JPWO2019159983A1 - カバーガラス、およびインセル型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
タッチ機能を実現する構造としては、液晶表示装置にタッチパネルを取り付ける外付け型(アウトセル型)がある。
外付け型は液晶表示装置とタッチパネルの一方が不良であっても他方は利用可能であるため、歩留まりに優れるが、厚みや重さが増えるという問題もある。
そこで、液晶表示装置の液晶素子と偏光板の間にタッチパネルを挟み込んだオンセル型の液晶表示装置が登場している。
さらに、オンセル型よりも薄型軽量な構造として、タッチ機能を有する素子を液晶素子に埋め込んだインセル型の液晶表示装置も開発されている。
あるいは、本発明のカバーガラスは、面積が12000mm2以上の第1の主面および第2の主面を有する化学強化ガラスと、前記第1の主面に設けられた指紋防止処理層と、を備え、前記化学強化ガラスは、圧縮応力層の深さDOLが20μm以上であり、引張応力層のP2O5の含有量が5質量%以下であり、引張応力層を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をC質量%、Al2O3の濃度をD質量%としたとき、C×Dが240以上であり、指紋防止処理層表面の摩擦帯電量が、JIS L1094:2014に記載のD法で0kV以下、−1.5kV以上であることを特徴とする。
また、本発明のカバーガラスは、ガラスの骨格形成に寄与せず、移動度が高く静電気と結びついて除電を行うLi2O、Na2O、K2Oを一定量以上含む。そのため、本発明のカバーガラスは表面に使用者の指等が接触しても、より摩擦帯電し難く、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
また、本発明のカバーガラスは、骨格形成に寄与し、かつLi2O、Na2O、K2Oと近接するAl2O3も一定量以上含むため、Li2O、Na2O、K2Oがネットワーク間に入り込んで距離を拡張する。そのため、Li2O、Na2O、K2Oが、より移動しやすくなり、表面に使用者の指等が接触してもより摩擦帯電し難く、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
さらに、本発明のカバーガラスでは、カバーガラスの物性で摩擦帯電を抑制しているため、導電層を設ける必要がなく、面積が12000mm2以上の大面積の主面を有する構造でも、表示装置の厚さも、製造のための工数も増加させずに白濁化を防止できる。
また、本発明のカバーガラスでは、圧縮応力層の深さDOLが20μm以上であるため、外部から衝撃が加えられた場合に、衝撃による変形が引張応力層まで伝わり難くなり、耐衝撃性を高められる。
本発明のカバーガラスでは、指紋防止処理層表面の摩擦帯電量が0kV以下、−1.5kV以上であるため、第1の主面および第2の主面面積が18000mm2以上の大面積においても、表面に使用者の指等が接触しても摩擦帯電し難い。そのため、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
この場合、指紋防止処理層表面の摩擦帯電量がD法で0kV以下、−0.5kV以上であるため、第1の主面および第2の主面の面積が26000mm2以上の大面積においても、表面に使用者の指等が接触しても摩擦帯電し難い。そのため、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
本発明のカバーガラスが防眩機能層を備える場合、入射した光を散乱させ、入射光による映り込みをぼかすことができる。本発明のカバーガラスが反射防止層を備える場合、入射した光の反射を防止でき、入射光による映り込みを防止できる。
第2の主面上に遮光層が設けられると、カバーガラスを表示装置に組み込んだ際に、表示装置側の配線を隠蔽したり、バックライトの照明光を隠蔽して、表示装置の周囲から照明光が漏れるのを防止したりできる。
遮光層に赤外線透過層が設けられている場合、赤外線センサを有する表示装置にカバーガラスを組み込んだ際に、赤外線センサを遮光層の裏側に設けることができ、かつ赤外線透過層を目立たなくできる。
化学強化ガラスが屈曲ガラスである場合、カバーガラスを取り付ける相手側部材が屈曲形状を有していても、取り付けの精度が下がるおそれがない。
本発明によれば、カバーガラスで保護されたインセル型液晶表示装置を得られる。
なお、本明細書で範囲を「a〜b」と表現した場合は、a以上b以下の範囲を表し、下限値aと上限値bをそれぞれ含む範囲を意味すると解釈する。
〔カバーガラスの構成〕
まず、カバーガラスの構成について説明する。
図1に示すカバーガラス1は、化学強化ガラス2と、指紋防止処理層81とを備える。
引張応力層27は、引張応力が作用する層(圧縮応力が0MPa未満の層)である。引張応力層27は、圧縮応力層25と圧縮応力層32の間に設けられる。
DOLは、より好ましくは30μm〜250μmである。
DOLは、理論上は、板厚方向において、表面から圧縮応力が0MPaの位置までの深さを意味するが、例えばEPMA(electron probe micro analyzer、電子線マイクロアナライザー)にてガラスの深さ方向のアルカリイオン濃度分析(この例の場合は化学強化で拡散したイオン濃度分析)を行い、測定により得られたイオン拡散深さをDOLとみなすことができる。また、DOLは表面応力計(例えば、折原製作所製FSM−6000)等を用いても測定できる。
化学強化ガラス2の引張応力層27を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をAモル%、Al2O3の濃度をBモル%としたとき、A×Bは135以上である。より好ましくは、当該A×Bは150〜250である。
A×Bを質量で表す場合、即ち化学強化ガラス2の引張応力層27を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をC質量%、Al2O3の濃度をD質量%としてC×Dにより表す場合、Li2O、Na2O、K2Oの合計に対する各成分のモル比にもよるが、C×Dは240以上が好ましく、250〜300がより好ましい。
理由は以下の通りである。
ガラスを構成する成分は、ガラスの骨格形成に寄与する成分(ネットワークフォーマー)と、骨格形成に寄与しない成分とに大別できる。
このうち、帯電を防止する観点からは、骨格形成に寄与しない成分が多い方が好ましい。骨格形成に寄与しない成分は、寄与する成分よりも、移動度が高いため、静電気と結びついて除電を行うと考えられるためである。Li2O、Na2O、K2Oは、ガラスにおいては、骨格形成に寄与しない成分であるので、これらの成分の含有量は多い方が好ましく、即ち上記A及びCは大きい方が好ましい。
また、Al2O3は、骨格形成に寄与する成分としても、寄与しない成分としてもふるまう。Al2O3は骨格形成に寄与する場合、Li2O、Na2O、K2Oと近接する傾向にある。Al2O3がLi2O、Na2O、K2Oと近接すると、Li2O、Na2O、K2Oが骨格を形成する成分の間に入り込んで、骨格間の距離を拡張する。骨格間の距離が拡張される、骨格形成に寄与しない成分が骨格間を移動しやすくなり、移動度が上昇するため、好ましい。これがA×Bを規定する理由である。
摩擦帯電に影響するのはガラスの骨格であるため、本来はガラスの構造を規定するのが望ましい。しかしながら、ガラスは非晶質であり、構造を特定し難い場合があるため、組成で規定するのが好ましい。一方で、圧縮応力層25は化学強化により、イオン交換が行われているため、引張応力層27とは組成が異なるが、ガラスのネットワーク構造は同じである。仮に圧縮応力層25の組成と同じ組成のガラスを化学強化なしで製造すると、ネットワーク構造が異なってしまうため、圧縮応力層25の組成で圧縮応力層25の構造を特定することは困難である。よって、引張応力層27の組成を特定することにより、引張応力層27の構造を特定し、化学強化しても引張応力層27と圧縮応力層25の構造が変わらないことを利用して、引張応力層27の組成から圧縮応力層25の構造を特定する。
また、Cは、Li2O、Na2O、K2Oの合計に対する各成分のモル比にもよるが、11以上が好ましく、12〜20がより好ましい。
なお、摩擦帯電は、表面の圧縮応力層25で生じる現象であるが、引張応力層27の好ましい組成を規定する理由は、A×Bを規定する理由と同じである。
また、これらの成分の含有量の合計は、より好ましくは、15〜20モル%である。
なお、SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5の濃度の合計を質量%で表す場合は、これらの合計に対する各成分のモル比にもよるが、これらの成分の含有量の合計は、81質量%以下が好ましく、70質量%〜80質量%がより好ましい。
引張応力層27の組成は、化学分析、吸光光度分析、原子吸光分析、蛍光X線分析等の、公知の組成分析方法で定量できる。測定位置は、引張応力層27の任意の位置でよいが、ガラス基板の厚さ方向の中心位置で、かつ平面上の重心位置が好ましい。
Li2Oの含有量は、含有させる効果を得るためには0.1%以上が好ましく、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上である。一方、耐候性を確保する観点からはLi2Oの含有量は8%以下が好ましい。また、曲げ成形時の結晶析出を抑制するためには、Li2Oの含有量は7%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
その効果を得るために、Na2Oの含有量は、1%以上が好ましく、より好ましくは1.5%以上、さらに好ましくは2%以上である。一方、表面圧縮応力CSを向上させるためには、Na2Oの含有量は20%以下が好ましく、16%以下がより好ましく、14%以下がさらに好ましく、8%以下が特に好ましい。
なお、ここではガラス中の鉄酸化物をすべてFe2O3として説明したが、実際には、酸化状態のFe(III)と還元状態のFe(II)が混在しているのが普通である。このうちFe(III)は黄色の着色を生じ、Fe(II)は青色の着色を生じ、両者のバランスでガラスに緑色の着色が生じる。
着色成分の含有量は合計で7%以下であると失透等の問題が生じにくいので好ましい。この含量は好ましくは5%以下であり、より好ましくは3%以下であり、さらに好ましくは2%以下である。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
CSが300MPa以上であることにより、カバーガラスとして必要な曲げ強度を保持することできる。CSが1500MPa以下であることにより、割れたときに粉々に飛散することを防ぐことができる。CSはより好ましくは800MPa〜1200MPaである。
表面圧縮応力CSは、ここではガラス最表面の圧縮応力を意味する。表面圧縮応力CSは、表面応力計(例えば、折原製作所製FSM−6000)等を用いて測定できる。
CTが20MPa以上であることにより、反作用として存在する圧縮応力が適切な応力値と深さである状態を達成できる。CTが100MPa以下であることにより、割れたときに粉々に飛散することを防ぐことができる。CTはより好ましくは40MPa〜85MPaである。
内部引張応力CTは、カバーガラス1の厚みをtとすると、関係式CT=(CS×DOL)/(t−2×DOL)により近似的に求められる。
また、第1の主面21の面積が18000mm2以上の場合は、当該摩擦帯電量は0kV〜−1kVであるのが好ましい。これは、第1の主面21の面積が大きくなるほど、タッチパネルとして用いた場合に、指が接触する時間と移動距離が長くなる傾向にあり、それに伴い、帯電量が増えるためである。
第1の主面21の面積が26000mm2以上の場合は、当該摩擦帯電量は0kV〜−0.5kVであるのが好ましい。理由は面積が18000mm2以上の場合と同様である。
摩擦帯電量としては、D法以外の方法で求めた指標を用いることもできる。
具体的には、静電気可視化モニタ(阪和電子工業社製 HSK−V5000B)を、ガラスサンプル表面から35mmの距離に設置し、ガラスサンプル表面を布で擦った後の帯電量を測定する。布は金巾3号を用い、布とガラスとの接触が20×20mmとなるように、短冊状に切った金巾6枚を直方体の冶具に取り付け、約350gの荷重で5往復擦る。擦る距離は4〜14cmとし、1秒で1往復の速度で擦る。擦り終わった直後の初期最大帯電量を測定値とする。このような方法を用いる理由は、大面積のカバーガラス1を用いたタッチパネルにおいては、指が接触した状態での移動距離が平均的に長くなるため、接触時間と摩擦距離が長い試験方法がより実際の使用での帯電を反映した試験となるからである。なお上記方法とJIS D法ではセンサ、サンプル−センサ距離、布で摩擦される面積、摩擦方法、布が取り付けられる冶具等が異なるため、両者で測定された帯電量は単純比較できない。
以上が、カバーガラス1の構成の説明である。
次に、カバーガラス1の製造方法の例について説明する。
化学強化ガラス2は、一般的なガラス製造方法によって製造された化学強化用ガラスを、化学強化処理して製造される。
化学強化処理は、ガラスの表面にイオン交換処理を施し、圧縮応力を有する表面層を形成させる処理である。具体的には、化学強化用ガラスのガラス転移点以下の温度でイオン交換処理を行い、ガラス板表面付近に存在するイオン半径が小さな金属イオン(典型的には、LiイオンまたはNaイオン)を、イオン半径のより大きいイオン(典型的には、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオン)に置換する。
なお、下記の製造方法は、板状の化学強化ガラスを製造する場合の例である。
化学強化工程では、処理に供するガラスを、そのガラス中に含まれるアルカリ金属イオン(例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン)より、イオン半径の大きなアルカリ金属イオンを含む溶融塩(例えば、カリウム塩、または、ナトリウム塩)と、ガラスの転移温度を超えない温度域で接触させる。
3段階の強化は、例えば以下に説明する強化処理方法1または強化処理方法2により行うことができる。
強化処理方法1においては、まず、ナトリウム(Na)イオンを含む金属塩(第1の金属塩)に、Li2Oを含有する化学強化用ガラスを接触させて、金属塩中のNaイオンとガラス中のLiイオンとのイオン交換を起こさせる。以下ではこのイオン交換処理を「1段目の処理」と呼ぶことがある。
1段目の処理は、たとえば化学強化用ガラスを、350℃〜500℃程度のNaイオンを含む金属塩(例えば硝酸ナトリウム)に、0.1時間〜24時間程度浸漬する。生産性を向上するためには、1段目の処理時間は12時間以下が好ましく、6時間以下がより好ましい。
具体的には、たとえば350℃〜500℃程度のNaとLiを含む金属塩、例えば硝酸ナトリウムと硝酸リチウムの混合塩に、1段目の処理を終えたガラスを0.1時間〜24時間程度浸漬する。生産性を向上するためには、2段目の処理時間は12時間以下が好ましく、6時間以下がより好ましい。
第2の金属塩のNa/Liモル比の最適値は、ガラス組成によって異なるが、例えば、0.3以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、1以上がより好ましい。CTを小さくしつつ、圧縮応力層の圧縮応力値を大きくするためには、100以下であることが好ましく、60以下であることがより好ましく、40以下であることがさらに好ましい。
具体的には、たとえば350〜500℃程度のKイオンを含む金属塩(例えば硝酸カリウム)に2段目の処理を終えたガラスを0.1〜10時間程度浸漬する。このプロセスにより、ガラス表層の0〜10μm程度の領域に大きな圧縮応力を形成できる。
第3の金属塩はアルカリ金属塩であり、アルカリ金属イオンとして、Liイオンを含んでもよいが、第3の金属塩に含まれるアルカリ金属イオンのモル数100%に対して、Liイオンは2%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、0.2%以下がさらに好ましい。また、Naイオンの含有量は2%以下が好ましく、1%以下がより好ましく0.2%以下がさらに好ましい。
強化処理方法2においては、まず、ナトリウム(Na)イオンを含む第1の金属塩に、Li2Oを含有する化学強化用ガラスを接触させて、金属塩中のNaイオンと、ガラス中のLiイオンとの、イオン交換を起こさせる1段目の処理を行う。
1段目の処理については、強化処理方法1の場合と同様なので説明を省略する。
2段目の処理は、たとえば1段目の処理を終えたガラスを、大気中で350℃以上の温度に一定時間保持して行う。保持温度は化学強化用ガラスの歪点以下の温度であり、1段目の処理温度より10℃高い温度以下が好ましく、1段目の処理温度と同じ温度がより好ましい。
この処理によれば、1段目の処理でガラス表面に導入されたアルカリイオンが、熱拡散することでCTが低下すると考えられる。
3段目の処理については、強化処理方法1の場合と同様なので説明を省略する。
強化処理方法2によれば、比較的簡単な処理により低コストで優れた特性の化学強化ガラス2が得られる。
以上の手順で化学強化ガラス2が製造される。
指紋防止処理層81の形成方法としては、フッ素含有有機化合物等を真空槽内で蒸発させて、反射防止層の表面に付着させる真空蒸着法(乾式法)や、フッ素含有有機化合物等を有機溶剤に溶解させ、所定の濃度になるように調整し、反射防止層の表面に塗布する方法(湿式法)等を利用できる。
真空蒸着法による含フッ素有機ケイ素化合物被膜の形成は、含フッ素加水分解性ケイ素化合物を含有する、被膜形成用組成物を用いて行うことが好ましい。
以上が、カバーガラス1の製造方法の例についての説明である。
カバーガラス1の引張応力層27を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をAモル%、Al2O3の濃度をBモル%としたとき、A×Bが135以上である。あるいは、引張応力層を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をC質量%、Al2O3の濃度をD質量%としたとき、C×Dが240以上である。よって、ガラスの骨格形成に寄与せず、移動度が高く静電気と結びついて除電を行うLi2O、Na2O、K2Oを一定量以上含むため、表面に使用者の指等が接触してもより摩擦帯電し難い。そのため、表面に使用者の指等が接触してもより摩擦帯電し難く、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
さらに、カバーガラス1は、骨格形成に寄与し、かつLi2O、Na2O、K2Oと近接するAl2O3も一定量以上含むため、Li2O、Na2O、K2Oがネットワーク間に入り込んで距離を拡張する。そのため、Li2O、Na2O、K2Oが、より移動しやすくなり、表面に使用者の指等が接触してもより摩擦帯電し難い。そのため、表面に使用者の指等が接触してもより摩擦帯電し難く、表示装置に組み込んだ場合に、静電気に起因する白濁化を防止できる。
カバーガラス1は、化学強化ガラス2の物性で摩擦帯電を抑制しているため、除電のための導電層を設ける必要がなく、表示装置の厚さも、製造のための工数も増加させずに白濁化を防止できる。
カバーガラス1は、圧縮応力層25、32の深さDOLが20μm以上であるため、外部から衝撃が加えられた場合に、衝撃による変形が引張応力層まで伝わり難くなり、耐衝撃性を高められる。
本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更等が可能である。本発明の実施の際の具体的な手順、および構造等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
化学強化ガラス2の厚さは0.5mm以上が好ましい。0.5mm以上の厚さを備えたガラスであれば、高い強度と良好な質感を兼ね備えたカバーガラス1を得られる利点がある。厚さは、0.7mm以上がより好ましい。車載用の表示装置に用いる場合、ヘッドインパクト試験に耐えられる耐衝撃性を担保するためには、1.1mm以上であることが好ましい。軽量化やタッチパネル感度の確保という観点からは、5mm以下が好ましく、3mm以下がより好ましい。
第1の主面21に防眩層または反射防止層を備える場合、化学強化ガラス2と指紋防止処理層81の間に防眩機能層、または反射防止層の少なくとも一方を備えるのが好ましい。
機能層3として、防眩層を設けることにより、第1の主面21側から入射した光を散乱させ、入射光による映り込みをぼかすことができる。
防眩性を付与する方法としては、化学強化ガラス2の第1の主面21に凹凸形状を形成する方法が挙げられる。化学強化後に防眩層を設けても、防眩層を設けた後に化学強化処理を行っても、どちらでもよい。
防眩層がエッチング層であると、防眩用の材料を別途被覆する必要がない点で有利である。防眩層がコーティング層であると、材料の選択により、防眩性の制御が容易な点で有利である。
(1)相対的に屈折率が低い低屈折率層と相対的に屈折率が高い高屈折率層とが交互に積層された多層構造の反射防止層。
(2)化学強化ガラス2よりも屈折率が低い低屈折率層からなる反射防止層。
反射防止層のa*が−6〜1であり、b*が−8〜1であると、反射防止層が危険色(警告色)に着色する恐れがなく、反射防止層の色彩が目立つのを防止できる。
防眩層を形成せず、ガラス上に直接、反射防止層および指紋防止処理層を形成した場合において、カバーガラス1は、コロナ処理やプラズマ処理により指紋防止処理層を除去した後の反射防止処理層の表面で測定した表面粗さがRaで1nm未満であることが好ましい。表面の、水の接触角が約20°以下であれば指紋防止処理層が除去されたと判断できる。最表面の指紋防止処理層を除去した後の表面粗さRaが1nm未満であることにより、高耐擦傷性が実現できる。より好ましくは0.3nm〜0.6nm、特に好ましくは0.3nm〜0.5nmである。
表面粗さRaは、例えば、セイコーインスツルメント社製走査型プローブ顕微鏡SPI3800NのDFMモードで測定できる。
遮光層31が設けられる第2の主面22および面取り部24には、遮光層31との密着性を向上させるため、プライマー処理やエッチング処理等が施されていてもよい。
遮光層31に使用するインクは、無機系でも有機系であってもよい。無機系のインクとしては、例えば、SiO2、ZnO、B2O3、Bi2O3、Li2O、Na2OおよびK2Oから選択される1種以上、CuO、Al2O3、ZrO2、SnO2およびCeO2から選択される1種以上、Fe2O3およびTiO2からなる組成物であってもよい。
遮光層31は、所望の回数だけ積層してもよく、印刷に用いるインクは、各層異なるものを使用してもよい。また、遮光層31は、第2の主面22だけでなく、第1の主面21にも印刷してよく、端面23に印刷してもよい。
遮光層31を所望の回数だけ積層する場合、各層で異なるインクを用いてもよい。例えば、利用者がカバーガラス1を第1の主面21側から見たときに、遮光層31を白く見せたい場合には、1層目を白色で印刷し、続いて2層目を黒色で印刷すればよい。これにより使用者が第1の主面21側から遮光層31を見た際、遮光層31の背面の視認性に関わる、いわゆる「透け感」を抑制した白色の遮光層31を形成できる。
カバーガラス1を表示装置に用いる場合、遮光層31は、表示装置が非表示の場合の色彩に対応した色彩を有するのが好ましい。例えば、非表示の場合の色彩が黒色系の場合は、遮光層31も黒色系であるのが望ましい。
赤外線透過層35を形成するインクは、無機系でも有機系であってもよい。無機系インクに含まれる顔料としては、例えば、SiO2、ZnO、B2O3、Bi2O3、Li2O、Na2OおよびK2Oから選択される1種以上、CuO、Al2O3、ZrO2、SnO2およびCeO2から選択される1種以上、Fe2O3およびTiO2からなる組成物であってもよい。
さらに、本発明のカバーガラス1は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のパネルディスプレイや、車載用情報機器、携帯機器を作製する際、パネルとカバーガラス貼合時等に、カバーガラス表面に貼るラミネートを剥がした際に発生するカバーガラスの帯電が抑えられるため、帯電による異物吸着を抑制することができる。
図6に示す表示装置10は、フレーム5を備える。フレーム5は、底部51と、底部51に対して交差する側壁部52と、底部51に対向する開口部53とを備える。底部51と側壁部52とで囲まれた空間には、液晶モジュール6が配置されている。液晶モジュール6は、底部51側に配置されたバックライト61と、バックライト61上に配置された液晶パネル62(表示パネル)とを備える。液晶パネル62は、IPS液晶を備え、タッチ機能を有する素子が液晶素子に埋め込まれたインセル型である。
また、フレーム5の上端には、第2の主面22が液晶モジュール6側を向くようにカバーガラス1が設けられる。カバーガラス1は、開口部53および側壁部52の上端面に設けられた接着層7を介して、フレーム5と液晶モジュール6に貼合されている。
接着層7としては、例えば、液状の硬化性樹脂組成物を硬化して得られる透明樹脂からなる層が挙げられる。硬化性樹脂組成物としては、例えば、光硬化性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物等が挙げられ、その中でも、硬化性化合物および光重合開始剤を含む光硬化性樹脂組成物が好ましい。硬化性樹脂組成物を、例えば、ダイコート法、ロールコート法等の方法を用いて塗布し、硬化性樹脂組成物膜を形成する。
接着層7は、OCAフィルム(OCAテープ)であってもよい。この場合、カバーガラス1の第2の主面22側にOCAフィルムを貼合すればよい。
接着層7の厚さは、5μm以上400μm以下が好ましく、50μm以上200μm以下がより好ましい。接着層7の貯蔵せん断弾性率は、5kPa以上5MPa以下が好ましく、1MPa以上5MPa以下がより好ましい。
種々の特性のカバーガラスを作製し、帯電量および装置に組み込んだ際の白濁化の程度を求めた。具体的な手順は以下の通りである。例1〜例3は実施例、例4〜例5は比較例である。
まず、化学強化前のガラスとして、表1中の例1に示す組成のガラスをフロート法で製造し、0.7mmのガラス板を得た。得られたガラスをそれぞれ縦100mm、横120mm(第1の主面の面積が12000mm2)、縦100mm、横180mm(第1の主面21の面積が18000mm2)、縦100mm、横260mm(第1の主面21の面積が26000mm2)に切断した。
次に、これらのガラスを化学強化した。化学強化の条件は、温度420℃の100重量%硝酸カリウム溶融塩に8時間浸漬して化学強化を行った。
強化後のガラスを洗浄した後に、一方の表面に、旭硝子社製Afluid S−550を旭硝子社製のフッ素溶媒アサヒクリンAC6000で0.1質量%に希釈した液をスプレーコート法により塗布して指紋防止処理層を形成し、例1のカバーガラスを得た。指紋防止処理層の膜厚は5nmであった。
なお、表1中の例1〜例5の各ガラスの組成(モル%、質量%)の総和は100にならないこともあるが、それぞれの値を四捨五入した結果であり、請求項に記載された濃度の計算に特段の影響を与えない。
折原製作所社製のガラス表面応力計装置(FSM−6000LE)及び散乱光光弾性を応用した折原製作所社製の測定機SLP1000により、ガラスの厚さ方向の応力分布を測定し、最表面の応力値を表面圧縮応力値CSとした。ガラス内部において応力値が0MPaとなるガラス深さを、圧縮応力深さDOLとした。
関係式CT=(CS×DOL)/(t−2×DOL)により近似的にCTを求めた。
摩擦帯電量は、以下の4通りの測定方法で、各々求めた。
方法1:INTEC社製摩擦帯電圧減衰測定装置(製品名EST−8)を用い、JIS L1094:2014に記載のD法により求めたもの(表1では「JIS」と記載)。摩擦子は綿布とした。
方法2:静電気可視化モニタ(阪和電子工業社製 HSK−V5000B)を、ガラスサンプル表面から35mmの距離に設置し、ガラスサンプル表面を布で擦った後の帯電量を測定する。布は金巾3号を用い、布とガラスとの接触が20×20mmとなるように、短冊状に切った金巾6枚を直方体の冶具に取り付け、約350gの荷重で5往復擦った。擦る距離は4cmとし、1秒で1往復の速度で擦った。擦り終わった直後の初期最大帯電量を測定値とした。(表1では「移動距離4cm」と記載)。
方法3:方法2において、ガラスと摩擦布が接触した状態での移動距離を、6cmとし、摩擦子の往復回数を5往復としたもの(表1では「移動距離6cm」と記載)。
方法4:方法2において、ガラスと摩擦布が接触した状態での移動距離を、8cmとし、摩擦子の往復回数を5往復としたもの(表1では「移動距離8cm」と記載)。
方法5:方法2において、ガラスと摩擦布が接触した状態での移動距離を、10cmとし、摩擦子の往復回数を5往復としたもの(表1では「移動距離10cm」と記載)。
方法6:方法2において、ガラスと摩擦布が接触した状態での移動距離を、12cmとし、摩擦子の往復回数を5往復としたもの(表1では「移動距離12cm」と記載)。
得られたカバーガラス1をインセル型IPS液晶表示装置に組み込み、電源を入れた状態で、カバーガラス表面を指でタッチし、10cmの距離を、1秒間に1往復の速度で、10往復、指を移動し、白濁化の有無を目視で確認した。白濁化が生じたものを「有」、白濁化が生じなかったものを「無」と判定した。
化学強化前のガラスとして、表1中の例2に示す組成のガラスになるように、原料を調合、溶解して、約300mm角のブロックとなるように流し出した後、徐冷を行ってガラス体を得た。その後、縦100mm、横120mm、厚さ0.7mm、縦100mm、横180mm、厚さ0.7mm、縦100mm、横260mm、厚さ0.7mmの板形状になるように、それぞれ切断、切削加工した。
次に、これらのガラスを化学強化した。化学強化の条件は、温度450℃の100重量%硝酸ナトリウム溶融塩に3時間浸漬後、温度450℃の100重量%硝酸カリウム溶融塩に3時間浸漬して化学強化した。
その後は例1と同じ条件で例2のカバーガラスを製造した。
化学強化前のガラスとして、表1中の例3に示す組成のガラスを用いたこと、また、425℃の100重量%硝酸カリウム溶融塩に6時間浸漬して化学強化を行ったこと以外は、例1と同じ条件で例3のカバーガラスを製造した。
化学強化前のガラスとして、表1中の例4に示す組成のガラスを用いたこと、また、温度425℃の100重量%硝酸カリウム溶融塩に6時間浸漬して化学強化したこと以外は、例1と同じ条件で例4のカバーガラスを製造した。
化学強化前のガラスとして、表1中の例5に示す組成のガラスになるように、原料を調合、溶解してガラスブロックを得たこと、また、温度450℃の100重量%硝酸ナトリウム溶融塩に2時間浸漬後、温度425℃の100重量%硝酸カリウム溶融塩に1.5時間浸漬して化学強化したこと以外は、例2と同じ条件で例5のカバーガラスを製造した。
また、移動距離4cm〜12cmの摩擦帯電量は、何れのサンプルにおいても距離が長いほど帯電量の増大が見られる。これは、実使用上、擦られる距離が長くなるサイズの大きなディスプレイほど帯電しやすく、白濁化が起きやすいことを示している。
例4〜5はA×Bが135未満であったため、摩擦帯電量がJIS法で−1.5kV未満となり、白濁化が生じてしまった。
例1〜2は、SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5の濃度の合計が81モル%以下であった。
例1〜3は、CSが800MPa〜1200MPa、CTが60MPa〜80MPaであった。
さらに、移動距離4〜12cmの摩擦帯電量も、JIS法との相関が見られた。また、移動距離4〜12cmの摩擦帯電量は、何れのサンプルにおいても距離が長いほど帯電量の増大が見られる。そのため、例1〜3のカバーガラスは、第1の主面21の面積が18000mm2以上、あるいは26000mm2以上の大面積で、タッチした状態での移動距離が長くて帯電量が多い場合であっても、より白濁化が起きにくいことが分かった。
Claims (9)
- 面積が12000mm2以上の第1の主面および第2の主面を有する化学強化ガラスと、
前記第1の主面に設けられた指紋防止処理層と、
を備え、
前記化学強化ガラスは、
圧縮応力層の深さDOLが20μm以上であり、
引張応力層のP2O5の含有量が2モル%以下であり、
引張応力層を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をAモル%、Al2O3の濃度をBモル%としたとき、A×Bが135以上であり、前記指紋防止処理層表面の摩擦帯電量が、JIS L1094:2014に記載のD法で0kV以下、−1.5kV以上であることを特徴とするカバーガラス。 - 面積が12000mm2以上の第1の主面および第2の主面を有する化学強化ガラスと、
前記第1の主面に設けられた指紋防止処理層と、
を備え、
前記化学強化ガラスは、
圧縮応力層の深さDOLが20μm以上であり、
引張応力層のP2O5の含有量が5質量%以下であり、
引張応力層を構成する酸化物成分のうち、Li2O、Na2O、K2Oの濃度の合計をC質量%、Al2O3の濃度をD質量%としたとき、C×Dが240以上であり、前記指紋防止処理層表面の摩擦帯電量が、JIS L1094:2014に記載のD法で0kV以下、−1.5kV以上であることを特徴とすることを特徴とするカバーガラス。 - 前記第1の主面および第2の主面の面積が18000mm2以上である請求項1または2に記載のカバーガラス。
- 前記第1の主面および第2の主面の面積が26000mm2以上であり、
前記指紋防止処理層表面の摩擦帯電量が、JIS L1094:2014に記載のD法で0kV以下、−0.5kV以上である請求項1または2に記載のカバーガラス。 - 前記化学強化ガラスと前記指紋防止処理層の間に設けられた防眩機能層、または反射防止層の少なくとも一方を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載のカバーガラス。
- 前記第2の主面上に設けられた遮光層を備える請求項1から5のいずれか一項に記載のカバーガラス。
- 前記遮光層は開口部を有し、
前記開口部には、赤外線透過率が前記遮光層よりも高い赤外線透過層が設けられている請求項6に記載のカバーガラス。 - 前記化学強化ガラスは屈曲ガラスである請求項1から7のいずれか一項に記載のカバーガラス。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載のカバーガラスを備えるインセル型液晶表示装置。
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