DE112018004781T5

DE112018004781T5 - Transparenter Gegenstand

Info

Publication number: DE112018004781T5
Application number: DE112018004781.4T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Kajioka
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-06-25
Also published as: JP7120241B2; CN110997589A; WO2019044994A1; JPWO2019044994A1; CN110997589B; US20200180210A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Aufgabe des Bereitstellens eines transparenten Gegenstandes, mit dem es möglich ist, die Gleitfähigkeit in Bezug auf einen Finger zu verbessern und gleichzeitig eine Verringerung der Auflösung zu unterdrücken. Dieser transparente Gegenstand (10) umfasst ein transparentes Material (11). Eine raue Oberflächenschicht (12), die als eine raue Oberflächensektion dient, die eine raue Oberflächenform bildet, wird auf einer Hauptfläche des transparenten Materials (11) angeordnet. Eine Fläche (12a) der rauen Oberflächenschicht (12) ist so beschaffen, dass die mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq 0,08 µm oder weniger beträgt und die durchschnittliche Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente 20 µm oder weniger beträgt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen transparenten Gegenstand, der ein transparentes Basismaterial mit einer aufgerauten Hauptfläche umfasst.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise wird die Oberfläche eines transparenten Gegenstandes, der auf einer Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung angeordnet ist, aufgeraut, um der Oberfläche zusätzliche Funktionalität oder Eigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel kann die Oberfläche eines transparenten Gegenstandes, der für eine Anzeigevorrichtung mit Berührungspanelfunktionalität verwendet wird, aufgeraut werden, um ein ruckfreies Wischen mit dem Finger zu ermöglichen. Des Weiteren umfasst ein transparenter Gegenstand, der im Patentdokument 1 offenbart ist, einen Antiverschmutzungsfilm, der auf einer Hauptfläche angeordnet ist und dessen Oberfläche so geformt ist, dass die Oberflächenrauigkeit Sq (RMS, quadratischer Oberflächenrauigkeitsmittelwert) 0,25 µm oder weniger beträgt und die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente 40 µm oder weniger beträgt, um die Langlebigkeit des Antiverschmutzungsfilms zu verbessern.
LITERATUR DES STANDES DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5839134
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Wenn die Oberfläche eines transparenten Gegenstandes, der auf einer Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung angeordnet ist, aufgeraut wird, um zum Beispiel ein ruckfreies Wischen mit dem Finger zu ermöglichen, so wird die Auflösung von Bildern, die durch den transparenten Gegenstand hindurch betrachtet werden, verringert. Die Auflösung von Anzeigevorrichtungen hat sich in den vergangenen Jahren erhöht. Dadurch hat sich der Einfluss von Auflösungsverlusten aufgrund der aufgerauten Oberfläche erhöht.
Die Autoren der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass, wenn die Oberfläche eines transparenten Gegenstandes so aufgeraut wird, dass ein spezifischer Parameter, der mit der Oberflächenrauigkeit zusammenhängt, in einem spezifizierten Bereich enthalten ist, ein ruckfreies Wischen mit dem Finger möglich ist, während die Verringerung der Auflösung in Grenzen gehalten wird. Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben beschriebenen Umständen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ruckfreies Wischen mit dem Finger zu ermöglichen und gleichzeitig eine Verringerung der Auflösung in Grenzen zu halten.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein transparenter Gegenstand, der das oben genannte Problem löst, umfasst ein transparentes Basismaterial. Eine Hauptfläche des transparenten Basismaterials umfasst einen rauen Oberflächenabschnitt, der aufgeraut ist. Der raue Oberflächenabschnitt weist eine mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq von 0,08 µm oder weniger und eine mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente von 20 µm oder weniger auf.
In dem oben beschriebenen transparenten Gegenstand ist es bevorzugt, dass der raue Oberflächenabschnitt ein Verhältnis der mittleren quadratischen (RMS) Höhe Sq und der mittleren Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente (Sq/RSm) von 0,004 oder weniger aufweist.
In dem oben beschriebenen transparenten Gegenstand ist es bevorzugt, dass die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente des rauen Oberflächenabschnitts 15 µm oder weniger beträgt.
AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
Der transparente Gegenstand der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein ruckfreies Wischen mit dem Finger und hält gleichzeitig die Verringerung der Auflösung in Grenzen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines transparenten Gegenstandes.
2 ist eine schematische Darstellung, das ein Verfahren zur Messung des DOI-Wertes veranschaulicht.
3 ist eine schematische Darstellung einer Mustermaske.

MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein transparenter Gegenstand 10 ein transparentes Basismaterial 11, das eine lichtdurchlässige Tafel (Panel) ist. Das transparente Basismaterial 11 weist eine Dicke von beispielsweise 0,1 bis 5 mm auf. Das Material für das transparente Basismaterial 11 ist zum Beispiel Glas oder Harz. Das Material für das transparente Basismaterial 11 ist bevorzugt Glas, und zu Beispielen des Glases gehören bekannte Glasen wie zum Beispiel alkalifreies Glas, Aluminosilikatglas oder Kalk-Natron-Glas. Darüber hinaus kann verstärktes Glas wie zum Beispiel chemisch verstärktes Glas oder kristallisiertes Glas wie zum Beispiel kristallisiertes LAS-Glas verwendet werden. Bevorzugt wird Aluminosilikatglas verwendet. Insbesondere ist die Verwendung von chemisch verstärktem Glas mit einem Gehalt von 50 bis 80 Masse-% SiO₂, 5 bis 25 Masse-% Al₂O₃, 0 bis 15 Masse-% B₂O₃, 1 bis 20 Masse-% Na₂O und 0 bis 10 Masse-% K₂O bevorzugt. Das Harz kann zum Beispiel Polymethylmethacrylat, Polycarbonat oder Epoxidharz sein.
Eine Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 ist mit einer rauen Oberflächenschicht 12 versehen, die eine unebene Fläche 12a umfasst. Die raue Oberflächenschicht 12 dient als rauer Oberflächenabschnitt. Die raue Oberflächenschicht 12 wird zum Beispiel aus einer Matrix gebildet, die ein anorganisches Oxid enthält, wie zum Beispiel SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ oder TiO₂. Bevorzugt wird die raue Oberflächenschicht 12 nur aus einem anorganischen Oxid oder anorganischen Oxiden gebildet oder enthält keine organische Verbindung.
Die raue Oberflächenschicht 12 kann gebildet werden, indem ein Beschichtungsmittel auf die Oberfläche des transparenten Basismaterials 11 aufgebracht und das Beschichtungsmittel erwärmt wird. Das Beschichtungsmittel enthält beispielsweise einen Matrixvorläufer und ein flüssiges Medium, das den Matrixvorläufer auflöst. Beispiele für den Matrixvorläufer in dem Beschichtungsmittel sind ein anorganischer Vorläufer, wie zum Beispiel ein Siliziumdioxidvorläufer, ein Aluminiumoxidvorläufer, ein Zirkonoxidvorläufer oder ein Titanoxidvorläufer. Ein Siliziumdioxidvorläufer ist bevorzugt, da er den Brechungsindex der rauen Oberflächenschicht 12 verringert und die Steuerung der Reaktionsfreudigkeit unterstützt.
Beispiele für den Siliziumdioxidvorläufer sind eine Silanverbindung, die eine an ein Siliziumatom gebundene Kohlenwasserstoffgruppe und eine hydrolysierbare Gruppe enthält, ein hydrolytisches Kondensat einer Silanverbindung, und eine Silazanverbindung. Es ist bevorzugt, eines oder beides von einer Silanverbindung und eines hydrolytischen Kondensats davon einzuarbeiten, um die Bildung eines Risses in der rauen Oberflächenschicht 12 hinreichend zu begrenzen, selbst wenn die raue Oberflächenschicht 12 relativ dick ausgebildet wird.
Die Silanverbindung enthält eine an ein Siliziumatom gebundene Kohlenwasserstoffgruppe und eine hydrolysierbare Gruppe. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann eine Gruppe enthalten, die aus -O-, -S-, -CO- und -NR'- (R' ist ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe) zwischen Kohlenstoffatomen ausgewählt ist oder eine Kombination von zwei oder mehr davon ist.
Die Kohlenwasserstoffgruppe kann eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe sein, die an ein einzelnes Siliziumatom gebunden ist, oder eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die an zwei Siliziumatome gebunden ist. Beispiele für die einwertige Kohlenwasserstoffgruppe sind eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe und eine Arylgruppe. Beispiele für die zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe sind eine Alkylengruppe, eine Alkenylengruppe und eine Arylengruppe.
Beispiele für die hydrolysierbare Gruppe sind eine Alkoxygruppe, eine Acyloxygruppe, eine Ketoximgruppe, eine Alkenyloxygruppe, eine Aminogruppe, eine Aminooxygruppe, eine Amidogruppe, eine Isocyanatgruppe und ein Halogenatom. Eine Alkoxygruppe, eine Isocyanatgruppe und ein Halogenatom (insbesondere ein Chloratom) sind bevorzugt, da sie im Hinblick auf die Stabilisierung der Silanverbindung und die Unterstützung der Hydrolyse der Silanverbindung recht ausgewogen sind. Die Alkoxygruppe ist bevorzugt eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und des Weiteren bevorzugt eine Methoxygruppe oder eine Ethoxygruppe.
Beispiele für die Silanverbindung sind ein Alkoxysilan (wie zum Beispiel Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan oder Tetraisopropoxysilan), ein Alkoxysilan enthaltend eine Alkylgruppe (wie zum Beispiel Methyltrimethoxysilan oder Ethyltrimethoxysilan), ein Alkoxysilan enthaltend eine Vinylgruppe (wie zum Beispiel Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan), ein Alkoxysilan enthaltend eine Epoxygruppe (wie zum Beispiel 2-(3, 4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, oder 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan), und ein Alkoxysilan enthaltend eine Acryloyloxygruppe (wie zum Beispiel 3-Acryloyloxypropyltrimethoxysilan). Unter diesen Silanverbindungen ist die Verwendung von mindestens einem oder beiden eines Alkoxysilans und eines hydrolytischen Kondensats davon bevorzugt, und des Weiteren ist die Verwendung eines hydrolytischen Kondensats eines Alkoxysilans bevorzugt.
Die Silazanverbindung ist eine Verbindung, die gebundenes Silizium und Stickstoff (-SiN-) enthält. Die Silazanverbindung kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung (Polymer mit vorgegebener Wiederholungseinheit) sein. Beispiele für eine niedermolekulare Silazanverbindung sind Hexamethyldisilazan, Hexaphenyldisilazan, Dimethylaminotrimethylsilan, Trisilazan, Cyclotrisilazan und 1, 1, 3, 3, 3, 5, 5, 5-Hexamethylcyclotrisilazan.
Beispiele für den Aluminiumoxidvorläufer sind ein Aluminiumalkoxid, ein hydrolytisches Kondensat davon, ein wasserlösliches Aluminiumsalz und ein Aluminiumchelat. Beispiele für den Zirkonoxidvorläufer sind ein Zirkoniumalkoxid und ein hydrolytisches Kondensat davon. Beispiele für den Titanoxidvorläufer sind ein Titanalkoxid und ein hydrolytisches Kondensat davon.
Das flüssige Medium, das in dem Beschichtungsmittel enthalten ist, ist ein Lösemittel, das gemäß einer Art des Matrixvorläufers ausgewählt ist und den Matrixvorläufer auflöst. Beispiele für das flüssige Medium sind Wasser, ein Alkohol, ein Keton, ein Ether, eine Cellosolve, ein Ester, ein Glykolether, eine stickstoffhaltige Verbindung und eine schwefelhaltige Verbindung.
Beispiele für den Alkohol sind Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol und Diacetonalkohol. Beispiele für das Keton sind Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon. Beispiele für den Ether sind Tetrahydrofuran und 1,4-Dioxan. Beispiele für die Cellosolve sind Methylcellosolve und Ethylcellosolve. Beispiele für den Ester sind Methylacetat und Ethylacetat. Ein Beispiel für den Glykolether ist Ethylenglykolmonoalkylether. Beispiele für die stickstoffhaltige Verbindung sind N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid und N-Methylpyrrolidon. Ein Beispiel für die schwefelhaltige Verbindung ist Dimethylsulfoxid. Das flüssige Medium kann von einer einzelnen Art oder eine Kombination aus zwei oder mehr Arten sein.
Das flüssige Medium enthält bevorzugt Wasser, oder anders ausgedrückt: ist bevorzugt Wasser, oder ein flüssiges Gemisch aus Wasser und einem anderen flüssigen Medium. Das andere flüssige Medium ist bevorzugt ein Alkohol und besonders bevorzugt Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol oder Butanol.
Des Weiteren kann das Beschichtungsmittel einen Säurekatalysator enthalten, der die Hydrolyse und Kondensation des Matrixvorläufers veranlasst. Der Säurekatalysator ist eine Komponente, welche die Hydrolyse und Kondensation des Matrixvorläufers veranlasst, um sofort die raue Oberflächenschicht 12 zu bilden. Der Säurekatalysator kann zur Hydrolyse und Kondensation eines Ausgangsmaterials (wie zum Beispiel Alkoxysilan) während der Zubereitung einer Lösung des Matrixvorläufers vor der Zubereitung des Beschichtungsmittels zugesetzt werden oder kann nach der Zubereitung wesentlicher Komponenten zugesetzt werden. Beispiele für den Säurekatalysator sind eine anorganische Säure (wie zum Beispiel Salpetersäure, Schwefelsäure oder Salzsäure) und eine organische Säure (wie zum Beispiel Ameisensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Monochloressigsäure, Dichloressigsäure oder Trichloressigsäure).
Beispiele für ein Verfahren zum Auftragen des Beschichtungsmittels sind ein bekanntes Nassbeschichtungsverfahren (wie zum Beispiel Aufsprühen, Aufschleudern, Tauchbeschichtung, Farbstoffbeschichtung, Vorhangbeschichtung, Siebbeschichtung, Tintenstrahlbeschichtung, Fließbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung, Rakelbeschichtung, Flexobeschichtung, Schlitzbeschichtung oder Walzenbeschichtung). Das Aufsprühen erleichtert die Bildung der Unebenheit und ist daher das bevorzugte Beschichtungsverfahren.
Beispiele für eine Düse, die zum Aufsprühen verwendet wird, sind eine Zweifluiddüse und eine Einzelfluiddüse. Ein Tröpfchen des aus der Düse abgegebenen Beschichtungsmittels weist normalerweise einen Durchmesser von 0,1 bis 100 µm und bevorzugt von 1 bis 50 µm auf. Der Durchmesser eines Tröpfchens des Beschichtungsmittels kann beispielsweise durch Ändern des Düsentyps, des Zerstäubungsluftdrucks oder der Flüssigkeitsmenge eingestellt werden. Beispielsweise wird bei einer Zweifluiddüse das Tröpfchen mit zunehmendem Zerstäubungsluftdruck kleiner, und das Tröpfchen wird mit zunehmender Flüssigkeitsmenge größer. Der Durchmesser des Tröpfchens entspricht dem mit einem Lasermessgerät gemessenen mittleren Sauterdurchmesser.
Beim Auftragen des Beschichtungsmittels weist ein Beschichtungsgegenstand (beispielsweise das transparente Basismaterial 11) eine Oberflächentemperatur von beispielsweise 20 °C bis 75 °C, bevorzugt 30 °C oder mehr, und besonders bevorzugt 60 °C oder mehr auf. Es ist bevorzugt, zum Erwärmen des Beschichtungsgegenstandes eine hydronische Heizvorrichtung zu verwenden. Die Feuchtigkeit beim Auftragen des Beschichtungsmittels beträgt vorzugsweise beispielsweise 20 % bis 80 %.
Die Oberflächenform einer Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 wird nun ausführlich beschrieben.
Eine Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 wird durch die Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 gebildet. Die Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 weist eine solche Oberflächenform auf, dass die mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq 0,08 µm oder weniger beträgt und die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente 20 µm oder weniger beträgt. Die Oberflächenform, welche die oben beschriebenen Bereiche erfüllt, ermöglicht ein ruckfreies Wischen mit dem Finger (ein ruckfreies Wischverhalten) auf der Fläche 12a und hält die Verringerung der Auflösung in Grenzen.
Die mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq ist ein nach ISO 25178 gemessener Wert, und die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente ist ein nach JIS B 0601 (2001) gemessener Wert. JIS B 0601 entspricht ISO 4287 und bezieht sich auf den gleichen technischen Inhalt. Im Folgenden kann die „mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq“ einfach als „Höhe Sq“ bezeichnet werden, und die „mittlere Breite RSm von Rauigkeitskurvenprofilelementen“ kann einfach als „mittlere Breite RSm“ bezeichnet werden.
Die Höhe Sq der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 beträgt 0,08 µm oder weniger und bevorzugt 0,06 µm oder weniger. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 eine Höhe Sq von 0,02 µm oder mehr aufweist.
Die mittlere Breite RSm der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 beträgt 20 µm oder weniger und bevorzugt 15 µm oder weniger. Wenn die mittlere Breite RSm 15 µm oder weniger beträgt, so wird das Wischen mit dem Finger noch ruckfreier. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 eine mittlere Breite RSm von 5 µm oder mehr aufweist.
Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm (Sq/RSm) der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 0,004 oder weniger. Dies begrenzt die Verringerung der Auflösung noch weiter. Das Verhältnis der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm (Sq/RSm) der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 ist des Weiteren bevorzugt 0,001 oder größer.
Die Oberflächenform der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 kann durch Ändern einer Bildungsbedingung der rauen Oberflächenschicht 12 gesteuert werden. Zum Beispiel wird für den Fall, dass die raue Oberflächenschicht 12 durch den Sprühbeschichtungsprozess gebildet wird, die Höhe Sq verringert, wenn die Menge des aufgetragenen Beschichtungsmittels verringert wird. Die mittlere Breite RSm kann durch Verringern der Feuchtigkeit beim Auftragen des Beschichtungsmittels oder durch Verkleinern des Durchmessers der Sprühtröpfchen verringert werden.
Die raue Oberflächenschicht 12, welche die Fläche 12a umfasst, die so geformt ist, dass die Höhe Sq 0,08 µm oder weniger beträgt und die mittlere Breite RSm 20 µm oder weniger beträgt, lässt sich leicht bilden, insbesondere unter einer Bildungsbedingung, die die Tröpfchen des aufgetragenen Beschichtungsmittels schnell trocknet, wie zum Beispiel, wenn die Oberflächentemperatur des transparenten Basismaterials 11 erhöht wird oder die Feuchtigkeit während des Auftragens des Beschichtungsmittels verringert wird.
Der in der oben beschriebenen Weise gebildete transparente Gegenstand 10 wird zum Beispiel auf einer Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung angeordnet und verwendet, die dafür ausgelegt ist, mit dem Finger berührt zu werden, wie zum Beispiel eine Anzeigevorrichtung mit Berührungspanelfunktionalität. In diesem Fall kann der transparente Gegenstand 10 ein Element sein, das auf der Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung montiert ist. Das heißt, der transparente Gegenstand 10 kann nachträglich an der Anzeigevorrichtung angebracht werden. Bevorzugt wird der transparente Gegenstand 10 auf eine Anzeigevorrichtung mit einer Pixeldichte von 160 bis 600 ppi aufgebracht.
Die vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.
(1) Der transparente Gegenstand 10 umfasst das transparente Basismaterial 11. Die Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 ist mit der rauen Oberflächenschicht 12 versehen, die aufgeraut ist und als ein rauer Oberflächenabschnitt dient. Die Höhe Sq der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 beträgt 0,08 µm oder weniger, und die mittlere Breite RSm der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 beträgt 20 µm oder weniger.
Die oben beschriebene Struktur ermöglicht ein ruckfreies Wischen mit dem Finger (ein ruckfreies Wischverhalten) und hält die Verringerung der Auflösung in Grenzen.
(2) Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm (Sq/RSm) der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 0,004 oder weniger.
Die oben beschriebene Struktur hält die Verringerung der Auflösung noch weiter in Grenzen.
(3) Bevorzugt beträgt die mittlere Breite RSm der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 15 µm oder weniger.
Die oben beschriebene Struktur unterstützt ein ruckfreies Wischen mit dem Finger zusätzlich.
(4) Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm (Sq/RSm) der Fläche 12a der rauen Oberflächenschicht 12 0,004 oder weniger, und die mittlere Breite RSm beträgt 15 µm oder weniger.
Die oben beschriebene Struktur hat spürbare Auswirkungen sowohl im Hinblick auf das Begrenzen der Verringerung der Auflösung als auch im Hinblick auf das Ermöglichen eines ruckfreien Wischens mit dem Finger.
Die vorliegende Ausführungsform kann in der nachfolgend beschriebenen Weise modifiziert werden.
- Die raue Oberflächenschicht 12 kann mehrschichtig sein, solange sie so geformt ist, dass die Höhe Sq und die mittlere Breite RSm der Fläche 12a innerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegen. Die raue Oberflächenschicht 12 kann zum Beispiel aus einer ersten Schicht, die eine unebene Oberfläche aufweist, und einer zweiten Schicht, die auf der ersten Schicht entlang der unebenen Oberfläche der ersten Schicht angeordnet ist, gebildet werden. Alternativ kann die raue Oberflächenschicht 12 durch eine erste Schicht, die keine unebene Oberfläche aufweist, und eine zweite Schicht, die eine unebene Oberfläche aufweist und auf der ersten Schicht angeordnet ist, gebildet werden. Für den Fall, dass die raue Oberflächenschicht 12 mehrschichtig ist, ist die Oberfläche der äußersten Schicht die Fläche 12a.
- Die raue Oberflächenschicht 12 kann auch als eine Schicht dienen, die eine vorgegebene Funktionalität besitzt. Beispiele für die Funktionsschicht sind eine blendfreie Schicht, eine Antireflexionsschicht und eine Antiverschmutzungsschicht. Für den Fall, dass die raue Oberflächenschicht 12 mehrschichtig ist, kann jede Schicht unterschiedliche Funktionen haben. Die raue Oberflächenschicht 12 kann beispielsweise durch eine blendfreie Schicht und eine Antireflexionsschicht gebildet werden, die nacheinander auf dem transparenten Basismaterial 11 angeordnet werden.
- In der obigen Ausführungsform dient die auf der Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 angeordnete raue Oberflächenschicht 12 als ein rauer Oberflächenabschnitt. Die Struktur des rauen Oberflächenabschnitts ist jedoch nicht auf die raue Oberflächenschicht 12 beschränkt. Zum Beispiel kann der raue Oberflächenabschnitt ein unebener Oberflächenabschnitt sein, der durch Durchführen eines Strahlverfahrens oder eines Ätzverfahrens auf der Oberfläche des transparenten Basismaterials 11 gebildet wird. Der raue Oberflächenabschnitt kann des Weiteren die raue Oberflächenschicht 12 umfassen, die auf dem gewellten Oberflächenabschnitt angeordnet ist.
- Der raue Oberflächenabschnitt kann auf der gesamten Hauptfläche des transparenten Basismaterials 11 angeordnet werden oder kann auf einem Teil der Hauptfläche angeordnet werden.
Technische Konzepte, die anhand der obigen Ausführungsform und den modifizierten Beispielen nachvollzogen werden können, werden nun beschrieben.
(a) Der transparente Gegenstand, bei dem der raue Oberflächenabschnitt eine raue Oberflächenschicht ist, die auf einer Hauptfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist.
(b) Der transparente Gegenstand, bei dem die raue Oberflächenschicht eine Schicht ist, die mindestens eines enthält, das aus SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ und TiO₂ ausgewählt ist.
BEISPIELE
Die obige Ausführungsform wird nun anhand experimenteller Beispiele näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese experimentellen Beispiele beschränkt.
Experimentalbeispiele 1 bis 16
Es wurden Experimentalbeispiele 1 bis 16 des transparenten Gegenstandes hergestellt, die jeweils eine raue Oberflächenschicht auf einer Hauptfläche des transparenten Basismaterials umfassten, wobei die raue Oberflächenschicht unterschiedlich geformt war.
In den Experimentalbeispielen 1 bis 14 wurde ein Beschichtungsmittel mit einer Sprühbeschichtungsvorrichtung auf eine Fläche des transparenten Basismaterials (T2X-1, hergestellt von Nippon Electric Glass Co., Ltd.), das aus einer chemisch verstärkten Glastafel mit einer Dicke von 1,3 mm gebildet wurde, aufgetragen, um die raue Oberflächenschicht zu bilden. Die Sprühvorrichtung hatte eine Zweifluiddüse. Das Beschichtungsmittel war eine Lösung, die durch Auflösen eines Vorläufers der rauen Oberflächenschicht (Tetraethylorthosilikat) in einem flüssigen Medium, das Wasser enthielt, zubereitet wurde. Das Beschichtungsmittel wurde mit einem Zerstäubungsluftdruck von 0,2 MPa bei einer Strömungsrate von 0,3 kg pro Stunde auf das transparente Basismaterial aufgetragen. Dann wurde das transparente Basismaterial dreißig Minuten lang bei 180 °C erwärmt und getrocknet.
In den Experimentalbeispielen 15 und 16 wurde die raue Oberflächenschicht (blendfreie Schicht) auf dem transparenten Basismaterial in der gleichen Weise wie in den Experimentalbeispielen 1 bis 14 gebildet. Dann wurde auf der rauen Oberflächenschicht durch reaktives Sputtern eine Antireflexionsschicht gebildet. Die Antireflexionsschicht war ein dielektrischer Mehrschichtfilm, der vier Schichten umfasste, die von der Seite des transparenten Basismaterials aus in folgender Reihenfolge angeordnet waren, und zwar: ein Film mit hohem Brechungsindex (Nioboxid, Dicke 15 nm), ein Film mit niedrigem Brechungsindex (Siliziumoxid, Dicke 30 nm), ein Film mit hohem Brechungsindex (Nioboxid, Dicke 110 nm) und ein Film mit niedrigem Brechungsindex (Siliziumoxid, Dicke 80 nm).
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden die Oberflächenformen der rauen Oberflächenschicht des transparenten Gegenstandes der Experimentalbeispiele 1 bis 16 durch Verändern des Düsendurchmessers der Zwillingsdüse, der Luftfeuchtigkeit um das transparente Basismaterial herum, der Oberflächentemperatur des transparenten Basismaterials und der Menge des Beschichtungsmittels, das bei der Bildung der rauen Oberflächenschicht pro Flächeneinheit aufgetragen wurde, variiert.
Experimentalbeispiel 17
Im Experimentalbeispiel 17 wurde auf einer Fläche des transparenten Materials (T2X-1, hergestellt von Nippon Electric Glass Co., Ltd.), das aus einer chemisch verstärkten Glastafel mit einer Dicke von 1,3 mm gebildet wurde, eine Antireflexionsschicht durch reaktives Sputtern gebildet. Die Antireflexionsschicht war ein dielektrischer Mehrschichtfilm, der vier Schichten umfasste, die von der Seite des transparenten Basismaterials aus in folgender Reihenfolge angeordnet waren, und zwar: ein Film mit hohem Brechungsindex (Nioboxid, Dicke 15 nm), ein Film mit niedrigem Brechungsindex (Siliziumoxid, Dicke 30 nm), ein Film mit hohem Brechungsindex (Nioboxid, Dicke 110 nm) und ein Film mit niedrigem Brechungsindex (Siliziumoxid, Dicke 80 nm). Auf diese Weise wurde der transparente Gegenstand, der nicht die raue Oberflächenschicht aufwies, hergestellt.

Tabelle 1

	Durchmesser der Düse (mm)	Luftfeuchtigkeit (%)	Oberflächentemperatur (°C)	Beschichtungsmittelmenge (g/m²)
Experimentalbeispiel 1	0,6	54	20	22
Experimentalbeispiel 2	0,6	54	20	16
Experimentalbeispiel 3	0,6	54	20	13
Experimentalbeispiel 4	0,6	54	20	33
Experimentalbeispiel 5	0,6	67	20	33
Experimentalbeispiel 6	0,6	67	20	66
Experimentalbeispiel 7	0,6	48	20	22
Experimentalbeispiel 8	0,6	48	20	13
Experimentalbeispiel 9	0,6	48	20	16
Experimentalbeispiel 10	0,6	48	20	33
Experimentalbeispiel 11	0,4	52	20	31
Experimentalbeispiel 12	0,4	52	70	31
Experimentalbeispiel 13	0,6	54	20	27
Experimentalbeispiel 14	0,4	52	70	52
Experimentalbeispiel 15	0,6	52	20	16
Experimentalbeispiel 16	0,6	52	20	46
Experimentalbeispiel 17	-	-	-	0

Analyse der Oberflächenform der rauen Oberflächenschicht
Die Oberflächenform der rauen Oberflächenschicht wurde mit einem Raster-Weißlicht-Interferenzmikroskop (VertScan, hergestellt von Ryoka Systems, Inc.) gemessen. Die Messung erfolgte über eine Messfläche von 316,77 µm × 237,72 µm im WAVE-Modus mittels eines 530er Weißfilters und einer Objektivlinse mit 20-facher Vergrößerung bei einer Auflösung von 640 Pixeln × 480 Pixeln. Die gemessenen Rauigkeitsdaten wurden einer primären Oberflächenkorrektur mit Hilfe der Analysesoftware VS-Viewer unterzogen, um die mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq eines jeden Experimentalbeispiels zu erhalten. Die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente jedes Experimentalbeispiels ist ein Mittelwert des RMS (root mean square) von jeweils zehn Linien, die parallel zur langen Seite des Messbereichs verlaufen und von einem Ende zum anderen Ende des Messbereichs angeordnet sind. Des Weiteren wurde das Verhältnis der mittleren Breite RSm und der Höhe Sq (Sq/RSm) anhand von Messwerten der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Vor der Messung der Oberflächenform des transparenten Gegenstandes jedes der Experimentalbeispiele 15 bis 17 mit dem Raster-Weißlicht-Interferenzmikroskop wurde ein Gold-Dünnfilm auf der Oberfläche der Antireflexionsschicht jedes transparenten Gegenstandes durch Sputtern gebildet, um das optische Reflexionsvermögen der Oberfläche zu erhöhen. Solange der auf der Antireflexionsschicht angeordnete Gold-Dünnfilm eine Dicke von ungefähr einigen Nanometern aufweist, folgt der Gold-Dünnfilm direkt der Form der darunterliegenden Unebenheiten. Die Auswirkungen auf die Messwerte der Höhe Sq und der mittleren Breite RSm können somit vernachlässigt werden.
Beurteilung des Wischens mit dem Finger
Zehn Probanden führten den Vorgang des Reibens der Oberfläche der rauen Oberflächenschicht des transparenten Gegenstandes jedes Experimentalbeispiels mit einem mit Ethanol gereinigten Finger durch, um zu beurteilen, ob ein gutes Wischen mit dem Finger (ruckfreies Wischverhalten) wahrgenommen wurde. Die Ergebnisse sind in der Spalte „Wischen mit dem Finger“ in Tabelle 2 gezeigt. In der Spalte „Wischen mit dem Finger“ gibt „◯ ◯“ an, dass mindestens acht Personen ein gutes Wischen mit dem Finger wahrgenommen haben; „◯“ gibt an, dass mindestens fünf und maximal sieben Personen ein gutes Wischen mit dem Finger wahrgenommen haben; und „×“ gibt an, dass weniger als vier Personen ein gutes Wischen mit dem Finger wahrgenommen haben.
Beurteilung der Auflösung
Wie in 2 gezeigt, wurde eine Mustermaske 21 auf einer planaren Lichtquelle 20 angeordnet, und der transparente Gegenstand 10 wurde auf der Mustermaske 21 angeordnet. In diesem Fall wurde der transparente Gegenstand 10 so angeordnet, dass die Fläche, die der Fläche 12a gegenüberlag, der Mustermaske 21 zugewandt war. Außerdem wurde ein Lichtdetektor 22 an einer Position gegenüber der Fläche 12a des transparenten Gegenstandes 10 angeordnet. Der Lichtdetektor 22 wurde auf einen zulässigen Unschärfekreis mit einem Durchmesser von 53 µm eingestellt.
Wie in 3 gezeigt, war die Mustermaske 21 eine 500 ppi-Mustermaske mit einer Pixelgröße von 10 µm × 40 µm und einem Pixelmittenabstand von 50 µm. Als Lichtdetektor 22 kam ein SMS-1000 (hergestellt von Display-Messtechnik & Systeme) zum Einsatz.
Der Lichtdetektor 22 wies eine Sensorgröße vom 1/3-Typ und eine Pixelgröße von 3,75 µm × 3,75 µm auf. Der Brennweitenbereich des Lichtdetektors 22 wurde auf 100 mm eingestellt, und der Blendendurchmesser des Objektivs wurde auf 4,5 mm eingestellt. Die Mustermaske 21 und der transparente Gegenstand 10 wurden so angeordnet, dass die Fläche 12a des transparenten Gegenstandes 10 und eine Oberseite 21a der Mustermaske 21 in die Vorwärtstiefenschärfe des Lichtdetektors 22 einbezogen wurden, deren zulässiger Unschärfekreis auf 53 µm eingestellt wurde. Genauer gesagt wurde die Mustermaske 21 so angeordnet, dass sich die Oberseite 21a an der Fokusposition des Lichtdetektors 22 befand, und der transparente Gegenstand 10 wurde so angeordnet, dass die Distanz zwischen der Oberseite 21a der Mustermaske 21 und der Fläche 12a 1,8 mm betrug.
Dann, in einem Zustand, in dem die planare Lichtquelle 20 Licht in Richtung des transparenten Gegenstandes 10 durch die Mustermaske 21 hindurch aussandte, nahm der Lichtdetektor 22 ein Bild des transparenten Gegenstandes 10 auf, um Bilddaten zu erhalten. Die erhaltenen Bilddaten wurden mit dem SMS-1000 im DOI-Messmodus (Software „Sparkle Measurement System“) analysiert, um die Pixelhelligkeit jedes Pixels der Mustermaske 21 zu berechnen. Dann wurden ein Spitzenwert (Peak Value, Ip) und ein Talwert (Valley Value, Iv) der Pixelhelligkeit berechnet.
Außerdem nahm der Lichtdetektor 22 ein Bild der Mustermaske 21 auf, als der transparente Gegenstand 10 entfernt war. Die erhaltenen Bilddaten wurden mit dem SMS-1000 im DOI-Messmodus analysiert, um die Pixelhelligkeit jedes Pixels der Mustermaske 21 zu berechnen. Dann wurden ein Spitzenwert (Ip) und ein Talwert (Iv) der Pixelhelligkeit berechnet.
Der DOI-Wert wurde auf der Grundlage der folgenden Gleichung (1) berechnet. Der DOI-Wert ist ein Wert, der einen Grad der Verringerung der Auflösung anzeigt und sich umso mehr „1“ annähert, je kleiner die Verringerung der Auflösung wird. $DOI-Wert = [(Ip - Iv) / (Ip + Iv)] / [({Ip}_{0} - {Iv}_{0}) / ({Ip}_{0} + {Iv}_{0})]$
Der DOI-Wert jedes Experimentalbeispiels ist in der Spalte „Auflösung“ in Tabelle 2 gezeigt. In der Spalte „Auflösung“ ist auch die Beurteilung des DOI-Wertes gezeigt, wobei „◯ ◯“ einen DOI-Wert von 0,86 oder größer angibt, „◯“ einen DOI-Wert von 0,80 oder größer und weniger als 0,86 angibt und „×“ einen DOI-Wert von weniger als 0,80 angibt.

Tabelle 2

	Oberflächenform			Beurteilung
	Sq (µm)	RSm (µm)	Sq/RSm	Wischen mit dem Finger	Auflösung
Experimentalbeispiel 1	0,049	16,5	0,002953	◯	◯ ◯ (0,873)
Experimentalbeispiel 2	0,038	16,1	0,002378	◯	◯ ◯ (0,889)
Experimentalbeispiel 3	0,033	16,4	0,002017	◯	◯ ◯ (0,932)
Experimentalbeispiel 4	0,073	14,3	0,005079	◯◯	◯ (0,836)
Experimentalbeispiel 5	0,032	23,8	0,001360	×	◯ ◯ (0,943)
Experimentalbeispiel 6	0,054	22,5	0,002395	×	◯ ◯ (0,911)
Experimentalbeispiel 7	0,061	13,4	0,004583	◯◯	◯ (0,807)
Experimentalbeispiel 8	0,042	13,7	0,003048	◯◯	◯ ◯ (0,861)
Experimentalbeispiel 9	0,045	13,6	0,003285	◯◯	◯ ◯ (0,869)
Experimentalbeispiel 10	0,089	13,6	0,006547	◯◯	× (0,772)
Experimentalbeispiel 11	0,115	27,2	0,004228	◯◯	× (0,669)
Experimentalbeispiel 12	0,025	12,1	0,002099	◯◯	◯ ◯ (0,902)
Experimentalbeispiel 13	0,065	16,1	0,004050	◯◯	◯ (0,854)
Experimentalbeispiel 14	0,047	14,5	0,003271	◯◯	◯ ◯ (0,867)
Experimentalbeispiel 15	0,042	14,5	0,002897	◯◯	◯ ◯ (0,876)
Experimentalbeispiel 16	0,098	14,9	0,006577	◯◯	× (0,740)
Experimentalbeispiel 17	< 0,01	-	-	×	◯ ◯ (0,914)

Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden die Experimentalbeispiele 5, 6, 10, 11 und 16, bei denen die Oberflächenform nicht die erste Bedingung „die mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq beträgt 0,08 oder weniger, und die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente beträgt 20 µm oder weniger“ erfüllte, so beurteilt, dass das Wischen mit dem Finger weniger ruckfrei vonstatten ging oder dass die Auflösung geringer war als im Fall der Experimentalbeispiele 1 bis 4, 7 bis 9 und 12 bis 15, bei denen die Oberflächenform die erste Bedingung erfüllte. Dieses Ergebnis zeigt an, dass eine Oberflächenform, welche die erste Bedingung erfüllt, geeignet ist, um das ruckfreie Wischen mit dem Finger zu verbessern und gleichzeitig der Verringerung der Auflösung Grenzen zu setzen.
Des Weiteren zeigen die Ergebnisse der Experimentalbeispiele 1 bis 3, 5, 6, 8, 9, 12, 14 und 15 eine Tendenz, dass sich ein Verlust der Auflösung weiter begrenzen lässt, wenn die Oberflächenform zusätzlich zu der ersten Bedingung noch die zweite Bedingung „das Verhältnis der mittleren quadratischen (RMS) Höhe Sq und der mittleren Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente (Sq/RSm) ist 0,004 oder weniger“ erfüllt. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Experimentalbeispiele 4, 7 bis 9, 12, 14 und 15 eine Tendenz der weiteren Verbesserung des Wischens mit dem Finger, wenn die Oberflächenform zusätzlich zu der ersten Bedingung noch die dritte Bedingung „die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente beträgt 15 µm oder weniger“ erfüllt. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Experimentalbeispiele 8, 9, 12, 14 und 15, dass eine Oberflächenform, welche die erste Bedingung, die zweite Bedingung und die dritte Bedingung erfüllt, spürbare Auswirkungen sowohl im Hinblick auf die Begrenzung der Verringerung der Auflösung als auch im Hinblick auf das Ermöglichen eines ruckfreien Wischens mit dem Finger zeigt.
Das Experimentalbeispiel 17, bei dem keine raue Oberflächenschicht vorhanden war, wurde so beurteilt, dass das Wischen mit dem Finger weniger ruckfrei vonstatten ging. Dieses Ergebnis zeigt an, dass eine raue Oberflächenschicht geeignet ist, das ruckfreie Wischen mit dem Finger zu verbessern.
Bezugszeichenliste
10) transparenter Gegenstand, 11) transparentes Basismaterial, 12) raue Oberflächenschicht, 12a) Fläche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5839134 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 25178 [0030]
ISO 4287 [0030]

Claims

Transparenter Gegenstand, der ein transparentes Basismaterial umfasst, wobei eine Hauptfläche des transparenten Basismaterials einen rauen Oberflächenabschnitt umfasst, der aufgeraut ist, und der raue Oberflächenabschnitt eine mittlere quadratische (RMS) Höhe Sq von 0,08 µm oder weniger und eine mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente von 20 µm oder weniger aufweist.
Transparenter Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der raue Oberflächenabschnitt ein Verhältnis der mittleren quadratischen (RMS) Höhe Sq und der mittleren Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente (Sq/RSm) von 0,004 oder weniger aufweist.
Transparenter Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mittlere Breite RSm der Rauigkeitskurvenprofilelemente des rauen Oberflächenabschnitts 15 µm oder weniger beträgt.