發(fā)光元件220的發(fā)光中心相對于光軸la以θ1＝81°的角度射出的光。即，以如下方式配置光束控制部件300：至少從發(fā)光元件220的發(fā)光中心相對于光軸la以θ1＝81°的角度(優(yōu)選θ1≧77°)射出的光入射到后述的光束控制部件300的背面340。θ1是以發(fā)光元件220的發(fā)光中心為起點，相對于光軸la所成的角度。

即，在本發(fā)明的發(fā)光裝置200中，從發(fā)光元件220射出的光中的入射到后述的光束控制部件300的背面340的光的比例比以往的發(fā)光裝置多。入射到后述的光束控制部件300的背面340的光容易在光束控制部件300內豎起，因此從后述的出射面330射出的光難以向遠離光軸la的方向擴散。為了增多入射到光束控制部件300的背面340的光，例如增加光束控制部件300的背面340距發(fā)光元件220的高度即可。

此外，后述的光束控制部件300的入射面320及出射面330都是旋轉對稱(圓對稱)，且這些旋轉軸一致。將該入射面320及出射面330的旋轉軸稱為“光束控制部件的中心軸ca”。另外，所謂“發(fā)光元件的光軸la”是指，來自發(fā)光元件220的立體的出射光束的中心的光線。

能夠通過一體成型來形成光束控制部件300。對于光束控制部件300的材料，只要是能夠使所希望的波長的光通過的材料即可。例如，光束控制部件300的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)、環(huán)氧樹脂(ep)、硅樹脂等透光性樹脂、或玻璃。

另外詳細地對光束控制部件300進行說明。

光漫射部件120是具有光漫射性的板狀的部件(漫射板)，使來自發(fā)光裝置200的出射光漫射并透射。通常，光漫射部件120與液晶面板等被照射部件的大小基本相同。例如，光漫射部件120由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚苯乙烯(ps)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物樹脂(ms)等透光性樹脂形成。為了賦予光漫射部件120光漫射性，在其表面形成有細微的凹凸，或在光漫射部件120的內部分散有珠粒等光漫射體。

在本發(fā)明的面光源裝置100中，從各發(fā)光元件220射出的光通過光束控制部件300在光軸la附近擴散，不會向遠離光軸la的方向過度擴散。因此，從一個發(fā)光元件220射出的光以與從鄰近的發(fā)光元件220射出的光之間的干擾被抑制為最小限度的狀態(tài)，入射到光漫射部件120。入射到光漫射部件120的光進一步被光漫射部件120漫射。其結果，本發(fā)明的面光源裝置100能夠對面狀的被照射部件(例如液晶面板)按每個分區(qū)分別地進行照射。

[光束控制部件的結構]

圖6a～圖6d是表示本發(fā)明的光束控制部件300的結構的圖。圖6a是俯視圖，圖6b是主視圖，圖6c是仰視圖，圖6d是圖6a所示的6d-6d線的剖面圖。

如圖6d所示，光束控制部件300具有：形成入射面320的凹部310、出射面330、背面340、凸緣部350、以及支腳部360。

凹部310形成于光束控制部件300的背面?zhèn)?發(fā)光元件220側)的中央部。凹部310的內表面作為入射面320發(fā)揮功能。入射面320對從發(fā)光元件220射出的光的大部分，控制其行進方向并使其入射至光束控制部件300的內部。入射面320與光束控制部件300的中心軸ca相交，是以中心軸ca為軸的旋轉對稱(圓對稱)。從抑制光向遠離光軸la的方向過度擴散的觀點來看，優(yōu)選使入射面320的頂點附近(光軸la附近)的傾斜形成為，比以往的光束控制部件的入射面的頂點附近的傾斜平緩(結構2)。

出射面330以從凸緣部350向光束控制部件300的正面?zhèn)?光漫射部件120側)突出的方式形成。出射面330對入射到光束控制部件300內的光，控制行進方向并使其向外部射出。出射面330與中心軸ca相交，是以中心軸ca為軸的旋轉對稱(圓對稱)。

出射面330具有：配置在與光軸la(或中心軸ca)相交的位置的第一出射面330a；在第一出射面330a的周圍連續(xù)地配置的第二出射面330b；以及將第二出射面330b和凸緣部350連接的第三出射面330c(參照圖6d)。第一出射面330a是向正面?zhèn)瘸拾紶畹那妗５诙錾涿?30b是位于第一出射面330a的周圍、且向正面?zhèn)瘸释範畹墓饣那?。第二出射?30b的形狀是圓環(huán)狀的凸形狀。第三出射面330c是位于第二出射面330b的周圍的曲面。在圖6d所示的剖面中，第三出射面330c的剖面可以是直線狀，也可以是曲線狀。另外，在被來自一個發(fā)光裝置200的出射光照射的被照射區(qū)域較窄的情況下，第一出射面330a的將光擴散的效果也可以較弱，所以不需要使第一出射面330a為向正面?zhèn)瘸拾紶畹那妫部梢允桥c光軸la正交的平面或曲率半徑比第二出射面330b大的凸曲面。

出射面330形成為，其傾斜比以往的出射面平緩。圖7是在包含本發(fā)明的發(fā)光裝置的光軸la的剖面中對θ2進行定義的說明圖。

θ2表示出射面330的傾斜度，被規(guī)定為：從發(fā)光元件220的發(fā)光中心相對于光軸la以角度θ1射出并從入射面320向光束控制部件300入射的光在出射面330上的到達點p處的出射面330的切線l2、與通過點p且與光軸la正交的線l3所成的角度中的較小的角(參照圖7)。在本實施方式中，從發(fā)光元件220的發(fā)光中心射出的光中的、θ1為0°～75°的范圍內的光向入射面320入射。對于經(jīng)由該入射面320的光在出射面330上的到達點p處的出射面的傾斜度θ2，在本實施方式中為約-40°～5°的范圍。對于θ2的符號，在圖7中，在點p處的出射面330的切線l2與光軸la的交點位于線l3(通過點p且與光軸la正交的線)之上的情況下為負，在點p處的出射面330的切線l2和光軸la的交點位于線l3之下的情況下為正。而且，出射面330形成為，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線具有拐點(例如圖10a的點x)(結構3，參照后述的圖10a)。

拐點是指，在具有向上呈凸狀的曲線部分和向下呈凸狀的曲線部分的曲線中，從向上呈凸狀的曲線部分向向下呈凸狀的曲線部分切換的點、或從向下呈凸狀的曲線部分向向上呈凸狀的曲線部分切換的點。對于拐點，能夠將其作為在對曲線二階微分來計算平均變化率(曲線的傾斜度)的變化時，平均變化率(曲線的傾斜度)從增加切換為減少的點、或平均變化率(曲線的傾斜度)從減少切換為增加的點來求得。

在后述的圖10a中，θ1＝0°時的θ2與第一出射面330a的中心處的θ2對應，θ1＝20°附近時的θ2與距第二出射面330b距基板210的高度為最高的最高點處的θ2對應(參照圖6d)。若θ1增大到約44°以上，則θ2的變化率隨著θ1的增加而逐漸減少。即，出射面330的傾斜的變化率隨著從第二出射面330b的最高點附近朝向出射面330的外緣(第三出射面330c)逐漸減少。由此，到達出射面330的光在光軸la附近射出的光適度地擴散，且在遠離光軸la的位置射出的光難以擴散。

背面340形成于光束控制部件300的背面?zhèn)?，是從凹?10的開口緣部向徑向延伸的平面。在圖6c中，背面340具有棱鏡形狀。

凸緣部350位于出射面330的外周部與光束控制部件300的背面340的外周部之間，相對于中心軸ca向外側突出。凸緣部350的形狀是大致圓環(huán)狀。凸緣部350不是必須的構成要素，但是通過設置凸緣部350，光束控制部件300的安裝及位置對準比較容易。能夠考慮出射面330的必要面積和凸緣部350的成型性等來決定凸緣部350的厚度。

優(yōu)選入射面320、出射面330及凸緣部350的表面的至少一個是粗糙面(結構4)。若這些表面是粗糙面，則入射到這些面的光在其附近散射，從而能夠減少向遠離光軸la的方向擴散的光。粗糙面的表面粗糙度ra(日本工業(yè)標準jisb0601；2001)優(yōu)選為0.05～1.0μm，更優(yōu)選為0.1～0.3μm。另外，優(yōu)選凸緣部350的表面粗糙度ra比入射面320和出射面330的表面粗糙度ra大。這是由于，通過增大凸緣部350的表面粗糙度ra，能夠使從凸緣部350射出的光容易散射，且難以向遠離光軸la的方向擴散。優(yōu)選凸緣部350的表面粗糙度ra為0.1～0.5μm。能夠利用表面粗糙度測定機測定粗糙面的表面粗糙度ra。

在凸緣部350的表面為粗糙面時，優(yōu)選凸緣部350的上端部350a比入射面320的頂點高(參照圖6d)。若使凸緣部350的上端部350a比入射面320的頂點高，則能夠增加凸緣部350的粗糙面的面積，因此能夠進一步提高散射效果。由此，能夠進一步減少向遠離光軸la的方向擴散的光。與將出射面330延長至凸緣部350的區(qū)域并使出射面330的延長部分粗糙化相比，區(qū)分于出射面330而形成凸緣部350并使凸緣部350的表面粗糙化在制造上也是容易的。

這樣，為了將從發(fā)光裝置200射出的光設置為在光軸la附近光容易擴散且在遠離光軸la的位置光難以擴散，如上所述，優(yōu)選至少滿足：1)光束控制部件配置為，至少從發(fā)光元件220以θ1＝81°射出的光入射到后述的光束控制部件300的背面(結構1)；和2)優(yōu)選出射面330形成為，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線具有拐點(結構3)。并且，更優(yōu)選滿足下述至少一條：3)入射面320、出射面330及凸緣部350的表面的至少一個是粗糙面(結構4)；4)使入射面320的頂點附近(光軸la附近)的傾斜比以往的光束控制部件的入射面的頂點附近的傾斜平緩(結構2)。

任意形成的多個支腳部360是從光束控制部件300的背面?zhèn)韧怀龅拇笾聢A柱狀的部件。多個支腳部360在相對于發(fā)光元件220適當?shù)奈恢弥喂馐刂撇考?00(參照圖6b及圖6c)。

對比圖8和圖9，對本實施方式的光束控制部件的作用進行說明。圖8是圖6a～圖6d所示的光束控制部件的光路圖，圖9是比較用的光束控制部件的光路圖。此外，在圖8及圖9中，從發(fā)光元件的發(fā)光中心射出的光相對于光軸la的角度相同。

對于以往的發(fā)光裝置10，光束控制部件14的背面20距發(fā)光元件12的高度較低，以θ1＝81°射出的光不入射到光束控制部件14的背面20，而入射到入射面16。因此，入射到光束控制部件14的背面20的光的比例較少。另外，入射到入射面16的光在光束控制部件14內通過后，入射到凸緣部22，以向遠離光軸la的方向(水平方向)擴散的方式射出(參照圖9)。并且，對于光束控制部件14的出射面18，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線不具有拐點(參照后述的圖10b)。即，出射面18(特別是從第二出射面18b的最高點到第三出射面18c的部分)的傾斜的變化率形成為逐漸增大。因此，入射到入射面16的上方的光容易在出射面18以向遠離光軸la的方向擴散的方式射出。

相對于此，在本實施方式的發(fā)光裝置200中，光束控制部件300的背面距發(fā)光元件220的高度較高，以θ1＝81°射出的光入射到光束控制部件300的背面340。因此，從發(fā)光元件220射出的光中的入射到光束控制部件300的背面340的光的比例比以往的發(fā)光裝置多。入射到光束控制部件300的背面340的光以在光束控制部件300內豎起的方式折射(參照圖8)。

并且，在本實施方式的發(fā)光裝置200中，光束控制部件300的出射面330形成為，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線具有拐點(參照圖10a)。即，出射面330(特別是，圖6d的從第二出射面330b的最高點到第三出射面330c的部分)的傾斜的變化率形成為逐漸地減少。因此，由入射面320入射后在光軸la附近從出射面330射出的光容易適度地擴散，且由入射面320入射后在遠離光軸la的位置射出的光難以擴散。這樣，通過使出射面330的形狀形成為，橫軸為θ1、縱軸為θ2的圖表的曲線具有拐點，能夠使從入射面320入射到光束控制部件300的光在從出射面330射出時不會過度擴散。

[模擬]

(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)

圖8的發(fā)光裝置200中，使入射面320、出射面330為表面粗糙度ra0.1μm的粗糙面，使凸緣部350的表面為表面粗糙度ra0.4μm的粗糙面，使光束控制部件300的背面340距發(fā)光元件220的發(fā)光中心的高度(光束控制部件300與發(fā)光元件220之間的間隙)為0.4mm，來作為實施方式1的發(fā)光裝置a。并且，為了比較，將除了光束控制部件300改變?yōu)閳D9所示的光束控制部件以外、與發(fā)光裝置a相同地構成的發(fā)光裝置作為比較用的發(fā)光裝置d。

而且，對實施方式1的發(fā)光裝置a和比較用的發(fā)光裝置d，針對使θ1從0°變化到75°時的θ2的變化進行了模擬。如以下方式設定各發(fā)光裝置中的光束控制部件的參數(shù)。

(共同的參數(shù))

·光束控制部件的外徑：15mm

·出射面的外徑：14mm

·凹部的開口徑：3.5mm

·發(fā)光元件的高度：0.5mm

·發(fā)光元件的大?。?.5mm×2.5mm

圖10a是實施方式1的發(fā)光裝置a的模擬結果，圖10b是比較用的發(fā)光裝置d的模擬結果。

圖10b所示的曲線不具有拐點。特別地，從θ1超過20°附近開始，θ2的變化率隨著θ1的增加而逐漸增大。即，可知從第二出射面18b的最高點到第三出射面18c的面的傾斜的變化率隨著θ1的增加而逐漸增大(參照圖8)。

相對于此，圖10a所示的曲線具有拐點。特別地，在通過拐點向下呈凸狀的曲線附近，θ2的變化率隨著θ1的增加而逐漸減少。即，可知從第二出射面330b的最高點到第三出射面330c的面的傾斜的變化率隨著θ1的增加而逐漸減少(參照圖6d)。

(2.配光分布的模擬)

采用上述的(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)中設定的發(fā)光裝置a，此外，將除了使入射面320、出射面330及凸緣部350的表面的全部為鏡面以外、與發(fā)光裝置a相同地構成的發(fā)光裝置作為實施方式2的發(fā)光裝置b，將除了使光束控制部件300的背面340距發(fā)光中心的高度(光束控制部件300與發(fā)光元件220之間的間隙)為0.2mm以外、與發(fā)光裝置a相同地構成的發(fā)光裝置作為實施方式3的發(fā)光裝置c。并且，為了比較，采用在上述的(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)中設定的比較用的發(fā)光裝置d，此外，將除了使出射面330及凸緣部350的表面的全部為鏡面且使光束控制部件的背面距發(fā)光中心的高度為0.2mm以外、與發(fā)光裝置d相同的發(fā)光裝置作為比較用的發(fā)光裝置e。

對這些發(fā)光裝置a～e的配光分布進行了模擬。首先，設定了以發(fā)光裝置a～e的發(fā)光元件220的發(fā)光中心為原點的假想半球。以在包含通過該假想半球的原點的光軸la的剖面(方位角0°)中、使連接測定機和發(fā)光元件220的發(fā)光中心的線相對于光軸la所成的角度(極角)為-90°～+90°的方式，使測定機沿著假想半球的周面移動的同時，按每2°對光度進行測定。并且，對于與上述的剖面正交的假想半球的剖面(方位角90°)也進行了同樣的測定。而且，獲得方位角為0°時的分布和方位角為90°時的分布的平均值，來作為配光分布。使各發(fā)光裝置中的發(fā)光元件和光束控制部件的參數(shù)與上述的(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)相同。另外，使假想半球的半徑為1m。

圖11a是表示配光分布的圖表。在圖11a中，橫軸表示極角(°)，縱軸表示光度(cd)。圖11b是按每個樣本將光度為峰值的極角匯集而成的圖表。圖11b中，橫軸表示樣本的種類，縱軸表示光度為峰值的極角(°)。

根據(jù)圖11a可知，對于實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c，極角為0°時的光度比比較用的發(fā)光裝置d及e高，光度為峰值的極角比比較用的發(fā)光裝置d及e小。即，可知在比較用的發(fā)光裝置d及e中，在接近水平方向的部分(-80°及80°附近)，光度為峰值，相對于此，在實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c中，在接近豎直方向的部分(-60°或60°附近)，光度為峰值(參照圖11b)。另外，可知實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c的光度在接近水平方向的部分(約-90°～-100°的范圍及約90°～100°的范圍)內比比較用的發(fā)光裝置d及e的光度低。即，可知實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c與比較用的發(fā)光裝置d及e相比，光在發(fā)光元件220的光軸la附近容易擴散，且光難以向遠離光軸la的方向擴散。

(3.光線到達面的模擬)

根據(jù)上述的(2.配光分布的模擬)中的、實施方式1的發(fā)光裝置a和比較用的發(fā)光裝置d的測定結果，對從發(fā)光元件220射出的光入射到光束控制部件的面的類型分別進行了模擬。使各發(fā)光裝置中的發(fā)光元件和光束控制部件的參數(shù)與上述的(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)相同。

圖12a是表示改變從發(fā)光元件220射出的光相對于光軸la所成的角度(極角)時的、從發(fā)光元件220射出的光所入射的光束控制部件的面的類型的計算結果。在圖12a中，橫軸表示從發(fā)光元件射出的光的射出位置，縱軸表示相對于光軸的角度即極角(°)。在圖12a中，中心(c)針對從發(fā)光元件220的發(fā)光中心射出的光進行表示，+側(r)針對從發(fā)光元件220的發(fā)光中心的正側的發(fā)光面的端部射出的光進行表示，-側(l)針對從發(fā)光元件220的發(fā)光中心的負側的發(fā)光面的端部射出的光進行表示(參照圖12b)。圖13是表示針對從發(fā)光元件射出的光，從光軸方向(0°)向到任意的極角的圓錐狀范圍內射出的光束相對于全光束的比率的計算結果(累積圖表)。圖13中，橫軸表示極角(°)，縱軸表示按每個極角的相對于全周全光束的光束比率(累計值)(％)。

根據(jù)圖12a可知，實施方式1的發(fā)光裝置a與比較用的發(fā)光裝置d相比，入射到光束控制部件的背面的光的比例(斜線部分)較多。

具體而言，可知在比較用的發(fā)光裝置d中，極角為0°以上且小于86°的光入射到光束控制部件的入射面，極角為86°～90°的光入射到光束控制部件的背面(參照圖12a的比較用的中心(c))。另外，根據(jù)圖13可知，極角為0°以上且小于86°的光相當于全光束的約95％，極角為86°～90°的光相當于全光束的約5％。根據(jù)這些可知，相當于全光束的約95％的光入射到光束控制部件的入射面，相當于全光束的約5％的光入射到光束控制部件的背面。

相對于此，在實施方式1的發(fā)光裝置a中，極角為0°以上且小于77°的光入射到光束控制部件的入射面，極角為77°～90°的光入射到光束控制部件的背面(參照圖12a的本實施方式的中心(c))。另外，根據(jù)圖13可知，極角為0°以上且小于77°的光相當于全光束的約85％，極角為77°～90°的光相當于全光束的約15％。根據(jù)這些可知，相當于全光束的約85％的光入射到光束控制部件的入射面，相當于全光束的約15％的光入射到光束控制部件的背面。

(4.照度分布的模擬)

表示在上述的(2.配光分布的模擬)中，對分別配置了實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c和比較用的發(fā)光裝置d～e時的、發(fā)光裝置上的假想?yún)^(qū)域(相當于面光源裝置中的光漫射部件上)中的照度分布進行模擬的結果。

使各發(fā)光裝置中的發(fā)光元件和光束控制部件的參數(shù)與上述的(1.光束控制部件的出射面形狀的模擬)相同。并且，按以下方式設定各發(fā)光裝置中的參數(shù)。

(共同的參數(shù))

·從基板表面到假想?yún)^(qū)域的距離：20mm

·發(fā)光元件的中心彼此的間隔：40mm

圖14a是實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c和比較用的發(fā)光裝置d～e的照度分布的模擬結果。圖14b是表示使圖14a中的發(fā)光裝置a的各相對照度的分布范圍為1時的、發(fā)光裝置b及c的相同的相對照度的分布范圍的模擬結果。在圖14a中，橫軸表示距光軸la的水平方向上的距離(mm)，縱軸表示照度(lx)。在圖14b中，橫軸表示使光軸la處的照度為100時的相對照度(％)，縱軸表示相對于發(fā)光裝置a的各相對照度的分布范圍的、發(fā)光裝置b及c的相同的相對照度的分布范圍。

根據(jù)圖14a可知，比較用的發(fā)光裝置d及e的發(fā)光元件220的光軸la附近的照度較低，具有平坦的照度分布。相對于此，可知實施方式1～3的發(fā)光裝置a～c的發(fā)光元件220的光軸la附近的照度較高，具有尖銳的照度分布。

根據(jù)圖14b可知，發(fā)光裝置a與發(fā)光裝置b及c相比，相對照度90～70％的分布范圍較廣，相對照度50～30％的分布范圍較窄。也就是，發(fā)光裝置a與發(fā)光裝置b及c相比，在光軸la附近照度較高，且在遠離光軸la的區(qū)域照度較低。因此，在發(fā)光裝置a～c之中，特別優(yōu)選發(fā)光裝置a。

此外，本實施方式中，光束控制部件300的背面340具有棱鏡形狀，但是不限于此，也可以是不具有棱鏡形狀的鏡面。

工業(yè)實用性

本發(fā)明的發(fā)光裝置及面光源裝置例如能夠適用于液晶顯示裝置的背光源等。