(57)【要約】【課題】  コーティングする製品とコーティング層との間に酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層を形成することによって、コーティング層の耐久性、信頼性及び耐食性を向上させることができ、かつ製品の収率を向上させることができるコーティング構造及びこれを形成する方法を提供する。【解決手段】  製品の表面に形成されるコーティング構造は、前記製品の表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層と、前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上に形成されるコーティング組成物層を含む。【選択図】      図２
2013116633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の表面に形成されるコーティング構造であって、
前記製品の表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層と、
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、
前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上に形成されるコーティング組成物層と、
を含むコーティング構造。
【請求項２】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、５０Å以上４００Å以下である、請求項１に記載のコーティング構造。
【請求項３】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下である、請求項２に記載のコーティング構造。
【請求項４】
前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下である、請求項１に記載のコーティング構造。
【請求項５】
前記コーティング組成物は、
［ＲａＯ-（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−Ｒｂ−］の化学式１で表現され、前記Ｒａは、水素及び炭素数１〜３のアルキル基からなるグループから選ばれる一つ以上であり、前記Ｒｂは、炭素数５〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０のアルケニル基、炭素数５〜２０のアルキニル基、炭素数５〜２０のアーリル基、炭素数６〜２０のアーリルアルキル基、炭素数５〜２０の環状アルキル基、炭素数５〜２０のヘテロ原子を含むアルキル基からなるグループから選択される一つ以上であり、前記ｐは、１〜１２の整数であるＲ１基と、
（Ｒｃ）ｑの化学式２で表現され、前記Ｒｃは、炭素数３〜２０の環状アルキル基であり、前記ｑは、１〜３の整数であるＲ２基と、を含むシランオリゴマーを含む、請求項１に記載のコーティング構造。
【請求項６】
前記Ｒ１基は、メトキシエトキシウンデシル基、メトキシトリグリコロキシ−ウンデシル基、３−メトキシエトキシ−４−アセトキシシクロヘキシルエチル基、１６−（２−メトキシ−エトキシ）ヘキサデシル基及びこれらの誘導体からなるグループから選ばれる一つ以上である、請求項５に記載のコーティング構造。
【請求項７】
前記Ｒ２基は、３−シクロペンタジエニルプロピル基、ジシクロペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基及びこれらの誘導体からなるグループから選ばれる一つ以上である、請求項５に記載のコーティング構造。
【請求項８】
前記シランオリゴマーは、下記の［構造式１］を有する、請求項５に記載のコーティング構造。
【化３】
2013116633.tif 000005
ここで、ｍ及びｎはそれぞれ、１〜１０の整数である。
【請求項９】
表面にコーティング構造が形成されるデバイスであって、
前記コーティング構造は、
前記デバイスの表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層と、
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、
前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上に形成されるコーティング組成物層と、
を含むデバイス。
【請求項１０】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下である、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
製品の表面にコーティング構造を形成する方法であって、
前記製品の表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層を形成し、
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を形成し、
前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上にコーティング組成物層を形成すること、
を含む、コーティング構造形成方法。
【請求項１２】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の形成、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の形成及びコーティング組成物層の形成は、真空蒸着により行われる、請求項１１に記載のコーティング構造形成方法。
【請求項１３】
前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下である、請求項１１に記載のコーティング構造形成方法。
【請求項１４】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下である、請求項１１に記載のコーティング構造形成方法。
【請求項１５】
前記コーティング組成物は、
［ＲａＯ-（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−Ｒｂ−］の化学式１で表現され、前記Ｒａは、水素及び炭素数１〜３のアルキル基からなるグループから選ばれる一つ以上であり、前記Ｒｂは、炭素数５〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０のアルケニル基、炭素数５〜２０のアルキニル基、炭素数５〜２０のアーリル基、炭素数６〜２０のアーリルアルキル基、炭素数５〜２０の環状アルキル基、炭素数５〜２０のヘテロ原子を含むアルキル基からなるグループから選択される一つ以上であり、前記ｐは、１〜１２の整数であるＲ１基と、
（Ｒｃ）ｑの化学式２で表現され、前記Ｒｃは、炭素数３〜２０の環状アルキル基であり、前記ｑは、１〜３の整数であるＲ２基と、を含むシランオリゴマーを含む、請求項１１に記載のコーティング構造形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性及び耐食性に優れている耐指紋性コーティング構造及びこれを形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子製品のディスプレイ部、例えば、ＴＶの画面、ＰＣやノート型ＰＣのモニター画面、携帯電話やＰＤＡなどのモバイル機器の画面または電子製品のタッチパネルは、ユーザーが手で触れたり通話のために顔に当てたりする場合に、指紋や顔の脂肪質または蛋白質などの成分がその表面にくっ付き、汚れが目立ちやすく、汚く見える。
【０００３】
そこで、撥水性、撥油性のふっ素を含む被膜を表面に形成したり、撥水性シリコン樹脂骨格を被覆して耐指紋性コーティング層を形成する方法などが導入されている。
【０００４】
耐指紋性コーティング層を形成する方法に、ＡＦ（Ａｎｔｉ−Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）コーティングが主に用いられている。ＡＦコーティングは、洗浄しやすさ（ｅａｓｙ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）及びスリップ感の向上のためにパネルの表面にスプレーまたは蒸着方法によりコーティング層を形成する方法である。
【０００５】
ＡＦコーティング層の耐摩耗性の向上のために、コーティングする製品の表面に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）あるいは二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を蒸着した後、その上部にＡＦコーティング層を形成する。しかし、製品の表面とＡＦコーティング層との間に二酸化ケイ素層のみを用いる場合は、長期間使用すると、二酸化ケイ素層が塩水により腐食してしまい、ＡＦコーティング層の実使用寿命が短縮するという問題点があった。
【０００６】
また、既存のＡＦコーティング層は、指紋の主成分である脂肪質の付着を防止したり、製品の表面についた指紋がよく見えないようにさせるものではなく、指紋を拭き取りやすくさせるものであるため、依然として、製品の表面についた指紋が目に付き、汚く見えるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
付加的な側面及び／または利点が、下記に記述され、この説明から明らかになったり、本開示の実行から学んだりすることができる。
【０００８】
本発明は、コーティングする製品とコーティング層との間に酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層を形成することで、コーティング層の耐久性、信頼性及び耐食性を向上させることができ、製品の収率を向上させることができるコーティング構造及びこれを形成する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る、製品の表面に形成されるコーティング構造は、前記製品の表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層と、前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上に形成されるコーティング組成物層を含む。
【００１０】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、５０Å以上４００Å以下でよい。前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。
【００１１】
前記コーティング組成物は、［ＲａＯ-（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−Ｒｂ−］の化学式１で表現され、前記Ｒａは、水素及び炭素数１〜３のアルキル基からなるグループから選ばれる一つ以上であり、前記Ｒｂは、炭素数５〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０のアルケニル基、炭素数５〜２０のアルキニル基、炭素数５〜２０のアーリル基、炭素数６〜２０のアーリルアルキル基、炭素数５〜２０の環状アルキル基、炭素数５〜２０のヘテロ原子を含むアルキル基からなるグループから選択される一つ以上であり、前記ｐは、１〜１２の整数であるＲ１基と、（Ｒｃ）ｑの化学式２で表現され、前記Ｒｃは、炭素数３〜２０の環状アルキル基であり、前記ｑは、１〜３の整数であるＲ２基と、を含むシランオリゴマーを含むことができる。
【００１２】
前記Ｒ１基は、メトキシエトキシウンデシル基、メトキシトリグリコロキシ−ウンデシル基、３−メトキシエトキシ−４−アセトキシシクロヘキシルエチル基、１６−（２−メトキシ−エトキシ）ヘキサデシル基及びこれらの誘導体からなるグループから選ばれる一つ以上でよい。
【００１３】
前記Ｒ２基は、３−シクロペンタジエニルプロピル基、ジシクロペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基及びこれらの誘導体からなるグループから選ばれる一つ以上でよい。
【００１４】
前記シランオリゴマーは、下記の［構造式１］を有することができる。
【００１５】
【化１】
2013116633.tif 000003
ここで、ｍ及びｎはそれぞれ、１〜１０の整数である。
【００１６】
本発明の一側面に係る、表面にコーティング構造が形成されるデバイスであって、前記コーティング構造が、前記デバイスの表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層と、前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に形成される二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上に形成されるコーティング組成物層と、を含むことができる。
【００１７】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、５０Å以上４００Å以下でよい。前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。
【００１８】
本発明の一側面に係る、製品の表面にコーティング構造を形成する方法は、前記製品の表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層を形成し、前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を形成し、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層上にコーティング組成物層を形成すること、を含む。
【００１９】
前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の形成、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の形成及びコーティング組成物層の形成は、真空蒸着により行われるとよい。前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。前記酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層の厚さは、１００Å以上２００Å以下でよい。
【００２０】
前記コーティング組成物は、［ＲａＯ-（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−Ｒｂ−］の化学式１で表現され、前記Ｒａは、水素及び炭素数１〜３のアルキル基からなるグループから選ばれる一つ以上であり、前記Ｒｂは、炭素数５〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０のアルケニル基、炭素数５〜２０のアルキニル基、炭素数５〜２０のアーリル基、炭素数６〜２０のアーリルアルキル基、炭素数５〜２０の環状アルキル基、炭素数５〜２０のヘテロ原子を含むアルキル基からなるグループから選択される一つ以上であり、前記ｐは、１〜１２の整数であるＲ１基と、（Ｒｃ）ｑの化学式２で表現され、前記Ｒｃは、炭素数３〜２０の環状アルキル基であり、前記ｑは、１〜３の整数であるＲ２基と、を含むシランオリゴマーを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一側面に係るコーティング構造及びこれを形成する方法によれば、コーティングする製品とコーティング層との間に酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層を形成することによって、コーティング層の耐久性、信頼性及び耐食性を向上させる他、製品の収率も向上させることができる。
【００２２】
また、ＩＦ（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）コーティング層を形成することによって、指紋がコーティング層についても指紋の脂肪質成分が表面に広く広がり、指紋による汚れが目立たなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本特許または出願は、カラーで作成された少なくとも一つの図面を含む。カラー図面を含む本特許または特許出願公開のコピーは、要請時に所要量金を支払うと特許庁から提供される。本発明の上記の／または他の側面は、添付した図面と共に説明される下記の実施例から明らかになり、より容易に理解されるであろう。添付した図面は、下記の通りである。
【図１】既存の方式で製品の表面に形成されているコーティング構造を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るコーティング構造を概略的に示す断面図である。
【図３】酸化アルミニウム層の厚さ変化による反射率の変化を示すグラフである。
【図４Ａ】二酸化ケイ素単独層の表面形状写真である。
【図４Ｂ】酸化アルミニウム層上に形成されている二酸化ケイ素層の表面形状写真である。
【図５】図１におけるコーティング構造及び図２におけるコーティング構造に塩水を噴霧し、時間の経過によって耐指紋性コーティング組成物層の接触角を測定した結果グラフである。
【図６Ａ】二酸化ケイ素層のみ形成されているサンプルに対する分析結果グラフである。
【図６Ｂ】酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層が順に形成されているサンプルに対する分析結果グラフである。
【図７】［構造式１］のシラン化合物が二酸化ケイ素層上にコーティングされている時に現れる現象を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係るコーティング構造において耐指紋性コーティング層を［構造式１］のシラン化合物にした場合に、該コーティング構造により形成された被膜の表面についた水（Ｈ２Ｏ）、ジヨードメタン（Ｄｉｉｏｄｏｍｅｔｈａｎｅ）に光が反射される様子を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るコーティング構造の形成方法を簡略に示すフローチャートである。
【図１０Ａ】被膜形成のための乾式工程の一例として真空蒸着工程を示す図である。
【図１０Ｂ】被膜形成のための湿式工程の種々の例を示す図である。
【図１１】真空蒸着方式で本発明の一実施例に係るコーティング構造を形成する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳細に説明する。図面中、類似の構成要素には類似の参照符号を付する。
【００２５】
図１には、既存の方式で製品の表面に形成されているコーティング構造を概略的に示す断面図である。図１を参照すると、従来は、製品の表面に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層をコーティングし、その上にコーティング組成物層をコーティングすることで、製品の表面を保護し、指紋が残ることを防止するコーティング構造を形成している。
【００２６】
二酸化ケイ素層をコーティングする理由は、コーティング組成物層と二酸化ケイ素層との結合を通じて耐久性または耐摩耗性を向上させるためである。しかし、製品の表面に二酸化ケイ素層を直接形成する場合は、塩水による腐食現象が起こり、コーティング組成物層の効果が持続し難い。
【００２７】
図２は、本発明の一実施例に係るコーティング構造１００を概略的に示す断面図である。図２を参照すると、本発明の一実施例に係るコーティング構造１００は、コーティングする製品の表面に形成される酸化アルミニウム層（Ａｌ２Ｏ３）、酸化アルミニウム層上に形成される二酸化ケイ素層（ＳｉＯ２）、及び二酸化ケイ素層上に形成されるコーティング組成物層（以下、コーティング層ともいう。）を含む。
【００２８】
本発明の実施例で用いられるコーティング組成物は、製品の表面保護、異物付着防止、指紋付着防止、指紋の目立ち防止などを含む様々な用途に用いられる種々のコーティング組成物でよい。ただし、以下に詳述する実施例では、説明の便宜上、耐指紋性コーティング組成物を主に取り上げるが、本発明で用いられるコーティング層が耐指紋性コーティング層に限定されるわけではない。
【００２９】
また、コーティングされる製品は、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯用端末機や、ＴＶ、コンピュータモニターなどのディスプレイ装置などを含むが、これに限定されるものではなく、使用中にユーザーの指紋などの異物がついたり、表面にコーティング層が形成されたりするいかなる種類の製品をも含むことができる。
【００３０】
また、コーティング構造が形成される製品の表面は、製品に設けられるタッチスクリーンパネルの表面や、ＬＣＤ、ＬＥＤなどの表示部の表面などを含むが、これに限定されるものではなく、使用中にユーザーの指紋などの異物がついたり、コーティング層が形成されたりするいかなる表面をも含むことができる。
【００３１】
酸化アルミニウムは、高強度、高硬度、耐摩耗性、耐腐食性などの性質を有し、低い製造温度と短い製造時間を有するため、大きさ及び構造を制御しやすい物質である。しかし、酸化アルミニウムは、１．７６〜１．７７程度の高い屈折率を有するため、厚さが増加するほど反射率も増加してしまう。
【００３２】
図３は、酸化アルミニウム層の厚さ変化による反射率の変化を示すグラフである。図３のグラフは、酸化アルミニウム層上に二酸化ケイ素層をコーティングしてコーティング構造を形成し、酸化アルミニウム層の厚さを変化させながら反射率を測定して得られたものである。ここで、二酸化ケイ素層の厚さは１１０Åとした。
【００３３】
図３に示すように、酸化アルミニウムの厚さが増加するほどコーティング構造の反射率も増加する。反射率が増加すると、ユーザーの目の疲労が激しくなり、さらにはコーティング構造の形成されている製品がディスプレイ装置の場合は、解像度も低下し、全体画質が劣化することがある。
【００３４】
そこで、酸化アルミニウムの厚さを適宜調節する必要がある。酸化アルミニウムの厚さが５０Å未満であると、反射率は大きくないが、コーティング構造の耐摩耗性、耐食性の向上のためには、酸化アルミニウムの厚さを５０Å以上にすることが好ましい。
【００３５】
本発明の一実施例では、コーティング構造の反射率及び耐久性の両方を考慮して、酸化アルミニウムの厚さを５０Å以上４００Å以下にすることができ、酸化アルミニウムの厚さを１００Å以上２００Å以下にすると、反射率と耐久性の両側面において優れたコーティング構造を得ることができる。また、二酸化ケイ素層の厚さは、１００Å〜２００Åにすることができるが、これに限定されるものではなく、設計者が実験を通じて適宜の厚さにすればよい。
【００３６】
図４Ａは、二酸化ケイ素単独層の表面形状写真であり、図４Ｂは、酸化アルミニウム層上に形成されている二酸化ケイ素層の表面形状写真である。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂの写真は、二酸化ケイ素の単独層のみ形成されているサンプル、及び酸化アルミニウム層上に二酸化ケイ素層が形成されているサンプルをそれぞれＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影したものである。
【００３８】
図４Ａを参照すると、二酸化ケイ素の単独層は、表面が多孔質（ｐｏｒｏｕｓ）構造となっており、図４Ｂを参照すると、酸化アルミニウム層上に形成されている二酸化ケイ素層は、表面がちゅう密な構造となっていることがわかる。二酸化ケイ素層の表面が多孔質の構造を有すると、外部の環境要因に影響を受けやすいため、外部からの衝撃に砕けやすく、塩水に露出されると、粒子間の結合が弱まり、腐食しやすくなる。しかし、二酸化ケイ素層がちゅう密な構造を有すると、塩水が二酸化ケイ素層に染み込みにくく、粒子間の結合が強いため、外部からの衝撃及び塩水への露出に相対的に強い。
【００３９】
以下、図５及び図６を参照して、本発明の一実施例に係るコーティング構造に対する耐食性テスト結果を説明する。
【００４０】
図５には、図１におけるコーティング構造及び図２におけるコーティング構造に塩水を噴霧し、時間経過によってコーティング組成物層の接触角を測定した結果グラフを示す。ここで、コーティング組成物層は、指紋の付着または目立ちを防止する耐指紋性コーティング組成物層を用いた。
【００４１】
当該実験では、塩水噴霧を用いた耐食性テストのために、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）５％溶液を噴射した後、耐指紋性コーティング層の水接触角を７２時間測定した。この実験の温度条件は３５℃にした。
【００４２】
接触角とは、液滴が水平の固体表面上で一定のレンズ形状を維持する場合に、固体の表面と液体の表面とがなす一定の角度のことを意味し、液体及び固体の種類によってその大きさが決定される。
【００４３】
図５を参照すると、製品の表面に二酸化ケイ素層及び耐指紋性コーティング層のみを形成した場合には、耐指紋性コーティング層に対する水の初期接触角が、時間の経過につれて漸次減少し、塩水噴霧して４８時間が経過した時点では、塩水噴霧前に測定した初期接触角に比べて５０度以上も減少したことが確認できる。
【００４４】
そして、製品の表面に酸化アルミニウム層をまず形成した後に、二酸化ケイ素層及び耐指紋性コーティング層を形成した場合は、耐指紋性コーティング層に対する水の初期接触角はあまり減少しておらず、７２時間後にも１０度程度しか減少していないことがわかる。
【００４５】
この結果から、製品の表面に二酸化ケイ素層のみ形成し、その上に耐指紋性コーティング層を形成する場合は、コーティング層が塩水に露出されると腐食が発生してコーティング層が漸次薄くなり、一方、製品の表面に酸化アルミニウムを形成し、その上に二酸化ケイ素層及び耐指紋性コーティング層を形成する場合は、コーティング層が塩水に露出されても長時間維持されることがわかる。
【００４６】
塩水噴霧テストの故障モード（ｆａｉｌｕｒｅ  ｍｏｄｅ）分析のために、図１のコーティング構造において耐指紋性コーティング層が除去されて二酸化ケイ素層のみ形成されているサンプルと、図２のコーティング構造において耐指紋性コーティング層が除去されて酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層が順に形成されているサンプルの厚さを測定する実験を行った。
【００４７】
当該実験では、上記の両サンプルに段差をあらかじめ生成及び測定しておき、３５℃の温度条件で塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）５％溶液をそれら両サンプルに噴射し、７２時間が経過した後に両サンプルの段差を測定して分析した。
【００４８】
図６Ａは、二酸化ケイ素層のみ形成されているサンプルに対する分析結果グラフであり、図６Ｂは、酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層が順に形成されているサンプルに対する分析結果グラフである。
【００４９】
図６Ａを参照すると、二酸化ケイ素層のみ形成されているサンプルは、塩水噴霧後に段差が測定されないことが確認でき、このサンプルの二酸化ケイ素層は、噴射した塩水により腐食されて溶けたことがわかる。
【００５０】
図６Ｂを参照すると、酸化アルミニウム層と二酸化ケイ素層が順に形成されているサンプルは、生成された段差がそのまま維持されていることが確認でき、このサンプルの二酸化ケイ素層が、噴射した塩水により腐食されていないことがわかる。
【００５１】
この結果は、図４で説明した各サンプルの表面形状分析結果と一致する。すなわち、二酸化ケイ素の単独層は、多孔質の表面を有するため、塩水に露出されると腐食しやすく、酸化アルミニウム層上に形成されている二酸化ケイ素層は、ちゅう密な表面構造を有するため、塩水に露出されても容易に腐食されず、長時間維持される。
【００５２】
本発明の一実施例に係るコーティング構造は、酸化アルミニウム層、二酸化ケイ素層及び耐指紋性コーティング層を含み、耐指紋性コーティング層の材料としては、耐指紋性被膜に主に用いられる撥水性、撥油性のふっ素を含む被膜、撥水性シリコン樹脂骨格を含む被膜などを採用できるが、これに限定されるものではなく、製品の用途によって様々なコーティング材料を用いることができる。
【００５３】
また、コーティング層についた指紋が目立つことを防止するために、耐指紋性コーティング層の材料にＩＦ（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ）コーティング組成物を用いることができる。これについて、以下、図面を参照して詳細に説明する。
【００５４】
参考として、ここでいう耐指紋性とは、指紋がつくのを防止する他、指紋が拭きやすく、指紋がついてもよく目立たないようにする性質を指す。
【００５５】
本発明の一実施例に係る耐指紋性コーティング層の材料に用いることができるＩＦコーティング組成物は、［ＲａＯ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｐ−Ｒｂ−］の化学式１で表現されるＲ１基、及び（Ｒｃ）ｑの化学式２で表現されるＲ２基を含むシランオリゴマーを含む。
【００５６】
上記化学式１で、Ｒａは、水素及び炭素数１〜３のアルキル基からなるグループから選ばれるものであり、このアルキル基は、置換されたものでも非置換のものでもよい。上記化学式１で、Ｒｂは、炭素数５〜２０のアルキル基、炭素数５〜２０のアルケニル基、炭素数５〜２０のアルキニル基、炭素数５〜２０のアーリル基、炭素数６〜２０のアーリルアルキル基、炭素数５〜２０の環状アルキル基及び炭素数５〜２０のヘテロ原子を含むアルキル基からなるグループから選ばれるものでよい。これらの反応基は、置換されたものでも非置換のものでもよい。上記化学式１におけるｐは、１〜１２の整数である。
【００５７】
上記化学式２で、Ｒｃは、炭素数３〜２０の環状アルキル基であり、このアルキル基は、置換されたものでも非置換のものでもよい。上記化学式におけるｑは、１〜３の整数である。
【００５８】
また、ここで、２つのシラン化合物及び蒸留水の重量比を１:１:０．０１〜０．１にすると、耐指紋性及びスリップ性の両側面において優れた特性を示すが、本発明はこの重量比に限定されない。
【００５９】
また、シランオリゴマーの分子量が３００００を越えると、ゲル化して被膜を形成し難くなる。そのため、液相を保つためには、アルキル基（Ｒ１、Ｒ２）を選択する時に、シランオリゴマーの分子量が３００００を越えないようにし、シランオリゴマーの分子量を１００〜３００００にすると、基材の表面に被膜を形成するのに適した化合物が得られる。
【００６０】
シラン（ｓｉｌａｎｅ）は、水素化ケイ素の一系列を指すもので、その化学式は、ＳｉｎＨ２ｎ＋２で表すことができる。シラン化合物とは、ＳｉｎＨ２ｎ＋２において、１以上の水素が他の反応基に置換されている化合物のことを指し、置換されている反応基によって様々な性質を有する化合物が得られる。
【００６１】
Ｒ１基を含むシラン化合物及びＲ２基を含むシラン化合物は、それ自体として指紋の目立ちを防止する耐指紋性コーティング組成物になりうる。これらシラン化合物のそれぞれで製品の表面をコーティングすると、優れた耐指紋性を示すことができる。なお、これら２つのシラン化合物を混合して生成されるオリゴマーは、耐指紋性だけでなく、スリップ（ｓｌｉｐ）性も改善されたコーティング組成物を形成することができる。
【００６２】
一実施例として、これら２つのシラン化合物を蒸留水（Ｈ２Ｏ）と共に混合すると、各シラン化合物のＳｉに結合しているＲ１、Ｒ２基以外の反応基がヒドロキシ基（ＯＨ−）に変わる加水分解が起き、続いて分子間縮合反応が起き、下記の［構造式１］のようなシランオリゴマーが生成される。
【００６３】
【化２】
2013116633.tif 000004
シラン化合物に添加される物質は、シラン化合物間に縮合反応を起こしてシランオリゴマーを生成できるものであれば、蒸留水（Ｈ２Ｏ）以外のいかなる物質も使用可能である。例えば、各種の酸（ａｃｉｄ）もシラン化合物と共に混合されて縮合反応を起こし、シランオリゴマーを生成できる。
【００６４】
ただし、Ｓｉに結合している反応基が［構造式１］のようにヒドロキシ基（−ＯＨ）に置換されると、二酸化ケイ素層とのシロキサン結合が容易になり、耐久性の側面で有利である。
【００６５】
以下では、［構造式１］のシランオリゴマーを用いて耐指紋性コーティング層を形成した本発明のコーティング構造の特性について説明する。
【００６６】
図７は、［構造式１］のシラン化合物が二酸化ケイ素層上にコーティングされた時に現れる現象を示す図である。
【００６７】
製品の表面に酸化アルミニウム層及び二酸化ケイ素層を順に形成し、上記のＲ１基及びＲ２基を含む［構造式１］のシラン化合物を二酸化ケイ素層上にコーティングして被膜を形成すると、Ｒ１及びＲ２のアルキル基は、二酸化ケイ素層の表面から外側に配向して指紋と直接接触することとなる。そのため、後述するＲ１及びＲ２のアルキル基の特性により、被膜の表面についた指紋成分が目立たなくなる。これについての詳細は後述される。
【００６８】
そして、［構造式１］においてＲ１基及びＲ２基のアルキル基の反対側に結合しているヒドロキシ基は、二酸化ケイ素層との化学反応によりシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）結合をし、優れた耐久性を提供する。
【００６９】
図８には、本発明の一実施例に係るコーティング構造において耐指紋性コーティング層を［構造式１］のシラン化合物にした場合に、このコーティング構造により形成された被膜の表面についた水（Ｈ２Ｏ）、ジヨードメタン（Ｄｉｉｏｄｏｍｅｔｈａｎｅ）に光が反射される様子を示す。
【００７０】
接触角が大きい状態の水とジヨードメタンに光が照射されると乱反射が起き、よく目立つことになる。すなわち、水とジヨードメタンに対する接触角の大きい表面に、水とジヨードメタン成分を含む指紋成分がつくと目につきやすくなり、汚く見える。
【００７１】
本発明の一実施例に係るコーティング構造において［構造式１］のシラン化合物を耐指紋性コーティング層の材料にすると、図７から確認したように、Ｒ１、Ｒ２のアルキル基が外側に配向して指紋成分と接触することとなる。
【００７２】
Ｒ１、Ｒ２のアルキル基は、水に対する接触角が６０度乃至８０度であり、ジヨードメタンに対する接触角は４５度以下である。そのため、上記のコーティング構造の表面についた水やジヨードメタンは、図８に示すように薄く広がり、ここに照射される光は殆ど反射されず、基材を透過する。
【００７３】
したがって、水、ジヨードメタン成分を含む指紋成分がこの被膜についてもコーティング構造の表面に薄く広がって目につきにくくなり、汚く見えることがない。
【００７４】
以下、本発明の一実施例に係るコーティング構造の形成方法について説明する。
【００７５】
図９は、本発明の一実施例に係るコーティング構造の形成方法を簡略に示すフローチャートである。図９を参照すると、本発明の一実施例に係るコーティング構造を形成する方法は、コーティングされる製品の表面に酸化アルミニウム層を形成し（２１０）、酸化アルミニウム層上に二酸化ケイ素層を形成し（２１１）、二酸化ケイ素層上に耐指紋性コーティング組成物層を形成（２１２）することを含む。上にも述べたように、二酸化ケイ素層上に形成されるコーティング層は、耐指紋性コーティング組成物層に限定されず、種々のコーティング層にすることができる。
【００７６】
以下、各層の形成方法を具体的に説明する。
【００７７】
図１０Ａには、被膜形成のための乾式工程の一例として真空蒸着工程が示されており、図１０Ｂには、被膜形成のための湿式工程の種々の例が示されている。
【００７８】
図１０Ａを参照すると、電子製品の表示部またはタッチパネルなどに被膜を形成するための乾式工程に真空蒸着工程を用いることができる。
【００７９】
真空蒸着とは、真空中で金属や化合物を蒸発させて、蒸発源と相対している対象の表面に薄膜を形成することを意味する。真空蒸着工程の一実施例を説明すると、次の通りである。まず、真空状態のチャンバーにジグ（ｊｉｇ）を設置し、ジグに基材を装着する。ここで、コーティングされる基材の表面を下方にさせる。また、基材と相対するチャンバーの底に、コーティング溶液の入っている水槽またはるつぼ（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）を置き、水槽に熱や電子ビームを加えてコーティング溶液を蒸発させると、蒸発したコーティング溶液は、ジグに装着されている基材の表面に蒸着されて被膜を形成する。また、コーティング溶液の代わりに、金属などの固体に熱や電子ビームを加えて昇華させてもよい。
【００８０】
この時、本発明の耐指紋性コーティング層を上述のＩＦコーティング組成物にする場合は、Ｒ１基及びＲ２基によって沸騰点が変わるので、コーティング組成物の沸騰点を考慮して熱または電子ビームの強度を決定する。
【００８１】
図１０Ｂを参照すると、溶液状態のコーティング組成物を電子製品の基材表面に薄膜化させる湿式工程として、浸漬（ｄｉｐ）コーティング、スピン（ｓｐｉｎ）コーティング、噴射（ｓｐｒａｙ）コーティングを適用することができる。
【００８２】
浸漬コーティングは、コーティング溶液に電子製品の基材を一定時間浸漬した後に取り出して溶媒成分を蒸発させる方式であり、不規則な表面を持つ基材をコーティングする場合に主に用いられる。そのため、コーティングされる電子製品の基材を考慮して浸漬コーティング方法を適用すればよい。
【００８３】
スピンコーティングは、コーティング溶液を回転する基材上に噴射した後、乾燥及び熱処理過程を経て被膜を形成する方式であり、薄い被膜を形成する場合に主に用いられる。スピンコーティングは、スピンコーター（ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｅｒ）が物体を回転させ、物体上に載せられている液体を遠心力により外側に押し出す方法であり、ここで、コーティング材料に用いられる物質は、溶媒に溶解されたり液体状態に存在できる物質でなければならない。
【００８４】
噴射コーティングは、コーティング溶液の粘度が低い場合に、コーティング溶液をスプレーノズルから吹き付ける方法であり、基材の表面が不規則または凹凸している場合にも被膜を均一に形成することができ、かつ、主に基材の片面にのみ適用するから、浸漬コーティングに比べてより少量のコーティング溶液が使用され、蒸発にかかるエネルギーも減少するという利点がある。
【００８５】
本発明に係るコーティング構造は、真空蒸着方式により形成することが最も好ましいが、その他の乾式工程や湿式工程を適用してもよい。
【００８６】
以下、本発明の一実施例に係るコーティング構造を真空蒸着方式により形成する方法について詳細に説明する。ここでは、コーティング構造を形成するコーティング組成物層として耐指紋性コーティング組成物層を用いるとして説明する。
【００８７】
図１１は、真空蒸着方式で本発明の一実施例に係るコーティング構造を形成する方法を示すフローチャートである。図１１を参照すると、まず、コーティングされる製品の表面についている異物、ホコリなどを除去する（３１０）。この時、アルゴン（Ａｒ）プラズマクリーニング方式を用いてもよく、イオンエアガン（Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ａｉｒ  ｂｌｏｗｉｎｇ）を用いてもよい。コーティングする製品をジグに載せて磁石にて固定させた状態でイオンエアガンを使用すると、製品の表面についている異物や水分が十分に除去され、製品の表面が活性化して蒸着されやすくなる。そして、異物の除去された製品を真空チャンバーの内部に装着させ、るつぼの位置や蒸着厚さなどの蒸着条件を設定する。
【００８８】
るつぼに酸化アルミニウムを入れ、真空蒸着器を起動させると、電子ビームが酸化アルミニウムを打撃し、酸化アルミニウムが気化する（３１１）。そして、気化した酸化アルミニウムは、製品の表面に蒸着されて酸化アルミニウム層を形成する（３１２）。ここで、酸化アルミニウムの蒸着厚さは１００〜２００Åにすればよい。
【００８９】
酸化アルミニウム層の形成が完了すると、二酸化ケイ素及び耐指紋性コーティング組成物に対しても同様の過程を行う。具体的に、るつぼに二酸化ケイ素を入れ、電子ビームにより二酸化ケイ素を打撃して二酸化ケイ素を気化させる（３１３）。気化した二酸化ケイ素は、酸化アルミニウム層上に蒸着されて二酸化ケイ素層を形成する（３１４）。ここで、二酸化ケイ素層の蒸着厚さは１００〜２００Åにすればよい。
【００９０】
そして、るつぼに耐指紋性コーティング組成物を入れ、電子ビームを用いて打撃すれると、耐指紋性コーティング組成物が気化し（３１５）、気化した耐指紋性コーティング組成物は、二酸化ケイ素層上に蒸着されて耐指紋性コーティング層を形成する（３１６）。耐指紋性コーティング組成物は、ふっ素系、シリコン系などのＡＦコーティング組成物を用いてもよく、上述したＩＦコーティング組成物を用いてもよい。本発明で用いられる耐指紋性コーティング組成物は、本発明の例示に限定されない。
【００９１】
耐指紋性コーティング組成物にＩＦコーティング組成物を用いる場合に、ＩＦコーティング組成物の製造方法について簡単に説明する。２つのシラン化合物と蒸留水はいずれも液体状態であるから、溶媒を用いずに、原液を混合してコーティング組成物を製造することができる。しかし、原価節減の側面では、有機溶媒に希釈して用いてもよい。この場合、２つのシラン化合物と蒸留水とを混合して［構造式１］のコーティング組成物を製造した後に、これを有機溶媒に希釈してもよく、混合前に２つのシラン化合物をそれぞれ有機溶媒に希釈してもよい。
【００９２】
使用可能な有機溶媒は、メタノール（Ｍｅｔｈａｎｏｌ）、エタノール（Ｅｔｈａｎｏｌ）、イソプロパノール（Ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ）などのアルコール、ヘキサデカン（Ｈｅｘａｄｅｃａｎｅ）、オクタン（Ｏｃｔａｎｅ）、ヘキサン（Ｈｅｘａｎｅ）などの脂肪族炭化水素、シクロヘキサン（Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、シクロペンタン（Ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｅ）などの環状炭化水素、トルエン（Ｔｏｌｕｅｎｅ）、キシレン（Ｘｙｌｅｎｅ）、ベンゼン（Ｂｅｎｚｅｎｅ）などの芳香族炭化水素、四塩化炭素、クロロホルム（Ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）、塩化メチレン（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）などの有機ハロゲン化合物などを挙げることができる。これらの有機溶媒は単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【図１】
2013116633.tif 000006
【図２】
2013116633.tif 000007
【図３】
2013116633.tif 000008
【図５】
2013116633.tif 000009
【図６Ａ】
2013116633.tif 000010
【図６Ｂ】
2013116633.tif 000011
【図７】
2013116633.tif 000012
【図８】
2013116633.tif 000013
【図９】
2013116633.tif 000014
【図１０Ａ】
2013116633.tif 000015
【図１０Ｂ】
2013116633.tif 000016
【図１１】
2013116633.tif 000017
【図４Ａ】
2013116633.tif 000018
【図４Ｂ】
2013116633.tif 000019