JP2020132498A - Glass base material with anti-fouling layer and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防汚層付きガラス基体と防汚層付きガラス基体の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass substrate with an antifouling layer and a method for producing a glass substrate with an antifouling layer.
従来、スマートフォン、タブレットPC、カーナビゲーション装置の表示装置等に用いられるタッチパネルや表示パネルの前面板として、カバーガラスが用いられている。これらタッチパネルや表示パネルは使用時に人間の指等が触れるため、指紋、皮脂、汗等による汚れが付着しやすい。そして、これらの汚れは付着すると落ちにくく、汚れが付着した部分とそうでない部分とでの光の散乱や反射の違いによって目立つため、視認性や美観を損ねるという問題があった。そのため、これらのカバーガラスとして、人間の指等が触れる部分に含フッ素有機化合物からなる防汚層を形成したガラス基体を用いる方法が知られている(特許文献1)。防汚層には、汚れの付着を抑制するために、高い撥水・撥油性が求められるとともに、付着した汚れの繰り返しの払拭に対する耐摩耗性が求められている。 Conventionally, a cover glass has been used as a front plate of a touch panel or a display panel used in a display device of a smartphone, a tablet PC, a car navigation device, or the like. Since these touch panels and display panels are touched by human fingers during use, stains such as fingerprints, sebum, and sweat are likely to adhere. When these stains are attached, they are difficult to remove, and they are conspicuous due to the difference in light scattering and reflection between the portion where the stain is attached and the portion where the stain is not attached, which causes a problem of impairing visibility and aesthetics. Therefore, as these cover glasses, there is known a method of using a glass substrate having an antifouling layer made of a fluorine-containing organic compound formed on a portion touched by a human finger or the like (Patent Document 1). The antifouling layer is required to have high water repellency and oil repellency in order to suppress the adhesion of dirt, and is also required to have abrasion resistance against repeated wiping of the attached dirt.
しかしながら、従来のカバーガラスでは防汚層の耐摩耗性が不十分であった。 However, the wear resistance of the antifouling layer is insufficient with the conventional cover glass.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、防汚層の耐摩耗性に優れる防汚層付きガラス基体とその製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a glass substrate with an antifouling layer having excellent wear resistance of the antifouling layer and a method for producing the same.
本発明は、相互に対向する一対の主面を有するガラス基体と、
前記ガラス基体の少なくとも一方の主面上に形成された密着層と、
前記密着層の表面上に形成された防汚層を備えた、防汚層付きガラス基体であって、
前記密着層の計装化押し込み試験(国際規格ISO14577)によって測定されるビッカース硬度が、7.5HV以上である、防汚層付きガラス基体、を提供する。
The present invention comprises a glass substrate having a pair of main surfaces facing each other.
With the adhesion layer formed on at least one main surface of the glass substrate,
A glass substrate with an antifouling layer provided with an antifouling layer formed on the surface of the adhesive layer.
Provided is a glass substrate with an antifouling layer having a Vickers hardness of 7.5 HV or more measured by an instrumentation indentation test (international standard ISO14577) of the adhesive layer.
本発明によれば、防汚層の耐摩耗性に優れる防汚層付きガラス基体を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a glass substrate with an antifouling layer having excellent wear resistance of the antifouling layer.
本発明の防汚層付きガラス基体は、密着層を有する。本発明の防汚層付きガラス基体の密着層のビッカース硬度は、7.5HV以上であることを特徴とする。ビッカース硬度は、好ましくは8.0HV以上であり、より好ましくは8.5HV以上、更に好ましくは9.1HV以上である。本発明は、ビッカース硬度が増加することによって、密着層上に形成した防汚層の耐摩耗性を改善できることを見出したことに基づいてなされたものである。 The glass substrate with an antifouling layer of the present invention has an adhesion layer. The Vickers hardness of the adhesion layer of the glass substrate with an antifouling layer of the present invention is 7.5 HV or more. The Vickers hardness is preferably 8.0 HV or higher, more preferably 8.5 HV or higher, and even more preferably 9.1 HV or higher. The present invention has been made based on the finding that the abrasion resistance of the antifouling layer formed on the adhesion layer can be improved by increasing the Vickers hardness.
ここで、密着層の硬度が高いと、微小領域での密着層の剥離が発生し難いため、防汚層の耐摩耗性が改善すると考えられる。 Here, if the hardness of the adhesion layer is high, it is difficult for the adhesion layer to peel off in a minute region, so that it is considered that the abrasion resistance of the antifouling layer is improved.
また、本発明における密着層の最外面の硬度は、ガラス基体自体の表面硬度よりも高くなることが判明した。
密着層の厚さは、好ましくは20nm以下であり、より好ましくは15nm以下であり、更に好ましくは10nm以下である。本発明の密着層の厚さが上記範囲であると、密着層の硬度を高められ、防汚層の耐摩耗性を改善できる。
本発明の密着層は、薄くなると、ガラス基体の表面上の凹凸の影響を受け、ガラス基体表面上に、微視的な密着層の分布の偏りが生じると考えられる。これにより、一部密着層が凝集して密度が高まり、硬度が上昇すると考えられる。なお、密着層が薄いことにより硬度が上昇する原理についてはこれに限られない。一方、密着層の厚さは、好ましくは5nm以上である方が、ガラス基体自体の表面硬度よりも高くなりやすい。
Further, it was found that the hardness of the outermost surface of the adhesion layer in the present invention is higher than the surface hardness of the glass substrate itself.
The thickness of the adhesion layer is preferably 20 nm or less, more preferably 15 nm or less, and further preferably 10 nm or less. When the thickness of the adhesive layer of the present invention is within the above range, the hardness of the adhesive layer can be increased and the wear resistance of the antifouling layer can be improved.
It is considered that when the adhesion layer of the present invention becomes thin, it is affected by the unevenness on the surface of the glass substrate, and the distribution of the adhesion layer is microscopically biased on the surface of the glass substrate. As a result, it is considered that a part of the adhesion layer is aggregated to increase the density and the hardness. The principle that the hardness increases due to the thin adhesion layer is not limited to this. On the other hand, the thickness of the adhesion layer is preferably 5 nm or more, which tends to be higher than the surface hardness of the glass substrate itself.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(防汚層付きガラス基体の実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1における防汚層付きガラス基体の概略図である。図1に示すように、実施形態1における防汚層付きガラス基体100は、ガラス基体101と、密着層102と、防汚層103を有する。
(Embodiment 1 of a glass substrate with an antifouling layer)
FIG. 1 is a schematic view of a glass substrate with an antifouling layer according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
ガラス基体101は、相互に対向する第1の主面101a、第2の主面101bを有する。第1の主面101a上には、密着層102が形成される。密着層102は、ガラス基体101から遠い第1の面102aとガラス基体101と近い第2の面102bとを有する。密着層の第1の面102a上には、防汚層103が形成される。防汚層103は、ガラス基体101から遠い第1の面103aとガラス基体101と近い第2の面103bとを有する。なお、密着層102および防汚層103は第2の主面101bの側に形成されても良く、ガラス基体の両面(第1の主面101a、第2の主面101b)に形成されても良い。
以下では、防汚層付きガラス基体100の各構成について詳細を説明する。
The
Hereinafter, each configuration of the
(ガラス基体)
本実施形態で用いられるガラス基体101は、特に限定されず、二酸化ケイ素を主成分とする一般的なガラス、例えばソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガラス基体を使用できる。
(Glass substrate)
The
本発明の防汚層付きガラス基体100は、例えばスマートフォン、タブレットPC、カーナビゲーション装置の表示装置等に用いられるタッチパネルや表示パネルのカバーガラスとして使用される。この場合、ガラス基体101に強化処理が施されていることが好ましい。強化処理は物理強化もしくは化学強化であり、特に、化学強化処理が施されることが好ましい。
The
本実施形態で用いられるガラス基体101の組成は、従って、化学強化処理による強化が可能な組成であることが好ましく、例えばナトリウム、リチウムなどのイオン半径の小さいアルカリ金属を含むことが好ましい。このようなガラスとして、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等が挙げられる。
Therefore, the composition of the
ここで、本明細書において、化学強化を施した後のガラスを「化学強化ガラス」と称する。化学強化ガラスの母組成は、化学強化前のガラスと同じであり、化学強化ガラスの母組成とは、ガラス表面のイオン交換がなされた層を除いた、ガラス内部の組成の事である。 Here, in the present specification, the glass after being chemically strengthened is referred to as "chemically strengthened glass". The mother composition of the chemically strengthened glass is the same as that of the glass before the chemically strengthened glass, and the mother composition of the chemically strengthened glass is the composition inside the glass excluding the ion-exchanged layer on the glass surface.
具体的なガラス組成(すなわち、化学強化ガラスにおける母組成)としては、例えば、以下のガラス組成であると、化学強化処理によって好ましい応力プロファイルを形成しやすい。
(1)酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を50〜80%、Al2O3を10〜25%、B2O3を0〜10%、Li2Oを2〜10%、Na2Oを0〜11%、K2Oを0〜10%、を含有し、MgO、CaO、SrO、BaOの含有量の合計MgO+CaO+SrO+BaOが0〜10%、ZrO2とTiO2の含有量の合計ZrO2+TiO2が0〜5%であることが好ましい。
(2)酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を55〜80%、Al2O3を10〜28%、B2O3を0〜10%、Li2Oを2〜10%、Na2Oを0.5〜11%及びK2Oを0〜10%を含有し、MgO、CaO、SrO、BaOの含有量の合計(MgO+CaO+SrO+BaO)が0〜10%かつZrO2とTiO2の含有量の合計(ZrO2+TiO2)が0〜5%であることがより好ましい。
(3)酸化物基準の質量百分率表示でSiO2が55〜75%、Al2O3が10〜25%、B2O3が0〜10%、Li2Oが2〜10%、Na2Oが1〜11%、K2Oが0.5〜10%、(MgO+CaO+SrO+BaO)が0〜10%及び(ZrO2+TiO2)が0〜5%であるとさらに好ましい。
以下、ガラス組成の各成分について詳細を説明する。以下では、%表記は特に記載のない限り質量百分率を意味する。
As a specific glass composition (that is, a mother composition in chemically strengthened glass), for example, the following glass composition is likely to form a preferable stress profile by the chemically strengthening treatment.
(1) In the oxide-based mass percentage display, SiO 2 is 50 to 80%, Al 2 O 3 is 10 to 25%, B 2 O 3 is 0 to 10%, Li 2 O is 2 to 10%, and Na. the 2 O 0 to 11%, 0-10% of K 2 O, containing, MgO, CaO, SrO, the sum MgO + CaO + SrO + BaO is 0 to 10% of BaO content, the total of ZrO 2 and TiO 2 content It is preferable that ZrO 2 + TiO 2 is 0 to 5%.
(2) In the oxide-based mass percentage display, SiO 2 is 55 to 80%, Al 2 O 3 is 10 to 28%, B 2 O 3 is 0 to 10%, Li 2 O is 2 to 10%, and Na. the 2 O containing 0-10% of 0.5 to 11% and K 2 O, MgO, CaO, SrO, containing a total of BaO content (MgO + CaO + SrO + BaO ) is 0-10% and ZrO 2 and TiO 2 It is more preferable that the total amount (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0 to 5%.
(3) In terms of oxide-based mass percentage display, SiO 2 is 55 to 75%, Al 2 O 3 is 10 to 25%, B 2 O 3 is 0 to 10%, Li 2 O is 2 to 10%, and Na 2 It is more preferable that O is 1 to 11%, K 2 O is 0.5 to 10%, (MgO + CaO + SrO + BaO) is 0 to 10%, and (ZrO 2 + TiO 2 ) is 0 to 5%.
Hereinafter, each component of the glass composition will be described in detail. In the following,% notation means mass percentage unless otherwise specified.
SiO2はガラスの骨格を構成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。SiO2の含有量は50%以上が好ましく、55%以上がより好ましく、58%以上がさらに好ましい。
また、ガラスの溶融性を高くするためにSiO2の含有量は80%以下が好ましく、75%以下がより好ましく、70%以下がさらに好ましい。
SiO 2 is a component constituting the skeleton of glass. In addition, it is a component that increases chemical durability and reduces the occurrence of cracks when the glass surface is scratched. The content of SiO 2 is preferably 50% or more, more preferably 55% or more, still more preferably 58% or more.
Further, in order to increase the meltability of the glass, the content of SiO 2 is preferably 80% or less, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
Al2O3は化学強化の際のイオン交換性を向上させ、強化後の表面圧縮応力を大きくするために有効な成分であり、ガラス転移温度(Tg)を高くし、ヤング率を高くする成分でもあり、10%以上が好ましく、13%以上がより好ましく、15%以上がさらに好ましい。
また、Al2O3の含有量は、溶融性を高くするために好ましくは28%以下、より好ましくは26%以下、さらに好ましくは25%以下である。
Al 2 O 3 is an effective component for improving the ion exchange property during chemical strengthening and increasing the surface compressive stress after strengthening, and is a component that raises the glass transition temperature (Tg) and raises Young's modulus. Therefore, 10% or more is preferable, 13% or more is more preferable, and 15% or more is further preferable.
The content of Al 2 O 3 is preferably 28% or less, more preferably 26% or less, still more preferably 25% or less in order to increase the meltability.
B2O3は、必須ではないが、ガラス製造時の溶融性を向上させる等のために加えることができる。B2O3を含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上である。
また、B2O3の含有量は、好ましくは10%以下、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは5%以下、特に好ましくは3%以下、最も好ましくは1%以下である。それによって、溶融時に脈理が発生し化学強化用ガラスの品質が低下するのを防ぐことができる。なお、耐酸性を高くするためにはB2O3を実質的に含有しないことが好ましい。
B 2 O 3 is not essential, but can be added to improve the meltability during glass production and the like. When B 2 O 3 is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 2% or more.
The content of B 2 O 3 is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 5% or less, particularly preferably 3% or less, and most preferably 1% or less. As a result, it is possible to prevent the occurrence of veins during melting and deterioration of the quality of the chemically strengthened glass. In order to increase the acid resistance, it is preferable that B 2 O 3 is not substantially contained.
Li2Oは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分である。Li2Oの含有量は、圧縮応力層深さDOLを大きくするために、好ましくは2%以上、より好ましくは3%以上、さらに好ましくは4%以上、である。
また、ガラスの化学的耐久性を高くするためにLi2Oの含有量は10%以下が好ましく、8%以下がより好ましく、7%以下がさらに好ましい。Li2Oがこの範囲であると化学的耐久性が良く、酸処理を行う事が出来る。
Li 2 O is a component that forms surface compressive stress by ion exchange. The content of Li 2 O is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, still more preferably 4% or more in order to increase the compressive stress layer depth DOL.
Further, in order to increase the chemical durability of the glass, the content of Li 2 O is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 7% or less. When Li 2 O is in this range, the chemical durability is good and the acid treatment can be performed.
Na2O必須ではないが、Na2Oはカリウムを含有する溶融塩を利用したイオン交換により表面圧縮応力層を形成する成分であり、またガラスの溶融性を向上させる成分である。Na2Oの含有量は0.5%以上が好ましく、1%以上がより好ましく、1.5%以上がさらに好ましい。
また、Na2Oの含有量は、好ましくは11%以下であり、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは8%以下、特に好ましくは6%以下である。
Na 2 O Although not essential, Na 2 O is a component that forms a surface compressive stress layer by ion exchange using a molten salt containing potassium, and is a component that improves the meltability of glass. The content of Na 2 O is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 1.5% or more.
The Na 2 O content is preferably 11% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 8% or less, and particularly preferably 6% or less.
K2Oは必須ではないが、ガラスの溶融性を向上し、失透を抑制するために含有してもよい。K2Oの含有量は、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1%以上である。
また、K2Oの含有量はイオン交換による圧縮応力値を大きくするために、好ましくは10%以下、より好ましくは9%以下、さらに好ましくは8%以下である。
K 2 O is not essential, but may be included to improve the meltability of the glass and suppress devitrification. The K 2 O content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more.
Further, the content of K 2 O in order to increase the compressive stress value by ion exchange, preferably 10% or less, more preferably 9% or less, more preferably not more than 8%.
Li2O、Na2OおよびK2O等のアルカリ金属酸化物は、いずれもガラスの溶解温度を低下させる成分であり、Li2O、Na2O、K2Oの含有量の合計(Li2O+Na2O+K2O)は、2%以上が好ましく、5%以上がより好ましく、7%以上が更に好ましく、8%以上が更に好ましい。
(Li2O+Na2O+K2O)は、ガラスの強度を維持するために20%以下が好ましく、18%以下がより好ましい。
Alkali metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are all components that lower the melting temperature of glass, and are the total contents of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O (Li). 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 2% or more, more preferably 5% or more, further preferably 7% or more, still more preferably 8% or more.
(Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 20% or less, more preferably 18% or less in order to maintain the strength of the glass.
MgO、CaO、SrO、BaO等のアルカリ土類金属酸化物は、いずれもガラスの溶融性を高める成分であるが、イオン交換性能を低下させる傾向がある。
そのため、MgO、CaO、SrO、BaOの含有量の合計(MgO+CaO+SrO+BaO)は10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
Alkaline earth metal oxides such as MgO, CaO, SrO, and BaO are all components that increase the meltability of glass, but tend to reduce the ion exchange performance.
Therefore, the total content of MgO, CaO, SrO, and BaO (MgO + CaO + SrO + BaO) is preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.
MgO、CaO、SrO、BaOのいずれかを含有する場合は、化学強化ガラスの強度を高くするためにMgOを含有することが好ましい。
MgOを含有する場合の含有量は0.1%以上が好ましく0.5%以上がより好ましい。
またイオン交換性能を高くするために10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
When any one of MgO, CaO, SrO and BaO is contained, it is preferable to contain MgO in order to increase the strength of the chemically strengthened glass.
When MgO is contained, the content is preferably 0.1% or more, more preferably 0.5% or more.
Further, in order to improve the ion exchange performance, 10% or less is preferable, and 5% or less is more preferable.
CaOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上である。イオン交換性能を高くするためには5%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 When CaO is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. In order to improve the ion exchange performance, it is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and further preferably substantially not contained.
SrOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上である。イオン交換性能を高くするためには5%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 When SrO is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. In order to improve the ion exchange performance, it is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and further preferably substantially not contained.
BaOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上である。イオン交換性能を高くするためには5%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 When BaO is contained, the content is preferably 0.5% or more, and more preferably 1% or more. In order to improve the ion exchange performance, it is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and further preferably substantially not contained.
ZnOはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ZnOを含有させる場合の含有量は、好ましくは0.2%以上であり、より好ましくは0.5%以上である。ガラスの耐候性を高くするために、ZnOの含有量は5%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 ZnO is a component that improves the meltability of glass and may be contained. When ZnO is contained, the content is preferably 0.2% or more, more preferably 0.5% or more. In order to increase the weather resistance of the glass, the ZnO content is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and further preferably substantially not contained.
TiO2は、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。TiO2を含有させる場合の含有量は、好ましくは0.1%以上である。TiO2の含有量は、溶融時の失透を抑制するために5%以下が好ましく、1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 TiO 2 is a component that improves the crushability of chemically strengthened glass, and may be contained. When TiO 2 is contained, the content is preferably 0.1% or more. The content of TiO 2 is preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and even more preferably substantially absent, in order to suppress devitrification during melting.
ZrO2は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、含有させてもよい。ZrO2を含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上である。また溶融時の失透を抑制するために5%以下が好ましく、3%以下がより好ましい。 ZrO 2 is a component that increases the surface compressive stress due to ion exchange, and may be contained. When ZrO 2 is contained, the content is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more. Further, in order to suppress devitrification at the time of melting, 5% or less is preferable, and 3% or less is more preferable.
また、TiO2とZrO2の含有量(TiO2+ZrO2)は、5%以下が好ましく、3%以下がより好ましい。 Further, the content of TiO 2 and ZrO 2 (TiO 2 + ZrO 2 ) is preferably 5% or less, more preferably 3% or less.
Y2O3、La2O3、Nb2O5は、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは1.5%以上であり、特に好ましくは2%以上、最も好ましくは2.5%以上である。 Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 are components that improve the crushability of chemically strengthened glass, and may be contained. When these components are contained, the content of each is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, further preferably 1.5% or more, particularly preferably 2% or more, most preferably. It is preferably 2.5% or more.
また、Y2O3、La2O3、Nb2O5の含有量は合計で9%以下が好ましく、8%以下がより好ましい。かかる範囲であると溶融時にガラスが失透しにくくなり化学強化ガラスの品質が低下するのを防ぐことができる。またY2O3、La2O3、Nb2O5の含有量はそれぞれ、3%以下が好ましく、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1%以下であり、特に好ましくは0.7%以下であり、最も好ましくは0.3%以下である。 The total content of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 is preferably 9% or less, more preferably 8% or less. Within such a range, the glass is less likely to be devitrified during melting, and it is possible to prevent the quality of the chemically strengthened glass from deteriorating. The contents of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and Nb 2 O 5 are preferably 3% or less, more preferably 2% or less, still more preferably 1% or less, and particularly preferably 0.7%. It is less than or equal to, and most preferably 0.3% or less.
Ta2O5、Gd2O3は、化学強化ガラスの破砕性を改善するために少量含有してもよいが、屈折率や反射率が高くなるのでそれぞれ1%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。 Ta 2 O 5 and Gd 2 O 3 may be contained in a small amount in order to improve the crushability of the chemically strengthened glass, but since the refractive index and the reflectance are increased, each is preferably 1% or less, preferably 0.5%. The following are more preferable, and it is further preferable that they are not substantially contained.
P2O5は、イオン交換性能を向上させるために含有してもよい。P2O5を含有させる場合の含有量は、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは1%以上である。化学的耐久性を高くするためにはP2O5の含有量は2%以下が好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。 P 2 O 5 may be contained in order to improve the ion exchange performance. When P 2 O 5 is contained, the content is preferably 0.5% or more, and more preferably 1% or more. In order to increase the chemical durability, the content of P 2 O 5 is preferably 2% or less, and more preferably substantially not contained.
ガラスに着色を行い使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Co3O4、MnO2、Fe2O3、NiO、CuO、Cr2O3、V2O5、Bi2O3、SeO2、TiO2、CeO2、Er2O3、Nd2O3が好適なものとして挙げられる。これらは単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。 When the glass is colored and used, a coloring component may be added within a range that does not hinder the achievement of the desired chemical strengthening properties. Examples of the coloring component include Co 3 O 4 , MnO 2 , Fe 2 O 3 , NiO, CuO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Bi 2 O 3 , SeO 2 , TIO 2 , CeO 2 , Er 2. O 3 , Nd 2 O 3 are mentioned as suitable ones. These may be used alone or in combination.
着色成分の含有量は、合計で7%以下が好ましい。これによって、ガラスの失透を抑制できる。着色成分の含有量は、より好ましくは5%以下であり、さらに好ましくは3%以下であり、特に好ましくは1%以下である。ガラスの可視光透過率を高くしたい場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。 The total content of the coloring components is preferably 7% or less. As a result, devitrification of the glass can be suppressed. The content of the coloring component is more preferably 5% or less, further preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. If it is desired to increase the visible light transmittance of the glass, it is preferable that these components are not substantially contained.
また、ガラス溶融の際の清澄剤として、SO3、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。As2O3は実質的に含有しないことが好ましい。Sb2O3を含有する場合は、0.3%以下が好ましく、0.1%以下がより好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。 Further, SO 3 , chloride, fluoride and the like may be appropriately contained as a fining agent at the time of glass melting. It is preferable that As 2 O 3 is substantially not contained. When Sb 2 O 3 is contained, it is preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less, and most preferably substantially not contained.
次に、ガラス基体101の性質について説明する。
Next, the properties of the
ガラス基体101の形状は、図1に示したような平坦な形状のみでなく、一か所以上の屈曲部を有する曲面形状であってもよい。また、正面図としては、例えば、矩形、台形、円形、楕円形などが挙げられる。
The shape of the
ガラス基体101の厚さは、特に限られない。例えばモバイル機器用カバーガラスの場合、0.1mm〜2.5mmであることが好ましく、より好ましくは0.2mm〜1.5mmであり、更に好ましくは0.5mm〜1mmである。例えばディスプレイ装置、カーナビゲーション、コンソールパネル、計器盤などの画像表示装置の場合、ガラス基体101の厚さは、0.1mm〜2.1mmであることが好ましい。尚、上記のガラスの厚みとは複数のガラスをラミネート材、接着剤等の方法で貼り合わせた場合、接着する前の単体の厚みを示すものとする。
The thickness of the
ガラス基体101のビッカース硬度は、好ましくは5.5HV以上であり、より好ましくは6.0HV以上である。一方好ましくは7.5HV以下であり、より好ましくは7.0HV以下である。
また、上述のように、密着層102が薄い場合、ガラス基体101のビッカース硬度は、密着層102のビッカース硬度よりも小さくなることが好ましい。
ビッカース硬度の測定方法は、後述する。
(密着層)
密着層102は、ガラス基体101の第1の主面101a上に形成される。密着層102の組成は特に限られないが、例えば二酸化ケイ素、アルミナなどが挙げられる。好ましくは、二酸化ケイ素を主体する組成で構成される。
The Vickers hardness of the
Further, as described above, when the
The method for measuring Vickers hardness will be described later.
(Adhesion layer)
The
密着層102のビッカース硬度は、7.5HV以上である。ビッカース硬度は、好ましくは8.0HV以上であり、より好ましくは8.5HV以上、更に好ましくは9.1HV以上である。密着層102のビッカース硬度がこの範囲であることにより、密着層102上に形成された防汚層103の耐摩耗性が改善できる。一方、密着層102のビッカース硬度は、成膜技術の観点から例えば13.5HV以下である。
本発明において、ビッカース硬度は国際規格ISO14577計装化押し込み試験で測定される。
The Vickers hardness of the
In the present invention, the Vickers hardness is measured by the international standard ISO14577 instrumentation indentation test.
密着層102の厚さは、好ましくは20nm以下であり、より好ましくは15nm以下であり、更に好ましくは10nm以下である。本発明において密着層の厚さが上記範囲であると、密着層の硬度を高められ、防汚層の耐摩耗性を改善できる。一方、密着層の厚さは、好ましくは5nm以上である方が、ガラス基体自体の表面硬度よりも高くなりやすいため好ましい。
The thickness of the
(防汚層)
防汚層103は、含フッ素有機化合物を含む。含フッ素有機化合物は、防汚性、撥水性、撥油性、親水性または親油性のいずれか1つ以上の特性を有するものであれば特に制限されない。防汚層103は、指紋跡のみならず汗や埃など様々な汚れの付着を抑える、汚れを拭き取りやすくする、汚れを目立ちにくくする等の機能を有し得る。
(Anti-fouling layer)
The
含フッ素有機化合物としては、例えばパーフルオロアルキル基含有化合物、パーフルオロポリエーテル基含有化合物等が挙げられ、好ましくはパーフルオロポリエーテル基を有するシラン化合物が用いられる。 Examples of the fluorine-containing organic compound include a perfluoroalkyl group-containing compound and a perfluoropolyether group-containing compound, and a silane compound having a perfluoropolyether group is preferably used.
パーフルオロポリエーテル基を有するシラン化合物としては、例えば、下式Aで表される化合物及び/又はその部分加水分解縮合物を含む材料が挙げられる。
Rf3−Rf2−Z1 式A
式A中、Rf3は、基:CmF2m+1(ここで、mは、1〜6の整数である。)であり、
Rf2は、基:−O−(CaF2aO)n−(ここで、aは、1〜6の整数であり、nは、1以上の整数であり、nが2以上である場合、各−CaF2aO−単位は、同一であっても、異なっていてもよい。)であり、
Z1は、基:−Q2−{CH2CH(SiR2 qX2 3−q)}r−H(ここで、Q2は、−(CH2)s−(ここで、sは、0〜12の整数である。)であるか、又はエステル結合、エーテル結合、アミド結合、ウレタン結合及びフェニレン基から選ばれる1種以上を含有する−(CH2)s−であり、−CH2−単位の一部又は全部は、−CF2−単位及び/又は−CF(CF3)−単位によって置き換えられていてもよく、R2は、水素原子、又は炭素原子数1〜6の1価の炭化水素基であって、該炭化水素基は置換基を含有していてもよく、X2は、それぞれ独立して、水酸基又は加水分解性基であり、qは、0〜2の整数であり、rは、1〜20の整数である。)である。
X2における加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、イソシアネート基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの中では、安定性と加水分解のしやすさとのバランスの点から、アルコキシ基、イソシアネート基およびハロゲン原子(特に塩素原子)が好ましい。アルコキシ基としては、炭素数1〜3のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。
Examples of the silane compound having a perfluoropolyether group include a material represented by the following formula A and / or a material containing a partially hydrolyzed condensate thereof.
Rf 3- Rf 2- Z 1 set A
In formula A, Rf 3 is a group: C m F 2 m + 1 (where m is an integer of 1 to 6).
Rf 2 is based on: -O- (C a F 2a O) n- (where a is an integer of 1 to 6, n is an integer of 1 or more, and n is 2 or more. , Each -C a F 2a O- unit may be the same or different.)
Z 1 is a group: -Q 2- {CH 2 CH (SiR 2 q X 2 3-q )} r- H (where Q 2 is-(CH 2 ) s- (where s is It is an integer of 0 to 12) or is − (CH 2 ) s − and −CH 2 containing at least one selected from an ester bond, an ether bond, an amide bond, a urethane bond and a phenylene group. Part or all of the − units may be replaced by −CF 2 − units and / or −CF (CF 3 ) − units, where R 2 is a hydrogen atom or a monovalent with 1 to 6 carbon atoms. The hydrocarbon group may contain a substituent, X 2 is independently a hydroxyl group or a hydrolyzable group, and q is an integer of 0 to 2. Yes, r is an integer of 1 to 20).
Examples of the hydrolyzable group in X 2 include an alkoxy group, an asyloxy group, a ketooxime group, an alkenyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, an isocyanate group, a halogen atom and the like. Among these, an alkoxy group, an isocyanate group and a halogen atom (particularly a chlorine atom) are preferable from the viewpoint of the balance between stability and ease of hydrolysis. As the alkoxy group, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable.
防汚層103を構成し得る材料としては、例えば、市販されている「Afluid(登録商標) S−550」(商品名、旭硝子株式会社製)、「KP−801」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「X−71」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「KY−130」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「KY−178」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「KY−185」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「KY−195」(商品名、信越化学工業株式会社製)、「オプツール(登録商標) DSX(商品名、ダイキン工業株式会社製)等を使用できる。さらに、市販品にオイル添加、帯電防止剤等を添加したものを使用することもできる。
Examples of materials that can form the
防汚層103の厚さは、特に制限されないが、8nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、12nm以上であることが更に好ましい。一方、防汚層103の厚さは、30nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、19nm以下であることが更に好ましい。防汚層103の厚さが8nm以上であれば、防汚層103の第2の面103bと接する層を均一に覆うことができ、耐摩耗性が向上する。また、防汚層103の厚さが30nm以下であれば、防汚層103が積層された状態での視感反射率やヘイズ値等の光学特性が良好である。
The thickness of the
(変形例)
次に、本発明における防汚層付きガラス基体の変形例について説明する。以下では、変形例として、反射防止層と防眩加工について説明するが、本発明における防汚層付きガラス基体はこれに限られず、ガラス基体の第1の主面101a上にその他の機能を持つ層が形成されても良く、ガラス既知の第1の主面101a自体にその他の処理が施されても良い。
(Modification example)
Next, a modified example of the glass substrate with an antifouling layer in the present invention will be described. Hereinafter, the antireflection layer and the antiglare treatment will be described as modification examples, but the glass substrate with the antifouling layer in the present invention is not limited to this, and has other functions on the first
(反射防止層)
図2に示すように、防汚層付きガラス基体100は、ガラス基体101と密着層102の間に、反射防止層104を有しても良い。なお、反射防止層104の最表層もしくは、最表層の一部の充填密度を下げることにより、密着層102として機能させてもよい。反射防止層104は、例えば高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されてなり、外光による反射を抑え表示画像の表示品質を高めるために形成される層である。
(Anti-reflective layer)
As shown in FIG. 2, the
反射防止層104の構成としては、光の反射を所定範囲に抑制できる構成であれば特に限定されない。例えば、波長550nmの光の屈折率が1.6超の高屈折率層と、波長550nmの光の屈折率が1.6以下の低屈折率層とが交互に積層されることにより形成される。
The configuration of the
反射防止層104は、高屈折率層と低屈折率層が各一層ずつ含んでも良く、各2層以上含むことが好ましい。より好ましくは各2層〜15層含み、更に好ましくは各4層〜13層、更に好ましくは各4〜10層ずつ含む。これにより、良好な反射防止特性が得られる。
The
高屈折率層および低屈折率層を構成する材料は、特に制限されず、要求される反射防止性の程度や生産性を考慮して任意に選択できる。高屈折率層を構成する材料としては、例えば、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化ケイ素(SiN)から1種以上を使用しても良い。低屈折率層を構成する材料としては、酸化ケイ素(特に、二酸化ケイ素SiO2)、SiとSnとの混合酸化物を含む材料、SiとZrとの混合酸化物を含む材料、SiとAlとの混合酸化物を含む材料から1種以上選択し使用しても良い。 The materials constituting the high refractive index layer and the low refractive index layer are not particularly limited and can be arbitrarily selected in consideration of the required degree of antireflection and productivity. Examples of the material constituting the high refractive index layer include niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and aluminum oxide (Al 2 ). One or more of O 3 ) and silicon nitride (SiN) may be used. Materials constituting the low refractive index layer include silicon oxide (particularly silicon dioxide SiO 2 ), a material containing a mixed oxide of Si and Sn, a material containing a mixed oxide of Si and Zr, and Si and Al. One or more of the materials containing the mixed oxide of the above may be selected and used.
反射防止層104の厚さは、好ましくは150nm以上であると、効果的に外光の反射を抑制できる。より好ましくは250nm以上であり、更に好ましくは350nm以上である。一方、反射防止層104の厚さは、好ましくは1500nm以下であると、膜のスチールウールの擦り耐性を確保するために好ましく、より好ましくは1000nm以下、更に好ましくは800nm以下である。
When the thickness of the
(防眩加工)
ガラス基体101の第1の主面101aは、防眩性を付与するために凹凸形状を有していても良い。防眩加工された第1の主面101aは二乗平均粗さ(RMS)が10〜1500nmであることが好ましく、15nm〜1000nmであることがより好ましく、10nm〜500nmであることがさらに好ましく、10nm〜200nmであることがとくに好ましい。RMSが上記した範囲であることで、凹凸形状を有する第一の主面2のヘイズ値を3〜30%に調整でき、その結果、得られる防汚層付きガラス基体1に優れた防眩性を付与できる。
(Anti-glare processing)
The first
なお、二乗平均粗さ(RMS)はJIS B 0601:(2001)で規定される方法に準拠して測定できる。また、ヘイズ値は、JIS K 7136の規定により測定される値である。 The root mean square roughness (RMS) can be measured according to the method specified in JIS B 0601: (2001). The haze value is a value measured according to JIS K 7136.
また、凹凸形状を有する第1の主面101aを上方から観察すると、円形状の孔が観察される。このように観察される円形状の孔の大きさ(真円換算での直径)は5μm〜50μmであることが好ましい。このような範囲にあることにより、防汚層付きガラス基体100のギラツキ防止性と防眩性を両立可能である。
Further, when the first
(本発明の製造方法の実施形態1)
次に、本発明の製造方法における実施形態1について説明する。図3には製造方法の実施形態1におけるフローを示した。
(Embodiment 1 of the manufacturing method of the present invention)
Next, the first embodiment in the manufacturing method of the present invention will be described. FIG. 3 shows the flow in the first embodiment of the manufacturing method.
図3に示すように、本発明の防汚層付きガラス基体の第1の製造方法では、
(工程S401)相互に対向する一対の主面を有するガラス基体を準備する工程と、(ガラス基体準備工程)
(工程S402)前記ガラス基体の主面上に密着層を形成する工程と、(密着層形成工程)
(工程S403)前記密着層の上に防汚層を形成する工程と(防汚層形成工程)
を有する。
以下で、図1と図3を用いて各工程についての詳細を説明する。
As shown in FIG. 3, in the first manufacturing method of the glass substrate with an antifouling layer of the present invention,
(Step S401) A step of preparing a glass substrate having a pair of main surfaces facing each other, and (a glass substrate preparation step).
(Step S402) A step of forming an adhesive layer on the main surface of the glass substrate and a (adhesive layer forming step).
(Step S403) A step of forming an antifouling layer on the adhesive layer and a step of forming an antifouling layer (step of forming an antifouling layer).
Have.
The details of each step will be described below with reference to FIGS. 1 and 3.
(工程S401)
はじめに、相互に対向する第1の主面101aと第2の主面101bを有するガラス基体101を準備する。ガラス基体101の表面に対して、研磨や洗浄、化学強化などの処理が任意になされても良い。
(Step S401)
First, a
(化学強化処理)
ガラス基体101を、溶融塩に浸漬し、第1の主面101aおよび第2の主面101bの表面にイオン交換処理を施すことで、化学強化することができる。イオン交換処理では、ガラス基体101の主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。溶融塩としては、特に限られないが、例えばKイオンを含有する含有塩が選択される。
(Chemical strengthening treatment)
The
溶融塩の温度としては、ガラス転移点以下の温度が選択される。ガラスと溶融塩の組成によるが、具体的には350℃以上、500℃以下の温度が選択される。 As the temperature of the molten salt, a temperature below the glass transition point is selected. Although it depends on the composition of the glass and the molten salt, a temperature of 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower is specifically selected.
浸漬時間は特に限られないが、通常10分以上、24時間以下である。 The immersion time is not particularly limited, but is usually 10 minutes or more and 24 hours or less.
このような化学強化処理を施すことで、ガラス基体101の表面硬度を向上させることができ、カバーガラスなどに適用した際、衝撃による割れを防ぐことができるため、好ましい。
By performing such a chemical strengthening treatment, the surface hardness of the
(アルカリ処理)
ガラス基体101をアルカリ溶液に浸漬することにより、ガラス基体の第1の主面101aおよび第2の主面101bの表面に付着した有機物を除去することができる。
(Alkaline treatment)
By immersing the
(プラズマ洗浄)
ガラス基体の第1の主面101aに、大気下でプラズマを照射することにより、第1の主面101aに付着した有機物を除去することができる。これにより、第1の主面101a上に形成される層との密着性が高まり、耐久性が向上するため、好ましい。
(Plasma cleaning)
By irradiating the first
(工程S402)
次に、ガラス基体の第1の主面101a上に密着層102を形成する。密着層の形成方法は、特に限られないが、例えば、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法により形成できる。物理蒸着法としては、真空蒸着法やイオンアシストスパッタ法(IAD法)、スパッタ法、後酸化スパッタ法、イオンアシストスパッタ法、イオンビームスパッタ法、イオンアシストイオンビーム法が挙げられ、なかでもイオンアシストスパッタ法もしくは、後酸化スパッタ法もしくは、イオンアシスト蒸着法が、密着層102の硬度を比較的容易に上げられることができる点で好ましい。
(Step S402)
Next, the
真空蒸着時のチャンバー内の圧力は0.15Pa以下が密着層102の硬度を上げられる点で好ましい。好ましくは0.01Pa以下、より好ましくは0.8Pa以下である。一方、圧力は0.03Pa以上であると、プラズマの放電を安定的に維持できるため好ましい。
The pressure in the chamber during vacuum deposition is preferably 0.15 Pa or less because the hardness of the
真空蒸着の試料としては、二酸化ケイ素(SiO2)が好ましい。試料は加熱容器に入れられ、低真空下で加熱されることにより蒸発し、加熱容器に対向して設置されたガラス基体の第1の主面101a上に成膜される。
Silicon dioxide (SiO 2 ) is preferable as the sample for vacuum deposition. The sample is placed in a heating container, evaporated by being heated under a low vacuum, and formed on the first
スパッタ法を用いる場合、成膜時の放電電力は、5000W以上が好ましく7000W以上が膜の硬度を上げられるためより好ましい。一方、放電電力は20000W以下がターゲットの割れや異常放電を防止する観点で好ましい。 When the sputtering method is used, the discharge power at the time of film formation is preferably 5000 W or more, and more preferably 7,000 W or more because the hardness of the film can be increased. On the other hand, the discharge power of 20000 W or less is preferable from the viewpoint of preventing cracking of the target and abnormal discharge.
密着層102の成膜中は、プラズマ源、イオン源、ラジカル源などの高エネルギー粒子に暴露されること(プラズマアシスト)が好ましい。プラズマアシストは、100nm以下成膜されるごとに実施されることが好ましい。1nm以下がより好ましく、0.5nm以下がさらに好ましい。高エネルギー粒子源は特に方式を問わないが、プラズマビーム、イオンビーム、リニア型イオンビーム、ECRプラズマ源、ラジカル源、低インピーダンスアンテナプラズマ源などインビーム、ラジカル源、ECRプラズマ源等が好ましい。
During the film formation of the
以上の工程は、例えば、後酸化スパッタ法を実施できるスパッタリング装置(例えば、RAS1100B II、シンクロン社製)にて行うことが好ましい。密着層102としてSiO2膜を成膜する場合、Siターゲットを用い、成膜室の放電ガスとしてアルゴンガスおよび酸素ガスを用い、反応室の放電ガスとしてアルゴンおよび酸素を用いることが好ましい。同装置は成膜室と反応室に分割された真空チャンバー内に、基板を保持するドラムが配置され基材を保持するドラムが成膜室と反応室を交互に高速に通過しながら例えば100rpmで回転する。これにより成膜室でごく薄い数nm以下の薄膜が成膜される。その後、反応室に送られた膜に、プラズマ源により反応した活性ガスによりエネルギーを付加しても良く、未反応の部分を反応させても良い。
The above steps are preferably performed by, for example, a sputtering apparatus capable of carrying out the post-oxidation sputtering method (for example, RAS1100B II, manufactured by Syncron Co., Ltd.). When forming a SiO 2 film as the
密着層102の硬度を増加させるためには、このような後酸化プロセス法の装置を用いることが好ましく、更に、成膜室で十分に酸化反応させたSiO2膜を成膜した後、反応室のプラズマ源を用いてSiO2膜にエネルギーを付与することが好ましい。
In order to increase the hardness of the
(工程S403)
次に、密着層102上に防汚層103を形成する。
防汚層を形成する方法としては、特に限られず、密着層103上にスピンコート法、ディップコート法、キャスト法、スリットコート法、スプレーコート法等の湿式法や、真空蒸着法に代表される乾式法が挙げられる。密着性が高く耐摩耗性が高い防汚層を形成するためには、真空蒸着法により形成することが好ましい。真空蒸着法としては、例えば、抵抗加熱法、電子ビーム加熱法、高周波誘導加熱法、反応性蒸着法、分子線エピタキシ一法、ホットウオール蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法等が挙げられる。好ましくは抵抗加熱法であると装置が簡便であり、低コストである。
(Step S403)
Next, the
The method for forming the antifouling layer is not particularly limited, and is represented by a wet method such as a spin coating method, a dip coating method, a casting method, a slit coating method, a spray coating method, or a vacuum vapor deposition method on the
真空蒸着時のチャンバー内の圧力は、5×10−3Pa以下であることが好ましい。チャンバー内の圧力がこの範囲であれば、真空蒸着を問題なく実施できる。一方、真空蒸着時のチャンバー内の圧力は、1×10−4Pa以上であると、防汚層の蒸着速度を一定以上に維持できるため好ましい。 The pressure in the chamber during vacuum deposition is preferably 5 × 10 -3 Pa or less. If the pressure in the chamber is within this range, vacuum deposition can be carried out without any problem. On the other hand, when the pressure in the chamber during vacuum deposition is 1 × 10 -4 Pa or more, the vapor deposition rate of the antifouling layer can be maintained above a certain level, which is preferable.
蒸着出力は、電流密度換算で200kA/m2以上であれば、防汚層に水が吸着することを防ぐことができ、安定して成膜できるため好ましい。防汚層が密着層102上に形成される前に水が吸着すると、防汚剤が二量体化してしまい十分な摩耗耐久性を発現しないことが知られている。より好ましくは、300kA/m2以上、更に好ましくは350kA/m2以上である。一方蒸着出力は1000kA/m2以下であると、防汚層の原料を含浸させているスチールウールやルツボの成分が蒸発することを防ぐことができるため好ましい。
When the vapor deposition output is 200 kA / m 2 or more in terms of current density, it is possible to prevent water from adsorbing to the antifouling layer and stable film formation can be performed, which is preferable. It is known that if water is adsorbed before the antifouling layer is formed on the
蒸着試料は、含フッ素系有機化合物をペレット状の銅容器に含浸させる形で保持されることが好ましい。含浸作業は窒素雰囲気下で行われると良い。このようにすることで、含フッ素系有機化合物が単分子原子として蒸着される層を増やすことができ、防汚層103の耐摩耗性が向上する。
The vapor-deposited sample is preferably held in the form of impregnating a pellet-shaped copper container with a fluorine-containing organic compound. The impregnation work should be performed in a nitrogen atmosphere. By doing so, it is possible to increase the number of layers in which the fluorine-containing organic compound is deposited as a monatomic atom, and the wear resistance of the
(変形例)
次に、本発明における製造方法の変形例について説明する。以下では、変形例として、反射防止層形成工程と防眩処理工程について説明するが、本発明における製造方法はこれに限られず、ガラス基体の第1の主面101a上にその他の機能を持つ層が形成されても良く。ガラス既知の第1の主面101a自体にその他の処理が施されても良い。
(Modification example)
Next, a modified example of the manufacturing method in the present invention will be described. Hereinafter, the antireflection layer forming step and the antiglare treatment step will be described as modification examples, but the manufacturing method in the present invention is not limited to this, and a layer having other functions on the first
(反射防止層形成工程)
図2に示すように、防汚層付きガラス基体100は、ガラス基体101と密着層102の間に、反射防止層104を有しても良い。反射防止層104を形成する工程は、例えば図3の製造フローにおいて、工程S401と工程S402の間で実施される。
(Anti-reflection layer forming process)
As shown in FIG. 2, the
反射防止層104の形成方法は、特に限られないが、例えば、化学蒸着(CVD)法や物理蒸着(PVD)法により形成できる。物理蒸着法としては、真空蒸着法やスパッタ法が挙げられる。
The method for forming the
(防眩処理工程)
ガラス基体101の第1の主面101aは、防眩性を付与するために凹凸形状を有していても良い。防眩処理としては、特に限られず、ガラス基体101の第1の主面101aに対し化学的方法や物理的方法により施される。化学的な方法による防眩処理として具体的には、フロスト処理を施す方法が挙げられる。フロスト処理は、例えば、フッ化水素とフッ化アンモニウムの混合溶液に、被処理体であるガラス基体101を浸漬することで行われる。物理的方法による防眩処理として例えば、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を加圧空気でガラス基体5の表面に吹きつけるいわゆるサンドブラスト処理や、結晶質二酸化ケイ素粉、炭化ケイ素粉等を付着させたブラシを水で湿らせて、これを用いてガラス基体101表面を研磨する方法等で行われる。なかでも、化学的表面処理であるフロスト処理は、被処理体表面におけるマイクロクラックが生じ難く、ガラス基体101の強度の低下が生じ難いため、好ましく利用できる。
(Anti-glare treatment process)
The first
また、防眩処理の代わりに、ガラス基体101の第1の主面101a上に防眩層を形成しても良い。防眩層は、樹脂や金属等の微粒子を含む塗布液を、ウェットコート法(スプレーコート法、静電塗装法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等)等で塗布することにより形成される。
Further, instead of the antiglare treatment, an antiglare layer may be formed on the first
(測定・試験方法)
次に、本発明における防汚層付きガラス基体100の評価方法について説明する。
(Measurement / test method)
Next, the evaluation method of the
(ビッカース硬度測定)
ガラス基体に密着層を形成した状態で、密着層の最外層に対し、国際規格ISO14577計装化押し込み試験で硬度を測定する。試験力最大荷重は10mNとする。
(Vickers hardness measurement)
With the adhesion layer formed on the glass substrate, the hardness of the outermost layer of the adhesion layer is measured by the international standard ISO14577 instrumentation indentation test. The maximum test force load is 10 mN.
(水接触角測定)
防汚層の防汚性を評価する方法として、水接触角を測定する。水接触角は大きいほど防汚性に優れていることを示す。防汚層付きガラス基体の防汚層の表面上に、約1μLの純水の水滴を着滴させ、接触角計を用いて、水に対する接触角を測定する。
(Water contact angle measurement)
As a method of evaluating the antifouling property of the antifouling layer, the water contact angle is measured. The larger the water contact angle, the better the antifouling property. About 1 μL of pure water droplets are deposited on the surface of the antifouling layer of the glass substrate with the antifouling layer, and the contact angle with respect to water is measured using a contact angle meter.
(帯電量測定)
摩擦帯電量はJIS L1094:2014に記載のD法(摩擦帯電減衰測定法)により求める。
(Measurement of charge)
The triboelectric charge amount is determined by the D method (triboelectric attenuation measurement method) described in JIS L1094: 2014.
(消しゴム摩擦摩耗試験)
平面摩耗試験器を用いて、荷重1kgf、ストローク幅40mm、速度40rpm、25℃50%RHの条件で防汚層表面を直径6mmの消しゴムにより7500回摩耗させる。その後、防汚層表面の水接触角を測定する。
(Eraser friction wear test)
Using a flat surface wear tester, the surface of the antifouling layer is worn 7500 times with an eraser having a diameter of 6 mm under the conditions of a load of 1 kgf, a stroke width of 40 mm, a speed of 40 rpm, and 25 ° C. and 50% RH. Then, the water contact angle on the surface of the antifouling layer is measured.
(スチールウール摩耗試験)
平面摩耗試験機を用いて、荷重1kgf、ストローク幅20mm、速度80rpm、25℃50%RHの条件で1cm2の圧子に取り付けた#0000のスチールウールにより防汚層表面を7500回摩耗させる。その後、防汚層表面の水接触角を測定する。
(Steel wool wear test)
Using a flat surface wear tester, the surface of the antifouling layer is worn 7500 times with # 0000 steel wool attached to a 1 cm 2 indenter under the conditions of a load of 1 kgf, a stroke width of 20 mm, a speed of 80 rpm, and 25 ° C. and 50% RH. Then, the water contact angle on the surface of the antifouling layer is measured.
次に、本発明の防汚層付きガラス基体の実施例について説明する。本実施例では、上述の防汚層付きガラス基体の実施形態1に従い、ガラス基体と防汚層の間に密着層を形成した。ガラス基体の第1の主面上に密着層を形成した。各実施例、比較例の条件および評価結果は下記表1にまとめた。 Next, examples of the glass substrate with an antifouling layer of the present invention will be described. In this embodiment, an adhesive layer was formed between the glass substrate and the antifouling layer according to the first embodiment of the glass substrate with the antifouling layer described above. An adhesion layer was formed on the first main surface of the glass substrate. The conditions and evaluation results of each example and comparative example are summarized in Table 1 below.
(実施例1)
ガラス基体として、酸化物基準の質量百分率表示で以下の組成(組成例1)を有するガラスを準備した。
SiO2 69.6 %
Al2O3 12.7 %
MgO 4.7 %
ZrO2 2.0 %
Li2O 4.0 %
Na2O 5.4 %
K2O 1.6 %
ガラス基体は10cm×10cmの寸法になるよう切断し、ガラス基体の第1の主面を研磨した。
ガラス基体は、温度410℃、100重量%の硝酸ナトリウム溶液に4時間浸漬ことによって表面を1次強化した後、99重量%の硝酸カリウムと1重量%の硝酸ナトリウムからなる温度440℃の混合溶液に、1時間浸漬することにより表面を2次強化した。化学強化の後、純水およびアルカリ性洗剤に浸漬することでガラス基体を洗浄した。その後、ガラス基体の第1の主面に対しプラズマを照射し、プラズマ洗浄を行った。
(Example 1)
As a glass substrate, a glass having the following composition (composition example 1) in terms of mass percentage based on oxide was prepared.
SiO 2 69.6%
Al 2 O 3 12.7%
MgO 4.7%
ZrO 2 2.0%
Li 2 O 4.0%
Na 2 O 5.4%
K 2 O 1.6%
The glass substrate was cut to a size of 10 cm × 10 cm, and the first main surface of the glass substrate was polished.
The surface of the glass substrate was first strengthened by immersing the glass substrate in a 100% by weight sodium nitrate solution at a temperature of 410 ° C. for 4 hours, and then the glass substrate was prepared into a mixed solution of 99% by weight potassium nitrate and 1% by weight sodium nitrate at a temperature of 440 ° C. The surface was secondarily strengthened by immersing for 1 hour. After chemical strengthening, the glass substrate was washed by immersing it in pure water and an alkaline detergent. Then, the first main surface of the glass substrate was irradiated with plasma to perform plasma cleaning.
次に、ガラス基体の第1の主面上に、スパッタ法により密着層を形成した。スパッタリング装置にはRAS1100B II、シンクロン社製のものを用い、密着層はSiO2とし、スパッタターゲットには、多結晶Si(ケミストン社製、純度5N)を用いた。成膜室の圧力が5×10−5Pa以下になったことを確認して、下記操作を開始した。 Next, an adhesion layer was formed on the first main surface of the glass substrate by a sputtering method. A RAS1100B II, manufactured by Syncron Co., Ltd. was used as the sputtering apparatus, the adhesion layer was SiO 2, and polycrystalline Si (manufactured by Chemiston, purity 5N) was used as the sputtering target. After confirming that the pressure in the film forming chamber was 5 × 10 -5 Pa or less, the following operation was started.
成膜室の放電ガスとしてアルゴンを50sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.08Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。 50 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber became 0.08 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
次に、密着層の第1の面上に、防汚層を形成した。防汚層の材料としては含フッ素有機化合物(Daikin社製、UD−509)を使用し、抵抗加熱による真空蒸着法により成膜した。試料は、SW内包ペレット状銅容器を前日の夜に窒素雰囲気化で試料液に30分間含浸させたのち、真空引きすることで担持させた状態で使用した。試料は成膜時の真空チャンバー内の圧力は3.0×10−3Paとし、蒸着出力は318.5kA/m2で300sec間蒸着した。防汚層の厚さは15nmであった。 Next, an antifouling layer was formed on the first surface of the adhesion layer. A fluorine-containing organic compound (UD-509, manufactured by Daikin Corporation) was used as the material of the antifouling layer, and a film was formed by a vacuum vapor deposition method by resistance heating. The sample was used in a state where the SW-encapsulated pelletized copper container was impregnated with the sample solution in a nitrogen atmosphere for 30 minutes on the night before, and then supported by vacuuming. The pressure in the vacuum chamber at the time of film formation was 3.0 × 10 -3 Pa, and the vapor deposition output was 318.5 kA / m 2 for 300 seconds. The thickness of the antifouling layer was 15 nm.
実施例2〜12、比較例1〜3では、密着層の形成条件以外は実施例1と同様であった。
(実施例2)
実施例2では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを80sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.10Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
In Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 3, the same as in Example 1 except for the conditions for forming the adhesion layer.
(Example 2)
In Example 2, argon was introduced as a discharge gas in the film forming chamber by 80 sccm and oxygen gas was introduced by 100 sccm, and the pressure in the film forming chamber was 0.10 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例3)
実施例3では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.12Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 3)
In Example 3, 100 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.12 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例4)
実施例4では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを50sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.08Paとなった。次に、スパッタターゲットに6000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 4)
In Example 4, 50 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.08 Pa. Next, a power of 6000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例5)
実施例5では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを80sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.10Paとなった。次に、スパッタターゲットに6000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 5)
In Example 5, argon was introduced as a discharge gas in the film forming chamber by 80 sccm and oxygen gas was introduced by 100 sccm, and the pressure in the film forming chamber was 0.10 Pa. Next, a power of 6000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例6)
実施例6では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.12Paとなった。次に、スパッタターゲットに6000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 6)
In Example 6, 100 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.12 Pa. Next, a power of 6000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例7)
実施例7では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを50sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.08Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 7)
In Example 7, argon was introduced as a discharge gas in the film forming chamber by 50 sccm and oxygen gas was introduced by 100 sccm, and the pressure in the film forming chamber was 0.08 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例8)
実施例8では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを80sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.10Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 8)
In Example 8, argon was introduced as a discharge gas in the film forming chamber by 80 sccm and oxygen gas was introduced by 100 sccm, and the pressure in the film forming chamber was 0.10 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例9)
実施例9では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.12Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 9)
In Example 9, 100 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.12 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was set to 4500 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例10)
実施例10では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを50sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.08Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4000Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 10)
In Example 10, 50 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.08 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gas, and the electric power of the RF plasma source was 4000 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例11)
実施例11では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを80sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.10Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4000Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 11)
In Example 11, argon was introduced as a discharge gas in the film forming chamber by 80 sccm and oxygen gas was introduced by 100 sccm, and the pressure in the film forming chamber was 0.10 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gas, and the electric power of the RF plasma source was 4000 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(実施例12)
実施例12では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.12Paとなった。次に、スパッタターゲットに5000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を4000Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Example 12)
In Example 12, 100 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.12 Pa. Next, a power of 5000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gas, and the electric power of the RF plasma source was 4000 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(比較例1)
比較例1では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm導入し、酸素ガスは導入しなかった。成膜室の圧力は0.08Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとして酸素を200sccm導入し、アルゴンを導入しなかった。RFプラズマ源の電力を4500Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, 100 sccm of argon was introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and oxygen gas was not introduced. The pressure in the film forming chamber was 0.08 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 200 sccm of oxygen was introduced into the reaction chamber as a discharge gas, and argon was not introduced. Discharging was performed with the power of the RF plasma source set to 4500 W. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(比較例2)
比較例2では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを300sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.35Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源は使用しなかった。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, 300 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.35 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and an RF plasma source was not used. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(比較例3)
比較例3では、成膜室の放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素ガスを100sccm導入し、成膜室の圧力は0.15Paとなった。次に、スパッタターゲットに7000Wの電力を印加した。これにより、成膜室のターゲット表面は十分に酸化し、反応性モードの放電電圧になることを確認した。続いて、反応室には放電ガスとしてアルゴンを100sccm、酸素を10sccm導入し、RFプラズマ源の電力を1000Wとして放電を行った。以上の条件の下、密着層の厚さが10nmになるように調整し成膜を行った。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, 100 sccm of argon and 100 sccm of oxygen gas were introduced as the discharge gas in the film forming chamber, and the pressure in the film forming chamber was 0.15 Pa. Next, a power of 7000 W was applied to the sputtering target. As a result, it was confirmed that the target surface of the film forming chamber was sufficiently oxidized to reach the discharge voltage in the reactive mode. Subsequently, 100 sccm of argon and 10 sccm of oxygen were introduced into the reaction chamber as discharge gases, and the electric power of the RF plasma source was 1000 W for discharge. Under the above conditions, the thickness of the adhesion layer was adjusted to 10 nm, and a film was formed.
(評価方法)
上記実施例および比較例で得られた防汚層付きガラス基体は、以下の方法で評価した。
(ビッカース硬度測定)
ガラス基体に密着層を形成した状態で、密着層の最外層に対し、国際規格ISO14577計装化押し込み試験で硬度を測定する。試験力最大荷重は10mNとする。なお、実施例および比較例に用いたガラス基体自体の主面のビッカース硬度を測定すると、6.61HVであった。
(Evaluation method)
The glass substrates with the antifouling layer obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
(Vickers hardness measurement)
With the adhesion layer formed on the glass substrate, the hardness of the outermost layer of the adhesion layer is measured by the international standard ISO14577 instrumentation indentation test. The maximum test force load is 10 mN. The Vickers hardness of the main surface of the glass substrate itself used in Examples and Comparative Examples was 6.61 HV.
(水接触角測定)
防汚層の防汚性を評価する方法として、水接触角を測定した。防汚層付きガラス基体の防汚層の表面上に、約1μLの純水の水滴を着滴させ、接触角計を用いて、水に対する接触角を測定した。
(Water contact angle measurement)
The water contact angle was measured as a method for evaluating the antifouling property of the antifouling layer. About 1 μL of pure water droplets were deposited on the surface of the antifouling layer of the glass substrate with the antifouling layer, and the contact angle with respect to water was measured using a contact angle meter.
(帯電量測定)
摩擦帯電量はJIS L1094:2014に記載のD法(摩擦帯電減衰測定法)により求めた。
(Measurement of charge)
The triboelectric charge amount was determined by the D method (triboelectric attenuation measurement method) described in JIS L1094: 2014.
(消しゴム摩擦摩耗試験)
平面摩耗試験器(3連式)(大栄科学精器製作所製、装置名:PA−300A)を用いて、荷重1kgf、ストローク幅40mm、速度40rpm、25℃50%RHの条件で防汚層表面を直径6mmの消しゴム(WOOJIN社製 ピンクペンシル)により7500回摩耗させた。その後、防汚層表面の水接触角を測定した。
(Eraser friction wear test)
Antifouling layer surface under the conditions of load 1 kgf, stroke width 40 mm, speed 40 rpm, 25 ° C. 50% RH, using a flat surface wear tester (triple type) (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho, device name: PA-300A). Was abraded 7500 times with an eraser (pink pencil manufactured by WOOJIN) having a diameter of 6 mm. Then, the water contact angle on the surface of the antifouling layer was measured.
(スチールウール摩耗試験)
平面摩耗試験機(3連式)(大栄科学精器製作所製、装置名:PA−300A)を用いて、荷重1kgf、ストローク幅20mm、速度80rpm、25℃50%RHの条件で1cm2の圧子に取り付けた#0000のスチールウールにより防汚層表面を7500回摩耗させた。その後、防汚層表面の水接触角を測定した。
(Steel wool wear test)
Using a flat surface wear tester (triple type) (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho, device name: PA-300A), an indenter of 1 cm 2 under the conditions of load 1 kgf, stroke width 20 mm, speed 80 rpm, 25 ° C. 50% RH. The surface of the antifouling layer was abraded 7500 times with # 0000 steel wool attached to. Then, the water contact angle on the surface of the antifouling layer was measured.
下記表1には、実施例1〜12、比較例1〜3における実施条件と評価結果を示した。ここからわかるように、密着層の硬度が7.5HV以上であると、消しゴム試験後も防汚層の水接触角が80°以上であり、耐摩耗性が良いことが分かる。更に、密着層の硬度が8.5以上であると、消しゴム試験後も防汚層の水接触角が90°以上であり、より耐摩耗性に優れることが分かる。特に、密着層の硬度が9.1以上であると、消しゴム試験後も防汚層の水接触角が100°以上であり、最も耐摩耗性にすぐれることが分かった。また、ガラス基体上に密着層を形成すると、ガラス基体自体の硬度(6.61HV)よりも密着層の最外層に対して測定した硬度が高くなっていることが分かる。一方、密着層の厚さを厚くしていくと、次第に硬度が低下していくことが分かった。 Table 1 below shows the implementation conditions and evaluation results in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3. As can be seen from this, when the hardness of the adhesion layer is 7.5 HV or more, the water contact angle of the antifouling layer is 80 ° or more even after the eraser test, and it can be seen that the wear resistance is good. Further, when the hardness of the adhesion layer is 8.5 or more, the water contact angle of the antifouling layer is 90 ° or more even after the eraser test, and it can be seen that the wear resistance is more excellent. In particular, when the hardness of the adhesion layer was 9.1 or more, the water contact angle of the antifouling layer was 100 ° or more even after the eraser test, and it was found that the abrasion resistance was the best. Further, it can be seen that when the adhesion layer is formed on the glass substrate, the hardness measured with respect to the outermost layer of the adhesion layer is higher than the hardness of the glass substrate itself (6.61 HV). On the other hand, it was found that as the thickness of the adhesion layer was increased, the hardness gradually decreased.
(ガラス基体の組成の例)
次に、本発明におけるガラス基体に好適に用いられるガラス組成の例を表2に示した。組成は酸化物基準の質量百分率表示で示している。
(Example of composition of glass substrate)
Next, Table 2 shows an example of a glass composition preferably used for the glass substrate in the present invention. The composition is shown in terms of oxide-based mass percentage.
100 防汚層付きガラス基体
101 ガラス基体
101a ガラス基体の第1の主面
101b ガラス基体の第2の主面
102 密着層
102a 密着層の第1の面
102b 密着層の第2の面
103 防汚層
103a 防汚層103の第1の面
103a 防汚層103の第2の面
104 反射防止層
100 Glass substrate with
102
Claims (5)
前記ガラス基体の少なくとも一方の主面上に形成された密着層と、
前記密着層の表面上に形成された防汚層を備えた、防汚層付きガラス基体であって、
前記密着層の計装化押し込み試験(国際規格ISO14577)で測定されるビッカース硬度が、7.5HV以上である、防汚層付きガラス基体。 A glass substrate having a pair of main surfaces facing each other,
With the adhesion layer formed on at least one main surface of the glass substrate,
A glass substrate with an antifouling layer provided with an antifouling layer formed on the surface of the adhesive layer.
A glass substrate with an antifouling layer having a Vickers hardness of 7.5 HV or more as measured by an instrumentation indentation test (international standard ISO14577) of the adhesive layer.
SiO2を55〜80%、
Al2O3を10〜28%、
B2O3を0〜10%、
Li2Oを2〜10%、
Na2Oを0.5〜11%、
K2Oを0〜10%、
(MgO+CaO+SrO+BaO)を0〜10%、及び
(ZrO2+TiO2)を0〜5%、
含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の防汚層付きガラス基体。 The composition of the glass substrate is expressed as an oxide-based mass percentage.
SiO 2 55-80%,
Al 2 O 3 10-28%,
B 2 O 3 0-10%,
Li 2 O 2-10%,
Na 2 O 0.5-11%,
K 2 O 0-10%,
(MgO + CaO + SrO + BaO) 0-10%, and (ZrO 2 + TiO 2 ) 0-5%,
The glass substrate with an antifouling layer according to any one of claims 1 to 4, which is contained.
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