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JP5771991B2 - EL element and illumination device, display device, and liquid crystal display device including the same - Google Patents
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Description

本発明は、EL素子(エレクトロ・ルミネッセンス素子)及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、そして液晶ディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to an EL element (electroluminescence element), a lighting device including the EL element, a display device, and a liquid crystal display device.

一般に、有機EL素子は、蛍光有機化合物を含む発光層を陽極と陰極との間に挟んだ発光構造を透光性基板の片面上に設けて構成される。そして、この有機EL素子は、陽極と陰極の間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、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光する。   In general, an organic EL element is configured by providing a light emitting structure in which a light emitting layer containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an anode and a cathode on one surface of a translucent substrate. This organic EL element generates excitons by applying a DC voltage between the anode and the cathode, injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them, and the excitons are deactivated. It emits light using the emission of light.

このようなEL素子は、発光層から放出された光線が透光性基板から外部に射出する際に、一部の光が透光性基板の表面上で全反射してしまい、外部へ射出する光量のロスが生じ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。このため、高輝度が必要になるほどより多くの投入電力が必要になり、EL素子に対する負荷が増大して素子自体の信頼性を低下させることになる。   In such an EL element, when light emitted from the light emitting layer is emitted from the translucent substrate to the outside, a part of the light is totally reflected on the surface of the translucent substrate and is emitted to the outside. There was a problem that a loss of light amount occurred. The light extraction efficiency at this time is generally said to be about 20%. For this reason, as the high luminance is required, more input power is required, and the load on the EL element is increased to reduce the reliability of the element itself.

これに対し、EL素子における光の外部取り出し効率を向上させる目的で透光性基板に微細な凹凸を形成し、全反射することでロスしている光線の一部を外部に取り出すようにしたEL素子が提案されている。例えば、特許文献1には、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。
あるいは、特許文献2に記載されているように、EL素子における発光層からの配光分布を調整して、光の外部取り出し効率を向上させる方法も検討されている。
On the other hand, in order to improve the external extraction efficiency of light in the EL element, a fine unevenness is formed on the translucent substrate, and a part of the lost light beam is extracted to the outside by total reflection. Devices have been proposed. For example, Patent Document 1 proposes forming a microlens array formed by planarly arranging a plurality of microlens elements on one surface of a translucent substrate.
Alternatively, as described in Patent Document 2, a method of improving the light extraction efficiency by adjusting the light distribution from the light emitting layer in the EL element has been studied.

特開2002−260845号公報JP 2002-260845 A 特開2004−296423号公報JP 2004-296423 A

しかしながら、上述した従来技術では、EL素子における光取り出し効率の向上を図る上で十分なものとはいえなかった。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上させることのできるEL素子、このEL素子を用いた照明装置、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目的とする。
However, the above-described conventional technology is not sufficient for improving the light extraction efficiency of the EL element.
This invention is made | formed in view of such a situation, It aims at providing the EL element which can improve light extraction efficiency, the illuminating device using this EL element, a display apparatus, and a liquid crystal display device. To do.

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明によるEL素子は、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたEL素子であって、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、発光層に対して光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、光再分配シートは光再分配構造部を有しており、光再分配構造部は、第1の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面と、第1の方向に対して80度以上90度以内の角度で交差する第2の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面を有する第二光再分配部材とを備えて形成され、発光層は、下記(1)式を満たす射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層から射出する全光量との比が下記(2)式より大きいことを特徴とする。

Figure 0005771991
Figure 0005771991
但し、θ1:第1光再分配面、第2光再分配面の傾斜角度、
θin1:発光層から射出された光の射出角度、
n:光再分配シートの屈折率。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
An EL device according to the present invention is an EL device including a light-transmitting substrate and a light-emitting layer provided on one surface of the light-transmitting substrate and sandwiched between an anode and a cathode. A light redistribution sheet that is provided on the other surface facing one surface and emits incident light, and a light reflection layer that is provided on the opposite side of the light redistribution sheet with respect to the light emitting layer, The light redistribution sheet has a light redistribution structure, and the light redistribution structure extends in the first direction and has an apex angle formed by intersecting with each other within a range of 86 degrees to 94 degrees. A pair of first light redistribution surfaces formed so as to be inclined and extend in a second direction that intersects the first direction at an angle of 80 degrees or more and within 90 degrees and intersects each other. A pair of second light redistribution surfaces formed so as to be inclined so that the angle of the top portion is not less than 86 degrees and not more than 94 degrees. And the light emitting layer has a ratio of the amount of the first emitted light having an emission angle θin1 satisfying the following expression (1) and the total amount of light emitted from the light emitting layer: (2) It is larger than Formula.
Figure 0005771991
Figure 0005771991
Where θ1: the inclination angle of the first light redistribution surface and the second light redistribution surface,
θin1: an emission angle of light emitted from the light emitting layer,
n: Refractive index of the light redistribution sheet.

本発明によるEL素子によれば、光再分配構造部を、第1の方向に延びていて互いに交差する頂角が86度〜94度となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面を有する第一光再分配部材と、第1の方向に対して80度〜90度の角度で交差する第2の方向に延びていて、互いに交差する頂角が86度〜94度となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面を有する第二光再分配部材とを備えているため、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配シートの光再分配構造部の互いに80度〜90度の範囲で交差する第1光再分配面と第2光再分配面とをそれぞれ透過させて屈折させることで指向性を持たせた光を増大させることができ、しかも、光再分配構造部の第1及び第2光再分配面で反射させられた一部の光は、発光層を経由して光反射層で反射して再度光再分配シートに向かうことで、更に一部の光が光再分配構造部を経由して光を再配分させて指向性を持たせて外部に取り出すことができ、外部光取り出し効率を向上させることができる。
なお、光反射層は陰極に兼用させてもよいし、陰極とは別に配設してもよい。
According to the EL device of the present invention, the light redistribution structure portion is formed in a pair of first lights formed so as to be inclined so that apex angles extending in the first direction and intersecting each other are 86 degrees to 94 degrees. A first light redistribution member having a redistribution surface and a second direction that intersects the first direction at an angle of 80 degrees to 90 degrees and an apex angle that intersects each other is 86 degrees to 94 degrees And a second light redistribution member having a pair of second light redistribution surfaces formed so as to be inclined so that the light emitted from the light emitting layer has a predetermined light distribution. The first light redistribution surface and the second light redistribution surface that intersect each other in the range of 80 degrees to 90 degrees of the light redistribution structure portion of the light redistribution sheet can be transmitted. The light with directivity can be increased by refracting the light, and the light redistribution structure A part of the light reflected by the first and second light redistribution surfaces is reflected by the light reflection layer via the light emitting layer and is directed again to the light redistribution sheet, so that a part of the light is further reflected by the light. Light can be redistributed via the redistribution structure portion to be taken out with directivity, and external light extraction efficiency can be improved.
The light reflecting layer may be used also as the cathode or may be provided separately from the cathode.

また、本発明によるEL素子は、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたEL素子であって、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、発光層を間にして光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、光再分配シートは光再分配構造を有しており、光再分配構造は、透光性基板の他方の面に沿う第1の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度〜94度となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面と、第1の方向に対して80度〜90度の角度で交差する第2の方向に延びていて互いが交差して形成される頂部の角度が86度〜94度となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面とを備えて形成され、発光層は、下記(3)式を満たす射出角度θin2を有する第2の射出光の光量が、発光層から射出する全光量の42.5%以上であることを特徴とする。

Figure 0005771991
但し、θin2:発光層から射出された光の射出角度。 An EL element according to the present invention is an EL element including a light-transmitting substrate and a light-emitting layer provided on one surface of the light-transmitting substrate and sandwiched between an anode and a cathode. A light redistribution sheet that is provided on the other surface opposite to one surface of the substrate and emits incident light; and a light reflection layer that is provided on the opposite side of the light redistribution sheet with the light emitting layer interposed therebetween. The light redistribution sheet has a light redistribution structure, and the light redistribution structure extends in a first direction along the other surface of the translucent substrate and is formed to intersect with each other. In a second direction that intersects with the pair of first light redistribution surfaces formed at an angle of 86 to 94 degrees and an angle of 80 to 90 degrees with respect to the first direction. A pair of second portions that are formed so as to be inclined so that an angle of a top portion that extends and intersects each other is 86 degrees to 94 degrees. The light emitting layer is formed with a redistribution surface, and the light emitting layer has a light quantity of second emitted light having an emission angle θin2 satisfying the following expression (3) equal to or greater than 42.5% of the total light quantity emitted from the light emitting layer. It is characterized by that.
Figure 0005771991
Where θin2 is an emission angle of light emitted from the light emitting layer.

本発明によるEL素子によれば、(3)式を満たす射出角度θin2を有する第2の射出光の光量が、発光層から射出する全光量の42.5%以上であるから、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配シートの光再分配構造部の互いに80度〜90度の範囲で交差する第1光再分配面と第2光再分配面とをそれぞれ透過させて屈折させることで指向性を持たせた光を増大させることができ、しかも、光再分配構造部の第1及び第2光再分配面で反射させられた一部の光は、発光層を経由して光反射層で反射して再度光再分配シートに向かうことで、更に一部の光が光再分配構造部を経由して光を再配分させて指向性を持たせて外部に取り出すことができ、外部光取り出し効率を向上させてLambert分布よりも光利用効率を大きくすることができる。   According to the EL device of the present invention, the amount of the second emitted light having the emission angle θin2 satisfying the expression (3) is 42.5% or more of the total amount of light emitted from the light emitting layer, and thus the light emission from the light emitting layer. The directivity of the light can be improved because the light to be transmitted has a predetermined light distribution, and the first light redistribution intersecting each other in the range of 80 to 90 degrees of the light redistribution structure portion of the light redistribution sheet The light having directivity can be increased by transmitting and refracting each of the surface and the second light redistribution surface, and in addition, the first and second light redistribution surfaces of the light redistribution structure portion A part of the reflected light is reflected by the light reflection layer via the light emitting layer and is directed again to the light redistribution sheet, so that a part of the light further passes through the light redistribution structure. It can be redistributed and taken out to the outside with directivity, improving external light extraction efficiency It is allowed to be able to increase the light utilization efficiency than Lambert distribution.

また、一対の第1光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第一光再分配部材とされ、一対の第2光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第二光再分配部材とされていてもよい。
80度〜90度の範囲で交差する第一光再分配部材と第二光再分配部材を配列してなる光再分配構造部に、発光層からの所定配光分布を持たせた射出光または光反射層でリサイクルした反射光を透過させることで、所定方向に指向性を持たせることができる。
The pair of first light redistribution surfaces is a first light redistribution member having a prism shape having a substantially triangular cross section, and the pair of second light redistribution surfaces is a second light redistribution having a prism shape having a substantially triangular cross section. It may be a member.
The light redistribution structure part formed by arranging the first light redistribution member and the second light redistribution member intersecting in the range of 80 degrees to 90 degrees, the emitted light having a predetermined light distribution from the light emitting layer, or By transmitting the reflected light recycled by the light reflecting layer, directivity can be given in a predetermined direction.

また、光再分配シートまたは光再分配シートの接合層に光拡散機能を有することが好ましい。
この場合、発光層からの射出角度θin2が50°を超えた角度や25°に満たない角度の光であっても、光拡散機能によって、上記(3)式の範囲内の入射角度で光再分配シートに入射させることができるように調整できるため、この点からも光利用効率を向上させることができる。
この場合、光再分配構造に光拡散剤を混合させる等して光拡散機能を有していてもよい。
或いは、光再分配シートを透光性基板に接合する接合層に光拡散剤を混合させる等して光拡散機能を有するようにしてもよい。
Further, the light redistribution sheet or the bonding layer of the light redistribution sheet preferably has a light diffusion function.
In this case, even if the emission angle θin2 from the light emitting layer exceeds 50 ° or is less than 25 °, the light diffusion function allows the light to be regenerated at an incident angle within the range of the above equation (3). Since it can adjust so that it can inject into a distribution sheet, the light utilization efficiency can be improved also from this point.
In this case, you may have a light-diffusion function by mixing a light-diffusion agent with the light redistribution structure.
Or you may make it have a light-diffusion function by mixing a light-diffusion agent with the joining layer which joins a light redistribution sheet | seat to a translucent board | substrate.

また、本発明による照明装置は、上述したいずれかのEL素子を発光手段として備えていることを特徴とする。
本発明によれば、照明装置によるEL素子の発光層から発光する光の外部光取り出し効率を向上させることができて、照明装置の照明効率を向上できる。
In addition, the lighting device according to the present invention includes any one of the above-described EL elements as light emitting means.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the external light extraction efficiency of the light light-emitted from the light emitting layer of EL element by an illuminating device can be improved, and the illumination efficiency of an illuminating device can be improved.

また、本発明によるディスプレイ装置は、上述したいずれかのEL素子を備え、EL素子が画素駆動されるように構成されていることを特徴とする。
本発明によっても、照明装置によるEL素子の発光層から発光する光の外部光取り出し効率を向上させることができて、照明装置の照明効率を向上できる。
A display device according to the present invention includes any one of the above-described EL elements, and is configured such that the EL elements are pixel-driven.
Also according to the present invention, it is possible to improve the external light extraction efficiency of light emitted from the light emitting layer of the EL element by the lighting device, and the lighting efficiency of the lighting device can be improved.

本発明による液晶ディスプレイ装置は、画像表示素子を備えてなる液晶ディスプレイ装置であって、画像表示素子の背面に、上述したいずれかのEL素子、あるいは上述した照明装置を配設して構成されていることを特徴とする。
これにより、EL素子から発送する光が画像表示素子を透過照射し、或いはEL素子を内蔵した照明装置から発光する光によって液晶ディスプレイ装置の照明効率を向上できる。
A liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device including an image display element, and is configured by disposing any of the above-described EL elements or the above-described illumination device on the back surface of the image display element. It is characterized by being.
Thereby, the illumination efficiency of the liquid crystal display device can be improved by the light transmitted from the EL element being transmitted through the image display element or the light emitted from the illumination device incorporating the EL element.

本発明によるEL素子によれば、光再分配構造部が、第1の方向に延びていて互いに交差して形成される頂角が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面と、第1の方向に対して80度以上90度以内の角度で交差する第2の方向に延びていて互いに交差して形成される頂角が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面とを備えているため、発光層から発光する光が所定の配光分布を有することで、繰り返し反射光を光再分配構造部に射出させて第1及び第2光再配分面によって光を再配分させて光の指向性を向上させることができて、光再分配シートの外部光取り出し効率を向上させることができる。   According to the EL device of the present invention, the light redistribution structure portion is formed to be inclined so that the apex angle formed by extending in the first direction and intersecting each other is 86 degrees or more and 94 degrees or less. A pair of first light redistribution surfaces extend in a second direction that intersects the first direction at an angle of 80 degrees or more and 90 degrees or less, and an apex angle formed by intersecting each other is 86 degrees or more and 94. And a pair of second light redistribution surfaces formed so as to be within a certain degree, so that the light emitted from the light emitting layer has a predetermined light distribution, so that the reflected light can be repeatedly regenerated. The light can be emitted to the distribution structure and redistributed by the first and second light redistribution surfaces to improve the light directivity, and the external light extraction efficiency of the light redistribution sheet can be improved. .

また、本発明による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置は、上述したEL素子を備えることで光の利用効率を向上させることができる。   In addition, the illumination device, the display device, and the liquid crystal display device according to the present invention can improve the light utilization efficiency by including the above-described EL element.

本発明の一実施形態に係るEL素子と射出光の経路を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the path | route of the EL element which concerns on one Embodiment of this invention, and an emitted light. 光再分配構造層を備えていない従来のEL素子を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the conventional EL element which is not provided with the light redistribution structure layer. 実施形態におけるEL素子の光再分配シートを示すものであり、(a)は斜視図、(b)はY軸方向から見た側面図、(c)はX軸方向から見た側面図である。1A and 1B show a light redistribution sheet of an EL element in an embodiment, in which FIG. 3A is a perspective view, FIG. 3B is a side view seen from the Y-axis direction, and FIG. 3C is a side view seen from the X-axis direction. . 実施形態におけるEL素子において、光再分配シートからの繰り返しによる射出光について反射光のサイクル回数に応じた射出角度に対する相対光量の変化を示す配光分布特性のシミュレーション結果を示す図であり、第一及び第二光再分配部材について(a)は頂角を96°に設定した場合、(b)は頂角を94°に設定した場合の図である。In the EL element in the embodiment, it is a diagram showing a simulation result of a light distribution characteristic showing a change in relative light quantity with respect to an emission angle according to the number of cycles of reflected light for the emitted light by repetition from the light redistribution sheet. As for the second light redistribution member, (a) is a diagram when the apex angle is set to 96 °, and (b) is a diagram when the apex angle is set to 94 °. 図4と同様に、光再分配シートからの射出光についての相対光量の変化を示す配光分布特性のシミュレーション結果を示す図であり、第一及び第二光再分配部材について(a)は頂角を86°に設定した場合、(b)は頂角を84°に設定した場合の配光分布特性のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a light distribution characteristic showing a change in relative light quantity with respect to light emitted from the light redistribution sheet, as in FIG. 4, and (a) shows the first and second light redistribution members. When the angle is set to 86 °, (b) is a diagram illustrating a simulation result of the light distribution characteristics when the apex angle is set to 84 °. 発光層から射出する光の射出角度に対する相対積算光量の配光分布を示す図である。It is a figure which shows the light distribution of the relative integrated light quantity with respect to the emission angle of the light inject | emitted from a light emitting layer. 光再分配シートへの入射角度に対する射出光の光利用効率のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the light utilization efficiency of the emitted light with respect to the incident angle to a light redistribution sheet. 光再分配シートの第一変形例を示す図であり、(a)は要部斜視図、(b)はY軸方向に見た側面図、(c)はX軸方向に見た側面図である。It is a figure which shows the 1st modification of a light redistribution sheet | seat, (a) is a principal part perspective view, (b) is the side view seen in the Y-axis direction, (c) is the side view seen in the X-axis direction. is there. 光再分配シートの第二変形例を示す図であり、(a)は部分斜視図、(b)はY軸方向に見た側面図、(c)はX軸方向に見た側面図である。It is a figure which shows the 2nd modification of a light redistribution sheet | seat, (a) is a fragmentary perspective view, (b) is the side view seen in the Y-axis direction, (c) is the side view seen in the X-axis direction. . 光再分配シートの第三変形例を示す図であり、(a)は部分斜視図、(b)はY軸方向に見た側面図、(c)はX軸方向に見た側面図である。It is a figure which shows the 3rd modification of a light redistribution sheet | seat, (a) is a fragmentary perspective view, (b) is the side view seen in the Y-axis direction, (c) is the side view seen in the X-axis direction. . 光再分配シートの更に別の変形例に関する図であり、(a)、(b)、(c)は光再分配シートの光分配構造層の光再分配部材の各種底面形状を示す図である。It is a figure regarding another modification of a light redistribution sheet, (a), (b), (c) is a figure showing various bottom shape of a light redistribution member of a light distribution structure layer of a light redistribution sheet. . 光再分配シートの更に別の変形例を示す図であり、光再分配シートの光再分配部材の底面形状を示す図である。It is a figure which shows another modification of a light redistribution sheet, and is a figure which shows the bottom face shape of the light redistribution member of a light redistribution sheet.

以下、図1から図4を参照して、本発明の一実施形態に係るEL素子及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置について説明する。
はじめに、本実施形態によるEL素子は、例えば、発光手段として照明装置に具備され、あるいはEL素子が画素駆動されるようにディスプレイ装置に具備され、あるいは画像表示素子の背面に配設して液晶ディスプレイ装置に具備されて使用される。また、液晶ディスプレイ装置においては、本実施形態によるEL素子を発光手段として備えた照明装置を画像表示素子の背面に配設して構成するようにしてもよい。
Hereinafter, an EL element according to an embodiment of the present invention, and an illumination device, a display device, and a liquid crystal display device including the EL device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the EL element according to the present embodiment is provided, for example, in a lighting device as a light emitting means, or in a display device so that the EL element is driven by a pixel, or disposed on the back surface of an image display element. Used in the apparatus. Further, in the liquid crystal display device, an illuminating device including the EL element according to the present embodiment as a light emitting means may be arranged on the back surface of the image display element.

そして、本実施形態によるEL素子1は、図1に示すように、透光性基板からなる第1の基板2と第2の基板3との間に、発光層4が陽極5と陰極6の間に挟まれた積層状態で配設されている。発光層4が陽極5と陰極6に挟まれて発光構造体8が構成され、陽極5は発光層4から光を出射する側に配設され、陰極6は発光層4の背面側に配設されている。また、第1の基板2の発光構造体8と反対側の面に発光層4から出射される光を外部に射出させるための光再分配シート7が備えられている。
発光構造体8は第1の基板2と第2の基板3で挟み込んで一体に積層させて形成されている。さらに、第1の基板2の上面側に接合層10を介して光再分配シート7が一体に積層して形成されている。
As shown in FIG. 1, the EL element 1 according to the present embodiment includes a light emitting layer 4 having an anode 5 and a cathode 6 between a first substrate 2 and a second substrate 3 made of a translucent substrate. They are arranged in a stacked state sandwiched between them. The light emitting layer 4 is sandwiched between the anode 5 and the cathode 6 to form a light emitting structure 8, the anode 5 is disposed on the light emitting side from the light emitting layer 4, and the cathode 6 is disposed on the back side of the light emitting layer 4. Has been. Further, a light redistribution sheet 7 for emitting light emitted from the light emitting layer 4 to the outside is provided on the surface of the first substrate 2 opposite to the light emitting structure 8.
The light emitting structure 8 is formed by sandwiching between the first substrate 2 and the second substrate 3 and integrally stacking them. Further, the light redistribution sheet 7 is integrally laminated on the upper surface side of the first substrate 2 via the bonding layer 10.

第1の基板2及び第2の基板3は、材料として、種々のガラス材料を用いることができる他に、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等の金属材料等を用いることができる。さらに、その他の様々な材料を用いることができるが、特に好ましい材料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、加工性及び耐熱性、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。また、第1の基板2は、発光構造体8から出射する光をできるだけ多く透過させることができるように、全光線透過率を50%以上にすることができる材料(例えばガラス)を用いて形成することが好ましい。   For the first substrate 2 and the second substrate 3, various glass materials can be used as materials, plastic materials such as PMMA, polycarbonate, polystyrene, or metal materials such as aluminum can be used. . Furthermore, although various other materials can be used, a particularly preferable material is a cycloolefin-based polymer, and this polymer has all of material properties such as processability and heat resistance, water resistance, and optical translucency. It is excellent. In addition, the first substrate 2 is formed using a material (for example, glass) capable of making the total light transmittance 50% or more so that the light emitted from the light emitting structure 8 can be transmitted as much as possible. It is preferable to do.

ここで、発光構造体8は、陽極5と陰極6との間に電圧を印加することにより発光層4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。また、発光層4を白色発光層とする場合、陽極5/発光層4/陰極6からなる構成は、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6としてAlという構成にしている。   Here, the light emitting structure 8 is one in which the light emitting layer 4 emits light by applying a voltage between the anode 5 and the cathode 6, and various conventionally known configurations can be employed. When the light-emitting layer 4 is a white light-emitting layer, the structure composed of the anode 5 / light-emitting layer 4 / cathode 6 is, for example, ITO / CuPc (copper phthalocyanine) / α-NPD doped with rubrene 1% / dinactylanthracene perylene. 1% dope / Alq3 / lithium fluoride / cathode 6 is made of Al.

また、発光層4から射出する光線の波長をR(赤色)、G(緑色)、B(青色)にすることができる適宜材料を用いた任意の構成を採用することも可能である。すなわち、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層4にすることもできる。このため、EL素子1を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にしたり、白色光にカラーフィルターを重ねてフルカラー表示させるようにしたりすればよい。   Moreover, it is also possible to employ | adopt the arbitrary structures using the appropriate material which can make the wavelength of the light ray inject | emitted from the light emitting layer 4 into R (red), G (green), and B (blue). That is, the light emitting layer 4 of blue, red, yellow, green, etc. can be formed. For this reason, when the EL element 1 is used for a full-color display application, the three types of light-emitting materials corresponding to R, G, and B are separately applied, or a color filter is superimposed on white light to display a full color. do it.

さらに、本実施形態では、陰極6は光反射機能を有する材料で形成し、光反射層としての機能を有している。本明細書では、陰極6を光反射層9ということがある。本実施形態では、陰極6が光反射層9の機能を有することによって、発光層4を間にして光再分配シート7と反対側に光反射層9を設けた構成となる。そして、陰極6である光反射層9は、光反射率を50%以上100%以内とすることが好ましい。
なお、図1に示すEL素子1では、陰極6が光反射性を有する材料から構成されて光反射層9を兼ねているが、これに代えて、陽極5が光反射層の機能を兼ね備えていたり、陰極6よりも下側即ち発光層4と反対側に別途、光反射層9を設けるようにしてもよい。また、陽極5と陰極6に光を透過させるために、これら陽極5と陰極6を透明電極にすればよい。
Furthermore, in the present embodiment, the cathode 6 is formed of a material having a light reflection function and has a function as a light reflection layer. In this specification, the cathode 6 may be referred to as a light reflecting layer 9. In the present embodiment, since the cathode 6 has the function of the light reflection layer 9, the light reflection layer 9 is provided on the side opposite to the light redistribution sheet 7 with the light emitting layer 4 in between. The light reflection layer 9 that is the cathode 6 preferably has a light reflectance of 50% or more and 100% or less.
In the EL element 1 shown in FIG. 1, the cathode 6 is made of a material having light reflectivity and also serves as the light reflection layer 9, but the anode 5 also serves as the light reflection layer instead. Alternatively, a light reflecting layer 9 may be separately provided below the cathode 6, that is, on the side opposite to the light emitting layer 4. Further, in order to transmit light to the anode 5 and the cathode 6, the anode 5 and the cathode 6 may be transparent electrodes.

光再分配シート7と第1の基板2を接合させる接合層10を構成する粘着剤、接着剤として、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系等の各種の粘着剤、接着剤が挙げられる。いずれの場合も、高温となる発光構造体8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)程度以上のものであることが望ましい。貯蔵弾性率がこれより低いと、使用中に光再分配シート7と第1の基板2との間に位置ずれが生じる可能性がある。光再分配シート7と第1の基板2に大きな位置ずれが生じると、光再分配シート7に発光構造体8からの光が効率よく入射できないため光の利用効率が低下してしまう欠点が生じる。
なお、発光層4と光再分配シート7との間隙を安定的に確保するために、接合層10の中に例えばビーズ等の透明の微粒子を混ぜるようにしてもよい。また、接合層10を構成する粘着剤や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。
Examples of the pressure-sensitive adhesive and adhesive constituting the bonding layer 10 for bonding the light redistribution sheet 7 and the first substrate 2 include various pressure-sensitive adhesives and adhesives such as acrylic, urethane, rubber, and silicone. Can be mentioned. In any case, since it is used adjacent to the light emitting structure 8 that is at a high temperature, it is desirable that the storage elastic modulus G ′ is about 1.0E + 04 (Pa) or more at 100 ° C. If the storage elastic modulus is lower than this, a positional deviation may occur between the light redistribution sheet 7 and the first substrate 2 during use. If a large misalignment occurs between the light redistribution sheet 7 and the first substrate 2, light from the light emitting structure 8 cannot efficiently enter the light redistribution sheet 7, resulting in a disadvantage that the light use efficiency is reduced. .
In order to stably secure a gap between the light emitting layer 4 and the light redistribution sheet 7, transparent fine particles such as beads may be mixed in the bonding layer 10. Further, the pressure-sensitive adhesive or adhesive constituting the bonding layer 10 may be a double-sided tape or a single layer.

この接合層10を介して第1の基板2上に設けられる光再分配シート7は、基材11と、この基材11上に積層形成されてEL素子1の光出射側表面を形成する凹凸状の光再分配構造層(凹凸部)12とを備えて構成されている。ここで、光再分配シート7は、光再分配構造層12を基材11と別体として成形してもよいし、光再分配構造層12と基材11を一体成形してもよい。   The light redistribution sheet 7 provided on the first substrate 2 via the bonding layer 10 includes a base material 11 and unevenness formed on the base material 11 to form the light emitting side surface of the EL element 1. And an optical redistribution structure layer (uneven portion) 12. Here, the light redistribution sheet 7 may be formed by forming the light redistribution structure layer 12 separately from the base material 11, or the light redistribution structure layer 12 and the base material 11 may be integrally formed.

そして、EL素子1では、陽極5と陰極6の間に電圧を印加して発光層4から出射した光B0が第1の基板2を透過し、光再分配シート7に入射する。光再分配シート7では、光B0の一部を光B2として外部へ透過させ、残りを光B1として内部に反射する。反射された光B1は、光反射層9(陰極6)に向かう光B3となり、光反射層9で反射して再度光再分配シート7の方向に向かう光B4となる。
この光B4は第1の基板2を透過して光再分配シート7に入射するが、光再分配シート7への入射角度により、透過光B2や再び反射する光B1となる。そして、反射光B1は、最終的に透過光B2になるまで、光B1、光B3、光B4のサイクルを繰り返すことになる。これにより、光再分配シート7を透過した光B2の進行方向(照射方向F)をそろえることが可能になり、EL素子1の指向性を強くすることができる。
In the EL element 1, the light B 0 emitted from the light emitting layer 4 by applying a voltage between the anode 5 and the cathode 6 passes through the first substrate 2 and enters the light redistribution sheet 7. In the light redistribution sheet 7, a part of the light B0 is transmitted to the outside as the light B2, and the rest is reflected to the inside as the light B1. The reflected light B1 becomes light B3 directed to the light reflecting layer 9 (cathode 6), is reflected by the light reflecting layer 9, and becomes light B4 directed again toward the light redistribution sheet 7.
The light B4 passes through the first substrate 2 and enters the light redistribution sheet 7. However, depending on the incident angle to the light redistribution sheet 7, the light B4 becomes transmitted light B2 or light B1 that is reflected again. Then, the cycle of the light B1, the light B3, and the light B4 is repeated until the reflected light B1 finally becomes the transmitted light B2. Thereby, the traveling direction (irradiation direction F) of the light B2 that has passed through the light redistribution sheet 7 can be aligned, and the directivity of the EL element 1 can be enhanced.

一方、図2に示すように、光再分配シート7に光再分配構造層12がなく、表面が平坦面12Aである場合には、光B1の大部分が透過されずに平坦面12Aで反射され、再度発光層4に入射する光B12となる。しかし、この光B12は照射方向Fに偏向されないため、損失となってしまう。また、EL素子1から発光する光B2は、発光層4からの配光分布に依存した光となり、指向性を有する光にすることができない。すなわち、EL素子1の光の指向性、外部取り出し効率を向上させるためには、光再分配シート7Aの表面形状などを適切に設定(最適化)することが重要になる。   On the other hand, as shown in FIG. 2, when the light redistribution sheet 7 does not have the light redistribution structure layer 12 and the surface is the flat surface 12A, most of the light B1 is not transmitted but reflected by the flat surface 12A. Then, the light B12 is incident on the light emitting layer 4 again. However, since the light B12 is not deflected in the irradiation direction F, a loss occurs. In addition, the light B2 emitted from the EL element 1 becomes light depending on the light distribution from the light emitting layer 4, and cannot be directional light. That is, in order to improve the light directivity and the external extraction efficiency of the EL element 1, it is important to appropriately set (optimize) the surface shape of the light redistribution sheet 7A.

次に、本実施形態における、EL素子1の光の指向性と外部取り出し効率を向上させるようにした光再分配シート7の光再分配構造層12について図3により説明する。
図3及び図1に示すように、例えばシート状の透光性の基材11(光反射層)の光照射方向F側を向く一方の面に積層形成された光再分配構造層12は、光再分配シート7の光出射側面内において、例えば断面略三角形の第一光再分配部材14と第二光再分配部材15とが互いに交差する方向にそれぞれ複数配列されて構成されている(図3(a)参照)。
第一光再分配部材14は、任意の方向である第1の方向(例えばX方向)に基材11(の上面)に対して傾斜角度θ1で傾斜する一対の第1光再分配面16、16によって断面略二等辺三角形状をなして延在して形成されている。また、第二光再分配部材15は、第1の方向Xに角度φで交差する第2の方向Yに基材11(の上面)に対して傾斜角度θ2で傾斜する一対の第2光再分配面17,17によって断面略二等辺三角形状をなして延在して形成されている。
これら各第一光再分配部材14と第二光再分配部材15はそれぞれ複数略平行に配列されている。
Next, the light redistribution structure layer 12 of the light redistribution sheet 7 that improves the light directivity and the external extraction efficiency of the EL element 1 in this embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 3 and 1, for example, the light redistribution structure layer 12 laminated on one surface facing the light irradiation direction F side of the sheet-like translucent base material 11 (light reflection layer), Within the light emitting side surface of the light redistribution sheet 7, for example, a plurality of first light redistribution members 14 and second light redistribution members 15 each having a substantially triangular cross section are arranged in a direction crossing each other (see FIG. 3 (a)).
The first light redistribution member 14 includes a pair of first light redistribution surfaces 16 inclined at an inclination angle θ1 with respect to the base material 11 (the upper surface thereof) in a first direction (for example, the X direction) that is an arbitrary direction. 16 is formed to extend in a substantially isosceles triangular cross section. The second light redistribution member 15 is a pair of second light redistribution members that are inclined at an inclination angle θ2 with respect to the base material 11 (the upper surface thereof) in a second direction Y that intersects the first direction X at an angle φ. The distribution surfaces 17 and 17 are formed so as to extend in a substantially isosceles triangular cross section.
A plurality of these first light redistribution members 14 and second light redistribution members 15 are arranged substantially in parallel.

第一光再分配部材14を構成する一対の第1光再分配面16、16はそれぞれ第1の方向Xに沿って延びて、互いに交差して形成される頂部14aの頂角がθ3とされている(図3(c)参照)。第二光再分配部材15を構成する一対の第2光再分配面17、17はそれぞれ第一光再分配部材14と同一面内で第1の方向Xに角度φで交差する第2の方向Yに沿って延びて、互いに交差する頂部15aの頂角がθ4とされている(図3(b)参照)。
そして、本実施形態では、第1の方向Xと第2の方向Yの交差角度φが80度以上90度以内の範囲となるように設定した。さらに、一対の第1光再分配面16が交差する頂部14aの頂角θ3と一対の第2光再分配面17が交差する頂部17aの頂角θ4は、それぞれ86度以上94度以内の範囲に設定されている。
The pair of first light redistribution surfaces 16, 16 constituting the first light redistribution member 14 extend along the first direction X, respectively, and the apex angle of the apex portion 14 a formed so as to intersect with each other is θ3. (See FIG. 3C). A pair of second light redistribution surfaces 17, 17 constituting the second light redistribution member 15 is a second direction that intersects the first direction X at an angle φ within the same plane as the first light redistribution member 14. The apex angle of the apex portions 15a extending along Y and intersecting with each other is set to θ4 (see FIG. 3B).
In the present embodiment, the intersection angle φ between the first direction X and the second direction Y is set to be in the range of 80 degrees or more and 90 degrees or less. Further, the apex angle θ3 of the apex portion 14a at which the pair of first light redistribution surfaces 16 intersect and the apex angle θ4 of the apex portion 17a at which the pair of second light redistribution surfaces 17 intersect each range from 86 degrees to 94 degrees. Is set to

より詳しくは、光再分配構造層12は、図3に示すように、例えば、シート状の透光性の基材11の上面に、頂部14aが第1の方向Xに連続的に延在する断面略三角状で帯状のプリズム(あるいはレンズ)を隙間なく複数設けることで第一光再分配部材14を形成し、さらに、この第一光再分配部材14上に形成される凹部に嵌合するように、頂部15aが第1の方向Xと角度φをなす第2の方向Yに連続的または断続的に延在する断面略三角状で帯状のプリズム(あるいはレンズ)を複数設けることで第二光再分配部材15を形成している。
例えば、複数の第二光再分配部材15の高さは、図3に示す例では第一光再分配部材14に対してランダムに変動した構成を有している。
More specifically, as shown in FIG. 3, the light redistribution structure layer 12 has, for example, a top portion 14 a continuously extending in the first direction X on the upper surface of the sheet-like translucent substrate 11. The first light redistribution member 14 is formed by providing a plurality of band-shaped prisms (or lenses) having a substantially triangular cross section without gaps, and further fitted into a recess formed on the first light redistribution member 14. As described above, the top portion 15a is provided with a plurality of strip-like prisms (or lenses) having a substantially triangular cross section extending continuously or intermittently in a second direction Y that forms an angle φ with the first direction X. A light redistribution member 15 is formed.
For example, the height of the plurality of second light redistribution members 15 has a configuration that randomly varies with respect to the first light redistribution member 14 in the example illustrated in FIG. 3.

そして、第一光再分配部材14の頂角θ3及び第二光再分配部材15の頂角θ4は、86度以上94度以内の範囲であれば、一対の第1光再分配面16のそれぞれ、一対の第2光再分配面17のそれぞれは、同じ大きさ及び同じ形状である必要はない。
しかしながら、光再分配構造層12における光再分配効果を高めて射出される光B2の指向性を強くするためには、複数の第1光再分配面16及び第2光再分配面17における頂角θ3及び頂角θ4は同じ値にすることが好ましい。
なお、第一光再分配部材14と第二光再分配部材15の凹凸形状を制御することで、照射方向Fに出射する光の配光分布を2次元方向に調整することが可能になる。そのため、例えば第二光再分配部材15の第2光再分配面17の形状を任意とすることで、第2光再分配面17からの出射光を対称な配光分布にしたり、あるいは、非対称な配光分布にしたりすることなども可能である。
If the apex angle θ3 of the first light redistribution member 14 and the apex angle θ4 of the second light redistribution member 15 are in the range of 86 degrees to 94 degrees, each of the pair of first light redistribution surfaces 16 is provided. Each of the pair of second light redistribution surfaces 17 need not have the same size and the same shape.
However, in order to enhance the directivity of the emitted light B2 by enhancing the light redistribution effect in the light redistribution structure layer 12, the tops of the plurality of first light redistribution surfaces 16 and second light redistribution surfaces 17 are increased. The angle θ3 and the apex angle θ4 are preferably set to the same value.
In addition, by controlling the uneven shape of the first light redistribution member 14 and the second light redistribution member 15, the light distribution of the light emitted in the irradiation direction F can be adjusted in a two-dimensional direction. For this reason, for example, by making the shape of the second light redistribution surface 17 of the second light redistribution member 15 arbitrary, the light emitted from the second light redistribution surface 17 can be symmetric or asymmetric. It is also possible to make a light distribution distribution.

ここで、第一光再分配部材14の第1の方向Xと第二光再分配部材15の第2の方向Yの交差角度φを80度以上90度以内に設定するのは、発光層4から出射される広い配光分布を持つ光の損失を抑えて、より多くの光を照射方向Fに偏向し、指向性を高めるように設計しているためである。例えば、第1の方向Xと第2の方向Yのなす角φを0度として第1光再分配面16のみが第1の方向Xに延在する場合について考えると、第1の方向Xに平行な方向には第2光再分配部材15による凹凸が形成されず、図2に示すような光再分配シート7の出射面が平坦面12Aである場合と同等になる。   Here, the crossing angle φ between the first direction X of the first light redistribution member 14 and the second direction Y of the second light redistribution member 15 is set to 80 degrees or more and 90 degrees or less. This is because the design is such that the loss of light having a wide light distribution emitted from the light source is suppressed, more light is deflected in the irradiation direction F, and the directivity is increased. For example, in the case where only the first light redistribution surface 16 extends in the first direction X when the angle φ formed by the first direction X and the second direction Y is 0 degree, the first direction X Unevenness is not formed by the second light redistribution member 15 in the parallel direction, which is equivalent to the case where the exit surface of the light redistribution sheet 7 as shown in FIG. 2 is a flat surface 12A.

このため、図2において、第1の基板2を透過した光B1の大部分は、光再分配シート7Aを透過せずにその平坦面12Aで反射され、再度発光層4に向かう光B12となる。この光B12は、平坦面12Aで反射されて照射方向Fに偏向されないために多くが損失することになる。また、光再分配シート7Aを透過して出射する光B2も発光層4からの配光分布に由来する光であり、照射方向Fに偏向された指向性を有する光とはならない。したがって、第1の方向Xに対する第2の方向Yを80度未満にすると、図2に示した光B12のように外部に取り出されず損失する光が増大して光の外部取り出し効率が低下してしまう。また、射出光B2についても、照射方向Fへの指向性が十分でなくなってしまう欠点がある。   For this reason, in FIG. 2, most of the light B1 transmitted through the first substrate 2 is reflected by the flat surface 12A without passing through the light redistribution sheet 7A, and becomes light B12 again toward the light emitting layer 4. . Since the light B12 is reflected by the flat surface 12A and is not deflected in the irradiation direction F, a lot of the light B12 is lost. Further, the light B2 transmitted through the light redistribution sheet 7A is also light derived from the light distribution from the light emitting layer 4, and does not become light having directivity deflected in the irradiation direction F. Therefore, if the second direction Y with respect to the first direction X is less than 80 degrees, the loss of light that is not extracted to the outside as in the light B12 shown in FIG. 2 increases and the light extraction efficiency decreases. End up. Also, the emitted light B2 has a drawback that the directivity in the irradiation direction F is not sufficient.

次に、光再分配シート7の光再分配構造層12の形状及び、発光層4からの配向分布特性がEL素子1の発光特性に及ぼす影響についてシミュレーションで確認した結果を図4〜図7に示す。
本実施形態における光再分配シート7は、図1に示すように、発光層4からの光B0が透過光B2になるまで、光再分配シート7での反射光B1、光B3、光反射層9(陰極6)での再反射光B4のサイクルを繰り返すことで、光を再分配して進行方向(照射方向F)をそろえることができる。
発光層4からの光の配光分布特性も、上述のサイクルを繰り返すことで再分配されて変化する。図4〜図5に、第一及び第二光再分配部材14、15の頂角θ3及び角度θ4を変化させることで、光再分配シート7から出射する光の配光分布特性の変化がどのようになるかシミュレーションした結果を示す。
Next, the results of confirming by simulation the effects of the shape of the light redistribution structure layer 12 of the light redistribution sheet 7 and the orientation distribution characteristics from the light emitting layer 4 on the light emission characteristics of the EL element 1 are shown in FIGS. Show.
As shown in FIG. 1, the light redistribution sheet 7 in the present embodiment reflects light B1, light B3, and light reflection layer on the light redistribution sheet 7 until the light B0 from the light emitting layer 4 becomes the transmitted light B2. By repeating the cycle of the re-reflected light B4 at 9 (cathode 6), the light can be redistributed to align the traveling direction (irradiation direction F).
The light distribution characteristic of the light from the light emitting layer 4 is also redistributed and changed by repeating the above cycle. 4 to 5, the change in the light distribution characteristics of the light emitted from the light redistribution sheet 7 by changing the apex angle θ3 and the angle θ4 of the first and second light redistribution members 14 and 15. The simulation result is shown.

図4(a)では頂角θ3、θ4=96度、(b)では頂角θ3、θ4=94度とし、図5(a)では頂角θ3、θ4=86度、(b)では頂角θ3、θ4=84度として、サイクルを繰り返すことで光再分配シート7の光再分配構造層12によって光が再分配される。そのため、発光層4から射出する光の配光分布特性に対して光再分配シート7から射出する光の配光分布特性について光のリサイクルを繰り返すことによって特定の射出角度の光量が相対的に増加することを示している。   4A, apex angles θ3 and θ4 = 96 degrees, in FIG. 4B apex angles θ3 and θ4 = 94 degrees, in FIG. 5A, apex angles θ3 and θ4 = 86 degrees, and in FIG. The light is redistributed by the light redistribution structure layer 12 of the light redistribution sheet 7 by repeating the cycle with θ3 and θ4 = 84 degrees. Therefore, the light quantity at a specific emission angle is relatively increased by repeating light recycling for the light distribution characteristic of the light emitted from the light redistribution sheet 7 with respect to the light distribution characteristic of the light emitted from the light emitting layer 4. It shows that

しかも、図4、図5は、射出光量が増加する射出角度の値は光再分配シート7の頂角θ3,θ4の値で異なることを示している。
図4(a)では、光再分配シート7の光再分配構造層12の頂角θ3,θ4が96度の場合、発光層4から光の配光分布特性がサイクルを繰り返すことによって再分配され、反射の繰り返しによって射出角度25度の光量が相対的に増加していくことを示している。
図4(b)では、頂角θ3,θ4が94度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造層12によって光が再分配され、射出角度20度の射出光量が相対的に増加していくことを示している。
図5(a)では、頂角θ3,θ4が86度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造によって光が再分配され、射出角度15度の射出光量が相対的に増加していくことを示している。
図5(b)では、頂角θ3,θ4が84度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造によって光が再分配され、射出角度10度の光量が相対的に増加していくことを示している。
In addition, FIGS. 4 and 5 show that the value of the emission angle at which the amount of emitted light increases differs depending on the values of the apex angles θ3 and θ4 of the light redistribution sheet 7.
In FIG. 4A, when the apex angles θ3 and θ4 of the light redistribution structure layer 12 of the light redistribution sheet 7 are 96 degrees, the light distribution characteristics of the light are redistributed by repeating the cycle. This shows that the amount of light at an emission angle of 25 degrees is relatively increased by repeated reflection.
In FIG. 4B, when the apex angles θ3 and θ4 are 94 degrees, the light is redistributed by the light redistribution structure layer 12 by repeating the cycle, and the amount of light emitted at an emission angle of 20 degrees is relatively increased. It shows that it will go.
In FIG. 5A, when the apex angles θ3 and θ4 are 86 degrees, the light is redistributed by the light redistribution structure by repeating the cycle, and the amount of light emitted at an emission angle of 15 degrees is relatively increased. Is shown.
In FIG. 5B, when the apex angles θ3 and θ4 are 84 degrees, the light is redistributed by the light redistribution structure by repeating the cycle, and the light quantity at the emission angle of 10 degrees is relatively increased. Show.

上述の光再分配は、光再分配シート7の光再分配構造層12と大気との屈折率差による光の反射によって発生する。そのため、光再分配によって光量が相対的に増加する射出角度の値は、光再分配構造層12の屈折率に依存せず、光再分配構造層12の形状、特に第一及び第二光再分配部材14,15の傾斜角度θ1、θ2に依存することを認識できる。
一方、発光層4からの光を正面方向に光を取り出して射出するには、光再分配構造層12の形状だけでなく、光再分配構造層12の屈折率にも依存する。
屈折率に依存する理由は、光再分配構造層12からEL素子1の外部に射出する場合に、光の反射ではなく、光の屈折が発生して外部に射出されるため、光再分配構造層12と大気との屈折率差によって光が偏向される角度が異なるためである。
The above-mentioned light redistribution occurs due to light reflection due to a difference in refractive index between the light redistribution structure layer 12 of the light redistribution sheet 7 and the atmosphere. Therefore, the value of the emission angle at which the amount of light relatively increases due to the light redistribution does not depend on the refractive index of the light redistribution structure layer 12, and the shape of the light redistribution structure layer 12, particularly the first and second light redistributions. It can be recognized that the distribution members 14 and 15 depend on the inclination angles θ1 and θ2.
On the other hand, taking out the light from the light emitting layer 4 in the front direction and emitting it depends not only on the shape of the light redistribution structure layer 12 but also on the refractive index of the light redistribution structure layer 12.
The reason for depending on the refractive index is that, when light is emitted from the light redistribution structure layer 12 to the outside of the EL element 1, light is not reflected but light is refracted and emitted to the outside. This is because the angle at which light is deflected differs depending on the refractive index difference between the layer 12 and the atmosphere.

ここで、EL素子1の正面方向に光を射出するために必要な光再分配構造層12に入射する光の角度、すなわち発光層4からの光の射出角度θin1は下記の式で表すことが出来る。

Figure 0005771991
但し、θ1:第1光再分配面16、第2光再分配面17の傾斜角度、
θin1:発光層4から射出された光の射出角度、
n:光再分配シート7の屈折率。
この場合、傾斜角θ1=θ2であり、異なる場合には、射出光が第1光再分配面16と第2光再分配面17のいずれかを透過するかによって(1)式で角度θ1またはθ2を用いる。 Here, the angle of light incident on the light redistribution structure layer 12 necessary for emitting light in the front direction of the EL element 1, that is, the light emission angle θin1 from the light emitting layer 4 can be expressed by the following equation. I can do it.
Figure 0005771991
Where θ1: the inclination angle of the first light redistribution surface 16 and the second light redistribution surface 17;
θin1: an emission angle of light emitted from the light emitting layer 4,
n: Refractive index of the light redistribution sheet 7
In this case, the inclination angle θ1 = θ2, and if different, the angle θ1 or the angle θ1 in the equation (1) depends on whether the emitted light is transmitted through the first light redistribution surface 16 or the second light redistribution surface 17. θ2 is used.

光再分配構造層12の屈折率nは、1.46〜1.60が好ましい。屈折率nが1.46未満では、大気との十分な屈折率差が得られず、光の指向性が低下してしまうため、好ましくない。屈折率nが1.60を超えてしまうと大気との屈折率差が過大となり、光再分配構造層12と大気との界面で光が反射して、EL素子1から取り出せなくなり好ましくない。
第一光再分配部材14における頂角θ3が86度〜94度の場合、傾斜角度θ1は47度〜43度となる。屈折率nが1.46で傾斜角度θ1が47度〜43度の場合は、発光層4からの光の第1の射出角度θin1は、15.2度〜16.9度となる。屈折率nが1.60で傾斜角度θ1が47度〜43度の場合には、第1の射出角度θin1は、17.8度〜19.8度となる。
The refractive index n of the light redistribution structure layer 12 is preferably 1.46 to 1.60. If the refractive index n is less than 1.46, a sufficient difference in refractive index from the atmosphere cannot be obtained, and the directivity of light decreases, which is not preferable. If the refractive index n exceeds 1.60, the difference in refractive index from the atmosphere becomes excessive, and light is reflected at the interface between the light redistribution structure layer 12 and the atmosphere and cannot be extracted from the EL element 1, which is not preferable.
When the apex angle θ3 of the first light redistribution member 14 is 86 degrees to 94 degrees, the inclination angle θ1 is 47 degrees to 43 degrees. When the refractive index n is 1.46 and the tilt angle θ1 is 47 ° to 43 °, the first emission angle θin1 of light from the light emitting layer 4 is 15.2 ° to 16.9 °. When the refractive index n is 1.60 and the tilt angle θ1 is 47 ° to 43 °, the first emission angle θin1 is 17.8 ° to 19.8 °.

すなわち、頂角θ3が86度〜94度の場合、サイクルを繰り返すことで光再分配構造層12によって光が再分配され、発光層4から光の配光分布特性が射出角度θin1=15度〜20度の光量が相対的に増加し、EL素子1から正面方向に射出する光が増加することが可能となる。   That is, when the apex angle θ3 is 86 degrees to 94 degrees, light is redistributed by the light redistribution structure layer 12 by repeating the cycle, and the light distribution characteristic of the light from the light emitting layer 4 is the emission angle θin1 = 15 degrees The amount of light of 20 degrees is relatively increased, and the light emitted from the EL element 1 in the front direction can be increased.

また、正面方向の明るさを増やす方法として、発光層4からの配光分布において(1)式の射出角度θin1を満たす光量を増やすことで、正面方向の明るさを一層増やすことが可能となる。
この場合、射出角度θin1の光量と、発光層4からの全光量との比が、下記(2)式より大きくなることで、より効果が大きくなる。

Figure 0005771991
Further, as a method of increasing the brightness in the front direction, it is possible to further increase the brightness in the front direction by increasing the amount of light that satisfies the emission angle θin1 of the formula (1) in the light distribution from the light emitting layer 4. .
In this case, the effect is further increased when the ratio of the light amount at the emission angle θin1 and the total light amount from the light emitting layer 4 is larger than the following equation (2).
Figure 0005771991

発光層4の配光分布は、ランベルト・ベールの法則(Lambert)に基づいた完全拡散の配光分布(以下、Lambert分布とする)が一般的である。
図6は、Lambert分布における発光層4からの射出角度θin1ごとの相対積算光量を示している。
射出角度θin1での積算光量は(3)式で表される。

Figure 0005771991
The light distribution of the light emitting layer 4 is generally a perfect diffusion light distribution based on Lambert-Beer's Law (hereinafter referred to as a Lambert distribution).
FIG. 6 shows the relative integrated light amount for each emission angle θin1 from the light emitting layer 4 in the Lambert distribution.
The integrated light quantity at the emission angle θin1 is expressed by equation (3).
Figure 0005771991

(4)式を、射出角度θin1が0度〜90度までの範囲で積算すると180度となり、(4)式を180度で割ることで射出角度θin1の光量と発光層4からの全光量との比を計算できる。
ここで、射出角度θin1の光量と発光層4からの全光量との比が、(2)式より大きくなることで、Lambert分布よりもEL素子1の正面方向に射出する光を増やすことが可能となる。
好ましくは、下記(5)式より大きくなることで、よりEL素子1の正面方向の明るさを増やすことが可能となり好ましい。(5)式において、係数を1.2とすることで光再分配シート7の正面輝度向上効果がより一層大きくなる。

Figure 0005771991
When the expression (4) is integrated in the range of the emission angle θin1 from 0 degrees to 90 degrees, 180 degrees is obtained. By dividing the expression (4) by 180 degrees, the light quantity at the emission angle θin1 and the total light quantity from the light emitting layer 4 are obtained. Can be calculated.
Here, the ratio of the light amount at the emission angle θin1 and the total light amount from the light emitting layer 4 is larger than the expression (2), so that the light emitted in the front direction of the EL element 1 can be increased from the Lambert distribution. It becomes.
Preferably, it becomes larger than the following formula (5), which makes it possible to increase the brightness of the EL element 1 in the front direction. In the formula (5), the front luminance improvement effect of the light redistribution sheet 7 is further increased by setting the coefficient to 1.2.
Figure 0005771991

発光層4からの配光分布について、(1)式を満たす射出角度θin1の光量を、射出角度θin1の光量と発光層4からの全光量との比が(2)式より大きくなることで、EL素子1の正面方向に射出する光量が増大する。さらに、頂角θ3、θ4=86度〜94度の光再分配構造層12によって、サイクルを繰り返すことで光が再分配され、発光層4からの光の配光分布特性について光再配分シート7からの射出角度15度〜20度の光量が相対的に増加し、EL素子1から正面方向に射出する光をさらに増加させることが可能となる。
これに対し、1回目の光再分配シート7からの射出光による配光分布特性だけでは、図4及び図5に示すように、射出角度15度〜20度の光量増加は得られないため、EL素子1は正面方向の射出光を増加させることはできない。
また、頂角θ3、θ4が86度〜94度を外れると正面方向の射出光が低減する不具合が生じる。
Regarding the light distribution from the light emitting layer 4, the ratio of the light quantity at the emission angle θin1 satisfying the expression (1) to the light quantity at the emission angle θin1 and the total light quantity from the light emitting layer 4 is larger than the expression (2). The amount of light emitted in the front direction of the EL element 1 increases. Further, light is redistributed by repeating the cycle by the light redistribution structure layer 12 having apex angles θ3 and θ4 = 86 degrees to 94 degrees, and the light redistribution sheet 7 is obtained with respect to the light distribution characteristics of the light from the light emitting layer 4. Accordingly, the amount of light emitted from the EL element 1 is relatively increased, and the light emitted from the EL element 1 in the front direction can be further increased.
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, only by the light distribution characteristic due to the light emitted from the first light redistribution sheet 7, an increase in the light amount at an emission angle of 15 degrees to 20 degrees cannot be obtained. The EL element 1 cannot increase the emitted light in the front direction.
In addition, when the apex angles θ3 and θ4 deviate from 86 degrees to 94 degrees, there is a problem that the emission light in the front direction is reduced.

図7に、頂角θ3、θ4=86度〜94度を有する光再分配構造層12の、発光層4からの射出角度θin1すなわち光再分配構造層12への入射角度ごとの光利用効率を示す。
ここでの光利用効率とは、光再分配構造層12に入射し反射されるサイクルを繰り返し、EL素子1の外部に射出された光の割合を、EL素子1内の光反射率を80%としてシミュレーションしたものである。この場合、外部に射出された光の方向は関係ないものとする。
例えば、発光層4から射出角度θin1=35度で射出された光の約85%は、外部に射出することが可能である。
FIG. 7 shows the light utilization efficiency of the light redistribution structure layer 12 having apex angles θ3 and θ4 = 86 degrees to 94 degrees for each emission angle θin1 from the light emitting layer 4, that is, for each incident angle to the light redistribution structure layer 12. Show.
The light use efficiency here refers to the ratio of light emitted to the outside of the EL element 1 by repeating the cycle of being incident on and reflected by the light redistribution structure layer 12, and the light reflectance in the EL element 1 is 80%. As a simulation. In this case, the direction of the light emitted to the outside is not relevant.
For example, about 85% of the light emitted from the light emitting layer 4 at the emission angle θin1 = 35 degrees can be emitted to the outside.

図7に示すシミュレーション結果では、発光層4から射出する光が外部へ射出される割合を光利用効率として、射出角度θin1=25度〜50度の範囲で光利用効率80%を超えており、光利用効率が大きい。
そのため、発光層4から射出する光の配光分布特性について、射出角度θin1=25度〜50度の範囲の光量を増大させることで、光再分配構造層12の光利用効率をより大きくすることが可能となる。
In the simulation result shown in FIG. 7, the light utilization efficiency exceeds 80% in the range of the emission angle θin1 = 25 degrees to 50 degrees, where the ratio of the light emitted from the light emitting layer 4 is emitted to the outside as the light utilization efficiency. High light utilization efficiency.
Therefore, with respect to the light distribution characteristics of the light emitted from the light emitting layer 4, the light utilization efficiency of the light redistribution structure layer 12 is further increased by increasing the light quantity in the range of the emission angle θin1 = 25 degrees to 50 degrees. Is possible.

また、図6に示す、Lambert分布での発光層4から射出する光の射出角度θin1ごとの相対積算光量において、射出角度θin1=25度〜50度の領域200内における相対積算光量の比は、Lambert分布での全光量に対して42.5%である。そのため、発光層4から射出する光の配光分布特性について射出角度25度〜50度の範囲の光量の比を42.5%以上にすることでLambert分布よりも光利用効率を大きくすることが可能となる。   Further, in the relative integrated light amount for each emission angle θin1 of the light emitted from the light emitting layer 4 in the Lambert distribution shown in FIG. 6, the ratio of the relative integrated light amount in the region 200 where the emission angle θin1 = 25 degrees to 50 degrees is It is 42.5% with respect to the total light quantity in the Lambert distribution. For this reason, the light distribution efficiency of the light emitted from the light emitting layer 4 can be made larger than the Lambert distribution by making the ratio of the light quantity in the range of the emission angle 25 degrees to 50 degrees 42.5% or more. It becomes possible.

さらに、光利用効率を大きくする方法として、光再分配シート7あるいは接合層10に光拡散機能を付加することが好ましい。
光拡散機能を付加することで、発光層4からの配光分布を変化させることができる。特に、発光層4からの射出角度θin1が50度を超える高角度の光を、その光路に設けた光拡散機能によって射出角度θin1を50度以下にシフトさせることができる。
図7に示すように、光再分配構造層12の光利用効率は、入射角度、すなわち発光層4からの射出角度θin1が50度を超える高角度の光では低下する傾向となる。そのため、発光層4からの射出角度θin1を50度以内にシフトさせた光を用いて、光拡散機能を付加することによって、射出角度θin1が50度を超える高角度の光と同等な射出角度の光を得ることができて光利用効率を向上させることができる。
Further, as a method for increasing the light utilization efficiency, it is preferable to add a light diffusion function to the light redistribution sheet 7 or the bonding layer 10.
By adding the light diffusion function, the light distribution from the light emitting layer 4 can be changed. In particular, light having a high angle of emission angle θin1 from the light emitting layer 4 exceeding 50 degrees can be shifted to 50 degrees or less by the light diffusion function provided in the optical path.
As shown in FIG. 7, the light utilization efficiency of the light redistribution structure layer 12 tends to decrease for light having an incident angle, that is, light having an emission angle θin1 from the light emitting layer 4 exceeding 50 degrees. Therefore, by adding a light diffusion function using light obtained by shifting the emission angle θin1 from the light emitting layer 4 to within 50 degrees, the emission angle θin1 has an emission angle equivalent to that of high-angle light exceeding 50 degrees. Light can be obtained and light utilization efficiency can be improved.

このような光拡散機能は、光再分配構造層12内に設けることが好ましい。
すなわち、光再分配構造層12は、ある特定の角度の光の光利用効率が小さい。例えば、図7に示すように、入射角度、すなわち発光層4からの射出角度θin1が0度〜10度、70度〜85度である領域は光利用効率の小さい領域である。そこで、光再分配構造層12内に光拡散機能を設けることで上述の光利用効率が小さい領域内の光利用効率をより大きくすることが可能となり、好ましい。
Such a light diffusion function is preferably provided in the light redistribution structure layer 12.
That is, the light redistribution structure layer 12 has low light use efficiency of light at a specific angle. For example, as shown in FIG. 7, a region where the incident angle, that is, the emission angle θin1 from the light emitting layer 4 is 0 degrees to 10 degrees, and 70 degrees to 85 degrees is a region with low light utilization efficiency. Therefore, it is preferable to provide a light diffusing function in the light redistribution structure layer 12 because the light utilization efficiency in the region where the light utilization efficiency is small can be further increased.

ここで、光再分配シート7の材料として、発光層4から出射される光B0の波長に対して光透過性を有する各種の材料を使用することができ、例えば、光学部材用のプラスチック材料等を使用することができる。このようなプラスチック材料として、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、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またはアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂等の透明性樹脂が用いられる。   Here, as the material of the light redistribution sheet 7, various materials having light transmittance with respect to the wavelength of the light B0 emitted from the light emitting layer 4 can be used, for example, a plastic material for an optical member, etc. Can be used. Examples of such plastic materials include polyester resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polystyrene resins, MS (acrylic and styrene copolymer) resins, polymethylpentene resins, thermoplastic resins such as cycloolefin polymers, and polyesters. Transparent resins such as radiation curable resins made of oligomers such as acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, or acrylates are used.

また、光再分配シート7は、所望の光学特性に応じて、これらの樹脂中に微粒子を拡散剤として分散させてもよい。
この微粒子として、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる透過性を有する粒子等が使用できる。例えば、無機酸化物として、シリカやアルミナ、酸化チタン等が例示される。また、樹脂として、アクリル、スチレン、スチレンアクリル及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物、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、シリコーン樹脂等を挙げることができる。
これら微粒子は、2種類以上のものを混合して使用してもよい。
In addition, the light redistribution sheet 7 may have fine particles dispersed in these resins as a diffusing agent according to desired optical characteristics.
As the fine particles, particles made of an inorganic oxide, transparent particles made of a resin, or the like can be used. For example, examples of the inorganic oxide include silica, alumina, and titanium oxide. In addition, as resins, acrylic, styrene, styrene acrylic and its cross-linked product, melamine-formalin condensate, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) , Fluorine-containing polymers such as PVDF (polyfluorovinylidene) and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and silicone resins.
These fine particles may be used as a mixture of two or more kinds.

そして、光再分配シート7は、例えば上記の材料を予め形成した金型に流し込み凝固させることで成形することができる。この金型は、各種レンズ形状を有するダイヤモンドバイトを用い、銅メッキを施した金型に対して、第一光再分配部材14の第1光再分配面16及び第二光再分配部材15の第2光再分配面17の形状に対応する部分を切削加工することで製造できる。
また、光再分配シート7は、流し込み凝固により成形する方法の他、熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂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もできる。この際、光再分配シート7は一体的に成形してもよいし、例えば第一光再分配部材14、第二光再分配部材15、そして基材11等にそれぞれ分割して成形し、その後に組み立てるようにしてもよい。いずれの場合にも、内部に光拡散機能を発揮するフィラー等の拡散剤を分散させて成形することができる。
さらに、光再分配シート7には、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(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。帯電防止剤を分散することで、光再分配シート7の防汚性を向上させることができる。
The light redistribution sheet 7 can be molded, for example, by pouring and solidifying the above-mentioned material into a preformed mold. The mold uses diamond tools having various lens shapes, and the first light redistribution surface 16 and the second light redistribution member 15 of the first light redistribution member 14 are formed on a copper plated mold. It can be manufactured by cutting a portion corresponding to the shape of the second light redistribution surface 17.
The light redistribution sheet 7 can be molded by extrusion molding, injection molding, UV molding, or the like using a thermoplastic resin or an ultraviolet curable resin, in addition to a method of molding by casting solidification. At this time, the light redistribution sheet 7 may be integrally molded, for example, divided into the first light redistribution member 14, the second light redistribution member 15, and the base material 11, and then molded. You may make it assemble to. In any case, a diffusing agent such as a filler that exhibits a light diffusing function can be dispersed therein and molded.
Further, in the light redistribution sheet 7, ultrafine particles such as antimony-containing tin oxide (ATO) or tin-containing indium oxide (ITO), which are conductive fine particles, may be dispersed as an antistatic agent. By dispersing the antistatic agent, the antifouling property of the light redistribution sheet 7 can be improved.

光再分配シート7において、UV成形法などにより光再分配構造層12と基材11を別に成形する場合には、基材11として、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からなる延伸又は未延伸の透明なフィルムを使用することもできる。
基材11の厚みは、用いる材料の剛性等の特性にもよるが、50〜300μmとすることが、加工性および取扱いの面から見て好ましい。
In the light redistribution sheet 7, when the light redistribution structure layer 12 and the base material 11 are separately molded by UV molding or the like, cellulose triacetate, polyester, polyamide, polyimide, polypropylene, polymethylpentene, A stretched or unstretched transparent film made of a thermoplastic resin such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polymethyl methacrylate, polycarbonate, or polyurethane can also be used.
The thickness of the substrate 11 is preferably 50 to 300 μm from the viewpoint of workability and handling, although it depends on characteristics such as rigidity of the material used.

また、光再分配構造層12と基材11の組み立てには、上述した接合層10と同様の粘着剤、接着剤及び両面テープ等を用いることができる。光再分配構造層12と基材11を強固に接着させるために、光再分配構造層12と基材11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たり、光再分配構造層12にプライマ層の機能を付加したりしてもよいし、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。
また、本実施形態による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置においては、上述した本実施形態によるEL素子1を備えることで、光の利用効率を向上させることができる。
For the assembly of the light redistribution structure layer 12 and the base material 11, the same adhesive, adhesive, double-sided tape and the like as those of the bonding layer 10 described above can be used. In order to firmly bond the light redistribution structure layer 12 and the base material 11, a primer layer having high adhesion to both materials is provided between the light redistribution structure layer 12 and the base material 11, or light redistribution is performed. A function of a primer layer may be added to the structural layer 12, or an easy adhesion process such as a corona discharge process may be performed.
Moreover, in the illumination device, the display device, and the liquid crystal display device according to the present embodiment, the use efficiency of light can be improved by providing the EL element 1 according to the present embodiment described above.

上述のように、本実施形態によるEL素子1によれば、発光構造体8の陽極5と陰極6の間に電圧を印加して発光層4から光BOを射出させる。発光層4から出射した光B0は第1の基板2を透過して光再分配シート7に入射する。光再分配シート7では、発光層4からの光B0の一部を透過光B2として外部に透過させ、残りの光B1をEL素子1内に反射させる。反射された光B1は、光反射層9(陰極6)に向かう光B3となり、光反射層9に入射して反射させられ、再度光再分配シート7の方向に向かう光B4となる。   As described above, according to the EL element 1 according to the present embodiment, a voltage is applied between the anode 5 and the cathode 6 of the light emitting structure 8 to emit light BO from the light emitting layer 4. The light B0 emitted from the light emitting layer 4 passes through the first substrate 2 and enters the light redistribution sheet 7. In the light redistribution sheet 7, a part of the light B 0 from the light emitting layer 4 is transmitted to the outside as transmitted light B 2, and the remaining light B 1 is reflected into the EL element 1. The reflected light B <b> 1 becomes light B <b> 3 directed toward the light reflecting layer 9 (cathode 6), is incident on the light reflecting layer 9, reflected, and becomes light B <b> 4 again directed toward the light redistribution sheet 7.

この反射光B4は、再度、第1の基板2を透過して光再分配シート7に入射させられるが、光再分配シート7への入射角度によってその一部が透過光B2となって光再分配シート7の外部に射出し、残りの光は反射光B1となって再度EL素子1内に反射する。
そして、再度反射した光B1は、光再分配シート7を透過する透過光B2になるまで、光B1、光B3、光B4の反射光路のサイクルを複数回繰り返すことになる。これにより、光再分配シート7を透過した光B2の進行方向を照射方向Fへ向けてそろえることが可能になり、EL素子1の指向性を強くして光の利用効率を向上させることができる。
The reflected light B4 is again transmitted through the first substrate 2 and is incident on the light redistribution sheet 7. However, a part of the reflected light B4 becomes transmitted light B2 depending on the incident angle to the light redistribution sheet 7. The light is emitted to the outside of the distribution sheet 7 and the remaining light is reflected into the EL element 1 again as reflected light B1.
Then, the reflected light path of the light B1, the light B3, and the light B4 is repeated a plurality of times until the light B1 reflected again becomes the transmitted light B2 that passes through the light redistribution sheet 7. This makes it possible to align the traveling direction of the light B2 that has passed through the light redistribution sheet 7 in the irradiation direction F, thereby enhancing the directivity of the EL element 1 and improving the light utilization efficiency. .

上述のように本実施形態によるEL素子1によれば、光再分配シート7は、その光出射側に設けた光再分配構造層12が、第1の基板2の表面に沿う第1の方向Xに延びていて頂角θ3が86度〜94度の範囲に形成された一対の第1光再分配面16を有する第一再配分部材14と、第1の方向Xに対して80度〜90度の角度φで交差する第2の方向Yに延びていて互いに交差して形成される頂角θ4が86度〜94度の範囲に形成された一対の第2光再分配面17を有する第二再配分部材15とを配列して備えたため、発光層4から発光する光が所定の配光分布を有することで光の指向性を向上させることができ、光再分配構造層12によって所定の配光分布を持たせて光再分配シート7からの外部光取り出し効率を向上させることができる。
また、本実施形態による照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置は、上述したEL素子1を備えることで光の利用効率を向上させることができる。
As described above, according to the EL element 1 according to the present embodiment, the light redistribution sheet 7 has the light redistribution structure layer 12 provided on the light emitting side in the first direction along the surface of the first substrate 2. A first redistribution member 14 having a pair of first light redistribution surfaces 16 extending in X and having an apex angle θ3 formed in the range of 86 to 94 degrees, and 80 degrees to the first direction X It has a pair of second light redistribution surfaces 17 extending in the second direction Y intersecting at an angle φ of 90 degrees and having an apex angle θ4 formed so as to intersect each other in the range of 86 degrees to 94 degrees. Since the second redistribution member 15 is arranged and provided, the light emitted from the light emitting layer 4 has a predetermined light distribution, so that the directivity of the light can be improved. The efficiency of extracting external light from the light redistribution sheet 7 can be improved by providing .
Moreover, the illumination device, the display device, and the liquid crystal display device according to the present embodiment can improve the light use efficiency by including the EL element 1 described above.

以上、本発明の実施形態に係るEL素子1及びこれを備えた照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態は、光再分配シート7の代表的な例であり、本実施形態のEL素子1の特性を損なうものでない限り、本実施形態で用いた以外の材料や構造、プロセスなどを採用して光再分配シート7を構成することが可能である。
例えば、変形例による光再分配構造層20として、第一光再分配部材14と第二光再分配部材15との配列構造に代えて、図8に示すように、所定のピッチで形成された凸状の第1のプリズム21とこれに略直交する方向に形成された凸状の第2のプリズム22とを組み合わせて配列させた形状としてもよい。
As described above, the EL element 1 according to the embodiment of the present invention and the lighting device, the display device, and the liquid crystal display device including the EL element 1 have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and departs from the spirit thereof. It is possible to change appropriately within the range not to be.
For example, this embodiment is a typical example of the light redistribution sheet 7, and materials, structures, processes, and the like other than those used in this embodiment are used unless the characteristics of the EL element 1 of this embodiment are impaired. It is possible to configure the light redistribution sheet 7 by adopting it.
For example, the light redistribution structure layer 20 according to the modification is formed at a predetermined pitch as shown in FIG. 8 instead of the arrangement structure of the first light redistribution member 14 and the second light redistribution member 15. The convex first prism 21 and the convex second prism 22 formed in a direction substantially orthogonal to the first prism 21 may be combined and arranged.

プリズムが一方向に配列されたプリズムシートは、プリズムの斜面により、入射された光B1の配光分布をプリズムが配列されている方向に偏光制御させることが可能である。そのため、一方向に並べられたプリズムを用いた場合、1次元的に配光分布の調整が可能となる。しかし、EL素子1を照明用途として用いる場合には、少なくとも2次元的に配光分布を調整する必要がある。すなわち、例えば照明装置の設置場所によって、ある特定方向は照射する必要がない場合には、広い配光分布特性に代えて正面方向の輝度向上特性が要求される。
あるいは、プリズムシートに入射された光B1が非対称な配光分布になる場合であって、照明装置から外部に出射される光B2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には、照明装置から出射される光B2の配光分布を1次元的な調整で対称な配光分布に偏光することが困難であり、2次元的な調整が求められる。
The prism sheet in which the prisms are arranged in one direction can control the polarization of the light distribution of the incident light B1 in the direction in which the prisms are arranged by the slope of the prism. Therefore, when the prisms arranged in one direction are used, the light distribution can be adjusted one-dimensionally. However, when the EL element 1 is used for illumination, it is necessary to adjust the light distribution distribution at least two-dimensionally. That is, for example, when there is no need to irradiate a specific direction depending on the installation location of the lighting device, a luminance enhancement characteristic in the front direction is required instead of a wide light distribution characteristic.
Alternatively, when the light B1 incident on the prism sheet has an asymmetric light distribution, the light distribution of the light B2 emitted from the illumination device to the outside is required to be a symmetric light distribution. In this case, it is difficult to polarize the light distribution of the light B2 emitted from the illumination device into a symmetrical light distribution by one-dimensional adjustment, and two-dimensional adjustment is required.

このような場合、図8に示すように、光再分配シート19の光再分配構造層20をプリズム21、22が略直交して配列されたクロスプリズムの形態にすることで、光を2次元的に調整することが可能になる。そのため、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る。そして、このような光再分配構造層20を備えたEL素子1を用いた照明装置は、軽量化、薄型化、低コスト化を図ることが可能になる。
また、光再分配構造層20に入射された光B1を略同一方向に偏向し、任意の方向に光を集光することを可能にするためには、第1のプリズム20及び第2のプリズム21の斜面を平坦面にすることが好ましい。
なお、第1のプリズム21及び第2のプリズム22の形状は同一でも良いし、大きさ寸法の異なる相似形状でもよいし異なっていても良い。
In such a case, as shown in FIG. 8, the light redistribution structure layer 20 of the light redistribution sheet 19 is formed in the form of a cross prism in which prisms 21 and 22 are arranged substantially orthogonally, thereby allowing light to be two-dimensionally distributed. Adjustment is possible. Therefore, it is possible to adjust to an appropriate light distribution without adding a new lens sheet. And the illuminating device using the EL element 1 provided with such a light redistribution structure layer 20 can achieve weight reduction, thickness reduction, and cost reduction.
Further, in order to deflect the light B1 incident on the light redistribution structure layer 20 in substantially the same direction and collect the light in an arbitrary direction, the first prism 20 and the second prism The slope of 21 is preferably a flat surface.
The shapes of the first prism 21 and the second prism 22 may be the same, may be similar shapes with different sizes, or may be different.

さらに、図9、図10に例示するように、光再分配シート7の光再分配構造層24は、底辺が多角形、例えば四角形である多角錐凸レンズ25あるいは多角錐凹レンズ26を、その頂点である頂部25a、26aが第1の方向X及び第2の方向Yに配列されるように隙間無く配列させた形態のものを採用してもよい。
多角錐凸レンズ25あるいは多角錐凹レンズ26は、隙間を介在させて配列させることも可能であるが、多角錐凸レンズ25間、多角錐凹レンズ26間の隙間を無くして配列させることで、光再分配構造層24における各傾斜面(第1光再分配面27、第2光再分配面28)において入射した光B1の偏向に寄与しない平坦部を無くすことができるから、光の外部取り出し効率がより高いEL素子1を実現することが可能になる。また、各レンズ26,27を隙間無く配列することで、平坦部による微細構造が形成されないため、光の回折現象による色ムラの発生を防止することも可能になる。
Furthermore, as illustrated in FIGS. 9 and 10, the light redistribution structure layer 24 of the light redistribution sheet 7 has a polygonal pyramidal convex lens 25 or a polygonal pyramidal concave lens 26 having a polygonal base, for example, a quadrangle, at its apex. You may employ | adopt the form arrange | positioned without gap so that the certain top parts 25a and 26a may be arranged in the 1st direction X and the 2nd direction Y.
The polygonal pyramid convex lens 25 or the polygonal pyramidal concave lens 26 can be arranged with a gap interposed therebetween, but the light redistribution structure can be arranged by eliminating the gap between the polygonal pyramidal convex lens 25 and the polygonal pyramidal concave lens 26. Since the flat portions that do not contribute to the deflection of the incident light B1 on each inclined surface (the first light redistribution surface 27 and the second light redistribution surface 28) in the layer 24 can be eliminated, the light extraction efficiency is higher. The EL element 1 can be realized. In addition, by arranging the lenses 26 and 27 without any gaps, a fine structure due to the flat portion is not formed, so that it is possible to prevent color unevenness due to light diffraction.

多角錐凸レンズ25あるいは多角錐凹レンズ26を隙間なく配置するには、例えば図11(a)、(b)、(c)に示すように、レンズの底面27,28,29を正六角形、正方形、正三角形等の任意の略同一の形状のものとし、規則的に配列させることなどがよい。各底面27、28,29の形状を略同一にすることは、光再分配構造層24の寸法及び形状を略同一にすることとなり、明るさの面内ムラが生じないEL素子1を実現することが可能になる。
例えば、図11(a)において底面27が正六角形の場合等には、底面27同士の隣接部が直線ではなく、より複雑なジクザグ線となるため、EL素子1に画素パターンを設けた場合に、底面27同士の連結部の形状とEL素子1の画素パターンとの干渉により発生するモアレを防ぐことが可能になるので、より好ましい。
In order to arrange the polygonal pyramidal convex lens 25 or the polygonal pyramidal concave lens 26 without a gap, for example, as shown in FIGS. 11 (a), (b), and (c), the bottom surfaces 27, 28, and 29 of the lens are formed as regular hexagons, squares, It is preferable that they have arbitrary substantially identical shapes such as equilateral triangles and are regularly arranged. Making the shapes of the bottom surfaces 27, 28, and 29 substantially the same makes the size and shape of the light redistribution structure layer 24 substantially the same, thereby realizing the EL element 1 in which no in-plane brightness unevenness occurs. It becomes possible.
For example, in the case where the bottom surface 27 is a regular hexagon in FIG. 11A, the adjacent portion between the bottom surfaces 27 is not a straight line but a more complicated zigzag line, and thus when the EL element 1 is provided with a pixel pattern. It is more preferable because it is possible to prevent moiré caused by interference between the shape of the connecting portion between the bottom surfaces 27 and the pixel pattern of the EL element 1.

さらに、光再分配構造層24は、形状の異なる多角錐凸レンズあるいは多角錐凹レンズを複数用いて配列して構成するようにしてもよい。この場合、異なるレンズの底面27,28,29の形状を同じにしてもよいし異なる形状にしてもよい。底面27,28,29の形状が異なる場合であっても、例えば図12に示すように、底面を正八角形30と正方形31の組み合わせとする等して隙間なく配列することが好ましい。
また、図9において、光再分配シート7の光再分配構造層24を、底面28が四角形の四角錐凸レンズ25となる形状として隙間無く配列した構成について示したものである。
Further, the light redistribution structure layer 24 may be configured by arranging a plurality of polygonal pyramidal convex lenses or polygonal pyramidal concave lenses having different shapes. In this case, the bottom surfaces 27, 28, and 29 of different lenses may have the same shape or different shapes. Even when the shapes of the bottom surfaces 27, 28, and 29 are different, it is preferable that the bottom surfaces are arranged without gaps, for example, as shown in FIG. 12 by combining the regular octagon 30 and the square 31.
FIG. 9 shows a configuration in which the light redistribution structure layer 24 of the light redistribution sheet 7 is arranged without a gap so that the bottom surface 28 becomes a quadrangular pyramidal convex lens 25.

また、EL素子1から出射する光B2の配光分布を対称にすることが求められる場合には、底面28を略正方形に形成し、4面ある傾斜面の傾斜角度を略同一とした正四角錐形状をなす多角錐凸レンズ25とすることが好ましい。   When it is required to make the light distribution of the light B2 emitted from the EL element 1 symmetrical, a regular quadrangular pyramid in which the bottom surface 28 is formed in a substantially square shape and the inclination angles of the four inclined surfaces are substantially the same. It is preferable that the polygonal pyramid convex lens 25 has a shape.

EL素子1から出射する光B2の配光分布を非対称にすることが求められる場合には、底面28を長辺(例えば第1の方向X)と短辺(例えば第2の方向Y)を有する長方形とした四角錐凸レンズ25に形成してもよい。底面28を長方形とすることで、短辺側で対向する2つの傾斜面の傾斜角度と、長辺側で対向する2つの傾斜面の傾斜角度とが異なるため、EL素子1から出射する光B2の配光分布を第1の方向Xと第2の方向Yとで非対称にすることが可能になる。   When it is required to make the light distribution of the light B2 emitted from the EL element 1 asymmetric, the bottom surface 28 has a long side (for example, the first direction X) and a short side (for example, the second direction Y). You may form in the rectangular pyramid convex lens 25 made into the rectangle. By making the bottom surface 28 rectangular, the inclination angle of the two inclined surfaces facing each other on the short side is different from the inclination angle of the two inclined surfaces facing each other on the long side, so that the light B2 emitted from the EL element 1 Can be made asymmetric in the first direction X and the second direction Y.

図10は、光再分配シート7の光再分配構造層24を、底面28が四角形をなす四角錐凹レンズ26として隙間無く配列された形態に構成したものである。この四角錐凹レンズ26による光再分配構造層24は、光再分配構造層24に入射された光B1を光再分配シート7の垂直上向きである照射方向Fに出射するように取り出すために形成されている。
なお、光再分配構造層24を四角錐凹レンズ26により配列構成すると、光再分配構造層24の最も高い位置である頂部が点ではなく四角形線状の稜線となるため、耐擦性が向上するという点で好ましい。
FIG. 10 shows a configuration in which the light redistribution structure layer 24 of the light redistribution sheet 7 is arranged without gaps as a quadrangular pyramidal concave lens 26 having a bottom surface 28 forming a square shape. The light redistribution structure layer 24 by the quadrangular pyramid concave lens 26 is formed to take out the light B1 incident on the light redistribution structure layer 24 so as to be emitted in the irradiation direction F that is vertically upward of the light redistribution sheet 7. ing.
Note that when the light redistribution structure layer 24 is arranged by the quadrangular pyramidal concave lenses 26, the top portion of the light redistribution structure layer 24 which is the highest position is not a point but a quadrangular ridgeline, so that the abrasion resistance is improved. This is preferable.

また、EL素子1から出射する光B2の配光分布を対称に形成する要求がある場合には、底面28を略正方形に形成し、四角錐凹レンズ26の4面ある斜面の傾斜角度を略同一とすることが好ましい。
また、EL素子1から出射される光B2の配光分布を非対称に形成する要求がある場合には、底面28を長辺と短辺を有する長方形とした四角錐凹レンズ26に形成してもよい。底面28を長方形とすることで、四角錐凹レンズ26の短辺方向の傾斜面の傾斜角度と長辺方向の傾斜面の傾斜角度とが異なるため、EL素子1から出射する光B2の配光分布を長辺方向と短辺方向とで非対称に形成することが可能になる。
なお、同様の理由から、光再分配構造層24がプリズムレンズまたは四角錐レンズ形状を配列したことにより構成される場合、その先端頂部をカットして略平坦にして四角錐台形状としたり、丸みをつけて凸曲面状に形成してもよい。
Further, when there is a demand to form a symmetrical distribution of the light B2 emitted from the EL element 1, the bottom surface 28 is formed in a substantially square shape, and the inclination angles of the four inclined surfaces of the quadrangular pyramidal concave lens 26 are substantially the same. It is preferable that
Further, when there is a demand to form an asymmetric distribution of the light B2 emitted from the EL element 1, the bottom surface 28 may be formed as a rectangular pyramid concave lens 26 having a long side and a short side. . By making the bottom surface 28 rectangular, the inclination angle of the inclined surface in the short side direction of the quadrangular pyramidal concave lens 26 is different from the inclination angle of the inclined surface in the long side direction, so that the light distribution of the light B2 emitted from the EL element 1 is distributed. Can be formed asymmetrically between the long side direction and the short side direction.
For the same reason, when the light redistribution structure layer 24 is configured by arranging prism lenses or quadrangular pyramid lens shapes, the top of the tip is cut to be substantially flat to have a quadrangular pyramid shape or rounded shape. May be formed into a convex curved surface.

さらに、光再分配構造層24が図8に示すようなプリズムレンズ21、22又は図9に示すような四角錐凸レンズ25等により構成される場合、プリズム形状をなす2つの傾斜面や四角錐形状をなす4つの傾斜面を、凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させることも可能である。光再分配構造層24における各傾斜面を凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させると、各傾斜面を直線状にした場合と比較して、光再分配構造層24の第1、第2光再分配面16,17、27,28に入射された光B1を広範囲な角度で偏向させることが可能になる。
また、光再分配構造層24に入射された光B1が、視野方向に対する角度を変更させられた場合、色味が変化する色ズレの課題が生じると、光再分配構造層24の傾斜面を凸曲面状又は凹曲面状に湾曲させて発光層4からの光B0を広範囲な角度で偏向させることで、発光層4の光B0の色味を視野方向に対する角度に依存しないように均一化できる。
Furthermore, when the light redistribution structure layer 24 is constituted by the prism lenses 21 and 22 as shown in FIG. 8 or the quadrangular pyramid convex lens 25 as shown in FIG. 9, two inclined surfaces forming a prism shape or a quadrangular pyramid shape. It is also possible to curve the four inclined surfaces forming a convex curved surface or a concave curved surface. When each inclined surface in the light redistribution structure layer 24 is curved into a convex curved surface shape or a concave curved surface shape, the first and second lights of the light redistribution structure layer 24 are compared with the case where each inclined surface is linear. The light B1 incident on the redistribution surfaces 16, 17, 27, and 28 can be deflected over a wide range of angles.
In addition, when the light B1 incident on the light redistribution structure layer 24 is changed in the angle with respect to the viewing direction, if a problem of color misregistration that changes in color occurs, the inclined surface of the light redistribution structure layer 24 is changed. By deflecting the light B0 from the light emitting layer 4 at a wide range of angles by curving into a convex or concave shape, the color of the light B0 of the light emitting layer 4 can be made uniform without depending on the angle with respect to the viewing direction. .

光再分配構造層24に形成された単一の凹部または凸部の基材11表面での幅は、回折光が発生し難く照射方向Fから視認され難いように、20μm〜200μmの範囲内に設定することが望ましい。なお、この幅とは、プリズムレンズの場合には断面三角形の底辺の幅、四角錐形状の場合は底面28の一辺の幅である。   The width of the single concave portion or convex portion formed on the light redistribution structure layer 24 on the surface of the base material 11 is within a range of 20 μm to 200 μm so that diffracted light hardly occurs and is difficult to be visually recognized from the irradiation direction F. It is desirable to set. In the case of a prism lens, this width is the width of the bottom of a triangular section, and in the case of a quadrangular pyramid, the width of one side of the bottom surface 28.

次に、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ94度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、16.3度となる。
上記の光再分配シート19を光再分配シート7に代えてEL素子1に配設させて、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)によって測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は、0.020であった。((2)式の値は、0.017であった。)
Next, examples of the present invention will be described.
Example 1
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 are 94 degrees.
In this case, the emission angle θin1 is 16.3 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was disposed in the EL element 1 instead of the light redistribution sheet 7, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
Note that the ratio between the light amount of the first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 and the total light amount emitted from the light emitting layer 4 was 0.020. (The value of the formula (2) was 0.017.)

(比較例1)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ96度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、15.9度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設させて、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は、0.020であった。((2)式の値は、0.017であった。)
(Comparative Example 1)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 were each 96 degrees.
In this case, the injection angle θin1 is 15.9 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was placed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
Note that the ratio between the light amount of the first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 and the total light amount emitted from the light emitting layer 4 was 0.020. (The value of the formula (2) was 0.017.)

(実施例2)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ86度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、18.2度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設させて、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は、0.020であった。((2)式の値は、0.017であった。)
(Example 2)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 were each 86 degrees.
In this case, the injection angle θin1 is 18.2 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was placed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
Note that the ratio between the light amount of the first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 and the total light amount emitted from the light emitting layer 4 was 0.020. (The value of the formula (2) was 0.017.)

(比較例2)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す、光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ84度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、18.7度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設して、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は、0.020であった。((2)式の値は、0.017であった。)
(Comparative Example 2)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 are 84 degrees.
In this case, the injection angle θin1 is 18.7 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was disposed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
Note that the ratio between the light amount of the first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 and the total light amount emitted from the light emitting layer 4 was 0.020. (The value of the formula (2) was 0.017.)

(比較例3)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す、光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ94度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、16.3度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設して、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は0.015であった。この値が(2)式の値である0.017を超えていない点で本発明から外れている。
(Comparative Example 3)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 are 94 degrees.
In this case, the emission angle θin1 is 16.3 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was disposed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
The ratio of the amount of first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 to the total amount of light emitted from the light emitting layer 4 was 0.015. This value departs from the present invention in that it does not exceed 0.017, which is the value of equation (2).

(比較例4)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ86度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、18.2度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設させて、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は0.015であった。この値が(2)式の値である0.017を超えていない点で本発明から外れている。
(Comparative Example 4)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 were each 86 degrees.
In this case, the injection angle θin1 is 18.2 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was placed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
The ratio of the amount of first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 to the total amount of light emitted from the light emitting layer 4 was 0.015. This value departs from the present invention in that it does not exceed 0.017, which is the value of equation (2).

(実施例3)
基材11としてPETフィルム(厚さ:188μm)を使用し、屈折率1.52のUV硬化型樹脂を用いて図8に示す光再分配シート19をUV成形法により作成した。光再分配シート19において、頂角θ3、θ4をそれぞれ94度とした。
この場合、射出角度θin1は(1)式より、16.3度となる。
上記の光再分配シート19をEL素子1に配設させて、EL素子1の正面輝度を輝度計(TOPCOM製:SR−3A)にて測定した。
なお、EL素子1の射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比は、0.021であった。((2)式の値は、0.017であった。)
(Example 3)
A PET film (thickness: 188 μm) was used as the substrate 11, and a light redistribution sheet 19 shown in FIG. 8 was prepared by a UV molding method using a UV curable resin having a refractive index of 1.52. In the light redistribution sheet 19, the apex angles θ3 and θ4 are 94 degrees.
In this case, the emission angle θin1 is 16.3 degrees from the equation (1).
The light redistribution sheet 19 was placed on the EL element 1, and the front luminance of the EL element 1 was measured with a luminance meter (manufactured by TOPCOM: SR-3A).
Note that the ratio between the light amount of the first emitted light having the emission angle θin1 of the EL element 1 and the total light amount emitted from the light emitting layer 4 was 0.021. (The value of the formula (2) was 0.017.)

上述した実施例1〜3と比較例1〜4の正面輝度の測定結果を表1に示す。なお、これら実施例や比較例の各正面輝度は、光再分配シート19を設けない状態でのEL素子1の正面輝度を1とした場合の相対値である。
なお、各EL素子1の反射率は50%である。
Table 1 shows the measurement results of the front luminance of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 described above. In addition, each front brightness | luminance of these Examples and a comparative example is a relative value when the front brightness | luminance of the EL element 1 in the state which does not provide the light redistribution sheet 19 is set to 1.
The reflectivity of each EL element 1 is 50%.

Figure 0005771991
Figure 0005771991

表1に示す結果から、実施例1〜3と比較例1〜4とを比較すると、各実施例による光再分配シート19の形状における頂角θ3、θ4を86度〜94度とすることで、比較例1〜4と比較して正面輝度の上昇効果の一層の向上が確認された。
また、実施例1〜2と比較例3〜4とを比較すると、本実施例の形状にて、(1)式を満たす射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と発光層4から射出する全光量との比を(2)式より大きくすることで、正面輝度の上昇効果の向上が確認された。
From the results shown in Table 1, when Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are compared, the apex angles θ3 and θ4 in the shape of the light redistribution sheet 19 according to each example are set to 86 to 94 degrees. Further, it was confirmed that the front luminance increase effect was further improved as compared with Comparative Examples 1 to 4.
Moreover, when Examples 1-2 and Comparative Examples 3-4 are compared, the light quantity of the 1st emission light which has the emission angle (theta) in1 which satisfy | fills (1) Formula, and it injects from the light emitting layer 4 with the shape of a present Example. It was confirmed that the effect of increasing the front luminance was improved by increasing the ratio with respect to the total light quantity to be larger than the expression (2).

実施例1、2と実施例3とを比較すると、(5)式に代入することで、正面輝度の向上が1.5となり、より効果が大きくなることを確認した。   When Examples 1 and 2 were compared with Example 3, it was confirmed that, by substituting into the formula (5), the front brightness was improved to 1.5, and the effect was further increased.

1 EL素子
2 第1の基板(透光性基板)
3 第2の基板
4 発光層
5 陽極
6 陰極(光反射層)
7 光再分配シート
8 発光構造体
9 光反射層
10 接合層
11 基材
12、20 光再分配構造層(凹凸部)
14 第一光再分配部材
15 第二光再分配部材
16 第1光再分配面
17 第2光再分配面
21 第1のプリズム
22 第2のプリズム
1 EL element 2 First substrate (translucent substrate)
3 Second substrate 4 Light emitting layer 5 Anode 6 Cathode (light reflection layer)
7 Light Redistribution Sheet 8 Light-Emitting Structure 9 Light Reflective Layer 10 Bonding Layer 11 Base Material 12, 20 Light Redistribution Structure Layer (Roughness)
14 First light redistribution member 15 Second light redistribution member 16 First light redistribution surface 17 Second light redistribution surface 21 First prism 22 Second prism

Claims (8)

透光性基板と、前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたEL素子であって、
前記透光性基板の前記一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、
前記発光層に対して前記光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、
前記光再分配シートは光再分配構造を有しており、
該光再分配構造は、前記透光性基板に沿う第1の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面と、
前記第1の方向に対して80度以上90度以内の角度で交差する第2の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面とを備えて形成され、
前記発光層は、下記(1)式を満たす射出角度θin1を有する第1の射出光の光量と前記発光層から射出する全光量との比が下記(2)式より大きいことを特徴とするEL素子。
Figure 0005771991
Figure 0005771991
但し、θ1:第1光再分配面、第2光再分配面の傾斜角度、
θin:発光層から射出された光の射出角度、
n:光再分配シートの屈折率。
An EL device comprising a translucent substrate, and a light emitting layer provided on one surface of the translucent substrate and sandwiched between an anode and a cathode,
A light redistribution sheet that is provided on the other surface facing the one surface of the translucent substrate and emits incident light;
A light reflecting layer provided on the opposite side of the light redistribution sheet with respect to the light emitting layer,
The light redistribution sheet has a light redistribution structure;
The light redistribution structure extends in a first direction along the translucent substrate and is formed to be inclined so that the angle of the top formed by intersecting each other is 86 degrees or more and 94 degrees or less. A first light redistribution surface of
The top portion extending in the second direction intersecting with the first direction at an angle of 80 degrees or more and 90 degrees or less and tilted so that the top angle formed by intersecting each other is 86 degrees or more and 94 degrees or less. And a pair of second light redistribution surfaces formed
The EL, wherein the light emitting layer has a ratio of the amount of the first emitted light having an emission angle θin1 satisfying the following formula (1) and the total amount of light emitted from the light emitting layer larger than the following formula (2): element.
Figure 0005771991
Figure 0005771991
Where θ1: the inclination angle of the first light redistribution surface and the second light redistribution surface,
θin: emission angle of light emitted from the light emitting layer,
n: Refractive index of the light redistribution sheet.
透光性基板と、前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層とを備えたEL素子であって、
前記透光性基板の前記一方の面に対向する他方の面に設けられていて入射光を射出する光再分配シートと、
前記発光層を間にして前記光再分配シートの反対側に設けられた光反射層とを備えており、
前記光再分配シートは、光再分配構造を有しており、
前記光再分配構造は、前記透光性基板に沿う第1の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第1光再分配面と、
前記第1の方向に対して80度以上90度以内の角度で交差する第2の方向に延びていて互いに交差して形成される頂部の角度が86度以上94度以内となるように傾斜して形成された一対の第2光再分配面とを備えて形成され、
前記発光層は、下記の(3)式を満たす範囲の射出角度θin2を有する第2の射出光の光量が、前記発光層から射出する全光量の42.5%以上であることを特徴とするEL素子。
Figure 0005771991
但し、θin2:発光層から射出された光の射出角度。
An EL device comprising a translucent substrate, and a light emitting layer provided on one surface of the translucent substrate and sandwiched between an anode and a cathode,
A light redistribution sheet that is provided on the other surface facing the one surface of the translucent substrate and emits incident light;
A light reflecting layer provided on the opposite side of the light redistribution sheet with the light emitting layer in between,
The light redistribution sheet has a light redistribution structure,
The light redistribution structure extends in a first direction along the translucent substrate and is formed to be inclined so that an angle of a top portion formed by intersecting each other is 86 degrees or more and 94 degrees or less. A first light redistribution surface of
The top portion extending in the second direction intersecting with the first direction at an angle of 80 degrees or more and 90 degrees or less and tilted so that the top angle formed by intersecting each other is 86 degrees or more and 94 degrees or less. And a pair of second light redistribution surfaces formed
The light emitting layer is characterized in that the amount of second emitted light having an emission angle θin2 in a range satisfying the following expression (3) is 42.5% or more of the total amount of light emitted from the light emitting layer. EL element.
Figure 0005771991
Where θin2 is an emission angle of light emitted from the light emitting layer.
前記一対の第1光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第一光再分配部材とされ、前記一対の第2光再分配面は断面略三角形のプリズム形状を有する第二光再分配部材とされている請求項1または2に記載されたEL素子。   The pair of first light redistribution surfaces serves as a first light redistribution member having a prism shape with a substantially triangular cross section, and the pair of second light redistribution surfaces has a prism shape with a substantially triangular cross section. The EL element according to claim 1, wherein the EL element is a member. 前記光再分配シートまたは該光再分配シートの接合層に光拡散機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたEL素子。   The EL device according to claim 1, wherein the light redistribution sheet or a bonding layer of the light redistribution sheet has a light diffusion function. 前記光再分配シートの光再分配構造部に光拡散機能を有することを特徴とする請求項4に記載されたEL素子。   The EL device according to claim 4, wherein the light redistribution structure portion of the light redistribution sheet has a light diffusion function. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された前記EL素子を発光手段として備えていることを特徴とする照明装置。   An illumination device comprising the EL element according to claim 1 as a light emitting unit. 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された前記EL素子を備え、該EL素子が画素駆動されるように構成されていることを特徴とするディスプレイ装置。   A display apparatus comprising the EL element according to claim 1, wherein the EL element is configured to be pixel-driven. 画像表示素子を備えてな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、請求項1から請求項5のいずれかに記載されたEL素子、あるいは請求項6に記載された照明装置を配設して構成されている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 image display element,
A liquid crystal comprising the EL element according to any one of claims 1 to 5 or the illumination device according to claim 6 provided on a back surface of the image display element. Display device.
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US7458704B2 (en) * 2005-12-14 2008-12-02 Konica Minolta Opto, Inc. Optical element and illuminating device
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JP2008003525A (en) * 2006-06-26 2008-01-10 Fujifilm Corp Optical functional sheet and manufacturing method thereof
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