JP2003059641A - Electroluminescent element - Google Patents

Electroluminescent element

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JP2003059641A
JP2003059641A JP2001242056A JP2001242056A JP2003059641A JP 2003059641 A JP2003059641 A JP 2003059641A JP 2001242056 A JP2001242056 A JP 2001242056A JP 2001242056 A JP2001242056 A JP 2001242056A JP 2003059641 A JP2003059641 A JP 2003059641A
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JP
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element
electroluminescent
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light
lens
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Pending
Application number
JP2001242056A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisaya Sone
尚也 曽根
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
スタンレー電気株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroluminescent element in which the efficiency of output of light is improved in a simple structure and a display device having such electroluminescent element as a back light.
SOLUTION: This is an electroluminescent element 10 that has a base material 11 made of a flat transmissive material and at least a luminous layer 13 between a pair of electrodes 12, 14 provided at the lower face of this base material. A micro lens array element is provided on the surface of the base material on the other side of the electroluminescent element, and this micro lens array element is formed in convex form or concave form on the side of the electroluminescent element with its apex angle in the range of 20-120 degrees and is constructed of plural pieces of drill-shape lens elements 15b provided nearly in parallel with the luminous layer. And the light coming from the above luminous layer is transmitted through the base material and passes through each lens of the micro lens array element and is irradiated upward.
COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装置等の表示装置をバック照明するためのバックライト装置として使用される扁平なエレクトロルミネセント素子、そしてこのようなエレクトロルミネセント素子をバックライト装置として備えた表示装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is, for example, a liquid crystal display flat electroluminescent device is used to display the device such as a backlight device for backlighting and, such electroluminescent device relates a display device including the backlight unit. 【0002】 【従来の技術】従来、このようなバックライト装置として使用されるエレクトロルミネセント素子は、例えば図11に示すように構成されている。 [0004] Conventionally, an electroluminescent device which is used as such a backlight device is configured as shown in FIG. 11 for example. 図11において、エレクトロルミネセント素子1は、透明基板2と、透明基板2の下面に形成された透明電極3と、透明電極3の下面に形成されたエレクトロルミネセント発光層4と、エレクトロルミネセント発光層4の下面に形成された裏面電極5と、から構成されている。 11, the electroluminescent element 1 comprises a transparent substrate 2, a transparent electrode 3 formed on the lower surface of the transparent substrate 2, an electroluminescent light-emitting layer 4 formed on the lower surface of the transparent electrode 3, an electroluminescent a back electrode 5 formed on the lower surface of the light-emitting layer 4, and a. 【0003】上記透明基板2は、扁平な透光性材料から構成されている。 [0003] The transparent substrate 2 is composed of a flat transparent material. 上記透明電極3は、例えばITO等から構成されている。 The transparent electrode 3 is composed of such as ITO. 上記エレクトロルミネセント発光層4は、例えばZnS等の無機化合物層等から構成され、 Said electroluminescent light emitting layer 4 is composed of, for example, an inorganic compound layer such as ZnS or the like,
発光層として作用し、光を発生させる。 It acts as a light-emitting layer to generate light. 上記裏面電極5 The back electrode 5
は、例えばアルミニウム蒸着膜等から構成されており、 Is composed of, for example, aluminum deposition film or the like,
透明電極3と共に、エレクトロルミネセント発光層4に対して電圧を印加するようになっている。 With transparent electrodes 3 so as to apply a voltage to the electroluminescent light emitting layer 4. 【0004】このような構成のエレクトロルミネセント素子1によれば、透明電極3と裏面電極5との間に、図示しない駆動電源から所定の駆動電圧を印加することにより、エレクトロルミネセント発光層4が発光し、エレクトロルミネセント発光層4からの光が、透明電極3, [0004] According to the electroluminescent device 1 having such a configuration, between the transparent electrode 3 and the back electrode 5, by applying a predetermined drive voltage from a drive power source (not shown), an electroluminescent light-emitting layer 4 There emitted light from the electroluminescent light emitting layer 4, transparent electrodes 3,
透明基板2を介して、透明基板2の上方に出射する。 Through the transparent substrate 2 and emitted above the transparent substrate 2. これにより、エレクトロルミネセント素子1から上方に出射する光によって、エレクトロルミネセント素子1の上方に配置された例えば液晶表示装置等の表示装置がバック照明されることになる。 Accordingly, the light emitted from the electroluminescent element 1 upwards, the display device such as, for example, a liquid crystal display device disposed above the electroluminescent element 1 is to be back illuminated. 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このようなエレクトロルミネセント素子1においては、透明電極3 [0005] [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, in such an electroluminescent device 1, transparent electrodes 3
は、ITOから構成されている場合、その屈折率は約2.0であり、エレクトロルミネセント発光層4の屈折率は約1.7であり、また透明電極2は、ガラスから構成されている場合、その屈折率は約1.5程度である。 , If they are constructed from ITO, the refractive index is about 2.0, the refractive index of the electroluminescent light emitting layer 4 is about 1.7, also transparent electrode 2 is composed of a glass If, a refractive index of about 1.5.
このため、屈折率が大きい媒質から小さい物質に光が入射する場合、即ち透明電極3からエレクトロルミネセント発光層4、透明電極3から透明基板2に光が入射する場合、あるいは透明基板3から上方に光が出射する場合、入射角によっては全反射が発生することになり、結果的にエレクトロルミネセント素子1内に光の一部が閉じ込められることになる。 Therefore, when light is incident on a small material from the refractive index is large medium, i.e. electroluminescent light emitting layer 4 from the transparent electrode 3, when the light from the transparent electrode 3 on the transparent substrate 2 is incident, or a transparent substrate 3 above If light is emitted, by the angle of incidence will be total reflection occurs, resulting in so that part of the light to the electroluminescent element 1 is confined. 【0006】従って、このような構成のエレクトロルミネセント素子1においては、シミュレーションによれば、透明基板2から上方への光の取出し効率は、約35 [0006] Therefore, in the electroluminescent device 1 having such a configuration, according to the simulation, the light extraction efficiency from the transparent substrate 2 upward, approximately 35
%程度になってしまう。 It becomes about%. これに対して、このようなエレクトロルミネセント素子1を液晶表示装置等の表示装置のためのバック照明として使用する場合、表示装置の高輝度化や省電力化の要望に対応することができないことがあった。 In contrast, when using such an electroluminescent device 1 as a back lighting for the display such as a liquid crystal display, it can not correspond to the demands of high brightness and power consumption of the display device was there. 【0007】本発明は、以上の点から、簡単な構成により、光の取出し効率を向上させるようにした、エレクトロルミネセント素子、そしてこのようなエレクトロルミネセント素子をバック照明として備えた表示装置を提供することを目的としている。 [0007] The present invention, from the above viewpoint, a simple configuration, and to improve the light extraction efficiency, a display device including an electroluminescent device, and such an electroluminescent device as a back lighting It is an object of the present invention to provide. 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の第一の構成によれば、扁平な透光性材料から成る基材と、 [0008] In order to achieve the object described above, according to the first configuration of the present invention, a base material made of flat translucent material,
この基材の下面に配設された一対の陽極及び陰極から成る電極間に少なくとも発光層を有するエレクトロルミネセント素子であって、上記基材のエレクトロルミネセント素子側と反対側の表面に、微小レンズアレイ素子を備えており、この微小レンズアレイ素子が、エレクトロルミネセント素子側に凸状または凹状に、そして頂角が2 A electroluminescent element having at least a light emitting layer between electrodes consisting of a pair of an anode and a cathode disposed on the lower surface of the substrate, on the opposite side of the surface and the electroluminescent element side of the substrate, minute It includes a lens array element, the microlens array elements, the convex or concave in electroluminescent element side and apex angle 2
0度乃至120度の範囲であるように形成され、上記発光層とほぼ平行に配設された複数個の錐状のレンズ素子から構成されており、上記発光層から出射する光が、基材を透過し、さらに上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子を通って、上方に出射することを特徴とする、エレクトロルミネセント素子により、達成される。 0 degrees to be formed to be in the range of 120 degrees, which is composed of a plurality of conical lens element disposed substantially parallel to the light-emitting layer, light emitted from the light emitting layer, the substrate through the further through each lens element of the micro lens array element, and wherein the emitted upward, by an electroluminescent device is achieved. 【0009】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記基材がほぼ長方形に形成されており、上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って並んで配設されている。 [0009] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, the base material is formed substantially rectangular, each lens element of the micro lens array element, the long side direction and the short side direction of the substrate along it is juxtaposed. 【0010】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、四角錐状のレンズであって、その底面の各辺が、基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びていると共に、互いに接触している。 [0010] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, each lens element of the micro lens array elements, four a pyramidal lens, each side of the bottom, the length of the base side direction and the short together extend along the side direction are in contact with each other. 【0011】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、円錐状のレンズであって、その底面が互いに干渉することにより、境界が、基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びている。 [0011] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, each lens element of the micro lens array element, a conical lens, by its bottom surface to interfere with each other, the boundary is, the length of the base material It extends along the side direction and the short side direction. 【0012】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子の頂角が、90度乃至100度の範囲にある。 [0012] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, the apex angle of each lens element of the micro lens array elements is in the range of 90 degrees to 100 degrees. 【0013】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って、1 [0013] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, each lens element of the micro lens array element, along the long side direction and the short side direction of the substrate, 1
0乃至100μmの範囲の配置ピッチで配設されている。 0 to are disposed in the arrangement pitch in the range of 100 [mu] m. 【0014】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子が、上記基材と別体に構成されていて、上記基材の表面に取り付けられている。 [0014] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, the micro lens array element, be configured in the substrate and another member, it is attached to the surface of the substrate. 【0015】本発明によるエレクトロルミネセント素子は、好ましくは、上記微小レンズアレイ素子が、上記基材の表面に対して一体に形成されている。 [0015] The electroluminescent device according to the present invention, preferably, the micro lens array element is formed integrally with the surface of the substrate. 【0016】また、上記目的は、本発明の第二の構成によれば、上記エレクトロルミネセント素子を備えたバックライト装置と、上記バックライト装置のエレクトロルミネセント素子の微小レンズアレイ素子の上に配設されたほぼ長方形の表示素子、好ましくは液晶表示素子と、 [0016] The above-described object, according to a second configuration of the present invention, a backlight unit having the above-mentioned electroluminescent device, on the micro lens array element of the electroluminescent element of the backlight device It disposed a substantially rectangular display device, preferably a liquid crystal display element,
を含んでおり、表示素子の各辺が、エレクトロルミネセント素子の各辺とほぼ平行であることを特徴とする、表示装置により達成される。 The contains, each side of the display element, characterized in that it is substantially parallel to the sides of the electroluminescent device is achieved by a display device. 【0017】本発明による表示装置は、好ましくは、上記表示素子の視野角特性における主視認方向が、表示素子の互いに対向する二組の辺の一方とほぼ平行であって、上記微小レンズアレイ素子の上記主視認方向における頂角が20度乃至30度の範囲にあって、且つその頂点方向が主視認方向とほぼ平行である。 The display device according to the invention, preferably, the main viewing direction in the viewing angle characteristics of the display element is a substantially parallel to one of two sets of sides facing each other of the display device, the microlens array element there apex angle of at the main viewing direction is in a range of 20 degrees to 30 degrees and the vertex direction is substantially parallel to the main viewing direction. 【0018】上記第一の構成によれば、発光層から出射した光は、発光層から基材を通って、基材の表面に備えられた微小レンズアレイ素子の各レンズ素子を通って、 According to the first configuration, the light emitted from the light emitting layer passes through the substrate from the light emitting layer, through each lens element of the micro lens array element provided on the surface of the substrate,
上方に出射し、例えばその上方に配設された表示素子をバック照明することになる。 It emitted upward, so that the back lighting a display element disposed e.g. thereabove. その際、基材の表面から上方に向かって出射しようとする光は、微小レンズアレイ素子の各レンズ素子に入射することになるので、従来の基材の平坦な表面に入射する場合と比較して、入射角が変化するため、各レンズ素子の内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって出射することになる。 At this time, light to be emitted upward from the surface of the substrate, it means that incident on the lens elements of the microlens array elements, as compared with the case of incident on the flat surface of a conventional substrate Te, the incident angle varies, without as totally reflected by the inner surface of each lens element will be emitted upward. 【0019】従って、基材表面にて基材内部から上方空間への入射光の反射率が低下し、基材からの光の取出し効率が上昇することになるので、例えばエレクトロルミネセント素子を表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に対応することができる。 [0019] Therefore, to decrease the reflectance of the incident light to the upper space from the interior substrate in the substrate surface, since extraction efficiency of light from the substrate is to be increased, for example, displays an electroluminescent element when used as a back lighting device, it is possible to cope with high brightness and power consumption of the display device. 【0020】上記基材がほぼ長方形に形成されており、 [0020] A said substrate is formed substantially rectangular,
上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って並んで配設されている場合には、微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、基材の表面全体に亘って均一に配設されることになり、各レンズ素子による光の取出し効率の向上が、基材の表面全体に亘って均一に行なわれることになる。 Each lens element of the micro lens array elements, if they are disposed side by side along the long side direction and the short side direction of the substrate, each lens element of the micro lens array element, the surface of the substrate would be uniformly disposed throughout, improving extraction efficiency of light by each lens element, it will be uniformly performed over the entire surface of the substrate. 【0021】上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、四角錐状のレンズであって、その底面の各辺が、基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びていると共に、 [0021] Each lens element of the micro lens array element, a pyramidal lenses, with each side of the bottom surface, extends along the long side direction and the short side direction of the substrate,
互いに接触している場合には、各レンズ素子が四角錐状のレンズであることから、基材の長辺方向及び短辺方向に関して特に集光されると共に、各レンズ素子の間に、 When in contact with each other, since each lens element is a pyramidal lens, with particularly focused with respect to the long side direction and the short side direction of the base, between the lens elements,
基材の表面に平坦な部分が残らないので、微小レンズアレイ素子による光の取出し効率がより一層向上することになる。 Because flat portion on the surface of the substrate does not remain, so that the extraction efficiency of light by the microlens array element is further improved. 【0022】上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、円錐状のレンズであって、その底面が互いに干渉することにより、境界が、基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びている場合には、各レンズ素子が円錐状のレンズであることから、全方向に関して集光特性が均一になると共に、各レンズ素子の間に、基材の表面に平坦な部分が残らないので、微小レンズアレイ素子による光の取出し効率がより一層向上することになる。 [0022] Each lens element of the micro lens array element, a conical lens, by its bottom surface to interfere with each other, the boundary extends along a long side direction and the short side direction of the substrate in this case, since the lens element is a conical lens, the focusing characteristic is uniform in all directions, between the lens elements, so do not remain flat portion on the surface of the substrate, minute lens array light extraction efficiency due to elements will further improve. 【0023】上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子の頂角が、90度乃至100度の範囲にある場合には、 The apex angle of each lens element of the micro lens array element, when in the range of 90 degrees to 100 degrees,
軸上輝度が向上することになる。 So that the on-axis brightness is improved. 【0024】上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って、10乃至100μmの範囲の配置ピッチで配設されている場合には、微小レンズアレイ素子の各レンズ素子を通って、 [0024] Each lens element of the micro lens array element, along the long side direction and the short side direction of the substrate, if it is arranged at an arrangement pitch in the range of 10 to 100μm is microlens array through each lens element of the device,
全体として均一なバック照明が可能となる。 Overall it is possible to uniform back lighting. 【0025】上記微小レンズアレイ素子が、上記基材と別体に構成されていて、上記基材の表面に取り付けられている場合には、従来のエレクトロルミネセント素子の基材の表面に、別体に構成した微小レンズアレイ素子を載置し、取り付けることにより、容易に且つ低コストで本発明によるエレクトロルミネセント素子を構成することができる。 [0025] The micro lens array element, be configured in the substrate and another member, when attached to the surface of the base material, the surface of the base material of the conventional electroluminescent device, another the microlens array element constituted the body is placed, by attaching, can constitute the electroluminescent device according to the present invention easily and at low cost. 【0026】上記微小レンズアレイ素子が、上記基材の表面に対して一体に形成されている場合には、部品点数が少なくて済み、部品コスト及び組立コストが低減され得ることになる。 [0026] The micro lens array element, if it is formed integrally with the surface of the base material, requires less parts, parts cost and assembly cost is that be reduced. 【0027】また、上記第二の構成によれば、基材の表面に微小レンズアレイ素子を備えたエレクトロルミネセント素子により光の取出し効率が向上されるので、表示素子、好ましくは液晶表示素子がエレクトロルミネセント素子によって、より一層明るくバック照明されることになる。 Further, according to the second configuration, the light extraction efficiency is improved by an electroluminescent device having a fine lens array elements on the surface of the substrate, a display device, is preferably a liquid crystal display device the electroluminescent device, so that more is brighter back lighting. 従って、表示装置の高輝度化を容易に実現することができる。 Therefore, it is possible to easily achieve high brightness of the display device. 他方、同じ明るさのバック照明を得るためには、エレクトロルミネセント素子の駆動電力を低減することができるので、省電力化を図ることができる。 On the other hand, in order to obtain a back illumination of the same brightness, it is possible to reduce the driving power of the electroluminescent device, it is possible to achieve power saving. 【0028】上記表示素子の視野角特性における主視認方向が、表示素子の互いに対向する二組の辺の一方とほぼ平行であって、上記微小レンズアレイ素子の上記主視認方向における頂角が20度乃至30度の範囲にあって、且つその頂点方向が主視認方向とほぼ平行である場合には、微小レンズアレイ素子の各レンズによる集光方向を主視認方向とほぼ一致させることにより、表示素子がエレクトロルミネセント素子のバック照明によってより一層見易くなると共に、主視認方向からずれた方向においては、バック照明の輝度が大幅に低下することにより、表示素子が見にくくなる。 The main viewing direction in the viewing angle characteristics of the display element is a substantially parallel to one of the opposing two pairs of sides of the display device, the apex angle of the main viewing direction of the microlens array element 20 time to be in the range of 30 degrees, and if the vertex direction is substantially parallel to the main viewing direction, by substantially matching the condensing direction by the lenses of the micro lens array elements as the main viewing direction, the display element with is more easily seen by the back lighting of the electroluminescent device, in a direction deviated from the main viewing direction, by the brightness of the backlighting is greatly reduced, the display device becomes hard to see. このため、例えば携帯電話やノート型パーソナルコンピュータにおける液晶表示画面を両側から他人が覗き見ることを防止することができる。 Therefore, it is possible to prevent the peek by others of the liquid crystal display screen from both sides in the example cellular phones and notebook personal computers. 【0029】このようにして、本発明によるエレクトロルミネセント素子及び表示装置によれば、エレクトロルミネセント素子の基材表面に備えられた微小レンズアレイ素子の例えば四角錐状または円錐状のレンズ素子によって、基材表面における発光層からの光の入射角を変更することにより、基材表面における全反射を低減させて、基材表面からの光の取出し効率を向上させることができる。 [0029] Thus, according to the electroluminescent element and a display device according to the present invention, by an electroluminescent provided to the substrate surface of the St. element microlens array elements, for example four-sided pyramid or conical lens element by changing the angle of incidence of the light from the light emitting layer in the substrate surface, it is possible to reduce the total reflection at the substrate surface, thereby improving the light extraction efficiency from the substrate surface. 【0030】従って、エレクトロルミネセント素子の表面に配置された表示素子のバック照明がより明るくなるので、表示素子の視認性が向上することになる。 [0030] Accordingly, since the back lighting of the display element disposed on a surface of the electroluminescent element becomes brighter, it will improve the visibility of the display device. さらに、各レンズ素子の頂角を適宜に選定することにより、 Further, by selecting the vertical angle of each lens element appropriately,
軸上輝度を向上させて、表示素子の視認性をより一層向上させると共に、この軸上から外れた方向への輝度を低下させて、例えば表示素子の両側からの視認性を低下させて、表示素子の覗き見を防止することができる。 To improve the on-axis luminance, with further improve the visibility of the display device, the brightness in a direction deviated from on this axis is lowered, for example by reducing the visibility from both sides of the display device, the display it is possible to prevent the peeping of the element. 【0031】 【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態を図1乃至図10を参照しながら、詳細に説明する。 [0031] PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 10 a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
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。 Incidentally, the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are imposed, the scope of the present invention, particularly to limit the present invention in the following description unless otherwise stated the effect is not limited to these embodiments. 【0032】図1は、本発明によるエレクトロルミネセント素子の第一の実施形態の構成を示している。 [0032] Figure 1 shows a configuration of a first embodiment of an electroluminescent device according to the present invention. 図1において、エレクトロルミネセント素子10は、透明基板11と、透明基板11の下面に形成された透明電極12 In Figure 1, the electroluminescent element 10 includes a transparent substrate 11, a transparent electrode 12 formed on the lower surface of the transparent substrate 11
と、透明電極12の下面に形成されたエレクトロルミネセント発光層13と、エレクトロルミネセント発光層1 When a electroluminescent light emitting layer 13 formed on the lower surface of the transparent electrode 12, an electroluminescent light-emitting layer 1
3の下面に形成された裏面電極14と、から構成されている。 A back electrode 14 formed on the lower surface of 3, and a. 【0033】上記透明基板11は、扁平なほぼ長方形状の透光性材料から構成されている。 [0033] The transparent substrate 11 is composed of a flat substantially rectangular translucent material. 上記透明電極12 The transparent electrode 12
は、例えばITO等から構成されている。 It is composed of such as ITO. 上記エレクトロルミネセント発光層13は、例えばZnS等の無機化合物やAlq3等の有機化合物の単層もしくは複数の層を積層して構成され、発光層として作用し、光を発生させる。 It said electroluminescent light emitting layer 13, for example, by laminating a single layer or multiple layers of an inorganic compound or an organic compound such as Alq3 such as ZnS is configured to act as a light-emitting layer to generate light. 上記裏面電極14は、例えばアルミニウム蒸着膜等から構成されており、透明電極12と共に、エレクトロルミネセント発光層13に対して電圧を印加するようになっている。 The back electrode 14 is constituted by, for example, an aluminum deposition film or the like, with a transparent electrode 12, is adapted to apply a voltage to the electroluminescent light emitting layer 13. 【0034】以上の構成は、図11に示した従来のエレクトロルミネセント素子1と同様の構成であるが、本発明実施形態によるエレクトロルミネセント素子10においては、以下の点で異なる構成になっている。 The above configuration is the same as the conventional electroluminescent device 1 shown in FIG. 11, in the electroluminescent device 10 according to the present invention embodiment, configured differently in terms of the following there. 即ち、エレクトロルミネセント素子10においては、透明基板1 That is, in the electroluminescent device 10 includes a transparent substrate 1
1の出射面である上面に、微小レンズアレイ素子15が設けられている。 The upper surface 1 of the exit surface, the microlens array element 15 is provided. 【0035】この微小レンズアレイ素子15は、図示の場合、透明基板11と一体に構成されており、図2 [0035] The micro lens array element 15, in the illustrated case is constituted on the transparent substrate 11 integrally, 2
(A)及び図3に示すように、外側に露出した上面が、 (A) and FIG. 3, the upper surface exposed to the outside,
透明基板11の長辺方向及び短辺方向に沿って、所定の配列ピッチ(例えば0.01乃至0.1mm程度)で並んでいる配置枠15aを有しており、図2(B)及び(C)に示すように、各配置枠15aの表面が、上方に向かって突出した円錐状のレンズ素子15bを形成している。 Along the long side direction and the short side direction of the transparent substrate 11 has a layout frame 15a which are arranged in a predetermined array pitch (e.g. 0.01 to about 0.1 mm), FIG. 2 (B) and ( as shown in C), the surface of the layout frame 15a is to form a conical lens element 15b protruding upward. 【0036】各レンズ素子15bは、その円錐の底面が、上記配置枠15aの外接円となるように形成されており、上記配置枠15aから上記長辺方向及び短辺方向に突出する部分が切除されることにより、互いに隣接するレンズ素子15b同士が干渉しないようになっていると共に、透明基板11の表面に、その下面と平行な面が存在しないように、形成されている。 [0036] Each lens element 15b is, the bottom surface of the cone, are formed so as to be circumscribed circle of the placement frame 15a, the portion that protrudes to the long side direction and the short side direction from the layout frame 15a is cut by being, together with the adjacent lens element 15b to each other so as not to interfere with each other, on the surface of the transparent substrate 11, such that there is a plane parallel to the lower surface thereof are formed. さらに、上記各レンズ素子15bは、その頂角θが、20度乃至120度の範囲内に選定されている。 Furthermore, each lens element 15b, the apex angle θ has been chosen in the range of 20 degrees to 120 degrees. 【0037】本発明実施形態によるエレクトロルミネセント素子10は、以上のように構成されており、透明電極12と裏面電極14との間に、図示しない駆動電源から所定の駆動電圧を印加することにより、エレクトロルミネセント発光層13が発光し、エレクトロルミネセント発光層13からの光が、透明電極12,透明基板11 The electroluminescent device 10 according to the embodiment of the present invention is constructed as described above, between the transparent electrode 12 and the back electrode 14, by applying a predetermined drive voltage from a drive power source (not shown) An electroluminescent light emitting layer 13 emits light, the light from the electroluminescent light emitting layer 13, the transparent electrode 12, the transparent substrate 11
そして微小レンズアレイ素子15を介して、透明基板1 Then through the micro lens array element 15, transparent substrate 1
1の上方に出射する。 Emitted to 1 above. これにより、エレクトロルミネセント素子10から上方に出射する光によって、エレクトロルミネセント素子10の上方に配置された例えば液晶表示装置等の表示装置がバック照明されることになる。 Accordingly, the light emitted from the electroluminescent element 10 upward, the display device such as, for example, a liquid crystal display device disposed above the electroluminescent element 10 is to be back illuminated. 【0038】この場合、下方から透明基板11内に入射した光は、透明基板11の上面に向かって進み、透明基板11の上面に設けられた微小レンズアレイ素子15の各レンズ素子15bに入射する。 [0038] In this case, the light incident on the transparent substrate 11 from below, proceeds toward the upper surface of the transparent substrate 11, incident on the lens elements 15b of the microlens array element 15 provided on the upper surface of the transparent substrate 11 . これにより、透明基板11の上面に内側から入射する光の入射角が、実際には各レンズ素子15bに入射するので、図11に示した従来のエレクトロルミネセント素子1の場合の入射角と異なることになる。 Accordingly, the incident angle of light incident from the inside on the upper surface of the transparent substrate 11, since in fact incident on each lens element 15b, different from the angle of incidence of the conventional electroluminescent device 1 shown in FIG. 11 It will be. 従って、下方から透明基板11の上面に向かって進む光は、各レンズ素子15bの内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。 Therefore, light traveling toward the top surface of the transparent substrate 11 from below, without, as is totally reflected at the inner surface of each lens element 15b, reliably emitted upward. 【0039】これにより、透明基板11からの光の取出し効率が向上するので、例えばエレクトロルミネセント素子10を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。 [0039] Thus, the improved light extraction efficiency from the transparent substrate 11, for example, the electroluminescent device 10 when used as a back lighting of various display devices, a high brightness and power consumption of the display device it is possible to easily cope. また、エレクトロルミネセント発光層1 In addition, the electroluminescent light-emitting layer 1
3から出射する光は、完全拡散発光であるので、各レンズ素子15bには、全方向から均等に光が入射することになるが、各レンズ素子15bが円錐状に形成されていることにより、全方向からの光を確実に上方に向かって導くことができる。 Light emitted from the 3, since it is completely diffused emission, each lens element 15b, but uniformly light from all directions made incident, by each lens element 15b is formed in a conical shape, to ensure the light from all directions can be guided upward. これにより、光の取出し効率がより一層向上することになる。 Thereby, the light extraction efficiency is further improved. 【0040】ここで、上記配列ピッチを0.1mmとして、微小レンズアレイ素子15の円錐状の各レンズ素子15bの頂角θを30度から180度まで変化させた場合のシミュレーションによる頂角θと軸上輝度及び取出し効率を計算すると、図4に示す結果が得られた。 [0040] Here, as 0.1mm the arrangement pitch, and simulation apex angle by θ in the case where the apex angle θ of the conical each lens element 15b of the microlens array element 15 is changed from 30 degrees to 180 degrees calculating the on-axis luminance and extraction efficiency, the results shown in FIG. 4 were obtained. 尚、 still,
軸上輝度(B)及び取出し効率(A)は、図11に示した従来のエレクトロルミネセント素子1における取出し効率を1としたときの相対値で示されている。 Axis brightness (B) and extraction efficiency (A) is indicated by a relative value when the 1 extraction efficiency of a conventional electroluminescent element 1 shown in FIG. 11. 【0041】従って、図4にて特性曲線Aで示すように、頂角θが140度以下において、従来の即ち頂角θ [0041] Therefore, as shown by the characteristic curve A in FIG. 4, the apex angle θ is 140 degrees or less, conventional i.e. apex angle θ
が180度の場合と比較して、約2倍以上の取出し効率が得られると共に、図4にて特性曲線Bで示すように、 There as compared with the case of 180 degrees, with about 2-fold or more extraction efficiency is obtained, as shown by the characteristic curve B in FIG. 4,
頂角θが90乃至100度にて、約2倍の軸上輝度が得られることになる。 At the top angle θ of 90 to 100 degrees, so that the on-axis brightness about twice can be obtained. 【0042】図5は、本発明によるエレクトロルミネセント素子の第二の実施形態の要部の構成を示している。 [0042] Figure 5 shows a structure of a main portion of a second embodiment of an electroluminescent device according to the present invention.
図5において、エレクトロルミネセント素子20は、図1に示したエレクトロルミネセント素子10とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。 5, the electroluminescent element 20, since it is almost the same configuration as that of the electroluminescent device 10 shown in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. エレクトロルミネセント素子20は、図1に示したエレクトロルミネセント素子10 Electroluminescent device 20, an electroluminescent device 10 shown in FIG. 1
と比較して、上方に向かって突出した円錐状のレンズ素子15bを備えた微小レンズアレイ素子15の代わりに、図5に示す微小レンズアレイ素子21を備えている点で異なる構成になっている。 Compared, in place of the microlens array element 15 having a conical lens element 15b protruding upward, configured differently in that a micro lens array elements 21 shown in FIG. 5 and . 【0043】この微小レンズアレイ素子21は、図示の場合、透明基板11と一体に構成されており、図5 [0043] The micro lens array element 21, in the illustrated case is constituted on the transparent substrate 11 integrally, 5
(A)に示すように、外側に露出した上面が、透明基板11の長辺方向及び短辺方向に沿って、所定の配列ピッチ(例えば0.01乃至0.1mm程度)で並んでいる配置枠21aを有しており、図5(B)に示すように、 (A), the arrangement upper surface exposed to the outside, along the long side direction and the short side direction of the transparent substrate 11 are arranged at a predetermined arrangement pitch (e.g. 0.01 to about 0.1 mm) has a frame 21a, as shown in FIG. 5 (B),
各配置枠21aの表面が、下方に向かって突出した円錐状のレンズ素子21bを形成している。 The surface of each layout frame 21a is to form a conical lens element 21b which projects downward. 【0044】各レンズ素子21bは、その円錐の底面が、上記配置枠21aの外接円となるように形成されており、上記配置枠21aから上記長辺方向及び短辺方向に突出する部分が切除されることにより、互いに隣接するレンズ素子21b同士が干渉しないようになっていると共に、透明基板11の表面に、その下面と平行な面が存在しないように、形成されている。 [0044] Each lens element 21b is the bottom surface of the cone, are formed so as to be circumscribed circle of the placement frame 21a, the portion that protrudes to the long side direction and the short side direction from the layout frame 21a is cut by being, together with the adjacent lens element 21b to each other so as not to interfere with each other, on the surface of the transparent substrate 11, such that there is a plane parallel to the lower surface thereof are formed. さらに、上記各レンズ素子21bは、その頂角θが、20度乃至120度の範囲内に選定されている。 Furthermore, each lens element 21b, the apex angle θ has been chosen in the range of 20 degrees to 120 degrees. 【0045】このような構成のエレクトロルミネセント素子20によれば、図1に示したエレクトロルミネセント素子10と同様に作用すると共に、下方から透明基板11内に入射した光は、透明基板11の上面に向かって進み、透明基板11の上面に設けられた微小レンズアレイ素子21の各レンズ素子21bに入射する。 [0045] According to the structure of the electroluminescent device 20, as well as the same operation as that of the electroluminescent device 10 shown in FIG. 1, light incident on the transparent substrate 11 from below, of the transparent substrate 11 proceeds toward the upper surface, is incident on the lens elements 21b of the microlens array element 21 provided on the upper surface of the transparent substrate 11. これにより、透明基板11の上面に内側から入射する光の入射角が、実際には各レンズ素子21bに入射するので、図1 Thus, since the incident angle of light incident from the inside on the upper surface of the transparent substrate 11, in fact it enters each lens element 21b, FIG. 1
1に示した従来のエレクトロルミネセント素子1の場合の入射角と異なることになる。 It becomes a different angle of incidence of the conventional electroluminescent element shown in 1. 【0046】従って、下方から透明基板11の上面に向かって進む光は、各レンズ素子21bの内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。 [0046] Therefore, light traveling toward the top surface of the transparent substrate 11 from below, without, as is totally reflected at the inner surface of each lens element 21b, reliably emitted upward. これにより、透明基板11からの光の取出し効率が向上するので、例えばエレクトロルミネセント素子10 Since this improves the light extraction efficiency from the transparent substrate 11, for example an electroluminescent device 10
を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。 The when used as a back lighting of various display devices, it is possible to easily cope with high brightness and power consumption of the display device. 【0047】ここで、図4と同様のシミュレーションにより頂角θと軸上輝度及び取出し効率を計算すると、図6に示す結果が得られた。 [0047] Here, when calculating the vertical angle θ and on-axis luminance and extraction efficiency by the same simulation as in FIG. 4, the results shown in FIG. 6 were obtained. 従って、同様にして、図6にて特性曲線Aで示すように、頂角θが130度以下において、従来の即ち頂角θが180度の場合と比較して、 Therefore, similarly, as shown by the characteristic curve A in FIG. 6, the apex angle θ is 130 degrees or less, conventional i.e. apex angle θ is compared with the case of 180 degrees,
約2倍以上の取出し効率が得られると共に、図6にて特性曲線Bで示すように、頂角θが80乃至90度にて、 With about 2-fold or more extraction efficiency is obtained, as shown by the characteristic curve B in FIG. 6, at the apex angle θ is 80 to 90 degrees,
約2倍の軸上輝度が得られることになる。 Approximately twice the on-axis brightness of will be obtained. 【0048】図7は、本発明によるエレクトロルミネセント素子の第三の実施形態の要部の構成を示している。 [0048] Figure 7 shows a structure of a main portion of a third embodiment of an electroluminescent device according to the present invention.
図7において、エレクトロルミネセント素子30は、図1に示したエレクトロルミネセント素子10とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。 7, the electroluminescent element 30, since it is almost the same configuration as that of the electroluminescent device 10 shown in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. エレクトロルミネセント素子30は、図1に示したエレクトロルミネセント素子10 Electroluminescent device 30, an electroluminescent device 10 shown in FIG. 1
と比較して、上方に向かって突出した円錐状のレンズ素子15bを備えた微小レンズアレイ素子15の代わりに、図7に示す微小レンズアレイ素子31を備えている点で異なる構成になっている。 Compared, in place of the microlens array element 15 having a conical lens element 15b protruding upward, configured differently in that a micro lens array elements 31 shown in FIG. 7 has a . 【0049】この微小レンズアレイ素子31は、図示の場合、透明基板11と一体に構成されており、図7 [0049] The micro lens array element 31, in the illustrated case is constituted on the transparent substrate 11 integrally, 7
(A)に示すように、外側に露出した上面が、透明基板11の長辺方向及び短辺方向に沿って、所定の配列ピッチ(例えば0.01乃至0.1mm程度)で並んでいる配置枠31aを有しており、図7(B)に示すように、 (A), the arrangement upper surface exposed to the outside, along the long side direction and the short side direction of the transparent substrate 11 are arranged at a predetermined arrangement pitch (e.g. 0.01 to about 0.1 mm) has a frame 31a, as shown in FIG. 7 (B),
各配置枠31aの表面が、上方に向かって突出した四角錐状のレンズ素子31bを形成している。 The surface of each layout frame 31a is to form a pyramidal lens element 31b protruding upward. 【0050】各レンズ素子31bは、その四角錐の底面が、上記配置枠31aの周囲の各辺と一致するように形成されており、互いに隣接するレンズ素子31b同士が干渉しないようになっていると共に、透明基板11の表面に、その下面と平行な面が存在しないように、形成されている。 [0050] Each lens element 31b, the pyramid bottom, are formed to coincide with the sides of the periphery of the layout frame 31a, so as not to interfere lens element 31b adjacent to each other with, on the surface of the transparent substrate 11, such that there is a plane parallel to the lower surface thereof are formed. さらに、上記各レンズ素子31bは、その頂角θが、90度乃至100度の範囲内に選定されている。 Furthermore, each lens element 31b, the apex angle θ has been chosen in the range of 90 degrees to 100 degrees. 【0051】このような構成のエレクトロルミネセント素子30によれば、図1に示したエレクトロルミネセント素子10と同様に作用すると共に、下方から透明基板11内に入射した光は、透明基板11の上面に向かって進み、透明基板11の上面に設けられた微小レンズアレイ素子31の各レンズ素子31bに入射する。 [0051] According to the electroluminescent device 30 having such a configuration, as well as the same operation as that of the electroluminescent device 10 shown in FIG. 1, light incident on the transparent substrate 11 from below, of the transparent substrate 11 proceeds toward the upper surface, is incident on the lens elements 31b of the microlens array element 31 provided on the upper surface of the transparent substrate 11. これにより、透明基板11の上面に内側から入射する光の入射角が、実際には各レンズ素子31bに入射するので、図1 Thus, since the incident angle of light incident from the inside on the upper surface of the transparent substrate 11, in fact it enters each lens element 31b, FIG. 1
1に示した従来のエレクトロルミネセント素子1の場合の入射角と異なることになる。 It becomes a different angle of incidence of the conventional electroluminescent element shown in 1. 【0052】従って、下方から透明基板11の上面に向かって進む光は、各レンズ素子31bの内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。 [0052] Therefore, light traveling toward the top surface of the transparent substrate 11 from below, without, as is totally reflected at the inner surface of each lens element 31b, reliably emitted upward. これにより、透明基板11からの光の取出し効率が向上するので、例えばエレクトロルミネセント素子10 Since this improves the light extraction efficiency from the transparent substrate 11, for example an electroluminescent device 10
を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。 The when used as a back lighting of various display devices, it is possible to easily cope with high brightness and power consumption of the display device. 【0053】ここで、図4と同様のシミュレーションにより頂角θと軸上輝度及び取出し効率を計算すると、図8に示す結果が得られた。 [0053] Here, when calculating the vertical angle θ and on-axis luminance and extraction efficiency by the same simulation as in FIG. 4, the results shown in FIG. 8 is obtained. 従って、同様にして、図8にて特性曲線Aで示すように、頂角θが130度以下において、従来の即ち頂角θが180度の場合と比較して、 Therefore, similarly, as shown by the characteristic curve A in FIG. 8, the apex angle θ is 130 degrees or less, conventional i.e. apex angle θ is compared with the case of 180 degrees,
約2倍以上の取出し効率が得られると共に、図8にて特性曲線Bで示すように、頂角θが90乃至100度にて、約2倍の軸上輝度、特に頂角θが90度にて、約3 About with more than twice the extraction efficiency is obtained, as shown by the characteristic curve B in FIG. 8, at the top angle θ of 90 to 100 degrees, about 2-fold on-axis brightness of, in particular apex angle θ is 90 degrees at, about 3
倍の軸上輝度が得られることになる。 So that the on-axis brightness of the times is obtained. 【0054】さらに、各レンズ素子31bの頂角θを3 [0054] In addition, the apex angle θ of each lens element 31b 3
0度から180度まで変化させた場合のシミュレーションによる放射角度特性を計算すると、図9に示す結果が得られた。 When simulation by calculating the radiation angle characteristics when the 0 degree is changed to 180 degrees, the result shown in FIG. 9 was obtained. 従って、特に頂角θが90度の場合に、放射角度特性が比較的狭い角度範囲に絞り込まれていることにより、軸上輝度が大幅に向上している。 Therefore, especially when the apex angle θ is 90 degrees, by the radiation angle characteristics are narrowed down to a relatively narrow range of angles, on-axis brightness is significantly improved. これは、光の出射方向が、四角錐状のレンズ素子31bの頂角方向に限定されることによるものだと思われる。 This emission direction of light is believed was due to be limited to the apex angle direction of the quadrangular pyramid-shaped lens element 31b. 【0055】これにより、図11に示すように、例えば携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の各種携帯端末機器において、その液晶表示素子40の視野角特性における主視認方向41(通常、下側約20度)に対して、上記各レンズ素子31bの頂角方向がほぼ平行となるように、各レンズ素子31bの軸方向を傾斜させる。 [0055] Thus, as shown in FIG. 11, for example, in various portable terminal devices such as cellular phones and notebook personal computers, a main viewing direction 41 (typically in the viewing angle characteristics of the liquid crystal display element 40, about the lower 20 relative degrees), so that the apex angle direction of each lens element 31b is substantially parallel to incline the axial direction of each lens element 31b. これにより、上記主視認方向41においては、各レンズ素子31bの軸上輝度により、液晶表示素子40の明るいバック照明を提供すると共に、主視認方向から外れた方向には、バック照明の輝度が大幅に低下することにより、例えば液晶表示素子の両側からの覗き込み防止を効果的に行なうことができる。 Thus, in the main viewing direction 41, the on-axis luminance of each lens element 31b, while providing a bright back lighting of the liquid crystal display element 40, the direction deviating from the main viewing direction, substantially the luminance of the backlight illumination by lowering the, it can be carried out, for example the prevention effectively peeping from both sides of the liquid crystal display device. 【0056】上述した実施形態においては、基材である透明基板の表面に設けられた微小レンズアレイ素子の各レンズ素子として、上方に突出した円錐状のレンズ素子15b,下方に突出した円錐状のレンズ素子21bそして上方に突出した四角錐状のレンズ素子31bを使用した場合について説明したが、これに限らず、各レンズ素子は、上方または下方に突出した凸状または凹状の円錐または多角錐状に形成されていてもよい。 [0056] In the above-described embodiment, as the lens elements of the microlens array element provided on a surface of the transparent substrate is a substrate, a conical lens element 15b projecting upward, conical projecting downward lens element 21b and has been described using a pyramidal lens element 31b projecting upward, not limited to this, the lens elements is convex or concave cone or polygonal pyramid protruding upward or downward it may be formed on. また、上述した実施形態においては、微小レンズアレイ素子15,2 Further, in the above embodiment, the micro lens array element 15,2
1,31は、透明基板11と一体に構成されているが、 1, 31 is configured on the transparent substrate 11 integrally,
透明基板11と別体に形成され、例えば接着剤等により貼着されるようにしてもよい。 Is formed separately from the transparent substrate 11, for example, it may be is adhered by an adhesive or the like. さらに、上述した実施形態においては、微小レンズアレイ素子15,21,31 Further, in the above-described embodiment, the micro lens array elements 15,21,31
の各配置枠15a,21a,31aは、エレクトロルミネセント素子10,20または30の長辺方向及び短辺方向に整列して配設されているが、一方向のみに整列し、他方向に関しては互いに所定距離づつずれて配設されてもよい。 Each layout frames 15a, 21a, 31a of, but in alignment with the long side direction and the short side direction of the electroluminescent device 10, 20 or 30 are arranged, aligned in only one direction, with respect to the other direction it may be arranged displaced a predetermined distance at a time from one another. 【0057】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、発光層から出射した光は、発光層から基材を通って、基材の表面に備えられた微小レンズアレイ素子の各レンズ素子を通って、上方に出射し、例えばその上方に配設された表示素子をバック照明することになる。 [0057] As described above, according to the present invention, according to the present invention, light emitted from the light emitting layer passes through the substrate from the light-emitting layer, the microlens array element provided on the surface of the substrate through each lens element, it emitted upward, so that the back lighting a display element disposed e.g. thereabove. その際、基材の表面から上方に向かって出射しようとする光は、微小レンズアレイ素子の各レンズ素子に入射することになるので、従来の基材の平坦な表面に入射する場合と比較して、入射角が変化するため、各レンズ素子の内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって出射することになる。 At this time, light to be emitted upward from the surface of the substrate, it means that incident on the lens elements of the microlens array elements, as compared with the case of incident on the flat surface of a conventional substrate Te, the incident angle varies, without as totally reflected by the inner surface of each lens element will be emitted upward. 従って、基材表面にて基材内部から上方空間への入射光の反射率が低下し、基材からの光の取出し効率が上昇することになるので、例えばエレクトロルミネセント素子を表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に対応することができる。 Therefore, reduces the reflectance of the incident light to the upper space from the interior substrate in the substrate surface, since extraction efficiency of light from the substrate is to be increased, for example, the back of the display device an electroluminescent element when used as lighting, it is possible to cope with high brightness and power consumption of the display device. 【0058】このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、光の取出し効率を向上させるようにした、 [0058] Thus, according to the present invention, with a simple structure, and to improve the extraction efficiency of light,
エレクトロルミネセント素子、そしてこのようなエレクトロルミネセント素子をバック照明として備えた表示装置が提供され得る。 Electroluminescent device, and a display device having such an electroluminescent device as a back lighting may be provided.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明によるエレクトロルミネセント素子の第一の実施形態の構成を示す概略断面図である。 It is a schematic sectional view showing a configuration of a first embodiment of an electroluminescent device according BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】図1のエレクトロルミネセント素子における微小レンズアレイ素子の(A)配置枠を示す部分拡大平面図,(B)レンズ素子を示す部分拡大平面図及び(C) [2] (A) a partially enlarged plan view showing the layout frame of the micro lens array elements in the electroluminescent device of FIG. 1, (B) a partially enlarged plan view showing a lens element and (C)
部分拡大断面図である。 Is a partially enlarged cross-sectional view. 【図3】図1のエレクトロルミネセント素子における微小レンズアレイ素子の部分拡大斜視図である。 3 is a partial enlarged perspective view of a micro lens array elements in the electroluminescent device of FIG. 【図4】図1のエレクトロルミネセント素子における頂角に対する取出し効率及び軸上輝度のシミュレーションを示すグラフである。 4 is a graph showing a simulation of extraction efficiency and on-axis brightness for the apex angle of the electroluminescent device of FIG. 【図5】本発明によるエレクトロルミネセント素子の第二の実施形態における微小レンズアレイ素子の(A)部分拡大平面図及び(B)部分拡大断面図である。 5 is a (A) a partially enlarged plan view and (B) a partially enlarged cross-sectional view of a micro lens array elements in the second embodiment of the electroluminescent device according to the present invention. 【図6】図5のエレクトロルミネセント素子における頂角に対する取出し効率及び軸上輝度のシミュレーションを示すグラフである。 6 is a graph showing a simulation of extraction efficiency and on-axis brightness for the apex angle of the electroluminescent device of FIG. 【図7】本発明によるエレクトロルミネセント素子の第三の実施形態における微小レンズアレイ素子の(A)部分拡大平面図及び(B)部分拡大断面図である。 7 is a (A) a partially enlarged plan view and (B) a partially enlarged cross-sectional view of a micro lens array element according to the third embodiment of the electroluminescent device according to the present invention. 【図8】図7のエレクトロルミネセント素子における頂角に対する取出し効率及び軸上輝度のシミュレーションを示すグラフである。 8 is a graph showing a simulation of extraction efficiency and on-axis brightness for the apex angle of the electroluminescent device of FIG. 【図9】図7のエレクトロルミネセント素子における頂角毎の放射角度特性のシミュレーションを示すグラフである。 It is a graph showing a simulation of a radiation angle characteristic of each apex angle of the electroluminescent device of FIG. 9 Fig. 【図10】図7のエレクトロルミネセント素子による液晶表示素子のバック照明の一例を示す概略断面図である。 Is a schematic sectional view showing an example of a back lighting of the liquid crystal display device according to an electroluminescent device of the FIG. 10] FIG. 【図11】従来のエレクトロルミネセント素子の一例の構成を示す概略断面図である。 11 is a schematic sectional view showing an example of a configuration of a conventional electroluminescent element. 【符号の説明】 10,20,30 エレクトロルミネセント素子11 透明基板(基材) 12 透明電極13 エレクトロルミネセント発光層(発光層) 14 裏面電極15,21,31 微小レンズアレイ素子15a,21a,31a 配置枠15b,21b,31b レンズ素子40 液晶表示素子41 主視認方向 [Description of Reference Numerals] 10, 20, 30 electroluminescent device 11 transparent substrate (substrate) 12 transparent electrode 13 electroluminescent light emitting layer (light emitting layer) 14 backside electrode 15,21,31 micro lens array elements 15a, 21a, 31a layout frame 15b, 21b, 31b lens element 40 a liquid crystal display device 41 main viewing direction

フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA29Z FA44Z FB06 LA16 LA30 3K007 AB02 AB17 BB06 CB01 DA01 DA04 DB03 EA03 EA04 EB00 5G435 AA03 BB12 BB15 EE26 FF12 GG02 GG25 Front page of the continued F-term (reference) 2H091 FA29Z FA44Z FB06 LA16 LA30 3K007 AB02 AB17 BB06 CB01 DA01 DA04 DB03 EA03 EA04 EB00 5G435 AA03 BB12 BB15 EE26 FF12 GG02 GG25

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 扁平な透光性材料から成る基材と、この基材の下面に配設された一対の陽極及び陰極から成る電極間に少なくとも発光層を有するエレクトロルミネセント素子であって、 上記基材のエレクトロルミネセント素子側と反対側の表面に、微小レンズアレイ素子を備えており、 この微小レンズアレイ素子が、エレクトロルミネセント素子側に凸状または凹状に、そして頂角が20度乃至1 [Claims 1. A substrate comprising a flat transparent material, electroluminescent having at least a light emitting layer between electrodes consisting of a pair of an anode and a cathode disposed on the lower surface of the substrate a cents element, on the opposite side of the surface and the electroluminescent element side of the substrate provided with a microlens array element, the microlens array elements, the convex or concave in electroluminescent element side, the apex angle of 20 degrees to 1
    20度の範囲であるように形成され、上記発光層とほぼ平行に配設された複数個の錐状のレンズ素子から構成されており、 上記発光層から出射する光が、基材を透過し、さらに上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子を通って、上方に出射することを特徴とする、エレクトロルミネセント素子。 Is formed to be in the range of 20 degrees, is composed of a plurality of conical lens element disposed substantially parallel to the light-emitting layer, light emitted from the light emitting layer is transmitted through the substrate further through each lens element of the micro lens array element, and wherein the emitted upward, electroluminescent devices. 【請求項2】 上記基材がほぼ長方形に形成されており、 上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って並んで配設されていることを特徴とする、請求項1に記載のエレクトロルミネセント素子。 Wherein and the base material is formed substantially rectangular, that each lens element of the micro lens array elements are arranged side by side along the long side direction and the short side direction of the substrate wherein the electroluminescent device according to claim 1. 【請求項3】 上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、四角錐状のレンズであって、その底面の各辺が、 Wherein each lens element of the micro lens array element, a pyramidal lens, each side of the bottom,
    基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びていると共に、互いに接触していることを特徴とする、請求項2に記載のエレクトロルミネセント素子。 Together extend along the long side direction and the short side direction of the substrate, characterized in that in contact with each other, electroluminescent device according to claim 2. 【請求項4】 上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、円錐状のレンズであって、その底面が互いに干渉することにより、境界が、基材の長辺方向及び短辺方向に沿って延びていることを特徴とする、請求項2に記載のエレクトロルミネセント素子。 Wherein each lens element of the micro lens array element, a conical lens, by its bottom surface to interfere with each other, boundaries, extending along the long side direction and the short side direction of the substrate wherein the are, electroluminescent device according to claim 2. 【請求項5】 上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子の頂角が、90度乃至100度の範囲にあることを特徴とする、請求項3または4に記載のエレクトロルミネセント素子。 5. The vertical angle of each lens element of the micro lens array element, characterized in that in the range of 90 degrees to 100 degrees, electroluminescent device according to claim 3 or 4. 【請求項6】 上記微小レンズアレイ素子の各レンズ素子が、上記基材の長辺方向及び短辺方向に沿って、10 6. Each lens element of the micro lens array element, along the long side direction and the short side direction of the substrate, 10
    乃至100μmの範囲の配置ピッチで配設されていることを特徴とする、請求項1から5の何れかに記載のエレクトロルミネセント素子。 To, characterized in that it is arranged in the arrangement pitch in the range of 100 [mu] m, electroluminescent device according to any one of claims 1 to 5. 【請求項7】 上記微小レンズアレイ素子が、上記基材と別体に構成されていて、上記基材の表面に取り付けられていることを特徴とする、請求項1から6の何れかに記載のエレクトロルミネセント素子。 7. The microlens array element, be configured in the substrate and another member, and being attached to the surface of the base material, according to any one of claims 1 to 6 electroluminescent element of. 【請求項8】 上記微小レンズアレイ素子が、上記基材の表面に対して一体に形成されていることを特徴とする、請求項1から6の何れかに記載のエレクトロルミネセント素子。 8. The microlens array element, characterized in that it is formed integrally with the surface of the substrate, an electroluminescent device according to any one of claims 1 to 6. 【請求項9】 請求項2乃至5の記載のエレクトロルミネセント素子を備えたバックライト装置と、 上記バックライト装置のエレクトロルミネセント素子の微小レンズアレイ素子の上に配設されたほぼ長方形の表示素子と、を含んでおり、 表示素子の各辺が、エレクトロルミネセント素子の各辺とほぼ平行であることを特徴とする、表示装置。 9. A backlight device comprising an electroluminescent device as claimed in claims 2 to 5, the display substantially rectangular disposed on the microlens array element of the electroluminescent element of the backlight device and the device includes a respective side of the display element, characterized in that it is substantially parallel to the sides of the electroluminescent element, a display device. 【請求項10】 上記表示素子が、液晶表示素子であることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。 10. The display device is characterized in that it is a liquid crystal display device, the display device according to claim 9. 【請求項11】 上記表示素子の視野角特性における主視認方向が、表示素子の互いに対向する二組の辺の一方とほぼ平行であって、 上記微小レンズアレイ素子の上記主視認方向における頂角が20度乃至30度の範囲にあって、且つその頂点方向が主視認方向とほぼ平行であることを特徴とする、請求項9または10に記載の表示装置。 11. The main viewing direction in the viewing angle characteristics of the display element is a substantially parallel to one of the opposing two pairs of sides of the display device, the apex angle of the main viewing direction of the micro lens array element there in a range of 20 degrees to 30 degrees and the vertex direction, characterized in that it is substantially parallel to the main viewing direction, a display device according to claim 9 or 10.
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