(57)【要約】【課題】光透過性を有する試料の表面の反射率を正確に測定することが可能な反射率測定装置を提供する。【解決手段】反射率測定装置１０は、水平方向に移動可能なステージ１１と、ステージ１１上に設置され、上面に試料１２が載置される防反射材１３と、指向性の光を照射する光源１４と、試料１２からの反射光を受光するフォトセンサ１５とを備えている。防反射材１３は暗色の光拡散性シート、例えば、表面が粗面を成す黒色のシリコンゴムシートが用いられる。こうした防反射材１３は試料１２を透過した光源１４からの光を吸収し、拡散させることによって、再び試料１２に向けて光が反射することを防止する。【選択図】        図１
2004177162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する試料の表面の反射率測定装置であって、試料に向けて光を照射する光源と、前記光源から照射された光が前記試料表面で反射された反射光を受光するセンサと、前記試料の下面側からの反射を低減する防反射手段とを備えたことを特徴とする反射率測定装置。
【請求項２】
光透過性を有する試料の表面の反射率測定装置であって、試料に向けて光を照射する光源と、前記光源から照射された光が前記試料表面で反射された反射光を受光するセンサと、前記試料の下面に接して前記試料を受け止める防反射材とを備えたことを特徴とする反射率測定装置。
【請求項３】
前記センサは受光角度が可変であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射率測定装置。
【請求項４】
前記防反射材は、前記試料を透過した光を拡散させる光拡散性材料から構成されたこと特徴とする請求項１に記載の反射率測定装置。
【請求項５】
前記防反射材は、前記試料を受け止める表面が粗面を成し、かつ暗色の光吸収材であること特徴とする請求項２に記載の反射率測定装置。
【請求項６】
前記防反射材は、前記試料とほぼ同一の屈折率をもつ光透過性材料から構成されたこと特徴とする請求項１に記載の反射率測定装置。
【請求項７】
前記光透過性材料は液体であること特徴とする請求項６に記載の反射率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射率測定装置に関するものであり、詳しくは光透過性を有する試料の表面の反射率測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料の表面の反射率を測定する反射率測定装置は、製品の開発や品質保証などの現場で広く用いられている。こうした反射率測定装置は、例えば、ステージの上に載置された試料に向けて光源から一定角度で指向性のある光を照射し、試料で反射された反射光をフォトセンサ等で受光して、反射光の光量を測定するものである。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３９９５５号公報
【０００４】
しかし、上述したような従来の反射率測定装置は反射率が比較的高いもの、例えば反射率が２０〜１００％の試料は比較的正確に測定できるが、光透過性がある透明や半透明の試料に適用する場合、反射率は１０％以下のものが多く、正確に反射率が測定されていないという懸念があった。
【０００５】
図１３に示すように、従来の反射率測定装置１００を使用して、透明の試料１０１の表面反射率を測定する場面を想定すると、光源１０２から照射された光Ｓ１は試料１０１の表面１０１ａで反射する数％程度の反射光Ｓ２だけをセンサ１０３で受光する必要がある。しかし、試料１０１が光透過性であるため、殆どの光Ｓ３は試料１０１を透過する。そして、試料１０１が載置されたステージ１０４と試料１０１の下面１０１ｂとの界面で光Ｓ３の一部が反射し、反射光Ｓ４として再び試料１０１方向に戻される。この反射光Ｓ４をセンサ１０３が受光してしまうと、試料１０１の表面１０１ａだけの正確な反射率は測定できない。特に、試料１０１の厚みが薄い場合には、測定対象の反射光Ｓ２に加えて反射光Ｓ４を拾いやすく、光透過性試料の正確な反射率の測定が困難であった。
【０００６】
測定試料の具体例として、例えば、本出願人による発明である面発光装置を構成する拡散性反射体が挙げられる。このような拡散性反射体は、樹脂などの基板の表面に反射特性を拡散性とするための特殊な形状の凹部を多数形成し、さらに凹部の表面にアルミニウムなどの反射膜を形成したものであり、反射膜で覆われた凹部によって、入射した光を拡散しつつ反射することができる。この拡散性反射体を製造するには、樹脂基板の上面に型押しによって多数の凹部を形成し、その後に基板上面にアルミニウム膜を成膜することで行っている。ところが、アルミニウム膜を成膜した後で初めて反射体としての反射特性を測定することになるので、反射特性の面で不足な反射体を製造してしまった場合に、型押しの工程で不具合を生じたのか、成膜の段階で不具合を生じたのかを特定できない問題がある。したがって、製造工程の途上で表面の凹部が所定の形状に形成されているかを確認できることが好ましいので、アルミニウムなどの反射膜を形成する前の光透過性のある状態で、基板上面の凹部に光を当てて表面の反射特性を測定する必要がある。
【０００７】
ところが、こうした表面に多数の凹部が形成された光透過性の試料を測定する場合、先の図１３を基に説明した場合と同じように測定対象である表面の凹部からの反射光以外に凹部と反対側の底面からの反射光もセンサが受光してしまい、凹部の正確な反射特性の測定が困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光透過性を有する試料の反射率を正確に測定することが可能な反射率測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、光透過性を有する試料の表面の反射率測定装置であって、試料に向けて光を照射する光源と、前記光源から照射された光が前記試料表面で反射された反射光を受光するセンサと、前記試料の下面側からの反射を低減する防反射手段とを備えたことを特徴とする反射率測定装置が提供される。また、光透過性を有する試料の表面の反射率測定装置であって、試料に向けて光を照射する光源と、前記光源から照射された光が前記試料表面で反射された反射光を受光するセンサと、前記試料の下面に接して前記試料を受け止める防反射材とを備えたことを特徴とする反射率測定装置が提供される。
【００１０】
このような反射率測定装置よれば、光透過性の試料の測定にあたって、試料の下面側に接する防反射材（防反射手段）の作用により、試料の下面側で光が反射してセンサに入射することを低減、防止できる。試料の下面側での光の反射を防止できれば、光透過性の試料の表面の正確な反射率の測定を行うことができる。
【００１１】
前記防反射材は、前記試料を透過した光を拡散させる光拡散性材料から構成すればよい。また、この防反射材は、前記試料を受け止める表面が粗面を成し、かつ暗色の光吸収材から構成すればよい。このような光拡散性材料、例えば光吸収材は、試料の下面に接して光を拡散、吸収し、試料の下面で光が反射すること防止する。
【００１２】
前記防反射材は、前記試料とほぼ同一の屈折率をもつ光透過性材料から構成すればよい。防反射材として試料とほぼ同一の屈折率をもつ光透過性材料を用いれば、試料の下面に達した光は反射されること無く、そのまま大部分が光透過性材料に入射する。試料の下面で光が反射されるのを防止するために大いに役立つ。
【００１３】
前記光透過性材料は液体であってもよい。光透過性材料に液体を用いれば、測定試料の屈折率に合わせて液体の種類を変えることで、各種屈折率をもつ測定試料の測定に自在に対応することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の反射率測定装置を示す説明図である。反射率測定装置１０は、水平方向及び紙面に垂直方向に移動可能なステージ１１と、ステージ１１上に設置され、上面に試料１２が載置される防反射材（防反射手段）１３と、指向性の光を照射する光源１４と、試料１２からの反射光を受光するフォトセンサ（センサ）１５とを備えている。光源１４は任意の照射角度に調整が可能であり、例えば、レーザなどの指向性の光を用いることができる。フォトセンサ１５は反射光の入射角度に合わせて任意の受光角度に調整が可能であり、入射した光の強度に応じて出力される出力信号を処理するデータ処理装置（図示せず）などに接続されれば良い。
【００１５】
本発明の反射率測定装置１０で測定される試料１２は、例えば反射型液晶表示装置（ＬＣＤ）の反射膜に用いられる凹凸板である。ＬＣＤの反射膜は、表面に凹凸を形成した光透過性の透明な樹脂板にＡｌコーティングを施して反射膜を形成したものである。このようなＬＣＤの反射膜の製造にあたって、品質管理のためにＡｌコーティングを施す前の凹凸板の表面反射率を測定する必要があり、反射率測定装置１０は、例えばこうした樹脂製の凹凸板の凹凸表面の反射率測定に好適に用いられる。
【００１６】
試料１２の一例である、ＬＣＤの反射膜を構成する凹凸板は、図示の如く凹凸が形成された凹凸層１７ａと、その下層の基層１７ｂとの２層から形成しても良く、あるいは１層であってもよい。２層から構成される場合、凹凸層１７ａと基層１７ｂとは屈折率が同じか、あるいは近い材料で形成するのが好ましい。屈折率をほとんど同じにすれば、凹凸層１７ａと基層１７ｂとの境界面で入射光の反射が生じることがない。
【００１７】
防反射材１３は暗色の光拡散性シート、例えば、表面が粗面を成す暗色、例えば黒色のシリコンゴムシートあるいはウレタンゴムが用いられる。こうした防反射材１３は試料１２を透過した光源１４からの光を吸収し、拡散させることによって、再び試料１２に向けて光が反射することを防止する。
【００１８】
このような構成の反射率測定装置１０を用いて、ＬＣＤの反射膜の材料となる透明な樹脂製の凹凸板の表面反射率を測定する場合を想定すると、まず、試料１２（凹凸板）を凹凸面１２ａを上にして防反射材１３の上面１３ａに密着させつつ載置する。そして、光源１４から試料１２に向けて一定の照射角度Ａ０ で光Ｌ１を照射する。照射角度Ａ０ は例えば１０°〜４５°この図では３０°に設定されている。光源１４から照射された指向性の光Ｌ１の一部は、試料１２の表面である凹凸面１２ａで反射し、反射光Ｌ２として一定の受光角度αでフォトセンサ１５に入射する。受光角度αは例えば−２０°〜７０°の範囲の角度を変えて設定される。フォトセンサ１５に入射した光は光量に応じてフォトセンサ１５から光量信号として出力され、信号処理回路（図示せず）で光源の光量と比較されて種々の受光角度に対する反射率が算出される。なお、受光角度が負の値は、基板法線に対し、図１で左方向に傾斜した方向に相当する。
【００１９】
一方、試料１２（凹凸板）の凹凸面１２ａで反射されずに試料１２内に入射した大部分の光Ｌ３は、試料１２内を伝搬して試料１２の下面１２ｂに達する。ここで、下面１２ｂに達した光は下面１２ｂに接する防反射材１３を構成するシリコンゴムシートの粗面によって拡散される。シリコンゴムシートは光を吸収する黒色に着色されているので、拡散光Ｌ４は速やかに吸収される。
【００２０】
このように、試料１２内を透過して下面１２ｂに達した光Ｌ３は、下面１２ｂに接する防反射材１３の作用によって、下面１２ｂの界面で反射されて再び試料１２内を伝搬してフォトセンサ１５に入射することがほとんどない。従って、フォトセンサ１５に入射する光は、ほとんど試料１２の表面である凹凸面１２ａで反射した反射光Ｌ２だけである。このように、本発明の反射率測定装置１０は、試料１２の下面１２ｂに接して設けた防反射材１３の作用で試料１２の下面１２ｂからの反射光を防ぎ、試料１２（凹凸板）の表面である凹凸面１２ａの反射率を正確に測定することが可能になる。
【００２１】
なお、こうした試料の下面での光の反射を防ぐ防反射材は、ステージと兼用であっても良い。即ち、ステージ自体が上述した防反射材であってもよく、本実施形態の如くステージとは別個に試料を載置する防反射材を形成してもよく、どちらでも同様の効果が得られる。
【００２２】
また、測定する光透過性の試料は、上述した実施例のような表面が凹凸面を成す透明樹脂以外にも、表面が平滑なガラスや樹脂板など、どのような光透過性材料であっても、厚みを大きくし、その下面からの反射光を事実上なくすることができれば表面の反射率を正確に測定することが可能になる。
【００２３】
図２は、第２実施形態の反射率測定装置を示す斜視図である。反射率測定装置２０は、前記実施形態と同様にステージ２１、防反射材（防反射手段）２３、光源２４およびフォトセンサ２５を備えている。第２の実施形態においては、防反射材２３は光透過性材料、例えば透明樹脂板から形成される。この透明樹脂板は、被測定物である試料２２の屈折率ｎと近似するｎ’  の屈折率を持つ材料、例えばアクリル板から形成され、厚みＷを試料２２の厚みＴよりも十分に厚く設定する。
【００２４】
第２実施形態の反射率測定装置２０を用いて、ｎの屈折率を持つ透明な樹脂製の凹凸板の表面反射率を測定する場合を想定すると、試料２２（凹凸板）を凹凸面２２ａを上にして防反射材２３の上面２３ａに密着させつつ載置する。そして、光源２４から試料２２に向けて一定の照射角度Ａ０ で光Ｌ５を照射する。照射角度Ａ０ は例えば３０°に設定すればよい。光源２４から照射された指向性の光Ｌ５の一部は、試料２２の表面である凹凸面２２ａで反射し、反射光Ｌ６として一定の受光角度αでフォトセンサ２５に入射する。受光角度αは例えば−２０°〜７０°の範囲で変化させて設定すればよい。フォトセンサ２５に入射した光は光量に応じてフォトセンサ２５から光量信号として出力され、信号処理回路（図示せず）で光源の光量と比較されて種々の受光角に対する反射率が算出される。
【００２５】
一方、試料２２（凹凸板）の凹凸面２２ａで反射されずに試料２２内に入射した大部分の光Ｌ７は、試料２２内を伝搬して試料２２の下面２２ｂに達する。下面２２ｂに達した光Ｌ７はそのまま透明樹脂板の防反射材２３に入射する。この入射時において、防反射材２３は試料２２の屈折率ｎと近似するｎ’  の屈折率を持つ透明樹脂板で形成されているので、試料２２の下面２２ｂと防反射材２３の上面２３ａとの界面で試料２２を伝搬する光Ｌ７が反射されることはほとんど無い。
【００２６】
試料２２を伝搬する光Ｌ７は、試料２２の下面２２ｂと防反射材２３の上面２３ａとの界面でほとんど反射することなく、そのまま防反射材２３に入射して透過する。防反射材２３を透過する光Ｌ７はステージ２１に達すると一部が反射光Ｌ８として反射するが、防反射材２３の厚みＷが試料２２の厚みＴよりも十分に厚く形成されているので、このステージ２１との界面で反射した反射光Ｌ８が再び防反射材２３から試料２２まで透過してフォトセンサ２５に入射することはほとんどない。
【００２７】
このように、試料２２内を透過して下面２２ｂに達した光Ｌ７は、下面２２ｂに接する防反射材２３の作用によって、下面２２ｂで反射することなくそのまま防反射材２３に入射するので、下面２２ｂで反射されて再び試料２２内を伝搬してフォトセンサ２５に入射することがほとんどない。従って、フォトセンサ２５に入射する光は、ほとんど試料２２の表面である凹凸面２２ａで反射した反射光Ｌ６だけである。第２実施形態の反射率測定装置２０においても、試料２２の下面２２ｂに接して設けた防反射材２３の作用で試料２２の下面２２ｂからの反射光を防ぎ、試料２２（凹凸板）の表面である凹凸面２２ａの反射率を正確に測定することが可能になる。
【００２８】
図３は、第３実施形態の反射率測定装置を示す斜視図である。反射率測定装置３０は、前記実施形態と同様にステージ３１、防反射材３３、光源３４およびフォトセンサ３５を備えている。第３の実施形態においては、防反射材３３は表面に微細な凹凸を形成したＡＲ格子層３３ａと、暗色の光吸収性シート３３ｂとを密着したものである。ＡＲ格子層３３ａは、表面の微細な凹凸の作用で入射した光を拡散させる。光吸収性シート３３ｂは、例えば黒色のシリコンゴムシートが用いられる。光吸収性シート３３ｂは黒色の作用でＡＲ格子層（反射防止層）３３ａで拡散された光を吸収し、試料３２に向けて光が反射することを防止する。
【００２９】
第３実施形態における反射率測定装置３０を用いて、ＬＣＤの反射膜の材料となる透明な樹脂製の凹凸板の表面反射率を測定する場合を想定すると、まず、試料３２（凹凸板）を凹凸面３２ａを上にして防反射材３３を構成するＡＲ格子層３３ａに密着させつつ載置する。そして、光源３４から試料３２に向けて一定の照射角度Ａ０ で光Ｌ９を照射する。照射角度Ａ０ は例えば−２０°〜７０°の範囲に設定すればよい。光源３４から照射された指向性の光Ｌ９の一部は、試料３２の表面である凹凸面３２ａで反射し、反射光Ｌ１０として一定の受光角度αでフォトセンサ３５に入射する。受光角度αは例えば３０°に設定する。フォトセンサ３５に入射した光は光量に応じてフォトセンサ３５から光量信号として出力され、信号処理回路（図示せず）で光源の光量と比較されて反射率が算出される。そして、受光角度を変えながら計測すれば反射率の受光角度依存性が求められる。
【００３０】
一方、試料３２（凹凸板）の凹凸面３２ａで反射されずに試料３２内に入射した大部分の光Ｌ１１は、試料３２内を伝搬して試料３２の下面１２ｂに達する。ここで、下面３２ｂに達した光は下面３２ｂに接する防反射材３３を構成するＡＲ格子層３３ａの微細な凹凸面によって拡散される。そしてこのＡＲ格子層３３ａで拡散された拡散光Ｌ１２は、光を吸収する黒色に着色された光吸収性シート３３ｂによって速やかに吸収される。
【００３１】
このように、試料３２内を透過して下面３２ｂに達した光Ｌ１１は、下面１２ｂに接する防反射材３３の作用によって、下面３２ｂで反射されて再び試料３２内を伝搬してフォトセンサ３５に入射することがほとんどない。従って、フォトセンサ３５に入射する光は、ほとんど試料３２の表面である凹凸面３２ａで反射した反射光Ｌ１０だけである。このように、第３実施形態における反射率測定装置３０は、試料３２の下面３２ｂに接して設けた防反射材３３の作用で試料３２の下面３２ｂからの反射光を防ぎ、試料３２（凹凸板）の表面である凹凸面３２ａの反射率を正確に測定することが可能になる。
【００３２】
図４は、第４実施形態の反射率測定装置を示す斜視図である。反射率測定装置４０は、前記実施形態と同様にステージ４１、防反射材４３、光源４４およびフォトセンサ４５を備えている。第４の実施形態においては、防反射材４３は透明液体層４３ａと、ガラス層４３ｂとから構成される。透明液体層４３ａは、被測定物である試料４２の屈折率ｎと近似するｎ’  の屈折率を持つ液体が厚みＰで薄く広がる。こうした透明液体層４３ａを構成する液体は、試料４２の屈折率に合わせて適宜選択されれば良く、透明液体層４３ａの厚みＰは数μｍから数ｍｍに設定すればよい。ガラス層４３ｂは、例えば透明なソーダガラスから形成され、厚みＷを試料４２の厚みＴよりも十分に厚く設定する。このガラス層４３ｂは、上層である透明液体層４３ａを構成する液体を封止するために、周縁が盛り上がっていてもよい。
【００３３】
第４実施形態の反射率測定装置４０を用いて、ｎの屈折率を持つ透明な樹脂製の凹凸板の表面反射率を測定する場合を想定すると、試料４２（凹凸板）を凹凸面４２ａを上にして防反射材４３の透明液体層４３ａに密着させつつ載置する。そして、光源４４から試料４２に向けて一定の照射角度Ａ０ で光Ｌ１３を照射する。（照射角度Ａ０ は例えば３０°に設定すればよい。）光源４４から照射された指向性の光Ｌ１３の一部は、試料４２の表面である凹凸面４２ａで反射し、反射光Ｌ１４として一定の受光角度αでフォトセンサ４５に入射する。受光角度αを−２０°〜７０°の範囲で変化させる。フォトセンサ４５に入射した光は光量に応じてフォトセンサ４５から光量信号として出力され、信号処理回路（図示せず）で光源の光量と比較されて種々の受光角度に対する反射率が算出される。
【００３４】
一方、試料４２（凹凸板）の凹凸面４２ａで反射されずに試料４２内に入射した大部分の光Ｌ１５は、試料４２内を伝搬して試料４２の下面４２ｂに達する。下面４２ｂに達した光Ｌ１５は、そのまま防反射材４３を構成する透明液体層４３ａに入射する。この入射時において、透明液体層４３ａは試料４２の屈折率ｎと近似するｎ’  の屈折率を持つ透明液体で形成されているので、試料４２の下面２２ｂと透明液体層４３ａとの界面で試料４２を伝搬する光Ｌ１５が反射されることはほとんど無い。
【００３５】
本発明の反射率測定装置による測定に好適な試料として、図５に示す拡散性反射体の中間成型品が挙げられる。拡散性反射体の中間成型品である試料５０は、基板５１と、基板５１上に形成され表面に凹部５２が形成された透明樹脂、例えばアクリル系樹脂等からなる有機膜５３とから構成されている。有機膜５３は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等からなる基板５１上に感光性樹脂などからなる樹脂層を平面形状に形成した後、得ようとする有機膜５３の表面形状とは逆凹凸の表面形状を有するアクリル系樹脂などからなる転写型を上記樹脂層の表面に圧着し、樹脂層を硬化させることにより形成することができる。このようにして表面に凹部５２が形成された有機膜５３上にアルミニウムや銀などの高い反射率を有する反射膜が形成されれば、ＬＣＤ向け拡散性反射体として機能する。
【００３６】
拡散性反射体の反射特性は、凹部５２の内面形状を変化させることによって、制御することができる。図６に示すように、中間成型品である試料５０の凹部５２は、その深さを０．１μｍ〜３μｍの範囲でランダムに形成し、隣接する凹部５２のピッチを５μｍ〜１００μｍの範囲でランダムに配置し、上記凹部５２内面の傾斜角を−１８°〜＋１８°の範囲に設定することが望ましい。
【００３７】
なお、「凹部の深さ」とは、凹部が形成されていない部分の表面（基材表面）から凹部の底部までの距離をいい、「隣接する凹部のピッチ」とは平面視したときに円形となる凹部の中心間の距離のことである。また、「凹部内面の傾斜角」とは、凹部５２の内面の任意の箇所において、例えば０．５μｍ幅の微小な範囲をとったときに、その微小範囲内における斜面の水平面（基材表面）に対する角度θｃ  のことである。この角度θｃ  の正負は、凹部が形成されていない部分の反射膜の表面（基材表面）に立てた法線に対して、例えば図６における右側の斜面を正、左側の斜面を負と定義する。
【００３８】
拡散性反射体において、特に、凹部５２内面の傾斜角分布を−１８°〜＋１８°の範囲に設定する点、隣接する凹部５２のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部５２のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。また、凹部５２内面の傾斜角分布が−１８°〜＋１８°の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない（反射光の拡散角が空気中で５５°以上になる）からである。また、凹部５２の深さが０．１μｍに満たないと、反射面に凹部を形成したことによる光拡散効果が十分に得られず、凹部５２の深さが３μｍを超えると、十分な光拡散効果を得るためにピッチを大きくしなければならず、そうするとモアレが発生するおそれが生じる。
【００３９】
また、隣接する凹部５２のピッチが５μｍ未満の場合、有機膜５３を形成するために用いる転写型の製作上の制約があり、加工時間が極めて長くなる、所望の反射特性が得られるだけの形状が形成できない、干渉光が発生する等の問題が生じる。また、有機膜５３の表面形状を形成するための前記転写型は、ダイヤモンド圧子をステンレス鋼などの基材に多数押圧して作製された転写型用母型の表面形状を、シリコーン樹脂などに転写することによって作製されるが、このダイヤモンド圧子の先端径は実用上３０μｍ〜２００μｍであることが望ましいので、隣接する凹部５２のピッチは５μｍ〜１００μｍとすることが望ましい。
【００４０】
図７は図５に示す拡散性反射体の中間成型品を用いて形成した拡散性反射体の反射面（基材表面）に、入射角３０°で光を照射し、受光角を、反射面（基材表面）に対する正反射の方向である３０゜を中心として、垂線位置（０°；法線方向）から６０°まで振ったときの受光角（単位：°）と明るさ（反射率、単位：％）との関係を示したものである。この図に示されるように、正反射方向を中心とする広い受光角範囲でほぼ均等な反射率が得られる。
【００４１】
これは、凹部５２の深さやピッチが上記に示す範囲に制御されていることと、凹部５２の内面が球面であることによる。すなわち、凹部５２の深さとピッチが制御されて形成されていることにより、光の反射角を支配する凹部５２の内面の傾斜角が一定の範囲に制御されるので、反射膜の反射効率を一定の範囲に制御することが可能になる。また、凹部５２の内面が全ての方向に対して対称な球面であることから反射膜の広い反射方向において均等な反射率が得られる。従って、図６に示す凹部５２を多数形成してなる基板５１の反射率を図１に示すように測定して、受光角毎の分布をとって図７の反射率と似た反射特性となればアルミニウム膜を成膜する前の検査で転写が良好になされた良品であると判定できる。
【００４２】
なお、本発明の反射率測定装置では、受光角度に対する反射率が正確に求められるために、一定の光入射角度における、ある範囲の受光角度での相対反射率を求めることができる。即ち、図７において、反射特性カーブの全面積（０°〜６０°相当）に対し、例えば２０°〜４０°の受光角度範囲（図中斜線部）の面積の相対割合から、反射体の反射特性制御度合も定量化できる。そして、複数の入射光角度に対してこれを実施すれば積分反射率も求めることができる。
【００４３】
次に、別な形状の凹部をもつ拡散性反射体について説明する。図８に示す拡散性反射体７５は、基材の表面に光反射性を有する多数の凹部７０が重なり合うように連続して形成されたもので、本実施形態において、基材は、基板と、基板上に形成されたアクリル系樹脂等からなる有機膜と、有機膜の表面上に設けられた高反射率の金属膜からなる反射膜とから構成されている。
【００４４】
図８〜１０は、本実施形態で用いられる拡散性反射体７５の反射膜の表面に形成される１つの凹部７０の内面形状を示したものである。図８は、凹部７０の斜視図であり、図９は、凹部７０のＸ軸に沿う断面（縦断面Ｘという）、図１０は、凹部７０のＸ軸と直交するＹ軸に沿う断面（縦断面Ｙという）をそれぞれ示している。
【００４５】
図９に示すように、凹部７０の縦断面Ｘにおける内面形状は、凹部７０の一つの周辺部Ｓ１から最深点Ｄに至る第１曲線Ａと、この第１曲線に連続して、凹部の最深点Ｄから他の周辺部Ｓ２に至る第２曲線Ｂとからなるものである。図１５において右下がりの第１曲線Ａと右上がりの第２曲線Ｂとは、最深点Ｄにおいて共に基材表面Ｓに対する傾斜角がゼロとなり、互いに滑らかに連続している。
ここでの「傾斜角」とは、特定の縦断面において凹部の内面の任意の箇所における接線の、水平面（ここでは凹部が形成されていない部分の基材表面Ｓ）に対する角度のことである。
【００４６】
第１曲線Ａの基材表面Ｓに対する傾斜角は、第２曲線Ｂの傾斜角よりも急であって、最深点Ｄは、凹部７０の中心ＯからＸ軸に沿って周縁に向かう方向（ｘ方向）にずれた位置にある。すなわち、第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、第２曲線Ｂの傾斜角の絶対値の平均値よりも大きくなっている。拡散性反射体の表面に形成されている複数の凹部７０における第１曲線Ａの傾斜角の絶対値の平均値は、２°〜９０°の範囲で不規則にばらついており、また複数の凹部７０における第２曲線Ｂの傾斜角の絶対値の平均値も１°〜８９°の範囲で不規則にばらついている。
【００４７】
一方、図１０に示すように、凹部７０の縦断面Ｙにおける内面形状は、凹部７０の中心Ｏに対してほぼ左右均等の形状を成しており、凹部７０の最深点Ｄの周辺は、曲率半径の大きい、すなわち、直線に近い浅型曲線Ｅとなっている。また、浅型曲線Ｅの左右は、曲率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとなっており、拡散性反射体７５の表面に形成されている複数の凹部７０における前記浅型曲線Ｅの傾斜角の絶対値は、概ね１０°以下である。また、これら複数の凹部７０における深型曲線Ｆ，Ｇの傾斜角の絶対値も不規則にばらついているが、例えば２°〜９０°である。また、最深点Ｄの深さｄは、０．１μｍ〜３μｍの範囲内で不規則にばらついている。
【００４８】
拡散性反射体７５の表面に形成されている複数の凹部７０は、上記の縦断面Ｘの形状を与える断面方向がいずれも同一方向となり、かつ上記の縦断面Ｙの形状を与える断面方向がいずれも同一方向となるとともに、最深点Ｄから第１曲線Ａを経て周辺部Ｓ１へ向かう方向がいずれも同一方向となるように配向されている。すなわち、拡散性反射体の表面に形成されている全ての凹部７０は、図８，９中に矢印で示したｘ方向が同一方向を向くように形成されている。
【００４９】
こうした拡散性反射体７５は表面に形成されている各凹部７０の向きが揃っており、最深点Ｄから第１曲線Ａを経て周辺部Ｓ１へ向かう方向がいずれも同一であるので、この拡散性反射体７５に対して、図８，９中のｘ方向（第１曲線Ａ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの法線方向側にシフトする。
【００５０】
逆に、図８，９中のｘ方向と反対方向（第２曲線Ｂ側）の斜め上方から入射した光の反射光は、正反射方向よりも基材表面Ｓの表面側にシフトする。また、縦断面Ｘと直交する縦断面Ｙは、曲率半径の大きい浅型曲線Ｅと、浅型曲線Ｅの両側にあって曲率半径の小さい深型曲線Ｆ，Ｇとを有するように形成されているので、これにより拡散性反射体７５の反射面において正反射方向の反射率も高められる。
【００５１】
その結果、図１１に示すように、縦断面Ｘにおける総合的な反射特性としては、正反射方向の反射率を十分に確保しつつ、特定の方向に反射光を適度に集中させた反射特性とすることができる。図１１は、拡散性反射体７５に、基材表面Ｓの法線方向よりも前記ｘ方向寄りの方向から入射角３０°で光を照射し、視角を基材表面Ｓに対する正反射の方向である３０°を中心として、垂線位置（０°）から６０°まで連続的に変化させた場合の視角（θ°）と明るさ（反射率高さ）との関係を示したものである。このグラフで表される反射特性は、正反射の角度３０゜より小さい反射角度範囲の反射率の積分値が、正反射の角度より大きい反射角度範囲の反射率の積分値より大きくなっており、反射方向が正反射方向よりも法線側にシフトする傾向にある。従って、図８〜１０に示す凹部７０を多数形成してなる基板の反射率を図１に示すように測定して、受光角毎の分布をとって図１１の反射率と似た反射特性となればアルミニウム膜を成膜する前の検査で転写が良好になされた良品であると判定できる。
【００５２】
【実施例】
本発明の反射率測定装置の効果を検証するために、表面に微細な凹凸が形成された透明樹脂板を測定試料として、この試料の表面反射光量の測定を行った。測定を行った試料として、図５および図６に示す測定試料を用いた。
【００５３】
検証にあたって、前記第１実施形態に示す反射率測定装置を準備した。即ち、表面が粗面を成す黒色のシリコンゴムシートを防反射材として使用した。また、測定で得られた反射光量が正確であるか検証するために、試料である表面に微細な凹凸が形成された透明樹脂板の成型用金型（Ａｌコーティング）の表面反射光量も合わせて測定した。測定は、フォトセンサの受光角を−１０°〜＋７０°まで変化させ、受光光量を測定した。
【００５４】
一方、比較例として、防反射材を備えていない従来の反射率測定装置を用いて、上記測定試料の表面反射光量の測定を行った。測定は、上記本発明例と同様にフォトセンサの受光角を−１０°〜＋７０°まで変化させ、受光光量を測定した。こうした検証結果を図１２に示す。
【００５５】
図１２に示す測定結果によれば、両端部分で反射光量が増加している成型用金型の光量グラフに対して、本発明の反射率測定装置を用いて測定した試料は、反射光の強度が異なるだけで、両端部分で反射光量が増加している点など、ほぼ成型用金型の光量グラフに倣った測定結果になることが確認された。本発明の反射率測定装置は、光透過性の試料の下面での反射の影響を排除して、ほぼ正確に反射率が測定可能であることが確認された。
【００５６】
また、図１２において、成型用金型の特性カーブの両端部分（受光角約１０°と約４８°）のピークに対する本発明のサンプルの特性カーブの両端部分（受光角約１４°と約４４°相当）のピーク位置の変化から、凹凸断面の傾斜角の変化度合も把握することができる。
【００５７】
一方、比較例である従来の反射率測定装置を用いた反射光量の測定結果では、成型用金型の光量グラフとは逆に中心部で反射光量が増加して盛り上がり、成型用金型の光量グラフおよび本発明の反射率測定装置を用いて測定した試料の光量グラフとは全く異なる結果になった。これにより、従来の反射率測定装置では、光透過性の試料の測定を場合、試料の下面での反射の影響でほとんど正確に反射率の測定ができていないことが明らかになった。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の反射率測定装置によれば、光透過性の測定試料の測定にあたって、試料の下面に接して防反射材（防反射手段）を設置することで、試料の下面側で光が反射することを防止し、試料の形状に沿った正確な反射率の測定を行うことができる。
【００５９】
これにより、従来は正確に反射率を測定することが難しかった光透過性の試料の表面、例えば透明樹脂板の表面などの正確な反射率の測定が可能になり、こうした透明樹脂板などの表面形状の品質管理の向上に大いに役立つ。
【００６０】
防反射材は、試料を透過した光を拡散させる光拡散性材料から構成すればよく、また、この防反射材は試料を受け止める表面が粗面を成し、かつ暗色の光吸収材から構成すればよい。このような光拡散性材料、例えば光吸収材は、試料の下面に接して光を拡散、吸収し、試料の下面で光が反射すること防止する。
【００６１】
防反射材を試料とほぼ同一の屈折率をもつ光透過性材料から構成すれば、試料の下面に達した光は反射されること無く、そのまま大部分が光透過性材料に入射する。試料の下面で光が反射されるのを防止するために大いに役立つ。また、光透過性材料として液体を用いれば、測定試料の屈折率に合わせて液体の種類を変えることで、各種屈折率をもつ測定試料の測定に自在に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の反射率測定装置を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の反射率測定装置の第２実施形態を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の反射率測定装置の第３実施形態を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の反射率測定装置の第４実施形態を示す平面図である。
【図５】図５は、測定試料の一例である拡散性反射体の中間成型品を示す拡大斜視図である。
【図６】図６は、測定試料の一例である拡散性反射体の凹部を示す断面図である。
【図７】図７は、図６に示す拡散性反射体の凹部の反射特性を示すグラフである。
【図８】図８は、測定試料の一例である拡散性反射体の凹部を示す斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す拡散性反射体の凹部のＸ方向における断面図である。
【図１０】図１０は、図８に示す拡散性反射体の凹部のＹ方向における断面図である。
【図１１】図１１は、図８に示す拡散性反射体の凹部の反射特性を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の検証結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、従来の反射率測定装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  反射率測定装置
１２  試料
１２ｂ  下面
１３  防反射材（防反射手段）
１４  光源
１５  フォトセンサ（センサ）
【図１】
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【図２】
2004177162.tif 000004
【図３】
2004177162.tif 000005
【図４】
2004177162.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004177162.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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