JP2020060657A - 反射防止ガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた耐擦傷性を備える反射防止ガラスを提供する。【解決手段】反射防止ガラス１は、ガラス基材２と、ガラス基材２の上側に配置される反射防止層３とを備え、反射防止ガラス１の上面における表面粗さＲａが、２．０ｎｍ未満である。【選択図】図１
Description
本発明は、反射防止ガラス、詳しくは、光学用途に好適に用いられる反射防止ガラスに関する。
従来より、液晶ディプレイなどの画像表示装置において、外光の映り込みを防止するため、反射防止フィルムがディスプレイ画面の最表面に配置されている。反射防止フィルムは、一般的に、樹脂フィルムに、高屈折率層および低屈折率層からなる反射防止層が形成されている。
反射防止フィルムは、画面の最表層に配置されるため、耐擦傷性が求められている。具体的には、外部からの衝撃によって、反射防止層が樹脂フィルムから剥離しないようにする必要がある。
そのような反射防止フィルムとして、例えば、樹脂フィルムと、密着層と、反射防止層とを順に備える反射防止フィルムが開示されている（特許文献１参照。）。
この反射防止フィルムでは、密着層によって、反射防止層の剥離を抑制している。
特許文献１の反射防止フィルムでは、反射防止層の剥離を抑制することができるが、密着層や樹脂フィルムに傷が発生する不具合が生じる。
そこで、密着層に加えて、樹脂フィルム表面にハードコート層をさらに設けることも検討される。しかしながら、ハードコート層を設けた場合であっても、ハードコート層などの各層に傷が発生する不具合があり、不十分である。そのため、より一層の耐擦傷性の向上が求められている。
本発明は、耐擦傷性に優れる反射防止ガラスを提供することにある。
本発明［１］は、ガラス基材と、前記ガラス基材の厚み方向一方側に配置される反射防止層とを備える反射防止ガラスであって、前記反射防止ガラスの前記厚み方向一方側の表面における表面粗さＲａが、２．０ｎｍ未満である、反射防止ガラスを含む。
本発明［２］は、前記ガラス基材の厚みが、１５０μｍ以下である、［１］に記載の反射防止ガラスを含む。
本発明［３］は、前記反射防止層の厚み方向一方側に配置される防汚層をさらに備える、［１］または［２］に記載の反射防止ガラスを含む。
本発明の反射防止ガラスは、ガラス基材と反射防止層と備え、厚み方向一方側の表面における表面粗さＲａが、２．０ｎｍ未満であるため、耐擦傷性に優れる。
１．反射防止ガラス
図１を参照して、本発明の反射防止ガラスの一実施形態である反射防止ガラス１を説明する。
図１を参照して、本発明の反射防止ガラスの一実施形態である反射防止ガラス１を説明する。
図１において、紙面上下方向は、上下方向（厚み方向、第１方向）であって、紙面上側が、上側（厚み方向一方側、第１方向一方側）、紙面下側が、下側（厚み方向他方側、第１方向他方側）である。また、紙面左右方向および奥行き方向は、上下方向に直交する面方向である。具体的には、各図の方向矢印に準拠する。
図１に示すように、反射防止ガラス１は、所定の厚みを有するフィルム形状（シート形状を含む）を有し、厚み方向と直交する所定方向（面方向）に延び、平坦な上面（厚み方向一方面）および平坦な下面（厚み方向他方面）を有する。
具体的には、反射防止ガラス１は、ガラス基材２と、ガラス基材２の上側（厚み方向一方側）に配置される反射防止層３と、反射防止層３の上側に配置される防汚層４とを備える。すなわち、反射防止ガラス１は、ガラス基材２、反射防止層３および防汚層４を上下方向（厚み方向）に順に備える。反射防止ガラス１は、好ましくは、ガラス基材２、反射防止層３および防汚層４からなる。以下、各層について詳述する。
（ガラス基材）
ガラス基材２は、反射防止ガラス１の最下層であって、反射防止ガラス１の機械的強度を確保し、反射防止層３および防汚層４を支持する支持材である。
ガラス基材２は、反射防止ガラス１の最下層であって、反射防止ガラス１の機械的強度を確保し、反射防止層３および防汚層４を支持する支持材である。
ガラス基材２は、フィルム形状（シート形状を含む）を有し、透明なガラスから形成されている。
ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどが挙げられる。
ガラス基材２の全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７３７５−２００８）は、例えば、８０％以上、好ましくは、８５％以上である。
ガラス基材２の厚みは、例えば、１５０μｍ以下、好ましくは、１２０μｍ以下、より好ましくは、１００μｍ以下である。また、ガラス基材２の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上である。ガラス基材２の厚みが上記上限以下であれば、可撓性に優れ、ロール状に巻回することが可能である。また、ガラス基材２の厚みが上記下限以上であれば、反射防止ガラス１の耐擦傷性に優れる。また、機械的強度に優れ、ロールトゥロール搬送時の破損を抑制することができる。
ガラス基材２の厚みは、例えば、ダイヤルゲージ（ＰＥＡＣＯＣＫ社製、「ＤＧ−２０５」）を用いて測定することができる。
（反射防止層）
反射防止層３は、太陽光や室内光などの外光の映り込みを防止するための層である。
反射防止層３は、太陽光や室内光などの外光の映り込みを防止するための層である。
反射防止層３は、フィルム形状を有する。反射防止層３は、ガラス基材２の上面全面に、ガラス基材２の上面に接触するように、配置されている。より具体的には、反射防止層３は、ガラス基材２と防汚層４との間に、ガラス基材２の上面および防汚層４の下面に接触するように、配置されている。すなわち、反射防止層３は、ガラス基材２の上面に直接接触している。
反射防止層３は、高屈折率層５と低屈折率層６とを備え、好ましくは、高屈折率層と低屈折率層との交互積層体である。具体的には、反射防止層３は、４層積層体であって、第１高屈折率層５ａ、第１低屈折率層６ａ、第２高屈折率層５ｂおよび第２低屈折率層６ｂを下から順に備える。
反射防止層３は、好ましくは、金属酸化物などの無機化合物から形成されている。
具体的には、高屈折率層５（第１高屈折率層５ａまたは第２高屈折率層５ｂ）の材料としては、それぞれ、例えば、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ複合酸化物などの金属酸化物が挙げられる。好ましくは、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）が挙げられる。
高屈折率層５の屈折率は、それぞれ、例えば、１．８以上であり、また、例えば、２．４以下である。屈折率は、波長５５０ｎｍにおける屈折率であって、例えば、アッベ屈折率計にて測定することができる。
高屈折率層５の厚みは、それぞれ、例えば、５ｎｍ以上、好ましくは、１０ｎｍ以上であり、例えば、２００ｎｍ以下、好ましくは、１５０ｎｍ以下である。
好ましくは、第２高屈折率層５ｂの厚みは、第１高屈折率層５ａの厚みよりも厚く、第１高屈折率層５ａの厚みに対する第２高屈折率層５ｂの厚みの比（５ｂ／５ａ）は、例えば、２倍以上、好ましくは、５倍以上であり、また、例えば、２０倍以下、好ましくは、１５倍以下である。上記比が上記範囲であれば空気界面での反射をより一層低減させることができる。
低屈折率層６（第１低屈折率層６ａまたは第２低屈折率層６ｂ）の材料としては、それぞれ、例えば、酸化ケイ素、フッ化マグネシウムなどが挙げられる。好ましくは、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が挙げられる。
低屈折率層６の屈折率は、それぞれ、例えば、１．６以下であり、また、例えば、１．３以上である。
低屈折率層６の厚みは、それぞれ、例えば、１０ｎｍ以上、好ましくは、２０ｎｍ以上であり、例えば、２００ｎｍ以下、好ましくは、１５０ｎｍ以下である。
好ましくは、第２低屈折率層６ｂの厚みは、第１低屈折率層６ａの厚みよりも厚く、第１低屈折率層６ａの厚みに対する第２低屈折率層６ｂの厚みの比（５ｂ／５ａ）は、例えば、１．５倍以上、好ましくは、２倍以上であり、また、例えば、１０倍以下、好ましくは、５倍以下である。上記比が上記範囲であれば空気界面での反射をより一層低減させることができる。
反射防止層３の総厚みは、例えば、１００ｎｍ以上、好ましくは、２００ｎｍ以上であり、また、例えば、１０００ｎｍ以下、好ましくは、５００ｎｍ以下である。
反射防止層３の厚みは、例えば、透過電子顕微鏡（日本電子社製、「ＪＥＭ−２１００Ｐｌｕｓ」）、または、走査型蛍光Ｘ線分析装置(リガク社製、「ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ」)を用いて測定することができる。
（防汚層）
防汚層４は、指紋や埃などの汚染物質が反射防止ガラス１の上面に付着することを抑制するための層である。
防汚層４は、指紋や埃などの汚染物質が反射防止ガラス１の上面に付着することを抑制するための層である。
防汚層４は、反射防止ガラス１の最上層であって、フィルム形状を有する。防汚層４は、反射防止層３の上面全面に、反射防止層３の上面に接触するように、配置されている。
防汚層４の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、フルオロエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、例えば、フッ素含有シリコーンなどのシリコーン系樹脂、例えば、パーフルオロポリエーテル基含有アルコキシシランなどのシラン系化合物が挙げられる。
防汚層４の厚みは、例えば、０．５ｎｍ以上、好ましくは、１ｎｍ以上であり、また、例えば、１００ｎｍ以下、好ましくは、１０ｎｍ以下である。防汚層４の厚みは、例えば、走査型蛍光Ｘ線分析装置(リガク社製、「ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓ ＩＩ」)を用いて測定することができる。
防汚層４の上面における水接触角は、例えば、１００°以上、好ましくは、１１０°以上であり、また、例えば、１８０°未満である。水接触角が上記下限以上であれば、防汚性に優れる。水接触角は、直径約２ｍｍの純水を防汚層４の上面に載置することにより測定される。
防汚層４の屈折率は、例えば、１．３５以上、１．６０以下である。防汚層４の屈折率が上記範囲であれば、反射防止層３（特に、第２低屈折率層６ｂ）との屈折率差を低減でき、反射防止層３の反射防止機能をより確実に発揮させることができる。
２．反射防止ガラスの製造方法
次いで、反射防止ガラス１を製造する方法を説明する。反射防止ガラス１の製造では、例えば、ロールトゥロール工程において、ガラス基材２に、反射防止層３および防汚層４を順に設ける。具体的には、長手方向に長尺なガラス基材２を送出ロールから送出して搬送方向下流側に搬送しながら、ガラス基材２の上面に反射防止層３を設け、次いで、反射防止層３の上面に防汚層４を設け、巻取ロールにて反射防止ガラス１を巻き取る。以下、詳述する。
次いで、反射防止ガラス１を製造する方法を説明する。反射防止ガラス１の製造では、例えば、ロールトゥロール工程において、ガラス基材２に、反射防止層３および防汚層４を順に設ける。具体的には、長手方向に長尺なガラス基材２を送出ロールから送出して搬送方向下流側に搬送しながら、ガラス基材２の上面に反射防止層３を設け、次いで、反射防止層３の上面に防汚層４を設け、巻取ロールにて反射防止ガラス１を巻き取る。以下、詳述する。
まず、送出ロールに巻回された長尺なガラス基材２を用意し、巻取ロールに巻回されるようにガラス基材２を搬送する。
好ましくは、厚み１５０μｍ以下のガラス基材２を用意する。これにより、送出ロールおよび巻取ロールなどのロールに容易に巻回することができる。
なお、必要に応じて、ガラス基材２と反射防止層３との密着性の観点から、ガラス基材２の下面または上面に、例えば、スパッタリング、コロナ放電、火炎、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化などのエッチング処理や下地処理（プライマー処理）を実施することができる。また、溶剤洗浄、超音波洗浄などによりガラス基材２を除塵、清浄化することができる。
次いで、ガラス基材２の上面に反射防止層３を設ける。例えば、乾式方法により、ガラス基材２の上面に反射防止層３を形成する。
乾式方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。好ましくは、スパッタリング法が挙げられる。すなわち、好ましくは、反射防止層３は、スパッタリングにより形成されるスパッタ層である。これにより、ガラス基材２と反射防止層３との密着性を向上させ、反射防止ガラス１の耐擦傷性をより一層向上させることができる。また、反射防止層３を、厚みが均一である薄膜とすることができる。
スパッタリング法は、真空チャンバー内にターゲットおよび被着体（ガラス基材２）を対向配置し、ガスを供給するとともに電源から電圧を印加することによりガスイオンを加速しターゲットに照射させて、ターゲット表面からターゲット材料をはじき出して、そのターゲット材料を被着体表面に積層させる。
スパッタリング法としては、例えば、２極スパッタリング法、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法などが挙げられる。好ましくは、マグネトロンスパッタリング法が挙げられる。
スパッタリング法を採用する場合、ターゲット材料としては、後述する反応性ガスを併用する場合は、上述の金属酸化物を構成する金属単体が挙げられる。一方、反応性ガスを併用しない場合は、上述の金属酸化物が挙げられる。
一例として、反応性ガスを併用して、第１高屈折率層５ａ（例えば、酸化ニオブ層）、第１低屈折率層６ａ（例えば、酸化シリカ層）、第２高屈折率層５ｂ（例えば、酸化ニオブ層）および第２低屈折率層６ｂ（例えば、酸化シリカ層）を順に備える反射防止層３を形成する場合では、ニオブ金属ターゲット、ケイ素ターゲット、ニオブ金属ターゲット、および、ケイ素ターゲットを搬送方向に順に、それぞれ独立した成膜チャンバーに配置して、スパッタリングを実施する。
スパッタリングに使用するガス（すなわち、成膜チャンバーに導入するガス）としては、例えば、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスが挙げられる。好ましくは、酸素ガスなどの反応性ガスを併用することができる。これにより、例えば、反射防止層３として金属酸化物を形成する場合、酸素ガスの量を調整できるため、ターゲット材料である金属を確実かつ正確に酸化することができる。その結果、所望の機能を有する金属酸化物を高レートで形成することができる。
反応性ガスを併用する場合、反応性ガスの流量比（ｓｃｃｍ）は、不活性ガスおよび反応性ガスの合計流量比に対して、例えば、０．１流量％以上であり、また、例えば、５流量％以下である。
スパッタリング時の気圧（すなわち、成膜時の成膜チャンバー内の気圧）は、例えば、１．０Ｐａ未満、好ましくは、０．５Ｐａ以下であり、また、例えば、０．１Ｐａ以上である。気圧が上記上限以下であれば、得られる反射防止ガラス１の表面粗さを所望の範囲以内（Ｒａが２．０ｎｍ未満）に好適に調整することができる。すなわち、例えば、上記上限を超える気圧で、定電力制御にてスパッタリングを実施すると、イオン化不活性ガス（例えば、Ａｒイオン）の量、ひいては、ターゲットに衝突するイオン化不活性ガスの量が増加するため、電流値が上昇し、電圧値が低下する。そのため、スパッタ粒子（スパッタされたターゲット）の運動エネルギーが小さくなり、ガラス基材２に積層される反射防止層３がポーラスな膜質になりやすく、その結果、表面粗さが高くなる。一方、気圧が上記上限以下であれば、上記電圧値の低下を抑制でき、積層される反射防止層３の膜質を緻密化できる。その結果、反射防止層３の上面、ひいては、反射防止ガラス１の上面を平滑にすることができる。
スパッタリング法では、好ましくは、プラズマ発光モニタリング（ＰＥＭ）制御を実施する。具体的には、放電時のプラズマ発光強度を検知して、その検知結果に基づいて、成膜チャンバーに導入するガス量を制御する。これにより、厚みが均一であり、所望の膜質を備える反射防止層３を得ることができる。
電源は、例えば、ＤＣ電源、ＡＣ電源、ＭＦ電源およびＲＦ電源のいずれであってもよく、また、これらの組み合わせであってもよい。
次いで、反射防止層３の上面に防汚層４を設ける。例えば、湿式法または乾式法により、反射防止層３の上面に防汚層４を形成する。
湿式法では、例えば、防汚層４の材料を溶媒で希釈してワニスを調製し、そのワニスを各種塗布方法により、反射防止層３の上面に塗布する。
塗布方法としては、例えば、ロールコート法、ドクターブレード法、スピンコート法、バーコート法、ダイコート法、グラビアコート法、リーバスコート法、スクリーン印刷法などが挙げられる。
湿式法の場合、その後、乾燥を実施する。乾燥温度は、例えば、５０℃以上、１５０℃以下であり、乾燥時間は、例えば、１分以上、１０分以下である。
乾式法としては、例えば、熱化学蒸着法、光化学蒸着法などの化学蒸着法などが挙げられる。
好ましくは、湿式法が挙げられ、より好ましくは、グラビアコート法、バーコート法が挙げられる。
このようにして、図１に示すように、ガラス基材２、反射防止層３、および、防汚層４を順に備える反射防止ガラス１が得られる。
なお、上記工程において、各層の形成ごとに巻取ロールに巻回してもよい。また、反射防止層３および防汚層４の形成まで巻回せずに連続的に実施して、防汚層４の形成後に巻取ロールに巻回してもよい。
必要に応じて、反射防止ガラス１の下面に保護フィルムなどを積層した後に、保護フィルムとともにロール状に巻回してもよい。
得られる反射防止ガラス１の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、１５０μｍ以下、好ましくは、１００μｍ以下である。
反射防止ガラス１の上面において、すなわち、防汚層４の上面において、表面粗さＲａは、２．０ｎｍ未満、好ましくは、１．８ｎｍ以下である。表面粗さが上記上限以下であれば、耐擦傷性に優れる。また、表面粗さＲａは、例えば、０．５ｎｍ以上、好ましくは、１．０ｎｍ以上である。表面粗さＲａは、算術平均粗さＲａであって、原子間力顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ社製、「Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ４」）を用いて測定することができる。
反射防止ガラス１の上面において、動的摩擦係数は、例えば、０．１０以下である。動的摩擦係数が上記上限以下であれば、耐擦傷性に優れる。動的摩擦係数は、例えば、自動摩擦摩耗解析装置（協和界面科学社製、「ＴＳｆ−５０３」）を用いて測定することができる。
反射防止ガラス１の上面において、引っかき硬度（鉛筆法）は、好ましくは、７Ｈ以上である。引っかき硬度は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠して測定することができる。
反射防止ガラス１の上面において、耐スチールウール試験における荷重は、好ましくは、３ｋｇ／ｃｍ２以上である。耐スチールウール試験は、スチールウール（＃００００、日本スチールウール社製）を反射防止ガラス１の上面に対して１０往復、擦ることにより測定することができ、具体的には、実施例にて詳述される。
反射防止ガラス１は、好ましくは、透明性を有する。具体的には、反射防止ガラス１の全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７３７５−２００８）は、例えば、８０％以上、好ましくは、８５％以上である。
３．反射防止ガラスの用途
反射防止ガラス１は、例えば、画像表示装置などの光学装置に用いられる。反射防止ガラス１を画像表示装置（具体的には、ＬＣＤモジュール、有機ＥＬモジュールなどの画像表示素子を有する画像表示装置）に備える場合には、反射防止ガラス１は、例えば、最表面用の保護基材として用いられる。
反射防止ガラス１は、例えば、画像表示装置などの光学装置に用いられる。反射防止ガラス１を画像表示装置（具体的には、ＬＣＤモジュール、有機ＥＬモジュールなどの画像表示素子を有する画像表示装置）に備える場合には、反射防止ガラス１は、例えば、最表面用の保護基材として用いられる。
また、反射防止ガラス１は、例えば、画像表示装置に備えられる最表面用の保護基材などの一部品であり、つまり、画像表示装置ではない。すなわち、反射防止ガラス１は、画像表示装置などを作製するための部品であり、ＬＣＤモジュールなどの画像表示素子を含まず、ガラス基材２と反射防止層３と防汚層４とを含み、部品単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。
そして、この反射防止ガラス１は、ガラス基材２と、ガラス基材２の上面に配置される反射防止層３とを備える。このため、反射防止ガラス１は、太陽光や室内光などの外光が反射防止ガラス１の上面で反射することを抑制することができる。すなわち、外光の映り込みを抑制することができる。
また、反射防止ガラス１では、その上面における表面粗さＲａが、２．０ｎｍ未満である。このため、鉛筆やスチールウールなどによる外的要因が反射防止ガラス１の上面に対して生じた場合であっても、反射防止ガラス１の層間剥離や傷の発生を抑制することができる。すなわち、耐擦傷性に優れる。
また、ガラス基材２が、厚み１５０μｍ以下であるため、ガラス基材２は、ロール状に巻回可能である。したがって、ロールトゥロール方式で製造することができ、生産性に優れる。
また、反射防止層３の上面に配置される防汚層４を備えるため、指紋や埃などの汚染物質が反射防止ガラス１の上面に付着することを抑制することができる。すなわち、防汚性に優れる。
また、反射防止層３は、ガラス基材２の上面に直接接触しているため、反射防止層３（好ましくは、無機化合物）とガラス基材２との密着性が良好であり、耐擦傷性に優れる。したがって、反射防止層３およびガラス基材２との間に、密着性を向上させるための密着層を必要とせず、薄膜化および製造の簡便化を図ることができる。
４．変形例
以下に、図１に示す一実施形態の変形例について説明する。なお、これら変形例についても、上記した一実施形態と同様の作用効果を奏する。
以下に、図１に示す一実施形態の変形例について説明する。なお、これら変形例についても、上記した一実施形態と同様の作用効果を奏する。
図１に示す実施形態では、反射防止ガラス１は、防汚層４を備えているが、例えば、図２に示すように、反射防止ガラス１は、防汚層４を備えていなくてもよい。すなわち、反射防止ガラス１は、ガラス基材２と、反射防止層３とから構成されていてもよい。この場合、反射防止層３の上面の表面粗さＲａを測定することによって、反射防止ガラス１の上面の表面粗さを求める。
好ましくは、防汚性、および、反射防止層３の保護の観点から、図１に示す実施形態が挙げられる。
図１に示す実施形態では、反射防止層３は４層積層体であるが、積層数は限定されず、例えば、１〜３層、または、５層以上であってもよい。好ましくは、２層以上、６層以下であり、より好ましくは、４層である。さらに、反射防止層３は、中屈折率層などのその他の屈折率層を備えていてもよい。
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。
実施例１
一方向に長尺なガラス基材（無アルカリガラス、厚み１００μｍ、日本電気硝子社製、「Ｇ−Ｌｅａｆ」）をロールトゥロール方式のスパッタ製膜装置に導入し、ガラス基材を走行させながら、スパッタリング法により、表１に示すようにＮｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを交互に成膜して、反射防止層（４層積層体）を作製した。これらの層の形成において、Ａｒの導入量および排気量を調整し、スパッタ成膜装置の成膜チャンバー内の気圧を０．２５Ｐａに一定に保ち、プラズマ発光モニタリング制御によって、導入する酸素量を調整した。
一方向に長尺なガラス基材（無アルカリガラス、厚み１００μｍ、日本電気硝子社製、「Ｇ−Ｌｅａｆ」）をロールトゥロール方式のスパッタ製膜装置に導入し、ガラス基材を走行させながら、スパッタリング法により、表１に示すようにＮｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを交互に成膜して、反射防止層（４層積層体）を作製した。これらの層の形成において、Ａｒの導入量および排気量を調整し、スパッタ成膜装置の成膜チャンバー内の気圧を０．２５Ｐａに一定に保ち、プラズマ発光モニタリング制御によって、導入する酸素量を調整した。
次いで、反射防止層の上面に、防汚層としてフッ素系樹脂からなる層（厚み２ｎｍ）を形成した。防汚層は、フッ素系樹脂を０．０６ｗｔ％の濃度に希釈したワニスをバーコート法により反射防止層の上面に塗布し、６０℃で乾燥することにより、形成した。
これによりロール状の反射防止ガラスを得た（図１参照）。
比較例１
成膜チャンバー内の気圧を１．０Ｐａに保って反射防止層を形成した以外は、実施例１と同様にして、反射防止ガラスを製造した。
成膜チャンバー内の気圧を１．０Ｐａに保って反射防止層を形成した以外は、実施例１と同様にして、反射防止ガラスを製造した。
比較例２
ハードコート層（ＨＣ層、厚み６μｍ）付きトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム、厚み８０μｍ）を用意した。このＴＡＣフィルムをロールトゥロール方式のスパッタ製膜装置に導入し、ＴＡＣフィルムを走行させながら、ハードコート層にボンバード処理(Ａｒガスによるプラズマ処理)を実施した。その後、密着層として３．５ｎｍのＳｉ層をハードコート層の上面に形成し、続いて、表１に示すようにＮｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを交互に形成した。次いで、実施例１と同様にして、反射防止層の上面に防汚層を形成した。これにより、比較例２の反射防止フィルムを製造した。
ハードコート層（ＨＣ層、厚み６μｍ）付きトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム、厚み８０μｍ）を用意した。このＴＡＣフィルムをロールトゥロール方式のスパッタ製膜装置に導入し、ＴＡＣフィルムを走行させながら、ハードコート層にボンバード処理(Ａｒガスによるプラズマ処理)を実施した。その後、密着層として３．５ｎｍのＳｉ層をハードコート層の上面に形成し、続いて、表１に示すようにＮｂ２Ｏ５層とＳｉＯ２層とを交互に形成した。次いで、実施例１と同様にして、反射防止層の上面に防汚層を形成した。これにより、比較例２の反射防止フィルムを製造した。
比較例３
成膜チャンバー内の気圧を１．０Ｐａに保って反射防止層を形成した以外は、比較例２と同様にして、比較例３の反射防止フィルムを製造した。
成膜チャンバー内の気圧を１．０Ｐａに保って反射防止層を形成した以外は、比較例２と同様にして、比較例３の反射防止フィルムを製造した。
（厚み）
実施例１および各比較例の反射防止層および防汚層の厚みを、走査型蛍光Ｘ線分析装置(リガク社製、「ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ」）を用いて測定した。また、ガラス基材およびＴＡＣフィルムの厚みは、「ダイヤルゲージ（ＰＥＡＣＯＣＫ社製、「ＤＧ−２０５」）」を用いて測定した。結果を表１に示す。
実施例１および各比較例の反射防止層および防汚層の厚みを、走査型蛍光Ｘ線分析装置(リガク社製、「ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ」）を用いて測定した。また、ガラス基材およびＴＡＣフィルムの厚みは、「ダイヤルゲージ（ＰＥＡＣＯＣＫ社製、「ＤＧ−２０５」）」を用いて測定した。結果を表１に示す。
（表面粗さ）
実施例１および各比較例の反射防止部材（反射防止ガラスまたは反射防止フィルム）の上面（防汚層の表面）の表面粗さＲａを、原子間力顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ社製、「Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ４」）を用いて測定した。結果を表１に示す。
実施例１および各比較例の反射防止部材（反射防止ガラスまたは反射防止フィルム）の上面（防汚層の表面）の表面粗さＲａを、原子間力顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ社製、「Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ４」）を用いて測定した。結果を表１に示す。
（鉛筆法による引っかき硬度）
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠して、各実施例および各比較例の反射防止部材の上面に対する引っかき硬度を測定した。結果を表１に示す。
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠して、各実施例および各比較例の反射防止部材の上面に対する引っかき硬度を測定した。結果を表１に示す。
（耐スチールウール試験）
実施例１および各比較例の反射防止部材の上面に対して、＃００００のスチールウール（ＳＷ）を用いて、３００ｇ／ｃｍ２荷重で１０往復擦った。この際、反射防止部材に傷および層間剥離が発生したか否かを、反射防止層の透過光および反射光を観察することにより確認した。次いで、荷重を大きくなるように変更して、上記と同様に傷の発生を確認した。この作業を傷の発生が確認できるまで繰り返し、傷または層間剥離が発生した時点の荷重を表１に示す。なお、荷重を１００ｇ単位で３ｋｇ／ｃｍ２まで変更し、３ｋｇ／ｃｍ２においても傷または層間剥離の発生が確認されなかった場合は、「３ｋｇ／ｃｍ２以上」と記載した。結果を表１に示す。
実施例１および各比較例の反射防止部材の上面に対して、＃００００のスチールウール（ＳＷ）を用いて、３００ｇ／ｃｍ２荷重で１０往復擦った。この際、反射防止部材に傷および層間剥離が発生したか否かを、反射防止層の透過光および反射光を観察することにより確認した。次いで、荷重を大きくなるように変更して、上記と同様に傷の発生を確認した。この作業を傷の発生が確認できるまで繰り返し、傷または層間剥離が発生した時点の荷重を表１に示す。なお、荷重を１００ｇ単位で３ｋｇ／ｃｍ２まで変更し、３ｋｇ／ｃｍ２においても傷または層間剥離の発生が確認されなかった場合は、「３ｋｇ／ｃｍ２以上」と記載した。結果を表１に示す。
（考察）
比較例１の反射防止フィルムでは、表面粗さが２．０ｎｍ以上であるため、鉛筆硬度が６Ｂ、かつ、耐ＳＷ試験が３００ｇ／ｃｍ２である。すなわち、非常に硬度が低い鉛筆や低荷重のスチールウールに対しても、傷や層間剥離が発生する。すなわち、耐擦傷性が非常に低い。
比較例１の反射防止フィルムでは、表面粗さが２．０ｎｍ以上であるため、鉛筆硬度が６Ｂ、かつ、耐ＳＷ試験が３００ｇ／ｃｍ２である。すなわち、非常に硬度が低い鉛筆や低荷重のスチールウールに対しても、傷や層間剥離が発生する。すなわち、耐擦傷性が非常に低い。
比較例２の反射防止ガラスにおいては、ガラス基材を用いていないため、鉛筆硬度が７Ｈ、かつ、耐ＳＷ試験が３ｋｇ／ｃｍ２である。すなわち、硬い鉛筆や高荷重のスチールウールに対しては、特に傷が発生してしまい、耐擦傷性が不十分である。
比較例３の反射防止フィルムでは、表面粗さが２．０ｎｍ以上であり、ガラス基材を用いていないため、鉛筆硬度が６Ｂ、かつ、耐ＳＷ試験が３００ｇ／ｃｍ２である。すなわち、非常に硬度が低い鉛筆や低荷重のスチールウールに対しても、傷や層間剥離が発生する。すなわち、耐擦傷性が低い。
これに対し、実施例１の反射防止ガラスでは、表面粗さが２．０ｎｍ未満であり、ガラス基材を備えるため、鉛筆硬度が７Ｈ以上、かつ、耐ＳＷ試験が３ｋｇ／ｃｍ２以上である。すなわち、鉛筆の硬度が７Ｈという高硬度に設定した場合、および、スチールウールの荷重を３ｋｇ／ｃｍ２という高荷重に設定した場合であっても、各層（ガラス基材、反射防止層、防汚層）に傷の発生が生じていない。加えて、密着層を形成せずとも、ガラス基材と反射防止層との界面などの層間剥離が生じていない。よって、優れた耐擦傷性を発揮することが分かる。
なお、比較例１と比較例３とを比較すると、表面粗さが２．０ｎｍ以上である場合には、基材として、単にＴＡＣフィルムをガラス基材に変更しても、鉛筆硬度や耐ＳＷ性は全く向上せず、耐擦傷性の向上は見られない。一方、表面粗さを２．０ｎｍ未満にした場合において、初めて、基材としてガラス基材を用いることにより、鉛筆硬度や耐ＳＷ性は向上し、鉛筆硬度が７Ｈ以上、かつ、耐ＳＷ試験が３ｋｇ／ｃｍ２以上という非常に高い耐擦傷性を得ることができることが分かる。
１ 反射防止ガラス
２ ガラス基材
３ 反射防止層
４ 防汚層
２ ガラス基材
３ 反射防止層
４ 防汚層
Claims (3)
- ガラス基材と、
前記ガラス基材の厚み方向一方側に配置される反射防止層と
を備える反射防止ガラスであって、
前記反射防止ガラスの前記厚み方向一方側の表面における表面粗さＲａが、２．０ｎｍ未満であることを特徴とする、反射防止ガラス。 - 前記ガラス基材の厚みが、１５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の反射防止ガラス。
- 前記反射防止層の厚み方向一方側に配置される防汚層をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の反射防止ガラス。
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