(57)【要約】【課題】一様な面発光の実現、および、正面輝度の確保を両立することが可能な面発光装置を提供する。【解決手段】この面発光装置は、透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、面発光パネル１１０と散乱部材１４０とは光学的に密着している。【選択図】図１
2016178021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明部材と、前記透明部材側に発光する発光部と、非発光部とを有する面発光パネルと、
前記透明部材を挟んで、前記発光部とは反対側に設けられる散乱部材と、を備え、
前記透明部材内における光強度の前記発光部の面法線に対する角度依存性が、前記発光部の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、
前記透明部材内における光強度の前記発光部の面法線に対する角度依存性が、前記発光部と前記非発光部との境界付近の前記発光部において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、
前記面発光パネルと前記散乱部材とは光学的に密着している、
面発光装置。
【請求項２】
前記透明部材と前記散乱部材との間に導光部材が設けられている、請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
少なくとも前記非発光部に対応する位置において、前記導光部材と前記散乱部材とが光学密着している、請求項２に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記発光部の発光部中心において発生した光の前記透明部材内における光強度の前記発光部の面法線に対する角度依存性が、０度以上９０度以下の範囲において正面を含み２以上の極大を有している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の面発光装置。
【請求項５】
前記散乱部材の屈折率が前記導光部材の屈折率よりも低く、
前記導光部材の屈折率が前記透明部材の屈折率よりも高い、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトなどに利用される面発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面発光装置は、液晶ディスプレイのバックライトや看板照明のバックライト等、産業上広く使われている。面発光装置は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）や導光板付きＬＥＤ等の面発光パネルを複数枚配列させることで構成される。一方、面発光パネルは配線や封止あるいは制御回路掲載のため面発光パネルの一部に非発光部１１２を設ける必要がある。しかし、面発光パネルを配列させて大面積の面発光装置を形成する際には非発光部１１２が光のムラ（輝度ムラ）となって目立ってしまう課題がある。そこで、面発光パネルを用いた面発光装置に存在する輝度ムラを低減する技術は重要である。
【０００３】
面発光装置に存在する輝度ムラを低減する技術が、たとえば、特開２００５−１５８６６５号公報（特許文献１）、特開２００４−３１１１５３号公報（特許文献２）に開示されている。特許文献１には、透明部材を設け非発光部１１２上部にだけ光散乱を設ける技術が開示されている。特許文献２には、導光部材と蛍光部材とを設け、導光部材を伝搬する斜め成分の光を増加させる構成にすることで、非発光部１１２に到達するエネルギーを強くし蛍光発光させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５８６６５号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される輝度ムラを低減するための技術は、非発光部１１２の強度確保に課題がある。特許文献２に開示される発光効率を向上させる技術は、正面強度が低下する結果、輝度ムラが残留する課題、非発光部１１２、導光部材、および、蛍光部材の相互の位置関係が明確でなく、輝度ムラを低減するための構成が不明であるという課題がある。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、一様な面発光の実現、および、正面輝度の確保を両立することが可能な面発光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】
この面発光装置においては、透明部材と、上記透明部材側に発光する発光部と、非発光部とを有する面発光パネルと、上記透明部材を挟んで、上記発光部とは反対側に設けられる散乱部材と、を備える。
【０００８】
前記透明部材内における光強度の上記発光部の面法線に対する角度依存性が、上記発光部の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、上記透明部材内における光強度の上記発光部の面法線に対する角度依存性が、上記発光部と上記非発光部との境界付近の上記発光部において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、上記面発光パネルと上記導光部材とは光学的に密着している。
【０００９】
他の形態においては、上記透明部材と上記散乱部材との間に導光部材が設けられている。
【００１０】
他の形態においては、少なくとも上記非発光部に対応する位置において、上記導光部材と上記散乱部材とが光学密着している。
【００１１】
他の形態においては、記発光部の発光部中心において発生した光の上記透明部材内における光強度の上記発光部の面法線に対する角度依存性が、０度以上９０度以下の範囲において正面を含み２以上の極大を有している。
【００１２】
他の形態においては、上記散乱部材の屈折率が上記導光部材の屈折率よりも低く、上記導光部材の屈折率が上記透明部材の屈折率よりも高い。
【発明の効果】
【００１３】
この面発光装置によれば、一様な面発光の実現、および、正面輝度の確保を両立することが可能な面発光装置を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１における面発光装置の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１における面発光装置の発光部の中心において出射した光の光路を模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態１における面発光装置の発光部と非発光部との境界付近の発光部において出射した光の光路を模式的に示した断面図である。
【図４】実施の形態２における面発光装置の構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態３における面発光装置の構成を示す断面図である。
【図６】面発光装置の導光部材および散乱部材が存在しない場合に、透明部材から観測者側に放射される光の輝度の角度依存性を示す模式図である。
【図７】面発光装置の発光部で発光した光の透明部材内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性を示す模式図である。
【図８】面発光装置の面発光パネルにおける臨界角と屈折率１の空間（空気）に出射される光の成分との関係を示す模式断面図である。
【図９】実施の形態４の効果を説明するための模式図を示す。
【図１０】実施の形態４の他の形態を模式的に示した図である。
【図１１】有機ＥＬ発光パネル（ボトムエミッション）の構成を模式的に示す図である。
【図１２】実施例における有機ＥＬ発光パネルの断面構造を示す図である。
【図１３】実施例における機能層の構成を示す図である。
【図１４】実施例における配光の特定条件を満たす構成例（「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」）を示す図である。
【図１５】実施例における配光の特定条件を満たす構成例（「透明部材内における光強度の発光部の面法線に対する角度依存性が０度以上９０度以下の範囲に正面を含み２以上の極大を有する」）を示す図である。
【図１６】他の実施例における膜厚と光学定数の関係を示す図である。
【図１７】他の実施例における配光の特定条件を満たす構成例（「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」）を示す図である。
【図１８】他の実施例における配光の特定条件を満たす構成例（「透明部材内における光強度の発光部の面法線に対する角度依存性が０度以上９０度以下の範囲に正面を含み２以上の極大を有する」）を示す図である。
【図１９】発光部中心付近における、電子輸送層（ＥＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合の相対強度と角度依存性との関係を示す図である。
【図２０】非発光部と発光部の境界付近における、電子輸送層（ＥＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合の相対強度と角度依存性との関係を示す図である。
【図２１】発光部中心付近における、正孔輸送層（ＨＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合の相対強度と角度依存性との関係を示す図である。
【図２２】非発光部と発光部の境界付近における、正孔輸送層（ＨＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合の相対強度と角度依存性との関係を示す図である。
【図２３】実施の形態５の面発光装置を示す断面図である。
【図２４】実施の形態５における望ましい「非発光部と発光部の境界付近」の状況を示す断面図である。
【図２５】具体的な幅Ｌについて計算した結果を示す図である。
【図２６】具体的な発光部および非発光部の形状が四角形状で、中心位置ＣＰは重心位置であることを示す図である。
【図２７】具体的な発光部および非発光部の形状が三角形状で、中心位置ＣＰは重心位置であることを示す図である。
【図２８】具体的な発光部および非発光部の形状が六角形状で、中心位置ＣＰは重心位置であることを示す図である。
【図２９】凸形状構造として、円錐、角錐等の凸形状を用いて光を屈折させることができることを説明する原理を示す図である。
【図３０】屈折率ｎ１の媒質から入射し光学シートの外の屈折率ｎ３へ出射するまでを光線で追跡した結果をに示す。
【図３１】プリズム（凸形状構造の一例）の頂角を変化させることで垂直に入射した光線が光学シートを出射する角度を変化さられることを示す図である。
【図３２】実施の形態６の面発光装置を示す断面図である。
【図３３】実施の形態７の面発光装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に基づいた各実施の形態における面発光装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、実施の形態の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
【００１６】
（実施の形態１）
図１を参照して、本実施の形態における面発光装置１００の構成について説明する。図１は、面発光装置１００の構成を示す断面図である。図１中のハート型の形状および楕円型の形状は、発光パネルの配光分布を示している（以下の実施の形態でも同様である）。本実施の形態における面発光装置１００は、透明部材１１３と、透明部材１１３側に発光する発光部１１１と、非発光部１１２とを有する面発光パネル１１０と、透明部材１１３を挟んで、発光部１１１とは反対側に設けられる散乱部材１４０とを備えている。
【００１７】
透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たしている。
【００１８】
透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たしている。この面発光装置１００によれば、一様な面発光の実現、および、正面輝度の確保を両立することが可能な面発光装置を提供することを可能とする。
【００１９】
次に、図２および図３を参照して、この面発光装置１００の作用効果について詳細に説明する。図２は、発光部１１１の中心において出射した光の光路を模式的に示した断面図、図３は、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において出射した光の光路を模式的に示した断面図である。
【００２０】
図２および図３を参照して、非発光部１１２に光を到達させるためには、発光部１１１の光の一部を反射させながら非発光部１１２に移動させる必要がある。このとき、発光部１１１の中心から伝搬させようとすると反射回数が多くなり、非発光部１１２に到達するエネルギーが少なくなって、効率的に損をする。一方、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１から非発光部１１２に向かう光の反射回数は少なく、エネルギー損失は少ない。
【００２１】
本実施の形態においては、発光部１１１の中心においては、透明部材内部において正面方向の強度が高く透明部材内における光強度の発光部の面法線に対する角度依存性が「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」という条件を満たしており、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近では透明部材内部において斜め方向の光が強く透明部材内における光強度の発光部の面法線に対する角度依存性が「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」という条件を満たしている。
【００２２】
この構成を採用することにより、非発光部１１２に到達しやすい領域のみで斜めに向かう成分を多くすることでエネルギー損失を抑え正面輝度を確保しつつ非発光部１１２に到達する光を確保することができる。
（実施の形態２）
次に図４を参照して、実施の形態２における面発光装置１００Ａｂの構成について説明する。図４は本実施の形態における面発光装置１００Ａｂの構成を示す断面図である。本実施の形態は、透明部材１１３を挟んで発光部１１１とは反対側に設けられる導光部材１３０を設けた以外は、図１に示す実施の形態１と同様である。
【００２３】
本実施の形態を効果的に実施するためには、導光部材１３０と透明部材１１３とが光学的に密着していることが必要である。光学的に密着とは、透明部材１１３と導光部材１３０との間に透明な接着材料が満たされていたり、真空貼り合わせにより気泡等が混入しない状態で密着していたりする状態を言う。たとえば、面発光パネル１１０の透明部材１１３が可塑性を有するために透明粘着フィルム、透明ゲル、透明光学接着剤などの部材を用いて導光部材１３０と密着しているとよい。
【００２４】
特に、透明部材１１３あるいは導光部材１３０と等しい屈折率の透明光学接着剤を用いた場合には、界面におけるフレネル反射の光学損失を低減できるため、より輝度均一化の効果が高くなる。
【００２５】
具体的な透明粘着フィルムの例としては、３Ｍ社製の「高透明性接着剤転写テープ、Optical Clear Adhesive Tape（ＯＣＡテープ）」が挙げられる。具体的な透明ゲルとしては、ウレタンゲルが例示される。さらに、透明光学接着剤としてはＮｏｒｌａｎｄ社製の、ＮＯＡ６８、ＮＯＡ６５、ＮＯＡ６３などが例示される。
【００２６】
このように、透明で可塑性を有する粘着部材を用いることで透明部材１１３と面発光パネル１１０との密着性を上げると同時に、界面のフレネル反射を抑制することができ、面発光装置１００の輝度ムラをより低減することができる。特に粘着部材の望ましい性質としては、透明部材１１３の屈折率ｎ１および導光部材１３０の屈折率ｎ２、粘着部材の屈折率をｎ３とした場合には、下記の（式１）の関係を満たすことが好ましい。
【００２７】
【数１】
2016178021.tif 000003
【００２８】
たとえば、面発光パネル１１０の透明部材１１３として樹脂を用いる場合は、屈折率ｎ１が略１．５であり、粘着部材の屈折率が式（１）を満たすｎ２＝１．４という値を取ることにより透明部材１１３を含む面発光パネル１１０から導光部材１３０へ入射する際の全反射の臨界角を７０度程度に抑えることができる。さらに、多くの光を（導光部材１３０および散乱部材１４０）視認側へ伝えることが可能になり輝度ムラ低減の効果が高くなる。同様に導光部材１３０と散乱部材１４０の界面についても、散乱部材の屈折率をｎ４とした場合に導光部材と散乱部材を接着する粘着部材の屈折率ｎ５は、下記の式２を満足することが望ましい。
【００２９】
【数２】
2016178021.tif 000004
【００３０】
光学密着することにより、透明部材内部の光のエネルギーをより効率的に非発光部１１２へ到達させることが可能になる。
【００３１】
（実施の形態３）
次に、図５を参照して、実施の形態３における面発光装置１００Ａの構成について説明する。図５は、本実施の形態における面発光装置１００Ａの構成を示す断面図である。
【００３２】
面発光装置を実施する上で、少なくとも非発光部１１２が対応する位置において、導光部材１３０と散乱部材１４０とは光学的に密着していることが望ましい。本実施の形態における面発光装置１００Ａは、非発光部１１２に対応する領域を含む位置において、導光部材１３０と散乱部材１４０とを光学的に密着させるために、導光部材１３０と散乱部材１４０とを、散乱部材１４０と等しい屈折率を持つ光学接着剤で接着した例である。
【００３３】
特に散乱部材１４０の接着においては、非発光部１１２に相当する位置からわずかに発光部１１１に重なるように光学接着剤を設けて散乱部材１４０と導光部材１３０を貼り合わせている。このようにすることで、導光部材１３０を横に伝搬する光が全反射によってより斜めに伝搬しやすくできる。その結果、非発光部１１２において導光部材１３０から散乱部材１４０へ到達する光を増加させて、非発光部１１２を目立たなくすることを可能としている。
【００３４】
ここで、図６および図７を参照して、「導光部材１３０と散乱部材１４０とが存在しない場合に透明部材１１３から導光部材１３０および散乱部材１４０が設けられる（観測者）側に放射される光の輝度の角度依存性」と「発光部１１１で発生した光の透明部材１１３内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性」の違いについて説明する。
【００３５】
図６は、導光部材１３０および散乱部材１４０が存在しない場合に、透明部材１１３から観測者側に放射される光の輝度の角度依存性を示す模式図、図７は、発光部１１１で発光した光の透明部材１１３内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性を示す模式図である。
【００３６】
図６を参照して、「導光部材１３０と散乱部材１４０とが存在しない場合に透明部材１１３から観測者側に放射される光の輝度の角度依存性」は、たとえば、図１に示す面発光装置１００（図５に示す面発光装置１００Ａにおいても同じ）において、導光部材１３０と散乱部材１４０とが存在せず面発光パネル１１０単体を屈折率１の空間（たとえば空気）に配置し、面法線に対して輝度の依存性を測定したものである。なお、図６および図７中において、ディテクタ６００により輝度または強度測定を行なう。輝度測定は、光電力の波長依存性に視感度をかけたものとしてＣＩＥ（国際照明委員会）の定義によって計算される。強度測定においては光強度をそのまま測定する。また、散乱部材に発光した光を吸収する蛍光粒子を混ぜることで、より均一な輝度を実現したり色補正を実現できたりするがその場合は蛍光部材の感度波長で強度の重み付けを行うと良い。
【００３７】
図７を参照して、「発光部１１１で発生した光の透明部材１１３内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性」は、面発光パネル１１０の発光部で発生した光が、透明部材１１３の内部でどのような角度に分布するかを測定した量である。
【００３８】
実験的には発光部１１１の面積よりも充分（たとえば１０倍）大きく、透明部材１１３と同じ屈折率を持つ半球レンズ７００を用意し、透明部材１１３と半球レンズ７００との間に屈折率がマッチングするマッチングオイルを充填して、発光面法線に対する光強度の角度依存性を測定する。また、前述した通り蛍光部材を散乱部材に混在させてもよいが、その場合、光強度は、蛍光の感度波長で重み付けがなされているとよい。
【００３９】
図８を参照して、面発光パネル１１０における臨界角と屈折率１の空間（空気）に出射される光の成分との関係について説明する。図８は、面発光パネル１１０における臨界角と屈折率１の空間（空気）に出射される光の成分との関係を示す模式断面図である。
【００４０】
透明部材１１３の内部における光強度の発光部１１１の面法線Ｌに対する角度依存性（以下単に角度依存性とする）と、透明部材１１３から観測者側に放射される光強度の角度依存性は、フレネル理論によって対応付けが可能である。
【００４１】
図８を参照して、透明部材１１３の内部を伝搬する光のうち、全反射がおこらない臨界角内部の光が透明部材１１３の外部に出射する。たとえば屈折率１．５の透明部材１１３の場合、臨界角は、ａｓｉｎ（１．０／１．５）＝４１．８度であるので、透明部材１１３の内部の強度分布で０から４１．８度の成分が、空気の０度から９０度の強度成分となる。なお、放射エネルギー密度を計算する際は立体角の変換分も考慮する必要がある。
【００４２】
上述の特許文献２においては、図６に示す測定量しか考慮しておらず、図７に示すような、実際に透明部材１１３内部における光強度の角度分布については未考察であった。すなわち特許文献２は、屈折率１．５の媒質における０度から４１．８度の成分しか考慮していなかったことに相当する。上述の実施の形態１、２においては、透明部材１１３内部を伝搬する光の角度分布に注目し、正面輝度を確保しつつ非発光部１１２の輝度ムラを低減する。
【００４３】
（実施の形態４）
図９および図１０は、本発明の実施の形態４における構成を模式的に示した図である。実施の形態４においては、透明部材１１３内における光強度の角度依存性は正面を含めて２以上の極大を有するように構成する。
【００４４】
図９および図１０においては、正面を含めて２個の極大を有する例である（−９０度から０度方向の角度も平面図では見えているので３個に見えるが０度から９０度で数えると２個である）。本実施の形態においては発光部１１１の非発光部１１２上の透明部材１１３の光出射側に位置する領域に、導光部材１３０と散乱部材１４０とが存在するように構成されている。透明部材１１３内で正面に向いている光Ｌ１は導光部材１３０を横切って散乱部材１４０に到達し散乱することで一定量の正面輝度を確保する。その結果、正面輝度を保ちつつ斜めに進む光の成分をより増やすことができる。
【００４５】
また、透明部材１１３内で斜め方向に向いている光Ｌ２は、導光部材１３０を介して横方向に導かれ、非発光部１１２の上面に相当する位置で散乱部材１４０に到達して散乱することで非発光部１１２の輝度も確保できる。特に本構成を採用することで、より深い角度の成分を多くすることができるので反射回数を低減でき、反射損失を少なくすることで、非発光部１１２に向かった光Ｌ２の損失を低減できる。
【００４６】
発光部１１１の中心において発光部１１１で発生した光の透明部材１１３内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性が０度から９０度までに正面を含み２以上の極大を有している以外は、図１から図３に示す実施の形態１または実施の形態２の場合と同様である。この構成を採用することで、発光部１１１の中心で発生する光の一部と、発光部１１１と非発光部１１２の境界付近の発光部１１１で発生する光の一部を効率的に利用し、非発光部１１２に到達する光の量を確保することが可能になる。図５に示す実施の形態３の構成に適用しても同様の効果が得られる。
【００４７】
以下に、本実施の形態における面発光装置１００，１００Ａを実施する上で、望ましい構成について詳細に述べる。
【００４８】
［透明部材１１３］
本実施の形態の面発光装置１００，１００Ａを実施するために用いられる透明部材１１３として望ましい材料について説明する。均一な面発光および高効率な面発光を実現するためには、透明部材１１３の透過率が高い方が望ましい。具体的にはＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１：１９９７（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法）に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が８０％以上のものが透明部材１１３として好ましく用いられる。また、透明部材１１３としては、フレキシブル性に優れている材質が好ましく用いられる。
【００４９】
透明部材１１３としては、たとえば、樹脂基板、樹脂フィルム等が好適に挙げられるが、生産性の観点並びに軽量性および柔軟性といった性能の観点から、透明樹脂フィルムを用いることが好ましい。透明樹脂フィルムとは、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６１−１：１９９７（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法）に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が５０％以上のものをいう。好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限はなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。
【００５０】
このような透明樹脂フィルムとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂フィルム、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂フィルム等を挙げることができる。
【００５１】
全光線透過率が８０％以上である樹脂フィルムであれば、実施の形態に係る透明部材１１３としてより好ましく用いられる。このような透明部材１１３としては、中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度およびコストの観点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム又はポリカーボネートフィルムが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム又は二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムがより好ましい。
【００５２】
また、フィルム状の基材の表面又は裏面には、無機物の被膜、有機物の被膜、又は、無機物および有機物のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、かかる被膜が形成された基材は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定した水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のバリア性フィルムであることが好ましい。
【００５３】
さらには、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定した酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【００５４】
高バリア性フィルムとするためにフィルム状の基材の表面又は裏面に形成されるバリア膜を形成する材料としては、水分、酸素等といった素子の劣化をもたらすものの侵入を抑制する機能を有する材料であればよく、たとえば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに当該バリア膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層との積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
【００５５】
透明部材１１３には、濡れ性および接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理および易接着層については、従来公知の技術を使用することができる。たとえば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるために２層以上の構成にしてもよい。
【００５６】
［導光部材１３０］
導光部材１３０の材料としては透明部材１１３で挙げられた材料を用いることが望ましい。導光部材１３０の屈折率として望ましい屈折率の関係は「散乱部材１４０の屈折率が導光部材１３０の屈折率よりも低く、導光部材１３０の屈折率が透明部材１１３の屈折率よりも高い」ことである。このような構成をとることで屈折率の高い空間に光が屈折する性質をうまく用いて、横方向に光を曲げることで非発光部１１２へ光を導くことが可能になる。その結果、光をぼかす効果によって非発光部１１２と発光部１１１の境界をより目立たなくすることができる。
【００５７】
［面発光パネル１１０］
面発光パネル１１０としては有機ＥＬ発光パネルが用いられ得る。図１１に有機ＥＬ発光パネル（ボトムエミッション）の構成を模式的に示す。有機ＥＬ発光パネルは透明部材１１３上に発光部１１１を設け、その後に有機ＥＬを劣化させる水分の侵入を防ぐ封止部材１２０で蓋をすることで構成される。発光部１１１の周囲には封止性能を保持するために一定領域の非発光部１１２が存在する。発光部１１１はさらに詳細に、透明部材１１３／透明電極１１１ｃ（陽極：ＩＴＯ)／正孔注入層１１１ｂ５（ＨＩＬ：Hole  Injection  Layer）／正孔輸送層１１１ｂ４（ＨＴＬ：Hole  Transfer  Layer）／光子発生層１１１ｂ３（ＥＭＬ：Emissive  Layer）／電子輸送層１１１ｂ２（ＥＴＬ：Electron  Transfer  Layer)／電子注入層１１１ｂ１（ＥＩＬ：Electron  Injection  Layer)／反射電極（Ａｇ）１１１ａにより構成される。
【００５８】
正孔注入層１１１ｂ５、正孔輸送層１１１ｂ４、光子発生層１１１ｂ３、電子輸送層１１１ｂ２、および、電子注入層１１１ｂ１により、有機層１１１ｂが構成される。
【００５９】
他に、たとえば陽極／発光層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極からなるもの、陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるもの、陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層ユニット／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極からなるものが挙げられるが、実施の形態はこれらに限定されるものではない。
【００６０】
透明部材１１３および封止部材１２０には可塑性を有するフレキシブル樹脂基板を用いることが望ましく、これは前述した透明部材１１３の材料を用いることが望ましい。また、今回はボトムエミッションの例で説明したが封止部材１２０側に向かって光が発光するトップエミッション構成を用いてもよい。面発光パネル１１０は、発光領域の劣化を防止するための封止領域や、給電のための電極を設けるために面発光パネル１１０の一部に非発光部１１２が含まれる。
【００６１】
特に非発光部は発光部よりも薄く、発光部より曲がりやすくフレキシブル性と圧縮可能性を有するようにすると良い。このようにすることで、例えば複数の面発光部を配列する際に非発光部同士を重ねることでより非発光部を目立たなくすることができると同時に、非発光部の段差を低減できる。
【００６２】
実施の形態を実施する際の面発光パネル１１０のさらに詳しい特性について説明する。実施の形態を実施した面発光装置１００，１００Ａは、透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たすように形成されている。
【００６３】
さらに、透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たしている。
【００６４】
以下では、図１１に示した有機ＥＬ発光パネルにおいてより具体的な設計例について説明する。有機ＥＬ発光パネルの発光波長は４７５ｎｍとし青色発光をするものとし、青色発光をする面発光装置を実現する場合において説明する。膜構成としては樹脂基板／透明電極（ＩＴＯ）／ＨＴＬ／ＥＭＬ／ＥＴＬ／反射電極（Ａｇ）というボトムエミッションタイプの有機ＥＬ発光パネルになっている。他の詳細は図１１の構成と同様である。
【００６５】
（実施例）
上記各実施の形態を実施する上で、特徴的な部分は、発光部１１１の中心付近と、発光部１１１と非発光部１１２の境界付近でＥＴＬの膜厚が異なるようにしている点である。以下、具体的な実施例として、より詳しい断面形状について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施例における有機ＥＬ発光パネルの断面構造を示す図である。
【００６６】
上記各実施の形態を実施するためには、有機ＥＬ発光パネルの発光部１１１の中心と、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１の輝度配光分布を変える必要がある。このような構成はたとえば、図１２に示すように機能層の膜厚を発光部１１１の中心付近と非発光部１１２の近傍で変化させればよい。
【００６７】
膜厚を変化させる機能層として電子輸送層（ＥＴＬ）１１１ｂ２と正孔輸送層（ＨＴＬ）１１１ｂ４用いた場合の具体的な配光分布の変化を説明する。層構成の一例を図１３に表す。図１３は、機能層の構成を示す図である。
【００６８】
配光の計算方法としては公知の文献（梶川浩太郎他著，“アクティブ・プラズモニクス”，コロナ社，初版第１刷，２０１３年、第５章１節）で説明されている方法を用いた。また、それ以外にも公知の電磁場解析手法であるＦＤＴＤ（Finite  Difference  Time  Domain）法や、有限要素法などを用いることもできる。
【００６９】
電子輸送層（ＥＴＬ）１１１ｂ２と正孔輸送層１１１ｂ４（ＨＴＬ）との膜厚を変化させながら「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」」という条件を満たす領域を網羅的に調べ、条件を満たす領域を網点で塗りつぶした結果を図１４に示す。
【００７０】
図１４において白塗りの領域が「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」を満たす領域に該当する。
【００７１】
発光部１１１の中心においては、図１４の網点で塗りつぶした機能層の膜厚で設計し、発光部１１１と非発光部１１２の境界付近の発光部においては図１４の白抜きの領域に機能層の膜厚を設計すればよい。また具体的な作成方法においてはより厚く成膜する領域に該当する部分に追加で成膜するように製造する方法が挙げられる。
【００７２】
また、同様に図１３に示す構成において「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が０度以上９０度以下の範囲に正面を含み２以上の極大を有する」という条件を満たす領域を調べた結果を、図１５に示す。
【００７３】
図１５において網点で塗りつぶした領域が、「透明部材内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性が０度以上９０度以下の範囲に正面を含み２以上の極大を有する」という条件を満たす。本実施例は、たとえば発光部１１１中心付近の膜厚を、図１５の網点で塗りつぶした領域に設定することで実現される。
【００７４】
以上の説明においては、透明電極１１１ｃにＩＴＯを用いた例で説明してきたが、好ましくは、より配光（強度または輝度の角度依存性）を制御しやすい透明電極１１１ｃを用いることが望ましい。透明部材１１３内の強度の角度依存性がより多くの極大を有しやすい構成としては、有機層１１１ｂと透明電極１１１ｃとの界面、あるいは透明電極１１１ｃと透明部材１１３との界面で反射率が高くなるような透明電極１１１ｃを用いることが望ましい。有機層１１１ｂと透明電極１１１ｃの界面、あるいは透明電極１１１ｃと透明部材１１３との界面の反射率を高めることで、光の干渉効果を高めることができ、透明部材１１３内の強度の角度依存性は角度に対してより多くの極大を有しやすくなる。
【００７５】
透明電極１１１ｃのより具体的な材料として、薄膜金属電極が挙げられる。その中で特に、日本国特許第５２６６５３２号公報に示されるように、窒素含有の下地層と薄膜金属とを組み合わせた透明電極を用いることが望ましい。窒素含有の下地層は薄膜金属を連続膜に成膜させる性質を持つ。連続膜として成膜された薄膜金属は界面のフレネル反射率が高いため、光の干渉効果を高くできる。
【００７６】
ここでの金属とは、面発光パネルの発光波長において複素非誘電率の実部が負である材料である。複素比誘電率εcは界面反射に関係する光学定数であり屈折率ｎと消衰係数κとを用いて、以下の（式３）で表すことができる物理量である。
【００７７】
【数３】
2016178021.tif 000005
【００７８】
ここで、ＰおよびＥとはそれぞれ分極と電界、εｏは真空中の誘電率である。（式３）からｎが小さくκが大きいほど複素比誘電率の実部が小さくなることがわかる。これは電界の振動に対して電子の振動によって分極応答の位相がずれる効果を現している。（式３）で示される複素比誘電率の実部が負になると、電界振動と分極応答とが逆転することを意味し、これが金属の特性となる。逆に、素比誘電率の実部が正の場合は電界の方向と分極応答の方向とが一致し、誘電体としての分極応答を示す。まとめると、複素比誘電率の実部が負である媒質が金属であり、複素比誘電率の実部が正の物質が誘電体である。
【００７９】
一般に、屈折率ｎが小さく消衰係数κが大きいほど電子がよく振動する材料であることを意味する。電子輸送性が高い材料は屈折率ｎが小さく消衰係数κが大きい傾向がある。特に金属電極においてはｎが０．１程度であるのに対し、消衰係数κは２〜１０と大きな値を持ち波長に対する変化率も大きい。従って屈折率ｎが同じ値でも消衰係数κの値が大きく違い、電子輸送性能に大きな差が出ることが多い。
【００８０】
実施する上では、透明電極の材料はフレネル反射率を高める金属であることが望ましい。より具体的な屈折率の要件としてはｎが小さく、電子の応答を良くするために消衰係数κが大きい金属がのぞましい。たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）が望ましい。他の例では、酸化され難い利点も持つ金（Ａｕ）が考えられる。別の材料として、銅（Ｃｕ）があり、同材料は導電性がよいという特徴を持つ。その他には、熱的性質や化学的性質が良く高温でも酸化されにくく基板材料との化学反応も起さない特徴がある材料として、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミニウムなどがあげられる。また、複数の金属材料を用いた合金を用いてもよい。特に、ＭｇＡｇやＬｉＡｌは薄膜透明金属電極としてもよく用いられる。
【００８１】
特に望ましい薄膜金属の膜厚ｄとしては消衰係数κと発光波長λを用いて光強度１／ｅに減衰する距離から、下記の（式４）が挙げられる。
【００８２】
【数４】
2016178021.tif 000006
【００８３】
より具体的な数字で言えば波長４７５ｎｍにおいてＡｇ薄膜を用いた場合には消衰係数κが２．７であることから、下記の（式５）となる。従って膜厚は１３．９ｎｍ以下が望ましい。
【００８４】
【数５】
2016178021.tif 000007
【００８５】
図１６に薄膜金属電極を用いた面発光パネルとしての有機ＥＬ発光パネルの構成例を示す。透明電極１１１ａが窒素含有の下地層を有する薄膜Ａｇ電極で構成されている以外は図１３に示す構成と同じである。具体的な膜厚と光学定数の例を、図１６に示す。
【００８６】
図１６に示す例において、電子輸送層（ＥＴＬ）１１１ｂ２と正孔輸送層（ＨＴＬ）１１１ｂ４との膜厚を変化させながら「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」という条件を満たす領域を網羅的に調べ、条件を満たす領域を網点で塗りつぶした結果を図１７に示す。なお、図１７において白塗りの領域が「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」を満たす領域に該当する。
【００８７】
実施する上では、発光部１１１の中心においては図１７の網点で塗りつぶした機能層の膜厚で設計し、発光部１１１と非発光部１１２の境界付近の発光部においては図１７の白抜きの領域に機能層の膜厚を設計すればよい。また具体的な作成方法においてはより厚く成膜する領域に該当する部分に追加で成膜するように製造する方法が挙げられる。
【００８８】
また、同様に図１６に示す構成において「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１面法線に対する角度依存性が０度から９０度までに正面を含み２以上の極大を有する」という条件を満たす領域を調べた結果を図１８に示す。図１８において網点で塗りつぶした領域が「透明部材内における光強度の発光部面法線に対する角度依存性が０度から９０度までに正面を含み２以上の極大を有する」という条件を満たす。本施例は、たとえば発光部１１１の中心付近の膜厚を図１８の網点で塗りつぶした領域に設定することで実現される。
【００８９】
［有機ＥＬを用いた面発光パネルの配光の例］
次に、図１９から図２２を参照して、より具体的な例を用いて説明する。図１６に示した設計において電子輸送層（ＥＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合を例示する。正孔輸送層（ＨＴＬ）＝７０ｎｍで一定とし、発光部１１１の中心付近は電子輸送層（ＥＴＬ）＝５０ｎｍとし、「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」はＥＴＬ＝８０ｎｍとする。
【００９０】
このとき、「発光部１１１の中心付近」と「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」で「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性」を比較した結果を図１９および図２０に示す。図１９と図２０は、角度依存性をみたときの最大強度で規格化した図面である。
【００９１】
各図より「発光部１１１の中心付近」で「（正面強度値）≧（５０度以上７０度以下の方向の強度値）」、かつ「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」で「（正面強度値）＜（５０度以上７０度以下の方向の強度値）」を満たすことが確認できた。
【００９２】
また、図１６に示した設計において、正孔輸送層（ＨＴＬ）の膜厚のみを変化させる場合を例示する。ここでは電子輸送層（ＥＴＬ）＝５０ｎｍで一定とし、発光部１１１の中心付近は正孔輸送層（ＨＴＬ）＝８０ｎｍとし、「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」は正孔輸送層（ＨＴＬ）＝１３０ｎｍとする。このとき、「発光部１１１の中心付近」と「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」で「透明部材１１３から観測者側に放射される光の輝度の角度依存性」を比較した結果を、図２１および図２２に示す。図２１と図２２は、角度依存性をみたときの最大強度で規格化した図面である。
【００９３】
各図より「発光部１１１の中心付近」で「（正面強度値）≧（５０度以上７０度以下の方向の強度値）」、かつ「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」で「（正面強度値）＜（５０度以上７０度以下の方向の強度値）」を満たすことが確認できた。
【００９４】
このように電子輸送層（ＥＴＬ）と正孔輸送層（ＨＴＬ）のいずれか一方のみ膜厚を変化させるように設計することで、変化させる層が１層のみになり、作成が容易になる効果がある。本実施の形態を実施する上では、機能層の一部のみの膜圧を変化させることが望ましい。
【００９５】
なお、以上は青色で発光する面発光装置について説明したが、本実施の形態は青色でなく赤色、黄色、緑色で発光する面発光光源や、白色発光光源、赤外で発光する光源にも応用されうる。また、たとえば青色で発光する面発光光源において、散乱部材に黄色の蛍光を混ぜることで白色発光光源として実現してもよい。
【００９６】
（実施の形態５）
実施の形態５における面発光装置として、弾力性を有する面発光光源として実施する場合に、より実用的な構成について説明する。図２３は上記各実施の形態に実施した面発光装置１００Ｃである。配列された面発光パネル１１０が、導光部材１３０を兼ねた透明封止部材と水分や紫外線を防止する裏面の封止部材１２０によって真空ラミネートされている。透明部材１１３と導光部材１３０とは真空ラミネートのために光学密着している。
【００９７】
また、導光部材１３０をかねた透明封止部材の表面には散乱部材１４０が一様に塗布されている。図には示していないが必要に応じて、給電用の電極が取り出されている。さらに、面発光パネル１１０の非発光部１１２に相当する位置には反射部材１５０を設けてもよい。反射部材１５０を設けることによって非発光部１１２における反射率を増加させてより輝度ムラを低減できる。このような構成を取ることによりフレキシブルで一様に発光する面発光光源を実現できる。また、面発光パネルの非発光部が発光部よりも薄く、圧縮性と弾力性を兼ね備えており、非発光部同士が重なっていることが、非発光部幅を狭くし輝度均一性を確保しながらフレキシブル性を確保するために望ましい。
【００９８】
［配光を変化させる領域について］
上記各実施の形態においては、非発光部１１２と発光部１１１の境界付近で「透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」となるように面発光パネル１１０の配光分布を構成するが、望ましい「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」の領域について、図２４を用いて説明する。
【００９９】
透明部材１１３の厚さをｄとし、非発光部１１２と発光部１１１との境界付近における「透明部材１１３内における光強度の面法線に対する角度依存性」において最大の強度を有する角度をθＤとおく。このとき、図２４に示すような幾何的な関係により少なくとも下記の（式６）を満たすＬの幅だけ非発光部１１２の端部から内面までその配光分布を保持すれば十分なエネルギーが非発光部１１２の上部まで到達すると考えられる。
【０１００】
【数６】
2016178021.tif 000008
【０１０１】
また、距離Ｌから発光部１１１の中心に向かっては徐々に変化させて、発光部１１１の中心では「明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」と構成することが望ましい。
【０１０２】
より具体的な幅Ｌについて計算した結果を図２５に示す。このように、おおよそ透明部材１１３の幅ｄの領域で配光の斜め成分の強度を正面より増加させることが望ましい。
【０１０３】
［発光部１１１の中心］
発光部１１１の中心の定義に関しては発光部形状の重心位置とすればよい。より具体的な計算については、発光部を構成する点の集合Ｓの位置座標をｘｙ直交座標系でｒとするとき、下記の（式７）により計算すればよい。
【０１０４】
【数７】
2016178021.tif 000009
【０１０５】
より具体的には、原点に角を持ち一片がＬの長さを持つ正方形の場合は、以下の（式８）となる。
【０１０６】
【数８】
2016178021.tif 000010
【０１０７】
発光部１１１の中心（重心）位置の一例を、図２６から図２８に示す。図２６は、発光部１１１および非発光部１１２の形状が四角形状で、中心位置ＣＰは重心位置である。図２７は、発光部１１１および非発光部１１２の形状が三角形状で、中心位置ＣＰは重心位置である。図２８は、発光部１１１および非発光部１１２の形状が六角形状で、中心位置ＣＰは重心位置である。
【０１０８】
［光学部材で配光を変化させる例］
上記各実施の形態においては、「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」の配光分布を、光学部材を用いて変化させても達成される。光学部材としては、たとえば「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」に円錐、角錐、台形のプリズムあるいはレンズ形状による凸形状を有する光学シート２１０が挙げられる。
【０１０９】
図２５に、光学シート２１０を用いて、上記各実施の形態の要件を満たすように発光部１１１の配光を変化させるための構成例を示す。発光部１１１としては正面方向に強く発光する光源を用いる。光学シート２１０は発光部１１１の中心付近では何も構造を持たないようにすることで、発光部１１１の配光をそのまま外に伝える。
【０１１０】
一方、「非発光部１１２と発光部１１１の境界付近」に、円錐、角錐、台形のプリズムあるいはレンズ形状による凸形状構造２２０を持つことで光を屈折させ、正面に向いていた光を斜めに変化させる。その後、出射角に相当する光線が平行に入射するような頂角を持つプリズムシートをもう一枚重ねる。このようにすることで本実施の形態の要件を満たすように発光部１１１が形成される。
【０１１１】
発光部１１１については、有機ＥＬ発光パネルに限定されず、ＬＥＤ導光盤、ＬＥＤ配列等の既存の光源を利用できる。このように光学シート２１０を用いることで、発光部の種類が変わっても本実施の形態の効果を実現することが可能になり産業上の応用範囲が広がる効果が得られる。
【０１１２】
ここで、凸形状構造２２０として、円錐、角錐等の凸形状を用いて光を屈折させることができることを説明する原理を、図２９を参照して説明する。ここでは、簡単のため角錐構造とし一つの横方向から見た部分で説明する。
【０１１３】
光学シート２１０の角錐の頂角を２θ１とし、角錐に垂直に入射した光線を考える。光学シート２１０の屈折率をｎ２とし、屈折率ｎ１の媒質から入射し光学シート２１０の外の屈折率ｎ３へ出射し、第２の光学シート２３０の内部に到達するまでを光線で追跡した結果を図３０に示す。なお第２の光学シート２３０の頂角は［π-２θ４］としている。このようにすることで光学シート２１０を出射した光線はそのままの角度で第２の光学シートへ入射する。それぞれの界面にたいしてスネルの法則を適用し幾何学的な配置の関係を考慮することにより、下記の（式９）が得られる。
【０１１４】
【数９】
2016178021.tif 000011
【０１１５】
式９において、媒質が空気（ｎ１＝１．０）、光学シート２１０が樹脂（ｎ２＝１．５）、光学シート２１０の外側を空気（ｎ３＝１．０）の場合に計算することで、図３１の結果が得られた。すなわち、プリズム（凸形状構造２２０の一例）の頂角を変化させることで垂直に入射した光線の第２の光学シート２３０内部における角度を変化させられることを示している。なお、プリズムの頂角が１８０度の場合は、平板の状態を表しており角度が変化しない。
【０１１６】
光学シート２１０と第２の光学シート２３０の材料としては透明部材の材料を用いることができる。また、光学シート２１０の厚さは、十分な機械的強度を保持するために５０μｍ以上であることが望ましい。厚さの上限は応用分野にも依存するが、ポリカーボネート、アクリル樹脂などのプラスチックを用いた場合は任意の曲面に曲げられるようなフレキシブル性を保持するために５００μｍ以下であることが望ましい。また、壁板照明など十分な強度を確保するためには５０μｍ〜５ｍｍ程度であることが望ましい。また、光学シートのとして回折格子やフォトニック結晶のような回折効果を有する構造を用いることで、一枚の光学シートで光学シートと第２の光学シートを合わせた機能を実現できる。このように回折効果を有する光学シートを用いた場合は部品点数を低減できるという利点を有する。
【０１１７】
凸形状構造２２０は前述したように円錐、角錐、台形のプリズム、あるいはレンズ形状が挙げられるが、これに限られず任意の形状を光線追跡、電磁場解析の手法を用いて設計することが可能である。たとえば、異方性散乱粒子、プラズモン散乱粒子、回折光学素子、金属ナノ構造等を用いてもよい。
【０１１８】
［ＬＥＤ光源の例図］
（実施の形態６，７）
上記したように、上記各実施の形態における発光部１１１については、有機ＥＬ発光パネルに限定されず、たとえばＬＥＤ光源等の任意の光源を用いて実現することが可能である。図３２および図３３に、発光部としてＬＥＤ光源を用いて上記各実施の形態を実現した場合の構成を示す。図３２は、実施の形態６として、エッジライト型ＬＥＤを発光部として用いた構造であり、図３３は、実施の形態７として、ＬＥＤ光源の配列を発光部として用いた構造である。
【０１１９】
（実施の形態６）
図３２に示す面発光パネル２１０は、支持基板２１３の上にＬＥＤ導光板２３０が設けられ、さらにその上に光学シート２２３と第２の光学シートが設けられている（第２の光学シートは図示していない）。ＬＥＤ導光板２３０の端部には、光源としてのＬＥＤ２５０が配置されている。ＬＥＤ導光板２３０により導かれた光は、発光部２１１として正面方向に強く発光する。非発光部２１２と発光部２１１の境界付近の配光分布は、光学シート２２３に設けられた凸形状構造２２０により光を屈折させ、正面に向いていた光を斜めに変化させている。光学シート２２３においては、上記各実施の形態の配光分布の要件を満たすように設計されている。これにより、上記各実施の形態と同様の作用効果を得ることを可能としている。
【０１２０】
（実施の形態７）
図３３に示す面発光パネル３１０は、支持基板３１３の上に光源としてのＬＥＤ３５０が配列されている。ＬＥＤ３５０の上には、散乱部材３３０が設けられ、さらに散乱部材３３０の上に光学シート３２３と第２の光学シートが設けられている（第２の光学シートは図示していない）。ＬＥＤ３５０から発光された光は、発光部３１１として正面方向に強く発光する。非発光部３１２と発光部３１１の境界付近の配光分布は、光学シート３２３に設けられた凸形状構造３２０により光を屈折させ、正面に向いていた光を斜めに変化させている。光学シート３２３においては、上記各実施の形態の配光分布の要件を満たすように設計されている。これにより、上記各実施の形態と同様の作用効果を得ることを可能としている。
【０１２１】
以上、本実施の形態の概要を説明した。本実施の形態は、透明部材１１３と非発光部１１２を有する面発光パネル１１０の非発光部１１２面積の低減方法に関する。透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１の中心において「正面強度値」≧「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たし、透明部材１１３内における光強度の発光部１１１の面法線に対する角度依存性が、発光部１１１と非発光部１１２との境界付近の発光部１１１において「正面強度値」＜「５０度以上７０度以下の方向の強度値」の関係を満たすよに面発光パネル１１０の配光分布を構成する。
【０１２２】
このような構成を採用することで、透明部材１１３の内部で斜めに進む光の成分を確保でき非発光部１１２で散乱発光する光の強度を高めると同時に、従来の構成と比較して正面方向の輝度も確保できる構成の実現を可能としている。
【０１２３】
以上、実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】
１００，１００Ａ，１００Ｃ  面発光装置、１１０，２１０，３１０  面発光パネル、１１１，２１１，３１１  発光部、１１１ａ，１１１ｃ  透明電極、１１１ｂ  有機層、１１１ｂ２  電子輸送層、１１１ｂ３  光子発生層、１１１ｂ５  正孔注入層、１１１ｂ４  正孔輸送層、１１１ｂ１  電子注入層、１１２，２１２，３１２  非発光部、１１３  透明部材、１２０  封止部材、１３０  導光部材、１４０，３３０  散乱部材、１５０  反射部材、２１０，２２３，３２３  光学シート、２１３，３１３  支持基板、２２０，３２０  凸形状構造、２３０  導光板、６００  ディテクタ、７００  半球レンズ。
【図１】
2016178021.tif 000012
【図２】
2016178021.tif 000013
【図３】
2016178021.tif 000014
【図４】
2016178021.tif 000015
【図５】
2016178021.tif 000016
【図６】
2016178021.tif 000017
【図７】
2016178021.tif 000018
【図８】
2016178021.tif 000019
【図９】
2016178021.tif 000020
【図１０】
2016178021.tif 000021
【図１１】
2016178021.tif 000022
【図１２】
2016178021.tif 000023
【図１３】
2016178021.tif 000024
【図１４】
2016178021.tif 000025
【図１５】
2016178021.tif 000026
【図１６】
2016178021.tif 000027
【図１７】
2016178021.tif 000028
【図１８】
2016178021.tif 000029
【図１９】
2016178021.tif 000030
【図２０】
2016178021.tif 000031
【図２１】
2016178021.tif 000032
【図２２】
2016178021.tif 000033
【図２３】
2016178021.tif 000034
【図２４】
2016178021.tif 000035
【図２５】
2016178021.tif 000036
【図２６】
2016178021.tif 000037
【図２７】
2016178021.tif 000038
【図２８】
2016178021.tif 000039
【図２９】
2016178021.tif 000040
【図３０】
2016178021.tif 000041
【図３１】
2016178021.tif 000042
【図３２】
2016178021.tif 000043
【図３３】
2016178021.tif 000044