JP5450449B2 - 光学シート、発光装置および光学シートの製造方法 - Google Patents
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Description
n’k×sinθ’k=n’k-1×sinθ’k-1=…=n’1×sinθ’1=n0×si
nθ0 (式1)
sinθ’k=sinθ0×n0/n’k (式2)
η=1−cosθc (式3)
nB×sinφ=nA×sinθ (式4)
nB×sinφ’=nA×sinθ−qλ/Λ (式5)
第1の実施形態を図12から図19、図27に基づいて説明する。
となり、無限回ではη1/(1−τ×η2 /η1)に漸近する。
第2の実施形態を図22、図23に基づいて説明する。なお第2の実施形態は表面構造13のパターンが第1の実施形態と違うだけで、他の構成は全て第1の実施形態と同じであり、共通の構成についてはその説明を省略する。
第3の実施形態を図22(b)に基づいて説明する。なお第3の実施形態は表面構造13の段差条件が違うだけで、他の構成は全て第1、第2の実施形態と同じであり、共通の構成についてはその説明を省略する。
第4の実施形態を図24に基づいて説明する。なお第4の実施形態は表面構造のパターンが第1の実施形態と違うだけで、他の構成は全て第1の実施形態と同じであり、共通の構成についてはその説明を省略する。
第4の実施形態と第3の実施形態を組み合わせたものが、第5の実施形態である。本実施形態では、領域の設定をわかりやすくするために各領域を色で区別して説明する。第5の実施形態では、まず、透明基板5の表面を幅w1の碁盤の目(正方形の微小領域α)に分割し、一つ一つの目が黒である比率をP1、白である比率を1−P1としてランダムに黒と白とに割り当て、白を割り当てられた領域(微小領域α2)をd1(>0)の深さだけエッチング等の方法で彫り込む。なお黒を割り当てられた領域が微小領域α1である。
第6の実施形態を図12に基づいて説明する。なお第6の実施形態は表面構造13のパターンが第1の実施形態と違うだけで、他の構成は全て第1の実施形態と同じであり、共通の構成についてはその説明を省略する。
第7の実施形態を図25に基づいて説明する。なお第7の実施形態は表面構造のパターンが第1の実施形態と違うだけで、他の構成は全て第1の実施形態と同じであり、共通の構成についてはその説明を省略する。
第8の実施形態を図26から図29に基づいて説明する。第8の実施形態は、シートのランダムパターン形状を形成する方法である。
図26(a)は、本実施形態に用いる円筒金型を示す図である。図26(a)に示す円筒金型31は、いわゆるロールトゥロール方式の転写に用いられる。円筒金型31は中心軸30を中心に回転する。円筒金型31の外周面には、微小領域δを形成するための凹凸(白色の領域31a、黒色の領域31b)が形成されている。円筒金型31の外周面に樹脂等からなるシート31c(図26(b)、(c)に示す)を押し付けた状態で円筒金型31を回転させることによって、円筒金型31の表面構造がシート状の樹脂に転写される。
円筒金型31の外周面の凹凸パターンを形成する方法としては、例えば以下(1)から(3)に示す方法がある。
(1)円筒金型表面に対して微小領域δよりも小さいバイト(例えばダイヤモンドの円弧状)を用いた切削加工を施すことによって、一つ一つの微小領域δのパターンを形成する。金型を回転および移動させることによって次々に切削を進め、全体のパターンを作製することができる。
(2)円筒金型31の外周面全体にレジスト塗布し、金型を回転および移動させながらビーム露光を行うことによって、レジストによるパターンを形成する。その後、そのレジストをマスクにしてエッチングを行うことによって、円筒金型31の外周面に凹凸パターンを形成する。
(3)円筒金型31を回転および移動させながら、円筒金型31の外周面にインクジェット方式でレジストを塗布し、レジストによるパターンを形成する。その後、そのレジストをマスクにエッチングを行うことによって、円筒金型31の外周面に凹凸パターンを形成する。
上述の実施形態は本発明の例示であって、本発明はこれらの例に限定されない。以上の実施形態において、表面構造の凸部分の表面に垂直な断面形状は矩形形状に限らず、台形や円錐形状となってもよく、凸部分の斜面が曲線になってもよい。
2 電極
3 発光層
4 透明電極
5 透明基板
6 空気
13 表面構造
30 回転軸
31 円筒金型
31a、31b 領域
31c シート
31d ローラー
32 シート
33a、33b 領域
34a、34b 領域
34w、34x、34y、34z 領域
S 発光点
Claims (21)
- 一方の面を発光体に隣接させて用いられる透明なシートであって、
他方の面は、
内接する最大の円の直径が0.2μm以上8.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域からランダムに40%以上98%以下の割合で選ばれた複数の微小領域δ1と、それ以外の複数の微小領域δ2とによって得られる形状を有し、
前記微小領域δ1は、前記他方の面に平行な所定の基準面に対して前記他方の面上方へ突出していてその高さはd/2であり、
前記微小領域δ2は、前記所定の基準面に対して前記他方の面下方へ窪んでいてその深さはd/2であり、
前記所定の基準面は、前記微小領域δ1と前記微小領域δ2との前記他方の面に垂直な方向における中間の位置に存しており、
前記dは0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記複数の微小領域δは、上記他方の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記他方の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とするシート。 - 一方の面を発光体に隣接させて用いられる透明なシートであって、
他方の面は、
内接する最大の円の直径が0.2μm以上8.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域δのそれぞれが、前記他方の面に平行な所定の基準面に対して0以上d/2以下の範囲内のランダムな高さで上方に位置する、あるいは0以上d/2以下の範囲内のランダムな深さで下方に位置することによって得られる形状を有し、
前記所定の基準面は、前記他方の面に垂直な方向における最も高い位置に存する前記微小領域δと最も低い位置に存する前記微小領域δとの中間の位置に存しており、
前記dは0.2μm以上1.4μm以下であり、
前記複数の微小領域δは、上記他方の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記他方の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とするシート。 - 一方の面を発光体に隣接させて用いられる透明なシートであって、
他方の面は、
内接する最大の円の直径が0.4μm以上4.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域δから選ばれる複数の微小領域δ1と、それ以外の複数の微小領域δ2とによって得られる形状を有し、
前記微小領域δ1と前記微小領域δ2とは、前記一方の面に垂直に入射した光のうち、前記微小領域δ1を透過した光と、前記微小領域δ2を透過した光との間に、180度の位相差を生じさせ、
前記複数の微小領域δは、上記他方の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記他方の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とするシート。 - 請求項1から3のいずれか一つに記載されているシートであって、前記微小領域δは多角形且つそれぞれ合同な形状であることを特徴とするシート。
- 請求項1から3のいずれか一つに記載のシートであって、
前記複数の微小領域δは、上記他方の面の面内において長方形または正方形であり、
前記複数の微小領域δは、前記他方の面の面内において、前記長方形または正方形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とするシート。 - 請求項5に記載のシートであって、
前記第1方向および前記第2方向は、シートの縁から傾いた方向であることを特徴とするシート。 - 発光体と、前記発光体の発光面の上に設けられた透明な保護層とを備えた発光装置であって、
前記保護層の前記発光面に隣接している面とは反対側の面は、
内接する最大の円の直径が0.2μm以上8.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域δからランダムに40%以上98%以下の割合で選ばれる複数の微小領域δ1と、それ以外の複数の微小領域δ2とによって得られる形状を有し、
前記微小領域δ1は、前記反対側の面に平行な所定の基準面に対して前記反対側の面上方へ突出していてその高さはd/2であり、
前記微小領域δ2は、前記所定の基準面に対して前記反対側の面下方へ窪んでいてその深さはd/2であり、
前記所定の基準面は、前記微小領域δ1と前記微小領域δ2との前記反対側の面に垂直な方向における中間の位置に存しており、
前記発光体は発光スペクトルの中心波長がλである光を発し、前記保護層の屈折率がn1、前記保護層が前記反対側の面において接する媒質の屈折率がn1よりも小さいn0であり、λ/6(n1−n0)<d<λ/(n1−n0)であり、
前記複数の微小領域δは、上記反対側の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記反対側の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とする発光装置。 - 発光体と、前記発光体の発光面の上に設けられた透明な保護層とを備えた発光装置であって、
前記保護層の前記発光面に隣接している面とは反対側の面は、
内接する最大の円の直径が0.2μm以上8.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域δのそれぞれが、前記反対側の面に平行な所定の基準面に対して0以上d/2以下の範囲内のランダムな高さで上方に位置する、あるいは0以上d/2以下の範囲内のランダムな深さで下方に位置することによって得られる形状を有し、
前記所定の基準面は、前記反対側の面に垂直な方向における最も高い位置に存する前記微小領域δと最も低い位置に存する前記微小領域δとの中間の位置に存しており、
前記発光体は発光スペクトルの中心波長がλである光を発し、
前記保護層の屈折率がn1、前記保護層が前記反対側の面において接する媒質の屈折率がn1よりも小さいn0であり、λ/6(n1−n0)<d<λ/(n1−n0)であり、
前記複数の微小領域δは、上記反対側の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記反対側の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とする発光装置。 - 発光体と、前記発光体の発光面の上に設けられた透明な保護層とを備えた発光装置であって、
前記保護層の前記発光面に隣接している面とは反対側の面は、
内接する最大の円の直径が0.4μm以上4.0μm以下の複数の微小領域δであって、一つの前記微小領域δが別の複数の前記微小領域δによって隣接且つ囲繞されている複数の微小領域δから選ばれる複数の微小領域δ1と、それ以外の複数の微小領域δ2とによって得られる形状を有し、
前記微小領域δ1と前記微小領域δ2とは、前記保護層の前記発光面に隣接している面に前記発光体から垂直に入射した光のうち、前記微小領域δ1を透過した光と、前記微小領域δ2を透過した光との間に、180度の位相差を生じさせ、
前記複数の微小領域δは、上記反対側の面の面内において多角形であり、
前記複数の微小領域δは、前記反対側の面の面内において、前記多角形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とする発光装置。 - 請求項7または8に記載されている発光装置であって、前記媒質は空気であることを特徴とする発光装置。
- 請求項7または8に記載されている発光装置であって、前記媒質はエアロゲルであることを特徴とする発光装置。
- 請求項7、8、10および11のいずれか一つに記載されている発光装置であって、前記発光体の光が生じる部分の屈折率がn2であるとき、n2−n1<0.1であることを特徴とする発光装置。
- 請求項7、8、10および11のいずれか一つに記載されている発光装置であって、前記媒質は透明材料である発光装置。
- 請求項7、8、10および11のいずれか一つに記載されている発光装置であって、前記保護層の前記発光面に隣接している面に、回折格子が形成されている、発光装置。
- 請求項7から14のいずれか一つに記載の発光装置であって、
前記複数の微小領域δは、上記反対側の面の面内において長方形または正方形であり、
前記複数の微小領域δは、前記反対側の面の面内において、前記長方形または正方形の一辺と平行な第1方向に配列され、
前記第1方向と直交する方向を第2方向としたとき、
前記第1方向に互いに隣り合う前記複数の微小領域の前記第2方向の位置は互いに一致し、前記第2方向に隣り合う一対の微小領域の前記第1方向の位置は互いにずれていることを特徴とする発光装置。 - 請求項1から6のいずれか一つに記載されているシートの製造方法であって、
円筒状の金型の外周面をシート材に押し付けて前記シート材における一方の面に前記微小領域δに対応する凹凸を形成することによって前記シートを形成し、
前記円筒状の金型の外周面には、前記微小領域δに対応する凹凸が、前記円筒状の金型の回転軸を中心軸とする螺旋状に配置されている、シートの製造方法。 - 請求項7から14のいずれか一つに記載されている発光装置の製造方法であって、
円筒状の金型の外周面を保護層材に押し付けて前記保護層材における一方の面に前記微小領域δに対応する凹凸を形成することによって前記保護層を形成する工程と、
前記保護層における前記一方の面と反対側の面を前記発光体側にして、前記保護層を前記発光体の発光面上に配置させる工程とを含み、
前記円筒状の金型の外周面には、前記微小領域δに対応する凹凸が、前記円筒状の金型の軸を中心軸とする螺旋状に配置されている、発光装置の製造方法。 - 前記内接する最大の円の直径が0.2μm以上1.5μm以下である、請求項1または2に記載のシート。
- 前記内接する最大の円の直径が0.4μm以上1.0μm以下である、請求項3に記載のシート。
- 前記内接する最大の円の直径が0.2μm以上1.5μm以下である、請求項7または8に記載の発光装置。
- 前記内接する最大の円の直径が0.4μm以上1.0μm以下である、請求項9に記載の発光装置。
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