(57)【要約】【課題】反射防止機能を備え、かつ硬度が十分に高く耐傷性が確保された透光性部材、時計、および透光性部材の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の透光性部材１は、透光性を有する基材１０を備え、基材１０の体表面部における少なくとも一部には、反射防止機能を有する反射防止層１１が形成され、反射防止層１１は、基材１０表面に形成されたホウ素化合物および／またはケイ素を含有してなる固体膜から拡散により注入されたホウ素イオンおよび／またはケイ素イオンを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基材を備え、
前記基材の体表面部における少なくとも一部には、反射防止機能を有する反射防止層が形成され、
前記反射防止層は、前記基材表面に形成されたホウ素化合物および／またはケイ素を含有してなる固体膜から拡散により注入されたホウ素イオンおよび／またはケイ素イオンを含む
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項２】
請求項１に記載の透光性部材において、
前記基材は、前記反射防止層と、前記ホウ素イオンおよび／またはケイ素イオンが注入されていないイオン非注入部とを有し、
前記反射防止層における前記イオン非注入部の屈折率よりも屈折率が小さい部分の厚みは、５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の透光性部材において、
前記反射防止層の最表層部の屈折率は、１．６２以下である
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の透光性部材において、
前記イオンが注入されてなる前記体表面部の表面硬度が、２４５００Ｎ／ｍｍ２以上である
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の透光性部材において、
前記イオンが注入されてなる前記体表面部の表面硬度が、前記イオンの注入前における前記基材の硬度よりも大きい
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の透光性部材において、
前記透光性部材は、カバー部材とされ、
前記反射防止層は、前記カバー部材の内側の部分および外側の部分のうち、少なくとも外側の部分に形成される
ことを特徴とする透光性部材。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の透光性部材を備え、
前記透光性部材は、時計体を収容するケースに設けられる
ことを特徴とする時計。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の透光性部材の製造方法であって、
ホウ素化合物からなる固体膜を、湿式法または乾式法により前記基材表面に形成する膜形成工程と、
前記基材表面に形成された前記固体膜からホウ素イオンを前記基材に拡散させる拡散工程と、
前記基材表面に残存する前記固体膜を除去する除去工程と、を備える
ことを特徴とする透光性部材の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の透光性部材の製造方法であって、
ケイ素からなる固体膜を、前記基材表面に形成する膜形成工程と、
前記基材表面に形成された前記固体膜からケイ素イオンを前記基材に拡散させる拡散工程と、
前記基材表面に残存する前記固体膜を除去する除去工程と、を備える
ことを特徴とする透光性部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カバーガラスなどの透光性部材、時計、および透光性部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時刻表示などの視認性を高めるため、カバーガラス（風防）と呼ばれる透光性部材に反射防止膜（減反射膜）を形成することが知られている（特許文献１）。反射防止膜は、無機膜が数層〜数十層積層されて構成されることが一般的であり、カバーガラスのように高い硬度が求められる場合には、光透過率が高いうえ低屈折率でかつ比較的硬度が高いＳｉＯ２が反射防止膜の最表層に成膜されることが多い。特許文献１には、ＳｉＯ２を最表層および最下層とし、ＳｉＯ２膜とＳｉ３Ｎ４膜とが交互に積層された反射防止膜が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、カバーガラスに多用されるサファイア基板の硬度はＩＳＯ１４５７７準拠の測定値で約５２２６９Ｎ／ｍｍ２（５３３０ｋｇｆ／ｍｍ２を換算した値。以下同様）と高硬度であるが、ＳｉＯ２膜の硬度はＩＳＯ１４５７７準拠の測定値で約１３７００Ｎ／ｍｍ２〜約１９６００Ｎ／ｍｍ２程度と、耐傷性を確保するのに十分な硬度とは言い難い（ＥＢ蒸着によるＳｉＯ２層は約１３７００Ｎ／ｍｍ２（１４００ｋｇｆ／ｍｍ２）、スパッタによるＳｉＯ２層は約１９６００Ｎ／ｍｍ２（２０００ｋｇｆ／ｍｍ２））。また、このような反射防止膜をカバーガラスの外側の面に形成すると、外部からの衝撃等で膜が剥離するなどして光透過率が低下し、時刻表示等の視認性が低下するおそれがあるため、反射防止膜をカバーガラスの外側の面に形成することは難しい。このため、ＳｉＯ２を最表層とする反射防止膜が形成される箇所は、実質、カバーガラスの内側の面に限定されていた。すなわち、耐傷性が要求される部分への反射防止層の形成が難しかった。
【０００５】
以上に鑑みて、本発明の目的は、反射防止機能を備え、かつ硬度が十分に高く耐傷性が確保された透光性部材、時計、および透光性部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の透光性部材は、透光性を有する基材を備え、前記基材の体表面部における少なくとも一部には、反射防止機能を有する反射防止層が形成され、前記反射防止層は、前記基材表面に形成されたホウ素化合物および／またはケイ素を含有してなる固体膜から拡散により注入されたホウ素イオンおよび／またはケイ素イオンを含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明に係る反射防止層は、イオン拡散により基材内部に注入された前記イオンが基材において存在する部分を言い、基材の体表面から基材の内部に亘って所定深さで形成された層状の領域である。前記イオンの存在により、反射防止層における屈折率は基材における反射防止層以外の部分（イオン非拡散部）における屈折率よりも小さくなる。
なお、透光性部材の材質としては、サファイアガラス（以下、単に「サファイア」ともいう。）、石英ガラス、ソーダガラス等が挙げられる。
【０００８】
この発明では、イオン拡散により基材に注入された前記イオンを含んで反射防止層が形成される。ここで、基材にイオンが注入されることで形成された反射防止層の屈折率は、基材における反射防止層以外の部分（イオン非注入部）の屈折率よりも小さい。また、反射防止層の屈折率は、イオンと基材との体積比率に基づく平均とみなせる。このため、基材と空気との屈折率の差を小さくでき、これによって光透過率を増大させることが可能となるので、反射率を低減することが可能となる。
本発明の反射防止層は、基材の体表面から基材内部に亘って形成され、基材の一部を構成するため、基材の体表面に反射防止膜が成膜される場合とは異なり、基材表面の硬度が基材自体の硬度となる。つまり、基材の硬度を維持して透光性部材が設けられる製品の実用に十分な硬度を確保しつつ、基材に反射防止機能を付与することが可能となる。すなわち、耐傷性と反射防止機能とを併せ持つ透光性部材を実現できる。本発明に係る反射防止層は耐傷性を有するため、本発明の透光性部材をカバー部材として使用する場合にそのカバー部材の外側の部分に反射防止機能を付与することが可能となる。
【０００９】
そして、本発明の透光性部材において、反射防止層は、基材表面に形成されたホウ素化合物あるいはケイ素を含有してなる固体膜からホウ素イオンまたはケイ素イオンが拡散されて形成される。
従って、基材の深い位置にまでホウ素イオンやケイ素イオンを注入することが可能となる。また、本発明では、イオン打ち込みなどとは違って、イオン拡散による注入であるため、基材の深い位置にまでイオンを注入しても基材が損傷しない。
また、本発明の透光性部材が機器の情報表示部のカバー部材として設けられる場合には、透光性部材の反射防止機能によって情報の視認性が向上する。この視認性は、透光性部材の耐傷性によって長期に亘り維持される。
【００１０】
本発明の透光性部材において、前記基材は、前記反射防止層と、前記ホウ素イオンおよび／またはケイ素イオンが注入されていないイオン非注入部とを有し、前記反射防止層における前記イオン非注入部の屈折率よりも屈折率が小さい部分の厚みは、５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
この発明によれば、反射防止層における前記部分の厚みが適切であることにより、可視光領域略全体に亘って良好に反射率を低減できる。これにより、透光性部材の無色透明化を図ることができる。前記イオン注入深さが５０ｎｍ未満の場合には、特に青の帯域における反射率が大きくなるおそれがある。また、前記イオン注入深さが１５０ｎｍを超えた場合には、特に赤の帯域における反射率が大きくなるおそれがある。
ここで、基材の体表面からの深さに応じてイオン濃度が異なる場合には、反射防止層の内部において微視的には、屈折率が異なる複数の光学層が形成されるものと想定できる。これらの光学層により、屈折率が異なる多層構造の反射防止膜を形成することなく、広範囲な波長および広範囲な入射角の光に対応した反射防止効果が得られる。このような反射防止効果が本発明によって簡易にかつ安価に得られる。
【００１２】
本発明の透光性部材において、前記反射防止層の最表層部の屈折率は、１．６２以下であることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、反射防止層の最表層部の屈折率が１．６２以下と低く、これによって基材と空気との界面における屈折率の差が小さくなるため、良好な反射防止効果が得られる。
【００１４】
本発明の透光性部材において、前記イオンが注入されてなる前記体表面部の表面硬度は、２４５００Ｎ／ｍｍ２（約２５００ｋｇｆ／ｍｍ２）以上であることが好ましい。
【００１５】
この発明によれば、携帯される腕時計、懐中時計などの時計や、携帯情報機器などの実用に十分な耐傷性が得られる。
ここで、前記表面硬度は、ＩＳＯ１４５７７に準拠した方法で測定された値である。この測定には、圧子と、圧子への荷重を制御する荷重制御機構と、圧子の変位を検出するセンサとを有するナノインデンターが使用される。
【００１６】
本発明の透光性部材においては、前記イオンが注入されてなる前記体表面部の表面硬度は、前記イオンの注入前における前記基材の硬度よりも大きいことが好ましい。
【００１７】
この発明では、この発明では、イオンが注入された前記体表面部の表面硬度が、前記イオンの注入前における前記基材の硬度よりも大きい。これにより、透光性部材の耐傷性をより一層向上させることができる。例えば、イオン注入により基材の体表面部の圧縮応力を増大させることで、基材の表面硬度をイオン注入前の硬度よりも大きくすることができる。
【００１８】
本発明の透光性部材において、前記透光性部材は、カバー部材とされ、前記反射防止層は、前記カバー部材の内側の部分および外側の部分のうち、少なくとも外側の部分に形成されることが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、カバー部材の外側から入射する光の反射を入射側で防止できるため、カバー部材の内側である射出側の部分に反射防止層が形成された場合よりも良好な反射防止効果が得られる。
また、外部に露出するためより高い耐傷性が要求されるカバー部材の外側の部分に反射防止層が形成されることで、耐傷性確保の意義を大きくできる。
【００２０】
本発明の時計は、前述の透光性部材を備え、前記透光性部材は、時計体を収容するケースに設けられることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前述の透光性部材を備えることにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。ここで、透光性部材は、例えばカバーガラス（風防）としてケースに設けられる。
【００２２】
本発明の透光性部材の製造方法は、上述したいずれかの透光性部材の製造方法であって、ホウ素化合物からなる固体膜を、湿式法または乾式法により前記基材表面に形成する膜形成工程と、前記基材表面に形成された前記固体膜からホウ素イオンを前記基材に拡散させる拡散工程と、前記基材表面に残存する前記固体膜を除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、湿式法による膜形成としては、例えば、半導体分野で汎用的に使用される半導体高濃度拡散剤（Ｂ２Ｏ３分散液）を基材の表面に塗布してＢ２Ｏ３膜を形成してもよい。また、乾式法による膜形成としては、スパッタリングにより基材の表面にＢ２Ｏ３膜を形成してもよい。
【００２３】
本発明の透光性部材の製造方法は、上述したいずれかの透光性部材の製造方法であって、ケイ素からなる固体膜を、前記基材表面に形成する膜形成工程と、前記基材表面に形成された前記固体膜からケイ素イオンを前記基材に拡散させる拡散工程と、前記基材表面に残存する前記固体膜を除去する除去工程と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
上述した製造方法の発明によれば、反射防止層が基材の一部を構成し、基材の体表面の硬度が基材自体の硬度となるため、耐傷性と反射防止機能とを併せ持つ透光性部材を実現できる。
また、拡散条件を制御することにより、前述したような反射防止層の厚みなどを容易に実現できる。例えば、固体膜が形成された基材を適当な温度に加熱して熱拡散によりホウ素イオンやケイ素イオンを注入する場合、温度や処理時間を調節することで、反射防止層の厚みを制御することが可能となる。
さらに、本発明のように拡散によるイオン注入を行うことにより、イオン打ち込みなどとは違って、基材の深い位置にまでイオンを注入しても基材が損傷しない。
【発明の効果】
【００２５】
このような本発明によれば、反射防止機能と耐傷性とを併せ持つ透光性部材、これを備えた時計、および透光性部材の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．腕時計の構成〕
図１は、本実施形態の透光性部材としてのカバーガラス１を備えた腕時計を示す。カバーガラス１は、時計体（ムーブメント）３を収容するケース４に設けられる。ケース４には裏蓋５が設けられる。
本実施形態のカバーガラス１は、サファイア製の基材１０から形成される。この基材１０の体表面部は、前面部１０Ａ、後面部１０Ｂ、および側面部１０Ｃからなる。前面部１０Ａは、カバーガラス１の外側の部分に相当する。後面部１０Ｂは、カバーガラス１の内側の部分に相当し、文字板６および指針７に対向する。
【００２７】
〔２．カバーガラスの製造方法〕
本実施形態のカバーガラス１は、基材１０の体表面部からその内部に、ホウ素イオンまたはケイ素イオンが熱拡散により注入されて製造される。以下に、ホウ素イオンを基材１０中に熱拡散させる例（湿式法と乾式法）、およびケイ素イオンを熱拡散により基材中に熱拡散させる例について説明する。
【００２８】
＜ホウ素イオンの熱拡散：湿式法＞
（膜形成工程）
ホウ素イオンを基材１０の内部に拡散させるために、ホウ素を含有する固体膜を基材１０の表面に形成する。このような固体膜を形成するには、市販されている半導体用の高濃度拡散剤を好ましく用いることができる（例えば、東京応化工業（株）製半導体高濃度拡散剤、商品名：ＰＢＦ）。これは、酸化ホウ素Ｂ２Ｏ３を有機バインダーとともに溶媒中に高濃度で分散させたものである。
前記した高濃度拡散剤を基材１０に塗布して乾燥することにより、Ｂ２Ｏ３を高濃度で含む固体膜を基材１０の表面に形成することができる。なお、塗布装置として、スピンコーターを用いると、固体膜の膜厚を均一にすることができるので好ましい。例えば、１０００〜１２００ｒｐｍ、１５〜３０秒間の条件で膜厚の均一な固体膜を形成できる。湿潤状態の固体膜は、１５０〜２５０℃で１５〜２５分間乾燥（ベーキング）することが好ましい。
【００２９】
（拡散工程）
固体膜が形成された後、基材１０は、窒素気流中で５００〜６００℃に加熱され、３０〜２時間保持される。これにより、ホウ素イオンが固体膜から基材１０の内部に拡散していく。
【００３０】
（除去工程）
拡散工程の終了後は、基材１０の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去する。
【００３１】
＜ホウ素イオンの熱拡散：乾式法＞
乾式法としては、スパッタリングにより、Ｂ２Ｏ３からなる固体膜を基材１０の表面に形成する方法が好ましく適用できる。具体的には、以下の通りである。
（膜形成工程）
スパッタチャンバー（図示せず）内に基材１０を載置して、１０−５〜１０−７Ｔｏｒｒ程度の真空とする。続いて、Ａｒガスを５〜１５ｓｃｃｍ、Ｏ２ガスを５〜１５ｓｃｃｍ流して、チャンバー内の圧力を０．１〜０．３ｍＴｏｒｒとする。その後、１４００〜１６００Ｗでスパッタリングを行う。
【００３２】
（拡散工程）
固体膜が形成された後、基材１０は、窒素気流中で５００〜６００℃に加熱され、３０〜２時間保持される。これにより、ホウ素イオンが固体膜から基材１０の内部に拡散していく。
【００３３】
（除去工程）
拡散工程の終了後は、基材１０の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去する。
【００３４】
＜ケイ素イオンの熱拡散＞
前記した、ホウ素イオンの場合における乾式法とほぼ同様な方法が適用できる。
（膜形成工程）
スパッタチャンバー（図示せず）内に基材１０を載置して、１０−５〜１０−７Ｔｏｒｒ程度の真空とする。続いて、Ａｒガスを１５〜２５ｓｃｃｍ流して、チャンバー内の圧力を０．１〜０．３ｍＴｏｒｒとする。その後、１４００〜１６００Ｗでスパッタリングを行う。
【００３５】
（拡散工程）
ケイ素からなる固体膜が基材１０の表面に形成された後、基材１０は、窒素気流中で５００〜６００℃に加熱され、３０〜２時間保持される。これにより、ケイ素イオンが固体膜から基材１０の内部に拡散していく。
【００３６】
（除去工程）
拡散工程の終了後は、基材１０の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去する。
【００３７】
〔３．カバーガラスの構成〕
図２は、上述の製造方法により製造されたカバーガラス１の前面部１０Ａを模式的に示す。上述のイオン注入処理前における基材１０の硬度は、約５２２６９Ｎ／ｍｍ２（５３３０ｋｇｆ／ｍｍ２）であり、イオン注入処理前における基材１０の屈折率は１．７６９である。
【００３８】
基材１０の前面部１０Ａには、基材１０にホウ素イオンまたはケイ素イオンが注入されることによって反射防止層１１が形成されている。この反射防止層１１は、基材１０の体表面Ａから基材１０の内部に亘って所定深さで形成された層状の領域であり、基材１０に注入された状態のホウ素イオンまたはケイ素イオンを含む。基材１０は、この反射防止層１１と、イオンが注入されていないイオン非注入部１２とを有して構成される。
なお、本実施形態では、前面部１０Ａ、後面部１０Ｂ、および側面部１０Ｃのそれぞれに反射防止層１１が形成される。
【００３９】
本実施形態の反射防止層１１の最表層部１１０における屈折率は１．６２以下である。
また、反射防止層１１におけるイオン非注入部１２の屈折率「１．７６９」よりも屈折率が小さい部分１１１の厚みは、５０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である。この部分も実質的に反射防止層といえる。本実施形態のように、ホウ素化合物あるいはケイ素を含有する固体膜を基材１０の表面に形成して、基材１０の内部に熱拡散によるイオン注入を行うことにより、基材１０の表面を損傷することなく、基材１０の深い位置にまで各元素イオンを高濃度に注入できる。
ここで、反射防止層１１における元素イオンの分布状態は、基材１０の体表面Ａからの深さによって異なっており、反射防止層１１の内部において微視的には、屈折率が異なる複数の光学層が形成されるものと想定できる。このような多層構造によって光の波長や基材表面への入射角への依存性が少なくなり、可視光領域略全体に亘って反射率を良好に低減できる。
【００４０】
カバーガラス１の反射率は、例えば、カバーガラス１を透過した光の強度と、カバーガラス１を透過しない光の強度との差に基づいて測定可能である。そして、標準光の反射率と視感反射率とを可視光領域の各波長において掛け合わせた値の積算値に基づいて評価用の反射率を求め、この反射率を使用してカバーガラス１の光学特性を評価することが好ましい。これにより、目視の場合の反射防止性能を適切に評価できる。
【００４１】
イオンが注入された基材１０の体表面部の表面硬度は、ナノインデンターを使用したＩＳＯ１４５７７準拠の測定値で２４５００Ｎ／ｍｍ２（約２５００ｋｇｆ／ｍｍ２）以上である。ここで、イオン注入により基材１０の体表面部の圧縮応力が増すことで、表面硬度がイオン注入前よりも大きくなる。
【００４２】
上述したような反射防止層１１による反射防止機能により、カバーガラス１を通して文字板６および指針７がはっきりと視認可能となり、視認性が向上する。ここで、カバーガラス１の前面部１０Ａの表面硬度が腕時計の使用上十分な硬度（２４５００Ｎ／ｍｍ２（約２５００ｋｇｆ／ｍｍ２）以上）であるため、カバーガラス１は優れた耐傷性を有する。これにより、外部衝撃を受けた際に光学特性が変化して透過率が低下することなく、長期に亘って優れた視認性を維持できる。
なお、反射防止層１１は基材１０自体であるため、基材表面に反射防止膜が成膜される場合と異なり、外部衝撃で膜が基材から剥離し、透過率が低下するなどの問題が生じない。
【００４３】
〔４．本実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）カバーガラス１の反射防止層１１は、基材１０に注入されたイオンを含んで形成され、基材１０の一部を構成するため、反射防止層１１の硬度が基材１０自体の硬度となる。つまり、基材１０の硬度を維持して腕時計の実用に十分な硬度を確保しつつ、基材１０に反射防止機能を付与することが可能となる。これにより、耐傷性と反射防止機能とを併せ持つカバーガラス１を実現できる。
【００４４】
（２）カバーガラス１の反射防止機能により、時刻情報の視認性が向上する。この視認性は、カバーガラス１の耐傷性によって長期に亘り維持できる。
【００４５】
（３）反射防止層１１におけるイオン非注入部１２の屈折率よりも屈折率が小さい部分の厚みが適切であることにより、可視光領域略全体に亘って良好に反射率を低減できる。これにより、透光性部材の無色透明化を図ることができる。
【００４６】
（４）また、基材１０の体表面Ａからの深さに応じてイオン濃度が異なることで、微視的には反射防止層１１の内部において、屈折率が互いに異なる複数の光学層が形成されたものと想定できるため、高価な多層構造の反射防止膜を形成することなく、広範囲な波長および広範囲な入射角の光に対応した反射防止効果が得られる。このような反射防止効果が反射防止層１１によって簡易にかつ安価に得られる。
【００４７】
（５）反射防止層１１の最表層部１１０の屈折率が１．６２以下と低く、これによって反射防止層１１の屈折率と空気の屈折率「１」との差が小さくなる。このため、良好な反射防止効果が得られる。
【００４８】
（６）基材１０の前面部１０Ａの表面硬度が２４５００Ｎ／ｍｍ２（約２５００ｋｇｆ／ｍｍ２）以上であることにより、腕時計の実用に十分な硬度が得られる。
【００４９】
（７）カバーガラス１の前面部１０Ａに形成された反射防止層１１によって、カバーガラス１の外側から基材１０に入射する光の反射を入射側で防止できる。このため、カバーガラス１の後面部１０Ｂに反射防止層が形成された場合よりも良好な反射防止効果が得られる。
【００５０】
（８）酸化ホウ素やケイ素からなる固体膜を基材１０の表面に形成して、基材１０の内部にホウ素イオンやケイ素イオンを熱拡散させることにより、反射防止層１１における低屈折率の部分１１１の厚みや、前述したイオン分布状態などを容易に実現できる。
また、本実施形態では、熱拡散による静的なイオン注入を行うので、高電圧を用いた動的なイオン注入と異なり、基材１０を損傷することなく、基材１０の深い位置にまでイオンを注入できる。
【００５１】
〔本発明の変形例〕
本発明は、以上述べた実施形態には限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で種々の改良および変形を行うことが可能である。
前記実施形態では、カバーガラス１の体表面部全体（前面部１０Ａ、後面部１０Ｂ、および側面部１０Ｃ）に反射防止層１１が設けられていたが、カバーガラス１の体表面部の一部にのみ、例えば前面部１０Ａのみに反射防止層が設けられてもよい。但し、前面部１０Ａと後面部１０Ｂとの両方に反射防止層を形成することにより、カバーガラス１の反射防止性能をより一層高くできる。
【００５２】
前記実施形態では風防としてのカバーガラス１に本発明が適用された例を示したが、本発明の透光性部材は、風防としてのカバーガラスに限定されない。機械式時計などでは、裏蓋５（図１）が設けられる位置にカバー部材としての透光性部材が設けられ、この透光性部材を介して時計体の内部の機構を視認可能なシースルーバック仕様とされていることがある。このような場合、この透光性部材に本発明を適用できる。
【００５３】
なお、透光性部材の基材としては、高硬度のサファイアが好適であるが、このほか、石英ガラス、ソーダガラス等の使用も検討してよい。
ここで、石英ガラス、ソーダガラス等が使用され、サファイア等と比べて基材の硬度が低い場合でも、本発明に係るイオン注入によって基材の最表面部の硬度が大きくなるため、腕時計の実用に十分な硬度を確保できる。
【００５４】
また、本発明の透光性部材は、時計に使用されるカバー部材に限らず、携帯電話、携帯情報機器、計測機器、ディジタルカメラ、プリンタ、プロジェクタ、ダイビングコンピュータ、脈拍計等の各種機器における情報表示部のカバー部材として好適に使用できる。
なお、本発明の透光性部材は、カバー部材には限定されない。本発明に係る反射防止層は、透光性部材の基材において硬度確保と反射防止機能とが要求される任意の箇所に形成される。
【実施例】
【００５５】
以下に説明する実施例１〜３ではそれぞれ、前記実施形態と同様にサファイア製の基材を使用し、前記実施形態と同様の方法で基材にイオンを注入することによってカバーガラスを製造した。実施例１、２ではホウ素イオンの注入を行い、実施例３ではケイ素イオンの注入を行った。
【００５６】
〔実施例１〕
〔カバーガラスの製造条件〕
＜ホウ素イオンの熱拡散：湿式法＞
（膜形成工程）
半導体用の高濃度拡散剤（東京応化工業（株）製  半導体高濃度拡散剤、商品名：ＰＢＦ）を、スピンコーター（１１００ｒｐｍ）により基材に塗布して固体膜を形成した。湿潤状態の固体膜は、２００℃で２０分間ベーキングを行い乾燥した。
（拡散工程）
表面に固体膜が形成された後の基材（２サンプル）を、窒素気流中、以下の２つの温度条件で各々１時間保持した。
サンプルＮｏ．１：５００℃
サンプルＮｏ．２：６００℃
（除去工程）
拡散工程の終了後は、基材１０の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去した。
【００５７】
〔カバーガラスの光学特性の評価〕
上記の製造条件で製造されたカバーガラスについて、光学特性の評価および硬度測定を行った。
下記の表１に、注入したイオン種と、イオン注入量と、注入深さと、屈折率と、反射率と、表面硬度とをそれぞれ示す。なお、イオン注入量、注入深さ、屈折率、反射率、および表面硬度のそれぞれの意味を下記に示す。
【００５８】
イオン注入量（ｉｏｎｓ／ｃｍ２）：イオン注入状態の指標であり、具体的には単位面積当たりどの程度注入しているかの指標である。このイオン注入量に基づいて固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度や加熱時間などが決められる。
注入深さ（ｎｍ）：基材をその表面（体表面）から深さ方向に二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometry）で分析してイオン濃度を測定し、このイオン濃度に基づいて求められる。基材表面から、反射防止に寄与する実効的な屈折率を成し得るイオン濃度とされた位置までの深さであり、本実施例では、イオン濃度が反射防止層の最表層部における値の１／２となる基材表面からの深さである。
なお、イオン濃度は、測定分解能に応じた深さごとのイオン数から求められる。
屈折率：反射防止層の最表層部の屈折率である。
反射率（％）：基材表面に対して９０°の入射角で入射する標準光の反射率を求め、この反射率と、入射角９０°の場合の視感感度とを可視光領域の各波長において掛け合わせた値の積算値に基づいて算出した値である。
表面硬度（Ｎ／ｍｍ２）：ナノインデンターを使用して基材の体表面部の表面硬度を測定した値であり、ＩＳＯ１４５７７に準拠する。
【００５９】
【表１】
2009196871.tif 000003
なお、表中の試験Ｎｏ．０は、イオンが注入されていないサファイア製基材の屈折率、反射率、および硬度を示す（以降の実施例においても同じ）。
【００６０】
上記表１に示すように、固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度が５００℃の例（Ｎｏ．１）では、イオン注入量は１．０Ｅ１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは７０ｎｍである。また、固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度が６００℃の例（Ｎｏ．２）では、イオン注入量は１．０Ｅ１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは９０ｎｍである。いずれの例でも、イオン注入によって反射防止層の屈折率が低下するとともに、基材の反射率も低下している。また、Ｎｏ．２では、イオン注入深さがＮｏ．１よりも深いため、低反射率化の効果がより大きい。
【００６１】
さらに、イオン注入によって基材の表面硬度がイオン注入前よりも大きくなっている。これは、イオン注入により基材の体表面部の圧縮応力が増したためと考えられる。
次に、上記表１に示したそれぞれのカバーガラス（Ｎｏ．０〜２）について、以下に示す耐傷性試験１および耐傷性試験２を行った。
【００６２】
〔耐傷性試験１〕
文具用カッターの刃を基材の表面に垂直に当て、当該カッターに９８０Ｎ（１０ｋｇf）の荷重をかけながら、カッターの刃を基材の表面に沿って直線的に移動させる。このようなカッターの刃の移動動作を１０回行った後、実体顕微鏡で基材表面の傷の有無を観察した。
（その試験結果）
上記表１のいずれのカバーガラスについても、傷はつかなかった。
【００６３】
〔耐傷性試験２〕
次のような落砂試験を行った。水平面に対してカバーガラスを４５°の傾斜角度で配置する。この際、反射防止層が形成された側が上面側になるようにカバーガラスを配置する。このように配置したカバーガラスの反射防止層に向かって、水平面より１ｍの高さから砂を落下させた。その後、カバーガラスを洗浄し、試験前におけるカバーガラスの透過率と、試験後におけるカバーガラスの透過率との差ΔＴ（％）に基づいて、傷の付きづらさを評価した。
なお、使用する砂の材質は、黒色炭化ケイ素インゴットおよび緑色炭化ケイ素インゴットを粉砕、分級して製造されたカーボランダムである。この試験では、中心粒径が６００〜８５０μｍのカーボランダム＃２４を８００ｃｍ３使用した。
【００６４】
（その試験結果）
上記表１に示したいずれのカバーガラスについても、ΔＴは０．０１％となり、耐傷性が良好であった。
【００６５】
以上の耐傷性試験１および耐傷性試験２から、本実施例のカバーガラスはいずれも良好な耐傷性を有することがわかる。
【００６６】
〔実施例２〕
〔カバーガラスの製造条件〕
＜ホウ素イオンの熱拡散：乾式法＞
（膜形成工程）
スパッタチャンバー内に基材を載置して、１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空とした。続いて、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍ、Ｏ２ガスを１０ｓｃｃｍ流して、チャンバー内の圧力を０．２ｍＴｏｒｒとした。その後、１５００Ｗでスパッタリングを行い、Ｂ２Ｏ３からなる固体膜を基材表面に形成した。
【００６７】
（拡散工程）
表面に固体膜が形成された後の基材（２サンプル）を、窒素気流中、以下の２つの温度条件で各々１時間保持した。
サンプルＮｏ．１：５００℃
サンプルＮｏ．２：６００℃
【００６８】
（除去工程）
拡散工程の終了後、基材の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去した。
【００６９】
〔カバーガラスの光学特性の評価〕
上記の製造条件で製造されたカバーガラスの光学特性の評価を行った結果を、下記の表２に示す。なお、表中の注入深さ、屈折率、反射率、および表面硬度のそれぞれの意味は、実施例１で既に述べた通りである。
【００７０】
【表２】
2009196871.tif 000004
【００７１】
上記表に示すように、固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度が５００℃の例（Ｎｏ．１）では、イオン注入量は１．０Ｅ１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは７０ｎｍである。また、固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度が６００℃の例（Ｎｏ．２）では、イオン注入量は１．０Ｅ１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは９０ｎｍである。いずれの例でも、実施例１と同様に、イオン注入によって反射防止層の屈折率が低下するとともに、基材の反射率も低下している。また、イオン注入によって基材の表面硬度がイオン注入前よりも大きくなっている。
次に、上記表１に示したそれぞれのカバーガラス（Ｎｏ．０〜２）について、以下に示す耐傷性試験１および耐傷性試験２を行った。
【００７２】
〔耐傷性の試験〕
上記表２のＮｏ．０〜２のそれぞれのカバーガラスについて、実施例１で述べた耐傷性試験１および耐傷性試験２を行ったところ、実施例１と同様の試験結果が得られた。すなわち、本実施例のように、乾式法により製造されたカバーガラスも、実施例１における湿式法で形成されたカバーガラスと同様に良好な耐傷性を有することがわかる。
【００７３】
〔実施例３〕
〔カバーガラスの製造条件〕
＜ケイ素イオンの熱拡散＞
（膜形成工程）
スパッタチャンバー内に基材を載置して、１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空とした。続いて、Ａｒガスを２０ｓｃｃｍ流して、チャンバー内の圧力を０．２ｍＴｏｒｒとした。その後、１５００Ｗでスパッタリングを行い、ケイ素からなる固体膜を基材表面に形成した。
【００７４】
（拡散工程）
表面に固体膜が形成された後の基材（２サンプル）を、窒素気流中、以下の２つの温度条件で各々１時間保持した。
サンプルＮｏ．１：５００℃
サンプルＮｏ．２：６００℃
【００７５】
（除去工程）
拡散工程の終了後、基材の表面に残存する固体膜をＨＦ（フッ化水素酸）水溶液により洗浄して除去した。
【００７６】
〔カバーガラスの光学特性の評価〕
上記の製造条件で製造されたカバーガラスの光学特性の評価を行った結果を、下記の表３に示す。なお、表中の注入深さ、屈折率、反射率、および表面硬度のそれぞれの意味は、実施例１で既に述べた通りである。
【００７７】
【表３】
2009196871.tif 000005
【００７８】
上記表に示すように、固体膜（ケイ素）の加熱温度が５００℃の例（Ｎｏ．１）では、イオン注入量は１．０Ｅ１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは７０ｎｍである。また、固体膜（酸化ホウ素）の加熱温度が６００℃の例（Ｎｏ．２）では、イオン注入量は１．０Ｅ１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２であり、イオン注入深さは９０ｎｍである。いずれの例でも、実施例１と同様に、イオン注入によって反射防止層の屈折率が低下するとともに、基材の反射率も低下している。また、イオン注入によって基材の表面硬度がイオン注入前よりも大きくなっている。
次に、上記表３に示したそれぞれのカバーガラス（Ｎｏ．０〜２）について、以下に示す耐傷性試験１および耐傷性試験２を行った。
【００７９】
〔耐傷性の試験〕
上記表３のＮｏ.０〜２のそれぞれのカバーガラスについて、実施例１で述べた耐傷性試験１および耐傷性試験２を行ったところ、実施例１と同様の試験結果が得られた。本実施例のカバーガラスはいずれも、良好な耐傷性を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係るカバーガラスを備えた時計の断面図。
【図２】前記実施形態に係るカバーガラスの前面部を示す模式図。
【符号の説明】
【００８１】
１…カバーガラス（透光性部材）、４…ケース、５…裏蓋、６…文字板、７…指針、１０…基材、１０Ａ…前面部（体表面部）、１０Ｂ…  後面部、１０Ｃ…側面部、１１（１１１）…反射防止層、１２…イオン非注入部、１１０…最表層部、Ａ…体表面
【図１】
2009196871.tif 000006
【図２】
2009196871.tif 000007