JP2007180001A - 面発光体及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面発光素子を備えた面発光体から出射される光の正面輝度を大きく向上させる。
【解決手段】 面発光素子20において発光された光を出射させる面発光素子の出射面21に、少なくとも片面に凹凸が設けられた調光シート10が取り付けられてなる面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部12を面発光素子の出射面に向けて収縮させ、この収縮した凸部の先端面12aを上記の面発光素子の出射面に接着させると共に、この調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部13に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より低い透光性材料を充填させた。
【選択図】 図２

Description

この発明は、面発光素子を備えた面発光体及び表示装置に係り、この面発光体から出射される光の正面輝度を大きく向上させるようにした点に特徴を有するものである。

近年、情報機器の多様化等にともなって、消費電力が少なく、容積が小さい面発光素子のニーズが高まり、このような面発光素子の一つとしてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略す。）が注目されている。

そして、このようなＥＬ素子は、使用する材料によって無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに大別される。

ここで、無機ＥＬ素子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光中心を励起させて発光させるようになっている。一方、有機ＥＬ素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光層内に注入し、このように注入された電子とホールとを発光層内で結合させて、有機材料を励起状態にし、この有機材料が励起状態から基底状態に戻るときに発光するようになっており、無機ＥＬ素子に比べて、低い電圧で駆動できるという利点がある。

また、有機ＥＬ素子の場合には、発光材料を選択することによって適当な色彩に発光する発光素子を得ることができ、また発光材料を適当に組み合わせることによって白色光を得ることもでき、液晶表示素子等のバックライトとして利用することも期待されている。

ここで、液晶表示素子等のバックライトとして利用する場合、一般に２０００〜４０００ｃｄ／ｍ²程度の正面輝度が必要になるが、上記のようなＥＬ素子等の面発光素子を発
光させた場合、発光された光は様々な方向に進行し、面発光素子の出射面等において全反射して面発光素子の内部に閉じ込められる光も多く存在し、充分な正面輝度を得ることが困難であり、特に、有機ＥＬ素子の場合においては、充分な発光寿命が得られるようにするためには、１０００〜１５００ｃｄ／ｍ²程度の正面輝度しか得られないという問題が
あった。

そして、従来においては、有機ＥＬ素子等の面発光素子を発光させた場合において、その内部に閉じ込められる光を取り出して、その正面輝度を向上させるために、面発光素子の出射面に微小な凹凸を設けるようにしたもの（例えば、特許文献１参照。）や、面発光素子の出射面に凹凸が設けられた平面部材を表面に凹凸が現れるようにして取り付けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、上記のように面発光素子の出射面に微小な凹凸を設けるようにしたり、面発光素子の出射面に凹凸が設けられた平面部材を表面に凹凸が現れるようにして取り付けるようにした場合、表面における凹凸によって光が散乱され、依然として正面輝度を充分に向上させることができないという問題があった。
特開平９−６３７６７号公報 特開平５−４５５０５号公報

この発明は面発光素子を備えた面発光体及びこの面発光体を用いた表示装置において、この面発光体から出射される光の正面輝度を大きく向上させることを課題とするものである。

この発明における第１の面発光体においては、上記のような課題を解決するため、面発光素子の出射面に、少なくとも片面に凹凸が設けられた調光シートが取り付けられてなる面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて収縮させ、この収縮した凸部の先端面を上記の面発光素子の出射面に接着させると共に、この調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より低い透明材料を充填させた。

ここで、この第１の面発光体において、調光シートの凸部を面発光素子の出射面に向けて収縮させるにあたっては、上記の調光シートの凸部に上記の先端面に向けて収縮するように傾斜した面を設けるようにすることができる。また、上記の調光シートよりも屈折率の低い透明材料は空気であってもよい。

また、この第１の面発光体においては、上記の調光シートの片面に設ける凸部が上記の先端面に向けて収縮する円錐台状になっていることが好ましい。

また、この発明における第２の面発光体においては、上記のような課題を解決するため、面発光素子の出射面に、少なくとも片面に凹凸が設けられた調光シートが取り付けられてなる面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて拡開させ、この拡開した凸部の先端面を上記の面発光素子の出射面に接着させると共に、この調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より高い透光性材料を充填させた。

ここで、この第２の面発光体において、調光シートの凸部を面発光素子の出射面に向けて拡開させるにあたっては、上記の調光シートに設けられた凸部に上記の先端面に向けて拡開するように傾斜した面を設けるようにすることができる。

また、この第２の面発光体においては、上記の調光シートの片面に設ける凸部が上記の先端面に向けて拡開する円錐台状になっていることが好ましい。

ここで、この発明における上記の第１及び第２の面発光体において、面発光素子の出射面に調光シートの凸部を接着させるにあたっては、面発光素子の出射面から出射される光が調光シートの凸部に適切に導かれるようにするため、透光性の高い適切な接着剤で接着させるようにする。

また、上記の第１及び第２の面発光体においては、上記の面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に凹凸を設けることができる。

さらに、上記の第１及び第２の面発光体においては、上記の面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に、凹凸を有する第２の調光シートをその凹凸が上記の調光シートの出射面と反対側に位置するように設けることができる。なお、第２の調光シートをその凹凸が上記の調光シートの出射面と反対側に位置するように設けるにあたっては、第２の調光シートを上記の調光シートの出射面に接着させる他、この第２の調光シートを上記の調光シートの出射面に単に載置させるようにしたり、上記の調光シートの出射面と僅かな間隔を介するようにして設けることもできる。

また、上記のように第２の調光シートを調光シートの出射面に設けるにあたっては、上記の調光シートにおける凹凸のピッチと第２の調光シートにおける凹凸のピッチとを一致させることが好ましい。

また、この発明における第１の表示装置においては、表示素子と、上記の第１及び第２の面発光体とを備え、上記の面発光体を表示素子のバックライトとして用いるようにした。

また、この発明における第２の表示装置においては、上記の第１及び第２の面発光体を構成する面発光素子が、平面状にマトリックスに配置された複数の画素を備えるようにした。

この発明における第１の面発光体のように、面発光素子において発光された光を出射させる面発光素子の出射面に調光シートを取り付けるにあたり、調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて収縮させ、この収縮した凸部の先端面を面発光素子の出射面に接着させると共に、調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より低い透光性材料を充填させると、調光シートを設けない場合には面発光素子の出射面において全反射される光が、光板の凸部の先端面が接着された部分において反射されずに、この調光シート内に導かれるようになる。

そして、このように調光シート内に導かれた光の多くは、面発光素子の出射面に向けて収縮した凸部と空間部との界面において全反射され、この全反射された光が調光シートの出射面に導かれて出射されるようになる。

この結果、この発明における第１の面発光体においては、上記の調光シートを通して出射される光の正面及び正面から±３０°の範囲における正面輝度が大きく向上する。

また、この第１の面発光体において、上記の調光シートの片面に設ける凸部を上記の先端面に向けて収縮する円錐台状に形成すると、この調光シートを通して出射される光の正面及び正面から±３０°の範囲における正面輝度がさらに向上する。

また、この発明における第２の面発光体のように、面発光素子において発光された光を出射させる面発光素子の出射面に調光シートを取り付けるにあたり、調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて拡開させ、この拡開した凸部の先端面を面発光素子の出射面に接着させると共に、調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より大きい透光性材料を充填させると、調光シートを設けない場合には面発光素子の出射面において全反射される光が、調光シートの屈折率より大きい透光性材料が充填された空間部と面発光素子の出射面との界面において全反射されずに、この屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部内に導かれるようになる。

そして、このように屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部内に導かれた光の多くは、屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部と上記の面発光素子の出射面に向けて拡開するように設けられた凸部との界面において全反射され、この全反射された光が屈折率の大きい透光性材料が充填された空間部から調光シートの出射面に導かれて出射されるようになる。

この結果、この発明における第２の面発光体においても、上記の第１の面発光体の場合と同様に、上記の調光シートを通して出射される光の正面輝度が大きく向上する。

また、この第２の面発光体において、上記の調光シートの片面に設ける凸部を上記の先端面に向けて拡開する円錐台状に形成すると、この調光シートを通して出射される光の正面及び正面から±３０°の範囲における正面輝度がさらに向上する。

さらに、上記の第１及び第２の面発光体において、面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に凹凸を設けると、この調光シートの出射面において光が全反射されるのが抑制されるようになり、調光シートを通して出射される光の正面輝度がさらに大きく向上する。

また、上記の第１及び第２の面発光体において、面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に、凹凸を有する第２の調光シートをその凹凸が上記の調光シートの出射面と反対側に位置するように設けると、上記の調光シートの出射面から傾斜して出射される光がこの第２の調光シートにおける凹凸により屈折されて正面側に集光され、この第２の調光シートを通して出射される光の正面輝度がさらに向上する。

また、この発明における第１の表示装置のように、表示素子と、上記の第１及び第２の面発光体とを備え、上記の面発光体を表示素子のバックライトとして用いるようにすると、上記の面発光体の出射面から出射された正面輝度の高い光が表示素子に導かれ、輝度の高い表示が行えるようになる。

また、この発明における第２の表示装置のように、上記の第１及び第２の面発光体を構成する面発光素子が、平面状にマトリックスに配置された複数の画素を備えるようにすると、各画素において出射される光の正面輝度が高くなり、輝度の高い表示が行えるようになる。

次に、この発明の実施形態に係る面発光体を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る面発光体は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

（実施形態１）
実施形態１においては、調光シートとして、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａを用いるようにした。なお、本明細書において、凸部１２の先端側が収縮するとは、プリズムアレイシート１０Ａから遠ざかるにつれて徐々に小さくなるように凸部１２が形成されていることを意味し、図１（Ｂ）及び後述する図１１の例では、下すぼみの形状になっていることを意味する。

そして、この実施形態１の面発光体においては、図２に示すように、透明電極２２が設けられた透明基板２１の面に有機ＥＬ層２３と対向電極２４とが設けられた有機ＥＬ素子からなる面発光素子２０を用い、この面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。

このように面発光素子２０の出射面２１ａに、プリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させると、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２が面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した形状になると共に、このプリズムアレイシート１０Ａの凸部１２と面発光素子２０の出射面２１ａとの間の空間部１３にはプリズムアレイシート１０Ａの屈折率より低い透光性材料の空気が充填されるようになる。なお、プリズムアレイシート１０Ａより屈折率の低い透光性材料として空気を充填する場合は、液体を用いる場合のように厳重に封止する必要がなく、また大気中で面発光体を製造するだけで特別な工程を設けることなく、空気を充填させることができる点で好ましい材料である。

そして、このように面発光素子２０の出射面２１ａにプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させて、上記の面発光素子２０を発光させると、図３に示すように、調光シートを設けない場合には面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２の先端面１２ａが接着された部分においては、全反射されずにこのプリズムアレイシート１０Ａ内に導かれるようになる。

そして、このようにプリズムアレイシート１０Ａ内に導かれた光の多くは、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した凸部１２と空間部１３との界面である凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射され、この反射された光がプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれて出射されるようになる。また、図３に示すように、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２の先端面１２ａが接着されていない出射面２１ａの部分から出射される光であっても、出射面２１ａから垂直方向に出射される光は、凸部１２の傾斜面１２ｂで進行方向が若干変更されるがプリズムアレイシート１０Ａの正面側に出射されるようになり、また出射面２１ａからプリズムアレイシート１０Ａにおける凸部１２の傾斜面１２ｂと直交するような方向に出射された光は、この傾斜面１２ｂから凸部１２内に導かれ、この凸部１２の反対側の傾斜面１２ｂで反射されてプリズムアレイシート１０Ａの正面側に出射されるようになる。

ここで、上記のように調光シートを設けない場合には面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、上記の凸部１２の先端面１２ａからこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に適切に導かれるようにするためには、このプリズムアレイシート１０Ａの屈折率と上記の面発光素子２０の出射面２１ａにおける屈折率との差を０．２以内にすることが好ましい。

また、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａに四角錘台状になった凸部１２を設けるにあたり、この凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θが大きくなって、上記の面発光素子２０の出射面２１ａに対する凸部１２の傾斜面１２ｂの傾斜角度αが小さくなりすぎると、調光シートを設けない場合に面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光がこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれたとしても、この光が凸部１２の傾斜面１２ｂにあたらずに、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれ、このプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において全反射されて戻されるようになり、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４から出射される光の強度が低下する。

一方、凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θが小さくなって、面発光素子２０の出射面２１ａに対する凸部１２の傾斜面１２ｂの傾斜角度αが大きくなりすぎると、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれた光が、この凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射されずに、この凸部１２を通過して空間部１３に導かれ、さらにこの空間部１３を通過して再度プリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれるようになり、この光が上記のようにプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において全反射されて戻されるようになり、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４から出射される光の強度が低下する。

このため、上記の凸部１２における傾斜面１２ｂ相互が交差する頂角θは、このプリズムアレイシート１０Ａにおける波長５５０ｎｍの光に対する屈折率をｎとした場合に、（１／ｎ−０．３５）＜ｓｉｎθ＜（１／ｎ＋０．３）の条件を満たすことが好ましく、さらに１／ｎ＜ｓｉｎθ＜（１／ｎ＋０．２５）の条件を満たすようにすることがより好ましい。

また、上記の凸部１２の高さｈのとり得る範囲については、凸部１２における上記の頂角θや凸部１２のピッチｐによっても変化するが、一般にこの凸部１２の高さｈが低すぎると、面発光素子２０の出射面２１ａにおいて、調光シートを設けない場合に全反射される光がこのプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれたとしても、この光が凸部１２の傾斜面１２ｂにあたらずに、プリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に導かれ、このプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４において全反射されて戻されるようになる。一方、この凸部１２の高さｈが高くなりすぎると、この凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて光の反射に利用されない部分が生じると共に、凸部１２のピッチｐが同じ場合、面発光素子２０の出射面２１ａに接着される凸部１２の先端面１２ａの面積が小さくなって、このプリズムアレイシート１０Ａの内部に導かれる光の量が少なくなる。このため、この凸部１２の高さｈは、凸部１２のピッチｐに対して、０．２８ｐ≦ｈ≦１．１ｐの条件を満たすことが好ましい。

なお、この実施形態１の面発光体においては、面発光素子２０として有機ＥＬ素子を用いるようにしたが、面発光素子２０は面状に発光するものであればよく、無機ＥＬ素子等を用いることができるが、輝度の向上にまだ大きな改善が期待される有機ＥＬ素子を用いることが特に効果的である。

（実施形態２）
実施形態２においては、調光シートとして、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２を設ける一方、この凸部１２を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して複数形成したプリズムアレイシート１０Ｂを用いるようにした。

そして、この実施形態２の面発光体においても、図５に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｂにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。

このようにすると、この実施形態２の面発光体においても、図６に示すように、上記の実施形態１の面発光体と同様に、調光シートを設けない場合には、面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、プリズムアレイシート１０Ｂの凸部１２の先端面１２ａが接着された部分においては、全反射されずにこのプリズムアレイシート１０Ｂの内部に導かれ、このようにプリズムアレイシート１０Ｂの内部に導かれた光の多くは、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射され、この反射された光がプリズムアレイシート１０Ｂの出射面１４に導かれて出射されるようになる。

また、この実施形態２の面発光体においては、上記のプリズムアレイシート１０Ｂにおける凸部１２間に平坦面１２ｃが形成され、この凸部１２と面発光素子２０の出射面２１ａとの間の空間部１３を通して上記の平坦面１２ｃに垂直に導かれた光は散乱することなく、プリズムアレイシート１０Ｂ内に導かれてその出射面１４からそのまま出射されるようになる。

ここで、上記のようにプリズムアレイシート１０Ｂにおける凸部１２を縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して設けるにあたり、この凸部１２間の間隔が狭くなって上記の平坦面１２ｃの面積が小さくなると、凸部１２間の空間部１３に導かれた光が凸部１２の傾斜面１２ｂに導かれて散乱されやすくなる一方、凸部１２間の間隔が大きくなって上記の平坦面１２ｃの面積が大きくなると、プリズムアレイシート１０Ａの凸部１２の先端面１２ａが面発光素子２０の出射面２１ａに接着される面積が小さくなって、面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が多くなる。このため、上記の凸部１２の先端面１２ａに対する上記の平坦面１２ｃの面積比を０．１２５〜８．０の範囲にすることが好ましい。

（実施形態３）
実施形態３においては、調光シートとして、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２を縦横に連続して形成すると共に、この凸部１２が形成された面と反対側の出射面１４に上記の四角錘台状の凸部１２に対応するようにして、四角錘状になった凹部１５を設けたプリズムアレイシート１０Ｃを用いるようにした。

そして、この実施形態３の面発光体においても、図８に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｃに設けた四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。

このようにすると、この実施形態３の面発光体においても、上記の実施形態１の面発光体と同様に、調光シートを設けない場合には面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が、プリズムアレイシート１０Ｃの凸部１２の先端面１２ａが接着された部分においては、全反射されずにこのプリズムアレイシート１０Ｃの内部に導かれ、このようにプリズムアレイシート１０Ｃの内部に導かれた光の多くは、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した凸部１２と空間部１３との界面である凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射され、この反射された光がプリズムアレイシート１０Ｃの出射面１４に導かれて出射されるようになる。

また、この実施形態３の面発光体においては、プリズムアレイシート１０Ｃの出射面１４に上記のような四角錘状になった凹部１５を設けているため、このプリズムアレイシート１０Ｃの出射面１４において全反射される光も少なくなり、プリズムアレイシート１０Ｃの出射面１４から出射される光が増加する。

なお、この実施形態３のように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２を縦横に連続して形成すると共に、この基板１１の反対側の出射面１４に、上記の四角錘台状の凸部１２に対応するようにして四角錘状になった凹部１５を設ける場合、四角錘台状の凸部１２と反対側の出射面１４における四角錘状になった凹部１５とが対応した位置にあるようにしてもよいし、上記の四角錘台状の凸部１２と出射面１４における四角錘状になった凹部１５との位置をずらせたり、四角錘状になった凹部１５の配列を四角錘台状の凸部１２の配列に対して傾斜させたりして、四角錘台状の凸部１２と出射面１４における四角錘状になった凹部１５との位置が一致しないようにしてもよい。なお、前者の場合、後者に比べて輝度がやや向上する点で有利である。

また、上記のように四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成された面と反対側の出射面１４に四角錘状になった凹部１５を設ける場合において、上記の四角錘台状になった凸部１２の高さに対する上記の基板１１の最も薄い部分の厚みの比を０．２〜１．２の範囲にすることが好ましい。これは、基板１１の厚みが厚くなりすぎると、前記のようにプリズムアレイシート１０Ｃの四角錘台状になった凸部１２の傾斜面１２ｂにおいて反射された光が広がって、この四角錘台状になった凸部１２と対応する凹部１５以外の凹部１５にも光が導かれて散乱し、プリズムアレイシート１０Ｃの出射面１４から出射される光の輝度が低下する一方、この基板１１の厚みが薄くなりすぎると、プリズムアレイシート１０Ｃの強度が低下するためである。

また、この実施形態３においては、プリズムアレイシート１０Ｃとして、四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成された面と反対側の出射面１４に四角錘状になった凹部１５を設けたものを用いるようにしたが、反対側の出射面１４に設ける凹凸は特にこのようなものに限定されず、図９に示すように、四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成された面と反対側の出射面１４に四角錘状になった凸部１６を設けたり、また図示していないが三角柱状になった凹部や凸部等を設けたりすることも可能である。なお、図９に示すように、四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成された面と反対側の出射面１４に四角錘状になった凸部１６を設ける場合は、四角錘台状の凸部１２と出射面１４の四角錘状になった凸部１６とが対応する位置にあるようにしてもよいし、一致しない位置にあるようにしてもよいが、後者の方が前者より輝度がやや向上する点で有利である。

（実施形態４）
実施形態４においては、調光シートとして、前記の実施形態１の場合と同様に、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａを用いると共に、第２の調光シートとして、図１０に示すように、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられた第２のプリズムアレイシート３０を用いるようにした。

そして、この実施形態４の面発光体においては、図１１に示すように、上記の実施形態１の場合と同様にして、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ａに設けた四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させ、またこのプリズムアレイシート１０Ａの凸部１２が設けられた面と反対側の出射面１４の上に、上記の第２のプリズムアレイシート３０における凸部３２が反対側の上面側に位置するようにして、この第２のプリズムアレイシート３０における透光性基板３１を設けるようにした。

ここで、このように第２のプリズムアレイシート３０における透光性基板３１をプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４の上に設けるにあたっては、前記のように第２のプリズムアレイシート３０における透光性基板３１を上記のプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に接着させる他、この第２のプリズムアレイシート３０を上記のプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４に単に載置させるようにし、また上記のプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４と僅かな間隔を介するようにして設けることもできる。

そして、上記のように面発光素子２０の出射面２１ａに接着させる凸部１２と反対側におけるプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４の上に、第２のプリズムアレイシート３０における凸部３２が反対側の上面側に位置するようにして第２のプリズムアレイシート３０を設けると、上記のプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４から傾斜して出射される光が、第２のプリズムアレイシート３０における上記の凸部３２により屈折されて正面側に集光され、この第２のプリズムアレイシート３０を通して出射される光の正面輝度が向上する。

なお、この実施形態４においては、第２のプリズムアレイシート３０として、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられたものを用いるようにしたが、透光性基板３１の片面に設ける凹凸の形状は特にこのようなものに限定されず、図示していないが、角錐状、円錐状、角錐台状、円錐台状等の様々な形状になった凹凸を形成することも可能である。

また、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａの出射面１４の上に、第２のプリズムアレイシート３０を設けるにあたっては、プリズムアレイシート１０Ａにおける凸部１２のピッチと、第２のプリズムアレイシート３０における凸部３２のピッチとを一致させることが好ましい。

（実施形態５）
実施形態５においては、調光シートとして、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２相互が接触するようにして縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ｄを用いるようにした。

そして、この実施形態５の面発光体においても、図１３に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｄにおける円錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。

ここで、この実施形態５に示すように、プリズムアレイシート１０Ｄに円錘台状になった凸部１２を設けるようにすると、このプリズムアレイシート１０Ｄを通して出射される光の正面輝度が更に大きく向上されるようになる。この詳細な理由については不明であるが、本発明者等の検討によれば、例えば、実施形態１に示すように凸部１２が四角錘台状である場合、稜線方向の断面における稜線のなす頂角が、四角錘台状になった凸部１２の並び方向の断面における頂角に比べて小さくなるため、正面輝度の向上に十分に寄与することができない出射光が生じるようになるが、この実施形態５のような円錘台状になった凸部１２の場合、どの方向の断面においても頂角が一定であるため、四角錘台状になった凸部１２の場合に生じていた正面輝度の向上に十分に寄与することができない出射光が生じなくなるためであると考えられる。

なお、この実施形態５の面発光体においては、プリズムアレイシート１０Ｄとして透光性基板１１の片面に上記の円錘台状の凸部１２相互が接触するようにして設けたものを用いたが、図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、円錘台状の凸部１２を縦横に所要間隔を介するようにして設けたものを用いることも可能である。

（実施形態６）
実施形態６においては、調光シートとして、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２の周辺部が切断されて正方形状になったものが縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ｅを用いるようにした。

そして、この実施形態６の面発光体においても、図１６に示すように、上記の実施形態１の場合と同様に、面発光素子２０において発光された光を出射させる透明基板２１の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｅにおける円錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを接着させるようにした。

また、上記の実施形態５，６における面発光体のように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２が設けられたプリズムアレイシート１０Ｄ，プリズムアレイシート１０Ｅを用いるにあたり、図５４に示すプリズムアレイシート１０Ｄのように、透光性基板１１の片面に円錘台状の凸部１２が六方最密の状態で接触するように設けたものを用いるようにし、また図５５に示すプリズムアレイシート１０Ｅのように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２の周辺部が切断されて正六画形状になったものが連続するようにして配置されたものを用いるようにすると、対角方向の接触面積と傾斜面１２ｂの部分との比が適切な割合となり、上記のように凸部１２を正方格子状に配置させたものに比べて、正面輝度を向上させる効果が１０〜２０％程度向上する。

なお、上記の実施形態１〜６においては、プリズムアレイシート１０Ａ〜１０Ｅにおける透光性基板１１の片面に、先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２や先端側が収縮した円錘台状の凸部１２を設けるようにしたが、透光性基板１１の片面に設ける凸部１２もこのようなものに限定されず、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて収縮した形状であればよく、例えば、図１７に示すように、半球の先端部を平坦にした凸部１２を設けるようにしたり、図１８に示すように、先端側が収縮した台形の柱状になった凸部１２を設けるようにすることも可能である。

（実施形態７）
実施形態７においては、調光シートとして、図１９（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が拡開した四角錘台状の凸部１７が縦横に所要間隔を介して複数形成されたプリズムアレイシート１０Ｆを用いるようにした。なお、本明細書において、凸部の先端側が拡開するとは、プリズムアレイシートから遠ざかるにつれて徐々に大きくなるように凸部が形成されていることを意味し、図１９（Ｂ）の例では、下広がりの形状になっていることを意味する。

そして、この実施形態７の面発光体においては、図２０に示すように、面発光素子２０において発光された光を出射させる面発光素子２０の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｆに設けた四角錘台状になった凸部１７の広がった先端面１７ａを接着させると共に、この凸部１７間の空間部１３にこのプリズムアレイシート１０Ｆよりも屈折率の高い透光性材料１８を充填させるようにした。なお、このような屈折率の高い透光性材料１８としては、例えばイマージョンオイル等を用いることができる。

そして、この実施形態７の面発光体において、上記の面発光素子２０を発光させると、プリズムアレイシート１０Ｆよりも屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３が接触する面発光素子２０の出射面２１ａにおいては、調光シートを設けない場合に面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が全反射されずに、この屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３内に導かれるようになる。

そして、このように屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３内に導かれた光の多くは、屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３と上記の面発光素子２０の出射面２１ａに向けて拡開するように設けられた凸部１７との界面である凸部１７の傾斜面１７ｂにおいて反射され、この反射された光が屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３からプリズムアレイシート１０Ｆの出射面１４に導かれて出射されるようになる。

（実施形態８）
実施形態８においては、調光シートとして、図２１（Ａ），（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が拡開した円錘台状の凸部１７が縦横に所要間隔を介して複数形成されたプリズムアレイシート１０Ｇを用いるようにした。

そして、この実施形態８の面発光体においては、上記の実施形態７における面発光体と同様に、面発光素子２０において発光された光を出射させる面発光素子２０の出射面２１ａに、上記のプリズムアレイシート１０Ｇに設けた円錘台状になった凸部１７の広がった先端面１７ａを接着させると共に、この凸部１７間の空間部１３にこのプリズムアレイシート１０Ｇよりも屈折率の高い透光性材料１８を充填させるようにした。

そして、この実施形態８の面発光体において、上記の面発光素子２０を発光させると、上記の実施形態７の場合と同様に、プリズムアレイシート１０Ｇよりも屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３が接触する面発光素子２０の出射面２１ａにおいては、調光シートを設けない場合に面発光素子２０の出射面２１ａにおいて全反射される光が全反射されずに、この屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３内に導かれるようになる。

そして、このように屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３内に導かれた光の多くは、屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３と上記の面発光素子２０の出射面２１ａに向けて拡開するように設けられた凸部１７との界面である凸部１７の傾斜面１７ｂにおいて反射され、この反射された光が屈折率の大きい透光性材料１８が充填された空間部１３からプリズムアレイシート１０Ｆの出射面１４に導かれて出射されるようになる。

なお、上記の実施形態７及び実施形態８の各面発光体においても、図示していないが、上記の先端側が広がった凸部１７が形成された面と反対側の出射面１４に凹凸を設けることは可能であり、また上記の透光性基板１１の片面に設ける凸部１７の形状も上記のようなものに限定されず、面発光素子２０の出射面２１ａに向けて拡開した形状になっていればよい。

また、上記の実施形態１〜８の各面発光体において、面発光素子２０が周期的な構造を有する場合において、モアレの発生による輝度ムラを防止するために、上記の各集光体１０Ａ〜１０Ｇに設ける凸部１２，１７のピッチを、面発光素子２０が有する周期構造のピッチの１．２倍より大きくしたり、０．８倍より小さくしたり、また各集光体１０Ａ〜１０Ｇに設ける凸部１２，１７のピッチをランダムにしたり、凸部１２，１７の配列方向を面発光素子２０が有する周期構造の配列方向に対して傾斜させるようにすることが好ましい。

また、上記の実施形態１〜８の各面発光体においては、凸部１２，１７が形成された透光性基板１１の片面を、同じような屈折率をもつ透明な材料でコーティングすることが好ましい。このように凸部１２，１７が形成された透光性基板１１の片面に上記のようなコーティングを施すと、加工時に凸部１２，１７が形成された透光性基板１１の面に細かい傷などが発生していても、この傷などがコーティングによって補修され、傷などにより光の反射や透過に乱れが発生するのが防止されるようになると共に、このコーティングによって凸部１２，１７が形成された透光性基板１１の片面が傷つくのも抑制されるようになる。

また、上記の実施形態１〜８の各面発光体を照明光源として使用する場合、一般の照明光源に比べて、正面輝度が高くなる一方、４５度方向以上の角度の方向の輝度はかなり弱くなるため、この実施形態１〜８の各面発光体を照明光源として使用した場合には、パソコンなどのモニターに照明光が写りこんで操作者がまぶしく感じるのを低減できる利点がある。

また、上記の実施形態１〜８の各面発光体を、オフィスや家庭などの照明光源として使用する場合、その最表面に汚れ防止や傷防止のためのコーティングを施すことが好ましい。なお、この最表面が平面である場合には、蒸着や塗布などによって容易にコーティングを行うことができると共に、汚れを拭き取るなどのメンテナンス性も向上する。

また、図示していないが、Ｉ型蛍光管などの曲面状になった面発光素子に上記のように片面に凹凸が設けられたプリズムアレイシートの凸部を接着させた場合には、あらゆる方向に散乱されていた光を、曲面状になった面発光素子から放射状に出射させることができるようになり、１０％程度明るい照明器具を提供できるようになる。

（実施形態９）
実施形態９は表示装置の実施形態を示し、この表示装置は、図２２に示すように、前記の実施形態１における面発光体と液晶４３を用いた表示素子４０とで構成されており、上記の面発光体をバックライトとして使用するようにしている。

ここで、この実施形態９においては、上記の面発光体における有機ＥＬ層２３を封止材２５によって保護するようにしている。

また、上記の表示素子４０においては、一対の透光性基板４１，４２の間に液晶４３を封入させて周囲をシール材４４によって封止させるようにすると共に、上記の一対の透光性基板４１，４２の対向する面において、一方の透光性基板４１には連続した１つの大きな透明電極４５を設ける一方、他方の透光性基板４２には画素に対応して分離された透明な個別電極４６を設けている。

そして、この実施形態９の表示装置においては、発光用電源回路２６から上記の面発光体における面発光素子２０に設けられた透明電極２２と対向電極２４との間に電圧を作用させて面発光素子２０を発光させ、この面発光素子２０の出射面２１ａから出射された光を上記のプリズムアレイシート１０Ａを通して上記の表示素子４０に導くようにしている。

また、上記のようにプリズムアレイシート１０Ａを通して光が導かれる表示素子４０においては、表示素子用駆動回路４７によって適当な箇所における個別電極４６を駆動させ、画素単位でスイッチングを行って画像を表示させるようにしている。

ここで、この実施形態９の表示装置においては、上記のように面発光素子２０の出射面２１ａから出射された光を上記のプリズムアレイシート１０Ａを通して上記の表示素子４０に導くようにしたため、正面輝度の高い光が表示素子４０に導かれるようになり、輝度の高い良好な画像が表示されるようになる。

また、この実施形態９の表示装置においては、上記のように面発光素子２０の出射面２１ａに設けられた上記のプリズムアレイシート１０Ａを上記の表示素子４０に直接接着させることも可能であり、表示装置をコンパクトに構成することもできるようになる。

（実施形態１０）
実施形態１０は他の実施形態の表示装置を示し、この表示装置においては、図２３に示すように、前記の実施形態１における面発光体において、上記の面発光素子２０における有機ＥＬ層２３を封止材２５によって保護すると共に、面発光素子２０における透明電極２２と有機ＥＬ層２３を介して対向する対向電極２４として、画素に対応して分離された個別電極２４ａを設けている。

そして、この実施形態１０の表示装置においては、発光用駆動回路２７から上記の面発光体における面発光素子２０に設けられた透明電極２２と適当な位置における個別電極２４ａとの間に電圧を作用させて面発光素子２０を画素単位で発光させ、このように画素単位で発光された光を出射面２１ａから上記のプリズムアレイシート１０Ａに導き、このプリズムアレイシート１０Ａを通して画像を表示させるようにしている。

ここで、この実施形態１０の表示装置においても、上記のように画素単位で発光された光を面発光素子２０の出射面２１ａから上記のプリズムアレイシート１０Ａを通して表示させるようにしたため、輝度の高い良好な画像が表示されるようになる。

なお、この実施形態１０における表示装置は、公共の場所に設置される大型ディスプレイなどの比較的画素サイズの大きな用途に適している。

次に、この発明の実施例に係る面発光体と比較例の面発光体とを比較し、この発明の実施例に係る面発光体においては、面発光体から出射される光の正面輝度が大きく向上することを明らかにする。

（比較例１）
比較例１においては、図２４に示すように、面発光素子２０をそのまま面発光体として用いるようにした。

そして、この面発光素子２０としては、前記のように透明電極２２が設けられた透明基板２１の面に有機ＥＬ層２３と対向電極２４とが設けられた有機ＥＬ素子からなる面発光素子２０を用いるようにした。

ここで、この面発光素子２０においては、上記の透明基板２１として、厚みが０．７ｍｍ，サイズが４０ｍｍ×５２ｍｍの無アルカリガラスを用い、この透明基板２１の片面に透明電極２２として、ＩＴＯを１５０ｎｍの厚みに成膜し、フォトリソグラフィー法によって電極形状にパターニングし、３５×４６ｍｍの大きさにしたものを用いた。なお、この透明電極２２の抵抗を、ロレスタ（三菱化学社製）を用いて測定したところ２０Ω／□であった。

そして、この透明電極２２の上に、正孔輸送材料としてトリアゾール誘導体を用い、真空蒸着法により膜厚が１００ｎｍになった正孔輸送層を形成した。次いで、この正孔輸送層の上に、トリス（８−キノリノラト）からなる発光材料を真空蒸着法により蒸着させて膜厚が１００ｎｍになった発光層を形成した。そして、この発光層の上に、トリアジン誘導体を真空蒸着法により蒸着させて膜厚が１００ｎｍになった正孔阻止層を形成した。さらに、この正孔阻止層の上に、ニトロ置換フルオレン誘導体を真空蒸着法により蒸着させて膜厚が１００ｎｍになった電子輸送層を形成した。そして、この電子輸送層の上にスパッタ法によって膜厚が１００ｎｍになったアルミニウムからなる対向電極２４を形成した。なお、この面発光素子２０の出射面２１ａ側における透明基板２１は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．５１７であった。

（比較例２）
比較例２においては、前記の実施形態４の面発光体において使用する第２のプリズムアレイシート３０と同様に、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して形成されたプリズムアレイシート３０を用い、図２５に示すように、このプリズムアレイシート３０における三角形状の凸部３１を、上記の比較例１の面発光素子２０の出射面２１ａと反対側にして、このプリズムアレイシート３０を面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。なお、このプリズムアレイシート３０は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．４９５、上記の三角柱状の凸部３１の頂角βが９０°であり、上記の三角柱状の凸部３１のピッチを１とした場合、上記の透光性基板３１の厚みは２．６であり、この凸部３１のピッチは１００μｍであった。

（実施例１）
実施例１においては、上記の実施形態１に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横方向に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａを用い、このプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例１の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。なお、このプリズムアレイシート１０Ａは、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．４９５、上記の四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°であり、上記の四角錘台状の凸部１２のピッチを１とした場合に、上記の透光性基板１１の厚みは２．６、四角錘台状の凸部１２の高さは０．４５であり、この凸部１２のピッチは１００μｍであった。

（実施例２）
実施例２においては、上記の実施形態２に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横方向にそれぞれ所要間隔を介して複数形成されたプリズムアレイシート１０Ｂを用い、このプリズムアレイシート１０Ｂにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例１の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。なお、このプリズムアレイシート１０Ｂは、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．４９５、上記の四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°であり、上記の四角錘台状の凸部１２のピッチを１とした場合に、上記の透光性基板１１の厚みは２．６、四角錘台状の凸部１２の高さは０．４５、四角錘台状の凸部１２間における平坦面１２ｃの幅は０．２であり、この凸部１２のピッチは１００μｍであった。

（実施例３）
実施例３においては、上記の実施形態３に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横方向に連続して形成されると共に、その反対側の出射面１４に上記の四角錘台状の凸部１２に対応するようにして四角錘状になった凹部１５が設けられたプリズムアレイシート１０Ｃを用い、このプリズムアレイシート１０Ｃにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例１の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。なお、このプリズムアレイシート１０Ｃは、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．４９５、四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°、上記の四角錘状の凹部１５の頂角は９０°であり、上記の四角錘台状の凸部１２のピッチを１とした場合に、上記の透光性基板１１の厚みは２．６、四角錘台状の凸部１２の高さは０．４５、四角錘状の凹部１５の深さは０．５であり、この凸部１２のピッチは１００μｍであった。

そして、上記の比較例１，２及び実施例１〜３の各面発光体における面発光素子を発光させて、それぞれの面発光体における配光特性を調べると共に、上記の比較例１の面発光体の正面輝度を１とした場合における、各面発光体の正面輝度を求めた。なお、配光特性は、角度−輝度測定器により面発光体の法線方向を０°とした場合に、法線を含む面内において法線に対して所定の角度をなす方向における輝度を、角度を変化させながら測定して求めた。ここでは、プリズムアレイシートを用いていない比較例１の正面輝度を１とした時の相対輝度を求め、正面方向±１５°の範囲における最大輝度の値を正面輝度とし、各図にその値を示した。

そして、比較例１の結果を図２６に、比較例２の結果を図２７に、実施例１の結果を図２８に、実施例２の結果を図２９に、実施例３の結果を図３０に示した。なお、比較例２の面発光体においては、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられたプリズムアレイシート３０において、三角柱状になった各凸部３２が配列された方向における配光特性を示した。

この結果、実施例１〜３の各面発光体における正面輝度は、比較例１，２の面発光体における正面輝度よりも大きく向上していた。また、上記の実施例１〜３における上記の凸部１２のピッチ及び比較例２における上記の凸部３１のピッチを、それぞれ３０μｍ、５０μｍ、２００μｍ、３００μｍに変更させて同様の測定を行った場合においても、いずれの場合も同様の結果が得られた。

（比較例３）
比較例３においては、前記の比較例１と同様に、図２４に示すように面発光素子２０をそのまま面発光体として用いるようにした。なお、この面発光素子２０の出射面２１ａ側における透明基板２１は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．５１８５であった。

（比較例４）
比較例４においては、前記の比較例２と同様に、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して形成されたプリズムアレイシート３０を用い、このプリズムアレイシート３０における三角形状の凸部３１を、上記の比較例３の面発光素子２０の出射面２１ａと反対側にして、このプリズムアレイシート３０を面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。なお、波長５５０ｎｍの光に対するこのプリズムアレイシート３０の屈折率ｎは１．４９３、上記の三角柱状の凸部３１の頂角βは９０°であり、上記の三角柱状の凸部３１のピッチは５０μｍで、凸部３１の高さは２５μｍであった。

（実施例４〜９）
実施例４〜９においては、上記の実施形態１に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横方向に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａを用い、このプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例３の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。

ここで、上記のプリズムアレイシート１０Ａとして、実施例４〜９においては、何れも波長５５０ｎｍの光に対する屈折率ｎが１．４９３、上記の四角錘台状の凸部１２のピッチｐが５０μｍになったものを用いる一方、上記の四角錘台状の凸部１２の頂角θや凸部１２の高さｈを変更させたものを用いるようにした。

そして、下記の表１に示すように、実施例４においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが５０°，高さｈが２２μｍになったものを、実施例５においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが５０°，高さｈが１７μｍになったものを、実施例６においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが５０°，高さｈが７μｍになったものを、実施例７においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが４０°，高さｈが２２μｍになったものを、実施例８においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが５６°，高さｈが１７μｍになったものを用いるようにした。

（実施例１０〜２０）
実施例１０〜２０においては、上記の実施形態４に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した四角錘台状の凸部１２が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ａと、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられた第２のプリズムアレイシート３０とを用い、上記のプリズムアレイシート１０Ａにおける四角錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例３の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させた後、このプリズムアレイシート１０Ａの凸部１２が設けられた面と反対側の出射面１４の上に、上記の第２のプリズムアレイシート３０における凸部３２が反対側の上面側に位置するようにして、この第２のプリズムアレイシート３０における透光性基板３１を設けるようにした。

ここで、この実施例１０〜２０において、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられた第２のプリズムアレイシート３０としては、上記の比較例４と同じ、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率ｎが１．４９３、上記の三角柱状の凸部３１の頂角βが９０°、上記の三角柱状の凸部３１のピッチが５０μｍ、凸部３１の高さが２５μｍになったものを用いるようにした。

また、上記のプリズムアレイシート１０Ａとしては、上記の実施例４〜９の場合と同様に、何れも屈折率ｎが１．４９３、上記の四角錘台状の凸部１２のピッチｐが５０μｍになったものを用いる一方、上記の四角錘台状の凸部１２の頂角θや凸部１２の高さｈを変更させたものを用いるようにした。

そして、下記の表２に示すように、実施例１０においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°，高さｈが２２μｍになったものを、実施例１１においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°，高さｈが１７μｍになったものを、実施例１２においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが６０°，高さｈが７μｍになったものを、実施例１３においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが４０°，高さｈが２２μｍになったものを、実施例１４においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが４０°，高さｈが１７μｍになったものを、実施例１５においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが４０°，高さｈが７μｍになったものを、実施例１６においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが２０°，高さｈが２０μｍになったものを、実施例１７においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが２０°，高さｈが１７μｍになったものを、実施例１８においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが２０°，高さｈが７μｍになったものを、実施例１９においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが２４°，高さｈが２２μｍになったものを、実施例２０においては、四角錘台状の凸部１２の頂角θが６４°，高さｈが１６μｍになったものを用いるようにした。

（実施例２１，２２）
実施例２１，２２においては、上記の実施形態５に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２が縦横方向に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ｄを用い、このプリズムアレイシート１０Ｄにおいて円錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例３の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。

ここで、上記のプリズムアレイシート１０Ｄとして、実施例２１，２２においては、下記の表３に示すように、何れも波長５５０ｎｍの光に対する屈折率ｎが１．４９３、上記の円錘台状の凸部１２のピッチｐが５０μｍ、上記の円錘台状の凸部１２の頂角θが５０°になったものを用い、上記の凸部１２の高さｈが実施例２１においては３３μｍ、実施例２２においては２３μｍになったものを用いるようにした。

（実施例２３，２４）
実施例２３，２４においては、上記の実施形態６に示すように、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２の周辺部が切断されて正方形状になったものが縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート１０Ｅを用い、このプリズムアレイシート１０Ｅにおいて円錘台状になった凸部１２の先端面１２ａを、比較例３の面発光素子２０の出射面２１ａに接着させるようにした。

ここで、上記のプリズムアレイシート１０Ｅとして、実施例２３，２４においては、下記の表４に示すように、何れも波長５５０ｎｍの光に対する屈折率ｎが１．４９３、上記の円錘台状の凸部１２のピッチｐが５０μｍ、上記の円錘台状の凸部１２の頂角θが５０°になったものを用い、上記の凸部１２の高さｈが実施例２３においては３３μｍ、実施例２４においては２８μｍになったものを用いるようにした。

そして、上記の比較例３，４及び実施例４〜２４の各面発光体における面発光素子を発光させて、それぞれの面発光体における配光特性を調べると共に、プリズムアレイシートを用いていない比較例３の正面輝度を１とした時の相対輝度を求め、正面方向±１５°の範囲における最大輝度の値を正面輝度とし、各図にその値を示した。

そして、比較例３の結果を図３１に、比較例４の結果を図３２に、実施例４の結果を図３３に、実施例５の結果を図３４に、実施例６の結果を図３５に、実施例７の結果を図３６に、実施例８の結果を図３７に、実施例９の結果を図３８に、実施例１０の結果を図３９に、実施例１１の結果を図４０に、実施例１２の結果を図４１に、実施例１３の結果を図４２に、実施例１４の結果を図４３に、実施例１５の結果を図４４に、実施例１６の結果を図４５に、実施例１７の結果を図４６に、実施例１８の結果を図４７に、実施例１９の結果を図４８に、実施例２０の結果を図４９に、実施例２１の結果を図５０に、実施例２２の結果を図５１に、実施例２３の結果を図５２に、実施例２４の結果を図５３に示した。なお、比較例４及び実施例１０〜２０の各面発光体においては、透光性基板３１の片面に三角柱状になった凸部３２が連続して設けられたプリズムアレイシート３０において、三角柱状になった各凸部３２が配列された方向における配光特性を実線で、凸部３２の長手方向の配光特性を破線で示した。

この結果、実施例４〜２４の各面発光体における正面輝度は、比較例３，４の面発光体における正面輝度よりも大きく向上しており、特に、透光性基板１１の片面に先端側が収縮した円錘台状の凸部１２を形成したプリズムアレイシート１０Ｄ，１０Ｅを使用した実施例２１〜２４の面発光体においては、その正面輝度が更に大きく向上していた。

この発明の実施形態１の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態１に係る面発光体を示した概略側面図である。 上記の実施形態１に係る面発光体の部分拡大説明図である。 この発明の実施形態２の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態２に係る面発光体を示した概略側面図である。 上記の実施形態２に係る面発光体の部分拡大説明図である。 この発明の実施形態３の面発光体において使用した調光シートの出射面側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態３に係る面発光体を示した概略側面図である。 上記の実施形態３において使用する調光シートの変更例を示した側面図である。 この発明の実施形態４の面発光体において使用した第２の調光シートの斜視図である。 上記の実施形態４に係る面発光体を示した概略側面図である。 この発明の実施形態５の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態５に係る面発光体を示した概略側面図である。 上記の実施形態５において使用する調光シートの変更例における出射面と反対側の平面図及び側面図である。 この発明の実施形態６の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態６に係る面発光体を示した概略側面図である。 上記の実施形態１〜６において、出射面と反対側の面に設ける凸部を変更させた調光シートの第１の変更例を示した側面図である。 上記の実施形態１〜６において、出射面と反対側の面に設ける凸部を変更させた調光シートの第２の変更例を示した斜視図である。 この発明の実施形態７の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 上記の実施形態７に係る面発光体の部分拡大説明図である。 この発明の実施形態８の面発光体において使用した調光シートの出射面と反対側の平面図及び側面図である。 この発明の実施形態９に係る表示装置の概略断面説明図である。 この発明の実施形態１０に係る表示装置の概略断面説明図である。 比較例１の面発光体の側面図である。 比較例２の面発光体の側面図である。 比較例１の面発光体の配光特性を示した図である。 比較例２の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例３の面発光体の配光特性を示した図である。 比較例４の面発光体の配光特性を示した図である。 比較例５の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例４の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例５の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例６の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例７の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例８の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例９の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１０の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１１の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１２の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１３の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１４の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１５の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１６の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１７の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１８の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例１９の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２０の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２１の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２２の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２３の面発光体の配光特性を示した図である。 実施例２４の面発光体の配光特性を示した図である。 前記の実施形態５の面発光体において使用する調光シートの第２の変更例における出射面と反対側の平面図である。 前記の実施形態６の面発光体において使用する調光シートの変更例における出射面と反対側の平面図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｇ 調光シート（プリズムアレイシート）
１１ 透光性基板
１２ 面発光素子の出射面に向けて収縮した凸部
１２ａ 先端面
１２ｂ 傾斜面
１２ｃ 平坦面
１３ 空間部
１４ 出射面
１５ 凹部
１６ 凸部
１７ 面発光素子の出射面に向けて拡開した凸部
１７ａ 先端面
１７ｂ 傾斜面
１８ 屈折率の大きい透光性材料
２０ 面発光素子
２１ 透明基板
２１ａ 出射面
２２ 透明電極
２３ 有機ＥＬ層
２４ 対向電極
２４ａ 個別電極
２５ 封止材
２６ 発光用電源回路
２７ 発光用駆動回路
３０ 第２の調光シート（プリズムアレイシート）
３１ 透光性基板
３２ 凸部
４０ 表示素子
４１，４２ 透光性基板
４３ 液晶
４４ シール材
４５ 透明電極
４６ 個別電極

Claims (13)

1. 面発光素子の出射面に、少なくとも片面に凹凸が設けられた調光シートが取り付けられてなる面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて収縮させ、この収縮した凸部の先端面を上記の面発光素子の出射面に接着させると共に、この調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より低い透明材料を充填させたことを特徴とする面発光体。
2. 請求項１に記載の面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凸部が上記の先端面に向けて収縮するように傾斜した面を有していることを特徴とする面発光体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凸部が上記の先端面に向けて収縮する円錐台状になっていることを特徴とする面発光体。
4. 請求項２又は請求項３に記載の面発光体において、上記の先端面に向けて収縮するように傾斜した面を有する凸部における頂角をθ、上記の調光シートの屈折率をｎとした場合に、（１／ｎ−０．３５）＜ｓｉｎθ＜（１／ｎ＋０．３）の条件を満たすことを特徴とする面発光体。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の面発光体において、上記の凸部の高さをｈ、凸部のピッチをｐとした場合に、０．２８ｐ≦ｈ≦１．１ｐの条件を満たすことを特徴とする面発光体。
6. 面発光素子の出射面に、少なくとも片面に凹凸が設けられた調光シートが取り付けられてなる面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を面発光素子の出射面に向けて拡開させ、この拡開した凸部の先端面を上記の面発光素子の出射面に接着させると共に、この調光シートの凸部と面発光素子の出射面との間に形成される空間部に、屈折率が上記の調光シートの屈折率より高い透光性材料を充填させたことを特徴とする面発光体。
7. 請求項６に記載の面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凸部が上記の先端面に向けて拡開するように傾斜した面を有していることを特徴とする面発光体。
8. 請求項６又は請求項７に記載の面発光体において、上記の調光シートの片面に設けられた凸部が上記の先端面に向けて拡開する円錐台状になっていることを特徴とする面発光体。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の面発光体において、上記の面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に凹凸が形成されていることを特徴とする面発光体。
10. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の面発光体において、上記の面発光素子の出射面に接着させる凸部が設けられた調光シートの面と反対側における調光シートの出射面に、凹凸を有する第２の調光シートをその凹凸が上記の調光シートの出射面と反対側に位置するように設けたことを特徴とする面発光体。
11. 請求項１０に記載の面発光体において、前記の調光シートにおける凹凸のピッチと前記の第２の調光シートにおける凹凸のピッチとが一致していることを特徴とする表示装置。
12. 表示素子と、請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の面発光体とを備え、上記の面発光体が表示素子のバックライトとして使用されることを特徴とする表示装置。
13. 請求項１〜請求項１１の何れか１項に記載の面発光体を構成する面発光素子が、平面状にマトリックスに配置された複数の画素を備えることを特徴とする表示装置。

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