JP5830887B2 - Illumination device and liquid crystal display device including the same - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられる、EL素子(エレクトロ・ルミネッセンス素子)と光取出しシートを備えた照明装置、及びこの照明装置を用いた表示装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置に関するものである。   The present invention includes, for example, an illuminating device including an EL element (electroluminescence element) and a light extraction sheet, which are used for a flat panel display, a backlight for liquid crystal, a light source for illumination, an electric decoration, a light source for signage, and the like, and this The present invention relates to a display device using a lighting device, a display device, and a liquid crystal display device.

一般的に、有機ELは、透光性基板上において、蛍光有機化合物を含む発光層を、陽極と陰極で挟んだ構造を有している。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層に電子及び正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用して、発光に至る。
従来では、これらのEL素子において、発光層から射出した光線が、透光性基板から射出する際に、透光性基板上において全反射し、光線がロスするという問題があった。なお、このときの光の外部取り出し効率は、一般に20[%]程度と言われている。そのため、高輝度が必要となればなるほど、より多くの投入電力が必要となるという問題があり、また、この場合、素子に及ぼす負荷が増大し、素子自体の信頼性を低下させるという問題がある。
In general, an organic EL has a structure in which a light emitting layer containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an anode and a cathode on a translucent substrate. Then, a DC voltage is applied to the anode and the cathode, electrons and holes are injected into the light emitting layer and recombined to generate excitons, and light emission when the excitons are deactivated is used. To light emission.
Conventionally, in these EL elements, when the light emitted from the light emitting layer is emitted from the light transmitting substrate, there is a problem that the light is totally reflected on the light transmitting substrate and the light is lost. Note that the light extraction efficiency at this time is generally said to be about 20%. Therefore, there is a problem that the higher the luminance is, the more input power is required. In this case, the load on the element is increased and the reliability of the element itself is lowered. .

このような光の外部取り出し効率を向上させる目的で、素子基板に微細な凹凸を形成し、全反射によりロスしている光線を外部に取り出す技術が提案されている。この技術は、例えば、特許文献1に記載されているように、透光性基板の一方の面に、複数のマイクロレンズエレメントを平面的に配列して成るマイクロレンズアレイを形成する技術である。   In order to improve the light extraction efficiency of such light, a technique has been proposed in which fine irregularities are formed on the element substrate and light rays lost due to total reflection are extracted to the outside. This technique is, for example, a technique for forming a microlens array in which a plurality of microlens elements are arranged in a plane on one surface of a translucent substrate, as described in Patent Document 1.

特開2002−260845号公報JP 2002-260845 A

しかしながら、上記の従来技術では、光取り出し効率の向上を図る上でも、射出光の射出角度による色度変化を抑制する上でも、十分なものとはいえなかった。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、光取り出し効率の最適化を行って光取り出し効率の向上が可能であるとともに、射出光の射出角度による色度座標の変化を改善する上で有利な、EL素子、照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置を提供することを課題とする。
However, the above-described conventional techniques are not sufficient for improving the light extraction efficiency and suppressing the chromaticity change due to the emission angle of the emitted light.
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and it is possible to improve the light extraction efficiency by optimizing the light extraction efficiency, and to change the chromaticity coordinates depending on the emission angle of the emitted light. It is an object of the present invention to provide an EL element, a lighting device, a display device, and a liquid crystal display device that are advantageous for improvement.

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明のうち、請求項1に記載した発明は、少なくとも第二の基板上に形成され且つ陽極及び陰極のうち一方である第一電極と、前記第一電極に対向し且つ前記陽極及び前記陰極のうち他方である第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に挟持され、且つ蛍光有機化合物を含む発光層と、を有する面光源と、
前記面光源からの射出光が一方の面に入射し、且つ前記第一電極が前記発光層に臨む面と反対側の面とに形成されている第一の基板と、
前記面光源からの射出光が一方の面に入射し、且つ前記第二電極が前記発光層に臨む面と反対側の面とに形成されている第二の基板と、
前記第一の基板の前記面光源からの射出光が入射する面とは反対側の面に設けられた光取出しシートと、
前記面光源と、前記第一の基板と、前記第二の基板と、を備えるEL素子に前記光取出しシートを配置して形成した発光手段と、を備え、
前記光取出しシートの前記第一の基板と対向する面とは反対側の面上に、互いに離間し且つ平行に配列された複数の第1レンズを備えた第1のレンズアレイと、互いに隣接し且つ平行に配列された複数の第2レンズを備えた第2のレンズアレイと、が形成され、
前記複数の第1レンズは、一方向に沿って延在し且つ平行に配列され、
前記複数の第2レンズは、前記第1のレンズアレイと交差する方向に沿って、互いが隣接し且つ平行に配列され、
前記第1のレンズアレイの最大高さをH1、前記第2のレンズアレイの最大高さをH2、隣接する前記第1レンズ間の配置ピッチをP1、隣接する前記第2のレンズ間の配置ピッチをP2、前記第1レンズのレンズ幅をL1、前記第2のレンズのレンズ幅をL2、前記第1のレンズの前記光取出しシートの透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角をθ1、前記第2のレンズの前記光取出しシートの前記透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角をθ2とした場合に、以下の関係式(1)から(8)が成立し、
前記第1のレンズの前記配列方向と直交する方向から見た断面形状がプリズム形状であり、
前記第1のレンズの頂角θ1aは、前記第1のレンズのレンズ幅L1に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有し、
前記第2のレンズの前記配列方向と直交する方向から見た断面形状がプリズム形状であり、
前記第2のレンズの頂角θ2aは、前記第2のレンズのレンズ幅L2に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有していることを特徴とする照明装置。
H2<H1…(1)
0.01<(H2/H1)<1…(2)
0.2<(L1/P1)<0.9…(3)
L2=P2…(4)
0.3<(H1/L1)<2…(5)
0.3<(H2/L2)<2…(6)
30°≦θ1≦75°…(7)
30°≦θ2≦75°…(8)
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, of the present invention, the invention described in claim 1 includes a first electrode formed on at least a second substrate and one of an anode and a cathode, and facing the first electrode and the anode and A surface light source having a second electrode which is the other of the cathodes, and a light emitting layer sandwiched between the first electrode and the second electrode and containing a fluorescent organic compound,
A first substrate on which light emitted from the surface light source is incident on one surface and the first electrode is formed on a surface opposite to the surface facing the light emitting layer ;
A second substrate on which light emitted from the surface light source is incident on one surface and the second electrode is formed on a surface opposite to the surface facing the light emitting layer;
A light extraction sheet provided on a surface opposite to a surface on which light emitted from the surface light source of the first substrate is incident;
Comprising a surface light source, and said first substrate, said second substrate, and a light emitting unit formed by disposing the light extraction sheet to an EL element provided with,
A first lens array having a plurality of first lenses spaced apart and arranged in parallel on a surface opposite to the surface facing the first substrate of the light extraction sheet, and adjacent to each other. And a second lens array comprising a plurality of second lenses arranged in parallel,
The plurality of first lenses extend along one direction and are arranged in parallel.
The plurality of second lenses are arranged adjacent to and parallel to each other along a direction intersecting the first lens array,
The maximum height of the first lens array is H1, the maximum height of the second lens array is H2, the arrangement pitch between the adjacent first lenses is P1, and the arrangement pitch between the adjacent second lenses is the P2, the lens width of the first lens L1, a lens width of the second lens L2, the from the surface opposite the light-transmitting substrate and the opposing surfaces of the light extraction sheet of the first lens When the maximum inclination angle is θ1, and the maximum inclination angle from the surface of the light extraction sheet of the second lens opposite to the surface facing the light-transmitting substrate is θ2, the following relational expression (1) To (8) holds,
The cross-sectional shape seen from the direction orthogonal to the arrangement direction of the first lens is a prism shape,
The apex angle θ1a of the first lens has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L1 of the first lens,
A cross-sectional shape viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction of the second lenses is a prism shape,
The illumination device, wherein the apex angle θ2a of the second lens has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L2 of the second lens.
H2 <H1 (1)
0.01 <(H2 / H1) <1 (2)
0.2 <(L1 / P1) <0.9 (3)
L2 = P2 (4)
0.3 <(H1 / L1) <2 (5)
0.3 <(H2 / L2) <2 (6)
30 ° ≦ θ1 ≦ 75 ° (7)
30 ° ≦ θ2 ≦ 75 ° (8)

次に、本発明のうち、請求項に記載した発明は、請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートを配置したEL素子を備えたディスプレイ装置であって、
前記EL素子は、画素駆動されることを特徴とするディスプレイ装置である。
Next, of the present invention, the invention described in claim 2 is a display device including an EL element in which a light extraction sheet included in the illumination device described in claim 1 is arranged,
The EL element is a display device that is pixel driven.

次に、本発明のうち、請求項に記載した発明は、請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートと、画像表示素子と、を備える液晶ディスプレイ装置であって、
前記画像表示素子の背面に、前記光取出しシートを配置したことを特徴とするディスプレイ装置である。
Next, of the present invention, the invention described in claim 3 is a liquid crystal display device including a light extraction sheet provided in the illumination device described in claim 1 and an image display element,
In the display device, the light extraction sheet is disposed on a back surface of the image display element.

次に、本発明のうち、請求項に記載した発明は、請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートを配置したEL素子と、画像表示素子と、を備える液晶ディスプレイ装置であって、
前記EL素子は、画素駆動され、
前記画像表示素子の背面に、前記光取出しシートを配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ装置である。
Next, among the present inventions, the invention described in claim 4 is a liquid crystal display device including an EL element on which a light extraction sheet provided in the illumination device described in claim 1 is arranged, and an image display element. ,
The EL element is pixel driven,
In the liquid crystal display device, the light extraction sheet is disposed on a back surface of the image display element.

本発明のEL素子によれば、第1のレンズアレイと第2のレンズアレイとを交差するように配置し、第1のレンズアレイの最大高さH1と第2のレンズアレイの最大高さH2との比をH2/H1とし、第1のレンズアレイの配置ピッチP1に対する第1のレンズのレンズ幅L1の比をL1/P1とし、第1のレンズのレンズ幅L1及び第2のレンズのレンズ幅L2に対する、前記最大高さH1、H2の比であるH1/L1及びH2/L2を最適化することで、光の外部取出し効率、射出角度による色度座標の変化を改善することが可能となる。
さらに、本発明のEL素子を備える照明装置、ディスプレイ装置及び液晶ディスプレイ装置を用いることで、光の利用効率が高い、意匠性を有する照明装置、ディスプレイ装置及び液晶ディスプレイ装置を提供することが可能となる。
According to the EL element of the present invention, the first lens array and the second lens array are arranged so as to intersect each other, and the maximum height H1 of the first lens array and the maximum height H2 of the second lens array. And the ratio of the lens width L1 of the first lens to the arrangement pitch P1 of the first lens array is L1 / P1, and the lens width L1 of the first lens and the lens of the second lens By optimizing H1 / L1 and H2 / L2, which are the ratios of the maximum heights H1 and H2 with respect to the width L2, it is possible to improve the change in chromaticity coordinates due to the external light extraction efficiency and the emission angle. Become.
Furthermore, it is possible to provide a lighting device, a display device, and a liquid crystal display device that have high design efficiency and use efficiency of light by using a lighting device, a display device, and a liquid crystal display device that include the EL element of the present invention. Become.

本発明の第一実施形態における、照明装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the illuminating device in 1st embodiment of this invention. 構造層を備えていない構成の照明装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the illuminating device of the structure which is not provided with the structure layer. 光取出しシートの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a light extraction sheet | seat. 光取出しシートの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a light extraction sheet | seat. 本発明の第一実施形態の光取出しシートにおけるレンズアレイの断面形状を、頂角90度の三角プリズム形状としたときの、単位レンズに入射する光の入射角度を変更したときの光線図である。It is a light ray figure when changing the incident angle of the light which injects into a unit lens when the cross-sectional shape of the lens array in the light extraction sheet | seat of 1st embodiment of this invention is made into the triangular prism shape of 90 degrees of apex angles. . 本発明の第一実施形態の光取出しシートにおけるレンズアレイの断面形状を、非球面形状としたときの、単位レンズに入射する光の入射角度を変更したときの光線図である。It is a light ray diagram when changing the incident angle of the light which injects into a unit lens when the cross-sectional shape of the lens array in the light extraction sheet | seat of 1st embodiment of this invention is aspherical shape. 光取出しシートに、入射角度を0度から85度まで変化させた光を入射させたときの、入射光量に対する射出光量の割合(光利用効率)を示すグラフである。It is a graph which shows the ratio (light utilization efficiency) of the emitted light quantity with respect to incident light quantity when the light which changed the incident angle from 0 degree to 85 degree was made to inject into a light extraction sheet | seat. 射出光の配光特性図である。It is a light distribution characteristic figure of emitted light. 相対光量及び相対色差を示す図である。It is a figure which shows a relative light quantity and a relative color difference. 相対光量及び相対色差を示す図である。It is a figure which shows a relative light quantity and a relative color difference. 相対光量及び相対色差を示す図である。It is a figure which shows a relative light quantity and a relative color difference. 相対輝度と相対光量を示した図である。It is a figure showing relative luminance and relative light quantity.

(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は本発明の一例であり、本発明を限定するものではない。
(構成)
まず、図1を用いて、本実施形態の加飾フィルムの構成を説明する。
図1は、本実施形態における、照明装置の概略構成を示す断面図である。
図1中に示すように、EL素子101(エレクトロ・ルミネッセンス素子)と、第1の基板1Aと、第2の基板1Bと、発光層2と、陽極3と、陰極4と、光取出しシート7を備えている。なお、図1中では、光取出しシート7において、発光層2が設置されている面と反対側を照射方向Fとする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment is an example of the present invention and does not limit the present invention.
(Constitution)
First, the structure of the decorative film of this embodiment is demonstrated using FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a lighting device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, an EL element 101 (electroluminescence element), a first substrate 1A, a second substrate 1B, a light emitting layer 2, an anode 3, a cathode 4, and a light extraction sheet 7 It has. In FIG. 1, the light extraction sheet 7 has an irradiation direction F on the side opposite to the surface on which the light emitting layer 2 is installed.

発光層2は、白色発光層としてもよく、または、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層としてもよい。ここで、発光層2を白色発光層とする場合には、この発光層2の構成を、例えば、ITO/CuPc(銅フタロシアニン)/α−NPDにルブレン1%ドープ/ジナクチルアントラセンにペリレン1%ドープ/Alq3/フッ化リチウム/陰極としてAl、という構成とすればよい。   The light emitting layer 2 may be a white light emitting layer, or may be a light emitting layer of blue, red, yellow, green, or the like. Here, when the light emitting layer 2 is a white light emitting layer, the structure of the light emitting layer 2 is, for example, ITO / CuPc (copper phthalocyanine) / α-NPD doped with rubrene 1% / dinactylanthracene with perylene 1%. What is necessary is just to set it as Al as dope / Alq3 / lithium fluoride / cathode.

また、発光層2の一方の面には、陽極3が形成されており、他方の面には陰極4が形成されている。発光層2は、陽極3と陰極4に電圧を印加することにより発光するものであり、これらの発光層2と陽極3及び陰極4を含んで、発光構造体100が構成されている。発光構造体100としては、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
すなわち、第一実施形態の照明装置は、光取出しシート7を配置したEL素子101を用いて形成した発光手段を備えている。
An anode 3 is formed on one surface of the light emitting layer 2, and a cathode 4 is formed on the other surface. The light emitting layer 2 emits light by applying a voltage to the anode 3 and the cathode 4, and the light emitting structure 100 includes the light emitting layer 2, the anode 3, and the cathode 4. As the light emitting structure 100, various conventionally known configurations can be employed.
That is, the illuminating device of the first embodiment includes light emitting means formed using the EL element 101 on which the light extraction sheet 7 is arranged.

なお、発光構造体100の構成は、この構成に限定されるものではなく、発光層2から射出する光線の波長を、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)とすることが可能な適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、R、G、Bに対応した3種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることにより、フルカラー表示が可能となる。   The configuration of the light emitting structure 100 is not limited to this configuration, and the wavelength of light emitted from the light emitting layer 2 can be R (red), G (green), and B (blue). It is possible to adopt any configuration using appropriate materials. In addition, when used in a full color display application, full color display can be performed by separately applying three types of light emitting materials corresponding to R, G, and B, or by overlaying a color filter on white light.

第1の基板1Aは、陽極3が発光層2に臨む面と反対側の面とに形成されている。一方、第2の基板1Bは、陰極4が発光層2に臨む面と反対側の面とに形成されている。
すなわち、透光性基板(第1の基板1A、第2の基板1B)は、光源(発光構造体100)からの射出光が一方の面に入射するように形成されている。
第1の基板1A及び第2の基板1Bの材料としては、種々のガラス材料を用いることが可能である。また、第1の基板1A及び第2の基板1Bの材料としては、PMMA、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック材料、あるいはアルミニウムなどの金属材料を用いることも可能であり、更に、その他の様々な材料を用いることが可能であるが、特に好ましいのは、シクロオレフィン系のポリマーであり、このポリマーは、加工性、及び、耐熱、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたものである。
The first substrate 1A is formed on the surface opposite to the surface where the anode 3 faces the light emitting layer 2. On the other hand, the second substrate 1B is formed on the surface opposite to the surface where the cathode 4 faces the light emitting layer 2.
That is, the translucent substrates (the first substrate 1A and the second substrate 1B) are formed so that light emitted from the light source (the light emitting structure 100) is incident on one surface.
As a material of the first substrate 1A and the second substrate 1B, various glass materials can be used. Moreover, as materials for the first substrate 1A and the second substrate 1B, plastic materials such as PMMA, polycarbonate, and polystyrene, or metal materials such as aluminum can be used, and various other materials can be used. Although it can be used, a cycloolefin-based polymer is particularly preferable, and this polymer is excellent in all of processability and material properties such as heat resistance, water resistance, and optical translucency. is there.

また、第1基板1Aは、発光構造体100(発光層2)から射出した光(射出光)をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を50%以上とすることの可能な材料で形成することが好ましい。
光取出しシート7は、第1の基板1Aが陽極3に臨む面と反対側の面に、接着層6を介して設けられている。
In addition, the first substrate 1A is a material that can have a total light transmittance of 50% or more so that light (emitted light) emitted from the light emitting structure 100 (light emitting layer 2) can be transmitted as much as possible. It is preferable to form by.
The light extraction sheet 7 is provided on the surface opposite to the surface on which the first substrate 1 </ b> A faces the anode 3 via the adhesive layer 6.

接着層6を構成する粘・接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。いずれの場合も、高温である光源に隣接して使用されるため、100℃で貯蔵弾性率G’が1.0E+04(Pa)以上であることが望ましい。この理由は、これよりも値が低いと、使用中に光取出しシート7と第1の基板1Aがずれてしまう可能性があるためである。そして、光取出しシート7と第1の基板1Aが大きくずれてしまうと、光取出しシート7に発光層2からの光が効率よく入射しないため、光の利用効率が低下してしまう。   Examples of the adhesive / adhesive constituting the adhesive layer 6 include acrylic, urethane, rubber, and silicone adhesives. In any case, since it is used adjacent to a light source having a high temperature, it is desirable that the storage elastic modulus G ′ is 1.0E + 04 (Pa) or more at 100 ° C. This is because if the value is lower than this, the light extraction sheet 7 and the first substrate 1A may be displaced during use. If the light extraction sheet 7 and the first substrate 1 </ b> A are greatly displaced, light from the light emitting layer 2 is not efficiently incident on the light extraction sheet 7, so that the light use efficiency decreases.

また、安定的に発光層2と光取出しシート7との間隙を確保するために、接着層6を構成する接・粘着剤層の中に、透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。また、接着層6を構成する粘・接着剤は、両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。
また、光取出しシート7は、発光層2からの光を偏向して、照射方向Fへ射出して光の外部取り出し効率を向上する機能を有する。
In order to stably secure a gap between the light emitting layer 2 and the light extraction sheet 7, transparent fine particles such as beads may be mixed in the contact / adhesive layer constituting the adhesive layer 6. . The adhesive / adhesive constituting the adhesive layer 6 may be a double-sided tape or a single layer.
The light extraction sheet 7 has a function of deflecting the light from the light emitting layer 2 and emitting it in the irradiation direction F to improve the external extraction efficiency of the light.

また、光取出しシート7は、第1の基板1Aと反対側に臨む表面と、この表面に並べられた構造層5とを有している。
言い換えれば、EL素子101は、基板1Aと、基板1Aの一方の面に設けられ、陽極3と陰極4とに挟まれた発光層2とを備えている。さらに、基板1Aの他方の面に光取出しシート7が設けられ、光取出しシート7は、表面と、この表面に並べられた構造層5とを有している。
Further, the light extraction sheet 7 has a surface facing the side opposite to the first substrate 1A and a structural layer 5 arranged on the surface.
In other words, the EL element 101 includes a substrate 1A and a light emitting layer 2 provided on one surface of the substrate 1A and sandwiched between the anode 3 and the cathode 4. Furthermore, a light extraction sheet 7 is provided on the other surface of the substrate 1A, and the light extraction sheet 7 has a surface and a structural layer 5 arranged on the surface.

発光層2から射出した光B0は、図1中に示すように、基板1Aを透過し(光B1)、構造層5に入射し、構造層5に入射した光B1の一部は、構造層5の射出面から外部へ射出される光B2となる。
ここで、図2中に示すように、照明装置の構成が、構造層5がなく平坦面である構成である場合、光B1の大部分は、平坦面で反射して再度発光層2に入射する光B12となる。この光B12は、照射方向Fに偏向されないため、光B12は損失してしまう。このため、EL素子101の光の外部取り出し効率を向上するには、光B12を減少させ、光B1を増加することが重要である。なお、図2は、構造層5を備えていない構成の照明装置の概略構成を示す断面図である。
As shown in FIG. 1, the light B0 emitted from the light emitting layer 2 passes through the substrate 1A (light B1), enters the structural layer 5, and a part of the light B1 incident on the structural layer 5 is the structural layer. 5 is emitted from the exit surface 5 to the outside.
Here, as shown in FIG. 2, when the configuration of the lighting device is a flat surface without the structural layer 5, most of the light B <b> 1 is reflected by the flat surface and incident on the light emitting layer 2 again. Light B12 to be transmitted. Since the light B12 is not deflected in the irradiation direction F, the light B12 is lost. Therefore, in order to improve the light extraction efficiency of the EL element 101, it is important to reduce the light B12 and increase the light B1. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an illuminating device that does not include the structural layer 5.

EL素子101において、発光層2から射出した光B0(図1参照)は、射出角度により色味(媒体における微細な色合い)が変化する。ここで、EL素子101の光射出面側に構造層5を設けることにより、発光層2から射出した光B0は、構造層5で偏向され、射出光B2として照射方向Fに射出される。このとき構造層5の形状を変化させて、射出光B2の射出方向を変化させることで、射出角度による色味の変化を抑制することが可能となる。
ここで、光の外部取り出し効率やEL素子の色差を改善する方法として、従来では、プリズムなどの構造を形成する方法や、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法や、略半球状のマイクロレンズを形成する方法がある。
In the EL element 101, the color of light B0 (see FIG. 1) emitted from the light emitting layer 2 changes in color (fine hue in the medium) depending on the emission angle. Here, by providing the structural layer 5 on the light emitting surface side of the EL element 101, the light B0 emitted from the light emitting layer 2 is deflected by the structural layer 5 and emitted in the irradiation direction F as the emitted light B2. At this time, by changing the shape of the structural layer 5 and changing the emission direction of the emission light B2, it is possible to suppress a change in color due to the emission angle.
Here, as a method for improving the external light extraction efficiency and the color difference of the EL element, conventionally, a method of forming a structure such as a prism, or a diffusion film in which an uneven surface is formed by applying a filler to a transparent substrate is installed. And a method of forming a substantially hemispherical microlens.

しかしながら、上記のような、プリズムなどの構造を形成する方法では、以下に記載する問題がある。
プリズムなどの直線形状が大部分を形成する構造では、直線形状により傾斜角度が一定となるため、ある特定の角度の光のみ、外部取り出し効率を向上させることが可能となる。しかし、上述した特定の角度以外の光は、光の外部取り出し効率が小さくなり、総合的には、外部取り出し効率小さくなる問題が生じる。また、EL素子101の射出角度による色度座標の変化は、プリズム形状だと傾斜角が一定であり、特定の角度の入射光を特定の角度の射出光へと偏向するため、色度の角度による変化への改善効果は低い。
However, the method for forming a structure such as a prism as described above has the following problems.
In a structure in which a linear shape such as a prism forms a large part, the inclination angle is constant due to the linear shape. Therefore, it is possible to improve the external extraction efficiency only for light having a specific angle. However, light other than the specific angle described above has a problem that the external extraction efficiency of the light is reduced, and overall, the external extraction efficiency is reduced. Further, the change in chromaticity coordinates depending on the emission angle of the EL element 101 has a constant inclination angle in the case of a prism shape, and deflects incident light at a specific angle into emission light at a specific angle. The improvement effect to the change by is low.

また、上記のような、透明基材にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法では、以下に記載する問題がある。
フィラーを塗布して、凹凸面を形成する場合、凹凸面の形状はフィラーの隆起の度合いにより決定されるため、高精度な凹凸面の形成ができない。そのため、凹凸面に光を制御する充分な形状を形成することが出来ないという問題が生じる。これは、例えば、フィラーを隆起することで略半円形状を形成しようとした場合、フィラーの隆起が不十分となり略半球形状の一部分のみが形成される。すなわち、略半球形状の高さと、幅の比をアスペクト比(高さ/幅)とした場合、アスペクト比が小さくなってしまうため、結果として外部取り出し効率が小さくなる問題が生じる。
Moreover, in the method of installing the diffusion film which formed the uneven | corrugated surface by apply | coating a filler to the above transparent base materials, there exists a problem described below.
In the case of forming an uneven surface by applying a filler, the shape of the uneven surface is determined by the degree of bulging of the filler, so that it is impossible to form an uneven surface with high accuracy. Therefore, there arises a problem that a sufficient shape for controlling light cannot be formed on the uneven surface. For example, when an approximately semicircular shape is formed by raising the filler, the filler is not sufficiently raised, and only a part of the approximately hemispherical shape is formed. That is, when the ratio of the substantially hemispherical height to the width is the aspect ratio (height / width), the aspect ratio becomes small, resulting in a problem that the external extraction efficiency becomes small.

また、上記のような、マイクロレンズを形成する方法では、以下に記載する問題がある。
マイクロレンズは、上述の拡散フィラーと比較して、高精度に成形することが可能であり、アスペクト比を大きくして、略半球形状を成形することが可能である。しかし、EL素子の発光層からの光は等方的であるため、略半球型が好ましいが、略半球型のマイクロレンズでは、面全体を埋めることは出来ず、平坦面が発生する。そして、平坦面が発生すると、図2中に示すように、光B12が発生し、照射方向Fに射出しないため、光の利用効率が低下する。
Further, the method for forming a microlens as described above has the following problems.
The microlens can be molded with higher accuracy than the above-described diffusion filler, and can have a substantially hemispherical shape with an increased aspect ratio. However, since the light from the light emitting layer of the EL element is isotropic, a substantially hemispherical type is preferable. However, in a substantially hemispherical microlens, the entire surface cannot be filled and a flat surface is generated. When a flat surface is generated, light B12 is generated and is not emitted in the irradiation direction F, as shown in FIG.

また、六方配置のような最密構造が、最も面全体を埋めることが可能であるが、このような形状を作成する場合、さらに高精度な成形が要求され、マイクロレンズの重なりなどの不具合が発生しやすい。また、隙間が少ない状態でマイクロレンズを成形すると、各マイクロレンズ間のわずかな隙間の距離のズレが、マクロなムラとして見えてしまうので好ましくない。そのため、実質的な面積率は76%前後となる。結果として、約24%は平坦面があるため、光の外部取り出し効率が不十分となる問題が発生する。   In addition, a close-packed structure such as a hexagonal arrangement can fill the entire surface, but when creating such a shape, more precise molding is required, and there are problems such as overlapping microlenses. Likely to happen. Further, if the microlens is molded with a small gap, a slight gap between the microlenses appears as macro unevenness, which is not preferable. Therefore, the substantial area ratio is around 76%. As a result, since about 24% has a flat surface, there arises a problem that the external extraction efficiency of light is insufficient.

以上により、EL素子101の光の外部取り出し効率を向上するために、図3中に示す光取出しシート7を、EL素子101の表面に設ける。なお、図3は、光取出しシート7の構成を示す図であり、図3(a)は、光取出しシート7の上方斜視図、図3(b)は、図3(a)のB線矢視図、図3(c)は、図3(a)のC線矢視図である。また、図3(a)は、第1のレンズアレイ40、第2のレンズアレイ50の断面形状を、凸状の非球面レンズ形状とした場合の斜視図である。   As described above, the light extraction sheet 7 shown in FIG. 3 is provided on the surface of the EL element 101 in order to improve the light extraction efficiency of the EL element 101. 3 is a diagram showing the configuration of the light extraction sheet 7. FIG. 3 (a) is an upper perspective view of the light extraction sheet 7. FIG. 3 (b) is a B line arrow in FIG. 3 (a). FIG. 3C is a view taken along the line C in FIG. FIG. 3A is a perspective view when the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 are convex aspheric lens shapes.

図3中に示すように、光取出しシート7の構造層5は、光透過性の基材8の一方の面、即ち照射方向Fの面(この面を表面と定義)8aに、第1のレンズアレイ40として、一方向に沿って延在し且つ隣接する第一レンズとの間に平坦面を有しながら、互いに離間し且つ平行に配列された第1のレンズアレイ40を備えている。また、構造層5は、第1のレンズアレイ40の平坦面を占有するように、第1のレンズアレイ40と交差する方向に沿って、互いが隣接し且つ平行に配列された複数の第2のレンズを備えた第2のレンズアレイ50が形成されている。なお、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50は、基材8上に別体として配置したものであってもよいし、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50を、基材8を一体成型したものであってもよい。   As shown in FIG. 3, the structural layer 5 of the light extraction sheet 7 has a first surface of the light-transmitting substrate 8, that is, a surface in the irradiation direction F (this surface is defined as a surface) 8 a on the first surface. The lens array 40 includes a first lens array 40 that extends along one direction and has a flat surface between adjacent first lenses and is spaced apart from each other and arranged in parallel. The structural layer 5 is adjacent to each other and arranged in parallel along the direction intersecting the first lens array 40 so as to occupy the flat surface of the first lens array 40. A second lens array 50 having these lenses is formed. The first lens array 40 and the second lens array 50 may be arranged separately on the base material 8, or the first lens array 40 and the second lens array 50 may be The base material 8 may be integrally molded.

また、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイとしては、例えば、断面が凸状のレンズまたは三角プリズム形状などを用いることも可能である。
なお、第1のレンズアレイ40が備える複数の第1レンズは、一方向に沿って延在し且つ平行に配列されている構成であってもよい。
また、第2のレンズアレイ50が備える複数の第2のレンズは、第1のレンズアレイ40と交差する方向に沿って、互いが隣接し且つ平行に配列されている構成であってもよい。
Further, as the first lens array 40 and the second lens array, for example, a lens having a convex section or a triangular prism shape can be used.
The plurality of first lenses included in the first lens array 40 may be configured to extend along one direction and be arranged in parallel.
Further, the plurality of second lenses provided in the second lens array 50 may be configured such that they are adjacent to each other and arranged in parallel along the direction intersecting the first lens array 40.

また、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50は、互いに交差するように配列する。
この理由を、以下に記載する。
第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50が、互いに交差することなく一方向に延在する帯状を呈した場合、延在する一方向に関しては、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50は傾斜角を有していない、すなわち、平面状の効果と同等となり、図2中に示す光B12のように、外部に取り出すことが出来ない光となるため、光の外部取り出し効率が小さくなる課題が生じる。
Further, the first lens array 40 and the second lens array 50 are arranged so as to intersect each other.
The reason is described below.
When the first lens array 40 and the second lens array 50 have a strip shape extending in one direction without intersecting each other, the first lens array 40 and the second lens array 40 are arranged in one extending direction. Since the lens array 50 does not have an inclination angle, that is, is equivalent to a planar effect and becomes light that cannot be extracted to the outside like the light B12 illustrated in FIG. There arises a problem that becomes smaller.

そのため、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50は、断面が凸状のレンズまたはプリズム形状を形成し、一方向に延在する帯状を呈し、この帯状の凸状のレンズまたはプリズム形状が、互いに交差するように配列することで、2次元方向に対して、傾斜角を設けることが可能となるため、光の取出し効率が大きくなり好適である。
さらに、上述のように配列することで、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50が照射方向Fに射出する光の配光分布を、2次元方向に調整することが可能となる。そのため、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50を任意の形状にすることで、射出光を対称な配光分布にすることが可能となる、あるいは、射出角度による色差を改善することが可能となるため好適である。
Therefore, the first lens array 40 and the second lens array 50 form a lens or prism shape having a convex cross section, exhibit a belt shape extending in one direction, and the belt-shaped convex lens or prism shape. However, it is possible to provide an inclination angle with respect to the two-dimensional direction by arranging so as to cross each other, which is preferable because the light extraction efficiency is increased.
Furthermore, by arranging as described above, the light distribution of the light emitted from the first lens array 40 and the second lens array 50 in the irradiation direction F can be adjusted in a two-dimensional direction. Therefore, by making the first lens array 40 and the second lens array 50 have arbitrary shapes, it becomes possible to make the emitted light have a symmetrical light distribution, or to improve the color difference due to the emission angle. Is preferable.

また、EL素子101を照明用途として用いる場合は、少なくとも2次元的に配光分布を調整する必要がある。
その理由として、例えば、照明装置の設置場所によっては、ある特定方向には、照射する必要がなく、広い配光分布ではなく正面方向の輝度向上を要求することがある。
または、構造層5に入射する光B1が、非対称な配光分布になる場合であり、かつ照明装置から射出される光の配光分布が、対称な配光分布であることが要求される場合、照明装置から射出される光の配光分布を、1次元方向のみの調整で対称な配光分布にすることは困難であるため、2次元方向の調整が可能である、本実施形態の構成が好適である。
In addition, when the EL element 101 is used for illumination, it is necessary to adjust the light distribution distribution at least two-dimensionally.
The reason is that, for example, depending on the installation location of the lighting device, there is no need to irradiate in a specific direction, and there is a case where a luminance improvement in the front direction is required instead of a wide light distribution.
Alternatively, the light B1 incident on the structural layer 5 has an asymmetric light distribution and the light distribution emitted from the lighting device is required to be a symmetric light distribution. Since it is difficult to make the light distribution of the light emitted from the lighting device into a symmetric light distribution by adjusting only in the one-dimensional direction, the configuration of this embodiment can be adjusted in the two-dimensional direction. Is preferred.

また、本実施形態の構成のように、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50を略直行して配列した形状では、光を2次元的に広げるために、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となり、照明装置の軽量化、薄型化、低コスト化を図ることも可能である。
特に、発光層2から射出される光は、配光分布が広いブロードな指向性を有する光である。そのため、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50は、上述の広い配光分布を、照射方向Fに偏向するように設計することが好適である。
In addition, in the configuration in which the first lens array 40 and the second lens array 50 are arranged substantially perpendicularly as in the configuration of the present embodiment, a new lens sheet is added to spread light in a two-dimensional manner. Therefore, it is possible to adjust the light distribution to an appropriate light distribution without reducing the weight, thickness and cost of the lighting device.
In particular, the light emitted from the light emitting layer 2 is light having a broad directivity with a wide light distribution. Therefore, it is preferable that the first lens array 40 and the second lens array 50 are designed so as to deflect the wide light distribution described above in the irradiation direction F.

第1のレンズアレイ40は、基材8の表面8aに接触する第一レンズのレンズ幅をL1とし、表面8aから頂部までの最大高さをH1とし、第1のレンズアレイ40の頂点間の距離(第1のレンズ間の配置ピッチ)をP1とし、最大傾斜角をθ1とする。ここで、最大傾斜角θ1は、第1のレンズの、光取出しシート7の透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角である。   In the first lens array 40, the lens width of the first lens that contacts the surface 8a of the substrate 8 is L1, the maximum height from the surface 8a to the top is H1, and the first lens array 40 is located between the vertices of the first lens array 40. The distance (arrangement pitch between the first lenses) is P1, and the maximum inclination angle is θ1. Here, the maximum inclination angle θ1 is the maximum inclination angle of the first lens from the surface opposite to the surface facing the light-transmitting substrate of the light extraction sheet 7.

また、第2のレンズアレイ50は、表面8aに接触する底部の幅(第2のレンズのレンズ幅)をL2とし、表面8aから頂部までの最大高さをH2とし、第2のレンズアレイ50の頂点間の距離(第2のレンズ間の配置ピッチ)をP2とし、最大傾斜角をθ2とする。ここで、最大傾斜角θ2は、第2のレンズの、光取出しシート7の透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角である。
ここで、第一実施形態では、第2のレンズ間の配置ピッチP2と、第2のレンズのレンズ幅L2が等しい。すなわち、第一実施形態では、L2=P2の関係式が成立している。
また、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50の形状は、同じでも良いし、異なっていても良い。ここで、直交する第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50の形状を異なる形状にすることにより、構造層5に入射した光B1が照射方向Fへ射出する際に、光の配向分布を2次元に調整することが可能となる。
The second lens array 50 has a bottom width (lens width of the second lens) in contact with the surface 8a as L2, a maximum height from the surface 8a to the top as H2, and the second lens array 50. The distance between the vertices (arrangement pitch between the second lenses) is P2, and the maximum inclination angle is θ2. Here, the maximum inclination angle θ2 is the maximum inclination angle of the second lens from the surface opposite to the surface of the light extraction sheet 7 facing the light-transmitting substrate.
Here, in the first embodiment, the arrangement pitch P2 between the second lenses is equal to the lens width L2 of the second lens. That is, in the first embodiment, the relational expression L2 = P2 is established.
Further, the shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 may be the same or different. Here, by making the shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 orthogonal to each other, when the light B1 incident on the structural layer 5 is emitted in the irradiation direction F, the light orientation distribution is obtained. Can be adjusted in two dimensions.

さらに、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状は、三角形状以外にも、多角形状、完全な半円形状(球面レンズ)、半楕円形(楕円面レンズ)や放物線形(放物面レンズ)などの非半円形状(いわゆる2次の非球面形状)のもの、さらには、2次以降の項を有する高次非球面形状のもの、高次非球面形状と多角形形状を組み合わせたものでもよく、その組み合わせ方は自由である。なお、図4は、光取出しシート7の構成を示す図であり、図4(a)は、光取出しシート7の上方斜視図、図4(b)は、図4(a)のB線矢視図、図4(c)は、図4(a)のC線矢視図である。また、図4(a)は、第1のレンズアレイ40、第2のレンズアレイ50の断面形状を、三角形状とし、第1のレンズアレイ40の頂角θ1a及び第2のレンズアレイ50の頂角θ2aに曲面形状を形成したときの斜視図である。   Furthermore, the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 may be polygonal shapes, complete semicircular shapes (spherical lenses), semielliptical shapes (elliptical lenses), or parabolic shapes, in addition to triangular shapes. Non-semicircular shape (so-called secondary aspherical shape) such as (parabolic lens), high-order aspherical shape having second and subsequent terms, high-order aspherical shape and polygon It may be a combination of shapes, and the combination is free. 4 is a diagram showing the configuration of the light extraction sheet 7. FIG. 4 (a) is an upper perspective view of the light extraction sheet 7, and FIG. 4 (b) is a line B arrow in FIG. 4 (a). FIG. 4C is a view taken along the line C in FIG. 4A. 4A shows that the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 are triangular, the apex angle θ1a of the first lens array 40 and the apex of the second lens array 50. It is a perspective view when a curved surface shape is formed at the angle θ2a.

ここで、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を、多角形状もしくは非球面形状にすることにより、レンズ側面の適切な傾きをもった面積を調整することができるため、より高次に射出光の光線方向を調整することが可能となる。
また、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を、レンズ側面の傾きを複数有する形状にすることにより、光取出しシート7からの射出角度がレンズ側面の傾きにより変化するため、射出光の色の角度依存性を制御することが可能となる。
Here, by making the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 polygonal or aspherical, the area having an appropriate inclination of the lens side surface can be adjusted. It becomes possible to adjust the light beam direction of the emitted light at higher order.
In addition, since the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 have a plurality of lens side surface inclinations, the emission angle from the light extraction sheet 7 changes depending on the lens side surface inclinations. The angle dependency of the color of the emitted light can be controlled.

さらには、レンズ頂点に曲面を有するレンズ形状にすることにより、耐擦性の向上が見込まれる。
本実施形態の光取出しシート7は、第1のレンズアレイ40と第2のレンズアレイ50との、2種類のレンズ形状が構造体5に存在するため、頂角90度の三角プリズムをクロスで配置したクロスプリズム形状よりも、光の利用効率及び射出角度による色差を改善することが可能である。
Furthermore, improvement in abrasion resistance is expected by making the lens shape having a curved surface at the lens apex.
In the light extraction sheet 7 of the present embodiment, since two types of lens shapes, the first lens array 40 and the second lens array 50, are present in the structure 5, a triangular prism having an apex angle of 90 degrees is crossed. It is possible to improve the light use efficiency and the color difference due to the emission angle, rather than the arranged cross prism shape.

図5中に、本実施形態の光取出しシート7におけるレンズアレイの断面形状を、頂角90度の三角プリズム形状としたときの、単位レンズに入射する光の入射角度を変更したときの光線図を示す。なお、図5(a)は、単位レンズに入射する光の入射角度が10度のときの光線図であり、図5(b)は、単位レンズに入射する光の入射角度が30度のときの光線図であり、図5(c)は、単位レンズに入射する光の入射角度が50度のときの光線図である。   FIG. 5 is a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is changed when the cross-sectional shape of the lens array in the light extraction sheet 7 of the present embodiment is a triangular prism shape with an apex angle of 90 degrees. Indicates. 5A is a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 10 degrees, and FIG. 5B is a diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 30 degrees. FIG. 5C is a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 50 degrees.

また、図6中に、本発明の光取出しシート7におけるレンズアレイの断面形状を、非球面形状としたときの、単位レンズに入射する光の入射角度を変更したときの光線図を示す。なお、図6(a)は、単位レンズに入射する光の入射角度が10度のときの光線図であり、図6(b)は、単位レンズに入射する光の入射角度が30度のときの光線図であり、図6(c)は、単位レンズに入射する光の入射角度が50度のときの光線図である。
図5中に示すように、レンズアレイの断面形状が三角プリズム形状である場合、入射光の角度によらず、射出光は、ほぼ直線的に進行する。なお、図5中では、光(入射光及び射出光のうち少なくとも一方)を、符号501、502、503を付して示している。
FIG. 6 shows a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is changed when the cross-sectional shape of the lens array in the light extraction sheet 7 of the present invention is an aspherical shape. FIG. 6A is a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 10 degrees, and FIG. 6B is a diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 30 degrees. FIG. 6C is a ray diagram when the incident angle of light incident on the unit lens is 50 degrees.
As shown in FIG. 5, when the cross-sectional shape of the lens array is a triangular prism shape, the emitted light travels substantially linearly regardless of the angle of the incident light. In FIG. 5, light (at least one of incident light and emitted light) is indicated by reference numerals 501, 502, and 503.

一方、図6中に示すように、レンズアレイの断面形状が非球面レンズ形状である場合、入射光の角度により、射出光は、広角領域に進行するか、複数の射出角度に狭角的に進行するか、その射出光の振る舞いは多種多様である。なお、図6中では、光(入射光及び射出光のうち少なくとも一方)を、符号601、602、603を付して示している。
また、EL素子101から発光する光が、射出角度により異なる発光分布を有する場合、照射方向F側からEL素子101を観察すると、視野角度により色差が変化するという問題がある。
これに対し、本実施形態の光取出しシート7であれば、EL素子101から発光される光の射出角度により、レンズアレイの断面形状におけるレンズの傾斜角を最適化することにより、色の角度依存性の小さいEL素子を作製することが可能となる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the cross-sectional shape of the lens array is an aspherical lens shape, the emitted light travels to a wide-angle region or is narrowed to a plurality of emission angles depending on the angle of the incident light. There are a wide variety of behaviors of the emitted light. In FIG. 6, light (at least one of incident light and emitted light) is indicated by reference numerals 601, 602, and 603.
Further, when the light emitted from the EL element 101 has a light emission distribution that varies depending on the emission angle, there is a problem that when the EL element 101 is observed from the irradiation direction F side, the color difference changes depending on the viewing angle.
On the other hand, in the light extraction sheet 7 of the present embodiment, the angle dependency of the color is obtained by optimizing the inclination angle of the lens in the cross-sectional shape of the lens array according to the emission angle of the light emitted from the EL element 101. It is possible to manufacture an EL element with low properties.

図7は、光取出しシート7に、入射角度を0度から85度まで変化させた光を入射させたときの、入射光量に対する射出光量の割合(光利用効率)を示すグラフである。図7中において、横軸は、単位レンズの入射面に入射する光の入射角度である。また、図7中において、縦軸は、光利用効率であり、単位レンズに入射する光の強度を100%としたとき、単位レンズの射出面から射出される光の割合である。なお、図7中においては、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を90度プリズム形状にしたときの光の利用効率をAと記載し、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を非球面レンズ形状にしたときの光の利用効率をBと記載した。   FIG. 7 is a graph showing the ratio of the emitted light quantity to the incident light quantity (light utilization efficiency) when light having an incident angle changed from 0 degree to 85 degrees is incident on the light extraction sheet 7. In FIG. 7, the horizontal axis represents the incident angle of light incident on the incident surface of the unit lens. In FIG. 7, the vertical axis represents the light use efficiency, which is the ratio of light emitted from the exit surface of the unit lens when the intensity of light incident on the unit lens is 100%. In FIG. 7, the light utilization efficiency when the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 are 90-degree prisms is indicated as A, and the first lens array 40 and The light utilization efficiency when the cross-sectional shape of the second lens array 50 is an aspherical lens shape is indicated as B.

第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を、頂角90度のプリズム形状にした場合、入射角度0度付近の光は全反射されて正面方向に射出せず、入射角度30度から60度の範囲の光利用効率が高く、入射角度30度付近の光は正面方向へ偏向されるため、集光効果の高い光取出しシート7となる。
一方、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を、非球面レンズ形状にした場合、入射角度0度から30度領域の光の利用効率が高く、入射角度0度付近の光は拡散されて正面方向へ射出されるため、上記の三角プリズム形状と比較すると、拡散性の高い光取出しシート7となる。
When the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 are prism shapes with an apex angle of 90 degrees, the light near the incident angle of 0 degrees is totally reflected and is not emitted in the front direction. The light utilization efficiency in the range of 30 degrees to 60 degrees is high, and the light near the incident angle of 30 degrees is deflected in the front direction, so that the light extraction sheet 7 having a high light collection effect is obtained.
On the other hand, when the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 are aspherical lens shapes, the light use efficiency in the region of the incident angle of 0 degrees to 30 degrees is high, and the incident angle is around 0 degrees. Since the light is diffused and emitted in the front direction, the light extraction sheet 7 is more diffusive than the triangular prism shape described above.

したがって、光取出しシート7に入射する光B1の入射光の配光特性に合わせて、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状を最適化することにより、EL素子の発光効率は向上する。例えば、入射光B1が30度から60度の領域の光量が多い配光特性であれば、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の断面形状は、頂角90度のプリズム形状が高効率となり、入射光B1が0度から30度の領域の光量が多い配光特性であれば、レンズアレイの断面形状は非球面レンズ形状である方が高効率となる。   Therefore, by optimizing the cross-sectional shapes of the first lens array 40 and the second lens array 50 according to the light distribution characteristics of the incident light of the light B1 incident on the light extraction sheet 7, the luminous efficiency of the EL element is obtained. Will improve. For example, if the incident light B1 has a light distribution characteristic with a large amount of light in the region of 30 degrees to 60 degrees, the first lens array 40 and the second lens array 50 have a prism shape with an apex angle of 90 degrees. If the incident light B1 has a light distribution characteristic in which the incident light B1 has a large amount of light in the region of 0 degrees to 30 degrees, the lens array having a cross-sectional shape having an aspheric lens shape is more efficient.

また、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50の最大高さH2との比H2/H1は、1未満とする。すなわち、第2のレンズアレイ50の最大高さH2は、第1のレンズアレイ40の最大高さH1よりも低い。
これは、以下に記載する理由による。
上記の比H2/H1が1であると、光取出しシート7を作製するための金型及びシートを作製する際の精度が、非常に難易度が高くなる。このため、高さの精度が高い方向もしくは低い方向に少しでも変位する(ずれる)と、第1のレンズアレイ40の最大高さH1が、第2のレンズアレイ50の最大高さH2より高い部分と、低い部分が光取出しシート7の面内に混在することにより、視認性が低下する。
The ratio H2 / H1 of the maximum height H2 of the second lens array 50 to the maximum height H1 of the first lens array 40 is less than 1. That is, the maximum height H2 of the second lens array 50 is lower than the maximum height H1 of the first lens array 40.
This is due to the reason described below.
When the above ratio H2 / H1 is 1, the accuracy in producing the mold and the sheet for producing the light extraction sheet 7 becomes very difficult. For this reason, when the height accuracy is displaced (shifted) even in a small or high direction, the portion where the maximum height H1 of the first lens array 40 is higher than the maximum height H2 of the second lens array 50. And a low part mixes in the surface of the light extraction sheet | seat 7, and visibility falls.

さらに、上記の比H2/H1が1よりも大きいと、複数の第2のレンズが隣接して密に配列された第2のレンズアレイ50の最大高さH2が、複数の第1のレンズが疎に配列された第1のレンズアレイ40の最大高さH1より高位となり、第2のレンズアレイ50が光取出しシート7の最表層に位置するため、耐擦性が低下し好ましくない。
第1のレンズアレイ40の最大高さH1、または、第2のレンズアレイ50の最大高さH2が0.300mmよりも大きくなると、レンズ(第一のレンズ、第二のレンズ)の形状が目視で観測されるため、好ましくない。さらに、上記の最大高さH1または最大高さH2が0.030mmよりも小さくなると、回折光が発生して、レンズとしての効果が低減するため、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50の最大高さH2の比H2/H1は、0.01より大きいことが望ましい。
すなわち、0.01<(H2/H1)<1の関係式が成立していることが望ましい。
Further, when the ratio H2 / H1 is larger than 1, the maximum height H2 of the second lens array 50 in which the plurality of second lenses are adjacently arranged closely is set to be larger than that of the plurality of first lenses. Since it becomes higher than the maximum height H1 of the sparsely arranged first lens array 40 and the second lens array 50 is located on the outermost layer of the light extraction sheet 7, the abrasion resistance is lowered, which is not preferable.
When the maximum height H1 of the first lens array 40 or the maximum height H2 of the second lens array 50 is larger than 0.300 mm, the shape of the lens (first lens, second lens) is visually observed. It is not preferable because it is observed at. Furthermore, when the maximum height H1 or the maximum height H2 is smaller than 0.030 mm, diffracted light is generated and the effect as a lens is reduced. Therefore, the maximum height H1 of the first lens array 40 is reduced. The ratio H2 / H1 of the maximum height H2 of the second lens array 50 is preferably larger than 0.01.
That is, it is desirable that the relational expression of 0.01 <(H2 / H1) <1 holds.

図8は、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対する第1のレンズのレンズ幅L1の比率L1/P1と、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50の最大高さH2の比H2/H1を、それぞれ、設定した値としたときの射出光の配光特性図である。なお、図8(a)は、上記の比率L1/P1を1とし、上記の比H2/H1を0.5としたときの射出光の配光特性図であり、図8(b)は、上記の比率L1/P1を0.6とし、上記の比H2/H1を0.5としたときの射出光の配光特性図である。また、図8(c)は、上記の比率L1/P1を0.4とし、上記の比H2/H1を0.5としたときの射出光の配光特性図である。ここで、図8中では、第1のレンズアレイ40の延在方向の配光特性を0degとし、第1のレンズアレイ40の延在方向と直交する方向の配光特性を90degとし、斜め方向の配光特性を45degとした。   FIG. 8 shows the ratio L1 / P1 of the lens width L1 of the first lens with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 and the maximum of the second lens array 50 with respect to the maximum height H1 of the first lens array 40. It is a light distribution characteristic figure of the emitted light when ratio H2 / H1 of height H2 is made into a set value, respectively. 8A is a light distribution characteristic diagram of the emitted light when the ratio L1 / P1 is 1 and the ratio H2 / H1 is 0.5. FIG. It is a light distribution characteristic view of the emitted light when said ratio L1 / P1 is 0.6 and said ratio H2 / H1 is 0.5. FIG. 8C is a light distribution characteristic diagram of emitted light when the ratio L1 / P1 is 0.4 and the ratio H2 / H1 is 0.5. Here, in FIG. 8, the light distribution characteristic in the extending direction of the first lens array 40 is set to 0 deg, the light distribution characteristic in the direction orthogonal to the extending direction of the first lens array 40 is set to 90 deg, and the oblique direction The light distribution characteristic was 45 deg.

通常、断面形状が非球面形状や三角プリズム形状であるレンズアレイを、対外に直交する方向に配列した場合、射出される光B2は、0deg方向、45deg方向、90deg方向で、それぞれ、光の集光特性が異なるため、射出面F側から観測した際、方位角での射出光の配光特性が異なる。
これは、例えば、上記の比H2/H1を0.5とし、上記の比率L1/P1の値を1とした場合、光取出しシート7における第1のレンズアレイ40のレンズの支配率が大きくなるため、第1のレンズアレイ40の延在方向と直交する方向、すなわち、0deg方向の射出光の集光効果が大きくなる(図8(a)参照)。
Normally, when a lens array whose cross-sectional shape is an aspherical shape or a triangular prism shape is arranged in a direction orthogonal to the outside, the emitted light B2 is collected in the 0 deg direction, 45 deg direction, and 90 deg direction, respectively. Since the light characteristics are different, the light distribution characteristics of the emitted light at the azimuth angle are different when observed from the exit surface F side.
For example, when the ratio H2 / H1 is 0.5 and the ratio L1 / P1 is 1, the dominant ratio of the lenses of the first lens array 40 in the light extraction sheet 7 is increased. Therefore, the condensing effect of the emitted light in the direction orthogonal to the extending direction of the first lens array 40, that is, in the 0 deg direction is increased (see FIG. 8A).

一方、上記の比率L1/P1の値が小さくなるにつれて、光取出しシート7における第2のレンズアレイ50のレンズ効果が大きくなるため、第2のレンズアレイ50の延在方向と直交する方向、すなわち、90deg方向の射出光の集光効果が大きくなる(図8(c)参照)。
本実施形態の光取出しシート7は、上記の比率L1/P1と上記の比H2/H1を任意の値に最適化することにより、光取出しシート7における第1のレンズアレイ40のレンズ効果と第2のレンズアレイ50のレンズ効果を制御することが可能となるため、射出方向Fから観測した場合の、方位角方向での射出光の配光特性を制御することが可能となる(図8(b)参照)。
On the other hand, as the ratio L1 / P1 decreases, the lens effect of the second lens array 50 on the light extraction sheet 7 increases, so that the direction orthogonal to the extending direction of the second lens array 50, that is, , The condensing effect of the emitted light in the 90 deg direction is increased (see FIG. 8C).
In the light extraction sheet 7 of the present embodiment, the ratio L1 / P1 and the ratio H2 / H1 are optimized to arbitrary values, whereby the lens effect of the first lens array 40 in the light extraction sheet 7 and the first effect are obtained. Since the lens effect of the second lens array 50 can be controlled, it is possible to control the light distribution characteristics of the emitted light in the azimuth direction when observed from the emission direction F (FIG. 8 ( b)).

図9は、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50の最大高さH2の比H2/H1を0.5とし、第1のレンズアレイ40のレンズ幅L1及び第2のレンズアレイ50のレンズ幅L2に対する、最大高さの比H1/L1とH2/L2を、それぞれ、0.7とし、第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の最大傾斜角度θ1、θ2を、それぞれ70度とし、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対する第1のレンズのレンズ幅L1の比率L1/P1を0から1まで変化させたときの、相対光量及び相対色差を示す図である。   In FIG. 9, the ratio H2 / H1 of the maximum height H2 of the second lens array 50 to the maximum height H1 of the first lens array 40 is 0.5, and the lens width L1 and the first width of the first lens array 40 are shown. The maximum height ratios H1 / L1 and H2 / L2 with respect to the lens width L2 of the second lens array 50 are set to 0.7, respectively, and the maximum inclination angle θ1 of the first lens array 40 and the second lens array 50 is set. , Θ2 are set to 70 degrees, and the relative light quantity and relative color difference when the ratio L1 / P1 of the lens width L1 of the first lens to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 is changed from 0 to 1 are set. FIG.

図9(a)中において、横軸は、配置ピッチP1に対するレンズ幅L1の比L1/P1を示し、縦軸は、上記の比L1/P1を変化させたときの相対光量を示している。
ここで、相対光量とは、EL素子101に頂角が90度のクロスプリズム形状をした光取り出しフィルムを使用したときに、入射した光B1が、照射方向Fに射出した光の積算光量を1としたときの値である。
In FIG. 9A, the horizontal axis indicates the ratio L1 / P1 of the lens width L1 with respect to the arrangement pitch P1, and the vertical axis indicates the relative light quantity when the ratio L1 / P1 is changed.
Here, the relative light quantity refers to the integrated light quantity of light emitted from the incident light B1 in the irradiation direction F when the light extraction film having a cross prism shape with an apex angle of 90 degrees is used for the EL element 101. This is the value when

また、図9(b)中において、横軸は、配置ピッチP1に対するレンズ幅の比L1/P1を示し、縦軸は、光取出しシート7を使用しないときの、測定視野が0度から80度の範囲における、色度座標(u’、v’)の最大変化量を1.00としたときの相対色差である。
図9中に示すように、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対するレンズ幅L1の比率L1/P1が大きくなるに従い、相対光量が上昇して上記の比L1/P1が0.5のとき最大となり、相対色差は減少して上記の比L1/P1が0.4のとき最小となる。
In FIG. 9B, the horizontal axis represents the ratio L1 / P1 of the lens width with respect to the arrangement pitch P1, and the vertical axis represents the measurement field of view from 0 degrees to 80 degrees when the light extraction sheet 7 is not used. The relative color difference when the maximum change amount of the chromaticity coordinates (u ′, v ′) is 1.00.
As shown in FIG. 9, when the ratio L1 / P1 of the lens width L1 with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 is increased, the relative light amount is increased and the ratio L1 / P1 is 0.5. The relative color difference decreases and becomes minimum when the ratio L1 / P1 is 0.4.

これは、上記の比L1/P1が1のとき、すなわち、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1とレンズ幅L1が同じであるとき、第1のレンズアレイ40は、連続して密に配列されており、第2のレンズアレイ50を第1のレンズアレイ40と交差する方向に配列しても、第2のレンズアレイ50が光取出しシート7を占有する割合が小さいため、入射光B1に対し、第1のレンズアレイ40が延在する方向のレンズ効果が低いため、相対光量が減少し、また色差の改善効果も小さいためである。   This is because when the ratio L1 / P1 is 1, that is, when the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 and the lens width L1 are the same, the first lens array 40 is continuously densely arranged. Even if the second lens array 50 is arranged in a direction intersecting with the first lens array 40, the ratio of the second lens array 50 occupying the light extraction sheet 7 is small, so that the incident light B1 On the other hand, since the lens effect in the direction in which the first lens array 40 extends is low, the relative light amount is reduced and the effect of improving the color difference is small.

一方、上記の比L1/P1の値を小さくすると、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対するレンズ幅L1が小さくなり、第1のレンズアレイ40における凸部が一定間隔を空けて配列されているため、第2のレンズアレイ50を第1のレンズアレイ40と交差する方向に配列すると、光取出しシート7を占有する第2のレンズアレイ50の割合が上昇し、入射光B1に対する第2のレンズアレイ50のレンズ効果が大きくなるため、相対光量は上昇して色差は改善する。   On the other hand, when the value of the ratio L1 / P1 is reduced, the lens width L1 with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 is reduced, and the convex portions in the first lens array 40 are arranged with a constant interval. Therefore, when the second lens array 50 is arranged in a direction intersecting with the first lens array 40, the ratio of the second lens array 50 occupying the light extraction sheet 7 is increased, and the second lens array 50 with respect to the incident light B1 is increased. Since the lens effect of the lens array 50 is increased, the relative light amount is increased and the color difference is improved.

さらに、上記の比L1/P1の値を小さくしていくと、第1のレンズアレイ40のレンズ効果が減少するため、相対光量が低下して色差は悪化する。
以上の理由から、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対するレンズ幅L1の比率L1/P1は、0から1の間で変化させることにより積算光量は上昇し、色差は改善するが、好ましくは、積算光量の最大値からの減少率が2%以内である0.2<(L1/P1)<0.9の範囲内であることが望ましい。
また、積算光量の上昇率は高い方が好ましいため、より好ましくは、積算光量の最大値からの減少率が1%以内である0.35<L1/P1<0.75であることが望ましい。
Further, as the ratio L1 / P1 is decreased, the lens effect of the first lens array 40 is decreased, so that the relative light amount is decreased and the color difference is deteriorated.
For the above reasons, the ratio L1 / P1 of the lens width L1 with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40 is changed between 0 and 1 to increase the integrated light amount and improve the color difference. It is desirable that the reduction rate from the maximum value of the integrated light quantity is within a range of 0.2 <(L1 / P1) <0.9, which is within 2%.
In addition, since it is preferable that the rate of increase of the integrated light amount is high, it is more preferable that the decrease rate from the maximum value of the integrated light amount is within 1%, 0.35 <L1 / P1 <0.75.

図10は、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2の比H2/H1を0.5とし、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対するレンズ幅L1の比L1/P1を0.4とし、第1のレンズアレイ40の最大傾斜角度θ1及び第2のレンズアレイ50の最大傾斜角度θ2を、それぞれ70度とし、第1のレンズのレンズ幅L1に対する最大高さH1の比H1/L1、及び第2のレンズのレンズ幅L2に対する最大高さH2の比H2/L2を変化させたときの、相対光量及び相対色差を示す図である。   FIG. 10 shows that the ratio H2 / H1 of the lens height H2 of the second lens array 50 to the maximum height H1 of the first lens array 40 is 0.5, and the lens with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40. The ratio L1 / P1 of the width L1 is 0.4, the maximum inclination angle θ1 of the first lens array 40 and the maximum inclination angle θ2 of the second lens array 50 are each 70 degrees, and the lens width of the first lens It is a figure which shows the relative light quantity and relative color difference when changing ratio H1 / L1 of the maximum height H1 with respect to L1, and ratio H2 / L2 of the maximum height H2 with respect to the lens width L2 of a 2nd lens.

図10(a)中において、横軸は、レンズ幅L(L1、L2)に対する最大高さH(H1、H2)の比H/Lを示し、縦軸は、相対光量を示している。
ここで、相対光量とは、EL素子101に頂角が90度のクロスプリズム形状をした光取り出しフィルムを使用したときに、入射した光B1が、照射方向Fに射出した光の積算光量を1としたときの値である。
In FIG. 10A, the horizontal axis indicates the ratio H / L of the maximum height H (H1, H2) to the lens width L (L1, L2), and the vertical axis indicates the relative light quantity.
Here, the relative light quantity refers to the integrated light quantity of light emitted from the incident light B1 in the irradiation direction F when the light extraction film having a cross prism shape with an apex angle of 90 degrees is used for the EL element 101. This is the value when

また、図10(b)中において、横軸は、レンズ幅L(L1、L2)に対する最大高さH(H1、H2)の比H/Lを示し、縦軸は、光取出しシート7を使用しないときの、測定視野0度から80度の範囲における色度座標(u’、v’)の最大変化量を1.00としたときの相対色差を示している。
図10中に示すように、上記の比H/Lが大きくなるに従って、相対光量は上昇し、相対色差は小さくなるので、上記の比H/Lは大きい方が好ましいが、色差の変化量が20%以上改善するとともに、上記の比H/Lが大きくなると、光取出しシート7の作製が困難となる。このため、より好ましくは、0.3<H/L<2の範囲内であることが望ましい。
In FIG. 10B, the horizontal axis indicates the ratio H / L of the maximum height H (H1, H2) to the lens width L (L1, L2), and the vertical axis uses the light extraction sheet 7. The relative color difference when the maximum change amount of the chromaticity coordinates (u ′, v ′) in the range of 0 to 80 degrees in the measurement visual field is set to 1.00 is shown.
As shown in FIG. 10, as the ratio H / L increases, the relative light quantity increases and the relative color difference decreases. Therefore, it is preferable that the ratio H / L is large, but the change amount of the color difference is small. If the ratio H / L is increased as well as improvement by 20% or more, it becomes difficult to produce the light extraction sheet 7. For this reason, it is more preferable that the range is 0.3 <H / L <2.

すなわち、0.3<H1/L1<2の関係式と、0.3<H2/L2<2の関係式が成立していることが望ましい。
ここで、照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が40%以上改善しているとともに、上記の比H/Lの増加率に対する相対色差の改善効果は、H/Lが大きくなるほど減少し、H/Lが1.6より大きくなるとほぼ一定の値となるため、0.7<H/L<1.6の範囲内であることが望ましい。
That is, it is desirable that the relational expression of 0.3 <H1 / L1 <2 and the relational expression of 0.3 <H2 / L2 <2 are satisfied.
Here, when used as an illuminating device, it is preferable that the deviation of the chromaticity due to the viewing angle is small, and more preferably, the change amount of the color difference is improved by 40% or more, and the rate of increase of the ratio H / L is increased. The effect of improving the relative color difference with respect to is decreased as H / L increases, and becomes almost constant when H / L is greater than 1.6. Therefore, within the range of 0.7 <H / L <1.6. It is desirable to be.

図11は、第1のレンズアレイ40の最大高さH1に対する第2のレンズアレイ50の最大高さH2の比H2/H1を0.5とし、第1のレンズアレイ40の配置ピッチP1に対するレンズ幅L1の比L1/P1を0.4とし、第1のレンズアレイ40の最大傾斜角度θ1及び第2のレンズアレイ50の最大傾斜角度θ2を変化させたときの、相対光量及び相対色差を示す図である。   FIG. 11 shows that the ratio H2 / H1 of the maximum height H2 of the second lens array 50 to the maximum height H1 of the first lens array 40 is 0.5, and the lens with respect to the arrangement pitch P1 of the first lens array 40. The relative light quantity and the relative color difference when the ratio L1 / P1 of the width L1 is 0.4 and the maximum inclination angle θ1 of the first lens array 40 and the maximum inclination angle θ2 of the second lens array 50 are changed are shown. FIG.

図11中において、横軸は、第1のレンズアレイ40における最大傾斜角θ1及び第2のレンズアレイ50の最大傾斜角θ2を示し、縦軸は、光取出しシート7を使用しないときの、測定視野0度から80度の範囲における色度座標(u’、v’)の最大変化量を1.00としたときの相対色差を示している。
図11中に示すように、最大傾斜角θ(θ1、θ2)が大きくなるに従い、相対色差が小さくなるので、最大傾斜角θは大きい方が望ましいが、相対色差の改善率が20%以上であるとともに、最大傾斜角θが大きくなると、光取出しシート7の作製が困難である。
このため、より好ましくは、30度≦θ1≦75度の範囲内であるとともに、30度≦θ2≦75度の範囲内であることが望ましい。
In FIG. 11, the horizontal axis indicates the maximum inclination angle θ1 of the first lens array 40 and the maximum inclination angle θ2 of the second lens array 50, and the vertical axis indicates measurement when the light extraction sheet 7 is not used. The relative color difference is shown when the maximum amount of change in chromaticity coordinates (u ′, v ′) in the range of 0 to 80 degrees of view is 1.00.
As shown in FIG. 11, the relative color difference decreases as the maximum inclination angle θ (θ1, θ2) increases. Therefore, it is desirable that the maximum inclination angle θ is large, but the improvement rate of the relative color difference is 20% or more. In addition, when the maximum inclination angle θ is large, it is difficult to produce the light extraction sheet 7.
For this reason, more preferably, it is within the range of 30 degrees ≦ θ1 ≦ 75 degrees and within the range of 30 degrees ≦ θ2 ≦ 75 degrees.

すなわち、30°≦θ1≦75°の関係式と、30°≦θ2≦75°の関係式が成立していることが望ましい。
ここで、照明装置として用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が40%以上改善する、50度≦θ1≦75度、50度≦θ2≦75度の範囲内であることが望ましい。
図12は、第1のレンズアレイ40の断面形状がプリズム形状である場合に、頂角θ1aに曲率形状を付与したとき、または、第2のレンズアレイ50の断面形状がプリズム形状である場合、頂角θ1aに曲率形状を付与したときの、相対輝度と相対光量を示した図である。
That is, it is desirable that the relational expression 30 ° ≦ θ1 ≦ 75 ° and the relational expression 30 ° ≦ θ2 ≦ 75 ° are established.
Here, when used as an illumination device, it is preferable that the deviation of the chromaticity due to the viewing angle is small, and more preferably, the change amount of the color difference is improved by 40% or more. It is desirable to be within a range of ≦ 75 degrees.
FIG. 12 shows a case where the first lens array 40 has a prism shape and the apex angle θ1a has a curvature shape, or the second lens array 50 has a prism shape. It is the figure which showed the relative brightness | luminance and relative light quantity when giving a curvature shape to apex angle (theta) 1a.

図12中において、横軸は、レンズアレイにおけるレンズ幅L1、L2に対する曲率の割合を示し、縦軸は、相対光量(図12(a))と相対輝度(図12(b))を示している。ここで、相対輝度と相対光量は、頂角θ1a、θ2aに曲率形状を付与していないときの輝度と光量を1.00としたときの値である。
図12(a)中に示すように、レンズ幅L1、L2に対する頂角の曲率の割合を増加させるに従い、相対光量は上昇し、レンズ幅L1、L2に対し曲率を40%形成したときに最大となり、さらに曲率を上昇させると効率は減少する。これは、曲率を付与していないと三角プリズムの傾斜面で全反射されていた光線が、頂角に曲率を付与することにより透過光量が増加するためである。
In FIG. 12, the horizontal axis indicates the ratio of curvature to the lens widths L1 and L2 in the lens array, and the vertical axis indicates the relative light quantity (FIG. 12 (a)) and the relative luminance (FIG. 12 (b)). Yes. Here, the relative luminance and the relative light amount are values when the luminance and the light amount when the curvature shapes are not given to the apex angles θ1a and θ2a are 1.00.
As shown in FIG. 12A, as the ratio of the curvature of the apex angle to the lens widths L1 and L2 is increased, the relative light quantity increases, and the maximum is obtained when a curvature of 40% is formed with respect to the lens widths L1 and L2. The efficiency decreases as the curvature is further increased. This is because, if no curvature is applied, the amount of transmitted light increases when the light beam that has been totally reflected by the inclined surface of the triangular prism imparts a curvature to the apex angle.

また、図12(b)中に示すように、レンズ幅L1、L2に対する頂角の曲率の割合を増加させると、相対輝度は減少する。
以上により、相対光量が上昇しても、相対輝度が減少すると視認性が低下するため、レンズ幅L1、L2に対する曲率の割合は、相対輝度が10%低下する、0%以上50%以下の範囲内であることが好適である。
In addition, as shown in FIG. 12B, when the ratio of the curvature of the apex angle with respect to the lens widths L1 and L2 is increased, the relative luminance decreases.
As described above, even if the relative light amount increases, the visibility decreases when the relative luminance decreases, so the ratio of the curvature with respect to the lens widths L1 and L2 is a range from 0% to 50% in which the relative luminance decreases by 10%. It is preferable to be within.

すなわち、第1のレンズの頂角θ1aは、第1のレンズのレンズ幅L1に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有していることが好適である。
同様に、第2のレンズの頂角θ2aは、第2のレンズのレンズ幅L2に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有していることが好適である。
なお、光取出しシート7の基材表面8aに第1のレンズアレイ40の最大高さH1より高いレンズ高さを有するマイクロレンズアレイを形成していてもよい。
That is, it is preferable that the apex angle θ1a of the first lens has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L1 of the first lens.
Similarly, the apex angle θ2a of the second lens preferably has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L2 of the second lens.
Note that a microlens array having a lens height higher than the maximum height H1 of the first lens array 40 may be formed on the substrate surface 8a of the light extraction sheet 7.

この場合、上記のようなマイクロレンズアレイを形成することにより、光取出しシート7における最も高さの高い位置がマイクロレンズ形状となるため、障害物と接触する際に点接触となり、耐擦性が向上する。
光取出しシート7を成型する材料としては、発光層2から射出される光の波長に対して光透過性を有するものを用いることが可能であり、例えば、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を用いることが可能である。
In this case, by forming the microlens array as described above, the highest position in the light extraction sheet 7 becomes a microlens shape, so that it becomes point contact when contacting with an obstacle, and the abrasion resistance is improved. improves.
As a material for molding the light extraction sheet 7, it is possible to use a material having light transmittance with respect to the wavelength of the light emitted from the light emitting layer 2, for example, a plastic material that can be used for an optical member. It is possible to use.

このような材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、MS(アクリルとスチレンの共重合体)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいは、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が挙げられる。   Examples of such materials include polyester resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, MS (acrylic and styrene copolymer) resins, thermoplastic resins such as polymethylpentene resins and cycloolefin polymers, or And transparent resins such as radiation curable resins composed of oligomers such as polyester acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, or acrylates.

また、用途により、上記の透明樹脂中に微粒子を分散させて使用してもよい。この場合、透明樹脂中に微粒子を分散させることにより、光取出しシート7に入射した光が照射方向Fに射出する際に、より拡散性が上昇するため、色度の視野角度による変化を改善することが可能であり、また、照明装置として使用した際、欠陥が観測されにくくなる利点がある。   Depending on the application, fine particles may be dispersed in the transparent resin. In this case, by dispersing the fine particles in the transparent resin, when the light incident on the light extraction sheet 7 is emitted in the irradiation direction F, the diffusibility is further increased, so that the change of the chromaticity due to the viewing angle is improved. In addition, when used as a lighting device, there is an advantage that defects are hardly observed.

上記の微粒子としては、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子を用いることが可能である。この場合、例えば、無機酸化物からなる透明粒子としては、シリカやアルミナ、酸化チタン等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン一テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これらの微粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。   As the fine particles, particles made of an inorganic oxide or particles made of a resin can be used. In this case, for example, transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina, titanium oxide, or the like. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine-formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as fluoroethylene monohexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene monotetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These fine particles may be used as a mixture of two or more.

そして、光取出しシート7は、上記のような材料を金型に流し込み凝固されることで成型される。
このような金型の作製方法としては、金型に対して、各種レンズ形状を有する切削工具を用いて切削し、断面形状が第1のレンズアレイ40及び第2のレンズアレイ50の凹凸部に対応した形状となる部分を作製する。
And the light extraction sheet | seat 7 is shape | molded by pouring the above materials into a metal mold | die and solidifying.
As a method of manufacturing such a mold, the mold is cut using a cutting tool having various lens shapes, and the cross-sectional shape is formed on the uneven portions of the first lens array 40 and the second lens array 50. A part having a corresponding shape is produced.

また、このような金型で光取出しシート7を作製する方法の他、第1のレンズアレイ40の凹凸部や、第2のレンズアレイ50の凹凸部、基材8の形成方法としては、熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂と上記の形状が賦形した金型を用いて、押出し成形や射出成形、UV成形法などで成形することが可能である。この際、第1のレンズアレイ40の凹凸部や、第2のレンズアレイ50の凹凸部及び基材8を、別体として成形してもよいし、一体品として成形(一体成形)してもよい。また、第1のレンズアレイ40の凹凸部や、第2のレンズアレイ50及び基材8を成形する場合には、内部にフィラーなど拡散剤を分散させて成形することも可能である。   In addition to the method of producing the light extraction sheet 7 with such a mold, the method of forming the uneven portion of the first lens array 40, the uneven portion of the second lens array 50, and the base material 8 includes: It is possible to mold by extrusion molding, injection molding, UV molding method or the like using a plastic resin or an ultraviolet curable resin and a mold formed with the above-mentioned shape. At this time, the concavo-convex portion of the first lens array 40, the concavo-convex portion of the second lens array 50, and the base material 8 may be molded separately or may be molded (integrated molding) as an integrated product. Good. Further, when the concave and convex portions of the first lens array 40, the second lens array 50, and the base material 8 are molded, it is also possible to mold by dispersing a diffusing agent such as a filler therein.

また、帯電防止剤として、導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ(以下、ATO)や、スズ含有酸化インジウム(ITO)等の超微粒子を分散させてもよい。この場合、帯電防止剤を分散することで、光取出しシート7の防汚性を向上することが可能となる。
また、UV成形法のような、構造層5が基材8を別体にて成形する場合は、基材8としては、透明なフィルムであり、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂の延伸又は未延伸フィルムを使用することが可能である。
As the antistatic agent, ultrafine particles such as antimony-containing tin oxide (hereinafter referred to as ATO) or tin-containing indium oxide (ITO), which are conductive fine particles, may be dispersed. In this case, the antifouling property of the light extraction sheet 7 can be improved by dispersing the antistatic agent.
Moreover, when the structural layer 5 forms the base material 8 separately as in the UV molding method, the base material 8 is a transparent film, such as cellulose triacetate, polyester, polyamide, polyimide, polypropylene, poly It is possible to use stretched or unstretched films of thermoplastic resins such as methylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyurethane and the like.

また、基材8の厚みは、基材8がもつ剛性にもよるが、50μm以上300μm以下の範囲内とすることが、加工性等の取扱い面から見て好ましい。
また、構造層5が基材8と強固に接着しない場合や、寒熱、吸脱湿等の外的影響で接着力が低下したりするときは、構造層5と基材8との間に、両材料に対して接着性の高いプライマ層を設けてもよいし、構造層5にプライマ層の作用を付加してもよい。あるいは、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。
以上、光取出しシート7についての代表的な例を説明してきたが、本実施形態の光学特性を達成することが可能であれば、上記以外の材料や構造、プロセスなどを使用して、光取出しシート7を作製することも可能である。
Moreover, although the thickness of the base material 8 is based on the rigidity which the base material 8 has, it is preferable from a handling surface, such as workability, to set it as the range of 50 micrometers or more and 300 micrometers or less.
In addition, when the structural layer 5 does not adhere firmly to the base material 8 or when the adhesive force decreases due to external influences such as cold, moisture absorption and desorption, between the structural layer 5 and the base material 8, A primer layer having high adhesion to both materials may be provided, or the action of the primer layer may be added to the structural layer 5. Alternatively, an easy adhesion process such as a corona discharge process may be performed.
As described above, the representative example of the light extraction sheet 7 has been described. However, if the optical characteristics of the present embodiment can be achieved, the light extraction may be performed using materials, structures, processes, and the like other than those described above. It is also possible to produce the sheet 7.

(ディスプレイ装置)
第一実施形態の照明装置を用いて形成したディスプレイ装置の構成としては、例えば、第一実施形態の照明装置が備える光取出しシート7を配置したEL素子101を備え、EL素子101が、画素駆動される構成としてもよい。
また、第一実施形態の照明装置を用いて形成したディスプレイ装置の構成としては、例えば、第一実施形態の照明装置が備える光取出しシート7と、画像表示素子を備え、画像表示素子の背面に、光取出しシート7を配置した構成としてもよい。
また、第一実施形態の照明装置を用いて形成したディスプレイ装置の構成としては、例えば、第一実施形態の照明装置が備える光取出しシート7を配置したEL素子101と、画像表示素子を備え、EL素子101が画素駆動されるとともに、画像表示素子の背面に、光取出しシート7を配置した構成としてもよい。
(Display device)
As a configuration of the display device formed using the illumination device of the first embodiment, for example, the display device includes an EL element 101 on which the light extraction sheet 7 included in the illumination device of the first embodiment is arranged. It is good also as a structure to be made.
Moreover, as a structure of the display apparatus formed using the illuminating device of 1st embodiment, it is equipped with the light extraction sheet | seat 7 with which the illuminating device of 1st embodiment is equipped, and an image display element, for example on the back surface of an image display element. The light extraction sheet 7 may be arranged.
Moreover, as a structure of the display apparatus formed using the illuminating device of 1st embodiment, for example, it has the EL element 101 which has arrange | positioned the light extraction sheet | seat 7 with which the illuminating device of 1st embodiment is equipped, and an image display element, The EL element 101 may be pixel driven, and the light extraction sheet 7 may be disposed on the back surface of the image display element.

(実施例)
以下、図1から図12を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。具体的には、二種類の比較例(比較例1、2)サンプルと、11種類の本発明例サンプルを作製し、これらの物性を比較した結果を説明する。なお、本発明例サンプルの構成は、上述した第一実施形態の構成と同様の構成を含んでいる。
(Example)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, this invention is not limited only to these Examples. Specifically, two types of comparative example (Comparative Examples 1 and 2) samples and 11 types of samples of the present invention were prepared, and the results of comparing these physical properties will be described. The configuration of the sample of the present invention includes the same configuration as the configuration of the first embodiment described above.

(比較例1)
比較例1としては、EL素子101のガラス表面に光取出しシート7を貼らない構成のサンプルを用いた。
(比較例2)
比較例2のサンプルは、以下の手順で作製した。
まず、光取出しシート7として、厚さ188μmの透明PET基材上に、屈折率1.50のUV硬化性アクリル系樹脂を塗布し、頂角が90度のクロスプリズム形状が切削されているシリンダー金型を使用して、紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらUV光を透明PET側から露光することにより、UV硬化型樹脂を硬化させた。さらに、硬化後のUV硬化型樹脂を、透明PETフィルムから金型を剥離することにより、光取出しシート7を作製した。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a sample having a configuration in which the light extraction sheet 7 is not attached to the glass surface of the EL element 101 was used.
(Comparative Example 2)
The sample of Comparative Example 2 was produced by the following procedure.
First, the light extraction sheet 7 is a cylinder in which a UV curable acrylic resin having a refractive index of 1.50 is applied on a transparent PET base material having a thickness of 188 μm, and a cross prism shape having an apex angle of 90 degrees is cut. The UV curable resin was cured by exposing the UV light from the transparent PET side while conveying a film coated with the ultraviolet curable resin using a mold. Furthermore, the light extraction sheet | seat 7 was produced by peeling a metal mold | die from the transparent PET film for the cured UV curable resin.

上記のようにして得られた光取出しシート7を、粘着剤を介して、第一実施形態のEL素子101に貼合することにより、比較例2のサンプルを作製した。
このとき、第一のレンズアレイ40のレンズ形状の構成は、配置ピッチが140μmである、凸状のシリンドリカル形状であり、第二のレンズアレイ50のレンズ形状の構成は、配置ピッチが30μmである、頂角が90度の三角プリズムである。
The sample of the comparative example 2 was produced by bonding the light extraction sheet | seat 7 obtained as mentioned above to the EL element 101 of 1st embodiment through an adhesive.
At this time, the configuration of the lens shape of the first lens array 40 is a convex cylindrical shape with an arrangement pitch of 140 μm, and the configuration of the lens shape of the second lens array 50 is an arrangement pitch of 30 μm. This is a triangular prism with an apex angle of 90 degrees.

(本発明例)
本発明例のサンプルは、以下の手順で作製した。
まず、厚さが188μmの透明PET基材上に、構造層5のパターンを形成する屈折率1.50のUV硬化性アクリル系樹脂を塗布し、構造層5の形状に切削したシリンダー金型を使用して、紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらUV光を透明PET側から露光することにより、UV硬化型樹脂を硬化させた。さらに、硬化後のUV硬化型樹脂を、透明PETフィルムから金型を剥離することにより、光取出しシート7を作製した。
上記のようにして得られた光取出しシート7を、粘着剤を介して、上述した第一実施形態のEL素子101に貼合することにより、本発明例のサンプルを11種類作製した。
(Example of the present invention)
The sample of the present invention example was produced by the following procedure.
First, on a transparent PET substrate having a thickness of 188 μm, a UV curable acrylic resin having a refractive index of 1.50 that forms the pattern of the structural layer 5 was applied, and the cylinder mold cut into the shape of the structural layer 5 was formed. In use, the UV curable resin was cured by exposing UV light from the transparent PET side while conveying the film coated with the ultraviolet curable resin. Furthermore, the light extraction sheet | seat 7 was produced by peeling a metal mold | die from the transparent PET film for the cured UV curable resin.
The light extraction sheet 7 obtained as described above was bonded to the EL element 101 of the first embodiment described above via an adhesive to produce 11 types of samples of the present invention.

以下、11種類の本発明例は、それぞれ、下記のパラメータにより作製した。
(本発明例1)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.070mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.400mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.035mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
In the following, 11 types of inventive examples were prepared according to the following parameters, respectively.
(Invention Example 1)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.070 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.400 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.035 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.

(本発明例2)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.070mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.200mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.035mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
(Invention Example 2)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.070 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.200 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.035 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.

(本発明例3)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.070mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.111mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.035mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
そして、本発明例1〜3の各光取出しシート7を、それぞれ、第一実施形態のEL素子101に配置して、積算光量を測定した。その結果を、以下の表1に示す。ここで、表1中に示す相対光量とは、比較例2における積算光量を1.00としたときの値である。
(Invention Example 3)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.070 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.111 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.035 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.
And each light extraction sheet | seat 7 of Example 1-3 of this invention was each arrange | positioned in the EL element 101 of 1st embodiment, and the integrated light quantity was measured. The results are shown in Table 1 below. Here, the relative light amount shown in Table 1 is a value when the integrated light amount in Comparative Example 2 is 1.00.

Figure 0005830887
Figure 0005830887

表1中に示すように、レンズアレイにおけるL1/P1の値を0.25から0.90の範囲にすることにより、相対光量が上昇することが明らかである。   As shown in Table 1, it is clear that the relative light quantity increases when the value of L1 / P1 in the lens array is in the range of 0.25 to 0.90.

(本発明例4)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.030mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.150mm、最大傾斜角θ1を55度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.015mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.500mm、最大傾斜角θ2を55度とした。
(Invention Example 4)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.030 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.150 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 55 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.015 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 55 degrees.

(本発明例5)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.100mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を75度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.050mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を75度とした。
そして、本発明例4、5の各光取出しシート7を、それぞれ、第一実施形態のEL素子101に配置し、色度を測定した。その結果を、表2中に示す。ここで、表2中に示す相対色差とは、比較例1における色差を1.00としたときの値である。
(Invention Example 5)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.100 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 75 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 was 0.050 mm, the lens width L2 was 0.050 mm, the arrangement pitch P2 was 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 was 75 degrees.
And each light extraction sheet | seat 7 of this invention example 4 and 5 was each arrange | positioned to the EL element 101 of 1st embodiment, and chromaticity was measured. The results are shown in Table 2. Here, the relative color difference shown in Table 2 is a value when the color difference in Comparative Example 1 is 1.00.

Figure 0005830887
Figure 0005830887

表2中に示すように、レンズ幅Lに対する最大高さHの比H/Lを、0.30以下にすることにより、比較例1、すなわち、第一実施形態の光取出しシート7を用いないときと比較して、色差が20%以上改善することが明らかである。   As shown in Table 2, the ratio H / L of the maximum height H to the lens width L is set to 0.30 or less so that the light extraction sheet 7 of the first embodiment is not used. It is clear that the color difference is improved by 20% or more compared to the time.

(本発明例6)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.023mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を25度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.012mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を25度とした。
(Invention Example 6)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.023 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 25 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.012 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 25 degrees.

(本発明例7)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.029mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を30度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.014mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を30度とした。
(Invention Example 7)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.029 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 30 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.014 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 30 degrees.

(本発明例8)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.137mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.068mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
そして、本発明例6〜8の各光取出しシート7を、それぞれ、第一実施形態のEL素子101に配置して、色度を測定した。その結果を表3中に示す。ここで、表3中に示す相対色差とは、比較例1における色差を1.00としたときの値である。
(Invention Example 8)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.137 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.068 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.
And each light extraction sheet | seat 7 of the invention examples 6-8 was each arrange | positioned to the EL element 101 of 1st embodiment, and chromaticity was measured. The results are shown in Table 3. Here, the relative color difference shown in Table 3 is a value when the color difference in Comparative Example 1 is 1.00.

Figure 0005830887
Figure 0005830887

表3中に示すように、レンズの最大傾斜角θ(θ1、θ2)を30度以上とすることにより、比較例1、すなわち、第一実施形態の光取出しシート7を用いないときと比較して、色差が20%以上改善することが明らかである。   As shown in Table 3, by setting the maximum inclination angle θ (θ1, θ2) of the lens to 30 degrees or more, it is compared with Comparative Example 1, that is, when the light extraction sheet 7 of the first embodiment is not used. It is apparent that the color difference is improved by 20% or more.

(本発明例9)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.087mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.043mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
また、第1のレンズアレイ40の頂角θ1aへ、レンズ幅L1に対する0%の曲率を付与し、第2のレンズアレイ50の頂角θ2aへ、レンズ幅L2に対する0%の曲率を付与した。
(Invention Example 9)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.087 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.043 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.
Further, 0% curvature with respect to the lens width L1 was given to the apex angle θ1a of the first lens array 40, and 0% curvature with respect to the lens width L2 was given to the apex angle θ2a of the second lens array 50.

(本発明例10)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.087mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.043mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
また、第1のレンズアレイ40の頂角θ1aへ、レンズ幅L1に対する50%の曲率を付与し、第2のレンズアレイ50の頂角θ2aへ、レンズ幅L2に対する50%の曲率を付与した。
(Invention Example 10)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.087 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.043 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.
Further, a curvature of 50% with respect to the lens width L1 was given to the apex angle θ1a of the first lens array 40, and a curvature of 50% with respect to the lens width L2 was given to the apex angle θ2a of the second lens array 50.

(本発明例11)
第1のレンズアレイ40の最大高さH1を0.087mm、レンズ幅L1を0.100mmとし、配置ピッチP1を0.500mm、最大傾斜角θ1を70度とした。これに加え、第2のレンズアレイ50のレンズ高さH2を0.043mm、レンズ幅L2を0.050mmとし、配置ピッチP2を0.050mm、最大傾斜角θ2を70度とした。
(Invention Example 11)
The maximum height H1 of the first lens array 40 was 0.087 mm, the lens width L1 was 0.100 mm, the arrangement pitch P1 was 0.500 mm, and the maximum inclination angle θ1 was 70 degrees. In addition, the lens height H2 of the second lens array 50 is 0.043 mm, the lens width L2 is 0.050 mm, the arrangement pitch P2 is 0.050 mm, and the maximum inclination angle θ2 is 70 degrees.

また、第1のレンズアレイ40の頂角θ1aへ、レンズ幅L1に対する60%の曲率を付与し、第2のレンズアレイ50の頂角θ2aへ、レンズ幅L2に対する60%の曲率を付与した。
そして、本発明例9〜11の各光取出しシート7を、それぞれ、第一実施形態のEL素子101に配置して、その輝度を測定した。その結果を表4中に示す。ここで、表4中に示す相対光量及び相対輝度とは、本発明例9における輝度を1.00としたときの値である。
Further, a curvature of 60% with respect to the lens width L1 was given to the apex angle θ1a of the first lens array 40, and a curvature of 60% with respect to the lens width L2 was given to the apex angle θ2a of the second lens array 50.
And each light extraction sheet | seat 7 of this invention example 9-11 was each arrange | positioned to the EL element 101 of 1st embodiment, and the brightness | luminance was measured. The results are shown in Table 4. Here, the relative light quantity and the relative luminance shown in Table 4 are values when the luminance in Example 9 of the present invention is 1.00.

Figure 0005830887
Figure 0005830887

表4中に示すように、レンズの頂角に曲率を付与することにより、相対光量は増加するが、相対輝度は減少する。したがって、相対光量が増加していても、相対輝度が10%以上低下すると視認性が低下することを確認した。   As shown in Table 4, when the curvature is given to the apex angle of the lens, the relative light quantity increases, but the relative luminance decreases. Therefore, even if the relative light quantity was increased, it was confirmed that the visibility decreased when the relative luminance decreased by 10% or more.

1A 基板(透光性基板)
1B 基板(透光性基板)
2 発光層
3 陽極
4 陰極
5 構造層
6 接着層
7 光取出しシート
8 基材
8a 基材表面
8b 基材裏面
40 第1のレンズアレイ
50 第2のレンズアレイ
100 発光構造体
101 EL素子
B0、B1、B2、B12 光
501,502,503,601、602、603 光
P1 第1のレンズアレイの配置ピッチ
P2 第2のレンズアレイの配置ピッチ
L1 第1のレンズアレイのレンズ幅
L2 第2のレンズアレイのレンズ幅
H1 第1のレンズアレイの最大高さ
H2 第2のレンズアレイの最大高さ
θ1 第1のレンズアレイの最大傾斜角
θ1a 第1のレンズアレイの頂角
θ2 第2のレンズアレイの最大傾斜角
θ2a 第2のレンズアレイの頂角
1A substrate (translucent substrate)
1B substrate (translucent substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Light emitting layer 3 Anode 4 Cathode 5 Structure layer 6 Adhesive layer 7 Light extraction sheet 8 Base material 8a Base material surface 8b Base material back surface 40 1st lens array 50 2nd lens array 100 Light emitting structure 101 EL element B0, B1 , B2, B12 Light 501, 502, 503, 601, 602, 603 Light P1 Arrangement pitch of the first lens array P2 Arrangement pitch of the second lens array L1 Lens width of the first lens array L2 Second lens array Lens width H1 maximum height of the first lens array H2 maximum height of the second lens array θ1 maximum tilt angle of the first lens array θ1a apex angle of the first lens array θ2 maximum of the second lens array Tilt angle θ2a Vertex angle of the second lens array

Claims (4)

少なくとも第二の基板上に形成され且つ陽極及び陰極のうち一方である第一電極と、前記第一電極に対向し且つ前記陽極及び前記陰極のうち他方である第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に挟持され、且つ蛍光有機化合物を含む発光層と、を有する面光源と、
前記面光源からの射出光が一方の面に入射し、且つ前記第一電極が前記発光層に臨む面と反対側の面とに形成されている第一の基板と、
前記面光源からの射出光が一方の面に入射し、且つ前記第二電極が前記発光層に臨む面と反対側の面とに形成されている第二の基板と、
前記第一の基板の前記面光源からの射出光が入射する面とは反対側の面に設けられた光取出しシートと、
前記面光源と、前記第一の基板と、前記第二の基板と、を備えるEL素子に前記光取出しシートを配置して形成した発光手段と、を備え、
前記光取出しシートの前記第一の基板と対向する面とは反対側の面上に、互いに離間し且つ平行に配列された複数の第1レンズを備えた第1のレンズアレイと、互いに隣接し且つ平行に配列された複数の第2レンズを備えた第2のレンズアレイと、が形成され、
前記複数の第1レンズは、一方向に沿って延在し且つ平行に配列され、
前記複数の第2レンズは、前記第1のレンズアレイと交差する方向に沿って、互いが隣接し且つ平行に配列され、
前記第1のレンズアレイの最大高さをH1、前記第2のレンズアレイの最大高さをH2、隣接する前記第1レンズ間の配置ピッチをP1、隣接する前記第2のレンズ間の配置ピッチをP2、前記第1レンズのレンズ幅をL1、前記第2のレンズのレンズ幅をL2、前記第1のレンズの前記光取出しシートの透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角をθ1、前記第2のレンズの前記光取出しシートの前記透光性基板と対向する面と反対側の面からの最大傾斜角をθ2とした場合に、以下の関係式(1)から(8)が成立し、
前記第1のレンズの前記配列方向と直交する方向から見た断面形状がプリズム形状であり、
前記第1のレンズの頂角θ1aは、前記第1のレンズのレンズ幅L1に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有し、
前記第2のレンズの前記配列方向と直交する方向から見た断面形状がプリズム形状であり、
前記第2のレンズの頂角θ2aは、前記第2のレンズのレンズ幅L2に対して0%以上50%以下の範囲内の曲率を有していることを特徴とする照明装置。
H2<H1…(1)
0.01<(H2/H1)<1…(2)
0.2<(L1/P1)<0.9…(3)
L2=P2…(4)
0.3<(H1/L1)<2…(5)
0.3<(H2/L2)<2…(6)
30°≦θ1≦75°…(7)
30°≦θ2≦75°…(8)
A first electrode formed on at least a second substrate and being one of an anode and a cathode; a second electrode facing the first electrode and being the other of the anode and the cathode; and the first electrode A surface light source having a light emitting layer sandwiched between and a second electrode and containing a fluorescent organic compound,
A first substrate on which light emitted from the surface light source is incident on one surface and the first electrode is formed on a surface opposite to the surface facing the light emitting layer ;
A second substrate on which light emitted from the surface light source is incident on one surface and the second electrode is formed on a surface opposite to the surface facing the light emitting layer;
A light extraction sheet provided on a surface opposite to a surface on which light emitted from the surface light source of the first substrate is incident;
Comprising a surface light source, and said first substrate, said second substrate, and a light emitting unit formed by disposing the light extraction sheet to an EL element provided with,
A first lens array having a plurality of first lenses spaced apart and arranged in parallel on a surface opposite to the surface facing the first substrate of the light extraction sheet, and adjacent to each other. And a second lens array comprising a plurality of second lenses arranged in parallel,
The plurality of first lenses extend along one direction and are arranged in parallel.
The plurality of second lenses are arranged adjacent to and parallel to each other along a direction intersecting the first lens array,
The maximum height of the first lens array is H1, the maximum height of the second lens array is H2, the arrangement pitch between the adjacent first lenses is P1, and the arrangement pitch between the adjacent second lenses is the P2, the lens width of the first lens L1, a lens width of the second lens L2, the from the surface opposite the light-transmitting substrate and the opposing surfaces of the light extraction sheet of the first lens When the maximum inclination angle is θ1, and the maximum inclination angle from the surface of the light extraction sheet of the second lens opposite to the surface facing the light-transmitting substrate is θ2, the following relational expression (1) To (8) holds,
The cross-sectional shape seen from the direction orthogonal to the arrangement direction of the first lens is a prism shape,
The apex angle θ1a of the first lens has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L1 of the first lens,
A cross-sectional shape viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction of the second lenses is a prism shape,
The illumination device, wherein the apex angle θ2a of the second lens has a curvature in the range of 0% to 50% with respect to the lens width L2 of the second lens.
H2 <H1 (1)
0.01 <(H2 / H1) <1 (2)
0.2 <(L1 / P1) <0.9 (3)
L2 = P2 (4)
0.3 <(H1 / L1) <2 (5)
0.3 <(H2 / L2) <2 (6)
30 ° ≦ θ1 ≦ 75 ° (7)
30 ° ≦ θ2 ≦ 75 ° (8)
請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートを配置したEL素子を備えたディスプレイ装置であって、
前記EL素子は、画素駆動されることを特徴とするディスプレイ装置。
A display device comprising an EL element in which a light extraction sheet provided in the illumination device according to claim 1 is disposed,
The display device, wherein the EL element is pixel driven.
請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートと、画像表示素子と、を備える液晶ディスプレイ装置であって、
前記画像表示素子の背面に、前記光取出しシートを配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
A liquid crystal display device comprising a light extraction sheet provided in the illumination device according to claim 1 and an image display element,
A liquid crystal display device, wherein the light extraction sheet is disposed on a back surface of the image display element.
請求項に記載した照明装置が備える光取出しシートを配置したEL素子と、画像表示素子と、を備える液晶ディスプレイ装置であって、
前記EL素子は、画素駆動され、
前記画像表示素子の背面に、前記光取出しシートを配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
A liquid crystal display device comprising: an EL element on which a light extraction sheet provided in the illumination device according to claim 1 is disposed; and an image display element.
The EL element is pixel driven,
A liquid crystal display device, wherein the light extraction sheet is disposed on a back surface of the image display element.
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