(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子であって、
前記透光性基板の前記一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、
前記発光層に対して前記光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、
前記光再分配シートは光再分配構造を有しており、
該光再分配構造は、前記透光性基板に沿う第１の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面と、
前記第１の方向に対して８０度以上９０度以内の角度で交差する第２の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面とを備えて形成され、
前記発光層は、下記（１）式を満たす射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と前記発光層から射出する全光量との比が下記（２）式より大きいことを特徴とするＥＬ素子。
【数１】
0005771991.tif 000010
【数２】
0005771991.tif 000011
但し、θ１：第１光再分配面、第２光再分配面の傾斜角度、
θｉｎ：発光層から射出された光の射出角度、
ｎ：光再分配シートの屈折率。
【請求項２】
透光性基板と、前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子であって、
前記透光性基板の前記一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、
前記発光層を間にして前記光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、
前記光再分配シートは、光再分配構造を有しており、
前記光再分配構造は、前記透光性基板に沿う第１の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面と、
前記第１の方向に対して８０度以上９０度以内の角度で交差する第２の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面とを備えて形成され、
前記発光層は、下記の（３）式を満たす範囲の射出角度θｉｎ２を有する第２の射出光の光量が、前記発光層から射出する全光量の４２．５％以上であることを特徴とするＥＬ素子。
【数３】
0005771991.tif 000012
但し、θｉｎ２：発光層から射出された光の射出角度。
【請求項３】
前記一対の第１光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第一光再分配部材とされ、前記一対の第２光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第二光再分配部材とされている請求項１または２に記載されたＥＬ素子。
【請求項４】
前記光再分配シートまたは該光再分配シートの接合層に光拡散機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたＥＬ素子。
【請求項５】
前記光再分配シートの光再分配構造部に光拡散機能を有することを特徴とする請求項４に記載されたＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された前記ＥＬ素子を発光手段として備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された前記ＥＬ素子を備え、該ＥＬ素子が画素駆動されるように構成されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項８】
画像表示素子を備えてなる液晶ディスプレイ装置であって、
前記画像表示素子の背面に、請求項１から請求項５のいずれかに記載されたＥＬ素子、あるいは請求項６に記載された照明装置を配設して構成されている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、ＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、そして液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬ素子は、蛍光有機化合物を含む発光層を陽極と陰極との間に挟んだ発光構造を透光性基板の片面上に設けて構成される。そして、この有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間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、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光する。
【０００３】
このようなＥＬ素子は、発光層から放出された光線が透光性基板から外部に射出する際に、一部の光が透光性基板の表面上で全反射してしまい、外部へ射出する光量のロスが生じるという問題があった。このときの光の外部取り出し効率は一般に２０％程度と言われている。このため、高輝度が必要になるほどより多くの投入電力が必要になり、ＥＬ素子に対する負荷が増大して素子自体の信頼性を低下させることになる。
【０００４】
これに対し、ＥＬ素子における光の外部取り出し効率を向上させる目的で透光性基板に微細な凹凸を形成し、全反射することでロスしている光線の一部を外部に取り出すようにしたＥＬ素子が提案されている。例えば、特許文献１には、透光性基板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。
あるいは、特許文献２に記載されているように、ＥＬ素子における発光層からの配光分布を調整して、光の外部取り出し効率を向上させる方法も検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６０８４５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６４２３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、上述した従来技術では、ＥＬ素子における光取り出し効率の向上を図る上で十分なものとはいえなかった。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上させることのできるＥＬ素子、このＥＬ素子を用いた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置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】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明によるＥＬ素子は、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子であって、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、発光層に対して光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、光再分配シートは光再分配構造部を有しており、光再分配構造部は、第１の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面と、第１の方向に対して８０度以上９０度以内の角度で交差する第２の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面を有する第二光再分配部材とを備えて形成され、発光層は、下記（１）式を満たす射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層から射出する全光量との比が下記（２）式より大きいことを特徴とする。
【数１】
0005771991.tif 000002
【数２】
0005771991.tif 000003
但し、θ１：第１光再分配面、第２光再分配面の傾斜角度、
θｉｎ１：発光層から射出された光の射出角度、
ｎ：光再分配シートの屈折率。
【０００８】
本発明によるＥＬ素子によれば、光再分配構造部を、第１の方向に延びていて互いに交差する頂角が８６度〜９４度となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面を有する第一光再分配部材と、第１の方向に対して８０度〜９０度の角度で交差する第２の方向に延びていて、互いに交差する頂角が８６度〜９４度となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面を有する第二光再分配部材とを備えているため、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配シートの光再分配構造部の互いに８０度〜９０度の範囲で交差する第１光再分配面と第２光再分配面とをそれぞれ透過させて屈折させることで指向性を持たせた光を増大させることができ、しかも、光再分配構造部の第１及び第２光再分配面で反射させられた一部の光は、発光層を経由して光反射層で反射して再度光再分配シートに向かうことで、更に一部の光が光再分配構造部を経由して光を再配分させて指向性を持たせて外部に取り出すことができ、外部光取り出し効率を向上させることができる。
なお、光反射層は陰極に兼用させてもよいし、陰極とは別に配設してもよい。
【０００９】
また、本発明によるＥＬ素子は、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子であって、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、発光層を間にして光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、光再分配シートは光再分配構造を有しており、光再分配構造は、透光性基板の他方の面に沿う第１の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が８６度〜９４度となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面と、第１の方向に対して８０度〜９０度の角度で交差する第２の方向に延びていて互いが交差して形成される頂部の角度が８６度〜９４度となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面とを備えて形成され、発光層は、下記（３）式を満たす射出角度θｉｎ２を有する第２の射出光の光量が、発光層から射出する全光量の４２．５％以上であることを特徴とする。
【数３】
0005771991.tif 000004
但し、θｉｎ２：発光層から射出された光の射出角度。
【００１０】
本発明によるＥＬ素子によれば、（３）式を満たす射出角度θｉｎ２を有する第２の射出光の光量が、発光層から射出する全光量の４２．５％以上であるから、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配シートの光再分配構造部の互いに８０度〜９０度の範囲で交差する第１光再分配面と第２光再分配面とをそれぞれ透過させて屈折させることで指向性を持たせた光を増大させることができ、しかも、光再分配構造部の第１及び第２光再分配面で反射させられた一部の光は、発光層を経由して光反射層で反射して再度光再分配シートに向かうことで、更に一部の光が光再分配構造部を経由して光を再配分させて指向性を持たせて外部に取り出すことができ、外部光取り出し効率を向上させてＬａｍｂｅｒｔ分布よりも光利用効率を大きくすることができる。
【００１１】
また、一対の第１光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第一光再分配部材とされ、一対の第２光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第二光再分配部材とされていてもよい。
８０度〜９０度の範囲で交差する第一光再分配部材と第二光再分配部材を配列してなる光再分配構造部に、発光層からの所定配光分布を持たせた射出光または光反射層でリサイクルした反射光を透過させることで、所定方向に指向性を持たせることができる。
【００１２】
また、光再分配シートまたは光再分配シートの接合層に光拡散機能を有することが好ましい。
この場合、発光層からの射出角度θｉｎ２が５０°を超えた角度や２５°に満たない角度の光であっても、光拡散機能によって、上記（３）式の範囲内の入射角度で光再分配シートに入射させることができるように調整できるため、この点からも光利用効率を向上させることができる。
この場合、光再分配構造に光拡散剤を混合させる等して光拡散機能を有していてもよい。
或いは、光再分配シートを透光性基板に接合する接合層に光拡散剤を混合させる等して光拡散機能を有するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明による照明装置は、上述したいずれかのＥＬ素子を発光手段として備えていることを特徴とする。
本発明によれば、照明装置によるＥＬ素子の発光層から発光する光の外部光取り出し効率を向上させることができて、照明装置の照明効率を向上できる。
【００１４】
また、本発明によるディスプレイ装置は、上述したいずれかのＥＬ素子を備え、ＥＬ素子が画素駆動されるように構成されていることを特徴とする。
本発明によっても、照明装置によるＥＬ素子の発光層から発光する光の外部光取り出し効率を向上させることができて、照明装置の照明効率を向上できる。
【００１５】
本発明による液晶ディスプレイ装置は、画像表示素子を備えてなる液晶ディスプレイ装置であって、画像表示素子の背面に、上述したいずれかのＥＬ素子、あるいは上述した照明装置を配設して構成されていることを特徴とする。
これにより、ＥＬ素子から発送する光が画像表示素子を透過照射し、或いはＥＬ素子を内蔵した照明装置から発光する光によって液晶ディスプレイ装置の照明効率を向上できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるＥＬ素子によれば、光再分配構造部が、第１の方向に延びていて互いに交差して形成される頂角が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第１光再分配面と、第１の方向に対して８０度以上９０度以内の角度で交差する第２の方向に延びていて互いに交差して形成される頂角が８６度以上９４度以内となるように傾斜して形成された一対の第２光再分配面とを備えているため、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで、繰り返し反射光を光再分配構造部に射出させて第１及び第２光再配分面によって光を再配分させて光の指向性を向上させることができて、光再分配シートの外部光取り出し効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置は、上述したＥＬ素子を備えることで光の利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＥＬ素子と射出光の経路を示す要部断面図である。
【図２】光再分配構造層を備えていない従来のＥＬ素子を示す要部断面図である。
【図３】実施形態におけるＥＬ素子の光再分配シートを示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＹ軸方向から見た側面図、（ｃ）はＸ軸方向から見た側面図である。
【図４】実施形態におけるＥＬ素子において、光再分配シートからの繰り返しによる射出光について反射光のサイクル回数に応じた射出角度に対する相対光量の変化を示す配光分布特性のシミュレーション結果を示す図であり、第一及び第二光再分配部材について（ａ）は頂角を９６°に設定した場合、（ｂ）は頂角を９４°に設定した場合の図である。
【図５】図４と同様に、光再分配シートからの射出光についての相対光量の変化を示す配光分布特性のシミュレーション結果を示す図であり、第一及び第二光再分配部材について（ａ）は頂角を８６°に設定した場合、（ｂ）は頂角を８４°に設定した場合の配光分布特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】発光層から射出する光の射出角度に対する相対積算光量の配光分布を示す図である。
【図７】光再分配シートへの入射角度に対する射出光の光利用効率のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】光再分配シートの第一変形例を示す図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）はＹ軸方向に見た側面図、（ｃ）はＸ軸方向に見た側面図である。
【図９】光再分配シートの第二変形例を示す図であり、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）はＹ軸方向に見た側面図、（ｃ）はＸ軸方向に見た側面図である。
【図１０】光再分配シートの第三変形例を示す図であり、（ａ）は部分斜視図、（ｂ）はＹ軸方向に見た側面図、（ｃ）はＸ軸方向に見た側面図である。
【図１１】光再分配シートの更に別の変形例に関する図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は光再分配シートの光分配構造層の光再分配部材の各種底面形状を示す図である。
【図１２】光再分配シートの更に別の変形例を示す図であり、光再分配シートの光再分配部材の底面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１から図４を参照して、本発明の一実施形態に係るＥＬ素子及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置について説明する。
はじめに、本実施形態によるＥＬ素子は、例えば、発光手段として照明装置に具備され、あるいはＥＬ素子が画素駆動されるようにディスプレイ装置に具備され、あるいは画像表示素子の背面に配設して液晶ディスプレイ装置に具備されて使用される。また、液晶ディスプレイ装置においては、本実施形態によるＥＬ素子を発光手段として備えた照明装置を画像表示素子の背面に配設して構成するようにしてもよい。
【００２０】
そして、本実施形態によるＥＬ素子１は、図１に示すように、透光性基板からなる第１の基板２と第２の基板３との間に、発光層４が陽極５と陰極６の間に挟まれた積層状態で配設されている。発光層４が陽極５と陰極６に挟まれて発光構造体８が構成され、陽極５は発光層４から光を出射する側に配設され、陰極６は発光層４の背面側に配設されている。また、第１の基板２の発光構造体８と反対側の面に発光層４から出射される光を外部に射出させるための光再分配シート７が備えられている。
発光構造体８は第１の基板２と第２の基板３で挟み込んで一体に積層させて形成されている。さらに、第１の基板２の上面側に接合層１０を介して光再分配シート７が一体に積層して形成されている。
【００２１】
第１の基板２及び第２の基板３は、材料として、種々のガラス材料を用いることができる他に、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、あるいはアルミニウム等の金属材料等を用いることができる。さらに、その他の様々な材料を用いることができるが、特に好ましい材料はシクロオレフィン系のポリマーであり、このポリマーは、加工性及び耐熱性、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたものである。また、第１の基板２は、発光構造体８から出射する光をできるだけ多く透過させることができるように、全光線透過率を５０％以上にすることができる材料（例えばガラス）を用いて形成することが好ましい。
【００２２】
ここで、発光構造体８は、陽極５と陰極６との間に電圧を印加することにより発光層４が発光するものであり、従来公知のさまざまな構成を採用することができる。また、発光層４を白色発光層とする場合、陽極５／発光層４／陰極６からなる構成は、例えばＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ３／フッ化リチウム／陰極６としてＡｌという構成にしている。
【００２３】
また、発光層４から射出する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）にすることができる適宜材料を用いた任意の構成を採用することも可能である。すなわち、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層４にすることもできる。このため、ＥＬ素子１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にしたり、白色光にカラーフィルターを重ねてフルカラー表示させるようにしたりすればよい。
【００２４】
さらに、本実施形態では、陰極６は光反射機能を有する材料で形成し、光反射層としての機能を有している。本明細書では、陰極６を光反射層９ということがある。本実施形態では、陰極６が光反射層９の機能を有することによって、発光層４を間にして光再分配シート７と反対側に光反射層９を設けた構成となる。そして、陰極６である光反射層９は、光反射率を５０％以上１００％以内とすることが好ましい。
なお、図１に示すＥＬ素子１では、陰極６が光反射性を有する材料から構成されて光反射層９を兼ねているが、これに代えて、陽極５が光反射層の機能を兼ね備えていたり、陰極６よりも下側即ち発光層４と反対側に別途、光反射層９を設けるようにしてもよい。また、陽極５と陰極６に光を透過させるために、これら陽極５と陰極６を透明電極にすればよい。
【００２５】
光再分配シート７と第１の基板２を接合させる接合層１０を構成する粘着剤、接着剤として、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系等の各種の粘着剤、接着剤が挙げられる。いずれの場合も、高温となる発光構造体８に隣接して使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）程度以上のものであることが望ましい。貯蔵弾性率がこれより低いと、使用中に光再分配シート７と第１の基板２との間に位置ずれが生じる可能性がある。光再分配シート７と第１の基板２に大きな位置ずれが生じると、光再分配シート７に発光構造体８からの光が効率よく入射できないため光の利用効率が低下してしまう欠点が生じる。
なお、発光層４と光再分配シート７との間隙を安定的に確保するために、接合層１０の中に例えばビーズ等の透明の微粒子を混ぜるようにしてもよい。また、接合層１０を構成する粘着剤や接着剤は両面テープ状のものでもよいし、単層のものでもよい。
【００２６】
この接合層１０を介して第１の基板２上に設けられる光再分配シート７は、基材１１と、この基材１１上に積層形成されてＥＬ素子１の光出射側表面を形成する凹凸状の光再分配構造層（凹凸部）１２とを備えて構成されている。ここで、光再分配シート７は、光再分配構造層１２を基材１１と別体として成形してもよいし、光再分配構造層１２と基材１１を一体成形してもよい。
【００２７】
そして、ＥＬ素子１では、陽極５と陰極６の間に電圧を印加して発光層４から出射した光Ｂ０が第１の基板２を透過し、光再分配シート７に入射する。光再分配シート７では、光Ｂ０の一部を光Ｂ２として外部へ透過させ、残りを光Ｂ１として内部に反射する。反射された光Ｂ１は、光反射層９（陰極６）に向かう光Ｂ３となり、光反射層９で反射して再度光再分配シート７の方向に向かう光Ｂ４となる。
この光Ｂ４は第１の基板２を透過して光再分配シート７に入射するが、光再分配シート７への入射角度により、透過光Ｂ２や再び反射する光Ｂ１となる。そして、反射光Ｂ１は、最終的に透過光Ｂ２になるまで、光Ｂ１、光Ｂ３、光Ｂ４のサイクルを繰り返すことになる。これにより、光再分配シート７を透過した光Ｂ２の進行方向（照射方向Ｆ）をそろえることが可能になり、ＥＬ素子１の指向性を強くすることができる。
【００２８】
一方、図２に示すように、光再分配シート７に光再分配構造層１２がなく、表面が平坦面１２Ａである場合には、光Ｂ１の大部分が透過されずに平坦面１２Ａで反射され、再度発光層４に入射する光Ｂ１２となる。しかし、この光Ｂ１２は照射方向Ｆに偏向されないため、損失となってしまう。また、ＥＬ素子１から発光する光Ｂ２は、発光層４からの配光分布に依存した光となり、指向性を有する光にすることができない。すなわち、ＥＬ素子１の光の指向性、外部取り出し効率を向上させるためには、光再分配シート７Ａの表面形状などを適切に設定（最適化）することが重要になる。
【００２９】
次に、本実施形態における、ＥＬ素子１の光の指向性と外部取り出し効率を向上させるようにした光再分配シート７の光再分配構造層１２について図３により説明する。
図３及び図１に示すように、例えばシート状の透光性の基材１１（光反射層）の光照射方向Ｆ側を向く一方の面に積層形成された光再分配構造層１２は、光再分配シート７の光出射側面内において、例えば断面略三角形の第一光再分配部材１４と第二光再分配部材１５とが互いに交差する方向にそれぞれ複数配列されて構成されている（図３（ａ）参照）。
第一光再分配部材１４は、任意の方向である第１の方向（例えばＸ方向）に基材１１（の上面）に対して傾斜角度θ１で傾斜する一対の第１光再分配面１６、１６によって断面略二等辺三角形状をなして延在して形成されている。また、第二光再分配部材１５は、第１の方向Ｘに角度φで交差する第２の方向Ｙに基材１１（の上面）に対して傾斜角度θ２で傾斜する一対の第２光再分配面１７，１７によって断面略二等辺三角形状をなして延在して形成されている。
これら各第一光再分配部材１４と第二光再分配部材１５はそれぞれ複数略平行に配列されている。
【００３０】
第一光再分配部材１４を構成する一対の第１光再分配面１６、１６はそれぞれ第１の方向Ｘに沿って延びて、互いに交差して形成される頂部１４ａの頂角がθ３とされている（図３（ｃ）参照）。第二光再分配部材１５を構成する一対の第２光再分配面１７、１７はそれぞれ第一光再分配部材１４と同一面内で第１の方向Ｘに角度φで交差する第２の方向Ｙに沿って延びて、互いに交差する頂部１５ａの頂角がθ４とされている（図３（ｂ）参照）。
そして、本実施形態では、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙの交差角度φが８０度以上９０度以内の範囲となるように設定した。さらに、一対の第１光再分配面１６が交差する頂部１４ａの頂角θ３と一対の第２光再分配面１７が交差する頂部１７ａの頂角θ４は、それぞれ８６度以上９４度以内の範囲に設定されている。
【００３１】
より詳しくは、光再分配構造層１２は、図３に示すように、例えば、シート状の透光性の基材１１の上面に、頂部１４ａが第１の方向Ｘに連続的に延在する断面略三角状で帯状のプリズム（あるいはレンズ）を隙間なく複数設けることで第一光再分配部材１４を形成し、さらに、この第一光再分配部材１４上に形成される凹部に嵌合するように、頂部１５ａが第１の方向Ｘと角度φをなす第２の方向Ｙに連続的または断続的に延在する断面略三角状で帯状のプリズム（あるいはレンズ）を複数設けることで第二光再分配部材１５を形成している。
例えば、複数の第二光再分配部材１５の高さは、図３に示す例では第一光再分配部材１４に対してランダムに変動した構成を有している。
【００３２】
そして、第一光再分配部材１４の頂角θ３及び第二光再分配部材１５の頂角θ４は、８６度以上９４度以内の範囲であれば、一対の第１光再分配面１６のそれぞれ、一対の第２光再分配面１７のそれぞれは、同じ大きさ及び同じ形状である必要はない。
しかしながら、光再分配構造層１２における光再分配効果を高めて射出される光Ｂ２の指向性を強くするためには、複数の第１光再分配面１６及び第２光再分配面１７における頂角θ３及び頂角θ４は同じ値にすることが好ましい。
なお、第一光再分配部材１４と第二光再分配部材１５の凹凸形状を制御することで、照射方向Ｆに出射する光の配光分布を２次元方向に調整することが可能になる。そのため、例えば第二光再分配部材１５の第２光再分配面１７の形状を任意とすることで、第２光再分配面１７からの出射光を対称な配光分布にしたり、あるいは、非対称な配光分布にしたりすることなども可能である。
【００３３】
ここで、第一光再分配部材１４の第１の方向Ｘと第二光再分配部材１５の第２の方向Ｙの交差角度φを８０度以上９０度以内に設定するのは、発光層４から出射される広い配光分布を持つ光の損失を抑えて、より多くの光を照射方向Ｆに偏向し、指向性を高めるように設計しているためである。例えば、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙのなす角φを０度として第１光再分配面１６のみが第１の方向Ｘに延在する場合について考えると、第１の方向Ｘに平行な方向には第２光再分配部材１５による凹凸が形成されず、図２に示すような光再分配シート７の出射面が平坦面１２Ａである場合と同等になる。
【００３４】
このため、図２において、第１の基板２を透過した光Ｂ１の大部分は、光再分配シート７Ａを透過せずにその平坦面１２Ａで反射され、再度発光層４に向かう光Ｂ１２となる。この光Ｂ１２は、平坦面１２Ａで反射されて照射方向Ｆに偏向されないために多くが損失することになる。また、光再分配シート７Ａを透過して出射する光Ｂ２も発光層４からの配光分布に由来する光であり、照射方向Ｆに偏向された指向性を有する光とはならない。したがって、第１の方向Ｘに対する第２の方向Ｙを８０度未満にすると、図２に示した光Ｂ１２のように外部に取り出されず損失する光が増大して光の外部取り出し効率が低下してしまう。また、射出光Ｂ２についても、照射方向Ｆへの指向性が十分でなくなってしまう欠点がある。
【００３５】
次に、光再分配シート７の光再分配構造層１２の形状及び、発光層４からの配向分布特性がＥＬ素子１の発光特性に及ぼす影響についてシミュレーションで確認した結果を図４〜図７に示す。
本実施形態における光再分配シート７は、図１に示すように、発光層４からの光Ｂ０が透過光Ｂ２になるまで、光再分配シート７での反射光Ｂ１、光Ｂ３、光反射層９（陰極６）での再反射光Ｂ４のサイクルを繰り返すことで、光を再分配して進行方向（照射方向Ｆ）をそろえることができる。
発光層４からの光の配光分布特性も、上述のサイクルを繰り返すことで再分配されて変化する。図４〜図５に、第一及び第二光再分配部材１４、１５の頂角θ３及び角度θ４を変化させることで、光再分配シート７から出射する光の配光分布特性の変化がどのようになるかシミュレーションした結果を示す。
【００３６】
図４（ａ）では頂角θ３、θ４＝９６度、（ｂ）では頂角θ３、θ４＝９４度とし、図５（ａ）では頂角θ３、θ４＝８６度、（ｂ）では頂角θ３、θ４＝８４度として、サイクルを繰り返すことで光再分配シート７の光再分配構造層１２によって光が再分配される。そのため、発光層４から射出する光の配光分布特性に対して光再分配シート７から射出する光の配光分布特性について光のリサイクルを繰り返すことによって特定の射出角度の光量が相対的に増加することを示している。
【００３７】
しかも、図４、図５は、射出光量が増加する射出角度の値は光再分配シート７の頂角θ３，θ４の値で異なることを示している。
図４（ａ）では、光再分配シート７の光再分配構造層１２の頂角θ３，θ４が９６度の場合、発光層４から光の配光分布特性がサイクルを繰り返すことによって再分配され、反射の繰り返しによって射出角度２５度の光量が相対的に増加していくことを示している。
図４（ｂ）では、頂角θ３，θ４が９４度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造層１２によって光が再分配され、射出角度２０度の射出光量が相対的に増加していくことを示している。
図５（ａ）では、頂角θ３，θ４が８６度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造によって光が再分配され、射出角度１５度の射出光量が相対的に増加していくことを示している。
図５（ｂ）では、頂角θ３，θ４が８４度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造によって光が再分配され、射出角度１０度の光量が相対的に増加していくことを示している。  
【００３８】
上述の光再分配は、光再分配シート７の光再分配構造層１２と大気との屈折率差による光の反射によって発生する。そのため、光再分配によって光量が相対的に増加する射出角度の値は、光再分配構造層１２の屈折率に依存せず、光再分配構造層１２の形状、特に第一及び第二光再分配部材１４，１５の傾斜角度θ１、θ２に依存することを認識できる。
一方、発光層４からの光を正面方向に光を取り出して射出するには、光再分配構造層１２の形状だけでなく、光再分配構造層１２の屈折率にも依存する。
屈折率に依存する理由は、光再分配構造層１２からＥＬ素子１の外部に射出する場合に、光の反射ではなく、光の屈折が発生して外部に射出されるため、光再分配構造層１２と大気との屈折率差によって光が偏向される角度が異なるためである。
【００３９】
ここで、ＥＬ素子１の正面方向に光を射出するために必要な光再分配構造層１２に入射する光の角度、すなわち発光層４からの光の射出角度θｉｎ１は下記の式で表すことが出来る。
【数４】
0005771991.tif 000005
但し、θ１：第１光再分配面１６、第２光再分配面１７の傾斜角度、
θｉｎ１：発光層４から射出された光の射出角度、
ｎ：光再分配シート７の屈折率。
この場合、傾斜角θ１＝θ２であり、異なる場合には、射出光が第１光再分配面１６と第２光再分配面１７のいずれかを透過するかによって（１）式で角度θ１またはθ２を用いる。
【００４０】
光再分配構造層１２の屈折率ｎは、１．４６〜１．６０が好ましい。屈折率ｎが１．４６未満では、大気との十分な屈折率差が得られず、光の指向性が低下してしまうため、好ましくない。屈折率ｎが１．６０を超えてしまうと大気との屈折率差が過大となり、光再分配構造層１２と大気との界面で光が反射して、ＥＬ素子１から取り出せなくなり好ましくない。
第一光再分配部材１４における頂角θ３が８６度〜９４度の場合、傾斜角度θ１は４７度〜４３度となる。屈折率ｎが１．４６で傾斜角度θ１が４７度〜４３度の場合は、発光層４からの光の第１の射出角度θｉｎ１は、１５．２度〜１６．９度となる。屈折率ｎが１．６０で傾斜角度θ１が４７度〜４３度の場合には、第１の射出角度θｉｎ１は、１７．８度〜１９．８度となる。
【００４１】
すなわち、頂角θ３が８６度〜９４度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造層１２によって光が再分配され、発光層４から光の配光分布特性が射出角度θｉｎ１＝１５度〜２０度の光量が相対的に増加し、ＥＬ素子１から正面方向に射出する光が増加することが可能となる。
【００４２】
また、正面方向の明るさを増やす方法として、発光層４からの配光分布において（１）式の射出角度θｉｎ１を満たす光量を増やすことで、正面方向の明るさを一層増やすことが可能となる。
この場合、射出角度θｉｎ１の光量と、発光層４からの全光量との比が、下記（２）式より大きくなることで、より効果が大きくなる。
【数５】
0005771991.tif 000006
【００４３】
発光層４の配光分布は、ランベルト・ベールの法則（Ｌａｍｂｅｒｔ）に基づいた完全拡散の配光分布（以下、Ｌａｍｂｅｒｔ分布とする）が一般的である。
図６は、Ｌａｍｂｅｒｔ分布における発光層４からの射出角度θｉｎ１ごとの相対積算光量を示している。
射出角度θｉｎ１での積算光量は（３）式で表される。
【数６】
0005771991.tif 000007
【００４４】
（４）式を、射出角度θｉｎ１が０度〜９０度までの範囲で積算すると１８０度となり、（４）式を１８０度で割ることで射出角度θｉｎ１の光量と発光層４からの全光量との比を計算できる。
ここで、射出角度θｉｎ１の光量と発光層４からの全光量との比が、（２）式より大きくなることで、Ｌａｍｂｅｒｔ分布よりもＥＬ素子１の正面方向に射出する光を増やすことが可能となる。
好ましくは、下記（５）式より大きくなることで、よりＥＬ素子１の正面方向の明るさを増やすことが可能となり好ましい。（５）式において、係数を１．２とすることで光再分配シート７の正面輝度向上効果がより一層大きくなる。
【数７】
0005771991.tif 000008
【００４５】
発光層４からの配光分布について、（１）式を満たす射出角度θin１の光量を、射出角度θｉｎ１の光量と発光層４からの全光量との比が（２）式より大きくなることで、ＥＬ素子１の正面方向に射出する光量が増大する。さらに、頂角θ３、θ４＝８６度〜９４度の光再分配構造層１２によって、サイクルを繰り返すことで光が再分配され、発光層４からの光の配光分布特性について光再配分シート７からの射出角度１５度〜２０度の光量が相対的に増加し、ＥＬ素子１から正面方向に射出する光をさらに増加させることが可能となる。
これに対し、１回目の光再分配シート７からの射出光による配光分布特性だけでは、図４及び図５に示すように、射出角度１５度〜２０度の光量増加は得られないため、ＥＬ素子１は正面方向の射出光を増加させることはできない。
また、頂角θ３、θ４が８６度〜９４度を外れると正面方向の射出光が低減する不具合が生じる。
【００４６】
図７に、頂角θ３、θ４＝８６度〜９４度を有する光再分配構造層１２の、発光層４からの射出角度θｉｎ１すなわち光再分配構造層１２への入射角度ごとの光利用効率を示す。
ここでの光利用効率とは、光再分配構造層１２に入射し反射されるサイクルを繰り返し、ＥＬ素子１の外部に射出された光の割合を、ＥＬ素子１内の光反射率を８０％としてシミュレーションしたものである。この場合、外部に射出された光の方向は関係ないものとする。
例えば、発光層４から射出角度θｉｎ１＝３５度で射出された光の約８５％は、外部に射出することが可能である。
【００４７】
図７に示すシミュレーション結果では、発光層４から射出する光が外部へ射出される割合を光利用効率として、射出角度θｉｎ１＝２５度〜５０度の範囲で光利用効率８０％を超えており、光利用効率が大きい。
そのため、発光層４から射出する光の配光分布特性について、射出角度θｉｎ１＝２５度〜５０度の範囲の光量を増大させることで、光再分配構造層１２の光利用効率をより大きくすることが可能となる。
【００４８】
また、図６に示す、Ｌａｍｂｅｒｔ分布での発光層４から射出する光の射出角度θｉｎ１ごとの相対積算光量において、射出角度θｉｎ１＝２５度〜５０度の領域２００内における相対積算光量の比は、Ｌａｍｂｅｒｔ分布での全光量に対して４２．５％である。そのため、発光層４から射出する光の配光分布特性について射出角度２５度〜５０度の範囲の光量の比を４２．５％以上にすることでＬａｍｂｅｒｔ分布よりも光利用効率を大きくすることが可能となる。
【００４９】
さらに、光利用効率を大きくする方法として、光再分配シート７あるいは接合層１０に光拡散機能を付加することが好ましい。
光拡散機能を付加することで、発光層４からの配光分布を変化させることができる。特に、発光層４からの射出角度θｉｎ１が５０度を超える高角度の光を、その光路に設けた光拡散機能によって射出角度θｉｎ１を５０度以下にシフトさせることができる。
図７に示すように、光再分配構造層１２の光利用効率は、入射角度、すなわち発光層４からの射出角度θｉｎ１が５０度を超える高角度の光では低下する傾向となる。そのため、発光層４からの射出角度θｉｎ１を５０度以内にシフトさせた光を用いて、光拡散機能を付加することによって、射出角度θｉｎ１が５０度を超える高角度の光と同等な射出角度の光を得ることができて光利用効率を向上させることができる。
【００５０】
このような光拡散機能は、光再分配構造層１２内に設けることが好ましい。
すなわち、光再分配構造層１２は、ある特定の角度の光の光利用効率が小さい。例えば、図７に示すように、入射角度、すなわち発光層４からの射出角度θｉｎ１が０度〜１０度、７０度〜８５度である領域は光利用効率の小さい領域である。そこで、光再分配構造層１２内に光拡散機能を設けることで上述の光利用効率が小さい領域内の光利用効率をより大きくすることが可能となり、好ましい。
【００５１】
ここで、光再分配シート７の材料として、発光層４から出射される光Ｂ０の波長に対して光透過性を有する各種の材料を使用することができ、例えば、光学部材用のプラスチック材料等を使用することができる。このようなプラスチック材料として、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ（アクリルとスチレンの共重合体）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマーまたはアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂等の透明性樹脂が用いられる。
【００５２】
また、光再分配シート７は、所望の光学特性に応じて、これらの樹脂中に微粒子を拡散剤として分散させてもよい。
この微粒子として、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる透過性を有する粒子等が使用できる。例えば、無機酸化物として、シリカやアルミナ、酸化チタン等が例示される。また、樹脂として、アクリル、スチレン、スチレンアクリル及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物、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）等の含フッ素ポリマー、シリコーン樹脂等を挙げることができる。
これら微粒子は、２種類以上のものを混合して使用してもよい。
【００５３】
そして、光再分配シート７は、例えば上記の材料を予め形成した金型に流し込み凝固させることで成形することができる。この金型は、各種レンズ形状を有するダイヤモンドバイトを用い、銅メッキを施した金型に対して、第一光再分配部材１４の第１光再分配面１６及び第二光再分配部材１５の第２光再分配面１７の形状に対応する部分を切削加工することで製造できる。
また、光再分配シート７は、流し込み凝固により成形する方法の他、熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂を用いて押出し成形や射出成形、ＵＶ成形法などで成形することもできる。この際、光再分配シート７は一体的に成形してもよいし、例えば第一光再分配部材１４、第二光再分配部材１５、そして基材１１等にそれぞれ分割して成形し、その後に組み立てるようにしてもよい。いずれの場合にも、内部に光拡散機能を発揮するフィラー等の拡散剤を分散させて成形することができる。
さらに、光再分配シート７には、帯電防止剤として導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ（ＡＴＯ）や、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の超微粒子を分散させてもよい。帯電防止剤を分散することで、光再分配シート７の防汚性を向上させることができる。
【００５４】
光再分配シート７において、ＵＶ成形法などにより光再分配構造層１２と基材１１を別に成形する場合には、基材１１として、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂からなる延伸又は未延伸の透明なフィルムを使用することもできる。
基材１１の厚みは、用いる材料の剛性等の特性にもよるが、５０〜３００μｍとすることが、加工性および取扱いの面から見て好ましい。
【００５５】
また、光再分配構造層１２と基材１１の組み立てには、上述した接合層１０と同様の粘着剤、接着剤及び両面テープ等を用いることができる。光再分配構造層１２と基材１１を強固に接着させるために、光再分配構造層１２と基材１１との間に両材料に対して接着性の高いプライマ層を設けたり、光再分配構造層１２にプライマ層の機能を付加したりしてもよいし、あるいは、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
また、本実施形態による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置においては、上述した本実施形態によるＥＬ素子１を備えることで、光の利用効率を向上させることができる。
【００５６】
上述のように、本実施形態によるＥＬ素子１によれば、発光構造体８の陽極５と陰極６の間に電圧を印加して発光層４から光ＢＯを射出させる。発光層４から出射した光Ｂ０は第１の基板２を透過して光再分配シート７に入射する。光再分配シート７では、発光層４からの光Ｂ０の一部を透過光Ｂ２として外部に透過させ、残りの光Ｂ１をＥＬ素子１内に反射させる。反射された光Ｂ１は、光反射層９（陰極６）に向かう光Ｂ３となり、光反射層９に入射して反射させられ、再度光再分配シート７の方向に向かう光Ｂ４となる。
【００５７】
この反射光Ｂ４は、再度、第１の基板２を透過して光再分配シート７に入射させられるが、光再分配シート７への入射角度によってその一部が透過光Ｂ２となって光再分配シート７の外部に射出し、残りの光は反射光Ｂ１となって再度ＥＬ素子１内に反射する。
そして、再度反射した光Ｂ１は、光再分配シート７を透過する透過光Ｂ２になるまで、光Ｂ１、光Ｂ３、光Ｂ４の反射光路のサイクルを複数回繰り返すことになる。これにより、光再分配シート７を透過した光Ｂ２の進行方向を照射方向Ｆへ向けてそろえることが可能になり、ＥＬ素子１の指向性を強くして光の利用効率を向上させることができる。
【００５８】
上述のように本実施形態によるＥＬ素子１によれば、光再分配シート７は、その光出射側に設けた光再分配構造層１２が、第１の基板２の表面に沿う第１の方向Ｘに延びていて頂角θ３が８６度〜９４度の範囲に形成された一対の第１光再分配面１６を有する第一再配分部材１４と、第１の方向Ｘに対して８０度〜９０度の角度φで交差する第２の方向Ｙに延びていて互いに交差して形成される頂角θ４が８６度〜９４度の範囲に形成された一対の第２光再分配面１７を有する第二再配分部材１５とを配列して備えたため、発光層４から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配構造層１２によって所定の配光分布を持たせて光再分配シート７からの外部光取り出し効率を向上させることができる。
また、本実施形態による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置は、上述したＥＬ素子１を備えることで光の利用効率を向上させることができる。
【００５９】
以上、本発明の実施形態に係るＥＬ素子１及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態は、光再分配シート７の代表的な例であり、本実施形態のＥＬ素子１の特性を損なうものでない限り、本実施形態で用いた以外の材料や構造、プロセスなどを採用して光再分配シート７を構成することが可能である。
例えば、変形例による光再分配構造層２０として、第一光再分配部材１４と第二光再分配部材１５との配列構造に代えて、図８に示すように、所定のピッチで形成された凸状の第１のプリズム２１とこれに略直交する方向に形成された凸状の第２のプリズム２２とを組み合わせて配列させた形状としてもよい。
【００６０】
プリズムが一方向に配列されたプリズムシートは、プリズムの斜面により、入射された光Ｂ１の配光分布をプリズムが配列されている方向に偏光制御させることが可能である。そのため、一方向に並べられたプリズムを用いた場合、１次元的に配光分布の調整が可能となる。しかし、ＥＬ素子１を照明用途として用いる場合には、少なくとも２次元的に配光分布を調整する必要がある。すなわち、例えば照明装置の設置場所によって、ある特定方向は照射する必要がない場合には、広い配光分布特性に代えて正面方向の輝度向上特性が要求される。
あるいは、プリズムシートに入射された光Ｂ１が非対称な配光分布になる場合であって、照明装置から外部に出射される光Ｂ２の配光分布が対称な配光分布であることが要求される場合には、照明装置から出射される光Ｂ２の配光分布を１次元的な調整で対称な配光分布に偏光することが困難であり、２次元的な調整が求められる。
【００６１】
このような場合、図８に示すように、光再分配シート１９の光再分配構造層２０をプリズム２１、２２が略直交して配列されたクロスプリズムの形態にすることで、光を２次元的に調整することが可能になる。そのため、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となる。そして、このような光再分配構造層２０を備えたＥＬ素子１を用いた照明装置は、軽量化、薄型化、低コスト化を図ることが可能になる。
また、光再分配構造層２０に入射された光Ｂ１を略同一方向に偏向し、任意の方向に光を集光することを可能にするためには、第１のプリズム２０及び第２のプリズム２１の斜面を平坦面にすることが好ましい。
なお、第１のプリズム２１及び第２のプリズム２２の形状は同一でも良いし、大きさ寸法の異なる相似形状でもよいし異なっていても良い。
【００６２】
さらに、図９、図１０に例示するように、光再分配シート７の光再分配構造層２４は、底辺が多角形、例えば四角形である多角錐凸レンズ２５あるいは多角錐凹レンズ２６を、その頂点である頂部２５ａ、２６ａが第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに配列されるように隙間無く配列させた形態のものを採用してもよい。
多角錐凸レンズ２５あるいは多角錐凹レンズ２６は、隙間を介在させて配列させることも可能であるが、多角錐凸レンズ２５間、多角錐凹レンズ２６間の隙間を無くして配列させることで、光再分配構造層２４における各傾斜面（第１光再分配面２７、第２光再分配面２８）において入射した光Ｂ１の偏向に寄与しない平坦部を無くすことができるから、光の外部取り出し効率がより高いＥＬ素子１を実現することが可能になる。また、各レンズ２６，２７を隙間無く配列することで、平坦部による微細構造が形成されないため、光の回折現象による色ムラの発生を防止することも可能になる。
【００６３】
多角錐凸レンズ２５あるいは多角錐凹レンズ２６を隙間なく配置するには、例えば図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、レンズの底面２７，２８，２９を正六角形、正方形、正三角形等の任意の略同一の形状のものとし、規則的に配列させることなどがよい。各底面２７、２８，２９の形状を略同一にすることは、光再分配構造層２４の寸法及び形状を略同一にすることとなり、明るさの面内ムラが生じないＥＬ素子１を実現することが可能になる。
例えば、図１１（ａ）において底面２７が正六角形の場合等には、底面２７同士の隣接部が直線ではなく、より複雑なジクザグ線となるため、ＥＬ素子１に画素パターンを設けた場合に、底面２７同士の連結部の形状とＥＬ素子１の画素パターンとの干渉により発生するモアレを防ぐことが可能になるので、より好ましい。
【００６４】
さらに、光再分配構造層２４は、形状の異なる多角錐凸レンズあるいは多角錐凹レンズを複数用いて配列して構成するようにしてもよい。この場合、異なるレンズの底面２７，２８，２９の形状を同じにしてもよいし異なる形状にしてもよい。底面２７，２８，２９の形状が異なる場合であっても、例えば図１２に示すように、底面を正八角形３０と正方形３１の組み合わせとする等して隙間なく配列することが好ましい。
また、図９において、光再分配シート７の光再分配構造層２４を、底面２８が四角形の四角錐凸レンズ２５となる形状として隙間無く配列した構成について示したものである。
【００６５】
また、ＥＬ素子１から出射する光Ｂ２の配光分布を対称にすることが求められる場合には、底面２８を略正方形に形成し、４面ある傾斜面の傾斜角度を略同一とした正四角錐形状をなす多角錐凸レンズ２５とすることが好ましい。
【００６６】
ＥＬ素子１から出射する光Ｂ２の配光分布を非対称にすることが求められる場合には、底面２８を長辺（例えば第１の方向Ｘ）と短辺（例えば第２の方向Ｙ）を有する長方形とした四角錐凸レンズ２５に形成してもよい。底面２８を長方形とすることで、短辺側で対向する２つの傾斜面の傾斜角度と、長辺側で対向する２つの傾斜面の傾斜角度とが異なるため、ＥＬ素子１から出射する光Ｂ２の配光分布を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとで非対称にすることが可能になる。
【００６７】
図１０は、光再分配シート７の光再分配構造層２４を、底面２８が四角形をなす四角錐凹レンズ２６として隙間無く配列された形態に構成したものである。この四角錐凹レンズ２６による光再分配構造層２４は、光再分配構造層２４に入射された光Ｂ１を光再分配シート７の垂直上向きである照射方向Ｆに出射するように取り出すために形成されている。
なお、光再分配構造層２４を四角錐凹レンズ２６により配列構成すると、光再分配構造層２４の最も高い位置である頂部が点ではなく四角形線状の稜線となるため、耐擦性が向上するという点で好ましい。
【００６８】
また、ＥＬ素子１から出射する光Ｂ２の配光分布を対称に形成する要求がある場合には、底面２８を略正方形に形成し、四角錐凹レンズ２６の４面ある斜面の傾斜角度を略同一とすることが好ましい。
また、ＥＬ素子１から出射される光Ｂ２の配光分布を非対称に形成する要求がある場合には、底面２８を長辺と短辺を有する長方形とした四角錐凹レンズ２６に形成してもよい。底面２８を長方形とすることで、四角錐凹レンズ２６の短辺方向の傾斜面の傾斜角度と長辺方向の傾斜面の傾斜角度とが異なるため、ＥＬ素子１から出射する光Ｂ２の配光分布を長辺方向と短辺方向とで非対称に形成することが可能になる。
なお、同様の理由から、光再分配構造層２４がプリズムレンズまたは四角錐レンズ形状を配列したことにより構成される場合、その先端頂部をカットして略平坦にして四角錐台形状としたり、丸みをつけて凸曲面状に形成してもよい。
【００６９】
さらに、光再分配構造層２４が図８に示すようなプリズムレンズ２１、２２又は図９に示すような四角錐凸レンズ２５等により構成される場合、プリズム形状をなす２つの傾斜面や四角錐形状をなす４つの傾斜面を、凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させることも可能である。光再分配構造層２４における各傾斜面を凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させると、各傾斜面を直線状にした場合と比較して、光再分配構造層２４の第１、第２光再分配面１６，１７、２７，２８に入射された光Ｂ１を広範囲な角度で偏向させることが可能になる。
また、光再分配構造層２４に入射された光Ｂ１が、視野方向に対する角度を変更させられた場合、色味が変化する色ズレの課題が生じると、光再分配構造層２４の傾斜面を凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させて発光層４からの光Ｂ０を広範囲な角度で偏向させることで、発光層４の光Ｂ０の色味を視野方向に対する角度に依存しないように均一化できる。
【００７０】
光再分配構造層２４に形成された単一の凹部または凸部の基材１１表面での幅は、回折光が発生し難く照射方向Ｆから視認され難いように、２０μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが望ましい。なお、この幅とは、プリズムレンズの場合には断面三角形の底辺の幅、四角錐形状の場合は底面２８の一辺の幅である。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ９４度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１６．３度となる。
上記の光再分配シート１９を光再分配シート７に代えてＥＬ素子１に配設させて、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）によって測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は、０．０２０であった。（（２）式の値は、０．０１７であった。）
【００７２】
（比較例１）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ９６度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１５．９度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設させて、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は、０．０２０であった。（（２）式の値は、０．０１７であった。）
【００７３】
（実施例２）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ８６度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１８．２度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設させて、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は、０．０２０であった。（（２）式の値は、０．０１７であった。）
【００７４】
（比較例２）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す、光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ８４度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１８．７度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設して、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は、０．０２０であった。（（２）式の値は、０．０１７であった。）
【００７５】
（比較例３）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す、光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ９４度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１６．３度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設して、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は０．０１５であった。この値が（２）式の値である０．０１７を超えていない点で本発明から外れている。
【００７６】
（比較例４）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ８６度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１８．２度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設させて、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は０．０１５であった。この値が（２）式の値である０．０１７を超えていない点で本発明から外れている。
【００７７】
（実施例３）
基材１１としてＰＥＴフィルム（厚さ：１８８μｍ）を使用し、屈折率１．５２のＵＶ硬化型樹脂を用いて図８に示す光再分配シート１９をＵＶ成形法により作成した。光再分配シート１９において、頂角θ３、θ４をそれぞれ９４度とした。
この場合、射出角度θｉｎ１は（１）式より、１６．３度となる。
上記の光再分配シート１９をＥＬ素子１に配設させて、ＥＬ素子１の正面輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＭ製：ＳＲ−３Ａ）にて測定した。
なお、ＥＬ素子１の射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比は、０．０２１であった。（（２）式の値は、０．０１７であった。）
【００７８】
上述した実施例１〜３と比較例１〜４の正面輝度の測定結果を表１に示す。なお、これら実施例や比較例の各正面輝度は、光再分配シート１９を設けない状態でのＥＬ素子１の正面輝度を１とした場合の相対値である。
なお、各ＥＬ素子１の反射率は５０％である。
【００７９】
【表１】
0005771991.tif 000009
【００８０】
表１に示す結果から、実施例１〜３と比較例１〜４とを比較すると、各実施例による光再分配シート１９の形状における頂角θ３、θ４を８６度〜９４度とすることで、比較例１〜４と比較して正面輝度の上昇効果の一層の向上が確認された。
また、実施例１〜２と比較例３〜４とを比較すると、本実施例の形状にて、（１）式を満たす射出角度θｉｎ１を有する第１の射出光の光量と発光層４から射出する全光量との比を（２）式より大きくすることで、正面輝度の上昇効果の向上が確認された。
【００８１】
実施例１、２と実施例３とを比較すると、（５）式に代入することで、正面輝度の向上が１．５となり、より効果が大きくなることを確認した。
【符号の説明】
【００８２】
１  ＥＬ素子
２  第１の基板（透光性基板）
３  第２の基板
４  発光層
５  陽極
６  陰極（光反射層）
７  光再分配シート
８  発光構造体
９  光反射層
１０  接合層
１１  基材
１２、２０  光再分配構造層（凹凸部）
１４  第一光再分配部材
１５  第二光再分配部材
１６  第１光再分配面
１７  第２光再分配面
２１  第１のプリズム
２２  第２のプリズム
【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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【図１２】
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