JPWO2014156906A1 - 透明基体の光学特性の評価方法、光学装置 - Google Patents

透明基体の光学特性の評価方法、光学装置 Download PDF

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Abstract

【解決手段】表示装置の表示面側に配置される、第１および第２の表面を有する透明基体の光学特性の評価方法であって、透明基体の定量化された解像度指標値、および定量化された反射像拡散性指標値の２つの指標値を用いて、前記透明基体の光学特性を評価することを特徴とする透明基体の光学特性の評価方法。

Description

本発明は、透明基体の光学特性の評価方法、光学装置に関する。
一般に、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置等の表示装置の表示面側には、該表示装置の保護のため、透明基体で構成されたカバーが配置される。
しかしながら、表示装置上にこのような透明基体を設置した場合、透明基体を介して表示装置の表示画を視認しようとした際に、しばしば、周辺に置かれているものの映り込みが発生する場合がある。透明基体にそのような映り込みが生じると、表示画の視認者は、表示画を視認することが難しくなる上、不快な印象を受けるようになる。
そこで、このような映り込みを抑制するため、例えば、透明基体の表面に、凹凸形状を形成するアンチグレア処理を実施する方法等が採用されている。
なお、特許文献１には、特殊な装置を用いて、表示装置への映り込みを評価する方法が示されている。
日本国特開２００７−１４７３４３号公報
前述のように、特許文献１には、特殊な装置を用いて、表示装置への映り込みを評価する方法が示されている。
しかしながら、透明基体に要求される光学特性は、映り込みの低減のみに限られるものではない。すなわち、透明基体には、用途に応じて、解像度、反射像拡散性は適切な光学特性が求められる。従って、透明基体を選定する際に、いずれか１つの光学特性を単純に考慮するのみでは不十分であり、しばしば、適切な複数の光学特性を同時に考慮する必要が生じ得る。
ここで述べる解像度は、透明基体を通して表示画を視認した際に、表示画とどの程度一致した像が得られるかを表すものである。また反射像拡散性は、透明基体の周辺に置かれている物体（例えば照明）の反射像が、元の物体とどの程度一致しているかを表すものである。
一方、透明基体に要求される光学特性の中には、しばしば、トレードオフの関係にあるものが存在する。例えば、一般に、反射像拡散性を高める際には、透明基体の表面にアンチグレア処理が施工される。しかしながら、このようなアンチグレア処理を施工した場合、透明基体の解像度は低下する傾向にある。このように、複数の光学特性に基づいて、透明基体にアンチグレア処理を施工しようとすると、適正なアンチグレア処理を選定することが難しくなる場合がある。
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、目的や用途などに応じて、透明基体を適正に選定することが可能な、透明基体の光学特性の評価方法と、前記評価方法で適切な範囲にある透明基体を有する光学装置を提供することとを目的とする。
本発明では、表示装置の表示面側に配置される、第１および第２の表面を有する透明基体の光学特性の評価方法であって、透明基体の定量化された解像度指標値、定量化された反射像拡散性指標値の２つの指標値を用いて、前記透明基体の光学特性を評価することを特徴とする透明基体の光学特性の評価方法が提供される。
ここで、本発明による方法において、前記定量化された解像度指標値は、
前記透明基体の前記第２の表面側から、前記透明基体の厚さ方向と平行な方向（角度０゜の方向）に第１の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、前記第１の表面側から透過する透過光の輝度を測定して全透過光の輝度を求めるステップと、
前記透過光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップと
以下の式（１）から、解像度指標値Ｔを算定するステップと
解像度指標値Ｔ＝
（全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）
により得られても良い。
また、本発明による方法において、前記定量化された反射像拡散性指標値は、
前記透明基体の前記第１の表面側から、前記透明基体の厚さ方向に対して３０゜の方向に第２の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、前記第１の表面で反射される反射光の輝度を測定するステップと、
前記反射光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップと、
以下の式（２）から、反射像拡散性指標値Ｄを算定するステップと
反射像拡散性指標値Ｄ＝
（（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２
／（ピーク角度での輝度） 式（２）
により得られても良い。
また、本発明による方法において、前記解像度指標値および／または反射像拡散性指標値は、ゴニオメータを用いて取得されても良い。
また、本発明による方法において、前記表示装置は、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍およびタブレット型表示装置からなる群から選択された一つであっても良い。
また、本発明による方法において、前記透明基体は、ソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラスで構成されても良い。
この場合、前記透明基体は、前記第１および第２の表面のうちの少なくとも一方が、化学強化処理されていても良い。
また、本発明による方法において、前記透明基体は、前記第１の表面がアンチグレア処理されていても良い。
この場合、前記アンチグレア処理は、前記透明基体の前記第１の表面に、フロスト処理、エッチング処理、サンドブラスト処理、ラッピング処理、およびシリカコート処理からなる群から選択された、少なくとも一つの処理方法を適用することにより実施されても良い。
さらに、本発明では、表示装置と、該表示装置の表示面側に配置される透明基体とを有する光学装置であって、
前記透明基体は、第１および第２の表面を有し、
前記透明基体は、以下の方法で定量化される解像度指標値Ｔ、および反射像拡散性指標値Ｄの２つの指標値を用いて評価した場合、
解像度指標値Ｔ≦０．７、
反射像拡散性指標値Ｄ≧０．６
を満たすことを特徴とする光学装置が提供される：
ここで、前記解像度指標値Ｔは、
前記透明基体の前記第２の表面側から、前記透明基体の厚さ方向と平行な方向（角度０゜の方向）に第１の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、前記第１の表面側から透過する透過光の輝度を測定し、全透過光の輝度と前記透過光の輝度が最大となるピーク角度とを求め、
以下の式（１）
解像度指標値Ｔ＝
（全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）
から算定され、
前記反射像拡散性指標値Ｄは、
前記透明基体の前記第１の表面側から、前記透明基体の厚さ方向に対して３０゜の方向に第２の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、前記第１の表面で反射される反射光の輝度を測定し、前記反射光の輝度が最大となる角度（ピーク角度という）を求め、
以下の式（２）
反射像拡散性指標値Ｄ＝
（（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２
／（ピーク角度での輝度） 式（２）
から算定される。
ここで、本発明による光学装置において、前記透明基体は、ソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラスで構成されても良い。
この場合、前記透明基体は、前記第１および第２の表面のうちの少なくとも一方が、化学強化処理されていても良い。
また、本発明による光学装置において、前記透明基体は、前記第１の表面がアンチグレア処理されていても良い。
また、前記アンチグレア処理は、前記透明基体の前記第１の表面に、フロスト処理、エッチング処理、サンドブラスト処理、ラッピング処理、およびシリカコート処理からなる群から選択された、少なくとも一つの処理方法を適用することにより実施されていてもよい。
また、本発明による光学装置において、前記表示装置は、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍およびタブレット型表示装置からなる群から選択された一つであっても良い。
本発明では、目的や用途などに応じて、透明基体を適正に選定することが可能な、透明基体の透明基体の光学特性の評価方法を提供することができる。
本発明の一実施形態における透明基体の解像度指標値を取得する方法のフローを概略的に示した図である。 解像度指標値を取得する際に使用される、測定装置の一例を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態における透明基体の反射像拡散性指標値を取得する方法のフローを概略的に示した図である。 反射像拡散性指標値を取得する際に使用される、測定装置の一例を模式的に示した図である。 各種透明基体において得られた、解像度指標値Ｔ（横軸）と反射像拡散性指標値Ｄ（縦軸）の関係の一例をプロットした図である。 本発明の一実施形態における光学装置を概略的に示した断面図である。 各透明基体において得られた、目視による解像度レベルの判定結果（縦軸）と、解像度指標値Ｔ（横軸）の間の関係の一例を示したグラフである。 レベル１〜レベル１２のそれぞれの反射像拡散性を有する透明基体をまとめて示した図である。 各透明基体において得られた、目視による反射像拡散性のレベル（縦軸）と、反射像拡散性指標値Ｄ（横軸）の間の関係の一例を示したグラフである。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明では、表示装置の表示面側に配置される、第１および第２の表面を有する透明基体の光学特性の評価方法であって、
透明基体の定量化された解像度指標値、および定量化された反射像拡散性指標値の２つの指標値を用いて、前記透明基体の光学特性を評価することを特徴とする透明基体の光学特性の評価方法が提供される。
前述のように、表示装置の表示面側に配置される透明基体には、解像度、反射像拡散性といった光学特性が要求される。従って、透明基体を選定する際に、単一の光学特性を考慮するのみでは不十分な場合がしばしばある。
これに対して、本発明では、透明基体の解像度指標値、反射像拡散性指標値２つの光学特性が判断対象とされる。
この方法では、二つの光学特性を総合的に考慮して、透明基体を選定することができるため、透明基体をより適正に選定することが可能となる。
また、本発明による方法では、透明基体の解像度および反射像拡散性を数値化した値が使用される。このため、解像度、反射像拡散性の各光学特性に関して、観察者の主観や先入観にとらわれず、これらの光学特性を、客観的かつ定量的に判断することができる。
また、透明基体に要求される光学特性の中には、解像度と反射像拡散性など、しばしば、トレードオフの関係にあるものが存在する。従来、このような場合、選定の際のよりどころとなる指標が存在しないため、２つの光学特性を両立させる透明基体を適正に選定することは難しい。
これに対して、本発明による方法では、透明基体の２つの光学特性を、定量的かつ総合的に評価することができる。従って、本発明による方法では、目的および用途等に応じて、最適な光学特性を有する透明基体を、適正に選定することが可能となる。
ここで、図面を参照して、本発明による方法において使用される、透明基体の解像度指標値および反射像拡散性指標値を取得する方法の一実施例について説明する。
（解像度指標値について）
図１には、本発明の一実施例による透明基体の解像度指標値を取得する方法のフローを概略的に示す。
図１に示すように、この透明基体の解像度指標値を取得する方法は、
（ａ）透明基体の第２の表面側から、透明基体の厚さ方向と平行な方向に第１の光を照射し、受光角度を透明基体の厚さ方向に対して−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、第１の表面側から透過する透過光の輝度を測定するステップ（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）透過光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップ（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）以下の式（１）から、解像度指標値Ｔを算定するステップ（ステップＳ１３０）

解像度指標値Ｔ＝
（全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）

と、を有する。
以下、各ステップについて説明する。
（ステップＳ１１０）
まず、相互に対向する第１および第２の表面を有する透明基体が準備される。
透明基体は、透明である限り、いかなる材料で構成されても良い。透明基体は、例えば、ガラスまたはプラスチック等であっても良い。
透明基体がガラスで構成される場合、ガラスの組成は特に限られない。ガラスは、例えば、ソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラスであっても良い。
また、透明基体がガラスで構成される場合、第１および／または第２の表面は、化学強化処理されても良い。
ここで、化学強化処理とは、アルカリ金属を含む溶融塩中にガラス基板を浸漬させ、ガラス基板の最表面に存在するイオン半径の小さなアルカリ金属（イオン）を、溶融塩中に存在するイオン半径の大きなアルカリ金属（イオン）と置換する技術の総称を言う。化学強化処理法では、処理されたガラス基板の表面には、元の原子よりもイオン半径の大きなアルカリ金属（イオン）が配置される。このため、ガラス基板の表面に圧縮応力を付与することができ、これによりガラス基板の強度（特に割れ強度）が向上する。
例えば、ガラス基板がナトリウムイオン（Ｎａ＋）を含む場合、化学強化処理により、このナトリウムイオンは、例えばカリウムイオン（Ｋａ＋）と置換される。あるいは、例えば、ガラス基板がリチウムイオン（Ｌｉ＋）を含む場合、化学強化処理により、このリチウムイオンは、例えばナトリウムイオン（Ｎａ＋）および／またはカリウムイオン（Ｋａ＋）と置換されても良い。
一方、透明基体がプラスチックで構成される場合、プラスチックの組成は特に限られない。透明基体は、例えばポリカーボネート基板であっても良い。
なお、ステップＳ１１０の前に、透明基体の第１の表面を、アンチグレア処理するステップが実施されていても良い。アンチグレア処理の方法は、特に限られない。アンチグレア処理は、例えば、フロスト処理、エッチング処理、サンドブラスト処理、ラッピング処理、またはシリカコート処理等であっても良い。また、透明基体自体にアンチグレア処理を施さずに、透明基体に予めアンチグレア処理が施されたフィルムを貼付して同様の効果を得ることもできる。
アンチグレア処理後の透明基体の第１の表面は、例えば、０．０５μｍ〜０．５μｍの範囲の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有しても良い。
次に、透明基体の第２の表面側から、透明基体の厚さ方向と平行な方向、具体的には角度θ＝０゜±０．５゜の方向（以下、「角度０°の方向」ともいう）に、第１の光が照射される。第１の光は、透明基体を透過し、第１の表面から出射される。第１の表面から角度０°の方向に出射された光を受光する角度θを、−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、角度ごとに透過光の輝度を測定する。なお、受光角度のピッチは測定装置の能力によって定めればよいが、本実施形態では１°ピッチである。
（ステップＳ１２０）
次に、測定した角度の中で透過光の輝度が最大となる角度を「ピーク角度」とし、その角度の輝度を、「ピーク角度での透過光の輝度」とする。また、透明基体を透過して、第１の表面から出射される光の輝度分布の合計を、「全透過光の輝度」とする。本ステップではピーク角度を求める。また、この際にステップＳ１１０での測定結果から、ピーク角度での透過光の輝度も求めることができる。なお、ステップＳ１１０で測定した透過光の輝度の測定値をなめらかにつないだ測定曲線は、入射方向、すなわち角度０°の方向を中心に概ね左右対称になると想定されるが、表面異物の存在等によるイレギュラーなピークがある場合は、これを予め除外してピーク角度を求める。
（ステップＳ１３０）
次に、以下の式（１）から、解像度指標値Ｔを算定する：

解像度指標値Ｔ＝
（全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）

ここで、全透過光の輝度とは、ステップＳ１１０で測定した透過光の輝度の測定値をなめらかにつないだ測定曲線において、受光角度が−９０°〜＋９０°の範囲における積分値を意味している。また、ピーク角度での透過光の輝度とは、ステップＳ１１０で測定した透過光の輝度の測定曲線のうち、ステップＳ１２０で求めたピーク角度±０．５°の範囲の積分値を意味している。
この解像度指標値Ｔは、後述するように、観察者の目視による解像度の判断結果と相関し、人の視感に近い挙動を示すことが確認されている。例えば、解像度指標値Ｔが大きな（１に近い）値を示す透明基体は、解像度が劣り、逆に解像度指標値Ｔが小さな値を示す透明基体は、良好な解像度を有する。従って、この解像度指標値Ｔは、透明基体の解像度を判断する際の定量的指標として、使用することができる。
図２には、前述の式（１）で表される解像度指標値Ｔを取得する際に使用される、測定装置の一例を模式的に示す。
図２に示すように、測定装置２００は、光源２５０および検出器２７０を有し、測定装置２００内に、透明基体２１０が配置される。
透明基体２１０は、第１の表面２１２および第２の表面２１４を有する。
光源２５０は、透明基体２１０に向かって、第１の光２６２を放射する。光源２５０の種類は特に限定されるものではなく、例えば可視光領域の光を発光するものであればよい。例えば、ハロゲンランプ等を用いることができる。
検出器２７０は、第１の表面２１２から出射される透過光２６４を受光し、その輝度を検出する。検出器２７０も用いている光源に対応して、その輝度を測定できるものであればよく、特に限定されるものではない。フォトダイオード等を用いることができる。
なお、透明基体２１０は、第２の表面２１４が光源２５０の側となり、第１の表面２１２が検出器２７０の側となるように配置される。従って、検出器２７０が検出する第１の光は、透明基体２１０を透過した透過光２６４である。なお、透明基体２１０の一方の表面がアンチグレア処理されている場合、このアンチグレア処理されている表面が、透明基体２１０の第１の表面２１２となる。すなわち、この場合、透明基体２１０は、アンチグレア処理されている表面が検出器２７０の側となるようにして、測定装置２００内に配置される。
また、第１の光２６２は、透明基体２１０の厚さ方向と平行な角度θで照射される。以降、この角度θを０゜と規定する。なお、本願では、測定装置の誤差を考慮して、θ＝０゜±０．５゜の範囲を、角度０゜と定義する。
このような測定装置２００において、光源２５０から透明基体２１０に向かって第１の光２６２を照射する。そして、例えばまず、図２に示す位置、すなわち、検出器２７０が透明基体２１０を挟んで光源と対称位置において、検出器２７０を用いて透明基体２１０の第１の表面２１２側から出射される透過光２６４を検出する。これにより、０゜透過光が検出される。
次に、検出器２７０が透過光２６４を受光する角度θについて、−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、同様の操作を実施する。
これにより、検出器２７０を用いて、−９０゜〜＋９０゜の範囲で、透明基体２１０を透過して、第１の表面２１２から出射される透過光２６４、すなわち全透過光を検出する。
得られた全透過光の輝度分布から、ピーク角度、ピーク角度での透過光の輝度を求め、前述の式（１）により、透明基体２１０の解像度指標値Ｔを取得できる。
なお、このような測定は、市販のゴニオメータ（変角光度計）を使用することにより、容易に実施できる。
（反射像拡散性指標値について）
図３には、本発明の一実施例による透明基体の反射像拡散性指標値を取得する方法のフローを概略的に示す。
図３に示すように、この透明基体の反射像拡散性指標値を取得する方法は、
（ａ’）透明基体の第１の表面側から、透明基体の厚さ方向に対して３０゜の方向に第２の光を照射し、受光角度を透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、第１の表面で反射される反射光の輝度を測定するステップ（ステップＳ２１０）と、
（ｂ’）反射光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップ（ステップＳ２２０）と、
（ｃ’）以下の式（２）から、反射像拡散性指標値Ｄを算定するステップ（ステップＳ２３０）

反射像拡散性指標値Ｄ＝
（（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２
／（ピーク角度での輝度） 式（２）
と、を有する。
以下、各ステップについて説明する。
（ステップＳ２１０）
まず、相互に対向する第１および第２の表面を有する透明基体が準備される。
なお、透明基体の材質、組成等は、前述のステップＳ１１０において示したものと同様であるため、ここではこれ以上説明しない。
次に、準備された透明基体の第１の表面側から、透明基体の厚さ方向に対して３０゜±０．５゜の方向に向かって、第２の光が照射される。第２の光は、透明基体の第１の表面で反射される。受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、受光した輝度を測定する。
（ステップＳ２２０）
次に、反射光の輝度が最大となる角度を求め、その角度を「ピーク角度」と呼び、その角度における輝度を「ピーク角度での輝度」と呼ぶ。さらに、ピーク角度より１°大きい角度の輝度を「ピーク角度＋１°での輝度」、ピーク角度より１°小さい角度の輝度を「ピーク角度−１°での輝度」と呼ぶ。なお、ステップＳ２１０で測定した反射光の輝度の測定値をなめらかにつないだ測定曲線は、鏡面反射の角度を中心に概ね左右対称になると想定されるが、表面異物の存在等によるイレギュラーなピークがある場合は、これを予め除外してピーク角度を求める。
（ステップＳ２３０）
次に、以下の式（２）から、反射像拡散性指標値Ｄを算定する：

反射像拡散性指標値Ｄ＝
（（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２
／（ピーク角度での輝度） 式（２）
なお、ここで、ピーク角度での輝度とは、反射光の輝度の測定値をなめらかにつないだ測定曲線におけるピーク角度±０．５°の範囲の積分値を意味している。また、ピーク角度＋１°の輝度とは、同様に反射光の輝度の測定曲線におけるピーク角度＋１°±０．５°の範囲の積分値を意味し、ピーク角度−１°の輝度とは、同様に反射光の輝度の測定曲線におけるピーク角度−１°±０．５°の範囲の積分値を意味する。
この反射像拡散性指標値Ｄは、後述するように、観察者の目視による反射像拡散性の判断結果と相関し、人の視感に近い挙動を示すことが確認されている。例えば、反射像拡散性指標値Ｄが大きな値（１に近い値）を示す透明基体は、反射像拡散性に優れ、逆に反射像拡散性指標値Ｄが小さな値を示す透明基体は、反射像拡散性が劣る傾向にある。従って、この反射像拡散性指標値Ｄは、透明基体の反射像拡散性を判断する際の定量的指標として、使用することができる。
図４には、前述の式（２）で表される反射像拡散性指標値Ｄを取得する際に使用される、測定装置の一例を模式的に示す。
図４に示すように、測定装置３００は、光源３５０および検出器３７０を有し、測定装置３００内に、透明基体２１０が配置される。透明基体２１０は、第１の表面２１２および第２の表面２１４を有する。光源３５０は、透明基体２１０に向かって、第２の光３６２を放射する。光源３５０の種類は特に限定されるものではなく、例えば可視光領域の光を発光するものであればよい。例えば、ハロゲンランプ等を用いることができる。
検出器３７０は、第１の表面２１２において反射される反射光３６４を受光し、その輝度を検出する。検出器３７０も用いている光源に対応して、その輝度を測定できるものであればよく、特に限定されるものではない。フォトダイオード等を用いることができる。
なお、透明基体２１０は、第１の表面２１２が光源３５０および検出器３７０の側となるように配置される。従って、検出器３７０が検出する第２の光は、透明基体２１０で反射された反射光３６４である。また、透明基体２１０の一方の表面がアンチグレア処理されている場合、このアンチグレア処理されている表面が、透明基体２１０の第１の表面２１２となる。すなわち、この場合、透明基体２１０は、アンチグレア処理されている表面が光源３５０および検出器３７０の側となるようにして、測定装置３００内に配置される。
また、第２の光３６２は、透明基体２１０の厚さ方向に対して、３０゜傾斜した角度で照射される。なお、本願では、測定装置の誤差を考慮して、３０゜±０．５゜の範囲を、角度３０゜と定義する。同様に、ピーク角度±０．５゜の範囲をピーク角度、ピーク角度＋１±０．５゜の範囲をピーク角度＋１°、ピーク角度−１±０．５゜の範囲をピーク角度−１°と定義する
このような測定装置３００において、光源３５０から透明基体２１０に向かって第２の光３６２を照射し、反射光３６４を測定する角度φにおいて、検出器３７０を０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、反射光の輝度を測定する。
この際に、検出器３７０の受光輝度が最大となるピーク角度を検出し、ピーク角度とピーク角度＋１°とピーク角度−１°での輝度から、前述の式（２）により、透明基体２１０の反射像拡散性指標値Ｄを取得できる。
なお、このような測定は、市販のゴニオメータ（変角光度計）を使用することにより、容易に実施することができる。
（２つの指標による評価）
次に、２つの指標を用いて、透明基体の光学特性を評価する場合について、説明する。
まず、透明基板の解像度と反射像拡散性とを同時に評価する場合、例えば、図５に示すような相関図が使用される。
図５は、各種透明基体において得られた、解像度指標値Ｔ（横軸）と反射像拡散性指標値Ｄ（縦軸）の関係の一例をプロットした図である。図５において、横軸の解像度指標値Ｔが小さいほど、透明基体の解像度は向上し、縦軸の反射像拡散性指標値Ｄが大きいほど、透明基体の反射像拡散性は向上する。
なお、図５においては、反射像拡散性指標値Ｄを測定した際に、第２の光の照射方向の透明基体の厚さ方向に対する角度（入射角）を２０°と４５°とした場合の結果もあわせて示している。
図５には、参考のため、良好な（高い）解像度と良好な反射像拡散性を兼ね備えた、理想的な透明基体の領域がＩｄｅａｌと表示された斜線の領域で表されている。
ここで、従来のように、単一の光学的特性、例えば解像度のみを考慮して、各種透明基体の中から、候補透明基体を選定した場合、図５のハッチングで示された領域Ａに含まれる透明基体が一様に選定されることになる。すなわち、そのような方法では、反射像拡散性の劣る透明基体が、選定候補透明基体に含まれてしまう。同様に、反射像拡散性のみを考慮して、透明基体を選定した場合、図５のハッチングで示された領域Ｂに含まれる透明基体が一様に選定され、解像度の劣る透明基体が選定候補透明基体に含まれてしまう。
また、前述のように、解像度と反射像拡散性は、トレードオフの関係にあり、両方の特性を兼ね備えた透明基体、すなわちＩｄｅａｌと表示された領域に存在する透明基体を得ることは実質的に不可能である。このため、単に、解像度および反射像拡散性を別々に考慮しても、適正な透明基体を選定することはできない。
これに対して、図５のような解像度指標値Ｔと反射像拡散性指標値Ｄの相関図を使用した場合、一度に両方の光学特性を考慮して、適正な透明基体を選定することが可能となる。すなわち、このような選定方法では、目的および用途などに応じて、透明基体を適正に選定することができ、すなわち、解像度と反射像拡散性に関して、最も良好な特性が発揮できるように透明基体を選定することが可能となる。
透明基体を適用する表示装置における表示装置の表示部と透明基体との間の距離や、要求される性能等に応じて解像度指標値Ｔと反射像拡散性指標値Ｄの範囲を選択することができる。例えば、電子書籍（Ｅ−ｒｅａｄｅｒ、電子ペーパーを備えた表示装置）などのような、文章を読むことを目的とした光学装置に適用される透明基体には、特に、反射像の輪郭が見えないような反射像拡散性が重要視される。従って、反射像の輪郭が見えない反射像拡散性指標値Ｄを選定（例えばＤ≧０．６）し、可能な限り高い解像度指標値を選定（たとえばＴ≦０．７）すれば良い。
このように、本発明の一実施形態による方法では、２つの光学的特性を総合的かつ定量的に考慮することができるため、使用目的や用途等に応じて、透明基体をより適正に選定することが可能となる。
また、本発明による方法では、透明基体の解像度指標値および反射像拡散性指標値として、数値化された値が使用される。このため、解像度および反射像拡散性の各光学特性に関して、観察者の主観や先入観にとらわれず、これらの光学特性を、客観的かつ定量的に判断することができる。
なお、ピーク角度を用いることで、サンプル表面の凹凸の影響を受けにくくなるため、測定結果が安定する効果が見込める。
（本発明の一実施形態による光学装置について）
次に、図６を参照して、本発明の一実施形態による光学装置の一構成例について説明する。
図６には、本発明の一実施形態による光学装置の断面を概略的に示す。
図６に示すように、この光学装置５００は、表示装置５１０と、透明基体５６０とを有する。
透明基体５６０は、第１の表面５６２および第２の表面５６４を有し、第２の表面が、表示装置５１０の側となるようにして、表示装置５１０の表示面側に配置される。
なお、図６の例では、透明基体５６０は、直接、表示装置５１０の上に置載されている。しかしながら、透明基体５６０は、必ずしも表示装置５１０と接触している必要はなく、両者の間に、別の透明部材、または空間が配置されても良い。
透明基体５６０は、例えば、ガラス（例えばソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラス）またはプラスチック（例えばポリカーボネート）等で構成される。また、透明基体５６０がガラスで構成される場合、透明基体５６０の第１の表面５６２および第２の表面５６４の少なくとも一方は、化学強化処理されていても良い。これにより、透明基体５６０の強度が向上する。
また、透明基体５６０の第１の表面５６２は、アンチグレア処理されていても良い。アンチグレア処理は既に説明したため、ここでは説明を省略する。
表示装置５１０は、表示面（図示されていない）を有し、透明基体５６０は、この表示面を覆うように配置される。なお、表示装置５１０は、表示面に画像を表示する機能を有する限り、いかなる装置であっても良い。
表示装置５１０は、例えば、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍（電子ペーパーを備えた表示装置、Ｅ−ｒｅａｄｅｒ等ともいう）またはタブレット型表示装置である。
なお、この光学装置５００において、透明基体５６０の第１の表面５６２側が、視認側となる。
ここで、このように構成される光学装置５００において、透明基体５６０は、以下の光学特性を有する：
解像度指標値Ｔ≦０．７、
反射像拡散性指標値Ｄ≧０．６。
なお、解像度指標値Ｔおよび反射像拡散性指標値Ｄは、それぞれ、前述の方法で取得される値である。
解像度指標値Ｔは、目視による解像度レベル（ＴＶ本数）で５００本以上が良好であることから、０．６以下がより好ましく、０．５以下がさらに好ましい。
反射像拡散性指標値Ｄは、反射像拡散性のレベルで７以上が良好であることから、０．７以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましい。
このような光学特性を有する透明基体５６０は、良好な解像度および反射像拡散性を有しており、表示装置５１０側からの光（像）を、比較的鮮明に視認することができる。
従って、このような光学特性を有する透明基体５６０を備える光学装置５００は、例えば、電子書籍等（Ｅ−ｒｅａｄｅｒ、電子ペーパーを備えた表示装置）、文章を読むことを目的とした光学装置として、好適である。
次に、実際の透明基体を用いて実施した、解像度評価および反射像拡散性評価の結果について説明する。
（解像度評価について）
各種透明基体を準備し、この透明基体の解像度を、以下のような方法で評価した。
まず、第１の表面が各種方法でアンチグレア処理された透明基体を準備した。透明基体は、いずれもガラス製とした。透明基体の厚さは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲から選定した。
また、プラスチック製の標準テストチャート（高精細度解像度チャートＩ型：大日本印刷社製）を準備した。
次に、各透明基体を標準テストチャートの上方に配置した。この際には、透明基体の第１の表面（すなわちアンチグレア処理された表面）の側が、標準テストチャートと反対の側となるようにして透明基体を配置した。なお、透明基体と標準テストチャートの間の間隔は、１ｃｍとした。
次に、透明基体を介して標準テストチャートを目視観察し、視認できるバーの限界（Ｔｖ本数）を評価した。これにより、各透明基体に対して、目視による解像レベルを判定した。なお、本標準テストチャートのＴｖ本数の最大値は２０００本である。
次に、変角光度計（ＧＣ５０００Ｌ：日本電色工業社製）を用いて、前述のステップＳ１１０〜ステップＳ１３０に示したような操作を実施して、式（１）から、各透明基体の解像度指標値Ｔを算定した。なお、ステップＳ１２０において、本測定装置での受光角度の範囲は、測定装置としての構成上の制約から、−８５°〜＋８５°であった。−９０°〜−８５°および＋８５°〜＋９０°での透過光量はほぼ０であるため、本測定範囲であっても解像度指標値Ｔを算出するに当たって大きな影響は生じない。
図７には、各透明基体において得られた、目視による解像度レベルの判定結果（縦軸）と、解像度指標値Ｔ（横軸）の間の関係の一例を示す。
図７から、両者の間には、負の相関関係が得られることがわかる。なお、解像度指標値Ｔが０．１付近においては、目視による解像度レベルが最大値２０００で飽和しているものが複数あった。
この結果は、解像度指標値Ｔが観察者の目視による解像度の判断傾向と対応し、従って解像度指標値Ｔを用いて、透明基体の解像度を判断することができることを示唆するものである。換言すれば、解像度指標値Ｔを使用することにより、透明基体の解像度を、客観的かつ定量的に判断することができると言える。
（反射像拡散性評価について）
次に、前述の解像度評価で使用した各種透明基体を使用して、これらの透明基体の反射像拡散性を、以下のような方法で評価した。
まず、各透明基体を、第１の表面（すなわちアンチグレア処理された表面）の側から目視で観察し、反射像拡散性をレベル１〜レベル１２までの１２段階で評価した。なお、観察方向は、透明基体の厚さ方向に対して、４５゜の方向としたが、３０°の結果とほぼ変わらないため、相関を調べる上で大きな影響は生じない。
図８には、参考として、レベル１〜レベル１２のそれぞれの反射像拡散性の例をまとめて示す。なお、この図は、各レベルに相当する反射像拡散性を有する透明基体を、それぞれ別個に撮影することにより得られたものである。
この図８から、レベル１からレベル１２に向かって、透明基体の反射像が徐々に軽微になっていくこと、すなわち、透明基体の反射像拡散性が向上していく傾向にあることがわかる。なお、このレベル１の状態は、何れの表面もアンチグレア処理を実施していない透明基体で得られたものである。
次に、変角光度計（ＧＣ５０００Ｌ：日本電色工業社製）を用いて、前述のステップＳ２１０〜ステップＳ２３０に示したような操作を実施して、式（２）から、各透明基体の反射像拡散性指標値Ｄを算定した。
なお、ステップＳ２１０において、本測定装置での受光角度の範囲は、測定装置としての構成上の制約から、＋５°〜＋８５°であった。０°〜＋５°および＋８５°〜＋９０°での反射光量はほぼ０であるため、本測定範囲であっても反射像拡散性指標値Ｄを算出するに当たって大きな影響は生じない。
図９には、各透明基体において得られた、目視による反射像拡散性のレベル（縦軸）と、反射像拡散性指標値Ｄ（横軸）の間の関係の一例を示す。なお、図９においては反射像拡散性指標値Ｄを測定した際に、第２の光の照射方向の、透明基体の厚さ方向に対する角度（入射角）を２０°、４５°とした場合の測定結果もあわせて示している。
図９から、両者の間には、第２の光の照射方向の透明基体の厚さ方向に対する角度によらず、相関関係があり、３０°のデータが２０°と４５°のデータの間にあることがわかる。反射像拡散性レベルが７以上となるときの反射像拡散性指標値Ｄとの相関係数は、第２の光の照射方向の透明基体の厚さ方向に対する角度（入射角）を２０°、３０°、４５°とした場合、それぞれ０．９５、０．８８、０．７７と、いずれも高い数値であった。特に第２の光の照射方向の、透明基体の厚さ方向に対する角度（入射角）を２０°と３０°とした場合、反射像拡散性レベルが７以上のとき相関係数がともに０．８を超えるので、好ましいことが分かった。
さらに、透明基体の使用目的を考えると、０〜６０°くらいの幅広い入射角で良好な解像度と反射像拡散性とを兼ね備えることが好ましいため、その中間値である３０°での評価が特に好ましい。
この結果は、反射像拡散性指標値Ｄが観察者の目視による反射像拡散性のレベルの傾向と対応し、従って反射像拡散性指標値Ｄを用いて、透明基体の反射像拡散性を判断することができることを示唆するものである。換言すれば、反射像拡散性指標値Ｄを使用することにより、透明基体の反射像拡散性を、客観的かつ定量的に判断することができると言える。
このように、解像度指標値Ｔおよび反射像拡散性指標値Ｄを、それぞれ、透明基体の解像度および反射像拡散性の定量的な指標として使用することができることが確認された。
本発明は、例えば、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍およびタブレット型表示装置のような、各種表示装置等に設置される透明基体に利用することができる。
以上に透明基体の光学特性の評価方法、光学装置を、実施形態および実施例等で説明したが、本発明は上記実施形態および実施例等に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
本出願は、２０１３年３月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−０７３３７５号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１３−０７３３７５号の全内容を本国際出願に援用する。
２００ 測定装置
２１０ 透明基体
２１２ 第１の表面
２１４ 第２の表面
２５０ 光源
２６２ 第１の光
２６４ 透過光
２７０ 検出器
３００ 測定装置
３５０ 光源
３６２ 第２の光
３６４ 反射光
３７０ 検出器
５００ 光学装置
５１０ 表示装置
５６０ 透明基体
５６２ 第１の表面
５６４ 第２の表面

Claims (15)

  1. 表示装置の表示面側に配置される、第１および第２の表面を有する透明基体の光学特性の評価方法であって、
    透明基体の定量化された解像度指標値、および定量化された反射像拡散性指標値の２つの指標値を用いて、前記透明基体の光学特性を評価することを特徴とする透明基体の光学特性の評価方法。
  2. 前記定量化された解像度指標値は、
    前記透明基体の前記第２の表面側から、前記透明基体の厚さ方向と平行な方向に第１の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、前記第１の表面側から透過する透過光の輝度を測定して全透過光の輝度を求めるステップと、
    前記透過光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップと
    以下の式（１）から、解像度指標値Ｔを算定するステップと

    解像度指標値Ｔ＝
    （全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）

    により得られることを特徴とする請求項１に記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  3. 前記定量化された反射像拡散性指標値は、
    前記透明基体の前記第１の表面側から、前記透明基体の厚さ方向に対して３０゜の方向に第２の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、前記第１の表面で反射される反射光の輝度を測定するステップと、
    前記反射光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求めるステップと
    以下の式（２）から、反射像拡散性指標値Ｄを算定するステップと

    反射像拡散性指標値Ｄ＝
    （（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２／（ピーク角度での輝度） 式（２）

    により得られることを特徴とする請求項１または２に記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  4. 前記解像度指標値および／または反射像拡散性指標値は、ゴニオメータを用いて取得されることを特徴とする請求項２または３に記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  5. 前記表示装置は、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍およびタブレット型表示装置からなる群から選択された一つであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  6. 前記透明基体は、ソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラスで構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  7. 前記透明基体は、前記第１および第２の表面のうちの少なくとも一方が、化学強化処理されていることを特徴とする請求項６に記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  8. 前記透明基体は、前記第１の表面がアンチグレア処理されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  9. 前記アンチグレア処理は、前記透明基体の前記第１の表面に、フロスト処理、エッチング処理、サンドブラスト処理、ラッピング処理、およびシリカコート処理からなる群から選択された、少なくとも一つの処理方法を適用することにより実施されることを特徴とする請求項８に記載の透明基体の光学特性の評価方法。
  10. 表示装置と、該表示装置の表示面側に配置される透明基体とを有する光学装置であって、
    前記透明基体は、第１および第２の表面を有し、
    前記透明基体は、以下の方法で定量化される解像度指標値Ｔ、および反射像拡散性指標値Ｄの２つの指標値を用いて評価した場合、
    解像度指標値Ｔ≦０．７、
    反射像拡散性指標値Ｄ≧０．６
    を満たすことを特徴とする光学装置：
    ここで、前記解像度指標値Ｔは、
    前記透明基体の前記第２の表面側から、前記透明基体の厚さ方向と平行な方向に第１の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して−９０゜〜＋９０゜の範囲で変化させ、前記第１の表面側から透過する透過光の輝度を測定し、全透過光の輝度と前記透過光の輝度が最大となるピーク角度とを求め
    以下の式（１）

    解像度指標値Ｔ＝
    （全透過光の輝度−ピーク角度での透過光の輝度）／（全透過光の輝度） 式（１）

    から算定され、
    前記反射像拡散性指標値Ｄは、
    前記透明基体の前記第１の表面側から、前記透明基体の厚さ方向に対して３０゜の方向に第２の光を照射し、受光角度を前記透明基体の厚さ方向に対して０°〜＋９０°の範囲で変化させ、前記第１の表面で反射される反射光の輝度を測定し、前記反射光の輝度が最大となる角度（ピーク角度）を求め、
    以下の式（２）

    反射像拡散性指標値Ｄ＝
    （（ピーク角度＋１°での輝度）＋（ピーク角度−１°での輝度））／２／（ピーク角度での輝度） 式（２）

    から算定される。
  11. 前記透明基体は、ソーダライムガラスまたはアルミノシリケートガラスで構成されることを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
  12. 前記透明基体は、前記第１および第２の表面のうちの少なくとも一方が、化学強化処理されていることを特徴とする請求項１１に記載の光学装置。
  13. 前記透明基体は、前記第１の表面がアンチグレア処理されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一つに記載の光学装置。
  14. 前記アンチグレア処理は、前記透明基体の前記第１の表面に、フロスト処理、エッチング処理、サンドブラスト処理、ラッピング処理、およびシリカコート処理からなる群から選択された、少なくとも一つの処理方法を適用することにより実施されることを特徴とする請求項１３に記載の光学装置。
  15. 前記表示装置は、ＬＣＤ装置、ＯＬＥＤ装置、ＰＤＰ装置、電子書籍およびタブレット型表示装置からなる群から選択された一つであることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一つに記載の光学装置。
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