(57)【要約】【課題】光取出し効率の高い発光装置を提供する。【解決手段】光学シートは、入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備え、光拡散層は、第１及び第２の微小領域を有し、複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、複数の第２の微小領域の各々は、凹部であり、凸部及び凹部の少なくとも一方は、テーパ形状であり、光拡散層に入射する光の中心波長をλ、光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備え、
前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有し、
前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、
前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部であり、
前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、テーパ形状であり、
前記光拡散層に入射する光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する
光学シート。
【請求項２】
前記複数の第１の微小領域を構成する材料と、前記複数の第２の微小領域を構成する材料とは、屈折率が異なる
請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記複数の第１の微小領域の各々は平坦な面を有する凸部であり、
前記複数の第２の微小領域の各々は平坦な面を有する凹部であり、
前記凹部の底部から凸部の頂部までの平均高さは、１．５μｍ以下である
請求項１または２に記載の光学シート。
【請求項４】
前記凸部は、上面と、前記上面よりも面積の大きい下面と、前記光拡散層の厚さ方向に対して傾斜した部分を含む側面とを有している、請求項１から３のいずれかに記載の光学シート。
【請求項５】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部または凹部の中心を通る平面で前記凸部または凹部を切断したときの断面において、前記凸部または凹部の側面に対応する部分の少なくとも一部は直線状である、請求項１から４のいずれかに記載の光学シート。
【請求項６】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部または凹部の中心を通る平面で前記凸部または凹部を切断したときの断面において、前記凸部または凹部の側面に対応する部分の少なくとも一部は曲線状である、請求項１から５のいずれかに記載の光学シート。
【請求項７】
前記凸部の前記断面において、前記側面に対応する部分と上面に対応する部分との接続部、および前記凹部の前記断面において、前記側面に対応する部分と下面に対応する部分との接続部の少なくとも一方が湾曲している、請求項６に記載の光学シート。
【請求項８】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積は、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積に等しい、請求項１から７のいずれかに記載の光学シート。
【請求項９】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積である第１の断面積と、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積である第２の断面積とは、異なっている、請求項１から７のいずれかに記載の光学シート。
【請求項１０】
前記第１の断面積は、前記第２の断面積よりも小さい、請求項９に記載の光学シート。
【請求項１１】
前記第１の断面積は、前記第２の断面積よりも大きい、請求項９に記載の光学シート。
【請求項１２】
前記凸部および前記凹部の幅をｗ、前記凹部の底部から前記凸部の頂部までの高さをｈとするとき、アスペクト比ｈ／ｗは、２以下である、請求項９から１１のいずれかに記載の光学シート。
【請求項１３】
前記アスペクト比ｈ／ｗは、１以下である、請求項１２に記載の光学シート。
【請求項１４】
透明基板と、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に設けられ、光を発する有機ＥＬ発光層と、
前記透明基板と前記第１の電極との間に設けられ、前記有機ＥＬ発光層から出射された光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層と、
を備え、
前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有し、
前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、
前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部であり、
前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、テーパ形状であり、
前記有機ＥＬ発光層から前記光拡散層に出射された光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する
発光装置。
【請求項１５】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積である第１の断面積と、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積である第２の断面積とは、異なっている、請求項１４に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備えた光学シート及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高い屈折率の媒質から低い屈折率の媒質へと光が伝播する際に、臨界角を超える入射角度で入射した光は全反射を起こす。そのため、例えば有機エレクトロルミネッセンス等の発光装置では、積層された材料の界面で光が全反射することにより、光が発光装置の内部に閉じ込められてしまうという問題がある。そこで、臨界角を超える入射角度で入射した光を外部に取り出すための光学シートを組み込んだ発光装置が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、微小な凹凸構造をランダムに配置することにより形成された光学シートが開示されている。このような光学シートを発光装置に組み込むことにより、臨界角を超える入射角度で光学シートに入射した光の少なくとも一部を、光の回折現象により光を拡散させることで外部に取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４３４６６８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１８３２７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１８３２８号公報
【特許文献４】特許第４８２２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、光の取り出し効率をさらに高めることができる光学シート、発光装置、光学シートの製造方法及び発光装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る光学シートは、入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備え、前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有し、前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部であり、前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、テーパ形状であり、前記光拡散層に入射する光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する。
【０００７】
なお、包括的または具体的な態様は、装置、システム、または方法で実現されてもよく、部材、装置、システム、または方法の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の光学シートによれば、臨界角を超える入射角度で光拡散層に入射した光を効率良く外部に取り出すことができ、光の取り出し効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る発光装置を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１に係る光学シートを示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの光学シートを構成する第１の単位構造体及び第２の単位構造体を示す平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａ中のＡ−Ａ線により切断した光学シートの断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、ナノインプリント技術を用いて光学シートを製造した場合における、光学シートの断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、透明基板の表面に光拡散層を形成した場合における、発光装置の一部を示す断面図である。
【図３】図３は、図２Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図４Ａ】図４Ａは、光が光拡散層に入射角度θｘ＝０°で入射した場合における、光拡散層から出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、光が光拡散層に入射角度θｘ＝２０°で入射した場合における、光拡散層から出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、光が光拡散層に入射角度θｘ＝４０°で入射した場合における、光拡散層から出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図５】図５は、光拡散層におけるパターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図６】図６は、光拡散層における光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示す図である。
【図７】図７は、光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１の光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の出射角度分布を計算した結果を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施の形態によらない光学シートを介して空気層に出射する光の全発光量の出射角度分布を計算した結果を示す図である。
【図９】図９は、第１の単位構造体及び第２の単位構造体の出現確率をそれぞれ７５％及び２５％とした場合における光学シートを示す平面図である。
【図１０】図１０は、図９の光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第１の単位構造体の出現確率が１００％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第１の単位構造体の出現確率が８０％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第１の単位構造体の出現確率が７０％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、第１の単位構造体の出現確率が６０％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、第１の単位構造体の出現確率が５０％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図１２】図１２は、光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の、高さｈに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図１３】図１３は、変形例に係る光学シートを示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１の変形例に係る光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態２に係る発光装置を示す断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの発光装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図１６】図１６は、光拡散層における光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示す図である。
【図１７】図１７は、高屈折率層において光が等方的に存在する場合において、光拡散層を介して保護層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図１８】図１８は、高屈折率層において臨界角以上の角度で進行する光のみが存在する場合において、光拡散層を介して保護層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、実施の形態３に係る発光装置を示す断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、実施の形態３の変形例に係る発光装置を示す断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、実施の形態４に係る光学シートを示す平面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２１】図２１は、図２０Ａの光拡散層におけるパターンを説明するための図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本実施の形態によらない回折格子パターンを有する光学シートを示す平面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２Ａの回折格子パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、本実施の形態によらない回折格子パターンを有する光学シートを示す平面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａの回折格子パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、本実施の形態によらない回折格子にランダム性を付与した光学シートを示す平面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａのパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２５】図２５は、図２４Ａの光学シートにおけるパターンを説明するための図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、実施の形態５に係る光学シートを示す平面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、図２６Ａの光拡散層を構成する４種類の単位構造体を示す平面図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、図２６Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは、実施の形態６に係る光学シートを示す平面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、図２７Ａの光拡散層を構成する２種類の単位構造体を示す平面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、図２７Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２７Ｄ】図２７Ｄは、図２７Ａのパターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。
【図２７Ｅ】図２７Ｅは、光拡散層が透明基板の表面に設けられている場合において、光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図２７Ｆ】図２７Ｆは、光学シートが高屈折率層と保護層との間に設けられている場合において、光学シートを介して保護層に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、実施の形態７に係る光学シートを示す平面図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図２８Ａの光拡散層を構成する４種類の単位構造体を示す平面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、図２８Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、実施の形態８に係る光学シートを示す平面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、図２９Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、正六角形の単位構造体を本実施の形態によらないランダムパターンで複数配置した場合における光学シートを示す平面図である。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図３０Ａの光学シートにおけるランダムパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、実施の形態８の変形例に係る光学シートを示す平面図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、図３１Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、実施の形態９に係る光学シートを示す平面図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、図３２Ａの光拡散層を構成する２種類の単位構造体を示す平面図である。
【図３２Ｃ】図３２Ｃは、図３２Ｂ中のＢ−Ｂ線により切断した第１の単位構造体の断面図である。
【図３２Ｄ】図３２Ｄは、第１の単位構造体を示す斜視図である。
【図３２Ｅ】図３２Ｅは、図３２Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３３Ａ】図３３Ａは、実施の形態１０に係る光学シートを示す平面図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、図３３Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、実施の形態１１に係る光学シートを示す平面図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、図３４Ａの光拡散層におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３５Ａ】図３５Ａは、実施の形態１２に係る光学シートの一部を拡大して示す平面図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、図３５Ａの光拡散層を構成する２種類の単位構造体を示す平面図である。
【図３５Ｃ】図３５Ｃは、図３５Ａ中のＣ−Ｃ線により切断した光拡散層の断面図である。
【図３５Ｄ】図３５Ｄは、実施の形態１２に係る光拡散層を介して空気層に出射する光の全発光量の、単位大きさｗ２と単位大きさｗ１との比に対する依存性を計算した結果を示す図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは、実施の形態１３に係る発光装置を示す断面図である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、実施の形態１３の変形例に係る発光装置を示す断面図である。
【図３７Ａ】図３７Ａは、本実施の形態によらない光学シートを示す平面図である。
【図３７Ｂ】図３７Ｂは、図３７Ａの光学シートにおけるランダムパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、光が光学シートに入射角度θｘ＝０°で入射した場合における、光学シートから出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、光が光学シートに入射角度θｘ＝２０°で入射した場合における、光学シートから出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図３８Ｃ】図３８Ｃは、光が光学シートに入射角度θｘ＝４０°で入射した場合における、光学シートから出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。
【図３９】図３９は、本実施の形態によらない光学シートから出射する拡散光を模式的に示す図である。
【図４０Ａ】実施の形態１４における光拡散層１５１の一部を示す平面図である。
【図４０Ｂ】図４０ＡにおけるＡ−Ａ’線断面図である。
【図４０Ｃ】実施の形態１４における凹凸構造の断面形状を説明するための図である。
【図４１】側壁の傾斜による回折光の強度分布に及ぼす影響を説明するための第１の図である。（ａ）は側壁に傾斜がない垂直な場合の光の入射の様子を示し、（ｂ）は側壁に傾斜がある場合の光の入射の様子を示している。
【図４２】側壁の傾斜による回折光の強度分布に及ぼす影響を説明するための第２の図である。（ａ）は側壁に傾斜がない垂直な場合の光の入射の様子を示し、（ｂ）は側壁に傾斜がある場合の光の入射の様子を示している。
【図４３】（ａ）は、側壁が層面に垂直な凹凸構造に入射する光の様子を示し、（ｂ）は、側壁が傾斜した凹凸構造に入射する光の様子を示している。
【図４４Ａ】実施の形態１４の光学シート１５ｂにおける凹凸パターンの一例を示す平面図である。
【図４４Ｂ】図４４Ａに示す凹凸パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【図４４Ｃ】実施の形態１４における光拡散層１５１の変形例を示す図である。
【図４５】実施の形態１４における透過率特性を示す計算結果を示す図である。
【図４６Ａ】材料を直接加工して凹凸形状を形成した場合の光学シート１５ｂの断面を示す図である。
【図４６Ｂ】ナノインプリント技術を用いて光学シート１５ｂを製造した場合における光学シート１５の断面図である。
【図４６Ｃ】透明基板１４の表面に光拡散層１５１を形成した場合における発光装置１の一部の断面を示す図である。
【図４７】屈折率が相対的に高い媒質（高屈折率層）１５１ｂから、屈折率が相対的に低い媒質（低屈折率層）１５１ａに光が入射する様子を示す図である。
【図４８】実施の形態１５において、光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示す図である。
【図４９】実施の形態１５における傾斜角度と発光量との関係を示す図である。
【図５０】（ａ）は、実施の形態１〜１３における層面に垂直な側壁を有する凹凸構造の断面形状を示し、（ｂ）〜（ｄ）は、テーパ形状を有する凹凸構造の断面形状の他の例を示している。
【図５１Ａ】凸部１５１１が正方形の底面を有する四角錐台の形状を有する光拡散層の例を示す斜視図である。
【図５１Ｂ】凸部１５１１および凹部１５１２以外に、第３の微小領域として、第２の凸部１５１３を有する光拡散層の例を示す斜視図である。
【図５２Ａ】等方発光の場合の光強度の配光角度依存性を示す図である。
【図５２Ｂ】発光がランバーシアンである場合の光強度の配光角度依存性を示す図である。
【図５３】ランバーシアン発光における発光量の傾斜角度依存性を示す図である。
【図５４】（ａ）は、有機ＥＬパネルにおいて一般的に想定される構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５５】有機ＥＬパネルにおける発光領域の端部近傍での取り出し光量を説明する図である。
【図５６】（ａ）は実施の形態１６における有機ＥＬパネルの構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５７】（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態１６における有機ＥＬパネルの作製方法を説明する図である。
【図５８】実施の形態１６における光の伝播を説明する図である。
【図５９】実施の形態１６における取り出し光量の積算を説明する図である。
【図６０】（ａ）は実施の形態１７における有機ＥＬパネルの構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６１】（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態１７における有機ＥＬパネルの作製方法を説明する図である。
【図６２】（ａ）は、実施の形態１８における有機ＥＬパネルの構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６３】（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態１８における有機ＥＬパネルの作製方法を説明する図である。
【図６４】（ａ）は、実施の形態１９における有機ＥＬパネルの構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６５】（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態１９における有機ＥＬパネルの作製方法を説明する図である。
【図６６Ａ】光の配光分布（配光Ａ）を曲座標で表した図である。
【図６６Ｂ】光の配光分布（配光Ｂ）を曲座標で表した図である。
【図６６Ｃ】光の配光分布（配光Ｃ）を曲座標で表した図である。
【図６６Ｄ】光の配光分布（配光Ｄ）を曲座標で表した図である。
【図６６Ｅ】光の配光分布（配光Ｅ）を曲座標で表した図である。
【図６７】実施の形態１６における広角配光の光を利用した場合の取り出し光量を説明する図である。
【図６８】透明な樹脂により、有機ＥＬパネルを封止する構成を説明する図である。
【図６９】凸部および凹部の断面を説明するための図である。
【図７０】（ａ）は、凹部および凸部の断面積が同じ凹凸構造を示し、（ｂ）は、凸部の断面積が凹部の断面積よりも大きい凹凸構造を示し、（ｃ）は、凸部の断面積が凹部の断面積よりも小さい凹凸構造を示している。
【図７１Ａ】実施の形態２１の凹凸構造の一例を示す図である。
【図７１Ｂ】実施の形態２１の凹凸構造の一例を示す図である。
【図７２】（ａ）は断面積の増減がない構造を示し、（ｂ）は隣接する２つの凸部間に隙間が存在する構造を示し、（ｃ）は隣接する２つの凸部間に隙間が存在しない構造を示している。
【図７３】実施の形態２１の凹凸構造の他の例を示す図である。
【図７４】（ａ）〜（ｃ）は、断面積の増減による光の透過効率の差異を説明するための図である。
【図７５】断面積の異なる３通りの凹凸構造における透過光強度の入射角度依存性を示すグラフである。
【図７６】屈折率が相対的に高い媒質から、屈折率が相対的に低い媒質へ光が入射している状況を示す図である。
【図７７】断面積増減割合に対する全光量の依存性を示すグラフである。
【図７８】アスペクト比に対する全光量の依存性を示すグラフである。
【図７９】（ａ）〜（ｇ）は凹凸構造の変形例を示す図である。
【図８０】変形例における断面積増減割合に対する全光量の依存性を示す図である。
【図８１】（ａ）、（ｂ）は、光拡散層に中程度の入射角で光が入射したときの回折光を模式的に示す図である。
【図８２】（ａ）、（ｂ）は、光拡散層に大きい入射角で光が入射したときの回折光を模式的に示す図である。
【図８３】凹凸の側壁が層面に垂直な場合と傾斜している場合とで、透過率の入射角依存性が異なることを示すグラフである。
【図８４】ランバーシアン配光における光強度の配光角度依存性を示すグラフである。
【図８５】ランバーシアン配光における全光量の断面積増減割合に対する依存性を示すグラフである。
【図８６】ランバーシアン配光における全光量のアスペクト比に対する依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者らは、「背景技術」の欄において記載した光学シートに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１１】
図３７Ａは、本開示の実施の形態によらない光学シート６０を示す平面図である。図３７Ａに示すように、光学シート６０では、ランダムに配置された複数の第１の微小領域６０１（すなわち、図３７Ａにおいて白色の四角形で示す領域）及び複数の第２の微小領域６０２（すなわち、図３７Ａにおいて黒色の四角形で示す領域）によりランダムパターンが形成されている。なお、複数の第１の微小領域６０１の各々は凸部であり、複数の第２の微小領域６０２の各々は凹部である。
【００１２】
図３７Ｂは、図３７Ａの光学シート６０におけるランダムパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。図３７Ｂの中心は、空間周波数が０の成分（直流成分）を表している。図３７Ｂにおいて中心から外側に向かうに従い、空間周波数が高くなるように表示している。図３７Ｂから理解されるように、図３７Ａの光学シート６０におけるランダムパターンの空間周波数では、低周波成分が比較的多く存在する。
【００１３】
図３８Ａ、図３８Ｂ及び図３８Ｃはそれぞれ、光が光学シート６０に入射角度θｘ＝０°、２０°及び４０°で入射した場合における、光学シート６０から出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。図３８Ａ、図３８Ｂ及び図３８Ｃから理解されるように、光学シート６０から出射する拡散光は、光学シート６０から出射する０次光である非拡散光の出射方向を中心として拡散する。
【００１４】
図３９は、本実施の形態によらない光学シート６０から出射する拡散光を模式的に示す図である。図３９に示すように、光学シート６０は、透明基板６１の表面に設けられている。発光部（図示せず）からの光は、透明基板６１を透過した後に、光学シート６０に入射する。上述したように、光学シート６０から出射する拡散光は、光学シート６０から出射する０次光である非拡散光の出射方向（すなわち、図３９中の一点鎖線の矢印で示す方向）を中心として拡散する。そのため、光が臨界角を超える入射角度で光学シート６０に入射した場合には、光学シート６０から出射した拡散光の一部しか外部に取り出すことができないため、光の取り出し効率が大きくは改善しないという問題が生じる。
【００１５】
このような問題を解決するために、本開示の一態様に係る光学シートは、入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備えている。前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有する。前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域は、前記複数の第１の微小領域の各々を透過する光と、前記複数の第２の微小領域の各々を透過する光との間に位相差が生じるように構成されていてもよい。前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部である。前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、テーパ形状である。前記光拡散層に入射する光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する。
【００１６】
本態様によれば、臨界角を超える入射角度で光拡散層に入射した光を効率良く外部に取り出すことができ、光の取り出し効率を高めることができる。
【００１７】
前記複数の第１の微小領域を構成する材料と、前記複数の第２の微小領域を構成する材料とは、屈折率が異なっていてもよい。
【００１８】
前記複数の第１の微小領域の各々は平坦な面を有する凸部であり、前記複数の第２の微小領域の各々は平坦な面を有する凹部であり、前記凹部の底部から前記凸部の頂部までの平均高さは、１．５μｍ以下であってもよい。
【００１９】
前記凸部は、上面と、前記上面よりも面積の大きい下面と、前記光拡散層の厚さ方向に対して傾斜した部分を含む側面とを有していてもよい。
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部または凹部の中心を通る平面で前記凸部または凹部を切断したときの断面において、前記凸部または凹部の側面に対応する部分の少なくとも一部は直線状であってもよい。
【００２０】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部または凹部の中心を通る平面で前記凸部または凹部を切断したときの断面において、前記凸部または凹部の側面に対応する部分の少なくとも一部は曲線状であってもよい。
【００２１】
前記凸部の前記断面において、前記側面に対応する部分と前記上面に対応する部分との接続部、および、前記凹部の前記断面において、前記側面に対応する部分と前記下面に対応する部分との接続部の少なくとも一方が湾曲していてもよい。
【００２２】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凹部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積は、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積に等しくてもよい。
【００２３】
本開示の他の態様に係る光学シートは、入射した光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層を備えている。前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有する。前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部である。前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積である第１の断面積と、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積である第２の断面積とは、異なっている。前記光拡散層に入射する光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する。
【００２４】
前記第１の断面積は、前記第２の断面積よりも小さくてもよい。
【００２５】
前記第１の断面積は、前記第２の断面積よりも大きくてもよい。
【００２６】
前記凸部および前記凹部の幅をｗ、前記凹部の底部から前記凸部の頂部までの高さをｈとするとき、アスペクト比ｈ／ｗは、２以下であってもよい。
【００２７】
アスペクト比ｈ／ｗは、１以下であってもよい。
【００２８】
本開示の一態様における発光装置は、透明基板と、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に設けられ、光を発する有機ＥＬ発光層と、前記透明基板と前記第１の電極との間に設けられ、前記有機ＥＬ発光層から出射された光の少なくとも一部を回折により拡散する光拡散層とを備えている。前記光拡散層は、複数の第１の微小領域及び複数の第２の微小領域を有する。前記複数の第１の微小領域の各々は、凸部であり、前記複数の第２の微小領域の各々は、凹部である。前記凸部及び前記凹部の少なくとも一方は、テーパ形状である。前記光拡散層に入射する光の中心波長をλ、前記光拡散層が光の出射側において接する層の屈折率をｎとしたとき、前記複数の第１の微小領域及び前記複数の第２の微小領域により形成されるパターンの空間周波数成分は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の空間周波数において最大ピークを有する。
【００２９】
前記光拡散層に垂直で、かつ、前記凸部の中心を通る第１の平面で前記凸部を切断したときの断面の面積である第１の断面積と、前記第１の平面に平行で、かつ、前記凹部の中心を通る第２の平面で前記凹部を切断したときの断面の面積である第２の断面積とは、異なっていてもよい。
【００３０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３１】
（実施の形態１）
［発光装置の構成］
図１は、実施の形態１に係る発光装置１を示す断面図である。本実施の形態では、発光装置１は、電極１１、発光層１２（発光部を有する）、透明電極１３、透明基板１４及び光学シート１５（光拡散層１５１を含む）がこの順に積層された発光装置である。なお、本実施の形態では、発光装置１は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等である。
【００３２】
電極１１が光反射性を有する場合には、この電極１１は、発光層１２内で発生した光を空気層１６の方向へ回帰する機能を有する。電極１１が光透過性を有する場合には、透明な発光装置１を構成することができる。上述したいずれの構成においても、光の取り出し効率を改善する効果が得られるので、本開示の範囲に含まれる。以下においては、電極１１が光反射性を有する場合について説明する。なお、電極１１は、例えば陰極である。
【００３３】
電極１１と透明電極１３との間に所定の電圧が印加された際には、電極１１から発光層１２へ電子（又はホール）が注入される。電極１１の材料としては、例えば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）及びナトリウム（Ｎａ）等を用いることができる。また、これらの金属に接するように、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）又はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）等の透明導電性材料を積層させることにより、電極１１を構成してもよい。
【００３４】
透明電極１３は、例えば、光透過性を有する陽極である。電極１１と透明電極１３との間に所定の電圧が印加された際には、透明電極１３から発光層１２へホール（又は電子）が注入される。透明電極１３の材料としては、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）及びＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）等を用いることができる。
【００３５】
例えば、発光装置１が有機エレクトロルミネッセンス素子である場合には、発光層１２の両側には、電子輸送層及びホール輸送層等（図示せず）を設けてもよい。電子輸送層は電極１１側に配置され、ホール輸送層は透明電極１３側に配置されている。なお、電極１１を陽極とする場合には、電子輸送層は透明電極１３側に配置され、ホール輸送層は電極１１側に配置される。電子輸送層の材料は、電子輸送性を有する化合物の群の中から適宜選定することができる。この種の化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム）等の電子輸送性材料として知られる金属錯体や、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、テトラジン誘導体、オキサジアゾール誘導体等のヘテロ環を有する化合物等が挙げられる。但し、これらの材料に限定されるものではなく、一般に知られる任意の電子輸送材料を用いることが可能であり、特に、電子輸送性の高い材料を用いることが望ましい。ホール輸送層の材料は、正孔輸送性を有する化合物の群の中から適宜選定することができる。この種の化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ及びＴＮＢ等を代表例とする、トリアリールアミン系化合物、カルバゾール基を含むアミン化合物及びフルオレン誘導体を含むアミン化合物等を挙げることができる。但し、これらの材料に限定されるものではなく、一般に知られる任意の正孔輸送材料を用いることが可能である。
【００３６】
透明基板１４は、透明電極１３を保持するために設けられている。透明基板１４の材料としては、例えばガラス及び樹脂等の透明材料を用いることができる。透明基板１４の屈折率は、一般的には１．４５〜１．６５程度である。なお、透明基板１４として、屈折率が１．６５〜２．０程度の高屈折率基板を用いてもよい。また、透明電極１３を保持する必要のない構成の場合には、必ずしも透明基板１４は必要ではない。このような場合としては、例えば、電極１１を保持するための基板が設けられている場合や、電極１１が保持の必要のないくらい厚みがある場合等が該当する。
【００３７】
光学シート１５は、少なくとも空気層１６と接する表面において光拡散層１５１（後述する）を有している。透明基板１４の透明電極１３とは反対側における表面には、光学シート１５が設けられている。或いは、透明基板１４の当該表面には、光拡散層１５１が直接設けられていてもよい。透明基板１４が無い構成の場合には、透明電極１３に隣接するように光拡散層１５１を有する光学シート１５又は光拡散層１５１が直接設けられる。光拡散層１５１に入射した光の少なくとも一部は、光の回折現象により拡散された後に、光拡散層１５１から出射する。後述するように、光拡散層１５１から出射する拡散光は、光拡散層１５１から出射する０次光である非拡散光の出射方向（すなわち、図１中の一点鎖線の矢印で示す方向）と異なる方向を中心に拡散する。なお、０次光は、入射光が拡散されずに通過する光であるので、その出射角度はスネルの法則により決まる。すなわち、０次光の出射角度θ1は、入射光の入射角度をθ0、入射側の媒質の屈折率をｎ0、出射側の媒質の屈折率をｎ1としたとき、次式１のように表される。
【００３８】
【数１】
2015144118.tif 000003
【００３９】
光拡散層１５１により入射光の全てが拡散される場合においても、０次光の出射角度は上式１により計算することができ、その出射方向と異なる方向を中心に拡散光が拡散する構成は、本開示に含まれる。光拡散層１５１の具体的構成については後述する。なお、本実施の形態では、光学シート１５又は光拡散層１５１を透明基板１４の表面に設けたが、これらを透明基板１４の内部に設けることもできる。
【００４０】
発光層１２で発生した光の一部は、透明電極１３及び透明基板１４を透過した後に、光拡散層１５１に入射する。また、発光層１２で発生した光の他の一部は、電極１１で反射した後に、透明電極１３及び透明基板１４を透過して光拡散層１５１に入射する。光拡散層１５１に入射した光の少なくとも一部は、回折により拡散されることによって、発光装置１の外部の空気層１６に取り出される。なお、空気層１６の屈折率は、例えば１．０である。
【００４１】
［光学シートの構成］
図２Ａは、実施の形態１に係る光学シート１５を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａの光学シート１５を構成する第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３を示す平面図である。図２Ｃは、図２Ａ中のＡ−Ａ線により切断した光学シート１５の断面図である。
【００４２】
図２Ａに示すように、光学シート１５は、入射した光を回折により拡散する光拡散層１５１を有している。本実施の形態においては、光学シート１５は、空気層１６（すなわち、光の出射側において接する層）と接する表面において光拡散層１５１を有している。光拡散層１５１は、図２Ｂに示される第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３をそれぞれ複数配置することにより形成されている。
【００４３】
第１の単位構造体１５２は、２個の第１の微小領域１５４及び２個の第２の微小領域１５５を、第１の配置パターンで配置することにより形成されている。なお、第１の配置パターンとは、２個の第１の微小領域１５４及び２個の第２の微小領域１５５をそれぞれ対角状に配置した配置パターンである。第１の単位構造体１５２は、平面視で四角形（例えば正方形）の形状を有する。
【００４４】
第２の単位構造体１５３は、２個の第１の微小領域１５４及び２個の第２の微小領域１５５を、上記第１の配置パターンとは異なる第２の配置パターンで配置することにより形成されている。なお、第２の配置パターンとは、第１の配置パターンにおいて第１の微小領域１５４と第２の微小領域１５５とを反転させた配置パターンである。第２の単位構造体１５３は、平面視で四角形（例えば正方形）の形状を有する。
【００４５】
第１の微小領域１５４は、図２Ｂにおいて白色の四角形で示す領域であり、空気層１６側に突出した凸部１５４ａで構成される。凸部１５４ａは、層方向に平坦な面を有している。平坦な面とは、光が認識しない（光の波長より十分小さい）サイズの構造を無視した場合に平坦である面を意味する。第２の微小領域１５５は、図２Ｂにおいて黒色の四角形で示す領域であり、透明基板１４側に窪んだ凹部１５５ａで構成される。凹部１５５ａは、層方向に平坦な面を有している。なお、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５はそれぞれ、平面視で四角形（例えば正方形）の形状を有している。上述した構成により、第１の微小領域１５４を透過する光と第２の微小領域１５５を透過する光との間には、位相差が生じる。例えば、第１の微小領域１５４の屈折率をｎ1、第２の微小領域１５５の屈折率をｎ2、光の波長をλ、光が第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５をそれぞれ透過する距離をｄとしたとき、光の位相差は、（ｎ1−ｎ2）×ｄ／λで表される。なお、本実施の形態では、光の位相差を凹凸構造により実現しているが、第１の微小領域１５４を構成する材料と第２の微小領域１５５を構成する材料とを屈折率の異なる材料とすることにより実現してもよい。
【００４６】
光拡散層１５１においては、図２Ａに示すように、複数の第１の微小領域１５４及び複数の第２の微小領域１５５を配置することによってパターンが形成されている。
【００４７】
なお、本実施の形態では、図２Ｃに示すように、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さ（すなわち、凹部１５５ａの底部から凸部１５４ａの頂部までの高さ）ｈは、略同一である。以後、凹部の底部から凸部の頂部までの高さを、凹部に対する凸部の高さともいう。後述するように、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈは、１．５μｍ以下であるのが望ましい。
【００４８】
［光学シートの製造方法及び構成］
本実施の形態では、光学シート１５における光拡散層１５１のパターンの決定方法として、第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３をそれぞれ複数配置する方法を用いたが、後述する各実施の形態に示すようなパターンの決定方法を用いてもよい。或いは、例えば特許文献２及び３等に開示された方法を用いることにより、空間周波数を制御したパターンを決定してもよい。特許文献２及び３の記載内容全体を本願明細書に援用する。
【００４９】
このようなパターンを有する本実施の形態の光学シート１５の製造方法として、例えば、半導体プロセスや切削を用いる方法、或いは、半導体プロセスや切削等を用いて作られた金型をナノインプリント技術により転写する方法等がある。
【００５０】
半導体プロセスや切削を用いることにより、材料を直接加工して凹凸形状を形成する場合には、光学シート１５は、図２Ｃに示すように構成される。すなわち、図２Ｃに示すように、光拡散層１５１は、透明な基板１５０上に加工された凹凸形状で構成される。なお、基板１５０及び第１の微小領域１５４は、同じ材料で構成されていてもよい。ミクロンオーダーでパターンが制御された微細な加工をする場合には、半導体プロセスが有効である。半導体プロセスを用いる場合、平坦な面を有する（すなわち、高さのレベルが離散的である）段差構造が加工しやすい。例えば、高さのレベルが２段の構造の場合、一度のエッチングで加工が可能である。また、二度のエッチングプロセスを行うことにより、高さのレベルが３段や４段の構造を加工することが可能である。
【００５１】
図２Ｄは、ナノインプリント技術を用いて光学シート１５を製造した場合における、光学シート１５の断面図である。ナノインプリント技術を用いて光学シート１５を製造する際には、まず、液状の樹脂に対して金型を押し付ける工程が行われ、その後に、樹脂を硬化させる工程が行われる。液状の樹脂に金型の凹凸部が転写されることにより、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５が形成される。このとき、図２Ｄに示すように、樹脂には、金型の凹凸部が転写されない残膜部１５１’が残る。
【００５２】
なお、図２Ｃ及び図２Ｄに示すような光学シート１５を透明基板１４に隣接させて保持するために、透明な接着剤等を用いてもよい。
【００５３】
［透明基板の表面に光拡散層を直接形成した構成］
光拡散層１５１のパターンの決定方法は、上述したように光学シート１５を透明基板１４の表面に設けた場合と同様である。図２Ｅは、半導体プロセスや切削を用いることにより、透明基板１４の表面に光拡散層１５１を形成した場合における、発光装置１の一部を示す断面図である。
【００５４】
図２Ｅに示すように、発光装置１を製造する際には、まず、透明基板１４上に凹凸形状を有する微小領域１５４，１５５を形成し、その後、透明基板１４の屈折率とは異なる屈折率の材料で上記凹凸形状を有する微小領域１５４，１５５を埋め込む。これにより、透明基板１４の表面に凹凸形状の光拡散層１５１を直接形成することができる。
【００５５】
上述したいずれの製造方法においても、光拡散層１５１において光の全反射を抑制し、光の取り出し効率を改善する効果が得られるので、本開示の範囲に含まれる。
【００５６】
なお、第１の微小領域１５４の屈折率ｎ1及び第２の微小領域１５５の屈折率ｎ2（ｎ1＞ｎ2）がともに透明基板１４の屈折率よりも低い場合には、臨界角を超える入射角度で光拡散層１５１に入射した光は、透明基板１４と光拡散層１５１との界面で全反射を起こし、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５まで到達しない。そのため、第１の微小領域１５４の屈折率ｎ1は、透明基板１４の屈折率と同程度又はそれより高い方が望ましい。また、適切な光の位相差を生じさせるために、第２の微小領域１５５の屈折率ｎ2は、第１の微小領域１５４の屈折率ｎ1よりも小さい値であり、且つ、空気層１６と同程度の屈折率であるのが望ましい。第１の微小領域１５４の材料としては、例えばガラス及び樹脂等の透明材料を用いることができる。第２の微小領域１５５の材料としては、例えば空気及び低屈折率の樹脂等の透明材料を用いることができる。
【００５７】
［光拡散層の特性］
図３は、図２Ａの光拡散層１５１におけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。ここで、「パターンをフーリエ変換する」とは、第１の微小領域１５４および第２の微小領域１５５によって生じる光の位相のずれを光拡散層１５１の面上の座標ｘ、ｙについての二次元関数として表したときのフーリエ変換を意味する。本実施の形態では、第１の微小領域１５４が凸部、第２の微小領域１５５が凹部であるため、パターンのフーリエ変換は、光拡散層１５１上の平坦部の高さの二次元分布をフーリエ変換したものともいえる。なお、図３では、周波数空間における座標を実空間における座標と同様、ｘおよびｙで表している。図３の中心は、空間周波数が０の成分（直流成分）を表している。図３において中心から外側に向かうに従い、空間周波数が高くなるように表示している。図３から理解されるように、図２Ａの光拡散層１５１におけるパターンの空間周波数では、低周波成分が抑制されている。
【００５８】
また、光の取り出し効率に直接的には影響しないが、図３において、ｘ方向及びｙ方向の各々における空間周波数成分が０となっている特徴が見て取れる。これは、図２Ｂに示す第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３の各々において、ｘ方向における位相差の積分値及びｙ方向における位相差の積分値がそれぞれ０であるためである。その結果、図２Ａに示すような、第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３が複数配置されたパターンにおいても、ｘ方向及びｙ方向の各々における空間周波数成分が０となる。
【００５９】
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃはそれぞれ、光が光拡散層１５１に入射角度θｘ＝０°、２０°及び４０°で入射した場合における、光拡散層１５１から出射した光の拡散パターンを計算により求めた結果を示す図である。計算条件として、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０、光拡散層１５１に入射する光の波長を５５０ｎｍ、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗを０．６μｍ、第２の微小領域１５５（凹部１５５ａ）に対する第１の微小領域１５４（凸部１５４ａ）の高さｈを０．６μｍとした。なお、単位大きさｗとは、平面視における第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の一辺の長さをいう。
【００６０】
図４Ａから理解されるように、光が光拡散層１５１に入射角度θｘ＝０°で入射した場合における拡散パターンの計算結果は、図３に示すフーリエ変換の結果と同じである。これは、光が光拡散層１５１に入射したときの光のフラウンホーファ回折像は、回折面で与えられる位相差をフーリエ変換した結果と一致するためである。また、図４Ｂ及び図４Ｃから理解されるように、光拡散層１５１から出射する拡散光は、入射角度θｘ＞０°の範囲においても、光拡散層１５１から出射する０次光である非拡散光の出射方向とは異なる方向を中心に拡散する。この結果から、図２Ａに示す構造のように平面パターンにおいて低い空間周波数成分を抑制することにより、どのような入射角度の光に対しても、０次光である非拡散光の出射方向とは異なる方向を中心に拡散させることができることが理解できる。
【００６１】
次に、光拡散層１５１におけるパターンについて、空間周波数に基づいた考察を行う。図５は、光拡散層１５１におけるパターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。図５において、横軸は、パターンの空間周波数を示し、縦軸は、空間周波数の強度を任意単位で示している。また、図５において、太い実線のグラフは、本実施の形態のパターンの空間周波数の１次元分布を示し、破線のグラフは、本実施の形態によらないランダムパターン（例えば、特許文献１に開示されたパターン）の空間周波数の１次元分布を示し、細い実線のグラフは、一般に白色雑音と呼ばれるパターン（例えば、ランダムな大きさを有する構造をランダムな位置に並べたパターン）の空間周波数の１次元分布を示している。
【００６２】
図５に示すように、本実施の形態のパターンの空間周波数成分は、１／（２ｗ）付近の空間周波数において最大ピーク（以下、単にピークと呼ぶ場合がある）を有する。なお、図５の各曲線には多数の小さな凹凸があるが、これらの凹凸は数値計算に伴う計算誤差により生じたノイズであり、それを滑らかにつないだ曲線が各パターンの特性を表す。さらに、このパターンの空間周波数成分では、１／ｗ近傍における高い空間周波数及び０近傍における低い空間周波数がそれぞれピークに対して抑制されている。すなわち、１／ｗ近傍及び０近傍の空間周波数が抑制され、且つ、１／（２ｗ）付近の空間周波数をピークとする山形の強度分布を有している。当該強度分布曲線は、例えば、半値幅が１／（２ｗ）程度の広がりを持つ。なお、当該強度分布曲線は、ピークとなる成分１／（２ｗ）近傍で、発光素子の発光波長のスペクトル幅Δλ以上の広がりを持つことが望ましい。すなわち、１／（２ｗ±Δλ／２）の広がり以上を有していることが望ましい。これにより、発光素子から発する波長の異なる光を効果的に取り出すことができる。なお、ｗは、上述した単位大きさｗである。光の波長の逆数よりも大きな空間周波数は光の回折に寄与しないので、１／ｗ近傍及びそれ以上の高い空間周波数がピークに対して抑制されることにより、光拡散層１５１に入射した光のうちより多くの光を拡散光に変換することができる。さらに、０近傍における低い空間周波数がピークに対して抑制されることにより、光拡散層１５１から出射した拡散光のうち、０次光である非拡散光の出射方向近傍に出射した拡散光を抑制することができる。一方、本実施の形態によらないランダムパターンでは、０近傍における低い空間周波数においてピークを有し、白色雑音のパターンでは、全ての空間周波数が一定の振幅範囲内に存在する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態の光拡散層１５１は、例えば図３７Ａに示す光学シート６０とは全く異なる性質を示すことが理解される。図１に示すように、本実施の形態の光拡散層１５１から出射する拡散光は、光拡散層１５１から出射する０次光である非拡散光の出射方向と異なる方向を中心に拡散する。一方、図３９に示すように、本実施の形態によらない光学シート６０から出射する拡散光は、光学シート６０から出射する０次光である非拡散光の出射方向を中心に拡散する。これにより、本実施の形態の光拡散層１５１では、本実施の形態によらない光学シート６０と比べて、臨界角を超える入射角度で光拡散層１５１に入射した光を、効率良く外部に取り出すことができる。
【００６４】
ここで、本実施の形態の光拡散層１５１における光の透過率の入射角度依存性を計算により求めた。図６は、光拡散層１５１における光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示す図である。図６において、横軸は、光拡散層１５１に対する光の入射角度を示し、縦軸は、光拡散層１５１を透過する光の透過率を示している。計算条件としては、図１及び図２Ａに示す構成において、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０、第２の微小領域１５５（すなわち凹部１５５ａ）の底部から第１の微小領域１５４（すなわち凸部１５４ａ）の頂部までの高さｈを１．０μｍとした。図６において、３つの破線のグラフはそれぞれ、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗが２５０ｎｍ、１μｍ、２．５μｍである場合の計算結果を示している。なお、実線のグラフは、光拡散層１５１が存在しない場合の計算結果を示している。図６から理解されるように、光拡散層１５１が存在しない場合には、約４２°の臨界角を超える入射角度では光の透過率が０である一方、光拡散層１５１が存在する場合には、約４２°の臨界角を超える入射角度においても透過率が０よりも大きい値であった。このことから、本実施の形態の光拡散層１５１を設けることにより、臨界角を超える入射角度で光拡散層１５１に入射した光を、効率良く外部に取り出すことができることが理解される。
【００６５】
次に、透明基板１４において光が等方的に存在する場合において、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算により求めた。ここで、「光が等方的に存在する」とは、どの方向に進行する光も等量存在することを意味する。図７は、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。図７において、横軸は、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗを示し、縦軸は、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量を示している。計算条件としては、図１及び図２Ａに示す構成において、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０とした。図７において、実線のグラフは、本実施の形態の光拡散層１５１における計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。図７から理解されるように、単位大きさｗが１００ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１では本実施の形態によらない光学シート６０と同程度の光の取り出し効率が得られ、さらに単位大きさｗが２５０ｎｍ〜４μｍの範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１では本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。
【００６６】
次に、透明基板１４において光が等方的に存在する場合において、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の出射角度分布を計算により求めた。図８Ａは、本実施の形態の光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の出射角度分布を計算した結果を示す図である。図８Ａにおいて、横軸は、光拡散層１５１に対する光の出射角度を示し、縦軸は、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の発光量を示している。計算条件としては、図１及び図２Ａに示す構成において、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０とした。図８Ａにおいて、３つの破線のグラフはそれぞれ、本実施の形態の光拡散層１５１における第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗが０．２５μｍ、０．４μｍ、０．６μｍ、３．０μｍである場合の計算結果を示している。なお、実線のグラフは、光拡散層１５１が存在しない場合における計算結果を示している。
【００６７】
一方、図８Ｂは、本実施の形態によらない光学シート６０を介して空気層に出射する光の全発光量の出射角度分布を計算した結果を示す図である。図８Ｂにおいて、３つの破線のグラフはそれぞれ、本実施の形態によらない光学シート６０における第１の微小領域６０１及び第２の微小領域６０２の各々の単位大きさが０．６μｍ、３．０μｍ、１０μｍである場合の計算結果を示している。図８Ａ及び図８Ｂから理解されるように、本実施の形態によらない光学シート６０では、広角側（すなわち、出射角度が比較的大きい方向）により多くの光が取り出されるのに対して、本実施の形態の光拡散層１５１では、単位大きさｗが０．２５μｍ（２５０ｎｍ）〜０．６μｍの範囲において正面側（すなわち、出射角度が比較的小さい方向）により多くの光が取り出されることが分かった。
【００６８】
以上のことから、本実施の形態の光拡散層１５１におけるパターンにおいて、光の取り出し効率を改善するためには、単位大きさｗは１００ｎｍ〜４μｍが適しており、２５０ｎｍ〜４μｍがより望ましいことが分かった。さらに、光の取り出し効率を改善しつつ、光をより正面側に取り出すためには、単位大きさｗは、２５０ｎｍ〜０．６μｍが望ましい。なお、これらの単位大きさｗの範囲は、光の波長が５５０ｎｍの場合における数値範囲である。光拡散層１５１における光の拡散は回折現象に基づくので、単位大きさｗの範囲は、光の波長に比例する。そのため、光の中心波長をλとした場合において光の取り出し効率を改善するためには、単位大きさｗは０．１８λ〜７．３λが適しており、０．４５λ〜７．３λがより望ましい。さらに、光の取り出し効率を改善しつつ、光をより正面側に取り出すためには、単位大きさｗは、０．４５λ〜１．１λが望ましい。なお、中心波長λとは、その波長よりも大きい波長を有する光強度の総和と、その波長よりも小さい波長を有する光強度の総和とが等しい波長をいう。
【００６９】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態の光拡散層１５１におけるパターンの空間周波数は、１／（２ｗ）近傍の空間周波数においてピークを有する。さらに、このパターンの空間周波数成分のうち、１／ｗ近傍における高い空間周波数及び０近傍における低い空間周波数がそれぞれ抑制されている。すなわち、１／ｗ近傍及び０近傍の空間周波数が抑制され、且つ、１／（２ｗ）付近の空間周波数をピークとする山形の強度分布を有している。当該強度分布曲線は、例えば、半値幅が１／（２ｗ）程度の広がりを持つ。これにより、光拡散層１５１に入射した光のうちより多くの光を拡散光に変換することができるとともに、光拡散層１５１から出射した拡散光のうち、０次光である非拡散光の出射方向近傍に出射した拡散光を抑制することができる。なお、当該強度分布曲線は、ピークとなる成分１／（２ｗ）近傍で、発光素子の発光波長のスペクトル幅Δλ以上の広がりを持つことが望ましい。すなわち、１／（２ｗ±Δλ／２）の広がり以上を有していることが望ましい。これにより、発光素子から発する波長の異なる光を取り出すことができる。
【００７０】
光拡散層１５１に入射する光の中心波長をλとしたとき、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗは、０．１８λ〜７．３λが適しており、０．４５λ〜７．３λがより望ましい。従って、上述したパターンの空間周波数の条件は、中心波長λを用いて、次のように表すことができる。すなわち、本実施の形態のパターンは、その空間周波数成分のうち、０近傍の成分と１／ｗ近傍の成分とが同時に抑制されており、そのｗの範囲は、０．１８λ〜７．３λであるのが適しており、０．４５λ〜７．３λであるのがより望ましい。また、空間周波数の最大ピーク位置は、１／（２ｗ）近傍であるのが望ましい。よって、空間周波数の最大ピーク位置は、１／（２×７．３λ）＝０．０６８／λ以上且つ１／（２×０．１８λ）＝２．８／λ以下の範囲にあることが適しており、１／（２×７．３λ）＝０．０６８／λ以上且つ１／（２×０．４５λ）＝１．３／λ以下の範囲にあることがより望ましい。
【００７１】
なお、透明基板１４の屈折率をｎ1、空気層１６の屈折率をｎ0とした場合には、上述したパターンの空間周波数の条件は、次のように表すことができる。光が屈折率ｎ1の媒質から屈折率ｎ0の媒質へ伝播する場合において、空間周波数１／ｗにより光が回折された際には、光の入射角度をθ1、光の出射角度をθ0としたとき、次式２が成立する。
【００７２】
【数２】
2015144118.tif 000004
【００７３】
上式２において、ｍは整数であり、λは光の波長である。上式２を変形することにより、次式３が得られる。
【００７４】
【数３】
2015144118.tif 000005
【００７５】
上式３において、出射角度θ0が解を持たない場合には、光の出射角度θ0は変化しない、すなわち光は回折（拡散）しない。上式３の右辺第一項が無い場合には、上式３はスネルの法則に他ならず、すなわち光拡散層１５１が存在しない場合と一致する。空間周波数成分に比例する値であるλ／ｗの値が十分小さい場合（すなわち、単位大きさｗが十分大きい場合）には、上式３の右辺第一項が十分小さくなるので、光拡散層１５１が存在しない場合と一致する。また、λ／ｗの値が十分大きい場合（すなわち、単位大きさｗが十分小さい場合）には、上式３の右辺第一項が十分大きくなるので、ｍ＝０の場合以外に出射角度θ0は解を持たない。よって、この場合においても、光拡散層１５１が存在しない場合とほぼ一致する。
【００７６】
従って、本実施の形態の光拡散層１５１におけるパターンは、十分大きい空間周波数と十分小さい空間周波数とをそれぞれ抑制することにより、光の出射角度θ0をより効果的に変換することができる拡散構造であると言える。
【００７７】
上式３から理解されるように、出射角度θ0は、空気層１６の屈折率ｎ0に依存する。上述したパターンの空間周波数の条件は、空気層１６の屈折率ｎ0にほぼ反比例するので、次のように表現することができる。すなわち、パターンは、その空間周波数成分のうち、０近傍の成分と１／ｗ近傍の成分とが同時に抑制されており、そのｗの範囲は、０．１８ｎ0×λ〜７．３ｎ0×λであるのが適しており、０．４５ｎ0×λ〜７．３ｎ0×λであるのがより望ましい。また、空間周波数の最大ピーク位置は、１／（２ｗ）近傍であるのが望ましい。よって、空間周波数の最大ピーク位置は、１／（２×７．３ｎ0λ）＝０．０６８／（ｎ0×λ）以上且つ１／（２×０．１８ｎ0λ）＝２．８／（ｎ0×λ）以下の範囲にあることが適しており、１／（２×７．３ｎ0λ）＝０．０６８／（ｎ0×λ）以上且つ１／（２×０．４５ｎ0λ）＝１．３／（ｎ0×λ）以下の範囲にあることがより望ましい。
【００７８】
［第１の単位構造体及び第２の単位構造体の出現確率］
図９は、第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３の出現確率をそれぞれ７５％及び２５％とした場合における光学シート１５Ａを示す平面図である。図１０は、図９の光拡散層１５１Ａにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【００７９】
上述した出現確率で、第１の単位構造体１５２及び第２の単位構造体１５３をそれぞれランダムに複数配置した場合には、ランダム性の成分が現れるとともに、出現確率の高い第１の単位構造体１５２が周期的に出現することによる周期性の成分が現れる。そのため、図１０に示すように、光拡散層１５１Ａから出射する光には、ランダム性の成分に基づく拡散光と周期性の成分に基づく非拡散光（１次光）とが共存するようになる。
【００８０】
図１１Ａ〜図１１Ｅはそれぞれ、第１の単位構造体１５２の出現確率が１００％、８０％、７０％、６０％、５０％である場合における、パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。第１の単位構造体１５２の出現確率が１００％である場合には、周期性の成分が強く現れるため、図１１Ａに示すように、パターンの空間周波数は、周期に対応した空間周波数成分に鋭いピークを有し、その他の成分をほとんど含まない。第１の単位構造体１５２の出現確率が５０％である場合には、図１１Ｅに示すように、パターンの空間周波数は、鋭いピークを有さない。また、０近傍から１／ｗ近傍までの範囲において、なだらかに遷移する（広がりを持つ）山形の強度分布を有している。これは、ランダム性の成分が強く現れていることを示している。第１の単位構造体１５２の出現確率が６０％である場合には、原理的には周期性の成分が現れるが、図１１Ｄに示すように、パターンの空間周波数は、鋭いピークをほとんど有さない。しかしながら、第１の単位構造体１５２の出現確率が８０％及び７０％である場合には、周期性の成分が目立って現れるため、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、パターンの空間周波数は、ランダム性の成分、すなわち、なだらかに遷移する（広がりを持つ）強度分布を備えるとともに、周期性の成分に起因した鋭いピークを有するようになる。
【００８１】
ここで、第１の単位構造体１５２の出現確率をｘ％、第２の単位構造体１５３の出現確率をｙ％とする（但し、ｘ＞ｙ）。この場合、第１の単位構造体１５２のｙ％分は、第２の単位構造体１５３のｙ％分のペアが存在するのでランダム性の成分であるが、第１の単位構造体１５２の（ｘ−ｙ）％分は、第２の単位構造体１５３のペアが存在しないので周期性の成分である。すなわち、第１の単位構造体１５２の出現確率をｘ％、第２の単位構造体１５３の出現確率をｙ％としたときには、第１の単位構造体１５２のｙ％分がランダム性の成分、第１の単位構造体１５２の（ｘ−ｙ）％分が周期性の成分となる。従って、ランダム性の成分が支配的になる条件は、「ｙ＞ｘ−ｙ」である。「ｘ＋ｙ＝１００％」である場合には、上記条件は、「ｘ＜６６．６％」となる。この条件は、図１１Ｄに示すように、第１の単位構造体１５２の出現確率が６０％である場合にはほとんどがランダム性の成分であるが、図１１Ｃに示すように、第１の単位構造体１５２の出現確率が７０％である場合には周期性の成分が明確に現れることと一致する。
【００８２】
以上のように、パターンの空間周波数成分を解析することにより、ランダム性の成分が支配的であるか否かを判定することができる。例えば、あるパターンの空間周波数スペクトルにおいて、ランダム性に起因する強度分布の振幅が周期性に起因する周波数成分の振幅よりも大きい場合には、そのパターンは、ランダム性の成分が支配的であるとみなすことができる。本実施の形態の光拡散層１５１が有するパターンは、ランダム性の成分が支配的である。
【００８３】
［凹部に対する凸部の高さ］
図１２は、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈに対する依存性を計算した結果を示す図である。図１２において、横軸は、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈを示し、縦軸は、光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量を示している。計算条件としては、図１及び図２Ａに示す構成において、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗを１μｍとした。図１２において、実線のグラフは、本実施の形態の光拡散層１５１における計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。
【００８４】
図１２から理解されるように、特に、高さｈが１．５μｍ以下の範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１では本実施の形態によらない光学シートよりも優れた光の取り出し効率が得られた。従って、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈは、例えば１．５μｍ以下に設定され得る。また、高さｈが０．１μｍ以上である場合には、本実施の形態によらない光学シートよりも優れた光の取り出し効率が得られた。高さｈが０．５μｍ以上である場合には、さらに優れた光の取り出し効率が得られた。したがって、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈは、０．１μｍ以上であるのが望ましい。また、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈは、０．５μｍ以上であればなお望ましい。
【００８５】
なお、本実施の形態では、複数の凹部１５５ａに対する複数の凸部１５４ａの各々の高さｈを一定としたが、複数の凸部１５４ａの各々の高さをランダムにすることもできる。図１３は、変形例に係る光学シート１５Ｂを示す断面図である。図１３に示す光学シート１５Ｂでは、複数の凹部１５５Ｂａに対する複数の凸部１５４Ｂａの各々の高さはランダムである。光が複数の凸部１５４Ｂａ及び複数の凹部１５５Ｂａの各々を透過する際に、複数の凹部１５５Ｂａに対する複数の凸部１５４Ｂａの各々においてその高さに応じた位相差が発生する。このとき、透過した光の平均位相差は、複数の凹部１５５Ｂａに対する複数の凸部１５４Ｂａの平均高さで決定される。従って、この場合においても、透過した光に十分な平均位相差を与える限り、複数の凹部１５５Ｂａに対する複数の凸部１５４Ｂａの各々の高さの平均高さは、例えば１．５μｍ以下に設定され得る。
【００８６】
（実施の形態１の変形例）
本変形例においては、図１及び図２Ａに示す構成において、光拡散層１５１に入射する光の全強度に対する、臨界角よりも大きい角度で光拡散層１５１に入射する光の強度の割合は５０％以上である。この場合には、光拡散層１５１のパターンの空間周波数が満たすべき条件は、次のようになる。
【００８７】
図１４は、実施の形態１の変形例に係る光拡散層１５１を介して空気層１６に出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。計算条件としては、透明基板１４において臨界角よりも大きい角度で進行する光のみが存在するとし、第１の微小領域１５４の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域１５５の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０とした。図１４において、実線のグラフは、本変形例の光拡散層１５１における計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。図１４から理解されるように、単位大きさｗが０．６μｍ〜５μｍの範囲において、本変形例の光拡散層１５１では本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。中心波長をλとしたとき、上述した単位大きさｗの範囲は、１．１λ〜９．１λとなる。
【００８８】
従って、本変形例のパターンの空間周波数の条件は、中心波長をλ、出射側の空気層１６の屈折率をｎとして、次のように表すことができる。すなわち、本実施の形態のパターンは、その空間周波数成分のうち、０近傍の成分と１／ｗ近傍の成分とが同時に抑制されており、そのｗの範囲は、１．１ｎ×λ〜９．１ｎ×λであるのが望ましい。また、空間周波数のピーク位置は、１／（２ｗ）近傍であるのが望ましい。よって、空間周波数のピーク位置は、１／（２×９．１λ×ｎ）＝０．０５５／（λ×ｎ）以上且つ１／（２×１．１λ×ｎ）＝０．４５／（λ×ｎ）以下の範囲にあることが望ましい。
【００８９】
（実施の形態２）
図１５Ａは、実施の形態２に係る発光装置１Ｃを示す断面図である。図１５Ａに示すように、本実施の形態の発光装置１Ｃでは、光拡散層１５１Ｃを挟んで高屈折率層１４Ｃの反対側には、保護層（透明基板）１６Ｃが設けられている。光拡散層１５１Ｃは、発光層１２と保護層１６Ｃとの間に設けられている。保護層１６Ｃの屈折率は例えば１．４〜１．６５であり、高屈折率層１４Ｃの屈折率は保護層１６Ｃの屈折率以上である。保護層１６Ｃの材料としては、例えばガラス及び樹脂等の透明材料を用いることができる。高屈折率層１４Ｃの材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＴｉＯ2（酸化チタン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＺｒＯ2（ジルコニア）及び樹脂等を用いることができる。光拡散層１５１Ｃにおいて、第１の微小領域１５４の屈折率は、高屈折率層１４Ｃの屈折率と同程度の高い屈折率であり、その材料としては、例えばガラス及び樹脂等の透明材料を用いることができる。また、第２の微小領域１５５の屈折率は、保護層１６Ｃと同程度の屈折率であり、その材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＴｉＯ2（酸化チタン）、ＳｉＮ（窒化シリコン）、Ｔａ2Ｏ5（五酸化タンタル）、ＺｒＯ2（ジルコニア）及び樹脂等を用いることができる。
【００９０】
ここで、本実施の形態の光拡散層１５１Ｃにおける光の透過率の入射角度依存性を計算により求めた。図１６は、光拡散層１５１Ｃにおける光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示す図である。図１６において、横軸は、光拡散層１５１Ｃに対する光の入射角度を示し、縦軸は、光拡散層１５１Ｃを透過する光の透過率を示している。計算条件としては、第１の微小領域１５４の屈折率及び高屈折率層１４Ｃの屈折率をそれぞれ１．７５、第２の微小領域１５５の屈折率及び保護層１６Ｃの屈折率をそれぞれ１．５、光拡散層１５１Ｃの高さｈを１．０μｍとした。図１６において、３つの破線のグラフはそれぞれ、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗが１２５ｎｍ、２μｍ、５μｍである場合の計算結果を示している。なお、実線のグラフは、光拡散層１５１Ｃが存在しない場合の計算結果を示している。図１６から理解されるように、光拡散層１５１Ｃが存在しない場合には、約６０°の臨界角を超える入射角度では光の透過率が０である一方、光拡散層１５１Ｃが存在する場合には、約６０°の臨界角を超える入射角度においても透過率は０よりも大きい値であった。
【００９１】
次に、高屈折率層１４Ｃにおいて光が等方的に存在する場合において、光拡散層１５１Ｃを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算により求めた。図１７は、高屈折率層１４Ｃにおいて光が等方的に存在する場合において、光拡散層１５１Ｃを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。図１７において、横軸は、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗを示し、縦軸は、光拡散層１５１Ｃを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量を示している。計算条件としては、第１の微小領域１５４の屈折率及び高屈折率層１４Ｃの屈折率をそれぞれ１．７５、第２の微小領域１５５の屈折率及び保護層１６Ｃの屈折率をそれぞれ１．５とした。図１７において、実線のグラフは、本実施の形態の光拡散層１５１Ｃにおける計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。図１７から理解されるように、単位大きさｗが１２５ｎｍ〜６μｍの範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１Ｃでは本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。
【００９２】
さらに、高屈折率層１４Ｃにおいて臨界角よりも大きい角度で進行する光のみが存在する場合において、光拡散層１５１Ｃを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算により求めた。図１８は、高屈折率層１４Ｃにおいて臨界角よりも大きい角度で進行する光のみが存在する場合において、光拡散層１５１Ｃを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量の、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。図１８から理解されるように、単位大きさｗが１．２μｍ以上の範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１Ｃでは本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。
【００９３】
以上のことから、本実施の形態の光拡散層１５１Ｃにおけるパターンにおいて、光の取り出し効率を改善するためには、単位大きさｗは１２５ｎｍ〜６μｍが望ましいことが分かった。なお、これらの単位大きさｗの範囲は、光の波長が５５０ｎｍの場合における数値範囲である。そのため、光の中心波長をλとした場合において光の取り出し効率を改善するためには、単位大きさｗは０．２３λ〜１１λが望ましい。従って、パターンの空間周波数の条件は、中心波長をλ、保護層１６Ｃの屈折率をｎとしたとき、次のように表すことができる。すなわち、本実施の形態のパターンは、その空間周波数成分のうち、０近傍の成分と１／ｗ近傍の成分とが同時に抑制されており、そのｗの範囲は、０．２３ｎ×λ〜１１ｎ×λであるのが望ましい。また、空間周波数のピーク位置は、１／（２ｗ）近傍であるのが望ましい。よって、空間周波数のピーク位置は、１／（２×１１λ×ｎ）＝０．０４５／（λ×ｎ）以上且つ１／（２×０．２３λ×ｎ）＝２．２／（λ×ｎ）以下の範囲にあることが望ましい。
【００９４】
［光拡散層の製造方法及び構成］
図１５Ｂは、図１５Ａの発光装置１Ｃの一部を拡大して示す断面図である。図１５Ｂに示すように、光拡散層１５１Ｃを発光装置１Ｃの内部に形成する場合には、保護層１６Ｃの表面にシート部材（基板１５０Ｃ、残膜部１５１Ｃａ’及び第２の微小領域１５５で構成される）を貼り付けた後に、第２の微小領域１５５よりも高い屈折率の樹脂で凹凸を埋め込む方法により、第１の微小領域１５４及び残膜部１５１Ｃｂ’を形成することができる。
【００９５】
或いは、保護層１６Ｃの表面に残膜部１５１Ｃａ’及び第２の微小領域１５５を形成した後に、第２の微小領域１５５よりも高い屈折率の樹脂で凹凸を埋め込む方法により、第１の微小領域１５４及び残膜部１５１Ｃｂ’を形成することができる。この場合、高屈折率層１４Ｃは無くてもよく、残膜部１５１Ｃｂ’の表面に透明電極１３を形成してもよい。
【００９６】
或いは、高屈折率層１４Ｃの表面に第１の微小領域１５４及び残膜部１５１Ｃｂ’を形成した後に、異なる屈折率の樹脂で凹凸を埋め込む方法により、第２の微小領域１５５及び残膜部１５１Ｃａ’を形成することができる。この場合には、基板１５０Ｃは不要である。
【００９７】
また、基板１５０Ｃを直接加工した場合には、残膜部１５１Ｃａ’及び残膜部１５１Ｃｂ’がそれぞれ存在しないような構成にすることができる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、基板１５０Ｃ、残膜部１５１Ｃａ’、残膜部１５１Ｃｂ’、第１の微小領域１５４及び第２の微小領域１５５（又はこれらの一部）等、凹凸を形成するために必要な部材をまとめて光拡散層１５１Ｃと呼ぶこととする。
【００９９】
上述したいずれの構成においても、光拡散層１５１Ｃにおいて光の全反射を抑制し、光の取り出し効率を改善する効果が得られるので、本開示の範囲に含まれる。
【０１００】
なお、第１の微小領域１５４、残膜部１５１Ｃｂ’及び高屈折率層１４Ｃの屈折率が、第２の微小領域１５５及び残膜部１５１Ｃａ’の屈折率よりも高い場合に、光拡散層１５１Ｃにより光の全反射を抑制し、光の取り出し効率を改善する効果が得られる。基板１５０Ｃ、第２の微小領域１５５及び残膜部１５１Ｃａ’の材料としては、例えばガラス及び樹脂等の透明材料を用いることができる。第１の微小領域１５４及び残膜部１５１Ｃｂ’の材料としては、例えば光屈折率ガラスや樹脂、無機材料（ＩＴＯ、ＴｉＯ2、ＳｉＮ、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2等）等の透明材料を用いることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
図１９Ａは、実施の形態３に係る発光装置１Ｄを示す断面図である。図１９Ａに示すように、本実施の形態の発光装置１Ｄは、反射層２１、光学シート２２、透明基板２３及び発光部２４を備えている。発光部２４は、例えば透明基板２３の内部に設けられている。光学シート２２は、反射層２１と発光部２４との間に設けられており、例えば、上記実施の形態１及び２で説明した光学シート１５（１５Ａ〜１５Ｃ）と同様に構成されている。なお、発光装置１Ｄは、光拡散層を有する光学シート２２に代えて光拡散層を単独で備えるように構成してもよい。
【０１０２】
発光部２４からの光のうち、臨界角よりも大きい角度で進行する光は、透明基板２３と外部層２５との界面において全反射される。このように全反射された光は、反射層２１で反射された後に、光学シート２２において回折により拡散する。光学シート２２からの拡散光の多くは、臨界角よりも小さい角度で進行するので、透明基板２３を透過して外部層２５に取り出される。
【０１０３】
従って、本実施の形態では、発光部２４からの光が全反射により透明基板２３の内部に閉じ込められるのを抑制することができるので、光の取り出し効率を改善することができる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、発光部２４を透明基板２３の内部に設けたが、これに限られず、例えば発光部２４を透明基板２３の外部に設けることもできる。
【０１０５】
（実施の形態３の変形例）
図１９Ｂは、実施の形態３の変形例に係る発光装置１ＤＡを示す断面図である。図１９Ｂに示すように、本変形例の発光装置１ＤＡでは、発光部２４ＤＡは、光学シート２２ＤＡに接するようにして、透明基板２３ＤＡに設けられている。なお、透明基板２３ＤＡは、上記実施の形態３と同様に、光学シート２２ＤＡに接するようにして設けられている。
【０１０６】
光学シート２２ＤＡは、光拡散層２２１を備えている。光拡散層２２１は、例えば、上記実施の形態１及び２で説明したのと同様に、複数の凸部２２２（複数の第１の微小領域）及び複数の凹部２２３（複数の第２の微小領域）を有している。
【０１０７】
本変形例の光拡散層２２１における複数の凹部２２３に対する複数の凸部２２２の各々の高さの分布を数値化したデータをフーリエ変換することにより得られる空間周波数成分は、光の中心波長をλ、出射側の外部層２５の屈折率をｎとして、次のように表すことができる。すなわち、上記空間周波数成分の最大ピーク位置は、０．０６８／（λ×ｎ）以上且つ２．８／（λ×ｎ）以下の範囲に存在するように構成することができる。
【０１０８】
（実施の形態４）
［光学シートの構成］
図２０Ａは、実施の形態４に係る光学シート１５Ｅを示す平面図である。図２０Ｂは、図２０Ａの光拡散層１５１Ｅにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１０９】
図２１は、図２０Ａの光拡散層１５１Ｅにおけるパターンを説明するための図である。図２１に示すように、本実施の形態のパターンでは、複数の第２の微小領域１５５の配置パターンは、図２１において破線で示す回折格子の配置パターンに対して、平均として回折格子の周期ｐの４分の１の大きさより大きい（又は、第２の微小領域１５５の単位大きさｗの２分の１の大きさより大きい）位置ゆらぎΔｒが与えられた配置パターンである。具体的には、例えば、（１）位置ゆらぎΔｒ＝０、（２）ｘ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／２、（３）ｙ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／２、（４）ｘ方向及びｙ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／２の計４通りの位置ゆらぎΔｒがそれぞれ均等な確率で与えられる。
【０１１０】
本実施の形態の光拡散層１５１Ｅにおけるパターンでは、周期性の成分が全く現れない。そのため、本実施の形態では、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。従って、本実施の形態の光拡散層１５１Ｅにおけるパターンは、本開示の範囲に含まれる。
【０１１１】
［回折格子との比較］
図２２Ａは、本実施の形態によらない回折格子パターンを有する光学シート２０を示す平面図である。図２２Ｂは、図２２Ａの回折格子パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１１２】
図２２Ｂに示すように、回折格子は、入射した光を干渉効果により特定の方向に集中させる性質を有する。この回折格子の性質は、本実施の形態の光拡散層１５１Ｅにおけるパターンが有する性質、すなわち入射した光を回折により拡散させるという性質とは異なる。
【０１１３】
なお、回折格子は波長依存性が大きいため、回折格子を発光装置に適用した場合には、発光装置を見る角度（視野角）によって色ムラ及び明るさムラが発生する。そのため、回折格子を用いた発光装置をディスプレイ及び照明用光源として適用することは難しい。
【０１１４】
［本実施の形態によらない光学シートとの比較］
図２３Ａは、本実施の形態によらない回折格子パターンを有する光学シート３０を示す平面図である。図２３Ｂは、図２３Ａの回折格子パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。図２４Ａは、本実施の形態によらない回折格子にランダム性を付与した光学シート４０を示す平面図である。図２４Ｂは、図２４Ａのパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１１５】
図２４Ａに示す光学シート４０は、複数の第１の微小領域４１１及び複数の第２の微小領域４１２をそれぞれ、以下で説明する規則に従って配置することにより形成されている。図２５は、図２４Ａの光学シート４０におけるパターンを説明するための図である。図２５に示すように、光学シート４０におけるパターンでは、複数の第２の微小領域４１２の配置パターンは、図２５において破線で示す回折格子の配置パターンに対して、回折格子の周期ｐの４分の１の大きさ以下（又は、単位大きさｗの２分の１の大きさ以下）の位置ゆらぎΔｒが与えられた配置パターンである。具体的には、例えば、（１）位置ゆらぎΔｒ＝０、（２）ｘ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／４、（３）ｙ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／４、（４）ｘ方向及びｙ方向における位置ゆらぎΔｒ＝ｐ／４の計４通りの位置ゆらぎΔｒがそれぞれ均等な確率で与えられる（例えば、特許文献４参照）。
【０１１６】
しかしながら、図２４Ａに示すパターンでは、周期性の成分が現れる。図２４Ａに示すパターンは、ランダム性に起因する周波数成分よりも、周期性に起因する周波数成分の振幅の方が大きいため、回折格子とみなすことができ、その性質は、本実施の形態のパターンの性質とは異なる。
【０１１７】
（実施の形態５）
図２６Ａは、実施の形態５に係る光学シート１５Ｆを示す平面図である。図２６Ｂは、図２６Ａの光拡散層１５１Ｆを構成する４種類の単位構造体１５６，１５７，１５８，１５９を示す平面図である。図２６Ｃは、図２６Ａの光拡散層１５１Ｆにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１１８】
本実施の形態の光拡散層１５１Ｆは、第１の単位構造体１５６、第２の単位構造体１５７、第３の単位構造体１５８及び第４の単位構造体１５９をそれぞれ複数配置したパターンを有する。図２６Ｃに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が存在しない、すなわち光拡散層１５１Ｆから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が存在しない。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
（実施の形態６）
図２７Ａは、実施の形態６に係る光学シート１５Ｇを示す平面図である。図２７Ｂは、図２７Ａの光拡散層１５１Ｇを構成する２種類の単位構造体１６０，１６１を示す平面図である。図２７Ｃは、図２７Ａの光拡散層１５１Ｇにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１２０】
本実施の形態の光拡散層１５１Ｇは、第１の単位構造体１６０及び第２の単位構造体１６１をそれぞれ複数配置したパターンを有する。図２７Ｃに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が存在しない、すなわち光拡散層１５１Ｇから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が存在しない。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
図２７Ｄは、図２７Ａのパターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数のうち、ある方位における１次元分布を示す図である。図２７Ｄに示すように、本実施の形態のパターンの空間周波数成分においては、１／（２ｗ）よりもやや高い空間周波数においてピークを有する。さらに、このパターンの空間周波数成分においては、１／ｗ近傍における高い空間周波数及び０近傍における低い空間周波数がそれぞれ抑制されている。すなわち、１／ｗ近傍及び０近傍の空間周波数が抑制され、且つ、１／（２ｗ）よりやや高い空間周波数をピークとする山形の強度分布を有している。当該強度分布曲線の半値幅は、１／（２ｗ）程度である。
【０１２２】
図２７Ｅは、光拡散層１５１Ｇが透明基板１４の表面に設けられている場合において、光拡散層１５１Ｇを介して空気層１６に出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。計算条件としては、図１に示す構成と同様の構成において、第１の微小領域の屈折率及び透明基板１４の屈折率をそれぞれ１．５、第２の微小領域の屈折率及び空気層１６の屈折率をそれぞれ１．０とした。図２７Ｅにおいて、実線のグラフは、本実施の形態の光拡散層１５１Ｇにおける計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。図２７Ｅから理解されるように、単位大きさｗが１００ｎｍ〜４μｍの範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１Ｇでは本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。
【０１２３】
図２７Ｆは、光拡散層１５１Ｇが高屈折率層１４Ｃと保護層１６Ｃとの間に設けられている場合において、光拡散層１５１Ｇを介して保護層１６Ｃに出射する光の全発光量の、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の単位大きさｗに対する依存性を計算した結果を示す図である。計算条件としては、図１５Ａに示す構成と同様の構成において、第１の微小領域の屈折率及び高屈折率層１４Ｃの屈折率をそれぞれ１．７５、第２の微小領域の屈折率及び保護層１６Ｃの屈折率をそれぞれ１．５とした。図２７Ｆにおいて、実線のグラフは、本実施の形態の光拡散層１５１Ｇにおける計算結果を示している。なお、破線のグラフは、本実施の形態によらない光学シート６０における計算結果を示している。図２７Ｆから理解されるように、単位大きさｗが１２５ｎｍ〜６μｍの範囲において、本実施の形態の光拡散層１５１Ｇでは本実施の形態によらない光学シート６０よりも優れた光の取り出し効率が得られた。
【０１２４】
（実施の形態７）
図２８Ａは、実施の形態７に係る光学シート１５Ｈを示す平面図である。図２８Ｂは、図２８Ａの光拡散層１５１Ｈを構成する４種類の単位構造体１６２，１６３，１６４，１６５を示す平面図である。図２８Ｃは、図２８Ａの光拡散層１５１Ｈにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１２５】
本実施の形態では、光拡散層１５１Ｈは、第１の単位構造体１６２、第２の単位構造体１６３、第３の単位構造体１６４及び第４の単位構造体１６５をそれぞれ複数配置したパターンを有する。図２８Ｃに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が存在しない、すなわち光拡散層１５１Ｈから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が存在しない。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
（実施の形態８）
図２９Ａは、実施の形態８に係る光学シート１５Ｉを示す平面図である。図２９Ｂは、図２９Ａの光拡散層１５１Ｉにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１２７】
本実施の形態では、光拡散層１５１Ｉは、平面視で正六角形の単位構造体を複数配置したパターンを有する。図２９Ｂに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が抑制されている。すなわち光拡散層１５１Ｉから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が抑制される。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
なお、本実施の形態のパターンとの比較のために、平面視で正六角形の単位構造体を本実施の形態によらないランダムパターンで複数配置した場合について説明する。図３０Ａは、正六角形の単位構造体を本実施の形態によらないランダムパターンで複数配置した場合における光学シート５０を示す平面図である。図３０Ｂは、図３０Ａの光学シート５０におけるランダムパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。図３０Ｂに示すランダムパターンでは、０近傍の空間周波数が存在する、すなわち光学シート５０から出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が存在することが理解される。
【０１２９】
（実施の形態８の変形例）
図３１Ａは、実施の形態８の変形例に係る光学シート１５ＩＡを示す平面図である。図３１Ｂは、図３１Ａの光拡散層１５１ＩＡにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１３０】
図３１Ａに示すように、本変形例では、光拡散層１５１ＩＡは、平面視で正六角形の単位構造体を複数配置したパターンを有する。なお、本変形例のパターンは、上記実施の形態８とは異なるパターンである。
【０１３１】
図３１Ｂに示すように、本変形例のパターンでは、０近傍の空間周波数が抑制されている。すなわち光拡散層１５１ＩＡから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が抑制される。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
（実施の形態９）
図３２Ａは、実施の形態９に係る光学シート１５Ｊを示す平面図である。図３２Ｂは、図３２Ａの光拡散層１５１Ｊを構成する２種類の単位構造体１６６，１６７を示す平面図である。図３２Ｃは、図３２Ｂ中のＢ−Ｂ線により切断した第１の単位構造体１６６の断面図である。図３２Ｄは、第１の単位構造体１６６を示す斜視図である。図３２Ｅは、図３２Ａの光拡散層１５１Ｊにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１３３】
本実施の形態では、光拡散層１５１Ｊは、第１の単位構造体１６６及び第２の単位構造体１６７をそれぞれ複数配置したパターンを有する。
【０１３４】
第１の単位構造体１６６は、４個の第１の微小領域１６６ａ、４個の第２の微小領域１６６ｂ、４個の第３の微小領域１６６ｃ及び４個の第４の微小領域１６６ｄを、第１の配置パターンで配置することにより形成されている。第１の単位構造体１６６は、平面視で四角形（正方形）の形状を有する。
【０１３５】
第２の単位構造体１６７は、４個の第１の微小領域１６６ａ、４個の第２の微小領域１６６ｂ、４個の第３の微小領域１６６ｃ及び４個の第４の微小領域１６６ｄを、上記第１の配置パターンとは異なる第２の配置パターンで配置することにより形成されている。第２の単位構造体１６７は、平面視で四角形（正方形）の形状を有する。
【０１３６】
図３２Ｃ及び図３２Ｄに示すように、第１の微小領域１６６ａの高さは最も高く、第２の微小領域１６６ｂの高さは２番目に高く、第３の微小領域１６６ｃの高さは３番目に高く、第４の微小領域１６６ｄの高さは最も低い。
【０１３７】
図３２Ｅに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が存在しない、すなわち光拡散層１５１Ｊから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が存在しない。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
（実施の形態１０）
図３３Ａは、実施の形態１０に係る光学シート１５Ｋを示す平面図である。図３３Ｂは、図３３Ａの光拡散層１５１Ｋにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１３９】
図３３Ａに示すように、本実施の形態の光学シート１５Ｋの光拡散層１５１Ｋは、第１の微小領域１６８ａ（すなわち、図３３Ａにおいて白色で示す領域）、第２の微小領域１６８ｂ（すなわち、図３３Ａにおいて灰色で示す領域）及び第３の微小領域１６８ｃ（すなわち、図３３Ａにおいて黒色で示す領域）をそれぞれ複数配置したパターンを有する。第１の微小領域１６８ａ及び第３の微小領域１６８ｃはそれぞれ、平面視で正六角形の形状を有する。例えば、第１の微小領域１６８ａの高さは最も高く、第２の微小領域１６８ｂの高さは２番目に高く、第３の微小領域１６８ｃの高さは最も低い。
【０１４０】
図３３Ｂに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が抑制されている。すなわち光拡散層１５１Ｋから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が抑制される。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
（実施の形態１１）
図３４Ａは、実施の形態１１に係る光学シート１５Ｌを示す平面図である。図３４Ｂは、図３４Ａの光拡散層１５１Ｌにおけるパターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。
【０１４２】
図３４Ａに示すように、本実施の形態の光学シート１５Ｌの光拡散層１５１Ｌは、第１の微小領域１６９ａ（すなわち、図３４Ａにおいて白色で示す領域）、第２の微小領域１６９ｂ（すなわち、図３４Ａにおいて灰色で示す領域）及び第３の微小領域１６９ｃ（すなわち、図３４Ａにおいて黒色で示す領域）をそれぞれ複数配置したパターンを有する。なお、図３４Ａでは、説明のために隣接する第２の微小領域１６９ｂの間に境界線を示しているが、実際にこれらの第２の微小領域１６９ｂが分かれているわけではなく、隣接する第２の微小領域１６９ｂは同じ高さの一つの領域を形成している。第１の微小領域１６９ａ及び第３の微小領域１６９ｃはそれぞれ、平面視で四角形の形状を有する。例えば、第１の微小領域１６９ａの高さは最も高く、第２の微小領域１６９ｂの高さは２番目に高く、第３の微小領域１６９ｃの高さは最も低い。
【０１４３】
図３４Ｂに示すように、本実施の形態のパターンでは、０近傍の空間周波数が抑制されている。すなわち光拡散層１５１Ｌから出射する０次光である非拡散光の出射方向近傍の拡散光が抑制される。そのため、本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
（実施の形態１２）
図３５Ａは、実施の形態１２に係る光学シート１５Ｍの一部を拡大して示す平面図である。図３５Ｂは、図３５Ａの光拡散層１５１Ｍを構成する２種類の単位構造体１７０，１７１を示す平面図である。図３５Ｃは、図３５Ａ中のＣ−Ｃ線により切断した光拡散層１５１Ｍの断面図である。
【０１４５】
図３５Ａに示すように、本実施の形態の光学シート１５Ｍの光拡散層１５１Ｍは、第１の単位構造体１７０及び第２の単位構造体１７１をそれぞれ複数配置したパターンを有する。
【０１４６】
図３５Ｂに示すように、第１の単位構造体１７０は、高さの異なる複数種類の微小領域、すなわち、２個の第１の微小領域１７２ａ（すなわち、図３５Ｂにおいて白色で示す領域）、２個の第２の微小領域１７２ｂ（すなわち、図３５Ｂにおいて淡い灰色で示す領域）、２個の第３の微小領域１７２ｃ（すなわち、図３５Ｂにおいて濃い灰色で示す領域）及び２個の第４の微小領域１７２ｄ（すなわち、図３５Ｂにおいて黒色で示す領域）を、第１の配置パターンで配置することにより形成されている。第１〜第４の微小領域１７２ａ〜１７２ｄはそれぞれ、平面視で四角形（正方形）の形状を有する。第１の単位構造体１７０は、全体として平面視で四角形（正方形）の多段形状を有する。
【０１４７】
第２の単位構造体１７１は、高さの異なる複数種類の微小領域、すなわち、２個の第１の微小領域１７２ａ、２個の第２の微小領域１７２ｂ、２個の第３の微小領域１７２ｃ及び２個の第４の微小領域１７２ｄを、上記第１の配置パターンとは異なる第２の配置パターンで配置することにより形成されている。第２の単位構造体１７１は、全体として平面視で四角形（正方形）の多段形状を有する。
【０１４８】
図３５Ｃに示すように、第１の微小領域１７２ａの高さは最も高く、第２の微小領域１７２ｂの高さは２番目に高く、第３の微小領域１７２ｃの高さは３番目に高く、第４の微小領域１７２ｄの高さは最も低い。なお、第４の微小領域１７２ｄの高さを基準とし、第３の微小領域１７２ｃの高さをｈ０としたとき、第２の微小領域１７２ｂの高さは２ｈ０であり、第１の微小領域１７２ａの高さは３ｈ０である。
【０１４９】
さらに、図３５Ｃに示すように、第１の微小領域１７２ａの単位大きさｗ２は、第２の微小領域１７２ｂの単位大きさｗ１よりも小さい。また、第４の微小領域１７２ｄの単位大きさｗ２は、第３の微小領域１７２ｃの単位大きさｗ１よりも小さい。
【０１５０】
図３５Ｄは、実施の形態１２に係る光拡散層１５１Ｍを介して空気層に出射する光の全発光量の、単位大きさｗ２と単位大きさｗ１との比に対する依存性を計算した結果を示す図である。図３５Ｄにおいて、横軸は、単位大きさｗ２と単位大きさｗ１との比ｗ２／ｗ１を示し、縦軸は、光拡散層１５１Ｍを介して空気層に出射する光の全発光量を示している。計算条件としては、多段形状の第１の単位構造体１７０（又は第２の単位構造体１７１）の１段の高さｈ０を３００ｎｍとした。図３５Ｄにおいて、５つのグラフはそれぞれ、第２の微小領域１７２ｂ（又は第３の微小領域１７２ｃ）の単位大きさｗ１が１．２μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍである場合の計算結果を示している。
【０１５１】
図３５Ｄから理解されるように、本実施の形態の光拡散層１５１Ｍでは、単位大きさｗ２と単位大きさｗ１との比ｗ２／ｗ１が０．４〜１．０の範囲において、優れた光の取り出し効率が得られた。
【０１５２】
（実施の形態１３）
図３６Ａは、実施の形態１３に係る発光装置１Ｎを示す断面図である。図３６Ａに示すように、本実施の形態の発光装置１Ｎは、電極１１、発光層１２（発光部２４を有する）、透明電極１３、光拡散層１５１を含む光学シート１５、透明基板１４及び補助光学シート１８がこの順に積層された発光装置である。電極１１、発光層１２、透明電極１３、透明基板１４及び光拡散層１５１を含む光学シート１５の各々の構成については、上記実施の形態１と同様であるので、それらの説明を省略する。
【０１５３】
補助光学シート１８は、透明基板１４の表面に設けられている。補助光学シート１８は、光取り出し構造としての光拡散層１８１及びマイクロレンズ１８２を組み合わせた構造を有している。光拡散層１８１は、透明基板１４の表面に設けられており、例えば、光学シート１５の光拡散層１５１と同様の光拡散機能を有している。マイクロレンズ１８２は、光拡散層１８１の表面に設けられている。マイクロレンズ１８２の表面には、凸形状の複数のレンズ部１８２ａが２次元的に配置されている。
【０１５４】
発光部２４で発生した光の一部は、透明電極１３を透過した後に、光拡散層１５１を含む光学シート１５に入射する。また、発光部２４で発生した光の一部は、電極１１で反射した後に、透明電極１３を透過して光拡散層１５１を含む光学シート１５に入射する。光拡散層１５１を含む光学シート１５に入射した光の少なくとも一部は、回折により拡散された後に、透明基板１４を透過する。透明基板１４を透過した光は、補助光学シート１８に入射する。補助光学シート１８に入射した光の少なくとも一部は、回折により拡散された後に、発光装置１Ｎの外部の空気層１６に取り出される。
【０１５５】
本実施の形態では、光拡散層１５１に加えて補助光学シート１８が設けられているので、光の取り出し効率をさらに高めることができる。
【０１５６】
（実施の形態１３の変形例）
図３６Ｂは、実施の形態１３の変形例に係る発光装置１Ｐを示す断面図である。図３６Ｂに示すように、本実施の形態の発光装置１Ｐでは、補助光学シート１８Ｐは、光取り出し構造としての回折格子１８３及びピラミッド構造１８４を組み合わせた構造を有している。回折格子１８３は、透明基板１４の表面に設けられており、入射した光を回折する機能を有している。ピラミッド構造１８４は、回折格子１８３の表面に設けられている。ピラミッド構造１８４の表面には、ピラミッド形状（四角錐形状）の複数のピラミッド部１８４ａが２次元的に配置されている。
【０１５７】
本実施の形態においても、光拡散層１５１に加えて補助光学シート１８Ｐが設けられているので、光の取り出し効率をさらに高めることができる。
【０１５８】
なお、本変形例では、補助光学シート１８Ｐを回折格子１８３及びピラミッド構造１８４を組み合わせることにより構成したが、これに限定されない。例えば、補助光学シートは、上述した光拡散層１８１、マイクロレンズ１８２、回折格子１８３及びピラミッド構造１８４のうち任意の二つ以上を組み合わせた構造を有してもよい。あるいは、補助光学シートは、上述した光拡散層１８１、マイクロレンズ１８２、回折格子１８３及びピラミッド構造１８４のいずれか一つを有する構造を有してもよい。また、上述した光拡散層１８１に代えて、光を拡散する微粒子を有する光拡散層を用いてもよい。
【０１５９】
（実施の形態１４）
次に、実施の形態１４を説明する。本実施の形態では、光拡散層における第１の微小領域（凸部）及び第２の微小領域（凹部）がテーパ形状である点で上記の各実施形態とは異なっている。ここで「テーパ形状」とは、光拡散層の面（以下、「層面」と称することがある。）に垂直な方向（厚さ方向）に対して傾斜した部分を側面（側壁）に有する形状を意味する。テーパ形状の一例として、凹部及び凸部の側壁を直線的に所定の角度だけ傾斜させた形状を想定する。
【０１６０】
図４０Ａは、本実施の形態における光拡散層１５１の一部を示す平面図である。この光拡散層１５１は、各々が正六角形の平面形状を有する複数の凸部１５１１および複数の凹部１５１２が２次元的に配列されたパターンを有している。なお、凸部１５１１は、基準面に対して凸状に突き出している部分であり、凹部１５１２は、基準面に対して凹状に凹んでいる部分である。凹部の底部から見た基準面の高さと、基準面から見た凸部の頂部の高さは等しい。すなわち、凹部１５１２の底部から凸部１５１１の頂部までの高さは、凸部１５１１の高さの２倍となる。凸部１５１１および凹部１５１２のパターンは、図２９Ａに示す実施の形態８に示すものと同様であるが、本実施の形態では、凸部１５１１および凹部１５１２の側面が光拡散層１５１の厚さ方向に対して傾斜している。
【０１６１】
図４０Ｂは、図４０ＡにおけるＡ−Ａ’線断面図である。図示されるように、本実施の形態における凸部１５１１および凹部１５１２の断面形状は等脚台形である。凸部１５１１は、図４０Ｂにおいて上側（光出射側）に突出した空間部分であり、上面１５１１ａと、上面１５１１ａよりも面積の大きい下面１５１１ｂと、側面１５１１ｃとを有している。一方、凹部１５１２は、複数の凸部の間に位置する空間部分であり、上面１５１２ａと、上面１５１２ａよりも面積の小さい下面１５１２ｂと、側面１５１２ｃとを有している。なお、凸部の下面１５１１ｂおよび凹部の上面１５１２ａは、必ずしも他の媒質との界面である必要はない。図４０Ｂでは、凸部１５１１と凹部１５１２とが隣接しているため、２つの側面１５１１ｃ、１５１２ｃは接している。側面１５１１ｃ、１５１２ｃは、層面に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）で傾斜している。ここで、「上面」、「下面」、および「側面」の文言は、図４０Ｂの断面図における上側の面、下側の面、および側方の面として解釈される。すなわち、発光層からの光が入射する側の面を「下面」、光が出射する側の面を「上面」としている。凸部１５１１と凹部１５１２とは、異なる屈折率の材料によって構成される。
【０１６２】
図４０Ｃは、本実施の形態における凹凸構造の断面形状を説明するための図である。図４０Ｃの上の図は、側壁が層面に対して垂直である凹凸構造の断面を示し、下の図は、本実施の形態における凹凸構造の断面を示している。この例では、簡単のため、側壁の傾きを直線で近似し、凹部及び凸部の断面積が一定となるように、側壁を一定の角度θで傾斜させている。すなわち、層面に対して垂直な側壁を有する凹凸構造（層面に対する傾斜角が９０°）と比較して、傾斜角θを小さくし、凸部断面の上辺の長さの減少分Δと凹部断面の下辺の長さの減少分Δとが同一になるようにして凸部断面と凹部断面の断面積の比を一定にしている。以下、このようなテーパ形状を採用した場合の光の取り出し効率を検討する。
【０１６３】
図４１、図４２は、側壁の傾斜による回折光の強度分布に及ぼす影響を説明するための図である。図４１は、光学シートへの光の入射角度が、全反射が生じない程度（中程度）の角度である場合の例を示し、図４２は、光学シートへの光の入射角度が、全反射を生じさせる程度の角度である場合の例を示している。各図において、（ａ）は凸部および凹部の側壁の傾斜がない光拡散層を有する光学シート１５ａによる光の回折を、（ｂ）は凸部および凹部の側壁の傾斜がある光拡散層を有する光学シート１５ｂによる光の回折の様子を模式的に表している。各図において、矢印の太さは出射光の強度を表している。
【０１６４】
図４１（ａ）、（ｂ）からわかるように、凹凸構造の側壁の角度が緩やかになることにより、高次（例えば２次以上）の回折成分を弱くし、低次（１次）の回折成分を強くすることができる。凹凸構造へ入射する光の角度が、０次光が全反射しない中程度の角度である場合、テーパ形状を採用した構成（図４１（ｂ））では、入射角と回折角との和が９０°を超えて反射する高次の回折成分を弱くすることができる。このため、凹凸構造を通過する光の割合（透過率）を凹凸構造の側壁が層面に垂直な場合（図４１（ａ））に比べて高くする事ができる。
【０１６５】
一方、凹凸構造への入射角度が大きく、凹凸構造に入射する光角度が、０次光が全反射を生じさせる角度を超える場合、テーパ形状を採用した構成（図４２（ｂ））であっても、低次数（１次）の回折成分が反射してしまうため、回折次数ごとの強度比率を変えることによる効果は小さい。しかし、凸部の上部が細くなることにより、凸部を透過した光が隣接する凸部に入射して光が戻ってしまう現象を防ぐことができる。
【０１６６】
図４３は、凸部の上部が細くなることによる効果を説明するための図である。図４３（ａ）は、側壁が層面に垂直な凹凸構造に入射する光の様子を表している。一方、図４３（ｂ）は、側壁が傾斜した凹凸構造に入射する光の様子を表している。図４３（ｂ）に示すように、本実施の形態では、凸部を透過した光が隣の凸部に取り込まれて入射側に戻ってしまうことを防ぐことができる。このため、０次光が全反射する臨界角を超えて光が凹凸構造に入射する場合においても透過率が向上する。
【０１６７】
図４４Ａは、本実施の形態の光学シート１５ｂにおける凹凸パターンの一例を示す平面図である。この例では、実施の形態８で用いた正六角形の単位構造体を複数配置した光拡散層１５１Ｉ（図２９Ａ）と同一の配置方法でパターンが生成されている。図２９Ａのパターンと異なる点は、凹凸構造の側壁に傾斜を設けている点である。また、図４４Ａの構造は、図４０Ａに示すような凹凸形状ではなく、図４４Ｃに示すような凹凸形状を有している。隣り合う複数の凸部（または隣り合う複数の凹部）の高さが等しい場合、それらの間の側壁同士が接合することによって形成される部分（単位構造より小さいＶ字型の部分）は、光取り出しへの寄与が小さい為、図４４Ｃに示すように省略できる。これにより、凹凸構造の形成が容易になる。このようにして作製したパターンが図４４Ａである。なお、単位構造よりも小さい部分の省略方法は、図４４Ｃに示す方法に限定されず、テーパ形状がすべて均一である必要もない。後述のように効果の得られるテーパ形状を、適宜組み合わせてもよく、基本構造体の形状（四角形や六角形）の頂点が明確に残っている必要はない。図４４Ａにおいて、高さは濃淡で表されている。すなわち、図４４Ａにおいて、白い領域ほど高く、黒い領域ほど低いことを表している。
【０１６８】
図４４Ｂは、図４４Ａに示す凹凸パターンをフーリエ変換し、空間周波数成分の振幅を示した図である。側壁に傾斜を設けたことにより、図２９Ｂの結果と比較して高次数（２次）の回折成分が弱められていることが確認できる。
【０１６９】
図４５は、実施の形態８で用いた図２９Ａのパターンおよび図４４Ａのパターンのそれぞれにおける１つの六角形の内接円の直径を２μｍ、高さを１μｍとし、屈折率が１．５の透明基板と屈折率が１．０の空気との間に設けられた光学シートの凹凸に傾斜を設けた場合の透過率特性を示している。図中の実線は、凹凸の側壁が層面に垂直な場合の結果を表し、点線は、直線的に７０度の傾斜を設けた場合の結果を示している。この図からわかるように、入射角度が２０度から６０度付近の中程度の入射角の光の透過率が高くなっている。そこで、透明基板内に光が等方的に存在する場合において、光拡散層を介して空気層に出射する光の総量を計算により求めたところ、傾斜を設けた光拡散層を設けた場合の方が、傾斜を設けていない光拡散層を設けた場合に比べて、光量が４．３％増加することが確認できた。
【０１７０】
このように、本実施の形態によれば、テーパ形状の凹凸構造を有する光拡散層を用いることにより、光取り出し効率を高くすることができる。本実施の形態における凹凸構造は、上記実施の形態１〜１３のいずれの光学シートについても適用することができる。
【０１７１】
次に、本実施の形態の光学シート１５ｂの製造方法を説明する。本実施の形態においても、光学シート１５ｂの製造方法として、例えば、半導体プロセスや切削を用いる方法や、半導体プロセスや切削等を用いて作られた金型をナノインプリント技術により転写する方法がある。
【０１７２】
図４６Ａは、半導体プロセスや切削を用いることにより、材料を直接加工して凹凸形状を形成した場合の光学シート１５ｂの断面を示す図である。図４６Ａに示すように、光拡散層１５１は、透明な基板１５０上に形成されたテーパ形状を有する凸部１５１１および凹部１５１２によって構成される。基板１５０及び凸部１５１１は、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。ミクロンオーダーでパターンが制御された微細な加工をする場合には、半導体プロセスが有効である。半導体プロセスを用いる場合、平坦な面を有する（高さのレベルが離散的である）段差構造を形成しやすい。例えば、高さのレベルが２段の構造の場合、一度のエッチングで加工が可能である。また、二度のエッチングプロセスを行うことにより、高さのレベルが３段や４段の構造を加工してもよい。凸部１５１１および凹部１５１２におけるテーパ形状は、種々の方法で形成することができる。例えば、半導体プロセスを用いてエッチングする際に、プロセスの圧力やエッチングガスの組成などのプロセス条件により、テーパ形状を作ることができる。但し、本実施形態においては、凹凸構造がテーパ形状を有していることが肝要であり、その効果は作製方法によらない。
【０１７３】
図４６Ｂは、ナノインプリント技術を用いて光学シート１５ｂを製造した場合における光学シート１５の断面図である。ナノインプリント技術を用いて光学シート１５ｂを製造する際には、まず、テーパ形状を有する金型を液状の樹脂に押し付ける工程が行われ、その後に、樹脂を硬化させる工程が行われる。液状の樹脂に金型の凹凸部が転写されることにより、凸部１５１１及び凹部１５１２が形成される。このとき、図４６Ｂに示すように、樹脂には、金型の凹凸部が転写されない残膜部１５１’が残る。
【０１７４】
なお、図４６Ａ及び図４６Ｂに示すような光学シート１５ｂを透明基板１４に隣接させて保持するために、透明な接着剤を用いてもよい。
【０１７５】
透明基板の表面に光拡散層１５１を直接形成することもできる。図４６Ｃは、半導体プロセスや切削を用いることにより、透明基板１４の表面に光拡散層１５１を形成した場合における発光装置１の一部の断面を示す図である。図４６Ｃに示すように、まず、透明基板１４上にテーパ形状を有する凸部１５１１および凹部１５１２を形成し、その後、透明基板１４の屈折率とは異なる屈折率の材料で凸部１５１１および凹部１５１２を埋め込む。これにより、透明基板１４の表面にテーパ形状を有する凹凸構造を直接形成することができる。
【０１７６】
以上のように、本実施の形態におけるテーパ形状を有する凹凸構造は、種々の方法で作製することができる。本実施形態の光拡散層およびこれを有する光拡散シートは、特定の製造方法に限定されず、凹部および凸部の少なくとも一方がテーパ形状を有するように作製する限り、どのような製造方法を採用してもよい。
【０１７７】
（実施の形態１５）
次に、実施の形態１５を説明する。本実施の形態は、実施の形態１４におけるテーパ形状を有する凹凸構造を、図１５Ａに示す実施の形態２の発光装置１Ｃに適用したものである。本実施の形態では、テーパ形状の凹凸構造を有する光拡散層は、屈折率が相対的に高い媒質と透明基板との間に配置される。すなわち、図４７に示すように、屈折率が相対的に高い媒質（高屈折率層）１５１ｂから、屈折率が相対的に低い媒質（低屈折率層）１５１ａへの光の透過率が重要となる。そこで、屈折率１．７５の媒質１５１ｂと、屈折率１．５の媒質１５１ａとの間に、図２９Ａのパターンを有するテーパ形状の凹凸構造を設けた構成を検討した。
【０１７８】
図４８は、このような構成において光の透過率の入射角度依存性を計算した結果を示している。ここで、１つの六角形の内接円の直径を２μｍ、高さを１μｍとし、凹凸構造の側壁に５０度の傾斜を付与した凹凸構造を採用した。図４８において、実線は凹凸構造が垂直形状（傾斜角度が９０度）である場合の結果を、破線は傾斜角度が５０度の場合の結果を表している。この結果から、入射角度が４０度から７０度の中程度の角度の場合において、光の透過率が向上することがわかる。
【０１７９】
上記の結果を踏まえ、本発明者らは、高屈折率層１５１ｂにおいて光が等方的に存在する場合において、凹凸構造を介して高屈折率層１５１ｂから低屈折率層１５１ａに取り出される光の全光量（発光量）の傾斜角度依存性を計算により求めた。図４９に、傾斜角度と発光量との関係を示す。傾斜が９０度（垂直）から小さくなるに従い、発光量が多くなり、角度５０度で最大値を示した。図４９の結果によれば、傾斜角度が約４２度〜９０度の範囲で光取り出し効率が向上することがわかった。
【０１８０】
本実施の形態における凸部の上部が細くなることによって透過光が隣の凸構造に取り込まれることを抑制する効果は、凹凸構造の高さと幅とに依存する。そこで、パターンの層面方向のサイズは変えずに高さを８μｍに増加させた凹凸構造について、側壁の傾斜角度が９０度（垂直）の場合と傾斜角度が７０度の場合のそれぞれについて光の透過率を計算した。上記の計算と同様、高屈折率層１５１ｂにおいて光が等方的に存在する場合において、凹凸構造を介して高屈折率層１５１ｂから低屈折率層１５１ａに出射する全光量を計算により求めた。このように凸部が高い構造においては、すべての入射角度において、凸部を透過した光が隣の凸部に取り込まれてしまうため、上部が細くなることによる透過率の低下を抑制する効果は確認できなかった。しかし、全発光量については、凹凸構造の側壁が垂直の場合に比べ、傾斜角度７０度の場合の方が約０．９％増加することが確認できた。これは、凹凸構造の角が緩やかになることにより、高次の回折効率を低くし、中程度の入射角の光の取り出し効率を高める効果が、構造の高さによらず得られることを示している。
【０１８１】
（実施の形態１４、１５の変形例）
実施の形態１４、１５において、凹凸構造は、テーパ形状を有していればよく、上記の構造に限定されない。そこで、凹凸構造の他の形状を例示する。
【０１８２】
図５０は、凹部および凸部の形状の他の例を説明するための図である。図５０（ｂ）〜（ｄ）は、凹凸構造の断面形状の他の例を示している。一方、図５０（ａ）は、実施の形態１〜１３における層面に垂直な側壁を有する凹凸構造の断面形状を示している。図５０（ｂ）〜（ｄ）に示すように、断面形状を直線的な傾斜形状にするのではなく、少なくとも一部が曲線状の断面形状を採用してもよい。図５０（ｂ）は、凸部および凹部の下部が湾曲した構造を示している。図５０（ｃ）は、凸部および凹部の上部が湾曲した構造を示している。図５０（ｄ）は、凸部および凹部の上部及び下部の両方が湾曲した構造を示している。ここで「上部」とは、上面と側面との接続部を指し、「下部」とは、下面と側面との接続部を指す。これらのいずれの形状も、個々の凸部および凹部の断面積が、側面が垂直な場合と同一になるようにしている。言い換えれば、光拡散層に垂直で、かつ、凹部の中心を通る第１の平面で凸部を切断したときの断面の面積と、第１の平面に平行で、かつ、凹部の中心を通る第２の平面で凹部を切断したときの断面の面積とが等しくなるように凹凸構造が形成されている。
【０１８３】
図２９Ａで示すパターンの凹凸構造の断面形状を図５０（ｂ）〜（ｄ）に示す形状にし、高屈折率層において光が等方的に存在するものとして凹凸構造を介して高屈折率層から低屈折率層に出射する光の全光量を計算によって求めた。結果は図示していないが、図５０（ｂ）の形状で４．３％、図５０（ｃ）の形状で１．７％、図５０（ｄ）の形状で２．８％の発光量の向上が確認できた。このように、図５０（ｂ）〜（ｄ）のいずれのテーパ形状を採用した場合においても光の取り出し効率が向上する効果が確認できた。
【０１８４】
凸部及び凹部のテーパ形状は、上記以外の形状であってもよい。側壁の断面形状として、直線と曲線とを組み合わせた任意の形状を採用することができる。言い換えれば、光拡散層に垂直で、かつ凸部または凹部の中心を通る平面で凸部または凹部を切断したときの断面において、側面に対応する部分の少なくとも一部が直線状または曲線状である様々な形状を採用することができる。また、凸部の上部が短く、下部が長い（凹部の上部が長く下部が短い）形状に限らず、上部が長く、下部が短い形状であってもよい。さらに、凹部及び凸部は、平面視で六角形である必要はなく、四角形等の他の形状であってもよい。例えば、図５１Ａに示すように、凸部１５１１が正方形の底面を有する四角錐台の形状を有していてもよい。また、凸部１５１１および凹部１５１２の一方の側壁をテーパ形状にし、他方の側壁は層面に垂直にしてもよい。さらに、第１の微小領域（凸部）および第２の微小領域（凹部）以外に、これらとは異なる高さの微小領域を設けてもよい。例えば、図５１Ｂに示すように、光拡散層１５１は、凸部１５１１および凹部１５１２以外に、第３の微小領域として、第２の凸部１５１３を有していてもよい。
【０１８５】
実施の形態１５における計算は、高屈折率層において光が等方的に存在するものとした。しかし、現実の発光装置における光の強度は、発光がランバーシアンであるものとして計算した結果に近いものとなる。そこで、実施の形態１５の構成において、発光がランバーシアンであるものとして計算した結果を説明する。
【０１８６】
図５２Ａは、等方発光の場合の光強度の配光角度依存性を示している。一方、図５２Ｂは、発光がランバーシアンである場合の光強度の配光角度依存性を示している。等方発光の場合、９０度で光強度がピークになるが、発光がランバーシアンの場合、４５度付近で光強度がピークになる。図５２Ｂのようなランバーシアン発光における発光量の傾斜角度依存性を図５３に示す。図５３からわかるように、発光がランバーシアンである場合においては、傾斜角度が９０度（垂直）から小さくなるに従い、発光量が大きくなり、角度５０度で最大を示し、角度３０度まで、垂直の場合よりも光の取り出し効率が向上した。また、側壁形状を図５０（ｂ）〜（ｄ）に示すように直線形状から変化させた場合の全光量も同様に計算した。図５０（ｂ）の形状で３．５％、図５０（ｃ）の形状で１．７％、図５０（ｄ）の形状で２．６％の発光量の向上が確認できた。このように、発光配光がランバーシアンの場合においても、図５０（ｂ）〜（ｄ）の各形状について発光効率の向上が確認できた。
【０１８７】
（実施の形態１６）
次に、実施の形態１６を説明する。本実施の形態は、上記のいずれかの実施の形態における光学シートまたは光拡散層を有する有機ＥＬパネルを用いた面照明装置に関する。特に、複数の有機ＥＬパネルを接続して１枚の大面積の有機ＥＬパネル複合体を構成する際に、有機ＥＬパネルのつなぎ目が目立ちにくい面照明装置を提供する。
【０１８８】
近年、有機ＥＬパネルを用いた面照明装置が開発されている。例えば、図５４に示すような有機ＥＬパネルが知られている。図５４において、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【０１８９】
ガラスなどの透明基板２０００上に、パターニングした透明電極２００１を形成し、その上の一部に、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層及びホール注入層が積層された有機層２００２が形成される。有機層に電圧を印加するために、有機層上には、反射電極２００３が形成される。反射電極２００３は、反射率が高いＡｌ、Ａｇとその合金などが用いられる。光は透明基板２０００を通して、取り出し面２００９から外部に放射される。以下の説明では、透明電極２００１、有機層２００２、反射電極２００３からなる積層構造体を「発光機能層」と呼ぶことがある。
【０１９０】
一方、有機層２００２に使われる有機材料は、酸素や水分にさらされた環境下では劣化するため、封止構造２００６で覆うことにより保護する必要がある。封止構造２００６は、例えば、反射電極２００３に対向する封止基板２００４と、透明基板２０００の周辺領域において封止基板２００４と透明基板２０００とを接続する封止材２００５とを有する。
【０１９１】
有機ＥＬに電圧を印加するために、封止材２００５と透明基板２０００との間を通して透明電極２００１及び反射電極２００３と電気的に接続された給電部１００が透明基板２０００の周辺領域に設けられる。
【０１９２】
面光源として、大面積の領域を発光させるというという需要に対し、上記有機ＥＬパネルを単純に複数枚接続して１枚の大面積の有機ＥＬパネル複合体を得る場合、個々の有機ＥＬパネルには、発光しない給電部１００や封止材２００５を設置する周辺領域が存在するため、隣接するＥＬパネル同士の接続部のつなぎ目が目立ち、有機ＥＬパネル複合体の外観を損ねるという問題がある。
【０１９３】
図５５に、有機ＥＬパネルの発光領域と周辺領域との境界付近の拡大図、及び透明基板２０００の取り出し面２００９から取り出される光量を示す。ここで「発光領域」とは、透明基板２０００の発光機能層が設置された領域を言い、「周辺領域」とは、透明基板２０００の発光領域を取り囲む非発光の領域を言う。なお、図５５では、わかり易さのため、周辺領域の横方向の長さを拡大して示している。
【０１９４】
発光層から出た光の一部は、矢印５０２で示される経路に沿って、透明基板２０００内を全反射により何度も反射しながら進行する。その際に、徐々に、透明基板２０００に対して全反射角度以上の角度をなす光が透明基板２０００内から外部へと取り出される。したがって、周辺領域では、徐々に光量が減少するフェード領域２００８が生じる。フェード領域２００８の幅は、発光層から取り出し面２００９までの距離によって変化する。
【０１９５】
封止材２００５が非透光性であれば、裏面に配置される有機ＥＬパネルからの光がさえぎられ、つなぎ目が目だってしまう。封止材２００５を設ける周辺領域の幅を極限まで細くすることにより、つなぎ目が人に認識できないようにすることができるが、その場合、封止性能が不足し、結果として、有機ＥＬの寿命が短くなってしまうため、現実的ではない。
【０１９６】
封止材２００５に透光性の材料を用いることで、つなぎ目を目立ちにくくすることができる。その場合、重ね合わせた有機ＥＬパネルのそれぞれのフェード領域２００８における光量を積算した結果が、有機ＥＬパネルのつなぎ目における光量となる。そのため、有機ＥＬパネルのつなぎ目における光量の低下を緩和できる。
【０１９７】
しかしながら、その場合でも封止剤２００５が十分に細くなければつなぎ目は目立つ。封止材２００５を設ける周辺領域を細くすることには限界がある。したがって、周辺領域の幅を確保しつつ、有機ＥＬパネルのつなぎ目を目立たなくするためのさらなる対策が求められる。
【０１９８】
そこで、本実施の形態では、周辺領域の幅を確保しつつ、有機ＥＬパネルのつなぎ目を目立たなくできる有機ＥＬパネルを提供する。
【０１９９】
図５６は、本実施の形態における有機ＥＬパネルの構造図である。図５６において、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図５６において、図５４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０２００】
封止基板２００４の端部から透明基板２０００に向かって伸びる封止材２００５と、透明基板２０００との間に反射膜５００を有している。反射膜５００は、少なくとも有機ＥＬパネルの少なくとも一辺に設置されていればよく、必ずしも全周囲に設置されている必要は無い。
【０２０１】
図５６において、給電部１００は１辺に設置されている。
【０２０２】
反射膜５００は、反射率が高いＡｌやＡｇ、その合金などが用いられる。
【０２０３】
封止基板２００４、封止材２００５は、光を透過することのできる材質からなることが特徴である。例えば、封止基板２００４は、ガラスで構成され、封止材２００５は、透光性の樹脂で構成される。
【０２０４】
第１の有機ＥＬパネルの発光領域の周辺における光量が減少するフェード領域２００８の幅は、有機層２００２の中に生じる発光層から取り出し面２００９までの距離によって決まる。
【０２０５】
図５６には示されていないが、透明基板２０００と透明電極２００１との間には、実施の形態１〜１５のいずれかの光学シートまたは光拡散層が設けられ得る。これにより、透明基板２０００と透明電極２００１との間で生じる全反射の影響を抑え、光取り出し効率を向上させることができる。
【０２０６】
図５７は、有機ＥＬパネルの作製方法の一例を示す工程図である。まず、透明基板２０００を用意し（図５７（ａ））、透明基板２０００の上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などからなる透明電極２００１を形成する。透明電極２００１の一部を分離部４００において除去し、給電部１００を形成する（図５７（ｂ））。反射膜５００を、透明電極２００１の周囲に製膜する（図５７（ｃ））。
【０２０７】
透明電極２００１の上に、透明電極２００１が除去されている分離部４００に重なるように、有機層２００２を形成する（図５７（ｄ））。有機層２００２の上に、反射電極（金属電極）２００３を形成する（図５７（ｅ））。このような構造により、金属電極２００３と透明電極２００１との短絡を防止することができる。その後、ＵＶ硬化性の材料などからなる封止材２００５を形成し（図５７（ｅ））、封止基板２００４を張り合わせて、固定する。反射膜５００はＡｌ、Ａｇ、及びそれらの合金とする。金属電極２００３と給電部１００は接続部３００によって接続する（図５７（ｆ））。
【０２０８】
図５８を参照しながら、発光領域境界における光の伝播と、反射膜５００の効果について説明する。反射膜５００がない場合、図５５に示すように、基板方向に射出された光のうち取り出し面２００９で反射されて戻る光は、矢印５０１で示される経路に沿って封止ガラス側に通過して、外部に取り出すことができない。しかし、反射膜５００を設けることで、取り出し面２００９で反射されて戻る光を、矢印５０３で示される経路に沿って透明基板２０００側へ反射させ、外部に取り出すことができる。
【０２０９】
図５９に、Ａｇ反射膜を設けた場合の、発光領域の境界における光取り出し量を示す。破線が反射膜を設ける前の場所ごとの光量分布、実線が反射膜を設けた場合の光量分布である。反射膜を設けた方が、光が有効に利用され、取り出せる光の総量が増大し、減衰が緩やかになる。したがって、減衰する領域、つまりフェード領域の幅、が広くなるため、封止材の幅を広くすることができ、有機ＥＬの封止性能を向上させることができる。
【０２１０】
なお、図５７では、基板の外形を先に加工する作製方法の一例を示したが、それに限られる必要はなく、例えば、大面積の基板に複数の有機ＥＬパネルを同時に作製し、最後に、基板を裁断してもよい。
【０２１１】
また、有機ＥＬパネルの透明電極２００１と透明基板２０００との間の屈折率差によっても、全反射が生じることが知られている。透明基板２０００と透明電極２００１との間に、実施の形態１〜１５のいずれかの光取り出し構造を設けた有機ＥＬパネルにおいても、本実施の形態の効果は得られる。
【０２１２】
（実施の形態１７）
図６０は、実施の形態１７の有機ＥＬパネルの構造図である。図６０において、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６０において、図５６と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態と実施の形態１６との違いは、透明基板２０００と反射膜５００との界面に、第１の密着層６００を設けたことである。
【０２１３】
図６１は、本実施形態の有機ＥＬパネルの作製方法の一例を示す工程図である。実施の形態１６との違いは、パターニングした透明電極２００１を形成した後に、第１の密着層６００を形成した（図６１（ｃ））ことである。その他の工程は、実施の形態１６と同様に作製することができる。
【０２１４】
第１の密着層６００は透明基板と反射膜を密着させるために、ガラスペーストや酸化物バッファ層（Ａｌ２Ｏ３）を用いる。
【０２１５】
（実施の形態１８）
図６２は、実施の形態１８の有機ＥＬパネルの構造図である。図６２において、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６２において、図５６と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態と実施の形態１６、１７との違いは、反射膜５００と封止材２００５の界面に、第２の密着層７００を設けたことである。
【０２１６】
図６３は、本実施形態の有機ＥＬパネルの作製方法の一例を示す工程図である。実施の形態１６、１７との違いは、反射膜５００を形成した後に、第２の密着層７００を形成した（図６３（ｄ））ことである。その他の工程は、実施の形態１６と同様に作製することができる。
【０２１７】
第２の密着層７００は反射膜５００と封止剤２００５とを密着させるために、例えばシランカップリング剤、酸化物・窒化物バッファ層（ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯ２ｘＮ１−２ｘ、ＩＴＯ）を用いる。
【０２１８】
（実施の形態１９）
図６４は、実施の形態１９の有機ＥＬパネルの構造図である。図６４において、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図６４において、図５６と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態と実施の形態１６〜１８との違いは、透明基板２０００と反射膜５００の界面に、第１の密着層６００を設け、反射膜５００と封止材２００５の界面に、第２の密着層７００を設けたことである。
【０２１９】
第１の密着層６００は透明基板２０００と反射膜５００とを密着させるために、例えばガラスペーストや酸化物バッファ層（Ａｌ２Ｏ３）を用いる。
【０２２０】
第２の密着層７００は反射膜と封止剤を密着させるために、シランカップリング剤、酸化物・窒化物バッファ層（ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯ２ｘＮ１−２ｘ、ＩＴＯ）を用いる。
【０２２１】
図６５は、本実施形態の有機ＥＬパネルの作製方法の一例を示す工程図である。実施の形態１６〜１８との違いは、透明基板と反射膜５００の界面に、第１の密着層６００を設け（図６５（ｂ））、反射膜５００を形成した後に、第２の密着層７００を形成した（図６５（ｄ））ことである。その他の工程は、実施の形態１６と同様に作製することができる。
【０２２２】
（実施の形態２０）
本実施の形態において、有機ＥＬパネルの接続部分の境界を目立たなくするために、透明基板２０００内を導光する光を活用している。有機層２００２中に生じる発光層の中心発光位置と反射電極２００３との距離ｄを変えることにより、発光層から放射される光の配光パターンを変え、透明基板２０００内を導光する光の割合を増やすことができる。
【０２２３】
発光層で発生した光の一部は、そのまま空気層に向かい、発光層で発生した光の他の一部は、反射電極２００３で反射した後に空気層に向かう。これらの光は相互に干渉するので、中心発光位置と反射電極２００３との距離ｄによって、中心発光位置から放射される光のパターンが変化する。
【０２２４】
光の出射方向をθ、中心発光位置と反射電極との距離をｄ、光の中心波長をλとすると、θ方向の光強度Ｉ（θ）は式４で表される。
【０２２５】
【数４】
2015144118.tif 000006
【０２２６】
図６６Ａ〜図６６Ｅはそれぞれ、ｄ／λ＝１／８、３／１６、２／８、５／１６、３／８の場合における、中心発光位置Ｓで発生した光の配光分布を極座標で表した図である。例えば、図６６Ａ、図６６Ｅに示すように、ｄ／λ＝（２ｍ＋１）／８（ｍは０以上の整数）のときには、正面方向の光が干渉で強められる。また例えば、図６６Ｃに示すように、ｄ／λ＝（２ｍ）／８（ｍは１以上の整数）のときには、正面方向の光が干渉で弱められ、広角側の光が干渉で強められる。なお、光の取り出し構造の有無によらず、中心発光位置Ｓで発生した光の配光分布は、図６６Ａ〜図６６Ｅに示す配光分布となる。
【０２２７】
そこで、透明基板２０００内を導光する光が増加する発光層と反射電極との間の距離が３／１６λより大きい有機ＥＬパネルを用いて、検討を行った。
【０２２８】
図６７に、配光ＡでＡｇ反射膜を設けていない場合の発光領域の境界における光量分布（破線）、配光ＡでＡｇ反射膜を設けた場合の、発光領域の境界における光量分布（一点鎖線）、及び、配光ＢでＡｇ反射膜を設けた場合の発光領域の境界における光量分布（実線）を示す。配光Ｂでは、基板内を導光する光の総量が増大し、発光領域の周辺での光量の減衰が緩やかになる。したがって、有機ＥＬパネルを重ねた場合に要求される位置合わせに要求される精度が緩和される。また、発光領域の周辺において光量が減衰する領域、つまり前述したフェード領域の幅が広くなるため、封止材の幅を広くすることができ、有機ＥＬの封止性能をさらに向上させることができる。
【０２２９】
なお、実施の形態１６〜２０において、透明な材質の封止材と封止基板により、有機層が水分や酸素から保護する構造を用いて説明を行ったが、封止方法は、この構造に限る必要はなく、光を透過する構造であれば、同様の効果を得ることができる。
【０２３０】
例えば、図６８に示すように、封止構造２００６は、封止基板２００４及び封止材２００５として機能する透明な樹脂１１０１であってもよく、このような封止構造２００６で一体的に有機ＥＬパネルを封止してもよい。このような構成とすることにより、製造工程も簡略化することができる。
【０２３１】
また、透明基板２０００の表面に実施の形態１〜１５のいずれかの光学シートまたは光拡散層を設けてもよい。
【０２３２】
一般に有機層２００２、透明電極２００１の屈折率は、１．８以上であり、透明電極２００１と透明基板２０００との界面で、全反射が生じる。この全反射を抑制するために、有機ＥＬパネルの内部に光取り出し構造を入れてもよい。そのような有機ＥＬパネルにも、実施の形態１６〜２０の構成を適用することによって、有機ＥＬパネルのつなぎ目を目立たなくする効果を得ることが可能である。光取り出し構造としては、回折格子、マイクロレンズ、又は、ピラミッド構造などの光の角度変換を行うことができる凹凸構造を利用することができる。特に、実施の形態１〜１５のいずれかの光取り出し構造を用いた場合、効果が大きい。
【０２３３】
以上の構成により、実施の形態１６〜２０に係る有機ＥＬパネルは、複数並べて、自由な形状で発光する面照明として利用する際に有用である。例えばフラットパネルディスプレイ、液晶表示装置用バックライト及び照明用光源等に適用することができる。また、本実施形態に係る有機ＥＬパネルは、単色の光源に限らず、白色の発光装置にも適用することができる。
【０２３４】
（実施の形態２１）
次に、実施の形態２１を説明する。本実施の形態では、光拡散層における第１の微小領域（凸部）の断面積と第２の微小領域（凹部）の断面積とが異なっている点で実施の形態１〜１３とは異なっている。ここで「断面積」とは、光拡散層の面（以下、「層面」と称することがある。）に垂直で、かつ、凸部及び凹部の各々の中心を通る平面で切断したときの断面の面積を意味する。例えば、図６９に示すように、凸部または凹部の中心を通り、かつ側壁（すなわち、側面）に垂直（すなわち、配列方向に平行）な平面で切断したときの断面の面積がその凸部または凹部の断面積である。なお、「配列方向」とは、２次元的に配列された単位構造体の各並びの方向を意味する。例えば、図２Ａに示すような四角形を基本とする凹凸パターンでは、ｘ方向およびｙ方向が「配列方向」に該当する。また、図２９Ａに示すような六角形を基本とする凹凸パターンでは、各辺に垂直な斜め３方向が「配列方向」に該当する。
【０２３５】
図７０は、本実施の形態における光学シートの凹凸構造の断面形状を説明するための図である。図７０（ａ）は、実施の形態１〜１３における凹凸構造の断面形状の例を示しており、図７０（ｂ）、（ｃ）は、本実施の形態における凹凸構造の断面形状の例を示している。図７０（ａ）では、凹部と凸部の断面積は同一である。これに対し、本実施の形態では、図７０（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹部と凸部の断面積が異なっている。以下、図７０（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹部と凸部の断面積の割合を増減させた場合の光取り出し効率を検討する。
【０２３６】
本実施形態における凸部（「凸構造」と称することもある。）は、光出射側に突出した空間部分であり、上面と、下面と、側面（すなわち、側壁）とを有する。一方、凹部（「凹構造」と称することもある。）は、複数の凸部の間に位置する空間部分であり、上面と、下面と、側面とを有する。なお、凸部の下面および凹部の上面は、必ずしも他の媒質との界面である必要はない。ここで、「上面」、「下面」、および「側面」の文言は、図７０の断面図における上側の面、下側の面、および側方の面として解釈される。すなわち、発光層からの光が入射する側の面を「下面」、光が出射する側の面を「上面」としている。
【０２３７】
本実施の形態では、凹部および凸部の側面が光拡散層に垂直である形状を保ったまま、両者の断面積を増減させた。この際、凹部および凸部の中心が、断面積を増減させる前の凹部および凸部の中心からずれないように、両者の形状を変化させている。なお、断面積の増減に関して、図７０（ｂ）に示すように、高屈折率領域４２０の断面積が増加（低屈折率領域４１０の断面積が減少）する場合を「増加」、図７０（ｃ）に示すように、高屈折率領域４２０の断面積が減少する場合を「減少」とする。凹部および凸部の断面積が増減した構成は、例えば図７１Ａに示すように、凹部および凸部の一方が相対的に大きく、他方が相対的に小さい構成に相当する。図７１Ｂは、図７１Ａに示す凹凸パターンについて、凹凸の断面積を増減させなかった場合の凸部（白い部分）の単位構造体を点線で表した図である。図７１Ｂに示すように、この例では、凹凸の断面積を増減させなかった場合に比べ、凸部が拡大し、凹部が縮小している。ただし、光拡散層の面上において、各凸部および各凹部の中心の位置は変化していない。本実施の形態における凹凸パターンは、このように、凸部および凹部の断面積が異なっている。
【０２３８】
なお、高さの揃った連続する複数の凸部または凹部の断面積を増減させる場合、隣接する２つの凸部の間、および隣接する２つの凹部の間を平坦にしてもよい。例えば、図７２（ａ）に示す連続する凸構造の断面積を減少させる場合、図７２（ｂ）のように減少させるのではなく、図７２（ｃ）のように減少させてもよい。個々の凸構造の断面積を単純に減少させると、図７２（ｂ）に示すように、二つの隣接する凸構造が分裂してしまう。しかし、このような構成では、隣接する２つの凸構造の間に生じる微少な凹構造による光取り出し効率への寄与が小さい。したがって、実際の凹凸構造作製プロセスにおいて、連続する凸構造の断面積を減少させる場合には、図７２（ｃ）に示すように、凸構造と凹構造の境界部分から断面積を減少させればよい。これにより、凹凸構造の作製が容易になる。なお、上記の例では凸構造を減少させる場合を想定したが、凹構造を減少させる場合についても同様に、複数の凹構造が連続する場合には、それらの間の微小な凸構造を省略してもよい。例えば、図７３に示すような凹凸構造を採用してもよい。
【０２３９】
以下の計算において、凸構造の断面積を減少させた構成では、図７２（ｃ）に示すように、連続する複数の凸構造の間は凸構造のまま保ち、凸構造と凹構造との境界においてのみ、凸構造の断面積を減少させた。ただし、このような構造に限定されず、図７２（ｂ）に示すように、隣接する２つの凸構造の間に隙間を設けた構造でもよい。そのような構造であっても、２つの凸構造の間の隙間の幅が波長のおおよそ４分の１以下であれば、光に対する作用が小さいので、光取り出し効率に与える影響は小さい。
【０２４０】
図７４は、本実施の形態における効果を説明するための図である。図７４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、凹凸構造の断面積を増減させない場合、凸構造の断面積を増加させた場合、凸構造の断面積を減少させた場合における光の透過の様子を示している。凸構造の断面積を増加させた場合、図７４（ｂ）に示すように、凸構造からの透過光が隣の凸構造に取り込まれ、入射側に戻る効果が強くなるため、凹凸構造を通過する光の割合（透過率）は低下する。これに対し、凸構造の断面積を減少させた場合には、図７４（ｃ）に示すように、凸構造からの透過光が隣の凸構造に取り込まれ、入射側に戻る効果が抑制されるため、透過率は向上する。
【０２４１】
図７５は、実施の形態８で用いた図２９Ａのパターンを有する光拡散層を例に、凸構造の断面積を増減させた場合の透過率特性を計算した結果を示している。本計算では、１つの六角形の内接円の直径が２μｍ、凹凸構造の高さが１μｍで、屈折率が１．５の基板と空気との間に設けられた光学シートにおける凸構造の断面積を増減させた。図中の実線は凹凸構造の断面積を変化させなかった場合、破線は凸構造の断面積を１６．７％だけ減少させた場合、点線は凸構造の断面積を１６．７％だけ増加させた場合の透過光の強度を示している。図７５からわかるように、凸構造の断面積を１６．７％減少させた構成では、断面積を変化させなかった構成と比較して、入射角が２０度から５０度の範囲において透過光強度が高い。一方、凹凸構造断面積を１６．７％増加させた構成では、断面積を変化させなかった構成と比較して、４２度以上の角度において透過光強度が低い。
【０２４２】
次に、本発明者らは、透明基板内に光が等方的に存在する場合において、光拡散層を介して空気層に射出する全光量を計算によって求めた。凸構造の断面積を１６．７％減少させた構成では、凹凸構造の断面積を変化させなかった構成に比べ、光量が２．１％増加し、光取り出し効率が向上することが確認できた。これに対し、凸構造の断面積を１６．７％増加させた構成では、凹凸構造の断面積を変化させなかった構成に比べ、光量が４．１％減少した。このように、本実施の形態の構成では、高屈折率層が相対的に厚く形成された凸部の断面積が、高屈折率層が相対的に薄く形成された凹部の断面積よりも小さい場合において、光取り出し効率が向上することが確認された。
【０２４３】
以上のように、本実施の形態によれば、光拡散層に垂直で、かつ、凸部の中心を通る第１の平面で凸部を切断したときの断面の面積と、第１の平面に平行で、かつ、凹部の中心を通る第２の平面で凹部を切断したときの断面の面積とが異なっている。本実施の形態では、凸部の断面積を凹部の断面積よりも小さくすることにより、光取り出し効率を高くすることができる。
【０２４４】
なお、本実施の形態では、凸部の断面積を大きくした場合には光取り出し効率が低下するが、後述する変形例のように、凹凸構造の側壁が、光取り出し層の面に垂直な方向（厚さ方向）から傾斜させた部分を含む構成では、光取り出し効率が向上する場合がある。したがって、必ずしも凸部の断面積を凹部の断面積よりも小さくする必要はない。
【０２４５】
（実施の形態２２）
次に、実施の形態２２を説明する。本実施の形態は、実施の形態２１における凸構造の断面積を増減させた構造を、図１５Ａに示す実施の形態２の発光装置１Ｃに適用したものである。本実施の形態では、凹部と凸部とで断面積が異なる光拡散層は、屈折率が相対的に高い媒質と透明基板との間に配置される。すなわち、図７６に示すように、屈折率が相対的に高い媒質（高屈折率層）１５１ｂから、屈折率が相対的に低い媒質（低屈折率層）１５１ａへの光の透過率が重要となる。そこで、屈折率１．７５の媒質１５１ｂと、屈折率１．５の媒質１５１ａとの間に、図２９Ａに示す凹凸構造の断面積を変えた光拡散層を設けた構成を検討した。
【０２４６】
図７７は、このような構成において、光拡散層を介して高屈折率層から低屈折率層に射出する全光量の断面積の増減割合に対する依存性を示すグラフである。ここで、１つの六角形の内接円の直径を２μｍ、高さを１μｍとし、高屈折率層の内部に光が等方的に存在するものとした。図７７に示すように、凸構造の断面積を０％〜１６．７％の範囲内で減少させた場合において、凹凸構造の断面積を変化させなかった場合（０％）に比べ、低屈折率層に射出する全光量が多くなり、光取り出し効率が向上する効果が確認できた。
【０２４７】
凸構造が細くなることにより、透過光が隣の凸構造に取り込まれることを抑制する効果は、凹構造に対する凸構造の高さｈと幅ｗ（内接円の直径）との比であるアスペクト比に依存する。ここで、アスペクト比の定義における「幅」とは、断面積を変化させる前の１つの単位構造体に内接する円の直径を意味する。例えば図２９Ａに示す正六角形の単位構造体を用いた構造では、その正六角形に内接する円の直径が「幅」に該当する。一方、図２Ａに示すような正方形の単位構造体を用いた構造では、その正方形に内接する円の直径（すなわち上述の単位大きさｗ）が「幅」に該当する。本発明者らは、高さを０．８μｍと固定した構造について、パターンの層方向のサイズを変化させることによってアスペクト比を変化させた場合の効果を検証した。凸構造の断面積を変化させない場合と凸構造の断面積を０．５％減少させた場合のそれぞれについて、高屈折率層の内部に光が等方的に存在するものとして、低屈折率層に射出する全光量を計算した。
【０２４８】
図７８は、この計算結果を示す図である。図７８における横軸はアスペクト比（凹構造に対する凸構造の高さ／断面変化させる前の凸構造の内接円の直径）、縦軸は全光量比（凸構造の断面積を０．５％減少させた場合の全光量／凹凸構造の断面積を変化させない場合の全光量）を示す。図７８に示すように、アスペクト比が１よりも大きい構造においては、光取り出し効率が向上しない。これは、凸構造を透過した後、隣の凸構造に入射してしまう光の割合が多くなるため、凸構造が細くなることによって透過光が隣の凸構造に取り込まれることを抑制する効果が得られないためである。一方、アスペクト比が１以下の場合、凸構造の断面積を０．５％減少させた場合の方が、凹凸構造の断面積を変化させない場合に比べ、全光量は多くなり、光取り出し効率が向上する効果が確認できた。
【０２４９】
（実施の形態２１、２２の変形例）
実施の形態２１、２２では、凸部の断面積と凹部の断面積との間に差異があればよく、凹凸構造の形状は上記のものに限定されない。以下、凹凸構造の他の形状を例示する。
【０２５０】
図７９は、凹部および凸部の形状の他の例を説明するための図である。図７９（ａ）は、実施の形態１〜１３における凹凸構造のように、層面に垂直な側壁を有する凹凸構造の断面形状を示している。図７９（ｂ）〜（ｇ）は、断面積を増減させた凹凸構造の他の例を示している。図７９（ｂ）〜（ｇ）に示すように、層面に垂直な方向に対して傾斜した部分を側壁に含むように構成してもよい。本明細書では、このような形状を「テーパ形状」と呼ぶ。図７９（ｂ）は、側壁全体が直線的に傾斜することによって凸部の断面積が凹部の断面積よりも小さくなっている例を示している。図７９（ｃ）は逆に、凸部の断面積が凹部の断面積よりも大きくなっている例を示している。図７９（ｄ）、（ｅ）は、凸部および凹部の下部を湾曲させた構造の例を示している。図７９（ｄ）では凸部の断面積が減少し、図７９（ｅ）では凸部の断面積が増加している。図７９（ｆ）、（ｇ）は、凸部および凹部の上部を湾曲させた構造の例を示している。図７９（ｆ）では凸部の断面積が減少し、図７９（ｇ）では凸部の断面積が増加している。
【０２５１】
図７９（ｂ）、（ｃ）に示す構造のように、直線的に側壁を傾けた凹凸構造について、光取り出しの効果を検証した。具体的には、屈折率１．７５の媒質と屈折率１．４５の媒質との間に、図２９Ａに示す凹凸パターンを有する光拡散層を配置した構成について、光拡散層を介して低屈折率層に射出する全光量を計算した。ここで、凹凸パターンにおける１つの六角形の内接円の直径を２μｍ、凹凸の高さを１μｍとし、断面形状を図７９（ｂ）、（ｃ）に示す形状にし、高屈折率層の内部で光が等方的に存在するものとした。
【０２５２】
図８０は、この計算の結果を示している。図８０の横軸は凹凸構造の側面を斜面にしたことによる凸構造の断面積の増減割合（％）を示す。ここで、増減割合に応じて側壁の傾斜角度を変えている。例えば、増減割合が０％の場合は図７９（ａ）に示す構造に相当し、増減割合が負の場合は図７９（ｂ）に示す構造に相当し、増減割合が正の場合は図７９（ｃ）に示す構造に相当する。縦軸は、凹凸構造の断面積を変化させない場合（増減割合が０％）の値で規格化した全光量を示す。
【０２５３】
図８０の結果より、凸構造の断面積を０％〜５３％の範囲で減少させた場合、凹凸構造の断面積を変化させないときよりも全光量が多くなり、光取り出し効率が向上する効果が確認できた。凹凸構造の側壁が層に対して垂直の場合は、凸構造の断面積を０％〜１６．７％の範囲で減少させた場合に光取り出し効率が向上したが、本実施の形態では、凸構造の断面積の減少率について、効果が得られる断面積の減少量の範囲の上限が５３％にまで拡大している。これは、凸構造に入射した透過光が隣の凸構造に取り込まれ、入射側に戻る効果が抑制される効果に加えて、凹凸構造の角がゆるやかになることによる光取り出し効率の向上の効果が働くためである。以下、この効果について説明する。
【０２５４】
図８１、図８２は、側壁の傾斜による回折光の強度分布に及ぼす影響を説明するための図である。図８１は、光学シートへの光の入射角度が、全反射が生じない程度（中程度）の角度である場合の例を示し、図８２は、光学シートへの光の入射角度が、全反射を生じさせる程度の角度である場合の例を示している。図８１（ａ）および図８２（ａ）は凸部および凹部の側壁の傾斜がない光拡散層を有する光学シート１５ａによる光の回折を、図８１（ｂ）および図８２（ｂ）は凸部および凹部の側壁の傾斜がある光拡散層を有する光学シート１５ｂによる光の回折の様子を模式的に表している。各図において、矢印の太さは出射光の強度を表している。
【０２５５】
図８１（ａ）、（ｂ）からわかるように、凹凸構造の側壁の角度が緩やかになることにより、高次（例えば２次以上）の回折成分を弱くし、低次（例えば１次）の回折成分を強くすることができる。凹凸構造へ入射する光の角度が、０次光が全反射しない中程度の角度である場合、テーパ形状を採用した構成（図８１（ｂ）参照）では、入射角と回折角との和が９０°を超えて反射する高次の回折成分を弱くすることができる。このため、凹凸構造を通過する光の割合（すなわち透過率）を凹凸構造の側壁が層面に垂直な場合（図８１（ａ）参照）に比べて高くする事ができる。
【０２５６】
一方、凹凸構造への入射角度が大きく、凹凸構造に入射する光の角度が、０次光が全反射を生じさせる角度を超える場合、テーパ形状を採用した構成（図８２（ｂ））であっても、低次数（１次）の回折成分が反射してしまうため、回折次数ごとの強度比率を変えることによる効果は小さい。
【０２５７】
図８３は、凹凸構造の側面が層面に垂直な場合と、傾斜をつけた上で凸構造の断面積を２６％減少させた場合の光の透過率の入射角依存性を示している。入射角が２４度以上、５６度以下の領域においては、凸構造の断面積を２６％減少させた方が、凹凸構造の断面積を変化させない場合（側面が層面に垂直な場合）に比べ、透過率が高い。
【０２５８】
図８０に示すように、本実施の形態では、凸構造の断面積を０％〜３０％の範囲で増加させた場合においても、凹凸構造の断面積を変化させない場合よりも全光量が多くなり、光取り出し効率が向上する。これは、凹凸構造の角がゆるやかになることによって高次の回折成分が弱まることによる光取り出し効率向上の効果が、凸構造の断面積が増加したことによって凸構造に入射した透過光が隣の凸構造に取り込まれて光取り出し効率が低下する効果を上回っているためである。
【０２５９】
図７９（ｄ）〜（ｇ）に示す構造についても、光取り出し効率が向上する。先ほどの計算と同様、屈折率１．７５の媒質と屈折率１．４５の媒質との間に、図２９Ａに示す凹凸パターンを有する光拡散層を配置した構成について、光拡散層を介して低屈折率層に射出する全光量を計算した。凹凸パターンにおける１つの六角形の内接円の直径を２μｍ、凹凸の高さを１μｍとし、断面形状を図７９（ｄ）〜（ｇ）に示す形状にし、高屈折率層の内部で光が等方的に存在するものとした。計算結果は図示していないが、それぞれの全光量は、凹凸構造の断面積を変化させない側面が垂直の形状に比べ、（ｄ）の形状で＋３％、（ｅ）の形状で＋０．４％、（ｆ）の形状で＋１．６％、（ｇ）の形状で＋１．２％だけ増加した。このように、図７９（ｄ）〜（ｇ）に示す凹凸構造を採用した場合も、光取り出し効率が向上する効果が確認できた。
【０２６０】
図７９（ｂ）〜（ｇ）に示すようなテーパ形状においても、アスペクト比は、凹構造に対する凸構造の高さと凸構造の内接円の直径との比で定義できる。この場合の内接円は、テーパ形状を形成する前の基本となる形状（例えば図７９（ａ）の形状）における内接円と同一である。テーパ形状を有する凹凸構造においても、アスペクト比は、例えば１以下に設定され得る。
【０２６１】
なお、実施の形態２１、２２、および上記の変形例では、例えば図２９Ａに示すような基本となる凹凸パターンから、各凹部および各凸部の中心位置は変化させず、凹部または凸部の断面積を変化させているが、本開示はこのような例に限定されない。このような基本となる凹凸パターンによらずに、凹部と凸部との断面積に差異のある構造を採用してもよい。また、図２９Ａに示す凹凸パターン以外の上記のいずれかの凹凸パターンにおける凸部および凹部の少なくとも一方の断面積を増減させた構造を採用してもよい。
【０２６２】
実施の形態２２およびその変形例における上記の計算は、高屈折率層において光が等方的に存在するものとして行った。しかし、現実の発光装置における光の強度は、発光が図８４に示すようなランバーシアン配光であるものとして計算した結果に近いものとなる。そこで、実施の形態２２の構成において、発光がランバーシアン配光であるものとして計算した結果を説明する。
【０２６３】
図８５は、高屈折率層の内部の光の配光がランバーシアンであるものとして図７７の計算と同一の条件で全光量を計算した結果を示すグラフである。図８５より、凸構造の断面積を０％〜５０％の範囲で減少させた場合において、凹凸構造の断面積を変化させない場合に比べ、空気層に射出する全光量が強くなり、光取り出し効率が向上する効果が確認できる。
【０２６４】
図８６は、高屈折率層の内部の光の配光がランバーシアンであるものとして図７８の計算と同一の条件で凹構造に対する凸構造の高さと幅との比（アスペクト比）に対する全光量の依存性を計算した結果を示すグラフである。縦軸は、全光量比（凸構造断面積を０．５％減少させた場合の全光量／凹凸構造の断面積を変化させない場合の全光量）を示す。図８６より、アスペクト比が１を超える場合であっても、２以下の場合には、光取り出し効率が向上する効果が確認できる。
【０２６５】
また、図７９（ｄ）〜（ｇ）の各変形例についても、高屈折率層の内部の発光がランバーシアン配光であるものとして全光量を計算した。この場合、全光量は、凹凸構造の断面積を変化させない場合に比べ、（ｄ）の形状で＋２．８％、（ｅ）の形状で＋１．４％、（ｆ）の形状で＋２．５％、（ｇ）の形状で＋１．５％だけ増加し、光取り出し効率が向上する効果が確認できた。
【０２６６】
以上、本開示の一つ又は複数の態様に係る光学シート、発光装置、光学シートの製造方法及び発光装置の製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０２６７】
上記実施の形態では、発光装置から光が出射される層を空気層又は保護層で構成したが、これに限られず、例えば液体層で構成することもできる。
【０２６８】
上記実施の形態１〜１５、２１および２２では、複数の第１の微小領域の各々を透過する光と複数の第２の微小領域の各々を透過する光との間に位相差を生じさせるために、第１の微小領域を凸部、第２の微小領域を凹部で構成したが、例えば、第１の微小領域及び第２の微小領域をそれぞれ、同一の高さを有し且つ異なる屈折率を有する第１の媒質及び第２の媒質で構成することもできる。
【０２６９】
上記実施の形態１〜１２、１４、１５、２１および２２では、光学シート又は光拡散層が一層のみ存在する例を示したが、全反射により光のロスが発生する界面が複数ある場合には、光学シート又は光拡散層が複数存在してもよく、そのうち少なくとも１箇所に上記実施の形態で示したものと同様の光学シート又は光拡散層を用いた場合には、本開示の範囲に含まれる。また、発光装置の内部に複数層の光学シート又は光拡散層が存在してもよい。
【０２７０】
上記実施の形態１〜７、９、１１〜１３では、第１の微小領域及び第２の微小領域をそれぞれ平面視で四角形に構成し、実施の形態８、１４、１５、２１および２２では、これらを平面視で六角形に構成したが、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の形状は適宜変更することができる。例えば、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の形状を円錐台形又は円錐形等に構成することもできる。或いは、第１の微小領域及び第２の微小領域の各々の断面形状における角の部分をアール状に構成することもできる。実際に、切削加工及び半導体プロセス等によりミクロンオーダーの構造を加工する際に、角の部分がアール状に加工される、或いは、段差の部分が斜面状に加工される場合がある。光拡散層を加工する際に、これらの要因が生じた場合であっても、上述したパターンの性質が失われない限り、角の部分がアール状に加工された第１の微小領域及び第２の微小領域を有する光学シートも本開示の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２７１】
本開示に係る発光装置は、例えばフラットパネルディスプレイ、液晶表示装置用バックライト及び照明用光源等として適用することができる。また、本開示に係る光学シートは、上述した発光装置に対して適用することができる。
【符号の説明】
【０２７２】
１，１Ｃ，１Ｄ，１ＤＡ，１Ｎ，１Ｐ  発光装置
１１  電極
１２  発光層
１３  透明電極
１４，２３，２３ＤＡ，６１  透明基板
１４Ｃ  高屈折率層
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｆ，１５Ｇ，１５Ｈ，１５Ｉ，１５ＩＡ，１５Ｊ，１５Ｋ，１５Ｌ，１５Ｍ，２０，２２，２２ＤＡ，３０，４０，５０，６０  光学シート
１６  空気層
１６Ｃ  透明基板
１８，１８Ｐ  補助光学シート
２１  反射層
２４，２４ＤＡ  発光部
２５  外部層
１００  給電部
１５０  基板
１５１，１５１Ａ，１５１Ｃ，１５１Ｅ，１５１Ｆ，１５１Ｇ，１５１Ｈ，１５１Ｉ，１５１ＩＡ，１５１Ｊ，１５１Ｋ，１５１Ｌ，１５１Ｍ，１８１，２２１  光拡散層
１５１’，１５１Ｃａ’，１５１Ｃｂ’  残膜部
１５２，１５６，１６０，１６２，１６６，１７０  第１の単位構造体
１５３，１５７，１６１，１６３，１６７，１７１  第２の単位構造体
１５４，１６６ａ，１６８ａ，１６９ａ，１７２ａ，４１１，６０１  第１の微小領域
１５４ａ，１５４Ｂａ，２２２  凸部
１５５，１６６ｂ，１６８ｂ，１６９ｂ，１７２ｂ，４１２，６０２  第２の微小領域
１５５ａ，１５５Ｂａ，２２３  凹部
１５８，１６４  第３の単位構造体
１５９，１６５  第４の単位構造体
１６６ｃ，１６８ｃ，１６９ｃ，１７２ｃ  第３の微小領域
１６６ｄ，１７２ｄ  第４の微小領域
１８２  マイクロレンズ
１８２ａ  レンズ部
１８３  回折格子
１８４  ピラミッド構造
１８４ａ  ピラミッド部
３００    接続部
４００    分離部
４１０  低屈折率領域
４２０  高屈折率領域
５００    反射膜
６００    第１の密着層
７００    第２の密着層
１１０１    樹脂
２０００    透明基板
２００１    透明電極
２００２    有機層
２００３    反射電極
２００４    封止基板
２００５    封止材
２００６    封止構造
２００８    フェード領域
２００９    取り出し面
【図１】
2015144118.tif 000007
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2015144118.tif 000010
【図２Ｄ】
2015144118.tif 000011
【図２Ｅ】
2015144118.tif 000012
【図３】
2015144118.tif 000013
【図４Ａ】
2015144118.tif 000014
【図４Ｂ】
2015144118.tif 000015
【図４Ｃ】
2015144118.tif 000016
【図５】
2015144118.tif 000017
【図６】
2015144118.tif 000018
【図７】
2015144118.tif 000019
【図８Ａ】
2015144118.tif 000020
【図８Ｂ】
2015144118.tif 000021
【図９】
2015144118.tif 000022
【図１０】
2015144118.tif 000023
【図１１Ａ】
2015144118.tif 000024
【図１１Ｂ】
2015144118.tif 000025
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
2015144118.tif 000030
【図１４】
2015144118.tif 000031
【図１５Ａ】
2015144118.tif 000032
【図１５Ｂ】
2015144118.tif 000033
【図１６】
2015144118.tif 000034
【図１７】
2015144118.tif 000035
【図１８】
2015144118.tif 000036
【図１９Ａ】
2015144118.tif 000037
【図１９Ｂ】
2015144118.tif 000038
【図２０Ａ】
2015144118.tif 000039
【図２０Ｂ】
2015144118.tif 000040
【図２１】
2015144118.tif 000041
【図２２Ａ】
2015144118.tif 000042
【図２２Ｂ】
2015144118.tif 000043
【図２３Ａ】
2015144118.tif 000044
【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
2015144118.tif 000048
【図２６Ａ】
2015144118.tif 000049
【図２６Ｂ】
2015144118.tif 000050
【図２６Ｃ】
2015144118.tif 000051
【図２７Ａ】
2015144118.tif 000052
【図２７Ｂ】
2015144118.tif 000053
【図２７Ｃ】
2015144118.tif 000054
【図２７Ｄ】
2015144118.tif 000055
【図２７Ｅ】
2015144118.tif 000056
【図２７Ｆ】
2015144118.tif 000057
【図２８Ａ】
2015144118.tif 000058
【図２８Ｂ】
2015144118.tif 000059
【図２８Ｃ】
2015144118.tif 000060
【図２９Ａ】
2015144118.tif 000061
【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
2015144118.tif 000064
【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
2015144118.tif 000070
【図３２Ｅ】
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【図３３Ａ】
2015144118.tif 000072
【図３３Ｂ】
2015144118.tif 000073
【図３４Ａ】
2015144118.tif 000074
【図３４Ｂ】
2015144118.tif 000075
【図３５Ａ】
2015144118.tif 000076
【図３５Ｂ】
2015144118.tif 000077
【図３５Ｃ】
2015144118.tif 000078
【図３５Ｄ】
2015144118.tif 000079
【図３６Ａ】
2015144118.tif 000080
【図３６Ｂ】
2015144118.tif 000081
【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８Ａ】
2015144118.tif 000084
【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
2015144118.tif 000086
【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
2015144118.tif 000090
【図４１】
2015144118.tif 000091
【図４２】
2015144118.tif 000092
【図４３】
2015144118.tif 000093
【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４４Ｃ】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
2015144118.tif 000099
【図４６Ｃ】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２Ａ】
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【図５２Ｂ】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
2015144118.tif 000114
【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６Ａ】
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【図６６Ｂ】
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【図６６Ｃ】
2015144118.tif 000124
【図６６Ｄ】
2015144118.tif 000125
【図６６Ｅ】
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【図６７】
2015144118.tif 000127
【図６８】
2015144118.tif 000128
【図６９】
2015144118.tif 000129
【図７０】
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【図７１Ａ】
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【図７１Ｂ】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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