ガラスカバーパネルの耐指紋（AF）コーティングの原理、コーティングプロセス、および性能評価
2026-06-03
1. AFコーティングの定義・原理・特徴
① AF コーティングは、アンチフィンガープリント コーティングとも呼ばれ、Anti-Fingerprint Film の略です。
AFコーティングは指紋がつきにくい表面処理です。正式名称は指紋防止フィルムです。指紋は、指で触れた後に物体の表面に残る残留物です。これらの残留物は主に油、汗、ほこり、その他の汚染物質で構成されています。指が物体の表面から離れると、これらの指紋の残留物が後に残ることがよくあります。
AF指紋防止コーティングの原理は「蓮の葉効果」に似ており、対象物の表面に濡れ性を変化させる処理を施し、汚れが付着しにくくします。これにより、指紋やその他の汚染物質が表面に付着するのを防ぎます。 AF処理後のカバーガラスは優れた疎水性を示します。処理されたガラスの表面の水接触角は通常、110°以上である必要があり、滑らかな触感を提供し、汚れや汚れの蓄積を大幅に軽減することで、ユーザーエクスペリエンスを向上させます。
②AF指紋防止コーティングの原理：
特定の製造プロセスを通じて、ガラス カバー パネルの表面にナノスケールの薄い指紋防止層が形成されます。この層はガラスの表面張力を最小限に抑え、ガラスに強力な疎水性、疎油性、および有機汚染物質に対する耐性を与えます。その結果、ガラス表面は長期間にわたって平滑できれいな外観を維持します。
現在、AF 指紋防止コーティングに使用されている主なコア材料はフッ素含有化合物です。これらの分子には、反応性シラン基と有機フッ素基という 2 つの重要な官能基が含まれています。
● 反応性シラン基: これらはガラス (SiO₂) 表面に存在する水 (ヒドロキシル基 - OH) と化学反応して、強力な共有結合 (シロキサン結合) を形成し、コーティングをガラス基板にしっかりと固定します。
● 有機フッ素基：極めて低い表面張力をもたらし、疎水性、撥油性、耐指紋性を実現する鍵となります。
AF コーティングの具体的な反応メカニズムは次のとおりです。シロキサンは大気中の水と加水分解反応してシラノール基を形成します。フッ素化シラノール基がガラス表面のシラノール基と化学反応し、AF コーティングをガラス表面に付着させることができます。
③AFコーティングの特徴：
表面の防汚処理には、防汚コーティングを施す、表面に微細な彫刻加工を施す、AG（アンチグレアガラス）を使用するなど、さまざまな方法・技術があります。ただし、これらの加工はガラスカバーの光透過率、表面粗さ、平滑性にある程度影響を与える傾向があります。したがって、フルラミネートディスプレイモジュールの場合、現在、ガラスカバーの表面の防指紋処理は、表面に透明な防指紋AFコーティングを蒸着（真空蒸着）またはスプレーすることによって行われています。
AFコーティングプロセスのユニークな特徴:
●ガラスカバー表面の本来の質感を変えません。
●ガラスカバーの光透過率に悪影響を与えることなく、優れた光学性能を発揮します。
●表面張力が極めて低く、撥水性、耐油性、防指紋性に優れています。
●耐候性・耐薬品性に優れ、耐摩耗性に優れ、動摩擦係数が低く、心地よいタッチ感です。
2. 主流のAFコーティングプロセス
一般的な薄膜堆積技術には、PVD (物理蒸着) と CVD (化学蒸着) の 2 つがあります。 PVDはさらに真空蒸着コーティング、真空スパッタリングコーティング、真空イオンプレーティングに分類されます。
現在、AFコーティングには真空蒸着法（蒸着法）とスプレー塗装（湿式法）の2つのプロセスが主流となっています。
① AF真空蒸着プロセス：真空条件下で、電子銃から発生した高速電子ビームを使用してAFコーティング材料を衝突させて加熱し、蒸発させてガラスカバーの表面に堆積させ、緻密なAFコーティング層を形成します。
AF 真空蒸着プロセスでは、まずガラス カバーを徹底的に洗浄する必要があります。その後、ガラスカバーを適切に配置し、コーティングチャンバー内に吊り下げて、コーティング前の準備が完了します。
AF 蒸着プロセスでは、最初に SiO2 の層がガラス カバーの表面に堆積され (SiO2 は中間接着層として機能します)、続いて AF コーティング層が堆積されます。コーティング後、ガラスカバーを蒸発器から取り外し、クリーンルーム環境に少なくとも 2 時間静置します。最後に目視検査、保護フィルム貼り、梱包、出荷を行います。
蒸着によるAFコーティング完了後、AF膜層は形成されていますが、その状態はまだ安定していません。保護フィルムを貼り付ける前にガラスカバーを一定時間放置すると、残存する活性官能基が十分に反応し続け、AFコーティング層の接着強度や耐摩耗性などの性能が発揮されます。
②AFスプレー塗装工程：
AFスプレーコーティング法は、真空蒸着法をベースに開発された、設備コストの削減を目的とした低コスト・高歩留まりのAFコーティング法です。このプロセスでは、AF 溶液を高圧を使用してガラスカバーの表面に均一に噴霧し、AF コーティング層を形成します。次に、ガラス カバーは、制御された温度条件 (160 ～ 180 °C) で特定の時間 (10 ～ 15 分間) 焼き付けられ、ガラス表面への AF コーティング層の接着力が強化されます。
AFスプレーコーティング法のプロセスフローはAF真空蒸着法に比べてシンプルで、主にプラズマ洗浄、AF溶射、ベーキング、外観検査、フィルム貼付・包装という工程で構成されます。
AF スプレー コーティングと真空蒸着プロセスの基本的な違い:
AF真空蒸着プロセスでは、単一の蒸着ステップでAFコーティングと同時に真空条件下でSiO2の遷移層が蒸着されますが、スプレーコーティングプロセスにはそのような遷移層が含まれません。真空蒸着プロセスでは、SiO2 遷移層がガラス基板と AF 層の両方と強力な結合を形成します。その結果、真空蒸着によって生成された AF コーティングは、さまざまな性能限界テストにわたってスプレー コーティングされた AF 層よりも優れた性能を示しました。最も直接的な比較試験には、耐摩耗性試験と耐薬品性試験が含まれます。
製品選択に関する最終的なまとめ:
中級から低級の製品の場合、スプレー コーティング プロセスは一般的にあらゆる面で要件を満たすことができ、同時にコストが低く、生産効率が高いため、好ましい選択肢となっています。ハイエンド製品、特に高い信頼性、耐久性、優れた耐摩耗性、または追加の AR (反射防止) コーティングを必要とする製品の場合、真空蒸着プロセスは理想的なソリューションです。
3. AF コーティングの性能を試験するには、耐摩耗性試験、水接触角試験、動摩擦係数試験の 3 つの方法があります。
①水接触角試験：
水接触角は、単に接触角とも呼ばれ、液滴が固体上に着地したときに液滴と固体表面との間に形成される角度を指します。液体の表面張力により、この角度は液体と固体平面の間の界面に形成され、水接触角として知られています。
● 水接触角試験の目的:
ガラスカバー表面のAFコーティング層の耐指紋性能を主に評価します。
●水接触角試験条件：
ガラスカバーをインク印刷面を下にして試験台に置き、AF コーティング面の水接触角を測定します。一般に、AF コーティングの均一性を評価するには、5 つの異なる位置で接触角を測定することをお勧めします。
● 水接触角の許容基準:
ガラスカバーのAFコーティング表面の水接触角は110°以上である必要があります。より厳しい要件の場合は、≥115° を達成することをお勧めします。
②耐摩耗性試験：
通常、主にスチールウールと消しゴムなど、さまざまなテスト材料が使用されます。スチールウールと消しゴムのどちらを使用するかに関係なく、テスト手順と評価基準はほぼ同様です。
●耐摩耗性試験の目的:
ガラスカバー表面のAFコーティング層の性能と耐摩耗性を主に評価します。
●耐摩耗性試験手順:
--- テスト前に、ガラス カバーの AF コーティング表面の水接触角を 5 つの均等に分布した場所で測定します。初期の水接触角は通常、110°以上である必要があります。より厳しい要件の場合は、≥115° を推奨します。
--- 20×20 mm (より厳しい要件の場合は 10×10 mm) の研磨チップと #0000 スチールウールまたは消しゴムを使用し、1000 g の荷重を加えます。 40 サイクル/分 (より厳しい要件の場合は 60 サイクル/分) の速度で 40 mm のストロークにわたって 2000 往復サイクル (より厳しい要件の場合は 2500 サイクル) を実行します。完全な前後運動は 1 サイクルとしてカウントされます。
--- スチールウールまたは消しゴムの摩耗テストの完了後、ガラスカバーの AF コーティング表面の摩耗領域内の 3 点を選択し、水接触角を測定して摩耗後の値を決定します。
●耐摩耗性試験の合格基準：
テスト後、ガラス カバー表面の AF コーティングに剥がれや層間剥離がなく、水接触角が 100°以上を維持する必要があります。
③動摩擦係数試験：
●動摩擦係数試験の目的：
動摩擦係数はガラスカバー表面のタッチ感に直接影響します。ガラス カバーの表面が AF コーティングで処理されていない場合、通常、動摩擦係数は非常に高くなります。
●動摩擦係数の試験条件：
アサヒウェル精密秤量紙を、荷重 200±20 g の重りブロックの下に置きます。次に、秤量紙と秤量ブロックを組み合わせたものを、ガラス カバーの AF コーティングされた表面に置きます。試験距離 50 mm にわたって 100 mm/min の速度で表面全体にブロックを引っ張ります。
●動摩擦係数の合格基準：
動摩擦係数の標準要件は ≤0.05 です。より厳しい要件の場合は、≤0.03 にする必要があります。