KR101706105B1

KR101706105B1 - 광투과성 부재

Info

Publication number: KR101706105B1
Application number: KR1020110056855A
Authority: KR
Inventors: 케이지 마세
Original assignee: 가부시끼가이샤 후지세이사쿠쇼
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2017-02-14
Anticipated expiration: 2031-06-13
Also published as: TW201202756A; US8382300B2; TWI510817B; KR20120003370A; JP2012014051A; US20120002290A1; CN102338897B; CN102338897A

Abstract

높은 방현 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 윤곽이 선명한 투과상을 표시할 수 있는 광투과성 부재를 제공한다.
광학적으로 투명한 재질에 의해 형성된 광투과성 부재, 예를 들면 판유리의 반사면을, 연마재를 분사하는 등으로 절삭하여 미세한 요철을 형성한다. 이 미세한 요철은, 상기 반사면을 소정의 사이즈 마다 미세한 구획으로 분할하여 각 구획에 있어서의 높이를 측정해 얻은 측정값에 근거하는 막대그래프를 형성했을 때, 상기 막대그래프에 있어서의 최빈치의 확률 밀도가 10~30%이고, 또한, 상기 높이에 근거해 산출한 상기 막대그래프에 있어서의 분산(σ²)이 0.4(㎛²) 미만이 되도록 상기 반사면에 요철을 형성한다.

Description

광투과성 부재{Light-Transmitting Member}

본 발명은 광투과성 부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광학적으로 투명한 재료, 예를들면 유리나 석영, 아크릴이나 폴리카보네이트(PC) 등의 투명한 수지 등에 의해 형성된 광투과성 부재, 그리고 유리판 등의 투명판의 투시성을 유지하면서, 표면에 있어서의 정반사를 억제할 수 있는 표면 구조에 특징을 가지는 광투과성 부재에 관한 것이다.

물품의 표면 등으로 반사한 반사광이 시야에 들어가는 것에 의한 불쾌감이나 시인성(視認性; visibility)의 저하 등을 개선하기 위하여, 물품 표면에 입사한 빛을 난반사시킴으로써, 물품 표면의 번쩍거림(glaring)을 억제하는 방현처리가 각종 분야에서 행해지고 있다.

이러한 방현처리가 실시되고 있는 물품의 일례로서 텔레비전 화면이나 컴퓨터의 표시 화면, 그리고 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 휴대전화기, 카 내비게이션 시스템 등의 각종 휴대형 전자제품에 모니터로서 탑재되어 있는 액정 디스플레이를 들 수가 있다.

이러한 액정 디스플레이에서는, 그 표면에 실내의 조명이나 태양광 등이 비치면 시인성의 현저한 저하가 생긴다. 특히 옥외에서 사용되는 휴대형 전자제품에 탑재되어 있는 액정 디스플레이에서는, 태양광 등의 고휘도의 빛 아래에서의 시인성을 확보하기 위해서, 고휘도의 백 라이트의 탑재가 필요하게 되어, 배터리의 소모가 격렬해진다.

그 때문에, 이러한 빛의 번쩍거림을 방지해서 영상의 시인성을 확보하기 위하여, 액정 디스플레이에 있어서는 반투과형으로 불리는 디스플레이 장치가 주류를 이루고 있다.

이 반투과형의 디스플레이 장치는, 예를들면 투명한 필름의 표면에 미세한 요철을 형성하여 반투명으로 한 반사 방지 필름을, 액정을 협지(挾持)하는 유리 기판의 표면, 또는, 그 유리 기판의 안쪽에 첩착(貼着)한 것이며, 반사 방지 필름의 표면에 형성한 미세한 요철에 의해 입사한 빛을 난반사시킴으로써, 화면에서의 빛의 번쩍거림을 방지한 것이다.

또한, 이러한 반사 방지 필름을 이용하지 않고, 빛의 반사 방향을 제어하기 위하여, 투과성 수지로 형성된 빛을 투과 시키는 광학 부품으로, 그 광입사면의 적어도 한 면에, 나노미터 오더(nanometer-order)의 요철을 붙여 거칠게 만든 광투과성 광학 부품도 제안되고 있다(일본 미심사 특허공개 2009－204706호 공보의 청구항 1).

또한, 상기한 방현방법을 실시한 액정 디스플레이라고 하더라도, 반사 방지 필름 등에 형성한 미세한 요철이 규칙적으로 형성되어 있는 경우에는, 태양광과 같은 평행성을 나타내는 광원하에서는, 요철에 의한 간섭 현상에 의해 표면에 무지개 색의 간섭색이 나타난다. 이 간섭색의 발생이 더욱 시인성을 저하시키는 원인이 된다.

이러한 간섭 현상에 대한 대책으로서, 상기한 반사 방지 필름 등의 반사면에 형성하는 요철 형상, 내지는 반사 방지 필름의 형상 자체를 랜덤(random)한 것으로 하거나, 간섭광을 반사면의 전방으로 배치한 산란체로 불규칙한 빛으로 확산시키는 방법 등도 제안되고 있다.

상기한 유리나 석영, 아크릴 수지나 PC수지 등에 의하여 형성된 투명판의 표면에, 표면에 미세한 요철 등을 형성한 상기 반사 방지 필름을 첩착 하는 것에 의하여, 또는, 투명판의 표면에 직접 미세한 요철을 형성함으로써, 난반사를 일으키게 하는 것에 의해 방현성을 발휘시키려고 했을 경우, 반사 방지 필름의 표면에 형성된 요철에 의해 생기는 난반사는, 조명광이나 태양광 등의 정반사를 저감 시킬 뿐만 아니라, 투명판을 투과하는 빛에 대해서도 난반사가 발생된다. 따라서, 이 구조를 상기 액정 디스플레이 등에 채용하는 경우에는, 표시 영상의 윤곽 등을 불선명하게 함으로서, 디스플레이 장치에 의해서 표시할 수 있는 화질을 저하 시킨다.

또한, 난반사를 일으키게 하기 위한 요철의 형성을, 상술한 것처럼 표면에 미세한 요철이 형성된 반사 방지 필름의 첩착에 의해 실시하는 경우에는, 반사 방지 필름을 투명판에 공기가 들어가지 않도록 첩착할 필요가 있다. 이 작업이 번잡할 뿐만 아니라, 반사 방지 필름의 재질과 투명판의 재질이 상위(相違)함에 따른 굴절률의 상위(相違) 등에 의해 더욱 영상이 불선명해지는 경우가 있고, 디스플레이 등에 의해 표시할 수 있는 화질이 더욱 저하된다.

본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 결점을 해소하기 위한 것으로, 높은 방현 성능을 발휘하는 것이면서도, 선명한 윤곽의 투과상(透過像)을 표시할 수 있고, 따라서 투과상의 선명함을 유지할 수 있는 광투과성 부재의 표면 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광투과성 부재는, 광학적으로 투명한 재질에 의하여 형성된 광투과성 부재의 반사면에 미세한 요철이 형성되어 있고, 상기 반사면을 소정의 사이즈마다 미소(微小)한 구획으로 분할하여, 각 구획에 있어서의 높이(요철 표면에 나타나는 굴곡의 최심부의 높이를 제로로 하여 이것을 기준으로 한 높이)를 측정해서 얻은 측정값에 근거하는 막대그래프를 형성했을 때, 상기 막대그래프에 있어서의 최빈치(最頻値)의 확률 밀도가 10~30%이고, 한편, 상기 높이에 근거하여 산출한 상기 막대그래프에 있어서의 분산(σ²)이 0.4(㎛²) 미만이 되도록 상기 반사면의 요철이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구획은, 상기 반사면을 촬영한 1000배 영상에 있어서의 1 픽셀에 대응한 구획, 일례로서 실제의 반사면에 있어서의 0.2913㎛ 사방의 정방형의 구획으로 할 수 있다.

또한, 상기 반사면의 표면 거칠기는 Ra에서 0.5㎛이하, 바람직하게는 0.3㎛이하, 보다 바람직하게는 0.23㎛이하이다.

또한, 상기 반사면의 표면 거칠기는 Rz에서 3㎛이하, 바람직하게는 2㎛이하, 보다 바람직하게는 1.6㎛이하이다.

여기에서, 표면 거칠기 Ra, Rz는 JIS(B0601-1994)에 의한다. 실시예에서 사용한 측정 기기는, 「서프 컴 1400」(도쿄 정밀 주식회사) 이고, 측정 사양은, 측정자(測定子) 지름 5㎛, 절단(cut-off) 0.8 mm이다.

상기 광투과성 부재는, 이것을 투명판으로 할 수 있으며, 이 경우, 상기 반사면을 상기 투명판의 한 면에 형성하는 것이 바람직하다. 다만 이것은 상기 반사면을 양면에 형성하는 것을 부정하는 것은 아니다.

이상 설명한 반사면이 형성된 광투과성 부재는, 평행 투과율이 20%이상, 헤이즈값이 20~70%임과 동시에, 반사율이 모든 파장(all wavelengths)에 있어서 7% 이하이다.

이상 설명한 본 발명의 구성에 의하여, 써큘러 존 플레이트(circular zone plate)를 사용한 시인성의 확인 시험에 있어서, 모두 흑색 링이 7개 이상 사방에 걸쳐서 확인할 수 있는 투시성을 유지하고 있음과 동시에, 반사율의 저하, 헤이즈값의 상승에 의해 방현성이 부여된 광투과성 부재를 얻을 수 있었다.

본 발명의 목적 및 장점은 하기 도면과 함께 제공되는 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 광투과성 부재의 표면 형상을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 광투과성 부재의 표면 형상을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 광투과성 부재의 표면 형상을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 4는 실시예 1의 테스트 피스(test piece)를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 5는 실시예 2의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 6은 실시예 3의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 7은 실시예 4의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 8은 실시예 5의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 9는 실시예 6의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 10은 실시예 7의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 11은 실시예 8의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 12는 실시예 9의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 13은 실시예 10의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 14는 실시예 11의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 15는 실시예 12의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 16은 비교예 1의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 17은 비교예 2의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 18은 비교예 3의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 19는 비교예 4의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 20은 비교예 5의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 21은 비교예 6의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 22은 비교예 7의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 23은 비교예 8의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 24는 비교예 9의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 25은 비교예 10의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 26은 비교예 11의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 27은 비교예 12의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 28은 비교예 13의 테스트 피스를 투과한 써큘러 존 플레이트를 촬영한 영상을 나타내는 도면.
도 29A는 실시예 1~4의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 29B는 실시예 5 및 비교예 2,3의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 29C는 비교예 4,5의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 30A는 실시예 6~9의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 30B는 비교예 6~9의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 31A는 비교예 13의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 31B는 비교예 10~12의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 32A는 실시예 10~12의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 32B는 비교예 1의 테스트 피스의 높이의 분포를 나타낸 막대그래프.
도 33은 테스트 피스에 있어서의 높이의 분산(σ²)을 나타낸 그래프.
도 34는 테스트 피스의 표면 거칠기(Ra)를 나타낸 그래프.
도 35는 테스트 피스의 표면 거칠기(Rz)를 나타낸 그래프.
도 36은 테스트 피스의 평행 투과율과 헤이즈값을 나타낸 그래프.
도 37은 테스트 피스의 30도 경사광에 대한 반사율을 나타낸 그래프.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

[물품의 재질]

본 발명의 대상이 되는 부재는, 광학적으로 투명한 재료, 예를들면 유리나 석영, 투명성을 가지는 수지(아크릴이나 폴리카보네이트 등)를 원료로 하여 형성된 부재이다.

[표면 형상]

상기 부재의 반사면에는, 미세한 요철이 형성되어 있어, 이 반사면을 소정의 사이즈마다 미소한 구획(본 실시예에 있어서는 0.2913㎛사방의 구획)으로 분할하여, 각 구획에 있어서의 높이(요철 표면에 있어서의 굴곡의 최심부인 높이의 최소치 H_min를 제로로 하여 이것을 기준으로 한 높이)를 측정하여 얻은 측정값에 근거하는 막대그래프를 형성했을 때, 상기 막대그래프에 있어서의 최빈치의 확률 밀도가 10~30%이며, 또한, 상기 높이에 근거하여 산출한 상기 막대그래프에 있어서의 분산σ²가 0.4(㎛²) 미만이 되도록 상기 반사면의 요철 형상이 형성되어 있다.

[표면 요철 형상의 측정]

상술한 것처럼 방현처리가 실시된 광투과성 부재에 있어서, 투과상의 윤곽이 불선명하게 되는 원인은, 투과상(투과광)이 표면의 요철에 의해 난반사되는 것이 원인이라고 생각된다.

따라서, 본 발명의 발명자는 반사면의 표면 요철 형상이, 일례로서 도 1에 단면 형상을 모식적으로 나타낸 바와 같이, 산정(山頂; peaks)에 평탄부가 형성되는 경우, 또는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 산정간(山頂間 ; between peaks)에 평탄부가 형성되는 경우, 또는 이것들이 혼재한 것인 경우 등, 일정한 비율로 평탄부를 갖추는 것이라면, 이 평탄부에 있어서는 투과상(투과광)의 난반사를 억제할 수 있게 되는 결과, 투과상에서 어느 정도 윤곽의 선명함을 유지하는 것이 가능하며, 이것에 의해, 광투과성 부재에 방현성을 부여하면서도, 투과상의 선명함을 유지한다고 하는, 상반되는 특성을 동시에 부여할 수 있지 않을까 라고 예측했다.

또한, 반사면 표면에 있어서의 반사율을 저하시키기 위해서는, 반사면에 난반사를 일으키게 할 수 있다면 형성하는 요철에 큰 높낮이 차를 둘 필요가 없는 한편, 필요 이상으로 높낮이 차가 큰 요철을 형성했을 경우, 이러한 큰 높낮이 차가 투과상의 화질을 오히려 저하 시키게 될 것이라고 예측했다.

이상과 같은 예측아래, 이러한 평탄부가 어느 정도 형성되어 있는 경우에, 또한, 반사면에 있어서의 높이가 어떻게 분산되어 있는 경우에, 투과상의 선명함이 실현되는지를 확인 함과 동시에, 이러한 형상을 수치로서 한정하기 위하여, 이하와 같은 측정을 실시했다.

[측정 방법]

광투과성 부재의 반사면에, 도 1에 나타낸 것과 같은 평탄부가 형성되어 있다고 가정하면, 이 반사면을 세세한 구획으로 분할하여, 각 구획에 있어서의 높이〔요철면에 있어서의 표면의 높이의 최소치 H_min(골의 최심부)를 제로로 해, 이것을 기준으로 한 높이〕를 측정하면, 평탄부에 위치하는 구획의 높이는, 거의 동일한 높이로서 측정될 것이다.

따라서, 이 측정 데이터에 근거해 막대그래프를 작성했을 경우, 평탄부가 반사면 중에 소정의 비율로 형성되어 있으면, 평탄부의 높이에 대응하는 높이가 최빈치로서 나타나게 되며, 그러므로 이 최빈치의 확률 밀도를, 반사면 전체에 대한 평탄부의 면적비에 대응한 것이라고 파악할 수 있다.

이상의 전제 아래, 반사면을 미소한 구획(0.2913㎛사방의 구형(矩形)의 점)으로 구획하여, 각 구획마다의 높이를 측정해, 최빈치의 확률 밀도를 구했다.

단, 상기 측정 방법에서는 상술한 미소한 구획(0.2913㎛사방의 구형(矩形)의 점)의 높이를 측정해서 최빈치의 확률 밀도를 구한 것이고, 동일한 높이의 미소한 구획이 연속 내지는 인접해 존재하고 있는지 아닌지의 평가는 하고 있지 않다. 그 결과, 도 1~3에 나타난 「평탄부」의 폭은, 최소인 경우, 상술한 구획의 폭이 될 수 있다.

또한, 상기 예측보다, 투과상이 양호한 시인성이 유지되고 있는 광투과성 부재라면, 막대그래프에 있어서의 데이터 분산은, 상기 최빈치의 주변에 어느 정도 집중해 나타나는 것이 되고, 이러한 표면 형상을 분산(σ²)에 의해서 수치화할 수 있는 것이라고 생각했다.

[측정 방법(최빈치의 확률 밀도 및 분산)]

상기의 전제 아래, 각 조건으로 가공한 테스트 피스(test piece)의 표면을 1000배로 촬영한 영상에 있어서의 1픽셀의 범위〔테스트 피스 표면의 0.2913㎛사방(실측)〕을 1구획으로 하고, 상기 영상을 1,024열, 768행의 합계 786,432개의 구획으로 분할하여, 각 구획마다의 높이를 측정하여 막대그래프를 작성했다.

측정한 구획마다의 높이는, 측정 단위를 「㎛」로 하여, 소수점 둘째 자리까지의 수치로서 측정했다.

그리고, X축을 0.1㎛ 마다의 높이마다 구분하고, 각 구분 내에 포함되는 표본의 출현수(出現數)를 전체 데이터수로 나누어 구한 확률 밀도를 Y축으로 한 막대그래프를 작성하여, 이 막대그래프에 있어서의 최빈치의 확률 밀도를 구했다.

또한, 상술한 각 구획의 높이×(㎛)에 근거하여, 하기 수학식에 따라 분산 σ²(㎛²)를 구했다.

[측정 결과와 투시성]

위와 같이 하여 구한 최빈치의 확률 밀도가 10~30%의 범위를 나타내고, 또한 분산(σ²)이 0.4(㎛²) 미만을 나타낸 것은, 모두 표면 요철의 형성에 의해서 반사율을 저하시킨 후에 있어서도 상의 윤곽을 명확하게 확인할 수 있었고, 매우 적합한 투시성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

반면, 상기 최빈치의 확률 밀도 및/또는 분산(σ²)의 수치 범위에서 벗어난 테스트 피스에서는, 반사율의 저하가 불충분하거나, 투과상의 윤곽이 불선명해져서 투과상의 시인성이 현저하게 저하하는 등, 상술한 반사율의 저하와 투시성의 유지라고 하는, 상반되는 특성을 양립시킬 수가 없었다.

[표면 형상에 관한 그 외의 조건]

반사면의 표면 거칠기

또한, 막대그래프에 의해 구한 상기 수치 범위 내에 속하는 반사면 전체의 표면 거칠기는, Ra로 0.5㎛이하, 바람직하게는 0.3㎛이하, 보다 바람직하게는 0.23㎛이하이며, 또한, Rz로 3㎛이하, 바람직하게는 2㎛이하, 보다 바람직하게는 1.6㎛이하이다. 반사면의 표면이 거칠어지면(요철의 높낮이 차가 커진다), 투과상이 선명함을 잃게 되며, 상술한 것처럼 분산(σ²)이 커지자 투과상이 선명함을 잃게 되는 것과 일치하는 결과가 되었다.

형성면

또한, 상술한 광투과성 부재가 투명판인 경우에는, 상기 반사면(요철면)을 상기 투명판의 한쪽 면에만 형성해도 좋고, 또는, 표리 면의 쌍방에 형성해도 좋다.

다만, 한쪽 면에만 요철을 형성하는 경우에는, 상술한 것처럼 반사면에 형성된 요철 중에 생긴 평탄부가, 투명판의 다른 쪽의 면과 평행이 되어, 그 결과, 이 부분을 통과하는 투과상의 윤곽을 보다 선명하게 할 수 있었으리라고 생각된다.

광학 특성

반사면이 상기와 같이 형성된 광투과성 부재는, 평행 투과율 20%이상, 헤이즈값 20~70%인 것과 동시에, 반사율이 모든 파장에서 7%이하라고 하는 광학 특성을 발휘한다는 것이 확인되었다. 또한, 요철이 형성되기 전의 예를 들면 유리판〔일례로서 평행 투과율 91%, 헤이즈값 0%, 반사율(30도 경사광) 7.5%〕에 대해서, 평행 투과율을 어느 정도 유지한 채로, 헤이즈값의 상승과 가시광선 반사율의 큰 폭의 저하가 실현되고 있다는 것을 확인할 수 있었다.

이러한 광학 특성을 가지는 광투과성 부재는, 모두, 써큘러 존 플레이트(circular zone plate)에 의한 시인성 확인 시험에 있어서, 흑색 링이 7개 이상 사방으로 식별할 수 있는 시인성을 가지고 있다.

또한, 전광(全光)의 광학 특성치 (평행 투과율, 헤이즈값) 측정 기기는, 운도계(曇度計, haze meter;「NDH5000W」일본전색공업 주식회사)를 사용하고, 반사율(30도 경사광) 측정 기기는, 분광 광도계(分光光度計, spectrophotometer;「U4100」주식회사 히타치 하이테크놀러지)를 사용하였다.

[상기 표면 상태의 형성 방법]

상술한 표면 요철 형상은, 어떤 방법에 의해 형성해도 좋지만, 일례로서 기존의 블라스트(blast) 가공 장치를 사용한 연마재의 투사에 의해서 형성할 수 있다.

또한, 광투과성 부재의 반사면에 대한 상기 요철의 형성은, 광학 투과성 부재의 표면에 직접, 상기 블라스트가공 등을 실시하여 요철을 형성해도 좋다. 또는, 예를 들면 금속판이나 유리판 등의 표면에 상술한 블라스트가공 등에 의해 요철을 형성해 두고, 이 요철이 형성된 금속판이나 유리판 등을 틀로서 사용해, 이 틀 위에 투명 수지를 부어 넣는 등으로 해서, 상술한 요철 형상이 전사(轉寫)된 광투과성 부재를 형성해도 좋다. 이 경우, 일례로서 틀에 형성된 요철 형상이 도 1에 나타난 바와 같이 산정(peaks)에 평탄부를 가지는 것인 경우, 이 틀을 사용해 얻을 수 있는 광투과성 부재는, 도 2에 나타난 바와 같이 산간(골)에 상술한 평탄부가 형성된 반전 형상이 나타나는 바, 이러한 형상에 의해서도 같은 효과를 얻을 수 있다.

[실시예]

다음은, 본 발명의 광투과성 부재의 제조 실시예 및 이와 같이 해서 얻어진 광투과성 부재의 특성 시험을 실시한 결과를, 이하에 설명한다.

제조 실시예

두께 1.8mm, 길이 90mm, 폭 90mm의 유리판〔평행 투과 이율 91%, 헤이즈값 0%, 빛(30도 경사)에 대한 반사율 7.5%〕의 한 면에 대해, 이하의 표 1에 기재된 처리 조건에 의해 블라스트 가공을 실시해, 요철을 형성하였다.

또한, 아래의 표 1에 있어서, 「가공 2」로 기재되어 있는 것은, 「가공 1」로 기재되어 있는 가공 조건으로 가공을 실시한 후, 그 위에, 「가공 2」에 기재의 조건으로 가공을 실시한 것을 나타낸다.

[써큘러 존 플레이트에 의한 시인성 확인 시험]

상기 블라스트 가공 조건에서 가공한 각 테스트 피스를, 모두 써큘러 존 플레이트상에 재치(載置)하고, 테스트 피스를 투과한 투과상(써큘러 존 플레이트)을 촬영했다. 이 촬영된 영상은 도 4~28에 나타난 바와 같다.

또한, 촬영은 카메라에 테스트 피스를 단 상태로 실시하고, 도 4~28 중, 10mm, 20mm, 0mm라고 하는 치수의 표시는, 써큘러 존 플레이트와 테스트 피스간의 거리를 나타낸다.

이와 같이 해서 촬영된 써큘러 존 플레이트의 영상에 근거하여, 써큘러 존 플레이트의 흑색 링 가운데, 7개 이상을 전체둘레(全周)에서 식별할 수 있는 것을 시인성이 양호한 것으로 선정하고(실시예 1~12), 그 외의 테스트 피스 (비교예 1~13)와의 표면 형상의 차이를 상기 막대그래프에 근거해 비교했다.

[막대그래프에 의한 표면 상태의 확인]

막대그래프의 작성 및 분산(σ²)의 산출

상술한 막대그래프의 작성에 있어서, 각 테스트 피스의 표면을 레이저 현미경에 의해 1000배 영상을 촬영하여, 이 레이저 현미경의 데이터를 근거로 각종 수치를 얻었다.

본 실시예에 있어서는, 이러한 레이저 현미경, 및 해석 소프트로서 주식회사 키엔스 (Keyance Corp.) 제의 초심도 형상 측정 현미경 「VK-8500」 및 VK형상 해석 소프트웨어 「VK-H1A7」을 사용했다.

영상 데이터를 1픽셀(실측에 있어서의 0.21913㎛사방)로 분할해서 얻은 구획을, 본 실시예에서는 x(열) 방향으로 1,024, y(행) 방향으로 768개의 합계 786,432개를 설치해, 각 구획의 높이를 단위㎛로 소수점 두 자리까지 측정해서 786,432개의 표본을 얻었다.

이 높이를, 0.1㎛ 마다의 수치군(數値群)으로 정리하여 X축을 잡고, 각 수치군에 속하는 표본수를 전체 표본수인 786,432로 나누어 얻은 확률 밀도를 Y축으로 한 막대그래프를 작성하여, 이 막대그래프에서 최빈치의 확률 밀도를 구했다.

그리고, 상기 높이 X에 근거해, 이하의 수학식에서 분산(σ²)을 구했다.

[측정 결과]

최빈치의 확률 밀도 및 분산(σ²)의 산출값

위와 같이 하여 작성된 막대그래프는 도 29~32에 나타난 바와 같다. 또한, 상술한 분산(σ²)을 정의한 식에 근거해, 테스트 피스마다 산출한 분산(σ²)을 정리한 그래프를 도 33에 나타내었다.

　　도 29~32에 나타난 바와 같이, 최빈치의 확률 밀도가 10~30%의 범위에 있는 것 (실시예 1~12)은, 모두 양호한 투시성을 발휘하는 것이다(도 4~15 참조). 그러나, 최빈치의 확률 밀도가 10%미만의 것 (비교예 2~13), 또는 비교예 1과 같이 최빈치의 확률 밀도가 10~30%의 범위에 들어가는 것이더라도〔도 32(B)〕, 분산(σ²)이 0.4(㎛²)를 넘는 것(도 33 참조)은, 모두 투과상의 윤곽이 희미해지는 등으로 인해서 써큘러 존 플레이트의 검은 링 7개 이상의 전체둘레를 확인할 수 없고, 투시성이 불충분한 것이었다(도 16~28 참조).

[표면 거칠기의 측정]

위와 같이 해서 얻은 테스트 피스 중, 대표적인 것에 대해서 표면 거칠기를 측정한 결과를 도 34, 35에 나타내고 있다.

양호한 시인성을 발휘한 테스트 피스(실시예 1~9, 11, 13)은, 모두 표면 거칠기가 Ra 및 Rz의 어디에 있어서도 낮은 것이 되고, Ra로 0.5㎛이하, 바람직하게는 0.3㎛이하, 보다 바람직하게는 0.23㎛이하, Rz로 3㎛이하, 바람직하게는 2㎛이하, 보다 바람직하게는 1.6㎛이하이다.

상술한 분산(σ²)이 본원에서 규정하는 0.4(㎛²)미만이라고 하는 한정을 넘어 0.43(㎛²)이 되고 있는 비교예 1에서는, 실시예의 것에 비교해, 표면 거칠기에 있어서도 비교적 거칠게 된다. 이러한 표면 거칠기의 증대가 막대그래프에 있어서의 분산(σ²)을 증대시키는 요인이 되고 있는 것이라고 생각된다.

따라서, 광투과성 부재의 반사면에 형성하는 요철의 높낮이 차가 커짐에 따라, 투과상의 영상 저하가 생기는 것을 알 수 있고, 표면 거칠기를 상기 수치 범위 내로 하는 것이 유효하다는 것을 알 수 있다.

[광학 특성의 측정]

상기 각 테스트 피스의 평행 투과율과 헤이즈값을 측정한 결과를 도 36에, 30도 경사광에 대한 반사율을 측정한 결과를 도 37에 각각 나타내었다.

상술한 테스트 피스 가운데, 본 발명의 구조를 갖춘 테스트 피스 (실시예 1~12)에서는, 모두 평행 투과율이 20%이상, 헤이즈값 20~70%임과 동시에 (도 36 참조), 반사율이 2500nm 미만의 모든 파장(all wavelengths)에 있어서 7% 이하이다(도 37 참조). 따라서, 본 발명의 테스트 피스는, 반사율의 저하에 의한 방현성을 가지는 것이면서, 명확한 윤곽의 투과상을 인식할 수 있는 것이라는 것이, 광학적인 성질을 나타내는 수치에 의해서도 알 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 광투과성 부재는, 방현처리가 필요한 각종 분야에 적용 가능하다. 일례로서 이하와 같은 분야에의 응용이 가능하다.

[각종 디스플레이 패널의 방현구조]

본 발명의 방현 구조를 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 그 외의 디스플레이 장치의 표면 보호 패널 등의 투명 기판에 직접, 또는, 본 발명의 방현 구조를 갖춘 투명 기판을 접착하는 등에 의해, 빛의 번쩍거림(light glare)에 의한 시인성의 저하를 방지하면서, 투과 영상의 윤곽이 선명한 디스플레이를 제공할 수 있다.

[온수기, 태양전지의 표면 보호 패널]

태양전지나 온수기의 보호 패널에 대해서 본 발명의 방현 구조를 적용함에 따라, 반사광에 의한 번쩍거림을 억제하면서, 높은 투과율로 태양광을 태양전지나 온수기에 투과시킬 수 있는 보호 패널을 제공할 수 있다.

특히 이러한 방현 처리는, 도로의 중앙 분리체나 공항 등에 설치되는 태양전지의 보호 패널 등에 있어서, 차량이나 항공기의 안전한 운행을 위해서도 요구되는 구조이다.

[온실 등의 패널]

방현성을 발휘하면서, 높은 광투과성을 유지하기 때문에, 예를 들면 농업, 원예용의 온실 등의 벽면 패널 등으로서도 이용이 가능하고, 게다가, 표면의 가공 상태에 의해, 투과율이나 반사율을 조정하는 것도 가능하다.

이하에 제시되는 가장 넓은 청구항들은 특정 방식으로 설정된 틀을 지향하는 것이 아니다. 대신, 상기 넓은 청구항들은 이 혁신적 발명의 심장부 및 핵심부를 보호하기 위한 의도를 지니고 있다. 이 발명은 분 명 새롭고 유용한 것이다. 뿐만 아니라, 이 발명은 발명 당시 이 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항도 아니다.

더욱이 이 발명의 혁신적 성격을 감안할 때, 본 발명은 선구적인 발명이다. 따라서 하기 청구항들은 법적으로 본 발명의 심장부가 보호될 수 있도록 가장 넓게 해석되어야 할 자격이 있다.

따라서 상기 목적들과, 상기 명세서로부터 명백한 사항들은 효율적으로 이루어진 것으로 간주될 것이며, 또한 본 발명의 상기 구성은 그 범위를 벗어나지 않으면서 변경 개량이 가능하기 때문에 상기 명세서에 포함된 모든 사항 및 첨부된 도면에 나타난 모든 사항은 예시적인 것이며 한정적 의미가 아니라는 의도를 지니고 있다.

또한 하기 청구항들은 여기 기술된 발명의 원천적이고 특징적인 구성을 모두 커버하기 위하여 의도된 것이고, 또한 발명의 범위에 관한 모든 기재는, 언어에 관한 사항으로 인하여, 그들 중간에 속하는 표현이 될 수 있다는 것을 양해한다.

이하 본 발명을 기술한다.

Claims

광학적으로 투명한 재질에 의해 형성된 광투과성 부재로서,
상기 광투과성 부재는 미세한 요철이 형성된 반사면을 포함하며
상기 반사면의 요철은, 상기 반사면을 소정의 사이즈마다 미소한 구획으로 분할하여 상기 반사면의 요철 표면에 있어서 굴곡의 최심부(最深部)인 높이의 최소치를 제로로 하여 이를 기준으로 한 각 구획에 있어서의 높이를 측정해서 얻은 측정값에 근거하여 막대그래프를 형성했을 때, 상기 막대그래프에 있어서 최빈치(最頻値)의 확률 밀도가 10~30%이고, 상기 높이에 근거해 산출한 상기 막대그래프에 있어서의 분산(σ²)이 0.4(㎛²) 미만이 되도록 형성되어 있음과 동시에, 상기 반사면의 2500nm 미만의 파장의 빛에 대한 반사율이 7% 이하인 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1에 있어서,
상기 구획은, 상기 반사면을 촬영한 1000배 확대 영상에 있어서의 1픽셀에 대응한 구획인 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 반사면의 표면 거칠기는 Ra로 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 반사면의 표면 거칠기는 Rz로 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1에 있어서,
상기 광투과성 부재는 투명판이고, 상기 반사면은 상기 투명판의 한 면에 형성된 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1에 있어서,
평행 투과율이 20%이상, 헤이즈값이 20~70%인 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 1에 있어서,
산정에, 산정간에, 또는 산정 및 산정간에 일정한 비율로 평탄부가 형성되는 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.
청구항 7에 있어서,
상기 광투과성부재는 투명판이며, 상기 투명판의 일 면에만 요철을 가지는 반사면이 형성되고, 상기 요철 내의 평탄부는 상기 투명판의 타 면과 평행이 되는 것을 특징으로 하는 광투과성 부재.