WO2019187512A1 - 透光部材、画像表示装置および時計 - Google Patents

透光部材、画像表示装置および時計 Download PDF

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WO2019187512A1
WO2019187512A1 PCT/JP2019/001146 JP2019001146W WO2019187512A1 WO 2019187512 A1 WO2019187512 A1 WO 2019187512A1 JP 2019001146 W JP2019001146 W JP 2019001146W WO 2019187512 A1 WO2019187512 A1 WO 2019187512A1
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translucent member
concavo
antifouling layer
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PCT/JP2019/001146
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朋一 梅澤
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富士フイルム株式会社
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    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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    • G—PHYSICS
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B39/00—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses

Definitions

  • the present disclosure relates to a translucent member that can be used as a cover glass of an image display device or a watch, an image display device including the translucent member, and a watch.
  • an antireflection film is formed in order to suppress degradation of visibility and the like. It is known to do.
  • Patent Document 1 discloses an optical component having an antireflection film on a base material and further having an antifouling film on the antireflection film. Patent Document 1 proposes that the surface roughness Ra of the antifouling film be 3 nm or less in order to increase the durability of the antifouling film.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-186227 (hereinafter referred to as Patent Document 2), a transparent substrate having an antireflection function is formed by forming a concave-convex aggregate portion having a plurality of concave portions and convex portions on the surface of a transparent substrate.
  • Sexual members have been proposed.
  • Patent Document 3 JP-A-2015-121739 (hereinafter referred to as Patent Document 3), a cover in which an antireflection structure including a plurality of recesses is provided on at least one surface, and the recesses are filled with an antifouling agent. Glass has been proposed.
  • Patent Document 1 The structure provided with an antireflection film and an antifouling layer on a substrate as in Patent Document 1 is vulnerable to rubbing, and there is a problem that the antireflection film peels off and the surface becomes clouded after long-term use.
  • Patent Document 3 if an antifouling agent is filled in the recesses constituting the antireflection structure, there is a problem that the antireflection function is lowered.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a translucent member, an image display device, and a timepiece having high antireflection properties and high antifouling performance.
  • the translucent member of the present disclosure has a first concavo-convex structure for antireflection on one surface of a translucent substrate,
  • the surface of the first concavo-convex structure is provided with an antifouling layer, and one surface has surface concavo-convex due to the first concavo-convex structure.
  • the antifouling layer may be provided along the unevenness of the first uneven structure, provided along the unevenness of the first uneven structure, and the thickness of the recessed portion is convex. It may be provided thicker than the thickness in the portion, or may be provided in the concave portion without being provided in the convex portion of the first concave-convex structure.
  • the translucent member of the present disclosure may have a second uneven structure for reflection prevention on the other surface facing the one surface of the substrate.
  • the first concavo-convex structure on one surface has a plurality of concave portions and a continuous convex portion surrounding the concave portions.
  • the second concavo-convex structure on the other surface may be composed of a plurality of convex portions and continuously connected concave regions surrounding the convex portions.
  • the base material preferably has a Mohs hardness of 5 or more.
  • the base material is preferably sapphire or chemically tempered glass.
  • the translucent member of the present disclosure may have a transparent adhesive layer on the other surface facing one surface of the substrate.
  • the image display device of the present disclosure includes an image display surface and a cover glass that covers the image display surface, and the cover glass is the light-transmitting member of the present disclosure, and one surface of the light-transmitting member is an externally exposed surface.
  • the timepiece of the present disclosure includes a timepiece and a cover glass that covers the timepiece, and the cover glass is the light-transmitting member of the present disclosure, and one surface of the light-transmitting member is an externally exposed surface.
  • the translucent member of the present disclosure has a first concavo-convex structure for preventing reflection on one surface of a translucent base material, and has an antifouling layer on the surface of the first concavo-convex structure,
  • the surface has surface unevenness due to the first uneven structure. Since the first concavo-convex structure for antireflection is not filled with the antifouling layer and has the surface concavo-convex by the first concavo-convex structure, both high antireflection performance and high antifouling properties are achieved. Can be realized.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a part of the translucent member 10 of the first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • Translucent member 10 of the first embodiment and a substrate 12 and antifouling layer 15 provided on the surface S 11 of the one having translucency.
  • “translucent” or “having translucency” means that the visible light transmittance is 50% or more.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the base material 12.
  • the base material 12 has a concavo-convex structure 14 formed of a plurality of concave portions 14b on one surface 12A and including a concave portion 14b and a convex region 14a surrounding the concave portion 14b.
  • the concave portions 14b are provided independently of each other, and the case where the convex region 14a is a continuous region is referred to as a concave-convex structure including concave portions.
  • the shape of the recess 14b is an inverted truncated cone.
  • the shape of the recess 14b may be an inverted cone, an inverted polygonal pyramid, or an inverted polygonal frustum. Moreover, the shape which has a level
  • the depth of the concave portion 14b is a distance H 10 from the top of the convex region 14a (here, the upper surface of the convex portion) to the deepest position of the concave portion (hereinafter referred to as the concave portion depth H 10 ).
  • region 14a is a convex part in an uneven structure, and is hereafter called the convex part 14a.
  • the depth H 10 of the recess 14b is 120nm or more, 150 nm or more, and further preferably not 200nm or more.
  • the recesses 14b are arranged at a constant pitch in the two-dimensional direction.
  • the arrangement of the recesses 14b is not limited to this, and may be arranged in a honeycomb shape, for example, or may be fixed. Instead of the pitch, the pitch may be randomly arranged at an irregular pitch.
  • the pitch is preferably 400 nm or less, preferably 300 nm or less, and more preferably 200 nm or less.
  • Pitch of the recesses 14b of an inverted truncated cone shape is defined by the distance P 1 between the centers of the concave portions 14b adjacent to each other across the protruding portion 14a.
  • the distance between the centers of gravity with the adjacent concave portions across the convex portions or the distance between the deepest positions is the preferred pitch range. What is necessary is just to include the recessed part which becomes.
  • the substrate 12 is preferably made of a material having a Mohs hardness of 5 or more and 10 or less.
  • chemically strengthened glass such as Gorilla Glass (registered trademark) and Dragon Trail (registered trademark), or a sapphire substrate is preferable.
  • a sapphire substrate it is preferable to use a single crystal whose crystal orientation is any one of a-plane, c-plane and ⁇ -plane, and a single crystal whose crystal orientation is a-plane is particularly preferable.
  • a polycrystalline substrate may be used as the sapphire substrate.
  • the concavo-convex structure 14 provided on the surface 12A of the base 12 is formed by processing one surface of the flat plate base, and the concavo-convex structure 14 is integrally formed from the same material as the base 12. is there. By etching one surface of the flat substrate, it can be processed into a surface having the concavo-convex structure 14.
  • the base material 12 having the concavo-convex structure 14 can be manufactured using, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-121739.
  • the antifouling layer 15 is formed along the concavo-convex structure 14 such that the surface concavo-convex 16 due to the concavo-convex structure 14 of the substrate 12 remains on one surface S 11 of the translucent member 10.
  • the surface unevenness 16 by the uneven structure 14 is an unevenness formed on the surface due to the uneven structure 14, and at least has a pitch substantially equal to the pitch of the uneven structure 14. Therefore, the state which antifouling agent in the recess 14b of the convex-concave structure 14 of the substrate 12 is filled one surface S 11 of the translucent member 10 is flat is not included in the present invention.
  • the antifouling layer 15 is formed with a substantially uniform thickness t 10 along the surface of the concavo-convex structure 14 of the substrate 12. Therefore, the surface unevenness 16 of the translucent member 10 has a structure substantially similar to the uneven structure 14 of the substrate 12. Thus, when it has surface unevenness
  • the antifouling layer 15 may be formed to have surface irregularities on the surface S 11 of the translucent member 10, as shown in FIG. 4, it is formed on the convex portion 14a of the convex-concave structure 14 than the thickness t 11 of the antifouling layer 15 may be provided thick thickness t 12 of the antifouling layer 15 formed in the recess 14b.
  • the antifouling layer 15 may be provided in the recessed part 14b, without being provided on the convex part 14a of the uneven structure 14.
  • “no antifouling layer 15 is provided on the convex portion 14a” means that the antifouling layer 15 is not provided at least on the top of the convex portion 14a.
  • the top of the convex part 14a means the upper surface of the convex part 14a. Therefore, as shown in FIG. 6, the antifouling layer 15 may be provided along the bottom surface and the side surface of the recess 14b.
  • the antifouling layer 15 is provided on the convex portion 14a. “No” means that the antifouling layer 15 is not provided on the ridgeline. As shown in FIG. 7, the antifouling layer 15 may be provided in the recess 14 b with a change in thickness.
  • the thickness of the antifouling layer 15 may be within a range in which the antireflection performance by the surface irregularities 16 can be maintained, but is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably 20 nm or less.
  • the distance from the convex portion 16a top surface irregularity 16 to the deepest position of the concave portion 16b (height difference of unevenness) H 11, H 12, H 13, H 14 and H 15 Is preferably 100 nm or more, more preferably 120 nm or more, and still more preferably 150 nm or more.
  • the thickness of the antifouling layer 15 on the convex portion 14a is desirably thin, preferably 20 nm or less, More preferably, it is 5 nm or less. In addition, it is preferable that the thickness of the antifouling layer 15 in the recess is 1 nm or more.
  • the thickness of the antifouling layer can be measured by observing and measuring the cross section of the translucent member with a transmission electron microscope (TEM).
  • the thickness of the antifouling layer for one translucent member can be determined by averaging the values measured at any 10 locations.
  • coating film formation such as a dip coating method and a spin coating method, or vacuum film formation such as a sputtering method and an evaporation method can be used.
  • the antifouling agent when the thickness of the antifouling layer 15 provided on the convex portions 14a and the concave portions 14b is changed, for example, the antifouling agent accumulates in the concave portions during coating such as dip coating or spin coating.
  • the conditions may be adjusted as follows.
  • the antifouling layer 14 is antifouling by, for example, dip coating or spin coating. After forming the layer, a method of removing the antifouling layer on the top of the convex portion by dry etching can be employed.
  • a water repellent material or a hydrophilic material is preferably used.
  • Super-water repellency can be realized by combining the above uneven structure constituting the antireflection structure and the antifouling layer made of a water repellent material, and a high antifouling effect can be obtained.
  • super water-repellent means that the contact angle with water is 100 degrees or more.
  • the contact angle is preferably 110 degrees or more, and more preferably 150 degrees or more.
  • fluorine-based antifouling agent examples include PTFE (polytetrafluoroethylene), specifically, OPTOOL DSX (trade name) manufactured by Daikin, or SFcoat (trade name) manufactured by AGC Seimi Chemical. It is done.
  • Super-hydrophilicity can be realized by the combination of the uneven structure constituting the antireflection structure and the antifouling layer made of hydrophilicity. In this case, a high antifouling effect can be obtained.
  • super-hydrophilic means that the contact angle with respect to water is 20 degrees or less.
  • the hydrophilic material include a polysilicate inorganic coating or a photocatalyst such as titanium oxide.
  • the translucent member 10 of the present embodiment has high antireflection performance and high antifouling properties.
  • the translucent member 10 of the embodiment has a surface unevenness having only antireflection features on one surface S 11, it may be provided with a reflection preventing function on the other surface S 12.
  • an antireflection layer made of a multilayer film may be provided on the other surface 12B of the substrate 12, or an uneven structure for antireflection may be provided.
  • the above-described uneven structure 14 provided on one surface 12A is the first uneven structure, and the uneven structure provided on the other surface 12B. It is a 2nd uneven structure.
  • the first concavo-convex structure and the second concavo-convex structure may have the same shape or different shapes.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a part of the translucent member 20 of the second embodiment
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • the transparent member 20 of the second embodiment has an a substrate 22 having translucency and an antifouling layer 15 provided on one surface S 21.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the base material 22.
  • the base material 22 has a plurality of convex portions 24a formed on one surface 22A, and has a concavo-convex structure 24 including a convex portion 24a and a concave region 24b surrounding the convex portion 24a.
  • the convex part 24a is provided mutually independently, and the case where it is the area
  • the shape of the convex portion 24a is a cone.
  • the shape of the convex portion 24a may be a truncated cone, a polygonal pyramid, or a polygonal frustum.
  • step difference in the side wall may be sufficient as the convex part 24a, and the shape which has a side wall from which a gradient differs may be sufficient.
  • the tip of the convex portion 24a may be rounded. Further, it is not necessary that all the convex portions 24a have the same shape, and the convex portions 24a may be provided with different shapes partially or individually.
  • the height of the convex part 24a is a distance H 20 from the bottom of the concave part region 24b to the top of the convex part 24a (hereinafter referred to as the height H 20 of the convex part).
  • the recessed part 24b is a recessed part in an uneven structure, and is called the recessed part 24b below.
  • the convex portion 24a of the height H 20 is 120nm or more, 150 nm or more, and further preferably not 200nm or more.
  • the convex portions 24a are arranged at a constant pitch in the two-dimensional direction.
  • the arrangement of the convex portions 24a is not limited to this, and may be arranged in a honeycomb shape, for example. Instead of a constant pitch, it may be randomly provided with an irregular pitch.
  • the pitch is preferably 400 nm or less, preferably 300 nm or less, and more preferably 200 nm or less.
  • Pitch of the convex portion 24a of the conical shape is defined by the distance P 2 between the vertices of the convex portion 24a adjacent to each other across the recess 24b.
  • the distance between the centers of gravity of the adjacent protrusions across the recesses, or the distance between vertices is the preferred pitch range. It is only necessary to include such a convex part.
  • the same material as the substrate 12 can be used as the substrate 22.
  • the concavo-convex structure 24 provided on the surface 22A of the base material 22 is formed by processing one surface of the flat plate base material, and the concavo-convex structure 24 is integrally formed from the same material as the base material 22. is there. By etching one surface of the flat substrate, it can be processed into a surface having the concavo-convex structure 24.
  • the base material 22 having the concavo-convex structure 24 can be manufactured using, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-186227.
  • the antifouling layer 25 is formed along the concavo-convex structure 24 so that the surface concavo-convex 26 by the concavo-convex structure 24 of the substrate 22 remains on one surface S 21 of the translucent member 20.
  • the surface unevenness 26 by the uneven structure 24 is unevenness formed on the surface due to the uneven structure 24, and has a pitch substantially equal to at least the pitch of the uneven structure 24. Therefore, the state which antifouling agent is filled in the recess 24b of the convex-concave structure 24 of the base 22 on one surface S 21 of the translucent member 20 is flat is not included in the present invention.
  • the antifouling layer 25 may be formed to have surface irregularities on the surface S 21 of the translucent member 20, as shown in FIG. 11, is formed on the convex portion 24a of the convex-concave structure 24 than the thickness t 21 of the antifouling layer 15 may be provided thick thickness t 22 of the antifouling layer 25 formed in the recess 24b.
  • the antifouling layer 25 may be provided in the recessed part 24b, without being provided on the convex part 24a of the uneven structure 24.
  • “no antifouling layer 25 is provided on the convex portion 24a” means that the antifouling layer 25 is not provided at least on the top of the convex portion 24a.
  • the top of the convex portion 24a is the apex of a cone.
  • the convex part is a truncated cone or a polygonal frustum
  • the upper surface corresponds to the top of the convex part. Therefore, as shown in FIG. 13, the antifouling layer 15 may be provided along the surface of the concavo-convex structure 24 other than the top of the convex portion 24a (here, the apex of the cone).
  • the antifouling layer 25 may have a thickness within a range in which the antireflection performance due to surface irregularities can be maintained, but is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 20 nm or less.
  • the distance from the top of the convex portion of the surface irregularities to the deepest position of the concave portion (the height difference of the irregularities) H 21 , H 22 , H 23 and H 24 should be 100 nm or more Is more preferably 120 nm or more, and further preferably 150 nm or more.
  • the thickness of the antifouling layer 25 on the convex portion 24a is desirably thin, preferably 20 nm or less, More preferably, it is 5 nm or less.
  • the thickness of the antifouling layer 25 in the recess 24b is preferably 1 nm or more.
  • the same materials as those of the antifouling layer 15 of the first embodiment can be suitably used, and the same effects can be obtained.
  • the translucent member 20 of the present embodiment has high antireflection performance and high antifouling properties.
  • the translucent member 20 of the embodiment has a surface unevenness having only antireflection features on one surface S 21, it may be provided with a reflection preventing function on the other surface S 22.
  • an antireflection layer composed of a multilayer film may be provided on the other surface 22B of the base material 22, or an uneven structure for antireflection may be provided.
  • the above-described uneven structure 24 provided on one surface 22A is the first uneven structure, and the uneven structure provided on the other surface 22B. It is a 2nd uneven structure.
  • the first concavo-convex structure and the second concavo-convex structure may have the same shape or different shapes.
  • the translucent members 10 and 20 of the first and second embodiments are suitably used as, for example, a windshield covering a clock face such as a wristwatch or a pocket watch, or a cover glass for protecting various displays.
  • the translucent members 10 and 20 are disposed such that the surface provided with the antifouling layer is an externally exposed surface, that is, a surface that is touched by a person during use.
  • the concavo-convex structure made of a recess like the translucent member 10 is excellent in scratch resistance, high durability can be obtained.
  • the light transmitting member 10, 20 is preferably anti-reflection function to the other surface S 12 or S 22 is assigned.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a part of the translucent member 30 of the third embodiment.
  • the translucent member 30 includes a base 32 and the antifouling layer 15 provided on one surface 32A of the base 32.
  • Translucent member 30 has a reflection preventing function on one surface S 31 and the other surface S 32 is due to an uneven surface structure together.
  • the first concavo-convex structure 14 including a plurality of concave portions 14b and convex portion regions 14a surrounding the concave portions 14b is provided on one surface 32A of the base material 32.
  • a second concavo-convex structure 24 including a plurality of convex portions 24a and a concave region 24b surrounding the convex portions 24a is provided on the other surface 32B of the base material 32.
  • the 1st uneven structure 14 is the same as the uneven structure 14 with which the base material 12 is provided in the translucent member 10 of 1st Embodiment.
  • the 2nd uneven structure 24 is the same as the uneven structure 24 with which the base material 22 is provided in the translucent member 20 of 2nd Embodiment. That is, a concave / convex structure made of a concave is formed on one surface 32A of the base material 32, and a concave / convex structure made of a convex is formed on the other surface 32B.
  • An antifouling layer 15 is provided on the first uneven structure 14.
  • the antifouling layer 15 is not provided on the convex portion 14a, and the antifouling layer 15 is provided on the concave portion 14b.
  • the antifouling layer 15 may be provided in the same manner as in FIG.
  • the second uneven structure 24 is not provided with an antifouling layer, but may be provided with an antifouling layer.
  • the translucent member 30 is suitably used as a cover glass, similar to the translucent members 10 and 20.
  • a cover glass When provided as a cover glass is preferably one surface S 31 having an uneven surface due to the unevenness structure consisting concave is used so that the outer exposed surface. This is because the concavo-convex structure made of concaves is generally higher in scratch resistance than the concavo-convex structure made of convexes.
  • the aspect ratio of the projection 14a is preferably less than 1.
  • the aspect ratio of the protrusion 14a is the ratio H 10 / L 10 of the width L 10 of the projections 14a in the cross section along the arrangement direction of the depth H 10 and the recess 14b of the recess 14b.
  • High scratch resistance can be obtained by setting the aspect ratio of the convex portion in the concave-convex structure of the base material on the external exposed surface side to less than 1.
  • the aspect ratio of the convex portion 24a of the other surface 31B of the base material 31 is more than 1.
  • the aspect ratio of the protrusions is the ratio of the maximum diameter of the height and the bottom surface of the convex portion, when the conical protrusions 24a, the aspect ratio of the convex portion 24a and the height H 20 of the cone, the base of the cone diameter L It is the ratio H 20 / L 20 with 20 .
  • High antireflection properties can be obtained by setting the aspect ratio of the protrusions in the concavo-convex structure of the inner base material that is not the externally exposed surface to be more than 1.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a part of the light transmissive member 40 of the fourth embodiment.
  • the translucent member 40 includes a base material 42 and an antifouling layer 25 provided on one surface 42 ⁇ / b> A of the base material 42.
  • the translucent member 40 is one surface S 41 and the other surface S 42 has a surface roughness together.
  • One surface 42A of the base material 42 is provided with a concavo-convex structure 124 as a first concavo-convex structure, and the other surface 42B is provided with a concavo-convex structure 224 as a second concavo-convex structure.
  • the antifouling layer 25 is provided on the surface of the first uneven structure 124 along the unevenness.
  • the antifouling layer 25 may be provided in the same manner as in FIGS.
  • the first concavo-convex structure 124 and the second concavo-convex structure 224 have different aspect ratios of the convex portions.
  • the aspect ratio H 41 / L 41 of the convex portion of the first concavo-convex structure 124 is less than 1
  • the aspect ratio H 42 / L 42 of the convex portion of the second concavo-convex structure 224 is more than 1.
  • the aspect ratio of each protrusion is the ratio of the height of the protrusion to the maximum diameter of the bottom surface.
  • the translucent member 40 is suitably used as a cover glass, like the translucent members 10, 20 and 30.
  • a surface with a small aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex structure is an externally exposed surface.
  • the externally exposed surface that is touched by human hands during use has a small aspect ratio and a highly scratch-resistant uneven structure, and the surface that is not touched by human hands during use has a large aspect ratio and high anti-reflective structure. High antireflection and high durability can be obtained.
  • the base materials 32 and 42 of the translucent members 30 and 40 can be made of the same material as the base materials 12 and 22.
  • the light-transmitting members 10, 20, 30 and 40 may include an adhesive layer on the surface side facing the externally exposed surface when in use. By providing the adhesive layer, it is possible to easily provide a translucent member having antireflection properties for any optical surface to which an antireflection function is desired.
  • FIG. 16 is a view showing a timepiece provided with a light-transmitting member according to an embodiment of the present invention as a windshield, and is a side view with a part in cross section.
  • the timepiece 100 of this embodiment includes a cover glass 130 that covers a timepiece including a dial 110 and hands 120.
  • the cover glass 130 is a light transmissive member according to an embodiment of the present invention.
  • the cover glass 130 for example, a cover glass having the same configuration as that of the translucent member 30 shown in FIG. 14 can be applied.
  • the externally exposed surface 130 ⁇ / b> A of the cover glass 130 has the same surface irregularities 16 as the one surface S ⁇ b> 31 of the translucent member 30, and the internal surface 130 ⁇ / b> B of the cover glass 130 is the other surface S ⁇ b> 32 of the translucent member 30. It has the same uneven structure 24.
  • the externally exposed surface 130A of the cover glass 130 has the surface unevenness 16 provided with the antifouling layer 15 on the uneven structure 14 formed of a recess, and the uneven structure 24 formed of a protrusion on the internal surface. Therefore, it has high antireflection property and high antifouling property and is excellent in scratch resistance. For this reason, the visibility of the dial and the pointer is very high and the durability is high.
  • FIG. 17 is a side view of a smartphone provided with a light-transmitting member according to an embodiment of the present invention as a cover glass.
  • Smartphones are a form of image display device.
  • a cover glass 230 is attached to the image display surface of the main body 210 via a transparent adhesive layer 240.
  • the cover glass 230 is a light transmissive member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing a state before the cover glass 230 is attached to the smartphone main body 210.
  • the cover glass 230 for example, a cover glass having the same configuration as that of the translucent member 30 shown in FIG. 14 can be applied.
  • the externally exposed surface 230 ⁇ / b> A of the cover glass 230 has the same surface irregularities 16 as the one surface S ⁇ b> 31 of the translucent member 30, and the internal surface 230 ⁇ / b> B of the cover glass 230 is the other surface S ⁇ b> 32 of the translucent member 30. It has the same uneven structure 24.
  • the externally exposed surface 230A of the cover glass 230 has the surface unevenness 16 having the antifouling layer 15 on the uneven structure 14 made of a recess, and the uneven structure 24 made of a protrusion is formed on the internal surface 230B. Since it is provided, it has high antireflection properties and high antifouling properties, and is excellent in scratch resistance. Therefore, the reflection is suppressed and the visibility of the image display surface 212 is very high.

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Abstract

高い反射防止性と共に、高い防汚性能を有する透光部材、画像表示装置および時計を提供する。　透光性の基材の一方の面に反射防止用の第１の凹凸構造を有し、第１の凹凸構造の表面に防汚層を備え、防汚層は、第１の凹凸構造による表面凹凸が残るように設けられる。

Description

透光部材、画像表示装置および時計
　本開示は、画像表示装置あるいは時計などのカバーガラスとして利用可能な透光部材、透光部材を備えた画像表示装置および時計に関する。
　液晶ディスプレイ等の各種画像表示装置、携帯電話、懐中時計および腕時計等のカバーガラス、並びにカメラ等の撮影機器の各種光学部材等においては、視認性等の低下を抑制するために反射防止膜を形成することが知られている。
　また、使用の際に人の指等が接触すると皮脂および汗などが付着し、視認性等に影響を与えることから、汚れが付着しにくく、また汚れを除去し易いように、反射防止膜上にさらに防汚膜を設けた構成とすることがある。国際公開第２０１４－１２９３３３号（以下において、特許文献１という。）では基材上に反射防止膜を備え、さらに反射防止膜上に防汚膜を備えた光学部品が開示されている。特許文献１では、防汚膜の耐久性を高めるために、防汚膜の表面粗さＲａを３ｎｍ以下とすることが提案されている。
　他方、透明基材の表面に微細凹凸構造を形成することにより反射防止機能を付与することができることが知られている。例えば、特開２００９－１８６２２７号公報（以下において、特許文献２という。）では、透明基板の表面に凹部および凸部をそれぞれ複数有する凹凸集合部を形成することにより、反射防止機能を付与した透明性部材が提案されている。
　また、特開２０１５－１２１７３９号公報（以下において、特許文献３という。）では、少なくとも一方の面に、複数の凹部からなる反射防止構造を設け、さらに、凹部内に防汚剤を充填したカバーガラスが提案されている。
　特許文献１のように基板に反射防止膜および防汚層を備えた構成は、擦れに弱く、長期間の使用により、反射防止膜が剥離してしまい、表面が曇ってしまうという問題がある。
　特許文献３のように、反射防止構造を構成する凹部内に防汚剤を充填してしまうと、反射防止機能が低下するという問題がある。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高い反射防止性と、高い防汚性能を有する透光部材、画像表示装置および時計を提供することを目的とする。
　本開示の透光部材は、透光性の基材の一方の面に反射防止用の第１の凹凸構造を有し、
　第１の凹凸構造の表面に防汚層を備え、かつ、一方の面において第１の凹凸構造による表面凹凸を有している。
　本開示の透光部材においては、防汚層が、第１の凹凸構造の凹凸に沿って設けられていてもよく、第１の凹凸構造の凹凸に沿って設けられ、かつ凹部における厚みが凸部における厚みよりも厚く設けられていてもよく、あるいは、第１の凹凸構造の凹凸の凸部に設けられずに凹部に設けられていてもよい。
　本開示の透光部材においては、基材の一方の面に対向する他方の面に、反射防止用の第２の凹凸構造を有していてもよい。
　本開示の透光部材においては、第１の凹凸構造および第２の凹凸構造を備える場合、一方の面の第１の凹凸構造が、複数の凹部と、凹部を囲む連続的に連なった凸部領域とからなり、他方の面の第２の凹凸構造が、複数の凸部と、凸部を囲む連続的に連なった凹部領域とからなるものであってもよい。
　本開示の透光部材においては、基材がモース硬度５以上であることが好ましい。
　本開示の透光部材においては、基材がサファイアまたは化学強化ガラスであることが好ましい。
　本開示の透光部材においては、基材の一方の面に対向する他方の面に透明な粘着層を有していてもよい。
　本開示の画像表示装置は、画像表示面と、画像表示面を覆うカバーガラスとを備え、カバーガラスが本開示の透光部材であり、透光部材の一方の面が外部露出面である。
　本開示の時計は、時計体と、時計体を覆うカバーガラスとを備え、カバーガラスが本開示の透光部材であり、透光部材の一方の面が外部露出面である。
　本開示の透光部材は、透光性の基材の一方の面に反射防止用の第１の凹凸構造を有し、第１の凹凸構造の表面に防汚層を備え、かつ、一方の面において第１の凹凸構造による表面凹凸を有している。反射防止用の第１の凹凸構造が防汚層で充填されてしまうことなく、第１の凹凸構造による表面凹凸を有しているので、高い反射防止性能と、高い防汚性を両立して実現することができる。
第１の実施形態の透光部材の一部を示す斜視図である。 第１の実施形態の透光部材の一部を示す断面図である。 第１の実施形態の透光部材の基材の一部を示す断面図である。 第１の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第１の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第１の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第１の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第２の実施形態の透光部材の一部を示す斜視図である。 第２の実施形態の透光部材の一部を示す断面図である。 第２の実施形態の透光部材の基材の一部を示す断面図である。 第２の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第２の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第２の実施形態の透光部材の設計変更例を示す断面図である。 第３の実施形態の透光部材の一部を示す断面図である。 第４の実施形態の透光部材の一部を示す断面図である。 本発明の時計の一実施形態を示す断面図である。 本発明の画像表示装置の一実施形態としてのスマートフォンを示す側面図である。 図１７のスマートフォンの分解斜視図である。
　以下、図面を参照して本発明の透光部材の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面においては、視認容易のため、各構成要素の寸法および寸法比を適宜変更して描いており、実際の寸法および寸法比を反映したものではない。
　図１は、第１の実施形態の透光部材１０の一部を示す斜視図であり、図２は図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。第１の実施形態の透光部材１０は、透光性を有する基材１２とその一方の面Ｓ１１に備えられた防汚層１５とを有する。本明細書において、「透光」、あるいは「透光性を有する」とは、可視光透過率が５０％以上であることをいう。
　図３は、基材１２の断面図である。基材１２は、一方の面１２Ａに複数の凹部１４ｂが形成されてなり、凹部１４ｂと凹部１４ｂを囲む凸部領域１４ａからなる凹凸構造１４を有する。このように、凹部１４ｂは互いに独立して設けられ、凸部領域１４ａが連続的に繋がった領域となっている場合を凹からなる凹凸構造と称する。本実施形態においては、凹部１４ｂの形状は倒立円錐台である。凹部１４ｂの形状は、倒立円錐、倒立多角錐あるいは倒立多角錐台であってもよい。また、凹部１４ｂは内部に段差を有する形状であってもよいし、勾配が異なる側壁を有する形状であってもよい。また、凹部１４ｂがすべて同一形状である必要はなく、部分的にあるいは個々に異なる形状で設けられていてもよい。
　凹部１４ｂの深さは凸部領域１４ａの頂上（ここでは凸部上面）から凹部の最も深い位置までの距離Ｈ１０（以下において凹部の深さＨ１０という。）である。なお、凸部領域１４ａは、凹凸構造における凸部であり、以下において凸部１４ａという。凹部１４ｂの深さＨ１０は１２０ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、さらには２００ｎｍ以上であることが好ましい。
　なお、本実施形態においては、凹部１４ｂが二次元方向に一定のピッチで配列されているが、凹部１４ｂの配列はこれに限るものではなく、例えばハニカム状に配列されていてもよいし、一定のピッチではなく、不規則なピッチでランダムに設けられていてもよい。ピッチは４００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下、さらには２００ｎｍ以下であることが好ましい。倒立円錐台形状の凹部１４ｂのピッチは、凸部１４ａを挟んで隣り合う凹部１４ｂの中心間の距離Ｐ１で定義される。凹部の形状が一律でない場合、および凹部の配列が規則的なものでない場合などには、凸部を挟んで隣り合う凹部との重心間の距離、あるいは最も深い位置間の距離が上記好ましいピッチ範囲となるような凹部を含んでいればよい。
　基材１２は、モース硬度５以上、１０以下である物質からなることが好ましい。特には、ゴリラガラス（登録商標）およびドラゴントレイル（登録商標）などの化学強化ガラス、あるいはサファイア基板が好ましい。なお、サファイア基板を用いる場合には、結晶方位がａ面、ｃ面およびγ面のうちのいずれかである単結晶を用いることが好ましく、結晶方位がａ面である単結晶が特に好ましい。サファイア基板としては多結晶のものを用いてもよい。
　基材１２の面１２Ａに備えられた凹凸構造１４は平板基材の一面を加工して形成されたものであり、凹凸構造１４は基材１２と同一材料から一体的に構成されてなるものである。平板基材の一面をエッチングすることにより凹凸構造１４を有する面に加工することができる。凹凸構造１４を有する基材１２は、例えば、特開２０１５－１２１７３９号公報に開示されている手法を用いて作製することができる。
　防汚層１５は、透光部材１０の一方の面Ｓ１１に基材１２の凹凸構造１４による表面凹凸１６が残るように凹凸構造１４に沿って形成されている。凹凸構造１４による表面凹凸１６とは、凹凸構造１４に起因して表面に形成される凹凸であり、少なくとも凹凸構造１４のピッチとほぼ同等のピッチを有する。従って、基材１２の凹凸構造１４の凹部１４ｂに防汚剤が充填されて透光部材１０の一方の面Ｓ１１が平坦になっている状態は本発明には含まれない。
　図２に示す本実施形態においては、防汚層１５は、基材１２の凹凸構造１４の表面に沿って、ほぼ均一な厚みｔ１０で形成されている。したがって、透光部材１０の表面凹凸１６は基材１２の凹凸構造１４とほぼ同様の構造を有している。このように、凹凸構造とほぼ同様の表面凹凸を有する場合には、反射防止効果が高く好ましい。
　一方で、防汚層１５は、透光部材１０の面Ｓ１１に表面凹凸を有するように形成されていればよく、図４に示すように、凹凸構造１４の凸部１４ａ上に形成される防汚層１５の厚みｔ１１よりも、凹部１４ｂに形成される防汚層１５の厚みｔ１２が厚く設けられていてもよい。あるいは図５に示すように、防汚層１５は、凹凸構造１４の凸部１４ａ上には設けられずに凹部１４ｂに設けられていてもよい。ここで、「防汚層１５が凸部１４ａに設けられずに」とは、少なくとも凸部１４ａの頂上に防汚層１５が備えられていないことを意味する。凸部１４ａの頂上とは図２に示す凹凸構造１４の場合には凸部１４ａの上面を意味する。従って、図６に示すように、防汚層１５は、凹部１４ｂの底面および側面に沿って設けられていてもよい。
　また、図７に示すように、基材１２の凹凸構造１４において、凹部１４ｂを囲む連続的に連なった凸部１４ａが稜線である場合には、「防汚層１５が凸部１４ａに設けられずに」とは、稜線上に防汚層１５が設けられていないことを意味する。図７のように凹部１４ｂにおいて、防汚層１５が厚みの変化を伴って設けられていてもよい。
　防汚層１５の厚みは表面凹凸１６による反射防止性能を維持できる範囲であればよいが、１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。良好な反射防止性能を維持するためには、表面凹凸１６の凸部１６ａ頂上から凹部１６ｂの最も深い位置までの距離（凹凸の高低差）Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ１４およびＨ１５が１００ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１２０ｎｍ以上、さらに好ましくは１５０ｎｍ以上である。
　また、図３あるいは図４のように、凸部１４ａ上に防汚層１５が形成される場合には、凸部１４ａ上の防汚層１５の厚みは薄い方が望ましく、２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましく５ｎｍ以下である。なお、凹部における防汚層１５の厚みは、１ｎｍ以上であることが好ましい。
　なお、防汚層の厚みは、透光部材の断面を透過電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）で観察して採寸することで測定することができる。１つの透光部材についての防汚層の厚みは、任意の１０か所で測定した値を平均して求めることができる。
　図５～図７に示すように凸部１４ａの頂上に防汚層１５を備えていない場合には、擦れによる防汚層１５の剥離を抑制することができ、好ましい。
　なお、防汚層１５の形成方法としては、ディップコート法およびスピンコート法などのコーティング成膜、あるいは、スパッタ法および蒸着法などの真空成膜を用いることができる。
　図２に示すように凹凸構造１４の凹凸に沿って防汚層１５を形成する具体的な方法としては、例えば、ディップコートを行った後に、溶剤による表面洗浄を行うことにより、余分な防汚層を除去する方法が挙げられる。
　図４に示すように、凸部１４ａと凹部１４ｂに設けられる防汚層１５の厚みを変化させる場合には、例えば、ディップコートあるいはスピンコートなどのコーティングの際に、凹部に防汚剤が溜まるように条件を調整すればよい。
　図５～７に示すように、凸部１４ａに防汚層１５を設けず、凹部１４ｂに防汚層１５を備える場合には、例えば、ディップコートあるいはスピンコートなどによって凹凸構造１４上に防汚層を形成した後、ドライエッチングにより凸部頂上の防汚層を除去する方法を採用することができる。
　防汚層１５としては、撥水性材料もしくは親水性材料を用いることが好ましい。
　反射防止構造を構成する上記の凹凸構造と、撥水性材料からなる防汚層との組み合わせにより、超撥水性を実現することができ、高い防汚効果を得ることができる。ここで、超撥水とは、水に対する接触角が１００度以上であることをいう。なお、撥水性材料からなる防汚層を凹凸構造上に備えた場合には、接触角が１１０度以上であることが好ましく、１５０度以上であることがさらに好ましい。撥水性の材料を凹凸構造と組み合わせることにより、材料自体の撥水性を超えた超撥水性を得ることができる。撥水性材料としては、フッ素系防汚剤が好適である。フッ素系防汚剤としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられ、具体的には、ダイキン社製のオプツールＤＳＸ（商品名）、あるいはＡＧＣセイミケミカル社製のＳＦｃｏａｔ（商品名）などが挙げられる。
　反射防止構造を構成する上記の凹凸構造と、親水性からなる防汚層との組合せにより、超親水性を実現することができ、この場合も高い防汚効果を得ることができる。ここで、超親水とは、水に対する接触角が２０度以下であることをいう。親水性材料としては、ポリシリケート系無機コーティングあるいは酸化チタンなどの光触媒が挙げられる。親水性の材料を凹凸構造と組み合わせることにより、材料自体の親水性を超えた超親水性を得ることができる。
　上記本実施形態の透光部材１０は、高い反射防止性能と高い防汚性を有する。
　上記実施形態の透光部材１０においては、一方の面Ｓ１１にのみ反射防止機能を有する表面凹凸を有するが、他方の面Ｓ１２にも反射防止機能を備えてもよい。この場合、基材１２の他方の面１２Ｂに多層膜からなる反射防止層が設けられていてもよいし、反射防止用の凹凸構造が設けられていてもよい。基材１２の他方の面に反射防止用の凹凸構造を備えた場合、一方の面１２Ａに備えられている上述の凹凸構造１４が第１の凹凸構造、他方の面１２Ｂに備えられる凹凸構造が第２の凹凸構造である。第１の凹凸構造と第２の凹凸構造とは同一の形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
　次に、本発明の第２の実施形態の透光部材について説明する。図８は、第２の実施形態の透光部材２０の一部を示す斜視図であり、図９は図８のＩＸ－ＩＸ線断面図である。第２の実施形態の透光部材２０は、透光性を有する基材２２とその一方の面Ｓ２１に備えられた防汚層１５とを有する。
　図１０は、基材２２の断面図である。基材２２は、一方の面２２Ａに複数の凸部２４ａが形成されてなり、凸部２４ａと凸部２４ａを囲む凹部領域２４ｂからなる凹凸構造２４を有する。このように、凸部２４ａは互いに独立して設けられ、凹部領域２４ｂが連続的に繋がった領域となっている場合を凸からなる凹凸構造と称する。本実施形態においては、凸部２４ａの形状は円錐である。凸部２４ａの形状は、円錐台、多角錐あるいは多角錐台であってもよい。また、凸部２４ａは側壁に段差を有する形状であってもよいし、勾配が異なる側壁を有する形状であってもよい。また凸部２４ａの先端は丸みを有するものであってもよい。また、凸部２４ａがすべて同一の形状である必要はなく、部分的にあるいは個々に異なる形状で設けられていてもよい。
　凸部２４ａの高さは、凹部領域２４ｂの底部から凸部２４ａの頂上までの距離Ｈ２０（以下において凸部の高さＨ２０という。）である。なお、凹部領域２４ｂは、凹凸構造における凹部であり、以下において凹部２４ｂという。凸部２４ａの高さＨ２０は１２０ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上、さらには２００ｎｍ以上であることが好ましい。
　なお、本実施形態においては、凸部２４ａが二次元方向に一定のピッチで配列されているが、凸部２４ａの配列はこれに限るものではなく、例えばハニカム状に配列されていてもよいし、一定のピッチではなく、不規則なピッチでランダムに設けられていてもよい。ピッチは４００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下、さらには２００ｎｍ以下であることが好ましい。円錐形状の凸部２４ａのピッチは、凹部２４ｂを挟んで隣り合う凸部２４ａの頂点間の距離Ｐ２で定義される。凸部の形状が一律でない場合、および凸部の配列が規則的なものでない場合などには、凹部を挟んで隣り合う凸部との重心間の距離、あるいは頂点間の距離が上記好ましいピッチ範囲となるような凸部を含んでいればよい。
　基材２２としては、基材１２と同様のものを用いることができる。
　基材２２の面２２Ａに備えられた凹凸構造２４は平板基材の一面を加工して形成されたものであり、凹凸構造２４は基材２２と同一材料から一体的に構成されてなるものである。平板基材の一面をエッチングすることにより凹凸構造２４を有する面に加工することができる。凹凸構造２４を有する基材２２は、例えば、特開２００９－１８６２２７号公報に開示されている手法を用いて作製することができる。
　防汚層２５は、透光部材２０の一方の面Ｓ２１に基材２２の凹凸構造２４による表面凹凸２６が残るように凹凸構造２４に沿って形成されている。凹凸構造２４による表面凹凸２６とは、凹凸構造２４に起因して表面に形成される凹凸であり、少なくとも凹凸構造２４のピッチとほぼ同等のピッチを有する。従って、基材２２の凹凸構造２４の凹部２４ｂに防汚剤が充填されて透光部材２０の一方の面Ｓ２１が平坦になっている状態は本発明には含まれない。
　図９に示す本実施形態においては、防汚層２５は、基材２２の凹凸構造２４の表面に沿って、ほぼ均一な厚みｔ２０で形成されている。したがって、透光部材２０の表面凹凸２６は基材２２の凹凸構造２４とほぼ同様の構造を有している。このように、凹凸構造とほぼ同様の表面凹凸を有する場合には、反射防止効果が高く好ましい。
　一方で、防汚層２５は、透光部材２０の面Ｓ２１に表面凹凸を有するように形成されていればよく、図１１に示すように、凹凸構造２４の凸部２４ａ上に形成される防汚層１５の厚みｔ２１よりも、凹部２４ｂに形成される防汚層２５の厚みｔ２２が厚く設けられていてもよい。あるいは図１２に示すように、防汚層２５は、凹凸構造２４の凸部２４ａ上には設けられずに凹部２４ｂに設けられていてもよい。ここで、「防汚層２５が凸部２４ａに設けられずに」とは、少なくとも凸部２４ａの頂上に防汚層２５が備えられていないことを意味する。図１０に示す凹凸構造２４において凸部２４ａの頂上とは円錐の頂点である。凸部が円錐台あるいは多角錐台である場合には、その上面が凸部の頂上に相当する。従って、図１３に示すように、防汚層１５は、凸部２４ａの頂上（ここでは円錐頂点）以外の凹凸構造２４の表面に沿って設けられていてもよい。なお、図１３のように頂点のみではなく、頂点から深さ１０ｎｍ以上の範囲に亘って、防汚層２５が設けられていない領域を備えるようにしてもよい。
　防汚層２５の厚みは表面凹凸による反射防止性能を維持できる範囲であればよいが、１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。良好な反射防止性能を維持するためには、表面凹凸の凸部頂上から凹部の最も深い位置までの距離（凹凸の高低差）Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ２３およびＨ２４が１００ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１２０ｎｍ以上、さらに好ましくは１５０ｎｍ以上である。
　また、図９あるいは図１１のように、凸部２４ａ上に防汚層２５が形成される場合には、凸部２４ａ上の防汚層２５の厚みは薄い方が望ましく、２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましく５ｎｍ以下である。なお、凹部２４ｂにおける防汚層２５の厚みは、１ｎｍ以上であることが好ましい。
　図１２、１３のように凸部２４ａの頂上に防汚層２５を備えていない場合には、擦れによる防汚層２５の剥離を抑制することができ、好ましい。
　本実施形態の防汚層２５の材料および形成方法は、上記第１の実施形態の防汚層１５の場合と同様のものを好適に用いることができ、同様の効果を得ることができる。
　上記本実施形態の透光部材２０は、高い反射防止性能と高い防汚性を有する。
　上記実施形態の透光部材２０においては、一方の面Ｓ２１にのみ反射防止機能を有する表面凹凸を有するが、他方の面Ｓ２２にも反射防止機能を備えてもよい。この場合、基材２２の他方の面２２Ｂに多層膜からなる反射防止層が設けられていてもよいし、反射防止用の凹凸構造が設けられていてもよい。基材２２の他方の面に反射防止用の凹凸構造を備えた場合、一方の面２２Ａに備えられている上述の凹凸構造２４が第１の凹凸構造、他方の面２２Ｂに備えられる凹凸構造が第２の凹凸構造である。第１の凹凸構造と第２の凹凸構造とは同一の形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
　第１、第２の実施形態の透光部材１０、２０は、例えば、腕時計および懐中時計等の時計文字盤を覆う風防ガラス、あるいは各種ディスプレイ保護用のカバーガラスなどとして好適に用いられる。
　透光部材１０、２０は、防汚層を備えた表面が外部露出面、すなわち使用時に人が触れる面となるように配置される。特に透光部材１０のように、凹からなる凹凸構造は、耐傷性に優れているため、高い耐久性を得ることができる。なお、カバーガラスとして用いられる場合には、透光部材１０、２０は他方の面Ｓ１２あるいはＳ２２にも反射防止機能が付与されていることが好ましい。
　次に、本発明の第３の実施形態の透光部材について説明する。図１４は、第３の実施形態の透光部材３０の一部を示す断面図である。
　透光部材３０は、基材３２と基材３２の一方の面３２Ａに備えられた防汚層１５とからなる。透光部材３０は一方の面Ｓ３１および他方の面Ｓ３２が共に表面凹凸構造による反射防止機能を有する。
　基材３２の一方の面３２Ａには複数の凹部１４ｂと凹部１４ｂを囲む凸部領域１４ａとからなる第１の凹凸構造１４が設けられている。基材３２の他方の面３２Ｂには複数の凸部２４ａと凸部２４ａを囲む凹部領域２４ｂとからなる第２の凹凸構造２４が設けられている。第１の凹凸構造１４は、第１の実施形態の透光部材１０において基材１２が備えている凹凸構造１４と同様である。第２の凹凸構造２４は、第２の実施形態の透光部材２０において基材２２が備えている凹凸構造２４と同様である。すなわち、基材３２の一方の面３２Ａには凹からなる凹凸構造が形成されており、他方の面３２Ｂには凸からなる凹凸構造が形成されている。
　第１の凹凸構造１４上には防汚層１５が設けられている。図１４においては、図５と同様に凸部１４ａ上には防汚層１５を設けず、凹部１４ｂに防汚層１５が設けられた構成である。なお、防汚層１５は、図２、４、６あるいは７などと同様にして設けられていてもよい。
　本実施形態の透光部材３０において、第２の凹凸構造２４には防汚層を備えていないが、防汚層が付与されていても構わない。
　透光部材３０は、透光部材１０、２０と同様に、カバーガラスとして好適に用いられる。カバーガラスとして備えられる場合には、凹からなる凹凸構造による凹凸表面を有する一方の面Ｓ３１が外部露出面となるように使用されることが好ましい。凹からなる凹凸構造は凸からなる凹凸構造よりも概ね耐傷性が高いからである。
　なお、透光部材３０の外部露出面となる面Ｓ３１側とされる基材３２の面３２Ａにおいて、凸部１４ａのアスペクト比は１未満であることが好ましい。ここで、凸部１４ａのアスペクト比は凹部１４ｂの深さＨ１０と凹部１４ｂの配列方向に沿った断面における凸部１４ａの幅Ｌ１０との比Ｈ１０／Ｌ１０である。
　外部露出面側の基材の凹凸構造における凸部のアスペクト比を１未満とすることで、高い耐傷性を得ることができる。
　他方、基材３１の他方の面３１Ｂの凸部２４ａのアスペクト比は１超であることが好ましい。凸部のアスペクト比は凸部の高さと底面の最大径の比であり、円錐状の凸部２４ａの場合、凸部２４ａのアスペクト比は円錐の高さＨ２０と、円錐の底面の直径Ｌ２０との比Ｈ２０／Ｌ２０である。
　外部露出面ではない内部側の基材の凹凸構造における凸部のアスペクト比を１超とすることで、高い反射防止性を得ることができる。
　本発明の第４の実施形態の透光部材について説明する。図１５は、第４の実施形態の透光部材４０の一部を示す断面図である。
　透光部材４０は、基材４２と基材４２の一方の面４２Ａに備えられた防汚層２５とからなる。透光部材４０は一方の面Ｓ４１および他方の面Ｓ４２が共に表面凹凸を有する。
　基材４２の一方の面４２Ａには第１の凹凸構造として凸からなる凹凸構造１２４が備えられており、他方の面４２Ｂには第２の凹凸構造として凸からなる凹凸構造２２４が設けられている。そして、第１の凹凸構造１２４の表面に防汚層２５が凹凸に沿って設けられている。なお、防汚層２５は、図１１～図１３などと同様にして設けられていてもよい。
　第１の凹凸構造１２４と第２の凹凸構造２２４とでは、凸部のアスペクト比が異なる。第１の凹凸構造１２４の凸部のアスペクト比Ｈ４１／Ｌ４１は１未満であり、第２の凹凸構造２２４の凸部のアスペクト比Ｈ４２／Ｌ４２は１超えである。それぞれ凸部のアスペクト比は凸部の高さと底面の最大径の比である。
　透光部材４０は、透光部材１０、２０および３０と同様に、カバーガラスとして好適に用いられる。カバーガラスとして備えられる場合には凹凸構造の凸部のアスペクト比が小さい面を外部露出面とすることが好ましい。使用時に人の手が触る外部露出面はアスペクト比の小さい、耐傷性の高い凹凸構造を備え、使用時に人の手が触れない面はアスペクト比が大きく反射防止性が高い凹凸構造を備えることにより、高い反射防止性と高い耐久性を得ることができる。
　なお、透光部材３０および４０の基材３２、４２は基材１２、２２と同様の材料のものを用いることができる。
　透光部材１０、２０、３０および４０は、使用時において、外部露出面と対向する面側に粘着層を備えていてもよい。粘着層を備えることにより、反射防止機能を付与したい任意の光学面に対して容易に反射防止性を有する透光部材を備えることが可能となる。
　図１６は、本発明の一実施形態の透光部材を風防ガラスとして備えた時計を示す図であり、一部を断面とした側面図である。本実施形態の時計１００は、文字盤１１０および指針１２０を含む時計体を覆うカバーガラス１３０を備えている。このカバーガラス１３０は本発明の一実施形態の透光部材である。
　カバーガラス１３０としては、例えば、図１４に示した透光部材３０と同様の構成のものを適用することができる。この場合、カバーガラス１３０の外部露出面１３０Ａは透光部材３０の一方の面Ｓ３１と同様の表面凹凸１６を有し、カバーガラス１３０の内部面１３０Ｂは透光部材３０の他方の面Ｓ３２と同様の凹凸構造２４を有する。
　本実施形態の時計１００は、カバーガラス１３０の外部露出面１３０Ａが、凹からなる凹凸構造１４上に防汚層１５を備えた表面凹凸１６を有し、内部面に、凸からなる凹凸構造２４を備えているので、高い反射防止性と高い防汚性を有し、かつ、耐傷性に優れている。そのため、文字盤および指針の視認性が非常に高く、耐久性が高い。
　図１７は、本発明の一実施形態の透光部材をカバーガラスとして備えたスマートフォンの側面図である。スマートフォンは画像表示装置に一形態である。スマートフォン２００は、本体２１０の画像表示面に、カバーガラス２３０が透明な粘着層２４０を介して貼付されている。カバーガラス２３０が本発明の一実施形態の透光部材である。
　図１８はスマートフォン本体２１０にカバーガラス２３０を取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。カバーガラス２３０としては、例えば、図１４に示した透光部材３０と同様の構成のものを適用することができる。この場合、カバーガラス２３０の外部露出面２３０Ａは透光部材３０の一方の面Ｓ３１と同様の表面凹凸１６を有し、カバーガラス２３０の内部面２３０Ｂは透光部材３０の他方の面Ｓ３２と同様の凹凸構造２４を有する。
　本スマートフォン２００においても、カバーガラス２３０の外部露出面２３０Ａが、凹からなる凹凸構造１４上に防汚層１５を備えた表面凹凸１６を有し、内部面２３０Ｂに、凸からなる凹凸構造２４を備えているので、高い反射防止性と高い防汚性を有し、かつ、耐傷性に優れている。そのため、映り込みが抑制され、画像表示面２１２の視認性が非常に高い。
　２０１８年３月２７日に出願された日本出願特願２０１８－０６０４３７の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (11)

  1. 　透光性の基材の一方の面に反射防止用の第１の凹凸構造を有し、
    　前記第１の凹凸構造の表面に防汚層を備え、かつ、前記一方の面において前記第１の凹凸構造による表面凹凸を有している透光部材。
  2. 　前記防汚層が、前記第１の凹凸構造の凹凸に沿って設けられている請求項１に記載の透光部材。
  3. 　前記防汚層が、前記第１の凹凸構造の凹凸に沿って設けられ、かつ凹部における厚みが凸部における厚みよりも厚い請求項１に記載の透光部材。
  4. 　前記防汚層が、前記第１の凹凸構造の凹凸の凸部に設けられずに凹部に設けられている請求項１に記載の透光部材。
  5. 　前記基材の前記一方の面に対向する他方の面に、反射防止用の第２の凹凸構造を有している請求項１から４のいずれか１項に記載の透光部材。
  6. 　前記一方の面の前記第１の凹凸構造が、複数の凹部と、該凹部を囲む連続的に連なった凸部領域とからなり、
    　前記他方の面の前記第２の凹凸構造が、複数の凸部と、該凸部を囲む連続的に連なった凹部領域とからなる請求項５に記載の透光部材。
  7. 　前記基材がモース硬度５以上である請求項１から６のいずれか１項に記載の透光部材。
  8. 　前記基材がサファイアまたは化学強化ガラスである請求項７に記載の透光部材。
  9. 　前記基材の前記一方の面に対向する他方の面に透明な粘着層を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の透光部材。
  10. 　画像表示面と、
    　該画像表示面を覆うカバーガラスとを備え、
    　前記カバーガラスが請求項１から９のいずれか１項に記載の透光部材であり、該透光部材の前記一方の面が外部露出面である画像表示装置。
  11. 　時計体と、
    　該時計体を覆うカバーガラスとを備え、
    　前記カバーガラスが請求項１から９のいずれか１項に記載の透光部材であり、該透光部材の前記一方の面が外部露出面である時計。
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