JP2016136232A - 表示装置用の防眩性ガラス板物品及びその製法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス板の主面の少なくとも一つが粗面化された表示装置用の防眩性ガラス板物品において、粗面化された表面が算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.1μm、平均間隔(RSm)が1〜20μmの凹凸が連続する表面2と、表面2に分散された、入り口部が円状で直径3〜20μm、入り口部からの深さが0.2〜1.5μmである窪み体3とを備え、250μm×250μmの区画を見たときに、窪み体3が、60〜600個ある。
【選択図】図4
Description
基礎凹凸表面は、ガラス板物品を透過する可視光線の透過を確保しつつ、ガラス板面で反射する可視光線の反射光を拡散させる。基礎凹凸表面にて、算術平均粗さ(Ra)が0.01μm未満だと、ガラス板面で反射する可視光線の反射光を拡散させる度合いが小さく、ガラス板物品の光沢度(すなわち、グロス値)が高くなり、物品の防眩性が低下する傾向となる。他方、0.1μm超では、ガラス板物品のヘイズが高くなり、物品の視認性が低下する傾向となる。これら傾向を考慮すると、前記算術平均粗さ(Ra)は、下限においては、好適には0.02μm以上、より好適には0.03μm以上、上限においては、0.07μm以下、より好適には0.06μm以下とされる。
分散性窪み体は、ガラス板表面での可視光線の反射光を拡散させる効果を大きくして、本発明のガラス板物品に優れた防眩性をもたらす。窪み体の入り口部において、その形状は円状のものであり、その直径が3μm未満だと物品の製造が困難となり、他方、20μm超では、窪み体によるレンズ作用が生じるようになり、結果、当該分散性窪み体が存在する部位にてスパークリング現象が生じやすくなる。これら傾向を考慮すると、前記直径は、下限においては、好適には5μm以上、より好適には7μm以上、上限においては、好適には18μ以下、より好適には15μm以下とされる。
(1)基礎凹凸表面での粗さ曲線要素の平均高さRc(「JIS B0601(2013
年)」に準拠して得られる算術平均値)を求め、これを粗面化された面における基準とする。
(2)粗面化された面の正面視において、前記基準と窪み体とによって円状の面が形成される部位を入り口部とする。
本発明で使用されるガラス板としては、透明なガラスであれば特に組成などの種類は限定されないが、例えば透明なソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、その他の各種ガラスからなら透明ガラス板などを用いることができる。これらのうち、ガラス板の可視光線透過率が85%以上であることが、視認性の点で好ましい。
粗面化された面は、ガラス板の主面に対して、1段階目のサンドブラスト工程、2段階目のエッチング工程を施すことによって形成される。1段階目のサンドブラスト工程では、投射材がガラス板面に投射される。投射材とガラス板表面との接触点にて、ガラスの局所的なクラックが生じる。このクラックによりガラスの剥がれが生じて極小の窪みが生じる。この窪みが生じた箇所は他の表面よりも強度的に弱いために、投射材がガラス板面に到来するにつれ、クラックが進展し、窪みが成長する。この現象はガラス板面で一斉に一様に生じるわけではなく、ガラス板面の部位ごとで時間差を伴って生じる。すなわち、ブラスト処理開始の初期段階でガラス板面を観察したとすると、ガラス板面に生じる凹凸は一様ではなく、先に窪みが生じたところでは、相対的に大きく深い窪みとなり、ばらつきのある凹凸表面となる。一般のガラス板面のブラスト処理では、ばらつきのある凹凸表面を避け、一様な凹凸表面となるまでの処理がなされる。一般のガラス板面のブラスト処理は、実際には、投射材がガラス板面に達するときの衝突圧が高い条件でブラスト処理がなされているので、ブラスト処理開始の初期段階の状態であるばらつきのある凹凸表面をブラスト処理工程にて得ることが難しいものでもある。
サンドブラスト工程にて、ガラス板の主面を効率良く加工するためには、当工程で使用される投射材として、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどのガラスより高硬度(例えば、モース硬度で7以上、より好適には8以上のもの)な材料を使用することが好ましい。
2段階目のエッチング工程では、表面に投射材が投射されたガラス板をフッ化水素酸やフッ化水素アンモニウムなどの1つ、または複数のフッ素化合物が溶解した液体、または当該液体にフッ素化合物以外の酸が混合したエッチング液に浸漬するか、サンドブラスト処理されたガラス板表面にフッ化水素酸やフッ化水素アンモニウムなどの1つ、または複数のフッ素化合物が溶解した液体、または当該液体にフッ素化合物以外の酸が混合した液体を接触することでなされる。
化学強化処理とは、ガラス板を、アルカリ金属を含む溶融塩中に浸漬させ、ガラス板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属(イオン)を溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属(イオン)と置換する技術の総称を言う。「化学強化処理」では、処理されたガラス板の表面には、元の原子よりも原子径の大きなアルカリ金属(イオン)が配置される。このため、ガラス板の表面に圧縮応力層を形成することができ、これによりガラス板の強度が向上する。
塩に接触させるガラス板の温度は、特に限定しない。即ち、室温でも良く、予め加熱しても良いが、好ましくは加熱された状態が良い。ただし、予熱温度は、ガラス板のガラス転移点以下であることが好ましい。ガラス転移点以上であると、該ガラス板の形状が変形し、化学強化後の所望の形状、または、寸法が得られない。なお、予熱温度は、後述する接触させる塩の温度以上、もしくは、同じ温度、もしくは、それ以下でも構わない。予熱時間は特に限定されない。
接触させる塩の温度は特に限定されないが、該ガラス板を溶融塩に浸漬させる場合は、該ガラス板の歪点温度以下で、接触させる塩の融点以上であることが好ましい。歪点以上だと、イオン交換により生じる圧縮応力が緩和されやすく、所望の表面圧縮応力が得られない。接触させる塩がアルカリ金属イオンBとしてカリウムイオンを用いる場合、硝酸カリウムの融点が333℃であるため、333℃から該ガラス板の歪点温度以下の温度で浸漬する。この場合、好ましくは、350℃以上でガラス板の歪点温度から10℃低い温度以下の温度範囲、より好ましくは、370℃以上でガラス板の歪点温度から20℃低い温度以下の範囲である。
所定時間塩に接触させたガラス板は、冷却工程を介して、室温まで冷まされる。冷却工程とは、予め温度で保持された炉に塩に接触させたガラス板を入れて、冷却速度を制御する(徐冷)場合と、室温下に直接曝す急冷(放冷)のいずれの場合を含む。但し、急冷によりガラス板が割れることもあるため、徐冷工程を用いることが好ましい。冷却速度は、ガラス板寸法により、適宜調整する。なお、冷却工程時にガラス板に塩が付着した状態でも構わず、徐冷工程の雰囲気も特に限定しない。冷却後のガラス板は、温水、冷水などにより付着した塩を除去することにより、化学強化ガラスが得られる。
レーザーテック製リアルタイム走査型レーザー顕微鏡(1LM21DW)を用いて測定した。本装置は、レーザー波長632.8nm、光源出力1.5mW、水平方向の分解能0.3μm、高さ方向の分解能0.01μmである。
所定区画内(250μm×250μm)の分散性窪み体数は、レーザー顕微鏡で測定した断面図から測定した。窪み体の入り口部において、その形状は円状のもので、その直径が3μm〜20μm、入り口部からの深さが、0.2μm〜1.5μmのものを分散性窪み体とし、当規定に該当するものを分散性窪み体として計測した。また、本測定時に最近接の関係にある窪み体間の距離も測定した。
堀場製作所製グロスチェッカ(IG−320)を用いて、JIS Z8741(1997年)の方法3に準拠した方法で、Gsが0%となる黒色の羅紗紙を裏面(粗面化された面とは反対面)に設置した上で測定した。
スガ試験機製テーブルヘーズメーター(HZ−T)を用いて、JIS K7136(2000年)に準拠して測定した。
防眩性ガラス板物品の粗面化されていない面側を、表示装置(LCDパネル)上に接触させ、表示像の見え方を5段階(1〜5点)で評価した。評価は、防眩性ガラス板物品がない場合を3点とし、これとの比較で評価付けを行い、1.5未満であれば不合格(×)とし、1.5以上3未満であれば可(△)とし、3以上であれば合格(○)とした。尚、本試験でのLCDパネルには、解像度326ppiのディスプレイを使用し、評価は照度が1000ルックスの室内にて行った。
防眩性ガラス板物品の粗面化されていない面側を、表示装置(LCDパネル)上に接触させ、画面を白色に設定し、防眩性ガラス板物品を法線方向から目視で観察しスパークリングの程度を3段階で評価した。評価は、スパークリングが見えなければ合格(○)、スパークリングが僅かに見えれば可(△)、スパークリングがはっきり見えれば不合格(×)とした。尚、本試験でのLCDパネルには、解像度326ppiのディスプレイを使用し、評価は、照度が1000ルックスの室内にて行った。
実施例1
フロート法で得られた矩形状のソーダライム珪酸塩ガラス(30×30×1mmt)をガラス板とし、ガラス板の主面に対して、投射材:炭化ケイ素(#2000)、投射圧:0.1MPa、投射角度:40°、投射量:4g/秒、投射時間:2秒、投射距離:50mmとして、1段階目のサンドブラスト工程を行った。次いで、ガラス板を、25℃の5質量%フッ化水素酸に10分間の浸漬を行い、2段階目のエッチング工程を行い、防眩性ガラス板物品を得た。図1(a)に、粗面化された面の任意箇所をレーザー顕微鏡で観察した結果、図1(b)に粗面化された面の断面(任意箇所)のプロファイルを示した。また、図4に本発明の理解のために、当実施例で得られた粗面化された面の模式図を示す。図4(c)は、図1の領域Aを模式的に示したもので、粗面化された面1が、基礎凹凸表面2と、基礎凹凸表面に分散された分散性窪み体3とを有していることを示している。図4(d)は、図4(c)中のa−a’断面を示したものであり、小さめの凹凸パターンである基礎凹凸表面2に大きめの凹である分散性窪み体3が存在することを模式的に示している。
1段階目のサンドブラス工程において、投射材を炭化ケイ素(#2500)、投射角度を30°とした以外は実施例1と同様の処理を行って防眩性ガラス板物品を得た。
1段階目のサンドブラス工程において、投射距離を150mmとした以外は実施例2と同様の処理を行って防眩性ガラス板物品を得た。
実施例3で得られたガラスを450℃で30分間予熱した後、450℃の硝酸カリウム溶融塩に240分間浸漬して、化学強化処理が施された防眩性ガラス板物品を得た。得られた物品は、両面共に表面圧縮応力が約600MPa、圧縮層深さが16μmであり、さらには、凹凸形状と光学特性には変化がなかった。
1段階目の処理を、25℃に維持された混合液(フッ化水素アンモニウム7g、N、N−ジメチルホルムアミド84g、水42g)にガラス板を10分間浸漬することとした以外は、実施例1と同様に処理を行って防眩性ガラス板物品を得た。図2(a)に、粗面化された面の任意箇所をレーザー顕微鏡で観察した結果、図2(b)に粗面化された面の断面(任意箇所)のプロファイルを示した。
1段階目のサンドブラス工程において、投射材をアルミナ(#1500)、投射圧を0.4MPa、投射角度を90°とした以外は、実施例1と同様の処理を行って防眩性ガラス板物品を得た。図3(a)に、粗面化された面の任意箇所をレーザー顕微鏡で観察した結果、図3(b)に粗面化された面の断面(任意箇所)のプロファイルを示した。
1段階目のサンドブラスト工程において、投射材をアルミナ(#2000)、投射圧を0.3MPa、投射距離を200mmとした以外は、比較例2と同様の処理を行って防眩性ガラス板物品を得た。
実施例、比較例で得られた物品の前記1〜6の評価結果を表1にまとめた。分散性窪み体が計測された実施例1、2については、定義された領域外の形状を有する窪み体は観測されなかった。
2 基礎凹凸表面
3 分散性窪み体
Claims (6)
- ガラス板の主面の少なくとも一つが粗面化された表示装置用の防眩性ガラス板物品において、粗面化された表面が算術平均粗さ(Ra)が0.01〜0.1μm、平均間隔(RSm)が1〜20μmの凹凸が連続する表面と、当該表面に分散された、入り口部が円状で直径3〜20μm、該入り口部からの深さが0.2〜1.5μmである窪み体とを備え、250μm×250μmの区画を見たときに、窪み体が、60〜600個あることを特徴とする表示装置用の防眩性ガラス板物品。
- 最近接の関係にある窪み体間の距離が5μm以下となる窪み体の割合が10%以下で、かつ150μm以上となる窪み体が10%以下となることを特徴とする請求項2に記載の防眩性ガラス板物品。
- 粗面化された表面が、ガラス板の表面に投射材が投射されたガラス板の表面のエッチングによって形成されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の防眩性ガラス板物品。
- ガラス板の主面に圧縮応力層を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の防眩性ガラス板物品。
- ガラス板を準備する工程(A)
ガラス板の主面に投射材を投射する工程(B)
ガラス板の主面をエッチングする工程(C)
を備え、工程(B)にてガラス板の主面に投射材を投射するときの投射圧が0.02〜0.2MPaであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の防眩性ガラス板物品の製造方法。 - ガラス板を準備する工程(A)
ガラス板の主面に投射材を投射する工程(B)
ガラス板の主面をエッチングする工程(C)
を備え、工程(B)にてガラス板の主面に投射材を投射するときの投射圧が0.2MPa超〜1.0MPaであり、
投射材がガラス板に投射されるときの投射開始位置からガラス板面までの距離が220mm〜400mm、又は、投射材がガラス板に投射されるときの投射角度(ガラス板面を0°とする)が30°以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の防眩性ガラス板物品の製造方法。
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