JP6176892B2 - Illumination device, liquid crystal display device, and display device - Google Patents

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Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）を備えると共に、光取り出し部材を用いた照明装置、液晶ディスプレイ装置及びディスプレイ装置に関するものである。   The present invention includes an EL device (electroluminescence device) used for a flat panel display, a backlight for liquid crystal, a light source for illumination, an electric decoration, a light source for signage, and the like, and an illumination device and a liquid crystal display using a light extraction member The present invention relates to a device and a display device.

一般に、有機ＥＬ素子は、透光性基板上に蛍光有機化合物を含む発光層を陽極と陰極で挟んだ構造を有する。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光に至る。   In general, an organic EL element has a structure in which a light emitting layer containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an anode and a cathode on a translucent substrate. Then, a DC voltage is applied to the anode and the cathode, electrons and holes are injected into the light emitting layer and recombined to generate excitons, and light emission when the excitons are deactivated is utilized. It leads to light emission.

従来、これらＥＬ素子において、発光層から射出した光線が透光性基板から射出する際、透光性基板上において全反射し、光線がロスするという問題があった。この場合、ＥＬ素子の光の外部取り出し効率は一般に２０％程度と言われている。そのため、高輝度が必要になればなるほどより多くの投入電力が必要になるという問題があり、その場合、素子に及ぼす負荷が増大し、素子自体の信頼性を低下させる。   Conventionally, in these EL elements, when the light emitted from the light emitting layer is emitted from the translucent substrate, there is a problem that the light is totally reflected on the translucent substrate and the light is lost. In this case, the light extraction efficiency of the EL element is generally said to be about 20%. For this reason, there is a problem that the higher the luminance is, the more input power is required. In this case, the load on the element increases and the reliability of the element itself is lowered.

この光の外部取り出し効率を向上させる目的で、素子基板に微細な凹凸を形成し、全反射によりロスしている光線を外部に取り出すという方法が提案されている。例えば、特許文献１では、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。   In order to improve the external extraction efficiency of light, a method has been proposed in which fine irregularities are formed on the element substrate and a light beam lost due to total reflection is extracted to the outside. 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.

特開２００２−２６０８４５号公報JP 2002-260845 A

しかしながら、上述した従来技術では、光取り出し効率の向上を図る上でも、射出光の射出角度による色度変化を抑制する上でも、十分なものとはいえなかった。   However, the above-described conventional techniques are not sufficient for improving the light extraction efficiency and suppressing the chromaticity change due to the emission angle of the emitted light.

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率の最適化を行い光取り出し効率の向上を図るとともに、射出光の射出角度による色度座標の変化を改善する上で有利な光取り出しシートを用いた照明装置、液晶ディスプレイ装置及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is intended to improve the light extraction efficiency by optimizing the light extraction efficiency and to improve the change in chromaticity coordinates due to the emission angle of the emitted light. It is an object of the present invention to provide an illumination device, a liquid crystal display device, and a display device using an advantageous light extraction sheet.

上述した課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。
すなわち、本発明による照明装置は、発光手段と、発光手段から射出される光を導いて射出させる光偏向要素を備えた光取り出し部材とを備え、光偏向要素は、第１の方向に第１単位レンズが略等間隔に配列され、第１の方向に略直交する第２の方向に第２単位レンズが略等間隔に配列されてなり、第１単位レンズ及び第２単位レンズは縦断面視で凸曲面形状を有しており、第１単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状における幅方向の変位をそれぞれｘとし、変位ｘの中点をｘ＝０とすると共に変位ｘに含まれる任意の点ｘ１とｘ２についてｘ２＞ｘ１として、凸曲面形状の断面高さをｆ（ｘ）とし、ｆ（ｘ）が下記の（１）式、（２）式、（３）式、（４）式及び（５）式を満たすと共に、第１単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状における曲率半径をＲ（ｘ）とし、該Ｒ（ｘ）は下記（６）式で定義されていて、下記の（７）式、（８）式、（９）式を満たすことを特徴とする。

Figure 0006176892
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 但し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘは第１単位レンズおよび第２単位レンズの断面高さ
ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値である。
Figure 0006176892
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 本発明によれば、（２）式により、断面高さｆ（ｘ）をｘで微分した絶対値の最大値が１以上であれば相対光量を増加させると共に相対色差を改善できて射出光を正面方向に偏向する効果が大きく、６以下であれば単位レンズの金型等による製作困難を生じない。（３）式により、単位レンズの端部における傾斜角θが大きくなるため、単位レンズへの入射光のうち入射角度の大きい光が光偏向要素の入射面で反射される光量を低減させて単位レンズを通して射出する光量を増大でき、色差の改善効果が強くなる。更に、（４）式による単位レンズの端部での傾斜角の変化量が小さくなり色差の改善効果が強い。また、（５）式により相対光量が増大して相対色差の減少率が大きくなる。
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following means.
That is, the illumination device according to the present invention includes a light emitting unit and a light extraction member including a light deflection element that guides and emits the light emitted from the light emitting unit, and the light deflection element is first in the first direction. The unit lenses are arranged at substantially equal intervals, the second unit lenses are arranged at substantially equal intervals in a second direction substantially orthogonal to the first direction, and the first unit lens and the second unit lens are viewed in a longitudinal section. In the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens, the displacement in the width direction is x, the midpoint of the displacement x is x = 0, and is included in the displacement x. For any point x1 and x2, x2> x1, the section height of the convex curved surface shape is f (x), and f (x) is the following formulas (1), (2), (3), (4 ) And (5), and the convex curvature of the first unit lens and the second unit lens The curvature radius of the shape is R (x), and R (x) is defined by the following formula (6), and satisfies the following formulas (7), (8), and (9): To do.
Figure 0006176892
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 However, | df (x) / dx | max is the maximum absolute value obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the first unit lens and the second unit lens by the displacement x.
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 According to the present invention, if the maximum value of the absolute value obtained by differentiating the cross-section height f (x) by x is 1 or more, the relative light quantity can be increased and the relative color difference can be improved. The effect of deflecting in the front direction is great, and if it is 6 or less, there is no difficulty in manufacturing the unit lens by a mold or the like. Since the inclination angle θ at the end of the unit lens is increased according to the expression (3), the amount of light reflected by the incident surface of the light deflecting element among the light incident on the unit lens is reduced. The amount of light emitted through the lens can be increased, and the effect of improving the color difference becomes stronger. Furthermore, the amount of change in the tilt angle at the end of the unit lens according to the equation (4) is small, and the effect of improving the color difference is strong. In addition, the relative light quantity is increased by the equation (5), and the reduction rate of the relative color difference is increased.

しかも、（６）式の曲率半径Ｒ（ｘ）は、（７）式により単位レンズの中心部から発光手段の射出面との交点である端部にかけて傾斜面が徐々に増加することで、角度変化による色差改善効果を得られる。更に（８）式により、曲率半径Ｒ（ｘ）を変位ｘで微分したｄＲ（ｘ）／ｄｘが（８）式を満たすことで、単位レンズの曲率半径の変化量が中心部から端部にかけて大きくなり、発光手段の広角領域の射出光を観察方向に偏向できる。また、ｄ２Ｒ（ｘ）／ｄｘ２が（９）式を満たすことで単位レンズの曲率半径Ｒ（ｘ）の二階微分の変化量が中心部から端部に近づくほど小さくなり色差の改善効果が高い。
In addition, the radius of curvature R (x) in the equation (6) is obtained by gradually increasing the inclined surface from the center portion of the unit lens to the end portion that is the intersection with the emission surface of the light emitting unit according to the equation (7). A color difference improvement effect due to the change can be obtained. Further, by dR (x) / dx obtained by differentiating the curvature radius R (x) by the displacement x according to the equation (8) satisfies the equation (8), the amount of change in the curvature radius of the unit lens extends from the center to the end. The light emitted from the wide-angle region of the light emitting means can be deflected in the observation direction. Further, when d 2 R (x) / dx 2 satisfies the expression (9), the amount of change in the second derivative of the curvature radius R (x) of the unit lens decreases as it approaches the end from the center, and the effect of improving the color difference. Is expensive.

また、本発明による照明装置は、第１単位レンズ及び第２単位レンズの曲率半径Ｒ（ｘ）のｘ＝０における変化量と端部Ｅ１，Ｅ２における変化量の差を規定するＳ（ｘ）は下記（１０）式で特定されていて、Ｓ（ｘ）は下記（１１）式を満たすことが好ましい。

Figure 0006176892
１０≦Ｓ（ｘ）≦６０ …（１１）
但し、Ｌは第1単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状のレンズ幅である。
そのため、（１０）、（１１）式により、Ｓ（ｘ）は相対光量の増加率が２０％以上で
相対色差の減少率が１０％以上となる。
In addition, the illumination device according to the present invention defines S (x) that defines a difference between a change amount at the curvature radius R (x) of the first unit lens and the second unit lens at x = 0 and a change amount at the end portions E1 and E2. Is specified by the following formula (10), and S (x) preferably satisfies the following formula (11).
Figure 0006176892
 10 ≦ S (x) ≦ 60 (11)
However, L is Ru Oh lens width of the convex curved surface of the first unit lens and the second unit lens.
Therefore, according to the equations (10) and (11), S (x) has a relative light amount increase rate of 20% or more and a relative color difference decrease rate of 10% or more.

また、本発明による照明装置は、第１単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状のレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、下記（１２）式を満たすことが好ましい。

Figure 0006176892
Ｈ／Ｌは大きい方が好ましいが、（１２）式を満足することにより、相対光量を増大させて相対色差を１０％以上改善させると共に、光取り出し部材の製作に困難性を生じない。 Moreover, it is preferable that the illuminating device by this invention satisfy | fills following (12) Formula by making the lens width of the convex curve shape of a 1st unit lens and a 2nd unit lens into L, and making lens height H. FIG.
Figure 0006176892
 Although it is preferable that H / L is large, satisfying the expression (12) increases the relative light quantity and improves the relative color difference by 10% or more, and does not cause difficulty in manufacturing the light extraction member.

また、第１単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状と発光手段の射出面との交点における最大傾斜角をそれぞれθとして、下記（１３）式を満たすことが好ましい。
４５度≦θ≦８０度 …（１３）
単位レンズの端部の最大傾斜角θは大きい方が好ましいが、（１３）式を満足することにより、相対色差を１０％以上改善させると共に、光取り出し部材の製作に困難性を生じない。
また、発光手段はＥＬ素子であることが好ましい。 Further, it is preferable that the following expression (13) is satisfied, where θ is the maximum inclination angle at the intersection between the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens and the exit surface of the light emitting means.
45 degrees ≦ θ ≦ 80 degrees (13)
Although it is preferable that the maximum inclination angle θ of the end portion of the unit lens is large, satisfying the expression (13) improves the relative color difference by 10% or more and does not cause difficulty in manufacturing the light extraction member.
The light emitting means is preferably an EL element.

本発明による液晶ディスプレイ装置は、上述したいずれかに記載された照明装置と、照明装置の光の射出面側に配設された液晶画像表示素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、発光手段から射出された光を光取り出し部材に入射させることで、外部への取出し効率を向上させることができると共に射出角度による色度座標の変化を改善することができて、液晶ディスプレイの利用効率が高い。 A liquid crystal display device according to the present invention includes any one of the illumination devices described above and a liquid crystal image display element disposed on the light emission surface side of the illumination device.
According to the present invention, by making the light emitted from the light emitting means incident on the light extraction member, it is possible to improve the extraction efficiency to the outside and improve the change in chromaticity coordinates due to the emission angle. The use efficiency of the liquid crystal display is high.

本発明によるディスプレイ装置は、上述したいずれかに記載された照明装置と、照明装置の光の射出面側に配設された画像表示素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、発光手段から射出された光を光取り出し部材に入射させることで、外部への取出し効率を向上させることができると共に射出角度による色度座標の変化を改善することができて、ディスプレイの光量増大と色差の低減を達成できて利用効率が高い。 A display device according to the present invention includes any one of the illumination devices described above and an image display element disposed on the light emission surface side of the illumination device.
According to the present invention, by making the light emitted from the light emitting means incident on the light extraction member, it is possible to improve the extraction efficiency to the outside and improve the change in chromaticity coordinates due to the emission angle. , Increase the light intensity of the display and reduce the color difference, and the usage efficiency is high.

本発明による照明装置によれば、第１単位レンズと第２単位レンズを交差するように配列し、第１単位レンズと第２単位レンズの縦断面視凸曲面形状の幅方向の変位ｘとして、断面高さｆ（ｘ）、曲率半径Ｒ（ｘ）、関数Ｓ（ｘ）を最適化することで、発光手段から射出された光を発光手段の射出面で反射させずに光取り出し部材に入射させて、第１単位レンズと第２単位レンズによって外部への取出し効率を向上させることができると共に射出角度による色度座標の変化を改善して、第１単位レンズと第２単位レンズからの射出光の色差を低減できる。
さらに、本発明による照明装置を備えた液晶ディスプレイ装置及びディスプレイ装置を用いることで、上述した光特性を得られることに加えて、光の利用効率が高く意匠性を有する照明装置、液晶ディスプレイ装置及びディスプレイ装置を提供することができる。 According to the illuminating device of the present invention, the first unit lens and the second unit lens are arranged so as to intersect each other, and the displacement x in the width direction of the convex curved surface shape of the longitudinal sectional view of the first unit lens and the second unit lens is By optimizing the cross-section height f (x), the radius of curvature R (x), and the function S (x), the light emitted from the light emitting means is incident on the light extraction member without being reflected by the light emitting surface. Thus, the first unit lens and the second unit lens can improve the extraction efficiency to the outside and improve the change of the chromaticity coordinate depending on the emission angle, and the emission from the first unit lens and the second unit lens. The color difference of light can be reduced.
Furthermore, by using the liquid crystal display device and the display device provided with the illumination device according to the present invention, in addition to obtaining the above-described optical characteristics, the illumination device, the liquid crystal display device, A display device can be provided.

本発明の実施形態によるＥＬ素子と光取り出しシートを備えた照明装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the illuminating device provided with the EL element and light extraction sheet | seat by embodiment of this invention. 図１におけるＥＬ素子の要部説明図である。It is principal part explanatory drawing of the EL element in FIG. 本実施形態による光取出しシートを示すものであり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は第１単位レンズの正面図、（ｃ）は第２単位レンズの正面図である。1A and 1B show a light extraction sheet according to the present embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view of a main part, FIG. 2B is a front view of a first unit lens, and FIG. 2C is a front view of a second unit lens. 本実施形態による光取り出しシートの単位レンズの断面高さ形状を示す説明図、（ｂ）は微分図、（ｃ）は二重微分図である。Explanatory drawing which shows the cross-sectional height shape of the unit lens of the light extraction sheet | seat by this embodiment, (b) is a differential diagram, (c) is a double differential diagram. 光取り出しシートの単位レンズの断面高さ形状を変更したときの（ａ）は相対光量を示す図、（ｂ）は相対色差を示す図である。When the cross-sectional height shape of the unit lens of the light extraction sheet is changed, (a) shows a relative light quantity, and (b) shows a relative color difference. 光取取出しシートの単位レンズの断面高さ形状を変更したときの（ａ）は相対光量を説明する図、（ｂ）は相対色差を説明する図(A) is a diagram for explaining the relative light quantity when the sectional height shape of the unit lens of the light extraction sheet is changed, and (b) is a diagram for explaining the relative color difference. 光取出しシートについて、（ａ）は曲率半径を示す説明図、（ｂ）は微分値を示す図、（ｃ）は二重微分値を示す図である。(A) is explanatory drawing which shows a curvature radius about a light extraction sheet | seat, (b) is a figure which shows a differential value, (c) is a figure which shows a double differential value. 光取出しシートの単位レンズの断面形状Ｓ（ｘ）を変更したときの（ａ）は相対光量を説明する図、（ｂ）は相対色差を説明する図である。When the cross-sectional shape S (x) of the unit lens of the light extraction sheet is changed, (a) illustrates the relative light quantity, and (b) illustrates the relative color difference. 光取出しシートのレンズ幅に対するレンズ高さを変更したときの（ａ）は相対光量を示す図、（ｂ）は相対色差を示す図である。When the lens height is changed with respect to the lens width of the light extraction sheet, (a) shows a relative light quantity, and (b) shows a relative color difference. 光取出しシートの最大傾斜角度θを変更したときの相対色差を示す図である。It is a figure which shows the relative color difference when changing the largest inclination | tilt angle (theta) of a light extraction sheet | seat.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態による照明装置１０を示すものであり、照明装置１０は発光手段であるＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）１０１と、ＥＬ素子１０１から射出された光の外部取り出し効率を高くする光取り出しシート７とを備えている。図１及び図２に示すように、ＥＬ素子１０１は、第１の基板１Ａと第２の基板１Ｂとの間に発光構造体１００が挟み込まれている。発光構造体１００は、発光層２を陽極３と陰極４とで挟んで構成されている。
光取出しシート７は、基板１Ａの発光層２側とは反対側を光照射方向Ｆとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an illuminating device 10 according to an embodiment of the present invention. The illuminating device 10 has an EL element (electroluminescence element) 101 that is a light emitting means and an external extraction efficiency of light emitted from the EL element 101. And a light extraction sheet 7 to be raised. As shown in FIGS. 1 and 2, in the EL element 101, a light emitting structure 100 is sandwiched between a first substrate 1A and a second substrate 1B. The light emitting structure 100 is configured by sandwiching a light emitting layer 2 between an anode 3 and a cathode 4.
The light extraction sheet 7 has a light irradiation direction F on the side opposite to the light emitting layer 2 side of the substrate 1A.

発光層２の一方の面には陽極３が配設され、他方の面には陰極４が配設されている。発光層２は陽極３と陰極４とに電圧を印加することにより発光する。これら発光層２と陽極３と陰極４とによって発光構造体１００が構成されている。発光構造体１００としては従来公知のさまざまな構成が採用可能である。   An anode 3 is disposed on one surface of the light emitting layer 2 and a cathode 4 is disposed on the other surface. The light emitting layer 2 emits light by applying a voltage to the anode 3 and the cathode 4. A light emitting structure 100 is constituted by the light emitting layer 2, the anode 3 and the cathode 4. As the light emitting structure 100, various conventionally known configurations can be adopted.

発光層２は白色発光層とすることもあり、或いは青色、赤色、黄色、緑色などの発光層とすることもある。白色発光層とする場合には、この発光層２の構成を、例えばＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ３／フッ化リチウムとし、陽極３としてＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明金属薄膜を配設し、陰極４としてＡｌ等の金属薄膜を配設した構成とすればよい。   The light emitting layer 2 may be a white light emitting layer, or may be a blue, red, yellow, green or other light emitting layer. In the case of a white light-emitting layer, the structure of the light-emitting layer 2 is, for example, ITO / CuPc (copper phthalocyanine) / α-NPD doped with rubrene 1% / dinactylanthracene with perylene 1% doped / Alq3 / lithium fluoride. A transparent metal thin film such as ITO (indium tin oxide) may be disposed as the anode 3 and a metal thin film such as Al may be disposed as the cathode 4.

ただし、ＥＬ素子１０１の発光構造体１００は上述した構成に限定されるものではなく、発光層２から射出する光線の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることのできる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料の塗り分けとする構成や、白色光にカラーフィルターを重ねる構成等によってフルカラー表示が可能となる。   However, the light emitting structure 100 of the EL element 101 is not limited to the above-described configuration, and the wavelength of light emitted from the light emitting layer 2 is R (red), G (green), and B (blue). It is possible to employ any configuration using appropriate materials. In addition, when used in a full color display application, full color display is possible by a configuration in which three types of light emitting materials corresponding to R, G, and B are separately applied, a configuration in which a color filter is superimposed on white light, or the like.

また、第１の基板１Ａは、陽極３が発光層２に臨む面と反対側の面に形成されている。第２の基板１Ｂは、陰極４が発光層２に臨む面と反対側の面に形成されている。
第１の基板１Ａ及び第２の基板１Ｂの材料としては、種々のガラス材料を用いることができ、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などの金属材料を用いることもでき、更にその他の様々な材料を用いることができる。特に好ましいのは、シクロオレフィン系のポリマーであり、このポリマーは加工性及び耐熱、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたものである。 The first substrate 1 </ b> A is formed on the surface opposite to the surface where the anode 3 faces the light emitting layer 2. The second substrate 1B is formed on the surface opposite to the surface where the cathode 4 faces the light emitting layer 2.
As the material of the first substrate 1A and the second substrate 1B, various glass materials can be used. Besides, a plastic material such as PMMA, polycarbonate, polystyrene, or a metal material such as aluminum can be used. In addition, various other materials can be used. Particularly preferred is a cycloolefin-based polymer, which is excellent in all process properties and material properties such as heat resistance, water resistance and optical translucency.

また、第１基板１Ａは、発光構造体１００（発光層２）からの光をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を５０％以上とすることのできる透明金属材料で形成することが好ましい。   Further, the first substrate 1A is formed of a transparent metal material having a total light transmittance of 50% or more so that light from the light emitting structure 100 (light emitting layer 2) can be transmitted as much as possible. Is preferred.

次に、光取出しシート７は、第１の基板１Ａが陽極３に臨む面と反対側の面に接着層６を介して設けられている。接着層６を構成する粘・接着剤として、例えばアクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。
いずれの場合も、接着層６は、高温の光源である発光構造体１００に隣接して使用されるため、１００℃で貯蔵弾性率Ｇ’が１．０Ｅ＋０４（Ｐａ）以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に光取出しシート７と第１の基板１Ａとがずれてしまう可能性がある。光取出しシート７と第１の基板１Ａが大きくずれてしまうと、光取出しシート７に発光層２からの射出光が効率よく入射しないため、光の利用効率が低下してしまう。 Next, the light extraction sheet 7 is provided on the surface opposite to the surface on which the first substrate 1 </ b> A faces the anode 3 via the adhesive layer 6. Examples of the adhesive / adhesive constituting the adhesive layer 6 include acrylic, urethane, rubber, and silicone adhesives.
In any case, since the adhesive layer 6 is used adjacent to the light emitting structure 100 that is a high-temperature light source, it is desirable that the storage elastic modulus G ′ is 1.0E + 04 (Pa) or more at 100 ° C. If the value is lower than this, the light extraction sheet 7 and the first substrate 1A may be misaligned during use. If the light extraction sheet 7 and the first substrate 1 </ b> A are greatly displaced, light emitted from the light emitting layer 2 is not efficiently incident on the light extraction sheet 7, so that the light use efficiency decreases.

また、発光層２と光取出しシート７との間の積層体の厚みを安定的に確保するために、接着層６を構成する接・粘着剤層の中に透明の微粒子、例えばビーズ等を混ぜても良い。また、接着層６は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。   Further, in order to stably secure the thickness of the laminate between the light emitting layer 2 and the light extraction sheet 7, transparent fine particles such as beads are mixed in the contact / adhesive layer constituting the adhesive layer 6. May be. The adhesive layer 6 may be a double-sided tape or a single layer.

光取出しシート７は、発光層２からの光を偏向して、照射方向Ｆに射出して光の外部取り出し効率を向上させる機能を有する。光取出しシート７は、接着層６を挟んで第１の基板１Ａと反対側に配設された基材８と、この基材８の表面に配列されていて光を集光して射出させる光偏向要素５とを有している。
図３に示すように、光偏向要素５はＱ２方向に延在する断面略凸曲面形状の第１単位レンズ４０をＱ１方向に複数配列させ、略同一または近似する形状の第２単位レンズ５０を第１単位レンズ４０の延在方向に略直交するＱ１方向に延在させてＱ２方向に複数配列させたものである。 The light extraction sheet 7 has a function of deflecting light from the light emitting layer 2 and emitting it in the irradiation direction F to improve the external extraction efficiency of the light. The light extraction sheet 7 includes a base material 8 disposed on the opposite side of the first substrate 1A across the adhesive layer 6, and light arranged on the surface of the base material 8 to collect and emit light. And a deflection element 5.
As shown in FIG. 3, the light deflecting element 5 includes a plurality of first unit lenses 40 having a substantially convex curved cross section extending in the Q2 direction in the Q1 direction, and second unit lenses 50 having substantially the same or similar shapes. The first unit lens 40 extends in the Q1 direction substantially orthogonal to the extending direction and is arranged in the Q2 direction.

図１において、ＥＬ素子１０１の発光層２から射出された光Ｂ０は基板１Ａを光Ｂ１として透過し、光取り出しシート７の基材８から光偏向要素５に入射する。光偏向要素５に入射した光Ｂ１は、一部が光Ｂ２として光偏向要素５の射出面から外部へ射出される。
仮に、図２に示すように、ＥＬ素子１０１に光取り出しシート７が設けられておらず、第１の基板１Ａの射出面１ａが平坦面であった場合には、光Ｂ１の大部分は射出面１ａで全反射されて再度発光層内２に向かう反射光Ｂ１２となる。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。このため、ＥＬ素子１０１の光の外部取り出し効率を向上させるためには、光Ｂ１について射出面１ａでの反射光Ｂ１２を減少させると共に射出面１ａからの射出光Ｂ２を増加させることが重要である。 In FIG. 1, light B <b> 0 emitted from the light emitting layer 2 of the EL element 101 passes through the substrate 1 </ b> A as light B <b> 1 and enters the light deflection element 5 from the base material 8 of the light extraction sheet 7. A part of the light B1 incident on the light deflection element 5 is emitted to the outside from the emission surface of the light deflection element 5 as light B2.
As shown in FIG. 2, when the light extraction sheet 7 is not provided in the EL element 101 and the emission surface 1a of the first substrate 1A is a flat surface, most of the light B1 is emitted. The reflected light B12 is totally reflected by the surface 1a and travels toward the light emitting layer 2 again. The light B12 is lost because it is not deflected in the irradiation direction F. For this reason, in order to improve the external extraction efficiency of the light of the EL element 101, it is important to reduce the reflected light B12 on the exit surface 1a and increase the exit light B2 from the exit surface 1a for the light B1. .

またＥＬ素子１０１の発光層２から射出した光Ｂ０は、射出角度により色度が変化する。図１に示す照明装置１のように、ＥＬ素子１０１の光射出面１ａ側の光取り出しシート７に光偏向要素５を設けることにより、発光層２から射出された光Ｂ０は光偏向要素５で偏向され、射出光Ｂ２として照射方向Ｆに射出される。このとき光偏向要素５の形状を変化させて射出光Ｂ２の射出方向を変化させることで、射出角度による色度の変化を抑制することが可能となる。   Further, the light B0 emitted from the light emitting layer 2 of the EL element 101 changes in chromaticity depending on the emission angle. As in the illumination device 1 shown in FIG. 1, by providing the light deflection element 5 on the light extraction sheet 7 on the light emission surface 1 a side of the EL element 101, the light B0 emitted from the light emitting layer 2 is transmitted by the light deflection element 5. The light is deflected and emitted in the irradiation direction F as emitted light B2. At this time, by changing the shape of the light deflection element 5 and changing the emission direction of the emission light B2, it is possible to suppress a change in chromaticity due to the emission angle.

ところで、ＥＬ素子１０１において、光の外部取り出し効率や色差を改善する従来の方法として、（ａ）ＥＬ素子１０１の表面１ａにプリズムシートなどの構造物を形成する方法や、（ｂ）透明基材８にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法や、（ｃ）透明基材８に略半球状のマイクロレンズを形成する方法等がある。   By the way, as a conventional method for improving the external light extraction efficiency and color difference in the EL element 101, (a) a method of forming a structure such as a prism sheet on the surface 1a of the EL element 101, and (b) a transparent substrate. There are a method of installing a diffusion film in which an uneven surface is formed by applying a filler to 8, and a method of (c) forming a substantially hemispherical microlens on the transparent substrate 8.

しかしながら、プリズムシートなどの構造部を設置する方法では、以下の問題がある。
（ａ）プリズムシートなどの直線形状が大部分を占める構造では、プリズムの直線形状により傾斜角度が一定となるため、ある特定の角度の光を効率良く外部へ取り出すことが可能となる。
しかし、上述のある特定の角度以外の光は外部取り出し効率が小さくなり、総合的には、外部取り出し効率が小さくなる問題が生じる。また、ＥＬ素子１０１の射出角度による色度座標の変化は、プリズム形状であると傾斜角が一定であるため、特定の角度の入射光を特定の角度の射出光へ偏向させるため、色度の角度による変化に基づく改善効果は低いという欠点がある。 However, the method of installing a structure portion such as a prism sheet has the following problems.
(A) In a structure in which the linear shape occupies most of the prism sheet or the like, the inclination angle is constant due to the linear shape of the prism, so that light at a specific angle can be efficiently extracted to the outside.
However, the light outside the above-mentioned specific angle has a low external extraction efficiency, and overall, there is a problem that the external extraction efficiency is low. In addition, the change in chromaticity coordinates depending on the emission angle of the EL element 101 has a constant inclination angle in the case of a prism shape, so that incident light at a specific angle is deflected to emission light at a specific angle. There is a drawback that the improvement effect based on the change due to the angle is low.

（ｂ）透明な基材８にフィラーを塗布して凹凸面を形成した拡散フィルムを設置する方法では、以下の問題がある。
基材８にフィラーを塗布して凹凸面を形成する場合、凹凸面の形状はフィラーの***の度合いにより決定されるため、高精度な凹凸面の形成ができない。そのため、凹凸面に光を制御する精度の良い形状を形成することが出来ない問題が生じる。例えば、フィラーを***させることで略半球形状を形成しようとした場合、フィラーの***が不十分となり略半球形状の一部分しか形成されない。すなわち、略半球形状の高さと幅との比をアスペクト比（高さ／幅）とした場合、アスペクト比が小さくなってしまうため、結果として光の外部取り出し効率小さくなる問題が生じる。 (B) The method of installing a diffusion film in which an uneven surface is formed by applying a filler to a transparent substrate 8 has the following problems.
When a rough surface is formed by applying a filler to the base material 8, the shape of the rough surface is determined by the degree of protrusion of the filler, so that a highly accurate uneven surface cannot be formed. Therefore, there arises a problem that it is not possible to form an accurate shape for controlling light on the uneven surface. For example, when an approximately hemispherical shape is formed by raising the filler, the filler is not sufficiently raised, and only a part of the approximately hemispherical shape is formed. That is, when the ratio between the height and the width of the substantially hemispherical shape is the aspect ratio (height / width), the aspect ratio becomes small, resulting in a problem that the light extraction efficiency is reduced.

（ｃ）マイクロレンズを形成する方法では以下の問題がある。
マイクロレンズは、上述の拡散フィラーと比較して、高精度に成形することが可能であり、アスペクト比を大きくして略半球形状を成形することが可能である。しかし、ＥＬ素子１０１の発光層２からの光は等方的であるため、略半球型は好ましいが、略半球型のマイクロレンズでは面全体を埋めることは出来ず、略半球面のマイクロレンズ間に平坦面が発生する。平坦面が発生すると、図２に示す射出面１ａでの反射光Ｂ１２が発生し、照射方向Ｆに射出しないため、光の利用効率が低下する。 (C) The method of forming a microlens has the following problems.
The microlens can be molded with higher accuracy than the above-described diffusion filler, and can be formed into a substantially hemispherical shape with an increased aspect ratio. However, since the light from the light emitting layer 2 of the EL element 101 is isotropic, a substantially hemispherical type is preferable. However, the substantially hemispherical microlens cannot fill the entire surface, and between the substantially hemispherical microlenses. A flat surface is generated. When a flat surface is generated, reflected light B12 is generated on the exit surface 1a shown in FIG. 2 and is not emitted in the irradiation direction F, so that the light use efficiency is reduced.

また、六方配置のような最密構造シートによって基板１Ａの射出面１ａ面全体を埋めることが可能であるが、このような形状を作成する場合、さらに高精度な成形が要求され、マイクロレンズの重なりなどの不具合が発生しやすい。また、隙間を少ない状態にしてマイクロレンズを配列成形すると、各マイクロレンズ間のわずかな隙間の距離のズレがマクロなムラとして見えてしまうので、好ましくない。
そのため、この場合でも実質的な占有面積率は７６％前後となる。その結果として、約２４％は平坦面が残るため、光の外部取り出し効率が不十分になるという問題が発生する。 In addition, it is possible to fill the entire exit surface 1a surface of the substrate 1A with a close-packed structure sheet such as a hexagonal arrangement. However, when such a shape is created, more precise molding is required, and the microlens Problems such as overlap are likely to occur. In addition, if the microlenses are array-molded with a small gap, a slight gap gap between the microlenses appears as macro unevenness, which is not preferable.
Therefore, even in this case, the substantial occupation area ratio is around 76%. As a result, a flat surface remains about 24%, which causes a problem that the efficiency of external extraction of light becomes insufficient.

そのため、本実施形態による照明装置１０では、ＥＬ素子１０１の光の外部取り出し効率や射出角度による色度の変化を改善するため、図３に示す光取出しシート７をＥＬ素子１０１の表面である射出面１ａに設けた。
この光取出しシート７はシート状の基材８に光偏向要素５を配列させたものであり、図３に示すように、光偏向要素５は断面凸曲面形状でＱ１方向に延在する第一単位レンズ４０を複数配列させ、第二単位レンズ５０を第一単位レンズ４０の延在方向に略直交するＱ２方向に延在させて複数配列させたものである。
光偏向要素５における第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０は、発光層２から射出される光Ｂ０を偏向して照射方向Ｆに射出させるように構成されている。これら第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０は基材８上に別体として配置したものであってもよいし、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０を基材８と一体成型したものであってもよい。 Therefore, in the illuminating device 10 according to the present embodiment, the light extraction sheet 7 shown in FIG. 3 is emitted from the surface of the EL element 101 in order to improve the change in chromaticity depending on the external light extraction efficiency of the EL element 101 and the emission angle. Provided on the surface 1a.
This light extraction sheet 7 is obtained by arranging light deflection elements 5 on a sheet-like base material 8. As shown in FIG. 3, the light deflection element 5 has a convex curved surface shape and extends in the Q1 direction. A plurality of unit lenses 40 are arranged, and a plurality of second unit lenses 50 are arranged to extend in the Q2 direction substantially orthogonal to the extending direction of the first unit lens 40.
The first unit lens 40 and the second unit lens 50 in the light deflection element 5 are configured to deflect the light B0 emitted from the light emitting layer 2 and emit it in the irradiation direction F. The first unit lens 40 and the second unit lens 50 may be arranged separately on the base material 8, or the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are integrally molded with the base material 8. It may be a thing.

本発明の実施形態である光取出しシート７について図３を用いて説明する。なお、以下の説明では、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０を総称して単に単位レンズということがある。
光偏向要素５は、光透過性の基材８の一方の面、即ち照射方向Ｆの面（この面を表面と定義する）８ａに、第１単位レンズ４０として、一方向に沿って互いに平行に配列された第１単位レンズ４０を配設させ、第１単位レンズ４０と交差する方向に沿って互いに平行に配列された複数の第２単位レンズ５０を配設させている。また、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０は、長手方向に直交する凸曲面４１，５１をなす断面形状が、例えば多項式近似曲線で与えられる非球面レンズ形状に形成されている。図３（ａ）は、第１単位レンズ４０及び第２単位レンズ５０の断面形状が凸曲面４１，５１の非球面レンズ形状とした場合の斜視図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は光取出しシート７の断面形状を示した図である。
これら第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０の縦断面の凸曲面４１，５１は線対称で形成されていることが好ましい。 The light extraction sheet | seat 7 which is embodiment of this invention is demonstrated using FIG. In the following description, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 may be collectively referred to simply as a unit lens.
The light deflection element 5 is parallel to each other along one direction as a first unit lens 40 on one surface of the light-transmitting substrate 8, that is, a surface in the irradiation direction F (this surface is defined as a surface) 8 a. Are arranged, and a plurality of second unit lenses 50 arranged in parallel to each other along a direction intersecting the first unit lens 40 are arranged. Further, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are formed in an aspherical lens shape in which the cross-sectional shapes forming the convex curved surfaces 41 and 51 orthogonal to the longitudinal direction are given by, for example, a polynomial approximation curve. FIG. 3A is a perspective view when the cross-sectional shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are aspherical lens shapes of convex curved surfaces 41 and 51, and FIGS. FIG. 4 is a view showing a cross-sectional shape of the light extraction sheet 7.
The convex curved surfaces 41 and 51 in the longitudinal section of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are preferably formed symmetrically.

第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０は互いに交差するように配列することが望ましい。もし、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０が、互いに交差することなく一方向に延在する帯状を呈した場合、延在する一方向に関しては、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０は互いの傾斜角を有していない、すなわち平面状の効果と同等となり、図２に示す光Ｂ１２のように、外部に取り出すことが出来ない光となり、光の外部取り出し効率が小さくなるという課題が生じる。
そのため、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０は、断面が凸曲面のレンズ形状で一方向に延在してなり、当該凸曲面のレンズ形状が、互いに交差するように配列することで、２次元方向に対して傾斜角を設けることが可能となるため、光の取出し効率が大きくなり好ましい。 It is desirable that the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are arranged so as to cross each other. If the first unit lens 40 and the second unit lens 50 have a belt-like shape extending in one direction without intersecting each other, the first unit lens 40 and the second unit lens in the extending one direction. 50 does not have an inclination angle of each other, that is, is equivalent to a planar effect, becomes light that cannot be extracted to the outside like the light B12 shown in FIG. 2, and the light extraction efficiency is reduced. Challenges arise.
Therefore, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are formed so that the cross section extends in one direction with a convex curved lens shape, and the convex curved lens shapes are arranged so as to intersect each other, Since an inclination angle can be provided with respect to the two-dimensional direction, the light extraction efficiency is increased, which is preferable.

さらに、上述のように、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０は互いに交差するように配列することで、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０が照射方向Ｆに射出する光の配光分布を２次元方向に調整することが可能となる。そのため、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０を任意の形状にすることで、射出光を対称な配光分布にし、あるいは射出角度による色差を改善することが可能となるため好ましい。   Furthermore, as described above, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are arranged so as to intersect with each other, whereby the light distribution of the light emitted by the first unit lens 40 and the second unit lens 50 in the irradiation direction F is arranged. It becomes possible to adjust the light distribution in a two-dimensional direction. Therefore, it is preferable to make the first unit lens 40 and the second unit lens 50 have arbitrary shapes because the emitted light can have a symmetrical light distribution, or the color difference due to the emission angle can be improved.

ＥＬ素子１０１を照明用途して用いる場合、少なくとも２次元的に配光分布を調整する必要がある。その理由として、例えば照明装置１０の設置場所によっては、ある特定方向は照射する必要がなく、広い配光分布ではなく正面方向に高い輝度を要求することがある。あるいは、光偏向要素５に入射する光Ｂ１が非対称な配光分布になる場合で、かつ照明装置１０から射出される光の配光分布が、対称な配光分布であることが要求される場合、照明装置１０から射出される光の配光分布を１次元方向のみの調整で対称な配光分布にすることは困難であるため、２次元方向の調整が可能な構成が好ましい。
また、本実施形態における光取り出しシート７の構成のように、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０を略直交させて配列した形状では、光を２次元的に広げるために、新たにレンズシートを追加することなく適切な配光分布に調整することが可能となり、照明装置１０の軽量化、薄型化、低コスト化を図ることも可能である。 When the EL element 101 is used for illumination, it is necessary to adjust the light distribution at least two-dimensionally. The reason is that, for example, depending on the installation location of the lighting device 10, it is not necessary to irradiate a specific direction, and a high luminance may be required in the front direction instead of a wide light distribution. Alternatively, when the light B1 incident on the light deflection element 5 has an asymmetric light distribution, and the light distribution emitted from the illumination device 10 is required to be a symmetric light distribution. Since it is difficult to make the light distribution of the light emitted from the illumination device 10 symmetric by adjusting only in the one-dimensional direction, a configuration capable of adjusting in the two-dimensional direction is preferable.
Further, in the configuration in which the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are arranged substantially orthogonal to each other as in the configuration of the light extraction sheet 7 in the present embodiment, a new lens is used to spread light in a two-dimensional manner. The light distribution can be adjusted to an appropriate light distribution without adding a sheet, and the lighting device 10 can be reduced in weight, thickness, and cost.

特に、発光層２から射出される光は、配光分布が広いブロードな指向性を有する光である。そのため、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０は、上述の広い配光分布を照射方向Ｆに偏向するように設計することが好ましい。   In particular, the light emitted from the light emitting layer 2 is light having a broad directivity with a wide light distribution. Therefore, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are preferably designed so as to deflect the wide light distribution described above in the irradiation direction F.

第１単位レンズ４０は第２の方向Ｑ２に沿って配列されており、図３（ｂ）に示す縦断面視において、基材８の表面８ａに接触する凸曲面４１の底部の幅をレンズ幅Ｌ１とし、表面８ａから頂部までの高さをＨ１とし、第１単位レンズ４０の頂点間の距離（ピッチ）をＰ１とし、凸曲面４１における凸曲線状の稜線４０ａと表面８ａとの交点である端部Ｅにおける稜線４０ａの最大傾斜角度をθ１とする。
また、第２単位レンズ５０は第１の方向Ｑ１に沿って配列され、表面８ａに接触する凸曲面５１の底部の幅をレンズ幅Ｌ２とし、表面８ａから頂部までの高さをＨ２とし、第２単位レンズ５０の頂点間の距離をＰ２とし、凸曲面５１における凸曲線状の稜線５０ａと表面８ａとの交点である端部Ｅにおける稜線５０ａの最大傾斜角をθ２とする。 The first unit lenses 40 are arranged along the second direction Q2, and in the longitudinal sectional view shown in FIG. 3B, the width of the bottom of the convex curved surface 41 contacting the surface 8a of the substrate 8 is the lens width. L 1, the height from the surface 8 a to the top is H 1, the distance (pitch) between the vertices of the first unit lens 40 is P 1, and the intersection of the convex curved ridge line 40 a on the convex curved surface 41 and the surface 8 a. The maximum inclination angle of the ridge line 40a at the end E is defined as θ1.
The second unit lenses 50 are arranged along the first direction Q1, the bottom width of the convex curved surface 51 contacting the surface 8a is the lens width L2, the height from the surface 8a to the top is H2, and the second The distance between the vertices of the 2-unit lens 50 is P2, and the maximum inclination angle of the ridge line 50a at the end E that is the intersection of the convex curved ridge line 50a on the convex curved surface 51 and the surface 8a is θ2.

また、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面形状は、同じでも良いし異なっていても良い。直交する第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０の断面形状を異なる形状にすることにより、光偏向要素５に入射した光Ｂ１が、照射方向Ｆに射出する際に光の配向分布を２次元に調整することが可能となる。   The cross-sectional shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 may be the same or different. By making the cross-sectional shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 orthogonal to each other, the light B1 incident on the light deflection element 5 has a two-dimensional distribution of light orientation when emitted in the irradiation direction F. It becomes possible to adjust to.

さらに、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面をなす凸曲面４１、５１の形状は、多項式近似曲線で近似される非球面断面形状以外にも多角形状、完全な半円形状（球面レンズ）、半楕円形（楕円面レンズ）や放物線形（放物面レンズ）などの非半円形状（いわゆる２次の非球面形状）の凸曲部を有する平面、さらには、２次以降の項を有する高次非球面形状の凸曲部を有する平面、高次非球面形状と多角形形状を組み合わせた凸曲部を有する平面でもよく、その組み合わせ方は自由である。
第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面形状を、多角形状もしくは非球面形状にすることにより、レンズ側面の適切な傾きをもった面積を調整することができるため、より高次に射出光の光線方向を調整することが可能となる。また、レンズ側面の傾きを複数有する形状にすることにより、光取出しシート７からの射出角度がレンズ側面の傾きにより変化するため、射出光の色の角度依存性を制御することが可能となる。さらには、レンズ頂点に曲面を有するレンズ形状にすることにより、耐擦性の向上が見込まれる。 Further, the convex curved surfaces 41 and 51 forming the cross sections of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 may have a polygonal shape or a complete semicircular shape (spherical surface) in addition to the aspherical cross sectional shape approximated by a polynomial approximation curve. Lens), a plane having a convex part of a non-semicircular shape (so-called second-order aspherical shape) such as a semi-elliptical shape (ellipsoidal lens) or a parabolic shape (parabolic lens), or a second or later A plane having a convex curved portion having a higher-order aspheric shape having a term or a plane having a convex curved portion obtained by combining a higher-order aspherical shape and a polygonal shape may be used.
By making the cross-sectional shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 polygonal or aspherical, it is possible to adjust the area with an appropriate inclination of the lens side surface, so that the higher order emission is performed. It becomes possible to adjust the light beam direction. In addition, by forming the lens with a plurality of inclinations on the side surface of the lens, the angle of emission from the light extraction sheet 7 changes depending on the inclination of the side surface of the lens, so that the angle dependency of the color of the emitted light can be controlled. Furthermore, improvement in abrasion resistance is expected by making the lens shape having a curved surface at the lens apex.

上述したように、ＥＬ素子１０１の光の外部取り出し効率、射出角度による色度の変化を改善するような第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の形状について以下に説明する。なお、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０は同一または近似した断面形状を有するので、これらを共通の単位レンズとして説明する。
図４（ａ）は、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面をなす凸曲面４１，５１において、レンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、単位レンズの一方の端部Ｅ１を−Ｌ／２、他方の端部Ｅ２をＬ／２とする。また、第１単位レンズ４０の凸曲面４１における方向Ｑ１に沿って測った変位をｘおよび第２単位レンズ５０の凸曲面５１における方向Ｑ２に沿った変位をｘとしたとき、第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面高さをｆ（ｘ）で表した第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の断面高さを示すグラフである。
図４（ｂ）は、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）をｘについて微分したｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値を示すグラフ、図４（ｃ）は、単位レンズの断面高さｆ（ｘ）をｘについて２回微分したｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値を示すグラフである。 As described above, the shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 that improve the light extraction efficiency of the EL element 101 and the change in chromaticity depending on the emission angle will be described below. In addition, since the 1st unit lens 40 and the 2nd unit lens 50 have the same or approximate cross-sectional shape, these are demonstrated as a common unit lens.
FIG. 4A shows one end E1 of the unit lens where the lens width is L and the lens height is H on the convex curved surfaces 41 and 51 forming the cross section of the first unit lens 40 and the second unit lens 50. FIG. Is -L / 2, and the other end E2 is L / 2. Further, when the displacement measured along the direction Q1 in the convex curved surface 41 of the first unit lens 40 is x and the displacement along the direction Q2 in the convex curved surface 51 of the second unit lens 50 is x, the first unit lens 40 4 is a graph showing the cross-sectional heights of the first unit lens 40 and the second unit lens 50, where the cross-sectional height of the second unit lens 50 is represented by f (x).
4B is a graph showing the absolute value of df (x) / dx obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 with respect to x, and FIG. 4C is a cross-sectional height of the unit lens. is a graph showing the absolute value of the differential was d 2 f (x) / dx 2 2 times for the f a (x) x.

図４（ｂ）において、単位レンズ（４０，５０）の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘが任意の点ｘで０になるとき、単位レンズの断面形状は点ｘで変極点となる。点ｘ＝０で
ｄｆ（ｘ）／ｄｘ＝０ …（１）
となるとき、単位レンズはレンズ幅Ｌの中心の点が断面形状の高さの最高点となる。 In FIG. 4B, when the value df (x) / dx obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lens (40, 50) by the displacement x becomes 0 at an arbitrary point x, the cross-section of the unit lens. The shape becomes an inflection point at point x. When the point x = 0, df (x) / dx = 0 (1)
Then, in the unit lens, the center point of the lens width L is the highest point of the cross-sectional height.

また、単位レンズの断面形状ｆ（ｘ）を変位ｘで微分した値の絶対値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜が下記式（１Ａ）を満たすとき、単位レンズの断面形状は三角形状となり、傾斜角が一定となるため、光偏向要素５に入射した光が観察方向へ射出される際、直線的に偏向するため、色差改善効果は低い。

Figure 0006176892
また、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜が下記式（２Ａ）を満たすとき、単位レンズは凹レンズ形状となり、単位レンズが並列した際の、レンズ間の角度が鋭角となるため耐擦性が低下し、傷が視認され易くなるため好ましくない。 Further, when the absolute value | df (x) / dx | of the value obtained by differentiating the cross-sectional shape f (x) of the unit lens by the displacement x satisfies the following formula (1A), the cross-sectional shape of the unit lens becomes a triangular shape and is inclined. Since the angle is constant, when the light incident on the light deflection element 5 is linearly deflected when emitted in the observation direction, the color difference improvement effect is low.
Figure 0006176892
 Further, when | df (x) / dx | satisfies the following formula (2A), the unit lens has a concave lens shape, and when the unit lenses are arranged in parallel, the angle between the lenses becomes an acute angle, so that the abrasion resistance decreases. , Because scratches are easily visible.

Figure 0006176892
そのため、単位レンズの断面形状は、凸レンズ形状となる式（３）を満たすことが望ましい。また、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜が下式を満たすとき、単位レンズの断面形状における傾斜角は単位レンズの中心部より端部に近づくほど大きくなるため、色差の改善効果が高くなる。
Figure 0006176892
Figure 0006176892
 Therefore, it is desirable that the cross-sectional shape of the unit lens satisfies the formula (3) that is a convex lens shape. Further, when | df (x) / dx | satisfies the following expression, the inclination angle in the cross-sectional shape of the unit lens increases as it approaches the end portion from the center portion of the unit lens, so that the effect of improving the color difference is enhanced.
Figure 0006176892

図４（ｃ）において、単位レンズの断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで２回微分した値の絶対値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜が式（３Ａ）を満たすとき、単位レンズの断面形状における傾斜角の変化量が中心部より端部に近づくほど大きくなるため、色差の改善効果が低い。

Figure 0006176892
そのため、単位レンズの断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで２回微分した値の絶対値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜が式（４）を満たすことが望ましい。
Figure 0006176892
 In FIG. 4C, when the absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | of the value obtained by differentiating the sectional height f (x) of the unit lens twice by the displacement x satisfies the equation (3A), the unit Since the amount of change in the inclination angle in the cross-sectional shape of the lens increases as it approaches the end portion from the center portion, the effect of improving color difference is low.
Figure 0006176892
 Therefore, it is desirable that the absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | of the value obtained by differentiating the sectional height f (x) of the unit lens twice by the displacement x satisfies the expression (4).
Figure 0006176892

図２において、発光層２から射出した光Ｂ１は、その一部が基板１Ａで反射される光Ｂ１２となる。反射光Ｂ１２は基板１Ａから射出する角度が大きくなるほど増加する。したがって、発光層２から射出する光Ｂ１のうち基板１Ａから射出する光Ｂ２の光量を増加させるためには、光Ｂ１のうち基板１Ａから射出する角度の大きい光を射出面Ｆ側へ射出光Ｂ２として取り出す必要がある。
単位レンズ４０，５０の断面形状が上記（３）式を満たすとき、単位レンズ４０，５０の端部Ｅにおける傾斜角θ１，θ２が大きくなるため、単位レンズ４０，５０に入射する光のうち入射角度の大きい光が、基板１Ａの射出面１ａ側で反射される光Ｂ１２の光量を減少させることが可能である。
また、単位レンズ４０，５０に入射する光のうち、入射角度が大きい光を射出面Ｆ側へ偏向する効果は、単位レンズ４０，５０の断面形状における端部Ｅでの傾斜角θ１、θ２が大きくなるほど強くなるため、単位レンズ４０，５０の断面形状が式（３）を満たすとき、色差の改善効果が強くなる。さらに、単位レンズの断面形状が式（４）を満たすとき、単位レンズ４０，５０の端部Ｅ領域での傾斜角θ１、θ２の変化量が小さくなるため、色差の改善効果が強くなる。 In FIG. 2, the light B1 emitted from the light emitting layer 2 becomes light B12 that is partially reflected by the substrate 1A. The reflected light B12 increases as the angle of emission from the substrate 1A increases. Therefore, in order to increase the amount of light B2 emitted from the substrate 1A among the light B1 emitted from the light emitting layer 2, light having a large angle emitted from the substrate 1A out of the light B1 is emitted to the emission surface F side. Need to be taken out as.
When the cross-sectional shapes of the unit lenses 40 and 50 satisfy the above expression (3), the inclination angles θ1 and θ2 at the end E of the unit lenses 40 and 50 become large, so that the incident light out of the light incident on the unit lenses 40 and 50 is incident. It is possible to reduce the amount of light B12 reflected by the light having a large angle on the exit surface 1a side of the substrate 1A.
The effect of deflecting light having a large incident angle to the exit surface F side among the light incident on the unit lenses 40 and 50 is that the inclination angles θ1 and θ2 at the end E in the cross-sectional shape of the unit lenses 40 and 50 are as follows. Since it becomes stronger as it becomes larger, when the sectional shape of the unit lenses 40 and 50 satisfies the formula (3), the effect of improving the color difference becomes stronger. Furthermore, when the cross-sectional shape of the unit lens satisfies Expression (4), the amount of change in the inclination angles θ1 and θ2 in the end E region of the unit lenses 40 and 50 is small, so that the effect of improving the color difference is strong.

図５に単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値を変化させたときの相対色差と相対光量を示す。
図５（ａ）において、横軸は断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。
ここで、相対光量とは、ＥＬ素子１０１に光取出しシート７を使用しないときの光の積算光量を１．００としたときの値である。
図５（ｂ）において、横軸は断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。 FIG. 5 shows the relative color difference and the relative light amount when the absolute maximum value | df (x) / dx | max value obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 with the displacement x is changed. Show.
In FIG. 5A, the horizontal axis represents the maximum absolute value | df (x) / dx | max obtained by differentiating the cross-section height f (x) by the displacement x, and the vertical axis represents | df (x) / dx | max. Is the relative light quantity when the is changed.
Here, the relative light amount is a value when the integrated light amount of light when the light extraction sheet 7 is not used for the EL element 101 is 1.00.
In FIG. 5B, the horizontal axis represents the maximum absolute value | df (x) / dx | max obtained by differentiating the cross-section height f (x) by the displacement x, and the vertical axis represents the case where the light extraction sheet 7 is not used. This is the relative color difference when the maximum change amount ΔEu′v ′ of the chromaticity coordinates u ′ and v ′ in the range of 0 to 80 degrees in the measurement visual field is set to 1.00.

図５（ａ）において、相対光量は、横軸にとった｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１になるまでは増加し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが１より大きくなると徐々に低下する。図５（ｂ）において、相対色差は、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値が大きくなるにつれて次第に低下する。
これは、発光層２から射出された光のうち射出角度が大きい射出光ほど射出面１ａの界面で全反射されるため、ＥＬ素子１０１の内部に戻される光量が増加してＥＬ素子１０１の外部への光の取出し効率は低下する。そこで、ＥＬ素子１０１の光射出面１ａに光偏向要素５を設けることにより、発光層２から射出した射出角度が大きい射出光であっても、射出面１ａ界面で全反射されずに偏向されて観察面Ｆ側へ射出されるようになるため外部取出し効率が向上する。 In FIG. 5A, the relative light quantity increases until | df (x) / dx | max on the horizontal axis becomes 1, and gradually increases as | df (x) / dx | max becomes larger than 1. descend. In FIG. 5B, the relative color difference gradually decreases as the value of | df (x) / dx | max increases.
This is because the light emitted from the light-emitting layer 2 has a larger emission angle and is totally reflected at the interface of the emission surface 1a, so that the amount of light returned to the inside of the EL element 101 increases and the outside of the EL element 101 is increased. The light extraction efficiency of the light is reduced. Therefore, by providing the light deflection element 5 on the light emitting surface 1a of the EL element 101, even the emitted light having a large emission angle emitted from the light emitting layer 2 is deflected without being totally reflected at the interface of the emitting surface 1a. Since it comes out to the observation surface F side, the external extraction efficiency is improved.

また、変位ｘが０より大きい領域では、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜は単調増加し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜が最大値となるのは、単位レンズ４０，５０の端部（Ｌ／２）である。すなわち、単位レンズ４０，５０の中心部（ｘ＝０）から端部（ｘ＝Ｌ／２）に近づくほど、単位レンズ４０，５０の傾斜角が大きくなる。単位レンズ４０，５０の端部における傾斜角θが大きくなるほど、ＥＬ素子１０１から射出された広角度領域の光を正面方向へ偏向する効果が大きくなるため、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘが大きくなるにつれ相対色差は改善する。
また、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値が６以上になると、単位レンズ４０，５０における最大傾斜角が８０度以上となり、金型の作製やシートの作製が困難となるため｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は６以下であることが望ましい。 In the region where the displacement x is greater than 0, | df (x) / dx | monotonically increases, and | df (x) / dx | has the maximum value because the end portions (L / 2). That is, the inclination angle of the unit lenses 40 and 50 increases as the distance from the center (x = 0) to the end (x = L / 2) of the unit lenses 40 and 50 increases. The larger the inclination angle θ is at the end of the unit lenses 40 and 50, since the effect of deflecting the light of the injected wide angle area from the EL element 101 in the front direction increases, | df (x) / dx | max is The relative color difference improves as it increases.
When the maximum absolute value | df (x) / dx | max obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 with the displacement x is 6 or more, the maximum in the unit lenses 40 and 50 is obtained. Since the inclination angle becomes 80 degrees or more and it becomes difficult to produce a mold or a sheet, the value of | df (x) / dx | max is desirably 6 or less.

以上の理由から、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上で、相対色差の減少率が１０％以上である
１．００≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦６．００ …（２）
の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上である
２．００≦｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘ≦６．００ …（２’）
の範囲内であることが望ましい。 For the reasons described above, the absolute value maximum value | df (x) / dx | max obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 by the displacement x is greater than 0. Increases, and the relative color difference also improves, but preferably the increase rate of the relative light amount is 20% or more and the decrease rate of the relative color difference is 10% or more. 1.00 ≦ | df (x) / dx | max ≦ 6 .00 (2)
It is desirable to be within the range. Since the reduction rate of the relative color difference is preferably larger, the reduction rate of the relative color difference is more preferably 50% or more. 2.00 ≦ | df (x) / dx | max ≦ 6.00 (2 ′)
It is desirable to be within the range.

次に、図６に単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値を変化させたときの相対色差と相対光量を示す。
図６（ａ）において、横軸は断面高さｆ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘを変化させたときの相対光量である。ここで、相対光量とは、ＥＬ素子１０１に光取出しシート７を使用しないときの光の積算光量を１．００としたときの値である。
また、図６（ｂ）において、横軸は断面高さｆ（ｘ）をｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。 Next, in FIG. 6, the maximum absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | max obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 twice by the displacement x is changed. The relative color difference and relative light quantity are shown.
In FIG. 6A, the horizontal axis indicates the maximum absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | max obtained by differentiating the cross-section height f (x) twice by x, and the vertical axis indicates | d 2 f ( x) / dx 2 | This is the relative light quantity when changing max . Here, the relative light amount is a value when the integrated light amount of light when the light extraction sheet 7 is not used for the EL element 101 is 1.00.
In FIG. 6B, the horizontal axis represents the maximum absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | max obtained by differentiating the cross-section height f (x) twice by x, and the vertical axis represents the light extraction sheet. 7 is a relative color difference when the maximum change amount ΔEu′v ′ of the chromaticity coordinates u ′ and v ′ in the measurement visual field range of 0 to 80 degrees when 7 is not used is 1.00.

図６（ａ）において、相対光量は｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが７０になるまでは増加し、｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘが７０より大きくなると徐々に低下する。図６（ｂ）において、相対色差は｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値が大きくなるにつれて次第に低下する。
また、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘは、ｘが０より小さい領域では単調増加し、ｘが０より大きい領域では単調減少する（図４（ｃ）参照）、あるいは変位ｘの領域内で変化しないことが望ましい。つまり、単位レンズ４０，５０の中心部における傾きの変化の割合よりも端部Ｅにおける傾きの変化の割合が小さい方が望ましい。傾きの変化の割合が単位レンズ４０，５０の端部Ｅより中心部での方が大きくなると、単位レンズ４０，５０の断面形状は球面形状に近くなるため、レンズの偏向効果が低減するためである。 Gradually the max is greater than 70 | 6 (a), the relative light amount is | d 2 f (x) / dx 2 | max is increased until 70, | d 2 f (x ) / dx 2 descend. In FIG. 6B, the relative color difference gradually decreases as the value of | d 2 f (x) / dx 2 | max increases.
Further, the maximum absolute value | d 2 f (x) / dx 2 | max obtained by differentiating the sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 twice by the displacement x is monotonous in a region where x is smaller than 0. It is desirable that it increases and decreases monotonously in the region where x is greater than 0 (see FIG. 4C) or does not change within the region of displacement x. In other words, it is desirable that the rate of change in tilt at the end E is smaller than the rate of change in tilt at the center of the unit lenses 40 and 50. When the rate of change in tilt is greater at the center than at the end E of the unit lenses 40, 50, the sectional shape of the unit lenses 40, 50 is close to a spherical shape, so that the lens deflection effect is reduced. is there.

以上の理由から、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで２回微分した絶対値の最大値｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘの値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である（５）式の範囲内であることが望ましい。
２０≦｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１６０ …（５）
相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上であり、相対色差の改善効果が略一定となる
５０≦｜ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２｜ｍａｘ≦１２０ …（５′）
の範囲内であることが望ましい。 For the above reasons, the maximum value | d 2 f (x) / dx 2 | max of the absolute value obtained by differentiating the sectional height f (x) of the unit lenses 40 and 50 twice by the displacement x is larger than 0. As a result, the relative light amount increases and the relative color difference also improves, but preferably the increase rate of the relative light amount is 20% or more and the decrease rate of the relative color difference is 10% or more, which is within the range of the formula (5). It is desirable.
20 ≦ | d 2 f (x) / dx 2 | max ≦ 160 (5)
Since it is preferable that the reduction rate of the relative color difference is larger, more preferably, the reduction rate of the relative color difference is 50% or more, and the improvement effect of the relative color difference becomes substantially constant 50 ≦ | d 2 f (x) / dx 2 | Max ≦ 120 (5 ′)
It is desirable to be within the range.

また、単位レンズ４０，５０の点ｘにおけるｆ（ｘ）の曲率半径Ｒ（ｘ）は、次式（６）で表される。

Figure 0006176892
図７（ａ）は、単位レンズ４０，５０の配列方向に沿って測った変位をｘとして、単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）の曲率半径Ｒ（ｘ）を示すグラフである。図７（ｂ）は、単位レンズ４０，５０の曲率半径Ｒ（ｘ）をｘについて微分したｄＲ（ｘ）／ｄｘを示すグラフを示すグラフである。 Further, the radius of curvature R (x) of f (x) at the point x of the unit lenses 40 and 50 is expressed by the following equation (6).
Figure 0006176892
 FIG. 7A is a graph showing the radius of curvature R (x) of the cross section height f (x) of the unit lenses 40, 50, where x is the displacement measured along the arrangement direction of the unit lenses 40, 50. . FIG. 7B is a graph showing a graph of dR (x) / dx obtained by differentiating the curvature radius R (x) of the unit lenses 40 and 50 with respect to x.

図７（ａ）において、単位レンズ４０，５０の曲率半径Ｒ（ｘ）が次式（４Ａ）を満たすとき、単位レンズ４０，５０の断面形状は半円形状となり、入射光に対する偏向角度が一定となるため、光偏向要素５に入射した光が観察方向へ射出される際、直線的に偏向するため、色差改善効果は低い。なお、ｘ２、ｘ１は変位ｘに含まれる任意の値であり、ｘ２＞ｘ１である。
Ｒ（ｘ２）−Ｒ（ｘ１）＝０ …（４Ａ）
また、曲率半径Ｒ（ｘ）が次式（５Ａ）を満たすとき、単位レンズ４０，５０の断面形状は、レンズの中心部での曲率半径が大きく直線的な形状に近くなるため、角度変化による色度変化の改善効果が低下するため好ましくない。

Figure 0006176892
In FIG. 7A, when the radius of curvature R (x) of the unit lenses 40 and 50 satisfies the following equation (4A), the cross-sectional shape of the unit lenses 40 and 50 is a semicircular shape, and the deflection angle with respect to incident light is constant. Therefore, when the light incident on the light deflecting element 5 is emitted in the observation direction, it is deflected linearly, so that the color difference improving effect is low. Note that x 2 and x 1 are arbitrary values included in the displacement x, and x 2 > x 1 .
R (x 2 ) −R (x 1 ) = 0 (4A)
Further, when the radius of curvature R (x) satisfies the following equation (5A), the cross-sectional shape of the unit lenses 40 and 50 has a large radius of curvature at the center of the lens and is close to a linear shape. Since the improvement effect of chromaticity change falls, it is not preferable.
Figure 0006176892

そのため、単位レンズ４０，５０の断面の曲率半径は、単位レンズ４０，５０の中心部から端部にかけて傾斜率が徐々に増加する式（７）を満たすことが望ましい。

Figure 0006176892
Therefore, it is desirable that the radius of curvature of the cross section of the unit lenses 40 and 50 satisfy the formula (7) in which the inclination rate gradually increases from the center to the end of the unit lenses 40 and 50.
Figure 0006176892

図７（ｂ）において、単位レンズ４０，５０の曲率半径Ｒ（ｘ）を変位ｘで微分した値の絶対値｜ｄＲ（ｘ）／ｄｘ｜が式（８）を満たすとき、単位レンズ４０，５０の断面形状における曲率半径の変化量が、単位レンズ４０，５０の中心部から端部にかけて大きくなるため、ＥＬ素子１０１からの射出光成分のうち広角領域の射出光を観察方向へ偏向する効果が高くなるため好ましい。

Figure 0006176892
In FIG. 7B, when the absolute value | dR (x) / dx | of the value obtained by differentiating the radius of curvature R (x) of the unit lenses 40 and 50 by the displacement x satisfies the equation (8), Since the amount of change in the radius of curvature in the cross-sectional shape of 50 increases from the center to the end of the unit lenses 40 and 50, the effect of deflecting the emitted light in the wide-angle region of the emitted light component from the EL element 101 in the observation direction Is preferable because of high.
Figure 0006176892

図７（ｃ）において、単位レンズ４０，５０の曲率半径Ｒ（ｘ）を変位ｘで２階微分した値の絶対値｜ｄ２Ｒ（ｘ）／ｄｘ２｜が式（９）を満たすとき、単位レンズ４０，５０の断面形状における曲率半径Ｒ（ｘ）の二階微分の変化量が、中心部より端部に近づくほど小さくなるため、色差の改善効果が高い。

Figure 0006176892
In FIG. 7C, the absolute value | d 2 R (x) / dx 2 | of the value obtained by second- order differentiation of the radius of curvature R (x) of the unit lenses 40 and 50 with the displacement x satisfies Expression (9). Since the amount of change in the second derivative of the radius of curvature R (x) in the cross-sectional shapes of the unit lenses 40 and 50 becomes smaller as the distance from the center portion approaches the end portion, the effect of improving the color difference is high.
Figure 0006176892

単位レンズ４０，５０の曲率半径Ｒ（ｘ）の変位ｘにおける絶対値の最大値と最小値の差を単位レンズ４０，５０の幅の半分Ｌ／２で割ったときの値を次式（１０）に示すＳ（ｘ）としたとき、Ｓ（ｘ）を変化させたときの相対光量と相対色差を図８（ａ）、（ｂ）に示す。

Figure 0006176892
ここで、相対光量とは、ＥＬ素子１０１に光取出しシート７を使用しないときの光の積算光量を１．００としたときの値であり、相対色差とは、光取出しシート７を使用しないときの測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの値である。
なお、式（１０）に示す関数Ｓ（ｘ）は、単位レンズ４０、５０の曲率半径Ｒ（ｘ）のｘ＝０における曲率半径Ｒ（ｘ）の変化量と、端部Ｅ１、Ｅ２における曲率半径Ｒ（ｘ）の変化量の差を規定する式である。Ｓ（ｘ）の値が大きくなると、単位レンズにおけるｘ＝０と端部Ｅ１、Ｅ２における曲率半径Ｒ（ｘ）の変化量の差が大きくなるので、急傾斜なレンズ形状となり色差は改善する。 A value obtained by dividing the difference between the maximum and minimum absolute values at the displacement x of the radius of curvature R (x) of the unit lenses 40 and 50 by half L / 2 of the width of the unit lenses 40 and 50 is expressed by the following equation (10 8 (a) and 8 (b) show the relative light amount and relative color difference when S (x) is changed.
Figure 0006176892
 Here, the relative light amount is a value when the integrated light amount of light when the light extraction sheet 7 is not used for the EL element 101 is 1.00, and the relative color difference is when the light extraction sheet 7 is not used. This is a value when the maximum change amount ΔEu′v ′ of the chromaticity coordinates u ′ and v ′ in the range of 0 to 80 degrees is set to 1.00.
The function S (x) shown in the equation (10) is the amount of change in the radius of curvature R (x) when the radius of curvature R (x) of the unit lenses 40 and 50 is x = 0 and the curvature at the ends E1 and E2. It is an equation that defines the difference in the amount of change of the radius R (x). As the value of S (x) increases, the difference in the amount of change in the radius of curvature R (x) at the ends E1 and E2 increases as x = 0 in the unit lens increases, resulting in a steep lens shape and improved color difference.

図８（ａ）において、相対光量はＳ（ｘ）の値が大きくなるにつれ増加し、一定値以上増加すると徐々に減少する。図８（ｂ）において、相対色差はＳ（ｘ）の値が大きくなるにつれて減少する。
これは、ＥＬ素子１０１の光射出面１ａに光偏向要素５を設けることにより、射出面１ａの界面で全反射されていた射出角度が大きい射出光が光偏向要素５によって偏向されて観察面側Ｆへ射出されるようになるため光の外部取出し効率は向上する。
また、変位ｘが０より大きい領域では、曲率半径Ｒ（ｘ）は単調増加するので単位レンズ４０，５０の中心部（ｘ＝０）から端部（ｘ＝Ｌ／２）に近づくほどレンズの直線性が大きくなり、Ｓ（ｘ）の値が大きくなるにつれて曲率半径の変化の割合が大きくなるので、射出光の角度による色度変化の割合が小さくなり相対色差は改善する。 In FIG. 8A, the relative light quantity increases as the value of S (x) increases, and gradually decreases as the value increases beyond a certain value. In FIG. 8B, the relative color difference decreases as the value of S (x) increases.
This is because, by providing the light deflection element 5 on the light emission surface 1a of the EL element 101, the emission light having a large emission angle, which has been totally reflected at the interface of the emission surface 1a, is deflected by the light deflection element 5, and thus the observation surface side. Since the light is emitted to F, the light extraction efficiency is improved.
Further, in the region where the displacement x is greater than 0, the radius of curvature R (x) monotonously increases, so that the closer the lens is closer to the end (x = L / 2) from the center (x = 0) of the unit lenses 40 and 50. As the linearity increases and the value of S (x) increases, the rate of change in the radius of curvature increases, so the rate of change in chromaticity due to the angle of the emitted light decreases and the relative color difference improves.

以上の理由から、Ｓ（ｘ）の値は、０より大きくなることにより相対光量は増加し、相対色差も改善するが、好ましくは相対光量の増加率が２０％以上であり、相対色差の減少率が１０％以上である
１０≦Ｓ（ｘ）≦６０ …（１１）
の範囲内であることが望ましい。相対色差の減少率は大きい方が好ましいため、より好ましくは、相対色差の減少率が５０％以上である
３０≦Ｓ（ｘ）≦６０ …（１１′）
の範囲内であることが望ましい。 For the above reasons, when the value of S (x) becomes larger than 0, the relative light quantity increases and the relative color difference also improves, but preferably the increase rate of the relative light quantity is 20% or more and the relative color difference decreases. The rate is 10% or more 10 ≦ S (x) ≦ 60 (11)
It is desirable to be within the range. Since the reduction rate of the relative color difference is preferably larger, the reduction rate of the relative color difference is more preferably 50% or more. 30 ≦ S (x) ≦ 60 (11 ′)
It is desirable to be within the range.

図９（ａ）、（ｂ）に第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０におけるレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌを変化させたときの相対光量および相対色差を示す。
図９（ａ）において、横軸はレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は相対光量である。ここで、相対光量とは、ＥＬ素子１０１に頂角が９０度のクロスプリズム形状をした光取り出しフィルムを使用したときに、入射した光Ｂ１が、照射方向Ｆに射出した光の積算光量を１としたときの値である。
図９（ｂ）において、横軸はレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量ΔＥｕ’ｖ’を１．００としたときの相対色差である。 9A and 9B show the relative light amount and the relative color difference when the ratio H / L of the height H to the lens width L in the first unit lens 40 and the second unit lens 50 is changed.
In FIG. 9A, the horizontal axis represents the ratio H / L of the height H to the lens width L, and the vertical axis represents the relative light quantity. Here, the relative light quantity refers to the integrated light quantity of light emitted from the incident light B1 in the irradiation direction F when the light extraction film having a cross prism shape with an apex angle of 90 degrees is used for the EL element 101. This is the value when
In FIG. 9B, the horizontal axis is the ratio H / L of the height H to the lens width L, and the vertical axis is the chromaticity coordinates u in the range of 0 to 80 degrees in the measurement visual field when the light extraction sheet 7 is not used. This is the relative color difference when the maximum change amount ΔEu′v ′ of “, v” is 1.00.

レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなるに従って相対光量は上昇し、相対色差が小さくなるので、レンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌは大きい方が好ましいが、色差の変化量が１０％以上改善し、かつレンズの幅Ｌに対する高さＨの比Ｈ／Ｌが大きくなると光取出しシート７の作製が困難となるため、次式（１２）
０．３０＜Ｈ／Ｌ＜２ …（１２）
の範囲内であることが望ましい。照明装置１０として用いる場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは、色差の変化量が５０％以上改善する、
０．８＜Ｈ／Ｌ＜１．６ …（１２′）
の範囲内であることが望ましい。 As the ratio H / L of the height H to the lens width L increases, the relative light quantity increases and the relative color difference decreases, so it is preferable that the ratio H / L of the height H to the lens width L is large. When the change amount of the color difference is improved by 10% or more and the ratio H / L of the height H to the lens width L is increased, it becomes difficult to produce the light extraction sheet 7. Therefore, the following formula (12)
0.30 <H / L <2 (12)
It is desirable to be within the range. When used as the illumination device 10, it is preferable that the deviation of the chromaticity due to the viewing angle is smaller, and more preferably, the change amount of the color difference is improved by 50% or more.
0.8 <H / L <1.6 (12 ′)
It is desirable to be within the range.

図１０に第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の稜線４１，５１と射出面１ａとの交点である端部Ｅでの最大傾斜角度θ（θ１、θ２）を変化させたときの相対色差を示す。
図１０において、横軸は単位レンズ４０，５０における最大傾斜角θ、縦軸は光取出しシート７を使用しないときの測定視野０度から８０度の範囲における色度座標ｕ’、ｖ’の最大変化量を１．００としたときの相対色差である。 FIG. 10 shows the relative color difference when the maximum inclination angle θ (θ1, θ2) at the end E which is the intersection of the ridge lines 41, 51 of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 and the exit surface 1a is changed. Indicates.
In FIG. 10, the horizontal axis represents the maximum inclination angle θ of the unit lenses 40 and 50, and the vertical axis represents the maximum of the chromaticity coordinates u ′ and v ′ in the measurement visual field range of 0 to 80 degrees when the light extraction sheet 7 is not used. This is the relative color difference when the amount of change is 1.00.

最大傾斜角θが大きくなるに従い相対色差が小さくなるので、最大傾斜角θは大きい方が望ましい。相対色差の改善率が１０％以上であることが好ましく、また最大傾斜角θが大きくなると光取出しシート７の作製が困難になることから、より好ましくは次式（１３）の範囲内であることが望ましい。
４５度≦θ≦８０度 …（１３）
この傾斜角θを有する第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の光偏向要素５を照明装置１０に用いた場合、色度の視野角度によるズレは小さい方が好ましく、より好ましくは色差の変化量が２０％以上改善するものとすると、
６０度≦θ≦８０度 …（１３′）
の範囲内であることが望ましい。 Since the relative color difference decreases as the maximum inclination angle θ increases, it is desirable that the maximum inclination angle θ is large. The improvement rate of the relative color difference is preferably 10% or more, and when the maximum inclination angle θ is increased, it becomes difficult to produce the light extraction sheet 7, and more preferably within the range of the following formula (13). Is desirable.
45 degrees ≦ θ ≦ 80 degrees (13)
When the light deflecting elements 5 of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 having the inclination angle θ are used in the illumination device 10, it is preferable that the deviation of the chromaticity due to the viewing angle is smaller, and more preferably the change of the color difference. If the amount improves by 20% or more,
60 degrees ≦ θ ≦ 80 degrees (13 ′)
It is desirable to be within the range.

上述した構成を備えた光取出しシート７を成型する材料として、ＥＬ素子１０１の発光層２から射出される光の波長に対して光透過性を有するものを使用でき、例えば光学用部材に使用可能なプラスチック材料を使用することができる。
この材料の例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ（アクリルとスチレンの共重合体）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が挙げられる。 As a material for molding the light extraction sheet 7 having the above-described configuration, a material having light transmittance with respect to the wavelength of light emitted from the light emitting layer 2 of the EL element 101 can be used, for example, it can be used for an optical member. Any plastic material can be used.
Examples of this material include polyester resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, MS (acrylic and styrene copolymer) resin, polymethylpentene resin, thermoplastic resin such as cycloolefin polymer, or polyester acrylate. And transparent resins such as radiation curable resins composed of oligomers such as urethane acrylate and epoxy acrylate, or acrylates.

また、光取出しシート７は、用途により透明樹脂中に微粒子を分散させて使用してもよい。透明樹脂中に微粒子を分散させることにより、光取出しシート７に入射した光が照射方向Ｆに射出する際、より拡散性が上昇するため色度の視野角度による変化を改善することが可能であり、また、照明装置１０として使用した際、欠陥が観測されにくくなる利点が挙げられる。
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粒子を使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子として、シリカやアルミナ、酸化チタン等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子として、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン一テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら微粒子は、２種類以上を混合して使用してもよい。 The light extraction sheet 7 may be used with fine particles dispersed in a transparent resin depending on the application. By dispersing the fine particles in the transparent resin, when the light incident on the light extraction sheet 7 is emitted in the irradiation direction F, the diffusivity is further increased, so that it is possible to improve the change of the chromaticity depending on the viewing angle. Moreover, when it uses as the illuminating device 10, the advantage which becomes difficult to observe a defect is mentioned.
As the fine particles, particles made of an inorganic oxide or particles made of a resin can be used. For example, transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina, titanium oxide, or the like. Moreover, as transparent particles made of resin, acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, particles of melamine-formalin condensate, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoro). Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as ethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These fine particles may be used as a mixture of two or more.

そして、光取出しシート７の製作に際して、上述した材料を金型に流し込み凝固させることで成型する。この金型の作製方法として、金型に対して各種レンズ形状を有する切削工具を用いて切削し、断面形状が第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０の凹凸部に対応する部分を作製する。
また、このような金型で光取出しシート７を作製する方法の他、第１単位レンズ４０や第２単位レンズ５０、そして基材８の形成法として、熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂と上記の形状が賦形された金型を用いて、押出し成型や射出成型、ＵＶ成型法などで成型することができる。この際、第１単位レンズ４０及び第２単位レンズ５０と基材８とを別体に成型してもよいし、一体品として成型してもよい。また第１単位レンズ４０、第２単位レンズ５０及び基材８を成型する場合には、内部にフィラーなど拡散剤を分散させて成型することもできる。 And when manufacturing the light extraction sheet | seat 7, it shape | molds by pouring the material mentioned above into a metal mold | die and solidifying it. As a method for producing the mold, the mold is cut by using a cutting tool having various lens shapes, and the portions whose cross-sectional shapes correspond to the concave and convex portions of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are produced. .
In addition to the method of producing the light extraction sheet 7 with such a mold, as a method of forming the first unit lens 40, the second unit lens 50, and the base material 8, a thermoplastic resin, an ultraviolet curable resin, and the above-described method are used. It is possible to mold by extrusion molding, injection molding, UV molding method or the like using a mold having the shape of At this time, the first unit lens 40 and the second unit lens 50 and the base material 8 may be molded separately or may be molded as an integrated product. When the first unit lens 40, the second unit lens 50, and the base material 8 are molded, a diffusing agent such as a filler can be dispersed therein.

また光取出しシート７に用いる帯電防止剤として、導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ（以下、ＡＴＯ）や、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）等の超微粒子を分散させてもよい。帯電防止剤を分散することで、光取出しシート７の防汚性を向上させることが可能となる。   Further, as the antistatic agent used in the light extraction sheet 7, ultrafine particles such as conductive fine particles of antimony-containing tin oxide (hereinafter referred to as ATO) or tin-containing indium oxide (ITO) may be dispersed. By dispersing the antistatic agent, the antifouling property of the light extraction sheet 7 can be improved.

ＵＶ成型法のように光偏向要素５を基材８と別体に成型する場合、基材８は透明なフィルムであり、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂の延伸又は未延伸フィルムを使用することができる。
基材８の厚みは、基材８がもつ剛性にもよるが、５０〜３００μｍのものが加工性等の取扱い面から見て好ましい。 When the light deflection element 5 is molded separately from the base material 8 as in the UV molding method, the base material 8 is a transparent film, cellulose triacetate, polyester, polyamide, polyimide, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride. A stretched or unstretched film of a thermoplastic resin such as polyvinyl acetal, methyl polymethacrylate, polycarbonate, or polyurethane can be used.
Although the thickness of the base material 8 depends on the rigidity of the base material 8, a thickness of 50 to 300 μm is preferable from the viewpoint of handling such as workability.

また、光偏向要素５が基材８と強固に接着しなかったり、寒熱、吸脱湿等の外的影響で接着力が低下したりするときは、光偏向要素５と基材８との間に両材料に対して接着性の高いプライマ層を設けてもよいし、光偏向要素５にプライマ層の作用を付加してもよい。
あるいは、コロナ放電処理等の易接着処理を施してもよい。 Further, when the light deflection element 5 does not adhere firmly to the base material 8 or when the adhesive force is reduced due to external influences such as cold, moisture absorption and desorption, the light deflection element 5 is placed between the light deflection element 5 and the base material 8. A primer layer having high adhesion to both materials may be provided, or the action of the primer layer may be added to the light deflection element 5.
Alternatively, an easy adhesion process such as a corona discharge process may be performed.

上述のように本実施形態による光取り出しシート７とＥＬ素子１０１を備えた照明装置１０によれば、基材８の表面に第１単位レンズ４０のレンズアレイと第２単位レンズ５０のレンズアレイを互いに交差するように配列すると共に、第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０の断面高さｆ（ｘ）、曲率半径Ｒ（ｘ）、関数Ｓ（ｘ）を最適化することで、光の外部取出し効率を向上させて射出光量を増大させると共に、第１単位レンズ４０及び第２単位レンズ５０からの射出角度の調整による色度座標の変化を改善することができて相対色差を低減できる。
さらに、本実施形態において、光取り出しシート７とＥＬ素子１０１を組み込んだ照明装置１０、この照明装置１０を備えたディスプレイ装置及び液晶ディスプレイ装置を用いることで、光の利用効率が高く意匠性を有する照明装置５０、そしてこの照明装置５０を備えたディスプレイ装置及び液晶ディスプレイ装置を得られる。 As described above, according to the illumination device 10 including the light extraction sheet 7 and the EL element 101 according to the present embodiment, the lens array of the first unit lens 40 and the lens array of the second unit lens 50 are provided on the surface of the substrate 8. By arranging so as to cross each other and optimizing the cross-sectional height f (x), the radius of curvature R (x), and the function S (x) of the first unit lens 40 and the second unit lens 50, While improving the external extraction efficiency and increasing the amount of emitted light, the change in chromaticity coordinates due to adjustment of the emission angle from the first unit lens 40 and the second unit lens 50 can be improved, and the relative color difference can be reduced.
Furthermore, in this embodiment, by using the illumination device 10 incorporating the light extraction sheet 7 and the EL element 101, and the display device and the liquid crystal display device including the illumination device 10, the light use efficiency is high and the design property is provided. The lighting device 50 and a display device and a liquid crystal display device including the lighting device 50 can be obtained.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り適宜の変更等が可能である。
また、上述の実施形態では、光取出しシート７についての代表的な例を説明したが、本実施形態の光学特性を達成することができれば上記以外の材料や構造、プロセスなどを使用して作製することも可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
In the above-described embodiment, the representative example of the light extraction sheet 7 has been described. However, if the optical characteristics of the present embodiment can be achieved, the light extraction sheet 7 is manufactured using materials, structures, processes, and the like other than those described above. It is also possible.

また、上述の実施形態による光取出しシート７の変形例として、基材８の表面８ａに光偏向要素５として互いに交差するレンチキュラーレンズ群からなる単純な第１単位レンズ４０および第２単位レンズ５０に代えて、これら第１及び第２単位レンズ４０，５０の頂部に単位レンズのレンズ高さより高いレンズ高さＨを有するマイクロレンズアレイ部分を追加して形成していてもよい。
光偏向要素５として第１及び第２単位レンズ４０，５０の頂部にマイクロレンズアレイ部分を追加形成することにより、光取出しシート７における最も高さの高い位置がマイクロレンズ形状部分となり、他の部材等の障害物と接触する際、点接触となるため耐擦性が向上する。 In addition, as a modification of the light extraction sheet 7 according to the above-described embodiment, a simple first unit lens 40 and second unit lens 50 each including a lenticular lens group intersecting with each other as the light deflection element 5 on the surface 8a of the substrate 8 are used. Instead, a microlens array portion having a lens height H higher than the lens height of the unit lens may be additionally formed on top of the first and second unit lenses 40 and 50.
By additionally forming a microlens array portion on top of the first and second unit lenses 40 and 50 as the light deflection element 5, the highest position in the light extraction sheet 7 becomes a microlens shape portion, and other members When contacting an obstacle such as a point contact, it becomes point contact, so that the abrasion resistance is improved.

次に、本発明の実施例について以下に詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
実施例としての光取り出しシート７は次の製法によって製作される。
厚さ１８８μｍの透明ＰＥＴフィルムからなる基材８上に、光偏向要素５のパターンを形成するための、屈折率１．５０のＵＶ硬化性アクリル系樹脂を塗布した。そして、光偏向要素５をなす第１単位レンズ４０と第２単位レンズ５０のレンチキュラーレンズ群が互いに交差して配列された形状に切削したシリンダー金型を使用して成形し、紫外線硬化型樹脂が塗布された透明ＰＥＴフィルムを搬送しながらＵＶ光を透明ＰＥＴフィルム側から露光することにより、ＵＶ硬化型アクリル系樹脂を硬化させ、光偏向要素５を成形した。硬化後、透明ＰＥＴフィルムから金型を剥離することにより、光取出しシート７を作製した。
得られた光取出しシート７を、接着層６をなす粘着剤を介してＥＬ素子１０１に貼合することにより、測定サンプルを得た。これらの測定サンプルを実施例１、２，３，４とした。 Next, examples of the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.
The light extraction sheet 7 as an example is manufactured by the following manufacturing method.
A UV curable acrylic resin having a refractive index of 1.50 for forming a pattern of the light deflection element 5 was applied on a base material 8 made of a transparent PET film having a thickness of 188 μm. Then, the lenticular lens group of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 constituting the light deflecting element 5 is molded using a cylinder die cut into a shape in which the lenticular lenses are arranged to cross each other, and an ultraviolet curable resin is formed. The UV curable acrylic resin was cured by exposing UV light from the transparent PET film side while conveying the coated transparent PET film, and the light deflection element 5 was molded. After curing, the light extraction sheet 7 was prepared by peeling the mold from the transparent PET film.
The obtained light extraction sheet 7 was bonded to the EL element 101 through an adhesive forming the adhesive layer 6 to obtain a measurement sample. These measurement samples were referred to as Examples 1, 2, 3, and 4.

なお、各実施例１，２，３，４は下記のパラメータにより作製し、各実施例毎に作製した光取出しシート７を、それぞれＥＬ素子１０１の表面１ａに接着層６を介して配設した。
各実施例において、第１及び第２単位レンズ４０，５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘについて微分した値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの最大値について、実施例１では０．８とし、実施例２では１．０とし、実施例３では１．２とし、実施例４では４．０とした。
また、比較例１として、ＥＬ素子１０１のガラス表面に光取出しシート７を貼らないものを採用した。 In addition, each Example 1, 2, 3, 4 was produced with the following parameters, and the light extraction sheet 7 produced for each Example was disposed on the surface 1a of the EL element 101 via the adhesive layer 6, respectively. .
In each example, the maximum value of the value df (x) / dx obtained by differentiating the sectional height f (x) of the first and second unit lenses 40 and 50 with respect to the displacement x is set to 0.8 in the example 1, In Example 2, 1.0, 1.2 in Example 3, and 4.0 in Example 4.
Further, as Comparative Example 1, a material in which the light extraction sheet 7 was not pasted on the glass surface of the EL element 101 was employed.

上述した実施例１〜４、比較例１について、積算光量および色度をそれぞれ測定した。
積算光量の測定器は「積分球 Labsphere」を、色度の測定器は「分光放射輝度計 ＳＲ−３」を用いた。
その結果を表１に示す。
ここで相対光量、相対色差とは、比較例１における各値を１．００としたときの値である。 For Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 described above, the integrated light amount and chromaticity were measured.
“Integral sphere Labsphere” was used as a measuring device for integrated light quantity, and “spectral radiance meter SR-3” was used as a measuring device for chromaticity.
The results are shown in Table 1.
Here, the relative light quantity and the relative color difference are values when each value in Comparative Example 1 is 1.00.

Figure 0006176892
Figure 0006176892

表１により、第１及び第２単位レンズ４０，５０の長手方向に直交する縦断面形状における高さｆ（ｘ）の変位ｘにおける微分値ｄｆ（ｘ）／ｄｘの絶対値の最大値が０．８では相対色差は比較例１と殆ど差がなく（０．９８）改善効果が認められず、１．０以上の値にすることにより相対光量が著しく上昇し、明確に色差が低減して改善されたことが認められた。   According to Table 1, the maximum absolute value of the differential value df (x) / dx at the displacement x of the height f (x) in the longitudinal sectional shape orthogonal to the longitudinal direction of the first and second unit lenses 40 and 50 is 0. .8, the relative color difference is almost the same as that of Comparative Example 1 (0.98), and the improvement effect is not recognized. By setting the value to 1.0 or more, the relative light amount is remarkably increased, and the color difference is clearly reduced. An improvement was observed.

次の試験において、上述した各実施例の基本構成を備えた光取り出しシート７について、実施例５として、第１単位レンズ４０及び第２単位レンズ５０の断面高さｆ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の最大値を２０とした。同様に、実施例６では最大値を９０と、実施例７では最大値を１２０とした。
ここで相対光量、相対色差とは、比較例１における各値を１．００としたときの値である。 In the next test, for the light extraction sheet 7 having the basic configuration of each example described above, as Example 5, the sectional height f (x) of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 is set to the displacement x. The maximum value of the value d 2 f (x) / dx 2 differentiated twice was set to 20. Similarly, in Example 6, the maximum value was 90, and in Example 7, the maximum value was 120.
Here, the relative light quantity and the relative color difference are values when each value in Comparative Example 1 is 1.00.

Figure 0006176892
Figure 0006176892

表２により、各実施例５，６，７について、第１及び第２単位レンズ４０，５０の断面形状における高さｆ（ｘ）を変位ｘについて２回微分した値ｄ２ｆ（ｘ）／ｄｘ２の絶対値の最大値を２０以上にすることにより、比較例１よりも相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかになった。 According to Table 2, for each of Examples 5, 6, and 7, a value d 2 f (x) / differentiated twice with respect to the displacement f height x (x) in the cross-sectional shape of the first and second unit lenses 40 and 50. It has been clarified that by setting the maximum value of the absolute value of dx 2 to 20 or more, the relative light amount is increased as compared with Comparative Example 1 and the color difference is improved.

更に次の試験において、上述した各実施例の基本構成を備えた光取り出しシート７について、第１単位レンズ４０、第２単位レンズ５０の断面形状が上記（１０）式で規定されるＳ（ｘ）に関し、実施例８では、第１及び第２単位レンズ４０，５０におけるＳ（ｘ）を１０とし、実施例９では、単位レンズ４０，５０におけるＳ（ｘ）を６０とした。
なお、相対光量、相対色差とは、比較例１における各値を１．００としたときの値である。各実施例８．９に関し、相対光量と相対色差を測定した。 Further, in the next test, for the light extraction sheet 7 having the basic configuration of each of the above-described embodiments, the cross-sectional shapes of the first unit lens 40 and the second unit lens 50 are defined by S (x) ), In Example 8, S (x) in the first and second unit lenses 40, 50 was set to 10, and in Example 9, S (x) in the unit lenses 40, 50 was set to 60.
The relative light quantity and the relative color difference are values when each value in Comparative Example 1 is 1.00. For each Example 8.9, the relative light amount and the relative color difference were measured.

Figure 0006176892
Figure 0006176892

表３に示す結果により、第１及び第２単位レンズ４０，５０におけるＳ（ｘ）の値を１０以上の値にすることにより、相対光量が上昇し、色差が改善することが明らかであった。   From the results shown in Table 3, it was clear that when the value of S (x) in the first and second unit lenses 40 and 50 was set to 10 or more, the relative light amount increased and the color difference improved. .

１Ａ、１Ｂ 基板
２ 発光層
３ 陽極
４ 陰極
５ 光偏向要素
６ 接着層
７ 光取出しシート
８ 基材
８ａ 表面
８ｂ 裏面
４０ 第１単位レンズ
５０ 第２単位レンズ
１００ 発光構造体
１０１ ＥＬ素子 1A, 1B Substrate 2 Light emitting layer 3 Anode 4 Cathode 5 Light deflection element 6 Adhesive layer 7 Light extraction sheet 8 Base material 8a Front surface 8b Back surface 40 First unit lens 50 Second unit lens 100 Light emitting structure 101 EL element

Claims (7)

発光手段と、
該発光手段から射出される光を導いて射出させる光偏向要素を備えた光取り出し部材とを備え、
前記光偏向要素は、
第１の方向に第１単位レンズが略等間隔に配列され、
前記第１の方向に略直交する第２の方向に第２単位レンズが略等間隔に配列されてなり、
前記第１単位レンズ及び第２単位レンズは縦断面視で凸曲面形状を有しており、前記第１単位レンズ及び第２単位レンズの前記凸曲面形状における幅方向の変位をそれぞれｘとし、前記変位ｘの中点をｘ＝０とすると共に前記変位ｘに含まれる任意の点ｘ１とｘ２についてｘ２＞ｘ１として、
前記凸曲面形状の断面高さをｆ（ｘ）とし、前記ｆ（ｘ）が下記の（１）式、（２）式、（３）式、（４）式及び（５）式を満たすと共に、
前記第１単位レンズ及び第２単位レンズの前記凸曲面形状における曲率半径をＲ（ｘ）とし、該Ｒ（ｘ）は下記（６）式で定義されていて、下記の（７）式、（８）式、（９）式を満たすことを特徴とする照明装置。
Figure 0006176892
Figure 0006176892
 但し、｜ｄｆ（ｘ）／ｄｘ｜ｍａｘは第１単位レンズおよび第２単位レンズの断面高さｆ（ｘ）を変位ｘで微分した絶対値の最大値である。
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
 Light emitting means;
A light extraction member provided with a light deflection element that guides and emits light emitted from the light emitting means,
The light deflection element is
The first unit lenses are arranged at substantially equal intervals in the first direction,
The second unit lenses are arranged at substantially equal intervals in a second direction substantially orthogonal to the first direction,
The first unit lens and the second unit lens have a convex curved surface shape in a longitudinal sectional view, and the displacement in the width direction of the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens is x, The midpoint of the displacement x is set to x = 0, and x2> x1 for arbitrary points x1 and x2 included in the displacement x,
The cross-sectional height of the convex curved surface shape is f (x), and the f (x) satisfies the following formulas (1), (2), (3), (4) and (5). ,
The radius of curvature in the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens is R (x), and R (x) is defined by the following equation (6), and the following equations (7), ( An illumination device characterized by satisfying the equations (8) and (9).
Figure 0006176892
Figure 0006176892
 However, | df (x) / dx | max is the maximum absolute value obtained by differentiating the cross-sectional height f (x) of the first unit lens and the second unit lens by the displacement x.
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
Figure 0006176892
 前記第１単位レンズ及び第２単位レンズの曲率半径Ｒ（ｘ）のｘ＝０における変化量と端部Ｅ１，Ｅ２における変化量の差を規定するＳ（ｘ）は下記（１０）式で規定されていて、Ｓ（ｘ）は下記（１１）式を満たすことを特徴とする請求項１に記載された照明装置。
Figure 0006176892
 １０≦Ｓ（ｘ）≦６０ …（１１）
但し、Ｌは第1単位レンズ及び第２単位レンズの凸曲面形状のレンズ幅である。 S (x) that defines the difference between the amount of change of the curvature radius R (x) of the first unit lens and the second unit lens at x = 0 and the amount of change at the end portions E1 and E2 is defined by the following equation (10). The lighting device according to claim 1, wherein S (x) satisfies the following expression (11).
Figure 0006176892
 10 ≦ S (x) ≦ 60 (11)
However, L is Ru Oh lens width of the convex curved surface of the first unit lens and the second unit lens. 前記第１単位レンズ及び第２単位レンズの前記凸曲面形状のレンズ幅をＬとし、レンズ高さをＨとして、下記（１２）式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載された照明装置。
Figure 0006176892
 The following equation (12) is satisfied, where L is a lens width of the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens, and H is a lens height. Lighting device.
Figure 0006176892
 前記第１単位レンズ及び第２単位レンズの前記凸曲面形状と発光手段の射出面との交点における最大傾斜角をそれぞれθとして、下記（１３）式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載された照明装置。
４５度≦θ≦８０度 …（１３） The following equation (13) is satisfied, where θ is the maximum inclination angle at the intersection of the convex curved surface shape of the first unit lens and the second unit lens and the exit surface of the light emitting means. The lighting device described in any one of the above.
45 degrees ≦ θ ≦ 80 degrees (13) 前記発光手段はＥＬ素子である請求項１乃至４のいずれか１項に記載された照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the light emitting unit is an EL element. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載された照明装置と、
該照明装置の光の射出面側に配設された液晶画像表示素子と
を備えたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal image display element disposed on a light exit surface side of the illumination device. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載された照明装置と、
該照明装置の光の射出面側に配設された画像表示素子と
を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
An image display element disposed on the light emission surface side of the illumination device.
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