JP2020117436A - タッチパッド、およびタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる透明板の提供。【解決手段】透明基板と、防汚層とを有する透明板であって、前記透明基板の表面に、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造を有し、前記防汚層はフッ素を含み、前記防汚層の少なくとも一部は前記微小凹凸構造の位置に形成され、前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板のヘイズが２％以下であって、下記式（１）で表されるＸが０．５以上である、透明板。Ｘ＝（Ｓ１−Ｓ２）／（Ｓ３−Ｓ２）・・・（１）【選択図】図１

Description

本発明は、透明板、タッチパッド、およびタッチパネルに関する。

タッチパッドやタッチパネル向けに、様々な機能層を透明基板に形成した透明板が開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、機能層として、平均粒径１〜１００μｍの微粒子を含む重合性組成物の硬化物でハードコート層を形成する。これにより、硬度が高く、且つ、指の引っ掛かりがない物が得られる。

国際公開第２０１２／１６０８９４号

特許文献１によれば、機能層が平均粒径１〜１００μｍの微粒子を含むため、ヘイズが高くなるという問題があった。

本発明は、低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる透明板の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
透明基板と、防汚層とを有する透明板であって、
前記透明基板の表面に、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造を有し、
前記防汚層はフッ素を含み、前記防汚層の少なくとも一部は前記微小凹凸構造の位置に形成され、
前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板のヘイズが２％以下であって、
下記式（１）で表されるＸが０．５以上である、透明板が提供される。
Ｘ＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／（Ｓ_３−Ｓ_２）・・・（１）
Ｓ_１； 前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板の蛍光Ｘ線測定装置で前記防汚層側から測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_２；フッ素を実質的に含有しないガラス板の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_３；フッ素を２ｗｔ％含有するアルミノシリケートガラス板（標準サンプル）の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度

本発明の一態様によれば、低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる透明板が提供される。

本発明の一実施形態による透明板を示す図である。 本発明の一実施形態による透明板を用いたタッチパッドを示す図である。 本発明の一実施形態による透明板を用いたタッチパネルを示す図である。 本発明の一実施形態による透明板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるガラス基板のエッチング処理に使用される処理装置を示す図である。 例１４によるガラス基板のエッチング処理後の断面写真である。 例１４によるガラス基板のエッチング処理後の表面写真である。 例１〜４３による透明板の「Ｘ」と「Ｙ」との関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。

図１は、本発明の一実施形態による透明板を示す図である。透明板１０は、透明基板としてのガラス基板１１と、防汚層１２とを有する。尚、ガラス基板１１の代わりに、樹脂基板も使用可能である。

ガラス基板１１の厚さは、３ｍｍ以下であることが好ましく、例えば、０．２〜２．０ｍｍの範囲であっても良い。ガラス基板１１の厚さは、０．３〜１．５ｍｍの範囲であることがより好ましい。ガラス基板１１の厚さが３ｍｍ以上の場合、重量が上昇して軽量化が難しくなり、また原材料コストが上昇してしまう。

ガラス基板１１のマルテンス硬さは、例えば２０００以上４５００Ｎ／ｍｍ^２未満であってもよく、２０００〜４０００Ｎ／ｍｍ^２であることがより好ましい。マルテンス硬さが２０００Ｎ／ｍｍ^２以上の場合、耐久性が良い。また、マルテンス硬さが４５００Ｎ／ｍｍ^２未満であれば、切断等の加工が可能であり、４０００Ｎ／ｍｍ^２以下の場合、指で触ったときに適度なへこみ感が得られる。マルテンス硬さは、さらに好ましくは２０００〜３５００Ｎ／ｍｍ^２である。なお、マルテンス硬さは、カバーガラスの表面の柔らかさを表す指標であり、ＩＳＯ １４５７７に準拠した方法で測定可能である。

ガラス基板１１は、４００〜７００ｎｍの波長領城に高い透過率、例えば８０％以上の透過率を有することが好ましい。また、ガラス基板１１は、十分な絶縁性を有し、化学的物理的耐久性が高いことが望ましい。

ガラス基板１１は、フロート法、またはフュージョン法などで成形される。ガラス基板１１は、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、または無アルカリガラスなどで構成される。ガラス基板１１は、化学強化処理がなされた化学強化ガラスでも、未強化ガラスでもよい。化学強化ガラスの場合、ガラス基板１１はアルカリ金属を含む。

ガラス基板１１は、例えば、モル％表示で６１〜７７％のＳｉＯ_２、１〜１８％のＡｌ_２Ｏ_３、８〜１８％のＮａ_２Ｏ、０〜６％のＫ_２Ｏ、０〜１５％のＭｇＯ、０〜８％のＢ_２Ｏ_３、０〜９％のＣａＯ、０〜１％のＳｒＯ、０〜１％のＢａＯ、および０〜４％のＺｒＯ_２を含む。

ＳｉＯ_２はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。６１モル％未満では、ガラス表面に傷がついた時にクラックが発生しやすくなる、耐候性が低下する、比重が大きくなる、または液相温度が上昇しガラスが不安定になる等が起こりやすいため、好ましくは６３モル％以上である。ＳｉＯ_２が７７モル％超では粘度が１０^２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２または粘度が１０^４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が上昇しガラスの溶解または成形が困難となる、または耐候性が低下しやすいため、好ましくは７０モル％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３はイオン交換性能および耐候性を向上させる成分であり必須である。１モル％未満ではイオン交換により所望の表面圧縮応力や圧縮応力層厚みが得られにくい、または耐候性が低下しやすい等から、好ましくは５モル％以上である。１８モル％超では、Ｔ２もしくはＴ４が上昇しガラスの溶解もしくは成形が困難となる、または液相温度が高くなり失透しやすくなる。

Ｎａ_２Ｏはイオン交換時の表面圧縮応力のばらつきを小さくする、イオン交換により表面圧縮応力層を形成させる、またはガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。８モル％未満ではイオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することが困難となる、または、Ｔ２もしくはＴ４が上昇しガラスの溶解もしくは成形が困難となるため、好ましくは１０モル％以上である。Ｎａ_２Ｏが１８モル％超では耐候性が低下する、または圧痕からクラックが発生しやすくなる。

Ｋ_２Ｏは必須ではないがイオン交換速度を増大させる成分であり、６モル％まで含有してもよい。６モル％超ではイオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、圧痕からクラックが発生しやすくなる、または耐候性が低下する。

ＭｇＯは溶融性を向上させる成分であり含有しても良い。ＭｇＯが１５モル％超ではイオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、液相温度が上昇し失透しやすくなる、またはイオン交換速度が低下するため、好ましくは１２モル％以下である。

Ｂ_２Ｏ_３は溶融性向上のために８モル％以下であることが好ましい。８モル％超では均質なガラスを得にくくなり、ガラスの成型が困難になるおそれがある。

ＣａＯは高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために９モル％まで含有してもよいが、イオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、またはイオン交換速度もしくはクラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。

ＳｒＯは高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために１モル％以下で含有してもよいが、イオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、または、イオン交換速度もしくはクラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。

ＢａＯは高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために１モル％以下で含有してもよいが、イオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、またはイオン交換速度もしくはクラック発生に対する耐性が低下するおそれがある。

ＺｒＯ_２は必須成分ではないが、表面圧縮応力を大きくする、または耐候性を向上させる等のため、４モル％まで含有してもよい。４モル％超ではイオン交換時の表面圧縮応力のばらつきが大きくなる、またはクラック発生に対する耐性が低下する。

防汚層１２は、指紋や油脂などの汚れが付着することを防止したり、そのような汚れの除去を容易にしたりするためのものである。防汚層１２は、指紋付着防止および指紋除去促進の少なくとも一方の作用を有する。防汚層１２は、例えば、ガラス基板１１の表面から垂直または斜めに伸びる樹脂毛の集合体で構成される。

防汚層１２は、フッ素を含む樹脂で形成される。防汚層１２の材料としては、例えば下記式（Ａ）で表される樹脂、下記式（Ｂ）で表される樹脂などが用いられる。

ここで、Ｌ_１は、例えばＣ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｆなどから形成される、たとえばエーテル結合、アミド結合などからなる結合構造である。ｋは繰り返し回数で、１以上１０００以下の自然数である。Ｌ_０はガラスの末端ＯＨ基と交換することができる加水分解性基である。

Ｌ_０は、フッ素以外のハロゲンまたはアルコキシ基（−ＯＲ）であることが好ましく、ここで、Ｒは１〜６の炭素原子の直鎖または分岐鎖炭化水素であり、例えば、−ＣＨ_３、−Ｃ_２Ｈ_５、−ＣＨ（ＣＨ_３）_２の炭化水素が挙げられる。好ましいハロゲンは、塩素である。好ましいアルコキシシランは、トリメトキシシラン、Ｓｉ（ＯＭｅ）_３である。

ここで、Ｌ_２は、例えばＣ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｆなどから形成される、たとえばエーテル結合、アミド結合などからなる結合構造である。ｍおよびｎは繰り返し回数で、それぞれ、１以上１０００以下の自然数である。Ｌ_０は式（Ａ）のＬ_０と同じ意味である。

防汚層の材料としては、Ｓ６００（商品名、旭硝子社製）、Ｓ５５０（商品名、旭硝子社製）、ＫＹ−１７８（商品名、信越化学工業社製）、ＫＹ−１８５（商品名、信越化学工業社製）、Ｘ−７１−１８６（商品名、信越化学工業社製）、Ｘ−７１−１９０（商品名、信越化学工業社製）、オプツール（登録商標）ＤＳＸ（商品名、ダイキン工業社製）およびオプツール（登録商標）ＡＥＳ（商品名、ダイキン工業株式会社製）などが好ましく使用できる。

ところで、防汚層１２の成膜量が成膜部位の表面粗さに応じた閾値を超える場合、その超過量に応じた量の凝集体が形成される。そのため、上記成膜量には限界があり、凝集体が生じないように上記成膜量が設定される。尚、凝集体が形成されると、透明板１０のヘイズ（散乱、曇度）が大きくなり、透明板１０をタッチパネルに組み込んだ際に商品性を著しく低下させる。そして触感は成膜量に依存するため、成膜量が制限されると、設計可能な触感も一定範囲内に制限されることになる。

ガラス基板１１は、その表面に、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造１１ａを有する。ここで、表面粗さＲａとは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）に記載の算術平均粗さである。表面粗さＲａが０．３ｎｍ以上である場合、ガラス基板１１の表面積が大きく、防汚層１２の材料がガラス基板１１の表面と反応する確率があがるため、防汚層１２の材料の凝集を抑制でき、当該凝集に起因するヘイズの増大を抑制できる。そして、防汚層１２の成膜量を増大でき、指で触ったときに従来とは異なる触感が得られる。さらに、より多くの防汚層１２の材料がガラス基板と結合していることから、微小凹凸構造１１ａを有さないガラス基板に防汚層を形成した場合と比較して、所定の触感をより長期間維持できる。一方、表面粗さＲａが３００ｎｍ以下である場合、表面粗さＲａが０．２ｎｍ以下の場合と同程度の低いヘイズが得られ、透明度が確保できる。表面粗さＲａは、好ましくは０．３〜２００ｎｍ、より好ましくは０．３〜１００ｎｍである。

防汚層１２の少なくとも一部は、微小凹凸構造１１ａの位置に形成される。よって、ヘイズが低く維持でき、且つ、防汚層１２の成膜量を増大できる。ここでは、防汚層１２の成膜量を表す値として、下記式（１）で表されるＸを採用する。
Ｘ＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／（Ｓ_３−Ｓ_２）・・・（１）
Ｓ_１；微小凹凸構造１１ａの位置での、透明板１０の蛍光Ｘ線測定装置で防汚層１２側から測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_２；フッ素を実質的に含有しないガラス板の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_３；フッ素を２ｗｔ％含有するアルミノシリケートガラス板（標準サンプル）の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
ここで、「フッ素を実質的に含有しないガラス板」とは、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により測定したフッ素の含有量が１００ｐｐｍ未満のガラス板を意味し、たとえば市販のソーダライムガラス等でもよい。ガラス基板１１が実質的にフッ素を含有しない場合、防汚層１２の成膜前のガラス基板１１を測定してもよい。上記式（１）に示すようにＳ_１およびＳ_３からそれぞれＳ_２を引くことで、蛍光Ｘ線測定装置のゼロ点補正を行っている。防汚層１２にはフッ素原子が含まれている。上記式（１）で表されるＸを測定することで、防汚層１２の成膜量を定量することができる。

一観点によれば、微小凹凸構造１１ａの位置での透明板１０のヘイズが２％以下であって、上記式（１）で表されるＸが０．５以上である透明板１０が提供される。詳しくは実施例の欄において説明するが、このような構造の透明板１０は従来なく、従来とは異なる触感が得られる。ヘイズは好ましくは１．５％以下である。Ｘは好ましくは０．５〜１０、より好ましくは０．５〜７である。

別の一観点によれば、微小凹凸構造１１ａの位置での透明板１０のヘイズをＹ（％）とすると、下記式（２）および（３）を満たす透明板１０が提供される。
Ｙ≦ａ×Ｘ＋ｂ・・・（２）
Ｙ≦２・・・・・・・（３）
ａ＝０．６７（％）
ｂ＝−０．３３（％）
詳しくは実施例の欄において説明するが、このような構造の透明板１０は従来なく、低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる。尚、式（２）においてａおよびｂは、それぞれ、後述の例１〜４３の評価結果に基づき算出した。Ｘは好ましくは０．５〜１０、より好ましくは０．５〜７である。

防汚層１２の厚さは、例えば１〜１００ｎｍである。

防汚層１２の表面粗さは、ガラス基板１１の表面粗さと同等であってもよい。

なお、透明板１０は、ガラス基板１１と防汚層１２との間に、機能層としての無機層を有してもよい。無機層は酸化膜、窒化膜、酸素窒化膜、金属膜のいずれか１層または任意の２以上の組み合わせからなる多層膜であって、以下に説明する下地層、反射防止層のほか、高反射層（ミラー層ともいう）、低放射層などのうち１以上の機能を発揮可能な機能層である。

透明板１０は、ガラス基板１１と防汚層１２との間に、下地層を有してもよい。ガラス基板１１と防汚層１２との密着性を改善する効果などがある。下地層は、例えば酸化ケイ素などの無機層で形成される。

また、透明板１０は、ガラス基板１１と防汚層１２との間に、反射防止層などの無機層を有してもよい。反射防止層は、公知の方法で形成されたものであってよく、たとえば屈折率の異なる層（例えば酸化ケイ素と酸化チタン）を交互に積層した多層膜でもよい。反射防止層は、たとえば屈折率が１．６以下の単層膜でもよい。そのような単層膜としては、例えばシリカ膜や、フッ素ドープシリカ膜、フッ化マグネシウム膜などが挙げられる。また、反射防止層は、ゾルゲル法によって形成されたものでもよい。ここで、「屈折率」は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率を意味し、室温で測定する。

透明板１０は、ガラス基板１１と防汚層１２との間に、下地層と反射防止層の両方を有してもよい。この場合、透明板１０は、ガラス基板１１側から、反射防止層、下地層、防汚層をこの順で有してよい。

図２は、本発明の一実施形態による透明板を用いたタッチパッドを示す図である。図２において、図１に示す微小凹凸構造１１ａの図示を省略する。

タッチパッド２０は、透明板１０と、位置検出器２１とを有する。位置検出器２１は、一般的なものであってよく、例えば静電容量の変化などを利用して、透明板１０における指のタッチ位置を検出する。

タッチパッド２０は透明板１０を備えるため、低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる。タッチパッド２０は、例えば、ノートパソコンなどに組み込まれる。

図３は、本発明の一実施形態による透明板を用いたタッチパネルを示す図である。図３において、図１に示す微小凹凸構造１１ａの図示を省略する。

タッチパネル３０は、透明板１０と、位置検出器３１と、画像表示装置３２とを有する。位置検出器３１は、一般的なものであってよく、例えば静電容量の変化などを利用して、透明板１０における指のタッチ位置を検出する。画像表示装置３２は、一般的なものであってよく、例えば液晶ディスプレイなどで構成され、位置検出器３１の検出結果に応じた画像を表示する。

タッチパネル３０は透明板１０を備えるため、低いヘイズのまま、従来とは異なる触感が得られる。タッチパネル３０は、例えば、デジタル情報機器などに組み込まれる。デジタル情報機器としては、携帯電話（スマートフォンを含む）、コンピュータ（タブレットを含む）、コピー機、ファクシミリなどが挙げられる。

尚、本実施形態の透明板１０は、図２ではタッチパッド２０に組み込まれ、図３ではタッチパネル３０に組み込まれるが、他の製品に組み込まれてもよい。例えば、透明板１０は、機器の筐体、画像表示装置のカバーなどに用いられてもよい。

また、透明板１０は、指で触るものではなく、ペンで触るものでもよい。低いヘイズのまま、従来とは異なる書き心地が得られる。

また、位置検出器３１と画像表示装置３２との配置は逆でもよく、画像表示装置３２を基準として透明板１０とは反対側に位置検出器３１が配置されてもよい。

図４は、本発明の一実施形態による透明板の製造方法を示すフローチャートである。図４に示すように、透明板の製造方法は、表面粗化工程Ｓ１１と、化学強化工程Ｓ１２と、コーティング工程Ｓ１３とを有する。尚、化学強化工程Ｓ１２は、任意の工程であって、必要に応じて設ければよい。

表面粗化工程Ｓ１１では、ガラス基板の表面を粗化することにより、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造を形成する。例えば、表面粗化工程Ｓ１１では、ガラス基板１１の表面にエッチング処理を行う。エッチングは、化学エッチング、物理エッチングのいずれでもよい。化学エッチングの場合は、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでもよい。ドライエッチングでは、例えばフッ化水素（ＨＦ）ガスを含む処理ガスが用いてもよい。

エッチング処理の温度は、特に限られないが、通常、４００〜８００℃の範囲である。エッチング処理の温度は、５００〜７００℃の範囲であることが好ましく、５００〜６５０℃の範囲であることがより好ましい。

処理ガスは、フッ化水素ガスの他、キャリアガスおよび希釈ガスを含んでも良い。キャリアガス、希釈ガスとしては、特に限定されないが、例えば、窒素および／またはアルゴン等が使用される。また、水を加えても構わない。

処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度は、ガラス基板の表面が適正にエッチング処理される限り、特に限られない。処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度は、例えば、０．１〜１０ｖｏｌ％の範囲であり、０．３〜５ｖｏｌ％の範囲であることが好ましく、０．５〜４ｖｏｌ％の範囲であることがより好ましい。このとき、処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）は、フッ素ガス流量／（フッ素ガス流量＋キャリアガス流量＋希釈ガス流量）より求められる。

ガラス基板のエッチング処理は、反応容器中で実施しても良いが、ガラス基板が大きい場合など、必要な場合、ガラス基板のエッチング処理は、ガラス基板を搬送させた状態で実施しても良い。この場合、反応容器中での処理に比べて、より迅速かつ高効率な処理が可能となる。

ここで、エッチング処理に使用され得る装置の一例について簡単に説明する。

図５は、本発明の一実施形態によるガラス基板のエッチング処理に使用される処理装置を示している。図５に示す処理装置は、ガラス基板を搬送させた状態で、ガラス基板のエッチング処理を実施できる。

図５に示すように、この処理装置３００は、インジェクタ３１０と、搬送手段３５０とを備える。

搬送手段３５０は、上部に置載されたガラス基板３８０を、矢印Ｆ３０１に示すように、水平方向（ｘ軸方向）に搬送できる。

インジェクタ３１０は、搬送手段３５０およびガラス基板３８０の上方に配置される。

インジェクタ３１０は、処理ガスの流通路となる複数のスリット３１５、３２０、および３２５を有する。すなわち、インジェクタ３１０は、中央部分に鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って設けられた第１のスリット３１５と、該第１のスリット３１５を取り囲むように、鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って設けられた第２のスリット３２０と、該第２のスリット３２０を取り囲むように、鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って設けられた第３のスリット３２５とを備える。

第１のスリット３１５の一端（上部）は、フッ化水素ガス源（図示されていない）とキャリアガス源(図示されていない)とに接続されており、第１のスリット３１５の他端（下部）は、ガラス基板３８０の方に配向される。同様に、第２のスリット３２０の一端（上部）は、希釈ガス源（図示されていない）に接続されており、第２のスリット３２０の他端（下部）は、ガラス基板３８０の方に配向される。第３のスリット３２５の一端（上部）は、排気系（図示されていない）に接続されており、第３のスリット３２５の他端（下部）は、ガラス基板３８０の方に配向される。

このように構成された処理装置３００を使用して、ガラス基板３８０のエッチング処理を実施する場合、まず、フッ化水素ガス源（図示されていない）から、第１のスリット３１５を介して、矢印Ｆ３０５の方向に、フッ化水素ガスが供給される。また、希釈ガス源（図示されていない）から、第２のスリット３２０を介して、矢印Ｆ３１０の方向に、窒素等の希釈ガスが供給される。これらのガスは、排気系により、矢印Ｆ３１５に沿って水平方向（ｘ軸方向）に移動した後、第３のスリット３２５を介して、処理装置３００の外部に排出される。

なお、第１のスリット３１５には、フッ化水素ガスに加えて、窒素などのキャリアガスを同時に供給しても良い。

次に、搬送手段３５０が稼働される。これにより、ガラス基板３８０が矢印Ｆ３０１の方向に移動する。

ガラス基板３８０は、インジェクタ３１０の下側を通過する際に、第１のスリット３１５および第２のスリット３２０から供給された処理ガス（フッ化水素ガス＋キャリアガス＋希釈ガス）に接触する。これにより、ガラス基板３８０の上面がエッチング処理される。

なお、ガラス基板３８０の上面に供給された処理ガスは、矢印Ｆ３１５のように移動してエッチング処理に使用された後、矢印Ｆ３２０のように移動して、排気系に接続された第３のスリット３２５を介して、処理装置３００の外部に排出される。

このような処理装置３００を使用することにより、ガラス基板を搬送しながら、処理ガスによるエッチング処理を実施することができる。この場合、反応容器を使用してエッチング処理を実施する方法に比べて、処理効率を向上できる。また、このような処理装置３００を使用した場合、大型のガラス基板に対してもエッチング処理を実施できる。

ここで、ガラス基板３８０への処理ガスの供給速度は、特に限られない。処理ガスの供給速度は、例えば、０．１〜１０００ＳＬＭの範囲であっても良い。ここで、ＳＬＭとは、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉｔｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ（標準状態における流量）の略である。また、ガラス基板３８０のインジェクタ３１０の通過時間（図５の距離Ｓを通過する時間）は、１〜１２０秒の範囲であり、２〜６０秒の範囲であることが好ましく、３〜３０秒の範囲であることがより好ましい。ガラス基板３８０のインジェクタ３１０の通過時間を３２０秒以下とすることにより、迅速なエッチング処理を実施可能である。以下、ガラス基板３８０のインジェクタ３１０の通過時間を「エッチング処理時間」ともいう。

このように、処理装置３００を使用することにより、搬送状態のガラス基板に対して、エッチング処理を実施できる。

なお、図５に示した処理装置３００は、単なる一例に過ぎず、その他の装置を使用して、フッ化水素ガスを含む処理ガスによるガラス基板のエッチング処理を実施しても良い。例えば、図５の処理装置３００では、静止しているインジェクタ３１０に対して、ガラス基板３８０が相対的に移動する。しかしながら、これとは逆に、静止しているガラス基板に対して、インジェクタを水平方向に移動させても良い。あるいは、ガラス基板とインジェクタの両者を、相互に反対方向に移動させても良い。また、搬送手段３５０およびガラス基板の下方にインジェクタを設置し、ガラス下面をエッチング処理してもよい。

また、図５の処理装置３００では、インジェクタ３１０は、合計３つのスリット３１５、３２０、３２５を有する。しかしながら、スリットの数は、特に限られない。例えば、スリットの数は、２つであっても良い。この場合、一つのスリットが処理ガス（キャリアガスとフッ化水素ガスと希釈ガスとの混合ガス）供給用に利用され、別のスリットが排気用に利用されても良い。また、スリット３２０と排気用スリット３２５との間に１つ以上のスリットを設けて、エッチングガス、キャリアガス、希釈ガスを供給させても良い。

さらに、図５の処理装置３００では、インジェクタ３１０の第２のスリット３２０は、第１のスリット３１５を取り囲むように配置され、第３のスリット３２５は、第１のスリット３１５および第２のスリット３２０を取り囲むように設けられている。しかしながら、この代わりに、第１のスリット、第２のスリット、および第３のスリットを、水平方向（ｘ軸方向）に沿って一列に配列しても良い。この場合、処理ガスは、ガラス基板の上面を、一方向に沿って移動し、その後、第３のスリットを介して排気される。

さらに、複数個のインジェクタ３１０を搬送手段３５０の上に、水平方向（ｘ軸方向）に沿って配置させても良い。

さらに、別装置等によって、エッチング処理した面と同じ面に酸化ケイ素を主成分とする層を積層させても良い。該層を積層させることにより、エッチング処理した面の化学的耐久性を向上させることができる。

また、ガラス基板上に予めマスクを施した上でエッチング処理を行うことにより、ガラス基板表面の所望の領域を部分的にエッチング処理したり、領域によって異なるエッチング条件を適用したりすることが可能である。

化学強化工程Ｓ１２では、ガラス基板を化学強化処理する。ここで、「化学強化処理（法）」とは、アルカリ金属を含む溶融塩中にガラス基板を浸漬させ、ガラス基板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属（イオン）を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属（イオン）と置換する技術の総称を言う。「化学強化処理（法）」では、処理されたガラス基板の表面には、処理前の元の原子よりも原子径の大きなアルカリ金属（イオン）が配置される。このため、ガラス基板の表面に圧縮応力層を形成することができ、これによりガラス基板の強度が向上する。

例えば、ガラス基板がナトリウム（Ｎａ）を含む場合、化学強化処理の際、このナトリウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばカリウム（Ｋ）と置換される。あるいは、例えば、ガラス基板がリチウム（Ｌｉ）を含む場合、化学強化処理の際、このリチウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばナトリウム（Ｎａ）および／またはカリウム（Ｋ）と置換されても良い。

ガラス基板に対して実施される化学強化処理の条件は、特に限られない。

溶融塩の種類としては、例えば、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩化ナトリウム、および塩化カリウム等の、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属硫酸塩、およびアルカリ金属塩化物塩などが挙げられる。これらの溶融塩は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いても良い。

処理温度（溶融塩の温度）は、使用される溶融塩の種類によっても異なるが、例えば、３５０〜５５０℃の範囲であっても良い。

化学強化処理は、例えば、３５０〜５５０℃の溶融硝酸カリウム塩中に、ガラス基板を２分〜２０時間程度浸演することにより、実施しても良い。経済的かつ実用的な観点からは、３５０〜５００℃、１〜１０時間で実施されることが好ましい。

これにより、表面に圧縮応力層が形成されたガラス基板を得ることができる。

前述のように、化学強化工程Ｓ１２は、必須の工程ではない。しかしながら、ガラス基板に対して化学強化処理を実施することにより、ガラス基板の強度を高めることができる。

コーティング工程Ｓ１３では、ガラス基板の微小凹凸構造に対して、防汚層の材料をコーティングする。この処理を、以下、「ＡＦＰ（Anti-Finger Print）処理」と称する。

コーティング工程には洗浄処理、下地層成膜、反射防止層成膜などが含まれていてもよい。

ＡＦＰ処理に用いる防汚層の材料は、ガラス基板などの表面のＳｉ−ＯＨ基と結合する官能基およびフッ素を含むフッ素系シランカップリング剤である。防汚層の材料は、ガラス基板などの表面に存在するＳｉ-ＯＨと縮合することで、基板との密着性が確保される。

防汚層の材料としては、公知の材料を利用でき、たとえば前記した化学式（Ａ）あるいは（Ｂ）の化合物を使用できる。

これらは、単独で使用しても、混合して使用しても良い。また、予め、酸またはアルカリなどで部分的に加水分解縮合物を作製してから、使用しても良い。

ＡＦＰ処理は、乾式法で実施されても、湿式法で実施されても良い。乾式法では、蒸着法等の成膜プロセスにより、防汚層の材料をガラス基板に成膜させる。一方、湿式法では、防汚層の材料を含む溶液をガラス基板に塗布した後、ガラス基板を乾燥する。

ＡＦＰ処理の前には、必要に応じて、ガラス基板に対して洗浄処理や下地処理を実施しても良い。また、ＡＦＰ処理の後には、防汚層の密着力向上のため、加熱処理および加湿処理等を実施しても良い。

以下、透明板の製造方法およびその評価結果について説明する。なお、例１〜２９は実施例、例３０〜４１は比較例、例４２は実施例、例４３は比較例である。

（ガラス基板の種類）
フロート法で成形した厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用意した。ガラス基板のガラスの種類としては、下記のガラスＡと、ガラスＢの２種類のいずれかとした。

ガラスＡは、アルミノシリケートガラス（旭硝子社製 ドラゴントレイル（登録商標））である。ガラスＢは、ソーダライムガラス（旭硝子社製 ＡＳ）である。

（表面粗化工程）
例１〜２９および例４２では図４に示す表面粗化工程Ｓ１１を実施し、例３０〜４１および例４３では図４に示す表面粗化工程Ｓ１１を実施しなかった。

表面粗化工程Ｓ１１では、用意したガラス基板に対して、ＨＦガスによるエッチング処理を実施した。エッチング処理には、前述の図５に示した処理装置３００を使用した。

処理装置３００において、第１のスリット３１５にはフッ化水素ガスと窒素ガスを、第２のスリット３２０には窒素ガスを供給し、ＨＦガスの濃度が例１〜６では０．３５ｖｏｌ％、例７〜１３、４２では０．４８ｖｏｌ％、例１４〜２１では０．６０ｖｏｌ％、例２２〜２４では０．７１ｖｏｌ％、例２５、２６では０．６０ｖｏｌ％、例２７、２８では０．９０ｖｏｌ％、例２９では１．２ｖｏｌ％となるようにした。

第３のスリット３２５からの排気量は、全供給ガス量の２倍とした。

ガラス基板は例１〜２４、４２では５８０℃に加熱した状態で搬送し、例２５〜２９では７００℃に加熱した状態で搬送した。なお、ガラス基板の温度は、熱電対を配置した同種のガラス基板を、同様の熱処理条件で搬送しながら測定した値である。ただし、ガラス基板の表面温度は、直接放射温度計を用いて測定しても良い。

エッチング処理時間は、１０秒とした。

（表面粗さ）
エッチング処理後の表面粗さＲａは、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＩ３８００Ｎ：エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）により測定した。測定は、ガラス基板の２μｍ四方の領域に対して、取得データ数１０２４×１０２４として実施した。

一例として例１４によるガラス基板のエッチング処理後の断面写真と表面写真とを、図６および図７に示す。これらの写真から、ガラス基板の表面にはエッチング処理によって微小凹凸構造が形成されていることがわかる。

（化学強化工程）
例７〜１０、例１７、例１８、例２２〜２４、例３０〜３４、例４２〜４３では、図４に示す化学強化工程Ｓ１２を実施した。化学強化工程では、４５０℃の１００％硝酸カリウム溶融塩中に、エッチング処理後のガラス基板を１時間浸漬する化学強化処理を実施した。化学強化処理により、ガラス基板の表面に、圧縮応力層が形成された。

尚、例１〜６、例１１〜１６、例１９〜２１、例２５〜２９、例３５〜４１では、図４に示す化学強化工程Ｓ１２を実施しなかった。

（コーティング工程）
例１〜４３では、図４に示すコーティング工程Ｓ１３を実施した。

例１〜２９では、ガラス基板の表面のエッチング処理による微小凹凸構造に対し、下記の処理を行った。例４、例６では、ガラス基板の表面のエッチング処理による微小凹凸構造に対し直接、蒸着法によりＡＦＰ剤（ＡＧＣ社製、Ｓ５５０またはＳ６００）を成膜した。例１〜３、例５、例７〜２９では、ガラス基板の表面のエッチング処理による微小凹凸構造に対し、酸化ケイ素のアンダーコートをスパッタ成膜した後、蒸着法によりＡＦＰ剤を成膜した。ＡＦＰ剤の成膜量は、例毎に変更した。例２、例２０では、ＡＦＰ処理後、１００℃で６０分間ガラス基板を加熱する加熱処理を実施した（以降、後加熱ともいう）。尚、後加熱は、例１、例３〜１９、例２１〜２９では実施しなかった。

例３０〜４１では、エッチング処理していないガラス基板の表面に対し、酸化ケイ素のアンダーコートをスパッタ成膜した後、蒸着法によりＡＦＰ剤を成膜した。また、例３１では、ＡＦＰ処理後、１００℃で６０分間、ガラス基板を加熱する後加熱を実施した。尚、後加熱は、例３０、例３２〜４１では実施しなかった。

例４２では、ガラス基板の表面のエッチング処理による微小凹凸構造に対し、下記の反射防止層を形成した後、蒸着法によりＡＦＰ剤を成膜した。尚、例４２では、ＡＦＰ処理後、後加熱を実施しなかった。
反射防止層は、高屈折率層と、低屈折率層とを交互に積層することで形成した。高屈折率層としては酸化ニオブ層を用い、低屈折率層としては酸化ケイ素層を用いた。
具体的には、まず、真空チャンバー内で、アルゴンガスと酸素ガスを１対３のｓｃｃｍ（standard cc/min）流量比で混合した混合ガスを導入しながら、ニオブターゲットを用いて、圧力０．３Ｐａ、電力密度３．８Ｗ／ｃｍ^２、の条件でマグネトロンスパッタリングを行い、ガラス基板のエッチング処理を施した側の面上に、厚さ１３ｎｍの酸化ニオブ（ニオビア）からなる高屈折率層を形成した。
次いで、アルゴンガスと酸素ガスを１対３の割合で混合した混合ガスを導入しながら、シリコンターゲットを用いて、圧力０．３Ｐａ、電力密度３．８Ｗ／ｃｍ^２、の条件でマグネトロンパルススパッタリングを行い、前記高屈折率層上に厚さ３５ｎｍの酸化ケイ素（シリカ）からなる低屈折率層を形成した。
次いで、アルゴンガスと酸素ガスを１対３の割合で混合した混合ガスを導入しながら、ニオブターゲットを用いて、圧力０．３Ｐａ、電力密度３．８Ｗ／ｃｍ^２、の条件でマグネトロンスパッタリングを行い、前記低屈折率層上に厚さ１１５ｎｍの酸化ニオブ（ニオビア）からなる高屈折率層を形成した。
次いで、アルゴンガスと酸素ガスを１対３の割合混合した混合ガスを導入しながら、シリコンターゲットを用いて、圧力０．３Ｐａ、電力密度３．８Ｗ／ｃｍ^２、の条件でマグネトロンスパッタリングを行い、厚さ８０ｎｍの酸化ケイ素（シリカ）からなる低屈折率層を形成した。
このようにして、酸化ニオブ（ニオビア）と酸化ケイ素（シリカ）とが合計４層積層された反射防止層を形成した。尚、反射防止層を構成する層の数が４つ以外でも、同じ傾向の結果が得られる。

例４３では、エッチング処理していないガラス基板の表面に対し、例４２と同様にして反射防止層を形成した後、蒸着法によりＡＦＰ剤を成膜した。尚、例４３では、ＡＦＰ処理後、後加熱を実施しなかった。

ＡＦＰ処理後に、蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製、ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ）を用いて上記式（１）で表されるＸを測定した。Ｘは、上述の如く、ＡＦＰ剤の成膜量を表す値である。

蛍光Ｘ線測定装置には、ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ（（株）リガク社製：出力：Ｒｈ５０ｋＶ−７２ｍＡ）を使用した。

また、ＡＦＰ処理後に、透明板のヘイズを測定した。ヘイズの測定には、ヘーズメータ（ＨＺ−２：スガ試験機）を使用し、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に基づいて実施した。光源には、Ｃ光源を使用した。

さらに、ＡＦＰ処理後に、防汚層を指で触ったときの触り心地、すなわち触感を、官能試験により評価した。ここで、「ぬるぬる」とは、指がよく滑るものの、表面がべたついた印象を与える触感をいう。「つるつる」とは、指がよく滑り、表面が平らで硬い印象を与える触感をいう。「なめらか」とは、指がよく滑り、「つるつる」よりもさらに抵抗感のない、ストレスのない触感をいう。「しっとり」とは、指が滑りやすく、柔らかさや優しさを感じる触感をいう。「すべすべ」とは、指の動きが軽く、表面がきめの細かい印象を与える触感をいう。「さらさら」とは、指の動きが軽く、表面が凹凸のある印象を与える触感をいう。「かさかさ」とは、適度な抵抗感のある、表面が乾いた触感をいう。これらの触感は、ガラス基板の表面粗さ、および防汚層の材料の成膜量などで決まる。

評価結果を表１および図８に示す。図８は、例１〜４３による透明板の「Ｘ」と「Ｙ」との関係を示す図である。図８において、白丸は例１〜２９および例４２（表面粗さＲａが０．３以上の例）を示し、黒丸は例３０〜４１および例４３（表面粗さＲａが０．３未満の例）を示す。

表１および図８から明らかなように、例１〜２９および例４２ではガラス基板の表面に表面粗さＲａが０．３以上の微小凹凸構造が形成されるため、低いヘイズのまま、防汚層の材料の成膜量を増やすことができ、例３０〜４１および例４３で得られる触感とは異なる触感が得られる。また、コーティング工程における下地処理や反射防止層の有無、後加熱処理の有無は、ヘイズや触感になんら影響を与えないことが示されている。

以上、透明板、タッチパッドおよびタッチパネルの実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、透明板の表面が複数の領域に分割され、ガラス基板１１の表面粗さＲａ、および防汚層１２の成膜量Ｘの少なくとも一方が領域毎に異なってもよい。領域毎に触感が異なるため、位置認識が可能である。

本出願は、２０１４年１１月２０日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−２３６００７号および２０１５年７月１４日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−１４０１７１号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１４−２３６００７号および特願２０１５−１４０１７１号の全内容を本出願に援用する。

１０ 透明板
１１ ガラス基板
１１ａ 微小凹凸構造
１２ 防汚層
２０ タッチパッド
２１ 位置検出器
３０ タッチパネル
３１ 位置検出器
３２ 画像表示装置

上記課題を解するため、本発明の一態様によれば、
透明基板と防汚層とを有する透明板と、前記透明板における指のタッチ位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器による検出結果に応じた画像を表示する画像表示装置とを備え、
前記透明板は、前記透明基板の表面に、表面粗さＲａが２．０〜１００ｎｍの微小凹凸構造を有し、
前記防汚層はフッ素を含み、前記防汚層の少なくとも一部は前記微小凹凸構造の位置に形成され、
前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板のヘイズが２％以下であって、
前記透明板は、下記式（１）で表されるＸが０．５以上であるタッチパネルが提供される。
Ｘ＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／（Ｓ_３−Ｓ_２）・・・（１）
Ｓ_１；前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板の蛍光Ｘ線測定装置で前記防汚層側から測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_２；フッ素を実質的に含有しないガラス板の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
Ｓ_３；フッ素を２ｗｔ％含有するアルミノシリケートガラス板（標準サンプル）の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度

Claims (6)

1. 透明基板と、防汚層とを有する透明板であって、
   前記透明基板の表面に、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造を有し、
   前記防汚層はフッ素を含み、前記防汚層の少なくとも一部は前記微小凹凸構造の位置に形成され、
   前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板のヘイズが２％以下であって、
   下記式（１）で表されるＸが０．５以上である、透明板。
   Ｘ＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／（Ｓ_３−Ｓ_２）・・・（１）
   Ｓ_１；前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板の蛍光Ｘ線測定装置で前記防汚層側から測定したＦ−Ｋα線強度
   Ｓ_２；フッ素を実質的に含有しないガラス板の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
   Ｓ_３；フッ素を２ｗｔ％含有するアルミノシリケートガラス板（標準サンプル）の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
2. 透明基板と、防汚層とを有する透明板であって、
   前記透明基板の表面に、表面粗さＲａが０．３〜３００ｎｍの微小凹凸構造を有し、
   前記防汚層はフッ素を含み、前記防汚層の少なくとも一部は前記微小凹凸構造の位置に形成され、
   前記微小凹凸構造の位置での、前記透明板のヘイズをＹ（％）とすると、下記式（２）および式（３）を満たす、透明板。
   Ｙ≦ａ×Ｘ＋ｂ・・・（２）
   Ｙ≦２・・・・・・・（３）
   Ｘ＝（Ｓ_１−Ｓ_２）／（Ｓ_３−Ｓ_２）
   ａ＝０．６７（％）
   ｂ＝−０．３３（％）
   Ｓ_１；前記微小凹凸構造の位置での、前記防汚層の蛍光Ｘ線測定装置で前記防汚層側から測定したＦ−Ｋα線強度
   Ｓ_２；フッ素を実質的に含有しないガラス板の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
   Ｓ_３；フッ素を２ｗｔ％含有するアルミノシリケートガラス板（標準サンプル）の蛍光Ｘ線測定装置で測定したＦ−Ｋα線強度
3. 前記透明板は、前記透明基板と前記防汚層との間に、さらに反射防止層を有し、
   前記反射防止層は、屈折率の異なる層を交互に積層した多層膜または波長５５０ｎｍの光に対する屈折率が１．６以下の単層膜である、請求項１または２に記載の透明板。
4. 前記透明基板はガラス基板である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明板。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明板と、
   前記透明板における指のタッチ位置を検出する位置検出器とを備える、タッチパッド。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明板と、
   前記透明板における指のタッチ位置を検出する位置検出器と、
   前記位置検出器による検出結果に応じた画像を表示する画像表示装置とを備える、タッチパネル。