WO2023058742A1 - 透明物品 - Google Patents

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WO2023058742A1
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antiglare
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uneven structure
transparent
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Inventor
隆義 齊藤
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G—PHYSICS
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    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements

Definitions

  • the present invention relates to a transparent article provided on the display surface of, for example, a display device.
  • Patent Document 1 the surface of a transparent article such as a cover glass disposed on the display surface of the display device is used as an antiglare surface to impart an antiglare effect. is proposed.
  • the anti-glare effect of the anti-glare surface is exhibited based on the uneven structure of the anti-glare surface.
  • Patent Literature 1 discloses applying an antireflection film to an antiglare surface of a transparent article. An anti-glare effect can be obtained by the anti-reflection effect of this anti-reflection film.
  • the antireflection film for obtaining a sufficient antireflection effect must be, for example, a dielectric multilayer film having four or more layers. Since it is necessary to use a vacuum process such as a sputtering method for depositing the dielectric multilayer film, it has been a factor that complicates the production of the transparent article with the antireflection film.
  • An object of the present invention is to provide a transparent article that is easy to manufacture and that makes it possible to obtain an antireflection effect.
  • a transparent article for solving the above problems includes a transparent base material having a main surface, and an anti-glare layer provided on the main surface and having an uneven structure on the surface, wherein the anti-glare layer has a refractive index equal to that of the transparent base material.
  • the anti-glare layer has an optical film thickness of 43 nm or more and 101 nm or less at a wavelength of 550 nm in the recesses of the uneven structure, and the protrusion height of the protrusions of the uneven structure is 110 nm or more. , and 180 nm or less.
  • the arithmetic mean height Sa of the concave-convex structure is 20 nm or more and 200 nm or less. According to this configuration, it is possible to more preferably suppress the glare in the antiglare layer.
  • the average length RSm of the roughness curvilinear element of the concave-convex structure is 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to more preferably suppress the glare in the antiglare layer.
  • an antifouling layer is provided on the surface of the uneven structure of the antiglare layer. According to this configuration, it is possible to suppress adhesion of dirt to the surface of the antiglare layer by the antifouling layer.
  • the surface of the uneven structure of the antiglare layer does not have a dielectric multilayer film. According to this configuration, it is possible to facilitate the manufacture of transparent articles.
  • the transparent article of the present invention it is possible to obtain an antireflection effect while facilitating manufacture.
  • FIG. 4 is a graph showing a height distribution function; It is a schematic diagram which shows the 1st sample used by a measurement step.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a second sample used in the measurement step; It is a schematic diagram which shows the measuring apparatus used at a measuring step.
  • 10 is a graph showing a first sample specular reflectance spectrum;
  • FIG. 4 is a graph showing a second sample specular reflectance spectrum;
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating reflectance R; 4 is a graph showing the relationship between antiglare height and luminous reflectance in transparent articles.
  • the transparent article 10 of this embodiment shown in FIG. 1 is used, for example, by arranging it on the display surface of a display device.
  • the transparent article 10 may be a member attached on the display surface of the display device. That is, the transparent article 10 may be a member that is attached to the display device afterward.
  • the transparent article 10 includes a transparent substrate 11 having a main surface 11a, and a translucent anti-glare layer 12 provided on the main surface 11a and having an uneven structure 20 on its surface.
  • the uneven structure 20 on the surface of the antiglare layer 12 is formed, for example, by spraying a liquid containing a silica component onto the main surface 11a of the transparent substrate 11 by a spray method. It should be noted that other methods for forming the uneven structure 20 include a process of applying a coating agent, a blasting process, an etching process, and the like.
  • the transparent base material 11 is, for example, sheet-like or plate-like.
  • the transparency of the transparent base material 11 means, for example, that it transmits 80% or more of visible light (wavelength range of 400 to 700 nm) on average.
  • the material of the transparent substrate 11 is not particularly limited. Examples of the material of the transparent substrate 11 include glass and resin.
  • the material of the transparent substrate 11 is preferably glass, and as the glass, known glass such as alkali-free glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass, and chemically strengthened glass can be used. .
  • the transparent substrate 11 is preferably made of glass because the transmittance of visible light is less likely to change over time.
  • the refractive index of the anti-glare layer 12 is different from that of the transparent substrate 11 .
  • the antiglare layer 12 is set to have a smaller refractive index for the same wavelength than the transparent substrate 11 .
  • the transparent base material 11 has a refractive index of about 1.52 at a wavelength of 550 nm, while the antiglare layer 12 has a refractive index of about 1.44 at the same wavelength.
  • the refractive index of each of the transparent base material 11 and the antiglare layer 12 can be appropriately changed according to the properties required for the transparent article 10 .
  • the refractive index of the anti-glare layer 12 is different from that of the transparent substrate 11, the light reflected on the surface of the anti-glare layer 12 and the boundary surface 13 between the anti-glare layer 12 and the transparent substrate 11 Anti-glare effect is exhibited by interference with reflected light. Furthermore, since interference of reflected light also occurs due to the uneven structure 20 of the anti-glare layer 12, a more effective anti-glare effect is exhibited.
  • the transparent article 10 does not have, for example, four or more dielectric multilayer films on the surface of the uneven structure 20, but may have a layer other than the dielectric multilayer film, such as an antifouling layer, on the surface of the uneven structure 20. good.
  • the transparent article 10 of this embodiment has the antifouling layer 14 on the surface of the uneven structure 20 .
  • the antifouling layer 14 is made of, for example, a fluorine-containing organosilicon compound.
  • the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 has recesses 21 and protrusions 22 .
  • the features of the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 can be represented by the antiglare film thickness t, which is the thickness of the antiglare layer 12 at the recesses 21 , and the antiglare height h, which is the protrusion height of the protrusions 22 .
  • the antiglare film thickness t is the physical film thickness from the interface 13 to the surface of the recess 21 .
  • the range is defined by the optical film thickness represented by (physical film thickness) ⁇ (refractive index).
  • the antiglare film thickness t and the antiglare height h can be defined by the height distribution function H(x) shown in the following formula (1).
  • the height distribution function H(x) consists of three normal distribution functions G 1 , G 2 and G 3 and two sigmoid functions S 1 and S 2 for giving distortion. is a function that combines In the above formula (1), k 2 and k 3 are proportionality constants.
  • Each normal distribution function G 1 , G 2 , G 3 is represented by the following formula (2), and each sigmoid function S 1 , S 2 is represented by the following formula (3).
  • FIG. 2 shows an example of the height distribution function H(x). As shown in the figure, the height distribution function H(x) is expressed as a histogram showing the frequency of each height in the antiglare layer 12 . The height on the horizontal axis is the height with reference to the interface 13 between the antiglare layer 12 and the transparent substrate 11 .
  • the antiglare film thickness t and the antiglare height h are obtained from the height distribution function H(x).
  • the graph indicated by the height distribution function H(x) has a first peak P1 with a sharp increase in frequency as the height on the horizontal axis increases from 0.
  • the portion having the height of the antiglare film thickness t is distributed most. Therefore, the antiglare film thickness t can be defined as the height from 0 to the first peak P1.
  • the graph of the height distribution function H(x) has a second peak P2 corresponding to the antiglare height h in a portion higher than the first peak P1.
  • the antiglare height h can be defined as the difference between the height of the second peak P2 and the height of the first peak P1 in the height of the horizontal axis of the height distribution function H(x).
  • a method of calculating the height distribution function H(x) includes a measurement step and a height distribution calculation step described below.
  • measurement step In the measurement step, a plurality of measurement samples similar to the transparent article 10 are prepared.
  • the measurement sample is manufactured through the same manufacturing process as that of the transparent article 10 .
  • a first sample 31 shown in FIG. 3 and a second sample 32 shown in FIG. 4 are produced based on the measurement samples.
  • the first sample 31 and the second sample 32 are configured such that the refractive index distributions in the thickness direction are different from each other in the vicinity of the surface of the uneven structure 20 .
  • the optical film 33 is provided on the surface of the uneven structure 20 .
  • no optical film is provided on the surface of the concave-convex structure 20.
  • the first sample 31 and the second sample 32 have different refractive index distributions in the thickness direction near the surface of the uneven structure 20 .
  • the optical film 33 of the second sample 32 has a single-layer or multi-layer film configuration.
  • the optical film 33 includes, for example, a single layer or multiple layers of silicon dioxide, a single layer or multiple layers of niobium pentoxide, or the like.
  • the measurement device 41 includes a light source 42 , a bifurcated optical fiber 43 , a collimator lens 44 and a spectroscope 45 .
  • the light emitted from the light source 42 is introduced into the bifurcated optical fiber 43, converted into parallel light L by the collimator lens 44, and irradiated to the first sample 31 or the second sample 32 as the measurement sample.
  • the optical axis CL of the collimator lens 44 is set perpendicular to the surface of the antiglare layer 12 of the measurement sample. Thereby, the light emitted from the collimator lens 44 vertically enters the surface of the antiglare layer 12 .
  • FIG. 6 shows a first sample specular reflection spectrum Sp1 obtained by spectrum measurement for the first sample 31.
  • FIG. 7 shows a second sample specular reflection spectrum Sp2 obtained by spectrum measurement for the second sample 32 .
  • the film configuration of the optical film 33 in the second sample 32 is desirably set so that the peak wavelengths of the first sample specular reflection spectrum Sp1 and the second sample specular reflection spectrum Sp2 are largely different. This is for calculating an accurate height distribution function H(x) in the subsequent height distribution calculation step.
  • the reflectance R can be calculated based on the following formula (4).
  • the reflectance R is calculated by integrating the complex amplitude reflectance r(x) over the height x with the height distribution function H(x) as the weight.
  • the height x is the length from the boundary surface 13 to the tip of the projection 22 in the thickness direction.
  • specular reflection is considered in which parallel light irradiated onto the transparent base material 11 from the position P is reflected by the surface of the antiglare layer 12 and returns to the position P.
  • the reflected light L1 returning to the position P has a phase difference depending on whether the parallel light is reflected by the concave portion or the convex portion of the concave-convex structure 20 .
  • the reflected light from the transparent base material 11 is expressed as a complex amplitude reflectance r(x) in which the amplitude reflectance and the phase change are collectively expressed as a complex number.
  • the complex amplitude reflectance r(x) causes interference at the position P.
  • the reflection is obtained by integrating the complex amplitude reflectance r(x) with the height distribution function H(x) as a weight.
  • a rate R can be calculated.
  • the height distribution function H(x) of the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 is calculated based on the first sample specular reflection spectrum Sp1 and the second sample specular reflection spectrum Sp2 measured in the measuring step.
  • the specular reflection spectrum calculated from the reflectance R in the above formula (4) is the height distribution function H(x) that matches the first sample specular reflection spectrum Sp1 and the second sample specular reflection spectrum Sp2. find the solution.
  • the proportionality constants k 2 and k 3 , the shift amount d, the standard deviation ⁇ , and the gain a are changed, and the first sample specular reflection spectrum Sp1 and the second sample positive A value of each parameter that matches with each of the reflection spectra Sp2 is obtained.
  • the height distribution function H(x) is obtained.
  • the antiglare film thickness t and the antiglare height h are obtained from the height distribution function H(x).
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the antiglare height h and the luminous reflectance in the transparent article 10. As shown in FIG.
  • the light source is a D65 light source and a CIE 1964 colorimetric auxiliary standard observer, and the specular reflectance spectrum measured using the measuring device 41 shown in FIG. reflectance) was calculated.
  • the object color measurement method defined by JIS Z8722 conforms to the object color measurement method defined in Publication CIE No. 15:2004 COLORIMETRY, THIRD EDITION recommended in 2004 by the International Commission on Illumination (CIE).
  • the luminous reflectance decreases as the antiglare height h increases from 110 nm in the range of 110 to 190 nm.
  • the antiglare height h is in the range of 120 to 150 nm, the luminous reflectance declines to a peak, and then the luminous reflectance increases as the antiglare height h increases.
  • the antiglare film thickness t is 30 to 70 nm, that is, in the present embodiment, the optical film thickness is 43 to 101 nm, and the antiglare height h is in the range of 110 to 180 nm, the luminous reflection rate becomes 0.06% or less.
  • the antiglare film thickness t is 30 to 70 nm, that is, the optical film thickness is 43 to 101 nm, and the antiglare height h is in the range of 120 to 160 nm, the luminous reflectance is 0.03% or less. less and more effective.
  • the arithmetic mean height Sa is the arithmetic mean height of the uneven structure 20 of the antiglare layer 12.
  • the arithmetic mean height Sa can be measured according to ISO25178.
  • the arithmetic mean height Sa is 20 nm or more and 200 nm or less, it is possible to suitably suppress reflection of specular reflection images on the antiglare layer 12 .
  • the average length RSm of the roughness curve elements is the average length of the roughness curve elements in the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 .
  • the average length RSm of roughness curve elements can be measured according to JIS B0601 (2001). JIS B0601 corresponds to ISO4287, and the technical contents of both are equivalent.
  • JIS B0601 corresponds to ISO4287, and the technical contents of both are equivalent.
  • the average length RSm of the roughness curvilinear element is 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, it is possible to suitably suppress reflection of specular reflection images on the antiglare layer 12 .
  • Example 1 ⁇ Luminous reflectance> As shown in Table 3, in each of Examples 1 to 4, the luminous reflectance was 0.0300% or less, and it can be said that the reflection of the antiglare layer is sufficiently suppressed. Further, in Examples 1 to 3, the luminous reflectance was 0.0030% or less, and the reflection of the antiglare layer was further suppressed. Furthermore, in Example 1, the luminous reflectance is 0.0005%, which is the most suppressed luminous reflectance among the examples.
  • the clarity value is the ratio of the regular reflection component to the brightness of the total reflected light obtained from the brightness distribution data of the image of the light source reflected on the surface of the antiglare layer 12 having the uneven structure 20 .
  • This clarity value is a value indicating the degree of glare on the surface of the antiglare layer 12, and the more the glare on the surface of the antiglare layer 12 is suppressed, the smaller the clarity value.
  • the clarity value is preferably 0.05 or less.
  • the clarity value is 0.05 or less, and the reflection of the antiglare layer is further suppressed. Further, in Examples 1 to 3, the clarity value is 0.03 or less, and the reflection of the antiglare layer is further suppressed. Furthermore, in Example 1, the clarity value is 0.01, which is the lowest clarity value among the examples.
  • Table 3 shows the results of visual observation and evaluation of the evaluation samples of each example.
  • excellent results were obtained in the effect of suppressing glare, and in particular, in Examples 1 to 3, more excellent results were obtained.
  • Comparative Examples 1 and 2 the results were inferior in the glare suppressing effect.
  • the anti-glare layer 12 has an optical film thickness of 43 nm or more and 101 nm or less at a wavelength of 550 nm of the anti-glare film thickness t, and an anti-glare height h, which is the protrusion height of the protrusions 22 of the uneven structure 20, is 110 nm or more. , and 180 nm or less. With this configuration, as shown in FIG. 9, it is possible to keep the luminous reflectance of the surface of the antiglare layer 12 small.
  • the arithmetic mean height Sa of the uneven structure 20 is preferably 20 nm or more and 200 nm or less. According to this configuration, it is possible to suppress the reflection in the anti-glare layer 12 more preferably.
  • the average length RSm of the roughness curve elements of the uneven structure 20 is preferably 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. According to this configuration, it is possible to suppress the reflection in the anti-glare layer 12 more preferably.
  • An antifouling layer 14 is provided on the surface of the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 . According to this configuration, it is possible to suppress adhesion of dirt to the surface of the antiglare layer 12 by the antifouling layer 14 .
  • the transparent article 10 does not have a dielectric multilayer film on the surface of the uneven structure 20 of the antiglare layer 12 . This configuration makes it possible to facilitate the manufacture of the transparent article 10 .
  • the refractive index of the antiglare layer 12 may be set higher than the refractive index of the transparent substrate 11 .
  • the antifouling layer 14 may be omitted.
  • the specular reflection spectrum of the sample may be measured by the specular reflection of light incident on the surface of the antiglare layer 12 at an oblique angle.
  • the present invention is not particularly limited to this.
  • An optical film may also be provided on the first sample 31 as long as the refractive index distribution in the thickness direction on the surface of the antiglare layer 12 is different from that of the second sample 32 .

Abstract

製造を容易にしつつ、反射防止効果を得ることを可能にした透明物品を提供することを課題とする。透明物品１０は、主面１１ａを有する透明基材１１と、主面１１ａに設けられ、表面に凹凸構造２０を有するアンチグレア層１２と、を備える。アンチグレア層１２の屈折率は、透明基材１１の屈折率と異なっている。そして、アンチグレア層１２は、アンチグレア膜厚ｔの波長５５０ｎｍに対する光学膜厚が４３ｎｍ以上、かつ１０１ｎｍ以下であり、凹凸構造２０の凸部２２の突出高さであるアンチグレア高さｈが、１１０ｎｍ以上、かつ１８０ｎｍ以下である。

Description

透明物品
　本発明は、例えば表示装置等の表示面に設けられる透明物品に関するものである。
　例えば、特許文献１に示されるように、表示装置の視認性を向上する観点から、表示装置の表示面に配置されるカバーガラス等の透明物品の表面をアンチグレア面として防眩効果を付与することが提案されている。アンチグレア面による防眩効果は、アンチグレア面の凹凸構造に基づいて発揮される。また、特許文献１には、透明物品のアンチグレア面に対し、反射防止膜を施すことが開示されている。この反射防止膜の反射防止効果によって防眩効果を得ることが可能である。
特許第５８３９１３４号公報
　しかしながら、十分な反射防止効果を得るための反射防止膜は、例えば４層以上の誘電体多層膜である必要がある。誘電体多層膜の成膜には、スパッタ法等の真空プロセスを用いる必要があるため、それが反射防止膜付きの透明物品の製造を煩雑にする要因となっていた。
　本発明の目的は、製造を容易にしつつ、反射防止効果を得ることを可能にした透明物品を提供することにある。
　上記課題を解決する透明物品は、主面を有する透明基材と、前記主面に設けられ、表面に凹凸構造を有するアンチグレア層と、を備え、前記アンチグレア層の屈折率は、前記透明基材の屈折率と異なっており、前記アンチグレア層は、前記凹凸構造の凹部での波長５５０ｎｍに対する光学膜厚が４３ｎｍ以上、かつ１０１ｎｍ以下であり、前記凹凸構造の凸部の突出高さが、１１０ｎｍ以上、かつ１８０ｎｍ以下である。
　この構成によれば、図９に示すように、アンチグレア層の表面の視感反射率を小さく抑えることが可能となる。その結果、成形が煩雑な誘電体多層膜などからなる反射防止膜を不要として透明物品の製造を容易にしつつも、アンチグレア層による十分な反射防止効果を得ることが可能となる。
　上記透明物品において、前記凹凸構造の算術平均高さＳａが、２０ｎｍ以上、かつ２００ｎｍ以下であることが好ましい。
　この構成によれば、アンチグレア層における映り込みをより好適に抑えることが可能となる。
　上記透明物品において、前記凹凸構造の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、５μｍ以上、かつ４０μｍ以下であることが好ましい。
　この構成によれば、アンチグレア層における映り込みをより好適に抑えることが可能となる。
　上記透明物品において、前記アンチグレア層の前記凹凸構造の表面には、防汚層が設けられていることが好ましい。
　この構成によれば、アンチグレア層の表面に対する汚れの付着を防汚層によって抑制することが可能となる。
　上記透明物品において、前記アンチグレア層の前記凹凸構造の表面に誘電体多層膜を有していないことが好ましい。
　この構成によれば、透明物品の製造を容易にすることが可能となる。
　本発明の透明物品によれば、製造を容易にしつつ、反射防止効果を得ることが可能となる。
実施形態の透明物品を示す模式図である。 高さ分布関数を示すグラフである。 測定ステップで用いる第１サンプルを示す模式図である。 測定ステップで用いる第２サンプルを示す模式図である。 測定ステップで用いる測定装置を示す模式図である。 第１サンプル正反射スペクトルを示すグラフである。 第２サンプル正反射スペクトルを示すグラフである。 反射率Ｒの算出方法を説明するための説明図である。 透明物品におけるアンチグレア高さと視感反射率との関係を表すグラフである。
　以下、透明物品の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
　図１に示す本実施形態の透明物品１０は、例えば、表示装置の表示面に配置して用いられる。この場合、透明物品１０は、表示装置の表示面の上に取り付けられる部材であってもよい。すなわち、透明物品１０は、表示装置に事後的に取り付けられる部材であってもよい。
　透明物品１０は、主面１１ａを有する透明基材１１と、主面１１ａに設けられ、表面に凹凸構造２０を有する透光性のアンチグレア層１２と、を備えている。アンチグレア層１２の表面の凹凸構造２０は、例えば、透明基材１１の主面１１ａに対して、シリカ成分を含む液をスプレー法により吹き付けることで形成される。なお、凹凸構造２０の形成方法としては、他にも、コーティング剤を塗布する処理や、ブラスト処理やエッチング処理等が挙げられる。
　透明基材１１は、例えば、シート状または板状をなしている。なお、透明基材１１の透明とは、例えば、可視光（４００～７００ｎｍの波長域）を平均して８０％以上透過することを意味する。透明基材１１の材質は特に限定されるものではない。透明基材１１の材質としては、例えば、ガラス、樹脂等が挙げられる。透明基材１１の材質は、ガラスであることが好ましく、ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、化学強化ガラス等の公知のガラスを用いることができる。可視光の透過率が経時的に変化し難い点において、透明基材１１はガラスからなることが好ましい。
　アンチグレア層１２の屈折率は、透明基材１１の屈折率と異なっている。例えば、同波長に対する屈折率は、透明基材１１よりもアンチグレア層１２の方が小さく設定されている。より具体的には、透明基材１１の波長５５０ｎｍでの屈折率がおよそ１．５２に対して、アンチグレア層１２の同波長での屈折率がおよそ１．４４に設定されている。なお、透明基材１１とアンチグレア層１２の各々の屈折率は、透明物品１０に求められる特性に応じて適宜変更可能である。
　上記のようにアンチグレア層１２の屈折率が透明基材１１の屈折率と異なっているため、アンチグレア層１２の表面での反射光と、アンチグレア層１２と透明基材１１との境界面１３での反射光との干渉により防眩効果を発揮される。さらに、アンチグレア層１２の凹凸構造２０によっても反射光の干渉が生じるため、より効果の高い防眩効果を発揮される。
　透明物品１０は、例えば４層以上の誘電体多層膜を凹凸構造２０の表面に有しないが、防汚層等の誘電体多層膜以外の層を凹凸構造２０の表面に有するものであってもよい。例えば、本実施形態の透明物品１０は、凹凸構造２０の表面に防汚層１４を有している。防汚層１４は、例えばフッ素含有有機ケイ素化合物からなる。
　（アンチグレア膜厚ｔ及びアンチグレア高さｈ）
　アンチグレア層１２の凹凸構造２０は、凹部２１と凸部２２とを有している。アンチグレア層１２の凹凸構造２０の特徴は、凹部２１でのアンチグレア層１２の膜厚であるアンチグレア膜厚ｔと、凸部２２の突出高さであるアンチグレア高さｈにて表すことができる。アンチグレア膜厚ｔは、境界面１３から凹部２１の表面までの物理膜厚である。なお、アンチグレア膜厚ｔの効果的な範囲を示す際には、（物理膜厚）×（屈折率）で表される光学膜厚で範囲を規定する。
　アンチグレア膜厚ｔとアンチグレア高さｈは、下記式（１）に示す高さ分布関数Ｈ（ｘ）にて定義することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記式（１）に示すように、高さ分布関数Ｈ（ｘ）は、３つの正規分布関数Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３と、歪みを与えるための２つのシグモイド関数Ｓ１，Ｓ２とを合成した関数である。上記式（１）において、ｋ２，ｋ３は比例定数である。
　各正規分布関数Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は下記式（２）で表され、各シグモイド関数Ｓ１，Ｓ２は下記式（３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上記式（２）において、ｄはシフト量であり、σは標準偏差である。上記式（３）において、ａはゲインであり、ｄはシフト量である。
　図２には、高さ分布関数Ｈ（ｘ）の一例を示している。同図に示すように、高さ分布関数Ｈ（ｘ）は、アンチグレア層１２における高さ毎の度数を示すヒストグラムとして表される。なお、横軸となる高さは、アンチグレア層１２と透明基材１１の境界面１３を基準とする高さである。
　なお、図２に示す高さ分布関数Ｈ（ｘ）における各パラメータを、下記の表１及び表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 　アンチグレア膜厚ｔ及びアンチグレア高さｈは、高さ分布関数Ｈ（ｘ）から得られる。
　高さ分布関数Ｈ（ｘ）が示すグラフは、横軸の高さが０から大きくなるにつれ、急峻に度数が大きくなっていき、第１のピークＰ１を有する。すなわち、アンチグレア層１２において、高さがアンチグレア膜厚ｔとなる部分が最も多く分布していることを表している。従って、アンチグレア膜厚ｔは、０から第１のピークＰ１までの高さとして定義できる。
　また、高さ分布関数Ｈ（ｘ）のグラフは、第１のピークＰ１よりも高さが高い部分で、アンチグレア高さｈに相当する第２のピークＰ２を有する。アンチグレア高さｈは、高さ分布関数Ｈ（ｘ）の横軸の高さにおいて、第２のピークＰ２の高さと第１のピークＰ１の高さとの差分として定義できる。
　（高さ分布関数Ｈ（ｘ）の算出方法）
　以下には、高さ分布関数Ｈ（ｘ）の算出方法について説明する。
　高さ分布関数Ｈ（ｘ）の算出方法は、以下に記載する測定ステップと、高さ分布算出ステップとを含む。
　（測定ステップ）
　測定ステップでは、透明物品１０と同様の測定サンプルを複数用意する。当該測定サンプルは、透明物品１０の製造工程と同じ製造工程を経て作製されるものである。そして、本実施形態では、測定サンプルを基に、図３に示す第１サンプル３１と、図４に示す第２サンプル３２を作製する。
　第１サンプル３１と第２サンプル３２では、凹凸構造２０の表面付近において、厚さ方向における屈折率の分布が相互に異なるように構成している。例えば、第２サンプル３２においては、凹凸構造２０の表面に光学膜３３を設けている。一方、第１サンプル３１においては、凹凸構造２０の表面に光学膜を設けない。これにより、第１サンプル３１と第２サンプル３２とで、凹凸構造２０の表面付近における厚さ方向の屈折率分布を異ならせている。なお、測定サンプルの裏面反射の影響を無くすため、測定サンプルの裏面はブラスト処理を施しておくことが好ましい。
　第２サンプル３２の光学膜３３は、単層または複数層の膜構成を有している。光学膜３３は、例えば、単層または複数層の二酸化ケイ素や、単層または複数層の五酸化ニオブ等を含んで構成される。
　なお、第１サンプル３１のアンチグレア層１２の表面に光学膜を設けた場合であっても、第１サンプル３１における光学膜の膜構成を第２サンプル３２における光学膜３３のそれと異ならせることで、厚さ方向における屈折率分布を第１サンプル３１と第２サンプル３２とで異ならせることは可能である。
　同測定ステップでは、第１サンプル３１と第２サンプル３２の各々における正反射スペクトルを、図５に示す測定装置４１を用いて測定する。
　図５に示すように、測定装置４１は、光源４２と、二分岐光ファイバ４３と、コリメータレンズ４４と、分光器４５とを備える。光源４２から出射された光は、二分岐光ファイバ４３に導入され、コリメータレンズ４４にて平行光Ｌとなって測定サンプルとしての第１サンプル３１または第２サンプル３２に照射される。コリメータレンズ４４の光軸ＣＬは、測定サンプルのアンチグレア層１２の表面に対し垂直に設定されている。これにより、コリメータレンズ４４から出射された光が、アンチグレア層１２の表面に垂直に入射する。
　そして、アンチグレア層１２の表面で反射した光の正反射成分のみがコリメータレンズ４４により二分岐光ファイバ４３を介して分光器４５に導入され、分光器４５にて当該正反射成分のスペクトル測定が行われる。例えば、図６は、第１サンプル３１に対するスペクトル測定で得られる第１サンプル正反射スペクトルＳｐ１を示している。また例えば、図７は、第２サンプル３２に対するスペクトル測定で得られる第２サンプル正反射スペクトルＳｐ２を示している。なお、第２サンプル３２における光学膜３３の膜構成は、第１サンプル正反射スペクトルＳｐ１と第２サンプル正反射スペクトルＳｐ２とでピークとなる波長が大きくずれるように設定されることが望ましい。これは、後段の高さ分布算出ステップにおいて、正確な高さ分布関数Ｈ（ｘ）を算出するためである。
　（反射率Ｒについて）
　次に、透明物品１０のアンチグレア層１２側の表面における反射率Ｒの計算方法について説明する。反射率Ｒは、下記式（４）に基づいて算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　上記式（４）に示すように、反射率Ｒは、高さ分布関数Ｈ（ｘ）を重みとして、複素数振幅反射率ｒ（ｘ）を高さｘで積分することで計算される。高さｘは、厚さ方向における境界面１３から凸部２２の先端までの長さである。
　以下、上記式（４）について説明する。図８に示すように、位置Ｐから透明基材１１に照射された平行光が、アンチグレア層１２の表面で反射して位置Ｐへ帰ってくる正反射を考える。このとき、平行光が凹凸構造２０の凹部で反射したか凸部で反射したかに応じて、位置Ｐに帰ってくる反射光Ｌ１はそれぞれ位相差を生じる。また、透明基材１１とアンチグレア層１２とに屈折率差がある場合は、アンチグレア層１２の表面で反射する反射光Ｌ１と、アンチグレア層１２を透過して透明基材１１とアンチグレア層１２の境界面１３で反射する反射光Ｌ２との干渉を考慮する。この考えにより、透明基材１１の反射光は、振幅の反射率と位相の変化をまとめて複素数で表した複素数振幅反射率ｒ（ｘ）として表される。また、凹凸構造２０の周期が十分に短く、かつ、アンチグレア層１２の表面から位置Ｐまでの距離が十分に長い場合、位置Ｐにて複素数振幅反射率ｒ（ｘ）が干渉を生じるとする。高さｘは高さ分布関数Ｈ（ｘ）で表される密度を持つため、高さ分布関数Ｈ（ｘ）を重みとして複素数振幅反射率ｒ（ｘ）を高さｘで積分することで反射率Ｒを計算することができる。そして、高さ分布関数Ｈ（ｘ）に基づいて各波長毎の反射率Ｒを計算することで、透明物品１０のアンチグレア層１２側の表面における正反射スペクトルを計算できる。
　（高さ分布算出ステップ）
　高さ分布算出ステップでは、前記測定ステップで測定された第１サンプル正反射スペクトルＳｐ１と第２サンプル正反射スペクトルＳｐ２とに基づいて、アンチグレア層１２の凹凸構造２０の高さ分布関数Ｈ（ｘ）を算出する。詳しくは、上記式（４）の反射率Ｒから計算される正反射スペクトルが、第１サンプル正反射スペクトルＳｐ１及び第２サンプル正反射スペクトルＳｐ２のそれぞれで合致する高さ分布関数Ｈ（ｘ）の解を求める。すなわち、高さ分布関数Ｈ（ｘ）において、比例定数ｋ２，ｋ３、シフト量ｄ、標準偏差σ、及びゲインａの各パラメータを変更し、第１サンプル正反射スペクトルＳｐ１及び第２サンプル正反射スペクトルＳｐ２のそれぞれで合致する各パラメータの値を求める。これにより、高さ分布関数Ｈ（ｘ）が得られる。そして、高さ分布関数Ｈ（ｘ）から、アンチグレア膜厚ｔとアンチグレア高さｈとが得られる。
　（アンチグレア高さｈと視感反射率との関係）
　図９は、透明物品１０におけるアンチグレア高さｈと視感反射率との関係を表すグラフである。
　＜視感反射率＞
　光源はＤ６５光源、およびＣＩＥ　１９６４測色補助標準観測者とし、図５に示す測定装置４１を用いて測定された正反射スペクトルを分光反射率として、ＪＩＳ　Ｚ８７２２に準拠し三刺激値Ｙ（視感反射率）を計算した。なお、ＪＩＳ　Ｚ８７２２で定める物体色の測定方法は、国際照明委員会（ＣＩＥ）が２００４年に推奨したPublication CIE No.15:2004 COLORIMETRY, THIRD EDITIONに定める物体色の測定方法に合致する。
　図９に示すように、各種寸法のアンチグレア膜厚ｔにおいて、アンチグレア高さｈが１１０～１９０ｎｍの範囲では、１１０ｎｍから大きくなるにつれて視感反射率が低下する。そして、アンチグレア高さｈが１２０～１５０ｎｍの範囲内で、視感反射率の低下のピークを迎えた後、アンチグレア高さｈが大きくなるにつれて視感反射率が上昇する。同図に示すように、アンチグレア膜厚ｔが３０～７０ｎｍ、すなわち本実施形態では光学膜厚が４３～１０１ｎｍであり、かつ、アンチグレア高さｈが１１０～１８０ｎｍの範囲であると、視感反射率が０．０６％以下となる。従って、透明物品１０のアンチグレア層１２における正反射像の映り込みが好適に抑制される。さらに、アンチグレア膜厚ｔが３０～７０ｎｍ、すなわち光学膜厚が４３～１０１ｎｍであり、かつ、アンチグレア高さｈが１２０～１６０ｎｍの範囲であると、視感反射率が０．０３％以下にまで低下し、より効果的である。
　以下には、実施例１～４及び比較例１，２を挙げて、上記実施形態についてさらに具体的に説明する。なお、本発明は、実施例１～４に限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 　表３に示すように、各実施例１～４と比較例１では、透明基材としてのガラスに、シリカ成分を含む液をスプレー法により吹き付けることで、凹凸構造を有するアンチグレア層を形成している。各実施例１～４及び比較例１では、アンチグレア膜厚ｔ、アンチグレア高さｈ、算術平均高さＳａ、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍがそれぞれ異なるように設定した。比較例２は、透明基材としてのガラスにアンチグレア層を設けない構成である。
　表３において、算術平均高さＳａは、アンチグレア層１２の凹凸構造２０の算術平均高さである。算術平均高さＳａは、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定することができる。算術平均高さＳａが、２０ｎｍ以上、かつ２００ｎｍ以下であると、アンチグレア層１２における正反射像の映り込みを好適に抑えることが可能となる。
　表３において、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、アンチグレア層１２の凹凸構造２０における粗さ曲線要素の平均長さである。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍは、ＪＩＳ　Ｂ０６０１（２００１）に準拠して測定することができる。ＪＩＳ　Ｂ０６０１はＩＳＯ４２８７と対応し、両者の技術的内容は同等である。粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、５μｍ以上、かつ４０μｍ以下であると、アンチグレア層１２における正反射像の映り込みを好適に抑えることが可能となる。
　＜視感反射率＞
　表３に示すように、各実施例１～４において、視感反射率は０．０３００％以下であり、アンチグレア層の映り込みが十分に抑えられていると言える。また、実施例１～３では、視感反射率が０．００３０％以下であり、アンチグレア層の映り込みがさらに抑えられている。またさらに、実施例１では、視感反射率が０．０００５％であり、各例の中で視感反射率が最も抑えられている。
　＜クラリティ値＞
　クラリティ値は、アンチグレア層１２の凹凸構造２０を有する表面に光源を映り込ませた像の輝度分布データから得られる全反射光の輝度に対する正反射成分の割合の値である。このクラリティ値は、アンチグレア層１２の表面における映り込みの度合いを示す値であり、アンチグレア層１２の表面における映り込みが抑制されているほど、クラリティ値は小さくなる。クラリティ値を測定することで、アンチグレア層１２の表面の映り込みについて、人の視覚に基づく画像認識に近い定量的な評価を行うことができる。クラリティ値は、０．０５以下であることが好ましい。表３に示すように、各実施例１～４において、クラリティ値が０．０５以下であり、アンチグレア層の映り込みがさらに抑えられている。また、実施例１～３では、クラリティ値が０．０３以下であり、アンチグレア層の映り込みがさらに抑えられている。またさらに、実施例１では、クラリティ値が０．０１であり、各例の中でクラリティ値が最も抑えられている。
　＜アンチグレア層の映り込み抑制効果＞
　表３には、各例の評価用サンプルを目視で観察して評価した結果を示している。各実施例１～４では映り込み抑制効果に優れる結果が得られ、特に実施例１～３ではより優れた結果が得られた。一方、比較例１，２では、映り込み抑制効果に劣る結果であった。
　本実施形態の効果について説明する。
　（１）アンチグレア層１２は、アンチグレア膜厚ｔの波長５５０ｎｍに対する光学膜厚が４３ｎｍ以上、かつ１０１ｎｍ以下であり、凹凸構造２０の凸部２２の突出高さであるアンチグレア高さｈが、１１０ｎｍ以上、かつ１８０ｎｍ以下である。この構成によれば、図９に示すように、アンチグレア層１２の表面の視感反射率を小さく抑えることが可能となる。その結果、成形が煩雑な誘電体多層膜などからなる反射防止膜を不要として透明物品１０の製造を容易にしつつも、アンチグレア層１２による十分な反射防止効果を得ることが可能となる。
　（２）上記透明物品１０において、凹凸構造２０の算術平均高さＳａが、２０ｎｍ以上、かつ２００ｎｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、アンチグレア層１２における映り込みをより好適に抑えることが可能となる。
　（３）上記透明物品１０において、凹凸構造２０の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、５μｍ以上、かつ４０μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、アンチグレア層１２における映り込みをより好適に抑えることが可能となる。
　（４）アンチグレア層１２の凹凸構造２０の表面には、防汚層１４が設けられている。この構成によれば、アンチグレア層１２の表面に対する汚れの付着を防汚層１４によって抑制することが可能となる。
　（５）透明物品１０は、アンチグレア層１２の凹凸構造２０の表面において誘電体多層膜を有していない。この構成によれば、透明物品１０の製造を容易にすることが可能となる。
　本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・上記実施形態の透明物品１０において、アンチグレア層１２の屈折率を、透明基材１１の屈折率よりも大きく設定してもよい。
　・上記実施形態の透明物品１０において、防汚層１４を省略してもよい。
　・測定ステップにおいて、アンチグレア層１２の表面に対して傾斜した角度で入射させた光の正反射光によりサンプル正反射スペクトルを測定してもよい。
　・上記実施形態の第１サンプル３１では、アンチグレア層１２の表面に光学膜を設けていないが、これに特に限定されるものではない。アンチグレア層１２の表面における厚さ方向の屈折率の分布が第２サンプル３２と異なるようにすれば、第１サンプル３１にも光学膜を設けてもよい。
　・今回開示された実施形態及び変更例はすべての点で例示であって、本発明はこれらの例示に限定されるものではない。すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１０…透明物品
　１１…透明基材
　１１ａ…主面
　１２…アンチグレア層
　１３…境界面
　１４…防汚層
　２０…凹凸構造
　２１…凹部
　２２…凸部
　ｔ…アンチグレア膜厚
　ｈ…アンチグレア高さ（突出高さ）

Claims (5)

  1. 　主面を有する透明基材と、
    　前記主面に設けられ、表面に凹凸構造を有するアンチグレア層と、
    を備え、
    　前記アンチグレア層の屈折率は、前記透明基材の屈折率と異なっており、
    　前記アンチグレア層は、前記凹凸構造の凹部での波長５５０ｎｍに対する光学膜厚が４３ｎｍ以上、かつ１０１ｎｍ以下であり、
    　前記凹凸構造の凸部の突出高さが、１１０ｎｍ以上、かつ１８０ｎｍ以下である、
    　透明物品。
  2. 　前記凹凸構造の算術平均高さＳａが、２０ｎｍ以上、かつ２００ｎｍ以下である、
    　請求項１に記載の透明物品。
  3. 　前記凹凸構造の粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが、５μｍ以上、かつ４０μｍ以下である、
    　請求項１または２に記載の透明物品。
  4. 　前記アンチグレア層の前記凹凸構造の表面には、防汚層が設けられている、
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の透明物品。
  5. 　前記アンチグレア層の前記凹凸構造の表面に誘電体多層膜を有していない、
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透明物品。
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