(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な透明基板と、この透明基板の一面に対して光出射側が対向するように配置されたＥＬ素子と、から構成されているＥＬ照明装置であって、
上記ＥＬ素子が、その発光面にて一方向に関して所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されており、
上記透明基板は、上記ＥＬ素子とは反対側の出射面に、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して凸状あるいは凹状の断面三角形状からなるプリズムによる第一の光角度変換手段と発光部領域に対応する部分に平坦部を有し、さらに、その入射面にて上記ＥＬ素子の前記非発光部領域に対応して設けられた溝内に充填された前記透明基板の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率材料から成る透明材料により構成された第二の光角度変換手段とを備えていることを特徴とする、ＥＬ照明装置。
【請求項２】
上記ＥＬ素子が、上記一方向と垂直な方向に関しても所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載のＥＬ照明装置。
【請求項３】
上記プリズムが、複列化されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のＥＬ照明装置。
【請求項４】
上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた一次元溝であることを特徴とする、請求項１に記載のＥＬ照明装置。
【請求項５】
上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた二次元溝であることを特徴とする、請求項２に記載のＥＬ照明装置。
【請求項６】
扁平な透明基板と、この透明基板の一面に対して光出射側が対向するように配置されたＥＬ素子と、から構成されているＥＬ照明装置であって、
上記ＥＬ素子が、その発光面にて垂直な二方向に関して所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されており、
上記透明基板は、上記ＥＬ素子とは反対側の出射面に、上記ＥＬ素子の発光部の中心を中心とする円形を底面とする凸状あるいは凹状の円錐台状のホーンからなるプリズムによる第一の光角度変換手段と発光部領域に対応する部分に平坦部を有し、さらに、その入射面にて上記ＥＬ素子の発光部領域に対応して設けられた円筒部と非発光部領域に対応して設けられた溝とを有し、前記溝内に充填された前記透明基板の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率材料から成る透明材料により構成された第二の光角度変換手段とを備えていることを特徴とする、ＥＬ照明装置。
【請求項７】
上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた二次元溝であり、上記ＥＬ素子の発光部領域に対応する前記円筒部を残すように切り欠かれることにより形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のＥＬ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセント素子（以下、ＥＬ素子という）を利用したＥＬ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このようなＥＬ照明装置は、例えば特許文献１〜３に開示されている。
まず、特許文献１によれば、図２６に示すように、ＥＬ照明装置としての有機ＥＬ発光装置１は、透明電極２ａ上にて、絶縁体リブ３により互いに隔離されたそれぞれ正孔注入層２ｂ，発光層２ｃ及び対向電極２ｄから成る複数個のＥＬ素子２と、透明電極２ａとその下方に配置された透光性基板４との間に配置され、個々のＥＬ素子２に対向するように配置された集光レンズ５と、から構成されている。ここで、上記集光レンズ５は、平面視にてそれぞれ対応するＥＬ素子２に一対一で対向する個々のレンズ部５ａを備えている。      
【０００３】
このような構成のＥＬ照明装置１によれば、各ＥＬ素子２にて発光層２ｃから出射した光は、下方に向かって進み、透明電極２ａを介して、集光レンズ５の対応するレンズ部５ａに入射して、このレンズ部５ａにより所定の角度範囲に集光されて、下方に向かって出射されることになる。
【０００４】
また、特許文献２によれば、図２７に示すように、ＥＬ照明装置としての有機ＥＬ発光素子６は、同様に透明電極２ａ上に分離膜（絶縁体リブ）３により互いに隔離されたそれぞれ正孔注入層２ｂ，発光層２ｃ及び対向電極２ｄから成る複数個のＥＬ素子２と、透明電極２ａの下方に配置された透光性基板４の上面に設けられた光角度変換手段７と、から構成されている。ここで、各ＥＬ素子２毎に複数個の光角度変換手段７が設けられている。
【０００５】
このような構成のＥＬ照明装置によれば、各ＥＬ素子２にて発光層２ｃから出射した光は、下方に向かって進み、透明電極２ａを介して、光角度変換手段７を介して透光性基板４に入射する。その際、各ＥＬ素子２から出射した光は、それぞれ対応する複数個の光角度変換手段７に入射することにより、これらの光角度変換手段７により所定の角度範囲に集光されて、下方に向かって出射されることになる。
【０００６】
さらに、特許文献３によれば、図２８に示すように、ＥＬ照明装置としての有機電界発光素子８は、透光性基板４上に、直接に複数個の有機電界発光素子２を構成すると共に、透光性基板４として下面に断面円弧状の微小レンズ部４ａを備えたプラスチック製のマイクロレンズアレイを使用することにより、構成されている。
【０００７】
このような構成のＥＬ照明装置によれば、個々のＥＬ素子２から出射した光は、透光性基板４に入射する。その際、各ＥＬ素子２から出射した光は、透光性基板４の下面から下方に出射する際に、それぞれ対応する一つまたは複数個の微小レンズ部４ａに入射することにより、この微小レンズ部４ａにより所定の角度範囲に集光されて、下方に向かって出射されることになる。
【特許文献１】特開平１０−１７２７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２６０８４５号公報
【特許文献３】特開平１０−２２３３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した各ＥＬ照明装置においては、それぞれ以下に示す問題がある。  即ち、特許文献１によるＥＬ照明装置１においては、各ＥＬ素子２が面光源であることから、集光レンズ５のレンズ部５ａにより集光できずに拡散してしまう光が存在する。従って、特許文献１における実施例によれば、その輝度向上率は、２．１乃至２．５倍に留まってしまうことになる。
また、集光レンズ５の各レンズ部５ａは、その形状及び配置から、平面視にて上下左右方向に関して同じ指向特性を有すると考えられる。このため、上下左右方向に関して異なる指向特性が要求される場合には、このような要求に対応することができなかった。
【０００９】
特許文献２によるＥＬ照明装置６においては、光角度変換手段７が、微小レンズにより構成されていることにより、光源であるＥＬ素子に対して一対多となるように構成されるが、同様にして個々の微小レンズによっても集光されずに拡散してしまう光が存在する。このため、特許文献２に示された実施例によれば、輝度向上率は、最大で１．７倍に留まってしまうことになる。
また、個々の微小レンズが、それぞれ最大の集光効率を有するように、それぞれ独自の曲率等のパラメータにより設計することも理論的には可能ではあるが、このようなそれぞれ独立したパラメータを備える微小レンズを作成することは実質的に困難であり、現実的ではない。
【００１０】
特許文献３によるＥＬ照明装置においては、マイクロレンズアレイの個々の微小レンズ部４ａにより、比較的効率良く集光することができるので、輝度向上率が４倍程度になるが、このためには、個々の微小レンズ部４ａと個々のＥＬ素子２を正確に位置合わせする必要があり、断面円弧状の微小レンズを平面上に配置する場合には、縦横の二方向に関して位置合わせを行なう必要があり、組立作業が難しくなってしまう。
【００１１】
これに対して、組立作業を容易にするためには、各微小レンズ部４ａの半径を大きくすると共に、個々のＥＬ素子２の間隔を広くすればよいが、マイクロレンズの個々の微小レンズ部４ａのレンズ厚がＥＬ素子２の間隔に応じて厚くなってしまう。従って、透光性基板４の厚さが増大することになり、ＥＬ照明装置全体が厚くなってしまう。例えば特許文献３の従来例によれば、透光性基板の厚さが１ｍｍ程度になってしまう。
他方、透光性基板の厚さを薄く保持するために、微小レンズ部４ａの間隔をＥＬ素子２の間隔より小さくすると、個々の微小レンズ部４ａによる集光効果が低下してしまい、輝度向上率が約１．１４乃至１．５０倍程度になってしまう。
【００１２】
また、断面円弧状の微小レンズ部４ａを平面上に配置することから、ファーフィールド指向特性は、上下及び左右方向に関して同じ特性になると考えられる。
従って、同様にして、上下左右方向に関して異なる指向特性が要求される場合には、このような要求に対応することができなかった。
【００１３】
本発明は、以上の点から、簡単で薄型の構成により、軸上輝度を向上させると共に、方向によって異なる指向特性を備えるようにしたＥＬ照明装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、本発明の構成によれば、扁平な透明基板と、この透明基板の一面に対して光出射側が対向するように配置されたＥＬ素子と、から構成されているＥＬ照明装置であって、
上記ＥＬ素子が、その発光面にて一方向に関して所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されており、
上記透明基板は、上記ＥＬ素子とは反対側の出射面に、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して凸状あるいは凹状の断面三角形状からなるプリズムによる第一の光角度変換手段と発光部領域に対応する部分に平坦部を有し、さらに、その入射面にて上記ＥＬ素子の前記非発光部領域に対応して設けられた溝内に充填された前記透明基板の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率材料から成る透明材料により構成された第二の光角度変換手段とを備えていることを特徴とする、ＥＬ照明装置により、達成される。
【００１５】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、上記ＥＬ素子が、上記一方向と垂直な方向に関しても所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されている。
【００２０】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、上記プリズムが、複列化されている。
【００２６】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた一次元溝である。
【００２７】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた二次元溝である。
【００２９】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、扁平な透明基板と、この透明基板の一面に対して光出射側が対向するように配置されたＥＬ素子と、から構成されているＥＬ照明装置であって、
上記ＥＬ素子が、その発光面にて垂直な二方向に関して所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されており、
上記透明基板は、上記ＥＬ素子とは反対側の出射面に、上記ＥＬ素子の発光部の中心を中心とする円形を底面とする凸状あるいは凹状の円錐台状のホーンからなるプリズムによる第一の光角度変換手段と発光部領域に対応する部分に平坦部を有し、さらに、その入射面にて上記ＥＬ素子の発光部領域に対応して設けられた円筒部と非発光部領域に対応して設けられた溝とを有し、前記溝内に充填された前記透明基板の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率材料から成る透明材料により構成された第二の光角度変換手段とを備えていることを特徴とする、ＥＬ照明装置により達成される。
【００３０】
本発明によるＥＬ照明装置は、好ましくは、上記溝が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して透明基板の入射面側に設けられた二次元溝であり、上記ＥＬ素子の発光部領域に対応する前記円筒部を残すように切り欠かれることにより形成されている。
【発明の効果】
【００３３】
上記構成によれば、ＥＬ素子の発光部から出射した光は、透明基板内に入射する。その際、ＥＬ素子からの光は、透明基板の発光部領域にて、高屈折率材料から成る透明基板内に入射した後、出射側に導かれて、透明基板の出射側に形成された平坦から外部に出射する。
そして、ＥＬ素子の発光部から出射して透明基板の非発光部領域に対応する出射面に達した光が、第一の光角度変換手段により光角度を変換されることにより、効果的に所定の角度範囲内に導くことにより、所定の指向性が得られ、軸上輝度が向上することになる。
【００３４】
従って、ＥＬ素子からの光の取出し効率が向上することになり、従来のような透明基板の表面から突出する凸レンズ部を設けることなく、出射側に第一の光角度変換手段を備えた透明基板を使用して、ＥＬ素子からの光を、第一の光角度変換手段により、効果的に所定の角度範囲内に導くことにより、所定の指向性が得られると共に、軸上輝度が向上することになる。
また、ＥＬ素子が一方向に関して所定ピッチで発光部及び非発光部を備えることにより、発光部が縞状に構成されることになる。従って、透明基板と組み合わせる際に、一方向のアライメントのみを行なうことにより、容易に位置決めすることができ、組立が容易に行なわれ得ることになる。
【００３５】
上記ＥＬ素子が、上記一方向と垂直な方向に関しても所定ピッチで発光部及び非発光部に分割されている場合には、非発光部が格子状に構成されることになる。
【００３７】
上記第一の光角度変換手段が、プリズムから構成されている場合には、第一の光角度変換手段が、透明基板の出射面にて容易に形成され得る。
【００３８】
上記プリズムが、凸状の断面三角形状に形成されている場合には、第一の光角度変換手段が透明基板の出射面にて容易に形成され得ると共に、プリズム状から出射した光が確実に所定の角度範囲内に導かれることになる。
【００３９】
上記プリズムが、凹状の断面三角形状に形成されている場合には、第一の光角度変換手段が透明基板の出射面にて容易に形成され得ると共に、第一の光角度変換手段が透明基板の出射面から突出しないので、透明基板そしてＥＬ照明装置が薄型に構成され得ることになる。
【００４０】
上記プリズム状が、複列化されている場合には、第一の光角度変換手段の高さが抑制されることになり、特に凸状の場合に、透明基板そしてＥＬ照明装置が薄型に構成され得ることになる。
【００４１】
上記プリズムが、上記ＥＬ素子の発光部の中心を中心とする円形を底面とする円錐台状のホーンとして形成されている場合には、ＥＬ素子の非発光部領域が格子状であるとき、ＥＬ素子の各発光部からすべての半径方向に拡って透明基板の出射面にて第一の光角度変換手段に入射する光が、凸状または凹状の円錐台状のホーンとして形成された第一の光角度変換手段のプリズムにより光角度を変換されて、所定の角度範囲で外部に導かれることにより、ＥＬ素子からの光の取出し効率がより一層向上することになる。
【００４２】
上記透明基板が、上記ＥＬ素子の非発光部領域に対応して、その入射面に、第二の光角度変換手段を備えている場合には、ＥＬ素子の各発光部から透明基板内に比較的大きな入射角で入射し、透明基板の入射面付近で非発光部領域に進入した光が、第二の光角度変換手段により再び発光部領域内に導かれ、透明基板の出射面から外部に出射することになるので、ＥＬ素子からの光の取出し効率がより一層向上することになる。
【００４３】
上記第二の光角度変換手段が、上記透明基板の入射面側にてＥＬ素子の非発光部領域に対応して設けられた溝即ち一次元溝または二次元溝内に充填された低屈折率材料から成る透明材料により構成されている場合には、透明基板の平坦な入射面側の表面に対して、縞状または格子状に溝を形成し、この溝内に低屈折率材料を充填することによって、容易に第二の光角度変換手段を構成することができる。
【００４５】
上記二次元溝が、上記ＥＬ素子の発光部領域に対応する円柱状部分を残すように切り欠かれることにより形成されている場合には、ＥＬ素子の非発光部領域が格子状であるとき、ＥＬ素子の各発光部からすべての半径方向に比較的大きな入射角で透明基板の入射面に入射する光が、透明基板の入射面付近で非発光部領域に進入したとき、第二の光角度変換手段により再び発光部領域内に導かれ、透明基板の出射面から外部に出射することになるので、ＥＬ素子からの光の取出し効率がより一層向上することになる。
【００４６】
一方向に関して所定ピッチで配置された第一の光角度変換手段に対して、当該一方向に対して垂直な方向に並んだプリズムから成るプリズムシートが透明基板の出射面に対向して配置されている場合には、第一の光角度変換手段によって、ＥＬ素子からの光を一方向に関して光角度変換すると共に、透明基板の出射面に対向して配置されたプリズムシートにより、上記一方向とは垂直な方向に光角度変換することができる。これにより、ＥＬ素子と透明基板との位置合わせは一方向のアライメントのみで済むと共に、二方向に関する光角度変換を行なうことができる。
第一の光角度変換手段により光角度調整される一方向（左右方向）とプリズムシートにより光角度調整される方向（上下方向）とで異なる光角度調整手段を用いるため、上下左右方向で異なるファーフィールド指向特性を付与することが可能となる。
【００４７】
上記ＥＬ素子の出射面側にて、非発光部領域に反射層を備えている場合には、この反射層によって、プリズムシート或いは、第一の光角度手段から戻されてきた光を反射させて基板出射面に戻すことにより、所謂光リサイクル効果により、ＥＬ素子から透明基板の出射面に達する光量を増大させることにより、光の取出し効率を向上させることができる。      
【００４８】
上記反射層が導電性材料から構成されており、上記ＥＬ素子の透明電極に電気的に接続されている場合には、上記反射層が、透明電極の補助電極として作用することになり、ＥＬ素子の電気的な素子効率を向上させることができる。
【００４９】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、透明基板の非発光部領域にて出射面及び／または入射面に光角度変換手段を設けることにより、出射光に指向性を付与して、軸上輝度を向上させることができる。
また、ＥＬ素子の発光部領域そして透明基板の第一または第二の光角度変換手段を一方向に関してのみ縞状に構成し、さらに好ましくは透明基板の出射面に対向してプリズムシートを配置することによって、平面視で上下左右方向で異なるファーフィールド指向特性を付与することが可能となり、例えば各種携帯機器における液晶ディスプレイのバックライトに適した左右方向に狭い視野角で、上下方向に比較的広い視野角を備えた照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図２５を参照しながら、詳細に説明する。  尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００５１】
図１乃至図３は、本発明によるＥＬ照明装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、ＥＬ照明装置１０は、ＥＬ素子１１と、このＥＬ素子１１の下方に配置された扁平な透明基板２０と、から構成されている。
【００５２】
上記ＥＬ素子１１は、公知の構成であって、発光層１２と、発光層１２の上側に設けられた金属電極１３と、発光層１２の下側に設けられた透明電極１４と、から構成されている。
【００５３】
上記透明電極１４の上面には、平面図にて縦横二方向に（即ち、図１にて紙面に垂直な方向及び左右方向に）互いに直交するように所定ピッチでパターンニングされた格子状の絶縁膜１５が配置されている。これにより、発光層１２の下面が、絶縁膜１５により仕切られることによって、例えばドットマトリックス状に配置された複数個の四角形（図示の場合、正方形）の発光部１２ａを有している。
尚、発光部１２ａの形状は、正方形に限らず、長方形であってもよく、また円形等の他の形状であってもよい。
【００５４】
上記金属電極１３は、陰極として構成されており、ＥＬ素子１１の発光層１２から上方に出射する光を下方に向かって反射させるようになっている。
また上記透明電極１４は、例えばＩＴＯ膜による陽極として構成されており、ＥＬ素子１１の発光層１２から下方に出射する光と上記金属電極１３により下方に向かって反射された光を透過させるようになっている。
【００５５】
ここで、上記ＥＬ素子１１は、例えばその発光層１２の厚さが０．２μｍ，透明電極１４の厚さが０．２μｍ，発光部１２ａの縦横二方向のピッチが０．２ｍｍ，絶縁膜１５の幅が０．１ｍｍに選定されている。
【００５６】
上記透明基板２０は、図１に示すように、所定厚さの透明材料から構成されていると共に、そのＥＬ素子１１側（以下、入射側という）の表面２１にて、上記格子状の絶縁膜１５に対向する領域（以下、非発光部領域という）に、縦横二方向に延びる溝（二次元溝）２２を備えていると共に、その透明基板２０の入射側の表面とは反対側（以下、出射側という）の表面２３にて、同様に上記格子状の絶縁膜１５に対向する非発光部領域に、プリズム部２４を備えている。
【００５７】
上記二次元溝２２は、その断面が実質的に長方形に形成されているが、成形時の型抜きを考慮して、例えば５度程度のテーパを備えていてもよい。
そして、上記二次元溝２２内には、透明基板２０を構成する透明材料よりも屈折率の低い透明材料２５が充填されている。
【００５８】
上記プリズム部２４は、透明基板２０の出射側の表面２３から下方に凸状に突出するように、断面が三角形状に形成されている。
これにより、プリズム部２４は、非発光部領域に対応する部分がプリズム形状としての傾斜面として形成されており、発光部領域に対応する部分が入射面と平行な平坦に形成されている。
【００５９】
ここで、上記透明基板２０は、例えば厚さが０．５ｍｍ，二次元溝２２の深さが０．１ｍｍ，透明基板２０の屈折率が１．６，透明材料２５の屈折率が１．５，プリズム部２４の頂角が６０乃至１３０度に選定されている。
【００６０】
また、上記透明基板２０は、例えば二次元溝２２及びプリズム部２４の形状に対応して形成された金型により成形されることにより、あるいは平坦な基板材料に対して、入射側の表面に二次元溝２２及び／またはプリズム部２４を切削加工，レーザ加工等により形成した後、二次元溝２２内に例えば屈折率を調整した光硬化性樹脂等の透明材料２５を充填し、さらに入射側の表面から突出した透明材料２５を除去して、入射側の表面を平坦化することにより、作製され得る。
【００６１】
本発明実施形態によるＥＬ照明装置１０は、以上のように構成されており、ＥＬ素子１１の発光層１２から出射した光は、絶縁膜１５により画成される発光部１２ａの領域を通ってＥＬ素子１１の下方に出射して、透明基板２０内に入射する。
ここで、ＥＬ素子１１から透明基板２０内に入射する光は、発光部１２ａ直下の領域（以下、発光部領域という）にて、高屈折率材料から成る透明基板２０内に入射した後、出射側に導かれて、透明基板２０の出射側から外部に出射する。
その際、透明基板２０に比較的大きな入射角で入射した光は、透明基板２０内で発光部領域の周囲にて二次元溝２２内の側面に入射し、二次元溝２２内の低屈折率の透明材料２５と透明基板２０を構成する高屈折率材料との屈折率差に基づいて、反射により光角度を調整されて、透明基板２０の下面まで導かれる。
【００６２】
透明基板２０に比較的小さな角度で入射した光は、基板出射面の平坦部に小さな角度で入射し、実質的に図１にて下方に向かってほぼ垂直な軸方向に出射することになる。
これに対して、透明基板２０に比較的大きな入射角で入射した光は、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部２４にも入射することになる。ここで、プリズム部２４に入射する光は、プリズム部２４の傾斜面に入射することになることから、プリズム部２４に対する入射角が小さくなり、プリズム部２４の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【００６３】
従って、ＥＬ素子１１の発光層１２から出射した光は、絶縁膜１５により画成される発光部１２ａから透明基板２０内に入射し、その入射面側の二次元溝２２内に充填された低屈折率の透明材料２５との境界面による光角度調整、そしてその出射面側のプリズム部２４による光角度調整によって、高い効率で透明基板２０の出射面側の表面から外部に出射すると共に、小さな出射角で出射することにより、軸上輝度が向上することになる。
【００６４】
このようにして、本発明実施形態によるＥＬ照明装置１０によれば、ＥＬ素子１１が格子状の絶縁膜１５により各発光部１２ａを画成すると共に、透明基板２０が入射面側及び出射面側にそれぞれ光角度調整手段としての二次元溝２２，透明材料２５とプリズム部２４とを備えていることにより、簡単な構成により、ＥＬ素子１１の各発光部１２ａからの光を効率よく取り出して、透明基板２０の二次元溝２２に充填された低屈折率の透明材料２５とプリズム部２４による光角度調整によって、軸上輝度を向上させることができる。      
【００６５】
そして、上記ＥＬ照明装置１０のシミュレーションを行なったところ、図３に示すように、符号Ａで示す全光束及び符号Ｂで示す軸上輝度効果のシミュレーション結果が得られた。
即ち、図３は、プリズム部２４の頂角θを７０乃至１３０度まで変化させたときの全光束及び軸上輝度効果を示している。ここで、全光束Ａ及び軸上輝度効果Ｂは、それぞれ従来の絶縁膜１５の形成ない平板透明基板を使用したＥＬ照明装置と同じ発光エネルギーを付与したときの全光束及び軸上輝度の倍数を表わしている。
【００６６】
このシミュレーション結果によれば、全光束Ａが約１．２倍となると共に、プリズム部２４の頂角θが１０５度のとき、軸上輝度効果Ｂが最大の約３．３倍となる。
従って、ＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が従来のＥＬ照明装置と同じであるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置１０によれば、全光束が約１．２倍程度と光取出し効率が向上すると共に、３．３倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／３．３倍の消費電力で済むことになる。
【実施例２】
【００６７】
図４乃至図６は、本発明によるＥＬ照明装置の第二の実施形態の構成を示している。
図４及び図５において、ＥＬ照明装置３０は、図１に示したＥＬ照明装置１０と比較して、透明基板２０の出射側の表面に形成されたプリズム部３１が、例えば頂角θが６０乃至１５０度の凹状の断面三角形状に形成されている点でのみ異なる構成になっている。
尚、ＥＬ照明装置３０は、その他の構成は、図１に示したＥＬ照明装置１０と同じ構成であるから、その説明は省略する。
【００６８】
このような構成のＥＬ照明装置３０においては、図１に示したＥＬ照明装置１０と同様に作用して、軸上輝度を向上させることができる。
その際、透明基板２０に比較的大きな入射角で入射した光は、同様にして、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部３１にも入射することになる。ここで、プリズム部３１に入射する光は、プリズム部３１の傾斜面に入射することになることから、プリズム部３１に対する入射角が小さくなり、プリズム部３１の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【００６９】
そして、このＥＬ照明装置３０について、図１乃至図２に示したＥＬ照明装置１０と同様に、プリズム部３１の頂角θを６０乃至１５０度まで変化させたときのシミュレーションを行なった結果、図６に示すように、全光束Ａ及び軸上輝度効果Ｂのシミュレーション結果が得られた。
【００７０】
このシミュレーション結果によれば、全光束Ａが約１．２倍となると共に、プリズム部２４の頂角θが１２０度のとき、軸上輝度効果Ｂが最大の約３．０３倍となる。
従って、従来のＥＬ照明装置とＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が一定であるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置３０によれば、全光束が約１．２倍程度と光取出し効率が向上すると共に、３．０倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／３．０倍の消費電力で済むことになる。
【実施例３】
【００７１】
図７乃至図９は、本発明によるＥＬ照明装置の第三の実施形態の構成を示している。
図７及び図８において、ＥＬ照明装置４０は、図１に示したＥＬ照明装置１０と比較して、透明基板２０の出射側の表面に形成されたプリズム部２４の代わりに、ＥＬ素子１１の発光部１２ａに対応して、光角度変換手段として、例えば傾斜角が３０乃至７５度の凹状の下方に向かって拡大する円錐台状ホーン部４１を備えており、透明基板２０の入射側の表面に形成された二次元溝２２の代わりに、発光部１２ａに対応する円筒部４２を残すように、この円筒部４２の周りに溝部を備えていて、さらにＥＬ素子１１の絶縁膜１５の代わりに、例えば直径０．１６ｍｍの円形の発光部１２ａを画成する円形孔を例えばピッチ０．２ｍｍで備えた絶縁膜４３を備えている点で異なる構成になっている。
【００７２】
これにより、絶縁膜４３により画成される円形の発光部１２ａに対応して、透明基板２０の入射面側の円筒部４２そして円錐台状のホーン部４１が同心に配置されることになる。
ここで、各ホーン部４１は、ＥＬ素子１１側の面２３の直径が、発光部１２ａ及び円筒状の孔４２とほぼ同じ大きさに選定されている。また、各ホーン部４１は、出射面側の直径が、隣接するホーン部４１と接するか重なり合うように、望ましくは、上下左右に隣接するホーン部４１との間の接線が正方形を形成するように、設定されている。
尚、ＥＬ照明装置４０は、その他の構成は、図１に示したＥＬ照明装置１０と同じ構成であるから、その説明は省略する。
【００７３】
このような構成のＥＬ照明装置４０においては、図１に示したＥＬ照明装置１０と同様に作用して、軸上輝度を向上させることができる。
その際、透明基板２０の円筒部４２に比較的大きな入射角で入射した光は、同様にして、透明基板２０の下面においてホーン部４１の周縁部にも比較的大きな入射角で入射することになる。ここで、ホーン部４１の周縁部に入射する光は、ホーン部４２の周囲の傾斜面に入射することになることから、ホーン部４１に対する入射角が小さくなり、ホーン部４１の内面で全反射されることなく、光角度を変換されて、外部に出射することになる。      
【００７４】
そして、このＥＬ照明装置４０について、図１乃至図２に示したＥＬ照明装置１０と同様に、ホーン部４１の傾斜角を３０乃至７５度まで変化させたときのシミュレーションを行なった結果、図９に示すように、全光束Ａ及び軸上輝度効果Ｂのシミュレーション結果が得られた。
【００７５】
このシミュレーション結果によれば、全光束Ａが約１．１倍となると共に、ホーン部４１の傾斜角が４０度のとき、軸上輝度効果Ｂが最大の約２．７倍となる。
従って、従来のＥＬ照明装置とＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が一定であるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置４０によれば、全光束が約１．１倍程度と光取出し効率が向上すると共に、２．７倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／２．７倍の消費電力で済むことになる。
【実施例４】
【００７６】
図１０乃至図１４は、本発明によるＥＬ照明装置の第四の実施形態の構成を示している。
図１０及び図１１において、ＥＬ照明装置５０は、図１に示したＥＬ照明装置１０と比較して、ＥＬ素子１１の絶縁膜１５の代わりに、一方向（図１１にて紙面に垂直な方向）のみにパターニングされた縞状の発光部５１ａを画成する例えばピッチ０．１６７ｍｍ，幅０．１２５ｍｍの絶縁膜５１が配置されていると共に、透明基板２０の入射側の表面に形成された二次元溝２２の代わりに、ＥＬ素子１１の発光部５１ａに対応して、同様に一方向のみに延びる低屈折率の透明材料２５が充填されるべき一次元溝５２が形成されている。
【００７７】
これに対して、ＥＬ素子１１の透明電極１４の下面には、絶縁膜５１に対向する領域に、反射膜５３が形成されている。この反射膜５３は、例えば導電性金属から形成されており、好ましくは透明電極１４に対して電気的に接続されることにより、透明電極１４の補助電極として作用するようになっている。
さらに、透明基板２０の出射側の表面には、プリズム部２４の代わりに、同様に一方向のみに延びる断面三角形状に突出する例えば頂角が８０乃至１５０度，幅０．１２５ｍｍに選定された凸状のプリズム部５４が形成されていると共に、さらに透明基板２０の出射側の表面に対向して、プリズム部５４とは垂直方向に延びる例えば頂角９０度のプリズム５５ａをピッチ０．０２４ｍｍで備えた厚さ０．０６２ｍｍのプリズムシート５５が配置されている点で異なる構成になっている。
尚、ＥＬ照明装置５０は、その他の構成は、図１に示したＥＬ照明装置１０と同じ構成であるから、その説明は省略する。
【００７８】
このような構成のＥＬ照明装置５０においては、図１に示したＥＬ照明装置１０と同様に作用して、軸上輝度を向上させることができる。
そして、透明基板２０に対して上記一方向に垂直な方向に比較的大きな入射角で入射した光は、同様にして、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部５４にも入射することになる。ここで、プリズム部５４に入射する光は、プリズム部５４の傾斜面に入射することになることから、プリズム部５４に対する入射角が小さくなり、プリズム部５４の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【００７９】
また、透明基板２０に対して上記一方向に関して水平な方向に入射した光は、第一の光角度変換手段によっては、光角度変換されることなく基板から出射され、プリズムシート５５に入射する。プリズムシート５５に入射した光線のうち角度条件の整った光線はプリズム５５ａにて角度変換されて外部に出射され、それ以外の光線は反射してＥＬ素子側に戻される。反射された光線は、金属電極あるいは反射膜にて再度反射され、プリズムシートにていわゆる光のリサイクルが行われる。つまり、反射膜は、プリズムシートによる基板出射面と反射層との間の光リサイクル効果を上げる狙いから、低透過率の絶縁膜への入射を避けるため、部分反射層として非発光部直下に挿入されており、また反射層が導電性である場合には、補助電極としても作用する。
【００８０】
このようにして、透明基板２０の下面に入射した光は、二方向に関して光角度を調整されて、外部に出射することになる。
さらに、ＥＬ照明装置５０においては、ＥＬ素子１１の絶縁膜５１及び反射膜５３と、透明基板２０の一次元溝５２及びプリズム部５４とが、それぞれ一方向に関して縞状に形成されていることから、ＥＬ素子１１と透明基板２０のアライメントが一方向のみでよいので、組立が容易に行なわれ得ることになる。
また、上記反射膜５３は、透明電極１４に対して電気的に接続されていることにより、透明電極１４の補助電極として作用することになり、ＥＬ素子１１の電気的素子効率を向上させることができる。
【００８１】
そして、このＥＬ照明装置５０について、図１乃至図２に示したＥＬ照明装置１０と同様に、プリズム部５４の頂角θを８０乃至１５０度まで変化させたときのシミュレーションを行なった結果、図１２に示すように、全光束Ａ及び軸上輝度効果Ｂのシミュレーション結果が得られた。
この場合、絶縁膜５１は、透過率が約３０％程度と比較的低いことから、プリズムシート５５での光リサイクル効果を向上させるために、絶縁膜５１の低透過率を補償するように、ＥＬ素子１１の透明電極１４の下面に、部分反射層とし金属から成る反射膜５３を挿入した。
尚、この反射膜５３は、透明電極１４と接触させることにより、補助電極としても作用することになり、ＥＬ素子１１の効率を向上させることも可能である。
【００８２】
このシミュレーション結果によれば、全光束Ａは約０．９倍と僅かに減少するものの、プリズム部５４の頂角θが１１０度のとき、軸上輝度効果Ｂが最大の約４．０倍となる。  従って、ＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が従来のＥＬ照明装置と同じであるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置５０によれば、全光束が約０．９倍程度と光取出し効率が僅かに低下するものの、４．０倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／４倍の消費電力で済むことになる。
【００８３】
また、図１３は、上記ＥＬ照明装置５０のプリズム部５４の頂角１１０度における出射面輝度分布を示しており、縦方向及び横方向に関して、ほぼ均一な輝度分布であることが分かる。
さらに、図１４は、上記ＥＬ照明装置５０のプリズム部５４の頂角１１０度におけるファーフィールド指向特性を示しており、透明基板２０の一次元溝５２により光角度調整される一方向（光源直交方向）と、プリズムシート５５により光角度調整されるこれに垂直な方向（光源平行方向）とで、ファーフィールド指向特性が異なることが分かる。
従って、上記ＥＬ照明装置５０を、光源直交方向が液晶ディスプレイ装置の左右方向に一致するように配置して、バック照明を行なうことにより、左右方向に視野角が小さく、上下方向に視野角が大きいバックライトを構成することが可能であり、例えば携帯個人情報機器の液晶ディスプレイのバックライトとして好適である。
【実施例５】
【００８４】
図１５乃至図１８は、本発明によるＥＬ照明装置の第五の実施形態の構成を示している。
図１５において、ＥＬ照明装置６０は、図１０に示したＥＬ照明装置５０と比較して、透明基板２０における一次元溝５２が省略され、全体が同じ屈折率材料から構成されている点で異なる構成になっている。
この場合、絶縁膜５１は、例えばピッチ０．２ｍｍ，幅０．１５ｍｍに選定され、透明基板２０は、例えばプリズム部５４のピッチ０．２ｍｍ，幅０．１５ｍｍ，頂角６０〜１２０度に選定され、プリズムシート５５は、例えば厚さ０．０６２ｍｍ，頂角９０度，ピッチ０．０２４ｍｍに選定されている。
【００８５】
このような構成のＥＬ照明装置６０においては、ＥＬ素子１１の発光層１２から出射した光は、絶縁膜５１により画成される発光部５１ａの領域を通って、さらに反射膜５３により画成される窓部を通って、ＥＬ素子１１の下方に出射して、透明基板２０内に入射する。
そして、ＥＬ素子１１から透明基板２０内に入射する光は、発光部５１ａ直下の領域（以下、発光部領域という）にて、透明基板２０内に入射した後、出射側に導かれて、透明基板２０の出射側から外部に出射する。
【００８６】
透明基板２０に対して上記一方向に垂直な方向に比較的大きな入射角で実質的に図１にて下方に向かって垂直な軸方向に出射することになる。
これに対して、透明基板２０に上記一方向に関して比較的大きな入射角で入射した光は、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部５４にも入射することになる。ここで、プリズム部５４に入射する光は、プリズム部５４の傾斜面に入射することになることから、プリズム部５４に対する入射角が小さくなり、プリズム部５４の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【００８７】
また、透明基板２０に対して上記一方向に関して水平な方向に入射した光は、第一の光角度変換手段によっては、光角度変換されることなく基板から出射され、プリズムシート５５に入射する。プリズムシートに入射した光線のうち角度条件の整った光線はプリズム５５ａにて角度変換されて外部に出射され、それ以外の光線は反射してＥＬ素子側に戻される。反射された光線は、金属電極あるいは反射膜にて再度反射され、プリズムシートにていわゆる光のリサイクルが行われる。
【００８８】
このようにして、透明基板２０の下面に入射した光は、二方向に関して光角度を調整されて、外部に出射することになる。
さらに、ＥＬ照明装置６０においては、ＥＬ素子１１の絶縁膜５１及び反射膜５３と、透明基板２０のプリズム部５４とが、それぞれ一方向に関して縞状に形成されていることから、ＥＬ素子１１と透明基板２０のアライメントが一方向のみでよいので、組立が容易に行なわれ得ることになる。
【００８９】
そして、この上記ＥＬ照明装置６０のシミュレーションを行なったところ、図１６に示すように、軸上輝度効果のシミュレーション結果が得られた。
即ち、図１６は、プリズム部５４の頂角θを６０乃至１２０度まで変化させたときの軸上輝度効果を示している。ここで、軸上輝度効果は、従来の絶縁膜５１の形成ない平板透明基板を使用したＥＬ照明装置と同じ発光エネルギーを付与したときの軸上輝度の倍数を表わしている。
【００９０】
このシミュレーション結果によれば、プリズム部５４の頂角θが１１２度のとき、軸上輝度効果が最大の約３．４０倍となる。
従って、ＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が従来のＥＬ照明装置と同じであるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置６０によれば、３．４倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／３．４倍の消費電力で済むことになる。
【００９１】
また、図１７は、上記ＥＬ照明装置６０のプリズム部５４の頂角１１２度における出射面輝度分布を示しており、縦方向及び横方向に関して、ほぼ均一な輝度分布であることが分かる。
さらに、図１８は、上記ＥＬ照明装置６０のプリズム部５４の頂角１１２度におけるファーフィールド指向特性を示しており、透明基板２０の出射面にてプリズム部５４により光角度調整される一方向（光源直交方向）と、プリズムシート５５により光角度調整されるこれに垂直な方向（光源平行方向）とで、ファーフィールド指向特性が異なることが分かる。
従って、上記ＥＬ照明装置６０を、光源直交方向が液晶ディスプレイ装置の左右方向に一致するように配置して、バック照明を行なうことにより、左右方向に視野角が小さく、上下方向に視野角が大きいバックライトを構成することが可能であり、例えば携帯個人情報機器の液晶ディスプレイのバックライトとして好適である。
【実施例６】
【００９２】
図１９乃至図２１は、本発明によるＥＬ照明装置の第六の実施形態の構成を示している。
図１９において、ＥＬ照明装置７０は、図１５に示したＥＬ照明装置６０と比較して、透明基板２０におけるプリズム部５４の代わりに、複列化されたプリズム部７１を備えている点で異なる構成になっている。
この場合、絶縁膜５１は、例えばピッチ０．４ｍｍ，幅０．３ｍｍに選定され、透明基板２０は、例えばプリズム部７１のピッチ０．４ｍｍ，幅０．３ｍｍ，頂角６０〜１２０度に選定され、プリズムシート５５は、例えば厚さ０．０６２ｍｍ，頂角９０度，ピッチ０．０２４ｍｍに選定されている。
【００９３】
このような構成のＥＬ照明装置７０においては、ＥＬ素子１１の発光層１２から出射した光は、絶縁膜５１により画成される発光部５１ａの領域を通って、さらに反射膜５３により画成される窓部を通って、ＥＬ素子１１の下方に出射して、透明基板２０内に入射する。
そして、ＥＬ素子１１から透明基板２０内に入射する光は、発光部５１ａ直下の領域（以下、発光部領域という）にて、透明基板２０内に入射した後、出射側に導かれて、透明基板２０の出射側から外部に出射する。
【００９４】
透明基板２０に比較的小さな角度で入射した光は、基板出射面の平坦部に小さな角度で入射し、実質的に図１にて下方に向かってほぼ垂直な軸方向に出射することになる。
これに対して、透明基板２０に上記一方向に垂直な方向に比較的大きな入射角で入射した光は、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部７１にも入射することになる。ここで、プリズム部７１に入射する光は、プリズム部７１の複列の傾斜面に入射することになることから、プリズム部７１に対する入射角が小さくなり、プリズム部７１の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【００９５】
また、透明基板２０に対して上記一方向に関して水平な方向に入射した光は、第一の光角度変換手段によっては、光角度変換されることなく基板から出射され、プリズムシート５５に入射する。プリズムシートに入射した光線のうち角度条件の整った光線はプリズム５５ａにて角度変換されて外部に出射され、それ以外の光線は反射してＥＬ素子側に戻される。反射された光線は、金属電極あるいは反射膜にて再度反射され、プリズムシートにていわゆる光のリサイクルが行われる。
【００９６】
このようにして、透明基板２０の下面に入射した光は、二方向に関して光角度を調整されて、外部に出射することになる。
この場合、ＥＬ照明装置７０においては、ＥＬ素子１１の絶縁膜５１及び反射膜５３と、透明基板２０のプリズム部７１とが、それぞれ一方向に関して縞状に形成されていることから、ＥＬ素子１１と透明基板２０のアライメントが一方向のみでよいので、組立が容易に行なわれ得ることになると共に、プリズム部７１が複列化されているので、一列あたりのプリズム幅が半減することにより、その高さも半減することになり、全体としてより一層薄型化され得ることになる。
従って、発光部１２ａのピッチ及びプリズムのピッチを大きくした場合でも、ＥＬ照明装置７０をより薄型に構成することが可能になる。
【００９７】
そして、この上記ＥＬ照明装置７０のシミュレーションを行なったところ、図２０に示すように、軸上輝度効果のシミュレーション結果が得られた。
即ち、図２０は、プリズム部７１の頂角θを６０乃至１２０度まで変化させたときの軸上輝度効果を示している。ここで、軸上輝度効果は、従来の絶縁膜５１のない平板透明基板を使用したＥＬ照明装置と同じ発光エネルギーを付与したときの軸上輝度の倍数を表わしている。
【００９８】
このシミュレーション結果によれば、プリズム部７１の頂角θが９０度のとき、軸上輝度効果が最大の約２．９３倍となる。
従って、ＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が従来のＥＬ照明装置と同じであるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置７０によれば、２．９３倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／２．９３倍の消費電力で済むことになる。
【００９９】
また、図２１は、上記ＥＬ照明装置７０のプリズム部７１の頂角９０度におけるファーフィールド指向特性を示しており、透明基板２０の出射面にてプリズム部５４により光角度調整される一方向（光源直交方向）と、プリズムシート５５により光角度調整されるこれに垂直な方向（光源平行方向）とで、ファーフィールド指向特性が異なることが分かる。
従って、上記ＥＬ照明装置７０を、光源直交方向が液晶ディスプレイ装置の左右方向に一致するように配置して、バック照明を行なうことにより、左右方向に視野角が小さく、上下方向に視野角が大きいバックライトを構成することが可能であり、例えば携帯個人情報機器の液晶ディスプレイのバックライトとして好適である。
【実施例７】
【０１００】
図２２乃至図２５は、本発明によるＥＬ照明装置の第七の実施形態の構成を示している。
図２２において、ＥＬ照明装置８０は、図１５に示したＥＬ照明装置６０と比較して、透明基板２０における凸状のプリズム部５４の代わりに、例えば頂角θが９０乃至１７０度の凹状の断面三角形状のプリズム部８１を備えている点で異なる構成になっている。
【０１０１】
このような構成のＥＬ照明装置８０においては、ＥＬ素子１１の発光層１２から出射した光は、絶縁膜５１により画成される発光部５１ａの領域を通って、さらに反射膜５３により画成される窓部を通って、ＥＬ素子１１の下方に出射して、透明基板２０内に入射する。
そして、ＥＬ素子１１から透明基板２０内に入射する光は、発光部１２ａ直下の領域（以下、発光部領域という）にて、透明基板２０内に入射した後、出射側に導かれて、透明基板２０の出射側から外部に出射する。
【０１０２】
透明基板２０に比較的小さな角度で入射した光は、基板出射面の平坦部に小さな角度で入射し、実質的に図１にて下方に向かってほぼ垂直な軸方向に出射することになる。
これに対して、透明基板２０に上記一方向に関して比較的大きな入射角で入射した光は、透明基板２０の下面において非発光部領域即ちプリズム部８１にも入射することになる。ここで、プリズム部８１に入射する光は、プリズム部８１の傾斜面に入射することになることから、プリズム部８１に対する入射角が小さくなり、プリズム部８１の内面で全反射されることなく、光角度を調整されて、外部に出射することになる。
【０１０３】
また、透明基板２０に対して上記一方向に関して水平な方向に入射した光は、第一の光角度変換手段によっては、光角度変換されることなく基板から出射され、プリズムシート５５に入射する。プリズムシート５５に入射した光線のうち角度条件の整った光線はプリズム５５ａにて角度変換されて外部に出射され、それ以外の光線は反射してＥＬ素子側に戻される。反射された光線は、金属電極あるいは反射膜にて再度反射され、プリズムシートにていわゆる光のリサイクルが行われる。
【０１０４】
このようにして、透明基板２０の下面に入射した光は、二方向に関して光角度を調整されて、外部に出射することになる。
この場合、ＥＬ照明装置８０においては、ＥＬ素子１１の絶縁膜５１及び反射膜５３と、透明基板２０のプリズム部８１とが、それぞれ一方向に関して縞状に形成されていることから、ＥＬ素子１１と透明基板２０のアライメントが一方向のみでよいので、組立が容易に行なわれ得ることになると共に、プリズム部８１が凹状に形成されているので、透明基板２０全体がより一層薄型化され得ることになる。
従って、発光部５１ａのピッチ及びプリズムのピッチを大きくした場合でも、ＥＬ照明装置８０をより薄型に構成することが可能になる。
【０１０５】
そして、この上記ＥＬ照明装置８０のシミュレーションを行なったところ、図２３に示すように、全光束及び軸上輝度効果のシミュレーション結果が得られた。
即ち、図２３は、プリズム部８１の頂角θを９０乃至１７０度まで変化させたときの全光束Ａ及び軸上輝度効果Ｂを示している。ここで、軸上輝度効果は、従来の絶縁膜５１のない平板透明基板を使用したＥＬ照明装置と同じ発光エネルギーを付与したときの軸上輝度の倍数を表わしている。
【０１０６】
このシミュレーション結果によれば、全光束Ａが約０．９倍になるものの、プリズム部７１の頂角θが１４０度のとき、軸上輝度効果が最大の約３．２倍となる。
従って、ＥＬ素子における内部発光効率即ち消費電力に対する発光層１２での発光エネルギーの比が従来のＥＬ照明装置と同じであるとすれば、従来のＥＬ照明装置と比較して、本発明実施形態によるＥＬ照明装置８０によれば、３．２倍に軸上輝度を向上させることが可能である。これにより、同じ軸上輝度を得るためには、１／３．２倍の消費電力で済むことになる。
【０１０７】
また、図２４は、上記ＥＬ照明装置８０のプリズム部８１の頂角１４０度における出射面輝度分布を示しており、縦方向及び横方向に関して、ほぼ均一な輝度分布であることが分かる。
さらに、図２５は、上記ＥＬ照明装置８０のプリズム部８１の頂角１４０度におけるファーフィールド指向特性を示しており、透明基板２０の出射面にてプリズム部５４により光角度調整される一方向（光源直交方向）と、プリズムシート５５により光角度調整されるこれに垂直な方向（光源平行方向）とで、ファーフィールド指向特性が異なることが分かる。
従って、上記ＥＬ照明装置８０を、光源直交方向が液晶ディスプレイ装置の左右方向に一致するように配置して、バック照明を行なうことにより、左右方向に視野角が小さく、上下方向に視野角が大きいバックライトを構成することが可能であり、例えば携帯個人情報機器の液晶ディスプレイのバックライトとして好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
上述した実施形態においては、透明基板２０全体が屈折率１．６の高屈折率材料から、また二次元溝または一次元溝内に充填される透明材料２５が屈折率１．５の低屈折率材料から、それぞれ構成されているが、これに限らず、透明材料２５が透明基板２０全体を構成する材料より低い屈折率の材料から構成されていればよく、これらの屈折率１．６または１．５に限定されるものではない。
【０１０９】
また、ＥＬ素子１１の発光部１２ａのピッチ及び幅，透明基板２０の二次元溝または一次元溝のピッチ及び幅等の数値は、例示された寸法に限定されるものではなく、他の寸法に選定されていてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、プリズムシート５５が備えられているが、これに限らず、プリズムシート５５は省略されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明によるＥＬ照明装置の第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のＥＬ照明装置を示す平面図である。
【図３】図１のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する全光束及び軸上輝度効果を示すグラフである。
【図４】本発明によるＥＬ照明装置の第二の実施形態を示す断面図である。
【図５】図４のＥＬ照明装置を示す平面図である。
【図６】図４のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する全光束及び軸上輝度効果を示すグラフである。
【図７】本発明によるＥＬ照明装置の第三の実施形態を示す断面図である。
【図８】図７のＥＬ照明装置を示す平面図である。
【図９】図７のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する全光束及び軸上輝度効果を示すグラフである。
【図１０】本発明によるＥＬ照明装置の第四の実施形態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＥＬ照明装置を示す平面図である。
【図１２】図１０のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する全光束及び軸上輝度効果を示すグラフである。
【図１３】図１０のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる出射面輝度分布を示すグラフである。
【図１４】図１０のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる指向特性を示すグラフである。
【図１５】本発明によるＥＬ照明装置の第五の実施形態を示す断面図である。
【図１６】図１５のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する軸上輝度効果を示すグラフである。
【図１７】図１５のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる出射面輝度分布を示すグラフである。
【図１８】図１５のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる指向特性を示すグラフである。
【図１９】本発明によるＥＬ照明装置の第六の実施形態を示す断面図である。
【図２０】図１９のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する軸上輝度効果を示すグラフである。
【図２１】図１９のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる指向特性を示すグラフである。
【図２２】本発明によるＥＬ照明装置の第七の実施形態を示す断面図である。
【図２３】図２２のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによるプリズム頂角に対する全光束及び軸上輝度効果を示すグラフである。
【図２４】図２２のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる出射面輝度分布を示すグラフである。
【図２５】図２２のＥＬ照明装置におけるシミュレーションによる指向特性を示すグラフである。
【図２６】従来のＥＬ照明装置の一例の構成を示す断面図である。
【図２７】従来のＥＬ照明装置の他の例の構成を示す断面図である。
【図２８】従来のＥＬ照明装置のさらに他の例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０    ＥＬ照明装置
１１    ＥＬ素子
１２    発光層
１２ａ  発光部
１３    金属電極
１４    透明電極
１５    絶縁膜
２０    透明基板
２１    入射側の表面
２２    二次元溝（第二の光角度変換手段）
２３    出射側の表面
２４    プリズム部（第一の光角度変換手段）
２５    透明材料（第二の光角度変換手段）
３１    プリズム部（第一の光角度変換手段）
４１    円錐台状ホーン部（第一の光角度変換手段）
４２    円筒部（第二の光角度変換手段）
４３    絶縁膜
５１    絶縁膜
５１ａ  発光部
５２    一次元溝（第二の光角度変換手段）
５３    反射膜
５４    プリズム部（第一の光角度変換手段）
５５    プリズムシート
５５ａ  プリズム
７１    複列化されたプリズム部（第一の光角度変換手段）
８１    プリズム部
【図１】
0004771040.tif 000002
【図２】
0004771040.tif 000003
【図３】
0004771040.tif 000004
【図４】
0004771040.tif 000005
【図５】
0004771040.tif 000006
【図６】
0004771040.tif 000007
【図７】
0004771040.tif 000008
【図８】
0004771040.tif 000009
【図９】
0004771040.tif 000010
【図１０】
0004771040.tif 000011
【図１１】
0004771040.tif 000012
【図１２】
0004771040.tif 000013
【図１３】
0004771040.tif 000014
【図１４】
0004771040.tif 000015
【図１５】
0004771040.tif 000016
【図１６】
0004771040.tif 000017
【図１７】
0004771040.tif 000018
【図１８】
0004771040.tif 000019
【図１９】
0004771040.tif 000020
【図２０】
0004771040.tif 000021
【図２１】
0004771040.tif 000022
【図２２】
0004771040.tif 000023
【図２３】
0004771040.tif 000024
【図２４】
0004771040.tif 000025
【図２５】
0004771040.tif 000026
【図２６】
0004771040.tif 000027
【図２７】
0004771040.tif 000028
【図２８】
0004771040.tif 000029