JP3935658B2 - 透光性ノングレア面化加工方法と透光性ノングレアタッチスクリーン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透光性ノングレア面化加工方法と透光性ノングレアタッチスクリーンに関し、ガラス基材の表面を表示デバイスやタッチデバイスの表示スクリーンやタッチスクリーンに適した透光性ノングレア面とするのに用いられる透光性ノングレア面化加工方法とそれにより得られる透光性ノングレアタッチスクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示スクリーンやタッチスクリーンは共に画面がきれいということが要求される。それには、背後からの画像情報が鮮明に見えるための高い透明性、つまり透光性と、背後からの画像情報をそれらスクリーンを通して手前から見るのに、スクリーンにその手前から入射する光を反射しないノングレア性とを、同時に満足しなければならない。
【０００３】
これを満足するのに従来、透明なガラス基板の表面をフッ酸でエッチング処理して粗面化し、透光性およびノングレア性を満足できるようにすることが行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のフッ酸によるガラス表面の粗面化処理は、エッチングにより細かな凹部をガラス基板の表面に形成してその表面を荒らす表面処理である。ガラスには細かな気泡があってこれがフッ酸処理によるエッチング効果で大きく口を開けることがある。このように大きく口を開けた気泡はガラス基板の強度を低下させ、凹圧力を受けるタッチスクリーンでは特に問題である。また、そのような大きく口を開けた気泡は光を複雑に屈折させて表示の透視性を邪魔して視覚的なノイズとなる。これらのため、フッ酸処理後のガラス基板は表示スクリーンやタッチスクリーンでは不良品扱いになりやすく、ガラス基板の歩留まりが５０〜６０％と低くなる。
【０００５】
本発明の目的は、非エッチング方式で歩留まりの問題がなく透光性ノングレア面化ができる透光性ノングレア面化加工方法と透光性ノングレアタッチスクリーンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の透光性ノングレア面化加工方法は、ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液を撥水性を持つ中間物質が生成するように大気中で焼成することを１回以上行なう前工程と、前工程後のガラス基材の表面に前記ポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液および前工程による前記中間物を透光性のあるシリカまで大気中で焼成する後工程とを備え、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを第１の特徴としている。
【０００７】
このような構成では、前記パーヒドロポリシラザンのポリマー液は大気中で焼成して透光性のあるシリカにすることができるが、この焼成時に撥水性のある物質が生成されるのを利用し、ガラス基材の上に前記ポリマー液の粒子を塗布して、これに前記撥水性の物質が生成されるように焼成する前工程により、それより後に塗布する粒子状のポリマー液を、撥水性の物質が生成している先のシロキサン粒子ないしは透光性のあるシリカ粒子がその撥水性によりまわりへはじいて重なりを防止しながら、先のシロキサン粒子ないしは透光性のあるシリカ粒子がない隙間領域に追いやりそこを埋めて高密度化していく働きをさせることができ、先のシロキサン粒子ないしは透光性のあるシリカ粒子中にある撥水性の物質は後のポリマー液とともに後工程にて前記透光性のあるシリカに焼成されるので、前記透光性のあるシリカ粒子を重なりなくほぼ一重に高密度にガラス基材上に焼成して結合させ、シリカ粒子の透明性とそれらが作る凹凸にて乱反射させることによるノングレア性とを前記透光性のあるシリカ粒子の重なりによる極端な凹凸なしに満足することができる。しかも、前工程の塗布、焼成を複数回行なうことにより、前記中間物質による重なりを防止しながらの高密度化の特性を繰り返し利用して透光性のあるシリカ粒子の重なりなくさらなる高密度化を図ってノングレア性を向上することができる。また、非エッチング方式の透光性ノングレア面化であるためガラス基材の気泡を大きく口を開かせるようなことがなくガラス基材の歩留まりは良好である。
【０００８】
本発明の透光性ノングレア面化加工方法は、また、ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液をケイ素−水素結合物質が生成するように大気中で焼成することを１回以上行なう前工程と、前工程後のガラス基材の表面に前記ポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液および前工程による前記ケイ素−水素結合物質を透光性のあるシリカまで大気中で焼成する後工程とを備え、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを第２の特徴としている。
【０００９】
このような構成では、前工程で生成する前記ケイ素−水素結合物質は、前記第１の特徴における撥水性の物質の１つに当たり、第１の特徴の発明と同じ作用効果を発揮する。
【００１０】
これらの発明において、前工程の焼成温度は、撥水性の物質を生成させるために後工程の焼成温度に至らない温度であるのが生成の効率、安定性の面で好適である。
【００１１】
また、前工程と後工程との組み合わせを複数回繰り返すこともでき、この場合、上記のように極端な凹凸差のないほぼ一重となる前記透光性のあるシリカ粒子層を形成することが、前記繰り返し回数分だけ重ねて行なわれ、シリカ粒子による凹凸をさらに緻密に、かつ平均化することができ、ノングレア性や平坦性が透光性に優先されるような場合に好適である。
【００１２】
本発明の透光性ノングレア面化加工方法は、さらに、ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液を透光性のあるシリカまで大気中で焼成して基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得る透光性ノングレア面化加工方法であって、前記塗布と、塗布した粒子状のポリマー液に撥水性の物質を生成させるように前記焼成温度より低い温度で仮焼成する塗布、仮焼成工程を１回以上行なって後、前記塗布、焼成工程を行なって、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを第３の特徴としている。
【００１３】
このような構成では、ガラス基材の表面にポリマー液であるパーヒドロポリシラザンを粒子状に塗布して透光性のあるシリカまで焼成するのに、前記塗布と、塗布した粒子状のポリマー液からの焼成シリカに撥水性の物質を生成させるように前記焼成温度より低い温度で仮焼成する塗布、仮焼成工程を１回以上優先して行なってから、塗布、焼成工程を行なうことにより、前記撥水性の物質による重なりを防止しながらの高密度化を、前記塗布、仮焼成工程の繰り返し回数分だけ発揮させて、前記透光性のあるシリカ粒子を重なりなくほぼ一重に高密度にガラス基材上に焼成して結合させ、シリカ粒子の透明性とそれらが作る凹凸にて乱反射させることによるノングレア性とをシリカ粒子の重なりによる極端な凹凸なしに満足することができる。また、非エッチング方式の透光性ノングレア面化であるためガラス基材の気泡を大きく口を開かせたりすることはなくガラス基材の歩留まりは良好である。
【００１４】
この場合も、塗布、仮焼成工程と、塗布、焼成工程との組み合わせを複数回繰り返して行なうことができ、上記のように前記透光性のあるシリカ粒子の重なりによる極端な凹凸差のないほぼ一重となるシリカ粒子層を形成することが、前記繰り返し回数分だけ重ねて形成して、透光性のあるシリカ粒子による凹凸をさらに緻密に、かつ平均化することができ、ノングレア性や平坦性が透光性に優先されるような場合に好適である。
【００１５】
以上の各発明において、また、霧化状態のポリマー液とガラス基材の表面との接触によって、ガラス基材の表面にポリマー液を粒子状に塗布することができ、ポリマーの霧化分散を利用して均一な塗布ができる。
【００１６】
霧化状態のポリマー液とガラス基材の表面との接触は、ポリマー液の霧化雰囲気にガラス基材の表面を曝して行なうのが均一塗布の面でさらに好適であり、ガラス基材の表面は上向きでポリマー液の霧化雰囲気に曝すと、霧化状態のほぼ均等な分散状態からの自然落下によってより均一に塗布させることができ特に好適である。
【００１７】
また、１または複数の所定回に塗布するポリマー液が形成する塗布粒子よりも小さい粒子径３００から１０００Åの抗菌性微粒子を前記ポリマー液に混入して塗布を行なうと、ポリマー液が抗菌性微粒子を保持して透光性のあるシリカにまで焼成されてバインダとなりガラス基材の表面に存在させ続けるので、透光性ノングレア面に抗菌性を持たせることができ、不特定多数の人が使用し触れるタッチスクリーンの衛生性確保に有効である。シリカの粒子径は５０μｍ以下であるのが好適である。
【００１８】
また、ポリマー液の少なくとも初回の塗布と次回の塗布とを含む複数回の塗布における、先の塗布時の粒子径を後の塗布時の粒子径よりも大きくすると、先の塗布ではポリマー液の少ない粒子数での重なり率のより低い定密度状態にてガラス基材表面の塗布面積率を稼ぎやすくするのに併せ、後の塗布ではポリマー液の粒子が先の塗布により焼成されたシロキサン粒子ないしは透光性のあるシリカ粒子よりも小さいことにより、先のシロキサン粒子ないしはシリカ粒子の撥水性によるはじき作用を受けてそれらの隙間領域を埋めるのに、先のシロキサン粒子ないしは透光性のあるシリカ粒子とより重なりにくく塗布されて、撥水性のある中間物質やシロキサン粒子と共に透光性のあるシリカに焼成されるので、透光性のあるシリカ粒子によるほぼ均等で平坦な凹凸を持った透光性のよいノングレア面を形成しやすく、品質が安定する。
【００１９】
本発明の透光性ノングレアタッチスクリーンは、透明なガラス基板の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液の粒子が焼成された透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有したことを基本的な特徴とし、透光性ノングレア層は、ポリマー液が複数回粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子を含むものであることを第１の特徴としている。
【００２０】
このような構成では、前記第１または第２の特徴の透光性ノングレア面化加工方法によって先に塗布、焼成されるシリカ粒子の途中生成物の撥水性を活かして得られ、ガラス基板の表面に透光性のあるシリカの粒子が複数回粒子状に塗布、焼成されている密で透光性のあるシリカ粒子のランダムな重なりによる極端な凹凸のない透光性、タッチ間隔およびドラッグ性が共によい優れたノングレア面を持った透光性ノングレアタッチスクリーンを実現し、非エッチング方式のものであることによって強度の低下がなく歩留まりよく得られる。
【００２１】
本発明の透光性ノングレアタッチスクリーンは、また、透明なガラス基板の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーの有機溶媒溶液であるパーヒドロポリシラザンのポリマー液の粒子が複数回異時に粒子状に塗布、焼成されている透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有し、この透光性ノングレア層は前記透光性のあるシリカの粒子がほぼ一重に焼成されていることを第２の特徴としている。
【００２２】
このような構成でも、第１の特徴の場合同様に、前記第１または第２の特徴の透光性ノングレア面化加工方法によって得られ、ガラス基板の表面に透光性のあるシリカの粒子が複数回粒子状に塗布、焼成されている密で透光性のあるシリカ粒子のランダムな重なりによる極端な凹凸のない透光性、タッチ感触およびドラッグ性が共により優れたノングレア面を持った透光性ノングレアタッチスクリーンを実現し、非エッチング方式のものであることによって強度の低下がなく歩留まりよく得られる。
【００２３】
これらの発明において、さらに、最初に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子径は、後に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子径よりも大きいと、初回の粒子状に塗布、焼成されている透光性のあるシリカによる粒子密度を高めやすくなる。
【００２４】
また、１または複数の所定回に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子は、抗菌性粒子を担持し、ないしは含んだものとすることができ、透光性ノングレア面に抗菌性を持たせることができ、不特定多数の人が使用し触れるタッチスクリーンの衛生性確保に有効である。
【００２５】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいてそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る透光性ノングレア面化加工方法につき図面を参照しながら詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００２７】
本実施の形態は図１に示すように、透明性の面からクリアガラスをガラス基材１とし、これの表面を透光性のよい微小なシリカ粒子３の付着によって非エッチング方式で透光性ノングレア面化し、タッチスクリーン２を製造する場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、表示スクリーンなど透光性とノングレア性とが要求される板材、あるいは非板材一般に適用して有効である。
【００２８】
シリカを焼成する原料として、ケイ素−窒素結合物質Ｓｉ−Ｎと水素原子Ｈを持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマー（ＳｉＨ₂ ＮＨ、例えば東燃株式会社製のパーヒドロポリシラザン）が知られている。この無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解した溶液であるポリマー液を塗布し大気中で焼成すると大気中の水分や酸素と反応して高純度シリカが得られる。例えば４５０℃で焼成するとアモルファスな状態のシリカＳｉＯ₂ が得られる。その反応式は次の通りであり、
‐ＳｉＨ₂ ＮＨ‐＋Ｏ₂ → ＳｉＯ₂ ＋ＮＨ₃
‐ＳｉＨ₂ ＮＨ‐＋Ｈ₂ Ｏ → ＳｉＯ₂ ＋ＮＨ₃ ＋Ｈ₂
焼成時の雰囲気ガスを分析すると、アンモニアおよび水素の生成が確認される。
【００２９】
このシリカのＩＲスペクトルは図２に示すようにシロキサンＳｉ−Ｏの吸収が成長しており、塗布する液状の無機ポリマーで見られるシリカ以外の成分による吸収はほぼ焼失している。またこのシリカの特性は、密度２．１〜２．２ｇ／ｃｍ³ 、屈折率１．４６、抵抗率約１０¹⁵、絶縁耐圧性＞２×１０⁶ Ｖ／ｃｍ、比誘電率４．２＠１ＭＨｚ、可視領域の光透過率９８％以上であり、膜状形態での透明性は石英ガラスと同等である。
【００３０】
そこで、本発明者等は、図１に示すように上記液状の無機ポリマー、つまりポリマー液３ａをガラス基材１上に粒子状に塗布して焼成することによりガラス基材１の表面を粗面化し透光性のあるノングレア面４を得る研究開発を行なっている。
【００３１】
ところで、タッチスクリーンにはアナログ容量結合方式、光方式、超音波方式および抵抗膜方式など、さまざまなテクノロジーがある。超音波方式ではタッチスクリーン上を指でドラッグして描くサインをその筆圧変化とともに読取り、本人確認を行なう技術が開発されている。この場合、タッチスクリーンのノングレア面に極端な凹凸があるとドラッグ中そこに本人の意思や癖に関わらない大きな筆圧が生じてノイズになり、読み取りエラーの原因になる。また、ドラッグする指に引っ掛かり感を及ぼして使用者に違和感、不快感を与える。つまりタッチ感触の悪いものとなる。
【００３２】
しかし、本発明者等の経験によれば、ポリマー液３ａをガラス基板１の上に粒子状に塗布して所定のグロス度のノングレア面を得るのに上記のような極端な凹凸を避けるのは難しい。塗布密度が高いと、隣どうしのポリマー液３ａが接触して凝集し１つになることが連続し膜化しやすくノングレア性は得られない。塗布密度が低いと粒子間の隙間が大きくなってやはりグロス度の高いノングレア性は得られない。そこで、塗布密度を少なくして複数回塗布すると、図１２に実験例を示すように先の大きなシリカ粒子３に後の小さなシリカ粒子３１、３４が二重や三重に重なり、極端な凹凸の原因となる。これらは、ポリマー液３ａを粒子状に塗布する操作を繰り返すほど確率の問題として極端な凹凸が緩和され、平均化されていく。しかし、それには塗布操作を多数回繰り返す必要があるし、シリカ粒子３が重なるほど透明度が低下するので、タッチスクリーンとしての実用性が欠けて行く。
【００３３】
一方、本発明者等は種々な実験からポリマー液３ａの前記シリカまでの焼成において撥水性の物質がシロキサンとともに生成されることを知見している。この撥水性の物質は例えばケイ素−水素結合物質Ｓｉ−Ｈであり、ポリマ−液３ａをはじく。このような中間物質は例えば焼成温度を８０〜２００℃、焼成時間を１５分〜５分に設定して安定に得られる。焼成温度が高いと焼成時間は短くてよく、焼成温度が低いと焼成時間は長く要る。図３にその例を示し、８０℃×１０分の焼成を行なった場合のスペクトルである。図３では撥水性の物質Ｓｉ−Ｈがシロキサンとともに生成されているのが確認できる。
【００３４】
本実施の形態はこれら焼成したシリカの特性と、シリカ焼成時にシロキサン粒子や透光性のあるシリカと共に生成されるＳｉ−Ｈなどの撥水性の物質の特性とを巧みに活かしたもので、クリアガラスであるガラス基材１の表面に、ケイ素−窒素結合物質Ｓｉ−Ｎと水素原子Ｈを持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液３ａ（ＳｉＨ₂ ＮＨ、例えば東燃株式会社製のポリシラザン）を図１に示すように粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液３ａを撥水性の物質が生成するように大気中で焼成することを１回以上行なう前工程と、この前工程後のガラス基材１の表面に前記ポリマー液３ａを粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液３ａおよび前工程による前記中間物を透光性のあるシリカＳｉＯ₂ まで大気中で焼成する後工程とを備え、ガラス基材１の表面を透光性のあるシリカ粒子３が図１、図２に示すように散在した透光性ノングレア面４を得る。
【００３５】
このようにガラス基材１の上に前記無機ポリマーを粒子状に塗布して、これに前記撥水性の物質が生成されるように焼成することを１回以上行なうことで、ガラス基材１の表面に焼成により撥水性の物質が生成しているシロキサン粒子ないしはシリカ粒子３として１回以上形成される。
【００３６】
ここで、ガラス基材１の上に前記ポリマー液３ａを最初に塗布、焼成するのに、それよりも後に塗布、焼成するポリマー液３ａよりも粒子径を大きくすることにより、透光性のあるシリカ粒子３の初回の塗布、焼成による粒子密度を高めやすくして、しかも、それより後に塗布する粒子状のポリマー液３ａにつき、撥水性の物質が生成している前記先のシロキサン粒子ないしはシリカ粒子３がその撥水性によりまわりへはじいて上下の重なりを防止しながら、先のシロキサン粒子ないしはシリカ粒子３がない隙間領域に追いやりそこを埋めて高密度化していく働きをさせることができる。なお、先のシロキサン粒子ないしはシリカ粒子３中の撥水性の物質は後のポリマー液３ａとともに後工程にて透光性のあるシリカに焼成される。
【００３７】
この結果、先の塗布、焼成による透光性のあるシリカ粒子３と後の塗布、焼成による透光性のあるシリカ粒子３１とに上下の重なりなくほぼ一重に高密度にガラス基材１上に焼成して結合させ、シリカ粒子３、３１の透明性とそれらが作る凹凸にて乱反射させることによるノングレア性とをシリカ粒子３、３１の重なりによる極端な凹凸なしに満足することができる。
【００３８】
しかも、前工程の塗布、焼成を複数回行なうことにより、前記撥水性の物質による重なりを防止しながらの高密度化の特性を繰り返し利用してシリカ粒子３、３１の重なりなくさらなる高密度化を図ることができる。また、非エッチング方式の透光性ノングレア面化であるためガラス基材１の気泡を大きく口を開かせるようなことがなく、強度や透光性の面でもガラス基材１の歩留まりは良好である。
【００３９】
なお、無機ポリマーの分子量はポリマー液３ａの焼成特性などに関係し、数平均分子量を５００〜４０００程度に設定してよく、数平均分子量７００〜１５００のパーヒドロポリシラザンの２０％溶液を用いるのが好ましい。溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。好ましい溶媒は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、プロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエーテル、１，２・・ジオキシエタン、シオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類、ペンタンヘキサン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素等である。
【００４０】
これらの溶剤を使用する場合、前記パーヒドロポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調節するために、２種類以上の溶剤を混合してもよい。
【００４１】
撥水性の物質が、ケイ素−水素結合物質Ｓｉ−Ｈであるとき、上記本発明者等の知見に従えば、焼成温度を８０〜２００℃、焼成時間を１５分〜５分の焼成条件として好適である。また、このような撥水性の物質のための焼成温度とシリカの焼成温度４５０℃を例にとると、本実施の形態の焼成工程は、前工程の焼成温度を、撥水性の物質を生成させるために後工程の焼成温度に至らない温度で行なうものとしても捉えることができ、撥水性の物質の生成効率、安定性の面で好適である。
【００４２】
さらに、各場合の前工程及び後工程の関係は、撥水性の物質を最終的にシリカに焼成できる関係からは、前記塗布と、塗布した粒子状のポリマー液３ａの焼成途中のシリカ粒子３に撥水性を持った中間物質を生成させるように前記焼成温度より低い温度で仮焼成する塗布、仮焼成工程と、その後の塗布と、塗布した粒子状のポリマー液３ａと先の撥水性の物質とをシリカに焼成する塗布、焼成工程との関係としても捉えることができる。上記以外の撥水性の物質としては、Ｓｉ−メチル、Ｓｉ−フェニール、Ｓｉ−弗化アルキルなどがある。
【００４３】
しかし、本発明者等は臨界条件を求めた訳ではなく、他の種々な焼成条件や他の種々な撥水性の物質、およびこれを持ったシリカ焼成のための他のポリマー液３ａの存在は否定できず、基本的には上記に限定されない。
【００４４】
以上の各場合において、霧化状態のポリマー液３ａとガラス基材１の表面との接触によって、ガラス基材１の表面にポリマー液３ａを粒子状に塗布することができ、ポリマー液３ａの霧化分散を利用して均一な塗布ができる。霧化状態のポリマー液３ａとガラス基材１の表面との接触は、ポリマー液３ａの霧化雰囲気にガラス基材１の表面を曝して行なうのが均一塗布の面でさらに好適であり、ガラス基材１の表面は上向きでポリマー液３ａの霧化雰囲気に曝すと、霧化状態のほぼ均等な分散状態からの自然落下によってより均一に塗布させることができる。
【００４５】
１または複数の所定回、例えば最終に塗布するポリマー液３ａに、それが形成する粒子３１よりも小さい抗菌性微粒子３２を混入して前記シリカの焼成を行なうと、ポリマー液３ａが抗菌性微粒子３２を保持してシリカ粒子３にまで焼成されてバインダとなり、ガラス基材１の表面に抗菌性微粒子３２を存在させ続けるので、透光性ノングレア面に抗菌性を安定して持たせることができ、不特定多数の人が使用し触れるタッチスクリーンの衛生性を確保するのに有効である。
【００４６】
抗菌性微粒子３２にはＡｇ、Ｃｕ、Ｚｎなどの抗菌性のある金属イオンを含む無機粒子がその取扱いや抗菌性の持続において好適である。抗菌性微粒子３２の粒子径は小さいほど比表面積が大きく質量に対する抗菌作用面の比が大きくなって抗菌性を発揮するのに有利である。また、ポリマー液３ａ中において互いに凝集せず分散していることが必要である。これを満足するのに抗菌性微粒子３２の粒子径は３００〜１０００Å程度とするのが好適であり、必要に応じて分散させて凝集防止を行う。
【００４７】
また、上記した従来のフッ酸処理によるノングレア面には大きいもので２４．４８μｍ程度、小さなもので７．７７１μｍ程度の凹部ができてノングレア面化している。本実施の形態におけるシリカ粒子３、３１の粒子径は一例として、大きいもので１６．１２６μｍ程度、中ぐらいのもので５．９１２μｍ程度、小さなもので０．６１μｍ程度以下のものが散在してノングレア面化しており、フッ酸処理の場合とほぼ同等のノングレア面が得られている。
【００４８】
また、ポリマー液３ａの少なくとも初回の塗布と次回の塗布との関係を含む、先の塗布時の粒子径を後の塗布時の粒子径よりも大きくすると、先の塗布ではポリマー液３ａの少ない粒子数での重なり率のより低い定密度状態にてガラス基材１表面の塗布面積率を稼ぎやすくするのに併せ、後の塗布ではポリマー液３ａの粒子が先のシリカ粒子３よりも小さいことにより、先のシリカ粒子３の撥水性によるはじき作用を受けてそれらの隙間領域を埋めるのに、先のシリカ粒子３とより重なりにくくなり、シリカ粒子３によるほぼ均等で平坦な凹凸を持った透光性のよいノングレア面４を形成しやすく、品質が安定する。しかも、粒子径の違うシリカ粒子の混在によって、粒子の上下の重なりに原因するような極端な凹凸をもたらさないで、乱反射率を高めグロス度を高めることができる。
【００４９】
ところで、タッチスクリーンにおいて超音波方式を採用するものでは、超音波特性を十分に発揮させるのに、厚さ３ｍｍ程度の厚みのガラス板が好適である。そこで、厚さ３ｍｍのクリアガラスよりなるガラス基板をガラス基材１として、上記のような透光性ノングレア面化加工を行うことにより、透明なガラス基板の表面に、複数回異時に塗布、焼成されている透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有し、最終に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子を除く、それよりも先に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子の少なくとも初回に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子は、それより後に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子の焼成時に撥水性物質から焼成された透光性のあるシリカを含むものとなる透光性ノングレアタッチスクリーンが得られる。
【００５０】
この得られる透光性ノングレアタッチスクリーンは、また、透明なガラス基板の表面に、複数回異時に粒子状に塗布、焼成されている透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有し、この透光性ノングレア層は前記透光性のあるシリカの粒子がほぼ一重に焼成されていたものでもある。
【００５１】
いずれのものも、好適な透光性、好適なノングレア性、好適なドラッグ性、好適な超音波特性を発揮するし、ガラス基板の素材自体の持つ欠点による以外に不良品となることはない。従って、ガラス基板の素材の品質検査を十分にしておけば歩留まりの問題は生じない。
【００５２】
本実施の形態の幾つかの実施例を比較例とともに以下に示す。
【００５３】
実施例１
厚さ３ｍｍのクリヤガラスよりなるガラス基板の表面に数平均分子量７００のパーヒドロポリシラザンＮ−Ｎ１１０（東燃株式会社製）のキシレン２０％溶液を用いて２回吹きした。１回吹き後１５０℃で５分間焼成を行い、２回吹き後は４５０℃で６０分間焼成を行った。２回吹きに際し抗菌性微粒子として粒子径が７００Åの銀を用いた。
【００５４】
これにより得られた透光性ノングレアタッチスクリーンの表面状態を示すと、１００倍では図４（ａ）または図５（ａ）に示すとおりであり、４００倍で示すと図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す通りであった。なお、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示す拡大領域は図４（ａ）または図５（ａ）における対応する箇所に枠を施して示してある。図４（ｂ）、図５（ｂ）の中で黒い斑点は抗菌性微粒子３２であり、１回目のシリカ粒子３と２回目のシリカ粒子３１の上下の重なりは見られない。
【００５５】
また、実施例１でのノングレアタッチスクリーンの表面における抗菌性は、フィルム密着法による大腸菌では、初期菌数１０⁵ が、室温６時間後に１０に低下し、黒コウジカビ（アスペルギルスニイガー）では、初期菌数１０⁵ が、室温６時間後に１０³ 、室温２４時間後に１０² にまで低下し、青カビ（ペニシリウムシトリナム）も初期菌数１０⁵ が、室温２４時間後に１０まで低下した。
【００５６】
実施例２
厚さ３ｍｍのクリヤガラスよりなるガラス基板の表面に数平均分子量７００のパーヒドロポリシラザンＮ−Ｎ１１０（東燃株式会社製）のキシレン２０％溶液を用いて３回吹きした。１回吹き後１２０℃で１０分間焼成を行い、２回吹き後も１２０℃で１０分間焼成を行い、３回吹き後は４５０℃で６０分間焼成を行った。３回吹きに際し抗菌性微粒子として粒子径が７００Åの銀を用いた。
【００５７】
これにより得られた透光性ノングレアタッチスクリーンの表面状態を示すと、１００倍では図６（ａ）または図７（ａ）に示すとおりであり、４００倍で示すと図６（ｂ）、図７（ｂ）に示す通りであった。なお、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示す拡大領域は図６（ａ）または図７（ａ）における対応する箇所に枠を施して示してある。図６（ｂ）、図７（ｂ）の中で黒い斑点は抗菌性微粒子３２であり、１回目のシリカ粒子３と２回目のシリカ粒子３１と、３回目のシリカ粒子３４の上下の重なりはほとんど見られず、実施例１に比しシリカ粒子の分散密度が向上している。なお、抗菌性は実施例１の場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００５８】
実施例３
厚さ３ｍｍのクリヤガラスよりなるガラス基板の表面に数平均分子量７００のパーヒドロポリシラザンＮ−Ｎ１１０（東燃株式会社製）のキシレン２０％溶液を用いて２回吹きした。１回吹き後８０℃で１０分間焼成を行い、２回吹き後は４５０℃で６０分間焼成を行った。２回吹きに際し抗菌性微粒子として粒子径が７００Åの銀を用いた。
【００５９】
これにより得られた透光性ノングレアタッチスクリーンの表面状態を示すと、１００倍では図８（ａ）または図９（ａ）に示すとおりであり、４００倍で示すと図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す通りであった。なお、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す拡大領域は図８（ａ）または図９（ａ）における対応する箇所に枠を施して示してある。図８（ｂ）、図９（ｂ）の中で黒い斑点は抗菌性微粒子３２であり、１回目のシリカ粒子３と２回目のシリカ粒子３１の上下の重なりは極く少ない。なお、抗菌性は実施例１の場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００６０】
比較例
厚さ３ｍｍのクリヤガラスよりなるガラス基板の表面に数平均分子量７００のパーヒドロポリシラザンＮ−Ｎ１１０（東燃株式会社製）のキシレン２０％溶液を用いて３回吹きした。１回吹き後、２回吹き後、共に常温乾燥し、３回吹き後は４５０℃で６０分間焼成を行った。
【００６１】
これにより得られた透光性ノングレアタッチスクリーンの表面状態を示すと、１００倍では図１０（ａ）または図１１（ａ）に示すとおりであり、４００倍で示すと図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示す通りであった。なお、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示す拡大領域は図１０（ａ）または図１１（ａ）における対応する箇所に枠を施して示してある。図１０（ｂ）、図１１（ｂ）の中で黒い斑点は抗菌性微粒子３２であり、１回目のシリカ粒子３と２回目のシリカ粒子３１と、３回目のシリカ粒子３４の上下の重なりが多く見られるし、シリカ粒子の分散密度は２回吹きの実施例１、３と３回吹きの実施例２との中間程度でしかない。
【００６２】
各実施例はそれぞれ抗菌性微粒子を最終吹きのポリマー液に混合してノングレア面化加工と同時に抗菌加工もしているが、抗菌加工は必要に応じてすればよいし、抗菌加工は上記したように行う回数やタイミングはいつでもよく、シリカを塗布、焼成する回数の全てにおいて行ってもよいし、塗布、焼成回数よりも少なく１回または複数回行うにも、何回目の塗布、焼成時にするかは自由である。
【００６３】
なお、前記した前工程と後工程の組み合わせ、塗布、仮焼成工程と塗布、焼成工程との組み合せは、それぞれ複数回繰り返すこともでき、この場合、上記のように極端な凹凸差のないほぼ一重となるシリカ粒子３、３１の層を形成することが、前記繰り返し回数分だけ重ねて形成して、シリカ粒子３、３１による凹凸をさらに緻密に、かつ平均化することができ、ノングレア性や平坦性が透光性に優先されるような場合に好適である。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、ガラス基材の表面に透光性のあるシリカ粒子が上下に重なり合わないでほぼ一重に並んで結合され、極端な凹凸のない平均化した乱反射面を形成することができるのと同時に、この乱反射面を形成するシリカ粒子は透明性がよく高い透光性を満足するので、品質のよい透光性ノングレア面が得られる。しかも、非エッチング方式であってガラス基材の気泡を大きく口を開けさせるようなことはなく歩留まりは良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る透光性ノングレア面化したタッチスクリーンの断面図であり、図４（ｂ）のＩ−Ｉ線に沿って断面したものである。
【図２】ポリマー液を焼成して得たシリカのＩＲスペクトル図である。
【図３】ガラス基材に粒子状に塗布したポリマー液を８０℃で１０分焼成したときのＩＲスペクトル図である。
【図４】実施例１のタッチスクリーン表面の状態を示す１つの部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図５】実施例１のタッチスクリーン表面の状態を示す別の部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図６】実施例２のタッチスクリーン表面の状態を示す１つの部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図７】実施例２のタッチスクリーン表面の状態を示す別の部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図８】実施例３のタッチスクリーン表面の状態を示す１つの部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図９】実施例３のタッチスクリーン表面の状態を示す別の部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図１０】比較例のタッチスクリーン表面の状態を示す１つの部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図１１】比較例のタッチスクリーン表面の状態を示す別の部分の顕微鏡写真図で、その（ａ）は１００倍の場合、その（ｂ）は４００倍の場合を示している。
【図１２】本発明に関連した実験例に係る透光性ノングレア面化したタッチスクリーンの断面図であり、図１１（ｂ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って断面したものである。
【符号の説明】
１ ガラス基材
２ タッチスクリーン
３、３１、３４ シリカ粒子
３ａ ポリマー液
４ ノングレア面
３２ 抗菌性微粒子

Claims (16)

1. ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液を撥水性を持つ中間物質が生成するように大気中で焼成することを１回以上行なう前工程と、前工程後のガラス基材の表面に前記ポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液および前工程による前記中間物を透光性のあるシリカまで大気中で焼成する後工程とを備え、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを特徴とする透光性ノングレア面化加工方法。
2. ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液をケイ素−水素結合物質が生成するように大気中で焼成することを１回以上行なう前工程と、前工程後のガラス基材の表面に前記ポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液および前工程による前記ケイ素−水素結合物質を透光性のあるシリカまで大気中で焼成する後工程とを備え、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを特徴とする透光性ノングレア面化加工方法。
3. 前工程の焼成温度は、後工程の焼成温度に至らない温度である請求項１、２のいずれか１項に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
4. 前工程と後工程との組み合わせを複数回繰り返す請求項１〜３のいずれか１項に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
5. ガラス基材の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液を粒子状に塗布し、この塗布した粒子状のポリマー液を透光性のあるシリカまで大気中で焼成して基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得る透光性ノングレア面化加工方法であって、
   前記塗布と、塗布した粒子状のポリマー液を撥水性を持った中間物質を生成させるように前記焼成温度より低い温度で仮焼成する塗布、仮焼成工程を１回以上行なって後、前記塗布、焼成工程を行なって、基材表面を透光性のあるシリカ粒子が散在した透光性ノングレア面を得ることを特徴とする透光性ノングレア面化加工方法。
6. 塗布、仮焼成工程と、塗布、焼成工程との組み合わせを複数回繰り返して行なう請求項５に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
7. 霧化状態のポリマー液とガラス基材の表面との接触によって、ガラス基材の表面にポリマー液を粒子状に塗布する請求項１〜６のいずれか１項に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
8. 霧化状態のポリマー液とガラス基材の表面との接触は、ポリマー液の霧化雰囲気にガラス基材の表面を曝して行なう請求項７に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
9. ガラス基材の表面は上向きでポリマー液の霧化雰囲気に曝す請求項８に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
10. １または複数の所定回に塗布するポリマー液が形成する塗布粒子よりも小さい粒子径３００から１０００Åの抗菌剤微粒子を前記ポリマー液に混入して塗布を行なう請求項１〜９のいずれか１項に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
11. ポリマー液の少なくとも初回の塗布と次回の塗布とを含む複数回の塗布における、先の塗布時の粒子径を後の塗布時の粒子径よりも大きくする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の透光性ノングレア面化加工方法。
12. 透明なガラス基板の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液の粒子が焼成されている透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有したことを特徴とする透光性ノングレアタッチスクリーン。
13. 透光性ノングレア層は、ポリマー液が複数回粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカ粒子を含むものである請求項１２に記載の透光性ノングレアタッチスクリーン。
14. 透明なガラス基板の表面に、ケイ素−窒素結合物質と水素原子を持ち、有機溶剤に可溶な無機ポリマーであるパーヒドロポリシラザンを有機溶媒に溶解したポリマー液の粒子が複数回異時に粒子状に塗布、焼成されている透光性のあるシリカの粒子からなる透光性ノングレア層を有し、この透光性ノングレア層は前記透光性のあるシリカの粒子がほぼ一重に焼成されていることを特徴とする透光性ノングレアタッチスクリーン。
15. 最初に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子径は、後に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子径よりも大きい請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の透光性ノングレアタッチスクリーン。
16. １または複数の所定回に粒子状に塗布、焼成されている前記透光性のあるシリカの粒子は、抗菌性粒子を担持し、ないしは含んでいる請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の透光性ノングレアタッチスクリーン。

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