JP2009186234A - Light-transmitting member and timepiece provided with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カバーガラス等の透光性部材、およびこの透光性部材を備えた時計に関する。 The present invention relates to a translucent member such as a cover glass, and a timepiece including the translucent member.
従来、時計用のカバーガラスには、サファイアガラス、石英ガラスおよびソーダガラス等が使用されている。しかし、これらのガラスを単体で使用すると、反射率が高いため時刻表示等の視認性が悪い。特に、屈折率の高いサファイアガラスを用いた場合に顕著である。そこで、ガラスの表面に反射防止層を設け、反射率を抑えて視認性を向上させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, sapphire glass, quartz glass, soda glass, or the like is used as a cover glass for a watch. However, when these glasses are used alone, the visibility such as time display is poor due to the high reflectance. This is particularly noticeable when sapphire glass having a high refractive index is used. Therefore, a method is known in which an antireflection layer is provided on the surface of glass to improve visibility by suppressing the reflectance (see, for example, Patent Document 1).
一方、反射防止層の材質には硬度の低いものも少なくないため、反射防止層には傷が付きやすく、かえって視認性が悪くなるとともに意匠性も低下するおそれがあった。
これに対し、特許文献2には、反射防止層の上に硬度の高いDLC(ダイヤモンドライクカーボン)層を設け、耐摩擦性を向上した時計用カバーガラスが開示されている。
On the other hand, since the material of the antireflection layer is often low in hardness, the antireflection layer is easily scratched. On the contrary, there is a possibility that the visibility is deteriorated and the design property is also lowered.
On the other hand, Patent Document 2 discloses a watch cover glass in which a DLC (diamond-like carbon) layer having a high hardness is provided on an antireflection layer to improve friction resistance.
しかしながら、DLC層は屈折率が高く、屈折率の低い反射防止層の上にDLC層を形成すると、反射防止効果が損なわれてしまうという問題があった。
そこで、本発明は、高い耐傷性と良好な視認性の双方を備えた透光性部材、およびこの透光性部材を備えた時計を提供することを目的とする。
However, the DLC layer has a high refractive index, and when the DLC layer is formed on the antireflective layer having a low refractive index, there is a problem that the antireflection effect is impaired.
Then, an object of this invention is to provide the translucent member provided with both high scratch resistance and favorable visibility, and a timepiece provided with this translucent member.
本発明の透光性部材は、透光性を有する基材と、前記基材の上に形成された第1機能層と、前記第1機能層の上に形成された第2機能層と、を備え、前記第2機能層の屈折率は、前記第1機能層の屈折率よりも小さく、前記第1機能層および第2機能層のいずれか一方は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)層であることを特徴とする。 The translucent member of the present invention includes a base material having translucency, a first functional layer formed on the base material, a second functional layer formed on the first functional layer, The refractive index of the second functional layer is smaller than the refractive index of the first functional layer, and one of the first functional layer and the second functional layer is a DLC (diamond-like carbon) layer. It is characterized by that.
本発明によれば、第1機能層または第2機能層として硬度の高いDLC層を設けるので、透光性部材の表面の耐傷性を向上することができる。
また、第2機能層の屈折率が第1機能層の屈折率よりも小さいので、第1機能層が空気に接する場合と比べて、透光性部材の表面と空気との屈折率の差が小さくなる。これによって、光透過率を増大させて反射率を低減することができ、透光性部材を介して向こう側を見る場合の視認性を向上することができる。
すなわち、本発明によれば、高い耐傷性と良好な視認性の双方を備えた透光性部材を実現できる。
According to the present invention, since the DLC layer having high hardness is provided as the first functional layer or the second functional layer, the scratch resistance of the surface of the translucent member can be improved.
In addition, since the refractive index of the second functional layer is smaller than the refractive index of the first functional layer, the difference in refractive index between the surface of the translucent member and air is smaller than when the first functional layer is in contact with air. Get smaller. Thereby, the light transmittance can be increased and the reflectance can be reduced, and the visibility when the other side is viewed through the translucent member can be improved.
That is, according to this invention, the translucent member provided with both high scratch resistance and favorable visibility is realizable.
なお、第1機能層および第2機能層のうち、DLC層の屈折率は、DLCの製造方法等によって調整することができる。例えば、水素原子(H)やフッ素原子(F)等の軽い元素をDLC層内に打ち込むことによって、DLC層の硬度をあまり損なわずに屈折率を下げることができる。また、他方の機能層の屈折率は、これを形成する材質や製造方法等によって調整することができる。
また、基材の材質は、特に限定されないが、例えば、サファイアガラス、石英ガラスおよびソーダガラス等が挙げられる。
In addition, the refractive index of a DLC layer can be adjusted with the manufacturing method etc. of DLC among a 1st functional layer and a 2nd functional layer. For example, by implanting a light element such as a hydrogen atom (H) or a fluorine atom (F) into the DLC layer, the refractive index can be lowered without significantly impairing the hardness of the DLC layer. Further, the refractive index of the other functional layer can be adjusted by the material forming the same, the manufacturing method, and the like.
Moreover, although the material of a base material is not specifically limited, For example, sapphire glass, quartz glass, soda glass, etc. are mentioned.
本発明の透光性部材において、前記第1機能層の屈折率と前記第2機能層の屈折率との差は、0.1以上であり、前記第2機能層の屈折率は、1.7以下であることが好ましい。
この発明によれば、透光性部材の表面の屈折率を十分に低減することができ、良好な反射防止効果が得られる。
ここで、第1機能層の屈折率と第2機能層の屈折率との差が0.1未満であると、第2機能層を追加することによる反射防止効果が小さくなり、好ましくない。なお、第1機能層の屈折率と第2機能層の屈折率との差は、0.2以上であることがより好ましく、0.3以上であることがさらに好ましい。
また、第2機能層の屈折率が1.7を超えると、透光性部材の表面と空気との屈折率の差が大きくなり、十分な反射防止効果が得られないため好ましくない。なお、第2機能層の屈折率は、1.6以下であることがより好ましく、1.5以下であることがさらに好ましい。
In the translucent member of the present invention, the difference between the refractive index of the first functional layer and the refractive index of the second functional layer is 0.1 or more, and the refractive index of the second functional layer is 1. It is preferable that it is 7 or less.
According to this invention, the refractive index of the surface of the translucent member can be sufficiently reduced, and a good antireflection effect can be obtained.
Here, if the difference between the refractive index of the first functional layer and the refractive index of the second functional layer is less than 0.1, the antireflection effect due to the addition of the second functional layer is reduced, which is not preferable. Note that the difference between the refractive index of the first functional layer and the refractive index of the second functional layer is more preferably 0.2 or more, and further preferably 0.3 or more.
On the other hand, if the refractive index of the second functional layer exceeds 1.7, the difference in refractive index between the surface of the translucent member and air increases, and a sufficient antireflection effect cannot be obtained. The refractive index of the second functional layer is more preferably 1.6 or less, and further preferably 1.5 or less.
本発明の透光性部材において、前記DLC層には、水素およびフッ素の少なくともいずれかが添加されていることが好ましい。
この発明では、DLC層に水素およびフッ素の少なくともいずれかが含まれているので、DLC層の着色を防止することができる。
また、水素やフッ素の存在により低屈折率のDLC層を得ることができる。
In the translucent member of the present invention, it is preferable that at least one of hydrogen and fluorine is added to the DLC layer.
In the present invention, since at least one of hydrogen and fluorine is contained in the DLC layer, coloring of the DLC layer can be prevented.
In addition, a DLC layer having a low refractive index can be obtained due to the presence of hydrogen or fluorine.
本発明の透光性部材において、前記DLC層に対する水素およびフッ素の合計含有量は、原子比で20%以上50%以下であることが好ましい。
この発明では、DLC層に水素およびフッ素の少なくともいずれかを所定量だけ添加するので、DLC層の着色を適切に防止することができる。
ここで、DLC層に対する水素およびフッ素の合計含有量が原子比で20%未満または50%を超えると、DLC層が着色する場合があるため好ましくない。また、50%を超えると、DLC層の硬度が低下する場合があり好ましくない。なお、DLC層に対する水素およびフッ素の合計含有量は、原子比で25%以上45%以下であることがより好ましく、30%以上40%以下であることがさらに好ましい。
In the translucent member of the present invention, the total content of hydrogen and fluorine in the DLC layer is preferably 20% or more and 50% or less in terms of atomic ratio.
In the present invention, since a predetermined amount of at least one of hydrogen and fluorine is added to the DLC layer, coloring of the DLC layer can be appropriately prevented.
Here, when the total content of hydrogen and fluorine in the DLC layer is less than 20% or more than 50% in terms of atomic ratio, the DLC layer may be colored, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 50%, the hardness of the DLC layer may decrease, which is not preferable. The total content of hydrogen and fluorine in the DLC layer is more preferably 25% or more and 45% or less, and further preferably 30% or more and 40% or less in terms of atomic ratio.
本発明の透光性部材において、前記第1機能層は、前記DLC層であり、前記第2機能層は、SiO2,MgF2,LiF,Na3AlF6,NaF,CaF2,LaF3,NdF3,Al2O3,CeF3およびSiOの少なくともいずれかによって形成されていることが好ましい。
この発明によれば、屈折率の高いDLC層の上に、DLCよりも屈折率の低い材料を用いて第2機能層を形成する。これにより、DLC層が表面に露出する場合と比べて、透光性部材の表面の屈折率を低減することができ、良好な反射防止効果を得ることができる。
また、第2機能層の下に、平滑で硬度の高いDLC層が存在することで、第2機能層もまた平滑になり、傷が付きにくくなるので、透光性部材の表面の耐傷性を向上することができる。
なお、第2機能層は、屈折率と硬度の観点より、SiO2,MgF2またはAl2O3によって形成されていることがより好ましい。
In the translucent member of the present invention, the first functional layer is the DLC layer, and the second functional layer is SiO 2 , MgF 2 , LiF, Na 3 AlF 6 , NaF, CaF 2 , LaF 3 , It is preferably formed of at least one of NdF 3 , Al 2 O 3 , CeF 3 and SiO.
According to the present invention, the second functional layer is formed on the DLC layer having a high refractive index using the material having a refractive index lower than that of the DLC. Thereby, compared with the case where a DLC layer is exposed on the surface, the refractive index of the surface of a translucent member can be reduced, and a favorable antireflection effect can be acquired.
In addition, since the DLC layer having a smooth and high hardness exists under the second functional layer, the second functional layer also becomes smooth and less likely to be scratched, so that the scratch resistance of the surface of the translucent member is improved. Can be improved.
The second functional layer is more preferably formed of SiO 2 , MgF 2 or Al 2 O 3 from the viewpoint of the refractive index and hardness.
本発明の透光性部材において、前記第1機能層は、Ta2O5,TiO2,Al2O3,MgO,Gd2O3,La2O3,Pr6O11,ZnO,ZrO2,In2O3,Nd2O3,ThO2,SnO2,Sb2O3,CeO2,Bi2O3およびHfO2の少なくともいずれかによって形成され、前記第2機能層は、前記DLC層であることが好ましい。
この発明によれば、屈折率の高い材料で形成された第1機能層の上に、これよりも屈折率の低いDLCにより形成された第2機能層を設ける。これにより、第1機能層が表面に露出する場合と比べて、透光性部材の表面の屈折率を低減することができ、良好な反射防止効果を得ることができる。
また、透光性部材の表面に、硬度の高いDLC層が存在するので、透光性部材の表面の耐傷性を向上することができる。
なお、第1機能層は、屈折率と硬度の観点より、Ta2O5,HfO2,TiO2またはZrO2によって形成されていることがより好ましい。
In the translucent member of the present invention, the first functional layer includes Ta 2 O 5 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Gd 2 O 3 , La 2 O 3 , Pr 6 O 11 , ZnO, and ZrO 2. , In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , ThO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3 and HfO 2 , and the second functional layer is the DLC layer It is preferable that
According to the present invention, the second functional layer formed of DLC having a lower refractive index is provided on the first functional layer formed of a material having a high refractive index. Thereby, compared with the case where a 1st functional layer is exposed on the surface, the refractive index of the surface of a translucent member can be reduced, and a favorable antireflection effect can be acquired.
Moreover, since the DLC layer with high hardness exists on the surface of the translucent member, the scratch resistance of the surface of the translucent member can be improved.
The first functional layer is more preferably formed of Ta 2 O 5 , HfO 2 , TiO 2, or ZrO 2 from the viewpoint of the refractive index and hardness.
本発明の透光性部材において、前記DLC層の厚さは、5nm以上150nm以下であることが好ましい。
この発明によれば、DLC層の着色を防止して透光性部材の透明性を確保しつつ、耐傷性を向上することができる。
ここで、DLC層の厚さが5nm未満であると、耐傷性を十分に向上することができず好ましくない。一方、DLC層の厚さが150nmを超えると、DLC層が着色する場合があり好ましくない。なお、DLC層の厚さは、10nm以上140nm以下であることがより好ましく、10nm以上130nm以下であることがさらに好ましい。
In the translucent member of the present invention, the DLC layer preferably has a thickness of 5 nm to 150 nm.
According to this invention, it is possible to improve the scratch resistance while preventing the DLC layer from being colored and ensuring the transparency of the translucent member.
Here, if the thickness of the DLC layer is less than 5 nm, the scratch resistance cannot be sufficiently improved, which is not preferable. On the other hand, if the thickness of the DLC layer exceeds 150 nm, the DLC layer may be colored, which is not preferable. Note that the thickness of the DLC layer is more preferably 10 nm or more and 140 nm or less, and further preferably 10 nm or more and 130 nm or less.
本発明の透光性部材において、前記第1機能層の厚さおよび前記第2機能層の厚さは、いずれも5nm以上150nm以下であることが好ましい。
この発明によれば、第1機能層および第2機能層の着色を防止して、透光性部材の透明性を維持することができる。
ここで、第1機能層の厚さおよび第2機能層の厚さが150nmを超えると、第1機能層または第2機能層が着色する場合があり好ましくない。なお、第1機能層の厚さおよび第2機能層の厚さは、140nm以下であることがより好ましく、130nm以下であることがさらに好ましい。
また、第1機能層の厚さおよび第2機能層の厚さは5nm以上であることが好ましい。これらの厚さが5nm未満になると光学特性と表面硬度を十分に満足できなくなるおそれがある。
In the translucent member of the present invention, it is preferable that the thickness of the first functional layer and the thickness of the second functional layer are both 5 nm or more and 150 nm or less.
According to this invention, coloring of the first functional layer and the second functional layer can be prevented, and the transparency of the translucent member can be maintained.
Here, when the thickness of the first functional layer and the thickness of the second functional layer exceed 150 nm, the first functional layer or the second functional layer may be colored, which is not preferable. Note that the thickness of the first functional layer and the thickness of the second functional layer are more preferably 140 nm or less, and further preferably 130 nm or less.
Further, the thickness of the first functional layer and the thickness of the second functional layer are preferably 5 nm or more. If these thicknesses are less than 5 nm, the optical properties and surface hardness may not be sufficiently satisfied.
本発明の時計は、前述の透光性部材を備えた時計であって、前記透光性部材は、時計体を収容するケースに設けられることを特徴とする。
本発明によれば、前述の透光性部材が、例えば、カバーガラスとしてケースに設けられる。このとき、透光性部材の反射防止機能によって情報の視認性が向上する。そして、この視認性は、透光性部材の耐傷性によって長期にわたって維持される。
The timepiece of the present invention is a timepiece provided with the above-described translucent member, wherein the translucent member is provided in a case that accommodates the timepiece body.
According to this invention, the above-mentioned translucent member is provided in a case as a cover glass, for example. At this time, the visibility of information is improved by the antireflection function of the translucent member. And this visibility is maintained over a long period of time by the flaw resistance of a translucent member.
このような本発明によれば、高い耐傷性と良好な視認性の双方を備えた透光性部材、およびこれを備えた時計を提供できる。 According to the present invention as described above, it is possible to provide a translucent member having both high scratch resistance and good visibility, and a timepiece having the same.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
〔透光性部材の構成〕
図1に、本発明の第1実施形態に係る透光性部材の概略層構成を示す。
本実施形態の透光性部材1は、図1に示すように、基材10と、基材10の上に形成された第1機能層11と、第1機能層11の上に形成された第2機能層12と、を備える。
[First Embodiment]
[Configuration of translucent member]
In FIG. 1, the schematic layer structure of the translucent member which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown.
As shown in FIG. 1, the
基材10は、透光性を有する材質、例えば、サファイアガラス、石英ガラスまたはソーダガラス等で形成することができる。本実施形態の基材10は、サファイアガラスである。
The
第1機能層11は、水素が添加されたDLC層13である。
このようなDLC層13は、例えば、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によって形成することができる。
本実施形態では、DLC層13は、プラズマCVD法によって形成される。
DLC層13の形成には、通常のプラズマCVDに用いられる装置を用いることができる。原料ガスは、メタン等の炭化水素ガスである。この原料ガスに、水素を含有させることで、DLC層13に水素を導入することができる。
The first
Such a
In the present embodiment, the
For the formation of the
また、DLC層13に対する水素の含有量は、原子比で20%以上50%以下であることが好ましい。
水素の含有量が原子比で20%以上50%以下であれば、DLC層13の硬度を低下させることなく、DLC層13の着色を適切に防止することができる。なお、DLC層に対する水素の含有量は、原子比で25%以上45%以下であることがより好ましく、30%以上40%以下であることがさらに好ましい。
なお、DLC層13の屈折率が第1機能層11の屈折率よりも小さくならないようにすることが重要である。
Moreover, it is preferable that hydrogen content with respect to the
If the hydrogen content is 20% or more and 50% or less by atomic ratio, coloring of the
It is important that the refractive index of the
ここで、DLC層13の厚さは、5nm以上150nm以下であることが好ましい。
DLC層13の厚さが5nm以上150nm以下であれば、DLC層13の着色を防止して透光性部材1の透明性を維持することができる。なお、DLC層13の厚さは、10nm以上140nm以下であることがより好ましく、10nm以上130nm以下であることがさらに好ましい。
Here, the thickness of the
If the thickness of
第2機能層12は、SiO2,MgF2,LiF,Na3AlF6,NaF,CaF2,LaF3,NdF3,Al2O3,CeF3およびSiOの少なくともいずれかによって形成されていることが好ましい。
特に、第2機能層12は、屈折率と硬度の観点より、SiO2,MgF2またはAl2O3によって形成されていることがより好ましい。
本実施形態では、第2機能層12は、Al2O3によって形成されている。
The second
In particular, the second
In the present embodiment, the second
第2機能層12の厚さは、5nm以上150nm以下であることが好ましい。
第2機能層12の厚さが5nm以上150nm以下であれば、層本来の硬さを得ることができ、また第2機能層の着色を防止して、透光性部材の透明性を維持することができる。
なお、第2機能層12の厚さは、140nm以下であることがより好ましく、130nm以下であることがさらに好ましい。
第2機能層12は、例えば、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によって形成される。
The thickness of the second
If the thickness of the second
The thickness of the second
The second
第2機能層12の屈折率は、第1機能層11の屈折率よりも小さい。
特に、第1機能層11の屈折率と第2機能層12の屈折率との差は、0.1以上であり、第2機能層12の屈折率は、1.7以下であることが好ましい。
第1機能層11の屈折率と第2機能層12の屈折率との差が0.1以上であり、第2機能層12の屈折率が、1.7以下であれば、十分な反射防止効果が得られる。
なお、第1機能層11の屈折率と第2機能層12の屈折率との差は、0.2以上であることがより好ましく、0.3以上であることがさらに好ましい。また、第2機能層12の屈折率は、1.6以下であることがより好ましく、1.5以下であることがさらに好ましい。
The refractive index of the second
In particular, the difference between the refractive index of the first
If the difference between the refractive index of the first
Note that the difference between the refractive index of the first
〔時計の構成〕
図2に、透光性部材1をカバーガラスとして備えた時計の断面図を示す。
図2に示すように、本実施形態の時計100において、透光性部材1は、時計体(ムーブメント)3を収容するケース4に、カバーガラス2として設けられる。ケース4には裏蓋5が設けられている。
ここで、本実施形態のカバーガラス2の体表面部は、前面部2A、後面部2B、および側面部2Cからなる。前面部2Aは、カバーガラス2の外側の部分に相当する。後面部2Bは、カバーガラス2の内側の部分に相当し、文字板6および指針7に対向する。
本実施形態においては、カバーガラス2の前面部2Aに、前述の第1機能層11および第2機能層12が位置している。
[Clock structure]
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a timepiece having the
As shown in FIG. 2, in the
Here, the body surface portion of the cover glass 2 of the present embodiment includes a
In the present embodiment, the first
〔第1実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(1)硬度の高いDLC層13を設けるので、透光性部材1の表面の耐傷性を向上することができる。
また、第2機能層12の屈折率が第1機能層11の屈折率よりも小さいので、第1機能層11が空気に接する場合と比べて、透光性部材1の表面と空気との屈折率の差が小さくなる。これによって、光透過率を増大させて反射率を低減することができ、透光性部材1を介して向こう側を見る場合の視認性を向上することができる。
すなわち、本発明によれば、高い耐傷性と良好な視認性の双方を備えた透光性部材1を実現できる。
[Effects of First Embodiment]
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
Moreover, since the refractive index of the 2nd
That is, according to this invention, the
(2)第1機能層11の屈折率と第2機能層12の屈折率との差を0.1以上とし、第2機能層12の屈折率を1.7以下としたので、透光性部材1の表面の屈折率を十分に低減することができ、良好な反射防止効果が得られる。
(3)DLC層13に水素を添加するので、DLC層13の着色を防止することができる。
本実施形態では、特に、DLC層13に対する水素の含有量を原子比で20%以上50%以下としたので、DLC層13の硬度を低下させることなく、DLC層13の着色を適切に防止することができる。
(2) The difference between the refractive index of the first
(3) Since hydrogen is added to the
In this embodiment, in particular, since the hydrogen content in the
(4)屈折率の高いDLC層13の上に、DLCよりも屈折率の低いAl2O3を用いて第2機能層12を形成するので、DLC層13が表面に露出する場合と比べて、透光性部材1の表面の屈折率を低減することができ、良好な反射防止効果を得ることができる。
また、第2機能層12の下に、平滑で硬度の高いDLC層13が存在することで、第2機能層12もまた平滑になり、傷が付きにくくなるので、透光性部材1の表面の耐傷性を向上することができる。
(4) Since the second
In addition, since the smooth and
(5)DLC層13の厚さを5nm以上150nm以下としたので、DLC層13の着色を防止して透光性部材1の透明性を確保しつつ、耐傷性を向上することができる。
(6)第2機能層12の厚さを150nm以下としたので、第2機能層12の着色を防止して、透光性部材1の透明性を維持することができる。
(7)時計100において、透光性部材1が、カバーガラス2としてケース4に設けられているので、透光性部材1の反射防止機能によって情報の視認性が向上する。そして、第1機能層11および第2機能層12がカバーガラス2の前面部2Aに位置しているので、この視認性は、透光性部材1の耐傷性によって長期にわたって維持される。
(5) Since the thickness of the
(6) Since the thickness of the 2nd
(7) In the
[第2実施形態]
本実施形態の透光性部材1は、第1機能層11および第2機能層12の内容において前述の第1実施形態と異なる。このため、第1実施形態と同一の符号を用い、重複する箇所の説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
The
図3に、本実施形態に係る透光性部材の概略層構成を示す。
図3に示すように、本実施形態の透光性部材1においては、第2機能層12が、DLC層13である。
第2機能層12の形成方法、厚さ、水素含有量等は、第1実施形態の第1機能層11(DLC層13)と同様である。ただし、DLC層13(第2機能層12)の屈折率は、第1機能層11の屈折率よりも小さくしなければならない。
なお、DLC層13の屈折率は、層内に水素を含有させることで低下させることができる。
FIG. 3 shows a schematic layer configuration of the translucent member according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, in the
The formation method, thickness, hydrogen content, and the like of the second
Note that the refractive index of the
本実施形態の第1機能層11は、Ta2O5,TiO2,Al2O3,MgO,Gd2O3,La2O3,Pr6O11,ZnO,ZrO2,In2O3,Nd2O3,ThO2,SnO2,Sb2O3,CeO2,Bi2O3およびHfO2の少なくともいずれかによって形成されていることが好ましい。
特に、第1機能層11は、屈折率と硬度の観点より、Ta2O5,HfO2,TiO2またはZrO2によって形成されていることがより好ましい。
本実施形態では、第1機能層11は、Ta2O5によって形成されている。
なお、第1機能層11は、例えば、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によって形成される。
The first
In particular, the first
In the present embodiment, the first
The first
第1機能層11の厚さは、5nm以上150nm以下であることが好ましい。
第1機能層11の厚さが5nm以上150nm以下であれば、層本来の硬さを得ることができ、また第1機能層11の着色を防止して、透光性部材の透明性を維持することができる。
なお、第1機能層11の厚さは、140nm以下であることがより好ましく、130nm以下であることがさらに好ましい。
The thickness of the first
If the thickness of the first
Note that the thickness of the first
〔第2実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、上述の(1)〜(3)、(5)〜(7)に加え、次のような効果が得られる。
(8)屈折率の高いTa2O5で形成された第1機能層11の上に、これよりも屈折率の低いDLCにより形成された第2機能層12を設けるので、第1機能層11が表面に露出する場合と比べて、透光性部材1の表面の屈折率を低減することができ、良好な反射防止効果を得ることができる。
また、透光性部材1の表面に、硬度の高いDLC層13が存在するので、透光性部材1の表面の耐傷性を向上することができる。
[Effects of Second Embodiment]
According to the above embodiment, in addition to the above (1) to (3) and (5) to (7), the following effects can be obtained.
(8) Since the second
Moreover, since the
[本発明の変形例]
本発明は、以上述べた実施形態には限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で種々の改良および変形を行うことが可能である。
前記各実施形態では、DLC層13に水素を添加する態様を例示したが、これに限定されない。例えば、DLC層13には、水素に代えてフッ素が添加されていてもよく、水素とフッ素の双方が添加されていてもよい。また、DLC層13の厚さを20nm以下として透明性が確保されるならば、水素またはフッ素は添加しなくてもよい。
[Modification of the present invention]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made within a range in which the object of the present invention can be achieved.
In each of the embodiments described above, the mode in which hydrogen is added to the
前記各実施形態では、カバーガラス2の前面部2Aのみに第1機能層11および第2機能層12が形成されていたが、後面部2Bにも形成してもよい。ここで、前面部2Aと後面部2Bとの両方に第1機能層11および第2機能層12を形成することにより、カバーガラス2の反射防止性能をより一層高くできる。
In each said embodiment, although the 1st
前記各実施形態では風防としてのカバーガラス2に本発明が適用された例を示したが、本発明の透光性部材1は、風防としてのカバーガラス2に限定されない。機械式時計などでは、裏蓋5(図2参照)が設けられる位置にカバー部材としての透光性部材1が設けられ、この透光性部材1を介して時計体3の内部の機構を視認可能なシースルーバック仕様とされていることがある。このような場合、この透光性部材1に本発明を適用できる。
In each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to the cover glass 2 as a windshield is shown, but the
なお、透光性部材1の基材10としては、高硬度のサファイアが好適であるが、このほか、石英ガラス、ソーダガラス等の使用も検討してよい。
In addition, as the
また、本発明の透光性部材1は、時計100に使用されるカバー部材に限らず、携帯電話、携帯情報機器、計測機器、ディジタルカメラ、プリンタ、ダイビングコンピュータ、脈拍計等の各種機器における情報表示部のカバー部材として好適に使用できる。
なお、本発明の透光性部材1は、カバー部材には限定されない。本発明に係る第1機能層11および第2機能層12は、透光性部材1の基材10において硬度確保と反射防止機能とが要求される任意の箇所に形成される。
The
In addition, the
[実施例]
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
[水素含有量によるDLC層の特性の変化]
基材10としてのサファイアガラスを120℃の熱硫酸中に10分間浸漬し、純水でよくリンスした後、120℃に設定した大気中オーブンで30分間乾燥した。
洗浄した基材10をCVD装置にセットし、所定濃度の水素を含むアセチレンガスを15.0SCCMで導入し、0.2mTorrとした。この状態で、プラズマを発生させ、第1機能層11としてのDLC層13を厚さ120nm程度となるように形成した。
ここで、水素含有量の異なるアセチレンガスを用いることで、DLC層13に対する水素含有量の異なる複数の透光性部材1(第2機能層12は備えない)を得た。
[Change in characteristics of DLC layer depending on hydrogen content]
The sapphire glass as the
The cleaned
Here, by using acetylene gases having different hydrogen contents, a plurality of
これらの透光性部材1を、以下の方法により評価した。
水素濃度:DLC層13の水素濃度を、SIMSを用いて測定した。
屈折率:DLC層13の屈折率を、エリプソメータを用いて測定した。
色:DLC層13の色を、目視にて評価した。
表面硬度:ナノインデンターを使用してDLC層13の表面硬度を測定した値であり、ISO14577に準拠する。
これらの評価の結果を、以下の表1にまとめる。
These
Hydrogen concentration: The hydrogen concentration of the
Refractive index: The refractive index of the
Color: The color of the
Surface hardness: A value obtained by measuring the surface hardness of the
The results of these evaluations are summarized in Table 1 below.
表1から、DLC層13に対する水素の含有量が原子比で20%以上であれば、DLC層13の着色を防止できることがわかった。また、50%以下であれば、DLC層13の表面硬度を19600N/mm2以上の高硬度とできることがわかった。なお、一般に、表面硬度が19600N/mm2以上であれば、表面の耐傷性が十分なものとなる。
From Table 1, it was found that when the hydrogen content with respect to the
[実施例1]
上述の第2機能層12を備えない透光性部材1(DLC層13の水素濃度30%)に対し、以下のようにしてAl2O3を積層させ第2機能層12を形成した。
まず、透光性部材1をスパッタ装置にセットした。チャンバー内を120℃、10−6Torrとした後、Arガスを9.0SCCM、酸素を9.5SCCMで導入し、0.2mTorrとした。この状態において、Al2O3ターゲットに、スパッタパワー1500Wを印加してスパッタした。
こうして形成した第2機能層12の厚さは82nm、屈折率は1.62であった。また、第1機能層11の厚さは123nm、屈折率は1.75であった。
[Example 1]
The second
First, the
The second
[比較例1]
実施例1と同様の条件により、サファイアガラス(屈折率1.769)に直接、Al2O3(屈折率1.62)を積層させたものを透光性部材1とした。
[参考例]
単体のサファイアガラスを透光性部材1とした。
[Comparative Example 1]
Under the same conditions as in Example 1, a
[Reference example]
A single sapphire glass was used as the
[透明性基材の評価]
実施例1、比較例1および参考例の透光性部材1を以下のように評価した。
〔耐傷性試験1:カッター試験〕
文具用カッターの刃を基材の表面に垂直に当て、当該カッターに10kgの荷重をかけながら、カッターの刃を基材の表面に沿って直線的に移動させた。このようなカッターの刃の移動動作を10回行った後、実体顕微鏡で透光性部材1表面の傷の有無を観察した。
傷の無いものをOK、傷のあるものをNGとした。
[Evaluation of transparent substrate]
The
[Scratch resistance test 1: Cutter test]
The blade of the stationery cutter was applied perpendicularly to the surface of the base material, and the cutter blade was moved linearly along the surface of the base material while applying a load of 10 kg to the cutter. After performing the movement operation | movement of the blade of such a
Those without scratches were OK, and those with scratches were NG.
〔耐傷性試験2:落砂試験〕
次のような落砂試験を行う。水平面に対して透光性部材1を45°の傾斜角度で配置した。この際、第1機能層11および第2機能層12が形成された側が上面側になるように透光性部材1を配置した。そして、水平面から1mの高さより、透光性部材1に向かって砂を落下させた。この後、透光性部材1を洗浄し、試験前における透光性部材1の透過率と、試験後における透光性部材1の透過率との差△T(%)に基づいて、傷の付きにくさを評価した。
なお、使用した砂の材質は、黒色炭化ケイ素インゴットおよび緑色炭化ケイ素インゴットを粉砕、分級して製造されたカーボランダムである。この試験では、中心粒径が600〜850μmのカーボランダム#24を800cm3使用した。
[Scratch resistance test 2: sandfall test]
The following sandfall test is performed. The
The sand material used was carborundum produced by pulverizing and classifying black silicon carbide ingot and green silicon carbide ingot. In this test, 800 cm 3 of Carborundum # 24 having a center particle size of 600 to 850 μm was used.
〔表面粗さ(Ra)〕
表面粗さ測定機器(テーラーホブソン社製 タリステップ)を用いて透光性部材1の表面粗さ(Ra)を測定した。
〔反射率〕
透光性部材1表面に対して90°の入射角で入射する標準光の反射率を求め、この反射率と、入射角90°の場合の視感感度とを可視光領域の各波長において掛け合わせた値の積算値に基づいて算出した値である。
これらの評価の結果を以下の表2にまとめる。
[Surface roughness (Ra)]
The surface roughness (Ra) of the
[Reflectance]
The reflectance of standard light incident at an incident angle of 90 ° with respect to the surface of the
The results of these evaluations are summarized in Table 2 below.
カッター試験および落砂試験の結果から、本発明のDLC層13を備える実施例1の透光性部材1は、DLC層13を備えない比較例1に比べ、高い耐傷性を有することがわかった。平滑なDLC層13を下地にしたことで、表面の第2機能層12も平滑になり、傷が付きにくくなったものと考えられる。
また、実施例1の透光性部材1は、第1機能層11および第2機能層12を備えない参考例に比べて反射率が低いため、反射防止性に優れ視認性が高いことがわかった。
From the results of the cutter test and the sand fall test, it was found that the
Moreover, since the
[実施例2]
SiO2ターゲットを用いて第2機能層12を形成すること以外は、実施例1と同様にして透光性部材1を作製した。
DLC層13に対する水素の含有量は、原子比で30%であり、第1機能層11、第2機能層12の厚さは、それぞれ118nm、88nmであった。また、屈折率は、それぞれ1.75、1.46であった。
[Example 2]
A
The hydrogen content with respect to the
[比較例2]
実施例2と同様の条件により、サファイアガラスに直接、SiO2を積層させたものを透光性部材1とした。
実施例2および比較例2の透光性部材1の評価の結果を以下の表3に示す。
[Comparative Example 2]
Under the same conditions as in Example 2, a material obtained by laminating SiO 2 directly on sapphire glass was used as
The evaluation results of the
カッター試験および落砂試験の結果から、本発明のDLC層13を備える実施例2の透光性部材1は、DLC層13を備えない比較例2に比べ、高い耐傷性を有することがわかった。平滑なDLC層13を下地にしたことで、表面の第2機能層12も平滑になり、傷が付きにくくなったものと考えられる。
また、実施例2の透光性部材1は、第1機能層11および第2機能層12を備えない参考例に比べて反射率が低いため、反射防止性に優れ視認性が高いことがわかった。
From the results of the cutter test and the falling sand test, it was found that the
Moreover, since the
[実施例3]
上述と同様の方法で洗浄したサファイアガラスをスパッタ装置にセットした。
Ta2O5ターゲットを用いて実施例1と同様の条件でスパッタを実施し、サファイアガラスにTa2O5を積層して第1機能層11とした。
続いて、上述と同様のCVD法により、第2機能層12としてのDLC層13を形成し、透光性部材1を得た。
DLC層13に対する水素の含有量は、原子比で50%であり、第1機能層11、第2機能層12の厚さは、それぞれ123nm、89nmであった。また、屈折率は、それぞれ2.3、1.55であった。
[Example 3]
Sapphire glass cleaned by the same method as described above was set in a sputtering apparatus.
Sputtering was performed under the same conditions as in Example 1 using a Ta 2 O 5 target, and Ta 2 O 5 was laminated on sapphire glass to form a first
Then, the
The hydrogen content with respect to the
[比較例3]
実施例3と同様の条件により、サファイアガラスに直接、DLCを積層させたものを透光性部材1とする。
実施例3および比較例3の透光性部材1の評価の結果を以下の表4に示す。
[Comparative Example 3]
A material obtained by laminating DLC directly on sapphire glass under the same conditions as in Example 3 is referred to as
The results of evaluation of the
本発明の第1機能層11および第2機能層12を備える実施例3の透光性部材1は、DLC層13のみしか備えない比較例3や、サファイアガラス単体である参考例に比べて反射率が低いため、反射防止性に優れ視認性が高いことがわかった。
The
[実施例4〜実施例18]
第1機能層11のスパッタに用いるターゲットや第1機能層11の厚さ等を以下の表5のように変更した以外は、実施例3と同様にして透光性部材1を作製した。
なお、第2機能層12(DLC層13)の屈折率は1.6、厚さは85nmであった。
[Examples 4 to 18]
The
The second functional layer 12 (DLC layer 13) had a refractive index of 1.6 and a thickness of 85 nm.
表5から明らかなように、Ta2O5,TiO2,Gd2O3,La2O3,Pr6O11,ZnO,ZrO2,In2O3,Nd2O3,ThO2,SnO2,Sb2O3,CeO2,Bi2O3およびHfO2のいずれかを第1機能層11とし、第2機能層12をDLC層13とした場合、透光性部材1が耐傷性と視認性に優れたものとなることがわかった。
As is apparent from Table 5, Ta 2 O 5 , TiO 2 , Gd 2 O 3 , La 2 O 3 , Pr 6 O 11 , ZnO, ZrO 2 , In 2 O 3 , Nd 2 O 3 , ThO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3, and HfO 2 are the first
[実施例19〜実施例29]
第2機能層12のスパッタに用いるターゲットや第2機能層12の厚さ等を以下の表6のように変更した以外は、実施例1と同様にして透光性部材1を作製した。
なお、第1機能層11(DLC層13)の屈折率は2.2、厚さは124nmであった。
[Example 19 to Example 29]
The
The first functional layer 11 (DLC layer 13) had a refractive index of 2.2 and a thickness of 124 nm.
表6から明らかなように、第1機能層11をDLC層13とし、SiO2,MgF2,LiF,Na3AlF6,NaF,CaF2,LaF3,NdF3,Al2O3,CeF3およびSiOのいずれかを第2機能層12とした場合、透光性部材1が耐傷性と視認性に優れたものとなることがわかった。
Table 6 As is apparent, the first
1…透光性部材、3…時計体、4…ケース、10…基材、11…第1機能層、12…第2機能層、13…DLC層、100…時計
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基材の上に形成された第1機能層と、
前記第1機能層の上に形成された第2機能層と、を備え、
前記第2機能層の屈折率は、前記第1機能層の屈折率よりも小さく、
前記第1機能層および第2機能層のいずれか一方は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)層である
ことを特徴とする透光性部材。 A substrate having translucency,
A first functional layer formed on the substrate;
A second functional layer formed on the first functional layer,
The refractive index of the second functional layer is smaller than the refractive index of the first functional layer,
Either one of the first functional layer and the second functional layer is a DLC (diamond-like carbon) layer.
前記第1機能層の屈折率と前記第2機能層の屈折率との差は、0.1以上であり、
前記第2機能層の屈折率は、1.7以下である
ことを特徴とする透光性部材。 The translucent member according to claim 1,
The difference between the refractive index of the first functional layer and the refractive index of the second functional layer is 0.1 or more,
The translucent member, wherein the second functional layer has a refractive index of 1.7 or less.
前記DLC層には、水素およびフッ素の少なくともいずれかが添加されている
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member of Claim 1 or Claim 2,
The translucent member, wherein at least one of hydrogen and fluorine is added to the DLC layer.
前記DLC層に対する水素およびフッ素の合計含有量は、原子比で20%以上50%以下である
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member of Claim 3,
The total content of hydrogen and fluorine in the DLC layer is 20% to 50% in atomic ratio.
前記第1機能層は、前記DLC層であり、
前記第2機能層は、SiO2,MgF2,LiF,Na3AlF6,NaF,CaF2,LaF3,NdF3,Al2O3,CeF3およびSiOの少なくともいずれかによって形成されている
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member in any one of Claim 1 thru | or 4,
The first functional layer is the DLC layer;
The second functional layer is made of at least one of SiO 2 , MgF 2 , LiF, Na 3 AlF 6 , NaF, CaF 2 , LaF 3 , NdF 3 , Al 2 O 3 , CeF 3 and SiO. A translucent member characterized by the above.
前記第1機能層は、Ta2O5,TiO2,Al2O3,MgO,Gd2O3,La2O3,Pr6O11,ZnO,ZrO2,In2O3,Nd2O3,ThO2,SnO2,Sb2O3,CeO2,Bi2O3およびHfO2の少なくともいずれかによって形成され、
前記第2機能層は、前記DLC層である
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member in any one of Claim 1 thru | or 4,
The first functional layer includes Ta 2 O 5 , TiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, Gd 2 O 3 , La 2 O 3 , Pr 6 O 11 , ZnO, ZrO 2 , In 2 O 3 , Nd 2 O. 3 , ThO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , Bi 2 O 3 and HfO 2 ,
The translucent member, wherein the second functional layer is the DLC layer.
前記DLC層の厚さは、5nm以上150nm以下である
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member in any one of Claim 1 thru | or 6,
The thickness of the DLC layer is 5 nm or more and 150 nm or less.
前記第1機能層の厚さおよび前記第2機能層の厚さは、いずれも5nm以上150nm以下である
ことを特徴とする透光性部材。 In the translucent member in any one of Claim 1 thru | or 7,
The thickness of the first functional layer and the thickness of the second functional layer are both 5 nm or more and 150 nm or less.
前記透光性部材は、時計体を収容するケースに設けられる
ことを特徴とする時計。 A timepiece comprising the translucent member according to claim 1,
The translucent member is provided in a case that accommodates a watch body.
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KR20180036762A (en) | 2015-07-31 | 2018-04-09 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | Preferred glass substrates for cover glasses of mobile display devices |
-
2008
- 2008-02-04 JP JP2008024298A patent/JP2009186234A/en active Pending
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KR20180036762A (en) | 2015-07-31 | 2018-04-09 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | Preferred glass substrates for cover glasses of mobile display devices |
KR102633247B1 (en) | 2015-07-31 | 2024-02-02 | 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 | A glass substrate suitable for cover glass of mobile display devices, etc. |
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