JP2018123030A - ペン入力装置用ガラス基板、ペン入力装置、及びペン入力装置用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力ペンによる書き味が優れるとともに、ディスプレイ装置の高解像度を保持することができるペン入力装置用ガラス基板の提供。【解決手段】ペン入力装置用ガラス基板２０は、結晶Ｃを有する結晶化ガラス板により構成され、結晶化ガラス板は、結晶化度が５０％以上であり、ヘイズが、可視光の波長域において１０％以下であり、結晶化ガラス板の主面２０ａは、結晶化ガラスにより構成されたガラス元板をエッチングすることにより、主面２０ａには結晶による凹凸が形成され、主面２０ａが、結晶Ｃにより構成されてなるペン入力装置用ガラス基板。結晶Ｃの粒子径が５〜１０ｎｍであるペン入力装置用ガラス基板。【選択図】図２

Description

本発明は、ペン入力装置用ガラス基板、ペン入力装置、及びペン入力装置用ガラス基板の製造方法に関する。

従来より、入力ペンを用いて文字及び図形等の入力を行うことができるペン入力装置が知られている。
このようなペン入力装置においては、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置の前面側にガラス基板等で構成される透明なカバー部材が配置されており、このカバー部材に対して入力ペンを接触及び移動させることで、様々な入力操作を行うことが可能となっている。ペン入力装置のカバー部材としてガラス基板を用いた場合、一般的にガラス基板の表面は凹凸が小さく滑らかに形成されているため、ガラス基板の表面に入力ペンを接触させて移動した場合にペン先が滑ってしまい、書き心地が悪いという問題が生じていた。

例えば特許文献１には、ペン入力装置における入力ペンの書き味を高めるために、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなり、カバー部材の表面に凹凸を有する樹脂層（防眩層）を形成することが開示されている。

特開２００９−１５１４７６号公報

しかし、前述のような凹凸を有する樹脂層は、透明性に関する指標で曇度を表すヘイズが高くなる傾向があり、凹凸を有する樹脂層が形成されたカバー部材をディスプレイ装置の前面側に配置すると、ディスプレイ装置の解像度が低下することとなる。解像度の低下は、特に高解像度のディスプレイ装置において顕著である。
また、特許文献１のようにカバー部材の表面に凹凸を有する樹脂層を形成した場合、スパークリングと呼ばれるギラつきが発生する。
さらに、樹脂層は一般に柔らかく、耐傷性が低いために傷が付きやすく、樹脂層に付いた傷はディスプレイ装置の解像度を低下させる原因となる。
すなわち、従来の防眩層の材質の検討では、入力ペンにより書き味を良くするとともに、ディスプレイ装置の解像度を保持することは困難であった。

そこで、本発明においては、耐傷性が高く、入力ペンによる書き味が優れるとともに、ディスプレイ装置の高解像度を保持することができるペン入力装置用ガラス基板、及びペン入力装置を提供するものである。

上記課題を解決するペン入力装置用ガラス基板、及びペン入力装置は、以下の特徴を有する。
即ち、本発明に係るペン入力装置用ガラス基板は、結晶を有する結晶化ガラス板により構成され、前記結晶化ガラス板の主面には、前記結晶により凹凸が形成されてなる。
このような構成により、耐傷性が高く、ペン入力装置におけるディスプレイ装置の高解像度を保持し、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味を優れたものとすることができる。

また、前記結晶は、粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味をより優れたものとすることができる。

また、前記結晶化ガラス板は、結晶化度が５０％以上であることが好ましい。
これにより、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味をより優れたものとすることができる。

また、ヘイズが、可視光の波長域において１０％以下であることが好ましい。
これにより、ペン入力装置用ガラス基板の透明度を保持することができ、ディスプレイ装置の高解像度を保持することができる。

また、前記結晶が、β−石英固溶体であることが好ましい。
これにより、ディスプレイ装置の高解像度を保持することができる。

また、質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ３〜４％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１％、Ｋ_２Ｏ ０〜１％、ＭｇＯ ０〜３％、ＢａＯ ０．５〜２％、ＴｉＯ_２ １〜３％、ＺｒＯ_２ ０〜３％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ３〜５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜３％、ＳｎＯ_２ ０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００３〜０．０２％の組成を含有することが好ましい。
これにより、ディスプレイ装置の高解像度を保持することができ、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味をより優れたものとすることができる。

また、ペン入力装置は、上述の何れかのペン入力装置用ガラス基板、ディスプレイ装置、及びペン入力を検出する検出回路を備える。
このような構成により、耐傷性が高く、ペン入力装置におけるディスプレイ装置の高解像度を保持し、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味を優れたものとすることができる。

また、ペン入力装置用ガラス基板の製造方法は、結晶を有する結晶化ガラス板により構成されるペン入力装置用ガラス基板の製造方法であって、前記結晶化ガラス基板は、結晶を有する結晶化ガラスにより構成されたガラス元板をエッチングし、主面に、前記結晶による凹凸を形成する。
これにより、上述のペン入力装置用ガラス基板を容易に製造することができる。

本発明によれば、耐傷性が高く、ペン入力装置におけるディスプレイ装置の高解像度を保持することができ、ペン入力装置に対する入力を行う入力ペンの書き味を優れたものとすることができる。

ペン入力装置を示す概略側面断面図である。 ペン入力装置用ガラス基板２０の側面を示す概略側面断面図である。 ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの走査型電子顕微鏡の写真である。 膜付きガラス基板６０を示す概略側面断面図である。 結晶化ガラス元板を示す概略側面断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

図１に示すペン入力装置１０は、本発明に係るペン入力装置用ガラス基板を備えたペン入力装置の一実施形態である。
ペン入力装置１０は、映像を表示するディスプレイパネル３０と、ディスプレイパネル３０の前面側に配置されるカバーガラスとしてのペン入力装置用ガラス基板２０と、ディスプレイパネル３０の背面側に配置されるデジタイザ回路４０と、入力ペン５０とを備える。ペン入力装置用ガラス基板２０は、本発明に係るペン入力装置用ガラス基板の一例であり、デジタイザ回路４０は、本発明に係るペン入力を検出する検出回路の一例である。
なお、ディスプレイパネル３０の「前面側」とは、映像が表示される側をいい、ディスプレイパネル３０の「背面側」とは、映像が表示される側の反対側をいう。図１において、ディスプレイパネル３０の「前面側」は、紙面上方、「背面側」は、紙面下方となる。

ペン入力装置１０は、ペン入力装置用ガラス基板２０に対して入力ペン５０を接触させた状態で移動させることにより、文字や図形などの入力を行うことが可能となっている。
ペン入力装置１０は、例えばタブレット端末である。このタブレット端末は、表示機能とペン入力機能とを備えたペン入力用表示装置を広く意味する。タブレット端末は、タブレットＰＣ、モバイルＰＣ、スマートフォン、及びゲーム機などの機器を含む。

ペン入力装置用ガラス基板２０は、少なくとも一方の主面２０ａに凹凸が形成された透明なガラス板により形成されている。ペン入力装置用ガラス基板２０は、結晶化ガラス板である。なお、ペン入力装置用ガラス基板２０の詳細については後述する。

ディスプレイパネル３０は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び有機ＥＬディスプレイなどの公知の表示パネルにて構成されている。ディスプレイパネル３０においては、ペン入力装置用ガラス基板２０は、凹凸が形成された主面２０ａが入力ペン５０が接触する側の面となるように配置されている。

デジタイザ回路４０は、入力ペン５０による入力を検出する検出センサを備えている。
入力ペン５０は、鉛筆やボールペンなどの筆記具に似た形状の入力具であり、ペン入力装置用ガラス基板２０と接触するペン先５１は、エラストマー、ポリアセタール樹脂などの合成樹脂材、又はフェルトなどで構成されている。これらの部材により構成されたペン先５１は、凹凸に対して引っかかりやすい。従って、入力ペン５０のペン先５１を、凹凸が形成されたペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに接触させて移動させた場合の書き味が特に優れる。

次に、ペン入力装置用ガラス基板２０について説明する。
ペン入力装置用ガラス基板２０は、結晶化ガラス板により構成されており、図２に示すように、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａは、結晶Ｃと、ガラスマトリックスＡＭにより構成されている。すなわち、ペン入力装置用ガラス基板２０は、結晶Ｃが露出するように構成されてなる。そして、ペン入力装置用ガラス基板の主面２０ａには、ガラスマトリックスＡＭと比較して硬度の高い結晶Ｃによって構成された凹凸が形成されているため、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａは、耐傷性が高く、ペン先５１が結晶Ｃに引っ掛かりやすい。

そのため、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａは、上述のエラストマー、ポリアセタール樹脂などの樹脂材、及びフェルトなどといった凹凸に対して引っかかりを生じやすい部材で構成されているペン先５１に対して書き味が特に優れたものとなっている。

本実施形態の場合、結晶Ｃは、β−石英固溶体である。β−石英固溶体の結晶とは、構成成分としてＬｉ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３及びＳｉＯ_２を必須とする結晶（ＬＡＳ系結晶）を主結晶として析出した結晶化ガラスを意味し、Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＳｉＯ_２（ただし４＞ｎ≧２）で表すことができる。結晶としては、β−石英固溶体の結晶以外にも、ＬＡＳ系結晶であるβ−スポジュメン［Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＳｉＯ_２（ただしｎ≧４）］や、ＬＡＳ系結晶以外の結晶を析出しても良い。ＬＡＳ系結晶以外の結晶として、例えば、ムライト［２ＳｉＯ_２・３Ａｌ_２Ｏ_３］、β−ウイレマイト［ＺｎＯ・２ＳｉＯ_２］、ガーナイト［ＺｎＯ・Ａｌ_２Ｏ_３］、フォルステライト［２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２］が挙げられる。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０に含まれる結晶Ｃの粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。
結晶Ｃの粒子径がこのような範囲であることにより、散乱光の干渉による、スパークリングと呼ばれるギラツキの発生を抑制できる。また、ペン先５１のペン入力装置用ガラス基板２０に対する引っかかりも良く、より書き味が優れる。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶Ｃの粒子径の下限値は５ｎｍに設定されているが、１０ｎｍに設定することが好ましく、１５ｎｍに設定することがさらに好ましい。
また、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶Ｃの粒子径の上限値は１００ｎｍに設定されているが、５０ｎｍに設定することが好ましく、４０ｎｍに設定することがさらに好ましい。
結晶Ｃの粒子径の測定は、例えばペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａを走査型電子顕微鏡により観察して測定することが可能である。この場合、走査型電子顕微鏡の倍率は、１０００００〜３０００００倍であることが好ましい。なお、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの結晶Ｃの粒子径と、ペン入力装置用ガラス基板２０の内部（図２において、主面２０ａよりも紙面下方）の結晶Ｃの粒子径は、ほぼ同一である。また、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａを走査型電子顕微鏡により観察して測定することにより、主面２０ａが結晶Ｃにより構成されているか否かについて確認することも可能である。例えば、図３は、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの走査型電子顕微鏡の画像であり、塊状の物体が、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａにおいて、結晶Ｃであることを示す。なお、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａを走査型電子顕微鏡で観察する前には、埃や異物等を除去するために、ペン入力装置用ガラス基板２０を超音波洗浄機により１分間洗浄した後、主面２０ａに一切触れず、埃等の異物が付着しないように、密閉したデシケーター内で１時間乾燥させた後に測定を行った。
また、画像の塊状の物体が結晶Ｃか否かを判断する方法としては、例えば、Ｘ線回折装置により結晶の粒子径の概算値を求め、概算値に対して、１／３〜３倍の粒子は結晶Ｃであるものと判断しても良い。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０は、その結晶化度が５０％以上である。
結晶化度がこのような範囲であることにより、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに、結晶Ｃが均一に形成されやすいため、入力ペン５０のペン先５１を、凹凸が形成されたペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに接触させて移動させた場合の書き味が特に優れる。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶化度の下限値は５０％に設定されているが、５５％に設定することが好ましく、６０％に設定することがさらに好ましい。
また、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶化度の上限値は設定されていないが、９０％に設定することが好ましく、８５％に設定することがさらに好ましい。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０の可視光（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の平均透過率は、３０％以上であることが好ましい。
ペン入力装置用ガラス基板２０の可視光の平均透過率を３０％以上とすることで、ペン入力装置用ガラス基板２０の透明度を保持することができ、ディスプレイパネル３０の高解像度を保持することができる。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０の可視光の平均透過率は、３０％以上に設定されているが、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。

ペン入力装置用ガラス基板２０は、ディスプレイパネル３０の映像をペン入力装置用ガラス基板２０を介して見たときの映像の解像度の観点から、透明性に関する指標で曇度を表すヘイズが、可視光の波長域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）において１０％以下であることが好ましい。
ペン入力装置用ガラス基板２０のヘイズを１０％以下とすることで、ペン入力装置用ガラス基板２０の透明度を保持することができ、ディスプレイパネル３０の高解像度を保持することができる。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０のヘイズは１０％以下に設定されているが、７％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、４％以下であることがさらに好ましい。

また、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａには、入力ペン５０が接触する側の反射率を低下させるための反射防止膜、又は撥水性、撥油性を付与し、指紋の付着を防止するための防汚膜が形成されていてもよい。

反射防止膜は、ペン入力装置用ガラス基板２０をペン入力装置１０のカバーガラスとして使用する場合には、少なくともペン入力装置用ガラス基板２０の表側（入力ペン５０が接触する側）の主面２０ａに有する。また、ペン入力装置用ガラス基板２０とディスプレイパネル３０との間に隙間がある場合には、ペン入力装置用ガラス基板２０の裏側（ディスプレイパネル３０側）の主面２０ａにも反射防止膜を有することが好ましい。
反射防止膜としては、例えばペン入力装置用ガラス基板２０よりも屈折率が低い低屈折率膜、又は相対的に屈折率が低い低屈折率膜と相対的に屈折率が高い高屈折率膜とが交互に積層された誘電体多層膜が用いられる。反射防止膜は、スパッタリング法、又はＣＶＤ法などにより形成することができる。

ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに反射防止膜を有する場合、反射防止膜を有するペン入力装置用ガラス基板２０のヘイズが上述の範囲となるように、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面の凹凸が形成される。

防汚膜は、ペン入力装置用ガラス基板２０をペン入力装置１０のカバーガラスとして使用する場合には、ペン入力装置用ガラス基板２０の表側（入力ペン５０が接触する側）の主面２０ａに有する。
防汚膜は、主鎖中にケイ素を含む含フッ素重合体を含むことが好ましい。含フッ素重合体としては、例えば、主鎖中に、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−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を用いることができる。含フッ素重合体は、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。
ペン入力装置用ガラス基板２０の表側の主面２０ａに反射防止膜と防汚膜とを有する場合には、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａ上に反射防止膜を形成し、反射防止膜上に防汚膜が形成される。

ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに防汚膜を有する場合、又はペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに反射防止膜と防汚膜とを有する場合、防汚膜を形成した後のペン入力装置用ガラス基板２０のヘイズ、又は反射防止膜と防汚膜とを形成した後のペン入力装置用ガラス基板２０のヘイズが上述の範囲となるように、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの凹凸が形成される。

図４は、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａに反射防止膜ＡＲ及び防汚膜ＡＦを有する膜付きガラス基板６０である。

本実施形態の場合、ペン入力装置用ガラス基板２０は、質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ３〜４％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１％、Ｋ_２Ｏ ０〜１％、ＭｇＯ ０〜３％、ＢａＯ ０．５〜２％、ＴｉＯ_２ １〜３％、ＺｒＯ_２ ０〜３％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ３〜５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜３％、ＳｎＯ_２ ０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００３〜０．０２％を含有することが好ましい。

以下、ペン入力装置用ガラス基板２０の各成分の含有量を上記のように規定した理由を説明する。なお、ガラスの組成の説明において、特に断りの無い限り、「％」は「質量％」を意味する。

ＳｉＯ_２はガラスの骨格を形成するとともに、析出結晶であるβ−石英固溶体を構成する成分である。ＳｉＯ_２の含有量は、質量百分率表示で、５５〜７５％である。ＳｉＯ_２の含有量が少なすぎると、結晶が析出、成長しにくくなり、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの結晶Ｃの数が少なくなりやすく、書き味向上効果が得られにくくなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が悪化したり、ガラス融液の粘度が高くなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が困難となる傾向がある。ＳｉＯ_２の好ましい範囲は５８〜７０％であり、より好ましい範囲は６０〜６８％である。

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの骨格を形成するとともに、析出結晶であるβ−石英固溶体を構成する成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、質量百分率表示で、１５〜２５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、結晶が析出、成長しにくくなり、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの結晶Ｃの数が少なくなりやすく、書き味向上効果が得られにくくなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が悪化したり、ガラス融液の粘度が高くなって、清澄しにくくなったり、ガラスの成形が難しくなる傾向がある。また、ムライトの結晶が析出してペン入力装置用ガラス基板２０の透明性が低下しやすくなる。Ａｌ_２Ｏ_３の好ましい範囲は１８〜２５％であり、より好ましい範囲は２０〜２４％である。

Ｌｉ_２Ｏは析出結晶であるβ−石英固溶体を構成する成分であり、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶性に大きな影響を与える。Ｌｉ_２Ｏの含有量は、質量百分率表示で、３〜４％である。Ｌｉ_２Ｏの含有量が少なすぎると、ムライトの結晶が析出してペン入力装置用ガラス基板２０の透明性が低下しやすくなる。また、ガラスを結晶化させる際に、β−石英固溶体が析出、成長しにくくなり、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの結晶Ｃの数が少なくなりやすく、書き味向上効果が得られにくくなる。一方、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多すぎると、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透しやすくなる。Ｌｉ_２Ｏの好ましい範囲は３．５〜４％である。

Ｎａ_２Ｏは、β−石英固溶体に固溶する成分であり、結晶性に大きな影響を与える。Ｎａ_２Ｏの含有量は、百分率表示で、０〜１％である。Ｎａ_２Ｏの含有量が多すぎると、結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスを結晶化させる際に、β−石英固溶体が析出、成長しにくくなり、ペン入力装置用ガラス基板２０の主面２０ａの結晶Ｃの数が少なくなりやすく、書き味向上効果が得られにくくなる。Ｎａ_２Ｏの好ましい範囲は０〜０．８％である。

Ｋ_２ＯはＮａ_２Ｏと同様に、β−石英固溶体に固溶する成分であり、結晶性に大きな影響を与える。Ｋ_２Ｏの含有量は、百分率表示で、０〜１％である。Ｋ_２Ｏの含有量が多すぎると、結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透しやすくなる。Ｋ_２Ｏの好ましい範囲は０〜０．８％である。

ＢａＯは、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性および成形性を向上させる成分である。ＢａＯの含有量は、質量百分率表示で、０．５〜２％である。ＢａＯ含有量が多すぎると、Ｂａを含む結晶が析出し易くなり、ガラスが失透する。ＢａＯの好ましい範囲は０．８〜１．８％であり、より好ましい範囲は１〜１．５％である。

ＴｉＯ_２は、結晶を析出させるための核形成剤となる成分である。ＴｉＯ_２の含有量は、質量百分率表示で、１〜３質量％である。ＴｉＯ_２の含有量が少なすぎると、ガラスを溶融する際に失透しやすくなる。一方、ＴｉＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスの着色を強め、透明性が低下する。また、ガラスが失透しやすくなる。ＴｉＯ_２の好ましい範囲は１．５〜３％であり、より好ましい範囲は１．５〜２．５％である。

ＺｒＯ_２はＴｉＯ_２と同様に、結晶を析出させるための核形成剤となる成分である。ＺｒＯ_２の含有量は、質量百分率表示で、０〜３％である。ＺｒＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスを溶融する際に失透する傾向にあり、ガラスの成形が難しくなる。ＺｒＯ_２の好ましい範囲は０．５〜２．５％であり、より好ましい範囲は１〜２．５％である。

なお、核形成剤であるＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２は、合量で３〜５％であることが好ましい。ＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２の合量が少なすぎると、結晶が析出しにくくなる。一方、ＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２の合量が多すぎると、ガラスが失透する傾向にあり、ガラスの成形が難しくなる。ＺｒＯ_２及びＴｉＯ_２の合量のより好ましい範囲は３．５〜５％であり、さらに好ましい範囲は４〜５％である。

Ｐ_２Ｏ_５は、ガラスの分相を促進して結晶核の形成を助ける成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、質量百分率表示で、０〜３％である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多すぎると、溶融工程においてガラスが分相し易くなり、ガラスの均質性が低下する傾向がある。Ｐ_２Ｏ_５の好ましい範囲は０．５〜３％であり、より好ましい範囲は１〜２％である。

ＳｎＯ_２は、清澄剤として働く成分である。ＳｎＯ_２の含有量は、質量百分率表示で、０〜０．５％である。ＳｎＯ_２の含有量が少なすぎると、耐熱性の向上や清澄剤としての効果が得られにくくなる。一方、ＳｎＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスが失透しやすくなるほか、原料コストの上昇にも繋がる。さらに、結晶化させた際に着色が強くなる傾向にある。ＳｎＯ_２の好ましい範囲は０．１〜０．４％であり、より好ましい範囲は０．１５〜０．３５％である。

また、Ｆｅ_２Ｏ_３は、不純物として混入する成分であり、ガラスの着色を強める成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、質量百分率表示で、０．００３〜０．０２％である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラスの着色が強くなりすぎ、ガラスの透明性が低下しやすくなる。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は少ない方が好ましいが、少なくするにつれて不純物であるＦｅ_２Ｏ_３の除去コストが高くなる。Ｆｅ_２Ｏ_３の好ましい範囲は、０．００３〜０．０１８％であり、より好ましい範囲は０．００３〜０．０１５％である。

また、上記成分以外にも種々の成分を含有可能である。例えばＨ_２、ＣＯ_２、ＣＯ、Ｈ_２Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ_２等の微量成分をそれぞれ０．１％まで、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｉｒ等の貴金属元素をそれぞれ１０ｐｐｍまで含有させてもよい。
さらに、ペン入力装置用ガラス基板２０の透明性に悪影響を与えない限りにおいて、Ｂ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳＯ_３、ＭｎＯ、ＣｅＯ_２、Ｃｌ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｙ_２Ｏ_３等を合量で２％まで含有してもよい。

次に、ペン入力装置用ガラス基板２０の製造方法について説明する。

まず、質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ３〜４％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１％、Ｋ_２Ｏ ０〜１％、ＭｇＯ ０〜３％、ＢａＯ ０．５〜２％、ＴｉＯ_２ １〜３％、ＺｒＯ_２ ０〜３％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ３〜５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜３％、ＳｎＯ_２ ０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００３〜０．０２％を有するように、ガラス原料を調合する。なお、必要に応じて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させるための成分、清澄剤等を添加してもよい。

次に、調合したガラス原料を、１５５０〜１７５０℃の温度で溶融した後、溶融ガラスを板状等の所定の形状に成形する。なお、成形方法としては、フロート法、ロールアウト法、プレス法、オーバーフローダウンドロー法等の成形法が挙げられる。このようにして、結晶性ガラスが得られる。

上記の手順で得られた結晶性ガラスを６００〜８００℃で１〜５時間熱処理して結晶核を形成させた後、さらに、８００〜９５０℃で０．５〜３時間熱処理を行い、主結晶としてβ−石英固溶体の結晶を析出させる。このようにして、図５に示すような結晶化ガラス元板２１が得られる。なお、この結晶化処理の前や途中に、加熱した結晶性ガラスに荷重をかける等の方法により、曲げ加工を施すことも可能である。また、この結晶化処理の前に、結晶性ガラスを研磨してもよい。なお、結晶性ガラスの熱処理には、加熱炉を用いることができるが、加熱炉の加熱源として、ガスバーナーや電熱ヒーターが挙げられる。主面付近の結晶の成長を促進することを考えると、ガスバーナーを加熱源とすることが好ましい。

図５に示すように、結晶化ガラス元板２１の主面２１ａは、主にガラスマトリックスＡＭにより構成されている。そこで、得られた結晶化ガラス元板２１の主面２１ａをエッチングすることにより、主面２０ａが、結晶Ｃにより構成されたペン入力装置用ガラス基板２０が得られる。

結晶化ガラス元板２１のエッチングは、フッ化水素（ＨＦ）ガス、フッ化水素酸等のエッチング液に、結晶化ガラス元板２１を浸漬することにより行われる。
エッチング液として、フッ化水素酸を用いた場合、エッチング液の温度は１０〜４０℃、フッ化水素濃度は０．５〜１０ｗｔ％のエッチング液を用い、結晶化ガラス元板２１を０．５〜１０分間エッチング液に浸漬することが好ましい。

以下、主面２０ａが、結晶Ｃにより構成されたペン入力装置用ガラス基板２０の実施例について説明する。但し、ペン入力装置用ガラス基板２０はこれに限定されるものではない。

[試料の作製]
本実施例においては、ペン入力装置用ガラス基板２０の実施例として試料１を作製し、比較例として試料２を作製した。
まず、表１に記載の組成を有するガラスとなるように各原料を酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の形態で調合し、均一に混合し、ガラスバッチを得た。得られたガラスバッチを酸素燃焼による耐火物窯に投入し、１６５０℃で溶融してガラス融液とした。白金スターラーによりガラス融液を撹拌した後、該ガラス融液を成形装置により４ｍｍの厚さとなるようにロール成形して板状物を成形し、さらに徐冷炉により板状物を室温まで徐冷し、縦２０００ｍｍ×横１２００ｍｍとなるように成形して結晶性ガラス板を得た。なお、この結晶性ガラス板が、試料２となる。
次に、結晶性ガラス板を、ローラーハースキルンで室温から核形成温度である７８０℃で３時間熱処理することにより結晶核を形成し、その後８９０℃で１時間熱処理することにより結晶化させ、結晶化ガラス基板を得た。最後に、結晶化ガラス基板を、温度２５℃、濃度２ｗｔ％のフッ化水素酸に１分間浸漬することによりエッチングし、試料１を得た。

[結晶の粒子径測定]
試料１及び試料２について、主面の結晶の粒子径を、日立ハイテクノロジー株式会社製 走査型電子顕微鏡 Ｓ−４３００ＳＥを用いて測定した。具体的には、倍率を１８００００倍として観察を行い、ペン入力装置用ガラス基板２０の任意の場所の写真を撮り、０．７４μｍ×０．５５μｍにおける任意の１０個の結晶の粒子径の範囲を写真から確認した。

[結晶の粒子径測定結果]
試料１において、結晶の粒子径は、２０〜３０ｎｍの範囲内であった。一方、試料２において、結晶が確認されなかった。

[Ｘ線回折測定]
試料１について、ペン入力装置用ガラス基板２０の結晶化度を、株式会社リガク製 Ｘ線回折装置 ＲＩＮＴ−２１００を用いて測定した。

[Ｘ線回折の測定結果]
試料１において、析出結晶がβ−石英固溶体のみであり、結晶化度は、７０％、結晶子サイズは２６ｎｍであった。試料２において、結晶ピークは確認されず、非晶質を示すハローピークのみが確認された。

[ヘイズの測定]
試料１、２についてヘイズの測定を行った。ヘイズの測定は、株式会社島津製作所製 紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３１００ＰＣ）を用い、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）に基づいて測定した。

[ヘイズの測定結果]
ヘイズは、試料１、２ともに１０％以下であった。

[解像度の評価]
ペン入力装置１０におけるディスプレイパネル３０の前面側に試料１、２のペン入力装置用ガラス基板２０を載置した場合の、ディスプレイパネル３０に表示される映像の解像度について評価を行った。評価方法としては、ディスプレイパネル３０に表示される映像に滲みが見られるか否かを以下に示す３段階で評価を行った。〇：鮮明な映像が見え、像に滲みが見られない、×：映像が不鮮明であり、かつ像の滲みが目立つ。

[解像度の評価結果]
映像の解像度は、試料１、２ともに〇となった。

[書き味の評価]
ペン入力装置用ガラス基板２０に対して入力ペン５０により文字及び図形等の入力を行った際の書き味を官能試験により評価した。評価方法としては、入力ペン５０としてワコム社製プロペン（ＫＰ−５０３Ｅ）を使用し、ペン入力装置用ガラス基板２０上での書き味が、紙上でのＨＢのシャープペンシルの書き味と感覚的に近い場合を〇とし、当該書き味よりも滑りやすい、滑りにくいなど感覚的に異なる場合を×として、書き味の判定を行った。

[書き味の評価結果]
書き味は、実施例となる試料１については〇となり、未処理の比較例である試料２については×となった。

[各試料の総合評価]
表１に示すように、実施例となる試料１については、書き味が良好であり、解像度も良好な評価結果が得られた。
一方比較例である試料２については、書き味が悪かった。

１０ ペン入力装置
２０ ペン入力装置用ガラス基板
２０ａ 主面
３０ ディスプレイパネル
４０ デジタイザ回路
５０ 入力ペン

Claims (8)

1. 結晶を有する結晶化ガラス板により構成され、
   前記結晶化ガラス板の主面には、前記結晶により凹凸が形成されてなる、
   ペン入力装置用ガラス基板。
2. 前記結晶は、粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である、
   請求項１に記載のペン入力装置用ガラス基板。
3. 前記結晶化ガラス板は、結晶化度が５０％以上である、
   請求項１または２に記載のペン入力装置用ガラス基板。
4. ヘイズが、可視光の波長域において１０％以下である、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のペン入力装置用ガラス基板。
5. 前記結晶が、β−石英固溶体である、
   請求項１〜４の何れか１項に記載のペン入力装置用ガラス基板。
6. 質量百分率表示で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ３〜４％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１％、Ｋ_２Ｏ ０〜１％、ＭｇＯ ０〜３％、ＢａＯ ０．５〜２％、ＴｉＯ_２ １〜３％、ＺｒＯ_２ ０〜３％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ３〜５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜３％、ＳｎＯ_２ ０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００３〜０．０２％を含有する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のペン入力装置用ガラス基板。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のペン入力装置用ガラス基板、ディスプレイ装置、及びペン入力を検出する検出回路を備える、
   ペン入力装置。
8. 結晶を有する結晶化ガラス板により構成されるペン入力装置用ガラス基板の製造方法であって、
   前記結晶化ガラス基板は、
   結晶を有する結晶化ガラスにより構成されたガラス元板をエッチングし、主面に、前記結晶による凹凸を形成する
   ペン入力装置用ガラス基板の製造方法。