TW202330263A - 覆蓋構件 - Google Patents

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岩井信樹
神谷和孝
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日商日本板硝子股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種覆蓋構件及其製造方法，該覆蓋構件具有能用單一膜發揮複數種機能之機能膜。 本發明之覆蓋構件具備：玻璃板，其具有第1面及第2面；以及機能膜，其形成於前述第1面上；且前述機能膜係由單一膜形成，並具有防眩機能與抗菌機能。

Description

覆蓋構件
發明領域 本發明是有關於一種設置於顯示器等被保護構件之覆蓋構件及其製造方法。
背景技術 專利文獻1中揭示有一種玻璃，其係將抗菌離子成分進行離子交換而於玻璃板之表面設置抗菌性物質。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開平11-228186號公報
發明概要 發明欲解決之課題 不過，近年來要求膜除了抗菌性能外，還要附加有防眩性能等其他機能。然而，為了生成此種能發揮複數種機能的膜，必須針對每種機能積層複數種膜，而有製造變得煩雜之問題。本發明是用以解決該問題而成，目的在於提供一種覆蓋構件及其製造方法，該覆蓋構件具有能用單一膜發揮複數種機能之機能膜。
用以解決課題之手段 項1.一種覆蓋構件，具備： 玻璃板，其具有第1面及第2面；以及 機能膜，其形成於前述第1面上；且 前述機能膜係由單一膜形成，並具有防眩機能與抗菌機能。
項2.如項1之覆蓋構件，其中前述機能膜具備： 基質，其含有構成三維網狀鍵結之無機氧化物； 無機氧化物微粒子；及 抗菌性金屬離子。
項3.如項2之覆蓋構件，其中前述機能膜存在第1區域及第2區域，前述第1區域係於前述機能膜之厚度方向上堆積有前述無機氧化物粒子，前述第2區域呈谷狀，並且包圍前述第1區域或被前述第1區域包圍。
項4.如項3之覆蓋構件，其中前述第1區域為台地狀區域。
項5.如項3或4之覆蓋構件，其中前述第2區域包含未堆積前述無機氧化物粒子或不存在前述無機氧化物粒子之部分。
項6.如項3至5中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域之寬度為3μm以上，前述第2區域之寬度為1μm以上。
項7.如項3至5中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域之寬度為5μm以上，前述第2區域之寬度為2μm以上。
項8.如項3至7中任一項之覆蓋構件，其中於前述第2區域中露出前述基質，且露出之前述基質中含有前述金屬離子。
項9.如項3至8中任一項之覆蓋構件，其中於前述第1區域中，前述基質配置於前述玻璃板上，於該載體上堆積有前述無機氧化物粒子，且前述第1區域之前述基質中含有前述金屬離子。
項10.如項3至9中任一項之覆蓋構件，其中前述第2區域中至少一者係由閉合曲線形成。
項11.如項10之覆蓋構件，其中前述第2區域包含複數個不同大小之由閉合曲線形成之區域。
項12.如項3至11中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域中之與前述第2區域之邊界附近隆起。
項13.一種覆蓋構件之製造方法，具備以下步驟： 形成塗佈液之步驟，該塗佈液係於矽烷氧化物(silicon alkoxide)中添加無機氧化物微粒子及抗菌性金屬離子而形成之塗佈液； 將前述塗佈液塗佈於玻璃板上之步驟；以及 將塗佈有前述塗佈液之玻璃板進行加熱之步驟。
發明效果 若藉由本發明，可提供一種能用單一膜發揮複數種機能之機能膜。
用以實施發明之形態 以下，參照圖式，說明本發明之覆蓋構件之一實施形態。本實施形態之覆蓋構件是保護顯示器、鍵盤、電子黑板等被保護構件，並且構成為可從外部視辨該等構件。另，所謂顯示器，除了一般的桌面用顯示器外，還以運用於行動電腦、平板電腦、汽車導航等車載設備等各種設備的顯示器為對象。此外，該覆蓋構件亦可用作複印機或掃描器之原稿玻璃。此時的被保護構件，就會變成被覆蓋構件覆蓋的複印機或掃描器等電子設備之零件。
圖1為覆蓋構件之截面圖。如圖1所示，本實施形態之覆蓋構件100具備：玻璃板10，其具有第1面及第2面；及機能膜50、60，其積層於該玻璃板10之第1面上。又，該覆蓋構件10是以覆蓋上述被保護構件200之方式配置。此時，以玻璃板10之第2面與被保護構件200面對面之方式配置，並且以機能膜50、60朝向外部之方式配置。以下詳細說明。
＜1.玻璃板＞ 玻璃板10例如可由通用之鈉鈣玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、無鹼玻璃等其他玻璃來形成。又，玻璃板10可利用浮製法來成形。若利用該製法，即可製得具有平滑表面之玻璃板10。不過，玻璃板10亦可於主面具有凹凸，例如可為壓花玻璃。壓花玻璃可利用被稱作輥壓(roll out)法的製法來成形。利用該製法製造之壓花玻璃通常會針對沿著玻璃板主面的一個方向具有周期性凹凸。
浮製法係於熔融錫等熔融金屬上連續供給熔融玻璃，並且使供給之熔融玻璃於熔融金屬上流動，藉此成形為帶板狀。將以這樣的方式成形之玻璃稱作玻璃帶。
玻璃帶會隨著趨近下游側而冷卻，並且於冷卻固化後利用滾筒自熔融金屬拉起。又，利用滾筒搬送至徐冷爐，經徐冷後即進行切割。如此一來，可製得浮製玻璃板。
玻璃板10之厚度並無特殊限制，為求輕量化，以薄者較佳。例如，以0.3~5mm為佳，且以0.6~2.5mm更佳。這是因為若玻璃板10過薄，強度便會降低的緣故，若過厚，就會有隔著玻璃構件10視辨之被保護構件200發生扭曲之虞。
玻璃板10通常為平板即可，惟亦可為曲板。尤其是在欲保護之被保護構件200之表面形狀為曲面等非平面時，玻璃板10宜具有適合於其之非平面形狀之主面。在此情形下，玻璃板10也能以其整體具有預定曲率之方式彎曲，亦可局部彎曲。玻璃板10之主面也可以例如複數個平面為曲面且相互接連而構成。玻璃板10之曲率半徑例如可設為5000mm以下。該曲率半徑之下限值例如可設為10mm以上，尤其是在局部彎曲的部位亦可更小，例如可設為1mm以上。
亦可使用如下述組成之玻璃板。以下，表示玻璃板10之成分的%顯示，只要未特別事先聲明，皆意指mol%。又，本說明書中，所謂「實質上構成」，意指列舉成分之含有率之合計佔99.5質量%以上、較佳為99.9質量%以上、更佳為99.95質量%以上。所謂「實質上不含」，意指該成分之含有率為0.1質量%以下、較佳為0.05質量%以下。
發明人是以被廣泛用作適合於利用浮製法製造玻璃板之玻璃組成的浮製板玻璃之組成(以下有時稱作「狹義SL」或單純「SL」)為基礎，探討出可於該發明所屬技術領域中具有通常知識者視為適合於浮製法之鈉鈣矽酸鹽玻璃(以下有時稱作「廣義SL」)之組成範圍，具體而言為以下質量%之範圍內，使T 2、T 4等特性盡可能近似狹義SL，並提升狹義SL之化學強化特性之組成物。 SiO 265~80% Al 2O 30~16% MgO  0~20% CaO  0~20% Na 2O  10~20% K 2O  0~5%
以下，說明構成玻璃板10之玻璃組成的各成分。 (SiO 2) SiO 2為構成玻璃板10的主要成分，若其含有率過低，玻璃之耐水性等化學耐久性及耐熱性便會降低。另一方面，若SiO 2之含有率過高，於高溫下玻璃板10之黏性便會提高，熔解及成形將變得困難。因此，SiO 2之含有率適合為66~72mol%之範圍，且以67~70mol%為佳。
(Al 2O 3) Al 2O 3為以下成分：用以提升玻璃板10之耐水性等化學耐久性，更藉由使玻璃中的鹼金屬離子容易移動而提高化學強化後的表面壓縮應力，並且加深應力層深度。另一方面，若Al 2O 3之含有率過高，便會使玻璃熔液之黏度增加，且使T 2、T 4增加，同時玻璃熔液之澄清度惡化，變得難以製造高品質之玻璃板。
因此，Al 2O 3之含有率適合為1~12mol%之範圍。Al 2O 3之含有率宜為10mol%以下，並且宜為2mol%以上。
(MgO) MgO為提升玻璃熔解性之必要成分。從充分獲得該效果之觀點來看，該玻璃板10中宜添加有MgO。又，若MgO之含有率低於8mol%，則化學強化後的表面壓縮應力趨於降低且應力層深度變淺。另一方面，若含有率增加到超過適量，自化學強化所得的強化性能便會降低，尤其是表面壓縮應力層之深度會急遽地變淺。該不良影響在鹼土族金屬氧化物中以MgO為最少，惟該玻璃板1中，MgO之含有率為15mol%以下。又，若MgO之含有率高，便會使T 2、T 4增加，同時玻璃熔液之澄清度惡化，變得難以製造高品質之玻璃板。
因此，於該玻璃板10中，MgO之含有率為1~15mol%之範圍，且宜為8mol%以上且12mol%以下。
(CaO) CaO具有降低於高溫下的黏性之效果，然而，若含有率過高到超過適度範圍，玻璃板10會變得容易失透，同時玻璃板10中鈉離子之移動受阻。當不含CaO時，化學強化後的表面壓縮應力趨於降低。另一方面，若含有CaO大於8mol%，化學強化後的表面壓縮應力會明顯降低，且壓縮應力層深度明顯變淺，同時玻璃板10變得容易失透。
因此，CaO之含有率適合為1~8mol%之範圍。CaO之含有率宜為7mol%以下，並且宜為3mol%以上。
(SrO、BaO) SrO、BaO會大幅降低玻璃板10之黏性，若少量含有，降低液相溫度T L之效果會比CaO更為明顯。然而，SrO、BaO即使添加極少量，也會明顯妨礙玻璃板10中鈉離子之移動，並且使表面壓縮應力大幅降低，而且壓縮應力層之深度會變得相當淺。
因此，於該玻璃板10中，以實質上不含SrO、BaO為佳。
(Na 2O) Na 2O為以下成分：藉由鈉離子被取代為鉀離子以增加表面壓縮應力，並加深表面壓縮應力層之深度。然而，若增加含有率到超過適量，化學強化處理中的應力鬆弛便會大於化學強化處理時離子交換所產生的表面壓縮應力，結果表面壓縮應力趨於降低。
又，Na 2O為用以提升熔解性並降低T 4、T 2之成分，但另一方面，若Na 2O之含有率過高，玻璃之耐水性將顯著降低。於玻璃板10中，只要Na 2O之含有率為10mol%以上，即可充分獲得降低T 4、T 2之效果，若大於16mol%，應力鬆弛所致表面壓縮應力之降低就會變得明顯。
因此，本實施形態之玻璃板10中Na 2O之含有率適合為10~16mol%之範圍。Na 2O之含有率宜為12mol%以上，且更宜為15mol%以下。
(K 2O) K 2O與Na 2O同為提升玻璃熔解性之成分。又，若為K 2O之含有率低之範圍，於化學強化時離子交換速度會增加，表面壓縮應力層之深度變深，但另一方面，會使玻璃板10之液相溫度T L降低。因此，K 2O宜以低含有率含有。
另一方面，相較於Na 2O，K 2O降低T 4、T 2之效果小，惟大量含有K 2O會阻礙玻璃熔液之澄清。又，K 2O之含有率越高，化學強化後的表面壓縮應力越是降低。因此，K 2O之含有率適合為0~1mol%之範圍。
(Li 2O) Li 2O即便只是少量含有，也會使壓縮應力層之深度顯著降低。又，將含有Li 2O之玻璃構件以單獨硝酸鉀之熔融鹽進行化學強化處理時，相較於不含Li 2O之玻璃構件之情形，其熔融鹽劣化之速度明顯較快。具體而言，當以相同之熔融鹽反覆進行化學強化處理時，在更少的次數下形成於玻璃表面之表面壓縮應力便會降低。因此，於本實施形態之玻璃板10中，雖然亦可含有1mol%以下之Li 2O，但以實質上不含Li 2O較佳。
(B 2O 3) B 2O 3為降低玻璃板10之黏性並改善熔解性之成分。然而，若B 2O 3之含有率過高，玻璃板10就會變得容易相分離，玻璃板10之耐水性降低。又，B 2O 3與鹼金屬氧化物所形成的化合物會揮發而有損傷玻璃熔解室之耐火物之虞。再者，含有B 2O 3會使化學強化時的壓縮應力層之深度變淺。因此，B 2O 3之含有率適合為0.5mol%以下。本發明中，較佳為實質上不含B 2O 3之玻璃板10。
(Fe 2O 3) 通常Fe是以Fe 2+或Fe 3+之狀態存在於玻璃中，並具有作為著色劑之作用。Fe 3+為提高玻璃之紫外線吸收性能之成分，Fe 2+則為提高熱線吸收性能之成分。當使用玻璃板10作為顯示器之蓋玻璃時，由於會要求著色不顯眼，因此Fe之含有率以少者較佳。然而，Fe經常因為工業原料而不可避免地混入。因此，換算成Fe 2O 3之氧化鐵之含有率在將玻璃板10整體設為100質量%來表示時可設為0.15質量%以下，較佳為0.1質量%以下，更佳為0.02質量%以下。
(TiO 2) TiO 2為降低玻璃板10之黏性同時提高化學強化所致表面壓縮應力之成分，惟有時會給玻璃板10帶來黃色之著色。因此，TiO 2之含有率適合為0~0.2質量%。又，有時會因為通常所使用的工業原料而不可避免地混入，於玻璃板10中含有0.05質量%左右。若為該程度之含有率，便不會給玻璃帶來著色，因此亦可包含於本實施形態之玻璃板10。
(ZrO 2) ZrO 2尤其是利用浮製法來製造玻璃板時，會有從構成玻璃熔融窯的耐火磚混入玻璃板10之情形，已知的是其含有率為0.01質量%左右。另一方面，ZrO 2為提升玻璃之耐水性並且提高化學強化所致表面壓縮應力之成分。然而，ZrO 2之高含有率有時會引起作業溫度T 4之上升或液相溫度T L之急遽上升，而且在利用浮製法來製造玻璃板時，含有所析出Zr之結晶容易作為異物而殘留於所製得之玻璃中。因此，ZrO 2之含有率適合為0~0.1質量%。
(SO 3) 於浮製法中，硫酸鈉(Na 2SO 4)等硫酸鹽廣泛用作澄清劑。硫酸鹽會在熔融玻璃中分解而產生氣體成分，藉此促進玻璃熔液之脫泡，惟氣體成分之一部分會以SO 3之形式溶解、殘留於玻璃板10中。於本發明之玻璃板10中，SO 3宜為0~0.3質量%。
(CeO 2) CeO 2被使用作為澄清劑。藉由CeO 2而於熔融玻璃中產生O 2氣體，因此CeO 2有助於脫泡。另一方面，若CeO 2過多，玻璃便會著色成黃色。因此，CeO 2之含量宜為0~0.5質量%，較佳為0~0.3質量%，更佳為0~0.1質量%。
(SnO 2) 於利用浮製法所成形的玻璃板中，成型時接觸到錫浴的面會有錫從錫浴擴散，已知的是該錫是以SnO 2之形式存在。又，混合於玻璃原料中的SnO 2有助於脫泡。於本發明之玻璃板10中，SnO 2宜為0~0.3質量%。
(其他成分) 本實施形態之玻璃板10宜實質上由上述列舉的各成分構成。不過，本實施形態之玻璃板10亦可含有上述開列成分以外的成分，並且宜以各成分之含有率小於0.1質量%之範圍來含有。
作為可容許含有的成分，可例示除了上述SO 3與SnO 2外以熔融玻璃之脫泡為目的而添加的As 2O 5、Sb 2O 5、Cl、F。不過，As 2O 5、Sb 2O 5、Cl、F基於對環境的不良影響大等理由而以不添加為佳。又，可容許含有的其他另外的例子為ZnO、P 2O 5、GeO 2、Ga 2O 3、Y 2O 3、La 2O 3。即便為源自工業上所使用原料的上述以外之成分，只要在不超過0.1質量%之範圍內即可容許。由於該等成分為視需要適當添加或不可避免地混入之物，因此，本實施形態之玻璃板10實質上不含該等成分亦無妨。
(密度(比重)：d) 基於上述組成，本實施形態中，可使玻璃板10之密度減少至2.53g．cm -3以下、進而為2.51g．cm -3以下、視情況為2.50g．cm -3以下。
於浮製法等中，若玻璃品種間的密度差異大，在切換所製造之玻璃品種時，密度較高的熔融玻璃會滯留於熔融窯底部，而有品種切換發生障礙之情形。目前利用浮製法來量產的鈉鈣玻璃之密度約為2.50g．cm -3。因此，若考慮利用浮製法進行量產，則玻璃板10之密度宜接近上述值，具體而言為2.45~2.55g．cm -3、尤其是2.47~2.53g．cm -3，且更佳為2.47~2.50g．cm -3。
(彈性模數：E) 若進行伴隨著離子交換的化學強化，有時玻璃基板會產生翹曲。為了抑制該翹曲，玻璃板10之彈性模數宜高。若藉由本發明，可使玻璃板10之彈性模數(楊氏模數：E)增加至70GPa以上、進而為72GPa以上。
以下，說明玻璃板10之化學強化。 (化學強化之條件與壓縮應力層) 使含有鈉之玻璃板10與熔融鹽接觸，該熔融鹽含有離子半徑大於鈉離子之一價陽離子、較佳為鉀離子，並進行將玻璃板10中的鈉離子利用上述一價陽離子進行取代的離子交換處理，藉此可實施本發明玻璃板10之化學強化。藉此，於表面形成經賦予壓縮應力之壓縮應力層。
熔融鹽典型上可舉如硝酸鉀。亦可使用硝酸鉀與硝酸鈉之混合熔融鹽，惟混合熔融鹽之濃度管理困難，因此宜為單獨硝酸鉀之熔融鹽。
強化玻璃構件之表面壓縮應力與壓縮應力層深度，不僅是該物品之玻璃組成，還能利用離子交換處理時熔融鹽之溫度與處理時間來控制。
以上之玻璃板10可藉由與硝酸鉀熔融鹽接觸而製得表面壓縮應力非常高且壓縮應力層之深度非常深的強化玻璃構件。具體而言，可製得表面壓縮應力為700MPa以上且壓縮應力層之深度為20μm以上的強化玻璃構件，再者，亦可製得壓縮應力層之深度為20μm以上且表面壓縮應力為750MPa以上的強化玻璃構件。
另，當使用厚度為3mm以上之玻璃板10時，可使用風冷強化作為一般的強化方法而並非化學強化。作成覆蓋構件一般會實施強化處理，惟依照用途或所要求之特性而並非必要。又，強化處理大多是在(後述)機能膜形成之前實施，但只要無礙機能膜展現機能，於形成機能膜後再實施亦無妨。
＜2.機能膜＞ 接著，參照圖2及圖3，說明機能膜。圖2為積層有機能膜的玻璃板之局部截面圖，圖3為顯示積層有機能膜的玻璃板之其他例子之局部截面圖。如圖2及圖3所示，覆蓋構件400及500具備：玻璃板10；以及，機能膜50及60，其設置於玻璃板10上。圖2及圖3中，機能膜50及60直接形成於玻璃板10之第1面10s上，然而，於玻璃板10與機能膜50及60之間中介有其他膜亦無妨。機能膜50及60包含：無機氧化物微粒子5(以下有時僅稱作「粒子」)；構成三維網狀鍵結之基質2；及抗菌性金屬離子。於機能膜50及60中亦可含有空隙。空隙亦可存在於基質2中抑或以與粒子5及基質2相接之方式存在。
於機能膜50及60存在第1區域50p及60p與第2區域50v及60v。第1區域50p及60p係於機能膜50及60之厚度方向上堆積有粒子5。從機能膜50及60之表面側沿著厚度方向觀察機能膜50及60時，第2區域50v及60v係包圍第1區域50p及60p。不過，第2區域50v及60v亦可被第1區域50p及60p包圍。第1區域50p及60p與第2區域50v及60v係例如任一者之區域會介於相互分離存在的複數個另一者之區域之間。
該結構有時稱作海島結構。第2區域50v及60v為其表面自周圍之第1區域後退的谷狀區域。因此，關於海島結構之島部，在該島部為第1區域50p及60p時係自海部突出，在該島部為第2區域50v及60v時則是自海部下陷。於第2區域50v及60v中，粒子5之堆積比第1區域50p及60p少。第2區域50v及60v亦可包含堆積有粒子5之部分50t(參照圖2)。或者，第2區域50v及60v亦可包含未堆積粒子5或不存在粒子5之部分(參照圖3)。至少一部分之第2區域50v及60v亦可由未堆積粒子5或不存在粒子5之部分構成。第1區域50p及60p亦可為其至少一部分、進而以個數基準計在50%以上、視情況為全部屬於台地狀區域。另，基質2存在於第1區域50p及60p與第2區域50v及60v兩者中，惟於第2區域50v及60v中會有至少一部分露在外部。另一方面，於第1區域50p及60p中，基質2配置於玻璃板10上，且於其上積層有粒子5。
「台地狀」意指利用SEM等觀察膜時，機能膜50及60之凸部上部看似台地狀，嚴格來說，意指膜之截面中，L2/L1≧0.75、尤其是L2/L1≧0.8成立。在此，如圖4所示，L1為相當於各凸部高度H之50%之部分的長度，L2為相當於高度H之70%之部分、較佳為相當於75%之部分的長度。如圖4所示，相對於1個L1，L2有時會分成2個以上部分而存在。在此情形下，L2是由2個以上部分之合計長度來決定。
第1區域50p及60p與第2區域50v及60v之邊界50b及60b可由機能膜50及60之平均厚度T來決定(參照圖3)。平均厚度T可如後述使用雷射顯微鏡來測定。利用邊界50b及60b之間隔，訂定第1區域50p及60p之寬度Wp與第2區域50v及60v之寬度Wv。
寬度Wp可為3μm以上、進而為5μm以上、較佳為7μm以上。寬度Wv可為1μm以上、2μm以上、較佳為3μm以上。例如，寬度Wp宜大於寬度Wv。當寬度Wp大時，於機能膜50、60中容易直接透射可見光，因此霧度值趨於降低。另一方面，當寬度Wv小時，第1區域50p及60p與第2區域50v及60v之邊界會接近。藉此，在與第2區域50v及60v之邊界附近，因第1區域50p及60p之壁面所致之可見光散射而變得不易視辨，光澤值會降低。例如，若不存在第2區域50v及60v，機能膜會變成只有第1區域50p及60p，並且成為其可見光透射性能不變的膜。因此，若不存在第2區域50v及60v，便會有第1區域50p及60p之壁面所致之散射效果相對減弱的可能性。故，寬度Wv宜為如上述之1μm以上。當寬度Wp及寬度Wv同時滿足如上述範圍時，該機能膜50、60將尤其適合於兼顧低霧度值與低光澤。
第1區域50p及60p與第2區域50v及60v亦可分別為擴及例如0.25μm 2以上、進而為0.5μm 2以上、尤其是1μm 2以上、視情況為5μm 2以上、進而為10μm 2以上之區域。
於機能膜50及60存在第1區域50p及60p與第2區域50v及60v。第2區域50v及60v於機能膜50形成區域之面積中所佔之比率例如可為5~90%、進而為10~70%、尤其是20~50%。機能膜50及60亦可僅由第1區域50p及60p與第2區域50v及60v構成。
又，如圖5所示，第1區域60p之至少一部分中之與第2區域60v之邊界附近隆起。藉此亦可使入射至機能膜60的可見光適度散射，因此光澤趨於降低。此點於機能膜50中亦相同。又，尤其若第2區域50v及60v之寬度小，隆起部分便會接近，因此該效果會提高。
第2區域50v及60v之形狀並無特殊限制，可列舉由閉合曲線形成之形狀(例如包含橢圓之圓形狀)、多角形狀、異形狀等各種形狀。又，複數個第2區域50v及60v之大小亦可不同。即，大小不同的複數個第2區域50v及60v可分散於機能膜50、60中。
＜2-1.粒子＞ 粒子5之形狀並無特殊限制，惟以球狀為佳。粒子5亦可由球狀粒子實質上構成。不過，粒子5之一部分亦可具有球狀以外之形狀，例如平板狀形狀。粒子5僅由球狀粒子構成亦無妨。在此，所謂球狀粒子，意指以下粒子：相對於通過重心的最短直徑，最長直徑的比為1以上且1.8以下、尤其是1以上且1.5以下，且表面由曲面構成。球狀粒子之平均粒徑可為5nm~200nm、進而為10nm~100nm、尤其是20nm~60nm。球狀粒子之平均粒徑可利用各自之粒徑，具體而言為上述最短直徑與最長直徑之平均值的平均來訂定，其測定宜根據SEM影像，以30個、較佳為50個粒子為對象來實施。
構成粒子5之材料並無特殊限制，惟宜包含金屬氧化物等無機氧化物，尤其是氧化矽。不過，金屬氧化物亦可包含例如選自於由Al、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce及Sn所構成群組中至少一種金屬元素之氧化物。
粒子5可如後述從粒子5之分散液供給至機能膜50及60。此時宜使用粒子5各自獨立而分散之分散液。相較於粒子連成鏈狀之分散液，使用粒子未凝集之分散液適合於實現機能膜50及60中粒子理想的凝集狀態。這是因為相互獨立之粒子5容易隨著分散介質等液體的揮發而移動，容易成為適合於在膜中達成良好特性之凝集狀態的緣故。
＜2-2.基質＞ 基質2宜包含Si之氧化物的氧化矽，並且以氧化矽作為主成分。以氧化矽作為主成分的基質2可使膜之折射率降低，適合於抑制膜之反射率。基質2亦可包含氧化矽以外的成分，亦可包含局部含有氧化矽之成分。
局部含有氧化矽之成分例如為以下成分：含有由矽原子及氧原子構成的部分，且於該部分之矽原子及氧原子鍵結有兩原子以外的原子、官能基等其他物質。矽原子及氧原子以外的原子例如可例示：氮原子、碳原子、氫原子、以下段落中記述之金屬元素。官能基例如可例示：以下段落中記述為R之有機基。此種成分在並未僅由矽原子及氧原子構成方面，嚴格來說並非氧化矽。然而，在記述基質2之特性上，由矽原子及氧原子構成的氧化矽部分亦適合當作「氧化矽」來處理，且與該領域之慣用亦屬一致。本說明書中，設定氧化矽部分亦當作氧化矽來處理。由以上說明亦可明白，氧化矽中矽原子與氧原子之原子比並非化學計量的(1：2)亦無妨。
基質2可包含氧化矽以外的金屬氧化物，具體而言為含有矽以外物質的金屬氧化物成分或金屬氧化物部分。基質2可包含的金屬氧化物並無特殊限制，例如為選自於由Al、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce及Sn所構成群組中至少一種金屬元素之氧化物。基質2亦可包含氧化物以外的無機化合物成分，例如氮化物、碳化物、鹵化物等，亦可包含有機化合物成分。
氧化矽等金屬氧化物可由能水解之有機金屬化合物形成。能水解之矽化合物可舉如式(1)所示化合物。 R nSiY 4-n(1) R為有機基，其包含選自烷基、乙烯基、環氧基、苯乙烯基、甲基丙烯醯基及丙烯醯基中之至少一種。Y為能水解之有機基或鹵素原子，前述能水解之有機基為選自烷氧基、乙醯氧基、烯氧基及胺基中之至少一種。鹵素原子宜為Cl。n為0至3之整數，較佳為0或1。
R適合為烷基，例如碳數1~3之烷基，尤其是甲基。Y適合為烷氧基，例如碳數1~4之烷氧基，尤其是甲氧基及乙氧基。亦可將上述式中所示化合物組合2種以上來使用。此種組合可舉例如：併用n為0之四烷氧基矽烷與n為1之單烷基三烷氧基矽烷。
式(1)所示化合物係於水解及聚縮合後，形成矽原子透過氧原子相互鍵結的網狀結構。於該結構中，以R表示之有機基係於直接鍵結於矽原子的狀態下含有。
＜2-3.金屬離子＞ 金屬離子為具有抗菌性之物，可由1價或2價之銅離子、銀離子等形成。機能膜50、60之金屬離子之含量，相對於構成網狀鍵結之化合物中重量比最大的主成分，以莫耳比計宜為2~50%，更佳為5~25%。
基質2中含有金屬離子。因此，就基質2露在外部的第2區域50v、60v而言，對接觸第2區域50v、60v之細菌或病毒會發揮抗菌或抗病毒性能。另一方面，於第1區域50p、60p中，在表面上幾乎不存在金屬離子，然而，只要附著的細菌或病毒通過粒子5之間，並且接觸玻璃板10附近的基質2，即可藉由基質中所含之金屬離子而發揮抗菌或抗病毒性能。
＜2-4.機能膜之物性＞ 機能膜50、60中粒子1相對於基質2的比，以質量基準計例如為0.05~10、進而為0.05~7，且較佳為0.05~5。機能膜50、60中空隙之體積比率並無特殊限制，可為10%以上、進而為10~20%。不過，不存在空隙亦無妨。
機能膜50、60之膜厚並無特殊限制，從容易適當獲得防眩性等觀點來看，第1區域50p、60p之膜厚例如適合為50nm~1000nm、進而為100nm~700nm、尤其是100nm~500nm。另一方面，第2區域50v、60v之膜厚例如適合為10nm~500nm、較佳為30nm~300nm。尤其是從玻璃板10之第1面測得之機能膜50、60的最高部與最低部之差分亦可為粒子5之平均粒徑之3倍以上、進而為4倍以上。
光斑(sparkle)係依存於用以賦予防眩機能之微小凹凸與顯示面板像素尺寸之關係而產生的亮點。光斑會隨著顯示裝置與使用者視角的相對位置之變動而觀察到不規則的光晃動。光斑隨著顯示裝置之高精細化而顯著化。藉由將寬度Wp及寬度Wv設為上述範圍，機能膜50、60將尤其適合於抑制光斑，並且以良好之平衡降低光澤及霧度。
＜2-5.機能膜之形成方法＞ 機能膜50、60之形成方法並無特殊限制，例如可如下述來形成。首先，將構成上述基質之材料、例如四乙氧基矽烷等矽烷氧化物(silicon alkoxide)於酸性條件下作成醇溶液，生成前驅液。又，將例如含有膠體二氧化矽等無機氧化物微粒子之分散液混合於前驅液中。進一步，將含有上述抗菌性金屬離子之液體、例如含有氯化銅水溶液或硝酸銅水溶液之分散液混合於前驅液中。此外，亦可視需要混合各種添加劑。例如，可將硼以硼酸形式添加。例如，若機能膜50、60中殘留硼，由於硼(BO -)具有吸引抗菌性銅離子之效果，因此，可抑制銅離子凝集而變成氧化銅等結晶。如此一來，可生成機能膜50、60用之塗佈液。
另，含有無機氧化物微粒子之分散液之溶劑並無特殊限制，可舉例如：丙二醇單甲基醚(PGME)、甲基乙基酮、甲苯、甲基異丁基酮等。其中，例如使用甲基乙基酮、環己烷、甲苯、甲基異丁基酮等沸點高(例如75℃以上)且非極性之化合物作為溶劑時，即可形成上述第1區域50p、60p及第2區域50v、60v，因此較為理想。
接著，將塗佈液塗佈於經洗淨之玻璃板10之第1面上。塗佈方法並無特殊限制，例如可採用淋塗法、噴塗法、旋轉塗佈法等。然後，令所塗佈的塗佈液於烘箱等中，例如為了使溶液中的醇份揮發而以預定溫度(例如80~120℃)乾燥後，例如為了水解及有機鏈之分解而以預定溫度(例如200~500℃)燒結，如此即可製得機能膜50、60。
＜3.覆蓋構件之光學特性＞ 作為如上述般形成有抗菌膜2的覆蓋構件100之光學特性，例如可見光透射率宜為85%以上，更佳為90%以上。又，覆蓋構件10之霧度值例如為20%以下、進而為15%以下、尤其是10%以下，視情況亦可為1~8%、進而為1~6%。
光澤可利用鏡面光澤度來評價。玻璃板10之60°鏡面光澤度例如為60~130%、進而為70~120%、尤其是80~110%、85~100%。該等鏡面光澤度是針對形成有機能膜50及60的面10s測得之值。另，作為汽車導航等車載設備之顯示器之覆蓋構件，一般會使用顯示120~140%之光澤之物。另一方面，玻璃板10之霧度值例如為20%以下、進而為15%以下、尤其是10%以下，視情況亦可為1~8%、進而為1~6%、尤其是1~5%。
於60°鏡面光澤度G與霧度值H(%)之間宜成立關係式(a)，較佳為成立關係式(b)，更佳為成立關係式(c)。G及H亦可滿足關係式(d)。 H≦-0.2G+25   (a) H≦-0.2G+24.5   (b) H≦-0.2G+24   (c) H≦-0.15G+18   (d)
另，光澤可遵循JIS Z8741-1997之「鏡面光澤度測定方法」之「方法3(60度鏡面光澤)」，霧度可遵循JIS K7136：2000分別進行測定。
＜4.特徵＞ 本實施形態之覆蓋構件100可發揮以下效果。 (1)本實施形態之玻璃構件100中，機能膜50、60係於基質2上載持有抗菌性金屬離子。因此，可發揮抗菌、抗病毒機能。尤其是在構成三維網狀鍵結之基質2上載持有金屬離子，因此可抑制金屬離子溶出。例如，於第1區域50p及60p中，載持金屬離子之基質2被粒子5覆蓋，因此可進一步抑制金屬離子溶出。
(2)於機能膜50、60中，由於具有積層有粒子的第1區域50p及60p，因此變得容易直接透射可見光，可降低霧度值。另一方面，若具有第2區域50v及60v，藉由在與第1區域50p及60p之邊界附近之可見光散射而變得不易視辨，光澤值會降低。尤其是在第2區域50v及60v之寬度小時，由於第1區域50p及60p之壁面或隆起部分接近，因此該效果會提高。故，若藉由本實施形態之機能膜，可提升防眩效果。
(3)如上述，本發明中，利用單一之機能膜50、60，即可發揮防眩機能與抗菌、抗病毒機能兩種機能。因此，機能膜50、60之製造簡易。
＜5.變形例＞ 以上說明本發明之一實施形態，惟本發明並不限於上述實施形態，只要未脫離其旨趣，便可進行各種變更。另，以下變形例可適當組合。
＜5-1＞ 上述實施形態所示機能膜具有第1區域50p及60p、第2區域50v及60v，惟亦可僅由第1區域50p及60p形成。在此情形下，利用丙二醇單甲基醚來形成粒子之分散液即可。依此，即使機能膜僅由第1區域50p及60p形成，亦可如後述般顯現防眩機能及抗菌、抗病毒機能。
＜5-2＞ 本發明之覆蓋構件除了無色透明外，還可藉由對玻璃板1、機能膜50、60中至少一者著色而作成有色透明或半透明。
實施例 以下，說明本發明之實施例。不過，本發明並不限於以下實施例。 (1)實施例及比較例之準備 於50mm×50mm之浮製玻璃板上積層機能膜，藉此形成實施例1~4、比較例之覆蓋構件。
調整出具有表1組成之塗佈液。首先，調製出基質用前驅液(單位為g)。又，將該等混合溶液於60℃下攪拌7小時，藉由TEOS之水解反應而製得前驅液。於該前驅液中一邊攪拌一邊混合粒子之分散液及硝酸銅。又，於室溫下攪拌該混合溶液而製得塗佈液。實施例1~4與比較例之差異點在於比較例之塗佈液中不含硝酸銅。因此，比較例並無抗菌、抗病毒機能。 [表1] ．KBM-903(信越聚矽氧製) ．MEK-ST-L(日產化學製有機二氧化矽溶膠) ．PGM-AC-4130Y(日產化學製有機二氧化矽溶膠) ．MIBK-ST-L(日產化學製有機二氧化矽溶膠)
接著，以厚度成為200~300nm左右之方式利用淋塗將該塗佈液塗佈於玻璃板上，在10分鐘的自然乾燥後，於設定為300℃之烘箱內加熱30分鐘，並形成機能膜。如此一來，可完成實施例1~4、比較例之覆蓋構件。
(2)評價 對實施例1~4及比較例之覆蓋構件進行以下試驗。結果如表2所示。
(2-1)光學特性 測定光澤值及霧度值。光澤值是使用光澤度計(堀場製作所製「Gloss Checker IG-320」)，自形成有機能膜側測定60°光澤值。霧度值是利用日本電色工業股份有限公司製霧度計NDH2000來進行。此時，令機能膜為入射面，並於試料3處測定霧度值，將其平均值定為霧度值。
(2-2)外觀 將覆蓋構件之第2面配置於附照明之檢查台上，於已將照明照射至覆蓋構件之狀態下，利用以下基準來檢查從機能膜側觀看時覆蓋構件之外觀。 A：用目視無法觀察到膜不均勻 B：用目視可稍微觀察到膜不均勻
(2-2)耐久試驗 將實施例2~4之覆蓋構件浸漬於25ml之水中24小時，其間間隔預定時間自該水中抽取1.5ml，算出銅離子溶出量(每塗佈單位面積之溶出量)。該溶出量之算出係如下述來進行。首先，將經PACKTEST銅(共立理化學研究所製)顯色的檢測水利用DIGITALPACKTEST銅(同上)進行測定，求得液中所含銅離子濃度後，算出相對於試驗前的銅之溶出量質量%。
(2-3)抗病毒試驗 如下述，根據JIS Z2801：2012(薄膜密著法)，進行抗菌性之評價(相當於ISO22916)。 ．試驗細菌：E.Coli(大腸桿菌 NBRC3972) ．試料形態：上述覆蓋構件 ．作用時間：24小時 ．抗菌活性值(R)之算出：R=(Ut-U0)-(At-U0)=Ut-At U0：玻璃板剛接種後的生菌數對數值之平均值 Ut：玻璃板24小時後的生菌數對數值之平均值 At：覆蓋構件24小時後的生菌數對數值之平均值 ．作用條件：溫度35℃、濕度90%以上(遵行JIS) ．密著薄膜：40mm×40mm之PP薄膜(以JIS為基準) ．試驗菌液之攝取量：0.2ml ．試驗菌液之生菌數：1.1×10 6．生菌數測定：測定玻璃板剛接種菌液後及培養24小時後的覆蓋構件之生菌數
(2-4)審查 上述試驗結果可知，本實施例1~4之覆蓋構件其光澤值及霧度值適當，可獲得充分之防眩機能。又，抗病毒活性皆為2.5以上。由於評價為2.0以上即具有抗病毒活性，因此，於本實施例1~4之覆蓋構件中，可確認有充分之抗病毒性能。又，針對銅溶出量方面，實施例1及比較例中並未進行測定，惟實施例2~4中，即使於耐久試驗中也會有約30~40%的銅殘留於機能膜中，因此吾人認為具有充分之耐久性能。關於外觀方面，實施例1可看見些微之膜不均勻，實施例2~4則無特殊問題。
[表2]
利用SEM拍攝實施例1、4及比較例之機能膜，觀察表面性狀。圖6所示實施例1僅由上述第1區域來構成機能膜。如上述，防眩機能及抗病毒機能雖然充足，但表面凹凸大，在外觀上稍微觀察到膜不均勻。另一方面，於圖7所示實施例4之機能膜上形成有第1區域及略呈圓形之第2區域，防眩機能及抗病毒機能充足，外觀亦無問題。圖8所示比較例之機能膜亦具有第1區域及第2區域，惟第2區域為異形。
2:基質 5:無機氧化物微粒子 10:玻璃板 10s:第1面 50,60:機能膜 50b,60b:邊界 50p,60p:第1區域 50t:堆積有粒子之部分 50v,60v:第2區域 50s,60s:元件 100,400,500:覆蓋構件 200:被保護構件 H:高度 L1,L2:長度 T:平均厚度 Wp,Wv:寬度
圖1為截面圖，其顯示本發明之覆蓋構件之一實施形態。 圖2為圖1之放大截面圖。 圖3為圖1之放大截面圖。 圖4為截面圖，其示意顯示機能膜之凸部截面。 圖5為圖1之放大截面圖。 圖6為顯示實施例1之表面性狀之SEM照片。 圖7為顯示實施例4之表面性狀之SEM照片。 圖8為顯示比較例之表面性狀之SEM照片。
2:基質
5:無機氧化物微粒子
10:玻璃板
10s:第1面
60:機能膜
60b:邊界
60p:第1區域
60v:第2區域
60s:元件
T:平均厚度
Wp,Wv:寬度

Claims (13)

  1. 一種覆蓋構件，具備： 玻璃板，其具有第1面及第2面；以及 機能膜，其形成於前述第1面上；且 前述機能膜係由單一膜形成，並具有防眩機能與抗菌機能。
  2. 如請求項1之覆蓋構件，其中前述機能膜具備： 構成三維網狀鍵結之基質； 無機氧化物微粒子；及 抗菌性金屬離子。
  3. 如請求項2之覆蓋構件，其中前述機能膜存在第1區域及第2區域，前述第1區域係於前述機能膜之厚度方向上堆積有前述無機氧化物粒子，前述第2區域呈谷狀，並且包圍前述第1區域或被前述第1區域包圍。
  4. 如請求項3之覆蓋構件，其中前述第1區域為台地狀區域。
  5. 如請求項3或4之覆蓋構件，其中前述第2區域包含未堆積前述無機氧化物粒子或不存在前述無機氧化物粒子之部分。
  6. 如請求項3至5中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域之寬度為3μm以上，前述第2區域之寬度為1μm以上。
  7. 如請求項3至5中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域之寬度為5μm以上，前述第2區域之寬度為2μm以上。
  8. 如請求項3至7中任一項之覆蓋構件，其中於前述第2區域中露出前述基質，且露出之前述基質中含有前述金屬離子。
  9. 如請求項3至8中任一項之覆蓋構件，其中於前述第1區域中，前述基質配置於前述玻璃板上，於該基質上堆積有前述無機氧化物粒子，且前述第1區域之前述基質中含有前述金屬離子。
  10. 如請求項3至9中任一項之覆蓋構件，其中前述第2區域中至少一者係由閉合曲線形成。
  11. 如請求項10之覆蓋構件，其中前述第2區域包含複數個不同大小之由閉合曲線形成之區域。
  12. 如請求項3至11中任一項之覆蓋構件，其中前述第1區域中之與前述第2區域之邊界附近隆起。
  13. 一種覆蓋構件之製造方法，具備以下步驟： 形成塗佈液之步驟，該塗佈液係於矽烷氧化物中添加無機氧化物微粒子及抗菌性金屬離子而形成之塗佈液； 將前述塗佈液塗佈於玻璃板上之步驟；以及 將塗佈有前述塗佈液之玻璃板進行加熱之步驟。
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