CN104635377A - 光束控制部件、发光装置、面光源装置及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光束控制部件、发光装置、面光源装置及显示装置。光束控制部件(300)具有：第一主面(310)，其包括第一入射面(313)和第二入射面(314)；第二主面(320)，其包括全反射面(321)；以及侧面(330)，其将由全反射面(321)反射的光射出。第一入射面(313)为配置于第一主面(310)的中央部的凹面。第二入射面(314)为从第一入射面(313)的开口边缘向侧方延伸的面。全反射面(321)为在与第一入射面(313)的顶部相对的位置具有顶部的大致圆锥状的凹面。

Description

光束控制部件、发光装置、面光源装置及显示装置
技术领域
本发明涉及控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件。另外，本发明涉及具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置及显示装置。
背景技术
液晶显示装置等透射型图像显示装置中，作为背光源有时使用直下式面光源装置。近年来，使用具有多个发光元件作为光源的直下式面光源装置(例如，参照专利文献1)。
图1是表示专利文献1记载的面光源装置10的结构的图。图1A是面光源装置10的立体图，图1B是面光源装置10的局部放大剖面图。此外，图1A中，为了表示装置的内部而省略了光漫射部件15的一部分。
如这些图所示，面光源装置10具有：壳体11；配置于壳体内的支撑板12；固定于支撑板12的多个安装基板13；固定于安装基板13的多个光源单元14；以及配置于壳体11开口部的光漫射部件15。支撑板12和安装基板13的表面为了使光反射而涂装为白色。光源单元14具有：LED16；以及控制LED16的出射光的配光的光学元件20，隔着隔片17固定于安装基板13。
光学元件20具有：形成于背面的平面形状的入射面21；形成于正面的漏斗形状的反射面22；和以连接入射面21的外缘与反射面22的外缘的方式形成的侧面23。LED16的出射光由入射面21入射到光学元件20内，并由反射面22向侧面23反射。反射光由侧面23向光学元件20外射出。来自侧面23的出射光的一部分朝向光漫射部件15，来自侧面23的出射光的另一部分朝向支撑板12或安装基板13。到达支撑板12或安装基板13的光，由支撑板12或安装基板13的表面漫射的同时反射。从侧面23到达光漫射部件15的光以及从支撑板12或安装基板13到达光漫射部件15的光由光漫射部件15漫射的同时进行透射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-048883号公报
发明内容
然而，专利文献1记载的面光源装置10中，光学元件20的入射面21的形状未与反射面22配合地被最优化，因此有可能在反射面22的中央部产生漏光而产生辉度不均。另外，专利文献1记载的面光源装置10中，未配合光学元件20的配光特性而调整光学元件20的节距，因此有可能产生辉度不均。由此，对于专利文献1记载的光学元件20和面光源装置10，存在为了减少辉度不均而进行改善的余地。另外，专利文献1记载的面光源装置10中，未考虑以最佳的角度向光漫射部件15的最佳的位置使光入射，因此也存在光的损失较多的问题。
本发明的目的在于，提供一种控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件，其在使用于面光源装置的情况下能够抑制辉度不均的产生，而且能够以最佳的角度向光漫射部件的最佳的位置使光入射以提高光利用效率。另外，本发明的另一目的在于，提供一种具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置和显示装置。
为了实现上述目的，本发明的光束控制部件是控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件，其具有：第一主面，其包括使从所述发光元件射出的光的一部分入射的第一入射面、以及使从所述发光元件射出的光的另一部分入射的第二入射面；第二主面，其与所述第一主面相对地配置，并且包括使由所述第一入射面入射的光以及由所述第二入射面入射的光向侧方反射的全反射面；以及侧面，其以连接所述第一主面的外缘与所述第二主面的外缘的方式而配置，并使由所述全反射面反射的光射出，所述第一入射面为配置于所述第一主面的中央部的凹面，所述第二入射面为从所述第一入射面的开口边缘向侧方延伸的面，所述全反射面为在与所述第一入射面的顶部相对的位置具有顶部的大致圆锥状的凹面。
本发明的发光装置具有：发光元件；以及以所述发光元件的光轴通过所述第一入射面的顶部的方式配置的本发明的光束控制部件，将所述光轴的方向设为0°时的配光分布中的相对光度的峰值角度超过90°，以相对于所述光轴为90°以上的角度射出的光实质上由如下的光组成，即：由所述第二入射面入射，并由所述全反射面反射，并从所述侧面射出的光。
本发明的面光源装置具有：漫射反射面；配置于所述漫射反射面上的多个本发明的发光装置；以及使来自所述发光装置的出射光漫射的同时使其透射的光漫射部件，在包含相互邻接的两个所述发光装置的光轴的剖面中，从一方的所述发光装置的所述发光元件的发光中心射出，并由所述全反射面中的另一方的所述发光装置侧的上端部反射，且从所述侧面射出的光，在所述两个发光装置之间到达所述漫射反射面。
本发明的显示装置具有：本发明的面光源装置；以及由来自所述面光源装置的出射光照射的显示部件。
具有本发明的光束控制部件的面光源装置与具有以往的光束控制部件的面光源装置相比，能够将光均匀且高效地照射到被照射面。因此，与以往的装置相比，本发明的面光源装置和显示装置明亮且辉度不均少。
附图简要说明
图1A、图1B是表示专利文献1记载的面光源装置的结构的图；
图2A、图2B是表示实施方式的面光源装置的结构的图；
图3A、图3B是表示实施方式的面光源装置的结构的剖面图；
图4是放大了图3B的一部分的局部放大剖面图；
图5A～图5C是表示实施方式的光束控制部件的结构的图；
图6是表示实施方式的光束控制部件的结构的剖面图；
图7A～图7C是实施方式的发光装置的光路图；
图8是实施方式的面光源装置的光路图；
图9是实施方式的面光源装置的光路图；
图10是表示实施方式的光束控制部件的配光特性的曲线图；
图11A、图11B是表示在辉度分布的测量中使用的面光源装置的结构的图；以及
图12A、图12B是表示图11所示的面光源装置的辉度分布的曲线图。
符号说明
10 面光源装置
11 壳体
12 支撑板
13 安装基板
14 光源单元
15 光漫射部件
16 LED
17 隔片
20 光学元件
21 入射面
22 反射面
23 侧面
100 面光源装置
110 壳体
112 底板
114 内面(漫射反射面)
116 顶板
120 光漫射部件(发光面)
200 发光装置
210 发光元件
300 光束控制部件
310 第一主面
311 第一凹部
312 第二凹部
313 第一入射面
314 第二入射面
315 第三入射面
320 第二主面
321 全反射面
330 侧面
340 支脚部
CA 光束控制部件的中心轴
LA 发光元件的光轴
P 发光装置的节距
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。这里，作为本发明的面光源装置的代表例，对适合于液晶显示装置的背光源等的面光源装置进行说明。这些面光源装置通过与由来自面光源装置的光照射的被照射部件(例如，液晶面板)进行组合，能够作为显示装置使用。
(面光源装置和发光装置的结构)
图2～图4是表示本发明的一个实施方式的面光源装置100的结构的图。图2A是俯视图、图2B是主视图。图3A是图2B所示的A-A线的剖面图，图3B是图2A所示的B-B线的剖面图。图4是放大了图3B的一部分的局部放大剖面图。
如图2和图3所示，本实施方式的面光源装置100具有壳体110、多个发光装置200以及光漫射部件120。多个发光装置200矩阵状地配置在壳体110的底板112的内面114上。底板112的内面114作为漫射反射面而发挥功能。另外，壳体110的顶板116上设有开口部。光漫射部件120以堵塞该开口部的方式配置，作为发光面而发挥功能。对于发光面的大小并不进行特别地限制，例如为约400mm×约700mm。
如图4所示，多个发光装置200分别固定于漫射反射面114上。多个发光装置200分别具有发光元件210和光束控制部件300。
发光元件210是面光源装置100的光源。发光元件210例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。
光束控制部件300对从发光元件210射出的光的配光进行控制。光束控制部件300以其中心轴CA与发光元件210的光轴LA一致的方式，配置于发光元件210上(参照图7)。此外，本实施方式中，光束控制部件300的第一入射面313、第二入射面314、第三入射面315、全反射面321以及侧面330皆为旋转对称(圆对称)、且它们的旋转轴一致。本实施方式中，将它们的旋转轴称为“光束控制部件的中心轴CA”。另外，所谓“发光元件的光轴LA”是指来自发光元件210的立体的出射光束的中心的光线。在底板112的内面(漫射反射面)114与光束控制部件300之间，形成有用于使从发光元件210发散的热量向外部释放的间隙。
光束控制部件300通过一体成型来形成。对于光束控制部件300的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的材料，并不进行特别地限制。例如，光束控制部件300的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透光性树脂、或玻璃。
本实施方式的面光源装置100的特征之一在于光束控制部件300的结构。因此，对于光束控制部件300的细节，另外进行说明。
光漫射部件120是具有光漫射性的板状的部件，使来自发光装置200的出射光漫射的同时使其透射。通常，光漫射部件120的大小与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合树脂(MS)等透光性树脂形成。为了赋予光漫射性，在光漫射部件120的表面形成有细微的凹凸、或在光漫射部件120的内部分散有珠粒等光漫射子。
(光束控制部件的结构)
图5和图6是表示本实施方式的光束控制部件300的结构的图。图5A是俯视图、图5B是主视图、图5C是仰视图。图6是图5A和图5C所示的C-C线的剖面图。
如图5和图6所示，光束控制部件300具有：位于底板112侧(背面)的第一主面310；位于光漫射部件120侧(正面)的第二主面320；位于壳体110的侧板侧的侧面330；以及配置于底板112侧(背面)的多个支脚部340。在假定不存在多个支脚部340的情况下，第一主面310、第二主面320以及侧面330皆为旋转对称(圆对称)，且它们的旋转轴一致。
第一主面310配置于光束控制部件300的背面，包括第一入射面313、第二入射面314以及第三入射面315。针对这些入射面，更具体地进行说明。在第一主面310的中央部形成有圆柱形的第一凹部311，在第一凹部311的中央部进一步形成有近似半长球的形状的第二凹部312。而且，第二凹部312的内面作为第一入射面313而发挥功能，该第一入射面313使从发光元件210射出的光中的属于相对中心轴CA的较小的角度范围的一部分光入射。另外，第一凹部311的底面为与发光元件210的光轴垂直的平面，作为第二入射面314而发挥功能，该第二入射面314使从发光元件210射出的光中的属于比向第一入射面313入射的光相对于中心轴CA的角度更大的范围的另一部分光入射。第一凹部311的侧面为与发光元件210的光轴平行的曲面，作为第三入射面315而发挥功能，该第三入射面315使属于从发光元件210射出的光中的比向第二入射面314入射的光相对于中心轴CA的角度进一步大的范围的另一部分光入射。第一入射面313、第二入射面314以及第三入射面315为以中心轴CA为轴的旋转对称(圆对称)面。
此外，也可以不形成第一凹部311而在第一主面310的中央部直接形成第二凹部312。在该情况下，第二凹部312的内表面成为第一入射面313，从第二凹部312的开口边缘向侧方延伸的平面成为第二入射面314，不存在第三入射面315。无论哪一情况下，第一入射面313都为配置于第一主面310的中央部的凹面。第二入射面314为从第一入射面313的开口边缘向侧方延伸的面。
第二主面320与第一主面310相对而配置于光束控制部件300的正面，而且包括全反射面321。全反射面321使由第一入射面313入射的光以及由第二入射面314入射的光向侧方反射。全反射面321为在与第一入射面313的顶部相对的位置具有顶部的大致圆锥状的凹面。
全反射面321为以光束控制部件300的中心轴CA为中心的旋转对称(圆对称)面。另外，如图6所示，该旋转对称面的从中心到外周部的母线相对于发光元件210和第一主面310为凹的曲线，全反射面321是将该母线旋转360°后的状态的曲面。全反射面321为随着从中心到外周部距发光元件210的高度逐渐变高的非球面形状的曲面。即，在包含中心轴CA的剖面中，全反射面321具有两条凸向与发光元件210相反的一侧的曲线，该两条曲线在中心轴CA上连接。两条曲线的连接部为全反射面321中距离发光元件210的高度最低的点，形成比由直线的母线形成的圆锥更尖鋭的圆锥状凹面的全反射面321。全反射面321相对于底板112的内表面(漫射反射面)114的倾斜角度随着从中心到外周部而逐渐变小。此外，所谓“母线”一般是指描绘直纹面的直线，但是本实施方式中，作为包含用于描绘作为旋转对称面的全反射面321的曲线的用语而使用。
侧面330以连接第一主面310的外缘和第二主面320的外缘的方式而配置，将由全反射面321反射的光以及由第三入射面315入射的光射出。侧面330为以中心轴CA为轴的旋转对称(圆对称)面。侧面330的下侧的部分为圆柱的侧面的形状，侧面的上侧的部分为圆锥台的侧面的形状。但是，对于侧面330的形状并不限于此，可以根据光束控制部件300所要求的配光特性适当地选择。例如，侧面330的整体既可以为圆柱的侧面的形状，也可以为圆锥台的侧面的形状。
多个支脚部340为从第一主面310突出的圆柱形的部件。多个支脚部340在相对于发光元件210合适的位置支撑光束控制部件300。
图7是从发光装置200的发光中心射出的光的光路图。图7A是由第一入射面313入射的光线的光路图，图7B是由第二入射面314入射的光线的光路图，图7C是由第三入射面315入射的光线的光路图。此外，这些图中省略了支脚部340。
如图7A所示，由第一入射面313入射的光在第一入射面313(凹面)扩展，并且到达全反射面321的中央部和其附近。到达全反射面321的光向侧面330反射并由侧面330射出。由侧面330射出的光朝向上方并且直接到达光漫射部件120。此外，到达全反射面321顶部(中心点)的光也有时不反射而通过全反射面321(漏光)。但是，本实施方式的光束控制部件300中，从发光元件210的发光面的中央部以相对于光轴LA较小的角度射出的光在第一入射面313折射，因此到达全反射面321顶部(中心点)的光较少，漏光也较少。相对于此，专利文献1记载的光学元件20中，如图1B所示，入射面21为平面，因此在反射面22的中心点产生了漏光。
如图7B所示，由第二入射面314入射的光到达全反射面321的中央部和外周部。到达全反射面321的光向侧面330反射并由侧面330射出。由侧面330射出的光朝向水平方向和下方而朝向漫射反射面114。到达漫射反射面114的光由漫射反射面114漫射和反射并且到达光漫射部件120。本实施方式的光束控制部件300中，第二入射面314为与光轴LA垂直的平面，因此与第二入射面314为凹面的情况相比，能够使由第二入射面314入射的光的展宽变窄。因此，本实施方式的光束控制部件300能够减小全反射面321的有效直径。
此外，在仅以第一入射面313那样的凹面构成入射面的情况下，不经由全反射面321而直接朝向侧面330的光的量增加，有可能产生辉度不均。关于这一点，虽然可以考虑增大全反射面321的有效直径，但是，对于增大全反射面321的有效直径，从光束控制部件的小型化的观点考虑不优选。
如图7C所示，由第三入射面315入射的光直接朝向侧面330，并由侧面330射出。由侧面330射出的光直接朝向光漫射部件120。这样，通过使相对于光轴LA以较大的角度从发光元件210射出的、不需要较大的角度变换的光不到达全反射面321，能够使光束控制部件300更小。
这样，本实施方式的光束控制部件300中，由于以使由第二入射面314入射，且由全反射面321向侧面330反射，并从侧面330射出的光朝向水平方向和下方的方式形成了全反射面321，因此将光轴LA的方向设为0°时的配光分布中的相对光度的峰值角度超过90°(参照图10)。相对于光轴LA以90°以上的角度射出的光，实质上由如下的光组成，即：由第二入射面314入射，并由全反射面321反射，且从侧面330射出的光。根据相互邻接的发光装置200之间的区域所需要的光量来调整第二入射面314和全反射面321的形状。
(面光源装置的光路和发光装置的节距)
图8和图9是面光源装置100的光路图。图8表示来自一个发光装置200的出射光，图9表示来自两个发光装置200的出射光的一部分(由第二入射面314入射的光)。这些图中都表示了来自发光元件210的发光中心的光的光路。
如图8所示，发光装置200中，从发光元件210射出的光由第一入射面313、第二入射面314或第三入射面315入射至光束控制部件300内。如上所述，由第一入射面313入射的光由全反射面321反射，并从侧面330向上方射出。另外，由第三入射面315入射的光直接从侧面330向上方射出。这些朝向上方的光直接到达光漫射部件120。
另一方面，由第二入射面314入射的光由全反射面321反射，且由侧面330向水平方向和下方射出。该光到达漫射反射面114。此时，如图9所示，在包含相互邻接的两个发光装置200a、200b的中心轴CA(光轴LA)的剖面中，由一方的发光装置200a的全反射面321中的另一方发光装置200b侧的上端部反射，并从侧面330射出的光，在两个发光装置200a、200b之间到达漫射反射面114。更具体地，在该剖面中，由一方的发光装置200a的全反射面321中的另一方发光装置200b侧的上端部(图9中以“点S”表示)反射，并从侧面330射出的光中的、向发光装置200a的配光分布中的相对光度的峰值角度θp(后面参照图10进行说明。本实施方式中是105°)方向的出射光，以如下距离到达漫射反射面114，即：与一方的发光装置200a的中心相距两个发光装置200a、200b的中心距(图9中以“细箭头P”表示)的1/4～3/4之间的距离(图9中以“空白箭头”表示)(图9中以“点G”表示)。即，在该剖面中，以发光装置200a的全反射面321的上端部作为起点，向发光装置200a的配光分布中的相对光度的峰值角度θp的方向画的直线，以如下距离到达漫射反射面114，即：与发光装置200a的中心相距两个发光装置200a、200b的中心距的1/4～3/4的距离。反过来说，以满足该条件的方式配置了多个发光装置200。到达漫射反射面114的光由漫射反射面114漫射和反射，到达光漫射部件120(省略图示)。
从光束控制部件300直接到达光漫射部件120的光、以及从漫射反射面114到达光漫射部件120的光由光漫射部件120漫射并透射。
(光束控制部件的配光特性和面光源装置的辉度分布)
针对本实施方式的光束控制部件300，测量了配光特性。另外，为了比较，还对比较用光束控制部件测量了配光特性，该比较用光束控制部件具有为了抑制面光源装置中发光装置的附近产生亮部而使高强度的光尽量到达远方的特性。
图10是表示两种光束控制部件的配光特性的曲线图。横轴表示将发光元件210的发光面的中心作为原点，将发光元件210的光轴LA作为0°时的角度。纵轴表示各角度下的相对光度。用虚线表示比较用光束控制部件的测量结果，用实线表示本实施方式的光束控制部件300的结果。如该曲线图所示，比较用光束控制部件中，相对光度的峰值角度θp为90°以下(88°)，与此相对，本实施方式的光束控制部件300中，相对光度的峰值角度θp超过了90°(105°)。从而可知，与比较用光束控制部件相比，本实施方式的光束控制部件300能够更多产生朝向漫射反射面114的光。
接着，针对具有本实施方式的光束控制部件300的面光源装置，测量了辉度分布。另外，为了比较，还对具有上述比较用光束控制部件的面光源装置测量了辉度分布。本测量使用了图11所示的面光源装置。图11A是面光源装置的俯视图，图11B是图11A所示的B-B线的剖面图。如这些图所示，作为测量对象的面光源装置具有四个发光装置200。底板112(漫射反射面114)的大小为200mm×200mm，相互邻接的发光装置200的中心距为100mm。漫射反射面114与光漫射部件120的内表面的间隔为15mm。
图12是表示图11所示的面光源装置的辉度分布的曲线图。图12A是表示图11A所示的A-A线上的辉度分布的曲线图，图12B是表示图11A所示的B-B线上的辉度分布的曲线图。在各曲线图中，横轴表示距中心的距离。纵轴表示各地点处的辉度。用虚线表示具有比较用的光束控制部件的面光源装置的测量结果，用实线表示具有本实施方式的光束控制部件300的面光源装置的结果。如这些曲线图所示，具有比较用的光束控制部件的面光源装置不能有效地利用漫射反射面114而辉度不均较大，与此相对，具有本实施方式的光束控制部件300的面光源装置能够有效地利用漫射反射面114，因而辉度不均较小。另外，如图12所示，来自比较用光束控制部件的出射光，其配光分布中在90°方向(相对漫射反射面114的平行方向)具有峰值亮度，由此可推测为，到达壳体侧壁的光较多，到达发光装置之间的区域的光较少。另一方面，来自本实施方式的光束控制部件300的出射光由漫射反射面114反射，并以适当的角度(不容易进行表面反射的角度)向光漫射板120入射。因此，如图12所示，发光装置200之间的区域也能够高效地得到高辉度。
综上所述，本实施方式的光束控制部件300利用凹形状的第一入射面313，将光扩展而减少朝向全反射面321的中心点的光的量，从而能够减少通过全反射面321的中心点的漏光的产生。另外，本实施方式的光束控制部件300中，在第一入射面313的周围设置了平面形状的第二入射面314，因此还能够抑制全反射面321的有效直径的增大。即，本实施方式的光束控制部件300能够在实现小型化的同时减少漏光的产生。
具有本实施方式的光束控制部件300的发光装置200的相对光度的峰值角度超过90°，因此，能够有效地利用漫射反射面114，对光漫射部件120高效且均匀地进行光的照射。因此，本实施方式的面光源装置100明亮，而且辉度不均也较小。
工业实用性
本发明的光束控制部件、发光装置及面光源装置例如能够适用于液晶显示装置的背光源或一般照明等。

Claims (7)

1.一种光束控制部件，控制从发光元件射出的光的配光，该光束控制部件具有：
第一主面，其包括使从所述发光元件射出的光的一部分入射的第一入射面、以及使从所述发光元件射出的光的另一部分入射的第二入射面；
第二主面，其与所述第一主面相对地配置，并且包括使由所述第一入射面入射的光以及由所述第二入射面入射的光向侧方反射的全反射面；以及
侧面，其以连接所述第一主面的外缘与所述第二主面的外缘的方式而配置，并使由所述全反射面反射的光射出，
所述第一入射面为配置于所述第一主面的中央部的凹面，
所述第二入射面为从所述第一入射面的开口边缘向侧方延伸的面，
所述全反射面为在与所述第一入射面的顶部相对的位置具有顶部的大致圆锥状的凹面。
2.如权利要求1所述的光束控制部件，其中，
所述第一入射面和所述第二入射面配置在形成于所述第一主面的凹部内。
3.如权利要求1所述的光束控制部件，其中，
包含所述全反射面的中心轴的所述全反射面的剖面，包含凸向与所述第一主面相反的一侧的曲线。
4.一种发光装置，具有：
发光元件；以及
以所述发光元件的光轴通过所述第一入射面的顶部的方式配置的权利要求1～3中任意一项所述的光束控制部件，
将所述光轴的方向设为0°时的配光分布中的相对光度的峰值角度超过90°，
以相对于所述光轴为90°以上的角度射出的光实质上由如下的光组成，即：由所述第二入射面入射，并由所述全反射面反射，并从所述侧面射出的光。
5.一种面光源装置，具有：
漫射反射面；
配置于所述漫射反射面上的多个权利要求4所述的发光装置；以及
使来自所述发光装置的出射光漫射的同时使其透射的光漫射部件，
在包含相互邻接的两个所述发光装置的光轴的剖面中，从一方的所述发光装置的所述发光元件的发光中心射出，并由所述全反射面中的另一方的所述发光装置侧的上端部反射，且从所述侧面射出的光，在所述两个发光装置之间到达所述漫射反射面。
6.如权利要求5所述的面光源装置，其中，
在所述剖面中，以所述全反射面的所述上端部作为起点，向所述配光分布中的相对光度的峰值角度的方向画的直线，以如下距离到达所述漫射反射面，即：与所述一方的发光装置的中心相距所述两个发光装置的中心距的1/4～3/4的距离。
7.一种显示装置，具有：
权利要求5或权利要求6所述的面光源装置；以及
由来自所述面光源装置的出射光照射的显示部件。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108603640A (zh) * 2016-02-15 2018-09-28 优志旺电机株式会社 光源单元
CN109690173A (zh) * 2016-09-12 2019-04-26 西铁城时计株式会社 发光装置
CN110291328A (zh) * 2017-02-20 2019-09-27 恩普乐股份有限公司 光束控制部件、发光装置及面光源装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6507035B2 (ja) * 2015-06-03 2019-04-24 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP2019096411A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 株式会社エンプラス 面光源装置および表示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755959A (zh) * 2004-09-27 2006-04-05 恩普乐股份有限公司 发光装置、面光源装置、显示装置以及光束控制部件
CN1811552A (zh) * 2005-01-24 2006-08-02 三星电子株式会社 反射板和具有所述反射板的液晶显示器
US7703950B2 (en) * 2007-11-21 2010-04-27 C-R Control Systems, Inc. Side-emitting lens for LED lamp
CN102985750A (zh) * 2010-07-08 2013-03-20 恩普乐股份有限公司 光束控制部件和照明装置
KR101299528B1 (ko) * 2012-12-18 2013-08-23 (주)애니캐스팅 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4444258B2 (ja) * 2006-09-19 2010-03-31 財団法人工業技術研究院 Ｌｅｄバックライトモジュール
JP2010239021A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Koha Co Ltd 光源モジュール
JP5050149B1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-17 ナルックス株式会社 照明装置
CN103375768A (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 全亿大科技（佛山）有限公司 透镜及光源模组

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755959A (zh) * 2004-09-27 2006-04-05 恩普乐股份有限公司 发光装置、面光源装置、显示装置以及光束控制部件
CN1811552A (zh) * 2005-01-24 2006-08-02 三星电子株式会社 反射板和具有所述反射板的液晶显示器
US7703950B2 (en) * 2007-11-21 2010-04-27 C-R Control Systems, Inc. Side-emitting lens for LED lamp
CN102985750A (zh) * 2010-07-08 2013-03-20 恩普乐股份有限公司 光束控制部件和照明装置
KR101299528B1 (ko) * 2012-12-18 2013-08-23 (주)애니캐스팅 측면 방출형 발광다이오드용 렌즈, 이를 구비하는 백라이트유닛 및 표시장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108603640A (zh) * 2016-02-15 2018-09-28 优志旺电机株式会社 光源单元
CN109690173A (zh) * 2016-09-12 2019-04-26 西铁城时计株式会社 发光装置
US10585308B2 (en) 2016-09-12 2020-03-10 Citizen Watch Co., Ltd. Light-emitting device
CN109690173B (zh) * 2016-09-12 2020-07-28 西铁城时计株式会社 发光装置
CN110291328A (zh) * 2017-02-20 2019-09-27 恩普乐股份有限公司 光束控制部件、发光装置及面光源装置

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