特許 6387600 光学シート、ＥＬ素子、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6387600

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】光学シート、ＥＬ素子、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/02 20060101AFI20180903BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20180903BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20180903BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20180903BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20180903BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20180903BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20180903BHJP

   F21Y 115/15 20160101ALN20180903BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/02 C

   H05B33/02

   H05B33/14 A

   H01L27/32

   G02F1/13357

   G09F9/30 365

   F21S2/00 413

   F21S2/00 419

   F21Y115:15

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-228338(P2013-228338)

(22)【出願日】2013年11月1日

(65)【公開番号】特開2015-87707(P2015-87707A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】凸版印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(72)【発明者】

【氏名】諸永 耕平

(72)【発明者】

【氏名】貝塚 朋芳

【審査官】 小西 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５０４６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１６８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３０３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９８５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２２０５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１７１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４６２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４６１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４８１８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／００ − ５／１３６

Ｈ０１Ｌ ５１／５０ − ５１／５６

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｈ０５Ｂ ３３／００ − ３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚さ方向の一方の表面から入射する光を、前記厚さ方向の他方の表面から出射する光学シートであって、
前記一方の表面に対向する光入射部と、前記他方の表面の一部に設けられ前記光入射部よりも狭い領域から前記光を外部に出射する光出射面とを有し、前記光入射部と前記光出射面との間の側面が前記光入射部から前記光出射面に向かってすぼまるように傾斜している複数の導光部と、
前記複数の導光部の間の隙間を満たすとともに前記光出射面と略整列する表面を形成する充填部と、
前記厚さ方向から見て前記光出射面に重なることなく前記充填部の前記表面に形成されており、外光のうち可視白色光を分光する、反射型の回折格子または反射型のホログラムを有する表面層と、
を備える、光学シート。

【請求項2】

前記導光部は、
前記厚さ方向に沿う断面形状が略台形の単位プリズムが、一次元方向または二次元方向に配列されて形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の光学シート。

【請求項3】

前記導光部の側面は、
前記充填部によって光反射性が付与された
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。

【請求項4】

前記充填部は、
少なくとも前記側面と接する部位の屈折率が前記導光部の屈折率よりも低い低屈折率層を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。

【請求項5】

前記充填部は、
少なくとも前記側面と接する部位に、光拡散性を有する拡散反射層を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。

【請求項6】

前記充填部は、
少なくとも前記側面と接する部位に、光反射層を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の光学シート。

【請求項7】

前記充填部は、
光吸収性を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。

【請求項8】

前記充填部は、
中空構造が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学シート。

【請求項9】

前記一方の表面に、入射光を偏向する凹凸形状からなる光偏向部が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学シート。

【請求項10】

陽極および陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた発光層とを有する発光構造体と、
該発光構造体を支持する透光性基板と、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学シートと、
を備え、
前記光学シートは、
前記一方の表面が、前記発光構造体と反対側の前記透光性基板の表面に向けられた状態で、前記透光性基板の表面に接合されている、ＥＬ素子。

【請求項11】

請求項１０に記載のＥＬ素子を発光手段として備える、照明装置。

【請求項12】

請求項１０に記載のＥＬ素子を備え、
前記発光構造体によって、独立に駆動可能な複数の画素が形成されている、ディスプレイ装置。

【請求項13】

液晶を用いた画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、請求項１０に記載のＥＬ素子が配置された、液晶ディスプレイ装置。

【請求項14】

液晶を用いた画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に、請求項１１に記載の照明装置が配置された、液晶ディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光学シート、ＥＬ素子、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エレクロトルミネッセンス（ＥＬ）素子は、透光性基板上に、蛍光有機化合物を含む発光層を、陽極と陰極とで挟んだ構造を有する。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層に電子およ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、これら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、透光性基板上において全反射して外部に出射されないために光量損失が起こるという問題があった。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。
この光の外部取り出し効率を向上させる目的でＥＬ素子の基板表面に微細な凹凸を形成し、凹凸がない場合に全反射する光成分を外部に取り出すという方法が提案されている。例えば、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ことが提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−２６０８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術のように、ＥＬ素子の表面をマイクロレンズアレイで覆うと、表面全体が光出射面になるため、表面を他の用途に用いることができなくなるという問題がある。
例えば、ＥＬ素子を照明用途で使用する場合は、上述の光の外部取り出し効率の他に、外観の意匠性も高めることも重要である。
ＥＬ素子に意匠性を持たせる場合、ＥＬ素子を、例えば、和紙や、柄が付いたアクリル板で覆うことによって、外観を変更することにより意匠性を持たせる方法がよく採用されている。しかし、このような方法では、ＥＬ素子を和紙や、柄が付いたアクリル板で覆ってしまうため、和紙やアクリル板で光の吸収が生じ、光の損失が発生し、結果として光の利用効率が低下してしまう。
このように、照明光や表示光の光利用効率を低下させることなく装置の外観を変更することができるＥＬ素子はこれまで知られていない。
また、意匠性が求められない用途でも、例えば、表面反射や映り込みを抑制する必要がある場合がある。このような場合、表面をマイクロレンズアレイが覆っていると、マイクロレンズアレイの光取り出し効率を低下させることなく、表面に必要な反射特性や光吸収特性を付与することは難しいという問題がある。
このように従来技術では、光取り出し効率を向上させる機能以外の機能を、ＥＬ素子の表面に付加しようとすると、光取り出し効率が低下してしまうという問題がある。

【0005】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光取り出し効率が良好であり、かつ光を出射する側の表面の一部を有効利用することができる光学シート、ＥＬ素子、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の光学シートは、厚さ方向の一方の表面から入射する光を、前記厚さ方向の他方の表面から出射する光学シートであって、前記一方の表面に対向する光入射部と、前記他方の表面の一部に設けられ前記光入射部よりも狭い領域から前記光を外部に出射する光出射面とを有し、前記光入射部と前記光出射面との間の側面が前記光入射部から前記光出射面に向かってすぼまるように傾斜している複数の導光部と、前記複数の導光部の間の隙間を満たすとともに前記光出射面と略整列する表面を形成する充填部と、前記厚さ方向から見て前記光出射面に重なることなく前記充填部の前記表面に形成されており、外光のうち可視白色光を分光する、反射型の回折格子または反射型のホログラムを有する表面層と、を備える構成とする。

【0008】

上記光学シートでは、前記導光部は、前記厚さ方向に沿う断面形状が略台形の単位プリズムが、一次元方向または二次元方向に配列されて形成されたことが好ましい。

【0009】

上記光学シートでは、前記導光部の側面は、前記充填部によって光反射性が付与されたことが好ましい。

【0010】

上記光学シートでは、前記充填部は、少なくとも前記側面と接する部位の屈折率が前記導光部の屈折率よりも低い低屈折率層を備えることが好ましい。

【0011】

上記光学シートでは、前記充填部は、少なくとも前記側面と接する部位に、光拡散性を有する拡散反射層を備えることが好ましい。

【0012】

上記光学シートでは、前記充填部は、少なくとも前記側面と接する部位に、光反射層を備えることが好ましい。

【0013】

上記光学シートでは、前記充填部は、光吸収性を有することが好ましい。

【0014】

上記光学シートでは、前記充填部は、中空構造が形成されていることが好ましい。

【0015】

上記光学シートでは、前記一方の表面に、入射光を偏向する凹凸形状からなる光偏向部が設けられていることが好ましい。

【0016】

本発明の第２の態様のＥＬ素子は、陽極および陰極と、前記陽極および前記陰極に挟まれた発光層とを有する発光構造体と、該発光構造体を支持する透光性基板と、上記光学シートと、を備え、前記光学シートは、前記一方の表面が、前記発光構造体と反対側の前記透光性基板の表面に向けられた状態で、前記透光性基板の表面に接合されている構成とする。

【0017】

本発明の第３の態様の照明装置は、上記ＥＬ素子を発光手段として備える構成とする。

【0018】

本発明の第４の態様のディスプレイ装置は、上記ＥＬ素子を備え、前記発光構造体によって、独立に駆動可能な複数の画素が形成されている構成とする。

【0019】

本発明の第５の態様の液晶ディスプレイ装置は、液晶を用いた画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に、上記ＥＬ素子が配置された構成とする。

【0020】

本発明の第６の態様の液晶ディスプレイ装置は、液晶を用いた画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に、上記照明装置が配置された構成とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明の光学シート、ＥＬ素子、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置によれば、光入射部よりも狭い光出射面を有する複数の導光部と、複数の導光部の間に光出射面と略整列する平坦部を有する充填部とを備えるため、光取り出し効率が良好であり、かつ光を出射する側の表面の一部を有効利用することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施形態のＥＬ素子の構成を示す模式的な断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図、およびそのＡ−Ａ断面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図、平面図、およびそのＢ−Ｂ断面図である。

【図4】本発明の第１の実施形態の変形例（第２変形例）の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図、平面図、およびそのＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態のＥＬ素子の構成を示す模式的な断面図である。

【図6】本発明の第２の実施形態の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

【0024】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態のＥＬ素子および光学シートについて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のＥＬ素子の構成を示す模式的な断面図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
なお、各図は模式図のため、形状や寸法は誇張されている（以下の図面も同様）。

【0025】

図１に示すように、本実施形態のＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子１０１は、独立に発光可能な複数の画素を有しており、これらの画素が図示略の駆動部に送出された画像信号等の制御信号に基づいて画素駆動され、駆動された画素の発光によって画像や映像の表示を行ったり、照明を行ったりする装置である。
ＥＬ素子１０１は、第１の基板１Ａ（透光性基板）、第２の基板１Ｂ、発光構造体１００、および光学シート７Ａを備える。

【0026】

第１の基板１Ａは、後述する発光構造体１００で発生された光を後述する光学シート７Ａに向けて透過させる透光性基板であり、一方の表面に発光構造体１００が密着されている。第１の基板１Ａの透過率は５０％以上とすることが好ましい。
第１の基板１Ａの材質は、後述する発光構造体１００によって発生される光を透過する材質であれば特に限定されず、例えば、種々のガラス材料やプラスチック材料を採用することができる。好適なプラスチック材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂などの例を挙げることができる。
特に好ましいプラスチック材料は、シクロオレフィン系のポリマーである。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。

【0027】

第２の基板１Ｂは、第１の基板１Ａに対向して配置され、複数の発光構造体１００を第１の基板１Ａとの間に挟持する板状またはシート状の部材であり、第１の基板１Ａと同様の材質によって形成することが可能である。
また、第２の基板１Ｂは、厚さ方向のいずれかの表面に、発光構造体１００で発生した光を第１の基板１Ａに向けて反射する光反射層を備えることが好ましい。
また、第２の基板１Ｂは、例えば、アルミニウム等の光反射性を有する金属材料で形成することも可能であり、この場合には、第２の基板１Ｂ自体が光反射層を構成している。

【0028】

発光構造体１００は、第１の基板１Ａの表面に配置された陽極３と、第２の基板１Ｂの表面に配置された陰極４と、陽極３および陰極４の間に挟持された発光層２とで構成される。
発光構造体１００は、陽極３と陰極４とに電圧を印加することにより発光層２が発光するものであり、従来公知のさまざまな構成を採用することができる。
本実施形態では、発光層２で発生した光を第１の基板１Ａ側に出射するため、少なくとも陽極３は透光性を有する電極とする必要がある。このような透光性の電極としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの例を挙げることができる。
また、本実施形態では、陰極４は、透光性の有無や程度は問わないため、導電性が良好な適宜の金属材料、例えば、アルミニウム、銀、銅などを採用することができる。

【0029】

発光層２は、例えば、白色発光層とすることができる。この場合には、陽極３をＩＴＯ、陰極４をアルミニウムとし、陽極３側から陰極４に向かって、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／フッ化リチウムが、この順に積層された構成を採用することができる。
ただし、発光層２の構成は、これ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）とすることのできる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、ＥＬ素子１０１をフルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、例えば、発光層２を、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料を塗り分けた構成や、白色発光層上にカラーフィルターを重ねた構成を採用することができる。

【0030】

また、本実施形態では、ＥＬ素子１０１が画素駆動されるため、発光構造体１００は、各画素に対応して形成され、各画素の陽極３、陰極４が図示略の駆動部に配線されている。

【0031】

光学シート７Ａは、厚さ方向の一方に表面７ａを、厚さ方向の他方にＥＬ素子１０１の外表面を構成する表面７ｂを、それぞれ有し、表面７ａから入射する光を表面７ｂから出射するシート部材である。
本実施形態では、光学シート７Ａは、表面７ａが発光構造体１００の第１の基板１Ａに対向する位置関係に配置され、表面７ａにおいて第１の基板１Ａにおいて陽極３が配置された表面と反対側の表面と、接着層６（接合層）を介して接合されている。

【0032】

接着層６は、光学シート７Ａの表面７ａと第１の基板１Ａとを接合可能であって、光透過性を有する適宜の粘着材または接着剤（以下、「粘・接着剤」と略記する）を採用することができる。
接着層６として好適な粘・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℃における貯蔵弾性率Ｇ’が１．０×１０^４Ｐａ以上であることが望ましい。
接着層６の１００℃における貯蔵弾性率Ｇ’の値が１．０×１０^４Ｐａよりも低いと、使用中に光学シート７Ａと第１の基板１Ａがずれてしまう可能性がある。光学シート７Ａと第１の基板１Ａが大きくずれてしまうと、光学シート７Ａ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。
また、発光層２と光学シート７Ａとの間隔を安定して確保するため、接着層６を構成する粘・接着剤に中に光透過性を有する微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜることが可能である。また、粘・接着剤は両面テープ状のものでもよいし、単層のものでもよい。

【0033】

このような層構成により、発光構造体１００の発光層２で発生した光は、陽極３、第１の基板１Ａ、接着層６を透過して、光学シート７Ａの表面７ａに入射し、表面７ｂの側から外部に出射される。
以下では、光学シート７Ａの厚さ方向に沿う表面７ｂの法線方向に沿って外部に向かう方向を照射方向Ｆと称する。

【0034】

光学シート７Ａは、光透過性を有するシート状の基材８と、基材８に積層して設けられた導光層５とを備える。
基材８は、一方の表面が光学シート７Ａの表面７ａを構成しており、これと反対側の表面８ｂが導光層５を接合する面になっている。
表面８ｂは、平坦な面であってもよいし、透過光を拡散する微細な凹凸形状を有する面であってもよい。本実施形態では、一例として、平坦面を採用している。

【0035】

導光層５は、発光層２で発生し、陽極３、接着層６、および基材８を透過した光を表面７ｂ側に導光して外部に出射させる光透過性の層状部であり、光学シート７Ａにおいて表面７ａと反対側の表層を構成している。
導光層５の厚さ方向の一端側には、基材８の表面８ｂと密着して接合する接合面５ｂが形成されている。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、導光層５において、接合面５ｂと反対側の表面には、複数の単位プリズム５Ａ（導光部）が隣り合って配列されている。このため、本実施形態の単位プリズム５Ａは、その延在方向と直交する一次元方向に配列されている場合の例になっている。

【0036】

本実施形態の単位プリズム５Ａは、等脚台形状の断面が一方向に延ばされた台形プリズムレンズである。台形断面において、底角が鋭角のθ（図１参照）となる下底部分には、単位プリズム５Ａの延在方向に沿って延びる光入射部５ｄが形成され、上底部分には、光入射部５ｄより幅が狭い平面視矩形状の光出射面５ａが形成されている。
光入射部５ｄ、光出射面５ａはいずれも、図１の上側から見た平面視の形状が細長い矩形状である。
光出射面５ａは、例えば、マット加工するなどして、微細な凹凸形状を有する形状とすることが好ましい。この場合、光出射面５ａが平坦面からなる場合に比べて、光出射面５ａにおける全反射が低減されるため、光取り出し効率をより向上することができる。
ただし、光出射面５ａに入射する光束の指向性によって、光出射面５ａで全反射する光束成分が少ない場合には、平坦面とすることが可能である。この場合、光出射面５ａが平坦面であることにより、光沢（グロス）を有する外観を付与することができる。

【0037】

また、台形断面において脚となる部分には、光入射部５ｄから光出射面５ａに向かってすぼまるように傾斜した一対の傾斜面５ｃ（側面）が形成されている。
各単位プリズム５Ａの光入射部５ｄは、接合面５ｂと平行な平面に整列するとともに、延在方向に直交する方向に隙間なく隣接している。
各単位プリズム５Ａの光出射面５ａは、光学シート７Ａの表面７ｂに整列されて、表面７ｂの一部を構成している。
隣り合う単位プリズム５Ａの傾斜面５ｃの間には、Ｖ字状断面を有する溝部５ｅ（図２（ｂ）参照）が形成されている。

【0038】

光出射面５ａの短手方向の幅（台形断面の上底の長さ）は、照明や表示に必要な光出射面５ａからの出射光の輝度分布や光取り出し効率と、後述する表面層１０の必要な面積とに応じて、適宜に設定することができる。
例えば、光の有効照射領域に対する光出射面５ａの面積率は、１０％以上５０％以下が好ましい。
光出射面５ａが１０％未満であると、光取り出し効率が低減してしまうおそれがある。
光出射面５ａが５０％を超えると、表面層１０として用いることができる面積が狭くなるため、表面層１０による外観の印象が弱まり、意匠性に富んだ外観を形成しにくくなる。

【0039】

傾斜面５ｃは、発光層２で発生し、光学シート７Ａに入射する光を内部反射することにより、光出射面５ａに直接入射しない光を光出射面５ａに導くために設けられている。
例えば、図１に示すように、光学シート７Ａの厚さ方向に対して斜めに入射する光Ｂ２０は、互いに対向する一対の傾斜面５ｃの間で、内部反射を繰り返して、例えば、光Ｂ２１のように、光出射面５ａから照射方向Ｆに対して斜め方向に出射される。
すなわち、傾斜面５ｃの間で反射を繰り返すことにより、光Ｂ２０が光出射面５ａに向かって導光される間、反射面に対する光Ｂ２０の入出射角は次第に大きくなっていく。このため、光Ｂ２０の進行方向が照射方向Ｆに近づいて、光出射面５ａの法線に対する光の傾斜が浅くなり、光Ｂ２０が光出射面５ａによって全反射されなくなる。
また、傾斜面５ｃや光出射面５ａで反射されて光学シート７Ａに戻る光もその一部は、光学シート７Ａ内で内部反射されて、光入射部５ｄに再入射し、最終的に光出射面５ａから出射される。

【0040】

このように、単位プリズム５Ａによれば、光入射部５ｄの面積に比べて光出射面５ａの面積が狭くても、光入射部５ｄに入射した光の大部分は光出射面５ａから出射されるため、面積の相違による光取り出し効率の変化は抑制される。

【0041】

このような構成により、単位プリズム５Ａは、光学シート７Ａの一方の表面７ａに対向する光入射部５ｄと、光学シート７Ａの他方の表面７ｂの一部に設けられ光入射部５ｄよりも狭い領域から光を外部に出射する光出射面５ａとを有し、光入射部５ｄと光出射面５ａとの間の側面である傾斜面５ｃが光入射部５ｄから光出射面５ａに向かってすぼまるように傾斜している導光部を構成している。

【0042】

このような基材８、導光層５は、光透過性を有する樹脂材料を成形することにより形成することができる。
基材８および導光層５は、例えば、光透過性を有する熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂とそれぞれの上記形状を転写するための成形面を有する金型を用いて、例えば、押出し成形、射出成形、ＵＶ成形などの成形により製造することができる。
導光層５を成形する金型の作製方法としては、まず、銅メッキを施した金型に各種レンズ形状を有するダイヤモンドバイトを用いて、断面形状が略台形の形状を切削し単位レンズ５Ａに対応する成形面を作製する。

【0043】

基材８および導光層５は、それぞれ別体として成形した後、それぞれを接合してもよいし、一体品として成形してもよい。
また、基材８は予め製造されたフィルム材を用い、このフィルム材の表面に、導光層５の形状を転写するための成形面を有する金型を用いて、導光層５をＵＶ成形することにより、基材８の表面に密着した導光層５を形成することも可能である。

【0044】

基材８と導光層５とを接合する場合、例えば、材料によって導光層５が基材８と強固に接着しなかったり、寒熱、吸脱湿等の外的影響で接着力が低下したりする可能性がある。
この場合には、導光層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、導光層５にプライマ層の作用を付加してもよい。
また、基材８と導光層５とを接合する前に、互いの接合面の少なくとも一方に、例えば、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。

【0045】

基材８および導光層５に用いる樹脂材料は、発光層２から出射される光の波長に対して光透過性を有するものが使用され、例えば、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を使用することができる。
ただし、基材８の樹脂材料と導光層５の樹脂材料とは、同一材料でもよいし、異なる材料でもよい。基材８側から入射した光が、接合面５ｂにおいて全反射を起こさないようにするためには、基材８に用いる材料の屈折率よりも、導光層５に用いる材料の屈折率が高くなるようにすることが好ましい。
基材８および導光層５に好適に用いることができる樹脂材料としては、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。

【0046】

基材８および導光層５は、上記の樹脂材料中に微粒子を分散させた構成とすることも可能である。
分散させる微粒子としては、例えば、無機酸化物や樹脂からなる、光拡散性を有する透明粒子を採用することができる。
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−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−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−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。
これら微粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。
これらの微粒子は、光拡散性を有するため、光出射面５ａから出射される光の視野角を調整したり、観察方向による色味を軽減したりすることが可能となる。

【0047】

基材８および導光層５は、上記の樹脂材料中に帯電防止剤を分散させた構成とすることも可能である。
帯電防止剤としては、例えば、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）等の超微粒子を採用することができる。
このように、基材８および導光層５に帯電防止剤を分散することで、光学シート７Ａの防汚性を向上することが可能となる。

【0048】

基材８としてフィルム材を用いる場合には、例えば、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できる。
フィルム材の厚さは、フィルム材の剛性にもよるが、５０μｍ〜３００μｍであることが、加工性等の取扱い面から見て好ましい。

【0049】

図１に示すように、光学シート７Ａにおいて、導光層５の溝部５ｅ（図２（ｂ）参照）には、溝部５ｅによる隙間を満たす充填部９が設けられている。
充填部９は、溝部５ｅを１種類の材料で充填してもよいし、複数種類の材料の組み合わせによって充填してもよい。
以下では、一例として、充填部９が、傾斜面５ｃと接し、傾斜面５ｃに光反射性を付与する反射層９ａと、反射層９ａで囲まれた部位に充填されるとともに、光出射面５ａと略整列する充填部表面９ｃを形成する充填部本体９ｂとを備える場合の例で説明する。
ここで、略整列するとは、光出射面５ａを基準として±１μｍの範囲に形成されていることを意味する。

【0050】

反射層９ａは、傾斜面５ｃに光反射性を付与する適宜の層構成を採用することができる。
例えば、反射層９ａは、導光層５の材質よりも低屈折率を有する低屈折率層を採用することが可能である。この場合、反射層９ａの材質と導光層５の材質との屈折率差によって、傾斜面５ｃにおける反射率を向上することができる。屈折率差は大きいほど、反射率を向上することができる。

【0051】

また、反射層９ａは、例えば、アルミニウム、銀などの光反射性の金属膜を蒸着した反射膜、または低屈折津率材料と高屈折率材料とを交互に形成した多層反射膜などからなる光反射層を採用することが可能である。
このように、傾斜面５ｃに光反射層を形成することで、傾斜面５ｃにおいて鏡面反射が起こる。このため、傾斜面５ｃにおいて反射を繰り返すことで、指向性の強い光が光出射面５ａから出射される。

【0052】

また、反射層９ａは、光拡散性を有する白色粒子材料からなる拡散反射層を採用することができる。光拡散性を有する微粒子としては、例えば、硫酸バリウム、酸化チタンなどの例を挙げることができる。
このように、傾斜面５ｃに拡散反射層を形成することで、光拡散を伴った反射が起こる。このため、基材８、導光層５等の分散により、進行方向によって色味がついた光束が、混ぜ合わされるため、色混ぜ効果が得られる。

【0053】

充填部本体９ｂの構成は、溝部５ｅを充填できれば、特に限定されない。例えば、樹脂材料や、樹脂材料に適宜の添加物を含有した構成を採用することができる。
樹脂材料としては、例えば、基材８、導光層５として好適な熱可塑性樹脂や紫外線硬化樹脂などはすべてを採用することができる。

【0054】

添加物の例としては、例えば、顔料、中空粒子、気泡などの例を挙げることができる。
顔料を添加する場合、充填部本体９ｂが光吸収性を備えるため、傾斜面５ｃからの漏れ光が入射しても、充填部本体９ｂから外部への光漏れを抑制することができる。
中空粒子や気泡を添加する場合、充填部本体９ｂ内に空気が封入されて充填部本体９ｂ内に中空構造が形成されるため、充填部本体９ｂの断熱性を向上することができる。
この場合、発光構造体１００で発生した熱が、光学シート７Ａの表面に伝わりにくくなり、ＥＬ素子１０１の表面の温度を低減することができる。このため、ＥＬ素子１０１に人が触ることができるような用途であっても、やけどなどしないようにすることが容易である。例えば、光学シートの厚さを厚くして断熱性を強化することも可能であるが、充填部本体９ｂに断熱性を付与すれば、光学シート７Ａをより薄くすることができるため、軽量化、低コスト化を図ることができる。
また、中空粒子や気泡を添加することで、断熱性の向上を必要としない場合でも、光学シート７Ａ自体を軽量化することができる。
また、このような断熱効果や軽量化のために、充填部本体９ｂを発砲樹脂で成形することも可能である。

【0055】

本実施形態では、充填部本体９ｂの充填部表面９ｃに、表面層１０が形成されている。
表面層１０は、充填部表面９ｃの外観を変更することにより、光学シート７Ａの外観および光学シート７ＡがＥＬ素子１０１に接合された場合におけるＥＬ素子１０１の外観を整えたり、装飾したりする層状部である。
表面層１０は、外光を反射または吸収する材質を、例えば、印刷、転写、塗布などすることによって形成される。
表面層１０は、適宜の絵柄、模様、文字、記号などを含む構成や、適宜の色彩を帯びた構成が可能である。
また、表面層１０は、特定の波長を吸収することで色彩を帯びる構成には限定されない。表面層１０は、色彩とともに、あるいは色彩無しで、表面性を変更することにより充填部表面９ｃの外観を変更することが可能である。
例えば、表面層１０の表面を、平滑な光沢面とすることが可能である。
また、表面層１０の表面を凹凸面として、つや消し面や反射防止面とすることが可能である。
また、表面層１０の材料を高反射率材料とすることで、表面層１０を鏡面として形成することも可能である。この場合、発光層２が発光していない場合は、ＥＬ素子１０１の表面を鏡として使用することが可能となり、ＥＬ素子１０１の利便性も向上するため好ましい。
また、表面層１０を凹凸面として形成する際、微細な凹凸を形成することで、回折格子やホログラムを形成することも可能である。この場合、回折作用によって、外光が分光され、虹色に見えるとともに、観察方向によって、色合いが変化するため、美しい外観を得ることができる。

【0056】

次に、ＥＬ素子１０１の作用について、光学シート７Ａの作用を中心に説明する。
発光構造体１００の陽極３および陰極４に電圧が印加されると、図１に示すように、発光層２から種々の方向に発光する。例えば、発光層２から陽極３に向かって、照射方向Ｆに沿って進む光Ｂ１００や、照射方向Ｆと交差する斜め方向に進む光Ｂ１０１などが発生する。
これらの光Ｂ１００、Ｂ１０１等は、陽極３、第１の基板１Ａ、接着層６を透過し、光学シート７Ａに入射する。光学シート７Ａに入射した光は、基材８を透過して、導光層５に入射する。これらの光路において、各層の界面では、各層の屈折率に応じて、屈折や反射が起こるため、発光層２における放射角度分布は、次第に変化する。特に、基材８や導光層５に光拡散性の微粒子を含む場合には、各微粒子により拡散するため、光の進行方向が乱される。
このようにして、各単位プリズム５Ａの光入射部５ｄには、種々の方向に進む光が到達する。

【0057】

各光入射部５ｄに到達した光は、直進して、光出射面５ａまたは傾斜面５ｃに入射する。
光出射面５ａに直接入射した光（例えば、光Ｂ１０）は、光出射面５ａの透過率に応じて透過して、透過した成分（例えば、光Ｂ１１）が外部に射出される。導光層５は光透過性を有する材料で形成されているため、大部分が外部に出射される。
光出射面５ａに対する入射角が臨界角を超えると全反射を起こして外部には出射されない。しかし単位プリズム５Ａは、断面形状が照射方向Ｆに沿って細る台形形状を有するため、単位プリズム５Ａの延在方向に直交する方向では、入射角が規制され、臨界角を超えて直接入射する光は存在しないか、存在するとしてもわずかである。

【0058】

傾斜面５ｃに入射した光（例えば、光Ｂ２０）は、傾斜面５ｃへの入射角と、反射層９ａの種類とに応じて、傾斜面５ｃで反射される。
例えば、反射層９ａが低屈折率層または光反射層である場合、入射角に応じた反射率で、対向する傾斜面５ｃに向けて反射され、互いに対向する一対の傾斜面５ｃの間で内部反射を繰り返す。
単位プリズム５Ａの各傾斜面５ｃは、照射方向Ｆに沿ってすぼまるように傾斜しているため、大部分は光出射面５ａまで導光され、光出射面５ａの臨界角より大きな入射角で光出射面５ａに入射して、例えば、光Ｂ２１のように、光出射面５ａから外部に出射される。
一部の光は、光出射面５ａで全反射されたり、傾斜面５ｃで光出射面５ａから遠ざかる方向に反射されたりして、光入射部５ｄから基材８側に戻るが、このような戻り光も光学シート７Ａ内で内部反射を繰り返す。このため減衰による一部の損失を除けば、最終的には光出射面５ａから外部に出射される。

【0059】

特に、光Ｂ２０は、傾斜面５ｃ間で反射を繰り返す際に、光出射面５ａ側に向かうとともに、光出射面５ａに対する入射角が小さくなる方向に進行方向が変化していく。このため、光出射面５ａにおいて全反射されることがほとんどなくなり、光取り出し効率がさらに向上される。
また、反射層９ａの反射率を高反射率にすることによっても、光取り出し効率を向上することができる。
さらに、光出射面５ａがマット加工されているなどして、凹凸形状を有する場合には、より全反射が起こりにくくなる。また、光出射面５ａを透過する際に出射光束が拡散され、照射方向Ｆを中心として一定の放射角度の範囲に出射される。

【0060】

また、反射層９ａが拡散反射層である場合、傾斜面５ｃで反射されるごとに入射光束が拡散していく点が異なるのみで、同様の光路をたどって、光出射面５ａから外部に出射される。このとき、反射層９ａが低屈折率層または光反射層である場合に比べて、光出射面５ａからの出射光束の放射角度分布を広げることができる。

【0061】

以上、単位プリズム５Ａの延在方向に直交する断面における光路について説明した。単位プリズム５Ａの延在方向に沿って光出射面５ａと交差する図示略の断面では、光学シート７Ａは、単位プリズム５Ａが一定厚さの平板状の層状部と同等である。
このため、発光層２で発生した光は、層状の界面で屈折して、わずかに進行方向を変えつつ、略直進して光出射面５ａに到達して、外部に出射されるか、または内部反射される。このため、単位プリズム５Ａの台形断面による集光作用は働かないため、配光分布は異なる。
このため、光学シート７Ａでは、ストライプ状の光出射面５ａから、その延在方向と、延在方向に直交する方向とで、配光分布が異なる光が出射される。

【0062】

一方、発光構造体１００の発光を停止した場合には、光出射面５ａからは光が出射されない。
このとき、ＥＬ素子１０１に外光Ｂ４０が当たると、表面層１０では、表面層１０の光学特性に応じて、外光Ｂ４０のうち、特定の波長光が吸収されたり、外光Ｂ４０の一部または全部が、反射されたり、拡散されたりして、反射光Ｂ４１が形成される。
観察者は反射光Ｂ４１を見て、表面層１０の光学特性に応じた、ＥＬ素子１０１の外観の印象を得ることができる。

【0063】

このように、本実施形態の光学シート７Ａによれば、単位プリズム５Ａを備え、さらに充填部９が光反射性の反射層９ａを備えるため、光入射部５ｄに比べて、光出射面５ａの面積が狭いにもかかわらず、光取り出し効率が良好になっている。
一方、光学シート７Ａは、ストライプ状の光出射面５ａの間の充填部９が充填部表面９ｃを形成しているため、充填部表面９ｃの外観と異なる表面層１０を、充填部表面９ｃ上に設けることで、光学シート７ＡおよびＥＬ素子１０１の外観を整えたり、装飾したりすることができる。このような表面層１０は、特に、光学シート７ＡおよびＥＬ素子１０１の意匠性を向上するために用いることが可能である。
表面層１０は、光出射面５ａからの出射光を遮ることなく設けられているため、光取り出し効率が良好でありながら、光学シート７Ａの表面を有効利用することが可能である。

【0064】

［第１変形例］
次に、本実施形態の変形例（第１変形例）の光学シートについて説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図および平面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。

【0065】

図１に示すように、本変形例の光学シート７Ｂは、上記第１の実施形態の光学シート７Ａの導光層５における単位プリズム５Ａに代えて、単位プリズム５Ｂ（導光部）を備える。
本変形例の光学シート７Ｂは、上記第１の実施形態のＥＬ素子１０１において、光学シート７Ａに代えて用いることができる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0066】

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、単位プリズム５Ｂは、上記第１の実施形態の単位プリズム５Ａが、台形断面が一方向に延ばされたプリズムレンズからなるのに対して、同様な台形断面を有する正四角錐台形状を有するプリズムレンズである点が異なる。
単位プリズム５Ｂは、正四角錐台の各底辺において、底辺に直交する方向に隣り合って配列されている。このため、本変形例の単位プリズム５Ｂは、互いに直交する二次元方向に正方格子状に配列されている場合の例になっている。

【0067】

このような構成により、単位プリズム５Ｂの光出射面５ａは、平面視正方形状とされて、二次元方向に互いに離間して正方格子状に配置されている。
単位プリズム５Ｂの光入射部５ｄは、平面視正方形状とされて、接合面５ｂと平行な平面に整列するとともに、隣り合う単位プリズム５Ｂの光入射部５ｄと隙間なく隣接している。
単位プリズム５Ｂの傾斜面５ｃは、側面視の形状が等脚台形状を有し、それぞれの台形の底角θは、いずれも上記第１の実施形態と同様の大きさを有する。
単位プリズム５Ｂの溝部５ｅは、単位プリズム５Ａと同様のＶ字溝からなり、単位プリズム５Ｂの配列方向に平行な２方向に延びる格子状に形成されている点が上記第１の実施形態と異なる。

【0068】

図１に示すように、溝部５ｅには、上記第１の実施形態と同様にして、充填部９が充填され、充填部表面９ｃには、表面層１０が形成されている。
このため、本変形例の表面層１０は、各光出射面５ａを囲んで、２方向に延びる格子状のクロス構造を有する充填部表面９ｃ上の領域に形成される点のみが、上記第１の実施形態と異なる。

【0069】

本変形例の光学シート７Ｂによれば、表面層１０の配置可能な領域の形状が異なるのみであるため、上記第１の実施形態と同様に、光取り出し効率が良好であり、かつ光を出射する側の表面の一部を有効利用することができる。
本変形例では、単位プリズム５Ｂの配列方向に沿う断面形状が２方向とも同一であるため、光出射面５ａから出射光の配光分布もそれぞれの方向で同一となる。このため、平面領域内で、略均一な輝度分布を有する照明光、表示光が得られる。
また、光出射面５ａが二次元格子状に配列され、充填部表面９ｃがクロス構造を有するため、第１の実施形態のようなストライプ構造を有する場合に比べて、表面層１０の配置が一方向に限定されない。このため、表面層１０の形成位置の自由度が向上し、方向性を有しない外観を形成することも可能になる。

【0070】

［第２変形例］
次に、本実施形態の変形例（第２変形例）の光学シートについて説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の変形例（第２変形例）の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図および平面図である。図４（ｃ）、（ｄ）は、図４（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図である。

【0071】

図１に示すように、本変形例の光学シート７Ｃは、上記第１変形例の光学シート７Ｂの導光層５における単位プリズム５Ｂに代えて、単位プリズム５Ｃ（導光部）を備える。
本変形例の光学シート７Ｃは、上記第１の実施形態のＥＬ素子１０１において、光学シート７Ａに代えて用いることができる。
以下、上記第１の実施形態および上記第１変形例と異なる点を中心に説明する。

【0072】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、単位プリズム５Ｃは、上記第１変形例の単位プリズム５Ｂが、正四角錐台形状を有するプリズムレンズであるのに対して、円錐台形状を有するプリズムレンズである点が異なる。
単位プリズム５Ｃは、円錐台の各底面の外周が互いに直交する２方向において接するように隣り合って配列されている。このため、本変形例の単位プリズム５Ｃは、上記第１変形例の単位プリズム５Ｂと同様、互いに直交する二次元方向に正方格子状に配列されている場合の例になっている。

【0073】

このような構成により、単位プリズム５Ｃの光出射面５ａは、平面視円形とされて、二次元方向に互いに離間して正方格子状に配置されている。
単位プリズム５Ｃの光入射部５ｄは、平面視円形とされて、接合面５ｂと平行な平面に整列するとともに、配列方向の隣り合う単位プリズム５Ｃとは接し、対角方向に隣り合う単位プリズム５Ｃとは離間するように配置されている。
このため、図４（ｂ）に示すように、隣り合う４つの単位プリズム５Ｃの間には、接合面５ｂと整列する位置に、平坦面５ｇが形成されている。
単位プリズム５Ｃの傾斜面５ｃは、円錐面からなり、円錐台の中心軸を含む断面の形状が等脚台形状を有し、それぞれの台形の底角θは、いずれも上記第１の実施形態と同様の大きさを有する。
単位プリズム５Ｃの溝部５ｅは、配列方向の断面では、図４（ｃ）に示すように、上記第１変形例の単位プリズム５Ｂと同様のＶ字溝からなる。対角方向の断面では、図４（ｄ）に示すように、平坦面５ｇを溝底として、光出射面５ａ側に拡大する台形状の溝からなる。

【0074】

図１に示すように、単位プリズム５Ｃの溝部５ｅには、上記第１変形例と同様にして、充填部９が充填され、充填部表面９ｃには、表面層１０が形成されている。
なお、単位プリズム５Ｃの溝部５ｅは、溝底に平坦面５ｇを有するため、図示は省略しているが、反射層９ａは、傾斜面５ｃと同様、平坦面５ｇ上にも形成されている。

【0075】

本変形例の光学シート７Ｃによれば、上記第１変形例と、導光部の形状が異なり、かつ導光部の対角方向に平坦面５ｇを有する点が異なる。
したがって、基材８を透過した光は、光入射部５ｄに入射するか、または平坦面５ｇに入射する。
光入射部５ｄに入射した場合、単位プリズム５Ｃの中心軸を含む断面の形状は、上記第１変形例の単位プリズム５Ｂと同様の台形断面であるため、上記第１変形例と同様にして、最終的には、光出射面５ａを通して外部に出射される。
平坦面５ｇに入射した場合、平坦面５ｇには、傾斜面５ｃと同様の反射層９ａが形成されているため、入射光は反射されて光学シート７Ｃ内を内部反射された後、光入射部５ｄに入射することになる。このため、減衰による一部の損失を除けば、最終的には光出射面５ａから外部に出射される。

【0076】

このため、上記第１変形例と略同様に、良好な光取り出し効率が得られる。
また、充填部表面９ｃは、円形の光出射面５ａを囲んで、各光出射面５ａの間に形成されるため、表面層１０は、上記第１変形例と略同様な領域に配置可能である。したがって、光学シート７Ｃは、上記第１変形例と略同様に、光取り出し効率が良好であり、かつ光を出射する側の表面の一部を有効利用することができる。
また、単位プリズム５Ｃは、回転対称の形状を有するため、上記第１変形例の単位プリズム５Ｂに比べると、配光分布の異方性がさらに低減される。このため、光出射面５ａから出射光の配光分布が円錐台の中心軸回りに均等な分布になる。これにより、平面領域内で、略均一な輝度分布を有する照明光、表示光が得られる。
また、本変形例においても、光出射面５ａが二次元格子状に配列され、充填部表面９ｃがクロス構造を有するため、上記第１変形例と同様に、表面層１０の配置が一方向に限定されず、表面層１０の形成位置の自由度が向上し、方向性を有しない外観を形成することも可能になる。

【0077】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の光学シートおよびＥＬ素子について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態のＥＬ素子の構成を示す模式的な断面図である。図６は、本発明の第２の実施形態の光学シートの導光層の構成を示す模式的な斜視図である。

【0078】

図５に示すように、本実施形態のＥＬ素子１０２は、上記第１の実施形態のＥＬ素子１０１の光学シート７Ａに変えて、本実施形態の光学シート７Ｄを備える。
光学シート７Ｄは、上記第１の実施形態の光学シート７Ａに、光偏向部１１を追加したものである。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0079】

光偏向部１１は、発光層２で発生して、斜め方向に進んで接着層６に到達した光を偏向して、照射方向Ｆに沿う方向または照射方向Ｆに対してより浅い角度をなす方向に進むようにするもので、表面７ａ上に設けられている。
光偏向部１１は、光偏向作用を有する適宜の凹凸形状を採用することができる。例えば、ドーム状の凹凸面を有する複数の単位レンズが二次元的に配列されたレンズアレイの構成、ドーム状の凹凸面が一方向に延ばされたレンチキュラーレンズを単位レンズとして延在方向と交差する方向に配列した構成、三角形状の断面が一方向に延ばされたプリズムレンズを単位レンズとして、延在方向と交差する方向に配列した構成などを採用することができる。これらの単位レンズは、互いに離間して配置してもよいし、隣接して隙間なく配列してもよい。

【0080】

本実施形態では、図６に示すように、光偏向部１１の一例として、基材８の表面７ａから接着層６側に突出した円弧状または楕円弧状の断面が、一方向に延ばされた複数のレンチキュラーレンズを延在方向と直交する方向に離間して配置した構成を採用している。
光偏向部１１の延在方向は、図６では、単位プリズム５Ａの延在方向と一致させているが、単位プリズム５Ａの延在方向と交差するように配置することも可能である。
光偏向部１１は、基材８を成形する際に一体成形して形成してもよいし、フィルム状に形成した基材８の表面７ａ上に成形したり、転写したりすることが可能である。
光偏向部の材料は、上述した基材８に好適な光透過性を有する樹脂材料のうちから適宜選択することができる。

【0081】

このような構成のＥＬ素子１０２によれば、図５に示すように、例えば、発光層２から照射方向Ｆに対して大きく傾斜して出射される光（例えば、光Ｂ１０１）によって、接着層６に大きな入射角で入射する光Ｂ３０が到達する。
このような光Ｂ３０は、光偏向部１１に入射すると、光偏向部１１で屈折して、光Ｂ３１のように、照射方向Ｆに沿う方向または照射方向Ｆに対してより浅い角度をなして進む。このため、例えば、光Ｂ３１は、傾斜面５ｃに到達すると、入射角が大きいため、傾斜面５ｃで反射された後、光出射面５ａに対する入射角が小さくなり、光Ｂ３２のように、光出射面５ａから出射される。
光Ｂ３１が光出射面５ａに直接的に入射する場合にも、照射方向Ｆに沿う方向または照射方向Ｆに対してより浅い角度をなして進むため、やはり光出射面５ａに対する入射角が小さくなる。
このように、光偏向部１１によって偏向された光は、いずれにしても、光出射面５ａに対して光偏向部１１を有しない場合に比べて、光出射面５ａへの入射角が小さくなるため、効率的に光出射面５ａを透過することができる。
このため、光取り出し効率を向上することができる。

【0082】

なお、上記各実施形態および各変形例の説明では、光学シートが基材８と導光層５とで構成される場合の例で説明したが、基材８および導光層５の屈折率は同一でもよいため、光学シートを単一材料で一体成形した構成としてもよい。第２の実施形態のように光偏向部１１を有する場合には、光偏向部１１も一体成形により形成することが可能である。
また、光学シートが基材８と導光層５からなる場合に、基材８上に単位プリズムが直接形成され、光入射部が基材８との接合面上に形成された構成も可能である。

【0083】

上記各実施形態および各変形例の説明では、充填部９が、充填部本体９ｂと反射層９ａからなる場合の例で説明したが、充填部本体９ｂは、反射層９ａと同じ材料で形成することにより充填部本体９ｂと反射層９ａとの境界を有しない構成とすることが可能である。

【0084】

上記各実施形態および各変形例の説明では、導光部の単位レンズの断面形状が等脚台形の場合の例で説明したが、光入射部５ｄと光出射面５ａとの間の側面（傾斜面５ｃ）が光入射部５ｄから光出射面５ａに向かってすぼまるように傾斜している形状であればよく、断面形状は等脚台形には限定されない。
例えば、等脚台形以外の台形や、脚部や上底が湾曲した略台形の形状も採用することができる。
例えば、脚部が湾曲した形状の場合、光入射部５ｄから光出射面５ａに向かうにつれて、脚部の傾斜角度が、θから漸次大きくなり、光出射面５ａの近傍で最大となる凹状の湾曲形状を採用することができる。
この場合、光出射面５ａに近い位置で反射されるほど傾斜が大きくなるため、出射角が大きくなる効果が顕著になる。これにより、光出射面５ａに対する入射角をより小さくすることができるため、光取り出し効率が向上する。
このとき、底角θが一定で同様に大きな角度とした場合に比べて、光入射部５ｄの面積を大きくすることができるため、光入射部５ｄに対する光出射面５ａの面積率をより小さくすることができる。これにより、充填部表面９ｃの面積を増やすことができるため、表面層１０の面積を増大することができる。

【0085】

上記各実施形態および各変形例の説明では、充填部表面９ｃの全体に表面層１０を形成した場合の例で説明したが、表面層１０は、充填部表面９ｃ上に部分的に形成されていてもよいし、充填部表面９ｃの外観を変える必要がない場合には、表面層１０を削除することが可能である。

【0086】

上記第１変形例の説明では、単位プリズム５Ｂが正四角錐台形状を有する場合の例で説明したが、光入射部５ｄおよび光出射面５ａが正方形以外の矩形四角錐台形状も可能である。また二方向の断面における台形の底角も異なる大きさとすることが可能である。
この場合、断面形状が配列方向によって異なるため、光出射面５ａからの出射光の配光分布や、充填部表面９ｃの面積に異方性を持たせることができる。

【0087】

上記第１、第２変形例の説明では、導光部を構成する単位レンズを正方格子状に配列した場合の例で説明したが、単位レンズの配置形態はこれには限定されない。
例えば、三角格子状の配列も可能である。例えば、上記第２変形例で三角格子配列を採用すると、正方格子配列よりも稠密な配置が可能となる。このため、隣り合う単位プリズム５Ｂの間隔を等間隔にすることができるとともに、平坦面５ｇの面積をより低減することができる。

【0088】

上記第１および第２変形例の説明では、単位レンズが四角錐形状、円錐台形状の場合の例で説明したが、単位レンズの形状はこれには限定されず、例えば、四角錐台以外の多角錘台や、楕円錐台などが可能である。

【0089】

上記各実施形態および各変形例の説明では、導光部を構成する単位レンズにおいて、隣り合う単位レンズが隣接している場合の例で説明したが、隣り合う単位レンズが離間した構成も可能である。
この場合、離間距離は、一定とは限らず、適宜変更することが可能である。例えば、離間距離を配置場所によって変更し、単位レンズの配置に粗密をつけてもよい。この場合、照明光や表示光の分布や、充填部表面９ｃの面積率を変更することができるため、より変化に富んだ外観を形成することができる。

【0090】

上記各実施形態および各変形例の説明では、充填部９が、傾斜面５ｃとの間に反射層９ａを有する場合の例で説明したが、反射層９ａを有することは必須ではない。
例えば、発光構造体１００の光量に余裕があり、光取り出し効率を低減することができる場合には、反射層９ａの代わりに光吸収層を設けたり、反射層９ａを削除して充填部本体９ｂを光吸収性の材料で構成したりしてもよい。
この場合、傾斜面５ｃにおける反射が抑制されるため、光出射面５ａからの出射光の放射角分布を低減することができる。

【0091】

上記各実施形態および各変形例の説明では、光学シートがＥＬ素子に用いられた場合の例で説明したが、本発明の光学シートを備えるＥＬ素子を発光手段として照明装置を構成することが可能である。
また、このようなＥＬ素子を備え、このＥＬ素子の発光構造体によって、独立に駆動可能な複数の画素が形成されているディスプレイ装置を構成することが可能である。
また、液晶を用いた画像表示素子と、この画像表示素子の背面に、本発明のＥＬ素子が配置された液晶ディスプレイ装置を構成することが可能である。

【0092】

また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第２の実施形態における光偏向部１１は、光学シート７Ａ、７Ｂ、７Ｃにも追加することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明のＥＬ素子、並びにそれを用いた照明装置、ディスプレイ装置及び液晶ディスプレイ装置は、照明分野、ディスプレイ分野などで利用できる可能性がある。

【符号の説明】

【0094】

１Ａ 第１の基板（透光性基板）
２ 発光層
３ 陽極
４ 陰極
５ 導光層
５ａ 光出射面
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ 単位プリズム（導光部）
５ｃ 傾斜面（側面）
５ｄ 光入射部
５ｅ 溝部
５ｇ 平坦面
６ 接着層
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ 光学シート
７ａ、７ｂ 表面
８ 基材
９ 充填部
９ａ 反射層
９ｂ 充填部本体
９ｃ 充填部表面
１０ 表面層
１１ 光偏向部
１００ 発光構造体
１０１、１０２ ＥＬ素子
Ｂ４０ 外光
Ｆ 照射方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】