(57)【要約】【課題】集光特性が実質的に高い光学素子を提供する。【解決手段】透明であって、光入射面１１を備え、光入射面１１とは反対側に、光入射面１１を基準にして凸部１３が複数設けられており、凸部１３は、光入射面と概略平行な平面に底面が設定された正四角錐形状であり、当該正四角錐は、構成する斜面が、光入射面１１の法線に対して下記（１）〜（３）のいずれかの範囲内の角度に設定されている。（１）３５度を超えて５５度を超えない角度。（２）４０度を超えて５０度を超えない角度。（３）４０度を超えて４７．５度を超えない角度。【選択図】        図１
2005055481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光の光路を変換する光学素子であって、
前記光学素子は、透明であって、光入射面を備え、当該光入射面とは反対側に、前記光入射面とは反対側に凸である凸部及び／又は前記光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、
前記凸部及び／又は凹部は、光入射面と概略平行な仮想平面に底面が設定された角錐形状であり、構成する斜面の少なくとも一面が、前記光入射面の法線に対して下記（１）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする光学素子。
（１）３０度を超えて５５度を超えない角度。
【請求項２】
入射された光の光路を変換する光学素子であって、
前記光学素子は、透明であって、光入射面を備え、当該光入射面とは反対側に、前記光入射面とは反対側に凸である凸部及び／又は前記光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、
前記凸部及び／又は凹部は、光入射面と概略平行な仮想平面に底面が設定された角錐形状であり、構成するすべての斜面が、前記光入射面の法線に対して下記（１）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする光学素子。
（１）３０度を超えて５５度を超えない角度。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学素子であって、
前記角錐は三角錐、四角錐又は六角錐であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
請求項３に記載の光学素子であって、
前記各角錐は、正三角錐、正四角錐又は正六角錐であって、それぞれの底辺が隣り合う凸部又は凹部の底辺の一つと共通であることを特徴とする光学素子。
【請求項５】
入射された光の光路を変換する光学素子であって、
前記光学素子は、透明であって、光入射面を備え、当該光入射面とは反対側に、前記光入射面とは反対側に凸である凸部及び／又は前記光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、
前記凸部及び／又は凹部は、光入射面と概略平行な仮想平面に底面が設定された角錐台形状であり、構成する斜面の少なくとも一面が、前記光入射面の法線に対して下記（１）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする光学素子。
（１）３０度を超えて５５度を超えない角度。
【請求項６】
入射された光の光路を変換する光学素子であって、
前記光学素子は、透明であって、光入射面を備え、当該光入射面とは反対側に、前記光入射面とは反対側に凸である凸部及び／又は前記光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、
前記凸部及び／又は凹部は、光入射面と概略平行な仮想平面に底面が設定された角錐台形状であり、構成するすべての斜面が、前記光入射面の法線に対して下記（１）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする光学素子。
（１）３０度を超えて５５度を超えない角度。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光学素子であって、
前記角錐台は三角錐台、四角錐台又は六角錐台であることを特徴とする光学素子。
【請求項８】
請求項７に記載の光学素子であって、
前記各角錐台は、正三角錐台、正四角錐台又は正六角錐台であって、それぞれの底辺が隣り合う凸部又は凹部の底辺の一つと共通であることを特徴とする光学素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学素子であって、
前記（１）が下記（２）に置換されたことを特徴とする光学素子。
（２）４０度を超えて５０度を超えない角度。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学素子であって、
前記（１）が下記（３）に置換されたことを特徴とする光学素子。
（３）４０度を超えて４７．５度を超えない角度。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光学素子であって、
前記（１）が下記（４）に置換されたことを特徴とする光学素子。
（４）１７度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
【請求項１２】
入射された光の光路を変換する光学素子であって、
前記光学素子は、透明であって、光入射面を備え、当該光入射面とは反対側に、前記光入射面とは反対側に凸である凸部及び／又は前記光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、
前記凸部及び／又は凹部は、光入射面と概略平行な仮想平面に底面が設定された円錐形状であり、稜面が、前記光入射面の法線に対して下記（５）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする光学素子。
（５）３０度以上５５度を超えない角度。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学素子であって、
前記（５）が下記（６）に置換されたことを特徴とする光学素子。
（６）４２．５度を超えて５５度を超えない角度。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の光学素子であって、
前記各円錐は、底面が、それぞれ、隣り合う凸部及び／又は凹部の底面と接していることを特徴とする光学素子。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか１項に記載の光学素子であって、
前記凸部及び／又は凹部は円錐台形状に置換されたことを特徴とする光学素子。
【請求項１６】
等方向出射特性を有する面状発光素子と、面状発光素子の光取出面側に設けられた、請求項１から１５のいずれか一項に記載の光学素子とを有し、
前記面状発光素子は、さらに、光学素子側から入射された光を光学素子側へ反射する反射特性を備えていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項１７】
等方向出射特性を有し、反射特性を有し、かつ、当該素子の光取出面の法線を基準として３０度以上６０度以下の光束が他の角度の光束よりも多い面状発光素子と、
面状発光素子の光取出面側に設けられた、請求項１から１５のいずれか１項に記載の光学素子とを有する面状照明装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の面状照明装置において、
前記面状発光素子は、有機電界発光素子又は無機電界発光素子であることを特徴とする面状照明装置。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれか１項に記載の面状照明装置がバックライトとして用いられた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面状発光素子から出射された光の進行方向を変換する、プリズムシートやレンズシートなどの光学素子と、当該光学素子及び面状発光素子を備えた面状照明装置と、当該面状照明装置をバックライトとして備えた液晶表示装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリズムシートを用いることで、照明装置から出射された光の進行方向を特定方向（一般には照明装置における光が出射される面の法線方向）に変え、上記特定方向における輝度を高くする技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術を用いた照明装置の構成例を図１７に示す。
【０００３】
図１７は、上記従来技術による照明装置の分解斜視図であり、この照明装置は、蛍光管による光源１００と、内面を鏡面や白色面などにした反射箱体２００と、乳白色の拡散板３００と、片面に複数の三角柱状のプリズムを上下方向に併設した平板状のプリズムシート４００と、透過型表示パネル５００とを備える。
光源１００から出射された光は、直接に拡散板３００へ入射したり、あるいは反射箱体２００の内面で反射してから拡散板３００へ入射したりして、拡散板３００により均一な面光となる。拡散板３００を通過した光は、プリズムシート４００によって、上下方向に拡散しようとする光成分が表示パネル５００の表示面における法線方向に集光されて表示パネル５００に入射する。そのため、表示パネル５００には、プリズムシート４００を設けない場合よりも多くの量の光が正面方向に入射するため、高輝度な画像を得ることができる。
【０００４】
また、図１７に示すような、透明な平板における一端から他端へ三角柱状のプリズムが複数平行して設けられた（並設された）プリズムシートでは、集光作用や光路変更作用が一次元方向のみであることから、二次元方向におけるこれらの作用を考慮した従来技術も提案されている。
【０００５】
この従来技術では、例えば図１８の分解斜視図に示すように、図１７に示す片面に複数の三角柱状のプリズムを一方向に並設したプリズムシートを二枚用い、互いのプリズム方向、つまり集光方向が直交する関係になるように重ね、それぞれのプリズムシートを光源よりも光出射側に設けている。この表示装置においては、拡散板３００から出射された光（拡散光）は、プリズムシート４００ａによって一方向（図中では左右方向）の光成分が集光され、プリズムシート４００ｂによって上記方向とは垂直な方向（図中では上下方向）の光成分が集光される。したがって、光源から出射された光は、二次元方向の光が集光されて液晶表示パネル５００に入射される。これにより、図１７に示す表示装置よりも、より多くの光を特定方向（本例では表示パネルの法線方向）に集光させることが可能となり、より高輝度な表示を提供できる。
【０００６】
しかし、図１８に示す従来技術では、プリズムシートが二枚必要になってしまうため、表示装置としての厚みがプリズムシート一枚の構成と比べて厚くなってしまったり、表示装置としての構成部品数が増えてしまうために設計や製造がより困難となってしまったりするなど、種々の問題点を有する。
【０００７】
そこで、一枚のプリズムシートによって二次元方向の光を集光する従来技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。この従来技術は、透過型表示パネルと、該表示パネルを照明するための光源と、片面に複数のプリズムを形成した平板状のプリズムシートを表示パネルの光源側に配置した表示装置において、複数のプリズム形状を一つ以上の斜面を持つ錐形状にした光学素子である。これにより、表示パネルに入射する光源からの拡散光を、二次元方向について集光する。
【０００８】
例えば、上記従来技術による表示装置では、図１９の分解斜視図に示すように、蛍光管等による光源１００と、内面を鏡面や白色面などにした反射箱体２００と、乳白色の拡散板３００と、透過型表示パネル５００の光源１００側に平板状のプリズムシート４０１を配置する。プリズムシート４０１は、片面に複数の四角錐状のプリズムを格子目状に配列している。プリズムシート４０１のより詳細な形状は、図２０の部分拡大平面図及び断面図に示すように、ＡＡ’断面もＢＢ’断面もいずれも鋸歯状となっている。
【０００９】
この従来技術において、プリズムシート４０１のプリズム、すなわち上記四角錐の形状は、光入射面から入射して反射せずに出射する光のみに基づいて設計されている。例えば、図２１に示すように、図２０のＡＡ’断面における光の軌跡は、四角錐を構成する各斜面が光入射面となす角度（プリズム角度θ５）と、下記式（数１）に示すスネルの法則に従って設計されている。
【００１０】
【数１】
2005055481.tif 000003
【００１１】
図２１において、平面４０１ａの法線方向に対して角度θ１で空気（屈折率ｎ０＝１）中から入射する光Ｌ１は、空気と平面４０１ａの境界面で角度θ２に屈折されてプリズムシート４０１内を通過する。さらに、光Ｌ１は、プリズム面４０１ｂに、当該面の法線方向に対して角度θ３で入射し、平面４０１ａの法線方向に対して角度θ４に屈折され、空気中に出射される（図中光Ｌ２）。
【００１２】
例えば、屈折率が１．５０のプリズムシートにおいて、光入射面に対して入射角４５度で入射する光を光入射面の法線方向に進む光にするには、上記数１にこれらの条件を代入し、角錐を構成する斜面の角度を求めればよい。図２２に示すように、この条件では、角錐を構成する斜面の角度は、光入射面４０１ａの法線に対して２５度にすればよいことが分かる。
【００１３】
また、下記の屈折率の材料を採用すると、光入射面の法線に対して角錐（凸部）を構成する斜面の角度は、それぞれ下記のように設定すればよいことが分かる。
・屈折率１．４０  ：  １７度
・屈折率１．４５  ：  ２０．５度
・屈折率１．６０  ：  ３２度
・屈折率１．６４  ：  ３４度
・屈折率１．７０  ：  ３７．５度
【００１４】
一方、プリズムシート等の光学素子は、一般に、透明性や加工のしやすさ、重さなどの観点から、ポリメタクリル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９）、アートン（ｎ＝１．５１、登録商標）、ゼオノア（ｎ＝１．５２、登録商標）、ガラス（ｎ＝１．５３）ポリ塩化ビニル（ｎ＝１．５４）、ポリエチレンテレフタラート（ｎ＝１．５７）、ポリカーボネート（ｎ＝１．５８）、ポリスチレン（ｎ＝１．５９）等の材料や、これらの材料にコーティング等が施された材料等が採用されるため、屈折率が１．４０〜１．７０程度のものが採用される。
【００１５】
したがって、上記（数１）に示すスネルの法則を用い、反射特性等他の特性を考慮せずにプリズムシートを設計すると、採用する材料にもよるが、光入射面の法線に対して角錐（凸部）を構成する斜面の角度が１７度〜３７．５度の範囲で設定される。
【００１６】
【特許文献１】
特開平４−６７０１６号公報
【特許文献２】
特開平６−３０８４８５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者らは、等方向出射特性及び反射特性を備えた有機電界発光素子を光源としてシミュレーションを行ったところ、上記数１に従って光学設計を行って作製したプリズムシートでは、十分な輝度向上効果を得ることができないことを見いだした。これは、プリズムシートに入射した光がプリズムシート内で光源側に反射され、光源へ入射し、光源における反射板によってプリズムシート側へ反射され、再度プリズムシートに入射する光が存在するためと考えられる。
【００１８】
また、本願発明者らは、上記シミュレーションから、光入射面と反対側に、光入射面を基準にして凸部状の角錐等を備えた、図１９に示すようなプリズムシートとは構成の異なる光学素子によっても、十分な光学特性（光路変換特性、集光特性等）が得られることを見いだした。
さらに、従来とは構成の異なる光学素子によって、従来技術によるプリズムシートや照明装置以上の光学特性を得ることができることを見いだした。
【００１９】
本発明の第一の目的は、光学特性が従来の光学素子よりも実質的に高い光学素子を提供することである。
本発明の第二の目的は、図１７や図１９に示すような従来の光学素子とは異なる構成の光学素子を提供し、さらに、これらの従来の光学素子と同等以上の特性を備えた光学素子を提供することである。
本発明の第三の目的は、上記光学素子を備えた照明装置を提供することである。
本発明の第四の目的は、上記照明装置をバックライトとして備えた表示装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る、入射された光の光路を変換する第一の光学素子は、透明であって、光入射面を備え、光入射面とは反対側に、光入射面とは反対側に凸である凸部又は光入射面側に凹んでいる凹部が複数設けられており、凸部又は凹部は角錐形状である。
そして、上記角錐は、構成する斜面の少なくとも一面が、光入射面の法線に対して下記（１）〜（４）のいずれかの範囲内の角度に設定されていることを特徴とする。なお、凸部又は凹部の底面は、光入射面と概略平行な仮想平面上に設定されている。また、斜面は、角錐における底辺以外の平面のことを言い、三角形状である。
（１）３０度以上５５度を超えない角度。
（２）４０度を超えて５０度を超えない角度。
（３）４０度を超えて４７．５度を超えない角度。
（４）１７度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
【００２１】
また、第一の光学素子は、角錐を構成するすべての斜面を、光入射面の法線に対して前記した（１）〜（４）のいずれかの範囲内の角度に設定するとよい。
【００２２】
なお、本明細書において、法線（すなわち直線）と斜面とがなす角度とは、当該法線と当該斜面上の直線により構成される角の角度の内で最も小さな角度のことを言う。つまり、第一の光学素子においては、光入射面の法線と、斜面における角錐の頂点を通り底辺に垂直に交わる直線とがなす角度のことを言う。
【００２３】
本明細書において、透明とは、少なくとも取り出す光（出射する光、通過する光）に対する透過率を有していることを意味し、好ましくは透過率５０％以上、望ましくは透過率７０％以上であることを言う。一般には、可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の波長の光）に対する透過性を有するように設計される。
【００２４】
また、角錐は、上記角度範囲内に設定された斜面が厳密な平面で構成されていなくてもよい。つまり、斜面内に曲面を有していても、あるいは斜面が曲面で構成されていても、実質的に平面とみなすことができる面であれば、上記第一の光学素子に含まれる。
【００２５】
さらに、第一の光学素子における角錐は、少なくとも上記角度範囲内に設定された斜面を有していればよいため、他の斜面が曲面を有していてもよく、また、他の斜面が曲面であってもよい。
【００２６】
第一の光学素子は、凸部又は凹部の形状を三角錐形状、四角錐形状又は六角錐形状とするとよく、さらには、正三角錐形状、正四角錐形状又は正六角錐形状として、凸部又は凹部それぞれの底辺が隣り合う角錐（凸部又は凹部）の底辺の一つと共通になるようにするとよい。つまり、光出射側（光入射面の反対側）において、凸部又は凹部を敷き詰めるとよい。
【００２７】
なお、第一の光学素子において、凸部又は凹部の形状を角錐台にしてもよい。この場合には、角錐台を構成する斜面が、光出射面又は光入射面の法線となす角度を前記（１）〜（４）のいずれかの範囲内になるようにすればよい。
このように、凸部又は凹部の形状を角錐台にする場合にも、三角錐台、四角錐台又は六角錐台にするとよく、さらには、正三角錐台、正四角錐台又は正六角錐台として、凸部又は凹部それぞれの底辺が隣り合う角錐台（凸部又は凹部）の底辺の一つと共通になるようにするとよい。前記同様に、光出射側において、凸部又は凹部を敷き詰めることができるからである。
【００２８】
角錐台とは、角錐において頂点が、切り取られ、底辺と平行な平面（上面）とされた立体を言う。また、本明細書における角錐台は、上面が曲面で構成されているものや曲面を有するものも含む。
【００２９】
本発明に係る、入射された光の光路を変換する第二の光学素子は、透明であって、光入射面を備え、光入射面とは反対側に、光入射面とは反対側に凸である凸部又は光入射面に対して凹んだ凹部が複数設けられており、凸部又は凹部は円錐形状又は円錐台形状である。
そして、円錐又は円錐台は、その稜面が、光入射面の法線に対して下記（５）又は（６）の範囲内の角度に設定されていることを特徴とする。
（５）３０度以上５５度を超えない角度。
（６）４２．５度を超えて５５度を超えない角度。
【００３０】
なお、第二の光学素子は、各円錐又は円錐台の底面が、それぞれ、少なくとも隣り合う円錐の底面と接するようにするとよい。つまり、光出射側において凹部又は凸部が敷き詰められているとよい。
【００３１】
第二の光学素子において、各用語は、それぞれ第一の光学素子における用語と同等の意味である。
【００３２】
なお、第一〜第二の光学素子において、光出射側には凸部のみを設けた構成や凹部のみを設けた構成にしてもよく、さらに、凸部及び凹部を光出射側に混在させた構成にすることもできる。
また、第一の光学素子において、凸部及び／又は凹部は、それぞれが概略同一の形状であってもよく、少なくとも他の一の凸部又は凹部と異なる形状であってもよい。
さらに、第一の光学素子において、凸部及び／又は凹部は、角錐形状のものだけでなく、円錐形状のものが混在していてもよい。
【００３３】
本発明に係る第一の面状照明装置は、等方向出射特性及び反射特性を有する面状発光素子と、面状発光素子の光取出面側に設けられた第一〜第二のいずれかの光学素子とを有することを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る第二の面状照明装置は、等方向出射特性を有し、反射特性を有し、かつ、当該素子の光取出面側の法線を基準として３０度以上６０度以下の光束が他の角度の光束よりも多い面状発光素子と、面状発光素子の光取出面側に設けられた第一〜第二のいずれかの光学素子とを有することを特徴とする。
なお、反射特性とは、光学素子側から入射された光を光学素子側へ反射する機能のことをいう。例えば、有機電界発光素子を構成する光取出側とは反対側の電極にこの機能をもたせたり、有機電界発光素子の発光部を基準にして光取出側とは反対側にこの機能を有するリフレクターを設けたり、有機電界発光素子の発光部を基準にして光取出側にハーフミラー（半透過半反射膜）を設けたりして、上記特性を有機電界発光素子に付与することができる。
【００３５】
第一〜第二の面状照明装置は、面状発光素子の光取出面と、第一〜第二の光学素子の光入射面とが対向するように配置される。
なお、第一〜第二の面状照明装置は、有機電界発光素子又は無機電界発光素子とするとよい。
【００３６】
本明細書において、等方向出射特性とは、面状発光素子の光取出面の法線を基準にして同一の角度方向における輝度が概略同一である特性のことを言う。また、反射特性とは、光学素子側から入射された光を光学素子側へ反射する特性のことを言う。
【００３７】
本発明に係る表示装置は、第一〜第二の面状照明装置をバックライトとして備えたことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同等の構成要素については、それぞれ同一の符号を付した。
まず、第一の実施の形態に係る面状照明装置（第一の面状照明装置）について説明する。
【００３９】
［第一の面状照明装置］
第一の面状照明装置は、図１に示すように、面状発光素子としての有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子、有機ＥＬ素子）２と、光学素子としての第一のプリズムシート１とを備える。
【００４０】
有機ＥＬ素子２は、一対の電極間に有機発光材料を含有する有機層が狭持され、電極間に電流が流されるとホール（正孔）と電子とが再結合して励起子が生成し、有機発光材料が励起状態となり、これが基底状態に戻る際に光を発する自発光素子であり、一般には基板上に形成される。有機ＥＬ素子２は、有機発光材料を発光中心として、発生した光がすべての方向へ向かう、等方向出射特性を備える。
【００４１】
図１に示す有機ＥＬ素子２は、ガラスやアクリル樹脂などで構成された透明基板２１上に、ＩＴＯ等で構成された透明電極２２、Ａｌｑ３やＩｒ（ｐｐｙ）３等の有機発光材料を含有する有機層２３及びＡｌ等で構成された反射電極２４が順次積層されてなる。反射電極２４は、有機層２３から発せられて、光取出面２５とは反対側に出射された光や、第一のプリズムシート等で反射されて有機ＥＬ素子２に入射された光などを、光取出面２５側、つまり第一のプリズムシート１側へ反射する。すなわち、有機ＥＬ素子２は、反射電極２４により反射特性を備える。
【００４２】
また、第一の実施の形態における有機ＥＬ素子２は、等方向出射特性を備えているが、好ましくは光取出面２５の法線に対して３０度〜６０度、特に好ましくは４０度〜５０度、望ましくは４５度近辺の方向の光束が他の角度に比べて最も多くなるように設計される。このような素子は、有機ＥＬ素子２の基板形状や構成する膜厚、材料等を適宜設計することで作製することができる。
【００４３】
第一のプリズムシート１は、光入射面１１を備え、光入射面１１が、有機ＥＬ素子２の光取出面２５と対向するように配置される透明な光学素子である。一般に、有機ＥＬ素子２の光取出面２５と第一のプリズムシート１の光入射面１１とは概略平行になるように配置される。
また、第一のプリズムシート１は、光入射面１１とは反対側（光出射側）１２に、正四角錐形状の凸部１３を複数備えている。各正四角錐は、図１に示すように、正方形の底面１３ａが光入射面１１と概略平行になるように配置され、光入射面１１を基準として光入射面１１とは反対側に凸となっている。すなわち、光入射面１１とは反対側に、光入射面１１とは反対側に凸である凸部１３を備え、凸部１３の底面は、光入射面１１と概略平行な仮想平面上に設定されている。
なお、仮想平面とは、言い換えれば、角錐の凸部１３の底面を構成する点及び辺が存在する平面のことである。また、第一のプリズムシート１におけるすべての凸部１３の底面が一つの仮想平面上に設定されていてもよいが、各凸部１３の底面を、少なくとも他の一つの凸部１３の底面が存する仮想平面とは異なる仮想平面上に設定してもよい。
【００４４】
本願発明者らは、凸部１３の斜面１３ｂの光入射面１１に対する角度を変えることで、第一の面状照明装置の正面輝度（光出射側１２における光入射面１１の法線方向の輝度）がどのように変化するかを、モンテカルロ法による光線追跡シミュレーションによって算出した。具体的な条件を以下に記す。
【００４５】
〈実施例１〉
・有機ＥＬ素子２及び第一のプリズムシート１は、それぞれ５ｃｍ四方の板状とした。
・有機ＥＬ素子２の光取出面２５と第一のプリズムシート１の光入射面１１との距離は１０μｍとした。
・有機ＥＬ素子２の光取出面２５と反射電極２４との距離は５００μｍとした。
・第一のプリズムシート１の凸部１３の頂部よりも光取出側（上側）に１０μｍ離れた光取出面２５と平行な位置に、５ｃｍ四方の正方形の測定面を設定した。
・測定面及び第一のプリズムシート１は、光取出面２５が含まれる平面に投影した際に、光取出面２５と一致するように設定した。
・測定面に１００万本の光線を通過させた。
・第一のプリズムシート１における凸部１３は、それぞれ同一形状とし、凸部の底辺を１００μｍとした。つまり、１００μｍ四方の正方形の底面を有する角錐とした。
・第一のプリズムシート１の屈折率は１．５０とした。
・図１に示すように、光出射側１２において、凸部１３を敷き詰めた。つまり、各凸部１３の底辺が、隣り合う凸部（角錐）の底辺の一つと共通になるようにした。ただし、第一のプリズムシート１の外周部に設けた角錐は、他の角錐の底辺と共通でない底辺も有する。
・図２に示す第一のプリズムシート１の断面図における、凸部１３の斜面１３ｂが光入射面１１の法線１１Ｈとなす角度θを、下記表１に示すように変更して、光入射面１１の法線１１Ｈ方向の輝度、すなわち、正面方向（光入射面１１の法線方向１１Ｈ）の輝度をシミュレートした。なお、図２、図３、図８、図１０、図１１、図１２及び図２０では、プリズムシートを光出射側１２から眺めた平面図と、当該平面図と対応した断面図とを示している。
結果を下記表１に示す。表１では、輝度は、有機ＥＬ素子２の光取出面２５の法線方向の輝度（正面輝度）を基準とした正面輝度比で示した。
【００４６】
また、図３の平面図及び断面図に示す、凸部１４を、底辺１４ａの直径が１００μｍの円錐とし、円錐の底辺１４ａが少なくとも隣り合う円錐の底面１４ａと接するようにし、六方最密構造により敷き詰めた以外は、前記同様に設計した面状照明装置についても、凸部１４の稜面１４ｂが光入射面１１の法線１１Ｈとなす角度を、下記表２に示すように変更して、光入射面の法線方向の輝度をシミュレートした。
結果を下記表２に示す。表２でも、輝度は、有機ＥＬ素子２の光取出面２５の正面輝度、つまり、有機ＥＬ素子２のみで構成された面状照明装置における正面輝度を基準とした輝度比（正面輝度比）で示した。
【００４７】
【表１】
2005055481.tif 000004
【００４８】
【表２】
2005055481.tif 000005
【００４９】
（評価）
上記数１に示すスネルの法則に従えば、凸部の斜面１３ｂや稜面１４ｂと、光入射面の法線１１Ｈとがなす角度は２５度の場合に最も正面輝度が高くなるはずであるが、表１及び表２から明らかなように、凸部が正四角錐であっても円錐であっても、上記角度が２５度の場合よりも正面輝度が高くなる角度があることが分かった。つまり、本願発明者らは、反射特性を考慮していない従来の光学設計では得られない、実際的に正面輝度が高くなる凸部の斜面・稜面の角度等、優れた光学特性を有するプリズムシートの構成及び面状照明装置の構成・条件を見いだした。以下により具体的な評価を記載する。
【００５０】
（評価１）
上記表１から明らかなように、下記（１−１）の角度範囲内に角錐の斜面１３ｂの角度θを設定すれば、反射特性を考慮せずにスネルの法則によって設計した場合に最も正面輝度が高くなると想定される角度２５度の場合よりも高い正面輝度が得られることが分かった。すなわち、下記いずれかの角度範囲内に斜面の角度を設定すれば、実質的に良好な光学特性（光路変換特性や集光特性）を得ることができることが分かった。
（１−１）３０度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
【００５１】
また、凸部１３の斜面１３ｂの角度θを下記（１−２）〜（１−５）のいずれかの角度範囲内になるように設定しても、反射特性を考慮していない従来の設計によって最も正面輝度が高くなると想定される角度２５度の場合よりも高い正面輝度が得られる、優れた光学特性を備えたプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（１−２）３５度以上５５度を超えない範囲の角度。
（１−３）３５度以上５０度以下の範囲の角度。
（１−４）３０度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（１−５）４５度を基準にして±７度の範囲の角度。
【００５２】
（評価２）
図４に示すように、上記シミュレーション条件において、プリズムシートとして、一端から他端へ平行に設けられた複数の三角柱のプリズム１１０ａを備えた従来の市販されているプリズムシート１０ａを用いた面状照明装置の正面輝度についてもシミュレートした結果、正面輝度比は１．３０となった。このシミュレーションのより詳細な条件を以下に記す。
・プリズムシート１０ａの屈折率は、１．６０とした。
・光入射面１１０ａの法線に対する三角柱（プリズム）の斜面１３０ａ−１のなす角度は４５度とした。この角度は、表１において、正面輝度が最も高くなった、光入射面の法線と角錐又は円錐の斜面とのなす角度である。
・有機ＥＬ素子２の出射特性や反射特性等、上記以外の条件は前記同様に設定した。
【００５３】
上記比較例と表１に示すシミュレーション結果とから、凸部１３の斜面１３ｂの角度を下記（２−１）の角度範囲内に設定すれば、図４に示す従来のプリズムシートを一枚用いた面状照明装置よりも正面輝度が高くなることが分かった。
（２−１）３５度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
【００５４】
また、凸部１３の斜面１３ｂにおける角度θを、（２−２）〜（２−５）のいずれかの角度範囲内に設定しても、図４に示す従来のプリズムシートを一枚用いた面状照明装置よりも優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（２−２）３５度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（２−３）４０度以上５５度を超えない範囲の角度。
（２−４）４０度以上５０度以下の範囲の角度。
（２−５）４５度を基準にして±５度の範囲内の角度。
【００５５】
（評価３）
図５に示すように、評価（２）の比較例として用いた図４に示す市販されているプリズムシートを二枚重ねとし、各プリズムシート１０ａ、１０ｂの三角柱のプリズム１３０ａ、１３０ｂの長手方向が、それぞれ直交方向になるように配置した面状照明装置の正面輝度についてもシミュレートした結果、正面輝度比は１．５０となった。シミュレーション条件は、上記した条件（直交方向に二枚重ねした条件）以外は評価（２）における比較例のシミュレーション条件と同様に設定した。
【００５６】
この比較例と表１から明らかなように、図５に示す従来のプリズムシートを二枚重ねで用いた面状照明装置よりも、下記（３−１）の角度範囲では第一の面状照明装置の方が、正面輝度が高くなることが分かった。すなわち、以下の角度範囲内に斜面の角度を設定すれば、従来よりも良好な集光特性（光学特性）を得ることができることが分かった。
（３−１）４０度を超えて４７．５度を超ない範囲の角度。
【００５７】
また、凸部１３の斜面１３ｂにおける角度θを、（３−２）〜（３−７）のいずれかの角度範囲内に設定しても、図５に示す従来のプリズムシートを一枚用いた面状照明装置よりも優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（３−２）４０度を超えて４６度以下の範囲の角度。
（３−３）４２．５度以上４７．５度を超えない範囲の角度。
（３−４）４２．５度以上４６度以下の範囲の角度。
（３−５）４０度を超えて４６．５度以下の範囲の角度。
（３−６）４２．５度以上４６．５度以下の範囲の角度。
（３−７）４５度を基準にして±１．５度の範囲内の角度。
【００５８】
（評価４）
表１及び表２から明らかなように、下記（４−１）の角度範囲に設定された斜面１３ｂを有する凸部１３とすると、光入射面の法線１１Ｈに対して同一の角度に設定された稜面１４ｂを有する円錐の凸部１４を備えたプリズムシートよりも正面輝度が高くなり、かつ、正面輝度比が１．２０以上と十分な光学性能を備えていることが分かった。この理由は、正四角錐の方が円錐よりも光出射側１２に多く敷き詰めることができるために得られた結果と考えることができる。
（４−１）３０度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
【００５９】
また、凸部１３の斜面１３ｂの光入射面１１に対する角度θを、下記（４−２）〜（４−４）のいずれかの角度範囲内に設定しても、光入射面の法線１１Ｈに対して同一の角度に設定された稜面１４ｂを有する円錐の凸部１４を備えたプリズムシートよりも集光特性の高いプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（４−２）３０度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（４−３）３５度以上５５度を超えない範囲の角度。
（４−４）３５度以上５０度以下の範囲の角度。
【００６０】
さらに、凸部１３の斜面１３ｂの光入射面１１に対する角度θを、下記（４−５）〜（４−６）のいずれかの角度範囲内に設定すると、光入射面の法線１１Ｈに対して同一の角度に設定された稜面１４ｂを有する円錐の凸部１４を備えたプリズムシートよりも正面輝度が高くなることが分かった。
（４−５）３０度を超えて６０度以下の範囲の角度。
（４−６）３５度以上６０度以下の範囲の角度。
【００６１】
（評価５）
表１及び表２から明らかなように、角錐形状である凸部１３の斜面１３ｂの角度θを下記（５−１）の範囲内の角度にすると、凸部を円錐にした場合の最大の正面輝度比（稜面１４ｂの角度が４５度の場合）よりも、正面輝度比が高くなることが分かった。これは、凸部を正四角錐にすると、第一のプリズムシート１の光出射側１２に、凸部を隙間なく敷き詰められるために得られた効果と考えることができる。
（５−１）４０度を超えて５０度を超えない範囲の角度。
【００６２】
また、凸部１３の斜面１３ｂの角度θを下記（５−２）〜（５−４）のいずれかの角度範囲内に設定しても、上記同様に優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（５−２）４０度を超えて４７．５度以下の範囲の角度。
（５−３）４２．５度以上５０度を超えない範囲の角度。
（５−４）４２．５度以上４７．５度以下の範囲の角度。
【００６３】
（評価６）
表１から明らかなように、角度θが４５度の凸部１３を有するプリズムシート１及び面状光源装置が、他の角度の凸部１３を有するプリズムシート１及び面状光源装置と比べて、正面輝度比が最も高くなり、正面輝度比が１．６９と極めて優れた性能を備えることが分かった。
また、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が９０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置とほぼ同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（６−１）、望ましくは下記（６−２）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（６−１）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
（６−２）４５度を基準として±１．５度以内の範囲の角度。
【００６４】
角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置と同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（６−３）、望ましくは下記（６−４）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（６−３）４５度を基準として±５度以内の範囲の角度。
（６−４）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
【００６５】
第一の面状照明装置及び第一のプリズムシート１は、公知の方法により作製することができる。
有機ＥＬ素子２は、公知の有機ＥＬ素子製造法に用いられる薄膜製造法によって、公知の有機ＥＬ素子に採用されうる材料を適宜積層することで作製できる。
第一のプリズムシート１は、上記角錐が刻まれた型に、材料となるガラスや樹脂等を流し込み固化させることでも作製することができる。また、ガラスや樹脂などにパターンを形成する公知のパターン形成法を用いても作製することができる。板状の透明板において、凸部１３を切りだすことで設けることもできる。
有機ＥＬ素子と第一のプリズムシートとは、公知の面状照明装置の組立法や組立部材を用いることで組み合わせることができる。
【００６６】
このように、第一のプリズムシートは、光入射面とは反対側に、前記した角度範囲内に設定された斜面を有する正四角錐が敷き詰められているために、実質的に特定方向の輝度を極めて高くすることができる。
特に、等方向出射性を有し、かつ反射特性を有する面状発光素子から発せられた光の光路を、特定方向（本例では正面方向）へ効果的に変換することができる。
つまり、反射特性を考慮していない従来のプリズムシートでは得られない、実質的に極めて優れた集光特性等の光学特性を得られることを見いだした。
【００６７】
また、第一のプリズムシートを備えた第一の面状照明装置は、光出射面１２の法線方向（正面方向）等の特定方向の輝度が、反射特性を考慮していない従来の設計によるプリズムシートを備えた面状照明装置よりも高くなることを見いだした。
【００６８】
以上のシミュレーション条件において、プリズムシートの屈折率を１．５０以外にした場合についてもシミュレートしたところ、前記シミュレーション結果と同様に、上記θを、反射特性を考慮していない場合の最適値に設計したプリズムシートよりも、この値よりも大きな値にしたプリズムシートの方が優れた光学特性を備えていることが分かった。具体的な測定結果を以下に記す。
【００６９】
〈実施例２〉
実施例２では、第一のプリズムシート１の屈折率を１．４にしたこと以外は実施例１における面状照明装置と同様に装置を設計し、前記した条件により光学シミュレーションを行った。結果を表３に示す。
【００７０】
【表３】
2005055481.tif 000006
【００７１】
（評価）
上記表３からも明らかなように、屈折率が１．４のプリズムシートを用いても、上記角度が１７度よりも正面輝度が高くなる角度があることが分かった。つまり、本願発明者らは、反射特性を考慮していない従来の光学設計では得られない、優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置の構成を見いだした。以下により具体的な評価を記載する。
【００７２】
（評価７）
角度θを下記（７−１）の範囲内に設定すれば、反射特性を考慮せずに設計したθが１７度のプリズムシート及び面状光源装置よりも正面輝度比が高くなることが分かった。
（７−１）１７度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
【００７３】
また、下記（７−２）〜（７−３）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシート及び面状光源装置よりも正面輝度比が高くなることが分かった。
（７−２）２０度以上６０度を超えない範囲の角度。
（７−３）４５度を基準として±１５度の範囲内の角度。
【００７４】
（評価８）
角度θを下記（８−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（２）における従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置の正面輝度比（１．３０）よりも正面輝度比が高くなることが分かった。
（８−１）３２．５度を超えて４７度を超えない範囲内の角度。
【００７５】
また、下記（８−２）〜（８−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、正面輝度比が１．３０以上になることが分かった。
（８−２）３２．５度を超えて４６．５度以下の範囲内の角度。
（８−３）３５度以上４７度を超えない範囲内の角度。
（８−４）３５度以上４６．５度以下の範囲内の角度。
（８−５）４５度を基準にして±１．５度の範囲内の角度。
【００７６】
（評価９）
上記表３から明らかなように、角度θが４５度のプリズムシート及び面状光源装置が、他のθのプリズムシート及び面状光源装置と比べて、最も正面輝度比が高く、正面輝度比が１．４４と極めて優れた性能を備えることが分かった。
また、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が９０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置とほぼ同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（９−１）、望ましくは下記（９−２）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（９−１）４５度を基準として±５度以内の範囲の角度。
（９−２）４５度を基準として±１．５度以内の範囲の角度。
【００７７】
角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置と同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（９−３）、望ましくは下記（９−４）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（９−３）４５度を基準として±１０度以内の範囲の角度。
（９−４）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
【００７８】
さらに、θが５１度程度のプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の性能を有していることが分かった。角度θが４７．５度を超えて６０度を超えない範囲内のプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が７０％以上の性能を有していることが分かった。
【００７９】
〈実施例３〉
実施例３では、第一のプリズムシート１の屈折率を１．４５にしたこと以外は実施例１における面状照明装置と同様に装置を設計し、前記した条件により光学シミュレーションを行った。結果を表４に示す。
【００８０】
【表４】
2005055481.tif 000007
【００８１】
（評価）
上記表４からも明らかなように、屈折率が１．４５のプリズムシートを用いても、上記角度が２０．５度よりも正面輝度が高くなる角度があることが分かった。つまり、本願発明者らは、反射特性を考慮していない従来の光学設計では得られない、優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置の構成を見いだした。以下により具体的な評価を記載する。
【００８２】
（評価１０）
角度θを下記（１０−１）の範囲内に設定すれば、反射特性を考慮せずに設計したθが２０．５度のプリズムシート及び面状光源装置と同等以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１０−１）２０．５度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
【００８３】
また、下記（１０−２）〜（１０−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシート及び面状光源装置と同等以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１０−２）２５度以上６０度を超えない範囲の角度。
（１０−３）２０．５度を超えて５５度以下の範囲の角度。
（１０−４）２５度以上５５度以下の範囲の角度。
（１０−５）４５度を基準として±１０度の範囲内の角度。
【００８４】
さらに、下記（１０−６）〜（１０−１０）のいずれかの範囲の角度にθを設定すれば、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシート及び面状光源装置よりすぐれた性能を有する（正面輝度比が得られる）プリズムシート及び面状光源装置が得られることが分かった。
（１０−６）２０．５度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
（１０−７）２５度以上５０度以下の範囲の角度。
（１０−８）２０．５度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
（１０−９）２５度以上５０度以下の範囲の角度。
（１０−１０）４５度を基準として±５度の範囲内の角度。
【００８５】
（評価１１）
角度θを下記（１１−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（２）における従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置の正面輝度比（１．３０）と同等以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１１−１）３５度を超えて５０度を超えない範囲内の角度。
【００８６】
また、下記（１１−２）〜（１１−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置と同等以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１１−２）３５度を超えて４７．５度以下の範囲内の角度。
（１１−３）４０度以上５０度を超えない範囲内の角度。
（１１−４）４０度以上４７．５度以下の範囲内の角度。
（１１−５）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
【００８７】
さらに、下記（１１−６）〜（１１−１０）のいずれかの範囲の角度にθを設定すると、従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１１−６）３５度を超えて４７．５度を超えない範囲内の角度。
（１１−７）３５度を超えて４７度以下の範囲内の角度。
（１１−８）４０度以上４７．５度を超えない範囲内の角度。
（１１−９）４０度以上４７度以下の範囲内の角度。
（１１−１０）４５度を基準にして±２度の範囲内の角度。
【００８８】
（評価１２）
角度θを下記（１２−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（３）における従来の市販されているプリズムシートを２枚用いた面状光源装置の正面輝度比（１．５０）よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（１２−１）４３．５度を超えて４６度を超えない範囲内の角度。
【００８９】
また、角度θを（１２−２）〜（１２−５）のいずれかの範囲内に設定しても、上記評価（３）における面状光源装置よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（１２−２）４３．５度を超えて４５．５度以下の範囲内の角度。
（１２−３）４４度以上４６度を超えない範囲内の角度。
（１２−４）４４度以上４５．５度以下の範囲内の角度。
（１２−５）４５度を基準にして±０．５度の範囲内の角度。
【００９０】
（評価１３）
上記表４から明らかなように、角度θが４５度のプリズムシート及び面状光源装置が、他のθのプリズムシート及び面状光源装置と比べて、最も正面輝度比が高く、正面輝度比が１．６２と極めて優れた性能を備えることが分かった。
また、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が９０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置とほぼ同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（１３−１）、望ましくは下記（１３−２）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（１３−１）４５度を基準として±２度以内の範囲の角度。
（１３−２）４５度を基準として±１．５度以内の範囲の角度。
【００９１】
角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置と同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（１３−３）、望ましくは下記（１３−４）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（１３−３）４５度を基準として±１０度以内の範囲の角度。
（１３−４）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
【００９２】
〈実施例４〉
実施例４では、第一のプリズムシート１の屈折率を１．６４にしたこと以外は実施例１における面状照明装置と同様に装置を設計し、前記した条件により光学シミュレーションを行った。結果を表５に示す。
【００９３】
【表５】
2005055481.tif 000008
【００９４】
（評価）
上記表５からも明らかなように、屈折率が１．６４のプリズムシートを用いても、上記角度が３４度よりも正面輝度が高くなる角度があることが分かった。つまり、本願発明者らは、反射特性を考慮していない従来の光学設計では得られない、優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置の構成を見いだした。以下により具体的な評価を記載する。
【００９５】
（評価１４）
角度θを下記（１４−１）の範囲内に設定すれば、反射特性を考慮せずに設計したθが３４度のプリズムシート及び面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１４−１）３４度を超えて５０度を超えない範囲の角度。
【００９６】
また、下記（１４−２）〜（１４−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシート及び面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１４−２）４０度以上５０度を超えない範囲の角度。
（１４−３）３４度を超えて４７．５度以下の範囲の角度。
（１４−４）４０度以上４７．５度以下の範囲の角度。
（１４−５）４５度を基準として±２．５度の範囲内の角度。
【００９７】
（評価１５）
角度θを下記（１５−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（２）における従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置の正面輝度比（１．３０）以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１５−１）３４度を超えて５０度を超えない範囲内の角度。
【００９８】
また、下記（１５−２）〜（１５−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１５−２）３４度を超えて４７．５度以下の範囲内の角度。
（１５−３）４０度以上５０度を超えない範囲内の角度。
（１５−４）４０度以上４７．５度以下の範囲内の角度。
（１５−５）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
【００９９】
（評価１６）
角度θを下記（１６−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（３）における従来の市販されているプリズムシートを２枚用いた面状光源装置の正面輝度比（１．５０）よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（１６−１）３４度を超えて５０度を超えない範囲内の角度。
【０１００】
また、角度θを（１６−２）〜（１６−５）のいずれかの範囲内に設定しても、上記評価（３）における面状光源装置よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（１６−２）３４度を超えて４７．５度以下の範囲内の角度。
（１６−３）４０度以上５０度を超えない範囲内の角度。
（１６−４）４０度以上４７．５度以下の範囲内の角度。
（１６−５）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
【０１０１】
（評価１７）
上記表５から明らかなように、角度θが４５度のプリズムシート及び面状光源装置が、他のθのプリズムシート及び面状光源装置と比べて、最も正面輝度比が高く、正面輝度比が１．７２と極めて優れた性能を備えることが分かった。
また、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が９０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置とほぼ同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（１７−１）、望ましくは下記（１７−２）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（１７−１）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
（１７−２）４５度を基準として±２度以内の範囲の角度。
【０１０２】
角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置と同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（１７−３）、望ましくは下記（１７−４）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（１７−３）４５度を基準として±５度以内の範囲の角度。
（１７−４）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
【０１０３】
さらに、θが５２．５度程度のプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の性能を有していることが分かった。角度θが４７．５度を超えて５７．５度を超えない範囲内のプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が７０％以上の性能を有していることが分かった。
【０１０４】
〈実施例５〉
実施例５では、第一のプリズムシート１の屈折率を１．７にしたこと以外は実施例１における面状照明装置と同様に装置を設計し、前記した条件により光学シミュレーションを行った。結果を表６に示す。
【０１０５】
【表６】
2005055481.tif 000009
【０１０６】
（評価）
上記表６からも明らかなように、屈折率が１．７のプリズムシートを用いても、上記角度が３７．５度よりも正面輝度が高くなる角度があることが分かった。つまり、本願発明者らは、反射特性を考慮していない従来の光学設計では得られない、優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置の構成を見いだした。以下により具体的な評価を記載する。
【０１０７】
（評価１８）
角度θを下記（１８−１）の範囲内に設定すれば、反射特性を考慮せずに設計したθが３４度のプリズムシート及び面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１８−１）３７．５度を超えて５７．５度を超えない範囲の角度。
【０１０８】
また、下記（１８−２）〜（１８−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシート及び面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１８−２）４０度以上５７．５度を超えない範囲の角度。
（１８−３）３７．５度を超えて５５度以下の範囲の角度。
（１８−４）４０度以上５５度以下の範囲の角度。
（１８−５）４５度を基準として±５度の範囲内の角度。
【０１０９】
（評価１９）
角度θを下記（１９−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（２）における従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置の正面輝度比（１．３０）以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１９−１）３７．５度を超えて５７．５度を超えない範囲内の角度。
【０１１０】
また、下記（１９−２）〜（１９−５）のいずれかの範囲の角度にθを設定しても、従来の市販されているプリズムシートを用いた面状光源装置以上の正面輝度比が得られることが分かった。
（１９−２）３７．５度を超えて５５度以下の範囲内の角度。
（１９−３）４０度以上５７．５度を超えない範囲内の角度。
（１９−４）４０度以上５５度以下の範囲内の角度。
（１９−５）４５度を基準にして±５度の範囲内の角度。
【０１１１】
（評価２０）
角度θを下記（２０−１）の範囲内に設定すれば、上記評価（３）における従来の市販されているプリズムシートを２枚用いた面状光源装置の正面輝度比（１．５０）よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（２０−１）４０度を超えて５０度を超えない範囲内の角度。
【０１１２】
また、角度θを（２０−２）〜（２０−５）のいずれかの範囲内に設定しても、上記評価（３）における面状光源装置よりも高い正面輝度比が得られることが分かった。
（２０−２）４０度を超えて４７．５度以下の範囲内の角度。
（２０−３）４２．５度以上５０度を超えない範囲内の角度。
（２０−４）４２．５度以上４７．５度以下の範囲内の角度。
（２０−５）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
【０１１３】
（評価２１）
上記表６から明らかなように、角度θが４５度のプリズムシート及び面状光源装置が、他のθのプリズムシート及び面状光源装置と比べて、最も正面輝度比が高く、正面輝度比が１．６８と極めて優れた性能を備えることが分かった。
また、角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が９０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置とほぼ同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（２１−１）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（２１−１）４５度を基準として±２．５度以内の範囲の角度。
【０１１４】
角度θが４５度のプリズムシート１を基準として正面輝度比が８０％以上の、θが４５度のプリズムシート１及び面状光源装置と同等の性能を有するプリズムシート１及び面状光源装置は、角度θが下記（２１−２）、望ましくは下記（２１−３）の範囲内にあるシート及び装置であることが分かった。
（２１−２）４５度を基準として±１０度以内の範囲の角度。
（２１−３）４５度を基準として±５度以内の範囲の角度。
【０１１５】
また、上記表１及び表２〜表６から、第一のプリズムシートの屈折率を上記以外の値にしても、前記同様の傾向の結果が得られることが分かる。
【０１１６】
すなわち、第一のプリズムシート及び第一の面状照明装置には、以下のことが言い得る。
【０１１７】
〈総合評価〉
（ｉ）凸部１３の斜面１３ｂと光入射面１１の法線１１Ｈとがなす角度θが、（ｉ−１）、好ましくは（ｉ−２）、特に好ましくは（ｉ−３）、望ましくは（ｉ−４）、特に望ましくは（ｉ−５）の範囲内の角度に設定されたプリズムシートは、反射特性を考慮せずに角度θが設計されたプリズムシートよりも優れた光学特性（光路変換特性、集光特性）を示すことが分かった。
（ｉ−１）１７度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
（ｉ−２）２０．５度を超えて６０度を超えない範囲の角度。
（ｉ−３）３０度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
（ｉ−４）３４度を超えて５０度を超えない範囲の角度。
（ｉ−５）３７．５度を超えて５７．５度を超えない範囲の角度。
【０１１８】
また、下記（ｉ−６）、好ましくは（ｉ−７）、特に好ましくは（ｉ−８）、望ましくは（ｉ−９）、特に望ましくは（ｉ−１０）の範囲内の範囲内に角度θを設定すれば、反射特性を考慮せずに設計されたプリズムシートよりも優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状光源装置を得られることが分かった。
（ｉ−６）４５度を基準として±１５度の範囲の角度。
（ｉ−７）４５度を基準として±１０度の範囲の角度。
（ｉ−８）４５度を基準として±７度の範囲の角度。
（ｉ−９）４５度を基準として±５度の範囲の角度。
（ｉ−１０）４５度を基準として±２．５度の範囲の角度。
【０１１９】
（ｉｉ）上記角度θを、下記（ｉｉ−１）、好ましくは（ｉｉ−２）、特に好ましくは（ｉｉ−３）、望ましくは（ｉｉ−４）、特に望ましくは（ｉｉ−５）に設定されたプリズムシートを備えた面状照明装置は、前記した図４に示す従来のプリズムシートを一枚用いた面状照明装置よりも正面輝度が高くなる。つまり、上記範囲内のいずれかの角度にθが設定されたプリズムシートは、上記条件において正面輝度比を１．３０程度以上とする、極めて優れた光学特性を備えている。
（ｉｉ−１）３２．５度を超えて４７度を超えない範囲内の角度。
（ｉｉ−２）３５度を超えて５５度を超えない範囲内の角度。
（ｉｉ−３）３４度を超えて４７．５度を超えない範囲内の角度。
（ｉｉ−４）３５度を超えて４７度を超えない範囲内の角度。
（ｉｉ−５）３７．５度を超えて５７．５度を超えない範囲内の角度。
すなわち、（ｉｉ−６）３２．５度を超えて５７．５度を超えない範囲内の角度に角度θを設定すれば、正面輝度比を１．３０以上にすることが可能となることが分かった。
【０１２０】
また、角度θを（ｉｉ−７）、好ましくは（ｉｉ−８）、特に好ましくは（ｉｉ−９）、望ましくは（ｉｉ−１０）に設定しても、正面輝度比を１．３以上にできることが分かった。
（ｉｉ−７）４５度を基準にして±５度の範囲内の角度。
（ｉｉ−８）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
（ｉｉ−９）４５度を基準にして±２度の範囲内の角度。
（ｉｉ−１０）４５度を基準にして±１．５度の範囲内の角度。
【０１２１】
（ｉｉｉ）上記角度θを、下記（ｉｉｉ−１）、好ましくは（ｉｉｉ−２）、特に好ましくは（ｉｉｉ−３）、望ましくは（ｉｉｉ−４）のいずれかの角度に設定されたプリズムシートを備えた面状照明装置は、前記した図５に示す従来のプリズムシートを二枚直交方向に備えた面状照明装置よりも正面輝度が高くなる。つまり、上記範囲内のいずれかの角度にθが設定されたプリズムシートは、上記条件において正面輝度比を１．５０程度以上とする、極めて優れた光学特性を備えている。
（ｉｉｉ−１）３４度を超えて５０度を超えない範囲の角度。
（ｉｉｉ−２）４０度を超えて５０度を超えない範囲の角度。
（ｉｉｉ−３）４０度を超えて４７．５度を超えない範囲の角度。
（ｉｉｉ−４）４３．５度を超えて４６度を超えない範囲の角度。
【０１２２】
また、角度θを下記（ｉｉｉ−５）、好ましくは（ｉｉｉ−６）、特に好ましくは（ｉｉｉ−７）の範囲内に設定しても、正面輝度比を１．５０とする、優れたプリズムシート及び面状光源装置を提供できる。
（ｉｉｉ−５）４５度を基準にして±２．５度の範囲内の角度。
（ｉｉｉ−６）４５度を基準にして±１．５度の範囲内の角度。
（ｉｉｉ−７）４５度を基準にして±０．５度の範囲内の角度。
【０１２３】
（ｉｖ）上記θが３５度を超えて６０度以下の範囲のいずれかの角度に設定されたプリズムシートは、光入射面の法線１１Ｈに対して同一の角度に設定された稜面１４ｂが設けられたプリズムシートよりも、優れた集光特性を備えている。この理由は、前記したように、角錐による凸部は、円錐による凸部よりも光入射面と反対側（光出射側）１２に敷き詰めることができるからと考えられる。
【０１２４】
（ｖ）上記θが３５度を超えて５５度を超えない範囲のいずれかの角度に設定されたプリズムシートは、光入射面の法線１１Ｈに対して同一の角度に設定された稜面１４ｂが設けられたプリズムシートよりも、優れた集光特性を備え、かつ、上記条件の面状照明装置に組み込まれた際に正面輝度比を１．２０程度以上にする、優れた光学特性を有している。
【０１２５】
（ｖｉ）上記θが４０度を超えて５０度を超えない範囲の角度に設定されたプリズムシートは、同一屈折率であって、凸部を円錐形状としたプリズムシートよりも優れた光学特性を備えていることが分かった。
【０１２６】
（ｖｉｉ）本実施の形態に係るプリズムシート及び面状光源装置は、角度θが４５度のものが、同一の屈折率で角度θが異なる他のプリズムシート及び面状光源装置と比べて、正面輝度比が最も高くなることが分かった。また、４５度を基準にして下記（ｖｉｉ−１）、好ましくは（ｖｉｉ−２）、特に好ましくは（ｖｉｉ−３）、望ましくは（ｖｉｉ−４）、特に望ましくは（ｖｉｉ−５）の範囲内の角度にすると、角度θが４５度の場合とほぼ同等の光学性能が得られることが分かった。
（ｖｉｉ−１）４５度を基準にして±１０度以内の範囲の角度。
（ｖｉｉ−２）４５度を基準にして±５度以内の範囲の角度。
（ｖｉｉ−３）４５度を基準にして±２．５度以内の範囲の角度。
（ｖｉｉ−４）４５度を基準にして±２度以内の範囲の角度。
（ｖｉｉ−５）４５度を基準にして±１．５度以内の範囲の角度。
【０１２７】
〈メカニズム〉
本実施の形態に係る面状光源装置の正面輝度が高くなった理由は、以下の（メカニズム１）〜（メカニズム４）に示す光路（光）が存在ためと考えられる。これらの光路の存在は、上記した条件によるシミュレーションを繰り返し行い、本願発明者らが見いだしたものである。
【０１２８】
（メカニズム１）
屈折率にもよるが、角度θが２５度以上４５度以下の範囲の凸部１３が設けられたプリズムシート１では、図１３に示すように、ある凸部１３から出射された光が、隣接する凸部１３の斜面１３ｂでフレネル反射し、正面方向へ進む光がある。
したがって、反射特性を考慮せずに設計した場合よりも大きな角度θとした場合でも、正面輝度を高くすることができたと考えられる。
【０１２９】
（メカニズム２）
角度θが４５度近辺の凸部１３が設けられたプリズムシート１では、下記条件を備えた光も正面方向へ出射される。
・図１４（ｂ）に示すように、光入射面１１に投影した光の進行方向が隣接する凸部同士の頂部を結ぶ直線と概略一致する光ＬＡ。
・図１４（ａ）の断面図において、上記光ＬＡは、斜面１３ｂ−１に入射する光。
・図１４（ａ）の断面図において、光ＬＡは、入射する斜面１３ｂ−１とは反対側の斜面１３ｂ−２に入射されて正面方向へ屈折される光ＬＢと、斜面１３ｂへの入射角が概略同じ光。
【０１３０】
上記光ＬＡは、斜面１３ｂ−１で全反射し、斜面１３ｂ−２から外部へ出射される。そして、光ＬＡは、隣接する凸部１３に入射し、入射した斜面１３ｂ−３とは反対側の斜面１３ｂ−４によって全反射されて、反射電極２４側へ進む。
ここで、上記条件を備えた光ＬＡの、図１４（ａ）の断面図における二つの凸部１３Ａ、１３Ｂ間の光の進行方向を計算した結果、光ＬＡの進行方向は、光入射面１１と概略平行になることが分かった。また、凸部１３Ａ、１３Ｂをはじめ、プリズムシート１は、全体が概略均一な屈折率にされているため、光ＬＡの斜面１３ｂ−１での入射角と斜面１３ｂ−４での出射角はほぼ同じになる。したがって、反射電極２４で反射された光ＬＡ’は、図１４（ａ）の断面図において光ＬＡと概略平行になる。そして、光ＬＡ’は、斜面１３ｂ−２や１３ｂ−４と同じ側の斜面１３ｂ−６に入射すれば、正面方向へ出射される。
また、凸部１３Ａから外部へ出射した光ＬＡは、凸部１３Ｂの斜面１３ｂ−３においてフレネル反射するが、このフレネル反射した光ＬＡ”も正面方向へと進むことが計算の結果分かった。
これらの光路が存在するため、本実施の形態によるプリズムシート及び面状光源装置は、角度θが４５度前後で最も正面輝度が高くなったと考えることができる。
【０１３１】
（メカニズム３）
角度θが４５度近辺の凸部１３が設けられたプリズムシート１では、下記条件を備えた光も正面方向へ出射される。
・図１５（ａ）の断面図において、光ＬＣは、斜面１３ｂ−７に入射する光。
・図１５（ａ）の断面図において、光ＬＣは、入射する斜面１３ｂ−７とは反対側の斜面、若しくは隣り合う斜面１３ｂ（以下１３ｂ−８）に入射されて正面方向へ屈折される光ＬＤと、斜面１３ｂ−７への入射角が概略同じ光。
・図１５（ｂ）の正面図において、光ＬＣの進行方向は、隣接する凸部１３の頂部を結ぶ直線と一致しない。
【０１３２】
図１５の断面図において、光上記光ＬＣのうちのいくつかの光は、斜面１３ｂ−７で全反射されると、入射面１１と概略平行になるものが存在することがシミュレーションの結果分かった。このような光は、凸部１３における斜面１３ｂ−７と隣接する斜面、若しくは向かい合う斜面１３ｂ−８に入射すると、反射電極２４側へ反射される。この際の斜面１３ｂ−８と光の進行方向とがなす角度は、光ＬＣと斜面１３ｂ−７とがなす角度と概略同じになる。したがって、この光が反射電極２４で反射されて、斜面１３ｂ−８と同じ側の斜面１３ｂ−９に入射すれば、正面方向へ出射される（図中ＬＣ’）。
【０１３３】
なお、このメカニズムによる効果は、角錐の凸部１３を備えない、例えば図４に示すような従来のプリズムシートでは得られない。したがって、本実施の形態に係る面状光源装置は、従来のプリズムシートを備えた面状光源装置よりも正面輝度を高くすることが可能になったと考えることができる。
【０１３４】
（メカニズム４）
例えば、屈折率が１．６４のプリズムシートにおいて角度θが５２．５度近辺で正面輝度比が高くなったり、屈折率が１．４０のプリズムシートにおいて角度θが５１度近辺で正面輝度比が高くなったりしたのは、これらのプリズムシートが以下の条件を備えているためと考えられる。
・光入射面１１に投影した光の進行方向が隣接する凸部同士の頂部を結ぶ直線と概略一致する光ＬＥ。
・図１６の断面図において、上記光ＬＥは、斜面１３ｂ−１０に入射する光。
・図１６の断面図において、光ＬＥは、入射する斜面１３ｂ−１０とは反対側の斜面１３ｂ−１１に入射されると正面側へ出射される光ＬＦと概略平行に進む光。
【０１３５】
図１６（ａ）に示すように、上記光ＬＥは、斜面１３ｂ−１０で全反射し、斜面１３ｂ−１１によって反射電極２４側へ反射される。
ここで、上記条件を備えた光ＬＥの、図１６の断面図における斜面１３ｂ−１０〜１３ｂ−１１間の（斜面１３ｂ−１０で反射後の）光の進行方向を計算した結果、光ＬＤの進行方向は、光入射面１１と概略平行になることが分かった。そのため、光ＬＥの斜面１３ｂ−１０での入射角と斜面１３ｂ−１１での出射角はほぼ同じになる。したがって、図１６（ｂ）に示すように、反射電極２４で反射された光ＬＥ’は光ＬＥと概略平行になる。光ＬＥ’は、斜面１３ｂ−１１同じ側の斜面１３ｂ−１３に入射すれば、正面方向へ出射される。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態に係るプリズムシート１及び面状光源装置は、光を正面方向へ出射させる光路が、従来のプリズムシートや面状光源装置よりも多いために、正面輝度が高くなったと考えることができる。
【０１３７】
換言すると、本実施の形態に係るプリズムシートには、以下の光路が従来のプリズムシートよりも多数存在するために、前記したような極めて優れた光学特性を奏すると考えることができる。
その光路とは、他の斜面１３ｂ（仮に１３ｂ−Ａと称す）に入射すれば正面方向へ出射される光と同一進行方向へ進む光が、斜面１３ｂ−Ａとは異なる斜面１３ｂ（仮に１３ｂ−Ｂと称す）に入射し、斜面１３ｂ−Ｂによって反射や屈折されて、光入射面１１と概略平行方向へ進む光路のことである。この光路を進む光は、斜面１３ｂ−Ｂ以外の斜面１３ｂ（仮に斜面１３ｂ−Ｃと称す）によって反射電極２４側へ反射される。そして反射電極２４によってプリズムシート側へ反射される。ここで反射された光は、一番はじめに斜面１３ｂ−Ａに入射した際の、斜面１３ｂ−Ａに対する進行方向がなす角度とほぼ同一の角度に進む光となる。したがって、この光が、斜面１３ｂ−Ｂと同じ側にある（平行な）斜面１３ｂに入射することによって正面方向へ出射される。
【０１３８】
また、第一の面状照明装置及び第一のプリズムシート１は、反射電極２４が、光出射面２５（光入射面１１）に対して傾いていても良好な効果を示すことも分かった。以下に実施例を示す。
【０１３９】
〈実施例６〉
以下の点を変形した以外は、実施例１における面状光源装置と同様に構成した面状光源装置を設計し、実施例１と同様にシミュレーションした。結果を表７に示す。
・実施例１における面上光源装置において、反射電極２４の一端（一辺）を固定し、他端の位置を動かした。この動かした量は、実施例１における反射電極２４の位置を傾斜角度０度として角度で示した。
・角度θは３５度とした。
【０１４０】
【表７】
2005055481.tif 000010
【０１４１】
〈実施例７〉
実施例７では、角度θを４０度にしたこと以外は実施例６と同様に面状光源装置を設計・変更し、実施例１と同様にシミュレーションを行った。結果を表８に示す。
【０１４２】
【表８】
2005055481.tif 000011
【０１４３】
〈実施例８〉
実施例８では、角度θを４３度にしたこと以外は実施例６と同様に面状光源装置を設計・変更し、実施例１と同様にシミュレーションを行った。結果を表９に示す。
【０１４４】
【表９】
2005055481.tif 000012
【０１４５】
〈実施例９〉
実施例９では、角度θを４５度にしたこと以外は実施例６と同様に面状光源装置を設計・変更し、実施例１と同様にシミュレーションを行った。結果を表１０に示す。
【０１４６】
【表１０】
2005055481.tif 000013
【０１４７】
〈実施例１０〉
実施例１０では、角度θを５２．５度にしたこと以外は実施例６と同様に面状光源装置を設計・変更し、実施例１と同様にシミュレーションを行った。結果を表１１に示す。
【０１４８】
【表１１】
2005055481.tif 000014
【０１４９】
（評価）
反射電極２４の傾斜角度を大きくすればするほどプリズムシート１に入射される反射光の量は少なくなるにも関わらず、実施例６〜実施例１０からも明らかなように、反射電極２４を傾斜させても、傾斜角度０度の場合と同等の正面輝度比が得られることが分かった。
【０１５０】
実施例６から明らかなように、角度θが３５度の場合には、傾斜角度が０度を超えて１５度を超えない範囲では、傾斜角度が０度の場合とほぼ同等の光学性能が得られることが判った。また、傾斜角度が０度を超えて２５度以下の範囲でも、傾斜角度が０度の場合を基準として正面輝度比が８３％以上の極めて優れた光学性能が得られることが分かった。
【０１５１】
実施例７から明らかなように、角度θが４０度の場合には、傾斜角度が０度を超えて１５度を超えない範囲では、傾斜角度が０度の場合とほぼ同等の光学性能が得られることが判った。また、傾斜角度が０度を超えて２５度以下の範囲でも、傾斜角度が０度の場合を基準として正面輝度比が８３％以上の極めて優れた光学性能が得られることが分かった。
【０１５２】
実施例８から明らかなように、角度θが４３度の場合には、傾斜角度が０度を超えて１０度を超えない範囲では、傾斜角度が０度の場合を基準として正面輝度比が８８％以上の極めて優れた光学性能が得られることが分かった。
【０１５３】
実施例９から明らかなように、角度θが４５度の場合には、傾斜角度が０度を超えて１０度を超えない範囲では、傾斜角度が０度の場合を基準として正面輝度比が８１％以上と極めて優れた光学性能が得られることが分かった。また、傾斜角度が０度を超えて２５度以下の範囲内では、傾斜角度が０度の場合を基準として正面輝度比が６７％以上と優れた光学性能が得られることが分かった。
【０１５４】
実施例１０から明らかなように、角度θが５２．５度の場合には、傾斜角度が０度を超えて２５度以下の範囲では、傾斜角度が０度の場合と同等か、同等以上の正面輝度比が得られることが分かった。
【０１５５】
このように、上記したような条件によりシミュレーションを行っても、傾斜角度が０度を超えて２５度以下の範囲、特に０度を超えて１０度以下の範囲では、傾斜角度が０度の場合と比べても同等程度の光学性能が得られることが分かった。
【０１５６】
このことから、少なくとも反射電極２４の表面に、複数の凹凸を設けた面状光源装置は、極めて優れた光学性能を備えると言い得る。凹凸を設けることで有機ＥＬ素子３から出射される光の量が、凹凸が設けられていない有機ＥＬ素子よりも多くなり、かつ、プリズムシート１によって正面輝度を高くできるからである。
【０１５７】
なお、以上の実施例では、プリズムシート等に対して反射電極２４を傾けたが、反射電極２４に対してプリズムシートを傾けても前記同等の効果が得られることは当然である。
【０１５８】
上記第一の面状照明装置及び第一のプリズムシートを以下のように変形しても、前記したような、反射特性を考慮せずに設計されたプリズムシートでは得られない、実質的に優れた光学特性を有する面状照明装置やプリズムシートが得ることができる。
以下に、変形例を詳細に説明する。なお、これらの変形例は、互いが矛盾しない範囲内において、組み合わせて具現化することもできる。
【０１５９】
〈変形例１：凸を正四角錐以外の角錐にする〉
第一のプリズムシートにおける凸部１３を、正四角錐以外の角錐にしてもよい。これは、前記したように、第一のプリズムシートが実質的に特定方向の輝度を極めて高くできるのは、凸部の斜面１３ｂが前記したいずれかの角度範囲内にあるためである。したがって、凸部１３の斜面１３ｂを、前記したいずれかの角度範囲内になるように設定すれば、凸部１３の形状を、正四角錐以外の角錐、例えば三角錐、正三角錐、四角錐、六角錐、正六角錐等の角錐に変形しても前記同等の光学特性を得ることができる。
【０１６０】
なお、この際、角錐を構成する斜面の少なくとも一面が前記した範囲内にあれば前記した作用が得られる。また、好ましくは角錐を構成するすべての斜面を前記した角度範囲内になるように設計すれば、極めて良好な光学特性を備えたプリズムシート及び面状照明装置が得られる。
【０１６１】
また、正四角錐以外の角錐にする場合であっても、前記したように、光入射面の反対側に凸である角錐を敷き詰めた方が、より高い光路変換特性が得られる。したがって、角錐の中でも、正三角錐、正四角錐、四角錐、六角錐及び正六角錐は、それぞれの底辺が隣り合う角錐の底辺の一つと共通になるように配置できるために好ましい。
【０１６２】
なお、透明板を切りだして凸部１３を作製する場合には、凸部１３の形状を正四角錐とした方が、他の形状とした場合よりも切りだす回数が少なくてすむため、凸部の形状は正四角錐が好ましい。
【０１６３】
〈変形例２：角錐台等にする〉
前記シミュレーション結果からも明らかなように、第一のプリズムシート１が前記したような実質的に良好な光路変換特性が得られる理由は、凸部１３である角錐の斜面１３ｂの角度を前記したいずれかの角度範囲内に設定したためである。したがって、前記した角度範囲内の斜面を有する凸部にすれば、良好なプリズムシートが得られる。つまり、凸部を角錐台にしたり、角錐の一部の斜面を曲面にしたりしても、前記角度範囲内に設定された斜面を有していれば、前記した、反射特性を考慮せずに設計されたプリズムシートでは得られない、従来とは構成の異なる、優れた光学効果を有するプリズムシート及び面状照明装置を得ることができる。
【０１６４】
図６に示す、光入射面の法線１１Ｈとのなす角度θが４５度の場合における条件において、凸部を正四角錐に代えて正四角錐台にしたこと以外は同一の条件で上記同様にシミュレートした。結果を図７のグラフに示す。このグラフは、横軸に角錐台の底面１３ａと上面１３ｃとの面積比を示し、縦軸に有機ＥＬ素子２の正面輝度を基準にした正面輝度比を示す。
図７からも明らかなように、凸部の形状を正四角錐台にしても、前記同様に優れた光路変換機能や集光機能等の光学特性が得られることが分かった。
【０１６５】
また、凸部の形状を、前記した角度範囲内の斜面を少なくとも一面有する他の角錐台にしても、前記同様に優れた光学特性を得ることができる。
さらに、凸部のすべての斜面について前記した角度範囲内に設定した角錐台とすれば、前記同様に優れた光学特性を有するプリズムシート及び面状照明装置を得ることができる。
以上のように、従来とは全く異なる構成であっても、従来と同等以上の光学特性を得ることができることが分かった。
【０１６６】
〈変形例３：円錐にする〉
上記表２から明らかなように、図３に示すようにプリズムシートの凸部の形状を円錐にしても、反射特性を考慮していない従来の設計のプリズムシート及び当該プリズムシートを備えた面状照明装置では得ることのできない光学特性を得ることができることが分かった。
【０１６７】
具体的には、下記（２２−１）の角度範囲に、光入射面の法線１１Ｈと凸部（円錐）１４の稜面１４ｂとがなす角度を設定すれば、反射特性を考慮しない場合に最大の正面輝度が得られる上記角度が２５度の円錐を有するプリズムシートよりも高い正面輝度を得ることが分かった。つまり、凸部１４を、光入射面の法線１１Ｈに対して、下記の角度範囲内の角度を備えた稜面を有する円錐形状にすれば、実質的に良好な光学特性を得ることができることが分かった。なお、稜面とは、円錐を構成する面の内、底面以外の面のことを言い、角錐における斜面に相当する。
（２２−１）４２．５度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
【０１６８】
凸部の稜面１４ｂと光入射面の法線１１Ｈとがなす角度を下記（２２−２）〜（２２−４）のいずれかの角度範囲内になるように設定しても、前記同様に、反射特性を考慮せずに設計されたプリズムシートを用いた面状照明装置よりも優れた光学特性を備えた面状照明装置を提供できることが分かった。
（２２−２）４２．５度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（２２−３）４４度以上５５度を超えない範囲の角度。
（２２−４）４４度以上５０度以下の範囲の角度。
【０１６９】
また、下記（２３−１）〜（２３−４）のいずれかの角度範囲に、光入射面の法線１１Ｈと凸部（円錐）の稜面１４ｂとがなす角度を設定すれば、図４に示す面状照明装置（正面輝度比１．３０）よりも高い光学特性を有するプリズムシートが得られることが分かった。つまり、従来よりも良好な光学特性を有するプリズムシートが得られ、また、特定の方向の輝度が他の方向の輝度よりも高い面状照明装置を得ることができることが分かった。
（２３−１）４０度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
（２３−２）４０度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（２３−３）４２．５度以上５５度を超えない範囲の角度。
（２３−４）４２．５度以上５０度以下の範囲の角度。
【０１７０】
さらに、反射特性を考慮していない従来の設計では採用されることのない下記（２４−１）〜（２４−４）のいずれかの角度範囲内に、光入射面の法線１１Ｈと稜面１４ｂとがなす角度を設定しても、有機ＥＬ素子の正面輝度よりも高い正面輝度にする、十分な集光特性を備えたプリズムシート及び面状照明装置を提供できることが分かった。
（２４−１）３０度を超えて５５度を超えない範囲の角度。
（２４−２）３０度を超えて５０度以下の範囲の角度。
（２４−３）３５度以上５５度を超えない範囲の角度。
（２４−４）３５度以上５０度以下の範囲の角度。
【０１７１】
なお、プリズムシートの屈折率を１．５０以外の値にした場合についてもシミュレートしたところ、前記シミュレーション結果と同様に、上記θを、反射特性を考慮せずに設計したプリズムシートよりも、この値よりも大きな値にしたプリズムシートの方が優れた光学特性を備えていることが分かった。
【０１７２】
さらに、屈折率が１．４０、１．６０、１．６４のプリズムシートについての前記同様のシミュレーション結果、及び屈折率が１．５０のプリズムシートについての  表１に示すシミュレーション結果から、一般的に用いられる屈折率１．４０〜１．６４の範囲内の屈折率を有するプリズムシートでは、少なくとも下記のことが言い得ることが分かった。
【０１７３】
（ｖｉｉｉ）光入射面の法線１１Ｈと凸部１４の稜面１４ｂとがなす角度（以下適宜「θ’」と表記する。）が４２．５度を超えて５５度を超えない範囲のいずれかの角度に設定されたプリズムシートは、反射特性を考慮せずにθ’が１７度〜３４度のいずれかの最適値に設計されたプリズムシートよりも優れた光学特性（光路変換特性、集光特性）を示す。
【０１７４】
（ｉｘ）θ’が４０度を超えて５５度を超えない範囲のいずれかの角度に設定されたプリズムシートを備えた面状照明装置は、前記した図４に示す従来のプリズムシートを一枚用いた面状照明装置よりも正面輝度が高くなる。つまり、上記範囲内のいずれかの角度にθ’が設定されたプリズムシートは、上記条件において正面輝度比を１．３０程度以上とする、極めて優れた光学特性を備えている。
【０１７５】
（ｘ）θ’が３５度以上５５度を超えない範囲のいずれかの角度に設定された、反射特性を考慮していない従来の設計（θ’＝１７〜３４度）では採用されることのないプリズムシートも、有機ＥＬ素子の正面輝度よりも高い正面輝度にする、十分な集光特性を備えている。
【０１７６】
なお、角錐の凸部の場合と同様に、屈折率が上記範囲外であっても、θ’が上記範囲内に設計されたプリズムシートは、上記同様に優れた光学特性を示し、当然、好適に用いることができる。
【０１７７】
〈変形例４：円錐台にする〉
変形例２と同様の理由で、凸部の形状を円錐台にしても、前記したような良好な光学特性を得ることができる。これにより、従来のプリズムシート及び面状照明装置と同等以上の光学特性が得られる、従来とは構成の異なるプリズムシート及び面状照明装置が得られることが分かった。
【０１７８】
〈変形例５：各凸の大きさを不均一にする、敷き詰めずに配置する〉
前記したように、凸部の形状を、光入射面の法線に対する角度が、上記した角度範囲内の斜面を有する角錐、角錐台、円錐又は円錐台にすれば、前記した良好な光学特性が得られるため、凸部の形状が少なくとも他の凸部の形状と異なるプリズムシートや、凸部の底辺／底面同士が接していないプリズムシートや、凸部の底辺同士が共通でないプリズムシートであっても、前記した光路変換特性を得ることができる。
例えば、図８に示すように、大きさが異なる正四角錐の凸部１３を有するプリズムシートや、図９に示すように四角錐と正四角錐の凸部１３を有するプリズムシートや、図１０に示すように正四角錐同士が離れている凸部１３を有するプリズムシートであっても、各凸部１３が、少なくとも一つの斜面１３ｂの、光出射面の法線１１Ｈとの角度が、上記した範囲内の角度範囲にあれば、前記同様の光路変換特性を得ることができる。なお、第一のプリズムシートは、すべての凸部１３の斜面１３ｂが、光出射面１１の法線に対する角度が上記した範囲内の角度範囲にあると、極めて優れた光学特性を備えることができるため好ましい。
【０１７９】
なお、本明細書においては、いずれの斜面も上記角度範囲内にない角錐や角錐台、円錐、円錐台である凸部をごく一部に備えたプリズムシートも、上記実施の形態におけるプリズムシートと言う。ほとんどの凸部が上記条件を満たしていれば、前記した光学特性を得ることができるからである。
【０１８０】
〈変形例６：他の面状発光素子を用いる〉
面状発光素子としては、等方向出射特性及び反射特性を備えていれば、有機ＥＬ素子以外の素子を用いることも当然に可能であり、例えば無機電界発光素子や、導光板方式の面状発光素子等を採用することもできる。
また、有機ＥＬ素子としても、図１に示したボトムエミッション型のものに限定されず、例えばトップエミッション型のものや、透明基板の端部から光を出射するものなどとしてもよい。
出射光の波長も適宜設定することができる。
【０１８１】
なお、本実施の形態に係るプリズムシートは、上記出射特性を備えた面状発光素子用に限定されることはなく、他の出射特性を備えた面状発光素子に用いることも当然に可能である。
一方、前記同様にシミュレーションを行った結果、上記した角度範囲内で設計されたプリズムシートは、光取出面の法線を基準にして４５度の方向の光束が最も多い面状発光素子だけでなく、光取出面の法線を基準にして３０度以上６０度以下のいずれかの方向の光束が最も多い面状発光素子についても、極めて高い光学特性を示すことが分かった。
【０１８２】
〈変形例７：表示装置のバックライトとして組み込む〉
第一の面状照明装置を表示装置のバックライトとして組み込めば、第一の面状照明装置の正面輝度が極めて高いために、極めて鮮明な表示を行える表示装置を提供できる。
表示装置の表示パネルとしては、例えば透過型の液晶表示パネルや半透過型の液晶表示パネルなど、公知の表示パネルを採用することができる。
【０１８３】
〈変形例８：第一のプリズムシートと有機ＥＬ素子とを密着させる〉
上記実施の形態においては、第一のプリズムシート１と有機ＥＬ素子２との間に空間を設けたが、両者を密着させてもよい。両者を密着させれば、有機ＥＬ素子２の光取出面２５と素子外部（一般には空気）との境界面で素子内部に全反射されてしまう光の一部又は全部を、第一のプリズムシート１を介して外部に取り出すことができる。
【０１８４】
〈変形例９：その他の光学部材を配置する〉
第一のプリズムシート及び有機ＥＬ素子以外の公知の光学部材も適宜採用できる。例えば、第一の面状照明装置においてさらに拡散板を採用することもできる。
【０１８５】
〈変形例１０：プリズムシートを複数枚使用する〉
第一のプリズムシートを複数枚重ねて使用してもよい。
【０１８６】
以上の変形例は、互いに矛盾しない範囲で適宜組み合わせることもできる。
次に、第二の実施の形態に係る面状照明装置（第二の面状照明装置）について説明する。
【０１８７】
［第二の面状照明装置］
第二の面状照明装置は、図１１に示す、光入射面とは反対側（光出射側）に、光入射面１１を基準にして凹んだ複数凹部１５を備え、凹部１５の形状が正四角錐である第二のプリズムシート１’を用いた点以外は第一の面状照明装置と同等に構成されている。つまり、凹部１５（正四角錐）の斜面１５ｂは、光入射面１１の法線１１Ｈとのなす角度が、上記したいずれかの角度範囲内に設定されている。また、凹部１５の底面１５ａは、光入射面１１と概略平行な仮想平面上に設定されている。
この構成であっても、第二のプリズムシート１’は、光入射面１１の法線１１Ｈに対して上記した角度範囲内にある斜面１５ｂを備えているため、前記同様の光学特性が得られる。
【０１８８】
また、第二の面状照明装置は、第一の面状照明装置と同等に変形することができる。したがって、凹部形状を正四角錐以外の角錐にしたり、角錐台にしたり、円錐にしたり、円錐台にしたりすることもできる。
【０１８９】
なお、第一〜第二のプリズムシートを組み合わせたプリズムシートにすることもできる。例えば、図１２に示すように、光出射側１２に、凸部１３及び凹部１５を設けてもよい。凸部１３及び凹部１５は、前記したように、光入射面１１の法線に対する角度が前記した範囲内にある斜面を有しているため、前記同等の光学特性が得られる。また、従来にはない構成のプリズムシート及び面状照明装置を得ることができる。
【０１９０】
【発明の効果】
上記説明からも明らかなように、本発明によれば、光路変換特性、特に集光特性が実質的に高い、優れた光学特性を有する光学素子を提供することができる。また、本発明によれば、図１７や図１９に示すような従来の光学素子とは異なる構成の光学素子を提供し、さらに、この従来の光学素子と同等以上の光学特性を備えた光学素子を提供することができる。
【０１９１】
本発明によれば、正面方向等、特定方向への光束の多い照明装置を提供することができる。
【０１９２】
本発明によれば、正面方向等、特定方向への光束の多い照明装置をバックライトとしてそなえ、鮮明な表示が可能な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の面状照明装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】第一の面状照明装置における第一のプリズムシート（光学素子）の構造を説明するための拡大平面図及び断面図である。
【図３】本実施の形態に係る他のプリズムシートの構造を説明するための拡大平面図及び断面図である。本図に示すプリズムシートは、光入射面１１と反対側に円筒型状の凸部が六方最密配置されている。
【図４】第一の面状照明装置及び第一のプリズムシートの特性と比較するために設計した、従来の面状照明装置の分解斜視図である。
【図５】第一の面状照明装置及び第一のプリズムシートの特性と比較するために設計した、第二の従来の面状照明装置の分解斜視図である。
【図６】第一のプリズムシートの変形例を示す断面図である。本図に示すプリズムシートは、光入射面１１の反対側に、正四角錐台の凸部１３が敷き詰められている。
【図７】第一の面状照明装置と、図６に示すプリズムシートを備えた面状照明装置との特性を比較したグラフである。本グラフには、図６に示す正四角錐台の凸部１３の底面に対する上面の面積を変えた場合の輝度相対比を示している。
【図８】第一のプリズムシートの他の変形例を示す拡大平面図及び断面図である。
【図９】第一のプリズムシートのその他の変形例を示す拡大平面図及び断面図である。
【図１０】第一のプリズムシートのその他の変形例を示す拡大平面図及び断面図である。
【図１１】第二の面状照明装置における第二のプリズムシートの構造を説明するための拡大平面図及び断面図である。
【図１２】本実施の形態に係るプリズムシートの他の変形例を示す拡大平面図及び断面図である。
【図１３】第一の実施の形態に係るプリズムシート及び面状照明装置の光取出メカニズムを説明するための第１の図である。
【図１４】第一の実施の形態に係るプリズムシート及び面状照明装置の光取出メカニズムを説明するための第２の図である。
【図１５】第一の実施の形態に係るプリズムシート及び面状照明装置の光取出メカニズムを説明するための第３の図である。
【図１６】第一の実施の形態に係るプリズムシート及び面状照明装置の光取出メカニズムを説明するための第４の図である。
【図１７】従来の表示装置を説明するための第一の分解斜視図である。
【図１８】従来の表示装置を説明するための第二の分解斜視図である。
【図１９】従来の表示装置を説明するための第三の分解斜視図である。
【図２０】図１９に示す表示装置のプリズムシートの構造を説明するための拡大平面図及び断面図である。
【図２１】反射特性を考慮していない従来の設計における、図２０に示すプリズムシート内の光の軌跡をスネルの法則に基づいて記した断面図である。
【図２２】反射特性を考慮していない従来の設計における、図２０に示すプリズムシート内の光の軌跡をスネルの法則に基づいて記した第二の断面図である。
【符号の説明】
１：プリズムシート
１１：光入射面（光入射側）
１２：光出射側（光出射面）
１３、１４：凸部
１３ａ：凸部の底面
１３ｂ：凸部の斜面
１４ｂ：凸部の稜面
１５：凹部
１５ａ：凹部の底面
１５ｂ：凹部の斜面
２：有機ＥＬ素子
２１：透明基板
２２：透明電極
２３：有機層
２４：反射電極
１０ａ、１０ｂ、４００、４００ａ、４００ｂ、４０１：従来のプリズムシート
１１０ａ、１１０ｂ、４０１ａ：光入射面
４０１ｂ：斜面
１３０ａ、１３０ｂ：三角柱のプリズム
１３０ａ−１：プリズム１３０ａの斜面
１００：光源（冷陰極管）
２００：反射箱体
３００：拡散板
５００：液晶表示パネル
【図１】
2005055481.tif 000015
【図２】
2005055481.tif 000016
【図３】
2005055481.tif 000017
【図４】
2005055481.tif 000018
【図５】
2005055481.tif 000019
【図６】
2005055481.tif 000020
【図７】
2005055481.tif 000021
【図８】
2005055481.tif 000022
【図９】
2005055481.tif 000023
【図１０】
2005055481.tif 000024
【図１１】
2005055481.tif 000025
【図１２】
2005055481.tif 000026
【図１３】
2005055481.tif 000027
【図１４】
2005055481.tif 000028
【図１５】
2005055481.tif 000029
【図１６】
2005055481.tif 000030
【図１７】
2005055481.tif 000031
【図１８】
2005055481.tif 000032
【図１９】
2005055481.tif 000033
【図２０】
2005055481.tif 000034
【図２１】
2005055481.tif 000035
【図２２】
2005055481.tif 000036