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公開番号2025044531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152144
出願日2023-09-20
発明の名称面発光デバイス、および、表示装置
出願人デクセリアルズ株式会社
代理人弁理士法人青海国際特許事務所
主分類G02B 5/02 20060101AFI20250326BHJP(光学)
要約【課題】高精度なアライメントをせずとも、光取り出し効率の低下を抑制する。
【解決手段】
発光面110aに規則的に配置された複数の発光素子112を有する発光部110と、発光部110上に積層された保護層120と、保護層120上に積層され、凸状または凹状の複数のマイクロレンズ160が内部に形成されたレンズ層130と、レンズ層130上に積層された基材層170と、を備え、複数のマイクロレンズ160は、発光面110aに対して平行なXY平面上に不規則に配置され、複数の発光素子112および複数のマイクロレンズ160をXY平面上に投影した場合に、少なくとも4つ以上のマイクロレンズ160の少なくとも一部が重なるように、複数のマイクロレンズ160がXY平面上に不規則に配置されている、面発光デバイス100が提供される。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
発光面に規則的に配置された複数の発光素子を有する発光部と、
前記発光部上に積層された保護層と、
前記保護層上に積層され、凸状または凹状の複数のマイクロレンズが内部に形成されたレンズ層と、
前記レンズ層上に積層された基材層と、
を備え、
前記複数のマイクロレンズは、前記発光面に対して平行なＸＹ平面上に不規則に配置され、
前記複数の発光素子および前記複数のマイクロレンズを前記ＸＹ平面上に投影した場合に、１つの前記発光素子に対して、少なくとも４つ以上の前記マイクロレンズの少なくとも一部が重なるように、前記複数のマイクロレンズが前記ＸＹ平面上に不規則に配置されている、面発光デバイス。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記発光素子は、矩形状の平面形状を有し、
各々の前記マイクロレンズの開口形状に内接する内接円の直径は、前記発光素子の短辺の５５％以下である、請求項１に記載の面発光デバイス。
【請求項３】
前記レンズ層は、
表面に前記複数のマイクロレンズからなる凹凸構造が形成された第１レンズ層と、
前記第１レンズ層の凹凸構造を平坦化するために、前記第１レンズ層の前記表面の凹凸構造を被覆する第２レンズ層と、
からなる、請求項１または２に記載の面発光デバイス。
【請求項４】
前記レンズ層の前記第２レンズ層は、前記保護層上に積層され、
前記レンズ層の前記第１レンズ層は、前記第２レンズ層上に積層され、
前記基材層は、前記レンズ層の前記第１レンズ層上に積層されており、
前記第１レンズ層に形成された前記複数のマイクロレンズは、前記基材層側に陥没した凹レンズであり、
前記第１レンズ層の屈折率は、前記第２レンズ層の屈折率よりも低い、請求項３に記載の面発光デバイス。
【請求項５】
前記レンズ層の前記第２レンズ層は、前記保護層上に積層され、
前記レンズ層の前記第１レンズ層は、前記第２レンズ層上に積層され、
前記基材層は、前記レンズ層の前記第１レンズ層上に積層されており、
前記第１レンズ層に形成された前記複数のマイクロレンズは、前記保護層側に突出した凸レンズであり、
前記第１レンズ層の屈折率は、前記第２レンズ層の屈折率よりも高い、請求項３に記載の面発光デバイス。
【請求項６】
前記レンズ層の前記第１レンズ層は、前記保護層上に積層され、
前記レンズ層の前記第２レンズ層は、前記第１レンズ層上に積層され、
前記基材層は、前記レンズ層の前記第２レンズ層上に積層されており、
前記第１レンズ層に形成された前記複数のマイクロレンズは、前記基材層側に突出した凸レンズであり、
前記第１レンズ層の屈折率は、前記第２レンズ層の屈折率よりも高い、請求項３に記載の面発光デバイス。
【請求項７】
前記レンズ層の前記第１レンズ層は、前記保護層上に積層され、
前記レンズ層の前記第２レンズ層は、前記第１レンズ層上に積層され、
前記基材層は、前記レンズ層の前記第２レンズ層上に積層されており、
前記第１レンズ層に形成された前記複数のマイクロレンズは、前記保護層側に陥没した凹レンズであり、
前記第１レンズ層の屈折率は、前記第２レンズ層の屈折率よりも低い、請求項３に記載の面発光デバイス。
【請求項８】
前記レンズ層の屈折率は、前記保護層の屈折率よりも低い、請求項１または２に記載の面発光デバイス。
【請求項９】
前記基材層の屈折率は、前記保護層の屈折率よりも低い、請求項１または２に記載の面発光デバイス。
【請求項１０】
相互に隣接する前記複数のマイクロレンズ間の境界部分には、平坦部が存在しない、請求項１または２に記載の面発光デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光デバイス、および、表示装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
光の拡散特性を変化させるために、入射光を所望の方向に拡散させる拡散板が用いられている。拡散板は、例えば、ディスプレイ等の表示装置、プロジェクタ等の投影装置、または各種の照明装置等といった様々な装置に広く利用される。拡散板の表面形状に起因する光の屈折を利用して、入射光を所望の拡散角で拡散させるタイプの拡散板がある。当該タイプの拡散板として、数十μｍ程度の大きさのマイクロレンズが複数配置されたマイクロレンズアレイ型の拡散板が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発光装置から光を取り出すときの効率（以下、「光取り出し効率」という。）を向上させるために、サブピクセルごとに凸状のマイクロレンズを配置する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２１６４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、マイクロレンズとサブピクセルとの相対的な位置関係が設計値からずれてしまうと、光取り出し効率が低下する問題がある。したがって、上記特許文献１の技術では、マイクロレンズとサブピクセルとを高精度にアライメントする必要があり、アライメントの作業が煩雑となってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、高精度なアライメントをせずとも、光取り出し効率の低下を抑制することが可能な面発光デバイス、および、表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
発光面に規則的に配置された複数の発光素子を有する発光部と、
前記発光部上に積層された保護層と、
前記保護層上に積層され、凸状または凹状の複数のマイクロレンズが内部に形成されたレンズ層と、
前記レンズ層上に積層された基材層と、
を備え、
前記複数のマイクロレンズは、前記発光面に対して平行なＸＹ平面上に不規則に配置され、
前記複数の発光素子および前記複数のマイクロレンズを前記ＸＹ平面上に投影した場合に、１つの前記発光素子に対して、少なくとも４つ以上の前記マイクロレンズの少なくとも一部が重なるように、前記複数のマイクロレンズが前記ＸＹ平面上に不規則に配置されている、面発光デバイスが提供される。
【０００８】
前記発光素子は、矩形状の平面形状を有し、
各々の前記マイクロレンズの開口形状に内接する内接円の直径は、前記発光素子の短辺の５５％以下であるようにしてもよい。
【０００９】
前記レンズ層は、
表面に前記複数のマイクロレンズからなる凹凸構造が形成された第１レンズ層と、
前記第１レンズ層の凹凸構造を平坦化するために、前記第１レンズ層の前記表面の凹凸構造を被覆する第２レンズ層と、
からなるようにしてもよい。
【００１０】
前記レンズ層の前記第２レンズ層は、前記保護層上に積層され、
前記レンズ層の前記第１レンズ層は、前記第２レンズ層上に積層され、
前記基材層は、前記レンズ層の前記第１レンズ層上に積層されており、
前記第１レンズ層に形成された前記複数のマイクロレンズは、前記基材層側に陥没した凹レンズであり、
前記第１レンズ層の屈折率は、前記第２レンズ層の屈折率よりも低くてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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