CN110997589B - 透明物品 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够抑制分辨率的降低并且使手指的滑动良好的透明物品。透明物品(10)具备透明基材(11)。在透明基材(11)的主面设有作为呈粗面状的粗面部的粗面层(12)。粗面层(12)的表面(12a)的均方根高度Sq为0.08μm以下，粗糙度曲线要素的平均长度RSm为20μm以下。

Description

透明物品
技术领域
本发明涉及具备透明基材的透明物品，透明基材具有经粗面化的主面。
背景技术
以往，关于配置在显示装置的显示面的透明物品，通过将其表面粗面化而赋予功能、特性。例如，在用于具有触控面板功能的显示装置的透明物品的情况下，为了使手指的滑动良好，有时对表面进行粗面化。另外，专利文献1所公开的透明物品中，通过使设于主面的防污膜的表面形状成为表面粗糙度Sq(RMS表面粗糙度)为0.25μm以下、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为40μm以下的表面形状，而提高了防污膜的耐久性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5839134号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在配置于显示装置的显示面的透明物品中，在为了使手指的滑动良好等目的而将其表面粗面化的情况下，透过该透明物品观察到的图像的分辨率降低。近年来，随着显示装置的高精细化，因表面的粗面化所引起的分辨率的降低的影响愈加增大。
本发明人发现，在按照使表面的粗糙度相关的特定参数呈特定范围的方式将透明物品的表面粗面化的情况下，可使手指的滑动良好、并且可抑制分辨率的降低。本发明是鉴于这样的实情而完成的，其目的在于抑制分辨率的降低并使手指的滑动良好。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的透明物品具备透明基材，在上述透明基材的主面设有呈粗面状的粗面部，上述粗面部的均方根高度Sq为0.08μm以下，粗糙度曲线要素的平均长度RSm为20μm以下。
在上述透明物品中，优选上述粗面部的均方根高度Sq与粗糙度曲线要素的平均长度RSm之比(Sq/RSm)为0.004以下。
在上述透明物品中，优选上述粗面部的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为15μm以下。
发明效果
根据本发明的透明物品，能够抑制分辨率的降低并且使手指的滑动良好。
附图说明
图1是透明物品的说明图。
图2是DOI值的测定方法的说明图。
图3是图案掩模的说明图。
具体实施方式
下面对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1所示，透明物品10具备呈板状的透光性的透明基材11。透明基材11的厚度例如为0.1～5mm。作为透明基材11的材质的示例，可以举出例如玻璃、树脂。透明基材11的材质优选为玻璃，作为玻璃，可以使用例如无碱玻璃、铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等公知的玻璃。另外，也可以使用化学强化玻璃等强化玻璃、LAS系结晶化玻璃等结晶化玻璃。这些之中，优选使用铝硅酸盐玻璃，特别优选使用含有SiO2:50～80质量％、Al2O3:5～25质量％、B2O3:0～15质量％、Na2O:1～20质量％、K2O:0～10质量％的化学强化玻璃。另外，作为树脂的示例，可以举出例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环氧树脂。
在透明基材11的一个主面设置具有凹凸结构的表面12a的粗面层12作为粗面部。粗面层12例如由含有SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2等无机氧化物的基体构成。这种情况下，粗面层12优选仅由无机氧化物构成、或者不含有机化合物。
粗面层12例如可以通过将包含基体前体以及溶解基体前体的液态介质的涂层剂涂布至透明基材11的表面并进行加热来形成。作为涂层剂中包含的基体前体的示例，可以举出例如二氧化硅前体、氧化铝前体、氧化锆前体、二氧化钛前体等无机前体。从降低粗面层12的折射率的方面、容易控制反应性的方面出发，优选二氧化硅前体。
作为二氧化硅前体的示例，可以举出具有与硅原子键合的烃基和水解性基团的硅烷化合物、硅烷化合物的水解缩合物、硅氮烷化合物等。从即使在粗面层12形成得较厚的情况下也可充分抑制粗面层12的裂纹的方面出发，优选包含硅烷化合物及其水解缩合物中的任一者或两者。
硅烷化合物具有与硅原子键合的烃基以及水解性基团。烃基在碳原子间可以具有选自-O-、-S-、-CO-以及-NR’-(R’为氢原子或1价烃基)中的1种或2种以上组合而成的基团。
烃基可以为与1个硅原子键合的1价烃基，也可以为与2个硅原子键合的2价烃基。作为1价烃基的示例，可以举出烷基、烯基、芳基等。作为2价烃基的示例，可以举出亚烷基、亚烯基、亚芳基等。
作为水解性基团的示例，可以举出烷氧基、酰氧基、酮肟基、烯氧基、氨基、氨氧基、酰胺基、异氰酸酯基、卤原子等，从硅烷化合物的稳定性与水解的容易性的平衡的方面出发，优选烷氧基、异氰酸酯基以及卤原子(特别是氯原子)。作为烷氧基，优选碳原子数为1～3的烷氧基，更优选甲氧基或乙氧基。
作为硅烷化合物的示例，可以举出烷氧基硅烷(四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷等)、具有烷基的烷氧基硅烷(甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷等)、具有乙烯基的烷氧基硅烷(乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等)、具有环氧基的烷氧基硅烷(2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等)、具有丙烯酰氧基的烷氧基硅烷(3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等)等。这些硅烷化合物中，优选使用烷氧基硅烷及其水解缩合物中的任一者或两者，更优选使用烷氧基硅烷的水解缩合物。
硅氮烷化合物是在其结构内具有硅与氮的键合(-SiN-)的化合物。作为硅氮烷化合物，可以为低分子化合物、也可以为高分子化合物(具有规定的重复单元的聚合物)。作为低分子系硅氮烷化合物的示例，可以举出六甲基二硅氮烷、六苯基二硅氮烷、二甲氨基三甲基硅烷、三硅氮烷、环三硅氮烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷等。
作为氧化铝前体的示例，可以举出铝醇盐、铝醇盐的水解缩合物、水溶性铝盐、铝螯合物等。作为氧化锆前体的示例，可以举出锆醇盐、锆醇盐的水解缩合物等。作为二氧化钛前体的示例，可以举出钛醇盐、钛醇盐的水解缩合物等。
涂层剂中包含的液态介质为溶解基体前体的溶剂，根据基体前体的种类适宜地选择。作为液态介质的示例，可以举出例如水、醇类、酮类、醚类、溶纤剂类、酯类、二醇醚类、含氮化合物、含硫化合物等。
作为醇类的示例，可以举出甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、二丙酮醇等。作为酮类的示例，可以举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等。作为醚类的示例，可以举出四氢呋喃、1,4-二氧六环等。作为溶纤剂类的示例，可以举出甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等。作为酯类的示例，可以举出乙酸甲酯、乙酸乙酯等。作为二醇醚类的示例，可以举出乙二醇单烷基醚等。作为含氮化合物的示例，可以举出N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。作为含硫化合物的示例，可以举出二甲基亚砜等。液态介质可以单独使用一种，也可以将2种以上组合使用。
需要说明的是，液态介质优选为包含水的液态介质、即为水或者水与其他液态介质的混合液。作为其他液态介质，优选醇类，特别优选甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇。
另外，涂层剂可以包含促进基体前体的水解和缩合的酸催化剂。酸催化剂是促进基体前体的水解和缩合、在短时间内形成粗面层12的成分。酸催化剂可以在涂层剂的制备之前、在基体前体的溶液的制造时添加以用于原料(烷氧基硅烷等)的水解、缩合，也可以在制备必要成分后进一步进行添加。作为酸催化剂的示例，可以举出无机酸(硝酸、硫酸、盐酸等)、有机酸(甲酸、草酸、乙酸、单氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸等)。
作为涂层剂的涂布方法的示例，可以举出公知的湿式涂布法(喷涂法、旋涂法、浸渍涂布法、模涂法、幕涂法、网版涂布法、喷墨法、流涂法、凹板涂布法、棒涂法、柔印涂布法、狭缝涂布法、辊涂法等)等。作为涂布方法，从容易形成凹凸的方面出发，优选喷涂法。
作为喷涂法中使用的喷嘴的示例，可以举出双流体喷嘴、单流体喷嘴等。从喷嘴中喷出的涂层剂的液滴的粒径通常为0.1～100μm、优选为1～50μm。涂层剂的液滴的粒径可以根据喷嘴的种类、喷雾压力、液量等适宜地调整。例如，在利用双流体喷嘴时，喷雾压力越高则液滴越减小，另外，液量越多则液滴越大。需要说明的是，液滴的粒径为利用激光测定器测定出的索特平均粒径。
涂布涂层剂时的涂布对象(例如透明基材11)的表面温度例如为20～75℃，优选为30℃以上，更优选为60℃以上。作为对涂布对象进行加热的方法，例如优选使用热水循环式的加热装置。另外，涂布涂层剂时的湿度例如优选为20～80％。
下面对透明基材11的一个主面的面形状进行具体说明。
透明基材11的一个主面由粗面层12的表面12a构成。粗面层12的表面12a是均方根高度Sq为0.08μm以下、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为20μm以下的面形状。通过使其成为满足上述范围的面形状，能够使表面12a上的手指的滑动(干爽光滑的触感)良好、并且能够抑制分辨率的降低。
均方根高度Sq是依据ISO25178测定出的数值，粗糙度曲线要素的平均长度RSm是依据JIS B 0601(2001)测定出的数值。JIS B 0601与ISO4287对应，两者的技术内容等同。下文中，有时将“均方根高度Sq”省略记载为“高度Sq”、将“粗糙度曲线要素的平均长度RSm”省略记载为“平均长度RSm”。
粗面层12的表面12a的高度Sq为0.08μm以下，优选为0.06μm以下。另外，粗面层12的表面12a的高度Sq优选为0.02μm以上。
粗面层12的表面12a的平均长度RSm为20μm以下，优选为15μm以下。平均长度RSm为15μm以下的情况下，使手指的滑动良好的效果进一步提高。另外，粗面层12的表面12a的平均长度RSm优选为5μm以上。
粗面层12的表面12a中，高度Sq与平均长度RSm之比(Sq/RSm)优选为0.004以下。这种情况下，抑制分辨率的降低的效果进一步提高。另外，粗面层12的表面12a的高度Sq与平均长度RSm之比(Sq/RSm)更优选为0.001以上。
粗面层12的表面12a的面形状可以通过改变粗面层12的形成条件来进行控制。例如，在通过喷涂法形成粗面层12的情况下，若涂层剂的涂布量减少，则高度Sq减少。若降低涂布涂层剂时的湿度、或减小喷雾液滴的粒径，则可以减小平均长度RSm。
另外，关于具有高度Sq为0.08μm以下、平均长度RSm为20μm以下的面形状的表面12a的粗面层12，在涂布涂层剂时提高透明基材11的表面温度、或者降低湿度等而成为使所涂布的涂层剂的液滴快速干燥的形成条件的情况下，该粗面层12特别容易形成。
以上述方式构成的透明物品10被配置在例如具有触控面板功能的显示装置等假设被手指触摸的显示装置的显示面进行使用。这种情况下，透明物品10可以为安装在显示装置的显示面上的部件。即，透明物品10可以是稍后安装于显示装置的部件。另外，透明物品10优选适用于像素密度为160～600ppi的显示装置中。
下面对本实施方式的效果进行说明。
(1)透明物品10具备透明基材11。在透明基材11的主面上设有作为呈粗面状的粗面部的粗面层12。粗面层12的表面12a的高度Sq为0.08μm以下、平均长度RSm为20μm以下。
根据上述构成，能够使手指的滑动(干爽光滑的触感)良好，并且能够抑制分辨率的降低。
(2)粗面层12的表面12a的高度Sq与平均长度RSm之比(Sq/RSm)优选为0.004以下。
根据上述构成，抑制分辨率的降低的效果进一步提高。
(3)粗面层12的表面12a的平均长度RSm优选为15μm以下。
根据上述构成，使手指的滑动良好的效果进一步提高。
(4)粗面层12的表面12a中，优选高度Sq与平均长度RSm之比(Sq/RSm)为0.004以下、平均长度RSm为15μm以下。
根据上述构成，能够高水平地兼顾抑制分辨率的降低的效果以及使手指的滑动良好的效果。
需要说明的是，本实施方式也可以如下进行变更来具体实现。
·粗面层12只要为表面12a的高度Sq和平均长度RSm呈上述特定范围的形状，也可以由多个层构成。例如，可以为由具有凹凸面的第1层、以及沿着第1层的凹凸面设置在第1层上的第2层构成的粗面层12，也可以为由不具有凹凸面的第1层、以及设置在第1层上的具有凹凸面的第2层构成的粗面层12。需要说明的是，在为由多个层构成的粗面层12的情况下，将位于最外侧的层的表面作为表面12a。
·粗面层12也可以兼作具有特定功能的功能层。作为功能层的示例，可以举出例如防眩层、防反射层、防污层。另外，粗面层12由多个层构成的情况下，各层可以具有不同的功能。例如，粗面层12可以由依次设于透明基材11上的防眩层和防反射层来构成。
·在上述实施方式中，使设于透明基材11的主面的粗面层12为粗面部，但粗面部的构成并不限定于粗面层12。例如，可以将通过对透明基材11的表面实施喷砂处理、蚀刻处理等而形成的凹凸形状的表面部分作为粗面部，也可以为在上述凹凸形状的表面部分上进一步设置粗面层12而成的粗面部。
·粗面部可以设置在透明基材11的整个主面，也可以部分地设置在主面的一部分。
下面记载能够由上述实施方式和变更例掌握的技术思想。
(I)如上所述的透明物品，其中，上述粗面部为设置于上述透明基材的主面的粗面层。
(II)如上所述的透明物品，其中，上述粗面层为含有选自SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2中的至少一种的层。
实施例
下面举出试验例更具体地说明上述实施方式。需要说明的是，本发明并不限于这些。
(试验例1～16)
制作在透明基材的主面设有粗面层且粗面层的表面形状的不同的试验例1～16的透明物品。
在试验例1～14中，对于由厚度1.3mm的板状的化学强化玻璃构成的透明基材(日本电气硝子株式会社制造：T2X-1)的一侧的表面，使用喷涂装置涂布涂层剂，由此形成粗面层。喷涂装置的喷嘴为双流体喷嘴，涂层剂为通过将粗面层的前体(正硅酸四乙酯)溶解在包含水的液态介质中而制备的溶液，将该涂层剂在喷雾压力0.2MPa下以流量0.3kg/小时涂布在透明基材上，于180℃加热30分钟使其干燥。
在试验例15、16中，利用与试验例1～14相同的方法在透明基材上形成粗面层(防眩层)，之后利用反应性溅射法在粗面层上形成防反射层。防反射层由电介质多层膜形成，从透明基材侧起依次由高折射率膜(氧化铌、厚度15nm)、低折射率膜(氧化硅、30nm)、高折射率膜(氧化铌、厚度110nm)以及低折射率膜(氧化硅、80nm)这4层构成。
如表1所示，试验例1～16的透明物品中，通过在形成粗面层时改变双流体喷嘴的喷嘴径、透明基材周边的气氛湿度、透明基材的表面温度以及每单位表面积所涂布的涂布液量，从而改变粗面层的表面形状。
(试验例17)
在试验例17中，在由厚度1.3mm的板状的化学强化玻璃构成的透明基材(日本电气硝子株式会社制造：T2X-1)的一侧的表面，通过反应性溅射法形成防反射层。防反射层由电介质多层膜形成，从基材侧起依次由高折射率膜(氧化铌、厚度15nm)、低折射率膜(氧化硅、30nm)、高折射率膜(氧化铌、厚度110nm)以及低折射率膜(氧化硅、80nm)这4层构成。这样制作出了不具有粗面层的透明物品。
[表1]
Figure BDA0002389262240000091
(粗面层的表面形状的分析)
关于粗面层的表面形状，使用扫描型白色干涉显微镜(Ryoka Systems Inc.制：VertScan)，利用WAVE模式，使用530白色滤光片和×20倍的物镜，640像素×480像素的分辨率对316.77μm×237.72μm的测定区域进行测定。对于测定得到的粗糙度数据利用分析软件VS-Viewer进行1次面校正，求出各试验例的均方根高度Sq。关于各试验例的粗糙度曲线要素的平均长度RSm，在测定区域中与长边平行地取从区域的一端到另一端的10条线，求出各条线的RSm并进行平均，所得到的值为该平均长度RSm。另外，由所测定的高度Sq和平均长度RSm的数值求出平均长度RSm与高度Sq之比(Sq/RSm)。将它们的结果示于表2。需要说明的是，关于试验例15～17的透明物品的表面形状，在利用扫描型白色干涉显微镜进行测定前利用溅射法在各透明物品表面的防反射层上形成金薄膜，由此提高表面的光反射率，之后进行表面形状的分析。只要设置在防反射层上的金薄膜的厚度为数nm左右，金薄膜即可直接追随基底的凹凸的形状，因此该金薄膜对高度Sq和平均长度RSm的测定值所带来的影响可以忽略。
(手指的滑动的评价)
由10人的评价小组对于各试验例的透明物品中的粗面层的表面进行利用经乙醇擦拭后的手指摩擦的操作，评价是否感觉到手指的滑动(干爽光滑的触感)良好。将其结果示于表2的“手指的滑动”栏中。需要说明的是，在“手指的滑动”栏中，将评价为手指的滑动良好的人数为8人以上的情况表示为“◎”，将评价为手指的滑动良好的人数为5人以上7人以下的情况表示为“○”，将评价为手指的滑动良好的人数为4人以下的情况表示为“×”。
(分辨率的评价)
如图2所示，在面光源20上配置图案掩模21，并且在图案掩模21上配置透明物品10。此时，透明物品10按照与表面12a相反侧的面朝向图案掩模21侧的方式进行配置。之后，将容许弥散圆直径被设定为53μm的光检测器22配置在与透明物品10的表面12a对置的位置。
作为图案掩模21，如图3所示，使用像素间距为50μm、像素尺寸为10μm×40μm的500ppi的图案掩模。作为光检测器22，使用SMS-1000(Display-Messtechnik&Systeme公司制造)。
光检测器22的传感器尺寸为1/3型，像素尺寸为3.75μm×3.75μm。光检测器22的透镜的焦距为100mm，透镜光阑直径为4.5mm。另外，在将容许弥散圆直径被设定为53μm的光检测器22的前方景深内按照包含透明物品10的表面12a和图案掩模21的上表面21a的方式配置图案掩模21和透明物品10。具体地说，按照上表面21a位于光检测器22的焦点位置的方式配置图案掩模21，将透明物品10配置在从图案掩模21的上表面21a到表面12a的距离为1.8mm的位置。
接着，对于透明物品10，使其为隔着图案掩模21照射了来自面光源20的光的状态，利用光检测器22拍摄透明物品10，获得透明物品10的图像数据。利用SMS-1000的DOI测定模式(软件Sparkle measurement system)对所得到的图像数据进行分析，求出图案掩模21的各像素的像素亮度。并求出像素亮度的峰值(Ip)和谷值(Iv)。
另外，使其为除去了透明物品10的状态，利用光检测器22拍摄图案掩模21。利用SMS-1000的DOI测定模式对所得到的图像数据进行分析，求出图案掩模21的各像素的像素亮度。并求出像素亮度的峰值(Ip0)和谷值(Iv0)。
基于下式(1)计算出DOI值。DOI值是表示分辨率的降低程度的值，分辨率的降低越受到抑制，DOI值是越接近“1”的数值。
DOI值＝[(Ip-Iv)/(Ip+Iv)]/[(Ip0-Iv0)/(Ip0+Iv0)]···(1)
将各试验例的DOI值示于表2的“分辨率”栏中。需要说明的是，“分辨率”栏中，将DOI值为0.86以上的情况作为“◎”、DOI值为0.80以上且小于0.86的情况作为“○”、DOI值小于0.80的情况作为“×”，一并示出了DOI值的评价。
[表2]
Figure BDA0002389262240000111
如表2所示，表面形状不满足“均方根高度Sq为0.08以下、粗糙度曲线要素的平均长度RSm为20μm以下”这样的第1条件的试验例5、6、10、11、16中，与表面形状满足第1条件的试验例1～4、7～9、12～15相比，得到了手指的滑动的评价或分辨率的评价更低的结果。由该结果可知，为了抑制分辨率的降低并使手指的滑动良好，使其成为满足第1条件的表面形状是有效的。
进而，由试验例1～3、5、6、8、9、12、14、15的结果确认到，在表面形状除了满足第1条件以外，还满足“均方根高度Sq与粗糙度曲线要素的平均长度RSm之比(Sq/RSm)为0.004以下”这样的第2条件的情况下，在制成表面形状的情况下，抑制分辨率的降低的效果倾向于提高。另外，由试验例4、7～9、12、14、15的结果确认到，在表面形状除了满足第1条件以外，还满足“粗糙度曲线要素的平均长度RSm为15μm以下”这样的第3条件的情况下，使手指的滑动良好的效果倾向于提高。并且，由试验例8、9、12、14、15的结果确认到，在表面形状同时满足第1条件、第2条件、第3条件的情况下，能够高水平地兼顾抑制分辨率的降低的效果以及使手指的滑动良好的效果。
试验例17中，由于不具有粗面层，因此得到了手指的滑动的评价降低的结果。由该结果可知，为了使手指的滑动良好，具有粗面层是有效的。
附图标记说明
10…透明物品、11…透明基材、12…粗面层、12a…表面。

Claims (2)

1.一种透明物品，具备透明基材，其特征在于，
在所述透明基材的主面设有呈粗面状的粗面部，
所述粗面部的均方根高度Sq为0.02μm以上且0.08μm以下，粗糙度曲线要素的平均长度RSm为5μm以上且20μm以下，
所述粗面部的均方根高度Sq与粗糙度曲线要素的平均长度RSm之比Sq/RSm为0.001以上且0.004以下。
2.如权利要求1所述的透明物品，其特征在于，所述粗面部的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为15μm以下。
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