JP7088186B2 - ガラス板 - Google Patents
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Description
本明細書において、特に断りが無い限り、AGとの用語はアンチグレアを意味し、非AGとの用語は非アンチグレアを意味する。
AG部20のヘイズ率は、2%以上35%以下がより好ましく、3%以上30%以下がさらに好ましい。
一方、非AG部30のヘイズ率は0.01%以上2%未満であることが好ましく、1%以下がより好ましく、0.5%以下がさらに好ましい。ヘイズが2%未満であると防眩効果が認められず、ガラス板を通して見ても視界が良好となる。ヘイズ率0.01%未満にするためには、徹底した製造工程のクリーン化が必要である。ヘイズ率0.01%以上とすることにより、製造コストを低減できる。
さらに各種機能膜を形成しない場合も、AG部20と、非AG部30とで手触り感に差が生じにくい。
図4に示すAG部20は、表面処理により、ガラス板10Bの第1の主面に微細な凸部13を多数形成することにより、第1の主面を凹凸形状としたものである。上記の目的で実施する表面処理としては、第1の主面にシリカを主成分とする微粒子を含有する塗布液を塗布する方法が挙げられる。本明細書中において、シリカを主成分とするとは、SiO2を50質量%以上含むことを意味し、より好ましくは90質量%以上含む。
シリカを主成分とする微粒子は、シリカ以外の成分を少量含んでもよい。その成分としては、Li、B、C、N、F、Na、Mg、Al、P、S、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Ru、Pd、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pt、Au、Biおよびランタノイド元素からなる群より選ばれる1つもしくは複数のイオンおよび/または酸化物等の化合物が挙げられる。
また、シリカを主成分とする微粒子は、中実粒子であってもよく、中空粒子であってもよい。
図6に示すガラス板10CのAG部20は、ガラス板10Aに施した表面処理と同様の方法によって、ガラス板10Cの第1の主面に凹凸形状を形成したものである。一方、本実施形態の非AG部30は、領域全体にわたって、可視光透過性のインク40がガラス板10Cの表面を覆っており、凹部12間の境界をなすガラス板10Cの表面の凸部13が表出していない。また、非AG部30は、図示しないが、ガラス板10Cの表面の凹凸に倣って多少の凹凸を有する。
図8に示すガラス板10DのAG部20は、ガラス板10Bに施した表面処理と同様の方法によって、ガラス板10Dの第1の主面の表面に凹凸形状を形成できる。一方、本実施形態の非AG部30は、領域全体にわたって、可視光透過性のインク40がガラス板10Dの表面を覆っており、凸部13が表出していない。また、非AG部30は、図示しないが、ガラス板10Dの表面の凹凸に倣って多少の凹凸を有する。
無機系のインクとしては例えば、SiO2、ZnO、B2O3、Bi2O3、Li2O、Na2O、及びK2Oからなる群より選択される1種以上、CuO、Al2O3、ZrO2、SnO2、及びCeO2からなる群より選択される1種以上、Fe2O3、及びTiO2を含む組成物であってもよい。
これらインクの溶媒としては、水、アルコール類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤を用いてもよい。例えば、アルコール類としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等を使用でき、エステル類としては酢酸エチル、ケトン類としてはメチルエチルケトンを使用できる。また、芳香族炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン、ソルベッソ100、ソルベッソ150等を用いることができ、脂肪族炭化水素系溶剤としてはヘキサン等を使用できる。なお、これらは例として挙げたものであり、その他、種々のインクを使用できる。
これらインクは、可視光透過性を損なわない限り、顔料や染料といった着色剤を含んでいてもよいが、これらの着色剤を含まないことが好ましい。
高さの差の絶対値hは10μm以下が好ましく、8μm以下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。
高さの差の絶対値hは、非AG部形成のプロセスを安定化させるため、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上がさらに好ましい。
なお、ガラス板10A、10Bにおける非AG部30では、凹部12間の境界をなす凸部13のみがわずかに第1の主面から表出する。ガラス板10C、10Dにおける非AG部30では、領域全体が可視光透過性のインク40で覆われている。いずれの場合においても、高さの差の絶対値hは0μm超である。
本実施形態において、AG部20および非AG部30におけるRSmがそれぞれ1μm以上である。すなわち、AG部20について測定したRSmが1μm以上であり、かつ非AG部30について測定したRSmが1μm以上である。AG部20および非AG部30におけるRSmがそれぞれ1μm以上であることが好ましい理由は以下に記載する通りである。
AG部20のRSmは、3μm以上がより好ましく、5μm以上がさらに好ましい。また、AG部20のRSmは、40μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、25μm以下がさらに好ましい。
非AG部30のRSmは5μm以上であることがより好ましく、10μm以上であることがさらに好ましい。また、非AG部30のRSmは、150μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、70μm以下がさらに好ましく、60μm以下が特に好ましい。
両者のRSmの差が上記範囲であることが好ましい理由は以下に記載する通りである。
RSmの差が100μm超では、AG部と非AG部での光の散乱性が顕著に異なり、これらが見た目において顕著な差異が生じる。その結果、ガラス板のデザイン性を損なうおそれがある。RSmの差を100μm以下とすることによって、AG部と非AG部での光の散乱性の差異を低減できる。また、AG部と非AG部での手触り感の差異を低減できる。
両者のRSmの差は、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。なお、RSmの差の下限は、1μm以上が好ましい。
一方、AG部20はRaが20nm以上であることが好ましく、40nm以上であることがより好ましく、100nm以上であることがさらに好ましい。Raが20nm以上であれば、AG部の防眩性能を十分に発揮できる。
なお、本明細書における輪郭度は、JISB-0621(2001)の線の輪郭度に準ずる。
本実施形態において、非AG部30と、第2の主面との平行度が20mmあたり、10μm以下であることが好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下が特に好ましい。
非AG部30と、第2の主面との平行度は、非AG部形成のプロセスを安定化させるため、20mmあたり、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。
本実施形態において、非AG部30と、第2の主面との平面度が20mmあたり、10μm以下であることが好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下が特に好ましい。
非AG部30と、第2の主面との平面度は、非AG部形成のプロセスを安定化させるため、20mmあたり、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。
なお、本明細書における平行度、および平面度は、JISB-0621(2001)の平行度、平面度に準ずる。
AG部20と非AG部30との板厚方向における高さの差の絶対値hが大きいと、AG部20と非AG部30との境界において含フッ素有機ケイ素化合物の凝集が発生する可能性が高まる。含フッ素有機ケイ素化合物が凝集すると境界において含フッ素有機ケイ素化合物の疎水基同士が結合してしまい、防汚剤としての機能が損なわれるおそれがある。加えて、含フッ素有機ケイ素化合物が凝集することによる外観の低下も懸念される。
本実施形態では、AG部20と、非AG部30とのガラス板10A,10B,10C,10Dの板厚方向における高さの差の絶対値hが20μm以下であるため、ガラス板10A,10B,10C,10Dの第1の主面に含フッ素有機ケイ素化合物被膜を形成した際に、AG部20と非AG部30との境界において、含フッ素有機ケイ素化合物の凝集が発生する可能性が低く、上記の問題が生じにくい。
十分な反射防止性能とするためには、低反射膜は複数の膜(層)が積層された積層体であることが好ましい。例えば該積層体は全体で2層以上6層以下の膜が積層されていることが好ましく、2層以上4層以下の膜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、高屈折率層と低屈折率層との層の数の総計が上記範囲であることが好ましい。
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例1~6が実施例であり、例7~11は比較例である。
[例1]
以下の手順により、本実施形態のガラス板を製造した。
本例では、ガラス板として強化していないアルミノシリケートガラス(旭硝子株式会社製、商品名:ドラゴントレイル(登録商標)サイズ:300mm×300mm、厚さ1.3mmを用いた。
次いで、以下の手順でアンチグレア処理を行い、ガラス板にAG部を形成した。
ガラス板を、3質量%のフッ化水素酸溶液に3分浸漬し、ガラス板の保護フィルムを貼合していない側の主面に付着した汚れを除去するとともに、前加工としてガラス板の厚みを10μm除去した。さらに、ガラス板を8質量%フッ化水素酸と8質量%フッ化カリウムとの混合溶液に3分間浸漬し、ガラス板の保護フィルムを貼合していない側の主面に対してフロスト処理を行い、ガラス板の主面に微細な凹部を多数形成した。フロスト処理後のガラス板を、10質量%のフッ化水素酸溶液に3分間浸漬(エッチング時間4分)することで、ヘイズ率を15%に調整した。
例1のガラス板は、アンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
アンチグレア処理を以下のように行ったこと以外は、例1と同様にしてガラス板を得た。
ガラス板を、3質量%のフッ化水素酸溶液に3分浸漬し、ガラス板の保護フィルムを貼合していない側の主面に付着した汚れを除去するとともに、前加工としてガラス板の厚みを10μm除去した。さらに、ガラス板を8質量%フッ化水素酸と8質量%フッ化カリウムとの混合溶液に3分間浸漬し、ガラス板の保護フィルムを貼合していない側の主面に対してフロスト処理を行い、ガラス板の主面に微細な凹部を多数形成した。フロスト処理後のガラス板を、10質量%のフッ化水素酸溶液に2分間浸漬(エッチング時間3分)することで、ヘイズ率を25%に調整した。
次に、可視光透過性インクをスクリーン印刷で2層だけ塗布すること以外は、例1と同様にしてガラス板の主面に非AG部を形成した。
例2のガラス板は、アンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
例1と同様の方法で化学強化したガラス板(旭硝子株式会社製、商品名:ドラゴントレイル(登録商標)サイズ:300mm×300mm、厚さ1.3mm)を用いた。このガラス板に対して、以下の手順でスプレーアンチグレア処理を実施した。
ガラス板の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄した後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。次に、ガラス板を表面温度が80℃になるようにオーブンで加熱し、中空シリカ微粒子分散液をスプレー法にて、スプレー圧力:0.4MPa、塗布液量:7mL/分、ノズル移動速度:750mm/分、スプレーピッチ:22mm、ノズル先端とガラス板との距離:115mm、液滴径:6.59μmで塗布して、ガラス板の主面に微細な凸部を多数形成した。塗布量は、凸部の高さが10μmとなる量とした。
例3のガラス板は、スプレーアンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
スプレーアンチグレア処理の条件を以下に変更すること以外は例3と同様にしてガラス板を得た。
ガラス板の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄した後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。次に、ガラス板を表面温度が80℃になるようにオーブンで加熱し、中空シリカ微粒子分散液をスプレー法にて、スプレー圧力:0.4MPa、塗布液量:7mL/分、ノズル移動速度:500mm/分、スプレーピッチ:22mm、ノズル先端とガラス板との距離:115mm、液滴径:6μmで塗布して、ガラス板の主面に微細な凸部を多数形成した。塗布量は、凸部の高さが10μmとなる量とした。
例3と同様にして、可視光透過性のインクを塗布し、硬化させて、ガラス板の主面に非AG部を形成した。
例4のガラス板は、スプレーアンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
本例では、強化していないガラス板(旭硝子株式会社製、商品名:ドラゴントレイル(登録商標)サイズ:300mm×300mm、厚さ1.3mm)を用いた。
このガラス板の一方の主面に、次のようにしてアンチグレア処理を行った。まず、AG部を形成する側の主面に、ウェットブラスト装置(マコー株式会社製、装置名:W8MN-Q062 Jr.TypeII)を用いて、ウェットブラスト処理を実施した。砥粒にはホワイトアルミナ粒子(#2000)を使用し、圧力は0.25MPaとした。次に、耐酸性の保護フィルムを、ガラス板のAG部を形成しない側の主面に貼合した後、10質量%フッ化水素酸溶液に浸漬し、深さ43μmを目標としてエッチングした。
その後、保護フィルムを剥がし、ガラス板を、450℃に加熱した硝酸カリウムの溶融塩に1時間浸漬し、その後、ガラス板を溶融塩より引き上げ、室温まで1時間で徐冷した。これにより、ガラス板の化学強化処理を行った。
例5のガラス板は、アンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
アンチグレア処理を以下のように行ったこと以外は、例5と同様にしてガラス板を得た。まず、AG部を形成する側の主面に、ウェットブラスト装置(マコー株式会社製、装置名:W8MN-Q062 Jr.TypeII)を用いて、ウェットブラスト処理を実施した。砥粒にはホワイトアルミナ粒子(#1500)を使用し、圧力は0.25MPaとした。次に、耐酸性の保護フィルムを、ガラス板のAG部を形成しない側の主面に貼合した後、10質量%フッ化水素酸溶液に浸漬し、深さ38μmを目標としてエッチングした。
次に、例5と同様にしてガラス板の化学強化処理を行い、次に、例5と同様にして可視光透過性のインクを塗布し、硬化させて、ガラス板の主面に非AG部を形成した。
例6のガラス板は、アンチグレア処理を行った側の主面のうち、可視光透過性のインクを塗布した部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
耐酸性の保護フィルムを、ガラス板のAG部を形成する側の主面のほぼ中央部にφ20mmに切り出した保護フィルムを貼った状態で例1と同様の手順でアンチグレア処理、および化学強化処理を実施した。
例7のガラス板は、アンチグレア処理を施した側の主面のうち、φ20mmの保護フィルムを貼った中央部が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
例1と同様の手順でアンチグレア処理を実施した後、アンチグレア処理を施した面のほぼ中央部を、φ5mmの円錐形形状の研磨砥石、ヌープ硬度が3000の酸化セリウムの研磨砥粒を用いて研磨を行い、φ20mmの範囲を15μmの深さでアンチグレア処理を施した面の除去を行った。その後、例1と同様に化学強化を行った。
例8のガラス板は、アンチグレア処理を施した側の主面のうち、研磨を行った部分が非AG部で、非AG部以外の部分がAG部である。
例1と同様の手順でアンチグレア処理を実施した後、アンチグレア処理を施した面のほぼ中央部のφ20mmの範囲を除き、保護フィルムを貼り、#10000のセラミックス砥粒を用いてテープで研磨を行い12μmの深さでアンチグレア処理を施した面の除去を行った。その後、例1と同様に化学強化を行った。
例9のガラス板は、アンチグレア処理を施した側の主面のうち、保護フィルムを貼らなかったφ20mmの中央部がAG部で、AG部以外が非AG部となる。
耐酸性の保護フィルムを、ガラス板のAG部を形成する側の主面のほぼ中央部にφ20mmに切り出した保護フィルムを貼った状態で例3と同様の手順でスプレーアンチグレア処理、および化学強化処理を実施した。
例10のガラス板は、スプレーアンチグレア処理を施した側の主面のうち、φ20mmの保護フィルムを貼った中央部が非AG部で、非AG部以外がAG部となる。
例1と同様の手順でアンチグレア処理、および化学強化を実施した後、ガラス板のアンチグレア処理を行った側の主面に、φ10mmの円形に加工した透明フィルムを貼り付けて非アンチグレア(AG)部を形成した。
例11のガラス板は、ガラス板のアンチグレア処理を行った側の主面のうち、透明フィルムを貼り付けた部が非AG部で、非AG部以外がAG部となる。
上記の例1~11で作製したガラス板の特性評価方法について以下に説明する。
例1~11で作製したガラス板について、AG部および非AG部を有する側の表面形状を、表面粗さ・輪郭形状測定器(株式会社東京精密製、商品名SURFCOM)にて測定して平面プロファイルを得た。そして、得られた平面プロファイルから、JIS B 0601(2001)に基づいて、AG部と非AG部との高さの差の絶対値h、AG部および非AG部のRaおよびRSmを得た。
例1~11で作製したガラス板について、AG部および非AG部における透過へイズ率(%)の測定を行った。ヘイズ率の測定は、ヘイズメーター(スガ試験機株式会社製、商品名:HZ-V3)を用いて行った。
例1~11で作製したガラス板について、CNC画像測定システム(株式会社ニコンインストルメント製、型式:CNC画像測定システムNEXIV VMR-10080)を用いて、非AG部の輪郭度の測定を行った。
例1~11で作製したガラス板について、レーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製、商品名:レーザー変異計LK-GD500)を用い、Cut Off:0.8~8mmとして、非AG部と第2の主面(AG部が形成された側の主面に対向する主面)との平行度の測定を行った。
例1~11で作製したガラス板について、表面粗さ・輪郭形状測定器(株式会社東京精密製、商品名:SURFCOM)を用い、Filter:2RC、Cut Off:0.8~8mm、Control length:20mmとして、非AG部と前記第2の主面との平面度の測定を行った。
例1~11で作製したガラス板について、AG部および非AG部が形成された第1の主面の触り心地を10人による、1:とても良い、2:良い、3:問題ない、4:悪い、5:非常に悪い、の5段階評価の平均値で評価した。
例1~11で作製したガラス板について、非AG部を通してみた際の映像度を10人による、○:良い、△:少し悪い、×:悪い、の3段階評価の平均値で評価した。
例1~11で作製したガラス板について、AG部および非AG部が形成された第1の主面に以下の手順で含フッ素有機ケイ素化合物被膜を形成した。
まず、含フッ素有機ケイ素化合物被膜材料として(信越化学工業株式会社製、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、含フッ素有機ケイ素化合物被膜形成用の組成物とした。
次いで、上記含フッ素有機ケイ素化合物被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ガラス板の第1の主面に対して、前記含フッ素有機ケイ素化合物被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、含フッ素有機ケイ素化合物被膜形成用の組成物を供給し、成膜を行った。
本出願は、2017年6月20日出願の日本特許出願2017-120170に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
12 凹部
13 凸部
20 アンチグレア部
30 非アンチグレア部
40 インク
Claims (15)
- 第1の主面と、前記第1の主面に対向する第2の主面とを有し、
前記第1の主面にアンチグレア部と非アンチグレア部とを有し、
前記アンチグレア部および前記非アンチグレア部の粗さ曲線の要素の平均長さ(RSm)が、それぞれ1μm以上であり、前記アンチグレア部のRSmと、前記非アンチグレア部のRSmとの差が100μm以下であり、
前記アンチグレア部と前記非アンチグレア部とのガラス板の板厚方向における高さの差の絶対値が20μm以下である、ガラス板。 - 可視光領域の透過光のヘイズ率が、前記アンチグレア部において2%以上40%以下、前記非アンチグレア部において2%未満である請求項1に記載のガラス板。
- 前記非アンチグレア部の算術平均表面粗さ(Ra)が100nm未満である請求項1または2に記載のガラス板。
- 前記アンチグレア部の算術平均表面粗さ(Ra)が20nm以上である請求項1乃至3の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記非アンチグレア部の輪郭度が10mmあたり、0.5mm以下である請求項1乃至4の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記非アンチグレア部と前記第2の主面との平行度が20mmあたり、10μm以下である請求項1乃至5の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記非アンチグレア部と前記第2の主面との平面度が20mmあたり、10μm以下である請求項1乃至6の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記非アンチグレア部が、可視光透過性のインクの塗布により形成されている請求項1乃至7の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記第1の主面に、含フッ素有機ケイ素化合物被膜が形成されている請求項1乃至8の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記第1の主面に、低反射膜及び含フッ素有機ケイ素化合物被膜がこの順に積層されている請求項1乃至8の何れか一項に記載のガラス板。
- 前記アンチグレア部は、前記第1の主面に凹部を有し、
前記非アンチグレア部は、前記凹部に可視光透過性のインクが塗布されて形成されており、
前記凹部間の境界をなす凸部が、前記インクから表出している、請求項1乃至10の何れか一項に記載のガラス板。 - 前記非アンチグレア部が、カメラの前面に設けられる領域、指紋センサーが設けられる領域、または、センシングのための可視光もしくは電波が透過する領域として用いられる、請求項1乃至11の何れか一項に記載のガラス板。
- カバーガラスを備える表示装置であって、
前記カバーガラスが、請求項1乃至11の何れか一項に記載のガラス板であり、
前記非アンチグレア部が、カメラの前面に設けられる領域、指紋センサーが設けられる領域、または、センシングのための可視光もしくは電波が透過する領域として用いられる、表示装置。 - 請求項1乃至12の何れか一項に記載のガラス板を製造する方法であって、
前記第1の主面にアンチグレア処理が施されたガラス板の前記第1の主面の一部に可視光透過性のインクを印刷して前記非アンチグレア部を形成する、ガラス板の製造方法。 - 前記インクが、樹脂を含み、顔料および/または染料を含まない、請求項14に記載のガラス板の製造方法。
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