[發明專利]光束控制部件、發光裝置、面光源裝置及顯示裝置

有效

• 申請號: 201680051184.1
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107923997B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 持田俊彥;高鳥洋
• 申請（專利權）人: 恩普樂股份有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;F21K9/69;F21V5/00;G02F1/13357;H01L33/58;F21Y115/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 溫劍;陳英俊

本發明的光束控制部件包括：第一凹部的內表面的、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點配置在比第一凹部的開口緣部更靠中心軸側的位置。第二入射面在第一入射面側端處的切線相對于與中心軸正交的第一虛擬直線的角度，小于第一入射面在第二入射面側端處的切線相對于第一虛擬直線的角度。光束控制部件在將與中心軸正交且通過該開口緣部的第二虛擬直線與第二凹部的頂部之間的間隔設為h1，將第二入射面處的光的入射位置與第二虛擬直線之間的間隔設為h2，將入射位置與該頂部在與中心軸正交的方向上的距離設為d，將入射位置處的光的折射角設為θ1，將入射位置的切線相對于第二虛擬直線的角度設為θ2的情況下，滿足h1<h2+d×cot(θ1+θ2)。

技術領域

本發明涉及對從發光元件射出的光的配光進行控制的光束控制部件、具有該光束控制部件的發光裝置、面光源裝置及顯示裝置。

背景技術

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

例如，直下式的面光源裝置具有基板、多個發光元件、多個光束控制部件(透鏡)、光漫射部件。發光元件例如是白色發光二極管等發光二極管(LED)。多個發光元件以矩陣狀配置于基板上。在各發光元件之上配置有使從各發光元件射出的光向基板的面方向擴展的光束控制部件。從光束控制部件射出的光通過光漫射部件漫射，呈面狀照射被照射部件(例如液晶面板)。

圖1A、圖1B、圖1C是表示以往的光束控制部件的結構的圖。圖1A是從背面側觀察到的立體圖，圖1B是從背面側觀察到的剖面立體圖，圖1C是剖面圖。此外，在圖1A、圖1B中省略了配置于背面側的支腳部。如圖1A～圖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是在與發光元件相對而配置的背面上形成的第一凹部的內表面，使從發光元件射出的光入射。出射面24配置在入射面22相反側，使由入射面22入射的光向外部射出。

圖2A、圖2B是光束控制部件20的光路圖。圖2A是以出射角30°從發光元件10的發光面的中心射出的光線的光路圖，圖2B是以出射角40°從發光元件10的發光面的中心射出的光線的光路圖。在此，“出射角”是指所射出的光線相對于發光元件10的光軸OA的角度(圖2A的θ)。此外，在圖2A、圖2B中也省略了配置于背面側的支腳部。

如圖2A、圖2B所示，從發光元件10射出的光由入射面22入射到光束控制部件20的內部。入射到光束控制部件20的內部的光到達出射面24。到達出射面24的光中的大部分的光從出射面24射出到外部(實線的箭頭)。這時，從出射面24射出的光由出射面24折射后射出，且其行進方向被控制。另一方面，到達出射面24的光中的另一部分的光由出射面24反射(菲涅爾反射)，到達背面26(虛線的箭頭)。在到達背面26的光中的一部分的光由背面26進行內反射的情況下，朝向光束控制部件20的正上方的光量過剩，所以從發光裝置照射的光的輝度中產生不均勻的分布(輝度不均)。另外，在到達背面26的光從背面26射出的情況下，所射出的光被基板吸收，所以光的利用效率降低。因此，在專利文獻1中，提出了能夠解決該問題的光束控制部件。

圖3A～圖3C是表示專利文獻1中記載的光束控制部件30的結構的圖。圖3A是從背面側觀察到的立體圖，圖3B是從背面側觀察到的剖面立體圖，圖3C是剖面圖。此外，在圖3A、圖3B中，省略了配置于背面側的支腳部。如圖3A～圖3C所示，在專利文獻1中記載的光束控制部件30中，在背面26上形成有第二凹部，該第二凹部在外側配置有傾斜面32，在內側具有與中心軸CA大致平行的面34。傾斜面32相對于光束控制部件30的中心軸CA旋轉對稱(圓對稱)，且相對于與中心軸CA正交的虛擬線以規定的角度(例如45°)傾斜。