(57)【要約】【課題】光取り出し効率を向上させることができるＥＬ素子、及び、このＥＬ素子を用いた表示装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】陽極３と陰極４とに挟持された発光２が透光性基材１Ａの一方の面側に配されてなり、発光層２が放出した光を透光性基材１Ａを介して出射するＥＬ素子１０において、透光性基材１Ａの一方の面の反対側の他方の面に、複数の微細単位レンズ５ｂをシート状基材５ａに配列してなるマイクロレンズシート５を積層し、該マイクロレンズシート５のうち微細単位レンズ５ｂに光拡散微粒子を含有させる。【選択図】図１
2010212204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極とに挟持された発光層が透光性基材の一方の面側に配されてなり、前記発光層が放出した光を前記透光性基材を介して出射するＥＬ素子において、
前記透光性基材の前記一方の面の反対側の他方の面に、複数の微細単位レンズをシート状基材に配列してなるマイクロレンズシートが積層され、
前記微細単位レンズに光拡散微粒子が含有されていることを特徴とするＥＬ素子。
【請求項２】
前記光拡散微粒子の含有量が、前記微細単位レンズの重量に対して１０重量％とされていること特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項３】
前記微細単位レンズに蛍光材料が含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＬ素子
【請求項４】
前記微細単位レンズの平均直径をＰ１、平均高さをＴ１とし、
前記マイクロレンズシートの正面視における前記微細単位レンズの合計面積をＳ１とし、
前記マイクロレンズシートの正面視の面積から前記微細単位レンズの合計面積Ｓ１を除いた部分の面積をＳ２とした際に、
０．３≦（Ｔ１／Ｐ１）≦（Ｓ１／Ｓ２）
の関係が成立する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ＥＬ素子。
【請求項５】
前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型の球面形状である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ＥＬ素子。
【請求項６】
前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型の非球面形状である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ＥＬ素子。
【請求項７】
前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型をなし、該突出方向に沿った断面視におけるレンズ面の輪郭が直線部と曲線部とから構成されている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ＥＬ素子。
【請求項８】
前記微細単位レンズが、ピッチをランダムにして配列されてい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ＥＬ素子。
【請求項９】
前記微細単位レンズが、絵柄状に配列されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のＥＬ素子。
【請求項１０】
前記マイクロレンズシートの出射面側に光拡散部材が配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＥＬ素子。
【請求項１１】
前記マイクロレンズシートと前記光拡散部材とが粘着層を介して接合されていることを特徴とする請求項１０に記載のＥＬ素子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のＥＬ素子がバックライトとして用いられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のＥＬ素子が画素駆動されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１４】
画像表示素子の背面側に、請求項１から９のいずれか一項に記載のＥＬ素子を用いたバックライトが備えられたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【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、このＥＬ素子を用いた表示装置、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、ＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）は、透光性基材上に、蛍光有機化合物を含む発光層が、陽極と陰極とで挟持した状態で配置されることで構成されている。
そして、陽極と陰極とに直流電圧を印加し、発光層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、この励起子の失活する際の光の放出を利用することで発光する。
【０００３】
従来、上記のようなＥＬ素子においては、発光層が放射した光線が透光性基材から射出する際、一部の光線が透光性基材上において全反射して光のエネルギーにロスが生じてしまっていた。
この際の光の外部取り出し効率は、一般的に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投入電力を多く必要としてしまい、エネルギー効率が悪く、ＥＬ素子に及ぼす負荷が増大してＥＬ素子自体の信頼性が低下してしまうとともに、ＥＬ素子の寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００４】
これに対応すべく、光の外部取り出し効率を向上させる目的で素子基材となる透光性基材に微細な凹凸を形成するという手法が提案されている。
一例として、特許文献１には、透光性基材の一方の面に、複数のマイクロレンズエレメントを平面的に配列して成るマイクロレンズアレイを形成することが提案されている。
【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】
しかしながら上記従来の技術では、光取り出し効率の向上を図る上で十分なものとは言えず、製品に求められる高輝度を実現しようとすれば投入電力が多くなってしまっていた。したがって、省エネルギー、ＥＬ素子の信頼性及び長寿命化の観点から好ましいものではなかった。
【０００７】
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上させることができるＥＬ素子、及び、このＥＬ素子を用いた表示装置、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】
【０００８】
上記課題を解決するために以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るＥＬ素子は、陽極と陰極とに挟持された発光層が透光性基材の一方の面側に配されてなり、前記発光層が放出した光を前記透光性基材を介して出射するＥＬ素子において、前記透光性基材の前記一方の面の反対側の他方の面に、複数の微細単位レンズをシート状基材に配列してなるマイクロレンズシートが積層され、前記微細単位レンズに光拡散微粒子が含有されていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴のＥＬ素子によれば、光拡散微粒子が含有する微細単位レンズを配列したマイクロレンズシートを有しているため、発光層から放射されて透光性基材を通過した光は、マイクロレンズのレンズ面に到達する前に該マイクロレンズの内部にて十分に散乱させられる。したがって、マイクロレンズのレンズ面にて全反射して発光層側に返される光の割合を低減させることができる。
即ち、マイクロレンズ内で散乱されなければレンズ面にて全反射したであろう光が、該レンズ面に到達する前に多方向に分散させられるため、結果としてレンズ面にて全反射する光の割合が低減されるのである。
これによって、光取り出し効果を向上させることができ、正面輝度の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
また、上記のような光取り出し効果は、前記光拡散微粒子の含有量が前記微細単位レンズの重量に対して１０重量％とされている際に最も顕著となる。
【００１１】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記微細単位レンズに蛍光材料が含有されていることを特徴としている。
【００１２】
このような特徴のＥＬ素子によれば、上記光拡散微粒子に加えて微細単位レンズに蛍光材料を含有させたことにより、光線の角度による色味の変化を光拡散微粒子によって均一化するとともに蛍光材料によって波長変換を行なうことができる。これにより、所望の色味を有する出射光を得ることが可能となる。
【００１３】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記微細単位レンズの平均直径をＰ１、平均高さをＴ１とし、前記マイクロレンズシートの正面視における前記微細単位レンズの合計面積をＳ１とし、前記マイクロレンズシートの正面視の面積から前記微細単位レンズの合計面積Ｓ１を除いた部分の面積をＳ２とした際に、０．３≦（Ｔ１／Ｐ１）≦（Ｓ１／Ｓ２）の関係が成立することを特徴としている。
【００１４】
ここで、上記Ｔ１／Ｐ１が０．３未満の場合、レンズとしての効果がなく光取り出し効率が急激に低下するという問題が生じる。また、上記Ｓ１／Ｓ２がＴ１／Ｐ１未満の場合、マイクロレンズシートにおける微細単位レンズの影響量が少なくなり光取り出し効率が低下するという問題が生じる。この点、本発明に係るＥＬ素子においては、０．３≦（Ｔ１／Ｐ１）≦（Ｓ１／Ｓ２）の関係を満たすようにＥＬ素子が構成されているため、上記不都合を解消することができる。
【００１５】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型の球面形状であることが好ましい。
これによって、微細単位レンズに入射した光を正面方向に確実に集光することができ、正面輝度を向上させることが可能となる。
【００１６】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型の非球面形状であってもよい。
これによっても、微細単位レンズに入射した光を正面方向に確実に集光することができ、正面輝度を向上させることが可能となる。
【００１７】
本発明に係るＥＬ素子においては、 前記微細単位レンズが、前記シート状基材から突出する凸型をなし、該突出方向に沿った断面視におけるレンズ面の輪郭が直線部と曲線部とから構成されているものであってもよい。
これによって、微細単位レンズに入射した光を直線部及び曲線部により正面方向に集光することができるため、正面輝度を向上させることが可能となる。
【００１８】
本発明に係るＥＬ素子においては、微細単位レンズが、そのピッチをランダムにして配列されていてもよい。これによっても、光取り出し効率を高くして、光を出射することができる。
【００１９】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記微細単位レンズが、絵柄状に配列されているものであってもよい。
これによれば、微細単位レンズの配列により出射される光によって絵柄を表示することができる。
【００２０】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記マイクロレンズシートの出射面側に光拡散部材が配置されているものであってもよい。
【００２１】
このような特徴のＥＬ素子によれば、各微細単位レンズから出射された光を、光拡散部材によって拡散させることができる。これにより、光が様々な方向へ効率良く出射されるため、広い視野範囲を得ることができる。
【００２２】
本発明に係るＥＬ素子においては、前記略マイクロレンズシートと前記光拡散部材とが粘着層を介して接合されているものであることが好ましい。
これにより、光拡散部材をマイクロレンズシートに確実に接合させて、該光拡散部材による高い光拡散効果を得ることができる。
【００２３】
本発明に係る表示装置は、上記いずれかに記載のＥＬ素子がバックライトとして用いられていることを特徴としている。
このような特徴の表示装置によれば、上述したＥＬ素子を用いているため、光取り出し効率を高くすることができ、消費電力の少ない表示素子を実現することが可能となる。
【００２４】
本発明に係るディスプレイ装置は、上記いずれかのＥＬ素子が画素駆動されていることを特徴としている。
このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記の光取り出し効率の高いＥＬ素子を備えているため、消費電力を少なくして正面輝度の高い画像を表示することができる。
【００２５】
本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、画像表示素子の背面側に、上記のＥＬ素子を用いたバックライトが備えられたことを特徴としている。
このような特徴の液晶ディスプレイ装置によれば、上記の光取り出し効率の高いＥＬ素子を用いたバックライトを備えているため、消費電力を少なくして正面輝度の高い画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のＥＬ素子によれば、マイクロレンズシートの微細単位レンズに光拡散微粒子が含有されていることにより、該微細単位レンズのレンズ面において全反射する光の割合を低減させることができるため、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
また、本発明の表示装置、液晶ディスプレイ装置、ディスプレイ装置によれば、上記ＥＬ素子を用いているため、輝度の高い出射光及び画像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るＥＬ素子の縦断面図である。
【図２】実施形態に係るＥＬ素子の平面図である。
【図３】マイクロレンズシートの微細単位レンズがハニカム状に配列されたＥＬ素子の平面図である。
【図４】マイクロレンズシートの微細単位レンズがランダム状に配列されたＥＬ素子の平面図である。
【図５】マイクロレンズシートの微細単位レンズが絵柄状に配列されたＥＬ素子の平面図である。
【図６】（ａ）はマイクロレンズシートの構成を説明する平面図、（ｂ）はマイクロレンズシートの構成を示す縦断面図である。
【図７】マイクロレンズシートの平面模式図である。
【図８】光拡散部材を備えたＥＬ素子の縦断面図である。
【図９】光拡散部材が粘着層を介してマイクロレンズシートに接合されたＥＬ素子の縦断面図である。
【図１０】実施例及び比較例１、２の正面輝度上昇率を示すグラフである。
【図１１】実施例及び比較例３の分光強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、実施形態に係るＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）１０は、第１の透光性基材１Ａと、第２の透光性基材１Ｂと、発光層２と、陽極３と、陰極４と、マイクロレンズシート５とから構成されている。
【００２９】
第１の透光性基材１Ａ及び第２の透光性基材１Ｂは、透光性の材料、例えば種々のガラス材料等からなる平板状をなす部材であって、互いに平行となるように一定の間隔を空けるようにして、第１の透光性基材１Ａが背面側（図１における下側）に、第２の透光性基材１Ｂが正面側（図１における上側）に配置されている。
【００３０】
第１の透光性基材１Ａ及び第２の透光性基材１Ｂの材料としては、上記ガラス材料の他に、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック材料を用いることもできるが、透明である限りその他の材料を用いることも可能である。
また、特に、加工性、耐熱、耐水性及び光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたシクロオレフィン系のポリマーを用いることが好ましい。
【００３１】
なお、第１の透光性基材１Ａは、発光層２からの光を可能な限り透過させることができるように、全光線透過率が５０％以上となる材料で形成することが好ましい。
【００３２】
このような第１の透光性基材１Ａ及び第２の透光性基材１Ｂの間には、正面側及び背面側に陽極３及び陰極４を備えた発光層２が介在させられる。即ち、この発光層２は、その正面側及び背面側の両側が陽極３及び陰極４に挟持された状態で、第１の透光性基材１Ａ及び第２の透光性基材１Ｂの間に介在させられているのである。このようにして、本実施形態のＥＬ素子１０においては、背面側から正面側に向けて順に、第２の透光性基材１Ｂ、陰極４、発光層２、陽極３及び第１の透光性基材１Ａが積層された構造となる。
【００３３】
発光層２は、層状をなしており、通電されることにより白色に自発発光する蛍光有機化合物から構成されている。このような白色発光層としての発光層２は、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といった構造をなしている。
なお、発光層２は上記構成の白色に発光する蛍光有機化合物に限定されず、この他、青色、赤色、黄色、緑色に自然発光可能な蛍光有機化合物であってもよい。これらの色彩は、発光層２から射出する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる蛍光有機化合物を適宜用いることで実現することができる。
また、ＥＬ素子１０を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、放射される光に彩色を施すことができ、これによりフルカラーディスプレイのフルカラー表示を行うことが可能となる。
【００３４】
陽極３及び陰極４は、発光層２と同様に層状をなしており、例えば図示しないケーブルに接続されて通電可能とされている。また、上述のように、陽極３が第１の透光性基材１Ａと発光層２との間に配置されるとともに、陰極４が第２の透光性基材１Ｂと発光層２との間に配置されている。なお、上記陽極３は発光層２が放射する光を透過することができるよう、透光性の材質で形成されている。
【００３５】
なお、陽極３、陰極４及び発光層２からなる発光構造体としては、上記構成の他、従来公知の様々な構成を採用することができる。
【００３６】
マイクロレンズシート５は、上記のように積層された第１の透光性基材１Ａの背面側に配されており、シート状基材５ａに複数の微細単位レンズ５ｂが配列されることで構成されている。
【００３７】
より詳細には、上記シート状基材５ａは、一定の厚みを有する薄いシート状をなしており、その一方側の面が第１の透光性基材１Ａ側を向くように配置されるとともに、他方側の面上に上記微細単位レンズ５ｂが、シート状基材５ａから突出するよう複数配列されている。
【００３８】
上記微細単位レンズ５ｂは、本実施形態においては、図２に示すように、マイクロレンズシート５の正面視にてシート状基材５ａ上に格子状に配列されており、隣り合う微細単位レンズ５ｂ同士が互いに接することのないよう、一定の間隔を空けて同ピッチで配列されている。なお、該微細単位レンズ５ｂの輪郭部分、即ち、正面側に露呈する面が、レンズ面５ｃとされている。
【００３９】
なお、微細単位レンズ５ｂの配列は、例えば図３に示すように、マイクロレンズシート５の正面視にて、最密にデルタ状に配置することにより構成されるハニカム状に配列されていてもよい。
【００４０】
微細単位レンズ５ｂの形状としては、本実施形態においては、シート状基材５ａから半球状に突出する一般的なマイクロレンズ形状をなしているが、この他、シート状基材５ａに沿って一方向に延在するレンチキュラー形状や、同じくシート状基材５ａに沿って延在して該延在方向に直交する断面において三角形状をなすプリズム形状、あるいは該断面において台形状をなす台形プリズム形状であってもよい。この場合、微細単位レンズ５ｂの配列は、ピッチが一定とされたストライプ状や点線状の周期的なものであってもよいし、ピッチがランダムとされた非周期的なものであってもよい。
【００４１】
さらに、微細単位レンズ５ｂの形状は、シート状基材５ａから突出する多角錐状、円錐状、円錐台状及び多角錐台状であってもよく、多角柱や円柱等の柱状、直方体状、球状、楕円体状であってもよい。
【００４２】
即ち、微細単位レンズ５ｂの形状は、シート状基材５ａから突出する凸型の球面形状あるいは非球面形状であってもよいし、または、シート状基材５ａから突出する凸型状をなし、その側断面視における輪郭部分であるレンズ面５ｃが直線部分と曲線部分とを有する構造であってもよい。
【００４３】
さらにまた、微細単位レンズ５ｂのシート状基材５ａからの高さが全て一定であるならば、微細単位レンズ５ｂの形状が互いに異なるものであってもよい。即ち、上記の形状のうちの１種類の形状のみならず複数の種類を組み合わせて使用してもよい。
また、マイクロレンズシート５の正面視においては、複数の微細単位レンズ５ｂの直径が互いに異なるものであってもよい。これにともなって、微細単位レンズ５ｂの配列が、例えば図４に示すように、ピッチがランダムとされていてもよい。
このように微細単位レンズ５ｂの形状や配列は、設計に応じて適宜選択される。
【００４４】
また、微細単位レンズ５ｂの配列は、例えば図５に示すように、任意の絵柄状をなしているものであってもよい。
【００４５】
以上のようなマイクロレンズシート５の形成材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いられ、シート状基材５ａと微細単位レンズ５ｂとが一体に形成されていてもよいし、シート状基材５ａ上に別途微細単位レンズ５ｂを付加したものであってもよい。
【００４６】
そして、本実施形態においては、上記マイクロレンズシート５における微細単位レンズ５ｂに光拡散微粒子が添加されている。
【００４７】
この光拡散微粒子の組成は有機、無機の制限は無く、また、形状は球形、不定形、ラグビーボール型、中空型等特に制限は無くいずれを採用してもよいが、特に球形のものを採用するのが好ましい。また、光拡散微粒子が球形の場合、その粒径は２μｍ〜８μｍに設定されていることが好ましい。なお、微細単位レンズ５ｂの形成材料と光拡散微粒子の混合比は重量比にて１：９とすることが好ましく、即ち、微細単位レンズ５ｂの重量に対する光拡散微粒子の含有量を１０重量％とすることが好ましい。
【００４８】
また、本実施形態においては、上記マイクロレンズシート５における微細単位レンズ５ｂには蛍光材料が添加されている。
【００４９】
この蛍光材料は、光の波長を変換するものであって、所望の光の色味に応じて種々の中から適宜選択することができる。また、当該選択は、マイクロレンズシート５を通過する光の積分値を踏まえて行なうことが好ましい。
例えば青領域の波長４３５〜４８０ｎｍが強い光を、緑領域の波長５００〜５６０ｎｍのものに変換したい場合、ポリフェにレンビニレン誘導体等を使用することが好ましい。
【００５０】
ここで、本実施形態のマイクロレンズシート５においては、図６に示すように、微細単位レンズ５ｂの平均直径をＰ１、平均高さをＴ１とするとともに、微細単位レンズ５ｂの底面積合計、即ち、マイクロレンズシート５の正面視における微細単位レンズ５ｂの合計面積をＳ１、マイクロレンズシート５の正面視の面積から上記合計面積Ｓ１を除いた部分の面積をＳ２とした場合、下記（１）式を満たすように、微細単位レンズ５ｂの形状及び配列が構成されている。
０．３≦（Ｔ１／Ｐ１）≦（Ｓ１／Ｓ２）  …（１）
即ち、微細単位レンズ５ｂの平均直径Ｐ１に対する平均高さＴ１の割合が０．３以上となり、さらに、マイクロレンズシート５の正面視におけるシート状基材５ａの占有面積Ｓ２に対する微細単位レンズ５ｂの占有面積Ｓ１の割合が微細単位レンズ５ｂの平均直径Ｐ１に対する平均高さＴ１の割合以上となるように構成されているのである。
【００５１】
さらに、ＥＬ素子１０においては、上記発光層２の正面視における発光面の面積をＳａとし、マイクロレンズシート５において式（１）を満たす領域の面積Ｓｂ（本実施形態においてはマイクロレンズシート５の正面視における面積）とした際に、Ｓｂの値がＳａの値の５割以上となることが好ましく、さらにはＳｂの値がＳａの値の９割を超えることがより好ましい。なお、Ｓｂの値がＳａの値が１割以下となる場合は、特に好ましくない。
【００５２】
ここで、上記面積Ｓ１、Ｓ２、平均高さＴ１の測定方法及び平均直径Ｐ１の算出方法について説明する。図７にマイクロレンズシート５の平面模式図を示す。なお、図７においては、微細単位レンズ５ｂがシート状基材５ａ上にランダムに配列されており、黒色部分の面積の合計が面積Ｓ１を、白色部分の面積の合計が面積Ｓ２に相当している。また、高さＴ１については１００個以上の微細単位レンズ５ｂのサンプルの平均値とする。
【００５３】
上記面積Ｓ１、Ｓ２、高さＴ１の測定については、オリンパス製走査型共焦点赤外レーザ顕微鏡ＬＥＸＴ ＯＬＳ３０００−ＩＲ等の共焦点レーザ顕微鏡によって測定する。なお、これ以外の測定機器を用いて測定してもよい。
また、微細単位レンズ５ｂが1１００個以上ある単位面積内での微細単位レンズ５ｂの個数をＮとすると微細単位レンズ５ｂの平均直径Ｐ１は下記（２）式で表され、この式によって微細単位レンズ５ｂの平均直径Ｐ１が算出される。
【００５４】
【数１】
2010212204.tif 000003
【００５５】
このようなマイクロレンズシート５は、第１の透過性基材１Ａの正面側を向く面に接着層６を介して固定されている。
この接着層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・接着剤を用いることができる。このような粘・接着剤は、高温のバックライト内で使用されるため、１００℃における貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）以上であることが望ましい。この貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）未満であると、例えばＥＬ素子１０を用いたバックライトの点灯中に第１の透光性基材１Ａとマイクロレンズシート５とがずれてしまうおそれがあるからである。
接・粘着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜてもよい。さらに粘接着剤は両面テープ状のものでも良いし、単層のものであってもよい。
【００５６】
以上のような構成のＥＬ素子１０は、陽極３及び陰極４に通電することによって、これら陽極３及び陰極４に挟持された発光層２が発光する。この発光層２から放射された光線は、第１の透光性基材１Ａを通過してマイクロレンズシート５のシート状基材５ａに入射する。そして、シート状基材５ａに入射した光線は、その一部がシート状基材５ａから直接的に出射され、他の一部が、微細単位レンズ５ｂ内を通過してレンズ面５ｃから出射される。
【００５７】
ここで、マイクロレンズシート５内に光拡散微粒子が含有されていないと仮定した場合、このマイクロレンズシート５に入射した光線は散乱されることなく直進し、この光線のうち微細単位レンズ５ｂのレンズ面５ｃに対して臨界角以上で入射する光線は全反射させられて背面側へと返される。よって、この全反射した光線は正面方向に出射されることはなく、これにより光取り出し効率が低下してしまう。
【００５８】
この点、本実施形態のＥＬ素子１０においては、マイクロレンズシート５内、特に微細単位レンズ５ｂ内に光拡散微粒子が含有されているため、上記のようにマイクロレンズシート５内で直進すればレンズ面５ｃにて全反射させられであろう光線が、レンズ面５ｃに到達する前に微細単位レンズ５ｂ内で十分に分散させられる。これにより、レンズ面５ｃに対して臨界角以上で入射する光線が少なくなるため、全反射してしまう光線の割合を低減させることができ、光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
なお、このような光取り出し効率の向上は、微細単位レンズ５ｂに光拡散微粒子が１０重量％含有されている場合に最も顕著となる。
【００６０】
したがって、本実施形態のＥＬ素子１０によれば、投入電力を少なくして高輝度を実現することができるため、省エネルギー化を図ることができるとともに、ＥＬ素子１０自体に及ぶ負荷を低減させて、ＥＬ素子１０の信頼性の向上及び長寿命化を図ることができる。
【００６１】
また、本実施形態のＥＬ素子１０においては、微細単位レンズ５ｂ内に光拡散微粒子に加えて蛍光材料を含有されているため、光線の角度による色味の変化を光拡散微粒子によって均一化するとともに蛍光材料によって波長変換を行なうことができる。これにより、所望の色味を有する出射光を得ることが可能となる。
【００６２】
ここで、微細単位レンズ５ｂの平均直径Ｐ１に対する平均高さＴ１の割合上記Ｔ１／Ｐ１が０．３未満の場合、レンズとしての効果がなく光取り出し効率が急激に低下するという問題が生じる。また、マイクロレンズシート５の正面視におけるシート状基材５ａの占有面積Ｓ２に対する微細単位レンズ５ｂの占有面積Ｓ１の割合Ｓ１／Ｓ２が上記Ｔ１／Ｐ１未満の場合、マイクロレンズシート５における微細単位レンズ５ｂの影響量が少なくなり光取り出し効率が低下するという問題が生じる。この点、本実施形態のＥＬ素子１０においては、上記（１）式の関係を満たすように構成されているため、このような不都合を解消することができる。
【００６３】
さらに、微細単位レンズ５ｂがシート状基材５ａから突出する凸型の球面形状であるため、微細単位レンズ５ｂに入射した光を正面方向に確実に集光することができ、光取り出し効率を上昇させて正面輝度を向上させることが可能となる。
また、微細単位レンズ５ｂをシート状基材から突出する凸型の非球面形状とした場合、あるいは、シート状基材から突出する凸型をなして断面視においてレンズ面５ｃが直線部と曲線部とから構成された形状とした場合であっても、上記同様、微細単位レンズ５ｂに入射した光を正面方向に確実に集光することができ、光取り出し効率を上昇させて正面輝度を向上させることが可能となる。
【００６４】
また、マイクロレンズシート５において、微細単位レンズ５ｂの配列を格子状やハニカム状、あるいはピッチをランダムとしたランダム状とすることにより、光取り出し効率を高く維持することができる。
さらに、微細単位レンズ５ｂを絵柄状に配列すれば、出射される光により所望の絵柄を表示することが可能となる。
【００６５】
なお、この実施形態のＥＬ素子１０の変形例として、例えば図８に示すように、マイクロレンズシート５の正面側に光拡散部材２０が配置されているものであってもよい。また、この光拡散部材２０は、例えば図９に示すように、上記の接着層６を介してマイクロレンズシート５のレンズ面５ｃに接合されていてもよい。これによって、マイクロレンズシート５に光拡散部材２０を確実に接合することができる。
【００６６】
この光拡散部材２０は、透明樹脂に光拡散領域が分散されたものを板状又はシート状に成型したものである。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
【００６７】
また、光拡散領域は、光拡散微粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。この光拡散微粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。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・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・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・テトラフルオロエチレン共重合体）等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から２種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。なお、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されず適宜設定することが可能である。
【００６８】
このようにマイクロレンズシート５の正面側に光拡散部材２０を配置した構成の場合、マイクロレンズシート５から出射された光線を光拡散部材２０によって拡散させることができる。これにより、光線を様々な方向へ効率よく出射することができ、広い視野範囲を得ることが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態に係るＥＬ素子１０について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７０】
例えば、ＥＬ素子１０を用いてバックライトを構成してもよい。このバックライトにおいては、光取り出し効率の高いＥＬ素子１０を用いているため、投入電力を低くして高輝度のバックライト光を出射することができる。
【００７１】
また、このＥＬ素子１０が画素駆動されるディスプレイ装置を構成してもよい。このディスプレイ装置においても光取り出し効率の高いＥＬ素子１０を用いているため、投入電力を低くして高輝度の画像表示を行うことができる。
【００７２】
さらに、上記のＥＬ素子１０を用いたバックライトを搭載した液晶ディスプレイ装置を構成してもよい。この液晶ディスプレイ装置は、上記バックライトの正面側、即ち、該バックライトのバックライト光が照射される箇所に、液晶パネルが配置されることで構成される。この液晶パネルは、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶セルの正面側及び背面側に、光の偏光方向を制御する偏光板がそれぞれ積層されることで構成されている。この液晶ディスプレイ装置においても、上記のような光取り出し効率の高いＥＬ素子１０が搭載されているため、投入電力を低くして高輝度の画像表示を行うことができる。
【実施例】
【００７３】
実施形態のマイクロレンズシート５を作製し、ＥＬ素子１０の特性評価を行なった。
【００７４】
（マイクロレンズシートの作製方法）
光学用２軸延伸易接着ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）をシート状基材５ａとして用い、このシート状基材５ａ上に微細単位レンズ５ｂを形成した。
具体的には、まず、ウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製ウレタンアクリレート樹脂（屈折率１．５１））と光拡散微粒子（例えば粒径６μｍのシリコーン粒子(屈折率１．４３））を 重量比９０対１０で混合し、この混合物に１重量％の割合で蛍光材料(例えばポリフェニレンビニレン誘導体)を混合した。そして、この紫外線硬化樹脂、光拡散微粒子及び蛍光材料の混合物を上記シート状基材５ａに塗布し、該混合物に対して複数の微細単位レンズ５ｂの形状に切削したシリンダー金型を使用して微細単位レンズ５ｂの形状を成型した。
そして、ＵＶ光をシート状基材５ａ側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、金型を離型させて、微細単位レンズ５ｂのレンズ直径が１４０μｍの実施例のマイクロレンズシート５を得た。
【００７５】
（輝度上昇率について）
微細単位レンズ５ｂに０重量％、２０重量％の光拡散微粒子を添加した混合物に対し、蛍光材料を１重量％添加したマイクロレンズシート５を比較例１及び２として作製した。
そして、実施例及び比較例１、２のマイクロレンズシート５の正面輝度分布を測定し、マイクロレンズシート５を有しない場合を基準とした輝度上昇率を算出した。
図１０から、マイクロレンズシート５の微細単位レンズ５ｂに光拡散微粒子を１０％添加することで、０％及び２０％の場合に比べて輝度上昇率が向上することが確認された。これにより、微細単位レンズ５ｂに光拡散微粒子を重量％にて１０％添加することにより、光取り出し効率を向上させることができることがわかった。
【００７６】
（波長変換について）
微細単位レンズ５ｂに１０％の光拡散微粒子を添加した混合物に対して蛍光物質を添加しないで成型したマイクロレンズシート５を比較例３として作製した。
そして、実施例１及び比較例３のマイクロレンズシート５の分光強度を測定した。その結果を図１１に示す。
図１１から、マイクロレンズシート５に光拡散微粒子と蛍光材料とを添加することで、青領域の波長を黄色領域の波長へと変換することができ、所望の色味を得ることが可能であることがわかった。これは角度による色味の変化を光拡散微粒子によって均一化するとともに蛍光材料によって波長変換が行なわれたことによるものと推認できる。
【符号の説明】
【００７７】
１Ａ  第１の透光性基材
１Ｂ  第２の透光性基材
２    発光層
３    陽極
４    陰極
５    マイクロレンズシート
５ａ  シート状基材
５ｂ  微細単位レンズ
６    接着層
１０  ＥＬ素子
２０  光拡散部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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