JP7002019B2 - 光学フィルム、光学フィルム付き偏光板及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の表示面から出射される光に光学的作用を及ぼす光学フィルムに関する。また、本発明は、当該光学フィルムを備えた光学フィルム付き偏光板及び表示装置に関する。

表示装置の一例である液晶表示装置は、種々の分野で用いられている。また昨今、有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）表示装置も普及しつつある。

液晶表示装置では、視認角度に応じた光の強度変化、斜め方向への光の漏れ等に起因して視野角内での画像の色味が大きく変化する場合がある。

一方、有機ＬＥＤ表示装置では、斜めから視認された画像においてブルーシフトが生じ易い。ブルーシフトとは、斜め方向で視認される画像が正面視で視認される画像よりも青くなる現象のことである。すなわち、有機ＬＥＤ表示装置が表示する画像でも、例えばこのようなブルーシフトに起因して視野角内での色味が大きく変化することがある。なお、ブルーシフトはマイクロキャビティ構造を採用する有機ＬＥＤ表示装置において特に顕著になり易い。

上述のような視野角内における色変化は画像の表示品質を低下させ得る要因となる。表示品質に影響を及ぼす他の要因としては、例えば視野角内でのコントラストのばらつき等も挙げることができる。画像の表示品質の改善を図るための技術は従来から種々提案されており、例えば特許文献１乃至７には、画像の表示品質の改善を図るべく表示装置の表示面に設けられる光学フィルムが開示されている。

特開平７－４３７０４号公報 特許第３２７２８３３号 特許第３６２１９５９号 特開２０１６－１２６３５０号公報 特開２０１２－１４５９４４号公報 特開２０１１－１１８３９３号公報 米国特許公報第９５０７０５９号

通常、画像の表示品質を改善するための光学フィルムは多層構造を有する。しかしながら、こうした多層構造では、層間の界面での反射、空気層との界面での反射や、各層での光の吸収が生じることで外部に取り出される光のエネルギーが減少する。そのため、例えば所望の輝度を得るための電力消費量が不所望に嵩むことがある。

本発明は上記の実情を考慮してなされたものであって、画像を形成する光のエネルギーロスを十分に抑制しつつ、画像の視野角内の表示品質を向上させることができる光学フィルム、それを備えた光学フィルム付き偏光板及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる光学フィルムは、基材と、前記基材の表面に設けられる表面材と、前記基材の裏面に設けられる光学機能層と、を備え、前記光学機能層は、第１の層と、前記第１の層と屈折率が異なり且つ前記第１の層の前記基材側で前記第１の層に接合される第２の層と、を有し、前記第１の層と前記第２の層との第１界面が凹凸形状をなしており、前記第２の層、前記基材、及び前記表面材の各屈折率は、この順で小さくなる、光学フィルム、である。

前記第１の層の屈折率は、前記第２の層の屈折率よりも小さくてもよい。

前記第１の層の屈折率は、前記第２の層の屈折率よりも大きくてもよい。

前記凹凸形状における凹部及び凸部のそれぞれは、前記光学フィルムのフィルム面に沿って延びる平坦部を有してもよい。

前記第２の層及び前記基材の屈折率差と、前記基材及び前記表面材の屈折率差との差が、絶対値で０．２以下でもよく、０．１以下であることが好ましい。

前記表面材の屈折率は、１．４０以下でもよく、１．３７以下であることが好ましい。

前記表面材の屈折率は、１．３７以下であり、前記基材の屈折率が、１．３８以上１．５７以下であり、前記第２の層の屈折率は、１．５８以上でもよい。前記表面材の屈折率は、１．３７以下であり、前記基材の屈折率が、１．４３以上１．５１以下であり、前記第２の層の屈折率は、１．５８以上１．６５以下であることが好ましい。
また、前記表面材の屈折率は、１．２８以下であり、前記基材の屈折率が、１．４７以上１．５４以下であり、前記第２の層の屈折率は、１．６以上でもよい。

前記光学機能層は、前記第１の層の前記第２の層とは反対側に積層された第３の層をさらに有し、前記第１の層の屈折率は、前記第３の層の屈折率とは異なり、前記第１の層と前記第３の層との間の第２界面が、凹凸形状をなしていてもよい。

前記第１の層の屈折率は、前記第３の層の屈折率より小さくてもよい。

前記第１の層の屈折率は、前記第３の層の屈折率より大きくてもよい。

前記第１界面の凹凸形状の凹凸のピッチは、前記第２界面の凹凸形状の凹凸のピッチより大きくてもよい。

前記第１界面より前記第２の層の側に、着色材が設けられていてもよい。

前記光学機能層の前記第２の層の側に積層された着色層をさらに備え、前記着色材は、前記着色層に含まれてもよい。

前記着色材は、前記着色層において１．０質量％以上５．０質量％以下の割合で含まれてもよい。

前記着色材は、黒色であってもよい。

前記光学フィルムにおいて、前記第１の層は、粘着性を有してもよい。

また、本発明にかかる表示装置は、前記光学フィルムと、液晶パネルと、を備え、前記光学フィルムは、前記第２の層に対して前記第１の層が前記液晶パネルの表示面側を向くように配置される、表示装置である。

また、本発明にかかる別の表示装置は、前記光学フィルムと、有機ＬＥＤパネルと、を備え、前記光学フィルムは、前記第２の層に対して前記第１の層が前記有機ＬＥＤパネルの表示面側を向くように配置される、表示装置、である。

また、本発明にかかる光学フィルム付き偏光板は、前記光学フィルムと、前記光学フィルムと貼り合わされた偏光板と、を備える、光学フィルム付き偏光板、である。
この光学フィルム付き偏光板においては、前記光学フィルムの前記偏光板に接する層が前記偏光板との粘着層を兼ねてもよい。また、前記光学フィルムと前記偏光板との間に粘着層をさらに備えられてもよい。

本発明にかかる光学フィルム付き偏光板は、前記光学フィルムと、前記光学フィルムと貼り合わされた偏光子と、前記光学フィルムと前記偏光子とを貼り合わせる粘着層と、を備え、前記偏光子は、前記粘着層のみを介して、前記光学フィルムに貼り合わされていてもよい。
あるいは、本発明にかかる光学フィルム付き偏光板は、前記光学フィルムと、前記光学フィルムと貼り合わされた偏光子と、を備え、前記光学フィルムの前記偏光子に接する層が前記偏光子との粘着層を兼ねており、前記偏光子は、記光学フィルムに直接的に貼り合わされていてもよい。

本発明によれば、画像を形成する光のエネルギーロスを十分に抑制しつつ、画像の視野角内の表示品質を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光学フィルムを備える表示装置の構成を概略的に示す図である。 図１に示す表示装置に設けられる光学フィルムの拡大断面図である。 多層構造体を透過する光のエネルギー透過率の計算手法を説明するための図である。 図１に示す表示装置内を透過する光のうちのエネルギー透過率を算出される光を示す図である。 図１に示す表示装置に設けられる光学フィルムにおける表面材の屈折率と、光学フィルムを透過する光のエネルギー透過率との関係を説明するグラフを示す図である。 図１に示す表示装置に設けられる光学フィルムにおける基材の屈折率と、光学フィルムを透過する光のエネルギー透過率との関係を説明するグラフを示す図である。 図１に示す表示装置に設けられる光学フィルムにおける基材の屈折率と、光学フィルムを透過する光のエネルギー透過率との関係を説明するグラフを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光学フィルムを備える表示装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光学フィルムを備える表示装置の構成を概略的に示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光学フィルムの構成を示す斜視図である。 図９の光学フィルムのＸ－Ｘ線に沿った断面図である。 第４の実施の形態に係る光学フィルムに入射した表示装置からの画像光の作用を説明するための図である。 第４の実施の形態に係る光学フィルムの実施例及び比較例の視野角に対する規格化輝度の分布を表すグラフである。 本発明の第５の実施の形態に係る光学フィルムの構成を示す斜視図である。 図１３の光学フィルムのＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。 第５の実施の形態に係る光学フィルムに入射した表示装置からの画像光の作用を説明するための図である。 第５の実施の形態に係る光学フィルムに入射した外部からの光の作用を説明するための図である。 光学フィルムの一変形例を示す断面図である。 各実施の形態にかかる光学フィルムのレンズ部の変形例を示す図である。 偏光板が光学フィルムに貼り合わされている状態を示す図である。 偏光子が光学フィルムに貼り合わされている状態を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の各実施の形態について説明する。

なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」、「層」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板や層とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、本明細書において「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向（面方向）と一致する面のことを指す。さらに、本明細書において、シート状の部材の法線方向とは、対象となるシート状の部材のシート面への法線方向のことを指す。

＜＜第１の実施の形態＞＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる光学フィルム１００を備える表示装置１０の構成を概略的に示す図であり、図２は、光学フィルム１００の拡大断面図である。図１に示す表示装置１０は液晶表示装置であり、面光源装置２０と、液晶パネル１５と、光学フィルム１００と、をこの順に積層して構成されている。本実施の形態にかかる表示装置１０は一例としてテレビとして構成されるものであるが、タブレット端末、スマートフォン、コンピュータ用ディスプレイ、カーナビゲーションシステム等であってもよい。

図１及び以下の説明で用いる図において、符号Ｄ_１は、光学フィルム１００のフィルム面に平行な方向である第１方向を示し、符号Ｄ_２は、光学フィルム１００のフィルム面に平行な方向であって、第１方向Ｄ_１と直交する方向である第２方向を示す。また、符号Ｄ_３は、第１方向Ｄ_１及び第２方向Ｄ_２の両方に直交する第３方向を示す。

詳細は後述するが、図２に示すように本実施の形態における光学フィルム１００は間隔を空けて配列される複数のレンズ部１１０を有し、各レンズ部１１０は配列方向に直交する方向に長尺状に延びる。本実施の形態では、レンズ部１１０の配列方向が第１方向Ｄ_１と一致しており、レンズ部１１０の長手方向が第２方向Ｄ_２に一致する。第１方向Ｄ_１及び第２方向Ｄ_２は、液晶パネル１５におけるマトリクス状に配列される画素領域の行方向及び列方向に一致してもよいし、一致しなくてもよい。モアレ抑制を考慮する場合には、一般に第１方向Ｄ_１及び第２方向Ｄ_２を、マトリクス状に配列される画素領域の行方向及び列方向に一致させないようにする。

（液晶パネル）
液晶パネル１５は静止画像又は動画像である像（以下、画像）を表示する表示面１５Ａと、表示面１５Ａに対向して配置された裏面１５Ｂと、を有する。表示装置１０では、液晶パネル１５が面光源装置２０からの光の透過または遮断を、画素を形成する領域（サブピクセル）毎に制御するシャッターとして機能し、液晶パネル１５の駆動により表示面１５Ａに画像が表示されるようになっている。

図示された液晶パネル１５は、出光側に配置された上偏光板１３と、入光側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶層１２と、を有している。偏光板１４，１３は、入射した光を直交する二つの偏光成分（例えばｐ波及びｓ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、ｐ波）を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）に振動する直線偏光成分（例えば、ｓ波）を吸収する機能を有している。

液晶層１２では、一つの画素を形成する領域毎に、電圧印加がなされ得るようになっており、電圧印加の有無によって液晶層１２中の液晶分子の配向方向が変化するようになっている。一例として、入光側に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分は、電圧が印加されていない液晶層１２を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電圧が印加された液晶層１２を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶層１２への電圧印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向に振動する偏光成分が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、あるいは、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。このようにして液晶パネル１５では、面光源装置２０からの光の透過または遮断を、画素を形成する領域毎に制御し得るようになっている。

本実施の形態においては、液晶パネル１５が、一例としてＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶パネルとなっている。したがって、液晶パネル１５は、液晶層１２内の液晶分子に対する電圧がオフまたは最小値のときに前記液晶分子が表示面１５Ａの法線方向に沿って配向して面光源装置２０からの光が遮断される状態となり、前記液晶分子に対する電圧を徐々に増加させて前記液晶分子を表示面１５Ａに沿う側に次第に傾斜させることにより、面光源装置２０からの光の透過率を徐々に増加させる構成を有する。なお、液晶パネル１５は、ＶＡ型に限られるものでなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶パネルであってもよいし、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶パネルであってもよい。

（面光源装置）
面光源装置２０は、面状に光を発光する発光面２１を有しており、本実施の形態では、液晶パネル１５を裏面１５Ｂ側から照明する装置として用いられている。面光源装置２０は一例としてエッジライト型の面光源装置であるが、直下型や裏面照射型などの形式であってもよい。

（光学フィルム）
光学フィルム１００は、液晶パネル１５の表示面１５Ａ上に配置されており、詳しくは表示面１５Ａに接合されている。図２を参照し、光学フィルム１００は、表面１０１Ａとその反対側の裏面１０１Ｂとを有するシート状またはフィルム状の基材１０１と、基材１０１の表面１０１Ａに設けられるシート状またはフィルム状の表面材１０２と、基材１０１の裏面１０１Ｂに設けられるシート状またはフィルム状の光学機能層１０３と、を有する。光学機能層１０３は、第１の層に対応する低屈折率層１０４と、第２の層に対応する高屈折率層１０５と、を有している。

基材１０１は、樹脂やガラス等からなる光透過性を有する透明基材であり、その材質は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリオリフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ガラス、トリアセチルセルロース、ポリイミド、ポリエチレンナフタレートなどでもよい。基材１０１の屈折率は、１.３８以上１．５７以下の範囲であることが好ましく、１．４７以上１．５４以下であることがより好ましい。また基材１０１の厚さは、５μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましく、基材１０１の厚みの下限はハンドリング性等の観点から１５μｍ以上が好ましく、２５μｍ以上がより好ましい。基材１０１の厚みの上限は薄膜化の観点から１５０μｍ以下であることが好ましい。基材１０１は無色透明であることが好ましい。また、基材１０１の全光線透過率は８７％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。

光学機能層１０３は、上述したように低屈折率層１０４と高屈折率層１０５とを有しており、低屈折率層１０４の屈折率は高屈折率層１０５の屈折率よりも低く、高屈折率層１０５は低屈折率層１０４の基材１０１側で低屈折率層１０４に接合されている。高屈折率層１０５は、基材１０１側とは反対側の面に複数のレンズ部１１０を有し、レンズ部１１０は、高屈折率層１０５の法線方向に、つまり第３方向Ｄ_３に沿って低屈折率層１０４側に凸となるように形成されている。すなわち、高屈折率層１０５は、基材１０１側を向く表面及び当該表面の反対側の裏面を有するフィルム状の層本体１０５Ａと、層本体１０５Ａの裏面上に並べて配置された複数のレンズ部１１０と、を一体に有している。これに対し、低屈折率層１０４は、レンズ部１１０を覆い且つ複数のレンズ部１１０の間まで充填されるように、高屈折率層１０５に積層されている。これにより本実施の形態では、低屈折率層１０４と高屈折率層１０５との界面が凹凸形状１２０をなすことになる。また光学フィルム１００は、高屈折率層１０５に対して低屈折率層１０４が液晶パネル１５の表示面１５Ａ側を向くように配置されている。

凹凸形状１２０は、一つの凹部１２１と凸部１２２とで１周期の形状をなし、この１周期の形状を繰り返し形成することにより構成されている。なお、本実施の形態では、凹部１２１の底部と凸部１２２の頂部との中点を通る光学フィルム１００のフィルム面方向に延びる基準線ＳＬに対し高屈折率層１０５側に凹んだ部分が凹部１２１に対応し、基準線ＳＬに対し低屈折率層１０４側に凸となる部分が凸部１２２に対応している。本実施の形態では、凹部１２１及び凸部１２２がそれぞれ、第１方向Ｄ_１に配列され、第１方向Ｄ_１と直交する第２方向Ｄ_２に線状に延びる。

また、本実施の形態の凹部１２１と凸部１２２のそれぞれは、光学フィルム１００のフィルム面に沿って延びる平坦部１２１Ａ，１２２Ａを有し、詳しくは、凹部１２１の底部が平坦部１２１Ａとなっており、凸部１２２の頂部が平坦部１２２Ａとなっている。また凹部１２１の平坦部１２１Ａと凸部１２２の平坦部１２２Ａとの間に延びる凹凸形状１２０の側面１２０Ｓは、低屈折率層１０４側に凸となる曲面となっている。側面１２０Ｓは、これが接続する平坦部１２１Ａの端点から第３方向Ｄ_３に沿って延ばした直線をフィルム面方向に越えないように形成されている。これにより、側面１２０Ｓをなすレンズ部１１０を有する高屈折率層１０５を型抜きすることが可能となる。

なお、本実施の形態では側面１２０Ｓが曲面となっているが、側面１２０Ｓは、低屈折率層１０４側に凸となる折れ面（多角形状）となっていてもよい。また、曲面として形成される側面１２０Ｓは、正円の円弧に沿って形成されるものでもよいし、楕円の円弧に沿って形成されるものでもよい。また、側面１２０Ｓは高屈折率層１０５側に凹となる曲面又は折れ面でもあってもよいし、平面であってもよい。

以上のような凹凸形状１２０は、表示面１５Ａから出射される画像を形成するための光に対して全反射や屈折、及び透過等の光学的作用を及ぼすことにより、表示面１５Ａ上に表示される画像の表示品質を向上させる。本実施の形態においては、互いに隣り合う２つの側面１２０Ｓが、凹部１２１がへこむ方向又は凸部１２２が突出する方向に向けて先細り形状を形成している。言い換えると、凹部１２１の平坦部１２１Ａを挟んで隣り合う側面１２０Ｓは、低屈折率層１０４側から高屈折率層１０５側に向けて先細り形状を形成し、凸部１２２の平坦部１２２Ａを挟んで隣り合う側面１２０Ｓは、高屈折率層１０５側から低屈折率層１０４側に向けて先細り形状を形成している。このような形状である場合、表示面１５Ａ上に表示される画像の表示品質を向上させるための光学的作用が生じるが、本実施の形態のように側面１２０Ｓが低屈折率層１０４側に凸となる曲面又は多角形状であると、視野角内の色変化を特に効果的に抑制できるようになる。

本実施の形態では、低屈折率層１０４の屈折率と高屈折率層１０５の屈折率との差が０．０５以上０．６０以下の範囲となるように、低屈折率層１０４及び高屈折率層１０５が選択されている。低屈折率層１０４の屈折率と高屈折率層１０５の屈折率との差は、０．０５以上０．５０以下であることが好ましく、０．１０以上０．２０以下であることがより好ましい。なお、低屈折率層１０４の屈折率は例えば１．４０以上１．５５以下であり、高屈折率層１０５の屈折率は例えば１．５５以上１．９０以下であって、低屈折率層１０４の屈折率よりも大きい。

低屈折率層１０４は例えば紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱硬化樹脂を硬化させることで形成されてもよい。低屈折率層１０４が紫外線硬化樹脂を硬化して形成される場合、紫外線硬化樹脂はアクリル系樹脂を含むものでもよいし、エポキシ系樹脂を含むものでもよい。また、高屈折率層１０５同様に、例えば紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱硬化樹脂を硬化させることで形成されてもよい。高屈折率層１０５が紫外線硬化樹脂を硬化して形成される場合、紫外線硬化樹脂はアクリル系樹脂を含むものでもよいし、エポキシ系樹脂を含むものでもよい。また、低屈折率層１０４はアクリル系粘着剤等の粘着剤でもよい。

また、高屈折率層１０５における層本体１０５Ａの第３方向Ｄ_３における厚さは、例えば０．５μｍ以上３０μｍ以下である。また、レンズ部１１０の高さは、例えば１．０μｍ以上３０μｍ以下である。一方、低屈折率層１０４の厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下である。

本実施の形態では、高屈折率層１０５が基材１０１に直接的に接合されている。一方で、光学フィルム１００は、高屈折率層１０５と基材１０１との間に平坦層を有し、平坦層を介して高屈折率層１０５と基材１０１とを接合してもよい。平坦層は、高屈折率層１０５と基材１０１との結合状態を安定化させるための層である。平坦層は、光透過性を有する透明材料からなり、特に本実施の形態では可視光及び紫外線を透過可能な材料からなり、例えばポリエステル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂等を主成分として含んでもよい。主成分とは、ある物質を構成する成分のうち物質中に５０質量％以上含まれるもの又は物質を構成する成分のうち最も多い割合で含有されるものを意味する。平坦層は、例えばポリエステル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル樹脂、又はウレタン樹脂の溶液を乾燥させることで形成され得る。平坦層の厚みは、例えば１μｍ以上２０μｍ以下である。また平坦層の屈折率は例えば１．４６以上１．６７以下である。
平坦層の屈折率は、高屈折率層１０５の屈折率と同じであるか、又は、高屈折率層１０５の屈折率との差が０．０８下であるか、又は、基材１０１の屈折率と同じであるか、又は、基材１０１の屈折率との差が０．０８以下であるか、又は、高屈折率層１０５の屈折率と基材１０１と屈折率との平均値Ｍであるか或いはは０．９８～１．０２Ｍであることが好ましい。

また、光学フィルム１００の上偏光板１３に接する層、ここでは低屈折率層１０４が粘着層である場合、低屈折率層１０４は、液晶パネル１５の表示面１５Ａ、より詳しくは上偏光板１３の表面に直接的に接合される。また、低屈折率層１０４は、液晶パネル１５の表示面１５Ａ、すなわち上偏光板１３の表面との間に設けられる粘着層により上偏光板１３の表面に接合されてもよい。

一方で、表面材１０２は光学フィルム１００の最表面を構成する部分であり、表示装置１０に組み込まれた際には表示装置１０の最表面を構成する。表面材１０２は基本的には保護層として機能する一方で、その屈折率が１．４０以下に設定されている。このように低い屈折率を有することで、表面材１０２は、光学フィルム１００から外部へ出射される光の取出し性能を向上させることが可能となる。

表面材１０２による外部への光の取出し性能の向上は、表面材１０２の屈折率を１．４０以下という低い値にすることにより実現される。表面材１０２の屈折率が低い値となる場合、液晶パネル１５側から外部に出ようとする光が表面材１０２と空気との界面で全反射し始める臨界角が大きくなる。これにより、光の取り出し量が増加し、視野角内の輝度が不所望に低下することが抑制される。

表面材１０２の屈折率が１．４０以下である場合の表面材１０２と空気との界面での臨界角は、４５．５６度以上となる。より具体的には、屈折率が１．３６のときは臨界角が４７．３度となり、屈折率が１．３２のときは臨界角が４９．２度となり、屈折率が１．２８のときは臨界角が５１．２６度となり、屈折率が１．２６のときは臨界角が５２．５２度となる。すなわち、表面材１０２の屈折率が低い程、外部への光取り出し性能が向上する。また、表面材１０２の屈折率が低い場合には、外光が表面材１０２に入射し易くなることで、外光に対する反射防止性能も向上させることが可能となり、視認性を向上させることもできる。

表面材１０２の構造や材質は特に限定されないが、その構造としては、低屈折率単層構造、二層又は三層等の誘電体多層構造、及び中空粒子又は多孔質構造が挙げられる。

表面材１０２の構造が低屈折率単層構造である場合、言うまでもなく、その単層の屈折率が、表面材１０２の屈折率となる。表面材１０２の構造が低屈折率単層構造である場合の屈折率の測定は、例えば、分光光度計により測定した反射スペクトルと、フレネルの式を用いた薄膜の光学モデルから算出したスペクトルとをフィッティングさせることによって求めることができる。また、屈折率は、アッベ屈折率計（アタゴ社製 ＮＡＲ－４Ｔ）やエリプソメータによって測定して求めてもよい。
また、次の手順でも表面材１０２の屈折率が測定され得る。
すなわち、表面材１０２をカッターなどで削り取り、粉状態のサンプルを作製し、ＪＩＳ Ｋ ７１４２（２００８）Ｂ法（粉体または粒状の透明材料用）に従ったベッケ法（屈折率が既知のカーギル試薬を用い、前記粉状態のサンプルをスライドガラスなどに置き、そのサンプル上に試薬を滴下し、試薬でサンプルを浸漬する。その様子を顕微鏡観察によって観察し、サンプルと試薬の屈折率が異なることによってサンプル輪郭に生じる輝線（ベッケ線）が目視で観察できなくなる試薬の屈折率を、サンプルの屈折率とする。）を用いる。

また、表面材１０２の構造が低屈折率単層構造である場合、表面材１０２の厚さは０．０７μｍ以上０．１２μｍであることが好ましい。反射防止の観点では、表面材１０２の厚さはなるべく小さいほうが望ましく、０．０７５μｍ以上０．１１μｍ以下であることがよい。また、低屈折率単層構造である場合の表面材１０２の材質としては、フッ化マグネシウム、アクリル樹脂等が挙げられる。

また、表面材１０２の構造が二層又は三層等の誘電体多層構造である場合、本実施の形態では、最も屈折率の低い層の屈折率を、表面材１０２の屈折率として定める。なお、誘電体多層構造では、屈折率の異なる複数の層が積層される。屈折率の測定は、最も屈折率の低い層の屈折率を、例えば分光光度計により測定した反射スペクトルと、フレネルの式を用いた薄膜の光学モデルから算出したスペクトルとをフィッティングさせることによって特定することで、求めることができる。また、最も屈折率の低い層の屈折率を、アッベ屈折率計（アタゴ社製 ＮＡＲ－４Ｔ）やエリプソメータによって測定して求めてもよい。
また、次の手順でも表面材１０２の屈折率が測定され得る。
すなわち、表面材１０２のうちも最も屈折率の低い層をカッターなどで削り取り、粉状態のサンプルを作製し、ＪＩＳ Ｋ ７１４２（２００８）Ｂ法（粉体または粒状の透明材料用）に従ったベッケ法（屈折率が既知のカーギル試薬を用い、前記粉状態のサンプルをスライドガラスなどに置き、そのサンプル上に試薬を滴下し、試薬でサンプルを浸漬する。その様子を顕微鏡観察によって観察し、サンプルと試薬の屈折率が異なることによってサンプル輪郭に生じる輝線（ベッケ線）が目視で観察できなくなる試薬の屈折率を、サンプルの屈折率とする。）を用いる。

また、表面材１０２の構造が誘電体多層構造である場合、表面材１０２の厚さは０．１μｍ以上１．４μｍ以下であることが好ましい。反射防止の観点では、表面材の厚さはなるべく小さいほうが望ましく、誘電体多層構造である場合には、０．１μｍ以上１．２μｍ以下であることがよい。

三層の誘電体多層構造である場合の表面材１０２の材質としては、内部から外部に向けて積層される第１の層、第２の層、第３の層の屈折率をｎＡ、ｎＢ、ｎＣとしたとき、ｎＡ＜ｎＢ且つｎＢ＞ｎＣの関係とすることが一般的である。

また、表面材１０２の構造が中空粒子又は多孔質構造である場合、表面材１０２は、例えば中空状シリカ微粒子と、中空状シリカ微粒子を保持するベース樹脂とを含有するものでもよいし、例えばゾルゲル法を利用して形成され得る空気孔を複数有する多孔質薄膜からなるものであってもよい。中空粒子又は多孔質構造である場合の表面材１０２の屈折率は、平均屈折率によって特定できる。平均屈折率は、空気部分の占有率とその他の部分の占有率を例えばＳＥＭ画像等で特定し、空気の屈折率である１に空気部分の占有率をかけた値と、その他の部分の屈折率にその他の部分の専有率をかけた値と、を加算することで算出され得る。

表面材１０２の構造が中空粒子又は多孔質構造である場合、表面材１０２の厚さは０．１μｍ以上１４μｍ以下であることが好ましい。反射防止の観点では、表面材の厚さはなるべく小さいほうが望ましく、０．１μｍ以上１２μｍ以下であることがよい。

表面材１０２が、中空状シリカ微粒子と、中空状シリカ微粒子を保持するベース樹脂とを含有する場合、ベース樹脂は、例えば、（メタ）アクリル樹脂でもよい。また、表面材１０２が多孔質構造である場合、その材質は、フッ素樹脂やオルガノポリシロキサン等の屈折率の低い樹脂等であってもよい。なお、表面材１０２の構造が中空粒子又は多孔質構造である場合、表面材１０２は単層でもよいし、中空粒子又は多孔質構造の層と、他の層（ハード層や高屈折率層）とを含むものでもよい。

＜光学フィルムにおける屈折率の関係＞
次に光学フィルム１００の複数の層の間での屈折率の関係を説明する。

本実施の形態では、光学機能層１０３における高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率が、この順で小さくなるように各層の屈折率が設定されている。本件発明者は鋭意研究の結果、光が外部に出射される方向で並ぶ高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の屈折率が外部側に向けて次第に小さくなる場合には、外部に効率的に光を取り出させることを知見した。

このように高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率がこの順で小さくなる場合、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率を同じ割合か又は緩やかに変化させることが、光の取り出し性能向上の観点で好ましい。詳しくは、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差との差は、絶対値で、０．２以下、特に０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましく、０．０２以下であることが更に好ましく、０であることが一層良い。

以上のように高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率がこの順で小さくなる場合、（１）比較構成１：高屈折率層１０５の屈折率が基材１０１の屈折率よりも高いが、基材１０１の屈折率が表面材１０２の屈折率よりも低い場合、及び、（２）比較構成２：高屈折率層１０５の屈折率が基材１０１の屈折率よりも低く、基材１０１の屈折率が表面材１０２の屈折率よりも高い場合よりも、光を通し易いことが目視でも確認できる。
具体的には、液晶パネル１５からの画像を、液晶パネル１５上に配置した実施の形態にかかる光学フィルム１００を介して視認した場合と、上記比較構成１又は上記比較構成２にかかる光学フィルム介して同じ画像を視認した場合とを比較すると、視野角全体で見たとき、前者が後者よりも明るいことが目視でも容易に認識できる。

また、上述のような各層の屈折率の設定により光の取り出し量が増加することは、光のｐ波及びｓ波のエネルギー透過率を計算することでも確認することが可能である。

図３は、多層構造体を透過する光のエネルギー透過率の計算手法を説明するための図である。図３においては、入射角αの光が屈折率ｎ１の層から屈折率ｎ２の層に一部入射するとともに、その他の一部で反射する様子が示されている。反射した光の反射角は入射角αと同じ角度となる。また、屈折率ｎ２の層に入射した光は屈折角βで進行する。
上述のような光の反射がなされる場合、ｐ波の光の振幅透過率ｔｐ及びｓ波の振幅透過率ｔｓは以下の式（１）、（２）で表される。

また、入射角αと屈折角βの関係は、スネルの法則により以下の式（３）で表される。

そして、光のエネルギーは電場の振幅の２乗に比例するため、光のエネルギー透過率は、振幅透過率の２乗で求まる。ただし、この際、２つの層の間の屈折率差を係数として考慮する必要がある。このような関係に基づき、ｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、上記式（１）～（３）を用いて、以下の式（４）、（５）のように表される。

本実施の形態にかかる光学フィルム１００では、低屈折率層１０４、高屈折率層１０５、基材１０１及び表面材１０２がこの順で積層されている。この場合、低屈折率層１０４と高屈折率層１０５との間でのエネルギー透過率、高屈折率層１０５と基材１０１との間でのエネルギー透過率、基材１０１と表面材１０２との間でのエネルギー透過率、及び表面材１０２と空気との間でのエネルギー透過率をそれぞれ求めて、これら全てを掛け合わせることで、光学フィルム１００の光のエネルギー透過率が算出され得る。

以下の算出例１－９においては、各種条件の実施の形態にかかる光学フィルム１００のエネルギー透過率の算出結果と、比較構成１、２にかかる光学フィルムのエネルギー透過率の算出結果が示されている。算出例１０－１５および算出例１６－２０では、算出例１－９とは異なる条件の実施の形態にかかる光学フィルム１００のエネルギー透過率の算出結果が示されている。以下の算出結果においては、表示装置内を透過する光のうちの低屈折率層１０４から高屈折率層１０５に入射角０．０１度、２０度、４０度で入射する光のエネルギー透過率が算出されている。図４は、エネルギー透過率を算出される光を示している。

（算出例１）
算出例１では、本実施の形態にかかる光学フィルム１００において、低屈折率層１０４の屈折率が１．４８、高屈折率層１０５の屈折率が１．６５、基材１０１の屈折率が１．４９、表面材１０２の屈折率が１．４０、空気の屈折率が１である。
比較構成１では、低屈折率層１０４の屈折率が１．４８、高屈折率層１０５の屈折率が１．６５、基材１０１の屈折率が１．３５、表面材１０２の屈折率が１．４０、空気の屈折率が１である。
比較構成２では、低屈折率層１０４の屈折率が１．４８、高屈折率層１０５の屈折率が１．６５、基材１０１の屈折率が１．８７、表面材１０２の屈折率が１．４０、空気の屈折率が１である。

表１で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。特に入射角４０度のｓ波の光では、比較構成１、２よりもエネルギー透過率Ｔｓが顕著に高い。

（算出例２）
算出例２では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．３８である点で算出例１と異なる。算出例２のエネルギー透過率の算出結果が表２に示されている。

表２で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例３）
算出例３では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．３６である点で算出例１と異なる。算出例３のエネルギー透過率の算出結果が表３に示されている。

表３で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例４）
算出例４では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．３４である点で算出例１と異なる。算出例４のエネルギー透過率の算出結果が表４に示されている。

表４で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例５）
算出例５では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．３２である点で算出例１と異なる。算出例５のエネルギー透過率の算出結果が表５に示されている。

表５で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例６）
算出例６では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．３０である点で算出例１と異なる。算出例６のエネルギー透過率の算出結果が表６に示されている。

表６で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例７）
算出例７では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．２８である点で算出例１と異なる。算出例７のエネルギー透過率の算出結果が表７に示されている。

表７で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例８）
算出例８では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．４２である点で算出例１と異なる。算出例８のエネルギー透過率の算出結果が表８に示されている。

表８で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例９）
算出例９では、実施の形態、比較構成１、２それぞれの表面材の屈折率が１．４４である点で算出例１と異なる。算出例９のエネルギー透過率の算出結果が表９に示されている。

表９で示されるように、実施の形態の光学フィルム１００は、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。

（算出例１０）
算出例１０では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．４７である点で算出例１と異なる。算出例１０のエネルギー透過率の算出結果が表１０に示されている。

（算出例１１）
算出例１１では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５１である点で算出例１と異なる。算出例１１のエネルギー透過率の算出結果が表１１に示されている。

（算出例１２）
算出例１２では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５３である点で算出例１と異なる。算出例１２のエネルギー透過率の算出結果が表１２に示されている。

（算出例１３）
算出例１３では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５５である点で算出例１と異なる。算出例１３のエネルギー透過率の算出結果が表１３に示されている。

（算出例１４）
算出例１４では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．４１である点で算出例１と異なる。算出例１４のエネルギー透過率の算出結果が表１４に示されている。

（算出例１５）
算出例１５では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５９である点で算出例１と異なる。算出例１５のエネルギー透過率の算出結果が表１５に示されている。

（算出例１６）
算出例１６では、実施の形態の表面材１０２の屈折率が１．３７、基材１０１の屈折率が１．３８、高屈折率層１０５の屈折率が１．５８である点で算出例１と異なる。算出例１６のエネルギー透過率の算出結果が表１６に示されている。

（算出例１７）
算出例１７では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．４３である点で算出例１６と異なる。算出例１７のエネルギー透過率の算出結果が表１７に示されている。

（算出例１８）
算出例１８では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．４９である点で算出例１６と異なる。算出例１８のエネルギー透過率の算出結果が表１８に示されている。

（算出例１９）
算出例１９では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５１である点で算出例１６と異なる。算出例１９のエネルギー透過率の算出結果が表１９に示されている。

（算出例２０）
算出例２０では、実施の形態の基材１０１の屈折率が１．５７である点で算出例１６と異なる。算出例２０のエネルギー透過率の算出結果が表２０に示されている。

算出例１－９から明らかなように、実施の形態の光学フィルム１００では、比較構成１、２に比べてｐ波の光のエネルギー透過率Ｔｐ及びｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがともに高い。特に高角度側（入射角４０度のｓ波）の光では、比較構成１、２よりもエネルギー透過率Ｔｓが大幅に高くなっている。つまり。この結果からは、実施の形態の光学フィルム１００は、比較構成１，２よりも特に入射角が大きい入射光を効率よく出光できており、表示特性が向上していると言える。
ここで、図５は、表示装置１０に設けられる光学フィルム１００における表面材１０２の屈折率と、光学フィルム１００を透過する光のエネルギー透過率との関係を説明するグラフを示す図である。詳しくは、図５においては、表面材１０２の屈折率と、入射角４０度で低屈折率層１０４から高屈折率層１０５に入射するｓ波の光のエネルギー透過率との関係が算出例１～９の結果に基づいて特定されている。横軸が表面材１０２の屈折率を示し、縦軸がｓ波の光のエネルギー透過率を示す。

図５を見ると、表面材１０２の屈折率が小さくなる程、ｓ波の光のエネルギー透過率が増加していることが分かる。算出例１－９におけるｓ波の光のエネルギー透過率は、表面材１０２の屈折率が１．４０以下のときに、７０％を上回る。この結果から、表面材１０２の屈折率は１．４０以下であることが好ましいと言えると考えられる。

また、図６Ａは、表示装置１０に設けられる光学フィルム１００における基材１０１の屈折率と、光学フィルム１００を透過する光のエネルギー透過率との関係を説明するグラフを示す図である。詳しくは、図６Ａにおいては、基材１０１の屈折率と、入射角４０度で低屈折率層１０４から高屈折率層１０５に入射するｓ波の光のエネルギー透過率との関係が算出例１、１０～１５の結果に基づいて特定されている。横軸が基材１０１の屈折率を示し、縦軸がｓ波の光のエネルギー透過率を示す。

図６Ａを見ると、基材１０１の屈折率が１．５１である位置の周辺で入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓのピークが生じている。そして、傾向が二次関数的であることを考えると、基材１０１の屈折率１．４７～１．５５においては、光のエネルギー透過率Ｔｓがその他の場合に比べて顕著に高くなっていると言える。
具体的には、以下である。
算出例１０：基材１０１の屈折率１．４７のときの、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差（１．６５－１．４７）と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差（１．４７－１．４０）との差は、０．１１である。このときの入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、６９．７５％である。
算出例１１：基材１０１の屈折率１．５１のときの、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差（１．６５－１．５１）と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差（１．５１－１．４０）との差は、０．０３である。このときの入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、６９．８３％である。
算出例１２：基材１０１の屈折率１．５３のときの、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差（１．６５－１．５３）と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差（１．５３－１．４０）との差は、０．０１である。このときの入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、６９．８２％である。
算出例１３：基材１０１の屈折率１．５５のときの、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差（１．６５－１．５５）と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差（１．５５－１．４０）との差は、０．０５である。このときの入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、６９．７８％である。
以上を考慮すると、高屈折率層１０５及び基材１０１の屈折率差と、基材１０１及び表面材１０２の屈折率差との差が、小さいほど、エネルギー効率が上がるものと言える。このような結果から、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率がこの順で小さくなる場合においては、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率を同じ割合か又は緩やかに変化させることが好ましいと言える。
ただし、算出例１１は、算出例１２よりもの入射角４０度のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓがわずかながら高い。これは、算出例１１の基材１０１の屈折率が、算出例１２の基材１０１の屈折率よりも小さいことに起因するものと思料される。すなわち、この結果からは、基材１０１および高屈折率層１０５の屈折率をそれぞれ小さくしつつ、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率を同じ割合か又は緩やかに変化させれば、より効果的に光の取り出し効率が向上するということが言える。

図６Ｂにおいては、基材１０１の屈折率と、入射角４０度で低屈折率層１０４から高屈折率層１０５に入射するｓ波の光のエネルギー透過率との関係が算出例１６～２０の結果に基づいて特定されている。横軸が基材１０１の屈折率を示し、縦軸がｓ波の光のエネルギー透過率を示す。

図６Ｂの結果からも、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率がこの順で小さくなる場合においては、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率を同じ割合か又は緩やかに変化させることが好ましいと言える。さらには、算出例１６～２０は、算出例１０～１５等よりも、表面材１０２の屈折率及び高屈折率層１０５の屈折率が小さい。そして、算出例１６～２０のｓ波の光のエネルギー透過率Ｔｓは、算出例１０～１５よりも全体的に大きい。この結果によれば、表面材１０２，基材１０１および高屈折率層１０５の屈折率をそれぞれ小さくしつつ、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率を同じ割合か又は緩やかに変化させれば、より効果的に光の取り出し効率が向上すると言える。

以上に説明した本実施の形態にかかる光学フィルム１００では光学機能層１０３において、低屈折率層１０４と高屈折率層１０５との界面が凹凸形状１２０をなす。これにより、低屈折率層１０４と高屈折率層１０５との界面で液晶パネル１５からの画像形成のための光を反射、屈折及び透過させて光を広い角度範囲に出射させることが可能となり、画像の視野角内の表示品質を向上させることができる。また、高屈折率層１０５、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率が、この順で小さくなる。これにより、光を効率的に取り出すことができる。よって、画像を形成する光のエネルギーロスを十分に抑制しつつ、画像の視野角内の表示品質を向上させることができる。

＜＜第２の実施の形態＞＞
図７は第２の実施の形態にかかる光学フィルム１００－２を備える表示装置１０－２の構成を概略的に示す図である。図７に示すように、本実施の形態では、低屈折率層１０４と高屈折率層１０５の位置が、第１の実施の形態に対して反対になっている。すなわち、光学機能層１０３は、高屈折率層１０５と液晶パネル１５の表示面Ａとが互いに向き合う状態になるように表示装置１０－２に設けられている。そして、本実施の形態では、高屈折率層１０５、低屈折率層１０４、基材１０１、及び表面材１０２の各屈折率が、この順で小さくなる。

このような実施の形態では、視野角内での表示品質の改善効果は第１の実施の形態と異なるものとなるが、光の取り出し効率は第１の実施の形態よりも有利になる。

＜＜第３の実施の形態＞＞
図８は第３の実施の形態にかかる光学フィルム１００－３を備える表示装置１０－３の構成を概略的に示す図である。図８に示す表示装置１０－３は、有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）パネル２１５と、円偏光板２２０と、タッチパネル２３０と、カバーガラス２４０と、光学フィルム１００－３と、をこの順に積層して構成されている。本実施の形態にかかる表示装置１０－３は一例としてスマートフォンとして構成されるものであるが、タブレット端末、テレビ、コンピュータ用ディスプレイ、カーナビゲーションシステム等であってもよい。

有機ＬＥＤパネル２１５の表示面（表面）と円偏光板２２０の裏面は第１粘着層２５１で貼り合わされ、円偏光板２２０の表面とタッチパネル２３０の裏面は第２粘着層２５２で貼り合わされ、タッチパネル２３０の表面とカバーガラス２４０の裏面は第３粘着層２５３で貼り合わされている。各粘着層２５１～２５３は、いわゆるＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）であり、高い光透過率を有する。光学フィルム１００－３はカバーガラス２４０の表面上に配置されており、本例では、光学フィルム１００－３とカバーガラス２４０とが粘着層で貼り合わされていないが、これらについても粘着層で貼り合わせてもよい。

このような実施の形態でも、高屈折率層１０５、基材１０１及び表面材１０２の各屈折率がこの順で小さくなる。これにより、有機ＬＥＤパネル２１５からの光の取り出し効率を向上できる。

＜＜第４の実施の形態＞＞
次に、図９乃至図１２を参照しながら、第４の実施の形態に係る光学フィルム４００について説明する。第４の実施の形態に係る光学フィルム４００を上述した第１乃至第３の実施の形態における光学フィルムに代えて、または以下で説明する第４の実施の形態の光学フィルム４００の各特徴を上述した第１乃至第３の実施の形態における光学フィルムに組合わせて、表示装置１０に適用することができる。以下の説明では、第１の実施の形態における光学フィルムに代えて、第４の実施の形態の光学フィルム４００を適用した例について説明する。

図９は、第４の実施の形態に係る光学フィルム４００を概略的に示す斜視図であり、図１０は、図９のＸ－Ｘ線に沿った光学フィルム４００の断面図である。光学フィルム４００は、液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面して配置されており、表示面１５Ａから出射した画像を形成する画像光に光学的な作用を及ぼす。光学フィルム４００は、図示しない接合層によって液晶パネル１５と接合されている。図９に示すように、光学フィルム４００は、平面視形状が四角形形状に形成され、全体として厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状に形成されている。

図９及び図１０に示された例では、光学フィルム４００は、基材４０１と、基材４０１の一方の側に設けられた光学機能層４０３と、光学機能層４０３の基材４０１が設けられた側とは反対側に設けられた第２基材４０９と、基材４０１の光学機能層４０３が設けられた側とは反対側に設けられた表面材４０２と、を有している。すなわち、液晶パネル１５の表示面１５Ａに近い側から、第２基材４０９、光学機能層４０３、基材４０１、表面材４０２の順に積層されている。光学フィルム４００の光学機能層４０３が設けられた側が、液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面する側となっている。したがって、光学フィルム４００の表面材４０２が、表示装置１０の表面をなす。

基材４０１及び第２基材４０９は、光学機能層４０３を適切に支持する支持基材である。より詳しくは、基材４０１は、光学機能層４０３の後述する第２の層４０５を支持し、第２基材４０９は、光学機能層４０３の後述する第３の層４０６を支持する。基材４０１及び第２基材４０９は、透明であり、例えば、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリオリフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ガラス等からなる。基材４０１及び第２基材４０９は、透明性や、光学機能層４０３の適切な支持性等を考慮すると、好ましくは５μｍ以上１２０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上９０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上８５μｍ以下の厚みを有している。また、基材４０１及び第２基材４０９の屈折率は、１.３８以上１．５７以下の範囲であることが好ましく、１．４７以上１．５４以下であることがより好ましい。なお、第２基材４０９は、光学フィルム４００の製造過程にて除去される等して、省略されていてもよい。あるいは、第２基材４０９は、後述する光学機能層４０３の第３の層４０６と同じ材料から形成されており、第３の層４０６と一体的に形成されていてもよい。

なお、「透明」とは、当該基材を介して当該基材の一方の側から他方の側を透視し得る程度の透明性を有していることを意味しており、例えば、全光線透過率が８７％以上、好ましくは９０％以上であることを意味する。全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１：１９９７に準拠した測定装置（例えば村上色彩技術研究所製「ＨＭ１５０」）によって、測定することができる。

表面材４０２は、表示装置１０の表面をなしており、特定の機能を発揮する機能層として形成されている。表面材４０２が発揮する機能として、例えば反射防止機能がある。反射防止機能を有する表面材４０２によれば、外部からの光の表面反射によって表示装置１０に表示される画像の視認性が損なわれることを抑制することができる。また、表面材４０２は、その屈折率が１．４０以下となっている。ただし、表面材４０２は、反射防止機能に限らず、ハードコート機能や防汚機能、帯電防止機能等を有していてもよい。

表面材４０２の構造や材質は特に限定されないが、その構造としては、低屈折率単層構造、二層又は三層等の誘電体多層構造、及び中空粒子又は多孔質構造が挙げられる。このような表面材４０２は、例えば上述した第１の実施の形態の表面材１０２と同様の構造とすることができる。

光学機能層４０３は、第２の層４０５と、第２の層４０５に積層された第１の層４０４と、第１の層４０４の第２の層４０５とは反対側に積層された第３の層４０６と、を有している。第２の層４０５は、第１方向Ｄ_１に配列されており、且つ第１方向Ｄ_１と交差する第２方向Ｄ_２に延びている部分を含んでいる。図示された例では、第１方向Ｄ_１と第２方向Ｄ_２とは、互いに直交している。第３の層４０６は、第１方向Ｄ_１に配列されており、且つ第２方向Ｄ_２に延びている部分を含んでいる。第１の層４０４は、第２方向Ｄ_２に延びて、第２の層４０５と第１方向Ｄ_１に沿って交互に配置されている部分、及び、第２方向Ｄ_２に延びて、第３の層４０６と第１方向Ｄ_１に沿って交互に配置されている部分を含んでいる。

第２の層４０５は、光学フィルム４００において基材４０１の側となっており、第３の層４０６は、光学フィルム４００において液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面する側となっている。第１の層４０４は、第２の層４０５と第３の層４０６との間に位置している。第２の層４０５の屈折率と第１の層４０４の屈折率とは、互いに異なっており、第１の層４０４の屈折率と第３の層４０６の屈折率とは、互いに異なっている。したがって、第２の層４０５と第１の層４０４との間の第１界面４２０及び第１の層４０４と第３の層４０６との間の第２界面４３０は、光学的な界面となる。また、第１界面４２０及び第２界面４３０は、凹凸形状をなしている。したがって、第１界面４２０及び第２界面４３０は、レンズとして機能する。第１界面４２０は、表示面１５Ａと平行な平坦面４２０Ａと、表示面１５Ａに非平行な斜面４２０Ｓと、を含んでいる。凹凸形状である第１界面４２０及び第２界面４３０における光学的な作用により、光学フィルム４００は、表示装置１０の正面方向（法線方向）に対して第１方向Ｄ_１に傾斜した方向に画像光を出射させやすくすることができる。

図１０に示すように、第２の層４０５の断面形状は、基材４０１の側が長い底辺、基材４０１に対向する側が短い底辺となっている略台形形状である。すなわち、第２の層４０５の断面形状は、基材４０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が大きくなっている。ここで、「基材４０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が大きくなっている」とは、基材４０１との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が連続的に変化し続けることだけでなく、基材４０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が小さくなる部分を含まないことも意味しており、したがって、基材４０１との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が段階的に変化することも含んでいる。ただし、第２の層４０５の断面形状は、基材４０１との距離に応じて連続的に変化し続けることが好ましい。

なお、第２の層４０５の断面形状は、台形形状の脚の部分が直線でなく、曲線であってもよい。すなわち、第２の層４０５の側面は、曲面であってもよい。第２の層４０５の断面形状が変化することで、第２の層４０５と第１の層４０４との間の光学的な第１界面４２０の斜面４２０Ｓの形状が変化し、第１界面４２０の形状において所望の光学特性を発揮するようにできる。

第２の層４０５は、透明である。このような第２の層４０５は、例えば基材４０１上にウレタンアクリレート等の紫外線硬化樹脂を配置し、紫外線を照射して樹脂を硬化させることで形成することができる。

図９及び図１０に示すように、第１の層４０４は、隣り合う第２の層４０５の第１方向Ｄ_１に延びる部分の間、及び隣り合う第３の層４０６の第１方向Ｄ_１に延びる部分の間を満たすように設けられている。言い換えると、第２の層４０５と第３の層４０６との間の隙間を埋めるように設けられている。第１の層４０４は、例えば第２の層４０５と第３の層４０６とを接合する接合層である。また、第１の層４０４は、透明である。このような第１の層４０４は、例えばアクリル系紫外線硬化型樹脂から形成することができる。

図１０に示すように、第３の層４０６の断面形状は、第１の層４０４に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が小さくなっている。図示された例では、第３の層４０６の断面形状は、半楕円形状である。ここで、「第１の層４０４に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が小さくなっている」とは、第１の層４０４との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が連続的に変化し続けることだけでなく、第１の層４０４に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が大きくなる部分を含まないことも意味しており、したがって、第１の層４０４との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が段階的に変化することも含んでいる。ただし、第３の層４０６の断面形状は、第１の層４０４との距離に応じて連続的に変化し続けることが好ましい。

なお、第３の層４０６の断面形状は、図示されているような曲線だけでなく、直線の部分を含んでいてもよい。第３の層４０６の断面形状によって、第１の層４０４と第３の層４０６との間の光学的な第２界面４３０の形状が変化し、第２界面４３０の形状において所望の光学特性を発揮するようにできる。

第３の層４０６は、透明である。このような第３の層４０６は、例えば第２基材４０９上にウレタンアクリレート等の紫外線硬化樹脂を配置し、紫外線を照射して樹脂を硬化させることで形成することができる。

本実施の形態において、第１の層４０４の屈折率は、第２の層４０５の屈折率及び第３の層４０６の屈折率より小さくなっている。このため、第２の層４０５の屈折率と第１の層４０４の屈折率との差及び第１の層４０４の屈折率と第３の層４０６の屈折率との差を大きくすることができる。屈折率差が大きくなると、界面における光学的な作用が発揮されやすくなる。具体的には、第２の層４０５の屈折率と第１の層４０４の屈折率との差及び第１の層４０４の屈折率と第３の層４０６の屈折率との差は、０．０５以上０．２５以下であることが好ましい。また、本実施の形態において、第２の層４０５の屈折率は、例えば１．６以上であり、第１の層４０４の屈折率は、例えば１．４９以下であり、第３の層４０６の屈折率は、例えば１．６以上である。界面における屈折率の比較は、例えば当該界面に入射する光の屈折方向や全反射条件によって、確認することができる。なお、屈折率の具体的な値は、例えばアッベ屈折率計（例えば株式会社アタゴ社製のＲＸ－７０００α）で測定することができる。

また、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、液晶パネル１５の画素のピッチより小さくなっている。とりわけ、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチに対する液晶パネル１５の画素のピッチの比は、１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることがより好ましい。さらに、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチより大きい。具体的には、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチの３倍以上であることが好ましい。具体的な第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、例えば３５μｍ以下である。また、具体的な第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチは、例えば１２μｍ以下である。

次に、本実施の形態の光学フィルム４００及び光学フィルム４００を有する表示装置１０の作用について説明する。

液晶パネル１５の表示面１５Ａから出射した画像光は、光学フィルム４００の光学機能層４０３に入射する。光学機能層４０３に入射した画像光は、図１１に示すように、まず、第３の層４０６を進み、次に、第３の層４０６と第１の層４０４との第２界面４３０に入射する。第２界面４３０に入射した画像光のうち、入射位置の法線方向と同一の方向に進む画像光Ｌ１１１は、第２界面４３０において屈折することなく第２界面４３０を通過する。一方、第２界面４３０に入射した画像光のうち、入射位置の法線方向と異なる方向に進む画像光であって、正面方向に進む画像光Ｌ１１２，Ｌ１１３、並びに、正面方向に対して傾斜した方向に進む画像光Ｌ１１４，Ｌ１１５は、第１の層４０４と第３の層４０６との屈折率差により、正面方向に対する傾斜角度を大きくするように屈折する。第２界面４３０を通過した画像光Ｌ１１２～Ｌ１１５は、第１の層４０４を透過し、第１の層４０４と第２の４０５との間の第１界面４２０に入射する。

第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０の平坦面４２０Ａに、平坦面４２０Ａの法線方向と同一の方向に入射した画像光Ｌ１１１は、第１界面４２０で屈折することなく、第１界面４２０を通過して、光学機能層４０３から出射する。一方、第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０の斜面４２０Ｓに入射した画像光Ｌ１１２～Ｌ１１５は、第２の層４０５と第１の層４０４との屈折率差により、正面方向に対する傾斜角度をさらに大きくするように屈折する。その後、一部の画像光Ｌ１１２，Ｌ１１４は、光学機能層４０３から出射し、他の一部の画像光Ｌ１１３，Ｌ１１５は、さらに第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０で屈折した後、光学機能層４０３から出射する。これらの画像光Ｌ１１２～Ｌ１１５は、光学機能層４０３を透過する際における第１の層４０４と第３の層４０６との第２界面４３０での屈折及び第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０での屈折により、正面方向に対してより大きく傾斜した方向に進むようになる。

なお、第１界面４２０及び第２界面４３０において画像光が受ける光学的な作用は、上述した屈折作用だけでなく、第１界面４２０の凹凸形状及び第２界面４３０の凹凸形状による回折作用も含む。すなわち、光学機能層４０３に入射した画像光は、第１界面４２０の凹凸形状及び第２界面４３０の凹凸形状によって回折されて、正面方向に対してより大きく傾斜した方向に進むようになる。

ところで、例えば特許第６４４７６５４号に示すような光学フィルムでは、低屈折率層と高屈折率層との光学的な界面が１つしかない。このため、光学フィルムを通過する画像光は、界面における光学的な作用を１回しか受けない。すなわち、画像光は、１回しか屈折及び回折されない。１回のみの屈折及び回折では、画像光を大きな視野角まで広げることにはなりにくい。言い換えると、視野角を十分に拡大できないことがある。

一方、本実施の形態では、上述したように、表示面１５Ａから出射した画像光は、第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０及び第１の層４０４と第３の層４０６との第２界面４３０を通過するため、２つの光学的な界面４２０，４３０を通過することになる。すなわち、第１の層４０４と第３の層４０６との第２界面４３０での屈折及び回折及び第２の層４０５と第１の層４０４との間の第１界面４２０での屈折及び回折により、光学機能層４０３を画像光が透過する際、図１１に示すように、画像光の進行方向が正面方向に対してなす角度が大きくなる傾向を生じさせる。このように、画像光は、界面における光学的な作用、すなわち界面における屈折及び回折を２回受けることになる。２回の屈折及び回折の両方によって、画像光は、正面方向に対する傾斜角度が大きくなる。したがって、正面方向から第１方向Ｄ_１に傾斜した方向に、画像光が出射しやすくなる。このため、第１方向Ｄ_１に傾斜した方向からでも、画像光を明瞭に観察することが可能となる。すなわち、表示装置１０からの画像の視野角を広げることができる。このように、画像光を正面方向に対する傾斜角度が大きくなるように２回屈折及び回折させることで、１回の屈折及び回折より画像光を大きな視野角まで広げることができる。

また、第１の層４０４の屈折率は、第２の層４０５の屈折率及び第３の層４０６の屈折率より小さくなっている。このため、第２の層４０５の屈折率と第１の層４０４の屈折率との差及び第１の層４０４の屈折率と第３の層４０６の屈折率との差を大きくすることができる。屈折率差が大きくなると、界面における光学的な作用が発揮されやすくなる。すなわち、第１界面４２０及び第２界面４３０において、大きな屈折角で光が屈折及び回折しやすくなる。このような第１界面４２０及び第２界面４３０を画像光が通過することで、画像光を大きな視野角まで広げることができる。

さらに、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチより大きくなっている。すなわち、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチと第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチとは、異なっている。このため、第１界面４２０の凹凸形状と第２界面４３０の凹凸形状との干渉による干渉縞が生じにくくなっている。とりわけ、第１界面４２０の凹凸形状の凹凸のピッチは、第２界面４３０の凹凸形状の凹凸のピッチの３倍以上であると、干渉縞はほとんど視認されなくなる。干渉縞の発生が抑制されることで、干渉縞が視認されることによる表示装置１０に表示される画像の視認性の悪化を抑制することができる。

なお、第４の実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施の形態では、第２の層４０５の屈折率と第１の層４０４の屈折率との差及び第１の層４０４の屈折率と第３の層４０６の屈折率との差を大きくするためには、第１の層４０４の屈折率が第２の層４０５の屈折率及び第３の層４０６の屈折率より小さくなっている。しかしながら、第１の層４０４の屈折率が、第２の層４０５の屈折率及び第３の層４０６の屈折率より大きくなっていてもよい。この場合、第２の層４０５の屈折率は、例えば１．４９以下であり、第１の層４０４の屈折率は、例えば１．６以上であり、第３の層４０６の屈折率は、例えば１．４９以下である。

この変形例においても、第１の層４０４と第３の層４０６との第２界面４３０での屈折及び第２の層４０５と第１の層４０４との第１界面４２０での屈折により、正面方向に対してより大きく傾斜した方向に進むようになる。すなわち、画像光を大きな視野角まで広げることができる。

また、光学フィルム４００の第２基材４０９は、偏光板であってもよい。この場合、液晶パネル１５における上偏光板１３を省略することができる。すなわち、第２基材４０９が、液晶パネル１５の上偏光板１３として機能する。したがって、偏光板である第２基材４０９は、下偏光板１４が吸収する直線偏光成分とは異なる方向に振動する直線偏光成分を吸収する。このような構成によれば、光学フィルム４００と液晶パネル１５とを接合する接合層を省略することができる。このため、光学フィルム４００を有する表示装置１０を容易に製造することができる。

以下、実施例を用いて第４の実施の形態の光学フィルム４００をより詳細に説明するが、第４の実施の形態にかかる光学フィルム４００は以下の実施例に限定されるものではない。

以下の実施例１，２及び比較例１，２について、液晶パネルの表示面に白色の画像を表示した状態で、液晶パネルの正面方向に対して傾斜した各角度で輝度を測定した。各角度における輝度を、角度０°における輝度、すなわち正面方向における輝度で除算して、規格化した規格化輝度の角度分布を算出した。

実施例１，２及び比較例２では、液晶パネルの表示面に対面して光学フィルムが設けられている。実施例１及び実施例２では、光学フィルムは、第２の層と、第２の層に積層された第１の層と、第１の層の第２の層とは反対側に積層された第３の層と、を有している。第２の層と第１の層との間の第１界面は、凹凸形状をなしており、第１の層と第３の層との間の第２界面も、凹凸形状をなしている。第２の層の延びる方向に直交する断面において、第１界面の凹凸形状のピッチは、３５μｍであり、第１界面の液晶パネルに近い側の平坦面の長さは、１０．２μｍであり、第１界面の液晶パネルから遠い側の平坦面の長さは、１７．６μｍである。第１界面の斜面の長さは、１６．８μｍであり、第１界面の斜面は、曲率半径が６１μｍの曲面となっている。また、第３の層の延びる方向に直交する断面において、第２界面は、半楕円形状となっており、第２界面の凹凸形状のピッチは、８．７５μｍである。第２界面の半楕円形状の短径は、８．７５μｍであり、長径は１７．５μｍである。実施例１では、第１の層の屈折率は、第２の層の屈折率及び第３の層の屈折率より小さくなっている。具体的には、第２の層の屈折率は１．６５、第１の層の屈折率は１．４８、第３の層の屈折率は１．６５となっている。実施例２では、第１の層の屈折率は、第２の層の屈折率及び第３の層の屈折率より大きくなっている。具体的には、第２の層の屈折率は１．４８、第１の層の屈折率は１．６５、第３の層の屈折率は１．４８となっている。比較例２では、光学フィルムは、第２の層と、第２の層に積層された第１の層と、を有しているが、実施例１及び実施例２と異なり第３の層を有していない。第２の層と第１の層との間の第１界面は、凹凸形状をなしている。第１界面の凹凸形状のピッチは、３５μｍであり、第１界面の表示装置に近い側の平坦面の長さは、１０．２μｍであり、第１界面の表示装置から遠い側の平坦面の長さは、１７．６μｍである。第２の層の屈折率は、第１の層の屈折率より大きくなっている。具体的には、第２の層の屈折率は１．６５、第１の層の屈折率は１．４８となっている。比較例１では、液晶パネルに対面した光学フィルムが設けられていない。

各実施例及び比較例における、正面方向に対する各角度（視野角）における規格化輝度の角度分布のグラフが、図１２に示されている。図１２から理解されるように、比較例１及び比較例２に比べて、実施例１及び実施例２では、大きな視野角において規格化輝度が高くなっている。これは、第１の層と第３の層との第２界面での屈折や回折及び第２の層と第１の層との間の第１界面での屈折や回折により、光の進行方向が正面方向に対してなす角度が大きくなったため、大きな視野角に画像光が出射しやすくなったと考えられる。

＜＜第５の実施の形態＞＞
次に、図１３及び図１６を参照しながら、第５の実施の形態に係る光学フィルム５００について説明する。第５の実施の形態に係る光学フィルム５００を上述した第１乃至第３の実施の形態における光学フィルムに代えて、または以下で説明する第５の実施の形態の光学フィルム５００の各特徴を上述した第１乃至第３の実施の形態における光学フィルムに組合わせて、表示装置１０に適用することができる。以下の説明では、第１の実施の形態における光学フィルムに代えて、第５の実施の形態の光学フィルム５００を適用した例について説明する。

図１３は、第５の実施の形態に係る光学フィルム５００を概略的に示す斜視図であり、図１４は、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った光学フィルム５００の断面図である。光学フィルム５００は、液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面して配置されており、表示面１５Ａから出射した画像光に光学的な作用を及ぼす。図１３に示すように、光学フィルム５００は、平面視形状が四角形形状に形成され、全体として厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状に形成されている。

図１３及び図１４に示された例では、光学フィルム５００は、基材５０１と、基材５０１の一方の側に設けられた光学機能層５０３と、基材５０１と光学機能層５０３の間に配置された着色層５５０と、基材５０１の光学機能層５０３が設けられた側とは反対側に設けられた表面材５０２と、を有している。光学フィルム５００の光学機能層５０３が設けられた側が、液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面する側となっている。したがって、光学フィルム５００の表面材５０２が、表示装置１０の表面をなしている。

基材５０１は、光学機能層５０３を適切に支持する支持基材である。基材５０１は、透明であり、例えば、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリオリフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ガラス等からなる。基材５０１は、透明性や、光学機能層５０３の適切な支持性等を考慮すると、好ましくは５μｍ以上１２０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以上９０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以上８５μｍ以下の厚みを有している。また、基材５０１の屈折率は、１.３８以上１．５７以下の範囲であることが好ましく、１．４７以上１．５４以下であることがより好ましい。

表面材５０２は、表示装置１０の表面をなしており、特定の機能を発揮する機能層として形成されている。表面材５０２が発揮する機能として、例えば反射防止機能がある。反射防止機能を有する表面材５０２によれば、外部からの光の表面反射によって表示装置１０に表示される画像の視認性が損なわれることを抑制することができる。また、表面材５０２は、その屈折率が１．４０以下となっている。ただし、表面材５０２は、反射防止機能に限らず、ハードコート機能や防汚機能、帯電防止機能等を有していてもよい。

表面材５０２の構造や材質は特に限定されないが、その構造としては、低屈折率単層構造、二層又は三層等の誘電体多層構造、及び中空粒子又は多孔質構造が挙げられる。このような表面材５０２は、例えば上述した第１の実施の形態の表面材１０２と同様の構造とすることができる。

光学機能層５０３は、第２の層５０５と、第２の層５０５に積層された第１の層５０４と、を有している。第２の層５０５は、第１方向Ｄ_１に配列されており、且つ第１方向Ｄ_１と交差する第２方向Ｄ_２に延びている部分を含んでいる。図示された例では、第１方向Ｄ_１と第２方向Ｄ_２とは、互いに直交している。第１の層５０４は、第２方向Ｄ_２に延びて、第２の層５０５と第１方向Ｄ_１に沿って交互に配置されている部分を含んでいる。第２の層５０５は、光学フィルム５００において基材５０１の側となっており、第１の層５０４は、光学フィルム５００において液晶パネル１５の表示面１５Ａに対面する側となっている。第２の層５０５の屈折率と第１の層５０４の屈折率とは、互いに異なっている。したがって、第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０は、光学的な界面となる。また、第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０は、凹凸形状をなしており、レンズを形成している。第２の層５０５と第１の層５０４との界面５２０は、表示面１５Ａと平行な平坦面５２０Ａと、表示面１５Ａに非平行な斜面５２０Ｓと、を含んでいる。凹凸形状である界面５２０における光学的な作用により、特に界面５２０の斜面５２０Ｓの光学的な作用により、光学フィルム５００は、表示装置１０の正面方向（法線方向）に対して第１方向Ｄ_１に傾斜した方向に画像光を出射させやすくすることができる。

図１４に示すように、第２の層５０５の断面形状は、基材５０１の側が長い底辺、基材５０１に対向する側が短い底辺となっている略台形形状である。すなわち、第２の層５０５の断面形状は、基材５０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が大きくなっている。ここで、「基材５０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が大きくなっている」とは、基材５０１との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が連続的に変化し続けることだけでなく、基材５０１に近づくにつれて第１方向Ｄ_１に沿った幅が小さくなる部分を含まないことも意味しており、したがって、基材５０１との距離に応じて第１方向Ｄ_１に沿った幅が段階的に変化することも含んでいる。ただし、第２の層５０５の断面形状は、基材５０１との距離に応じて連続的に変化し続けることが好ましい。

なお、第２の層５０５の断面形状は、台形形状の脚の部分が直線でなく、曲線であってもよい。すなわち、第２の層５０５の側面は、曲面であってもよい。第２の層５０５の断面形状が変化することで、第２の層５０５と第１の層５０４との間の光学的な界面５２０の斜面５２０Ｓが変化し、界面５２０の形状によって所望の光学特性を発揮するようにできる。

また、複数の第２の層５０５が第１方向Ｄ_１に配列される配列のピッチは、液晶パネル１５の画素のピッチより小さくなっている。とりわけ、第２の層５０５の第１方向Ｄ_１への配列のピッチに対する液晶パネル１５の画素のピッチの比は、１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることがより好ましい。具体的には、第２の層５０５の第１方向Ｄ_１への配列のピッチは、例えば３５μｍ以下である。

第２の層５０５は、透明である。このような第２の層５０５は、例えば基材５０１上にウレタンアクリレート等の紫外線硬化樹脂を配置し、紫外線を照射して樹脂を硬化させることで形成することができる。

図１３及び図１４に示すように、第１の層５０４は、隣り合う第２の層５０５の第１方向Ｄ_１に延びる部分の間を満たすように設けられている。また、第１の層５０４は、透明である。さらに、第１の層５０４は、粘着性を有する。第１の層５０４の粘着性によって、光学フィルム５００と液晶パネル１５とを接着させることができる。すなわち、別途に光学フィルム５００と液晶パネル１５を接着させる接着層等を設けることなく、光学フィルム５００と液晶パネル１５とを接着させることができる。このような第１の層５０４は、例えばアクリル系の粘着フィルムや紫外線硬化型接着剤によって形成することができる。

第２の層５０５の屈折率は、第１の層５０４の屈折率より高くなっている。第２の層５０５の屈折率と第１の層５０４の屈折率との差が大きくなると、第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０における光学的な作用が発揮されやすくなる。具体的には、第２の層５０５の屈折率と第１の層５０４の屈折率との差は、０．０５以上０．２５以下であることが好ましく、０．１０以上０．２０以下であることがより好ましい。また、第２の層５０５の屈折率は、例えば１．６以上であり、第１の層５０４の屈折率は、例えば１．４９以下である。第２の層５０５の屈折率と第１の層５０４の屈折率との比較は、例えば第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面に入射する光の屈折方向や全反射条件によって、確認することができる。なお、屈折率の具体的な値は、例えばアッベ屈折率計（例えば株式会社アタゴ社製のＲＸ－７０００α）で測定することができる。

着色層５５０は、透過しようとする光の一部を吸収する。着色層５５０は、光学機能層５０３の第２の層５０５の側に積層されている。図示された例では、着色層５５０は、基材５０１と光学機能層５０３の間に配置されている。着色層５５０は、基材５０１と光学機能層５０３とを接着するプライマー層として機能してもよい。

着色層５５０は、透明なバインダー樹脂５５１と、バインダー樹脂５５１に含有された複数の着色材５５２と、を含んでいる。バインダー樹脂５５１は、例えばウレタン樹脂からなる。着色材５５２は、例えば染料または粒径の平均が１μｍ以上１０μｍ以下の顔料、あるいはこれらで着色された着色ビーズである。着色材５５２の粒径は、例えばＳＥＭ画像から計測することができる。着色材５５２は大きすぎると映像のための光の局所的な欠落を引き起こして映像の表示品質を低下させ得るため、着色材５５２の大きさは、上述の範囲であることが好ましい。着色材５５２は、特定の色の光を吸収することができるよう、種々の色の染料または顔料から適宜に選択される。好ましくは、着色材５５２は、全ての可視光波長の光を吸収することができるよう、カーボンブラックやチタンブラック等の顔料からなる黒色等の暗色である。着色材５５２がカーボンブラックを含有した粒子である場合、当該粒子は、カーボンブラックと、カーボンブラックを保持するベース樹脂としてのアクリルスチレン共重合体を含有するものでもよい。また、着色材５５２がカーボンブラックを含有した粒子である場合、当該粒子の粒径は、２次凝集体（アグロメレート）の粒径によって規定される。なお、暗色とは、ＪＩＳ Ｚ ８７８１－４：２０１３に準拠して測定可能であるＬ^*、ａ^*、およびｂ^*のうちの、Ｌ^*の値で示される明度が、５０未満となるものを意味する。明度の値は、例えば、ハイパースペクトルカメラＪＦＥテクノリサーチ株式会社製ＨＳＩ－１０００と光学顕微鏡との組み合わせを用いて測定され得る。本件発明者の知見では、光の吸収性を確保する観点から、着色材の明度（Ｌ^*）は、４０未満であることが好ましく、３０未満であることがより好ましく、２０未満であることがさらに好ましい。

このような着色材５５２が染料または顔料である場合は、着色材５５２は、着色層５５０において１．０質量％以上５．０質量％以下の割合で含まれており、好ましくは２．０質量％以上４．０質量％以下の割合で含まれている。一方、着色材５５２が着色ビーズである場合は、着色材５５２は、着色層５５０において５．０質量％以上２５．０質量％以下の割合で含まれており、好ましくは１０．０質量％以上２０．０質量％以下の割合で含まれている。

なお、例えば着色材５５２の比重が極端に大きい又は小さい場合や、バインダー樹脂５５１の比重が極端に小さい等の条件になった場合には、上述の好ましい質量％の数値範囲は変動する可能性がある。特に着色材５５２が顔料または顔料や染料で着色された着色ビーズである場合、質量％の数値範囲は変動しやすい。そこで、本実施の形態では、着色材５５２が顔料または顔料や染料で着色された着色ビーズである場合、着色材５５２が光学的機能を発揮する条件を、着色材５５２の個数の観点からも以下のように特定する。

着色材５５２が顔料または顔料や染料で着色された着色ビーズである場合、着色材５５２の個数の観点から着色材５５２の含有程度を特定すると、すなわち、上述した重量％を個数に換算すると、着色材５５２の数は、着色層５５０の厚さ方向に光学フィルム５００を見た際に、９００平方μｍ当たり１個以上２５個以下となる。より詳しくは、着色層５５０の厚さ方向に光学フィルム５００を見た際に透けて見える全ての着色材５５２をカウントし、カウントした着色材５５２の数が、１個以上２５個以下となる。

上記重量％及び個数で特定される着色材５５２の含有量は、光学フィルム５００を構成する構成要素の硬化後の値である。なお、着色材５５２が、着色層５５０の合計質量に対して１．０重量％以上５．０重量％以下の割合となるように着色層５５０に含まれれば、表示装置１０において輝度を過度に低下させずに、後述するような画像の視認性を向上させる効果を顕著に得ることができる。同様に、着色層５５０の厚さ方向に光学フィルム５００を見た際に、９００平方μｍ当たり１個以上２５個以下である場合でも、表示装置１０において輝度を過度に低下させずに、後述するような画像の視認性を向上させる効果を顕著に得ることができる。

上記重量％は、例えば断面のＳＥＭ画像における着色材５５２の大きさと、光学顕微鏡で測定される着色材５５２の個数とその観察対象の面積を利用して特定することができる。具体的には断面のＳＥＭ画像から求められた着色材５５２の平均直径を基に計算された着色材５５２の１つあたりの粒子重量を特定するとともに、光学顕微鏡により着色層５５０の表面を厚み方向で観察した際に確認される単位面積中の着色材５５２の個数を掛け算することにより、着色層５５０における着色材５５２の重量％を求めることができる。

また、着色層５５０の厚さ方向に光学フィルム５００を見た際の着色材５５２の９００平方μｍ当たりの個数は、光学顕微鏡を用いた画像撮影を行い、画像内の着色材５５２の個数をカウントすることで行うことができる。

より具体的には、以下のようにして着色材５５２の個数を特定できる。
光学フィルム５００を一定の大きさで切り出した試料を作成する。試料の大きさは１０×１０ｍｍ以上が望ましい。試料が小さいとステージへの固定が難しく、そり等の微細な変形の影響が大きくなるので観察の難易度が上昇してしまうからである。そして、試料を光学顕微鏡のステージにセットする。光学顕微鏡は１０００倍以上の拡大が可能で透過光モードで観察できるものであれば形式等は問わない。そして、ステージに置かれた試料を例えば１０００倍で観察して、一つの層又は複数の層の中に含まれる着色材５５２をカウントすることにより単位面積に含まれる着色材５５２の個数をカウントすることが可能になる。

着色層５５０の厚さが１μｍ以上１３μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上７μｍ以下であることがより好ましい。

着色層５５０の屈折率は、基材５０１の屈折率より大きく、光学機能層５０３の第２の層５０５の屈折率より小さいことが好ましい。具体的には、着色層５５０の屈折率は、１．５２以上１．７０以下であることが好ましい。このような場合、液晶パネル１５からの画像光の損失を抑制しながら、表示される画像の品質を向上させることができる。

なお、着色材５５２は、着色層５５０に限らず、第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０より第２の層５０５の側であれば、光学フィルム５００の任意の位置に設けられていてもよい。例えば、着色材５５２は、第２の層５０５に含有されるように設けられていてもよいし、基材５０１に含有されるように設けられていてもよい。

次に、本実施の形態の光学フィルム５００及び光学フィルム５００を有する表示装置１０の作用について説明する。

液晶パネル１５の表示面１５Ａから出射した画像光は、光学フィルム５００の光学機能層５０３に入射する。光学機能層５０３に入射した画像光は、図１５に示すように、まず、第１の層５０４を進み、次に、第１の層５０４と第２の層５０５との界面５２０に入射する。

表示面１５Ａから正面方向に進み、第２の層５０５と第１の層５０４との界面５２０の平坦面５２０Ａに入射した画像光は、図１５の画像光Ｌ１５１，Ｌ１５２に示すように、光学機能層５０３で光学的な作用を受けることなく、すなわち光学機能層５０３で屈折することなく、光学機能層５０３を透過する。

一方、第２の層５０５と第１の層５０４との界面４２０の斜面５２０Ｓに入射した画像光のうち、正面方向に進む画像光Ｌ１５３，Ｌ１５４、並びに、正面方向に対して傾斜した方向に進む画像光Ｌ１５５，Ｌ１５６は、正面方向に対する傾斜角度を大きくするように屈折する。その後、一部の画像光Ｌ１５３，Ｌ１５５は、光学機能層５０３から射出し、他の一部の画像光Ｌ１５４，Ｌ１５６は、さらに第２の層５０５と第１の層５０４との界面５２０で屈折した後、光学機能層５０３から射出する。これらの画像光Ｌ１５３～Ｌ１５６は、光学機能層５０３を透過する際における第２の層５０５及び第１の層５０４の界面５２０での屈折により、正面方向に対してより大きく傾斜した方向に進むようになる。すなわち、第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０での屈折作用により、光学機能層５０３を画像光が透過する際、図１５に示すように、画像光の進行方向が正面方向に対してなす角度が大きくなる傾向を生じさせる。したがって、正面方向から第１方向Ｄ_１に傾斜した方向にも、画像光が出射しやすくなる。このため、第１方向Ｄ_１に傾斜した方向からでも、画像光を明瞭に観察することが可能となる。すなわち、表示装置１０からの画像の視野角を広げることができる。

なお、光学機能層５０３を透過した画像光の一部、図１５に示した例では画像光Ｌ１５２，Ｌ１５３は、着色層５５０の着色材５５２に吸収されてしまう。着色層５５０の着色材５５２に吸収されなかった画像光、図１５に示した例では画像光Ｌ１５１，Ｌ１５４，Ｌ１５５，Ｌ１５６が、光学フィルム５００を透過して、外部の観察者に観察される。

ところで、このような画像の視野角を広げることができる光学フィルムを液晶パネルの表示面に対面して配置すると、画像の視認性を悪化させる光が生じることがある。光学フィルムを配置することで生じる画像の視認性を悪化させる光としては、例えば、外部からの光が光学フィルムの内部で反射した光がある。画像の視認性の悪化を抑制するため、このような光を吸収させることが求められている。

このような光を吸収させるため、光学フィルムに光を吸収する着色材を添加することが考えられている。しかしながら、このような着色材は、表示装置からの画像光をも吸収してしまう。このため、画像の視認性を悪化させる光を吸収させようとすると、画像自体の視認性をも悪化させてしまう。本件発明者らが検討した結果、光学フィルムにおいて着色材を設ける位置を工夫することで、着色材によって画像の視認性を悪化させる光を効率よく吸収させることができることを見出した。すなわち、画像の視認性の悪化を抑制しながら、画像の視認性を悪化させる光を効率よく吸収させることができることを見出した。以下において、画像の視認性の悪化を効率よく抑制させることができると推察される原理について説明する。ただし、本実施の形態は、この推察に限定されるものではない。

本実施の形態の光学フィルム５００は、光学機能層５０３の第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０より第２の層５０５の側に、着色材５５２が設けられている。この場合、図１６に示すように、表示装置１０の外部から光学フィルム５００に入射した光の一部は、光Ｌ１６１のように、着色層５５０の着色材５５２に吸収される。あるいは、外部から光学フィルム５００に入射した光の他の一部は、光Ｌ１６２のように、着色層５５０を透過して、光学機能層５０３の第２の層５０５と第１の層５０４との間の界面５２０に入射する。その後、光Ｌ１６２は、界面５２０で反射して、その後再び着色層５５０に入射して、着色層５５０の着色材５５２に吸収される。光学機能層５０３の第２の層５０５の屈折率が第１の層５０４の屈折率より大きいと、光学フィルム５００における光の反射は、界面５２０で特に起こりやすい。外部から入射して光学フィルム５００の内部で反射した光は、着色材５５２を含む着色層５５０を２回通過することになる。したがって、界面５２０より表面側、すなわち第２の層５０５の側に着色材５５２を設けることで、外部から入射して光学フィルム５００の内部で反射した光を効率よく吸収することができる。すなわち、外部から光学フィルムに入射して光学フィルムにおいて反射した光Ｌ１６２、または反射しようとする光Ｌ１６１が外部に出射することを抑制して、このような光によって、光学フィルム５００が配置された表示装置１０が表示する画像の視認性が悪化してしまうことを抑制することができる。

また、外部からの光が液晶パネル１５や面光源装置２０の内部で反射した光も、光学フィルム５００の内部で反射した光と同様に、画像の視認性を悪化させ得る。光学フィルム５００に着色材５５２を設けることで、外部から入射して液晶パネル１５等の内部で反射した光は、着色材５５２を含む着色層５５０を２回通過することになる。このため、外部から入射して光学フィルム５００の内部で反射した光を効率よく吸収することで外部に出射することを抑制して、画像の視認性を悪化させてしまうことを抑制することができる。

一方、図１５に示すように、液晶パネル１５から出射した画像光は、光学フィルム５００を透過して表示装置１０から出射するまで、着色材５５２を含む着色層５５０を１回しか通過しない。したがって、画像光は、外部からの光に比べて、着色材５５２に吸収されにくい。このように、画像光より外部からの光が吸収されやすいため、画像光が吸収されることによる画像の視認性の悪化を抑制しながら、画像の視認性を悪化させる光学フィルムの内部等で反射した光を効率よく吸収することができる。

着色材５５２は、基材５０１や第２の層５０５に含まれていてもよいが、着色層５５０に含まれていることが好ましい。着色材５５２が着色層５５０に含まれていることで、着色材５５２を光学フィルム５００の所望の位置に容易に設けることができる。

さらに、着色材５５２は、着色層５５０において１．０質量％以上５．０質量％以下の割合で、好ましくは２．０質量％以上４．０質量％以下の割合で含まれている。着色材５５２が１．０質量％以上含まれていることで、着色層５５０を２回通過することになる外部から入射して光学フィルム５００の内部で反射した光を、着色材５５２に十分に吸収させることができ、着色材５５２が２．０質量％以上含まれていることで、光学フィルム５００の内部で反射した光を着色材５５２により十分に吸収させることができる。すなわち、外部から光学フィルムに入射して光学フィルムにおいて反射した光Ｌ１６２、または反射しようとする光Ｌ１６１が外部に出射することを抑制して、画像の視認性を悪化させてしまうことを抑制することができる。また、着色材５５２が５．０質量％以下含まれていることで、着色層５５０を１回通過することになる液晶パネル１５から出射した画像光を過剰に吸収して画像の視認性を悪化させてしまうことを、効果的に抑制することができ、着色材５５２が５．０質量％以下含まれていることで、着色材５５２が画像光を過剰に吸収して画像の視認性を悪化させてしまうことをより効果的に抑制することができる。具体的には、着色層５５０において吸収される画像光の割合を、１０％以下とすることができる。

また、着色材５５２は、黒色である。黒色の着色材５５２は、全ての可視光波長の光を吸収することができる。したがって、外部から光学フィルムに入射して光学フィルムにおいて反射した光によって、画像の色再現性が崩れることを避けることができる。また、特定波長の色の光のみを吸収して、画像光の色再現性が崩れることを避けることができる。

以下、実施例を用いて第５の実施の形態の光学フィルム５００をより詳細に説明するが、第５の実施の形態に係る光学フィルム５００は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例、参考例及び比較例として、着色材を設ける位置や着色材の含有量が異なる光学フィルムを用意した。各光学フィルムは、基材と、基材に積層された光学機能層と、を有している。光学機能層は、第２の層と、第２の層に積層された第１の層と、を有している。第２の層の屈折率は、第１の層の屈折率より大きくなっている。具体的には、第２の層の屈折率は１．６５、第１の層の屈折率は１．４８となっている。第２の層と第１の層との間の界面は、凹凸形状をなしている。

参考例１では、光学フィルムが着色材を含んでいない。実施例３及び実施例４では、参考例１の光学フィルムの基材と光学機能層との間に黒色の着色材を含む着色層を配置している。実施例３では、着色材は、着色層において２．０質量％の割合で含まれている。実施例４では、着色材は、着色層において４．０質量％の割合で含まれている。一方、参考例２では、参考例１と同様に、光学フィルムが着色材を含んでいない。比較例３及び比較例４では、参考例２の光学フィルムの第１の層に黒色の着色材が含まれている。比較例３では、着色材は、第１の層において２．０質量％の割合で含まれている。比較例４では、着色材は、第１の層において４．０質量％の割合で含まれている。

これらの光学フィルムを、表示装置の表示面に対面して配置し、表示面に白色の画像を表示した状態で、光学フィルム付き表示装置の正面輝度を測定した。また、各光学フィルムの可視光反射率を測定した。可視光反射率は、分光色計・色彩色差計（コニカミノルタ製 ＣＭ－６００ｄ）を用いて正反射を含む全反射の反射率（ＳＣＩ）を測定した。

各実施例、比較例及び参考例についての正面輝度及び可視光反射率の測定結果を以下の表２１に示す。また、実施例３，４では、参考例１に対する正面輝度の比を、比較例３，４では、参考例２に対する正面輝度の比を、それぞれ計算した。

参考例１、実施例３及び実施例４と参考例２、比較例３及び比較例４との正面輝度比の比較から、着色材を増やすと、着色材を設けた位置によらず、正面輝度が低下していることが理解される。具体的には、実施例３及び比較例３の正面輝度比の結果から、着色材が２．０質量％の割合で含まれていると、着色材を設けた位置によらず、正面輝度が約５％低下することが理解され、実施例４及び比較例４の正面輝度比の結果から、着色材が４．０質量％の割合で含まれていると、着色材を設けた位置によらず、正面輝度が約１０％低下することが理解される。正面輝度の低下を抑制するために、具体的には正面輝度の低下の割合を１０％以下とするためには、着色材の含有量は４．０質量％以下であることが好ましい。

一方、参考例１、実施例３及び実施例４と参考例２、比較例３及び比較例４との全反射の反射率の比較から、着色材を設けた位置によって、反射率が異なることが理解される。すなわち、実施例３及び実施例４のように、着色材を界面より第２の層の側、具体的には基材と光学機能層との間に設けることで、比較例３及び比較例４のように、着色材を界面より第１の層の側、具体的には第１の層に設けることよりも、反射を抑制することができることが理解される。

また、実施例３及び実施例４の比較から、着色材の含有量を多くすることで、反射光が出射することをより抑制することができることが理解される。具体的には、実施例３と比較例１の比較から着色材が含まれる割合を２．０質量％以上とすることで、光学積層体での反射光の出射を効果的に抑制することができることが理解される。

以上から、着色材を設ける位置を工夫することで、具体的には着色層を第２の層と第１の層との界面より第２の層の側に設けることで、正面輝度の低下を抑制しながら、すなわち着色材の量を多くすることなく、光学フィルムに入射した外部からの光の反射を抑制することができることが理解される。

以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態における構成に限られるものではなく、種々の変更が加えられてもよい。また、各実施の形態における構成が適宜組み合わされてもよい。この場合、３つ以上の実施の形態における構成が組み合わされてもよい。

例えば、図１７に示す変形例において、光学フィルム６００は、基材６０１と、基材６０１の表面に設けられる表面材６０２と、基材６０１の裏面に設けられる光学機能層６０３と、を備えている。この変形例において、光学機能層６０３は、第１の層６０４と、第１の層６０４と屈折率が異なり且つ第１の層６０４の基材６０１側で第１の層６０４に接合される第２の層６０５と、第１の層６０４と屈折率が異なり且つ第１の層６０４の第２の層６０５とは反対側に積層された第３の層６０６と、を有している。また、第１の層６０４と第２の層６０５との第１界面が凹凸形状をなしており、第１の層６０４と第３の層６０６との第２界面が凹凸形状をなしている。さらに、第１界面より第２の層６０５の側に、着色材６５２が設けられている。そして、第２の層６０５、基材６０１、及び表面材６０２の各屈折率は、この順で小さくなっている。すなわち、図１７に示された変形例の光学フィルム６００は、上述した第１の実施の形態の光学フィルム１００の特徴と、第４の実施の形態の光学フィルム４００の特徴と、第５の実施の形態の光学フィルム５００の特徴と、を有している。このような光学フィルム６００によれば、上述した第１の実施の形態の光学フィルム１００、第４の実施の形態の光学フィルム４００、及び第５の実施の形態の光学フィルム５００が奏する各効果を奏することができる。

なお、当然に、各実施の形態における構成の他の組み合わせも可能である。

また、例えば上述の各実施の形態では、レンズ部１１０がフィルム面に沿って長尺状になる形状を有するが、図１８に示すようにレンズ部１１０はフィルム面においてマトリクス状に配列されてもよい。また、図１８の例ではレンズ部１１０が四角錐状であるが、円錐状、六角錐状、八角錐状等であってもよい。また、上述の第１、第２の実施の形態にかかる光学フィルム１００又は１００－２は、偏光板（上偏光板１３）と一体化され、光学フィルム付き偏光板の形態で流通してもよい。また、上述の第３の実施の形態にかかる光学フィルム１００－３は、用途に応じて、円偏光板２２０と一体化され、光学フィルム付き偏光板の形態で流通してもよい。

さらに、上述の各実施の形態では、偏光板（上偏光板）１３が光学フィルム１００の低屈折率層１０４（光学フィルム４００，５００の第１の層４０４，５０４）に接合されている。しかしながら、偏光板の偏光子が光学フィルムに接合されていてもよい。

より詳しくは、上述した各実施の形態では、偏光板１３は、一対の保護膜１３Ａと、一対の保護膜１３Ａの間に配置された偏光子１３Ｂと、を含んでいる。したがって、偏光板１３の保護膜１３Ａが光学フィルムの低屈折率層１０４（第１の層４０４，５０４）と接合されている。光学フィルムの偏光板１３に接する層、例えば低屈折率層１０４（第１の層４０４，５０５）が偏光板１３との粘着層を兼ねる場合、光学フィルムに偏光板１３が直接貼り合わされる。あるいは、図１９に示すように、光学フィルムと偏光板１３との間に粘着層３０が配置されている場合、粘着層３０を介して、光学フィルムに偏光板１３が貼り合わされる。

しかしながら、保護膜１３Ａの一方が省略されており、偏光子１３Ｂが光学フィルムの低屈折率層（第１の層）と接合されていてもよい。光学フィルムの偏光子１３Ｂに接する層、例えば低屈折率層１０４（第１の層４０４，５０５）が偏光板１３との粘着層を兼ねる場合、光学フィルムに偏光子１３Ｂが直接貼り合わされる。あるいは、図２０に示すように、光学フィルムと偏光子１３Ｂとの間に粘着層３０が配置されている場合、粘着層３０を介して、光学フィルムに偏光子１３Ｂが貼り合わされる。

１０，１０－２，１０－３…表示装置
１２…液晶層
１３…上偏光板
１４…下偏光板
１５…液晶パネル
１５Ａ…表示面
１５Ｂ…裏面
２０…面光源装置
２１…発光面
３０…粘着層
１００，１００－２,１００－３，４００，５００，６００…光学フィルム
１０１，４０１，５０１，６０１…基材
１０１Ａ…表面
１０１Ｂ…裏面
１０２，４０２，５０２，６０２…表面材
１０３，４０３，５０３，６０３…光学機能層
１０４，４０４，５０４，６０４…低屈折率層（第１の層）
１０５，４０５，５０５，６０５…高屈折率層（第２の層）
４０６，６０６…第３の層
１０５Ａ…層本体
１１０…レンズ部
１２０，４２０，５２０…凹凸形状（界面）
１２０Ｓ，４２０Ｓ，５２０Ｓ…側面（斜面）
１２１…凹部
１２１Ａ…平坦部
１２２…凸部
１２２Ａ…平坦部
２１５…有機ＬＥＤパネル
２２０…円偏光板
２３０…タッチパネル
２４０…カバーガラス
２５１…第１粘着層
２５２…第２粘着層
２５３…第３粘着層

Claims (17)

1. 光学フィルムであって、
   基材と、
   前記基材の表面に設けられる表面材と、
   前記基材の裏面に設けられる光学機能層と、を備え、
   前記光学機能層は、第１の層と、前記第１の層と屈折率が異なり且つ前記第１の層の前記基材側で前記第１の層に接合される第２の層と、を有し、
   前記第１の層と前記第２の層との第１界面が凹凸形状をなしており、
   前記第２の層、前記基材、及び前記表面材の各屈折率は、この順で小さくなり、
   前記表面材の屈折率は、１．３７又は１．４０であり、
   前記第２の層及び前記基材の屈折率差と、前記基材及び前記表面材の屈折率差との差が、絶対値で０．０２以下である、光学フィルム。
2. 前記第２の層及び前記基材の屈折率差と、前記基材及び前記表面材の屈折率差との差が０である、請求項１に記載の光学フィルム。
3. 前記基材の厚さは、２５μｍ以上１２０μｍ以下であり、
   前記基材の全光線透過率は、８７％以上である、請求項１又は２に記載の光学フィルム。
4. 前記光学機能層の前記第２の層と前記基材との間に配置された平坦層をさらに備え、
   前記平坦層の屈折率は、前記第２の層の屈折率と前記基材の屈折率との平均をＭとしたときに、０．９８～１．０２Ｍである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学フィルム。
5. 前記第１の層の屈折率は、前記第２の層の屈折率よりも小さい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学フィルム。
6. 前記第１の層の屈折率は、前記第２の層の屈折率よりも大きい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学フィルム。
7. 前記凹凸形状における凹部及び凸部のそれぞれが、前記光学フィルムのフィルム面に沿って延びる平坦部を有している、請求項１乃至６のいずれかに記載の光学フィルム。
8. 前記第１界面より前記第２の層の側に、着色材が設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学フィルム。
9. 前記光学機能層の前記第２の層の側に積層された着色層をさらに備え、
   前記着色材は、前記着色層に含まれる、請求項８に記載の光学フィルム。
10. 前記着色材は、前記着色層において１．０質量％以上５．０質量％以下の割合で含まれる、請求項９に記載の光学フィルム。
11. 前記着色材は、黒色である、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の光学フィルム。
12. 前記光学フィルムにおいて、前記第１の層は、粘着性を有する、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の光学フィルム。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学フィルムと、
    液晶パネルと、を備え、
    前記光学フィルムは、前記第２の層に対して前記第１の層が前記液晶パネルの表示面側を向くように配置される、表示装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学フィルムと、
    有機ＬＥＤパネルと、を備え、
    前記光学フィルムは、前記第２の層に対して前記第１の層が前記有機ＬＥＤパネルの表示面側を向くように配置される、表示装置。
15. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学フィルムと、
    前記光学フィルムと貼り合わされた偏光板と、を備える、光学フィルム付き偏光板。
16. 前記光学フィルムの前記偏光板に接する層が前記偏光板との粘着層を兼ねる、請求項１５に記載の光学フィルム付き偏光板。
17. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の光学フィルムと、
    前記光学フィルムと貼り合わされた偏光子と、を備え、
    前記光学フィルムの前記偏光子に接する層が前記偏光子との粘着層を兼ねており、
    前記偏光子は、前記光学フィルムに直接的に貼り合わされている、光学フィルム付き偏光板。

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