(57)【要約】【課題】  前方視認性に優れると共に明確な表示を行なうことができるコンバイナ付ガラスを、簡便且つ生産性良く製造することができる、ヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法を提供する。【解決手段】  ガラス基板の表面に、有機チタン、有機ジルコニウム化合物、有機ビスマス化合物、有機鉄化合物、有機インジウム化合物、有機錫化合物から少なくとも一種選ばれる有機金属化合物と、ニトロセルロースと、有機溶剤とを配合した処理液を塗布して乾燥し、乾燥被膜を５００〜８００℃で焼成する。このことによって、屈折率１．６〜２．３、膜厚３０〜１００ｎｍの膜体を形成し、また膜体が形成されたガラス基板の可視光反射率を１３〜２０％にする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面に、有機チタン、有機ジルコニウム化合物、有機ビスマス化合物、有機鉄化合物、有機インジウム化合物、有機錫化合物から少なくとも一種選ばれる有機金属化合物と、ニトロセルロースと、有機溶剤とを配合した処理液を塗布して乾燥し、乾燥被膜を５００〜８００℃で焼成することによって、屈折率１．６〜２．３、膜厚３０〜１００ｎｍの膜体を形成すると共に、膜体が形成されたガラス基板の可視光反射率を１３〜２０％に形成することを特徴とするヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法。
【請求項２】
有機ケイ素化合物が配合された処理液を用いることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法。
【請求項３】
処理液に配合される有機金属化合物の質量（Ｍ）と、有機ケイ素化合物の質量（Ｎ）の比率が、Ｎ／Ｍ＝３以下であることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の窓ガラスなどに装備されるヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などを運転する運転者に、運転席の各種計器類からの情報を表示する方法として、ヘッドアップディスプレイが近年、注目されている。ヘッドアップディスプレイは運転者が大きく視野移動をさせる必要なく計器類の情報を読み取ることができるようにしたものであり、このようなヘッドアップディスプレイとして、計器類の表示体から表示像をコンバイナ付フロントガラスに映し出すことが広く知られている。
【０００３】
このコンバイナ付ガラスに要求される特性としては、運転者の前方視認性を確保しながら、コンバイナに表示像が明確に表示されることが必要であり、このような特性を有するヘッドアップディスプレイ用のコンバイナ付ガラスとして、ガラスの表面に屈折率が２．０以上で膜厚が３００ｎｍ以上の膜体を設けてコンバイナを形成するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。そして、ガラスにコンバイナ用の膜体を形成する方法としては、特許文献１に記載されているように、スパッタリング法やＣＶＤ法等の気相法、ゾル−ゲル法、ＬＰＤ法（液相析出法）などが挙げられる。
【特許文献１】特開平０９−２５８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、スパッタリング法やＣＶＤ法等の気相法は装置が大掛かりなものになり、しかもヘッドアップディスプレイ用コンバイナの膜体がパターニングを要する場合には、マスクをして製膜したり、製膜後にエッチング処理を行なったりする必要があり、生産性が悪いという問題がある。またゾル−ゲル法は脱水収縮に伴う反応を利用するため、経時による処理液の変化が大きく安定した膜体を形成することが難しいという問題がある。さらにＬＰＤ法は処理液からガラスの表面への析出によって膜体の形成を行なうため、狙いの膜厚を得るためには非常に時間がかかり、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
一方、膜体を形成する処理液の配合によっては、得られる膜体の透明性や光透過性が悪く、良好な前方視認性を確保することができなかったり、あるいは反射率が不十分になって明確な表示を得ることができなかったりするなど、コンバイナ付ガラスとして必要とされる特性を得ることができないことがあるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、前方視認性に優れると共に明確な表示を行なうことができるコンバイナ付ガラスを、簡便且つ生産性良く製造することができる、ヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るヘッドアップディスプレイ用コンバイナ付ガラスの製造方法は、ガラス基板の表面に、有機チタン、有機ジルコニウム化合物、有機ビスマス化合物、有機鉄化合物、有機インジウム化合物、有機錫化合物から少なくとも一種選ばれる有機金属化合物と、ニトロセルロースと、有機溶剤とを配合した処理液を塗布して乾燥し、乾燥被膜を５００〜８００℃で焼成することによって、屈折率１．６〜２．３、膜厚３０〜１００ｎｍの膜体を形成すると共に、膜体が形成されたガラス基板の可視光反射率を１３〜２０％に形成することを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項２の発明は、上記の処理液として、有機金属化合物、ニトロセルロース、有機溶剤の他に、有機ケイ素化合物が配合されたものを用いることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、上記処理液として、処理液に配合される有機金属化合物の質量（Ｍ）と、有機ケイ素化合物の質量（Ｎ）の比率が、Ｎ／Ｍ＝３以下であるものを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機金属化合物と、ニトロセルロースと、有機溶剤と、必要に応じて有機ケイ素化合物を配合して調製される処理液をガラス基板に塗布して焼成することによって、コンバイナ用の膜体を形成することができるものであり、コンバイナ付ガラスを簡便且つ生産性良く製造することができるものである。また膜体は屈折率が１．６〜２．３、膜厚が３０〜１００ｎｍであり、膜体が形成されたガラス基板の可視光反射率が１３〜２０％であるため、前方視認性に優れると共に明確な表示を行なうことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本発明においてコンバイナ用の膜体を形成するために使用する処理液は、有機金属化合物、ニトロセルロース、及び有機溶剤を配合して調製されるものである。
【００１３】
ここで、有機金属化合物は、膜体を高屈折率に形成する膜形成材料となるものであり、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機ビスマス化合物、有機鉄化合物、有機インジウム化合物、および有機錫化合物から少なくとも一種選ばれるものを用いるものである。有機金属化合物として具体的には、各金属（チタン、ジルコニウム、ビスマス、鉄、インジウム、錫）のエトキシドやプロポキシド等のアルコキシド類、キレート類、有機酸エステル類、グリコレート類、アルコキシドが重縮合したオリゴマー等が挙げられる。なかでも、有機チタン化合物と有機ビスマス化合物の少なくとも一方を選択して使用すると、焼成後の膜体の屈折率が高くなり、且つ各種耐久性が良好な膜体を得ることができるので望ましい。
【００１４】
有機金属化合物の配合量は、有機金属化合物の種類によって異なるが、処理液中、１〜３０質量％の範囲が好ましい。１質量％未満であると、所望の膜厚の膜体を得るためにガラス基板への塗布量を増やす必要があり、生産性が悪くなるという問題がある。逆に３０質量％を超えると、処理液中の有機金属化合物量が多くなりすぎ、焼成後の膜体の膜厚が厚くなり過ぎてクラックが入り易くなるという問題がある。
【００１５】
またニトロセルロースは、有機溶剤に可溶であるので処理液の粘度を適度に維持して、ガラス基板ヘの塗布を良好にすることができると共に、乾燥後の取扱を良好にすることができるものである。しかもニトロセルロースは熱分解温度が１５０〜２７０℃であるため、焼成によって分解されて膜体内に残らず、強度が高く、耐薬品性に優れた焼成膜体を得ることができるものである。ニトロセルロースとしては、特に限定されるものではないが、重量平均分子量が２０００〜２０００００のものを用いるのが好ましく、より好ましくは重量平均分子量が３０００〜１５００００の範囲のものを用いるのがよい。このニトロセルロースの配合量は、処理液の粘度や、膜体の膜厚などによって決定されるものであって、特に制限されるものではないが、処理液中、１〜５０質量％の範囲が好ましい。
【００１６】
また有機溶剤は、上記の有機金属化合物、ニトロセルロース、また後述の有機ケイ素化合物を溶解できるものであれば特に制限なく使用することができるものであり、処理液の塗布方法などに応じて適宜選択することができるものである。具体的には、エチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジアセトンアルコール、２−オクタノン、トリエチレングリコール、乳酸エチル、乳酸ブチル等の高沸点溶剤が、スクリーン印刷、フレキソ印刷等を利用して処理液をガラス基材の表面に塗布する場合に好ましい。有機溶剤の配合量も、処理液の粘度や、膜体の膜厚などによって決定されるものであって、特に制限されるものではないが、処理液中、５０〜９０質量％の範囲が好ましい。
【００１７】
本発明で用いる処理液には、上記の各成分の他に、有機ケイ素化合物を配合することもできる。有機ケイ素化合物は、焼成後の膜体の屈折率を下げ、膜体を所望の屈折率に調整するために用いられる膜形成材料である。このような有機ケイ素化合物としては、ケイ素のエトキシド、プロポキシド、ブトキシド等のアルコキシド類、ポリシロキサン骨格を持つシリコンオイル、シリコンワニス等を挙げることができる。
【００１８】
ここで、処理液中の有機ケイ素化合物の配合量は、所望の光学特性を有する膜体を得るために、次のように設定されることが望ましい。すなわち、有機金属化合物の質量（Ｍ）と、有機ケイ素化合物の質量（Ｎ）の比（Ｎ／Ｍ）が、３以下になるように設定するのが望ましい。Ｎ／Ｍが３を超えると、有機ケイ素化合物の量が多くなり過ぎて、得られる膜体の屈折率が低くなり、コンバイナとしての所望の光学特性を得ることができなくなるおそれがある。Ｎ／Ｍの下限は特に設定されるものでないが、有機ケイ素化合物を配合して屈折率を調整するためには、Ｎ／Ｍは０．１以上であることが望ましい。
【００１９】
上記のように各成分を配合して調製される処理液を、ガラス基板の表面にスプレー、ディップ、ロールコート、スピンコート、フレクソ印刷、スクリーン印刷等の任意の方法で塗布して、乾燥した後、５００〜８００℃の炉中で１〜１０分間焼成することによって、コンバイナ用の膜体を形成することができるものであり、そして冷却することによって、膜体が形成されたコンバイナ付ガラスを得ることができるものである。このように５００〜８００℃の温度条件で焼成することによって、処理液中の有機金属化合物は金属酸化物となり（有機ケイ素化合物を配合している場合には、有機ケイ素化合物は酸化ケイ素となる）、またニトロセルロースは分解して揮散するので、金属酸化物（及び酸化ケイ素）よりなる膜体を設けたコンバイナ付ガラスを得ることができるものである。
【００２０】
そして、有機金属化合物の配合量の調整、有機金属化合物と有機ケイ素化合物の配合比率の調整、ニトロセルロースの配合による粘度等の調整、有機溶剤の配合による粘度等の調整によって、屈折率が１．６〜２．３、膜厚が３０〜１００ｎｍの膜体をガラス基板の表面に形成するものであり、膜体をコンバイナとして形成した部分のガラス基板の可視光反射率が１３〜２０％になるようにするものである。
【００２１】
膜体の屈折率を１．６〜２．３の範囲にすることによって、狙いとする１３〜２０％のの可視光線反射率を得ることが可能となるものである。すなわち、膜体の屈折率が１．６未満の場合、屈折率が低すぎて可視光線反射率が１３％より高くならず、ヘッドアップディスプレイ用コンバイナとしての機能を果たさなくなるものであり、逆に膜体の屈折率が２．３を超えると、可視光線反射率が２０％を超えてしまい、前方視認性を下げてしまうという不具合が生じるものである。
【００２２】
また膜体の膜厚を３０〜１００ｎｍとすることによって、膜面の反射色がニュートラルになり、ヘッドアップディスプレイによって映し出した画像の色をそのまま表示することが可能になり、表示を明確に行なうことができるものである。すなわち、膜体の膜厚が３０ｎｍ未満の場合、膜体の耐久性に問題が生じるものであり、膜厚が１００ｎｍを超えると、膜の干渉色が出るため、ヘッドアップディスプレイによって映し出した画像の色をそのまま表示することができなくなるものである。
【００２３】
さらに、膜体が形成されたガラス基板の可視光線反射率を１３〜２０％とすることによって、前方視認性を損なうことなく、コンバイナ用の膜体の部分に画像を明確に表示することが可能になるものである。すなわち、可視光線反射率が１３％未満では、可視光線反射率が不足して画像を映し出して良好に表示することが難しくなるため、ヘッドアップディスプレイ用コンバイナとしての機能を果たすことができなくなるものである。逆に可視光線反射率が２０％を超えると、ガラス基板を透過する可視光線が不足して、前方視認性を損なうことになるものである。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２５】
（実施例１〜５、比較例１〜４）
表１、表２に示す配合で処理液を調製した。
【００２６】
ここで、実施例１は有機チタン化合物を、実施例２は有機ビスマス化合物を膜形成材料として単独で配合したものであり、実施例３〜５は有機ケイ素化合物と有機チタン化合物を膜形成材料として併用し、また両者の比率を変量して配合したものである。
【００２７】
また比較例１は有機ケイ素化合物のみを膜形成材料として配合したものであり、比較例２はニトロセルロースの代りに３５０〜４００℃で熱分解が完了する樹脂（ポリブチルメタクリレート）を配合したものである。比較例３は膜体を形成しないガラス板そのままである。尚、参考例は有機ケイ素化合物に対する有機チタン化合物の比率を少なくした配合のものである。
【００２８】
そして、実施例１〜５、比較例１〜２及び参考例の各処理液を、厚さ２．３ｍｍのグリーンガラス板上にスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃の熱風循環式オーブンで５分間乾燥した後、６００℃のマッフル炉中で１０分問焼成し、この後、室温まで冷却することによって、コンバイナ用の膜体付きガラス板を得た。
【００２９】
実施例１〜５、比較例１〜２、参考例の膜体付きガラス板、及び比較例３のガラス板について、次の評価方法に従って、膜厚、濁度、耐摩耗性、可視光線反射率、耐酸性、耐アルカリ性を評価し、これらの結果を表１、表２に示した。また実施例１〜３、比較例３について、反射率スペクトルを図１に示した。。
【００３０】
１．光学特性
分光光度計「ＵＶ３１００ＰＣ」（Ｓ１ＭＡＤＺＵ製）を用いて、各ガラス板の波長λ＝３８０〜７８０ｎｍにおける反射率を測定し、可視光線反射率（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９９年））を算出した。
【００３１】
２．濁度
濁度計「ＮＤＨ−Ａ３００」（日本電色（株）製）を用いて、各ガラス板のＨｚ率（ＪＩＳ  Ｋ６７１４（１９９４年））を測定した。
【００３２】
３．膜厚測定
ウェット膜厚計（エリクソン製）により、ウエット膜厚の測定を行ない、また触針式膜厚計「ＤＩＫＴＡＫ  ６ｍ」（ビーコ製）により、焼成後の膜体の膜厚の測定を行なった。
【００３３】
４．耐酸性
各ガラス板を０．１ＮのＨ２ＳＯ４水溶液に２時間浸漬し、浸漬後の膜剥離の有無、反射色変化を目視で観察した。
【００３４】
５．耐アルカリ性
各ガラス板を０．１ＮのＮａＯＨ水溶液に２時間浸漬し、浸漬後の膜剥離の有無、反射色変化を目視で観察した。
【００３５】
６．耐摩耗性
鉛筆硬度試験（Ｊ１Ｓ  Ｋ５６００−５−４（１９９７））で膜体が剥離する鉛筆硬度を硬さの目安とした。
【００３６】
７．屈折率
各ガラス板の裏面を黒塗りし、反射率スペクトルを測定した。そして算出式として、
２ｎｄｃｏｓθ＝λ／４×（２ｍ＋１）｛ｍは整数｝
を用いて屈折率を算出した。ただし、式においてｎは屈折率、ｄは膜厚（前記測定膜厚）、θは入射角、λは波長である。
【００３７】
【表１】
2007086360.tif 000002
【００３８】
【表２】
2007086360.tif 000003
【００３９】
表１にみられるように、実施例１〜５のものは、狙いとする１．６〜２．３の屈折率、３０〜１００ｎｍの膜厚を有する膜体を形成することができるものであり、可視光線反射率が高く、濁度も１％未満の透明でヘッドアップディスプレイ用コンバイナとしての優れた機能を果たし、且つ前方視認性の良好なコンバイナ用ガラスを得ることができた。また膜体は耐摩耗性、耐アルカリ性、耐酸性にも問題ないことが確認された。
【００４０】
一方、表２にみられるように、比較例１では有機ケイ素化合物しか配合に含まないため膜体の屈折率が低く、可視光線反射率は１３％未満であり、コンバイナとして所望の特性が得られないことが確認された。また比較例２では樹脂の熱分解温度がニトロセルロースと比較して高いため、膜体の強度を得ることができず、耐酸性も悪いことが確認された。比較例３のガラス板は可視光線反射率が１３％未満であり、そのままではコンバイナとして使用できないことが確認された。また参考例のように、有機ケイ素化合物が有機チタン化合物よりも多量に配合されていると、膜体の屈折率が大きく低下し、可視光線反射率が１３％未満になって、コンバイナとして特性が低下することが確認された。
【００４１】
さらに図１に見られるように、実施例１〜３のものは、膜体を形成しない比較例３のものよりも測定領域における反射率が高く、コンバイナとして使用できることが確認された。
【００４２】
また、本発明の製造方法を採用することにより、従来の製造方法よりも、簡便且つ生産性良くヘッドアップディスプレイ用コンバイナを得ることができるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１〜３及び比較例３の、波長と反射率との関係を示すグラフである。
【図１】
2007086360.tif 000004