(57)【要約】【課題】外光の映りこみを低減させ、さらに正面以外の方向から表示装置を見た際の視認性をも向上させる光学部材を提供する。【解決手段】表示装置において視認側に配置して用いられ、視認側表面に凹凸形状が形成されることにより防眩処理が施された光学部材であって、光学部材の屈折率Ｎ１は、光学部材の出射側の光媒質の屈折率Ｎ２より大きく、凹凸形状は、各面の傾斜角度をθとすると、傾斜角度θと、屈折率Ｎ１，Ｎ２とが、以下の式（１）の関係を満たす第１の面と、以下の式（２）の関係を満たす第２の面とを有する。  Ｎ１×ｓｉｎθ＞Ｎ２      （１）  ０＜Ｎ１×ｓｉｎθ＜Ｎ２      （２）【選択図】図３
2012073354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置において視認側に配置して用いられ、
視認側表面に凹凸形状が形成されることにより防眩処理が施された光学部材であって、
前記光学部材の屈折率Ｎ１は、前記光学部材の出射側の光媒質の屈折率Ｎ２より大きく、
前記凹凸形状は、各面の傾斜角度をθとすると、前記傾斜角度θと、前記屈折率Ｎ１，Ｎ２とが、以下の式（１）の関係を満たす第１の面と、以下の式（２）の関係を満たす第２の面とを有する、光学部材。
Ｎ１×ｓｉｎθ＞Ｎ２      （１）
０＜Ｎ１×ｓｉｎθ＜Ｎ２      （２）
【請求項２】
前記凹凸形状において、前記第１の面と前記第２の面とが、その境界が頂部を形成するように隣接する、請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記凹凸形状において、式（２）の関係を満たす第３の面を有し、
前記第３の面は、前記第２の面とはその境界が頂部および谷部のいずれをも形成しないように隣接し、前記第１の面とは隣接しない、請求項１または２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記凹凸形状において、前記第３の面の傾斜角度θが、前記第２の面の傾斜角度θより大きい、請求項３に記載の光学部材。
【請求項５】
前記凹凸形状の凸部が、少なくとも一つの対称面を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の光学部材。
【請求項６】
前記光学部材は防眩フィルムである、請求項１〜５のいずれかに記載の光学部材。
【請求項７】
前記光学部材は偏光板である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学部材。
【請求項８】
前記光学部材は内部に微粒子を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の光学部材。
【請求項９】
前記光学部材は、前記視認側表面とは反対側の表面が光散乱性を有する光散乱部材に密接するように配置して用いられる、請求項１〜８のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１０】
画像表示部材と、前記画像表示部材の視認側に配置されている請求項１〜９のいずれかに記載の光学部材とを備える、表示装置。
【請求項１１】
画像表示部材と、前記画像表示部材の視認側に配置されている請求項１〜９のいずれかに記載の光学部材とを備える、液晶表示装置。
【請求項１２】
前記光学部材は、前記凹凸形状において、前記傾斜角度θと、前記画像表示部材の表示面から前記光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、前記画像表示部材の画素サイズＰＷと、前記屈折率Ｎ１、Ｎ２および前記傾斜角度θによって定義されるθ’＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ２÷Ｎ１×ｓｉｎθ）とが、以下の式（３）の関係を満たす面の割合が、前記光学部材の前記視認側表面を平面として捉え、前記平面に投影して得られる投影図の前記平面の全面積に対する割合で５０％以上である、請求項１０に記載の表示装置。
２×Ｌ×ｔａｎ（θ−θ’）＜ＰＷ      （３）
【請求項１３】
前記画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α１と、前記画像表示部材の表示面から前記光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、前記画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（４）の関係を満たす、請求項１０に記載の表示装置。
２×Ｌ×ｔａｎα１＜ＰＷ      （４）
【請求項１４】
画像表示部材と、請求項８に記載の光学部材とを備え、
前記画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α２と、前記光学部材による光散乱強度分布における半値角度β１と、前記画像表示部材の表示面から前記光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、前記光学部材の厚みＴ１と、前記画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（５）の関係を満たす、表示装置。
２×Ｔ１×ｔａｎ（α２＋β１）＋２×（Ｌ−Ｔ１）×ｔａｎα２＜ＰＷ      （５）
【請求項１５】
画像表示部材と、光散乱性を有する光散乱部材と、請求項９に記載の光学部材とを備え、
前記画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α３と、前記光散乱部材による光散乱強度分布における半値角度β２と、前記画像表示部材の表示面から前記光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、前記光散乱部材の厚みと前記光学部材の厚みとを足し合わせた値Ｔ２と、前記画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（６）の関係を満たす、表示装置。
２×Ｔ２×ｔａｎ（α３＋β２）＋２×（Ｌ−Ｔ２）×ｔａｎα３＜ＰＷ      （６）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防眩処理が施された光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、ブラウン管（陰極線管：ＣＲＴ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどの画像表示装置は、優れた視認性が求められる。従来の表示装置で視認性を損なう要因としては、外光の映りこみ、視角による光強度変化があげられる。
【０００３】
外光の映り込みを防止するために、画質を重視するテレビやパーソナルコンピュータ、外光の強い屋外で使用されるビデオカメラやデジタルカメラ、および反射光を利用して表示を行なう携帯電話などにおいては、画像表示装置の表面に外光の映り込みを防止するための処理が施されている。このような画像表示装置の表面に施される処理は、光学多層膜による干渉を利用した無反射処理と、表面に微細な凹凸を形成することにより入射光を散乱させて映り込み像をぼかす防眩処理とに大別される。前者の無反射処理は、均一な光学膜厚の多層膜を形成する必要があるため、コスト高になる。これに対して、後者の防眩処理は、比較的安価に行なうことができることから、大型テレビ、パーソナルコンピュータ、モニタなどの用途に広く用いられている。このような防眩処理は、表示装置の表面に凹凸形状を付与することによって実現される。
【０００４】
前述した防眩処理を施す際、表示装置の視認側に配置される光学部材に所望の防眩性能を付与する一方、外光が該光学部材の表面で反射して生じる散乱光に起因して表面全体が白っぽくなり、表示が濁った色になる「白ちゃけ」と呼ばれる現象を抑制することが求められている。このような観点から一般に、防眩処理として光学部材の表面に凹凸形状を施す際、その凹凸形状の傾斜角度は１０度以下程度と低めに設定されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、視角による光強度変化は、特に液晶ディスプレイにおいて多く指摘されてきたが、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなど、構成部材に偏光板を含む表示装置でも生じる現象である。さらに、屈折率が高い媒質から低い媒質（空気）へ光が出射する際に、高い入射角度で光が界面に入射するほど反射してしまい、取り出される光量が低下する問題がある。この現象により、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに限らず、プラズマディスプレイパネルなど、偏光板を有さない表示装置においても横方向からの視認性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０８７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、外光の映りこみを低減させ、さらに正面以外の方向から表示装置を見た際の視認性をも向上させる光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、表示装置において視認側に配置して用いられ、視認側表面に凹凸形状が形成されることにより防眩処理が施された光学部材の凹凸形状において、特定の傾斜角度の面を組み合わせることにより、広い範囲の視認性の向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、表示装置において視認側に配置して用いられ、視認側表面に凹凸形状が形成されることにより防眩処理が施された光学部材であって、光学部材の屈折率Ｎ１は、光学部材の出射側の光媒質の屈折率Ｎ２より大きく、凹凸形状は、各面の傾斜角度をθとすると、傾斜角度θと、屈折率Ｎ１，Ｎ２とが、以下の式（１）の関係を満たす第１の面と、以下の式（２）の関係を満たす第２の面とを有する。
【００１０】
Ｎ１×ｓｉｎθ＞Ｎ２      （１）
０＜Ｎ１×ｓｉｎθ＜Ｎ２      （２）
本発明の好ましい一形態は、上記凹凸形状において、第１の面と第２の面とが、その境界が頂部を形成するように隣接する。ここでの頂部とは、互いに隣接する第１の面と第２の面とにおける最大高さ部分である。
【００１１】
本発明の好ましい一形態は、上記凹凸形状において、上記式（２）の関係を満たす第３の面を有し、第３の面は、第２の面とはその境界が頂部および谷部のいずれをも形成しないように隣接し、第１の面とは隣接しない。ここでの頂部とは、互いに隣接する第２の面と第３の面とにおける境界が、第２の面と第３の面いずれの面の中心よりも高い位置にあることを意味し、谷部とは、互いに隣接する第２の面と第３の面とにおける境界が、第２の面と第３の面いずれの面の中心よりも低い位置にあることを意味する。ここで、好ましくは、第３の面の傾斜角度θが、第２の面の傾斜角度θより大きくなるように構成する。ここで、「高い位置にある」とは、表示装置において光学部材が画像表示部材の視認側に配置された際に画像表示部材からその位置までの距離が遠いことを意味し、「低い位置にある」とは、表示装置において光学部材が画像表示部材の視認側に配置された際に画像表示部材からその位置までの距離が近いことを意味する。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記凹凸形状の凸部が少なくとも一つの対称面を有する。
【００１３】
本発明の光学部材は、たとえば、防眩フィルム、偏光板として供される。
本発明の光学部材は内部に微粒子を有していてもよく、または視認側表面とは反対側の表面が光散乱性を有する光散乱部材に密接するように配置して用いられてもよい。
【００１４】
また、本発明は、画像表示部材と、画像表示部材の視認側に配置されている本発明の上記光学部材とを備える表示装置に係るものである。当該表示装置は、たとえば液晶表示装置である。
【００１５】
画像表示部材と、前記画像表示部材の視認側に配置されている請求項１〜９のいずれかに記載の光学部材とを備える、液晶表示装置。
【００１６】
本発明の上記表示装置において、光学部材の凹凸形状は、傾斜角度θと、画像表示部材の表示面から光学部材の凹凸形状までの距離Ｌと、画像表示部材の画素サイズＰＷと、屈折率Ｎ１、Ｎ２および傾斜角度θによって定義されるθ’＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ２÷Ｎ１×ｓｉｎθ）とが、以下の式（３）の関係を満たす面の割合が、光学部材の視認側表面を平面として捉え、平面に投影して得られる投影図の当該平面の全面積に対する割合で５０％以上であることが好ましい。
【００１７】
２×Ｌ×ｔａｎ（θ−θ’）＜ＰＷ      （３）
本発明の上記表示装置において、画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α１と、画像表示部材の表示面から光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、画像表示部材の画素サイズＰＷとが、好ましくは以下の式（４）の関係を満たす。
【００１８】
２×Ｌ×ｔａｎα１＜ＰＷ      （４）
また本発明の表示部材の好ましい一形態は、画像表示部材と、微粒子を含有する本発明の光学部材とを備え、画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α２と、光学部材による光散乱強度分布における半値角度β１と、画像表示部材の表示面から光学部材の凹凸形状までの距離Ｌと、光学部材の厚みＴ１と、画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（５）の関係を満たす。
【００１９】
２×Ｔ１×ｔａｎ（α２＋β１）＋２×（Ｌ−Ｔ１）×ｔａｎα２＜ＰＷ      （５）
また本発明の表示部材の好ましい一形態は、画像表示部材と、光散乱性を有する光散乱部材と、本発明の上記光学部材とを備え、画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α３と、光散乱部材による光散乱強度分布における半値角度β２と、画像表示部材の表示面から光学部材の前記凹凸形状までの距離Ｌと、光散乱部材の厚みと光学部材の厚みとを足し合わせた値Ｔ２と、画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（６）の関係を満たす。
【００２０】
２×Ｔ２×ｔａｎ（α３＋β２）＋２×（Ｌ−Ｔ２）×ｔａｎα３＜ＰＷ      （６）
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光学部材は、外光の写りこみを低減し、さらに正面以外の方向から表示装置を見た際の視認性をも向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】防眩処理が施された光学部材表面の傾斜角度を表す模式図である。
【図２】表面凹凸形状の傾斜角度の測定方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状を表す模式図である。
【図４】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状を表す模式図である。
【図５】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状を表す模式図である。
【図６】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状を表す模式図である。
【図７】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状の一部を表す模式図である。
【図８】本発明の光学部材の好ましい凹凸形状の一部を表す模式図である。
【図９】光学部材の凹凸形状の凸部の一部を表す模式図である。
【図１０】光学部材の凹凸形状の凸部の一部を表す模式図である。
【図１１】界面での光の屈折、反射を表す模式図である。
【図１２】光線追跡法の計算に使用した２次元モデルを表す模式図である。
【図１３】図１２に示すモデルにおける光強度の計算結果を表す図である。
【図１４】凹凸形状が規則的な配列となっているパターンの一例を表す模式図である。
【図１５】凹凸形状がランダムな配列となっているパターンの一例を表す模式図である。
【図１６】式（３）の関係式の左辺を説明する、光の進行の様子を表す模式図である。
【図１７】式（４）の関係式の左辺を説明する、光の進行の様子を表す模式図である。
【図１８】式（５）の関係式の左辺を説明する、光の進行の様子を表す模式図である。
【図１９】式（６）の関係式の左辺を説明する、光の進行の様子を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（光学部材）
本発明の光学部材は、表示装置において視認側に配置して用いられ、視認側表面に凹凸形状が形成されることにより防眩処理が施されている。光学部材の屈折率Ｎ１は、光学部材の出射側の光媒質の屈折率Ｎ２より大きい。光学部材の出射側の光媒質は、通常は空気である。光学部材の視認側表面に形成されている凹凸形状は、各面の傾斜角度をθとすると、傾斜角度θと、屈折率Ｎ１，Ｎ２とが、以下の式（１）の関係を満たす第１の面（面Ｓ１）と、以下の式（２）の関係を満たす第２の面（面Ｓ２）とを有する。
【００２４】
Ｎ１×ｓｉｎθ＞Ｎ２      （１）
０＜Ｎ１×ｓｉｎθ＜Ｎ２      （２）
視認側表面に形成されている凹凸形状において、式（１）の関係を満たす面Ｓ１と、式（２）の関係を満たす面Ｓ２とを有することにより、正面方向以外の方向からの視認性を向上させることができる理由について説明する。
【００２５】
正面から離れた角度方向に光を取り出すことが困難なことにより視認性が低下する現象に対して、最表面において表示装置から発せられた光の進行方向を変化させることにより視認性を改善することができる。光の進行方向を変化させる方法としては、屈折を用いる方法が挙げられる。しかし、屈折を用いる方法のみでは、大きな進行方向変化を実現することはできず、屈折率１．５程度の材料の光学部材では、現実的には２０°程度しか進行方向を変えることができない。これは、屈折によって光の進行方向を大きく変えようとすると界面での反射率が大きくなり、結局観察者側に取り出すことができる光強度が弱くなってしまうためである。
【００２６】
本発明者は、鋭意検討の結果、最表面での光の進行方向を大きく変える方法として、全反射を伴う方法が有効であることを見出した。全反射を用いると、高い光取り出し効率が実現できるだけでなく、正面方向から遠い角度へ光の進行方向を変化させることができるようになり、これによって、正面方向から遠い角度でも大きく視認性を改善することが可能となる。本発明においては、全反射の面と他の面とを組み合わせることにより、正面方向から遠い角度でも大きく視認性を改善することができ、また正面方向の視認性も確保することができる。
【００２７】
式（１）の関係は、光学部材の視認側表面を平面（以下、「基準平面」ともいう）として捉えた場合に、基準平面に垂直に入射する光が全反射する条件である。式（２）の関係の上限値は、基準平面に垂直に入射する光が全反射しない条件である。本発明の光学部材を配置した表示装置の視認位置において、正面方向に近い角度には、面Ｓ２による屈折により進行方向が変更された光が取り出され、正面方向から遠い角度へは面Ｓ１により全反射され進行方向が大きく変更された光が取り出されることにより、比較的形成が容易な単純な構造でありながら、正面方向のみならず正面方向から離れた位置においても、優れた視認性を得ることができる。式（２）の関係の下限値は、傾斜角度が０°より大きいことを規定する。傾斜角度が０°より大きいことにより、良好な防眩性を達成することができる。
【００２８】
表示装置において視認側に配置して用いられる光学部材としては、典型的には、防眩フィルムや偏光板などが挙げられるが、画像表示部材の表面を保護するための樹脂板やガラス板であってもよい。このような光学部材の視認側表面に上述のような凹凸形状を施すことにより、外光の映りこみを低減させ、かつ正面以外の方向からの視認性を向上させることができる。
【００２９】
本発明でいう凹凸形状は、光学部材の断面から把握することができる。任意の断面において同じ凹凸形状を有していてもよく、一の断面において凹凸形状を有し、かつ、その断面の垂直方向においては凹凸形状が維持される形状であってもよい。後者として、例えば、光学部材がフィルムの場合、横方向断面において凹凸形状を有し、縦方向にその凹凸形状が維持される態様が挙げられる。この場合、縦方向断面における断面形状は、該フィルムと平行な形状となる。
【００３０】
以下に、光学部材表面の傾斜角度について図１をもとに説明する。図１は、防眩処理が施された光学部材表面の傾斜角度を表す模式図である。図１に示すように、傾斜角度は、光学部材１表面の任意の点Ｐにおいて、光学部材の主法線方向５を基準とし、そこでの凹凸形状２を加味した局所的な法線６のなす角度ψを意味する。凹凸形状２の傾斜角度は、マイクロスコープで撮影した断面形状から求めることができる他、共焦点顕微鏡、干渉顕微鏡、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの装置により測定される表面形状の三次元情報から求めることができる。図１に示す平面３は、光学部材１の視認側表面を平面として捉えた場合の平面であり、光学部材の主法線方向５に対して垂直である。
【００３１】
前述した共焦点顕微鏡などにより表面形状の三次元情報から傾斜角度を求める場合には、以下のように微小領域の傾斜角度を決定する。図２は、表面凹凸形状の傾斜角度の測定方法を説明するための模式図である。図２に示すように、点線で示される仮想的な平面ＦＧＨＩ上の着目点Ａを決定し、そこを通るｘ軸上の着目点Ａの近傍に、点Ａに対してほぼ対称に点ＢおよびＤを、また点Ａを通るｙ軸上の着目点Ａの近傍に、点Ａに対してほぼ対称に点ＣおよびＥをとり、これらの点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応する光学部材表面上の点Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔを決定する。測定されたデータ座標が格子状に並んでいるとき、Ａ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔはそれぞれ測定データがある座標点から選択すると計算が容易であることから好ましい。なお図２では、光学部材表面内の直交座標を（ｘ，ｙ）で表示し、光学部材の厚み方向の座標をｚで表示している。平面ＦＧＨＩは、ｙ軸上の点Ｃを通るｘ軸に平行な直線、および同じくｙ軸上の点Ｅを通るｘ軸に平行な直線と、ｘ軸上の点Ｂを通るｙ軸に平行な直線、および同じくｘ軸上の点Ｄを通るｙ軸に平行な直線とのそれぞれの交点Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉによって形成される面である。また図２では、平面ＦＧＨＩに対して、実際の光学部材表面の位置が上方にくるように描かれているが、着目点Ａのとる位置によって当然ながら、実際の光学部材表面の位置が平面ＦＧＨＩの上方にくることもあるし、下方にくることもある。
【００３２】
そして、得られる表面形状データの微小領域の傾斜角度は、着目点Ａに対応する実際の光学部材表面上の点Ｐと、その近傍にとられた４点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応する実際の光学部材表面上の点Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔの合計５点により張られるポリゴン４平面、すなわち、四つの三角形ＰＱＲ，ＰＲＳ，ＰＳＴ，ＰＴＱの各法線ベクトル６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを平均して得られる平均法線ベクトル６の極角を求めることにより、得ることができる。
【００３３】
以下、図３〜図６を用いて、式（１）の関係を満たす第１の面および式（２）の関係を満たす第２の面を有する光学部材の好ましい断面形状を説明する。図３は、本発明の光学部材の好ましい凹凸形状を表す模式図である。図３の凹凸形状においては、傾斜角度が７２°の面Ｓ１１と、傾斜角度が３０°の面Ｓ２１とにより各凸部７が形成されている。光学部材の屈折率が１．５である場合、面Ｓ１１は式（１）の関係を満たし、面Ｓ２１は式（２）の関係を満たす。面Ｓ１１と面Ｓ２１は、互いに傾斜向きが異なり、その境界が頂部を形成するように隣接し、凸部７の形状は、上部に小さな谷型が形成されているＭ字型である。このような形状の凸部が連続して配列されている。凸部７は、対称面を有する形状である。各凸部７がこのような形状であることにより、表示装置の中心から左右の位置において、等しく視認性を向上させることができる。また、凹凸形状は、傾斜角度が３０°を超える面を有する。３０°を超える斜面においては、相対する面に遮られることによって正面方向に反射される外光量が制限されことから、白ちゃけも良好に抑制することができる。
【００３４】
図４は、本発明の光学部材の他の好ましい凹凸形状を表す模式図である。図４の凹凸形状においては、傾斜角度が７２°の面Ｓ１２と、傾斜角度が３０°の面Ｓ２２と、傾斜角度が１５°の面Ｓ２３とにより各凸部８が形成されている。光学部材の屈折率が１．５である場合、面Ｓ１２は式（１）の関係を満たし、面Ｓ２２，２３は、式（２）の関係を満たす。凸部８が対称面を有する形状であることにより、表示装置の中心から左右の位置において、等しく視認性を向上させることができる。また、この凹凸形状は、傾斜角度が３０°を超える面を有する。３０°を超える斜面においては、相対する面に遮られることによって正面方向に反射される外光量が制限されることから、白ちゃけも良好に抑制することができる。
【００３５】
図５は、本発明の光学部材の他の好ましい凹凸形状を表す模式図である。図５の凹凸形状においては、式（１）の関係を満たす面Ｓ１３と、式（２）の関係を満たす面Ｓ２４とにより各凸部９が形成されている。面Ｓ１３と面Ｓ２４とは、互いに傾斜向きが同じであり、その境界が頂部、谷部いずれをも形成しないように隣接し、凸部９の形状は、上部に小さな山型が形成されている。このような形状の凸部が連続して配列されている。凸部９は、対称面を有する形状である。
【００３６】
図６は、本発明の光学部材の他の好ましい凹凸形状を表す模式図である。図６の凹凸形状においては、式（１）の関係を満たす面Ｓ１４と、式（２）の関係を満たす面Ｓ２５により各凸部１０が形成されている。凸部１０は、少なくとも一つの対称面を有する形状である。
【００３７】
以下、図7、図８を用いて、式（１）の関係を満たす第１の面、式（２）の関係を満たす第２の面、および式（２）の関係を満たす第３の面を有する光学部材の好ましい断面形状を説明する。第３の面は、第２の面に隣接するものの、第１の面には隣接しない面である。図７は、光学部材の視認側表面に形成された凹凸形状の一例における一つの凸部４１を模式的に表す断面図である。図７に示す凸部４１と同一の凸部が断面方向に連続して配列されて光学部材を構成する。図７において、凸部４１は、面Ｓ１５、面Ｓ２６、面Ｓ３１、面Ｓ３２が順に連設され、さらにこの形状と同一の形状が線対称に連設された形状を有する。面Ｓ１５は、上記の式（１）の関係を満たす面である。面Ｓ２６，Ｓ３１，Ｓ３２は、上記の式（２）の関係を満たす面である。したがって、図７に示す光学部材は、本発明に係る光学部材である。面Ｓ３１，Ｓ３２は、式（２）の関係を満たす面に隣接するものの、式（１）の関係を満たす面には隣接しない。
【００３８】
面Ｓ１５と面Ｓ２６の境界を点Ｐ２１とすると、点Ｐ２１は、面Ｓ１５と面Ｓ２６とにおける最大高さ部分、すなわち頂部を形成する。面Ｓ２６と面Ｓ３１の境界を点Ｐ２２とすると、点Ｐ２２は、頂部（面Ｓ２６と面Ｓ３１とにおける最大高さ部分）および谷部（面Ｓ２６と面Ｓ３１とにおける最低高さ部分）のいずれをも形成しない。面Ｓ３１と面Ｓ３２の境界を点Ｐ２３とすると、点Ｐ２３は、頂部（面Ｓ３１と面Ｓ３２とにおける最大高さ部分）および谷部（面Ｓ３１と面Ｓ３２とにおける最低高さ部分）のいずれをも形成しない。各面の傾斜角度については、以下の関係が成り立つ。
【００３９】
面Ｓ２６の傾斜角度＜面Ｓ３１の傾斜角度＜面Ｓ３２の傾斜角度
このような凹凸形状を有する光学部材の視認側表面において、基準平面に垂直に入射する光の進行の様子を説明する。基準平面に垂直に入射する光が面Ｓ１５に入射すると、全反射される。全反射された光の全部または一部は、面Ｓ２６、面Ｓ３１、面Ｓ３２のいずれかに入射し、各面で屈折されて出射側媒質に出射される。なお、基準平面に垂直に入射する光が面Ｓ２６、面Ｓ３１、面Ｓ３２に直接入射した場合は、各面で屈折されてそのまま出射側媒質に出射されるが、面Ｓ１５で全反射された後に屈折される光と比較して、基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度が小さくなる。したがって、これらの出射光は正面方向の視認性に寄与する。面Ｓ１５で全反射された後に屈折される光の基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度は、各面の傾斜角度の関係から、面Ｓ２６で屈折される光が最も大きく、面Ｓ３１で屈折される光、面Ｓ３２で屈折される光の順の大きさである。基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度が大きい光ほど、正面方向（基準平面に垂直）からより離れた方向の視認性向上に寄与する。
【００４０】
以上より、式（１）の関係を満たす面および式（２）の関係を満たす面を有することにより、正面方向から離れた方向の視認性向上に寄与することがわかる。また、図７に示すように、式（２）の関係を満たす面であって、式（２）の関係を満たす他の面には隣接するものの、式（１）の関係を満たす面には隣接しない面を有することにより、広範囲にわたって正面方向から離れた方向の視認性を向上させることができることがわかる。
【００４１】
図８は、光学部材の視認側表面に形成された凹凸形状の一例における一つの凸部を模式的に表す断面図である。図８に示す凸部４２と同一の凸部が断面方向に連続して配列されて光学部材を構成する。図８において、凸部４２は、面Ｓ１６、面Ｓ２７、面Ｓ３３、面Ｓ３４が順に連設され、さらにこの形状と同一の形状が線対称に連設された形状を有する。面Ｓ１６は、上記の式（１）の関係を満たす面である。面Ｓ２７、面Ｓ３３、面Ｓ３４は、上記の式（２）の関係を満たす面である。したがって、図８に示す光学部材は、本発明に係る光学部材である。面Ｓ３３，Ｓ３４は、式（２）の関係を満たす面に隣接するものの、式（１）の関係を満たす面には隣接しない。
【００４２】
面Ｓ１６と面Ｓ２７の境界を点Ｐ２４とすると、点Ｐ２４は、面Ｓ１６と面Ｓ２７とにおける最大高さ部分、すなわち頂部を形成する。面Ｓ２７と面Ｓ３３の境界を点Ｐ２５とすると、点Ｐ２５は、頂部（面Ｓ２７と面Ｓ３３とにおける最大高さ部分）および谷部（面Ｓ２７と面Ｓ３３とにおける最低高さ部分）のいずれをも形成しない。面Ｓ３３と面Ｓ３４の境界を点Ｐ２６とすると、点Ｐ２６は、頂部（面Ｓ３３と面Ｓ３４とにおける最大高さ部分）および谷部（面Ｓ３３と面Ｓ３４とにおける最低高さ部分）のいずれをも形成しない。各面の傾斜角度については、以下の関係が成り立つ。
【００４３】
面Ｓ２７の傾斜角度＞面Ｓ３３の傾斜角度＞面Ｓ３４の傾斜角度
このような凹凸形状を有する光学部材の視認側表面において、基準平面に垂直に入射する光の進行の様子を説明する。基準平面に垂直に入射する光が面Ｓ１６に入射すると、全反射される。全反射された光の全部または一部は、面Ｓ２７、面Ｓ３３、面Ｓ３４のいずれかに入射し、各面で屈折されて出射側媒質に出射される。なお、基準平面に垂直に入射する光が面Ｓ２７、面Ｓ３３、面Ｓ３４に直接入射した場合は、各面で屈折されてそのまま出射側媒質に出射されるが、面Ｓ１６で全反射された後に屈折される光と比較して、基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度が小さい。したがって、これらの出射光は正面方向の視認性に寄与する。面Ｓ１６で全反射された後に屈折される光の基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度は、各面の傾斜角度の関係から、面Ｓ３４で屈折される光が最も大きく、面Ｓ３３で屈折される光、面Ｓ２７で屈折される光の順の大きさである。基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度が大きい光ほど、正面方向（基準平面に垂直）からより離れた方向の視認性向上に寄与する。
【００４４】
以上より、式（１）の関係を満たす面および式（２）の関係を満たす面を有することにより、正面方向から離れた方向の視認性向上に寄与することがわかる。また、図８に示すように、式（２）の関係を満たす面であって、式（２）の関係を満たす他の面には隣接するものの、式（１）の関係を満たす面には隣接しない面を有することにより、広範囲にわたって正面方向から離れた方向の視認性を向上させることができることがわかる。
【００４５】
図７に示す形状と図８に示す形状を比較した場合、両者とも凸部の上面に窪みを有する形状であるが、窪みの中心に近い面ほど傾斜角度が緩い図８に示す形状においては、窪みの中心付近で屈折された基準平面の垂線に対して出射光線がなす角度が大きい光が窪みの外に取り出されない場合があり、したがって広い範囲にわたる視認性向上の観点からは、図７に示す形状がより好ましい。
【００４６】
以上、図７，８には、式（１）の関係を満たす面と式（２）の関係を満たす面が、頂部を形成するように隣接する凹凸形状を示した。次に、図９，図１０を用いて、図７，図８には示さなかった形状における、光の進行方向に与える影響について述べる。
【００４７】
図９は、光学部材の視認側表面に形成された凹凸形状の一例における一つの凸部の一部を表す模式図である。図９に示す凹凸形状では、式（１）を満たす面Ｓ１７と式（２）を満たす面Ｓ２８とが、頂部を形成しないように隣接する。面Ｓ１７と面Ｓ２８との境界を点Ｐ３５とすると、点Ｐ３５は、面Ｓ１７の最大高さ部分であり、また面Ｓ２８の最低高さ部分である。この場合、基準平面に垂直に入射する光が面Ｓ１７に入射すると、全反射される。全反射された光の全部または一部は面Ｓ２８に入射する。面Ｓ２８への入射角度が大きくなるため、面Ｓ１７で反射され面Ｓ２８に入射する光の一部または全部は面Ｓ２８で反射される。面Ｓ２８で反射される光の割合が少なくなるように、面Ｓ１７および面Ｓ２８の傾斜角度を決定することが好ましい。
【００４８】
図１０は、光学部材の視認側表面に形成された凹凸形状の一例における一つの凸部の一部を模式的に表す断面図である。図１０に示す凹凸形状では、式（１）を満たす面Ｓ１４を有するものの、これに隣接する面Ｓ４１は傾斜角度が０°であり式（２）を満たさず、本発明の範囲に含まれない。面Ｓ１８と面Ｓ４１との境界を点Ｐ３６とすると、面Ｓ４１はどの位置においても点Ｐ３６と同一の高さである。この場合、基準平面に垂直で入射する光が面Ｓ１８に入射すると、全反射される。全反射された光の全部または一部は面Ｓ４１に入射する。面Ｓ１８で反射され面Ｓ４１に入射する光の一部または全部は面Ｓ４１で屈折されて出射する。なお、面４１への入射角度によってはここで反射される。この形状において、面Ｓ４１は傾斜していないため、光の屈折方向は限定されやすく、したがってさまざまな方向からの視認性の向上を実現しにくい。また、面Ｓ４１は基準平面に平行であるために、外光の写りこみが生じやすい。
【００４９】
本発明の視野角拡大効果は、光線追跡法により確認することができる。光線追跡法では、画像表示部材の視認側に配置される光学部材の表面、すなわち、光学部材と空気との界面における光の透過及び反射を考慮し、透過時の屈折角度に関するスネルの法則とフレネルの式を取り込むことによって以下の計算を行った。
【００５０】
計算で用いた数式と手順の詳細を以下に記載する。まず、計算領域に存在する全ての光線は、以下の情報を保持する。
ｄｏｕｂｌｅ  Ｘ；//光線起点座標Ｘ
ｄｏｕｂｌｅ  Ｚ；//光線起点座標Ｚ
ｄｏｕｂｌｅ  Ａｎｇｌｅ；//進行角度（ラジアン単位）
ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｎｔｓ；//ｓ偏光強度
ｄｏｕｂｌｅ  Ｉｎｔｐ；//ｐ偏光強度
なお、ここで「ｄｏｕｂｌｅ」は情報を保持する変数が６４ビット浮動小数点数であることを表す。
【００５１】
光線の屈折及び反射の取り扱いについて、以下に説明する。図１１は、界面での光の屈折、反射を表す模式図である。ここでは、図１１のように、屈折率ｎｉの媒質から屈折率ｎｔの媒質へ向かい、両媒質境界線の法線ベクトルをｖ（法線ベクトルｖ）、入射光線の単位ベクトルをｉ（入射光線ベクトルｉ）とする。そして、この光線が境界に入射したときに生成される反射光線の単位ベクトルをｒ（反射光線ベクトルｒ）、透過光線に平行なベクトルをｔ（透過光線ベクトルｔ）、入射光線ベクトルｉと法線ベクトルｖが為す角度をθ１、反射光線ベクトルｒと法線ベクトルｖが為す角度をθ１’、透過光線ベクトルｔと法線ベクトルｖがなす角度をθ２とする。
【００５２】
スネルの法則よりｎｉｓｉｎθ１＝ｎｔｓｉｎθ２が成立し、および正反射の条件からθ１＝θ１’が成立し、反射光線ベクトルｒおよび透過光線ベクトルｔは以下の式（７），（８）によって求めることができる。
【００５３】
【数１】
2012073354.tif 000003
【００５４】
ここで、例えばｖ・ｉのように、ベクトルであることが明示されている文字同士の演算子「・」は、ベクトルの内積を意味する。
【００５５】
また、透過光線及び反射光線の強度Ｉｎｔｓ、Ｉｎｔｐは、フレネルの式から得られるエネルギー透過率（Ｔｐ、Ｔｓ）およびエネルギー反射率（Ｒｐ、Ｒｓ）と入射光の強度Ｉｎｔｓ、Ｉｎｔｐからそれぞれ求めることができる。エネルギー透過率（Ｔｐ、Ｔｓ）およびエネルギー反射率（Ｒｐ、Ｒｓ）はそれぞれ以下の式（９），（１０），（１１），（１２）で与えられる。
【００５６】
【数２】
2012073354.tif 000004
【００５７】
【数３】
2012073354.tif 000005
【００５８】
【数４】
2012073354.tif 000006
【００５９】
【数５】
2012073354.tif 000007
【００６０】
なお、文字Ｒ、Ｔに付した添え字ｓ、ｐは、それぞれｓ偏光、ｐ偏光のエネルギー透過率またはエネルギー反射率であることを意味する。
【００６１】
数値計算上、θ１及びθ２が小さい場合、上記式によって計算すると数値的に計算された透過率及び反射率が発散する場合がある。そこで、θ１及びθ２が０．１ｒａｄ以下のときは、以下の式（１３），（１４）によってエネルギー透過率及びエネルギー反射率を計算した。
【００６２】
【数６】
2012073354.tif 000008
【００６３】
【数７】
2012073354.tif 000009
【００６４】
前述したように、初期条件として、入射光の条件（入射角度、強度など）や、屈折率を設定して前記計算式を適用することにより、エネルギー透過率、エネルギー反射率、反射光線ベクトル、透過光線ベクトル、透過光の強度、反射光の強度を算出することができる。そして、計算領域にあり、境界面に向かう全ての光線について、この一連の算出操作を繰り返し行うことにより、前記算出値の分布を求めることができる。なお、全ての光線とは、初期条件として与えた光源から出た光が媒質の境界に達した後、この光線に替わって生じる透過光線や反射光線を含む。
【００６５】
上記手法を用いて、図３に示すＭ字型の凹凸形状における光学部材の視認性について計算した。図１２は、光線追跡法の計算に使用した２次元モデルを表す模式図である。図１２における横方向の計算領域境界には周期境界１３を適用した。これにより、無限に同じ凸部１２が続く状態を計算したのと同等の結果を得ることができる。２次元モデルにおける点Ｄ１〜Ｄ８の座標は、Ｄ１（０，０）、Ｄ２（０，０．１）、Ｄ３（０，０．６）、Ｄ４（Ａ，０．６＋Ｈ）、Ｄ５（Ａ＋（Ｂ×Ｒ）、０．６＋Ｈ×（１−Ｒ））、Ｄ６（Ａ＋２×（Ｂ×Ｒ）、０．６＋Ｈ）、Ｄ７（２×Ａ＋２×（Ｂ×Ｒ）、０．６）、Ｄ８（２×Ａ＋２×（Ｂ×Ｒ）、０．１）とした。ここで、Ｈ＝０．５００、Ａ＝０．１６２、Ｂ＝０．８６６、Ｒ＝０．３００である。また、初期条件として、構造１周期の間に１００点の点光源が等間隔で配列されたものとした。これを点光源の配列１１とする。点光源の発光強度分布は、強度が半分になる角度γが２０°となるように設定した。なお、点光源から出射される光強度の角度依存は、出射角度Ｂ１（°）に対して、以下の計算に基づいて決定した。
【００６６】
０≦Ｂ１＜２γの場合：  強度＝０．５＋０．５×ｃｏｓ（Ｂ１÷２γ×π）
上記以外の場合：  強度＝０
すなわち、Ｂ１＝０°の場合、強度は最大値の１となり、Ｂ１＝γの場合、強度は最大値の半分である０．５となる。
【００６７】
図１３は、図１２に示すモデルにおける光強度の計算結果を表す図である。図１３において、横軸は正面方向からの角度を示し、縦軸は最大値が１となるように規格化された出射光の光強度を示す。点線は、本発明の光学部材を搭載していない、市販の液晶テレビ（商品名：ＴＨ−３２ＬＺ８５、パナソニック株式会社製）の光強度分布を色彩輝度計「ＢＭ−５Ａ」（商品名、株式会社トプコン製）で測定した結果である。また、実線は、計算によって得られた、本発明の光学部材を搭載した場合に得られる出射光の光強度である。出射光の強度は、図１２の受光面１４での計算値とする。本発明の光学部材によると、４５°付近までほぼ一定の光強度を保つことから、本発明の光学部材を搭載しない表示装置と比較して、正面から離れた角度からの視認性が改善されることがわかる。
【００６８】
前記凹凸形状は、規則的に配列されていてもよいし、ランダムに配列されていてもよいが、モアレや反射光による虹ムラの観点から、ランダムに配列されていることが好ましい。
【００６９】
規則的な配列としては、例えばＶ字上の溝が平行に引かれた構造などが例示される。このような構造の代表的な例を図１４に示した。図１４は、凹凸形状が規則的な配列となっているパターンの一例を表す模式図である。例えば、旋盤によって金型を彫刻する場合、図１４において、黒い部分に沿ってバイトを走らせることによって凹凸パターンを転写する金型が得られる。この時、バイトの押し込み深さを加減することにより、平坦な面を残して彫刻することもできるし、全ての面を傾斜面とするように彫刻することもできる。
【００７０】
図１５は、凹凸形状がランダムに配列されているパターンの一例を表す模式図である。ランダムな配列としては、例えば乱数によって明度をランダムに設定したランダムなパターンに対して空間周波数フィルタの一種であるバンドパスフィルタを適用し、得られるパターンを二値化して得られる図１５のようなパターンの黒線部分に沿って彫刻する方法が挙げられる。例えば、旋盤によって金型を彫刻する場合、図１５において、黒い部分に沿ってバイトを走らせることによって凹凸パターンを転写する金型が得られる。この時、バイトの押し込み深さを加減することにより、平坦な面を残して彫刻することもできるし、全ての面を傾斜面とするように彫刻することもできる。
【００７１】
凹凸形状を付与する材料としては、例えば、ガラスや透明結晶、各種透明樹脂が例示される。ガラスとしては、光学ガラスであるＢＫ７の他、石英ガラス、ソーダガラス、白板ガラス、青板ガラス、鉛ガラスなど、各種ガラスが例示される。透明結晶としては、窓板として用いられる水晶やサファイアが例示される。透明樹脂としては、液晶ディスプレイで一般的に用いられるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などが挙げられる。また、光学部材を構成する材料は１種類であっても良いし、多数の材料を積層してなっていても良い。また、色素や顔料などが含まれていても良い。
【００７２】
形状を付与する手段としては、研磨、エッチング、熱プレス、ＵＶエンボス法などを適宜用いることができる。ガラスの場合、材料が低融点であれば熱プレスにより表面に形状を付与することができる。また、研磨装置やケミカルエッチングによっても、所望の形状を得ることができる。また、ガラス表面に樹脂など易成型材料を密着させて熱プレスをすることによって表面形状を付与しても良い。透明結晶の場合には、研磨・研削によって表面形状を形成することができる。樹脂の場合は、熱プレスや金型へのキャスト、あるいは、樹脂上にＵＶ樹脂硬化をコーティングし、ＵＶ硬化樹脂に金型に押し付けた状態でＵＶ硬化させることで成型するＵＶエンボス法なども好ましく用いることができる。
【００７３】
本発明に係る光学部材における防眩処理は、表面で屈折による透過光の進行方向の変化が大きく、画像表示部材の表示面と光学部材の視認側表面に付与された凹凸形状との距離によって、表示像が二重に見える、あるいは像がぼやけて見えることがある。しかし、画像表示部材から出射される光の分布が十分に指向性を持っている場合には、本発明の光学部材内部に微粒子を含ませ、あるいは光学部材に光散乱性を有する光散乱部材を密接して配することによって、光学部材中で、あるいは光学部材に密接した領域で様々な方向に進む光を得る方法により、表示像のぼやけ現象を抑制しながら十分な角度範囲からの視認性を有する表示装置が実現できる。
【００７４】
光学部材が微粒子を含む場合、光学部材を構成する材料と屈折率が異なる材料からなる微粒子を用いればよい。光を表示装置上で好ましく散乱させるために、微粒子の直径は１μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、３μｍ〜２０μｍがさらに好ましい。光散乱を光学部材に付与する微粒子として、各種有機材料・無機材料からなる微粒子を用いることが出来る。無機微粒子としては、シリカ微粒子、あるいはチタニア微粒子などが挙げられる。また、有機微粒子としては、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂からなる微粒子（例えば、綜研化学株式会社から販売されている商品名ＭＸシリーズ、ＭＲシリーズ、ＭＰシリーズ）、スチレン樹脂からなる微粒子（例えば、綜研化学株式会社から販売されている商品名ＳＸシリーズ）、シリコーン樹脂などからなる微粒子（例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社から商品名トスパールとして販売されている微粒子）などが挙げられる。
【００７５】
（表示装置）
本発明の光学部材は、好ましくは画像表示部材と組み合わせて用いられ、画像表示部材の視認側に本発明に係る光学部材を配置して表示装置を構成する。画像表示部材が液晶セルである場合は、液晶表示装置を構成する。
【００７６】
表示装置内の本発明の光学部材は、凹凸形状において各領域の傾斜角度をθとした場合に、傾斜角度θと、画像表示部材の表示面から光学部材の凹凸形状までの距離Ｌと、画像表示部材の画素サイズＰＷとが、以下の式（３）の関係を満たす領域の割合が高い方が好ましい。具体的には、光学部材の視認側表面を平面として捉え、式（３）の関係を満たすθを有する領域を当該平面に投影して得られる投影図の当該平面の全面積に対する割合が５０％以上であることが好ましい。
【００７７】
２×Ｌ×ｔａｎ（θ−θ’）＜ＰＷ      （３）
式（３）において、Ｌは、画像表示部材の表示面から光学部材の凹凸形状までの距離を表し、ＰＷは、画像表示部材の画素サイズを表す。また、式（３）において、θ’＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎ２÷Ｎ１×ｓｉｎθ）であり、ここでＮ１は光学部材の屈折率、Ｎ２は光学部材の出射側の光媒質の屈折率である。なお、距離Ｌは画像表示部材の表示面から光学部材の凹凸形状までの距離の最大値を表す。すなわち、距離Ｌは画像表示部材の表示面から光学部材の最も高い凸部の最高部までの距離を表す。
【００７８】
光学部材の凹凸形状が三角波様形状の場合、各領域の傾斜角度は一定であるが、これ以外の凹凸形状、たとえば曲面からなる凹凸形状であっても、種々の傾斜角度の領域の組み合わせとみなすことができる。これらの領域の内、式（３）を満たす領域の割合が、上述の基準で５０％以上である場合、画素間のクロストークは本来出射されるべき光のうち半分以上が正しく出射されていることを意味し、良好な表示を得ることができる。
【００７９】
図１６は、表示装置の内部における光の進行の様子を模式的に示す図である。図１６を用いて、式（３）の左辺が表す意味を説明する。図１６に示す表示装置は、画像表示部材３１と、視認側表面に凹凸形状を有する光学部材３２とを備える。光学部材３２の視認側表面の凹凸形状は図３に示す凹凸形状と同様に各凸部がＭ字型の形状を有する。ここで、Ｍ字型を形成する二種類の面の内、式（２）の関係を満たす面Ｓ２の傾斜角度をθとする。凸部の中心部である点Ｐ３近傍に入射し、観察者３３のいる画像表示部材の表示面の法線方向に向かう光について検討する。凹凸形状の面Ｓ２の法線は、画像表示部材３１の表示面の法線方向に対して角度θをなす。この面で屈折されて表示面の法線と平行な方向に向かう光は、点Ｐ３近傍に入射角度θ’で入射する。点Ｐ３は二つの斜面の交点であるため、この位置に入射角度θ’で光を入射させる画像表示部材３１の表示画面上の位置は二つある。この位置をＰ１，Ｐ２とする。以下、位置Ｐ１，Ｐ２について検討する。
【００８０】
傾斜角度θの面Ｓ２に入射角度θ’で入射し屈折されて正面に向かう（傾斜面から出射角度θで出射する）光は、表示面法線が表示面と交わる点Ｃ２’とＬ×ｔａｎ（θ−θ’）だけ離れた点Ｐ２’から出射されている。傾斜角度θの傾斜面Ｓ２で屈折された光は、表示面法線が表示面と交わる点Ｃ１’からＬ×ｔａｎ（θ−θ’）だけ離れた点Ｐ１’から出射されている。これらの点Ｐ１’，Ｐ２’を、点Ｐ３に入射角度θ’で入射する光を出射する位置Ｐ１，Ｐ２に置き換えて考えると、点Ｐ１と点Ｐ２の距離は式（３）の左辺によって示される。この距離が画素サイズＰＷを超えているとき、互いに異なる画素から出射した光が、光学部材表面で交じり合い、表示がぼやけて見える場合があるため好ましくない。図１６を用いて凹凸形状の凸部がＭ字型である場合について検討したが、この検討は他の凹凸形状においても応用されるものであり、すなわち、式（３）を満たす領域の割合が多いほど表示がぼやけにくく好ましい。すなわち、本発明においては、式（１）の関係を満たす面Ｓ１と、式（２）の関係を満たす面Ｓ２を有しつつ、式（３）の関係を満たす領域の割合が多くなるように形成することが好ましい。
【００８１】
式（３）において、Ｌは光学部材の視認側最表面から画像表示部材の表示面までの距離を表すが、ここでの画像表示部材の表示面の位置について以下に説明する。画像表示部の表示面の位置は、例えば、液晶表示装置においてはカラーフィルターの視認側表面位置とする。また、プラズマディスプレイパネルの場合には、発光空間の、視認側に最も近い位置とする。これらの位置と、本発明の光学部材に設けられた凹凸形状の最も高い位置との距離をもって、Ｌとする。
【００８２】
また、現在市販されている多くの画像表示部材では、１画素はＲ，Ｇ，Ｂの光の３色、あるいはＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙの４色の組からなっている。このような場合、本発明における１画素のサイズは、一組のＲ，Ｇ，Ｂ、もしくは一組のＲ，Ｇ，Ｂ，Ｙなど、ひとつの色を表現するために用意されている複数の単位要素の組が占める大きさをＰＷとする。なお、表示が白黒、あるいは、光源の色を切り替えるフィールドシーケンシャル方式のディスプレイの場合は、ＰＷは多くの場合１つの単位要素のサイズとなる。縦と横の方向で単位要素の組の大きさが異なる場合、ＰＷにはこれらのうち最も小さい値が当てられる。図１６においては、画像表示部材３１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各単位要素３４を一組として一つの画素を構成している。
【００８３】
また、表示装置において、良好な表示状態を実現できることから、画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度α１と、ＰＷと、Ｌとが、式（４）の関係を満たすことが好ましい。
【００８４】
２×Ｌ×ｔａｎα１＜ＰＷ          （４）
式（４）において、ＰＷおよびＬは式（３）における定義と同じである。
【００８５】
図１７は、表示装置内部における光の進行の様子を模式的に示す図である。図１７を用いて、式（４）の左辺が表す意味を説明する。図１７に示す表示装置は、画像表示部材３１と視認側表面に凹凸形状を有する光学部材３２とを備える。画像表示部材３１の表示面から出射光強度分布における半値角度α１で出射された光が、光学部材３２の凹凸形状の同じ位置Ｐ６に入射することになる、表示面上の二つの異なる位置Ｐ４，Ｐ５について検討する。位置Ｐ４，Ｐ５の間の距離は、式（４）の左辺で表される。この距離が画素サイズＰＷを超えているとき、互いに異なる画素から出射した光が、光学部材表面で交じり合い、表示がぼやけて見える場合があるため、好ましくない。すなわち、式（４）を満たす場合に、異なる画素から出射した光が光学部材表面で交じり合うことを適度な範囲内に抑制することができ、表示がぼやけにくく好ましい。
【００８６】
半値角度α１を求める方法としては、画像表示部材上の測定点を決め、その点から等距離にある位置から色彩輝度計「ＢＭ−５Ａ」（商品名、株式会社トプコン製）などによって光源輝度を測定し、輝度がピークの半分となる画像表示部材の表示面の法線と為す角度を求める方法が挙げられる。この角度を出射光強度分布における半値角度α１とみなすことができる。色彩輝度計「ＢＭ−５Ａ」の位置設定は手動によって行っても良いが、アームロボットなどで位置決めすることで、より精密な情報を得ることができる。なお、本発明の光学部材と画像表示部材の間が、視認者がいる位置と異なる屈折率を有する媒質で満たされている場合には、上述の方法によって視認者がいる位置での半値角度α１’を求めた後、光学部材と画像表示部材の間にある媒質中における半値角度α１をスネルの法則により求める。後述する式（５），（６）における半値角度α２、α３についても、上述の半値角度α１と同様に求めることができる。
【００８７】
また、本発明の光学部材は、光を散乱する微粒子を含み、あるいは、表示装置内において光を散乱する光散乱部材と密接して配置されていると、画像表示部材３１から出射される光の半値角度が小さい場合にも視認者側から十分に広い角度から良好な視認性を実現できることから特に好ましい。
【００８８】
本発明の光学部材が光を散乱する微粒子を含む場合、表示装置は、次の式（５）を満たすことが好ましい。
【００８９】
２×Ｔ１×ｔａｎ（α２＋β１）＋２×(Ｌ−Ｔ１)×ｔａｎα２＜ＰＷ        （５）
式（５）において、ＰＷ、Ｌおよび式（４）における定義と同じである。式（５）において、Ｔ１は光学部材の厚み（凸部の最高部の厚み）を、α２は画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度を、β１は含有する微粒子により光散乱機能を有する光学部材の光散乱強度半値角度を表す。
【００９０】
図１８は、表示装置内部における光の進行の様子を模式的に示す図である。図１８を用いて、式（５）の左辺が表す意味を説明する。図１８に示す表示装置は、画像表示部材３１と視認側表面に凹凸形状を有する光学部材３２を備える。光学部材３２は、微粒子を含み、光拡散機能を有する。画像表示部材３１の表示面から出射光強度分布における半値角度α２で出射され、光学部材３２において光散乱強度半値角度β１で散乱された光が、光学部材３２の凹凸形状の同じ位置Ｐ９に入射することになる、表示面上の二つの異なる位置Ｐ７，Ｐ８について検討する。位置Ｐ７，Ｐ８の間の距離は、式（５）の左辺で表される。この距離が画素サイズＰＷを超えているとき、散乱の影響も含めて、互いに異なる画素から出射した光が、光学部材表面で交じり合い、表示がぼやけて見える場合があるため、好ましくない。すなわち、式（５）を満たす場合に、異なる画素から出射した光が光学部材表面で交じり合うことを適度な範囲内に抑制することができ、表示がぼやけにくく好ましい。
【００９１】
また、表示装置が、画像表示部材と、画像表示部材の視認側に配置された光を散乱する光散乱部材と、光散乱部材の視認側に密接して配置された本発明の光学部材とからなる場合、表示装置は、次の式（６）を満たすことが好ましい。
【００９２】
２×Ｔ２×ｔａｎ（α３＋β２）＋２×(Ｌ−Ｔ２)×ｔａｎα３＜ＰＷ        （６）
式（６）において、ＰＷ、Ｌは式（５）における定義と同じである。式（６）において、Ｔ２は光学部材の厚み（凸部の最高部の厚み）と、光散乱部材の厚みとを足し合わせた値を、α３は画像表示部材の出射光強度角度分布における半値角度を、β２は光散乱部材の光散乱強度半値角度を表す。
【００９３】
図１９は、表示装置内部における光の進行の様子を模式的に示す図である。図１９を用いて、式（６）の左辺が表す意味を説明する。図１９に示す表示装置は、光を散乱する光散乱部材３５と、光散乱部材３５の視認側に密接して配置された光学部材３２を備える。画像表示部材３１の表示面から出射光強度分布における半値角度α３で出射され、光散乱部材３５において光散乱強度半値角度β２で散乱された光が、光学部材３２の凹凸形状の位置Ｐ１２に入射することになる、表示面上の二つの異なる位置Ｐ１０，Ｐ１１について検討する。位置Ｐ１０，Ｐ１１の間の距離は、式（６）の左辺で表される。この距離が画素サイズを超えているとき、散乱の影響も含めて、互いに異なる画素から出射した光が、光学部材表面で交じり合い、表示がぼやけて見える場合があるため、好ましくない。すなわち、式（６）を満たす場合に、異なる画素から出射した光が光学部材表面で交じり合うことを適度な範囲内に抑制することができ、表示がぼやけにくく好ましい。
【００９４】
ここで、光散乱強度半値角度β１，β２を求める方法としては、光散乱能を有する測定対象（たとえば、微粒子を含有する光学部材または光散乱部材）の測定点を決め、その点に向けてレーザーなどから出力される状態の良い平行光を入射し、その点から等距離にある位置から色彩輝度計「ＢＭ−５Ａ」（商品名、株式会社トプコン製）などによって光源輝度を測定し、輝度がピークの半分となる表示面法線と為す角度を求める方法が挙げられる。色彩輝度計「ＢＭ−５Ａ」の位置設定は手動によって行っても良いが、アームロボットなどで位置決めすることで、より精密な情報を得ることが出来る。また、レーザーを光源として用いる場合は、必要に応じてビームエキスパンダーを用い、スポットサイズを所望の大きさに調整して測定を行うことが好ましい。
【実施例】
【００９５】
＜実施例１＞
傾斜角度約７２度の斜面と傾斜角度約３０度の斜面とを有する形状を施され、図２に示す光学部材と同様の視認側表面の凹凸形状を有する防眩フィルムを光学部材として使用する。なお、防眩処理が施された表面形状は、ＵＶ硬化アクリル樹脂を、シリコーンゴムの型に押し付け、硬化させることによって得る。
【００９６】
（作製）
アルミ合金Ａ２０１７の表面に、株式会社ミスミより販売されている頂角３６度のＶ溝きりエンドミル「ＳＶＺＥＭ４−４．００−３６−７」（商品名）を用い傾斜角度約７２度の面を、頂角１２０度のＶ溝きりエンドミル「ＳＶＺＥＭ４−４．００−１２０−２」（商品名）を用い傾斜角度約３０度の面を、アルミ合金上に形成する。この金型に、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社より販売されているシリコーン型取り剤「ＴＳＥ３４５０」（商品名）を用い、アルミ合金上の形状を転写する。
【００９７】
（賦型）
トリアセチルセルロースフィルム上にＵＶ硬化樹脂を塗工した後、塗工面にシリコーン型を押し付けてＵＶを照射し、樹脂を硬化させることで正面から離れた角度における視認性を向上させる効果を有する防眩フィルムを得る。
【符号の説明】
【００９８】
１  光学部材、２  凹凸形状、３  光学部材の表面を平面として捉えた場合における該平面、５  光学部材の主法線方向、６  凹凸を加味した局所的な法線、７，８，９，１０，１２，４１，４２  凸部、１１  点光源の配列、１３  周期境界、１４  受光面、３１  画像表示部材、３２  光学部材、３３  観察者、３４  単位要素、３５  光散乱部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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