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JP6737271B2 - Hard member - Google Patents
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Description

本発明は、タッチパネル等のカバーガラスなどとして使用される硬質部材に関するものである。 The present invention relates to a hard member used as a cover glass for a touch panel or the like.

近年、携帯電話、デジタルカメラ、PDA(携帯情報端末)、ノートPC等のデバイスにおいては、タッチパネルが搭載されたものが普及している。これらのデバイスには、タッチパネルを保護するため、ガラス基板からなるカバーガラス(硬質部材)が用いられる場合が多い。 2. Description of the Related Art In recent years, in devices such as mobile phones, digital cameras, PDAs (personal digital assistants), and notebook PCs, those equipped with a touch panel have become widespread. For these devices, a cover glass (hard member) made of a glass substrate is often used to protect the touch panel.

また、カバーガラスの最外層には、汚れの付着を防止するため、防汚層が設けられる場合が多い。特許文献1〜5には、汚れの付着を防止するため、防汚層を設けることが開示されている。 Further, an antifouling layer is often provided on the outermost layer of the cover glass in order to prevent adhesion of dirt. Patent Documents 1 to 5 disclose that an antifouling layer is provided in order to prevent adhesion of dirt.

特開2010−37115号公報JP, 2010-37115, A 特開2004−170962号公報JP, 2004-170962, A 特開平6−135745号公報JP-A-6-135745 特開平8−294755号公報JP-A-8-294755 特開平2−91603号公報JP-A-2-91603

上記特許文献に開示されたカバーガラスは、耐擦傷性が十分に高くないため、本発明者は、カバーガラスの耐擦傷性を改善する目的で、酸化ジルコニウムや酸窒化アルミニウムなどからなる硬質層を、ガラス基板の上に設けることを検討した。その結果、ガラス基板の上に硬質層を設けると、その上に防汚層を形成しても密着性が低く、剥がれやすいという課題を見出した。また、サファイヤ等の硬質基板をカバー部材として用いた場合にも、その上に防汚層を形成しても密着性が低く、剥がれやすいという課題を見出した。 The cover glass disclosed in the above-mentioned patent documents, because the scratch resistance is not sufficiently high, the present inventor has a hard layer made of zirconium oxide or aluminum oxynitride for the purpose of improving the scratch resistance of the cover glass. , It was considered to provide it on the glass substrate. As a result, they have found that when a hard layer is provided on a glass substrate, even if an antifouling layer is formed on the glass substrate, the adhesion is low and the film easily peels off. Also, when a hard substrate such as sapphire is used as the cover member, the adhesion is low even if an antifouling layer is formed on the cover member, and the problem is that it is easily peeled off.

本発明の目的は、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れた硬質部材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hard member having good scratch resistance and excellent adhesion to an antifouling layer.

本発明の硬質部材は、基板と、基板上に設けられ、厚みが150nm以上である硬質層と、硬質層の上に設けられ、ケイ素を含有する無機材料からなり、厚みが60nm以下である密着層と、密着層の上に設けられ、有機ケイ素化合物を含有する防汚層とを備えることを特徴としている。 The hard member of the present invention includes a substrate, a hard layer provided on the substrate and having a thickness of 150 nm or more, and an adhesive material provided on the hard layer and made of an inorganic material containing silicon and having a thickness of 60 nm or less. And an antifouling layer which is provided on the adhesion layer and contains an organosilicon compound.

本発明において、密着層の厚みは、1nm以上であることが好ましい。 In the present invention, the thickness of the adhesion layer is preferably 1 nm or more.

硬質層の硬さは、7GPa以上であることが好ましい。 The hardness of the hard layer is preferably 7 GPa or more.

硬質層は、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、DLC(Diamond Like Carbon)、ダイヤモンド、窒化硼素、窒化炭素から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 The hard layer is zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, titanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, DLC (Diamond Like Carbon), diamond, boron nitride, It is preferable to contain at least one selected from carbon nitride.

密着層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 The adhesion layer preferably contains at least one selected from silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.

防汚層は、フッ素含有有機ケイ素化合物を含むことが好ましい。 The antifouling layer preferably contains a fluorine-containing organosilicon compound.

基板は、ガラス基板であることが好ましい。 The substrate is preferably a glass substrate.

本発明の他の局面における硬質部材は、硬さが8GPa以上である硬質基板と、硬質基板の上に設けられ、ケイ素を含有する無機材料からなり、厚みが60nm以下である密着層と、密着層の上に設けられ、有機ケイ素化合物を含有する防汚層とを備えることを特徴としている。 A hard member according to another aspect of the present invention is a hard substrate having a hardness of 8 GPa or more, an adhesion layer provided on the hard substrate, made of an inorganic material containing silicon, and having a thickness of 60 nm or less. And an antifouling layer containing an organic silicon compound, which is provided on the layer.

硬質基板は、サファイヤ基板であることが好ましい。 The hard substrate is preferably a sapphire substrate.

本発明によれば、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れた硬質部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a hard member having good scratch resistance and excellent adhesion to an antifouling layer.

図1は、本発明の第1の実施形態の硬質部材を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a hard member according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2の実施形態の硬質部材を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a hard member according to the second embodiment of the present invention.

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の硬質部材を示す模式的断面図である。図1に示すように、本実施形態の硬質部材1は、基板2と、基板2の上に設けられた硬質層3と、硬質層3の上に設けられた密着層4と、密着層4の上に設けられた防汚層5とを備えている。硬質部材1がタッチパネル等のカバーガラスとして使用される場合、硬質部材1は、透光性を有することが好ましい。例えば、硬質部材1は、可視光(360〜830nm)の少なくとも一部の波長域で0%超の透過率を有することが好ましい。硬質部材1は、450〜650nmの波長域で0%超の透過率を有することがより好ましく、400〜700nmの波長域で0%超の透過率を有することが更に好ましく、360〜830nmの波長域で0%超の透過率を有することが最も好ましい。これに加え、360〜830nmの波長域での平均透過率は、30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、80%以上であることが最も好ましい。基板2は、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板及び樹脂基板などが挙げられる。硬質部材1がタッチパネル等のカバーガラスとして使用される場合、基板2は、透光性を有する、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス、結晶化ガラス等からなるガラス基板や、これらのガラス基板を物理強化または化学強化して得られた強化ガラス基板であることが好ましい。機械的強度の観点から、アルミノシリケートガラス基板を化学強化して得られた強化ガラス基板が好ましい。アルミノシリケートガラス基板は、機械的強度が高いため、厚みを小さくすることができる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a hard member according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hard member 1 of the present embodiment includes a substrate 2, a hard layer 3 provided on the substrate 2, an adhesive layer 4 provided on the hard layer 3, and an adhesive layer 4. And an antifouling layer 5 provided on the top. When the hard member 1 is used as a cover glass for a touch panel or the like, it is preferable that the hard member 1 has translucency. For example, the hard member 1 preferably has a transmittance of more than 0% in at least a part of the wavelength range of visible light (360 to 830 nm). The hard member 1 more preferably has a transmittance of more than 0% in the wavelength range of 450 to 650 nm, further preferably has a transmittance of more than 0% in the wavelength range of 400 to 700 nm, and a wavelength of 360 to 830 nm. Most preferably, it has a transmission of greater than 0% in the region. In addition to this, the average transmittance in the wavelength range of 360 to 830 nm is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and most preferably 80% or more. The substrate 2 is not particularly limited, and examples thereof include a glass substrate and a resin substrate. When the hard member 1 is used as a cover glass for a touch panel or the like, the substrate 2 is a translucent glass substrate made of soda lime glass, aluminosilicate glass, alkali-free glass, crystallized glass, or the like, and these glasses. It is preferably a tempered glass substrate obtained by physically or chemically strengthening the substrate. From the viewpoint of mechanical strength, a tempered glass substrate obtained by chemically strengthening an aluminosilicate glass substrate is preferable. Since the aluminosilicate glass substrate has high mechanical strength, its thickness can be reduced.

基板2の厚みは、機械的強度と軽量化の観点から、0.1〜1.5mmであることが好ましく、0.3〜1.2mmであることがより好ましく、0.5〜1.0mmであることが更に好ましい。 From the viewpoint of mechanical strength and weight reduction, the thickness of the substrate 2 is preferably 0.1 to 1.5 mm, more preferably 0.3 to 1.2 mm, and 0.5 to 1.0 mm. Is more preferable.

硬質層3は、硬質部材1の耐擦傷性を改善するために設けられている。したがって、硬質層3は、硬い材料から形成されていることが好ましい。硬質層3の硬さは、基板2よりも硬いことが好ましい。硬さの評価方法としては、例えばナノインデンテーション法がある。例えば、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法で測定した硬さが、7GPa以上であることが好ましく、8GPa以上であることがより好ましく、9GPa以上であることがより好ましく、10GPa以上であることがさらに好ましく、11GPa以上であることがさらに好ましく、13GPa以上であることが特に好ましい。硬さの上限値は、特に設定されるものではないが、例えば、一般には350GPaである。 The hard layer 3 is provided to improve the scratch resistance of the hard member 1. Therefore, the hard layer 3 is preferably made of a hard material. The hardness of the hard layer 3 is preferably harder than that of the substrate 2. An example of the hardness evaluation method is a nanoindentation method. For example, the hardness measured by the nanoindentation method using a Berkovich type diamond indenter is preferably 7 GPa or more, more preferably 8 GPa or more, more preferably 9 GPa or more, and 10 GPa or more. More preferably, it is more preferably 11 GPa or more, still more preferably 13 GPa or more. The upper limit of hardness is not particularly set, but is generally 350 GPa, for example.

硬質層3は、耐擦傷性を向上させる観点から、厚みが大きいことが好ましい。具体的には、硬質層3の厚みは、150nm以上であり、200nm以上であることが好ましく、300nm以上であることがより好ましく、500nm以上であることがさらに好ましい。硬質層3の厚みが150nm未満になると、良好な耐擦傷性が得られない。硬質層3の厚みが大きすぎると、硬質層3の応力により基板2が反る場合がある。このような観点から、硬質層3の厚みは、10000nm以下であることが好ましく、5000nm以下であることがより好ましく、3000nm以下であることがさらに好ましい。 The hard layer 3 preferably has a large thickness from the viewpoint of improving scratch resistance. Specifically, the hard layer 3 has a thickness of 150 nm or more, preferably 200 nm or more, more preferably 300 nm or more, and further preferably 500 nm or more. If the thickness of the hard layer 3 is less than 150 nm, good scratch resistance cannot be obtained. If the hard layer 3 is too thick, the substrate 2 may warp due to the stress of the hard layer 3. From such a viewpoint, the thickness of the hard layer 3 is preferably 10000 nm or less, more preferably 5000 nm or less, and further preferably 3000 nm or less.

タッチパネル等のカバーガラスとして使用される場合、硬質層3は、透光性を有することが好ましい。 When used as a cover glass for a touch panel or the like, the hard layer 3 preferably has translucency.

硬質層3の材料としては、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、DLC(Diamond Like Carbon)、ダイヤモンド、窒化硼素、窒化炭素などが挙げられる。これらの中でも、特に、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、DLCが好ましい。 Examples of the material of the hard layer 3 include zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, titanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, DLC (Diamond Like Carbon), diamond. , Boron nitride, carbon nitride and the like. Of these, zirconium oxide, aluminum oxide, aluminum oxynitride, and DLC are particularly preferable.

硬質層3は、RAS(Radical Assisted Sputtering)方式により形成すると、硬質になりやすいため好ましい。RAS方式とは、スパッタリングにより薄い金属膜を成膜するゾーンと、薄い金属膜をラジカルガンなどにより酸化、窒化、酸窒化、または炭化するゾーンを基板が交互に通過することにより、基板上に金属酸化物膜、金属窒化物膜、金属酸窒化物膜、または金属炭化物膜を形成させる方法である。 The hard layer 3 is preferably formed by a RAS (Radical Assisted Sputtering) method because it tends to be hard. The RAS method is a method in which a substrate is alternately passed through a zone for forming a thin metal film by sputtering and a zone for oxidizing, nitriding, oxynitriding, or carbonizing the thin metal film by a radical gun or the like. This is a method of forming an oxide film, a metal nitride film, a metal oxynitride film, or a metal carbide film.

密着層4は、硬質層3と防汚層5の密着性を高めるために設けられている。密着層4の材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等のケイ素を含む無機材料が挙げられる。密着層4の具体的な組成式としては、例えば、SiO、Si、SiO(0≦x、0≦y)などが挙げられる。The adhesion layer 4 is provided to enhance the adhesion between the hard layer 3 and the antifouling layer 5. Examples of the material of the adhesion layer 4 include inorganic materials containing silicon such as silicon oxide, silicon nitride and silicon oxynitride. Specific composition formulas of the adhesive layer 4 include, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , and SiO x N y (0≦x, 0≦y).

本発明において、密着層4の厚みは、60nm以下である。密着層4の厚みが60nmを超えると、密着層4の硬度特性が硬質部材1の耐擦傷性に及ぼす影響が大きくなり、その一方で、その下層の硬質層3の硬度特性が硬質部材1の耐擦傷性に及ぼす影響が小さくなり、良好な耐擦傷性が得られない場合がある。密着層4の厚みは、1nm以上であることが好ましい。密着層4の厚みを1nm以上にすることにより、より良好な密着性を得ることができる。したがって、密着層2の厚みは、1〜60nmの範囲であることが好ましく、2〜50nmの範囲であることがより好ましく、5〜30nmの範囲であることがより好ましく、10〜20nmの範囲であることがさらに好ましい。 In the present invention, the adhesion layer 4 has a thickness of 60 nm or less. When the thickness of the adhesive layer 4 exceeds 60 nm, the hardness characteristics of the adhesive layer 4 have a great influence on the scratch resistance of the hard member 1, while the hardness characteristics of the hard layer 3 therebelow are less than those of the hard member 1. The effect on the scratch resistance becomes small, and good scratch resistance may not be obtained. The thickness of the adhesive layer 4 is preferably 1 nm or more. By setting the thickness of the adhesive layer 4 to 1 nm or more, better adhesiveness can be obtained. Therefore, the thickness of the adhesion layer 2 is preferably in the range of 1 to 60 nm, more preferably in the range of 2 to 50 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm, and in the range of 10 to 20 nm. It is more preferable that there is.

密着層4の形成方法は、特に限定されるものではないが、硬質層3と同様に、RAS方式で形成することができる。 The method for forming the adhesion layer 4 is not particularly limited, but the adhesion layer 4 can be formed by the RAS method like the hard layer 3.

防汚層5は、有機ケイ素化合物を含むことが好ましい。有機ケイ素化合物を含むことにより、密着層4との密着性を高めることができる。これにより、長期間の使用によっても、防汚層5が剥離しにくくなり、防汚性や滑り性が低下しにくくなる。 The antifouling layer 5 preferably contains an organosilicon compound. By including the organic silicon compound, the adhesiveness with the adhesive layer 4 can be enhanced. As a result, even after long-term use, the antifouling layer 5 is less likely to peel off, and the antifouling property and slipperiness are less likely to deteriorate.

有機ケイ素化合物としては、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンレジン、シリコーンゴム、疎水性シリカ、及びフッ素含有有機ケイ素化合物から選択される1つ以上の化合物を挙げることができる。これらの中でも、フッ素含有有機ケイ素化合物が好ましい。 Examples of the organosilicon compound include one or more compounds selected from silane coupling agents, silicone oils, silicone resins, silicone rubbers, hydrophobic silicas, and fluorine-containing organosilicon compounds. Among these, the fluorine-containing organosilicon compound is preferable.

フッ素含有有機ケイ素化合物としては、例えば、主鎖中に、−O−Si−O−ユニットを有し、かつ、フッ素を含む撥水性の官能基を側鎖に有する重合体が挙げられる。フッ素含有有機ケイ素化合物は、例えばシラノールを脱水縮合することにより合成することができる。フッ素含有有機ケイ素化合物としては、例えば、KY130(信越化学工業社製)、オプツ−ルDSX(ダイキン工業社製)、TSL8257、TSL8233、TSL831(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)、KBM7803(信越化学工業社製)、AY43−158E(東レ・ダウコーニング社製)、KP801M(信越化学工業社製)が挙げられる。 Examples of the fluorine-containing organosilicon compound include a polymer having a —O—Si—O— unit in the main chain and having a water-repellent functional group containing fluorine in the side chain. The fluorine-containing organosilicon compound can be synthesized, for example, by dehydration condensation of silanol. Examples of the fluorine-containing organosilicon compound include KY130 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Optool DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), TSL8257, TSL8233, TSL831 (above, manufactured by Momentive Performance Materials Japan LLC). , KBM7803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), AY43-158E (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), and KP801M (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

防汚層5の厚みは、特に限定されるものではないが、1nm以上であることが好ましく、1.5nm以上であることがより好ましく、2nm以上であることが特に好ましい。防汚層5の厚みが1nm未満になると、防汚効果が十分得られない場合がある。防汚層5の厚みが厚すぎると、防汚層が剥がれた後、剥がれていない部分と反射率や色が異なってしまい、ムラが目立ってしまう場合がある。このような観点からは、防汚層5の厚みは、30nm以下であることが好ましく、25nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることがさらに好ましい。 The thickness of the antifouling layer 5 is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more, more preferably 1.5 nm or more, and particularly preferably 2 nm or more. If the thickness of the antifouling layer 5 is less than 1 nm, the antifouling effect may not be sufficiently obtained. If the antifouling layer 5 is too thick, the antifouling layer may be peeled off and then the reflectance and the color may be different from those of the non-peeled part, resulting in conspicuous unevenness. From such a viewpoint, the thickness of the antifouling layer 5 is preferably 30 nm or less, more preferably 25 nm or less, and further preferably 20 nm or less.

防汚層5の原料は、一般に溶液状態である。したがって、防汚層5を形成するための溶液を密着層4上に塗布した後、乾燥することにより防汚層5を形成することができる。また、防汚層5は、多孔質セラミック、金属からなる繊維、細線等に溶液を含浸させ、溶液を真空中で加熱して蒸発させ、密着層4上に堆積させる真空蒸着法によっても形成できる。 The raw material of the antifouling layer 5 is generally in a solution state. Therefore, the antifouling layer 5 can be formed by applying a solution for forming the antifouling layer 5 onto the adhesion layer 4 and then drying. The antifouling layer 5 can also be formed by a vacuum vapor deposition method in which a solution is impregnated into a porous ceramic, a metal fiber, a fine wire, etc., the solution is heated in a vacuum to evaporate, and deposited on the adhesion layer 4. ..

なお、上述のナノインデンテーション法により硬質部材1の防汚層5が形成された面の硬さを測定した場合、その硬さが7GPa以上であることが好ましい。 When the hardness of the surface of the hard member 1 on which the antifouling layer 5 is formed is measured by the above-mentioned nanoindentation method, the hardness is preferably 7 GPa or more.

本実施形態においては、所定の厚みの硬質層3と防汚層5の間に、所定の厚みの密着層4が設けられているので、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れた硬質部材にすることができる。 In the present embodiment, since the adhesion layer 4 having a predetermined thickness is provided between the hard layer 3 having a predetermined thickness and the antifouling layer 5, the scratch resistance is good and the adhesion of the antifouling layer is good. It is possible to form a hard member having excellent heat resistance.

なお、硬質部材1としては、硬質層3:酸化ジルコニウムまたは酸窒化アルミニウム、密着層4:酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素、防汚層5:フッ素含有有機ケイ素化合物の組み合わせが好ましい。 The hard member 1 is preferably a combination of a hard layer 3: zirconium oxide or aluminum oxynitride, an adhesion layer 4: silicon oxide, silicon nitride or silicon oxynitride, and an antifouling layer 5: a fluorine-containing organosilicon compound.

また、本実施形態では、基板2の上に直接硬質層3が形成されているが、基板2と硬質層3の間に、硬質部材1に様々な機能を付与する機能層を有してもよい。機能層としては、光の干渉で特定の波長の光を選択的に透過または反射させる光学フィルター層、特定の波長の光を吸収する光吸収層、導電性を有する導電層、硬質部材1を着色したり模様を付与する装飾層、凹凸を有する防眩膜などが使用できる。 Further, in the present embodiment, the hard layer 3 is formed directly on the substrate 2, but a functional layer that imparts various functions to the hard member 1 may be provided between the substrate 2 and the hard layer 3. Good. As the functional layer, an optical filter layer that selectively transmits or reflects light of a specific wavelength by interference of light, a light absorption layer that absorbs light of a specific wavelength, a conductive layer having conductivity, and coloring the hard member 1 A decorative layer that imparts a drip pattern or an antiglare film having irregularities can be used.

(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態の硬質部材を示す模式的断面図である。図2に示すように、本実施形態の硬質部材11は、硬質基板12と、硬質基板12の上に設けられる密着層14と、密着層14の上に設けられる防汚層15とを備えている。硬質基板12は、硬さが8GPa以上であれば特に限定されるものではない。本実施形態では、硬質基板12として、サファイヤ基板が用いられる。タッチパネル等のカバーガラスとして使用される場合、硬質基板12は、透光性を有することが好ましい。なお、サファイヤ基板は、高純度のアルミナを人工的に単結晶へ成長させることによって製造される。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a hard member according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the hard member 11 of the present embodiment includes a hard substrate 12, an adhesion layer 14 provided on the hard substrate 12, and an antifouling layer 15 provided on the adhesion layer 14. There is. The hard substrate 12 is not particularly limited as long as the hardness is 8 GPa or more. In this embodiment, a sapphire substrate is used as the hard substrate 12. When used as a cover glass for a touch panel or the like, the hard substrate 12 preferably has a light-transmitting property. The sapphire substrate is manufactured by artificially growing high-purity alumina into a single crystal.

硬質基板12の硬さは、第1の実施形態と同様に、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法で測定することができる。硬質基板12の硬さは10GPa以上であることが好ましく、15GPa以上であることがより好ましく、20GPa以上であることがさらに好ましく、25GPa以上であることが特に好ましい。硬さの上限値は、特に設定されるものではないが、例えば、一般には350GPaである。 The hardness of the hard substrate 12 can be measured by the nanoindentation method using a Berkovich type diamond indenter as in the first embodiment. The hardness of the hard substrate 12 is preferably 10 GPa or more, more preferably 15 GPa or more, further preferably 20 GPa or more, and particularly preferably 25 GPa or more. The upper limit of hardness is not particularly set, but is generally 350 GPa, for example.

本実施形態における密着層14は、第1の実施形態における密着層4と同様の材料、同様の厚み、及び同様の方法で形成することができる。本実施形態における防汚層15は、第1の実施形態における防汚層5と同様の材料、同様の厚み、及び同様の方法で形成することができる。 The adhesion layer 14 in the present embodiment can be formed by using the same material, the same thickness, and the same method as the adhesion layer 4 in the first embodiment. The antifouling layer 15 in this embodiment can be formed by using the same material, the same thickness, and the same method as those of the antifouling layer 5 in the first embodiment.

本実施形態においては、硬質基板12と防汚層15の間に、所定の厚みの密着層14が設けられているので、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れた硬質部材にすることができる。 In the present embodiment, since the adhesion layer 14 having a predetermined thickness is provided between the hard substrate 12 and the antifouling layer 15, the hard layer has good scratch resistance and excellent adhesion to the antifouling layer. It can be a member.

なお、硬質部材11としては、密着層14:酸化ケイ素、窒化ケイ素または酸窒化ケイ素、防汚層15:フッ素含有有機ケイ素化合物の組み合わせが好ましい。 The hard member 11 is preferably a combination of an adhesion layer 14: silicon oxide, silicon nitride or silicon oxynitride, and an antifouling layer 15: a fluorine-containing organosilicon compound.

以下、本発明を具体的な実施例により説明する。但し、以下の実施例は単なる例示であり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples. However, the following examples are merely examples, and the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1〜6及び比較例1〜2>
図1に示す、硬質部材1の密着層4の膜厚を変化させ、密着層4の膜厚の影響を検討した。
<Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2>
The thickness of the adhesion layer 4 of the hard member 1 shown in FIG. 1 was changed, and the influence of the thickness of the adhesion layer 4 was examined.

(実施例1)
[硬質層3の形成]
基板2として、日本電気硝子株式会社製無アルカリガラス基板OA−10Gを用い、RAS方式で基板2の上に硬質層3としてのZrO膜を形成した。Zr膜の成膜条件として、成膜圧力:0.12Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:100sccm、Zrターゲット印加電力:5.5kWとした。Zr膜の酸化条件として、キャリアガスとしての酸素ガス流量:40sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、ZrO膜を膜厚500nmとなるように成膜した。ZrO膜を形成した基板の硬さを、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法(最大荷重:1.225mN)により測定した結果、11.1GPaであった。なお、基板(OA−10G)の硬さは、6.5GPaであった。なお、「ZrO」は実際の組成比を表すものではない。
(Example 1)
[Formation of Hard Layer 3]
A non-alkali glass substrate OA-10G manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. was used as the substrate 2, and a ZrO 2 film as the hard layer 3 was formed on the substrate 2 by the RAS method. As the film forming conditions for the Zr film, the film forming pressure was 0.12 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 100 sccm, and the Zr target applied power was 5.5 kW. As a Zr film oxidation condition, a flow rate of oxygen gas as a carrier gas: 40 sccm and a radical gun applied power: 4.5 kW, a ZrO 2 film was formed to a film thickness of 500 nm. The hardness of the substrate on which the ZrO 2 film was formed was 11.1 GPa as a result of measurement by a nanoindentation method (maximum load: 1.225 mN) using a Berkovich diamond indenter. The hardness of the substrate (OA-10G) was 6.5 GPa. In addition, "ZrO 2 "does not represent an actual composition ratio.

[密着層4の形成]
硬質層3の上に、RAS方式で密着層4としてのSiO膜を形成した。Si膜の成膜条件として、成膜圧力:0.12Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:100sccm、Siターゲット印加電力:5.0kWとした。Si膜の酸化条件として、キャリアガスとしての酸素ガス流量:40sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、SiO膜を膜厚2nmとなるように成膜した。なお、「SiO」は実際の組成比を表すものではない。
[Formation of adhesion layer 4]
A SiO 2 film as the adhesion layer 4 was formed on the hard layer 3 by the RAS method. As the film forming conditions for the Si film, the film forming pressure was 0.12 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 100 sccm, and the Si target applied power was 5.0 kW. As the oxidation conditions for the Si film, the flow rate of oxygen gas as a carrier gas: 40 sccm, the electric power applied to the radical gun: 4.5 kW, and the SiO 2 film was formed to have a film thickness of 2 nm. Note that "SiO 2 "does not represent the actual composition ratio.

[防汚層5の形成]
密着層4の上に、以下のようにして防汚層5を形成した。密着層4の表面を洗浄機で洗浄し、大気圧プラズマ装置で表面を処理した。その後、スプレー装置を使用して、フッ素含有有機ケイ素化合物溶液(ダイキン工業社製 UF503:0.1質量%、3M社製Novec7200:99.9質量%)を塗布した。塗布条件は、基板2の搬送速度3mm/秒、塗布量10ml/分、エアー流量40l/分、スプレーノズル往復速度800mm/秒、スプレーノズル−基板間距離20mmの条件とした。フッ素含有有機ケイ素化合物溶液を塗布した後、クリーンオーブンを使用して150℃で60分間加熱し、塗布面をアルコールを浸したワイパーで拭き取ることで、密着層4の上に防汚層5を形成した。防汚層5の膜厚は、5nmであった。
[Formation of antifouling layer 5]
The antifouling layer 5 was formed on the adhesion layer 4 as follows. The surface of the adhesion layer 4 was washed with a washing machine and treated with an atmospheric pressure plasma device. Thereafter, a fluorine-containing organosilicon compound solution (UF503: 0.1% by mass, manufactured by Daikin Industries, Ltd., Novec 7200: 99.9% by mass, manufactured by 3M) was applied using a spray device. The coating conditions were such that the substrate 2 was transported at a speed of 3 mm/sec, the coating amount was 10 ml/min, the air flow rate was 40 l/min, the spray nozzle reciprocating speed was 800 mm/sec, and the spray nozzle-substrate distance was 20 mm. After the fluorine-containing organosilicon compound solution is applied, it is heated at 150° C. for 60 minutes using a clean oven, and the applied surface is wiped off with a wiper soaked in alcohol to form an antifouling layer 5 on the adhesion layer 4. did. The film thickness of the antifouling layer 5 was 5 nm.

以上のようにして、実施例1の硬質部材1を作製した。 The hard member 1 of Example 1 was manufactured as described above.

(実施例2)
密着層4の膜厚を15nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 2)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was set to 15 nm.

(実施例3)
密着層4の膜厚を20nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 3)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was set to 20 nm.

(実施例4)
密着層4の膜厚を30nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 4)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 30 nm.

(実施例5)
密着層4の膜厚を40nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 5)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 40 nm.

(実施例6)
密着層4の膜厚を50nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 6)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 50 nm.

(比較例1)
密着層4を形成せずに、硬質層3の上に防汚層5を直接形成する以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative Example 1)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the antifouling layer 5 was directly formed on the hard layer 3 without forming the adhesion layer 4.

(比較例2)
密着層4の膜厚を80nmとする以外は、実施例1と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative example 2)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer 4 was set to 80 nm.

[耐擦傷性の評価]
実施例1〜6及び比較例1〜2で作製した硬質部材1について、以下のようにして耐擦傷性を評価した。
[Evaluation of scratch resistance]
The scratch resistance of the hard member 1 produced in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 was evaluated as follows.

耐擦傷性の評価は、揺動擦り試験により行った。揺動擦り試験は、テーバーインダストリーズ社製 Taber Oscillating Abrasion Tester 6160を用いて行なった。装置の容器内に、試料とともに砂(PREMIER Silica社製 Colorado Silica Sand(Sieve Sizes 6/9))1300gを投入した。試料は、容器の底部にテープで固定し、その上を砂が覆うように配置した。なお、試料は砂の表面から約1.5cm下に位置する状態となった。この状態で、容器ごと揺動させ、容器内の砂が動くことにより試料の表面を砂が擦る。揺動ストローク100mm、揺動速度200往復/分、揺動回数1000往復の条件で行った。透過ヘイズをヘイズメーター(日本電色工業社製 NDH−5000)で測り、揺動擦り試験前後でのヘイズ値の差(ΔH(%))で評価した。なお、以下の基準で、ヘイズ値の差(ΔH(%))を、◎、○、及び×に区別して評価した。評価結果を表1に示す。 The scratch resistance was evaluated by a rocking rubbing test. The rocking rubbing test was performed using Taber Oscillating Abrasion Tester 6160 manufactured by Taber Industries. 1300 g of sand (Colorado Silica Sand (Sieve Sizes 6/9) manufactured by PREMIER Silica) was put into the container of the apparatus together with the sample. The sample was taped to the bottom of the container and placed so that the sand covered it. The sample was in a state of being positioned about 1.5 cm below the surface of the sand. In this state, the container is rocked so that the sand in the container moves to rub the sample surface. The rocking stroke was 100 mm, the rocking speed was 200 reciprocations/minute, and the rocking frequency was 1000 reciprocations. The transmission haze was measured with a haze meter (NDH-5000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) and evaluated by the difference in haze value (ΔH (%)) before and after the rocking rubbing test. The difference in haze value (ΔH(%)) was evaluated by distinguishing ⊚, ∘, and × based on the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1.

◎:0.07以下
○:0.08〜0.14
×:0.15以上
⊚: 0.07 or less O: 0.08 to 0.14
X: 0.15 or more

[密着性の評価]
実施例1〜6及び比較例1〜2で作製した硬質部材1について、以下のようにして防汚層の密着性を評価した。
[Evaluation of adhesion]
About the hard member 1 produced in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2, the adhesion of the antifouling layer was evaluated as follows.

防汚層の密着性評価は、スチールウール擦り試験により行った。スチールウール擦り試験は、縦10mm×横10mmの日本スチールウール社製 ボンスター業務用等級#0000を防汚層の表面に押し当て(荷重1000gf)、擦りストローク40mm、擦り速度60往復/分、擦り回数1000往復の条件で行った。試験後、防汚層の表面における水との接触角を測定した。接触角が90°以上の場合を○、 90°未満の場合を×として、評価した。評価結果を表1に示す。 The adhesion of the antifouling layer was evaluated by a steel wool rubbing test. The steel wool rubbing test is a 10 mm long × 10 mm wide Bonster commercial grade #0000 pressed against the surface of the antifouling layer (load 1000 gf), rubbing stroke 40 mm, rubbing speed 60 reciprocations/min, rubbing frequency It was carried out under the condition of 1,000 round trips. After the test, the contact angle with water on the surface of the antifouling layer was measured. The case where the contact angle was 90° or more was evaluated as ◯, and the case where the contact angle was less than 90° was evaluated as x. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例7〜8及び比較例3>
実施例2の硬質層3の膜厚を変化させ、硬質層3の膜厚の影響を検討した。
<Examples 7 to 8 and Comparative Example 3>
The film thickness of the hard layer 3 of Example 2 was changed and the influence of the film thickness of the hard layer 3 was examined.

(実施例7)
硬質層3の膜厚を300nmとする以外は、実施例2と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 7)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 2 except that the film thickness of the hard layer 3 was 300 nm.

(実施例8)
硬質層3の膜厚を200nmとする以外は、実施例2と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 8)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 2 except that the film thickness of the hard layer 3 was 200 nm.

(比較例3)
硬質層3の膜厚を100nmとする以外は、実施例2と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative example 3)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 2 except that the film thickness of the hard layer 3 was 100 nm.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例7〜8及び比較例3で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
The hard member 1 produced in Examples 7 to 8 and Comparative Example 3 was evaluated for scratch resistance and adhesion in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例9〜10>
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、窒化ケイ素(SiN)膜及び酸窒化ケイ素(SiON)膜を用いて検討した。なお、「SiN」及び「SiON」は、実際の組成比を示すものではない。
<Examples 9 to 10>
As the adhesion layer 4, a silicon nitride (SiN) film and a silicon oxynitride (SiON) film were used in place of the silicon oxide (SiO 2 ) film. In addition, "SiN" and "SiON" do not show an actual composition ratio.

(実施例9)
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、窒化ケイ素(SiN)膜を形成した以外は、実施例2と同様にして硬質部材1を作製した。Si膜の成膜条件として、成膜圧力:0.12Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:100sccm、Siターゲット印加電力:5.0kWとした。Si膜の窒化条件として、キャリアガスとしての窒素ガス流量:40sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、窒化ケイ素(SiN)膜を膜厚15nmとなるように成膜した。
(Example 9)
The hard member 1 was produced in the same manner as in Example 2 except that a silicon nitride (SiN) film was formed as the adhesion layer 4 instead of the silicon oxide (SiO 2 ) film. As the film forming conditions for the Si film, the film forming pressure was 0.12 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 100 sccm, and the Si target applied power was 5.0 kW. As a nitriding condition of the Si film, a flow rate of nitrogen gas as a carrier gas: 40 sccm and a radical gun applied power: 4.5 kW, a silicon nitride (SiN) film was formed to a film thickness of 15 nm.

(実施例10)
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、酸窒化ケイ素(SiON)膜を形成した以外は、実施例2と同様にして透光性部材を作製した。Si膜の成膜条件として、成膜圧力:0.17Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:150sccm、Siターゲット印加電力:5.0kWとした。Si膜の酸窒化条件として、キャリアガスとしての酸素ガス流量:10sccm及び窒素ガス流量:30sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、酸窒化ケイ素(SiON)膜を膜厚15nmとなるように成膜した。
(Example 10)
A translucent member was produced in the same manner as in Example 2 except that a silicon oxynitride (SiON) film was formed as the adhesion layer 4 instead of the silicon oxide (SiO 2 ) film. As the film forming conditions for the Si film, the film forming pressure was 0.17 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 150 sccm, and the Si target applied power was 5.0 kW. As the oxynitriding conditions of the Si film, a flow rate of oxygen gas as a carrier gas: 10 sccm, a flow rate of nitrogen gas: 30 sccm, and a radical gun applied power: 4.5 kW, a silicon oxynitride (SiON) film was formed to a film thickness of 15 nm. Filmed

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例9〜10で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
With respect to the hard member 1 produced in Examples 9 to 10, scratch resistance and adhesion were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<比較例4>
硬質層3及び密着層4を形成しない場合の耐擦傷性及び密着性を評価した。
<Comparative example 4>
The scratch resistance and the adhesiveness when the hard layer 3 and the adhesive layer 4 were not formed were evaluated.

(比較例4)
硬質層3及び密着層4を形成せずに、基板2の上に防汚層5を直接形成する以外は、実施例2と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative Example 4)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 2 except that the antifouling layer 5 was directly formed on the substrate 2 without forming the hard layer 3 and the adhesion layer 4.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
比較例4で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
The hard member 1 produced in Comparative Example 4 was evaluated for scratch resistance and adhesion in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例11及び比較例5>
硬質基板を用い、図2に示す硬質部材11を作製して評価した。
<Example 11 and Comparative Example 5>
The hard member 11 shown in FIG. 2 was manufactured and evaluated using the hard substrate.

(実施例11)
硬質基板12として、厚みが0.5mmのサファイヤ基板を用いた。サファイヤ基板の硬さを、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法(最大荷重:1.225mN)で測定したところ、30.2GPaであった。硬質基板12の上に、密着層14及び防汚層15を形成し、硬質部材11を作製した。密着層14及び防汚層15は、実施例2における密着層4及び防汚層5と同様にして形成した。
(Example 11)
As the hard substrate 12, a sapphire substrate having a thickness of 0.5 mm was used. The hardness of the sapphire substrate was 30.2 GPa when measured by the nanoindentation method (maximum load: 1.225 mN) using a Berkovich type diamond indenter. The adhesion layer 14 and the antifouling layer 15 were formed on the hard substrate 12 to prepare the hard member 11. The adhesion layer 14 and the antifouling layer 15 were formed in the same manner as the adhesion layer 4 and the antifouling layer 5 in Example 2.

(比較例5)
密着層14を形成せずに、硬質基板12の上に防汚層15を直接形成する以外は、実施例11と同様にして硬質部材11を作製した。
(Comparative example 5)
A hard member 11 was produced in the same manner as in Example 11 except that the antifouling layer 15 was directly formed on the hard substrate 12 without forming the adhesion layer 14.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例11及び比較例5で作製した硬質部材11について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
With respect to the hard member 11 produced in Example 11 and Comparative Example 5, scratch resistance and adhesion were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例12〜17及び比較例6〜7>
図1に示す硬質部材1の硬質層3をAlONに変更し、かつ密着層4の膜厚を変化させて、密着層4の膜厚の影響を検討した。
<Examples 12 to 17 and Comparative Examples 6 to 7>
The hard layer 3 of the hard member 1 shown in FIG. 1 was changed to AlON, and the film thickness of the adhesive layer 4 was changed to examine the influence of the film thickness of the adhesive layer 4.

(実施例12)
[硬質層3の形成]
基板2として、日本電気硝子株式会社製アルミノシリケート強化ガラス基板T2X−1を用い、RAS方式で基板2の上に硬質層3としてのAlON膜を形成した。Al膜の成膜条件として、成膜圧力:0.12Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:100sccm、Alターゲット印加電力:5.0kWとした。Al膜の酸窒化条件として、キャリアガスとしての酸素ガス流量:2sccm、窒素ガス流量:38sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、AlON膜を膜厚500nmとなるように成膜した。AlON膜を形成した基板の硬さを、Berkovich型ダイヤモンド圧子を用いたナノインデンテーション法(最大荷重:1.225mN)により測定した結果、18.0GPaであった。なお、基板(T2X−1)の硬さは、7.3GPaであった。なお、「AlON」は実際の組成比を表わすものではない。
(Example 12)
[Formation of Hard Layer 3]
An aluminosilicate reinforced glass substrate T2X-1 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. was used as the substrate 2, and an AlON film as the hard layer 3 was formed on the substrate 2 by the RAS method. As the film forming conditions for the Al film, the film forming pressure was 0.12 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 100 sccm, and the Al target applied power was 5.0 kW. As the oxynitriding conditions of the Al film, the flow rate of oxygen gas as a carrier gas: 2 sccm, the flow rate of nitrogen gas: 38 sccm, and the radical gun applied power: 4.5 kW, the AlON film was formed to a film thickness of 500 nm. The hardness of the substrate on which the AlON film was formed was measured by the nanoindentation method (maximum load: 1.225 mN) using a Berkovich type diamond indenter, and the result was 18.0 GPa. The hardness of the substrate (T2X-1) was 7.3 GPa. Note that "AlON" does not represent the actual composition ratio.

なお、密着層4の形成方法、及び防汚層5の形成方法は、実施例1と同様である。 The method for forming the adhesion layer 4 and the method for forming the antifouling layer 5 are the same as in Example 1.

(実施例13)
密着層4の膜厚を15nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 13)
Hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of adhesion layer 4 was set to 15 nm.

(実施例14)
密着層4の膜厚を20nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 14)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 20 nm.

(実施例15)
密着層4の膜厚を30nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 15)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 30 nm.

(実施例16)
密着層4の膜厚を40nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 16)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 40 nm.

(実施例17)
密着層4の膜厚を50nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 17)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of the adhesive layer 4 was 50 nm.

(比較例6)
密着層4を形成せずに、硬質層3の上に防汚層5を直接形成する以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative example 6)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the antifouling layer 5 was directly formed on the hard layer 3 without forming the adhesion layer 4.

(比較例7)
密着層4の膜厚を80nmとする以外は、実施例12と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative Example 7)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 12 except that the thickness of the adhesive layer 4 was set to 80 nm.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例12〜17及び比較例6〜7で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
With respect to the hard member 1 produced in Examples 12 to 17 and Comparative Examples 6 to 7, scratch resistance and adhesion were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例18〜19及び比較例8>
硬質層3の膜厚を変化させ、硬質層3の膜厚の影響を検討した。
<Examples 18 to 19 and Comparative Example 8>
The film thickness of the hard layer 3 was changed and the influence of the film thickness of the hard layer 3 was examined.

(実施例18)
硬質層3の膜厚を300nmとする以外は、実施例13と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 18)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 13 except that the film thickness of the hard layer 3 was 300 nm.

(実施例19)
硬質層3の膜厚を200nmとする以外は、実施例13と同様にして硬質部材1を作製した。
(Example 19)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 13 except that the film thickness of the hard layer 3 was 200 nm.

(比較例8)
硬質層3の膜厚を100nmとする以外は、実施例13と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative Example 8)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 13 except that the film thickness of the hard layer 3 was 100 nm.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例18〜19及び比較例8で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
With respect to the hard member 1 produced in Examples 18 to 19 and Comparative Example 8, scratch resistance and adhesion were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<実施例20〜21>
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、窒化ケイ素(SiN)膜及び酸窒化ケイ素(SiON)膜を用いて検討した。なお、「SiN」及び「SiON」は、実際の組成比を示すものではない。
<Examples 20 to 21>
As the adhesion layer 4, a silicon nitride (SiN) film and a silicon oxynitride (SiON) film were used in place of the silicon oxide (SiO 2 ) film. In addition, "SiN" and "SiON" do not show an actual composition ratio.

(実施例20)
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、窒化ケイ素(SiN)膜を形成した以外は、実施例13と同様にして硬質部材1を作製した。Si膜の成膜条件として、成膜圧力:0.12Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:100sccm、Siターゲット印加電力:5.0kWとした。Si膜の窒化条件として、キャリアガスとしての窒素ガス流量:40sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、窒化ケイ素(SiN)膜を膜厚15nmとなるように成膜した。
(Example 20)
The hard member 1 was manufactured in the same manner as in Example 13 except that a silicon nitride (SiN) film was formed as the adhesion layer 4 instead of the silicon oxide (SiO 2 ) film. As the film forming conditions for the Si film, the film forming pressure was 0.12 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 100 sccm, and the Si target applied power was 5.0 kW. As a nitriding condition of the Si film, a flow rate of nitrogen gas as a carrier gas: 40 sccm and a radical gun applied power: 4.5 kW, a silicon nitride (SiN) film was formed to a film thickness of 15 nm.

(実施例21)
密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、酸窒化ケイ素(SiON)膜を形成した以外は、実施例13と同様にして透光性部材を作製した。Si膜の成膜条件として、成膜圧力:0.17Pa、キャリアガスとしてのArガスの流量:150sccm、Siターゲット印加電力:5.0kWとした。Si膜の酸窒化条件として、キャリアガスとしての酸素ガス流量:10sccm及び窒素ガス流量:30sccm、ラジカルガン印加電力:4.5kWとして、酸窒化ケイ素(SiON)膜を膜厚15nmとなるように成膜した。
(Example 21)
As the adhesion layer 4, a translucent member was produced in the same manner as in Example 13 except that a silicon oxynitride (SiON) film was formed instead of the silicon oxide (SiO 2 ) film. As the film forming conditions for the Si film, the film forming pressure was 0.17 Pa, the flow rate of Ar gas as a carrier gas was 150 sccm, and the Si target applied power was 5.0 kW. As the oxynitriding conditions of the Si film, a flow rate of oxygen gas as a carrier gas: 10 sccm, a flow rate of nitrogen gas: 30 sccm, and a radical gun applied power: 4.5 kW, a silicon oxynitride (SiON) film was formed to a film thickness of 15 nm. Filmed

[耐擦傷性及び密着性の評価]
実施例20〜21で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
With respect to the hard member 1 produced in Examples 20 to 21, scratch resistance and adhesion were evaluated in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

<比較例9>
硬質層3及び密着層4を形成しない場合の耐擦傷性及び密着性を評価した。
<Comparative Example 9>
The scratch resistance and the adhesiveness when the hard layer 3 and the adhesive layer 4 were not formed were evaluated.

(比較例9)
硬質層3及び密着層4を形成せずに、基板2の上に防汚層5を直接形成する以外は、実施例13と同様にして硬質部材1を作製した。
(Comparative Example 9)
A hard member 1 was produced in the same manner as in Example 13 except that the antifouling layer 5 was directly formed on the substrate 2 without forming the hard layer 3 and the adhesion layer 4.

[耐擦傷性及び密着性の評価]
比較例9で作製した硬質部材1について、上記と同様にして、耐擦傷性及び密着性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of scratch resistance and adhesion]
The hard member 1 produced in Comparative Example 9 was evaluated for scratch resistance and adhesion in the same manner as above. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0006737271
Figure 0006737271

実施例1〜6及び比較例1〜2、並びに実施例12〜17及び比較例6〜7の結果から明らかなように、厚みが50nm以下の酸化ケイ素(SiO)膜からなる密着層を設けた実施例1〜6及び実施例12〜17は、密着層を設けていない比較例1及び比較例6に比べ、良好な密着性が得られた。また、実施例1〜6及び実施例12〜17は、厚みが80nmの密着層を設けた比較例2及び比較例7に比べ、良好な耐擦傷性が得られた。したがって、本発明に従う実施例1〜6及び実施例12〜17は、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れていることが分かる。As is clear from the results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2, and Examples 12 to 17 and Comparative Examples 6 to 7, an adhesion layer made of a silicon oxide (SiO 2 ) film having a thickness of 50 nm or less was provided. In Examples 1 to 6 and Examples 12 to 17, good adhesion was obtained as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 6 in which the adhesion layer was not provided. Further, in Examples 1 to 6 and Examples 12 to 17, good scratch resistance was obtained as compared with Comparative Example 2 and Comparative Example 7 in which the adhesion layer having a thickness of 80 nm was provided. Therefore, it is understood that Examples 1 to 6 and Examples 12 to 17 according to the present invention have good scratch resistance and excellent adhesion to the antifouling layer.

実施例2、7〜8及び比較例3、並びに実施例13、18〜19及び比較例8の結果から明らかように、厚みが200nm以上である硬質層を設けた実施例2、7〜8及び実施例13、18〜19は、厚みが100nmの硬質層を設けた比較例3及び比較例8に比べ、良好な耐擦傷性が得られた。 As is clear from the results of Examples 2, 7 to 8 and Comparative Example 3, and Examples 13, 18 to 19 and Comparative Example 8, Examples 2, 7 to 8 provided with a hard layer having a thickness of 200 nm or more, and In Examples 13 and 18 to 19, good scratch resistance was obtained as compared with Comparative Examples 3 and 8 in which a hard layer having a thickness of 100 nm was provided.

実施例2、9〜10及び実施例13、20〜21の結果から明らかように、密着層4として、酸化ケイ素(SiO)膜に代えて、窒化ケイ素(SiN)膜または酸窒化ケイ素(SiON)膜を用いた場合にも、耐擦傷性が良好で、かつ防汚層の密着性に優れるという本発明の効果が得られることがわかる。As is clear from the results of Examples 2, 9 to 10 and Examples 13, 20 to 21, instead of the silicon oxide (SiO 2 ) film, the silicon nitride (SiN) film or the silicon oxynitride (SiON) was used as the adhesion layer 4. It can be seen that even when a film is used, the effect of the present invention that the scratch resistance is good and the adhesion of the antifouling layer is excellent can be obtained.

比較例4及び比較例9の結果から、硬質層3及び密着層4を形成しない場合、耐擦傷性が低いことがわかる。 From the results of Comparative Example 4 and Comparative Example 9, it can be seen that the scratch resistance is low when the hard layer 3 and the adhesion layer 4 are not formed.

本発明の硬質部材は、各種デバイスのカバーガラスやカバー部材として利用できることは勿論、窓材、調理器のトッププレート等に利用できる。 The hard member of the present invention can be used not only as a cover glass or cover member for various devices, but also as a window material, a top plate of a cooker, or the like.

1…硬質部材
2…基板
3…硬質層
4…密着層
5…防汚層
11…硬質部材
12…硬質基板
14…密着層
15…防汚層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hard member 2... Substrate 3... Hard layer 4... Adhesion layer 5... Antifouling layer 11... Hard member 12... Hard substrate 14... Adhesion layer 15... Antifouling layer

Claims (5)

ガラス基板と、
前記ガラス基板上に設けられ、金属酸化物、金属窒化物、または金属酸窒化物からなり、厚みが150nm以上、10000nm以下である硬質層(但し、酸化アルミニウム及びサファイヤを除く)と、
前記硬質層の上に直接設けられ、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸窒化ケイ素から選ばれる少なくとも1種からなり、厚みが60nm以下である密着層と、
前記密着層の上に直接設けられ、有機ケイ素化合物を含有する防汚層とを備える、硬質部材。
A glass substrate,
A hard layer provided on the glass substrate, made of metal oxide, metal nitride, or metal oxynitride and having a thickness of 150 nm or more and 10000 nm or less (excluding aluminum oxide and sapphire);
An adhesion layer which is directly provided on the hard layer, is made of at least one selected from silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, and has a thickness of 60 nm or less,
A hard member, which is provided directly on the adhesion layer and includes an antifouling layer containing an organosilicon compound.
前記密着層の厚みが、1nm以上である、請求項1に記載の硬質部材。 The hard member according to claim 1, wherein the adhesion layer has a thickness of 1 nm or more. 前記硬質層の硬さが、7GPa以上である、請求項1または2に記載の硬質部材。 The hard member according to claim 1 or 2, wherein the hardness of the hard layer is 7 GPa or more. 前記硬質層が、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウムから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬質部材。 The hard layer, zirconium oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, titanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tin oxide, zinc oxide, containing at least one selected et or oxide indium arm, according to claim 1 The hard member according to any one of 3 above. 前記防汚層が、フッ素含有有機ケイ素化合物を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬質部材。
The hard member according to any one of claims 1 to 4, wherein the antifouling layer contains a fluorine-containing organosilicon compound.
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