JP2018080096A - Cover glass, display device and manufacturing method of cover glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カバーガラス、表示装置およびカバーガラスの製造方法に関する。 The present invention relates to a cover glass, a display device, and a method for manufacturing the cover glass.
近年、車両等に搭載されるナビゲーションシステムやスピードメータ等の各種機器に画像表示装置が用いられる機会が増えている。かかる画像表示装置のカバーガラスの特性として、安全性や外観向上の観点から、外光の反射を低減することや、画面への外光の映りこみにより画像が見え難くなることを防ぐことが求められている。 In recent years, there are increasing opportunities for image display devices to be used in various devices such as navigation systems and speedometers mounted on vehicles and the like. As a characteristic of the cover glass of such an image display device, from the viewpoint of safety and appearance improvement, it is required to reduce reflection of external light and prevent an image from becoming difficult to see due to reflection of external light on the screen. It has been.
ガラス表面の反射や映りこみを防止する手段としては、表面反射を減少させる反射防止技術が知られている。反射防止技術としては、光学干渉層として屈折率と光学膜厚が適当な値を有する層をいくつか積層することにより、積層体と空気界面における光の反射を減少させることが提案されている(特許文献1)。 As a means for preventing reflection and reflection on the glass surface, an antireflection technique for reducing surface reflection is known. As an antireflection technique, it has been proposed to reduce the reflection of light at the interface between the laminate and the air by laminating several layers having appropriate values of refractive index and optical film thickness as an optical interference layer ( Patent Document 1).
また、ガラスは理論強度が高いものの、傷がつくことで強度が大幅に低下するため、強度が求められるカバーガラスには、イオン交換等によりガラス表面に圧縮応力層を形成した化学強化ガラスが用いられている。ここで、化学強化処理を2段階で行うことにより、強度をさらに高めることが提案されている(特許文献2)。 In addition, although glass has high theoretical strength, its strength is greatly reduced due to scratches. Therefore, a chemically strengthened glass with a compressive stress layer formed on the glass surface by ion exchange or the like is used for the cover glass that requires strength. It has been. Here, it has been proposed to further increase the strength by performing chemical strengthening treatment in two stages (Patent Document 2).
しかしながら、ガラス基板の中でもリンを含有するガラス基板を用いて2段階の化学強化処理を行い、化学強化処理後のガラス基板に反射防止膜を設けると、ガラス基板の色調が不均一に変化し、いわゆる色ムラが生じるという問題が発生することが判明した。 However, when a two-stage chemical strengthening treatment is performed using a glass substrate containing phosphorus among the glass substrates, and the antireflection film is provided on the glass substrate after the chemical strengthening treatment, the color tone of the glass substrate changes unevenly, It has been found that a problem of so-called color unevenness occurs.
本発明者らは、2段階の化学強化処理を行ったガラス基板に反射防止膜を形成しても色調の変化が起こりにくいカバーガラスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cover glass that hardly changes in color tone even when an antireflection film is formed on a glass substrate subjected to a two-step chemical strengthening treatment.
本発明者らは、ガラス基板に2段階の化学強化処理を行うことで形成される低密度化層が、上記色調変化の発生に影響することを突き止め、低密度化層が存在しないカバーガラスであれば、上記課題を解決しうることを見出した。すなわち本発明は下記カバーガラスに関する。
〔1〕 表面に圧縮応力層を有するガラス基板と、ガラス基板の少なくとも一方の主面に設けられた反射防止膜とを有するカバーガラスであって、
前記ガラス基板はリンを含み、
前記圧縮応力層の圧縮応力のプロファイルが1以上の屈曲点を有し、
前記反射防止膜を有するガラス面内の任意の2点におけるa*値の差Δa*と、b*値の差Δb*が、下記式(1)を満たす、カバーガラス。
√{(Δa*)2+(Δb*)2}≦4 (1)
〔2〕 前記反射防止膜を有するガラス面内の任意の10cm2の正方形の部分を測定範囲として選択し、該測定範囲を11×11等分し、その等分線の全交点100点におけるa*値及びb*値から、a*の最大値a* max、a*の最小値a* min、b*の最大値b* max、b*の最小値b* minをそれぞれ求め、前記a* maxと前記a* minの差(a* max−a* min)を前記Δa*とし、前記b* maxと前記b* minの差(b* max−b* min)を前記Δb*とする、〔1〕に記載のカバーガラス。
〔3〕 前記リンを含むガラス基板は、酸化物基準のモル百分率でP2O5を4〜15%含有するガラス基板である〔1〕または〔2〕に記載のカバーガラス。
〔4〕 前記反射防止膜が、ニオブを含む層とケイ素を含む層とをそれぞれ1層以上含む積層体である、〔1〕〜〔3〕のいずれか1に記載のカバーガラス。
〔5〕 反射率が2%以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1に記載のカバーガラス。
〔6〕 前記反射防止膜上に防汚膜をさらに有する、〔1〕〜〔5〕のいずれか1に記載のカバーガラス。
〔7〕 リンを含むガラス基板の表面に圧縮応力層を生じさせる化学強化処理を2段階で行う化学強化工程と、
前記ガラス基板の少なくとも一方の主面の表層を5nm以上除去する低密度化層除去工程と、
前記低密度化層除去を行った主面に反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程とを順に有する、カバーガラスの製造方法。
〔8〕 表示パネルと、表示パネルの表示面側に〔1〕〜〔6〕のいずれか1に記載のカバーガラスとを有する表示装置。
The inventors of the present invention have found out that the density reduction layer formed by performing the two-step chemical strengthening treatment on the glass substrate affects the occurrence of the color tone change, and is a cover glass in which the density reduction layer does not exist. It has been found that the above problems can be solved if there is. That is, the present invention relates to the following cover glass.
[1] A cover glass having a glass substrate having a compressive stress layer on a surface and an antireflection film provided on at least one main surface of the glass substrate,
The glass substrate includes phosphorus;
The compressive stress profile of the compressive stress layer has one or more inflection points;
A cover glass in which an a * value difference Δa * and an b * value difference Δb * at any two points in the glass surface having the antireflection film satisfy the following formula (1).
√ {(Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 } ≦ 4 (1)
[2] An arbitrary 10 cm 2 square portion in the glass surface having the antireflection film is selected as a measurement range, the measurement range is divided into 11 × 11, and a at all 100 intersection points of the bisector. * from the values and b * values, determined a * maximum value a * max of, a * minimum value a * min of, b * of the maximum value b * max, b * the minimum value b * min, respectively, the a * The difference between max and the a * min (a * max− a * min ) is Δa *, and the difference between the b * max and the b * min (b * max− b * min ) is the Δb * . The cover glass according to [1].
[3] The cover glass according to [1] or [2], wherein the glass substrate containing phosphorus is a glass substrate containing 4 to 15% of P 2 O 5 in a molar percentage based on oxide.
[4] The cover glass according to any one of [1] to [3], wherein the antireflection film is a laminate including at least one layer containing niobium and one layer containing silicon.
[5] The cover glass according to any one of [1] to [4], wherein the reflectance is 2% or less.
[6] The cover glass according to any one of [1] to [5], further including an antifouling film on the antireflection film.
[7] A chemical strengthening process in which a chemical strengthening process for generating a compressive stress layer on the surface of the glass substrate containing phosphorus is performed in two stages
A density reduction layer removing step of removing a surface layer of at least one main surface of the glass substrate by 5 nm or more;
The manufacturing method of a cover glass which has an antireflection film formation process which forms an antireflection film in the main surface which performed the said density reduction layer removal in order.
[8] A display device having a display panel and the cover glass according to any one of [1] to [6] on a display surface side of the display panel.
本発明によれば、強度が高く、かつ色調変化が小さいカバーガラスが提供される。 According to the present invention, a cover glass having high strength and small color tone change is provided.
本発明のカバーガラスは、ガラス基板の少なくとも一方の面に反射防止膜を有し、反射防止膜を有する側のガラス面内の任意の2点におけるa*値の差Δa*と、b*値の差Δb*が、下式(1)を満たすことを特徴とする。
√{(Δa*)2+(Δb*)2}≦4 (1)
式(1)はガラス面内の色分布の指標であり、4以下であることで、ガラス面内の色分布の差が小さい、すなわち色調変化が小さいことを意味する。式(1)は好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
The cover glass of the present invention has an antireflection film on at least one surface of a glass substrate, and the difference between a * values Δa * and b * values at any two points in the glass surface on the side having the antireflection film. The difference Δb * satisfies the following expression (1).
√ {(Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 } ≦ 4 (1)
Expression (1) is an index of color distribution in the glass surface, and when it is 4 or less, it means that the difference in color distribution in the glass surface is small, that is, the change in color tone is small. Formula (1) is preferably 3 or less, more preferably 2 or less.
式(1)におけるΔa*は、カバーガラスの反射防止膜を有する側のガラス面内の任意の2点を選択し、測定された2種のa*値の差から算出できる。Δb*も同様に算出できる。a*及びb*は、分光測色計により基板の反射防止処理を施された側の面の分光反射率を測定し、その反射率から得られる視感反射率である(JIS Z 8729(2004年))。 Δa * in equation (1) can be calculated from the difference between two types of a * values measured by selecting two arbitrary points on the glass surface of the cover glass having the antireflection film. Δb * can be similarly calculated. a * and b * are luminous reflectances obtained by measuring the spectral reflectance of the surface of the substrate that has been subjected to antireflection treatment by a spectrocolorimeter (JIS Z 8729 (2004)). Year)).
具体的には、ガラス基板の中の、任意の10cm2の正方形の部分を測定範囲として選択し、該測定範囲を11×11等分し、その等分線の全交点100点におけるa*値及びb*値から、a*の最大値a* max、a*の最小値a* min、b*の最大値b* max、b*の最小値b* minをそれぞれ求め、a* maxとa* minの差(a* max−a* min)をΔa*とし、b* maxとb* minの差(b* max−b* min)をΔb*とすることが好ましい。 Specifically, an arbitrary 10 cm 2 square portion in the glass substrate is selected as a measurement range, the measurement range is divided into 11 × 11 equal parts, and a * value at 100 intersections of the bisector. from and b * values, determined a * maximum value a * max of, a * minimum value a * min of, b * of the maximum value b * max, b * the minimum value b * min, respectively, a * max and a It is preferable that a difference between * min (a * max− a * min ) is Δa * and a difference between b * max and b * min (b * max− b * min ) is Δb * .
なお、測定範囲は面積10cm2であればよく、その形状は正方形には限らない。測定範囲が正方形ではない場合、当該測定範囲内での視感反射率a*およびb*の分布がわかる程度に、測定箇所100点を適宜選択すればよい。
The measurement range may be any
本発明のカバーガラスはガラス基板表面の圧縮応力層の圧縮応力のプロファイルが1以上の屈曲点を有する。圧縮応力のプロファイルとは、ガラスの最表面からの深さ(μm)と圧縮応力(CS)との相関関係である。圧縮応力のプロファイルの屈曲点は、ガラス基板に多段階の化学強化処理を行うことで現れる特徴である。化学強化を2段階以上行ったガラス基板は、圧縮応力のプロファイルの傾きが異なる領域を2つ以上有することから、CSのプロファイルにおいて1以上の屈曲点を有する。例えば2段階の化学強化処理を行うと1つの屈曲点を有することになる。圧縮応力のプロファイルが1以上の屈曲点を有する、すなわち2段階以上の化学強化を行った本発明のガラス基板は、低荷重をかけた場合の割れ耐性が向上し、優れた加傷強度を有する。2段階の化学強化処理の具体的な方法は製造方法の項で後述する。 The cover glass of the present invention has a bending point where the compressive stress profile of the compressive stress layer on the surface of the glass substrate is 1 or more. The compressive stress profile is a correlation between the depth (μm) from the outermost surface of the glass and the compressive stress (CS). The inflection point of the compressive stress profile is a feature that appears when a multi-step chemical strengthening process is performed on a glass substrate. A glass substrate subjected to two or more stages of chemical strengthening has two or more regions having different slopes of compressive stress profiles, and therefore has one or more bending points in the CS profile. For example, when a two-step chemical strengthening process is performed, one inflection point is obtained. The compression stress profile has one or more bending points, that is, the glass substrate of the present invention that has been subjected to chemical strengthening in two or more stages has improved crack resistance when applied with a low load and has excellent scratch strength. . A specific method of the two-stage chemical strengthening treatment will be described later in the section of the manufacturing method.
ガラス基板に2段階以上の化学強化処理を行うことでガラス基板の強度が向上する一方で、メカニズムは定かではないがガラス基板の表面に低密度化層が形成される。低密度化層はガラス基板とは屈折率が異なるため、ここにさらに反射防止膜が形成されると、あたかも反射防止膜とガラス基板との間に低屈折率層が不均一に存在するように振舞い、その結果、色調変化が発生しやすいと考えられる。本発明では、化学強化処理工程で生じたガラス基板表面の低密度化層を除去した後に、反射防止膜を形成することで、式(1)を満たす本発明のカバーガラスを製造できる。 While the strength of the glass substrate is improved by subjecting the glass substrate to two or more steps of chemical strengthening, a low-density layer is formed on the surface of the glass substrate, although the mechanism is not clear. Since the low-density layer has a refractive index different from that of the glass substrate, if an antireflection film is further formed here, it is as if the low refractive index layer is non-uniformly present between the antireflection film and the glass substrate. It is considered that a change in color tone is likely to occur as a result. In this invention, the cover glass of this invention which satisfy | fills Formula (1) can be manufactured by forming an anti-reflective film, after removing the density reduction layer of the glass substrate surface produced in the chemical strengthening process.
<ガラス基板>
本発明におけるガラス基板はリンを必須成分として含む。リンを必須成分として含むガラス基板を2段階で化学強化することにより、ガラスの強度を格段に高めることができる。
前記リンを含むガラス基板は、酸化物基準のモル百分率でP2O5を4〜15%含有するガラス基板が好ましい。前記P2O5の含有量は4〜10%がより好ましい。かかる範囲であることにより、ガラス基板の加傷強度が向上する。
<Glass substrate>
The glass substrate in the present invention contains phosphorus as an essential component. By chemically strengthening a glass substrate containing phosphorus as an essential component in two stages, the strength of the glass can be significantly increased.
The glass substrate containing phosphorus is preferably a glass substrate containing 4 to 15% of P 2 O 5 in terms of a molar percentage based on oxide. The content of P 2 O 5 is more preferably 4 to 10%. By being in this range, the scratch strength of the glass substrate is improved.
ガラス基板の組成としては、リンを前記した量で含有し、成形、化学強化処理による強化が可能な組成であれば特に限定されないが、例えば、以下のガラスの組成が挙げられる。
酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を40〜70%、Al2O3を11〜25%、P2O5を4〜15%、Na2Oを13〜25%含有するガラス。
ガラス基板は、さらに、酸化物基準のモル百分率表示で、B2O3を0〜6%、K2Oを0〜5モル%、またはLi2Oを0〜20%含有することが好ましい。また、ガラス基板は、酸化物基準のモル百分率表示で、MgOを0〜20%、CaOを0〜20%、SrOを0〜20%またはBaOを0〜15%を含有することが好ましい。さらに、ガラス基板がアルカリ土類金属を含有する場合、RO(MgO+CaO+SrO+BaOの合量)を0〜10モル%含有することが好ましい。ガラス基板は、ZrO2、TiO2、およびSnO2を合量で0〜5モル%含有することが好ましい。
The composition of the glass substrate is not particularly limited as long as it contains phosphorus in the above-described amount and can be strengthened by molding and chemical strengthening treatment. Examples thereof include the following glass compositions.
A glass containing 40 to 70% of SiO 2 , 11 to 25% of Al 2 O 3 , 4 to 15% of P 2 O 5 , and 13 to 25% of Na 2 O in terms of mole percentage based on oxide.
Further, the glass substrate preferably contains 0 to 6% of B 2 O 3 , 0 to 5 mol% of K 2 O, or 0 to 20% of Li 2 O in terms of an oxide-based mole percentage. Moreover, it is preferable that a glass substrate contains 0-20% of MgO, 0-20% of CaO, 0-20% of SrO, or 0-15% of BaO by the oxide-based molar percentage display. Furthermore, when a glass substrate contains an alkaline-earth metal, it is preferable to contain 0-10 mol% RO (total amount of MgO + CaO + SrO + BaO). Glass substrate, ZrO 2, TiO 2, and it is preferable that the SnO 2 containing 0-5 mol% in total.
本発明におけるガラス基板は、表面の圧縮応力層の圧縮応力の最大値(Compressive Stress。以下、CSと略す。)が、300〜1200MPaであることが好ましい。ガラス基板のCSが前記した値であれば、ガラスの強度を十分に高くできる。CSは、400〜1000MPaがより好ましく、500〜900MPaがさらに好ましい。 The glass substrate in the present invention preferably has a maximum compressive stress (Compressive Stress, hereinafter abbreviated as CS) of the surface compressive stress layer of 300 to 1200 MPa. If CS of a glass substrate is an above-described value, the intensity | strength of glass can fully be made high. CS is more preferably 400 to 1000 MPa, and further preferably 500 to 900 MPa.
本発明におけるガラス基板は、イオン交換深さ(Depth of layer。以下、DOLと略す。)が、5〜80μmであることが好ましい。DOLは、複屈折性を確認できる深さである。DOLは、表面応力計(FSM)を用いて測定される。ガラス基板のDOLが前記した値であれば、ガラス基板は傷に対する耐久性が高くなり、結果としてガラス基板の強度を十分に高くできる。DOLは、7〜60μmがより好ましく、10〜30μmがさらに好ましい。 The glass substrate in the present invention preferably has an ion exchange depth (Depth of layer, hereinafter abbreviated as DOL) of 5 to 80 μm. DOL is a depth at which birefringence can be confirmed. DOL is measured using a surface stress meter (FSM). If the DOL of the glass substrate is the value described above, the glass substrate has high durability against scratches, and as a result, the strength of the glass substrate can be sufficiently increased. The DOL is more preferably 7 to 60 μm, further preferably 10 to 30 μm.
本発明におけるガラス基板は、ガラス基板内部の引張応力の最大値(以下、CTと略す。)が、30〜100MPaであることが好ましい。CTが前記した値であれば、ガラス基板が割れにくくなる。CTは、35〜70MPaがより好ましく、40〜65MPaがさらに好ましい。なお、ガラス基板のCTは、板厚(t、単位:μm)、CS(単位:MPa)、DOL(単位:μm)との間に以下の関係を有する。
CT=(CS×DOL)/(t−2×DOL)
The glass substrate in the present invention preferably has a maximum tensile stress inside the glass substrate (hereinafter abbreviated as CT) of 30 to 100 MPa. If CT is the value described above, the glass substrate is difficult to break. CT is more preferably 35 to 70 MPa, and further preferably 40 to 65 MPa. The CT of the glass substrate has the following relationship with the plate thickness (t, unit: μm), CS (unit: MPa), and DOL (unit: μm).
CT = (CS × DOL) / (t−2 × DOL)
本発明におけるガラス基板は、圧縮応力層の深さ(Depth of Compression。以下、DOCと略す。)が、30μm以上であることが好ましい。圧縮応力層の深さDOCは、ガラス内部において応力値が0MPaとなるガラス深さである。ガラス基板のDOCが前記した値であれば、CSを高くしても、CTを小さくできる。DOCは、30〜100μmがより好ましく、35〜80μmがさらに好ましい。なお、DOCは、板厚(t、単位:μm)、DOL(単位:μm)との間に以下の関係を有する。
DOC=DOL×(1−DOL/t)
The glass substrate in the present invention preferably has a depth of compression stress layer (Depth of Compression, hereinafter abbreviated as DOC) of 30 μm or more. The depth DOC of the compressive stress layer is the glass depth at which the stress value becomes 0 MPa inside the glass. If the DOC of the glass substrate is the above value, CT can be reduced even if CS is increased. The DOC is more preferably 30 to 100 μm, further preferably 35 to 80 μm. The DOC has the following relationship with the plate thickness (t, unit: μm) and DOL (unit: μm).
DOC = DOL × (1-DOL / t)
ガラス基板の製造方法は特に限定されず、所望のガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を好ましくは1500〜1600℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスを板状に成形し、徐冷することにより製造できる。 The method for producing the glass substrate is not particularly limited, and a desired glass raw material is charged into a continuous melting furnace, and the glass raw material is preferably heated and melted at 1500 to 1600 ° C., clarified, and then supplied to a molding apparatus. Can be manufactured by forming into a plate shape and slowly cooling.
なお、ガラスの成形には種々の方法を採用できる。例えば、ダウンドロー法(例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウン法およびリドロー法等)、フロート法、ロールアウト法およびプレス法等の様々な成形方法を採用できる。 Various methods can be employed for forming the glass. For example, various forming methods such as a down draw method (for example, an overflow down draw method, a slot down method, a redraw method, etc.), a float method, a roll out method, and a press method can be adopted.
ガラス基板の厚みは、特に制限されるものではないが、化学強化処理を行う場合はこれを効果的に行うために、通常5mm以下であることが好ましく、3mm以下であることがより好ましい。 The thickness of the glass substrate is not particularly limited, but in the case of performing chemical strengthening treatment, it is usually preferably 5 mm or less and more preferably 3 mm or less in order to effectively perform this.
ガラス基板は、カバーガラスの強度を高めるために2段階で化学強化されていることが好ましい。化学強化は反射防止膜を形成する前に行なう。具体的な方法は製造方法の項で後述する。 The glass substrate is preferably chemically strengthened in two stages in order to increase the strength of the cover glass. Chemical strengthening is performed before the antireflection film is formed. A specific method will be described later in the section of the manufacturing method.
<反射防止膜>
本発明のカバーガラスは、化学強化後のガラス基板の少なくとも一方の主面上に反射防止膜処理(「AR処理」とも称する。)を行うことにより反射防止膜を有する。
反射防止膜の材料は特に限定されるものではなく、光の反射を抑制できる材料であれば各種材料を利用できる。例えば反射防止膜としては、高屈折率層と低屈折率層とを積層した構成としてもよい。ここでいう高屈折率層とは、波長550nmでの屈折率が1.9以上の層であり、低屈折率層とは、波長550nmでの屈折率が1.6以下の層である。
<Antireflection film>
The cover glass of the present invention has an antireflection film by performing an antireflection film treatment (also referred to as “AR treatment”) on at least one main surface of the chemically strengthened glass substrate.
The material of the antireflection film is not particularly limited, and various materials can be used as long as they can suppress light reflection. For example, the antireflection film may have a structure in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated. The high refractive index layer here is a layer having a refractive index of 1.9 or more at a wavelength of 550 nm, and the low refractive index layer is a layer having a refractive index of 1.6 or less at a wavelength of 550 nm.
高屈折率層と低屈折率層とは、それぞれ1層ずつ含む形態であってもよいが、それぞれ2層以上含む構成であってもよい。高屈折率層と低屈折率層とをそれぞれ2層以上含む場合には、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した形態であることが好ましい。 The high refractive index layer and the low refractive index layer may each include one layer, but may include two or more layers. When two or more high refractive index layers and low refractive index layers are included, it is preferable that the high refractive index layers and the low refractive index layers are alternately laminated.
特に反射防止性能を高めるためには、反射防止膜は複数の層が積層された積層体であることが好ましく、例えば該積層体は全体で2層以上8層以下の層が積層されていることが好ましく、2層以上4層以下の層が積層されていることがより好ましい。ここでの積層体は、上記の様に高屈折率層と低屈折率層とを積層した積層体であることが好ましく、高屈折率層、低屈折率層各々の層数を合計したものが上記範囲であることが好ましい。 In particular, in order to improve the antireflection performance, the antireflection film is preferably a laminate in which a plurality of layers are laminated. For example, the laminate has a total of 2 or more and 8 or less layers. It is more preferable that two or more layers and four or less layers are laminated. The laminate here is preferably a laminate in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated as described above, and the total number of layers of each of the high refractive index layer and the low refractive index layer is It is preferable that it is the said range.
高屈折率層、低屈折率層の材料は特に限定されるものではなく、要求される反射防止の程度や生産性等を考慮して選択できる。高屈折率層を構成する材料としては、例えば、ニオブ、チタン、ジルコニウム、タンタル、シリコンから選択された1種以上を含む材料を好ましく利用できる。具体的には、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、窒化シリコン等が挙げられる。低屈折率層を構成する材料としては、例えば、ケイ素を含有する材料を好ましく利用できる。具体的には、酸化ケイ素(SiO2)、SiとSnとの混合酸化物を含む材料、SiとZrとの混合酸化物を含む材料、SiとAlとの混合酸化物を含む材料等が挙げられる。 The materials of the high refractive index layer and the low refractive index layer are not particularly limited, and can be selected in consideration of the required degree of antireflection, productivity, and the like. As a material constituting the high refractive index layer, for example, a material containing at least one selected from niobium, titanium, zirconium, tantalum, and silicon can be preferably used. Specifically, niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), silicon nitride, and the like can be given. As a material constituting the low refractive index layer, for example, a material containing silicon can be preferably used. Specific examples include silicon oxide (SiO 2 ), a material containing a mixed oxide of Si and Sn, a material containing a mixed oxide of Si and Zr, a material containing a mixed oxide of Si and Al, and the like. It is done.
高屈折率層としては、生産性や屈折率の程度から、前記高屈折率層がニオブを含む層またはタンタルを含む層から選択されたいずれか一方であり、前記低屈折率層がケイ素を含む層であることがより好ましく、さらに好ましくは前記高屈折率層がニオブを含む層からなることである。すなわち、反射防止膜が、ニオブを含む層とケイ素を含む層とをそれぞれ1層以上含む積層体であることが好ましい。 The high refractive index layer is either one selected from a layer containing niobium or a layer containing tantalum from the viewpoint of productivity and refractive index, and the low refractive index layer contains silicon. More preferably, the high refractive index layer is a layer containing niobium. That is, the antireflection film is preferably a laminate including one or more layers each containing niobium and silicon.
なお、本発明のカバーガラスでは、反射防止膜はガラス基板の少なくとも一方の主面に設けられていればよいが、必要に応じて、ガラス基板の両主面に設ける構成としてもよい。
反射防止膜の形成方法については製造方法の項で詳述する。
In the cover glass of the present invention, the antireflection film may be provided on at least one main surface of the glass substrate, but may be provided on both main surfaces of the glass substrate as necessary.
The method for forming the antireflection film will be described in detail in the section of the production method.
<防汚膜>
本発明のカバーガラスは、ガラス表面を保護する観点から、上記反射防止膜上に、さらに防汚膜(「Anti Finger Print(AFP)膜」とも称する。)を有してもよい。防汚膜は例えば、フッ素含有有機ケイ素化合物により構成できる。フッ素含有有機ケイ素化合物としては、防汚性、撥水性、撥油性を付与するものであれば特に限定されず使用でき、例えば、ポリフルオロポリエーテル基、ポリフルオロアルキレン基及びポリフルオロアルキル基からなる群から選ばれる1つ以上の基を有するフッ素含有有機ケイ素化合物が挙げられる。なお、ポリフルオロポリエーテル基とは、ポリフルオロアルキレン基とエーテル性酸素原子とが交互に結合した構造を有する2価の基のことである。
<Anti-fouling film>
From the viewpoint of protecting the glass surface, the cover glass of the present invention may further have an antifouling film (also referred to as “Anti Finger Print (AFP) film”) on the antireflection film. The antifouling film can be composed of, for example, a fluorine-containing organosilicon compound. The fluorine-containing organosilicon compound is not particularly limited as long as it imparts antifouling properties, water repellency, and oil repellency, and includes, for example, a polyfluoropolyether group, a polyfluoroalkylene group, and a polyfluoroalkyl group. And fluorine-containing organosilicon compounds having one or more groups selected from the group. The polyfluoropolyether group is a divalent group having a structure in which polyfluoroalkylene groups and etheric oxygen atoms are alternately bonded.
また、市販されているポリフルオロポリエーテル基、ポリフルオロアルキレン基及びポリフルオロアルキル基からなる群から選ばれる1つ以上の基を有するフッ素含有有機ケイ素化合物として、KP−801(商品名、信越化学社製)、KY178(商品名、信越化学社製)、KY−130(商品名、信越化学社製)、KY−185(商品名、信越化学社製)、KY−195(商品名、信越化学社製)、オプツ−ル(登録商標)DSXおよびオプツールAES(いずれも商品名、ダイキン社製)などが好ましく使用できる。 Further, as a fluorine-containing organosilicon compound having one or more groups selected from the group consisting of a commercially available polyfluoropolyether group, polyfluoroalkylene group and polyfluoroalkyl group, KP-801 (trade name, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) KY178 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical), KY-185 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical), KY-195 (trade name, Shin-Etsu Chemical) Co., Ltd.), OPTOOL (registered trademark) DSX and OPTOOL AES (both trade names, manufactured by Daikin) can be preferably used.
防汚膜は、反射防止膜上に積層されることになる。ガラス基板の両主面に反射防止膜を成膜した場合には、両方の反射防止膜に防汚膜を成膜することもできるが、何れか一方の面についてのみ防汚膜を積層する構成としてもよい。これは、防汚膜は人の手等が接触する可能性がある場所について設けられていればよいためであり、その用途等に応じて選択できる。 The antifouling film is laminated on the antireflection film. When anti-reflection coatings are formed on both main surfaces of the glass substrate, anti-staining coatings can be formed on both anti-reflection coatings. It is good. This is because the antifouling film only needs to be provided in a place where a human hand or the like may come into contact, and can be selected according to its use.
本発明のカバーガラスは、表面又は裏面に遮光部を有してもよい。遮光部は、表示パネルの表示面を囲うように枠状で形成される。遮光部を有する領域は、文字、図形、ロゴ等が形成されてもよい。さらに、遮光部を有する領域には、カメラ用の窓や赤外線を通す領域を有してもよい。 The cover glass of this invention may have a light-shielding part on the surface or the back surface. The light shielding portion is formed in a frame shape so as to surround the display surface of the display panel. A character, a figure, a logo, etc. may be formed in the area | region which has a light-shielding part. Further, the area having the light shielding portion may have a camera window or an area through which infrared rays pass.
<接触角>
本発明のカバーガラスは水の接触角が90°以上であることが好ましい。これによりカバーガラス表面が撥水性及び撥油性を有し、汚れが付着しにくいカバーガラスとすることができる。接触角を90°以上とするためには例えば上記防汚膜を有することが挙げられる。
<Contact angle>
The cover glass of the present invention preferably has a water contact angle of 90 ° or more. As a result, the cover glass surface has water repellency and oil repellency, and it is possible to obtain a cover glass on which dirt is hardly adhered. In order to set the contact angle to 90 ° or more, for example, having the antifouling film is mentioned.
<反射率>
本発明のカバーガラスは視感反射率が2%以下であることが好ましい。視感反射率がかかる範囲であれば十分に映り込みを防止できる。視感反射率はJIS Z8701に基づいて規定される。なお、光源としてはD65光源を用いた。
<Reflectance>
The cover glass of the present invention preferably has a luminous reflectance of 2% or less. If the luminous reflectance is within the range, reflection can be sufficiently prevented. The luminous reflectance is defined based on JIS Z8701. A D65 light source was used as the light source.
<カバーガラスの製造方法>
本発明のカバーガラスは、例えば下記工程により製造可能であるがこれに限定されない。
工程1:化学強化処理
工程2:低密度化層除去
工程3:反射防止膜形成
工程4:防汚膜形成
<Production method of cover glass>
The cover glass of the present invention can be produced by, for example, the following steps, but is not limited thereto.
Process 1: Chemical strengthening treatment process 2: Densified layer removal process 3: Antireflection film formation process 4: Antifouling film formation
防汚膜形成は必要に応じて実施可能である。さらに必要に応じて遮光部を形成するための印刷処理も実施可能である。 The antifouling film can be formed as necessary. Furthermore, a printing process for forming a light shielding portion can be performed as necessary.
印刷処理は、カバーガラスに加飾が必要な場合に、枠状印刷、ロゴ印刷等目的や用途に応じた印刷パターンを適宜選択された色で印刷する処理である。印刷方法は既知のいずれの方法も適用可能であるが、たとえば、スクリーン印刷が好適である。
印刷処理は反射防止膜形成の前で、かつ、低密度化層除去の後に行うのが好ましい。印刷部が低密度化層除去のための処理によって影響を受けないようにするためである。
The printing process is a process of printing a printing pattern according to the purpose and application such as frame-shaped printing or logo printing in a color selected as appropriate when the cover glass needs to be decorated. Although any known printing method can be applied, for example, screen printing is suitable.
The printing process is preferably performed before the formation of the antireflection film and after the removal of the low-density layer. This is to prevent the printing unit from being affected by the process for removing the density-reducing layer.
防汚膜はガラス表面保護のために形成するものであることから、防汚膜形成は、最終工程、すなわち反射防止膜形成の後に形成することが好ましい。 Since the antifouling film is formed for protecting the glass surface, it is preferable to form the antifouling film after the final step, that is, after the formation of the antireflection film.
<工程1:化学強化処理>
化学強化処理としては、例えばガラス中に含まれるイオン半径の小さな金属イオン(例えば、Naイオン)とイオン半径のより大きな金属イオン(例えば、Kイオン)とを置換することにより、ガラス表面に圧縮応力層を生じさせてガラスの強度を向上させる、いわゆるイオン交換による化学強化が可能であり、これを2回以上行う。
具体的には、ガラス基板を溶融塩中に浸漬し、ガラスの表面に圧縮応力層を形成する。溶融塩としては、化学強化を行うガラスの歪点(通常500〜600℃)以下で溶融状態になる無機カリウム塩が好ましく、例えば硝酸カリウム(融点330℃)を含有することが好ましい。溶融塩として硝酸カリウム以外に他の無機カリウム塩を含んでいてもよく、例えば、硫酸カリウム、塩化カリウム等のアルカリ硫酸塩や、アルカリ塩化塩、炭酸カリウム等から選ばれる一種以上との組み合わせが挙げられる。
<Step 1: Chemical strengthening treatment>
As the chemical strengthening treatment, for example, a metal ion (for example, Na ion) having a small ionic radius and a metal ion (for example, K ion) having a larger ionic radius contained in the glass are replaced with a compressive stress on the glass surface. Chemical strengthening by so-called ion exchange, which improves the strength of the glass by generating a layer, is performed twice or more.
Specifically, a glass substrate is immersed in molten salt to form a compressive stress layer on the glass surface. The molten salt is preferably an inorganic potassium salt that is in a molten state below the strain point (usually 500 to 600 ° C.) of the glass to be chemically strengthened, and preferably contains, for example, potassium nitrate (melting point 330 ° C.). The molten salt may contain other inorganic potassium salts in addition to potassium nitrate, and examples thereof include combinations with one or more selected from alkali sulfates such as potassium sulfate and potassium chloride, alkali chlorides and potassium carbonate, and the like. .
ガラスの化学強化処理温度(溶融塩浴の温度)は、被強化ガラスの歪点(通常500〜600℃)以下が好ましく、より高い圧縮応力深さ(DOL)を得るためには350℃以上が好ましい。 The chemical strengthening treatment temperature of the glass (temperature of the molten salt bath) is preferably equal to or lower than the strain point (usually 500 to 600 ° C.) of the glass to be strengthened, and 350 ° C. or higher in order to obtain a higher compressive stress depth (DOL). preferable.
化学強化処理の前にガラス基板を予熱しておいてもよい。予熱温度は溶融塩浴の温度に依存するが、一般に100℃以上であることが好ましい。 The glass substrate may be preheated before the chemical strengthening treatment. The preheating temperature depends on the temperature of the molten salt bath, but is generally preferably 100 ° C. or higher.
1段目の化学強化処理の条件としては、350〜600℃に加熱・溶解させた溶融塩にガラス基板を10分〜20時間浸漬する。かかる範囲にあれば、強度と圧縮応力層の深さのバランスに優れた化学強化ガラスを得ることができる。その後、溶融塩からガラス基板を引き上げてガラス転移点+50℃以上の温度において30分〜30時間保持する。 As conditions for the first-stage chemical strengthening treatment, the glass substrate is immersed in a molten salt heated and dissolved at 350 to 600 ° C. for 10 minutes to 20 hours. If it exists in this range, the chemically strengthened glass excellent in the balance of an intensity | strength and the depth of a compressive-stress layer can be obtained. Thereafter, the glass substrate is pulled up from the molten salt and held at a temperature of glass transition point + 50 ° C. or higher for 30 minutes to 30 hours.
2段目の化学強化処理の条件としては、350〜600℃に加熱・溶解させた溶融塩にガラス基板を10分〜20時間浸漬する。かかる範囲にあれば、強度と圧縮応力層の深さのバランスに優れた化学強化ガラスを得ることができる。その後、溶融塩からガラス基板を引き上げてガラス転移点+50℃以上の温度において30分〜30時間保持する。2段目に用いる溶融塩は1段目と同じ組成でも異なる組成でもよい。 As conditions for the second-stage chemical strengthening treatment, the glass substrate is immersed in a molten salt heated and dissolved at 350 to 600 ° C. for 10 minutes to 20 hours. If it exists in this range, the chemically strengthened glass excellent in the balance of an intensity | strength and the depth of a compressive-stress layer can be obtained. Thereafter, the glass substrate is pulled up from the molten salt and held at a temperature of glass transition point + 50 ° C. or higher for 30 minutes to 30 hours. The molten salt used in the second stage may have the same composition as the first stage or a different composition.
化学強化処理を行う化学強化槽は、金属、石英、セラミックスなどが利用可能である。中でも耐久性の観点から金属材質が好ましく、耐食性の観点からステンレススチール(SUS)材質が好ましい。 For the chemical strengthening tank for performing the chemical strengthening treatment, metals, quartz, ceramics, and the like can be used. Among these, a metal material is preferable from the viewpoint of durability, and a stainless steel (SUS) material is preferable from the viewpoint of corrosion resistance.
<工程2:低密度化層除去>
2段階の化学強化を行うことで形成された低密度化層を除去する。具体的には、研磨材を用いて研磨する等の物理的方法等が挙げられる。
<Process 2: Densification layer removal>
The densified layer formed by performing the two-step chemical strengthening is removed. Specifically, a physical method such as polishing with an abrasive may be used.
研磨材を用いて研磨する方法としては、炭酸カルシウム、酸化セリウム、コロイダルシリカなどから選ばれる研磨材を含む研磨液を用いて、ガラス基板主面の表層を研磨する方法が挙げられる。 Examples of the method of polishing using an abrasive include a method of polishing the surface layer of the main surface of the glass substrate using a polishing liquid containing an abrasive selected from calcium carbonate, cerium oxide, colloidal silica, and the like.
低密度化層の除去にあたり、ガラス基板主面の表層を5nm以上、好ましくは10nm以上、さらに好ましくは30nm以上除去する。かかる除去量であれば低密度化層を十分に除去できる。但し、ガラスの製造効率を高める点から、除去量の上限は4μmであることが好ましく、3μm以下がより好ましく、2μm以下がさらに好ましい。 In removing the densified layer, the surface layer of the glass substrate main surface is removed by 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more. With such a removal amount, the low-density layer can be sufficiently removed. However, the upper limit of the removal amount is preferably 4 μm, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 2 μm or less from the viewpoint of increasing the glass production efficiency.
低密度化層除去はガラス基板の少なくとも一方の主面に対して行えばよい。反射防止膜をガラス基板の両主面に形成する場合は低密度化層除去も両主面に対して行う。 The density-reducing layer removal may be performed on at least one main surface of the glass substrate. When the antireflection film is formed on both main surfaces of the glass substrate, the density-reducing layer is also removed on both main surfaces.
<工程3:反射防止膜形成>
反射防止膜を成膜する方法は特に限定されるものではなく、各種成膜方法を利用可能である。特に、パルススパッタ、ACスパッタ、デジタルスパッタ等の方法により成膜を行うことが好ましい。これらの方法によれば、緻密な反射防止膜ができ、耐久性を確保できる。
<Step 3: Antireflection film formation>
The method for forming the antireflection film is not particularly limited, and various film forming methods can be used. In particular, it is preferable to form a film by a method such as pulse sputtering, AC sputtering, or digital sputtering. According to these methods, a dense antireflection film can be formed and durability can be ensured.
例えばパルススパッタにより成膜を行う際は、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガス雰囲気のチャンバ内にガラス基板を配置し、これに対して、所望の組成となるようにターゲットを選択し、成膜できる。 For example, when film formation is performed by pulse sputtering, a glass substrate is placed in a chamber of a mixed gas atmosphere of inert gas and oxygen gas, and a target is selected so as to obtain a desired composition. I can make a film.
この際、チャンバ内の不活性ガスのガス種は特に限定されるものではなく、アルゴンやヘリウム等、各種不活性ガスを利用できる。 At this time, the gas type of the inert gas in the chamber is not particularly limited, and various inert gases such as argon and helium can be used.
そして、該不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスによるチャンバ内の圧力は特に限定されるものではないが、0.5Pa以下の範囲とすることにより、反射防止膜の表面粗さを容易に好ましい範囲とすることができるため好ましい。これは、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスによるチャンバ内の圧力が0.5Pa以下であると、成膜分子の平均自由行程が確保され、成膜分子がより多くのエネルギーをもって基板に到達する。したがって成膜分子の再配置が促され、比較的密で平滑な表面の膜ができるためと考えられる。不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスによるチャンバ内の圧力の下限値は特に限定されるものではないが、例えば0.1Pa以上であることが好ましい。 The pressure in the chamber by the mixed gas of the inert gas and oxygen gas is not particularly limited, but the surface roughness of the antireflection film is easily preferred by setting the pressure in the range of 0.5 Pa or less. Since it can be set as a range, it is preferable. This is because if the pressure in the chamber by the mixed gas of inert gas and oxygen gas is 0.5 Pa or less, the mean free path of the film forming molecules is secured, and the film forming molecules reach the substrate with more energy. To do. Therefore, it is considered that rearrangement of film forming molecules is promoted, and a film having a relatively dense and smooth surface can be formed. The lower limit value of the pressure in the chamber by the mixed gas of the inert gas and oxygen gas is not particularly limited, but is preferably 0.1 Pa or more, for example.
<工程4:防汚膜形成>
本実施形態の防汚膜の成膜方法は特に限定されるものではないが、上記したフッ素含有有機ケイ素化合物材料を用いて真空蒸着により成膜することが好ましい。
<Process 4: Antifouling film formation>
The method for forming the antifouling film of this embodiment is not particularly limited, but it is preferable to form the film by vacuum deposition using the above-described fluorine-containing organosilicon compound material.
なお、フッ素含有有機ケイ素化合物は、大気中の水分との反応による劣化抑制などのためにフッ素系溶媒等の溶媒と混合して保存されているのが一般的であるが、これらの溶媒を含んだまま成膜工程に供すると、得られた薄膜の耐久性等に悪影響を及ぼすことがある。
このため、本実施形態においては、加熱容器で加熱を行う前に予め溶媒除去処理を行ったフッ素含有有機ケイ素化合物、または、溶媒で希釈されていない(溶媒を添加していない)フッ素含有有機ケイ素化合物を用いることが好ましい。
In general, fluorine-containing organosilicon compounds are stored in a mixture with a solvent such as a fluorinated solvent in order to suppress deterioration due to reaction with moisture in the atmosphere. If it is subjected to the film forming process as it is, the durability of the obtained thin film may be adversely affected.
For this reason, in the present embodiment, the fluorine-containing organosilicon compound that has been subjected to the solvent removal treatment before heating in the heating container, or the fluorine-containing organosilicon that has not been diluted with the solvent (no solvent added) It is preferable to use a compound.
防汚膜の成膜方法として、本実施形態の説明では溶液または原液のフッ素含有有機ケイ素化合物を用いた例を述べたが、これには限定されない。他の方法としてたとえば、予めポーラスな金属(たとえば、錫や銅)や繊維状金属(たとえば、ステンレススチール)にフッ素含有有機ケイ素化合物を一定量含侵させた、いわゆる蒸着用ペレットが、市販されており(一例として、キャノンオプトロン社製のサーフクリア)、これを使用する方法がある。この場合、蒸着装置の容量や必要膜厚に応じた量のペレットを蒸着源として、簡便に防汚膜を成膜することが可能である。 As an example of the method for forming the antifouling film, in the description of the present embodiment, an example using a fluorine-containing organosilicon compound as a solution or stock solution has been described, but the present invention is not limited thereto. As another method, for example, a so-called deposition pellet in which a certain amount of a fluorine-containing organosilicon compound is impregnated with a porous metal (for example, tin or copper) or a fibrous metal (for example, stainless steel) is commercially available. There is a method of using this (for example, Surf Clear manufactured by Canon Optron). In this case, it is possible to easily form an antifouling film by using an amount of pellets corresponding to the capacity of the vapor deposition apparatus and the required film thickness as a vapor deposition source.
上記製造方法により、本発明のカバーガラスを製造できる。 The cover glass of this invention can be manufactured with the said manufacturing method.
<表示装置>
本発明の表示装置は、表示パネルと、表示パネルの表示面側にカバーガラスとを有し、前記カバーガラスは、表面に圧縮応力層を有しPを必須成分として含むガラス基板の少なくとも一方の主面に反射防止膜を有し、ガラス基板の表面の圧縮応力層の圧縮応力のプロファイルが1以上の屈曲点を有するものであり、前記反射防止膜を有するガラス面内の任意の2点におけるa*値の差Δa*と、b*値の差Δb*が、下記式(1)を満たす。
√{(Δa*)2+(Δb*)2}≦4 (1)
<Display device>
The display device of the present invention has a display panel and a cover glass on the display surface side of the display panel, and the cover glass has at least one of a glass substrate having a compressive stress layer on the surface and containing P as an essential component. The main surface has an antireflection film, the compressive stress profile of the compressive stress layer on the surface of the glass substrate has one or more bending points, and at any two points in the glass surface having the antireflection film The a * value difference Δa * and the b * value difference Δb * satisfy the following formula (1).
√ {(Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 } ≦ 4 (1)
本発明の表示装置に含まれるカバーガラスの好ましい形態は、前述した本発明のカバーガラスと同じである。 The preferable form of the cover glass included in the display device of the present invention is the same as the cover glass of the present invention described above.
本発明の表示装置を構成する表示パネルとしては、液晶ディスプレイパネル(LCDパネル)、有機ELディスプレイパネル(OLEDパネル)などが挙げられる。表示パネルが、LCDパネルの場合は、本発明の表示装置は、表示パネルの背面(カバーガラスを設けない面)にバックライトユニットを有する。 Examples of the display panel constituting the display device of the present invention include a liquid crystal display panel (LCD panel) and an organic EL display panel (OLED panel). When the display panel is an LCD panel, the display device of the present invention has a backlight unit on the back surface (the surface on which the cover glass is not provided) of the display panel.
本発明の表示装置は、表示パネルとカバーガラスの間にタッチパネルを有してもよい。タッチパネルは公知のものを使用でき、例えば、静電容量式、抵抗膜式、赤外線光学式等が挙げられる。また、タッチパネルは、表示パネル内に組み込まれてもよい。このような表示パネルとしては、例えばインセルタイプやオンセルタイプなどが挙げられる。 The display device of the present invention may have a touch panel between the display panel and the cover glass. A known touch panel can be used, and examples thereof include a capacitance type, a resistance film type, and an infrared optical type. The touch panel may be incorporated in the display panel. Examples of such a display panel include an in-cell type and an on-cell type.
以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these.
以下の手順により、カバーガラスを製造した。用いたガラス基板は下記のいずれかである。
ガラス基板(1):SiO2を61モル%、Al2O3を15.5モル%、P2O5を7モル%、Na2Oを16.5モル%(含有量は、酸化物基準のモル百分率で算出される値である。)
ガラス基板(2):旭硝子株式会社製 ドラゴントレイル(登録商標)
A cover glass was produced by the following procedure. The glass substrate used is one of the following.
Glass substrate (1): SiO 2 61 mol%, the Al 2 O 3 15.5 mol%, P 2 O 5 to 7 mol%, a Na 2 O 16.5 mole% (content, on an oxide basis (It is a value calculated as a mole percentage of.)
Glass substrate (2): Dragon Trail (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
<実施例1>
工程1:化学強化処理
ガラス基板(1)を使用し、450℃に加熱・溶解させた硝酸カリウム塩に保護フィルムを除去したガラス基板を60分浸漬した後、ガラス基板を溶融塩より引き上げ、400℃にて470分間保持した。その後450℃に加熱・溶解させた硝酸カリウム塩に再度2分間ガラス基板を浸漬した後、400℃にて10分間保持し、室温まで60分で徐冷することで、圧縮応力のプロファイルが屈曲点を有するガラス基板を得た。ついで、このガラス基板を、40℃温浴に浸漬し、基板表面に付着した硝酸カリウム塩を除去した。
工程2:低密度化層除去
ついで、工程1で得られたガラス基板を、硝酸溶液(6wt.%、40℃)に3分間浸漬した。
ついで、この基板を、平均粒径1.2〜1.8μmの酸化セリウム研磨材を濃度4Beで含む水溶液(スラリー)と、スウェードパッドを使用し、研磨圧0.113MPa、搬送速度20mm/sec×20回で、化学強化後のガラス基板の片面を研磨した。研磨によるガラス基板の除去量は約2μmとした。
工程3:反射防止膜形成
次に、以下の手順により、一方の面に、反射防止膜を成膜した。
まず、真空チャンバー内で、アルゴンガスに10体積%の酸素ガスを混合した混合ガスを導入しながら、酸化ニオブターゲット(AGCセラミックス社製、商品名:NBOターゲット)を用いて、圧力0.3Pa、周波数20kHz、電力密度3.8W/cm2、反転パルス幅5μsecの条件でパルススパッタリングを行い、ガラス基板の一方の面上に、厚さ13nmの酸化ニオブ(ニオビア)からなる高屈折率層を形成した。
次いで、アルゴンガスに40体積%の酸素ガスを混合した混合ガスを導入しながら、シリコンターゲットを用いて、圧力0.3Pa、周波数20kHz、電力密度3.8W/cm2、反転パルス幅5μsecの条件でパルス幅5μsecの条件でパルススパッタリングを行い、前記高屈折率層上に厚さ35nmの酸化ケイ素(シリカ)からなる低屈折率層を形成した。
次いで、1層目と同様にして、前記低屈折率層上に厚さ115nmの酸化ニオブ(ニオビア)からなる高屈折率層を形成した。
次いで、2層目と同様にして、厚さ90nmの酸化ケイ素(シリカ)からなる低屈折率層を形成した。
このようにして、酸化ニオブ(ニオビア)と酸化ケイ素(シリカ)とが合計4層積層された反射防止膜を形成した。
工程4:防汚膜形成
防汚膜材料(信越化学社製、商品名:KY−185)を加熱容器内に導入した。その後、加熱容器内を真空ポンプで10時間以上脱気して溶液中の溶媒除去を行って、フッ素含有有機ケイ素化合物被膜形成用の組成物とした。
次いで、上記フッ素含有有機ケイ素化合物膜形成用の組成物が入った加熱容器を270℃まで加熱した。270℃に到達した後、温度が安定するまで10分間その状態を保持した。そして、真空チャンバ内に設置した上記反射防止膜が積層された透明基体の、反射防止膜に対して、前記フッ素含有有機ケイ素化合物膜形成用の組成物が入った加熱容器と接続されたノズルから、フッ素含有有機ケイ素化合物膜形成用の組成物を供給し、成膜を行った。成膜の際には、真空チャンバ内に設置した水晶振動子モニタにより膜厚を測定しながら行い、透明基体上に形成したフッ素含有有機ケイ素化合物膜の膜厚が4nmになるまで成膜を行った。フッ素含有有機ケイ素化合物膜が4nmになった時点でノズルから原料の供給を停止し、その後真空チャンバから製造された光学部品を取り出した。取り出された光学部品は、ホットプレートに膜面を上向きにして設置し、大気中で150℃、60分間熱処理を行った。
<Example 1>
Step 1: Chemical strengthening treatment Using a glass substrate (1), a glass substrate from which a protective film has been removed is immersed in potassium nitrate heated and dissolved at 450 ° C. for 60 minutes, and then the glass substrate is pulled up from the molten salt to 400 ° C. At 470 minutes. Then, after immersing the glass substrate again in potassium nitrate heated / dissolved at 450 ° C. for 2 minutes, holding at 400 ° C. for 10 minutes and gradually cooling to room temperature in 60 minutes, the profile of the compressive stress has a bending point. A glass substrate was obtained. Subsequently, this glass substrate was immersed in a 40 ° C. warm bath to remove potassium nitrate adhering to the substrate surface.
Step 2: Removal of Densified Layer Next, the glass substrate obtained in Step 1 was immersed in a nitric acid solution (6 wt.%, 40 ° C.) for 3 minutes.
Next, this substrate was used with an aqueous solution (slurry) containing a cerium oxide abrasive having an average particle size of 1.2 to 1.8 μm at a concentration of 4 Be, and a suede pad. One side of the glass substrate after chemical strengthening was polished 20 times. The removal amount of the glass substrate by polishing was about 2 μm.
Step 3: Antireflection Film Formation Next, an antireflection film was formed on one surface by the following procedure.
First, using a niobium oxide target (trade name: NBO target manufactured by AGC Ceramics Co., Ltd.) while introducing a mixed gas obtained by mixing 10% by volume of oxygen gas with argon gas in a vacuum chamber, a pressure of 0.3 Pa, Pulse sputtering is performed under the conditions of a frequency of 20 kHz, a power density of 3.8 W / cm 2 , and an inversion pulse width of 5 μsec, and a high refractive index layer made of niobium oxide (niobium) having a thickness of 13 nm is formed on one surface of the glass substrate. did.
Next, while introducing a mixed gas obtained by mixing 40% by volume of oxygen gas into argon gas, using a silicon target, conditions of pressure 0.3 Pa,
Next, in the same manner as in the first layer, a high refractive index layer made of niobium oxide (niobium) having a thickness of 115 nm was formed on the low refractive index layer.
Next, in the same manner as the second layer, a low refractive index layer made of silicon oxide (silica) having a thickness of 90 nm was formed.
In this way, an antireflection film was formed in which a total of four layers of niobium oxide (niobia) and silicon oxide (silica) were laminated.
Step 4: Antifouling film formation An antifouling film material (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KY-185) was introduced into a heating container. Thereafter, the inside of the heating container was deaerated with a vacuum pump for 10 hours or more to remove the solvent in the solution, thereby obtaining a composition for forming a fluorine-containing organosilicon compound film.
Subsequently, the heating container containing the composition for forming the fluorine-containing organosilicon compound film was heated to 270 ° C. After reaching 270 ° C., that state was maintained for 10 minutes until the temperature stabilized. And from the nozzle connected to the heating container containing the composition for forming the fluorine-containing organosilicon compound film with respect to the antireflection film of the transparent substrate on which the antireflection film is placed in the vacuum chamber. Then, a composition for forming a fluorine-containing organosilicon compound film was supplied to form a film. During film formation, the film thickness is measured with a quartz crystal monitor installed in a vacuum chamber, and film formation is performed until the film thickness of the fluorine-containing organosilicon compound film formed on the transparent substrate reaches 4 nm. It was. When the fluorine-containing organosilicon compound film reached 4 nm, the supply of the raw material from the nozzle was stopped, and then the manufactured optical component was taken out from the vacuum chamber. The extracted optical component was placed on a hot plate with the film surface facing upward, and heat-treated in the atmosphere at 150 ° C. for 60 minutes.
<実施例2〜4>
基材、各処理条件を表1に示す条件に変更したこと以外は実施例1と同様にカバーガラスを作製した。
<Examples 2 to 4>
A cover glass was produced in the same manner as in Example 1 except that the base material and each processing condition were changed to the conditions shown in Table 1.
<比較例1>
工程2を行わなかったこと以外は実施例1と同様にカバーガラスを作製した。
<Comparative Example 1>
A cover glass was produced in the same manner as in Example 1 except that Step 2 was not performed.
<比較例2>
工程2として、40℃のクエン酸溶液(20質量%)に3分間浸す工程に変更したこと以外は実施例1と同様にカバーガラスを作製した。ガラス基板の除去量は約0.1nmとした。
<Comparative example 2>
A cover glass was produced in the same manner as in Example 1 except that the step 2 was changed to a step of immersing in a 40 ° C. citric acid solution (20 mass%) for 3 minutes. The removal amount of the glass substrate was about 0.1 nm.
<参考例1、2>
工程2を行わず、基材、他の処理条件を表2に示す条件に変更したこと以外は実施例1と同様にカバーガラスを作製した。
<Reference Examples 1 and 2>
A cover glass was prepared in the same manner as in Example 1 except that the step 2 was not performed and the base material and other processing conditions were changed to the conditions shown in Table 2.
上記により作製した各カバーガラスについて、下記項目を測定することにより評価した。結果を表1及び表2に示す。 About each cover glass produced by the above, it evaluated by measuring the following item. The results are shown in Tables 1 and 2.
(視感反射率)
分光測色計(コニカミノルタ製、形式:CM−2600d)により、ガラス基板の反射防止処理を施された側の面の分光反射率をSCIモードで測定し、その反射率から、視感反射率(JIS Z8701において規定されている反射の刺激値Y)を求めた。その際、反射防止処理を施されていない裏面からの反射を打ち消すために、裏面を黒色に塗って測定した。なお、光源はD65光源として計算した。
(Luminous reflectance)
Using a spectrocolorimeter (manufactured by Konica Minolta, model: CM-2600d), the spectral reflectance of the surface of the glass substrate that has been subjected to the antireflection treatment is measured in the SCI mode. (Stimulus value Y of reflection defined in JIS Z8701) was determined. At that time, in order to cancel the reflection from the back surface not subjected to the antireflection treatment, the back surface was painted black and measured. The light source was calculated as a D65 light source.
(色分布)
まず、ガラス基板の任意の10cm2の正方形の部分を測定範囲として選択し、該測定範囲を11×11等分した格子の、基板内の交点、100点について、以下のようにして色を測定した。
分光測色計(コニカミノルタ製、形式:CM−2600d)により、基板の反射防止処理を施された側の面の分光反射率をSCIモードで測定し、その反射率から、視感反射率(JIS Z 8729において規定されている色指標a*、b*)を求めた。その際、反射防止処理を施されていない裏面からの反射を打ち消すために、裏面を黒色に塗って測定した。
そして、全100点のうちa*、b*それぞれの最大値と最小値(a* max、a* min、b* max、b* min)によって、色分布Eを下記計算式(1−1)によって求めた。
E=√{(a* max−a* min)2+(b* max−b* min)2} (1−1)
続いて測定範囲を変更して、上記と同様の測定を合計3回繰り返し、それぞれEを求めた。
(Color distribution)
First, an arbitrary 10 cm 2 square portion of a glass substrate is selected as a measurement range, and the color is measured at 100 points of intersections in the substrate of a grid obtained by equally dividing the measurement range by 11 × 11 as follows. did.
A spectral colorimeter (manufactured by Konica Minolta, model: CM-2600d) is used to measure the spectral reflectance of the surface of the substrate that has undergone antireflection treatment in the SCI mode. From the reflectance, the luminous reflectance ( Color indexes a * and b * ) defined in JIS Z 8729 were obtained. At that time, in order to cancel the reflection from the back surface not subjected to the antireflection treatment, the back surface was painted black and measured.
The color distribution E is calculated from the maximum and minimum values (a * max , a * min , b * max , b * min ) of a * and b * out of 100 points. Sought by.
E = √ {(a * max− a * min ) 2 + (b * max− b * min ) 2 } (1-1)
Subsequently, the measurement range was changed, and the same measurement as described above was repeated a total of 3 times, and E was obtained.
(CSプロファイル、DOC)
ガラス基板を表面応力測定機(折原製作所製、形式:FSM−6000LE)を用いて応力プロファイルを測定した。
最表面からのガラス深さが0μmにおける応力値(単位はMPa)を、化学強化ガラスの一方の主面における最表層の圧縮応力(CS)とした。そして、ガラス深さとCSとの相関から得られた応力プロファイルから、屈曲点の有無、屈曲点の前後でのCSの傾きを算出した。また、ガラス内部において応力値が0MPaとなるガラス深さ(単位はμm)を、圧縮応力層の深さ(DOC)とした。
(CS profile, DOC)
The stress profile was measured for the glass substrate using a surface stress measuring machine (manufactured by Orihara Seisakusho, model: FSM-6000LE).
The stress value (unit: MPa) when the glass depth from the outermost surface was 0 μm was defined as the compressive stress (CS) of the outermost layer on one main surface of the chemically strengthened glass. And the presence or absence of a bending point and the inclination of CS before and after the bending point were calculated from the stress profile obtained from the correlation between the glass depth and CS. Further, the glass depth (unit: μm) at which the stress value becomes 0 MPa in the glass was defined as the depth (DOC) of the compressive stress layer.
化学強化を1段階で行った参考例1及び参考例2では、色分布Eの値が小さく、色調変化が生じるという問題が起こりにくい。一方、化学強化を2段階で行うと、比較例1に示されるように、低密度化層が除去されていない場合は色分布Eの値が大きく、色調変化が大きいことが分かる。また、比較例2の結果から、低密度化層の除去量が不十分の場合には、色分布Eの値が大きく、色調変化が大きいことが分かる。 In Reference Example 1 and Reference Example 2 in which the chemical strengthening is performed in one stage, the value of the color distribution E is small and the problem that the color tone changes hardly occurs. On the other hand, when chemical strengthening is performed in two stages, as shown in Comparative Example 1, it can be seen that the value of the color distribution E is large and the change in color tone is large when the density-reducing layer is not removed. In addition, it can be seen from the results of Comparative Example 2 that when the removal amount of the low-density layer is insufficient, the value of the color distribution E is large and the color tone change is large.
これに対し、各実施例のカバーガラスはいずれも、色分布Eの値が低下したことから、色調変化が小さくなったことを示しており、リーチアウト層が除去された効果であることが分かる。さらに、各実施例の色分布の3回の測定においていずれもE≦4を満たすことから、ガラス面内での均一性も高いことがわかる。 On the other hand, the cover glass of each example shows that the change in color tone is reduced because the value of the color distribution E is lowered, and it can be seen that the effect is that the reach-out layer is removed. . Furthermore, since all satisfy | filling E <= 4 in three measurements of the color distribution of each Example, it turns out that the uniformity in a glass surface is also high.
また、図1に実施例1の、図2に参考例1の、カバーガラスのCSプロファイルをそれぞれ示す。化学強化を2段階で行ったガラス基板は、CSの傾きが異なる領域を2つ有することから、CSのプロファイルにおいて1つの屈曲点を有すると理解できる。 Further, FIG. 1 shows the CS profile of the cover glass of Example 1 and FIG. 2 of the reference example 1, respectively. Since the glass substrate subjected to chemical strengthening in two stages has two regions having different inclinations of the CS, it can be understood that the glass substrate has one bending point in the CS profile.
Claims (8)
前記ガラス基板はリンを含み、
前記圧縮応力層の圧縮応力のプロファイルが1以上の屈曲点を有し、
前記反射防止膜を有するガラス面内の任意の2点におけるa*値の差Δa*と、b*値の差Δb*が、下記式(1)を満たす、カバーガラス。
√{(Δa*)2+(Δb*)2}≦4 (1) A cover glass having a glass substrate having a compressive stress layer on the surface and an antireflection film provided on at least one main surface of the glass substrate,
The glass substrate includes phosphorus;
The compressive stress profile of the compressive stress layer has one or more inflection points;
A cover glass in which an a * value difference Δa * and an b * value difference Δb * at any two points in the glass surface having the antireflection film satisfy the following formula (1).
√ {(Δa * ) 2 + (Δb * ) 2 } ≦ 4 (1)
前記ガラス基板の少なくとも一方の主面の表層を5nm以上除去する低密度化層除去工程と、
前記低密度化層除去を行った主面に反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程とを順に有する、カバーガラスの製造方法。 A chemical strengthening process in which a chemical strengthening treatment for generating a compressive stress layer on the surface of the glass substrate containing phosphorus is performed in two stages;
A density reduction layer removing step of removing a surface layer of at least one main surface of the glass substrate by 5 nm or more;
The manufacturing method of a cover glass which has an antireflection film formation process which forms an antireflection film in the main surface which performed the said density reduction layer removal in order.
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