TW201431811A

TW201431811A - 透明基材

Info

Publication number: TW201431811A
Application number: TW102149268A
Authority: TW
Inventors: Minoru Tamada
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-08-16
Also published as: KR20150109358A; CN104936920A; WO2014112297A1; DE112013006464T5; JPWO2014112297A1

Abstract

本發明提供一種透明基材，就其中至少一面而言，ΔGloss/ΔRMS為-800以下，該ΔGloss/ΔRMS係顯示Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量。

Description

透明基材

發明領域

本發明係有關於一種透明基材。

發明背景

一直以來，液晶顯示器等各種顯示裝置中都用了透明基材。

而近年來，於可攜式設備及車用機器中使用液晶顯示器等顯示裝置的情況日漸增多，特別是於車用機器之用途上，由於太陽光及車內燈等的光反射容易影響可見度，而有抑制光反射之需求。又，使用觸控面板的情況亦變多，特別是人手接觸的機會亦多，因而亦有抑制指紋之附著性之需求。

針對玻璃製品等調整光澤程度及抑制指紋附著之方法，為人所知的方法係於玻璃表面形成微細凹凸。

例如於專利文獻1中，揭示有一玻璃製品之表面加工方法，該方法係將玻璃製品浸泡於以氟化氫、氟化銨及玻璃系之細粉末構成之腐蝕液後，進行水洗，進而將之浸泡於以氟化氫、硫酸及硝酸構成之腐蝕性拋光液中，之後再進行水洗。

先行技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開昭61-36140號公報

發明概要

然而，專利文獻1中並未設定作為顯示裝置等之透明基材使用，因而有下述問題：一旦於液晶顯示器等之表面配置經施以該表面加工的玻璃基板，則會隨玻璃之凹凸尺寸與液晶顯示器之畫素尺寸之關係而產生光的散射不均(以下，亦稱「眩光(glare)」)。

本發明有鑑於前述習知技術所具有的問題，乃以提供一種可抑制光反射、使指紋附著性降低並可抑制眩光之透明基材為目的。

為了解決前述課題本發明提供一種透明基材，該透明基材就其中至少一面而言，ΔGloss/ΔRMS為-800以下，該ΔGloss/ΔRMS係顯示Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量。

本發明之透明基材可抑制光的反射，並使指紋附著性降低，且可抑制光的散射不均(眩光)。

A‧‧‧凸部

B‧‧‧不若凸部A平緩之凸部

圖1(a)、(b)係本發明之實施形態於使表面粗糙度變化時Gloss之變化的說明圖。

圖2係實驗例2之透明基材的雷射顯微鏡影像。

圖3係實驗例8之透明基材的雷射顯微鏡影像。

圖4係實驗例2、8算出ΔGloss/ΔRMS時之回歸線。

用以實施發明之形態

以下，將參照圖式就用以實施本發明之形態予以說明，但本發明並不受限於下述之實施形態，在不脫離本發明之範圍下，可對下述之實施形態施加各種之變形及置換。

本實施形態將就本發明之透明基材進行說明。

本實施形態之透明基材，就其中至少一面而言，ΔGloss/ΔRMS為-800以下，該ΔGloss/ΔRMS係顯示Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量。

本發明之發明人等針對可抑制光的反射、使指紋附著性降低並可抑制眩光之透明基材反覆進行檢討結果發現：藉由於該透明基材的表面形成適當之凹凸微細構造即可解決，從而完成本發明。

首先，為了抑制眩光，透明基材宜如前述具有適當之凹凸微細構造。

而且，所謂「適當之凹凸微細構造」係指凹凸之形狀、凹凸之形狀分布、凹凸之尺寸及凹凸之尺寸分布在適當範圍內。雖以習知方法對該等個別進行評估，並調查與眩光之關連性，但卻未能得到明確的關係。

本案發明人等發現可利用Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量來評估該等在適當範圍。

此處，Gloss(%)為一種指標，係著眼於單向反射光之比率及漫反射光之方向分布等，而將物體表面之光澤的程度作一維表示者。Gloss(%)可利用以JIS Z 8741所規定方法為根據之方法進行測定以作為鏡面光澤度。單向反射一旦於入射面有亂反射或吸收即會降低，故推測Gloss係間接反映凹凸形狀及其分布以及凹凸尺寸及其分布的量。

另一方面，所謂表面粗糙度RMS(μm)係自基準面(此處為表面處理前之基板表面)起算之凹凸平均深度。表面粗糙度RMS(μm)可利用以JIS B 0601(2001)所規定方法為根據的方法來進行測定。另外，表面粗糙度RMS亦有以均方根平均粗糙度Sq來表示的情形。就測定來說，雖然可利用一般測定表面粗糙度所用之各種方法，但尤以測定視野廣者可反映透明基材表面之較廣範圍的狀態，故宜利用例如雷射顯微鏡來進行測定。

「Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量」係指於透明基材之其中至少一面(表面)形成微細凹凸後，再進行蝕刻處理而使表面粗糙度RMS(μm)些微改變所致之Gloss(%)的變化量。

此時蝕刻處理的方法並無特別限定，譬如透明基材為玻璃時，可利用氫氟酸(氟化氫水溶液)進行蝕刻處理。又，亦可利用反應性離子蝕刻等之乾式蝕刻。

此處，將就Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量之定性(qualitative)意義進行說明。於圖1示意顯示透明基材表面之凹凸微細構造(以下，亦僅記作「凹凸形狀」)的截面圖。圖中實線係表示進行蝕刻處理前之透明基材表面之凹凸形狀，虛線則表示蝕刻處理後之凹凸形狀。圖1(a)具有微細之凹部，為本實施形態中之較佳凹凸形狀的例子，而圖1(b)則為凹部尺寸較圖1(a)大的例子。

前提是圖1(a)與圖1(b)於蝕刻處理前之初期狀態有不同的凹部深度。具體來說，在凹部之深度、即曲率半徑上，係具有微細凹部之(a)較(b)小。接著，若就圖1(a)、(b)雙方之情況進行達同等微小的蝕刻量之蝕刻處理，則圖1(a)與(b)之凹部深度的變化為同程度，故表面粗糙度RMS(μm)之變化量為同等。

另一方面，圖1(a)中凹部之曲率半徑因較(b)的情況小，故圖1(a)中以A表示之相當於蝕刻處理後之凹部與凹部之連接部的凸部，相較於圖1(b)中以B表示之蝕刻處理後之凸部會形成較平緩的形狀。即以凸部之形狀變化而言係(a)變得較大，從而Gloss(%)的變化量亦變大。是以凹部尺寸愈小，則ΔGloss/ΔRMS之絕對值會變得愈大。

如此一來，藉由評估Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量，即可評估是否具有如前述之適當之凹凸微細構造。

再者圖1係以個別之凹凸形狀相等的情況來進行說明，但於例如凹部之形狀混入有較大部分的情況時，或形狀不一的情況時，則變為如圖1(b)般包含凹部之曲率半徑大的部分，且與圖1(b)之情況相同Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量會變小。因此，藉由評估Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量，可評估是否具有如前述適當之凹凸微細構造。

ΔGloss/ΔRMS如前述只要為-800以下即可，但較佳為-1000以下，且-1200以下尤佳。

只要就透明基材之其中至少一面而言ΔGloss/ΔRMS滿足前述要件即可。又，亦可就其兩面皆具有適當之凹凸微細構造。即，亦可就透明基材之兩面而言，ΔGloss/ΔRMS滿足著前述要件。

而且，亦可如前述藉由於透明基材之表面形成適當之凹凸微細構造，抑制光的反射且使指紋附著性降低。推測此係因關於光反射之抑制上，與表面不具有凹凸微細構造的透明基材作比較的話，於透明基材之表面具有凹凸之微細構造，可適度抑制於基材表面之單向反射。又，關於指紋附著性之降低上，推測亦是因在透明基材之表面形成微細之凹凸，致使手垢及汗等不易進入凹陷部分。

又，本實施形態之透明基材其反射像之清晰度宜低，故其中至少一面之Gloss(%)宜為95%以下，且較佳為90%以下。

Gloss(%)係反映透明基材表面形成有凹凸微細構造所致之光單向反射的抑制效果者，而Gloss(%)在前述範圍內，即表示可抑制於透明基材表面之光單向反射，當用於各種顯示器及觸控面板等時可提高顯示之可見度而為理想。另外，此處之Gloss(%)於透明基材之兩面形成有凹凸形狀時，則就其中至少一面而言宜滿足前述要件。又，亦可兩面均滿足著前述要件。

於測定Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量時，就將成為測定對象之透明基材至少一次針對其表面進行蝕刻處理，藉此進行表面粗糙度RMS(μm)及Gloss(%)之測定即可。由更提高測定精確度之觀點而言則宜以與第一次相同之條件進行合計二次以上的蝕刻處理，且每次進行蝕刻處理就進行Gloss(%)與表面粗糙度RMS(μm)之測定，並對所得之多個測定結果做直線近似，而由其斜率算出ΔGloss/ΔRMS。

作為本實施形態之透明基材之製造方法，並不受特別限定，可利用任意方法，於透明基材之其中至少一面的表面形成微細凹凸來製造。例如，可適切利用於透明基材表面藉由磨砂加工、噴砂法及研光(lapping)等來掘鑿透明基材表面而形成微細凹凸構造之方法。又，亦可更進一步於該等方法配合蝕刻處理。

其中又以利用磨砂加工於透明基材施行表面處理、即於透明基材表面形成凹凸微細構造為宜。此係因利用磨砂加工的話，可舉下述長處：在一次操作下可加工之範圍廣且作業時間在短時間即可完成，並且容易於表面形成微細凹凸。又，於已利用磨砂加工於透明基材之表面形成微細凹凸時，藉由調整加工之程度，即調整凹凸形狀之形狀及尺寸，則Gloss(%)及霧度(Haze)(%)之可選擇的幅度相較於其他加工方法更廣。因此，藉由選擇磨砂加工之條件，將可供給具有所欲之Gloss(%)及霧度(%)的透明基材，是以為佳。

作為本實施形態之透明基材的材料並無特別限定，只要為透明之固體材料即可。作為本實施形態之透明基材的材料可舉例如塑膠及玻璃等之各種材料。其中由透明性及強度之觀點來看則透明基材宜為玻璃。

而為該情況時，玻璃之種類並無特別限定，可利用無鹼玻璃、鈉鈣玻璃及鋁矽酸鹽玻璃等之各種玻璃。

關於透明基材之形狀亦無特別限定，無須為平面且板狀，可為包含曲面者亦可為異型狀(特別形狀)者。

本實施形態之透明基材為鈉鈣玻璃或鋁矽酸鹽玻璃等的情況時，亦可針對本實施形態之透明基材更進一步利用眾所周知之方法施行化學強化處理。

所謂「化學強化處理」係指將玻璃表面之離子半徑小的鹼離子(例如鈉離子)置換成離子半徑大的鹼離子(例如鉀離子)之處理。舉例來說，可以含鉀離子之熔鹽處理含有鈉離子之玻璃來進行。藉由進行所述之離子交換處理而形成於玻璃表面之壓縮應力層的組成，雖與離子交換處理前之組成有些許不同，但距離玻璃基板表面最深的深層部(廣義之拉伸應力層)的組成則與離子交換處理前之組成大致相同。

作為化學強化之條件並無特別限定，可按照供化學強化之玻璃的種類及所要求之化學強化程度等來選擇。

作為用以進行化學強化處理之熔鹽，只要按照供於化學強化之玻璃基材來選擇即可。舉例來說，可舉硝酸鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、碳酸鉀、氯化鈉及氯化鉀等之鹼硫酸鹽及鹼氯化鹽等。該等熔鹽可單獨使用，亦可搭配數種來使用。

熔鹽之加熱溫度宜為350℃以上，更佳為380℃以上。又，宜為500℃以下，更佳為480℃以下。

藉由將熔鹽之加熱溫度設為350℃以上，來防止因離子交換速度降低而致化學強化不易滲入的情形。又，將之設為500℃以下則可抑制熔鹽之分解及劣化。

又，為了賦予充分之壓縮應力，使玻璃接觸混合熔鹽之時間宜為1小時以上，且2小時以上更佳。又，以長時間之離子交換來說，不但生產性會降低，同時因鬆弛而導致壓縮應力值降低，故宜為24小時以下，更佳為20小時以下。

以上，就本實施形態之透明基材進行了說明，於本實施形態之透明基材中，如前文所述就其中至少一面而言，ΔGloss/ΔRMS為-800以下，該ΔGloss/ΔRMS係顯示Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量。只要滿足該條件，則形成於透明基材表面之凹凸微細構造會顯示具有適宜之形狀及尺寸，而可抑制光的反射，並使指紋附著性降低，且可抑制光的散射不均(眩光)。

本實施形態之透明基材，可於各種用途上使用，舉例來說，可適於用在液晶顯示器、有機EL等顯示器及觸控面板之用途上。其中尤宜用在可攜式裝置、車用機器之液晶顯示器及觸控面板上。

實施例

以下將舉具體之實施例來進行說明，但本發明並不侷限於該等實施例。另外，以下之實驗例中，實驗例1~實驗例6為實施例，實驗例7~實驗例10則為比較例。

(1)評估方法

將就以下實驗例中所得之透明基材之特性評估方法於以下進行說明。

<Gloss(%)>

依據JIS Z 8741：1997所規定之方法進行測定。

具體來說，係使用測定裝置(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO.,LTD製，商品名稱：PG-IIM)對工作件(透明基材)之已施行表面處理的面，測定了自60°之角度入射之光(光源：鎢絲燈)的鏡面反射光束。

而且，將針對形成微細凹凸前之透明基材(未處理之透明基材)經同樣測定時之光的反射光量作為100%，來表示針對試料所測定之鏡面反射光束。

<RMS(μm)>

依據JIS B 0601：2001所規定之方法進行測定。

具體來說，係針對試料之測定面規定一處測定範圍P，並就300μm×200μm之視野範圍使用雷射顯微鏡(KEYENCE CORPORATION製，商品名稱：VK-9700)進行了測定。當時之截止值(cut-off value)為λc=0.08mm。

<ΔGloss(%)/ΔRMS(μm)>

就所得之透明基材，藉由前述方法，事先測定Gloss(%)及表面粗糙度RMS(μm)。

其次，將該試料浸漬於相對於總量為5wt%之濃度的氫氟酸中3分鐘後，將其取出並利用蒸餾水進行清洗，並再度利用前述測定方法測定Gloss(%)及表面粗糙度RMS(μm)。同樣將該試料浸漬於氫氟酸中3分鐘後進行清洗，並測定Gloss(%)及表面粗糙度RMS(μm)之作業再反覆進行了2次。另外，於測定RMS之際，不論於任一測定時均就相同測定範圍P進行測定。

對於該試料之4次測定結果藉由最小平方法求出Gloss(%)及表面粗糙度RMS(μm)之回歸線，並由其斜率算出ΔGloss/ΔRMS。

另外，針對以下之霧度、微細凹凸直徑及眩光評估，係於進行本測定之前(於利用氫氟酸進行再蝕刻處理之前)已預先進行過測定。

<霧度>

依據JIS K 7136所規定之方法來測定霧度(HAZE)。

具體來說係使用霧度計(Suga Test Instruments Co.,Ltd.製，商品名稱：HZ-2)進行測定。

<微細凹凸直徑>

針對試料之測定面於300μm×200μm之視野範圍P，使用雷射顯微鏡測定了測定面之高度分布。接著為了除去形狀不一所致之雜訊，就所得之表面將自高度最高的點減去1μm的值作為閾值，並進行了二值化(binarization)。針對經二值化所得之圖像的各凹凸做真圓近似，算出圓的直徑。並將所得直徑之中位直徑作為微細凹凸直徑。

<眩光評估>

將所得之透明基材配置於iPhone4S(Apple Inc.製)之液晶面板上並設定50mm×50mm正方之測定範圍之後，(A)將基板固定於液晶面板上進行目視檢查，及(B)一邊使基板以1mm/sec相對液晶面板移動一邊進行目視檢查，藉由前述兩者之檢查來進行光之散射不均的評估。在人眼之特性上，藉由一邊移動基板一邊目視可進行更嚴格之測定。於評估中計數所產生之眩光點的數量並依以下之方式進行。

本評估係依據以下基準而按1~5點來進行評估。點數低者則意味光的散射不均(眩光)受到抑制，並以3點以下當作合格。

1點：即便於移動著基板的情況下亦未確認有眩光

2點：於移動著基板的情況下確認有3點以下之微細眩光

3點：於已將基板固定之情況下所確認之眩光為2點以下，但於移動著基板的情況下則確認有4點以上之微細眩光

4點：即便於已將基板固定之情況下亦確認有眩光3點以上

5點：即便於已將基板固定之情況下亦整面確認有眩光

(2)實驗步驟 [實驗例1]

經由以下之步驟，於為透明基材之玻璃基板的表面上形成了微細的凹凸形狀。

(1)將厚度1.3mm且5cm正方之鋁矽酸鹽玻璃基板浸漬於2.5wt%之氫氟酸中30秒進行預洗。

(2)將150g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液300ml溶解於350ml之純水及350ml之冰醋酸混合液中而調製出磨砂處理液。

(3)將玻璃基板浸漬於前述磨砂溶液中30秒來進行預蝕刻處理。

(4)將鋁矽酸鹽玻璃基板自前述磨砂溶液中取出，以流水清洗10分鐘後，浸漬於5wt%之氟化氫水溶液中6分鐘，藉此進行蝕刻處理，而於為透明基材之鋁矽酸鹽玻璃基板表面形成微細的凹凸形狀。

藉由前述之評估方法，就所得之試料針對Gloss、表面粗糙度RMS、ΔGloss/ΔRMS、霧度、微細凹凸直徑及眩光評估分別進行了評估。

[實驗例2]

除了將磨砂處理液變更成將150g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液300ml溶解於700ml之純水中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例1依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例1同樣的評估。

針對本實驗例，就透明基材之其中一面利用雷射顯微鏡(Keyence Corporation製，商品名稱：VK-9700)進行表面觀察。並將電射顯微鏡影像示於圖2。

又，於圖4將算出ΔGloss/ΔRMS時之回歸線以直線(a)表示。

[實驗例3]

除了將磨砂處理液變更成將100g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液200ml溶解於400ml之純水及400ml之冰醋酸混合液中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例1依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例1同樣的評估。

[實驗例4]

除了將磨砂處理液變更成將100g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液200ml溶解於800ml之純水中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例1依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例1同樣的評估。

[實驗例5]

除了將磨砂處理液變更成將30g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液60ml溶解於470ml之純水及470ml之冰醋酸混合液中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例1依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例1同樣的評估。

[實驗例6]

除了將磨砂處理液變更成將30g之氟化鉀及50wt%之氟化氫水溶液60ml溶解於940ml之純水中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例1依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例1同樣的評估。

[實驗例7]

經由以下步驟，於為透明基材之玻璃基板的表面形成了微細的凹凸形狀。

(1)將1500g之氟化銨與120g之平均粒徑為4μm的玻璃珠加入50wt%之氟化氫水溶液1000ml中並且予以攪拌而調製出磨砂處理液。

(2)將厚度1.3mm且5cm正方之鋁矽酸鹽玻璃基板浸漬於前述磨砂溶液中8分鐘來進行預蝕刻處理。

(3)將鋁矽酸鹽玻璃基板自前述磨砂溶液中取出，以流水清洗10分鐘之後，浸漬於20wt%之氟化氫水溶液中16分鐘，藉此進行蝕刻處理，而於為透明基材之鋁矽酸鹽玻璃基板表面形成了微細的凹凸形狀。

利用前述評估方法，就所得之試料針對Gloss、表面粗糙度RMS、ΔGloss/ΔRMS、霧度、微細凹凸直徑及眩光評估分別進行了評估。

[實驗例8]

除了將磨砂處理液變更成將500g之氟化銨與120g之平均粒徑為4μm的玻璃珠加入50wt%之氟化氫水溶液1000ml中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例7依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸。

就所得之試料進行了與實驗例7同樣的評估。

依與實驗例2同樣方式，就所得之透明基材之其中一面進行了表面觀察。並將電射顯微鏡影像示於圖3。

又，於圖4將算出ΔGloss/ΔRMS時之回歸線以直線(b)來表示。

[實驗例9]

除了將磨砂處理液變更成將500g之氟化銨加入50wt%之氟化氫水溶液1000ml中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例7依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸形狀。

就所得之試料進行了與實驗例7同樣的評估。

[實驗例10]

除了將磨砂處理液變更成將1500g之氟化銨與120g之平均粒徑為4μm的玻璃珠加入65wt%之氟化氫水溶液770ml與冰醋酸230ml之混合液中而成的磨砂處理液以外，係與實驗例7依同樣方式，於透明基材之表面形成了微細的凹凸。

就所得之試料進行了與實驗例7同樣的評估。

將實驗例1~實驗例10之結果示於表1。

依據該等之結果，可知就ΔGloss/ΔRMS滿足本申請案發明之規定的實驗例1~6而言，眩光之評估為3點以下，故可獲得眩光經抑制之透明基材。

再者，於實驗例1~6中所得之透明基材中因形成有適當之凹凸微細構造，故與微細之凹凸形成前之透明基材相比，可抑制光的反射並降低指紋附著性。

又，將觀察實驗例2及實驗例8之凹凸形狀所得的圖2及圖3進行比較的話，則可確認於實驗例2之透明基材中相較於實驗例8形成有非常微細之凹部。可確認具有所述之構造將抑制眩光。又，此可謂若將實驗例2及實驗例8進行比較亦反映於ΔGloss/ΔRMS上。

以上雖將透明基材以實施形態及實施例等進行了說明，但本發明並不侷限於前述實施形態及實施例等。於申請專利範圍所載之本發明要旨之範圍內可作各種變形及變更。

本申請案係根據已於2013年1月21日向日本專利局提出申請之日本特願2013-008275號主張優先權，並將該日本特願2013-008275號之全部內容引用至本國際申請案中。

A‧‧‧凸部

B‧‧‧不若凸部A平緩之凸部

Claims

一種透明基材，就其中至少一面而言，ΔGloss/ΔRMS為-800以下，該ΔGloss/ΔRMS係顯示Gloss(%)的變化量相對於表面粗糙度RMS(μm)的變化量。
如請求項1之透明基材，其中前述透明基材為玻璃。
如請求項1或2項之透明基材，其中至少一面的Gloss(%)為95%以下。
如請求項1至3項中任一項之透明基材，其係利用磨砂加工而施行有表面處理者。