光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
【課題】射出成形により形成される光束制御部材であって、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さい光束制御部材を提供すること。
【解決手段】光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面１４１と、光制御出射面１４１の反対側に位置する裏面１４２とを有する。光束制御部材１４０は、オーバーラップゲート方式、またはオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式との組み合わせで、射出成形により形成される。このため、光束制御部材１４０の裏面１４２には、外縁に接するようにゲート跡１４７が残っている。
【解決手段】光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面１４１と、光制御出射面１４１の反対側に位置する裏面１４２とを有する。光束制御部材１４０は、オーバーラップゲート方式、またはオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式との組み合わせで、射出成形により形成される。このため、光束制御部材１４０の裏面１４２には、外縁に接するようにゲート跡１４７が残っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、射出成形により形成された光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する発光装置、前記発光装置を有する面光源装置、および前記面光源装置を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数のＬＥＤ、複数の光束制御部材（拡散レンズ）および光拡散部材（拡散板）を有する。複数のＬＥＤは、基板上にマトリックス状に配置されている。各ＬＥＤの上には、各ＬＥＤから出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。
【０００４】
特許文献１には、直下型の面光源装置に使用される光束制御部材（拡散レンズ）を、透明樹脂を用いて射出成形により製造することが開示されている。また、射出成形により出射面の外周部に形成されたゲート残り（サイドゲート）を、光束制御部材の位置決めに利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６２４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、出射面の外周部にゲート跡（ゲート残りまたはゲート切断箇所）が存在すると、このゲート跡において光が散乱してしまうため、所望の配光特性を実現することができない。この問題を改善する手段としては、射出成形金型のゲート（樹脂注入口）の厚みを薄くすることが考えられるが、ゲートの厚みを過度に薄くすることは成形性の観点から好ましくない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、射出成形により形成される光束制御部材であって、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さい光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置、この発光装置を有する面光源装置、およびこの面光源装置を有する表示装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する、射出成形により形成された光束制御部材であって、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面と、前記光制御出射面の反対側に位置する裏面と、前記裏面の外縁に接するように前記裏面の一部に形成されたゲート跡とを有する構成を採る。
【０００９】
本発明の発光装置は、発光素子と、本発明の光束制御部材とを有し、前記光束制御部材は、前記光制御出射面の中心軸が前記発光素子の光軸と一致するように配置されている構成を採る。
【００１０】
本発明の面光源装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する構成を採る。
【００１１】
本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、前記面光源装置からの光を照射される被照射部材とを有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光束制御部材は、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さくなるように製造されうる。このため、本発明の光束制御部材は、容易に製造することが可能であり、かつ優れた配光特性を示す。
【００１３】
また、本発明の発光装置は、本発明の光束制御部材の光制御出射面を有効に利用して、発光素子から出射された光を大きく拡げることができる。したがって、本発明の発光装置を含む本発明の面光源装置は、その厚みを薄くしても、面状の被照射部材を均一に照らすことができる。このため、本発明の面光源装置を含む本発明の表示装置の厚みを薄くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の面光源装置の平面図である。
【図２】図１に示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｅは、実施の形態１の光束制御部材の構成を示す図である。
【図４】図４Ａ〜Ｄは、ゲートカット前後の実施の形態１の光束制御部材の構成を示す図である。
【図５】図５Ａ，Ｂは、実施の形態１の光束制御部材における樹脂注入領域の位置を示す図である。
【図６】図６Ａ〜Ｈは、光束制御部材に対するゲート部の接続位置の例を示す図である。
【図７】図７Ａ〜Ｃは、光束制御部材における光路の一例を示す断面図である。
【図８】図８Ａ〜Ｅは、実施の形態２の光束制御部材の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３の面光源装置の部分拡大断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｅは、実施の形態３の光束制御部材の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置は、液晶パネルなどの被照射部材と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。
【００１６】
（実施の形態１）
［面光源装置および発光装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の面光源装置の構成を示す平面図である。図２は、図１に示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【００１７】
図１および図２に示されるように、実施の形態１の面光源装置１００は、基板１１０、複数の発光装置１２０、および光拡散部材１５０を有する。
【００１８】
複数の発光装置１２０は、所定の配列および間隔で基板１１０の上に配置されている。複数の発光装置１２０は、それぞれ発光素子１３０および光束制御部材１４０を有している。
【００１９】
発光素子１３０は、面光源装置１００（および発光装置１２０）の光源であり、基板１１０の上に固定されている。発光素子１３０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２０】
光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の進行方向を制御する拡散レンズである。光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１（後述）の中心軸ＣＡが発光素子１３０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子１３０の上に配置されている。また、発光素子１３０の発光面１３１と光束制御部材１４０の裏面１４２との間には、隙間が形成されている（図２参照）。隙間を形成する理由としては、発光素子１３０から発せられる熱を放熱するためという積極的理由と、光束制御部材１４０を配置する際の位置誤差の影響を小さくするためという消極的理由がある。
【００２１】
光束制御部材１４０は、射出成形により形成されている。光束制御部材１４０の材料は、射出成形により成形することが可能であり、かつ所望の波長の光を通過させ得る材料であれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１４０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂である。
【００２２】
本発明の面光源装置１００は、光束制御部材１４０の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材１４０については、別途詳細に説明する。
【００２３】
光拡散部材１５０は、光拡散性を有する板状の部材であり、光束制御部材１４０からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１５０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１５０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散部材１５０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１５０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
【００２４】
本発明の面光源装置１００では、各発光素子１３０から出射された光は、光束制御部材１４０により基板１１０の面方向に拡げられ、さらに光拡散部材１５０により拡散される。その結果、本発明の面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。
【００２５】
［光束制御部材の構成］
図３は、実施の形態１の光束制御部材１４０の構成を示す図である。図３Ａは、光束制御部材１４０の平面図であり、図３Ｂは、光束制御部材１４０の正面図であり、図３Ｃは、光束制御部材１４０の側面図であり、図３Ｄは、光束制御部材１４０の底面図である。また、図３Ｅは、図３Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。
【００２６】
図３Ａ〜Ｅに示されるように、光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３、鍔部１４５および複数の脚部１４６を有する。
【００２７】
光制御出射面１４１は、発光素子１３０から出射され、光束制御部材１４０の内部に入射した光の進行方向を制御する。光制御出射面１４１は、中心軸ＣＡを軸とする回転対称面であり（図２参照）、鍔部１４５よりも上側（光拡散部材１５０側）に向けて突出している。
【００２８】
光制御出射面１４１は、光制御出射面１４１の中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１の出射面１４１ａと、第１の出射面１４１ａの周囲に連続して形成される第２の出射面１４１ｂと、第２の出射面１４１ｂと鍔部１４５とを接続する第３の出射面１４１ｃとを有する（図３Ｅ参照）。第１の出射面１４１ａは、下側（発光素子１３０側）に凸の滑らかな曲面である。第１の出射面１４１ａの形状は、球面の一部を切り取ったような凹形状である。第２の出射面１４１ｂは、第１の出射面１４１ａの周囲に位置する、上側（光拡散部材１５０側）に凸の滑らかな曲面である。第２の出射面１４１ｂの形状は、円環面の一部を切り取ったような凸形状である。第３の出射面１４１ｃは、第２の出射面１４１ｂの周囲に位置する曲面である。図３Ｅに示される断面において、第３の出射面１４１ｃの断面は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。
【００２９】
凹部１４３は、光束制御部材１４０の下側（発光素子１３０側）の中央部に形成されている。凹部１４３の内面１４４は、発光素子１３０から出射された光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対して所定の角度の範囲内で出射された光（主光線）を、光束制御部材１４０の内部に入射させる。裏面１４２は、光制御出射面１４１の反対側に位置し、凹部１４３の開口縁部から径方向に延在する平面である。裏面１４２は、発光素子１３０から出射された光のうち、主光線以外の光（副光線）を、光束制御部材１４０の内部に入射させる。
【００３０】
鍔部１４５は、光制御出射面１４１の外周部と裏面１４２の外周部との間に位置し、径方向外側に突出している。鍔部１４５の形状は、略円環状である。鍔部１４５は、必ずしも必要ではないが、鍔部１４５を設けることで、光束制御部材１４０の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部１４５の厚みは、特に限定されず、光制御出射面１４１の必要面積や鍔部１４５の成形性などを考慮して決定される。たとえば、鍔部１４５の厚みは、０.８ｍｍ程度である。
【００３１】
複数の脚部１４６は、裏面１４２の外周部に、裏面１４２から下側（発光素子１３０側）に向かって突出している円柱状の部材である。複数の脚部１４６は、発光素子１３０に対して適切な位置に光束制御部材１４０を支持する。脚部１４６の高さは、特に限定されないが、例えば１ｍｍ程度である。
【００３２】
ここで、本発明の主たる特徴について説明する。本発明の光束制御部材は、射出成形により形成される。したがって、本発明の光束制御部材には、ゲート方式に応じたゲート跡（樹脂注入跡）が形成される。射出成形におけるゲート方式には、ダイレクトゲート方式や、サイドゲート方式、ピンゲート方式など様々なものがあるが、本発明の光束制御部材は、オーバーラップゲート方式、またはオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式との組み合わせで形成されることを一つの特徴とする。「オーバーラップゲート方式」とは、ゲート部が光束制御部材の裏面に接続される（重なる）方式をいう。また、「サイドゲート方式」とは、ゲート部が光束制御部材の側面に接続される方式をいう。したがって、本発明の光束制御部材では、少なくとも裏面にゲート跡（ゲート残りまたはゲート切断箇所）が存在する。オーバーラップゲート方式を採用することにより得られる効果については、後述する。
【００３３】
図４Ａは、ゲートカット前の実施の形態１の光束制御部材１４０の底面図であり、図４Ｂは、ゲートカット前の光束制御部材１４０の正面図である。また、図４Ｃは、ゲートカット後の光束制御部材１４０の底面図であり、図４Ｄは、ゲートカット後の光束制御部材１４０の正面図である。なお、図４Ｃは、図３Ｃと同一図面であり、図４Ｄは、図３Ｂと同一図面である。
【００３４】
また、図５Ａは、実施の形態１の光束制御部材１４０における樹脂注入領域１４９の位置を示す底面図であり、図５Ｂは、実施の形態１の光束制御部材１４０における樹脂注入領域１４９の位置を示す側面図である。樹脂注入領域１４９とは、光束制御部材１４０の本体部分に対するゲート部１４８（ゲート残り１４７）の接続領域を意味する。樹脂注入領域１４９は、射出成形金型のキャビティ部への樹脂注入口に対応する。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、ゲート残り１４７を省略している。
【００３５】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０は、オーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて形成される。このため、ゲート部１４８は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、光束制御部材１４０の裏面１４２の一部および鍔部１４５の側面の一部に接続される。このゲート部１４８を切断することで、ゲート跡であるゲート残り１４７が形成される。
【００３６】
図４Ｃおよび図５Ａに示されるように、ゲート残り１４７は、裏面１４２の外周部の一部（裏面１４２の外縁に接する領域）に接続されている。また、図４Ｄおよび図５Ｂに示されるように、ゲート残り１４７は、鍔部１４５の側面の一部（裏面１４２に隣接する領域）にも接続されている。
【００３７】
オーバーラップゲート方式で光束制御部材１４０を形成した場合、樹脂注入領域１４９は、裏面１４２の外縁に接する。これに対し、ピンゲート方式で形成した場合は、樹脂注入領域１４９は、裏面１４２の外縁に接することはない。また、ピンゲート方式で形成した場合は、金型を開くのと同時に製品（光束制御部材１４０）とゲート部１４８とが切り離されるが、オーバーラップゲート方式で形成した場合は、ゲート部１４８を残さずにゲート部を切り離すことは困難であるため、ゲート残り１４７が形成されることが多い。
【００３８】
また、実施の形態１の光束制御部材１４０において、裏面１４２に接続しているゲート残り１４７の形状は、略三角柱状である。すなわち、ゲート残り１４７を構成する面のうち、裏面１４２の樹脂注入領域１４９に対向する面は、裏面１４２に対して傾斜している。これは、射出成形時のゲート内の樹脂の流れ方向が、裏面の樹脂注入口に対して斜めであることを意味する。このようにすることで、樹脂の流動圧力を効率よく利用して、射出成形時の樹脂流動性を向上させることができる。これに対し、ピンゲート方式では、射出成形時の樹脂注入口手前のゲート内の樹脂の流れ方向が、樹脂注入口が形成される面に対して垂直である。
【００３９】
このように、ゲート跡の位置や形状などにより、オーバーラップゲート方式とピンゲート方式のどちらを採用しているかを確認することができる。
【００４０】
ゲート残り１４７（ゲート部１４８の一端）の幅および高さは、成形性を考慮して決定される。たとえば、ゲート残り１４７の幅（図４ＣにおけるＷ）は、２ｍｍ程度であり、ゲート残りの高さ（図４ＤにおけるＨ）は、１.２ｍｍ程度である。
【００４１】
図２に示されるように、裏面１４２から下側（発光素子１３０側）に向かってのゲート残り１４７の高さｈ１は、裏面１４２から下側に向かっての脚部１４６の高さｈ２よりも低い。ゲート残り１４７の高さｈ１が脚部１４６の高さｈ２以上の場合、光束制御部材１４０を基板１１０上に配置する際に、ゲート残り１４７が基板１１０に干渉してしまう。より確実に干渉を防ぐ観点からは、ゲート残り１４７の高さｈ１は、脚部１４６の高さｈ２よりも０.２ｍｍ以上低いことが好ましい。
【００４２】
図６Ａは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第１の例）の正面図であり、図６Ｂは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第１の例）の正面図である。図６Ｃは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第２の例）の正面図であり、図６Ｄは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第２の例）の正面図である。図６Ｅは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第３の例）の正面図であり、図６Ｆは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第３の例）の正面図である。図６Ｇは、ゲートカット前の実施の形態１の光束制御部材１４０の正面図であり、図６Ｈは、ゲートカット後の実施の形態１の光束制御部材１４０の正面図である。なお、図６Ｇは、図４Ｂと同一図面であり、図６Ｈは、図４Ｄと同一図面である。
【００４３】
図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、従来の光束制御部材は、鍔部１４５の厚みが大きかった。このため、従来の光束制御部材は、鍔部１４５の側面にゲート部１４８が接続されるように形成されていた。ところが、近年、光束制御部材内に取り込んだ発光素子からの光について、より多くの光を制御して出射させるために、光制御出射面１４１の面積を大きくすることが要求されるようになってきた。このため、図６Ｃおよび図６Ｄ、ならびに図６Ｅおよび図６Ｆに示されるように、鍔部１４５の厚みを小さくして、光制御出射面１４１の面積を大きくするようになってきた。
【００４４】
図６Ｃおよび図６Ｄに示されるように、鍔部１４５の厚みが一定の厚み以上であれば、鍔部１４５の側面にのみゲート部１４８を接続した状態で、光束制御部材を形成することができる。しかしながら、図６Ｅおよび図６Ｆに示されるように、鍔部１４５の厚みが一定の厚み未満となってしまうと、ゲート部１４８の厚みが鍔部１４５の厚みを上回ってしまうことになる。この問題を改善する手段としては、ゲート部１４８の厚みを薄くすることが考えられるが、成形性の観点からは、ゲート部１４８の厚みはある程度必要となる。このため、鍔部１４５の厚みが小さい従来の光束制御部材は、ゲート部１４８が光制御出射面１４１の外周部にも接続するように形成されていた。
【００４５】
これに対し、図６Ｇおよび図６Ｈに示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０では、ゲート部１４８を光制御出射面１４１に接続させる代わりに、裏面１４２に接続させることとした。すなわち、ゲート部１４８の厚みを維持しつつ、ゲート部１４８の接続位置を下側（発光素子１３０側）に移動させた。
【００４６】
［効果］
図７Ａは、ゲート跡が生じない製造方法（例えば、切削加工）により形成された光束制御部材１４０’における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、ゲート跡を有しない光束制御部材１４０’では、光制御出射面１４１の全面を使用して、発光素子１３０から出射された光の方向を制御することができる。しかしながら、製造コストの観点からは、切削加工などよりも射出成形により光束制御部材を製造することが好ましい。
【００４７】
図７Ｂは、射出成形により形成された従来の光束制御部材１４０”（図６Ｆ参照）における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、従来の光束制御部材１４０”では、ゲート跡（ゲート残り１４７）が光制御出射面１４１の一部にも形成されてしまっている。このような場合、図７Ｂに示されるように、発光素子１３０から出射された光の一部がゲート跡（ゲート残り１４７）において意図しない方向に反射してしまい、所望の配光を実現することができない。すなわち、図７Ａの光束制御部材１４０’に比べて、光束制御部材１４０”によって制御可能な光量は少なくなる。
【００４８】
一方、図７Ｃは、射出成形により形成された実施の形態１の光束制御部材１４０における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０では、ゲート跡（ゲート残り１４７）が光制御出射面１４１に形成されていない。したがって、切削加工により形成された光束制御部材１４０’（図７Ａ参照）と同様に、実施の形態１の光束制御部材１４０では、光制御出射面１４１の全面を使用して、発光素子１３０から出射された光の方向を制御することができる。
【００４９】
このように、本実施の形態の光束制御部材１４０では、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さい。このため、本実施の形態の光束制御部材１４０は、容易に製造することが可能であり、かつ優れた配光特性を有する。
【００５０】
また、本実施の形態の光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１の外周部も有効に利用して、発光素子１３０から出射された光を効率的に拡げることができる。したがって、本実施の形態の光束制御部材１４０を含む面光源装置１００は、その厚みを薄くしても、面状の被照射部材を均一に照らすことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
［面光源装置および発光装置の構成］
本発明の実施の形態２の面光源装置および発光装置は、実施の形態１の光束制御部材１４０の代わりに実施の形態２の光束制御部材２４０を有する点において、図１および図２に示される実施の形態１の面光源装置１００および発光装置１２０と異なる。そこで、本実施の形態では、実施の形態２の光束制御部材２４０についてのみ説明する。
【００５２】
［光束制御部材の構成］
図８は、実施の形態２の光束制御部材２４０の構成を示す図である。図８Ａは、実施の形態２の光束制御部材２４０の平面図であり、図８Ｂは、光束制御部材２４０の正面図であり、図８Ｃは、光束制御部材２４０の側面図であり、図８Ｄは、光束制御部材２４０の底面図である。また、図８Ｅは、図８Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。なお、図３Ａ〜Ｅに示される実施の形態１の光束制御部材１４０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図８Ａ〜Ｅに示されるように、実施の形態２の光束制御部材２４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３、鍔部１４５および複数の脚部１４６を有する。実施の形態２の光束制御部材２４０では、ゲート残りが生じないようにゲート部が切断されている。このため、実施の形態２の光束制御部材２４０では、図８Ｃおよび図８Ｄに示されるように、裏面１４２の外周部の一部および鍔部１４５の側面の一部に、ゲート跡であるゲート切断箇所２４７が形成されている。
【００５４】
［効果］
実施の形態２の光束制御部材２４０は、実施の形態１の光束制御部材１４０同様の効果を有する。
【００５５】
（実施の形態３）
［面光源装置および発光装置の構成］
図９は、本発明の実施の形態３の面光源装置の構成を示す部分拡大断面図（図２に対応）である。図９に示されるように、実施の形態３の面光源装置３００は、基板１１０、複数の発光装置３２０、および光拡散部材１５０を有する。図１および図２に示される実施の形態１の面光源装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
複数の発光装置３２０は、それぞれ発光素子パッケージ３３０および光束制御部材３４０を有している。発光素子パッケージ３３０は、発光素子３３２およびホルダ３３４を有している。
【００５７】
発光素子３３２は、面光源装置３００（および発光装置３２０）の光源であり、ホルダ３３４の凹部内に配置されている。発光素子３３２は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００５８】
ホルダ３３４は、反射材で被覆された略円錐台形状の凹部を有している。この凹部の底面には、発光素子３３２が配置される。図９に示されるように、ホルダ３３４の上部には、光束制御部材３４０が配置される。すなわち、ホルダ３３４は、光束制御部材３４０の支持部材としても機能する。
【００５９】
［光束制御部材の構成］
図１０は、実施の形態３の光束制御部材３４０の構成を示す図である。図１０Ａは、光束制御部材３４０の平面図であり、図１０Ｂは、光束制御部材３４０の正面図であり、図１０Ｃは、光束制御部材３４０の側面図であり、図１０Ｄは、光束制御部材３４０の底面図である。また、図１０Ｅは、図１０Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。なお、図３Ａ〜Ｄに示される実施の形態１の光束制御部材１４０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図１０Ａ〜Ｅに示されるように、実施の形態３の光束制御部材３４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３および鍔部１４５を有する。実施の形態３の光束制御部材３４０は、ホルダ３３４により支持されるため、図３Ａ〜Ｄに示される実施の形態１の光束制御部材１４０とは異なり、脚部を有していない。この場合、図９に示されるように、裏面１４２から下側（発光素子３３２側）に向かってのゲート残り１４７の高さｈ１は、ホルダ３３４の高さｈ３よりも低ければ、特に限定されない。
【００６１】
［効果］
実施の形態３の光束制御部材３４０は、実施の形態１の光束制御部材１４０同様の効果を有する。
【００６２】
なお、上記各実施の形態では、発光素子から出射された光を拡散させる光束制御部材（拡散レンズ）について説明したが、本発明の光束制御部材はこれに限定されない。たとえば、本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光を集光させる集光レンズであってもよい。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、オーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて本発明の光束制御部材を形成する例について説明したが、オーバーラップゲート方式のみで本発明の光束制御部材を形成してもよい。この場合、ゲート跡は、裏面の外縁に接するように裏面の一部にのみ形成される。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、鍔部を有する本発明の光束制御部材について説明したが、本発明の光束制御部材は鍔部を有していなくてもよい。鍔部を有していない本発明の光束制御部材をオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて形成する場合、ゲート跡は、裏面の一部と前記裏面の一部に隣接する光制御出射面の一部に形成される。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、平面視した場合の鍔部の幅が光束制御部材の全周に亘って一定である例について説明したが、鍔部の形状はこれに限定されない。たとえば、ゲートを形成する位置のみ鍔部の幅を狭めて、Ｄカット形状としてもよい。このようにゲートを形成する部分の鍔部の幅を狭めることにより、光束制御部材の全周に亘って一定幅の鍔部を形成する場合よりも、ゲートカット後の光束制御部材の大きさを小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００，３００ 面光源装置
１１０ 基板
１２０，３２０ 発光装置
１３０，３３２ 発光素子
１３１ 発光面
１４０，２４０，３４０ 光束制御部材
１４１ 光制御出射面
１４１ａ 第１の出射面
１４１ｂ 第２の出射面
１４１ｃ 第３の出射面
１４２ 裏面
１４３ 凹部
１４４ 凹部の内面
１４５ 鍔部
１４６ 脚部
１４７ ゲート残り
１４８ ゲート部
１４９ 樹脂注入領域
１５０ 光拡散部材
２４７ ゲート切断箇所
３３０ 発光素子パッケージ
３３４ ホルダ
ＬＡ 発光素子の光軸
ＣＡ 光制御出射面の中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、射出成形により形成された光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する発光装置、前記発光装置を有する面光源装置、および前記面光源装置を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数のＬＥＤ、複数の光束制御部材（拡散レンズ）および光拡散部材（拡散板）を有する。複数のＬＥＤは、基板上にマトリックス状に配置されている。各ＬＥＤの上には、各ＬＥＤから出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。
【０００４】
特許文献１には、直下型の面光源装置に使用される光束制御部材（拡散レンズ）を、透明樹脂を用いて射出成形により製造することが開示されている。また、射出成形により出射面の外周部に形成されたゲート残り（サイドゲート）を、光束制御部材の位置決めに利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６２４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているように、出射面の外周部にゲート跡（ゲート残りまたはゲート切断箇所）が存在すると、このゲート跡において光が散乱してしまうため、所望の配光特性を実現することができない。この問題を改善する手段としては、射出成形金型のゲート（樹脂注入口）の厚みを薄くすることが考えられるが、ゲートの厚みを過度に薄くすることは成形性の観点から好ましくない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、射出成形により形成される光束制御部材であって、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さい光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置、この発光装置を有する面光源装置、およびこの面光源装置を有する表示装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する、射出成形により形成された光束制御部材であって、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面と、前記光制御出射面の反対側に位置する裏面と、前記裏面の外縁に接するように前記裏面の一部に形成されたゲート跡とを有する構成を採る。
【０００９】
本発明の発光装置は、発光素子と、本発明の光束制御部材とを有し、前記光束制御部材は、前記光制御出射面の中心軸が前記発光素子の光軸と一致するように配置されている構成を採る。
【００１０】
本発明の面光源装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する構成を採る。
【００１１】
本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、前記面光源装置からの光を照射される被照射部材とを有する構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光束制御部材は、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さくなるように製造されうる。このため、本発明の光束制御部材は、容易に製造することが可能であり、かつ優れた配光特性を示す。
【００１３】
また、本発明の発光装置は、本発明の光束制御部材の光制御出射面を有効に利用して、発光素子から出射された光を大きく拡げることができる。したがって、本発明の発光装置を含む本発明の面光源装置は、その厚みを薄くしても、面状の被照射部材を均一に照らすことができる。このため、本発明の面光源装置を含む本発明の表示装置の厚みを薄くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１の面光源装置の平面図である。
【図２】図１に示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｅは、実施の形態１の光束制御部材の構成を示す図である。
【図４】図４Ａ〜Ｄは、ゲートカット前後の実施の形態１の光束制御部材の構成を示す図である。
【図５】図５Ａ，Ｂは、実施の形態１の光束制御部材における樹脂注入領域の位置を示す図である。
【図６】図６Ａ〜Ｈは、光束制御部材に対するゲート部の接続位置の例を示す図である。
【図７】図７Ａ〜Ｃは、光束制御部材における光路の一例を示す断面図である。
【図８】図８Ａ〜Ｅは、実施の形態２の光束制御部材の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３の面光源装置の部分拡大断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｅは、実施の形態３の光束制御部材の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置は、液晶パネルなどの被照射部材と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。
【００１６】
（実施の形態１）
［面光源装置および発光装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の面光源装置の構成を示す平面図である。図２は、図１に示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【００１７】
図１および図２に示されるように、実施の形態１の面光源装置１００は、基板１１０、複数の発光装置１２０、および光拡散部材１５０を有する。
【００１８】
複数の発光装置１２０は、所定の配列および間隔で基板１１０の上に配置されている。複数の発光装置１２０は、それぞれ発光素子１３０および光束制御部材１４０を有している。
【００１９】
発光素子１３０は、面光源装置１００（および発光装置１２０）の光源であり、基板１１０の上に固定されている。発光素子１３０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２０】
光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の進行方向を制御する拡散レンズである。光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１（後述）の中心軸ＣＡが発光素子１３０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子１３０の上に配置されている。また、発光素子１３０の発光面１３１と光束制御部材１４０の裏面１４２との間には、隙間が形成されている（図２参照）。隙間を形成する理由としては、発光素子１３０から発せられる熱を放熱するためという積極的理由と、光束制御部材１４０を配置する際の位置誤差の影響を小さくするためという消極的理由がある。
【００２１】
光束制御部材１４０は、射出成形により形成されている。光束制御部材１４０の材料は、射出成形により成形することが可能であり、かつ所望の波長の光を通過させ得る材料であれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１４０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂である。
【００２２】
本発明の面光源装置１００は、光束制御部材１４０の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材１４０については、別途詳細に説明する。
【００２３】
光拡散部材１５０は、光拡散性を有する板状の部材であり、光束制御部材１４０からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１５０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１５０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散部材１５０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１５０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
【００２４】
本発明の面光源装置１００では、各発光素子１３０から出射された光は、光束制御部材１４０により基板１１０の面方向に拡げられ、さらに光拡散部材１５０により拡散される。その結果、本発明の面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。
【００２５】
［光束制御部材の構成］
図３は、実施の形態１の光束制御部材１４０の構成を示す図である。図３Ａは、光束制御部材１４０の平面図であり、図３Ｂは、光束制御部材１４０の正面図であり、図３Ｃは、光束制御部材１４０の側面図であり、図３Ｄは、光束制御部材１４０の底面図である。また、図３Ｅは、図３Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。
【００２６】
図３Ａ〜Ｅに示されるように、光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３、鍔部１４５および複数の脚部１４６を有する。
【００２７】
光制御出射面１４１は、発光素子１３０から出射され、光束制御部材１４０の内部に入射した光の進行方向を制御する。光制御出射面１４１は、中心軸ＣＡを軸とする回転対称面であり（図２参照）、鍔部１４５よりも上側（光拡散部材１５０側）に向けて突出している。
【００２８】
光制御出射面１４１は、光制御出射面１４１の中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１の出射面１４１ａと、第１の出射面１４１ａの周囲に連続して形成される第２の出射面１４１ｂと、第２の出射面１４１ｂと鍔部１４５とを接続する第３の出射面１４１ｃとを有する（図３Ｅ参照）。第１の出射面１４１ａは、下側（発光素子１３０側）に凸の滑らかな曲面である。第１の出射面１４１ａの形状は、球面の一部を切り取ったような凹形状である。第２の出射面１４１ｂは、第１の出射面１４１ａの周囲に位置する、上側（光拡散部材１５０側）に凸の滑らかな曲面である。第２の出射面１４１ｂの形状は、円環面の一部を切り取ったような凸形状である。第３の出射面１４１ｃは、第２の出射面１４１ｂの周囲に位置する曲面である。図３Ｅに示される断面において、第３の出射面１４１ｃの断面は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。
【００２９】
凹部１４３は、光束制御部材１４０の下側（発光素子１３０側）の中央部に形成されている。凹部１４３の内面１４４は、発光素子１３０から出射された光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対して所定の角度の範囲内で出射された光（主光線）を、光束制御部材１４０の内部に入射させる。裏面１４２は、光制御出射面１４１の反対側に位置し、凹部１４３の開口縁部から径方向に延在する平面である。裏面１４２は、発光素子１３０から出射された光のうち、主光線以外の光（副光線）を、光束制御部材１４０の内部に入射させる。
【００３０】
鍔部１４５は、光制御出射面１４１の外周部と裏面１４２の外周部との間に位置し、径方向外側に突出している。鍔部１４５の形状は、略円環状である。鍔部１４５は、必ずしも必要ではないが、鍔部１４５を設けることで、光束制御部材１４０の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部１４５の厚みは、特に限定されず、光制御出射面１４１の必要面積や鍔部１４５の成形性などを考慮して決定される。たとえば、鍔部１４５の厚みは、０.８ｍｍ程度である。
【００３１】
複数の脚部１４６は、裏面１４２の外周部に、裏面１４２から下側（発光素子１３０側）に向かって突出している円柱状の部材である。複数の脚部１４６は、発光素子１３０に対して適切な位置に光束制御部材１４０を支持する。脚部１４６の高さは、特に限定されないが、例えば１ｍｍ程度である。
【００３２】
ここで、本発明の主たる特徴について説明する。本発明の光束制御部材は、射出成形により形成される。したがって、本発明の光束制御部材には、ゲート方式に応じたゲート跡（樹脂注入跡）が形成される。射出成形におけるゲート方式には、ダイレクトゲート方式や、サイドゲート方式、ピンゲート方式など様々なものがあるが、本発明の光束制御部材は、オーバーラップゲート方式、またはオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式との組み合わせで形成されることを一つの特徴とする。「オーバーラップゲート方式」とは、ゲート部が光束制御部材の裏面に接続される（重なる）方式をいう。また、「サイドゲート方式」とは、ゲート部が光束制御部材の側面に接続される方式をいう。したがって、本発明の光束制御部材では、少なくとも裏面にゲート跡（ゲート残りまたはゲート切断箇所）が存在する。オーバーラップゲート方式を採用することにより得られる効果については、後述する。
【００３３】
図４Ａは、ゲートカット前の実施の形態１の光束制御部材１４０の底面図であり、図４Ｂは、ゲートカット前の光束制御部材１４０の正面図である。また、図４Ｃは、ゲートカット後の光束制御部材１４０の底面図であり、図４Ｄは、ゲートカット後の光束制御部材１４０の正面図である。なお、図４Ｃは、図３Ｃと同一図面であり、図４Ｄは、図３Ｂと同一図面である。
【００３４】
また、図５Ａは、実施の形態１の光束制御部材１４０における樹脂注入領域１４９の位置を示す底面図であり、図５Ｂは、実施の形態１の光束制御部材１４０における樹脂注入領域１４９の位置を示す側面図である。樹脂注入領域１４９とは、光束制御部材１４０の本体部分に対するゲート部１４８（ゲート残り１４７）の接続領域を意味する。樹脂注入領域１４９は、射出成形金型のキャビティ部への樹脂注入口に対応する。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、ゲート残り１４７を省略している。
【００３５】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０は、オーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて形成される。このため、ゲート部１４８は、図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、光束制御部材１４０の裏面１４２の一部および鍔部１４５の側面の一部に接続される。このゲート部１４８を切断することで、ゲート跡であるゲート残り１４７が形成される。
【００３６】
図４Ｃおよび図５Ａに示されるように、ゲート残り１４７は、裏面１４２の外周部の一部（裏面１４２の外縁に接する領域）に接続されている。また、図４Ｄおよび図５Ｂに示されるように、ゲート残り１４７は、鍔部１４５の側面の一部（裏面１４２に隣接する領域）にも接続されている。
【００３７】
オーバーラップゲート方式で光束制御部材１４０を形成した場合、樹脂注入領域１４９は、裏面１４２の外縁に接する。これに対し、ピンゲート方式で形成した場合は、樹脂注入領域１４９は、裏面１４２の外縁に接することはない。また、ピンゲート方式で形成した場合は、金型を開くのと同時に製品（光束制御部材１４０）とゲート部１４８とが切り離されるが、オーバーラップゲート方式で形成した場合は、ゲート部１４８を残さずにゲート部を切り離すことは困難であるため、ゲート残り１４７が形成されることが多い。
【００３８】
また、実施の形態１の光束制御部材１４０において、裏面１４２に接続しているゲート残り１４７の形状は、略三角柱状である。すなわち、ゲート残り１４７を構成する面のうち、裏面１４２の樹脂注入領域１４９に対向する面は、裏面１４２に対して傾斜している。これは、射出成形時のゲート内の樹脂の流れ方向が、裏面の樹脂注入口に対して斜めであることを意味する。このようにすることで、樹脂の流動圧力を効率よく利用して、射出成形時の樹脂流動性を向上させることができる。これに対し、ピンゲート方式では、射出成形時の樹脂注入口手前のゲート内の樹脂の流れ方向が、樹脂注入口が形成される面に対して垂直である。
【００３９】
このように、ゲート跡の位置や形状などにより、オーバーラップゲート方式とピンゲート方式のどちらを採用しているかを確認することができる。
【００４０】
ゲート残り１４７（ゲート部１４８の一端）の幅および高さは、成形性を考慮して決定される。たとえば、ゲート残り１４７の幅（図４ＣにおけるＷ）は、２ｍｍ程度であり、ゲート残りの高さ（図４ＤにおけるＨ）は、１.２ｍｍ程度である。
【００４１】
図２に示されるように、裏面１４２から下側（発光素子１３０側）に向かってのゲート残り１４７の高さｈ１は、裏面１４２から下側に向かっての脚部１４６の高さｈ２よりも低い。ゲート残り１４７の高さｈ１が脚部１４６の高さｈ２以上の場合、光束制御部材１４０を基板１１０上に配置する際に、ゲート残り１４７が基板１１０に干渉してしまう。より確実に干渉を防ぐ観点からは、ゲート残り１４７の高さｈ１は、脚部１４６の高さｈ２よりも０.２ｍｍ以上低いことが好ましい。
【００４２】
図６Ａは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第１の例）の正面図であり、図６Ｂは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第１の例）の正面図である。図６Ｃは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第２の例）の正面図であり、図６Ｄは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第２の例）の正面図である。図６Ｅは、ゲートカット前の従来の光束制御部材（第３の例）の正面図であり、図６Ｆは、ゲートカット後の従来の光束制御部材（第３の例）の正面図である。図６Ｇは、ゲートカット前の実施の形態１の光束制御部材１４０の正面図であり、図６Ｈは、ゲートカット後の実施の形態１の光束制御部材１４０の正面図である。なお、図６Ｇは、図４Ｂと同一図面であり、図６Ｈは、図４Ｄと同一図面である。
【００４３】
図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、従来の光束制御部材は、鍔部１４５の厚みが大きかった。このため、従来の光束制御部材は、鍔部１４５の側面にゲート部１４８が接続されるように形成されていた。ところが、近年、光束制御部材内に取り込んだ発光素子からの光について、より多くの光を制御して出射させるために、光制御出射面１４１の面積を大きくすることが要求されるようになってきた。このため、図６Ｃおよび図６Ｄ、ならびに図６Ｅおよび図６Ｆに示されるように、鍔部１４５の厚みを小さくして、光制御出射面１４１の面積を大きくするようになってきた。
【００４４】
図６Ｃおよび図６Ｄに示されるように、鍔部１４５の厚みが一定の厚み以上であれば、鍔部１４５の側面にのみゲート部１４８を接続した状態で、光束制御部材を形成することができる。しかしながら、図６Ｅおよび図６Ｆに示されるように、鍔部１４５の厚みが一定の厚み未満となってしまうと、ゲート部１４８の厚みが鍔部１４５の厚みを上回ってしまうことになる。この問題を改善する手段としては、ゲート部１４８の厚みを薄くすることが考えられるが、成形性の観点からは、ゲート部１４８の厚みはある程度必要となる。このため、鍔部１４５の厚みが小さい従来の光束制御部材は、ゲート部１４８が光制御出射面１４１の外周部にも接続するように形成されていた。
【００４５】
これに対し、図６Ｇおよび図６Ｈに示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０では、ゲート部１４８を光制御出射面１４１に接続させる代わりに、裏面１４２に接続させることとした。すなわち、ゲート部１４８の厚みを維持しつつ、ゲート部１４８の接続位置を下側（発光素子１３０側）に移動させた。
【００４６】
［効果］
図７Ａは、ゲート跡が生じない製造方法（例えば、切削加工）により形成された光束制御部材１４０’における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、ゲート跡を有しない光束制御部材１４０’では、光制御出射面１４１の全面を使用して、発光素子１３０から出射された光の方向を制御することができる。しかしながら、製造コストの観点からは、切削加工などよりも射出成形により光束制御部材を製造することが好ましい。
【００４７】
図７Ｂは、射出成形により形成された従来の光束制御部材１４０”（図６Ｆ参照）における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、従来の光束制御部材１４０”では、ゲート跡（ゲート残り１４７）が光制御出射面１４１の一部にも形成されてしまっている。このような場合、図７Ｂに示されるように、発光素子１３０から出射された光の一部がゲート跡（ゲート残り１４７）において意図しない方向に反射してしまい、所望の配光を実現することができない。すなわち、図７Ａの光束制御部材１４０’に比べて、光束制御部材１４０”によって制御可能な光量は少なくなる。
【００４８】
一方、図７Ｃは、射出成形により形成された実施の形態１の光束制御部材１４０における光路の一例を示す断面図である。この図に示されるように、実施の形態１の光束制御部材１４０では、ゲート跡（ゲート残り１４７）が光制御出射面１４１に形成されていない。したがって、切削加工により形成された光束制御部材１４０’（図７Ａ参照）と同様に、実施の形態１の光束制御部材１４０では、光制御出射面１４１の全面を使用して、発光素子１３０から出射された光の方向を制御することができる。
【００４９】
このように、本実施の形態の光束制御部材１４０では、射出成形金型のゲートの厚みを確保しつつ、ゲート跡による配光特性への影響が小さい。このため、本実施の形態の光束制御部材１４０は、容易に製造することが可能であり、かつ優れた配光特性を有する。
【００５０】
また、本実施の形態の光束制御部材１４０は、光制御出射面１４１の外周部も有効に利用して、発光素子１３０から出射された光を効率的に拡げることができる。したがって、本実施の形態の光束制御部材１４０を含む面光源装置１００は、その厚みを薄くしても、面状の被照射部材を均一に照らすことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
［面光源装置および発光装置の構成］
本発明の実施の形態２の面光源装置および発光装置は、実施の形態１の光束制御部材１４０の代わりに実施の形態２の光束制御部材２４０を有する点において、図１および図２に示される実施の形態１の面光源装置１００および発光装置１２０と異なる。そこで、本実施の形態では、実施の形態２の光束制御部材２４０についてのみ説明する。
【００５２】
［光束制御部材の構成］
図８は、実施の形態２の光束制御部材２４０の構成を示す図である。図８Ａは、実施の形態２の光束制御部材２４０の平面図であり、図８Ｂは、光束制御部材２４０の正面図であり、図８Ｃは、光束制御部材２４０の側面図であり、図８Ｄは、光束制御部材２４０の底面図である。また、図８Ｅは、図８Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。なお、図３Ａ〜Ｅに示される実施の形態１の光束制御部材１４０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図８Ａ〜Ｅに示されるように、実施の形態２の光束制御部材２４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３、鍔部１４５および複数の脚部１４６を有する。実施の形態２の光束制御部材２４０では、ゲート残りが生じないようにゲート部が切断されている。このため、実施の形態２の光束制御部材２４０では、図８Ｃおよび図８Ｄに示されるように、裏面１４２の外周部の一部および鍔部１４５の側面の一部に、ゲート跡であるゲート切断箇所２４７が形成されている。
【００５４】
［効果］
実施の形態２の光束制御部材２４０は、実施の形態１の光束制御部材１４０同様の効果を有する。
【００５５】
（実施の形態３）
［面光源装置および発光装置の構成］
図９は、本発明の実施の形態３の面光源装置の構成を示す部分拡大断面図（図２に対応）である。図９に示されるように、実施の形態３の面光源装置３００は、基板１１０、複数の発光装置３２０、および光拡散部材１５０を有する。図１および図２に示される実施の形態１の面光源装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
複数の発光装置３２０は、それぞれ発光素子パッケージ３３０および光束制御部材３４０を有している。発光素子パッケージ３３０は、発光素子３３２およびホルダ３３４を有している。
【００５７】
発光素子３３２は、面光源装置３００（および発光装置３２０）の光源であり、ホルダ３３４の凹部内に配置されている。発光素子３３２は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００５８】
ホルダ３３４は、反射材で被覆された略円錐台形状の凹部を有している。この凹部の底面には、発光素子３３２が配置される。図９に示されるように、ホルダ３３４の上部には、光束制御部材３４０が配置される。すなわち、ホルダ３３４は、光束制御部材３４０の支持部材としても機能する。
【００５９】
［光束制御部材の構成］
図１０は、実施の形態３の光束制御部材３４０の構成を示す図である。図１０Ａは、光束制御部材３４０の平面図であり、図１０Ｂは、光束制御部材３４０の正面図であり、図１０Ｃは、光束制御部材３４０の側面図であり、図１０Ｄは、光束制御部材３４０の底面図である。また、図１０Ｅは、図１０Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。なお、図３Ａ〜Ｄに示される実施の形態１の光束制御部材１４０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図１０Ａ〜Ｅに示されるように、実施の形態３の光束制御部材３４０は、光制御出射面１４１、裏面１４２、凹部１４３および鍔部１４５を有する。実施の形態３の光束制御部材３４０は、ホルダ３３４により支持されるため、図３Ａ〜Ｄに示される実施の形態１の光束制御部材１４０とは異なり、脚部を有していない。この場合、図９に示されるように、裏面１４２から下側（発光素子３３２側）に向かってのゲート残り１４７の高さｈ１は、ホルダ３３４の高さｈ３よりも低ければ、特に限定されない。
【００６１】
［効果］
実施の形態３の光束制御部材３４０は、実施の形態１の光束制御部材１４０同様の効果を有する。
【００６２】
なお、上記各実施の形態では、発光素子から出射された光を拡散させる光束制御部材（拡散レンズ）について説明したが、本発明の光束制御部材はこれに限定されない。たとえば、本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光を集光させる集光レンズであってもよい。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、オーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて本発明の光束制御部材を形成する例について説明したが、オーバーラップゲート方式のみで本発明の光束制御部材を形成してもよい。この場合、ゲート跡は、裏面の外縁に接するように裏面の一部にのみ形成される。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、鍔部を有する本発明の光束制御部材について説明したが、本発明の光束制御部材は鍔部を有していなくてもよい。鍔部を有していない本発明の光束制御部材をオーバーラップゲート方式とサイドゲート方式とを組み合わせて形成する場合、ゲート跡は、裏面の一部と前記裏面の一部に隣接する光制御出射面の一部に形成される。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、平面視した場合の鍔部の幅が光束制御部材の全周に亘って一定である例について説明したが、鍔部の形状はこれに限定されない。たとえば、ゲートを形成する位置のみ鍔部の幅を狭めて、Ｄカット形状としてもよい。このようにゲートを形成する部分の鍔部の幅を狭めることにより、光束制御部材の全周に亘って一定幅の鍔部を形成する場合よりも、ゲートカット後の光束制御部材の大きさを小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１００，３００ 面光源装置
１１０ 基板
１２０，３２０ 発光装置
１３０，３３２ 発光素子
１３１ 発光面
１４０，２４０，３４０ 光束制御部材
１４１ 光制御出射面
１４１ａ 第１の出射面
１４１ｂ 第２の出射面
１４１ｃ 第３の出射面
１４２ 裏面
１４３ 凹部
１４４ 凹部の内面
１４５ 鍔部
１４６ 脚部
１４７ ゲート残り
１４８ ゲート部
１４９ 樹脂注入領域
１５０ 光拡散部材
２４７ ゲート切断箇所
３３０ 発光素子パッケージ
３３４ ホルダ
ＬＡ 発光素子の光軸
ＣＡ 光制御出射面の中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光の進行方向を制御する、射出成形により形成された光束制御部材であって、
発光素子から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面と、
前記光制御出射面の反対側に位置する裏面と、
前記裏面の外縁に接するように前記裏面の一部に形成されたゲート跡と、
を有する、
光束制御部材。
【請求項２】
前記ゲート跡は、ゲート残りである、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かって突出する脚部をさらに有し、
前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かっての前記ゲート残りの高さは、前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かっての前記脚部の高さよりも低い、
請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記ゲート跡は、前記裏面の一部と当該裏面の一部に隣接する前記光制御出射面の一部とに形成されている、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記光制御出射面の外周部と前記裏面の外周部との間に位置し、径方向外側に突出する鍔部をさらに有し、
前記ゲート跡は、前記裏面の一部と当該裏面の一部に隣接する前記鍔部の側面の一部とに形成されている、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記ゲート残りを構成する面のうち、前記裏面の樹脂注入領域に対向する面は、前記裏面に対して傾斜している、請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項７】
発光素子と、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光束制御部材とを有し、
前記光束制御部材は、前記光制御出射面の中心軸が前記発光素子の光軸と一致するように配置されている、
発光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する、面光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の面光源装置と、前記面光源装置からの光を照射される被照射部材とを有する、表示装置。
【請求項１】
発光素子から出射された光の進行方向を制御する、射出成形により形成された光束制御部材であって、
発光素子から出射された光の進行方向を制御する光制御出射面と、
前記光制御出射面の反対側に位置する裏面と、
前記裏面の外縁に接するように前記裏面の一部に形成されたゲート跡と、
を有する、
光束制御部材。
【請求項２】
前記ゲート跡は、ゲート残りである、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かって突出する脚部をさらに有し、
前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かっての前記ゲート残りの高さは、前記裏面から前記光制御出射面とは反対側に向かっての前記脚部の高さよりも低い、
請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記ゲート跡は、前記裏面の一部と当該裏面の一部に隣接する前記光制御出射面の一部とに形成されている、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記光制御出射面の外周部と前記裏面の外周部との間に位置し、径方向外側に突出する鍔部をさらに有し、
前記ゲート跡は、前記裏面の一部と当該裏面の一部に隣接する前記鍔部の側面の一部とに形成されている、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記ゲート残りを構成する面のうち、前記裏面の樹脂注入領域に対向する面は、前記裏面に対して傾斜している、請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項７】
発光素子と、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光束制御部材とを有し、
前記光束制御部材は、前記光制御出射面の中心軸が前記発光素子の光軸と一致するように配置されている、
発光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する、面光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の面光源装置と、前記面光源装置からの光を照射される被照射部材とを有する、表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９７９６０（Ｐ２０１３−９７９６０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８５７０（Ｐ２０１１−２３８５７０）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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