照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置
【課題】光取り出し効率の最適化を行い光取り出し効率の向上を図るとともに、出射光の出射角度による色度座標の変化を改善する。
【解決手段】光取出しシート７がＥＬ素子１０１表面に設けられている。光取出しシート７の光偏向要素５として、光透過性の基材８の面８ａに、一方向に沿って互いに平行に配列された第一の単位レンズ４０と、第一の単位レンズ４０と交差する方向に沿って互いが平行に配列された複数の第二の単位レンズ５０とを形成した。
第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、断面が凸状であり、一方向に連続している。第一の単位レンズ４０の連続方向と第二の単位レンズ５０の連続方向とは直交している。
【解決手段】光取出しシート７がＥＬ素子１０１表面に設けられている。光取出しシート７の光偏向要素５として、光透過性の基材８の面８ａに、一方向に沿って互いに平行に配列された第一の単位レンズ４０と、第一の単位レンズ４０と交差する方向に沿って互いが平行に配列された複数の第二の単位レンズ５０とを形成した。
第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、断面が凸状であり、一方向に連続している。第一の単位レンズ４０の連続方向と第二の単位レンズ５０の連続方向とは直交している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）、及びＥＬ素子を用いた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１１に示すように、有機ＥＬ素子２０１は、透光性の基板２０６Ａ、２０６Ｂ間に、蛍光有機化合物を含む発光層２０２を、陽極２０４と陰極２０５とで挟んだ構造を有する。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層２０２に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光に至る。
【０００３】
従来、ＥＬ素子２０１において、発光層２０２から出射した光Ｂ１は、一部が出射光Ｂ２となって出射面２０１ｆから出射されるが、大部分は出射面２０１ｆで反射し、発光層２０２に再度入射する光Ｂ１２となる。光Ｂ１２は照射方向Ｆに偏向されないため、光Ｂ１２は損失してしまう。このときの光の外部取り出し効率は、一般に２０％程度と言われている。そのため、高輝度が必要となればなるほど、より多くの投入電力が必要となるという問題があり、また、この場合、素子に及ぼす負荷が増大し、素子自体の信頼性を低下させる。
また、ＥＬ素子２０１において、発光層２０２から出射した光Ｂ１は、出射角度により色度が変化するため、出射光の出射角度による色度変化を抑制するのが好ましい。
【０００４】
ここで、光の外部取り出し効率やＥＬ素子の色差を改善する従来の方法として、プリズムなどの構造を形成する方法や、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法、基板に微細なマイクロレンズエレメントを形成し、全反射によりロスしている光線を外部に取り出すという方法がある（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、プリズムなどの構造を形成する方法では、以下の問題がある。
プリズムなどの直線形状が大部分を形成する構造では、直線形状により傾斜角度が一定となるため、特定の角度領域の光を効率良く外部へ取り出すことが可能となる。しかし、上述の角度領域以外の光は、光の外部取り出し効率が小さくなり、総合的には、外部取り出し効率が小さくなる問題が生じる。また、ＥＬ素子２０１の出射角度による色度座標の変化は、プリズム形状だと傾斜角度が一定であるため、特定の角度の入射光を特定の角度の出射光へと偏向するため、色度の角度による変化への改善効果は低い。
【０００７】
また、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法では、以下の問題がある。
フィラーを塗布して、凹凸面を形成する場合、凹凸面の形状はフィラーの隆起の度合いにより決定されるため、高精度な凹凸面の形成ができない。そのため、凹凸面に光を制御する充分な形状を形成することが出来ない問題が生じる。例えば、フィラーを隆起することで略半円形状を形成しようとした場合、フィラーの隆起が不十分となり略半球形状の一部分のみ形成される。すなわち、略半球形状の高さと、幅の比をアスペクト比（高さ／幅）とした場合、アスペクト比が小さくなってしまうため、結果として外部取り出し効率小さくなる問題が生じる。
【０００８】
さらに、マイクロレンズを形成する方法では以下の問題がある。
マイクロレンズは、上述の拡散フィラーと比較して、高精度に成形することが可能であり、アスペクト比を大きくして、略半球形状を成形することが可能である。しかし、ＥＬ素子２０１の発光層２０２からの光は等方的であるため、マイクロレンズは略半球型が好ましいが、略半球型のマイクロレンズでは、基板面全体を埋めることは出来ず、平坦面が発生する。平坦面が発生すると、図１１に示す光Ｂ１２が発生し、照射方向Ｆに出射しないため、光の利用効率が低下する。
また、六方配置のような最密構造が最も面全体を埋めることが可能であるが、このような形状を作成する場合、さらに高精度な成形が要求され、マイクロレンズの重なりなどの不具合が発生しやすい。また、隙間が少ない状態でマイクロレンズを成形すると、各マイクロレンズ間のわずかな隙間の距離のズレがマクロなムラとして見えてしまうので、好ましくない。そのため、実質的な面積率は７６％前後となる。結果として、約２４％は平坦面があるため、光の外部取り出し効率が不十分となる問題が発生する。
以上のように、従来の技術は、光取り出し効率の向上を図る上でも、射出光の射出角度による色度変化を抑制する上でも、十分なものとはいえなかった。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率の最適化を行い光取り出し効率の向上を図るとともに、出射光の出射角度による色度座標の変化を改善することのできる照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一の態様である照明装置は、光源と、光源から入射された光を予め定められた方向に導く導光体と、を備え、導光体は、光源からの光が入射される入射面と、入射面から入射した光を出射する出射面と、出射面上に、入射面から入射した光が出射面から外部に出射されるよう導く光取出しシートと、を備え、光取出しシートは、断面凸状で第一の方向に連続し、第一の方向に直交する方向に略等間隔に複数配列された第一の単位レンズと、断面凸状で第一の方向と直交する第二の方向に連続し、第一の方向に略等間隔に複数配列された第二の単位レンズと、を備えていることを特徴とする。
このような構成において、互いに直交する第一の単位レンズと第二の単位レンズを備えた光取出しシートにより、導光体の出射面からの光の出射方向を変化させることで、光の取出し効率を高めるとともに、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明の照明装置においては、第一の単位レンズと第二の単位レンズが出射面状で格子状に形成されてもよい。
【００１１】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの配列方向に沿った変位をｘとし、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおける変位ｘの中点をｘ＝０、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズのレンズ幅をＬとして、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数をｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）としたとき、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおいて凸状面の出射面を基準とした断面形状Ｌ（ｘ）が、下記［数１］、［数２］、［数３］を満たすようにしてもよい。
【数１】
【数２】
【数３】
【００１２】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数ｆ（ｘ）が、［数４］、［数５］、［数６］を満たすようにしてもよい。
【数４】
【数５】
【数６】
【００１３】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数ｇ（ｘ）が、［数７］、［数８］、［数９］、［数１０］を満たすようにしてもよい。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００１４】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズのレンズ幅をＬ、レンズ高さをＨとして、［数１１］を満たすようにしてもよい。
【数１１】
【００１５】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの最大傾斜角をθとして、［数１２］を満たすようにしてもよい。
【数１２】
【００１６】
本発明の照明装置において、光源がＥＬ素子であってもよい。
【００１７】
本発明の第二の態様であるディスプレイ装置は、本発明の照明装置を具備し、ＥＬ素子が画素駆動されるよう構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第三の態様は、画像表示素子を具備してなる液晶ディスプレイ装置であって、画像表示素子の背面に、本発明の照明装置を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、互いに直交する第一の単位レンズと第二の単位レンズを備えた光取出しシートにより、導光体の出射面からの光の出射方向を変化させることで、光の取出し効率を高めるとともに、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。これにより、光取り出し効率の最適化を行い、光取り出し効率の向上を図るとともに、出射光の出射角度による色度座標の変化を改善することができる。
【００２０】
また、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおいて凸状面の出射面を基準とした高さが、ｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）で定義される異なる二種類の関数で表されるハイブリッド形状とすることで、光の外部取出し効率、出射角度による色度座標の変化を改善することが可能となる。
【００２１】
さらに、上記の照明装置を組み込んだディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置においては、光の利用効率および表示性能に優れる製品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の照明装置の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の光取出しシートの一実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図４】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図５】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図６】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図７】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図８】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図９】本発明の光取出しシートのレンズ幅に対するレンズ高さを変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図１０】本発明の光取出しシートの最大傾斜角度を変更したときの相対色差を説明する図である。
【図１１】従来のＥＬ素子の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
図１は本実施形態に係る照明装置１０の構成を示す図である。
照明装置１０は、ＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）１０１と、ＥＬ素子１０１に積層された光取出しシート７、とを備えて構成されている。
【００２５】
図１に示すように、ＥＬ素子１０１は、第一の基板１Ａと、第二の基板１Ｂと、発光層２と、陽極３と、陰極４となどを含んで構成されている。なお、光取出しシート７において、ＥＬ素子１０１に対向する面から反対側の面に向かう方向を照射方向Ｆとする。
【００２６】
発光層２の一方の面には陽極３が形成され、他方の面には陰極４が形成されている。発光層２は、陽極３と陰極４に電圧を印加することにより発光するものである。これら発光層２と陽極３と陰極４を含んで発光構造体（光源）１００が構成されている。発光構造体１００としては、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
【００２７】
発光層２は、白色発光層とすることもあり、或いは、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層とすることもある。白色発光層とする場合には、この発光層２の構成を、例えば、ＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ３／フッ化リチウム／陰極としてＡｌ、という構成とすればよい。
【００２８】
ただし、この構成に限定されるものではなく、発光層２から出射する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることによりフルカラー表示が可能となる。
【００２９】
第一の基板１Ａは、陽極３において発光層２側の面と反対側の面に形成されている。第二の基板１Ｂは、陰極４において発光層２側の面と反対側の面に形成されている。
【００３０】
第一の基板１Ａ及び第二の基板１Ｂの材料としては、種々のガラス材料を用いることができる他に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：Polymethyl methacrylate）、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック材料、あるいはアルミニウムなどの金属材料を用いることもでき、更にその他の様々な材料を用いることができるが、特に好ましいのは、シクロオレフィン系のポリマーであり、このポリマーは、加工性、及び、耐熱、耐水性、光学透光性等の材料特性のすべてにおいて優れたものである。
【００３１】
また、第一の基板１Ａは、発光構造体１００（発光層２）からの光をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を５０％以上とすることのできる材料で形成することが好ましい。
【００３２】
光取出しシート７は、第一の基板１Ａにおいて陽極３側の面と反対側の面に接着層６を介して設けられている。このような接着層６を構成する粘・接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。いずれの場合も、高温である光源に隣接して使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に光取出しシート７と第一の基板１Ａがずれてしまう可能性がある。光取出しシート７と第一の基板１Ａが大きくずれてしまうと、光取出しシート７に発光層２からの光が効率よく入射しないため、光の利用効率が低下してしまう。
【００３３】
また、安定的に発光層２と光取出しシート７との間隙を確保するために、接・粘着剤の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。また、粘接着剤は両面テープ状のものでもよいし、単層のものでもよい。
【００３４】
光取出しシート７は、発光層２からの光を偏向して、照射方向Ｆに出射して光の外部取り出し効率を向上する機能を有する。光取出しシート７は、第一の基板１Ａと反対側に臨む表面７ａに、複数並べられた光偏向要素５を有している。
言い換えれば、ＥＬ素子１０１は、第一の基板１Ａと、第一の基板１Ａの一方の面に設けられ、陽極３と陰極４とに挟まれた発光層２とを備えている。第一の基板１Ａの他方の面に光取出しシート７が設けられ、光取出しシート７は、表面７ａに並べられた光偏向要素５とを有している。
【００３５】
図２に示すように、光取出しシート７の光偏向要素５は、発光層２から出射される光Ｂ０を偏向して照射方向Ｆに偏向するための第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０とから構成されている。これら第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０は、基材８上に別体として配置したものであってもよいし、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０と基材８を一体成型したものであってもよい。
【００３６】
光偏向要素５は、光透過性の基材８の一方の面、即ち照射方向Ｆの下流側の面（以下、「表面」と称する。）８ａに、一方向に沿って互いに平行に配列された第一の単位レンズ４０と、第一の単位レンズ４０と交差する方向に沿って互いが平行に配列された複数の第二の単位レンズ５０とが形成されたレンズアレイ構成を有している。
レンズアレイを構成する第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０としては、例えば、凸状面４０ａ、５０ａの断面形状が多項式近似曲線で与えられる非円弧形状を有するレンズが挙げられる。図２（ａ）は、第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０の断面形状が凸状の非円弧状レンズ形状とした場合の斜視図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、基材８および光偏向要素５の断面形状の断面を示した図である。
【００３７】
図１に示すように、発光層２から出射した光Ｂ０は、第一の基板１Ａを透過し（光Ｂ１）、光偏向要素５に入射する。
光偏向要素５に入射した光Ｂ１の一部は、光偏向要素５の出射面から外部へ出射される出射光Ｂ２となり、照射方向Ｆに出射される。このとき、光偏向要素５の形状を変化させて、出射光Ｂ２の出射方向を変化させることで、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。
【００３８】
第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０は互いに交差するように配列することが望ましい。もし、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０が、互いに交差することなく一方向に延在する帯状を呈した場合、延在する一方向に関しては、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は傾斜角を有していない、すなわち平面状の効果と同等となり、図１１に示す光Ｂ１２のように、外部に取り出すことが出来ない光となり、光の外部取り出し効率が小さくなる課題を解決できない。
そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、断面を凸状のレンズ形状とし、かつ一方向に延在する帯状を呈し、さらに、互いに交差するように配列することで、２次元方向に対して傾斜角を設けることが可能となる。このようにすると、光の取出し効率が大きくなり、好ましい。
【００３９】
さらに、上述のように、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０とを互いに交差するように配列することで、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０が照射方向Ｆに出射する光の配光分布を２次元方向に調整することが可能となる。そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０を任意の形状に設定することで、出射光を対称な配光分布にし、あるいは、出射角度による色差を改善することが可能となるため好ましい。
【００４０】
ＥＬ素子１０１を照明用途として用いる場合は、少なくとも２次元的に配光分布を調整する必要がある。その理由として、例えば照明装置の設置場所によっては、ある特定方向には照射する必要がない、例えば、広い配光分布ではなく正面方向の輝度向上が要求されるようなことがあるからである。また、光偏向要素５に入射する光Ｂ１が、非対称な配光分布になる場合で、かつ照明装置から出射される光の配光分布が、対称な配光分布であることが要求される場合、照明装置から出射される光の配光分布を１次元方向のみの調整で対称な配光分布にすることは困難であるため、２次元方向の調整が可能な本発明の構成が好ましい。
【００４１】
また、本発明の構成のように、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０を略直交して配列した形状では、光を２次元的に広げるために、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となり、照明装置の軽量化、薄型化、低コスト化を図ることも可能である。
【００４２】
特に、発光層２から出射される光は、配光分布が広く発散した指向性を有する光である。そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、上述の広い配光分布を照射方向Ｆに偏向するように設計することが好ましい。
【００４３】
図２（ｂ）に示すように、第一の単位レンズ４０は、第一の方向Ｑ１に沿って配列され、基材８の表面８ａに接触するレンズ部の幅をＬ１とし、表面８ａから凸状面４０ａの頂部までの高さをＨ１とし、第一の単位レンズ４０の頂部間の距離をＰ１とし、表面８ａに対する最大傾斜角度をθ１とする。
また、図２（ｃ）に示すように、第二の単位レンズ５０は、第二の方向Ｑ２に沿って配列され、表面８ａに接触する底部の幅をＬ２とし、表面８ａから凸状面５０ａの頂部までの高さをＨ２とし、第二の単位レンズ５０の頂点間の距離をＰ２とし、表面８ａに対する最大傾斜角をθ２とする。
【００４４】
また、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の形状は、同じでもよいし、異なっていてもよい。直交する第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０の形状を異なる形状にすることにより、光偏向要素５に入射した光Ｂ１が、照射方向Ｆに出射する際に光の配向分布を２次元に調整することが可能となる。
【００４５】
さらに、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凸状面４０ａ、５０ａの断面形状は、多項式近似曲線で近似される非円弧形状以外にも多角形状、完全な半円形状（円弧状レンズ）、半楕円形（楕円面レンズ）や放物線形（放物面レンズ）などの非半円形状（いわゆる２次の非円弧状形状）のもの、さらには、２次以降の項を有する高次非円弧形状のもの、高次非円弧形状と多角形形状を組み合わせたものでもよく、その組み合わせ方は自由である。
ここで、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の断面形状を、多角形状と非円弧形状とを組み合わせることにより、レンズ側面の適切な傾きをもった面積を調整することができるため、より高次に出射光の光線方向を調整することが可能となる。また、レンズ側面の傾き（基材８の表面に対する凸状面４０ａ、５０ａの角度）を複数有する形状にすることにより、光取出しシート７からの出射角度がレンズ側面の傾きにより変化するため、出射光の色の角度依存性を制御することが可能となる。さらには、レンズ頂点に曲面を有するレンズ形状にすることにより、耐擦性の向上が見込まれる。
【００４６】
次に、ＥＬ素子１０１の光の外部取り出し効率、出射角度による色度の変化を改善するような第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の詳細形状について説明する。
【００４７】
図３（ａ）は、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向の一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２とし、第一の単位レンズ４０における方向Ｑ１に沿って測った変位をｘおよび第二の単位レンズ５０における方向Ｑ２に沿った変位をｘとし、さらに第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０において凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａからの高さをｆ（ｘ）としたときの、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凸状面４０ａ，５０ａの断面形状を示すグラフである。このグラフに示された単位レンズの断面形状は三角形となっている。
図３（ｂ）は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）をｘについて微分したｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値であり、断面形状が三角形であるため、ｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値は、一定の値となる。また、図３（ｃ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の断面ｆ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値であり、断面形状が三角形状であるため、ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値は０となる。
【００４８】
図４（ａ）および図４（ｂ）に、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値を変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図４（ａ）の横軸は、断面形状ｆ（ｘ）をｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。相対光量とは、ＥＬ素子１０１に光取出しシート７を使用しないときの光の積算光量を１．００としたときの値である。図４（ｂ）の横軸は、断面形状ｆ（ｘ）をｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
【００４９】
図４（ａ）において、相対光量は、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１．４になるまで増加し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１．４より大きくなると徐々に低下するが、概ね１．３以上に保持されている。
ＥＬ素子１０１から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光ほど出射面界面で全反射されてＥＬ素子内部に戻される光量が増加し、ＥＬ素子外部への光の取出し効率は低下する。ＥＬ素子１０１の出射面１０１ａに光偏向要素５を設けることにより、出射面界面で全反射されていたＥＬ素子から出射した出射角度が大きい出射光が偏向されＥＬ素子外部へ出射されるようになるため外部取出し効率は向上する。
【００５０】
図４（ｂ）において、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが大きくなるにつれ、つまり、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の傾斜角が大きくなるほど、ＥＬ素子から出射された出射角度が大きい出射光を正面方向へ偏向し、拡散させる効果が大きくなるため、相対色差は改善する。
しかし、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値が５．６７以上になると、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角が８０度以上となり、金型の作製やシートの作製が困難となるため、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は５．６７以下であることが好ましい。
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である０．３５≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦５．６７の範囲内であることが好ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上である１．７≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦５．６７の範囲内であることが好ましい。
【００５１】
図５（ａ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２としたときの、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状をｇ（ｘ）としたとき、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が、高次多項式ｇ（ｘ）で近似される非円弧形状である場合の断面形状を示すグラフである。
図５（ｂ）は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）をｘについて微分したｄｇ（ｘ）／ｄｘの絶対値、図５（ｃ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の断面ｇ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値を示すグラフである。
【００５２】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値を変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図６（ａ）の横軸は、断面形状ｇ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。相対光量の定義は図４（ａ）におけるものと同様である。図６（ｂ）の横軸は、断面形状ｇ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
図６（ａ）において、相対光量は、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが増加するにつれ、徐々に増加する。図６（ｂ）において、相対色差は、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値が大きくなるにつれ低下する。
【００５３】
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘは、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）の傾斜角の変化の割合を表す値であり、下記数１３を満足することが望ましい。つまり、ｘが０より小さい領域では単調増加、ｘが０より大きい領域では単調減少するような、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部における傾きの変化の割合よりも端部における傾きの変化の割合が小さい形状が好ましい。傾きの変化の割合が第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部より端部において大きくなると、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状は円弧形状に近くなり、ＥＬ素子１０１から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光を、正面方向へ拡散させる偏向効果を発現するレンズとしての領域が狭くなるためである。
また、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが、変曲点を有することにより、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状は、レンズの頂点部に略平坦となる面を有するため、耐擦性が向上するため好ましい。
【００５４】
【数１３】
【００５５】
さらに、図４（ｂ）において前述したように、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｇ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが大きくなるほど、相対色差は改善し、かつ、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが、ｘが０より小さい領域では単調増加、ｘが０より大きい領域では単調減少することが望ましいことから、｜ｄｇ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘは、下記数１４を満たすことが好ましい。
【００５６】
【数１４】
【００５７】
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である２０≦｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１６０の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上であり、相対色差の改善効果が略一定となる５０≦｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１６０の範囲内であることが望ましい。
【００５８】
図１１において、発光層２から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光ほど、出射面界面で全反射され、ＥＬ素子１０１内部に戻される光量が増加し、ＥＬ素子１０１外部への光の取り出し効率は低下する。したがって、発光層２から出射する光Ｂ２の光量を増加させるためには、発光層２から出射した光Ｂ１のうち、第一の基板１Ａから出射する角度の大きい光を出射面１０１ａから照射方向Ｆ側へ出射光Ｂ２として取り出す必要がある。ＥＬ素子１０１の出射面１０１ａに光偏向要素５を設けることにより、出射面界面で全反射されていたＥＬ素子１０１から出射した出射角度が大きい出射光が偏向されＥＬ素子１０１の外部へ出射されるようになるため外部取出し効率は向上する。
また、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０に入射する光のうち、入射角度が大きい光を出射面１０１ａから照射方向Ｆ側へ偏向拡散させる効果は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状における傾斜角が大きくなるほど強くなり、相対色差が改善する。
さらに、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部における傾きの変化の割合よりも端部における傾きの変化の割合が小さい断面形状である方が、発光層２から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光を、正面方向へ拡散させる偏向効果を発現するレンズとしての領域が多くなるため、相対色差は改善する。
以上の理由から、傾斜角が大きく、レンズ端部での傾斜角の変化の少ない、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が関数ｆ（ｘ）を満足するような三角形状の断面を有する単位レンズが好ましいが、断面形状が三角形状であると、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０を占有する傾斜角が一定となるデメリットがある。したがって、より相対色差の改善効果を上昇させるには、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が関数ｇ（ｘ）を満足するような、高次多項式曲線で表される非円弧形状と三角形状とのハイブリッド形状とされることが好ましい。
【００５９】
図７および図８を用いて、上述のハイブリッド形状の断面を有する単位レンズについて説明する。
図７（ａ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２とし、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の配列方向に沿って測った変位をｘとしたときの、凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状Ｌ（ｘ）を示すグラフである。
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状を示す関数Ｌ（ｘ）は、−Ｌ／２＜ｘ＜Ｌ（ｐ−１）／２，Ｌ（１−ｐ）／２＜ｘ＜Ｌ／２の領域においては、三角形状を表す関数ｆ（ｘ）であり、Ｌ（ｐ−１）／２＜ｘ＜Ｌ（１−ｐ）／２の領域では、高次多項式曲線を表す関数ｇ（ｘ）とされている。
図７（ｂ）は、断面形状Ｌ（ｘ）をｘについて微分したｄＬ（ｘ）／ｄｘの絶対値、図７（ｃ）は、断面形状Ｌ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２Ｌ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値をそれぞれ示すグラフである。
【００６０】
図８（ａ）および図８（ｂ）に、断面形状Ｌ（ｘ）におけるｐ（三角形状と非円弧形状との切り替え点を規定する変数）の値を、０＜ｐ＜１の領域で変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図８（ａ）の横軸は、関数Ｌ（ｘ）における変数ｐを変化させたときの値、縦軸は相対光量である。相対光量の定義は上述のものと同様である。ここで、ｐ＝０のとき、Ｌ（ｘ）＝ｇ（ｘ）となり、ｐ＝１のとき、Ｌ（ｘ）＝ｆ（ｘ）となる。
図８（ｂ）の横軸は、関数Ｌ（ｘ）におけるｐを変化させたときの値、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
図８（ａ）において、ｐの値が大きくなるにつれ、すなわち、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０を占有する関数ｆ（ｘ）の領域が増加するにつれ、相対光量が増加する。
図８（ｂ）において、相対色差は、ｐの値が０．６までは低下するが、さらにｐの値が大きくなると、相対色差も増加する。
このように、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状を、関数ｆ（ｘ）で表される三角形状と、関数ｇ（ｘ）で表される非円弧形状とのハイブリッド形状にすることにより、傾斜角が大きく、かつレンズの幅方向端部における傾斜角の変化が少ない断面形状となるため、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０領域内で光の出射方向を制御することが可能となるため、相対色差は改善される。
【００６１】
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状Ｌ（ｘ）における関数ｆ（ｘ）の割合（すなわち変数ｐの値）を増加させることにより、相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対色差の減少率が１０％以上である０．２＜ｐ＜１．０の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が２０％以上である０．３＜ｐ＜１．０の範囲内であることが望ましい。
【００６２】
図９（ａ）および図９（ｂ）に、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０におけるレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌを変化させたときの相対光量および相対色差の推移をそれぞれ示す。
【００６３】
図９（ａ）の横軸は、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は、相対光量である。相対光量の定義は上述のものと同様である。図９（ｂ）の横軸はレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は、光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量を１．００としたときの相対色差である。
【００６４】
レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなるに従い、相対光量は上昇し、相対色差が小さくなるので、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌは大きい方が好ましいが、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなると光取出しシート７の作製が困難となるため、色差の変化量が２０％以上改善し、かつ作製が困難とならないようにする観点からは、０．３０＜Ｈ／Ｌ＜２．０の範囲内であることが好ましい。照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が５０％以上改善する、０．８＜Ｈ／Ｌ＜２．０の範囲内であることが好ましい。
【００６５】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に、に第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の最大傾斜角度θ１，θ２を変化させたときの相対光量および相対色差の推移をそれぞれ示す。
【００６６】
図１０（ａ）の横軸は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角θ１，θ２、縦軸は、相対光量であり、その定義は上述のものと同様である。図１０（ｂ）の横軸は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角θ１，θ２、縦軸は、光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量を１．００としたときの相対色差である。
【００６７】
最大傾斜角θ１，θ２が大きくなるに従い、相対色差が小さくなるので、最大傾斜角は大きい方が好ましいが、最大傾斜角が大きくなると光取出しシート７の作製が困難となるため、相対色差の改善率が２０％以上であり、かつ作製が困難とならないようにする観点からは、最大傾斜角θ１，θ２は、４５度以上８０度以下の範囲内であることが好ましい。照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が３０％以上改善する、６０度以上８０度以下の範囲内であることが好ましい。
【００６８】
また、光取出しシート７の基材表面８ａに第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０のレンズ高さＨより高いレンズ高さを有するマイクロレンズアレイを形成していてもよく、マイクロレンズアレイを形成することにより、光取出しシート７における最も高さの高い位置がマイクロレンズ形状となり、障害物と接触する際、点接触となるため耐擦性が向上する。
【００６９】
光取出しシート７を成型する材料としては、発光層２から出射される光の波長に対して光透過性を有するものが使用され、例えば、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を使用することができる。
この材料の例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ（アクリルとスチレンの共重合体）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が挙げられる。
【００７０】
また、用途により、透明樹脂中に微粒子を分散させて使用してもよい。透明樹脂中に微粒子を分散させることにより、光取出しシート７に入射した光が照射方向Ｆに出射する際、より拡散性が上昇するため、色度の視野角度による変化を改善することが可能であり、また、照明装置として使用した際、欠陥が観測されにくくなる利点が挙げられる。
この微粒子としては無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ、酸化チタン等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン一テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら微粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００７１】
そして、光取出しシート７は、このような材料を金型に流し込み凝固されることで成型される。この金型の作製方法としては、金型に対して各種レンズ形状を有する切削工具を用いて切削し、断面形状が第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凹凸部に対応する部分を作製する。
また、このような金型で光取出しシート７を作製する方法の他、第一の単位レンズ４０や第二の単位レンズ５０、基材８の形成法としては熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂と上記の形状が賦形した金型を用いて、押出し成型や出射成型、ＵＶ成型法などで成型することができる。この際、第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０及び基材８を別体として成型してもよいし、一体品として成型してもよい。また第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０及び基材８を成型する場合には、内部にフィラーなど拡散剤を分散させ、成型することもできる。
【００７２】
また帯電防止剤として、導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ（以下、ＡＴＯ）や、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の超微粒子を分散させてもよい。帯電防止剤を分散することで、光取出しシート７の防汚性を向上することが可能となる。
【００７３】
ＵＶ成型法のような、光偏向要素５が基材８を別体にて成型する場合は、基材８は透明なフィルムであり、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂の延伸又は未延伸フィルムを使用することができる。
基材８の厚みは、基材８がもつ剛性にもよるが、５０〜３００μｍのものが、加工性等の取扱い面から見て好ましい。
【００７４】
また、光偏向要素５が基材８と強固に接着しなかったり、寒熱、吸脱湿等の外的影響で接着力が低下したりするときは、光偏向要素５が基材８との間に、両材料に対して接着性の高いプライマ層を設けてもよいし、光偏向要素５にプライマ層の作用を付加してもよい。あるいは、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
【００７５】
なお、光取出しシート７についての代表的な例を説明してきたが、本実施形態の光学特性を達成することができれば上記以外の材料や構造、プロセスなどを使用して作製することも可能である。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（比較例１）
ＥＬ素子１０１を、そのガラス表面に光取出しシート７を貼らず、単体のものを比較例とした。
［実施例］
厚さ１８８μｍの透明ＰＥＴ基材上に、光偏向要素５のパターンを形成させる屈折率１．５０のＵＶ硬化性アクリル系樹脂を塗布し、光偏向要素５の形状に切削したシリンダー金型を使用して紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらＵＶ光を透明ＰＥＴ側から露光することにより、ＵＶ硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、透明ＰＥＴフィルムから金型を剥離することにより、光取出しシート７を作製した。得られた光取出しシート７を、粘着剤を介してＥＬ素子１０１に貼り合わせることにより、測定サンプルとした。
以下、各実施例は下記のパラメータに基づいて作製し、各実施例で作製した各光取出しシート７を、それぞれ本実施形態によるＥＬ素子１０１に貼り合わせ、積算光量および色度を測定した。結果を各表に示す。ここで相対光量、相対色差とは、比較例１における値を１．００としたときの値である。
（実施例１）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を０．３とした。
（実施例２）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を０．３５とした。
（実施例３）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を１．７とした。
（実施例４）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を５．７とした。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１より、凸状面４０ａ，５０ａの高さｆ（ｘ）の変位ｘにおける微分値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値の最大値を０．３５より大きい値にすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００７９】
（実施例５）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を２０とした。
（実施例６）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を８０とした。
（実施例７）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を１６０とした。
【００８０】
【表２】
【００８１】
表２より、凸状面４０ａ，５０ａの高さｇ（ｘ）の変位ｘにおける微分値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値の最大値を２０より大きい値にすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００８２】
（実施例８）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０とした。
（実施例９）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０．３とした。
（実施例１０）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０．６とした。
（実施例１１）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝１．０とした。
【００８３】
【表３】
【００８４】
表３より、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるｐの値を０よりも大きくすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００８５】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、光源にＥＬ素子１０１を用いた発光構造体１００としたが、これを単なる照明装置とするのではなく、図示しない駆動回路によりＥＬ素子１０１を画素駆動させ、これによって画像等の情報を表示するディスプレイ装置として構成することもできる。
また、液晶駆動の画像表示素子の背面に上記の照明装置を配置して、液晶ディスプレイ装置を構成することもできる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ…第一の基板、１Ｂ…第二の基板、２…発光層、３…陽極、４…陰極、５…光偏向要素、６…接着層、７…光取出しシート、７ａ…表面、８…基材、１０…照明装置、４０…第一の単位レンズ、４０ａ，５０ａ…凸状面、５０…第二の単位レンズ、１００…発光構造体（光源）、１０１…ＥＬ素子、１０１ａ…出射面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）、及びＥＬ素子を用いた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図１１に示すように、有機ＥＬ素子２０１は、透光性の基板２０６Ａ、２０６Ｂ間に、蛍光有機化合物を含む発光層２０２を、陽極２０４と陰極２０５とで挟んだ構造を有する。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層２０２に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光に至る。
【０００３】
従来、ＥＬ素子２０１において、発光層２０２から出射した光Ｂ１は、一部が出射光Ｂ２となって出射面２０１ｆから出射されるが、大部分は出射面２０１ｆで反射し、発光層２０２に再度入射する光Ｂ１２となる。光Ｂ１２は照射方向Ｆに偏向されないため、光Ｂ１２は損失してしまう。このときの光の外部取り出し効率は、一般に２０％程度と言われている。そのため、高輝度が必要となればなるほど、より多くの投入電力が必要となるという問題があり、また、この場合、素子に及ぼす負荷が増大し、素子自体の信頼性を低下させる。
また、ＥＬ素子２０１において、発光層２０２から出射した光Ｂ１は、出射角度により色度が変化するため、出射光の出射角度による色度変化を抑制するのが好ましい。
【０００４】
ここで、光の外部取り出し効率やＥＬ素子の色差を改善する従来の方法として、プリズムなどの構造を形成する方法や、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法、基板に微細なマイクロレンズエレメントを形成し、全反射によりロスしている光線を外部に取り出すという方法がある（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、プリズムなどの構造を形成する方法では、以下の問題がある。
プリズムなどの直線形状が大部分を形成する構造では、直線形状により傾斜角度が一定となるため、特定の角度領域の光を効率良く外部へ取り出すことが可能となる。しかし、上述の角度領域以外の光は、光の外部取り出し効率が小さくなり、総合的には、外部取り出し効率が小さくなる問題が生じる。また、ＥＬ素子２０１の出射角度による色度座標の変化は、プリズム形状だと傾斜角度が一定であるため、特定の角度の入射光を特定の角度の出射光へと偏向するため、色度の角度による変化への改善効果は低い。
【０００７】
また、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法では、以下の問題がある。
フィラーを塗布して、凹凸面を形成する場合、凹凸面の形状はフィラーの隆起の度合いにより決定されるため、高精度な凹凸面の形成ができない。そのため、凹凸面に光を制御する充分な形状を形成することが出来ない問題が生じる。例えば、フィラーを隆起することで略半円形状を形成しようとした場合、フィラーの隆起が不十分となり略半球形状の一部分のみ形成される。すなわち、略半球形状の高さと、幅の比をアスペクト比（高さ／幅）とした場合、アスペクト比が小さくなってしまうため、結果として外部取り出し効率小さくなる問題が生じる。
【０００８】
さらに、マイクロレンズを形成する方法では以下の問題がある。
マイクロレンズは、上述の拡散フィラーと比較して、高精度に成形することが可能であり、アスペクト比を大きくして、略半球形状を成形することが可能である。しかし、ＥＬ素子２０１の発光層２０２からの光は等方的であるため、マイクロレンズは略半球型が好ましいが、略半球型のマイクロレンズでは、基板面全体を埋めることは出来ず、平坦面が発生する。平坦面が発生すると、図１１に示す光Ｂ１２が発生し、照射方向Ｆに出射しないため、光の利用効率が低下する。
また、六方配置のような最密構造が最も面全体を埋めることが可能であるが、このような形状を作成する場合、さらに高精度な成形が要求され、マイクロレンズの重なりなどの不具合が発生しやすい。また、隙間が少ない状態でマイクロレンズを成形すると、各マイクロレンズ間のわずかな隙間の距離のズレがマクロなムラとして見えてしまうので、好ましくない。そのため、実質的な面積率は７６％前後となる。結果として、約２４％は平坦面があるため、光の外部取り出し効率が不十分となる問題が発生する。
以上のように、従来の技術は、光取り出し効率の向上を図る上でも、射出光の射出角度による色度変化を抑制する上でも、十分なものとはいえなかった。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率の最適化を行い光取り出し効率の向上を図るとともに、出射光の出射角度による色度座標の変化を改善することのできる照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第一の態様である照明装置は、光源と、光源から入射された光を予め定められた方向に導く導光体と、を備え、導光体は、光源からの光が入射される入射面と、入射面から入射した光を出射する出射面と、出射面上に、入射面から入射した光が出射面から外部に出射されるよう導く光取出しシートと、を備え、光取出しシートは、断面凸状で第一の方向に連続し、第一の方向に直交する方向に略等間隔に複数配列された第一の単位レンズと、断面凸状で第一の方向と直交する第二の方向に連続し、第一の方向に略等間隔に複数配列された第二の単位レンズと、を備えていることを特徴とする。
このような構成において、互いに直交する第一の単位レンズと第二の単位レンズを備えた光取出しシートにより、導光体の出射面からの光の出射方向を変化させることで、光の取出し効率を高めるとともに、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。
【００１０】
本発明の照明装置においては、第一の単位レンズと第二の単位レンズが出射面状で格子状に形成されてもよい。
【００１１】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの配列方向に沿った変位をｘとし、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおける変位ｘの中点をｘ＝０、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズのレンズ幅をＬとして、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数をｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）としたとき、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおいて凸状面の出射面を基準とした断面形状Ｌ（ｘ）が、下記［数１］、［数２］、［数３］を満たすようにしてもよい。
【数１】
【数２】
【数３】
【００１２】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数ｆ（ｘ）が、［数４］、［数５］、［数６］を満たすようにしてもよい。
【数４】
【数５】
【数６】
【００１３】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの凸状面の出射面からの高さを表す関数ｇ（ｘ）が、［数７］、［数８］、［数９］、［数１０］を満たすようにしてもよい。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００１４】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズのレンズ幅をＬ、レンズ高さをＨとして、［数１１］を満たすようにしてもよい。
【数１１】
【００１５】
本発明の照明装置において、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズの最大傾斜角をθとして、［数１２］を満たすようにしてもよい。
【数１２】
【００１６】
本発明の照明装置において、光源がＥＬ素子であってもよい。
【００１７】
本発明の第二の態様であるディスプレイ装置は、本発明の照明装置を具備し、ＥＬ素子が画素駆動されるよう構成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第三の態様は、画像表示素子を具備してなる液晶ディスプレイ装置であって、画像表示素子の背面に、本発明の照明装置を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、互いに直交する第一の単位レンズと第二の単位レンズを備えた光取出しシートにより、導光体の出射面からの光の出射方向を変化させることで、光の取出し効率を高めるとともに、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。これにより、光取り出し効率の最適化を行い、光取り出し効率の向上を図るとともに、出射光の出射角度による色度座標の変化を改善することができる。
【００２０】
また、第一の単位レンズおよび第二の単位レンズにおいて凸状面の出射面を基準とした高さが、ｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）で定義される異なる二種類の関数で表されるハイブリッド形状とすることで、光の外部取出し効率、出射角度による色度座標の変化を改善することが可能となる。
【００２１】
さらに、上記の照明装置を組み込んだディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置においては、光の利用効率および表示性能に優れる製品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の照明装置の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の光取出しシートの一実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図４】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図５】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図６】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図７】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を示す説明図である。
【図８】本発明の光取出しシートの単位レンズの凸状面の高さ形状を変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図９】本発明の光取出しシートのレンズ幅に対するレンズ高さを変更したときの相対光量と相対色差を説明する図である。
【図１０】本発明の光取出しシートの最大傾斜角度を変更したときの相対色差を説明する図である。
【図１１】従来のＥＬ素子の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
図１は本実施形態に係る照明装置１０の構成を示す図である。
照明装置１０は、ＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）１０１と、ＥＬ素子１０１に積層された光取出しシート７、とを備えて構成されている。
【００２５】
図１に示すように、ＥＬ素子１０１は、第一の基板１Ａと、第二の基板１Ｂと、発光層２と、陽極３と、陰極４となどを含んで構成されている。なお、光取出しシート７において、ＥＬ素子１０１に対向する面から反対側の面に向かう方向を照射方向Ｆとする。
【００２６】
発光層２の一方の面には陽極３が形成され、他方の面には陰極４が形成されている。発光層２は、陽極３と陰極４に電圧を印加することにより発光するものである。これら発光層２と陽極３と陰極４を含んで発光構造体（光源）１００が構成されている。発光構造体１００としては、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
【００２７】
発光層２は、白色発光層とすることもあり、或いは、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層とすることもある。白色発光層とする場合には、この発光層２の構成を、例えば、ＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ３／フッ化リチウム／陰極としてＡｌ、という構成とすればよい。
【００２８】
ただし、この構成に限定されるものではなく、発光層２から出射する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることによりフルカラー表示が可能となる。
【００２９】
第一の基板１Ａは、陽極３において発光層２側の面と反対側の面に形成されている。第二の基板１Ｂは、陰極４において発光層２側の面と反対側の面に形成されている。
【００３０】
第一の基板１Ａ及び第二の基板１Ｂの材料としては、種々のガラス材料を用いることができる他に、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：Polymethyl methacrylate）、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック材料、あるいはアルミニウムなどの金属材料を用いることもでき、更にその他の様々な材料を用いることができるが、特に好ましいのは、シクロオレフィン系のポリマーであり、このポリマーは、加工性、及び、耐熱、耐水性、光学透光性等の材料特性のすべてにおいて優れたものである。
【００３１】
また、第一の基板１Ａは、発光構造体１００（発光層２）からの光をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を５０％以上とすることのできる材料で形成することが好ましい。
【００３２】
光取出しシート７は、第一の基板１Ａにおいて陽極３側の面と反対側の面に接着層６を介して設けられている。このような接着層６を構成する粘・接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。いずれの場合も、高温である光源に隣接して使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に光取出しシート７と第一の基板１Ａがずれてしまう可能性がある。光取出しシート７と第一の基板１Ａが大きくずれてしまうと、光取出しシート７に発光層２からの光が効率よく入射しないため、光の利用効率が低下してしまう。
【００３３】
また、安定的に発光層２と光取出しシート７との間隙を確保するために、接・粘着剤の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。また、粘接着剤は両面テープ状のものでもよいし、単層のものでもよい。
【００３４】
光取出しシート７は、発光層２からの光を偏向して、照射方向Ｆに出射して光の外部取り出し効率を向上する機能を有する。光取出しシート７は、第一の基板１Ａと反対側に臨む表面７ａに、複数並べられた光偏向要素５を有している。
言い換えれば、ＥＬ素子１０１は、第一の基板１Ａと、第一の基板１Ａの一方の面に設けられ、陽極３と陰極４とに挟まれた発光層２とを備えている。第一の基板１Ａの他方の面に光取出しシート７が設けられ、光取出しシート７は、表面７ａに並べられた光偏向要素５とを有している。
【００３５】
図２に示すように、光取出しシート７の光偏向要素５は、発光層２から出射される光Ｂ０を偏向して照射方向Ｆに偏向するための第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０とから構成されている。これら第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０は、基材８上に別体として配置したものであってもよいし、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０と基材８を一体成型したものであってもよい。
【００３６】
光偏向要素５は、光透過性の基材８の一方の面、即ち照射方向Ｆの下流側の面（以下、「表面」と称する。）８ａに、一方向に沿って互いに平行に配列された第一の単位レンズ４０と、第一の単位レンズ４０と交差する方向に沿って互いが平行に配列された複数の第二の単位レンズ５０とが形成されたレンズアレイ構成を有している。
レンズアレイを構成する第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０としては、例えば、凸状面４０ａ、５０ａの断面形状が多項式近似曲線で与えられる非円弧形状を有するレンズが挙げられる。図２（ａ）は、第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０の断面形状が凸状の非円弧状レンズ形状とした場合の斜視図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、基材８および光偏向要素５の断面形状の断面を示した図である。
【００３７】
図１に示すように、発光層２から出射した光Ｂ０は、第一の基板１Ａを透過し（光Ｂ１）、光偏向要素５に入射する。
光偏向要素５に入射した光Ｂ１の一部は、光偏向要素５の出射面から外部へ出射される出射光Ｂ２となり、照射方向Ｆに出射される。このとき、光偏向要素５の形状を変化させて、出射光Ｂ２の出射方向を変化させることで、出射角度による色度の変化を抑制することが可能となる。
【００３８】
第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０は互いに交差するように配列することが望ましい。もし、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０が、互いに交差することなく一方向に延在する帯状を呈した場合、延在する一方向に関しては、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は傾斜角を有していない、すなわち平面状の効果と同等となり、図１１に示す光Ｂ１２のように、外部に取り出すことが出来ない光となり、光の外部取り出し効率が小さくなる課題を解決できない。
そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、断面を凸状のレンズ形状とし、かつ一方向に延在する帯状を呈し、さらに、互いに交差するように配列することで、２次元方向に対して傾斜角を設けることが可能となる。このようにすると、光の取出し効率が大きくなり、好ましい。
【００３９】
さらに、上述のように、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０とを互いに交差するように配列することで、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０が照射方向Ｆに出射する光の配光分布を２次元方向に調整することが可能となる。そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０を任意の形状に設定することで、出射光を対称な配光分布にし、あるいは、出射角度による色差を改善することが可能となるため好ましい。
【００４０】
ＥＬ素子１０１を照明用途として用いる場合は、少なくとも２次元的に配光分布を調整する必要がある。その理由として、例えば照明装置の設置場所によっては、ある特定方向には照射する必要がない、例えば、広い配光分布ではなく正面方向の輝度向上が要求されるようなことがあるからである。また、光偏向要素５に入射する光Ｂ１が、非対称な配光分布になる場合で、かつ照明装置から出射される光の配光分布が、対称な配光分布であることが要求される場合、照明装置から出射される光の配光分布を１次元方向のみの調整で対称な配光分布にすることは困難であるため、２次元方向の調整が可能な本発明の構成が好ましい。
【００４１】
また、本発明の構成のように、第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０を略直交して配列した形状では、光を２次元的に広げるために、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となり、照明装置の軽量化、薄型化、低コスト化を図ることも可能である。
【００４２】
特に、発光層２から出射される光は、配光分布が広く発散した指向性を有する光である。そのため、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０は、上述の広い配光分布を照射方向Ｆに偏向するように設計することが好ましい。
【００４３】
図２（ｂ）に示すように、第一の単位レンズ４０は、第一の方向Ｑ１に沿って配列され、基材８の表面８ａに接触するレンズ部の幅をＬ１とし、表面８ａから凸状面４０ａの頂部までの高さをＨ１とし、第一の単位レンズ４０の頂部間の距離をＰ１とし、表面８ａに対する最大傾斜角度をθ１とする。
また、図２（ｃ）に示すように、第二の単位レンズ５０は、第二の方向Ｑ２に沿って配列され、表面８ａに接触する底部の幅をＬ２とし、表面８ａから凸状面５０ａの頂部までの高さをＨ２とし、第二の単位レンズ５０の頂点間の距離をＰ２とし、表面８ａに対する最大傾斜角をθ２とする。
【００４４】
また、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の形状は、同じでもよいし、異なっていてもよい。直交する第一の単位レンズ４０と第二の単位レンズ５０の形状を異なる形状にすることにより、光偏向要素５に入射した光Ｂ１が、照射方向Ｆに出射する際に光の配向分布を２次元に調整することが可能となる。
【００４５】
さらに、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凸状面４０ａ、５０ａの断面形状は、多項式近似曲線で近似される非円弧形状以外にも多角形状、完全な半円形状（円弧状レンズ）、半楕円形（楕円面レンズ）や放物線形（放物面レンズ）などの非半円形状（いわゆる２次の非円弧状形状）のもの、さらには、２次以降の項を有する高次非円弧形状のもの、高次非円弧形状と多角形形状を組み合わせたものでもよく、その組み合わせ方は自由である。
ここで、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の断面形状を、多角形状と非円弧形状とを組み合わせることにより、レンズ側面の適切な傾きをもった面積を調整することができるため、より高次に出射光の光線方向を調整することが可能となる。また、レンズ側面の傾き（基材８の表面に対する凸状面４０ａ、５０ａの角度）を複数有する形状にすることにより、光取出しシート７からの出射角度がレンズ側面の傾きにより変化するため、出射光の色の角度依存性を制御することが可能となる。さらには、レンズ頂点に曲面を有するレンズ形状にすることにより、耐擦性の向上が見込まれる。
【００４６】
次に、ＥＬ素子１０１の光の外部取り出し効率、出射角度による色度の変化を改善するような第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の詳細形状について説明する。
【００４７】
図３（ａ）は、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向の一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２とし、第一の単位レンズ４０における方向Ｑ１に沿って測った変位をｘおよび第二の単位レンズ５０における方向Ｑ２に沿った変位をｘとし、さらに第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０において凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａからの高さをｆ（ｘ）としたときの、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凸状面４０ａ，５０ａの断面形状を示すグラフである。このグラフに示された単位レンズの断面形状は三角形となっている。
図３（ｂ）は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）をｘについて微分したｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値であり、断面形状が三角形であるため、ｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値は、一定の値となる。また、図３（ｃ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の断面ｆ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値であり、断面形状が三角形状であるため、ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値は０となる。
【００４８】
図４（ａ）および図４（ｂ）に、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値を変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図４（ａ）の横軸は、断面形状ｆ（ｘ）をｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。相対光量とは、ＥＬ素子１０１に光取出しシート７を使用しないときの光の積算光量を１．００としたときの値である。図４（ｂ）の横軸は、断面形状ｆ（ｘ）をｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
【００４９】
図４（ａ）において、相対光量は、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１．４になるまで増加し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１．４より大きくなると徐々に低下するが、概ね１．３以上に保持されている。
ＥＬ素子１０１から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光ほど出射面界面で全反射されてＥＬ素子内部に戻される光量が増加し、ＥＬ素子外部への光の取出し効率は低下する。ＥＬ素子１０１の出射面１０１ａに光偏向要素５を設けることにより、出射面界面で全反射されていたＥＬ素子から出射した出射角度が大きい出射光が偏向されＥＬ素子外部へ出射されるようになるため外部取出し効率は向上する。
【００５０】
図４（ｂ）において、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが大きくなるにつれ、つまり、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の傾斜角が大きくなるほど、ＥＬ素子から出射された出射角度が大きい出射光を正面方向へ偏向し、拡散させる効果が大きくなるため、相対色差は改善する。
しかし、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値が５．６７以上になると、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角が８０度以上となり、金型の作製やシートの作製が困難となるため、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は５．６７以下であることが好ましい。
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である０．３５≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦５．６７の範囲内であることが好ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上である１．７≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦５．６７の範囲内であることが好ましい。
【００５１】
図５（ａ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２としたときの、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状をｇ（ｘ）としたとき、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が、高次多項式ｇ（ｘ）で近似される非円弧形状である場合の断面形状を示すグラフである。
図５（ｂ）は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）をｘについて微分したｄｇ（ｘ）／ｄｘの絶対値、図５（ｃ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の断面ｇ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値を示すグラフである。
【００５２】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値を変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図６（ａ）の横軸は、断面形状ｇ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。相対光量の定義は図４（ａ）におけるものと同様である。図６（ｂ）の横軸は、断面形状ｇ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
図６（ａ）において、相対光量は、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが増加するにつれ、徐々に増加する。図６（ｂ）において、相対色差は、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値が大きくなるにつれ低下する。
【００５３】
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘは、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）の傾斜角の変化の割合を表す値であり、下記数１３を満足することが望ましい。つまり、ｘが０より小さい領域では単調増加、ｘが０より大きい領域では単調減少するような、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部における傾きの変化の割合よりも端部における傾きの変化の割合が小さい形状が好ましい。傾きの変化の割合が第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部より端部において大きくなると、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状は円弧形状に近くなり、ＥＬ素子１０１から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光を、正面方向へ拡散させる偏向効果を発現するレンズとしての領域が狭くなるためである。
また、｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが、変曲点を有することにより、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状は、レンズの頂点部に略平坦となる面を有するため、耐擦性が向上するため好ましい。
【００５４】
【数１３】
【００５５】
さらに、図４（ｂ）において前述したように、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｇ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが大きくなるほど、相対色差は改善し、かつ、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが、ｘが０より小さい領域では単調増加、ｘが０より大きい領域では単調減少することが望ましいことから、｜ｄｇ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘは、下記数１４を満たすことが好ましい。
【００５６】
【数１４】
【００５７】
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である２０≦｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１６０の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上であり、相対色差の改善効果が略一定となる５０≦｜ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１６０の範囲内であることが望ましい。
【００５８】
図１１において、発光層２から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光ほど、出射面界面で全反射され、ＥＬ素子１０１内部に戻される光量が増加し、ＥＬ素子１０１外部への光の取り出し効率は低下する。したがって、発光層２から出射する光Ｂ２の光量を増加させるためには、発光層２から出射した光Ｂ１のうち、第一の基板１Ａから出射する角度の大きい光を出射面１０１ａから照射方向Ｆ側へ出射光Ｂ２として取り出す必要がある。ＥＬ素子１０１の出射面１０１ａに光偏向要素５を設けることにより、出射面界面で全反射されていたＥＬ素子１０１から出射した出射角度が大きい出射光が偏向されＥＬ素子１０１の外部へ出射されるようになるため外部取出し効率は向上する。
また、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０に入射する光のうち、入射角度が大きい光を出射面１０１ａから照射方向Ｆ側へ偏向拡散させる効果は、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状における傾斜角が大きくなるほど強くなり、相対色差が改善する。
さらに、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の中心部における傾きの変化の割合よりも端部における傾きの変化の割合が小さい断面形状である方が、発光層２から出射した光のうち、出射角度が大きい出射光を、正面方向へ拡散させる偏向効果を発現するレンズとしての領域が多くなるため、相対色差は改善する。
以上の理由から、傾斜角が大きく、レンズ端部での傾斜角の変化の少ない、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が関数ｆ（ｘ）を満足するような三角形状の断面を有する単位レンズが好ましいが、断面形状が三角形状であると、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０を占有する傾斜角が一定となるデメリットがある。したがって、より相対色差の改善効果を上昇させるには、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状が関数ｇ（ｘ）を満足するような、高次多項式曲線で表される非円弧形状と三角形状とのハイブリッド形状とされることが好ましい。
【００５９】
図７および図８を用いて、上述のハイブリッド形状の断面を有する単位レンズについて説明する。
図７（ａ）は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の幅方向一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２とし、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０の配列方向に沿って測った変位をｘとしたときの、凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状Ｌ（ｘ）を示すグラフである。
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状を示す関数Ｌ（ｘ）は、−Ｌ／２＜ｘ＜Ｌ（ｐ−１）／２，Ｌ（１−ｐ）／２＜ｘ＜Ｌ／２の領域においては、三角形状を表す関数ｆ（ｘ）であり、Ｌ（ｐ−１）／２＜ｘ＜Ｌ（１−ｐ）／２の領域では、高次多項式曲線を表す関数ｇ（ｘ）とされている。
図７（ｂ）は、断面形状Ｌ（ｘ）をｘについて微分したｄＬ（ｘ）／ｄｘの絶対値、図７（ｃ）は、断面形状Ｌ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２Ｌ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値をそれぞれ示すグラフである。
【００６０】
図８（ａ）および図８（ｂ）に、断面形状Ｌ（ｘ）におけるｐ（三角形状と非円弧形状との切り替え点を規定する変数）の値を、０＜ｐ＜１の領域で変化させたときの相対光量および相対色差をそれぞれ示す。
図８（ａ）の横軸は、関数Ｌ（ｘ）における変数ｐを変化させたときの値、縦軸は相対光量である。相対光量の定義は上述のものと同様である。ここで、ｐ＝０のとき、Ｌ（ｘ）＝ｇ（ｘ）となり、ｐ＝１のとき、Ｌ（ｘ）＝ｆ（ｘ）となる。
図８（ｂ）の横軸は、関数Ｌ（ｘ）におけるｐを変化させたときの値、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。
図８（ａ）において、ｐの値が大きくなるにつれ、すなわち、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０を占有する関数ｆ（ｘ）の領域が増加するにつれ、相対光量が増加する。
図８（ｂ）において、相対色差は、ｐの値が０．６までは低下するが、さらにｐの値が大きくなると、相対色差も増加する。
このように、凸状面４０ａ，５０ａの断面形状を、関数ｆ（ｘ）で表される三角形状と、関数ｇ（ｘ）で表される非円弧形状とのハイブリッド形状にすることにより、傾斜角が大きく、かつレンズの幅方向端部における傾斜角の変化が少ない断面形状となるため、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０領域内で光の出射方向を制御することが可能となるため、相対色差は改善される。
【００６１】
以上の理由から、凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした断面形状Ｌ（ｘ）における関数ｆ（ｘ）の割合（すなわち変数ｐの値）を増加させることにより、相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対色差の減少率が１０％以上である０．２＜ｐ＜１．０の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が２０％以上である０．３＜ｐ＜１．０の範囲内であることが望ましい。
【００６２】
図９（ａ）および図９（ｂ）に、第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０におけるレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌを変化させたときの相対光量および相対色差の推移をそれぞれ示す。
【００６３】
図９（ａ）の横軸は、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は、相対光量である。相対光量の定義は上述のものと同様である。図９（ｂ）の横軸はレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は、光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量を１．００としたときの相対色差である。
【００６４】
レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなるに従い、相対光量は上昇し、相対色差が小さくなるので、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌは大きい方が好ましいが、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなると光取出しシート７の作製が困難となるため、色差の変化量が２０％以上改善し、かつ作製が困難とならないようにする観点からは、０．３０＜Ｈ／Ｌ＜２．０の範囲内であることが好ましい。照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が５０％以上改善する、０．８＜Ｈ／Ｌ＜２．０の範囲内であることが好ましい。
【００６５】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に、に第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の最大傾斜角度θ１，θ２を変化させたときの相対光量および相対色差の推移をそれぞれ示す。
【００６６】
図１０（ａ）の横軸は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角θ１，θ２、縦軸は、相対光量であり、その定義は上述のものと同様である。図１０（ｂ）の横軸は、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０における最大傾斜角θ１，θ２、縦軸は、光取出しシート７を使用しないときの、測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量を１．００としたときの相対色差である。
【００６７】
最大傾斜角θ１，θ２が大きくなるに従い、相対色差が小さくなるので、最大傾斜角は大きい方が好ましいが、最大傾斜角が大きくなると光取出しシート７の作製が困難となるため、相対色差の改善率が２０％以上であり、かつ作製が困難とならないようにする観点からは、最大傾斜角θ１，θ２は、４５度以上８０度以下の範囲内であることが好ましい。照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が３０％以上改善する、６０度以上８０度以下の範囲内であることが好ましい。
【００６８】
また、光取出しシート７の基材表面８ａに第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０のレンズ高さＨより高いレンズ高さを有するマイクロレンズアレイを形成していてもよく、マイクロレンズアレイを形成することにより、光取出しシート７における最も高さの高い位置がマイクロレンズ形状となり、障害物と接触する際、点接触となるため耐擦性が向上する。
【００６９】
光取出しシート７を成型する材料としては、発光層２から出射される光の波長に対して光透過性を有するものが使用され、例えば、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を使用することができる。
この材料の例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ（アクリルとスチレンの共重合体）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が挙げられる。
【００７０】
また、用途により、透明樹脂中に微粒子を分散させて使用してもよい。透明樹脂中に微粒子を分散させることにより、光取出しシート７に入射した光が照射方向Ｆに出射する際、より拡散性が上昇するため、色度の視野角度による変化を改善することが可能であり、また、照明装置として使用した際、欠陥が観測されにくくなる利点が挙げられる。
この微粒子としては無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ、酸化チタン等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン一テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら微粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００７１】
そして、光取出しシート７は、このような材料を金型に流し込み凝固されることで成型される。この金型の作製方法としては、金型に対して各種レンズ形状を有する切削工具を用いて切削し、断面形状が第一の単位レンズ４０および第二の単位レンズ５０の凹凸部に対応する部分を作製する。
また、このような金型で光取出しシート７を作製する方法の他、第一の単位レンズ４０や第二の単位レンズ５０、基材８の形成法としては熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂と上記の形状が賦形した金型を用いて、押出し成型や出射成型、ＵＶ成型法などで成型することができる。この際、第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０及び基材８を別体として成型してもよいし、一体品として成型してもよい。また第一の単位レンズ４０、第二の単位レンズ５０及び基材８を成型する場合には、内部にフィラーなど拡散剤を分散させ、成型することもできる。
【００７２】
また帯電防止剤として、導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ（以下、ＡＴＯ）や、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の超微粒子を分散させてもよい。帯電防止剤を分散することで、光取出しシート７の防汚性を向上することが可能となる。
【００７３】
ＵＶ成型法のような、光偏向要素５が基材８を別体にて成型する場合は、基材８は透明なフィルムであり、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂の延伸又は未延伸フィルムを使用することができる。
基材８の厚みは、基材８がもつ剛性にもよるが、５０〜３００μｍのものが、加工性等の取扱い面から見て好ましい。
【００７４】
また、光偏向要素５が基材８と強固に接着しなかったり、寒熱、吸脱湿等の外的影響で接着力が低下したりするときは、光偏向要素５が基材８との間に、両材料に対して接着性の高いプライマ層を設けてもよいし、光偏向要素５にプライマ層の作用を付加してもよい。あるいは、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
【００７５】
なお、光取出しシート７についての代表的な例を説明してきたが、本実施形態の光学特性を達成することができれば上記以外の材料や構造、プロセスなどを使用して作製することも可能である。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
（比較例１）
ＥＬ素子１０１を、そのガラス表面に光取出しシート７を貼らず、単体のものを比較例とした。
［実施例］
厚さ１８８μｍの透明ＰＥＴ基材上に、光偏向要素５のパターンを形成させる屈折率１．５０のＵＶ硬化性アクリル系樹脂を塗布し、光偏向要素５の形状に切削したシリンダー金型を使用して紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらＵＶ光を透明ＰＥＴ側から露光することにより、ＵＶ硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、透明ＰＥＴフィルムから金型を剥離することにより、光取出しシート７を作製した。得られた光取出しシート７を、粘着剤を介してＥＬ素子１０１に貼り合わせることにより、測定サンプルとした。
以下、各実施例は下記のパラメータに基づいて作製し、各実施例で作製した各光取出しシート７を、それぞれ本実施形態によるＥＬ素子１０１に貼り合わせ、積算光量および色度を測定した。結果を各表に示す。ここで相対光量、相対色差とは、比較例１における値を１．００としたときの値である。
（実施例１）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を０．３とした。
（実施例２）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を０．３５とした。
（実施例３）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を１．７とした。
（実施例４）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値を５．７とした。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１より、凸状面４０ａ，５０ａの高さｆ（ｘ）の変位ｘにおける微分値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値の最大値を０．３５より大きい値にすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００７９】
（実施例５）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を２０とした。
（実施例６）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を８０とした。
（実施例７）
凸状面４０ａ，５０ａの断面形状ｇ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を１６０とした。
【００８０】
【表２】
【００８１】
表２より、凸状面４０ａ，５０ａの高さｇ（ｘ）の変位ｘにおける微分値ｄ２ｇ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値の最大値を２０より大きい値にすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００８２】
（実施例８）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０とした。
（実施例９）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０．３とした。
（実施例１０）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝０．６とした。
（実施例１１）
凸状面４０ａ，５０ａの出射面１０１ａを基準とした高さ形状Ｌ（ｘ）において、ｐ＝１．０とした。
【００８３】
【表３】
【００８４】
表３より、第一の単位レンズ４０，第二の単位レンズ５０におけるｐの値を０よりも大きくすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかである。
【００８５】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、光源にＥＬ素子１０１を用いた発光構造体１００としたが、これを単なる照明装置とするのではなく、図示しない駆動回路によりＥＬ素子１０１を画素駆動させ、これによって画像等の情報を表示するディスプレイ装置として構成することもできる。
また、液晶駆動の画像表示素子の背面に上記の照明装置を配置して、液晶ディスプレイ装置を構成することもできる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１Ａ…第一の基板、１Ｂ…第二の基板、２…発光層、３…陽極、４…陰極、５…光偏向要素、６…接着層、７…光取出しシート、７ａ…表面、８…基材、１０…照明装置、４０…第一の単位レンズ、４０ａ，５０ａ…凸状面、５０…第二の単位レンズ、１００…発光構造体（光源）、１０１…ＥＬ素子、１０１ａ…出射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から入射された光を予め定められた方向に導く導光体と、を備え、
前記導光体は、
前記光源からの光が入射される入射面と、
前記入射面から入射した前記光を出射する出射面と、
前記出射面上に、前記入射面から入射した前記光が前記出射面から外部に出射されるよう導く光取出しシートとを有し、
前記光取出しシートは、
断面凸状で第一の方向に連続し、前記第一の方向に直交する方向に略等間隔に複数配列された第一の単位レンズと、
断面凸状で前記第一の方向と直交する第二の方向に連続し、前記第一の方向に略等間隔に複数配列された第二の単位レンズとを有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第一の単位レンズと前記第二の単位レンズが前記出射面状で格子状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの配列方向に沿った変位をｘとし、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズにおける変位ｘの中点をｘ＝０、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズのレンズ幅をＬとして、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数をｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）としたとき、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズにおいて前記凸状面の前記出射面を基準とした断面形状Ｌ（ｘ）が、［数１］、［数２］、［数３］を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【数１】
【数２】
【数３】
【請求項４】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数ｆ（ｘ）が、［数４］、［数５］、［数６］を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
【数４】
【数５】
【数６】
【請求項５】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数ｇ（ｘ）が、［数７］、［数８］、［数９］、［数１０］を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【請求項６】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズのレンズ幅をＬ、レンズ高さをＨとして、［数１１］を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
【数１１】
【請求項７】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの最大傾斜角をθとして、［数１２］を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
【数１２】
【請求項８】
前記光源がＥＬ素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載の照明装置を具備してなるディスプレイ装置であって、
前記ＥＬ素子が画素駆動されるよう構成されてなることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１０】
画像表示素子を具備してなる液晶ディスプレイ装置であって、
前記画像表示素子の背面に、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置を配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項１】
光源と、
前記光源から入射された光を予め定められた方向に導く導光体と、を備え、
前記導光体は、
前記光源からの光が入射される入射面と、
前記入射面から入射した前記光を出射する出射面と、
前記出射面上に、前記入射面から入射した前記光が前記出射面から外部に出射されるよう導く光取出しシートとを有し、
前記光取出しシートは、
断面凸状で第一の方向に連続し、前記第一の方向に直交する方向に略等間隔に複数配列された第一の単位レンズと、
断面凸状で前記第一の方向と直交する第二の方向に連続し、前記第一の方向に略等間隔に複数配列された第二の単位レンズとを有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第一の単位レンズと前記第二の単位レンズが前記出射面状で格子状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの配列方向に沿った変位をｘとし、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズにおける変位ｘの中点をｘ＝０、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズのレンズ幅をＬとして、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数をｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）としたとき、
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズにおいて前記凸状面の前記出射面を基準とした断面形状Ｌ（ｘ）が、［数１］、［数２］、［数３］を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【数１】
【数２】
【数３】
【請求項４】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数ｆ（ｘ）が、［数４］、［数５］、［数６］を満たすことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
【数４】
【数５】
【数６】
【請求項５】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの凸状面の前記出射面からの高さを表す関数ｇ（ｘ）が、［数７］、［数８］、［数９］、［数１０］を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【請求項６】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズのレンズ幅をＬ、レンズ高さをＨとして、［数１１］を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
【数１１】
【請求項７】
前記第一の単位レンズおよび前記第二の単位レンズの最大傾斜角をθとして、［数１２］を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
【数１２】
【請求項８】
前記光源がＥＬ素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載の照明装置を具備してなるディスプレイ装置であって、
前記ＥＬ素子が画素駆動されるよう構成されてなることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１０】
画像表示素子を具備してなる液晶ディスプレイ装置であって、
前記画像表示素子の背面に、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置を配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８４３７５（Ｐ２０１３−８４３７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１９１９（Ｐ２０１１−２２１９１９）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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