(57)【要約】【課題】面発光素子と調光シートを備えた面発光体、及びこの面発光体を用いた表示装置において、この面発光体から出射される光の正面輝度を大きく向上させること。【解決手段】面発光素子、第１の調光シート、第２の調光シートの順で構成される面発光体であって、１）第１及び第２の調光シートは片面に凸部が設けられており、２）第１の調光シートの凸部が面発光素子の出射面に接着されており、３）第１の調光シートの凸部のシート面に垂直な断面ａの形状、及び断面ａとシート面のいずれに対しても直角な断面ｂの形状がともに三角形、台形または円弧状であり、４）第２の調光シートは凸部が面発光体から遠い側に配置され、５）第２の調光シートの凸部の断面がタイプＡまたはタイプＢであることを特徴とする面発光体。タイプＡ：断面ａの形状が三角形、台形または円弧状、断面ｂの形状が長方形。タイプＢ：断面ａ及び断面ｂの形状がともに円弧状。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光素子、第１の調光シート、第２の調光シートの順で構成される面発光体であって、１）第１及び第２の調光シートはともに片面に凸部が設けられており、２）第１の調光シートの凸部が面発光素子の出射面に接着されており、３）第１の調光シートの凸部のシート面に垂直な断面ａの形状、及び該断面ａとシート面のいずれに対しても直角な断面ｂの形状がともに三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、４）第２の調光シートは凸部が面発光体から遠い側に配置され、５）第２の調光シートの凸部の断面が下記タイプＡ、タイプＢから選ばれることを特徴とする面発光体。
タイプＡ：断面ａの形状が三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、断面ｂの形状が長方形である。
タイプＢ：断面ａ及び断面ｂの形状がともに円弧状である。
【請求項２】
前記第２の調光シートが前記タイプＡから選ばれる調光シートであって、且つ該第２の調光シートの出射面に前記タイプＡから選ばれる第３の調光シートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項３】
前記第２の調光シートが前記タイプＢから選ばれる調光シートであって、且つ該第２の調光シートの出射面に前記タイプＢから選ばれる第３の調光シートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の面発光体をバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光体、及び該面発光体をバックライトとして用いる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化等に伴って、消費電力が少なく、容積が小さい面発光素子のニーズが高まり、このような面発光素子の１つとしてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略す。）が注目されている。そして、このようなＥＬ素子は、使用する材料によって無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに大別される。
【０００３】
ここで、無機ＥＬ素子は一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光中心を励起させて発光させるようになっている。一方、有機ＥＬ素子は電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光層内に注入し、このように注入された電子とホールとを発光層内で結合させて、有機材料を励起状態にし、この有機材料が励起状態から基底状態に戻るときに発光するようになっており、無機ＥＬ素子に比べて低い電圧で駆動できるという利点がある。
【０００４】
また、有機ＥＬ素子の場合には、発光材料を選択することによって適当な色彩に発光する発光素子を得ることができ、また発光材料を適当に組み合わせることによって白色光を得ることもでき、液晶表示素子等のバックライトとして利用することも期待されている。
【０００５】
ここで、液晶表示素子等のバックライトとして利用する場合、一般に２０００〜４０００ｃｄ／ｍ2程度の正面輝度が必要になるが、上記のようなＥＬ素子等の面発光素子を発光させた場合、発光された光は様々な方向に進行し、面発光素子の出射面等において全反射して面発光素子の内部に閉じ込められる光も多く存在し、十分な正面輝度を得ることが困難であり、特に有機ＥＬ素子の場合においては、十分な発光寿命が得られるようにするためには１０００〜１５００ｃｄ／ｍ2程度の正面輝度しか得られないという問題があった。
【０００６】
従来においては、有機ＥＬ素子等の面発光素子を発光させた場合において、その内部に閉じ込められる光を取り出して、その正面輝度を向上させるために面発光素子の出射面に拡散構造を設けるようにしたもの（例えば、特許文献１参照。）や、面発光素子の出射面にプリズムやレンズ状のシートを表面に凹凸が現れるようにして取り付けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
しかし、上記のように面発光素子の出射面に微小な凹凸を設けるようにしたり、面発光素子の出射面に凹凸が設けられた平面部材を表面に凹凸が現れるようにして取り付けるようにした場合、表面における凹凸によって光が散乱され、依然として正面輝度を十分に向上させることができないという問題があった。
【０００８】
有機ＥＬ発光デバイスなどの面発光素子の正面輝度を向上する別の手段として、光が射出する側の面に、表面に凹凸の設けられたプリズムアレイシートをプリズム側が射出面に向くような構成が考案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。また、正面輝度向上のための手段として、光拡散シートとプリズムシートの併用（例えば、特許文献５参照。）や複数の光拡散シートの併用（例えば、特許文献６参照。）が考案されている。しかし、昨今の面発光素子に要請される正面輝度の向上には不十分であった。
【０００９】
更に光の利用効率向上のために、マイクロレンズとマイクロプリズムを併用する手段（例えば、特許文献７、８参照。）があるが、これらはいずれも側面の光源からの入射光を導光板や反射板を併用して取り出す構成に関する開示であり、面発光素子を用いた面発光体における正面輝度向上効果に言及するものではなかった。
【特許文献１】特開２０００−３２３２７２号公報
【特許文献２】特開平６−２６５８８８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４８０３２号公報
【特許文献４】特開２００６−５９５４３号公報
【特許文献５】特開平９−１９７１０９号公報
【特許文献６】特開２００３−１０７２１４号公報
【特許文献７】特開２００４−２２７８３５号公報
【特許文献８】米国特許第５，４２８，４６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、面発光素子と調光シートを備えた面発光体、及びこの面発光体を用いた表示装置において、この面発光体から出射される光の正面輝度を大きく向上させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記課題は、下記構成により達成される。
【００１２】
１．面発光素子、第１の調光シート、第２の調光シートの順で構成される面発光体であって、１）第１及び第２の調光シートはともに片面に凸部が設けられており、２）第１の調光シートの凸部が面発光素子の出射面に接着されており、３）第１の調光シートの凸部のシート面に垂直な断面ａの形状、及び該断面ａとシート面のいずれに対しても直角な断面ｂの形状がともに三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、４）第２の調光シートは凸部が面発光体から遠い側に配置され、５）第２の調光シートの凸部の断面が下記タイプＡ、タイプＢから選ばれることを特徴とする面発光体。
【００１３】
タイプＡ：断面ａの形状が三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、断面ｂの形状が長方形である。
【００１４】
タイプＢ：断面ａ及び断面ｂの形状がともに円弧状である。
【００１５】
２．前記第２の調光シートが前記タイプＡから選ばれる調光シートであって、且つ該第２の調光シートの出射面に前記タイプＡから選ばれる第３の調光シートを設けたことを特徴とする前記１に記載の面発光体。
【００１６】
３．前記第２の調光シートが前記タイプＢから選ばれる調光シートであって、且つ該第２の調光シートの出射面に前記タイプＢから選ばれる第３の調光シートを設けたことを特徴とする前記１に記載の面発光体。
【００１７】
４．前記１〜３のいずれか１項に記載の面発光体をバックライトとして用いることを特徴とする表示装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、面発光素子から出射される光の正面輝度を大きく向上させた調光シートを備えた面発光体を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
本発明に係わる第１の調光シートについて説明する。
【００２１】
調光シートの凸部のシート面に垂直な断面ａの形状、及び該断面ａとシート面のいずれに対しても直角な断面ｂの形状がともに三角形、台形、円弧状から選ばれるとは、例えば、該凸部の前記断面ａ及び前記断面ｂの形状がともに台形である四角錐台状の凸部を有する調光シートの場合には、図１（Ａ）〜（Ｃ）で示される。
【００２２】
図１（Ａ）は調光シートを凸部の存在するシート面を垂直方向から見た図である。該調光シートを図１（Ａ）に示したように、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から凸部を下向きに該シート面に垂直な断面を見た図が図１（Ｂ）に示した断面ａであり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該シート面に垂直な断面を見た図が図１（Ｃ）に示した断面ｂである。
【００２３】
図１（Ａ）〜（Ｃ）においては、前記凸部の断面ａ及び断面ｂの形状が台形の場合を示したが、三角形あるいは円弧状であってもよい。
【００２４】
本発明に係わる第２の調光シート及び第３の調光シートにおいて、該調光シートがタイプＡの場合について説明する。
【００２５】
調光シートの凸部の断面ａの形状が三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、断面ｂの形状が長方形であるとは、例えば、該凸部の前記断面ａが三角形で断面ｂの形状が長方形である三角柱状の凸部を有する調光シートの場合には、図２（Ａ）〜（Ｃ）で示される。
【００２６】
図２（Ａ）は調光シートを凸部の存在するシート面を垂直方向から見た図である。該調光シートを図２（Ａ）に示したように、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から凸部を下向きに該シート面に垂直な断面を見た図が図２（Ｂ）に示した断面ａであり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該シート面に垂直な断面を見た図が図２（Ｃ）に示した断面ｂである。
【００２７】
図２（Ａ）〜（Ｃ）においては、前記凸部の断面ａの形状が三角形の場合を示したが、台形あるいは円弧状であってもよい。
【００２８】
本発明に係わる第２の調光シート及び第３の調光シートにおいて、該調光シートがタイプＢの場合について説明する。
【００２９】
調光シートの凸部の断面ａ、及び断面ｂの形状がともに円弧状であるとは、例えば、図３（Ａ）〜（Ｃ）で示される。
【００３０】
図３（Ａ）は調光シートを凸部の存在するシート面を垂直方向から見た図である。該調光シートを図Ｃ（１）に示したように、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から凸部を下向きに該シート面に垂直な断面を見た図が図３（Ｂ）に示した断面ａであり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該シート面に垂直な断面を見た図が図３（Ｃ）に示した断面ｂである。
【００３１】
図３（Ａ）〜（Ｃ）においては、凸部の断面ａの形状が円弧の一部を有する突起状の場合を示したが、該形状は揃っていてもよく、異なっていてもよく、大きさは揃っていても異なっていてもよく、また該凸部はランダムに存在してもよく、周期性をもって配列していてもよい。
【００３２】
以下、本発明の実施形態に係る面発光体を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明の面発光体は下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００３３】
（実施形態１）
実施形態１においては、第１の調光シートとして、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台の凸部１２が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａを用いるようにした。なお、本明細書において、凸部１２の先端側が収縮するとは、プリズムアレイシート１０Ａから遠ざかるにつれて徐々に小さくなるように凸部１２が形成されていることを意味し、図４（Ｂ）の例では下すぼみの形状になっていることを意味する。
【００３４】
そして、この実施形態１の面発光体においては、図５に示すように、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。
【００３５】
このように面発光素子２０の出射面２１ａに、プリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させると、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２が面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した形状になるとともに、このプリズムアレイシート１０Ａの凸部１２と面発光素子２０の出射面２１ａとの間の空間部１３には、プリズムアレイシート１０Ａの屈折率より低い透光性材料の空気が充填されるようになる。
【００３６】
このように収縮した凸部を有する調光シートを用い、凸部の先端面を面発光素子の出射面に接着させる場合は、調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より低い透光性材料を充填させると、調光シートを設けない場合には、面発光素子の出射面において全反射される光が、光板の凸部の先端面が接着された部分において反射されずにこの調光シート内に導かれるようになる。そして、このように調光シート内に導かれた光の多くは、面発光素子の出射面に向けて収縮した凸部と空間部との界面において全反射され、この全反射された光が調光シートの出射面に導かれて出射されるようになる。この結果、上記の第１の調光シートを通して出射される光の正面輝度が大きく向上する。
【００３７】
なお、プリズムアレイシート１０Ａより屈折率の低い透光性材料として空気を充填する場合は、液体を用いる場合のように厳重に封止する必要がなく、また大気中で面発光体を製造するだけで特別な工程を設けることなく、空気を充填させることができる点で好ましい材料である。
【００３８】
そして、このように面発光素子２０の出射面２１ａにプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させて、上記の面発光素子２０を発光させると、第１の調光シートを設けない場合には面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、図６に示すように、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２の先端面１２ａが接着された部分においては、全反射されずにこのプリズムアレイシート１０Ａ内に導かれるようになる。
【００３９】
そして、このようにプリズムアレイシート１０Ａ内に導かれた光の多くは、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した凸部１２と空間部１３との界面である凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射され、この反射された光がプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれて出射されるようになる。
【００４０】
ここで、上記のように第１の調光シートを設けない場合には面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、上記の凸部１２の先端面１２ａからこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に適切に導かれるようにするためには、このプリズムアレイシート１０Ａの屈折率と上記の面発光素子２０の出射面２１ａにおける屈折率との差を０．２以内にすることが好ましい。
【００４１】
また、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａに四角錘台になった凸部１２を設けるにあたり、この凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θが大きくなって、上記の面発光素子２０の出射面２１ａに対する凸部１２の傾斜面１２ｂの傾斜角度αが小さくなりすぎると、第１の調光シートを設けない場合に面発光素子２０の出射面２１ａにおいて、全反射される光がこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれたとしても、この光が凸部１２の傾斜面１２ｂにあたらずに、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれ、このプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において全反射されて戻されるようになり、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４から出射される光が低下する。
【００４２】
一方、凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θが小さくなって、面発光素子２０の出射面２１ａに対する凸部１２の傾斜面１２ｂの傾斜角度αが大きくなりすぎると、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれた光が、この凸１２の傾斜面１２ｂにおいて反射されずにこの凸部１２を通過して空間部１３に導かれ、更にこの空間部１３を通過して再度プリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれるようになり、この光が上記のようにプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において、全反射されて戻されるようになり、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４から出射される光が低下する。
【００４３】
このため、上記の凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θは、このプリズムアレイシート１０Ａにおける波長５５０ｎｍの光に対する屈折率をｎとした場合に、（１／ｎ−０．３５）＜ｓｉｎθ＜（１／ｎ＋０．３）の条件を満たすことが好ましい。
【００４４】
また、上記の凸部１２の高さｈのとり得る範囲については、凸部１２における上記の頂角θや凸部１２のピッチｐによっても変化するが、一般にこの凸部１２の高さｈが低すぎると、面発光素子２０の出射面２１ａにおいて、第１の調光シートを設けない場合に全反射される光がこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれたとしても、この光が凸部１２の傾斜面１２ｂにあたらずに、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれ、このプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において全反射されて戻されるようになる。
【００４５】
一方、この凸部１２の高さｈが高くなりすぎると、この凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて光の反射に利用されない部分が生じるとともに、凸部１２のピッチｐが同じ場合、面発光素子２０の出射面２１ａに接着される凸部１２の先端面１２ａの面積が小さくなって、このプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれる光の量が少なくなる。このため、この凸部１２の高さｈは、凸部１２のピッチｐに対して０．２８ｐ≦ｈ≦１．１ｐの条件を満たすことが好ましい。
【００４６】
更に第２の調光シートとして、図７に示すように、透光性基板２６の片面に三角柱状になった凸部２７が連続して設けられたタイプＡの調光シート２５を１枚を組み合わせた。具体的には、該第２の調光シートの凸部２７が設けられた出射面の反対側の面を前記第１の調光シートの出射面に接着させた。
【００４７】
実施形態１に係わる面発光体の構成を図８（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図８（Ａ）は面発光体における光の出射面を垂直方向から見た図であり、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から該面発光体側面を見た図が図８（Ｂ）であり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該発光体側面を見た図が図８（Ｃ）である。
【００４８】
（実施形態２）
実施形態２においては、実施形態１で作製した面発光体に対して、更に第３の調光シートとして、実施形態１における第２の調光シートに用いた透光性基板２６の片面に、三角柱状になった凸部２７が連続して設けられたタイプＡの前記調光シート２５を１枚組み合わせた。具体的には、該第３の調光シートの凸部が設けられた出射面とは反対側の面を、前記第２の調光シートの凸部が設けられた出射面にそれぞれのプリズムの三角柱の向きが直交するように接着させた。
【００４９】
実施形態２に係わる面発光体の構成を図９（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図９（Ａ）は面発光体における光の出射面を垂直方向から見た図であり、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から該面発光体側面を見た図が図９（Ｂ）であり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該発光体側面を見た図が図９（Ｃ）である。
【００５０】
（実施形態３）
実施形態３においては、実施形態１における面発光体の作製において、第２の調光シートとして、図１０に示すように、透光性基板４１の片面に複数の円弧状の凸部４２が設けられたタイプＢの調光シート４０を１枚組み合わせた。具体的には、該第２の調光シートの凸部４２が設けられた出射面の反対側の面を前記第１の調光シートの出射面に接着させた。
【００５１】
実施形態３に係わる面発光体の構成を図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１１（Ａ）は面発光体における光の出射面を垂直方向から見た図であり、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から該面発光体側面を見た図が図１１（Ｂ）であり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該発光体側面を見た図が図１１（Ｃ）である。
【００５２】
（実施形態４）
実施形態４においては、実施形態３で作製した面発光体に対して、更に第３の調光シートとして、実施形態３における第２の調光シートに用いた透光性基板４１の片面に、複数の円弧状の凸部４２が設けられたタイプＢの調光シート４０を１枚組み合わせた。具体的には、該第３の調光シートの凸部が設けられた出射面とは反対側の面を前記第２の調光シートの凸部が設けられた出射面に接着させた。
【００５３】
実施形態４に係わる面発光体の構成を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１２（Ａ）は面発光体における光の出射面を垂直方向から見た図であり、側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から該面発光体側面を見た図が図１２（Ｂ）であり、同様に側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該面発光体側面を見た図が図１２（Ｃ）である。
【００５４】
なお、上記の実施形態１〜４においては、第１の調光シートに透光性基板１１の片面に、先端側が収縮した四角錘台の凸部１２を設けた調光シートを用いたが、透光性基板１１の片面に設ける凸部１２もこのようなものに限定されず、前記断面ａ及び前記断面ｂの形状がともに三角形、台形、円弧状であればよく、例えば、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように先端側が収縮した四角錘台状の凸部を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して複数形成した調光シートであってもよく、例えば、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように先端側が拡開した四角錘台状の凸部を複数形成した調光シートであってもよいが、例えば、図１５（Ａ）〜（Ｃ）、あるいは、例えば、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すような先端側が収縮した円錘台状の凸部を有する調光シートであることが好ましく、正面輝度が更に向上する。
【００５５】
上記図１３〜１６の説明において、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）は、各々の調光シートを凸部の存在するシート面を垂直方向から見た図であり、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）は、各々側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ａ）から凸部を下向きに該シート面に垂直な断面を示した断面ａの図であり、図１３（Ｃ）、図１４（Ｃ）、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）は、同様に各々側面から凸部の存在するシート面に平行な方向（ｂ）から該シート面に垂直な断面を見た断面ｂの図である。
【００５６】
なお、該第１の調光シートの凸部の形状は四角錘台状あるいは円錘台状などに限られるものではなく、例えば、三角錘台状や六角錘台状等の形状でもよい。
【００５７】
なお、拡開した凸部を有する調光シートを用い、凸部の先端面を面発光素子の出射面に接着させる場合には、調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より大きい透光性材料を充填させると、調光シートを設けない場合には面発光素子の出射面において全反射される光が、調光シートの屈折率より大きい透光性材料が充填された空間部と面発光素子の出射面との界面において全反射されずに、この屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部内に導かれるようになる。
【００５８】
そして、このように屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部内に導かれた光の多くは、屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部と上記の面発光素子の出射面に向けて拡開するように設けられた凸部との界面において全反射され、この全反射された光が屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部から調光シートの出射面に導かれて出射されるようになる。このような屈折率の大きい透光性材料としては、例えば、イマージョンオイル等を用いることができる。
【００５９】
また、上記の実施形態１及び２においては、第２あるいは第３の調光シートに透光性基板２６の片面に三角柱状になった凸部２７が連続して設けられたタイプＡの調光シート２５を組み合わせて用いたが、前記タイプＡの調光シートにおける前記凸部２７はこのようなものに限定されず、凸部の、断面ａの形状が三角形、台形、円弧状から選ばれるものであり、断面ｂの形状が長方形であればよく、例えば、凸部が断面ａが台形、円柱、半円あるいは円弧状であり、且つ断面ｂが柱状の長方形である調光シートなどを用いることができるが、断面ａが三角で且つ断面ｂが柱状の長方形であることが好ましい。
【００６０】
更に、上記の実施形態３及び４においては、第２あるいは第３の調光シートに透光性基板４１の片面に複数の円弧状の凸部４２が設けられたタイプＢの調光シート４０を組み合わせて用いたが、前記タイプＢの調光シートにおける前記凸部４２はこのようなものに限定されず、凸部の断面ａ及び断面ｂの形状がともに円弧状であればよく、該凸部のサイズやピッチ、形状は均一でもよく、不規則でもよい。
【００６１】
本発明において、前記第２の調光シートは凸部が設けられた出射面側の面を前記第１の調光シートの出射面に接着させてもよいが、該第２の調光シートの凸部が設けられた出射面とは反対側の面を、前記第１の調光シートの出射面に接着させることが好ましい。
【００６２】
本発明において、前記第３の調光シートは凸部が設けられた出射面側の面を前記第２の調光シートの出射面に接着させてもよいが、該第３の調光シートの凸部が設けられた出射面とは反対側の面を、前記第２の調光シートの出射面に接着させることが好ましい。
【００６３】
なお、この実施形態１〜４の面発光体においては、面発光素子２０として有機ＥＬ素子を用いるようにしたが、面発光素子２０は面状に発光するものであればよく、無機ＥＬ素子等を用いることができるが、輝度の向上にまだ大きな改善が期待される有機ＥＬ素子を用いることが特に効果的である。
【００６４】
本発明の面発光体は種々な表示装置にバックライトとして適用可能であるが、反射型、透過型、半透過型ＬＣＤあるいはＴＮ型、ＳＴＮ型、ＯＣＢ型、ＨＡＮ型、ＶＡ型（ＰＶＡ型、ＭＶＡ型）、ＩＰＳ型等の各種駆動方式のＬＣＤを有する液晶表示装置のバックライトとして好ましく用いられる。特に画面が３０型以上、特に３０〜５４型の大画面の表示装置では、正面輝度が高くコントラストの高い画像が得られるという効果があった。
【実施例】
【００６５】
本発明の実施例に係る面発光体と比較例の面発光体とを比較し、この発明の実施例に係る面発光体においては、面発光体から出射される光の正面輝度が大きく向上する面発光体を得られることを説明する。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６６】
実施例１
実施例１においては、上記の実施形態１の面発光体において、第１の調光シートとしてプリズムアレイシート１０Ａに代えて、図１６に示したプリズムアレイシート１０Ｅを粘着剤を用いて面発光素子２０に接着して形成した。
【００６７】
この面発光素子２０としては、前記のように透明電極２２が設けられた透明基板２１の面に、有機ＥＬ層２３と対向電極２４とが設けられた有機ＥＬ素子からなる面発光素子２０を用いるようにした。
【００６８】
ここで、この面発光素子２０においては、上記の透明基板２１として厚みが０．７ｍｍ、サイズが４０ｍｍ×５２ｍｍの無アルカリガラスを用い、この透明基板２１の片面に透明電極２２としてＩＴＯを１５０ｎｍの厚みに成膜し、フォトリソグラフィー法によって電極形状にパターニングし、３５×４６ｍｍの大きさにしたものを用いた。なお、この透明電極２２の抵抗を、ロレスタ（三菱化学社製）を用いて測定したところ２０Ω／□であった。
【００６９】
そして、この透明電極２２の上に正孔注入材料としてｍ−ＭＴＤＡＴＡを用い、真空蒸着法によって膜厚が２０ｎｍになった正孔注入層を形成した。次いで、正孔注入層の上に正孔輸送材料としてα−ＮＰＤを用い、真空蒸着法で膜厚が２０ｎｍになった正孔輸送層を形成した。次いで、この正孔輸送層の上にＣＢＰをホスト材料として用い、Ｉｒ（ｐｐｙ）3をドーパント材料として６質量％含むように、緑色発光する発光材料を真空蒸着法により蒸着させて、膜厚が３０ｎｍになった発光層を形成した。
【００７０】
この発光層の上に、Ｂａｌｑを真空蒸着法により１０ｎｍ蒸着させて正孔阻止層を形成した。更に、この正孔阻止層の上にＡｌｑ3を真空蒸着法により４０ｎｍ形成して電子輸送層とした。更に、ＬｉＦを真空蒸着法により０．５ｎｍ形成して電子注入層とした。そして、この電子注入層の上にスパッタ法によって膜厚が１００ｎｍになったアルミニウムからなる対向電極２４を形成した。
【００７１】
【化１】
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【００７２】
【化２】
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【００７３】
なお、この面発光素子２０の出射面２１ａ側における透明基板２１は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．５１７であった。
【００７４】
次に、透光性基板１１の片面に円錐台状になった凸部１２が連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ｅを用い、このプリズムアレイシート１０Ｅにおける円錐台状の凸部１２を、上記の面発光素子２０の出射面２１ａに対向するようにして、このプリズムアレイシート１０Ｅを面発光素子２０の出射面２１ａに接着させた。
【００７５】
接着層には、厚み２５μｍのアクリル系粘着剤（日東電工（株）製ＣＳ９６２１）を用いた。なお、このプリズムアレイシート１０Ｅは波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．４９５、円錐台状の凸部１２の頂角θが５０°であり、円錐台状の凸部１２の高さは２６．６μｍ、この凸部１２のピッチは３５μｍであった。面発光素子の出射面２１ａ側にプリズムアレイシート１０Ｅを貼り付けた後に、埋没深さを測定したところ７μｍであり、プリズムアレイシートの凸部の高さＺに対する埋没深さＹの比Ｙ／Ｚは０．２６３であった。
【００７６】
次いで、第１の調光シート（プリズムアレイシート１０Ｅ）の出射面上に第２の調光シートとして、図７に示した透光性基板２６の片面に三角柱状になった凸部２７が連続して設けられたタイプＡの調光シート１枚（住友スリーエム社製ＢＥＦ）を用い、該第２の調光シートの凸部２７が設けられた出射面とは反対側の面を第１の調光シートの出射面に前記アクリル系粘着剤を用いて接着させた。
【００７７】
そして、作製した面発光素子を発光させて、それぞれの面発光体における配光特性を調べるとともに正面輝度を求めた。具体的には、配向特性は角度−輝度測定器（プレサイスゲージ（株）製有機ＥＬ発光効率測定装置ＥＬ１００３）により面発光体の法線方向を０°とした場合に、法線方向を含む面内において法線に対して所定の角度をなす方向における輝度を角度を変化させながら測定して求めた。なお、正面輝度は上記の測定における前記面発光体の法線方向、即ち０°における輝度の値である。
【００７８】
第１の調光シート及び第２の調光シートを貼り付けない状態の面発光体での正面輝度を１とした時に、本実施例１の面発光体の正面輝度は２．４５であった。
【００７９】
実施例２
実施例２においては、実施例１で作製した面発光体における第２の調光シート上に、第３の調光シートとして、前出の図７に示した透光性基板２６の片面に三角柱状になった凸部２７が連続して設けられたタイプＡの調光シート１枚（住友スリーエム社製ＢＥＦ）を、該第３の調光シートの凸部２７が設けられた出射面とは反対側の面を前記第２の調光シートの出射面に接着させた。なお、この接着の際、前記第３の調光シートの出射面を垂直方向から見た場合に、前記第２の調光シートにおける三角柱の凸部の稜線の向きと前記第３の調光シートにおける三角柱の凸部の稜線の向きとが互いに９０度の角度で交差するように、前記アクリル系粘着剤を用いて接着させた。これにより、実施形態２の態様において、第１の調光シートを図１６に示した円錐台状の凸部を有するプリズムアレイシート１０Ｅに変更した形態の面発光体を作製した。
【００８０】
第１〜第３の調光シートをいずれも貼り付けない状態での面発光体の正面輝度を１とした時に、本実施例２の面発光体の正面輝度は２．８２であった。
【００８１】
実施例３
実施例３においては、実施例１における第１の調光シート（プリズムアレイシート１０Ｅ）の貼り付けまでを行った後、第２の調光シートとして、図１０に示した透光性基板４１の片面に複数の円弧状の凸部４２が設けられたタイプＢの調光シート４０（株式会社きもと製１００ＧＭ２）を１枚、該第２の調光シートの凸部４２が設けられた出射面とは反対側の面を第１の調光シートの出射面に前記アクリル系粘着剤を用いて接着させた。
【００８２】
第１の調光シート及び第２の調光シートを貼り付けない状態の面発光体の正面輝度を１とした時に、本実施例３の面発光体の正面輝度は２．０５であった。
【００８３】
比較例１
比較例１においては、実施例１における第１の調光シート（プリズムアレイシート１０Ｅ）の貼り付けまでを行った面発光体を使用した。
【００８４】
第１の調光シートを貼り付けない状態の面発光体での正面輝度を１とした時に、比較例１の面発光体の正面輝度は１．７０であった。
【００８５】
前記比較例１、実施例１及び２の面発光体の配光特性を各々、図１７〜１９に示した。なお、図１７〜１９において、図中に示した小さいほうの円弧は調光シートを貼り付けない段階での面発光体の配光特性である。
【００８６】
このように、本発明の面発光体では正面輝度の大きな向上が達成された。
【００８７】
次いで、本発明の実施例１、２、３の面発光体を、ＶＡ型液晶表示装置である富士通製１５型ディスプレイＶＬ−１５０ＳＤの予め内蔵されていたバックライトの代わりに用いたところ、優れた輝度を有する液晶表示装置が得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の調光シートを示す図である。
【図２】タイプＡの第２、第３の調光シートを示す図である。
【図３】タイプＢの第２、第３の調光シートを示す図である。
【図４】凸部が台形である第１の調光シートを示す図である。
【図５】面発光体の実施形態の一例である。
【図６】面発光体による光の出射を示す模式図である。
【図７】三角柱状の凸部が連続して設けられたタイプＡの調光シートである。
【図８】実施形態１に係わる面発光体の構成を示す図である。
【図９】実施形態２に係わる面発光体の構成を示す図である。
【図１０】複数の円弧状の凸部が設けられたタイプＢの調光シートである。
【図１１】実施形態３に係わる面発光体の構成を示す図である。
【図１２】実施形態４に係わる面発光体の構成を示す図である。
【図１３】四角錘台状の凸部を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して形成した調光シートである。
【図１４】先端側が拡開した四角錘台状の凸部を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して形成した調光シートである。
【図１５】先端側が収縮した円錘台状の凸部を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して形成した調光シートである。
【図１６】先端側が収縮した円錘台状の凸部を有する調光シートである。
【図１７】比較例１の配光分布特性の図である。
【図１８】実施例１の配光分布特性の図である。
【図１９】実施例２の配光分布特性の図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０Ａ、１０Ｅ  プリズムアレイシート
１１、２６、４１  透光性基板
１２、２７、４２  凸部
１３  空間部
１４  出射面
２０  面発光素子
２１  透明基板
２２  透明電極
２３  有機ＥＬ層
２４  対向電極
２５、４０  調光シート
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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