CN103988153A - 电子设备用玻璃罩及其制造方法以及电子设备用触摸传感器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够实现电子设备的轻薄化，并且使与显示装置组合时的结构设计容易，并且降低电子设备的制造成本的电子设备用玻璃罩及其制造方法以及电子设备用触摸传感器模块。电子设备用玻璃罩是用于保护电子设备的显示画面的部件，其具有玻璃基板，该玻璃基板具有一对主表面，在所述一对主表面中的一方的主表面侧设置有框部，该框部向板厚方向外侧突出，并且用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入。
Description
技术领域
本发明涉及用于保护包括例如便携电话机、PDA(Personal DigitalAssistant)、数码相机(デジタルスティルカメラ)、摄像机或者平板个人计算机(Personal Computer，PC)等便携设备的电子设备的显示画面、电路板等的电子设备用玻璃罩及其制造方法以及电子设备用触摸传感器模块。
背景技术
以保护包括便携设备的电子设备的显示画面、电路板等的内部结构部件为主要目的，使用电子设备用玻璃罩。近年来，除便携设备的轻薄化、高功能化的要求之外，为了与各种形状的便携设备的筐体以及显示画面对应，制作了各种电子设备用玻璃罩。
例如，在专利文献1中，公开了作为静电电容方式的触摸面板所使用的电子设备用玻璃罩的便携设备用玻璃罩。该便携设备用玻璃罩由化学强化玻璃等构成，以保护便携电话机、PDA等的带输入功能的电光学装置的显示装置的方式设置。触摸面板构成为具有便携设备用玻璃罩和由形成有透明导电膜的透明基板构成的传感器基板，并且作为用于生成与利用者的操作对应的电信号的便携设备用触摸传感器模块发挥功能。另外，在传感器基板的上表面形成有输入位置检测用电极，便携设备用玻璃罩经由粘合剂层叠于传感器基板上。
专利文献1：日本特开2011-216042号公报
然而，专利文献1所记载的便携设备用玻璃罩经由粘合剂层叠于传感器基板上，因此触摸面板的厚度由于仅增加了便携设备用玻璃罩以及传感器基板的各板厚而增大。因此，在使用了该触摸面板的情况下，存在难以实现便携设备的轻薄化的可能性。
因此，可以考虑分别减小电子设备用玻璃罩以及传感器基板的板厚来减小触摸面板的厚度，由此实现便携设备的轻薄化。然而，在该情况下，由于减小板厚而使电子设备用玻璃罩的强度降低，因此存在不能发挥保护显示装置这样的的电子设备用玻璃罩的功能的可能性。
因此，在将电子设备用玻璃罩层叠于传感器基板上的情况下，难以充分实现电子设备的轻薄化。
另外，在专利文献1所记载的技术中，在传感器基板设置用于将输入位置检测用电极与可挠性布线基板电连接的布线。为了从外部遮挡该布线，在便携设备用玻璃罩的主表面的周边设置具有遮光性的遮光部。由于设置遮光部，从而便携设备用玻璃罩以主表面的面积大于传感器基板的主表面的面积的方式形成。
此处，通过将电子设备用玻璃罩层叠于传感器基板上而构成的触摸面板，根据主表面的面积的不同而形成为凸形状。在该情况下，在传感器基板的外周形成有空隙。该空隙在使触摸面板与显示装置组合的情况下带来使结构设计变得困难等的影响。
为了避免上述的空隙的影响，例如需要通过将由粘合剂等构成的粘合层设置于传感器基板的外周来填充空隙。然而，在设置了粘合层等的情况下，由于部件件数以及制造工序增加，所以触摸面板的制造成本增高，进而包括便携设备的电子设备的制造成本增高。因此，在将电子设备用玻璃罩层叠于传感器基板上的情况下，也产生了便携设备的制造成本增高这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够实现电子设备的轻薄化，并且使与显示装置组合时的结构设计容易，而且降低电子设备的制造成本的电子设备用玻璃罩及其制造方法以及电子设备用触摸传感器模块。
本发明的方式涉及用于保护便携设备的显示画面的便携设备用玻璃罩。
上述便携设备用玻璃罩具有玻璃基板，该玻璃基板具有在板厚方向对置的一对主表面，在上述一对主表面中的一方的主表面形成有凹部，该凹部用于与形成有透明导电膜的透明基板嵌合。
在上述便携设备用玻璃罩中，上述凹部的侧面部优选以从上述一方的主表面朝向上述凹部的底面部且向上述底面部的中央部方向倾斜的方式形成。
在上述便携设备用玻璃罩中，优选为在上述一方的主表面与上述凹部的侧面部之间设置夹设面。
在上述便携设备用玻璃罩中，上述凹部优选以下述方式形成：在上述透明基板与上述凹部嵌合后，上述透明基板的表面且与上述玻璃基板相反的表面和上述一方的主表面形成同一平面。
另外，在上述便携设备用玻璃罩中，优选为在上述一方的主表面具备用于遮挡光的遮挡部，上述凹部以下述方式形成：在上述透明基板与上述凹部嵌合后，上述透明基板的表面且与上述玻璃基板相反的表面和上述遮挡部的表面且与上述玻璃基板相反的表面形成同一平面。
本发明的其他的方式涉及设置于便携设备且用于生成与利用者的操作对应的电信号的便携设备用触摸传感器模块。
上述便携设备用触摸传感器模块具有：
上述的便携设备用玻璃罩；和
上述透明基板，
上述透明基板嵌合于上述凹部，
上述透明导电膜用作用于生成与利用者对于上述玻璃基板的上述一对主表面中的另一方的主表面的操作对应的电信号的透明电极。
本发明的其他的方式涉及用于保护便携设备的显示部的便携设备用玻璃罩的制造方法。
上述制造方法具有：对具有在板厚方向对置的一对主表面的玻璃基板，形成用于与形成有透明导电膜的透明基板嵌合的凹部的工序，在上述一对主表面中的一方的主表面形成上述凹部的工序。
在上述便携设备用玻璃罩的制造方法中，优选为在形成上述凹部的工序中，通过蚀刻形成上述凹部。
本发明的其他的方式涉及用于保护电子设备的显示画面的便携设备用玻璃罩。
上述电子设备用玻璃罩是用于保护电子设备的显示画面的电子设备用玻璃罩，其具有玻璃基板，该玻璃基板具有一对主表面，在上述一对主表面中的一方的主表面侧设置有框部，该框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入的空间。
本发明的其他的方式涉及电子设备用触摸传感器模块。
上述电子设备用触摸传感器模块设置于电子设备，是用于生成与利用者的操作对应的电信号的电子设备用触摸传感器模块，其具有：
上述的电子设备用玻璃罩；和
以嵌入上述框部内的方式设置于上述电子设备用玻璃罩的上述传感器基材。
本发明的其他的方式涉及为了保护电子设备的内部结构部件而用于电子设备的外装的至少一部分的电子设备用玻璃罩。
上述电子设备用玻璃罩具有玻璃基板，该玻璃基板具有一对主表面，在上述一对主表面中的一方的主表面侧设置有框部，该框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供上述内部结构部件的至少一部分嵌入的空间。
本发明的其他的方式涉及用于保护电子设备的显示画面的电子设备用玻璃罩的制造方法。
在上述电子设备用玻璃罩的制造方法中，在玻璃基板的一对主表面中的一方的主表面侧形成框部，该框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入的空间。
根据本发明，能够实现便携设备的轻薄化，并且使与显示装置组合时的结构设计容易，而且降低便携设备的制造成本。
附图说明
图1是本实施方式的便携设备用玻璃罩的立体图。
图2是便携设备用玻璃罩的俯视图。
图3是便携设备用玻璃罩的仰视图。
图4A是便携设备用玻璃罩的主要部分放大剖视图。
图4B是表示图4A所示的便携设备用玻璃罩的变形例的主要部分放大剖视图。
图4C是表示图4A所示的便携设备用玻璃罩的变形例的主要部分放大剖视图。
图5A是便携设备用触摸传感器模块的剖视图。
图5B是便携设备用触摸传感器模块的剖视图。
图6A是便携设备用触摸传感器模块的剖视图。
图6B是表示图6A所示的便携设备用触摸传感器模块的变形例的剖视图。
图7是表示图6A所示的便携设备用触摸传感器模块的变形例的剖视图。
图8是表示便携设备用触摸传感器模块的变形例的剖视图。
图9是按顺序示出利用蚀刻在玻璃基板形成槽的工序的剖视图。
图10A是对包括实施方式的便携设备用触摸传感器模块的显示装置的简要结构进行说明的图。
图10B是对包括公知技术的便携设备用触摸传感器模块的显示装置的简要结构进行说明的图。
具体实施方式
(1)本实施方式的便携设备用玻璃罩
参照图1～图3以及图4A～图4C，对本实施方式的便携设备用玻璃罩(以下，称为玻璃罩)的结构进行说明。图1是本实施方式的玻璃罩的立体图，图2是玻璃罩的俯视图，图3是玻璃罩的仰视图，图4A是便携设备用玻璃罩的主要部分放大剖视图(沿图2的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图)，图4B、图4C是表示图4A所示的便携设备用玻璃罩的变形例的主要部分放大剖视图。
本实施方式的玻璃罩例如用于保护能够进行对于显示画面的操作输入(作为触摸面板功能的操作输入)的便携式电子设备，特别是用于保护便携电话机、PDA、数码相机、摄像机或者平板个人计算机等便携设备的显示画面、电路板等。因此，为了满足针对落下或者向显示画面的操作输入的设计，本实施方式的玻璃罩需要是薄且具有高强度的玻璃，为此进行基于离子交换处理的化学强化。
如图1～图3以及图4A～图4C所示，本实施方式的玻璃罩10形成为板状，构成玻璃罩10的玻璃基板11的主表面例如形成为长度方向的尺寸为8～16cm、宽度方向的尺寸为4～8cm的大致矩形形状。此外，玻璃基板11的主表面的形状不限定于大致矩形形状或者矩形形状，也可以根据各种便携设备的形状、构造等而适当地变更。另外，为了进行来自设置于便携设备的扬声器的声音输出或者向话筒的声音输入等，也可以在玻璃罩10设置沿玻璃罩10的板厚方向贯通的孔。
对玻璃基板11的板厚T不进行特别限定，但从利用玻璃罩10的各种便携设备的重量增大的抑制、便携设备的轻薄化的观点出发，通常优选在1mm以下，更优选在0.7mm以下。此外，从确保玻璃罩10的机械强度的观点出发，板厚T的下限值优选在0.2mm以上。
玻璃基板11以可安装在便携设备的显示画面的方式形成。另外，玻璃基板11具有在安装到便携设备的显示画面时面向便携设备的外侧的第1主表面11a和在安装到便携设备的显示画面时面向便携设备的显示画面的第2主表面11b。各主表面11a、11b在玻璃基板11的板厚方向(在图4A～图4C中为上下方向)对置。另外，在玻璃基板11的第2主表面11b形成有用于与后述的触摸传感器20嵌合的凹部12。
凹部12的形状为从第2主表面11b朝向第1主表面11a凹陷的形状。另外，凹部12具有侧面部12a和底面部12b。侧面部12a设置于第2主表面11b与底面部12b之间。另外，侧面部12a沿玻璃基板11的板厚方向配置。底面部12b以形成与第2主表面11b平行的平面的方式形成。凹部12以从玻璃基板11的外周端面朝向第2主表面11b的面方向内侧隔开间隔(优选为2mm以上的间隔)的方式配置。即，在第2主表面11b形成有外周边部和凹部12。
此外，对于凹部12的尺寸，作为优选的范围，如下所述。凹部12中的开口面(与第2主表面11b形成同一平面的部分)的大小是，长度方向为24～154mm、宽度方向为9～74mm。另外，凹部12中的底面部12b的大小是，长度方向为24～154mm、宽度方向为9～7mm。并且，凹部12的深度为0.1～0.3mm。
此处，在观察了玻璃基板11的剖面时，如图4A～图4C所示，侧面部12a优选形成为，从第2主表面11b朝向底面部12b，相对于板厚方向倾斜(例如，向底面部12b的中央部方向倾斜)。即，优选为在观察了玻璃基板11的剖面时，侧面部12a与底面部12b的延长面彼此所形成的角为钝角。具体进行说明如下，例如在侧面部12a与底面部12b的延长面彼此所形成的角为锐角、直角的情况下，在将后述的遮挡部13、粘合剂14层叠于凹部12时，在侧面部12a以及底面部12b间的边界与遮挡部13、粘合剂14之间容易产生空隙。在该情况下，来自外部的入射光被空隙内的空气反射，由此产生难以观察便携设备的显示画面等问题。因此，通过如上述那样构成侧面部12a以及底面部12b，能够防止形成空隙。
另外，如图4A、图4B所示，在第2主表面11b与侧面部12a之间优选设置夹设面12c。夹设面12c可以通过对第2主表面11b与侧面部12a之间的边界进行倒角来形成。在观察了玻璃基板11的剖面(沿图2的Ⅳ-Ⅳ线的剖面)时，夹设面12c可以如图4A所示那样形成为直线状，也可以如图4B所示那样形成为曲线状。通过设置夹设面12c，从而玻璃基板11的表面从第2主表面11b到侧面部12a顺滑地倾斜。因此，能够容易地使触摸传感器20嵌合于凹部12。
此外，如图4C所示，在玻璃基板11也可以设置遮挡部(涂装部)13。遮挡部13分别层叠地设置于第2主表面11b、侧面部12a以及底面部12b的周边部，并遮挡从第1主表面11a向玻璃基板11的板厚方向入射到的光。从便携设备的轻薄化的观点出发，遮挡部13的厚度优选为3～50μm。
遮挡部13优选通过在后述的印刷工序中将涂料层叠多层而形成。虽不限定将涂料层叠多层而成的印刷层的印刷内容，但若列举形成具有多层结构的印刷层的情况的代表性的例子(第1层为底片印刷的例子)，则第1层为印刷外周的框部分的层，在该第1层，设备的型号、公司名称的标志、各种传感器孔等形成为镂空形状。
第2层为以指定的颜色印刷公司名称的标志、型号名的层，第3层为用于消去标志、型号名的印刷部的遮光性以及框印刷部分的气孔的裱合层，第4层也为裱合层，第5层为向亮度传感器孔部分印刷的透过率调整用的滤光器用油墨，第6层为粘合于筐体、或者安装后述的传感器用玻璃基板21时的对位用引导线的结构。
在本实施方式的玻璃基板11的各主表面11a、11b分别通过后述的化学强化而形成有规定厚度的压缩应力层。该压缩应力层为将构成玻璃基板11的玻璃材料原本所含有的碱金属的一部分置换成离子半径更大的碱金属而成的变质层。例如，将构成本实施方式的玻璃基板11的玻璃材料所含有的钠离子被置换成钾离子。
另外，本实施方式的玻璃基板11例如优选由硅酸铝玻璃、碱石灰玻璃、硼硅酸玻璃等构成。其中，玻璃基板11优选由包含选自SiO2、Al2O3、Li2O以及Na2O中的至少1种碱金属氧化物的硅酸铝玻璃构成。
(2)作为实施方式的电子设备用触摸传感器模块的便携设备用触摸传感器模块
接下来，参照图5A以及图5B，对作为本实施方式的电子设备用触摸传感器模块的便携设备用触摸传感器模块30(以下，称为模块30)的结构进行说明。图5A、图5B分别为本实施方式的模块的剖视图。
本实施方式的模块30作为静电电容耦合方式的触摸面板发挥功能，例如构成为通过电阻值、电压、电流等的变化来检测玻璃基板11的第1主表面11a根据被按压而发生了变化的电容变化。另外，本实施方式的模块30具有玻璃罩10和触摸传感器20。
触摸传感器20构成为具有作为传感器基材的传感器用玻璃基板21和透明导电膜22，并被夹设于玻璃罩10与便携设备的显示画面之间，检测对于便携设备的显示画面的操作输入。传感器用玻璃基板21形成为能够安装于便携设备的显示画面的板状，传感器用玻璃基板21的主表面例如形成为长度方向的尺寸为2～15cm、宽度方向的尺寸为0.5～7cm的大致矩形形状。此处，作为传感器基材的一个例子使用传感器用玻璃基板21进行说明，但作为传感器基材，例如也可以为薄膜、丙烯酸板等。
传感器用玻璃基板21具有在安装到便携设备的显示画面时面向便携设备的外侧的第1主表面21a和在安装到便携设备的显示画面时面向便携设备的显示画面的第2主表面21b。各主表面21a、21b在传感器用玻璃基板21的板厚方向(在图5A以及图5B中为上下方向)对置。另外，从便携设备的轻薄化的观点出发，传感器用玻璃基板21的板厚T1优选在0.5mm以下，更优选在0.4mm以下。此外，传感器用玻璃基板21为透明基板的一个例子。
透明导电膜22用作用于生成与利用者对于玻璃罩10的第1主表面11a的操作对应的电信号的透明电极。透明导电膜22设置于第1主表面21a上，以形成相对于第1主表面21a平行的平面的方式形成。此处，以形成相对于第1主表面21a平行的平面的方式是指，透明导电膜22具有在其内部包含不产生断线的程度的弯曲部分的结构。
另外，透明导电膜22以沿传感器用玻璃基板21的第1主表面21a具有规定的厚度的方式配置。此处，规定的厚度例如是将透明导电膜22通过溅射法成膜的情况下在100nm以下，在将透明导电膜22通过印刷法成膜的情况下，包含透明树脂在内在1000nm以下。
并且，透明导电膜22在玻璃罩10被安装到便携设备的显示画面时，生成与便携设备的利用者对于玻璃基板11的第1主表面11a的操作(例如便携设备的利用者用手指等按压第1主表面11a等)对应的电信号。透明导电膜22将所生成的电信号例如输出至用于与FPC(可挠性印刷电路板)电连接的地面或者信号布线用的金属图案等的连接部(省略图示)。
在透明导电膜22，例如也可以以形成多个透明电极的方式形成有任意的图案，该图案形成有格子状等的间隙。另外，透明导电膜22也可以沿传感器用玻璃基板21的板厚方向配置成多层。
从透明导电膜22输出了的电信号经由连接部被发送给位置检测电路(省略图示)。位置检测电路根据由于按压玻璃基板11的第1主表面11a而发生了变化的电阻值、电压、电流等检测按压位置。
如图5A所示，如以上那样构成的触摸传感器20相对于玻璃基板11的凹部12沿玻璃基板11的板厚方向进行嵌合。在该情况下，如图5B所示，传感器用玻璃基板21的第1主表面21a以面向凹部12的底面部12b的方式配置，传感器用玻璃基板21的第2主表面21b以面向与第2主表面11b相同的方向(在图5B中为下方)的方式配置。另外，在触摸传感器20与凹部12之间也可以夹设例如凝胶状的粘合剂14。
此处，由于在本实施方式的玻璃罩10形成有与触摸传感器20嵌合的凹部12，因此本实施方式的模块30的厚度T2例如小于将玻璃罩10层叠于触摸传感器20上后的模块的厚度(T+T1)。因此，通过使用本实施方式的玻璃罩10，能够抑制模块30的厚度增大的情况。
另外，形成于传感器用玻璃基板21中在触摸传感器20嵌合到凹部12时从玻璃基板11的第2主表面11b向外部突出的部分的外周的空隙S的尺寸，例如小于在将玻璃罩10层叠于触摸传感器20上后的情况下形成于传感器用玻璃基板21的外周的空隙的尺寸。因此，能够降低在使模块30与便携设备的显示装置组合的情况下结构设计变得困难等的影响。
并且，由于能够减小形成于传感器用玻璃基板21的外周的空隙的尺寸，从而能够基本消除将用于填充空隙的粘合剂等设置于传感器用玻璃基板21的外周的需要。由此，能够抑制部件件数以及制造工序的增加，从而能够降低模块30的制造成本。
此外，如图6A所示，凹部12优选形成为为在传感器用玻璃基板21与凹部12嵌合后，传感器用玻璃基板21的第2主表面21b(与面向玻璃基板11的第1主表面21a相反的表面)与玻璃基板11的第2主表面11b形成同一平面。例如，在未使用粘合剂14的情况下，也可以将凹部12的深度形成为与传感器用玻璃基板21的板厚相同的尺寸。由此，能够使形成于传感器用玻璃基板21的外周的空隙的尺寸极小。此处，形成同一平面是指，玻璃基板11的板厚方向中的玻璃基板11的第2主表面11b与传感器用玻璃基板21的第2主表面21b的各平面间的阶梯差形成为200μm以下。该阶梯差可以通过玻璃基板11的第2主表面11b相比传感器用玻璃基板21的第2主表面21b向玻璃基板11的板厚方向突出而成，也可以通过传感器用玻璃基板21的第2主表面21b相比玻璃基板11的第2主表面11b向玻璃基板11的板厚方向突出而成。此外，各平面间的阶梯差更优选形成为100μm以下。
另外，在玻璃基板11的第2主表面11b设置了遮挡部13的情况下，如图6B所示，凹部12优选以下述方式形成：在传感器用玻璃基板21与凹部12嵌合后，传感器用玻璃基板21的第2主表面21b和既是遮挡部13的表面且是与玻璃基板11相反的表面(在图6B中为下方的表面)亦即遮挡部表面13a形成同一平面。即使在这种情况下，也能够使形成于传感器用玻璃基板21的外周的空隙的尺寸极小。
此外，如图7所示，遮挡部13也可以设置于玻璃基板11的第1主表面11a侧。在该情况下，遮挡部13经由粘合剂14设置于第1主表面11a的周边部上。另外，在遮挡部13以及粘合剂14的上表面，例如也可以设置将聚酯层叠而成的防散射膜(ASF：anti-scattering film)等薄膜15。
此处，根据与前述相同的图1～图7，对于以上说明的玻璃罩以及触摸传感器模块，还能够分别作为如下的结构的玻璃罩以及触摸传感器模块来表现。
在图1～3以及图4A～图4C中，玻璃基板11具有一对主表面11a、12b。在玻璃基板11的主表面12b侧设置有框部11c，该框部11c相对于主表面12b向板厚方向外侧突出，形成用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入的俯视时为四边形形状的空间。框部11c由与玻璃基板11相同的材料形成，并且与玻璃基板11构成为一体。框部11c具有：前端面11b、以相对于板厚方向倾斜的方式形成的内壁面12a以及夹设于前端面11b以及内壁面12a间的夹设面12c。具有设置了这种框部11c的玻璃基板11的玻璃罩构成为保护传感器基板21的一方的主表面和外周的侧壁面。
此处，如图8所示，框部11c作为传感器用基板21的定位用部件，也可以以与传感器用基板21的外周形状对应的方式形成。换句话说，框部11c的内壁面12a以包围设置于框部11c的传感器用基板21的外周面的方式形成。此外，在为图8所示的结构的情况下，框部11c的内壁面12a也可以与传感器用基板21的外周面的至少一部分接触。在为这种结构的情况下，能够容易进行将传感器用基板21嵌入玻璃基板11的框部11c内时的传感器用基板21的对位，从而能够提高传感器模块的制造效率。
另外，如图6A所示，以在传感器用玻璃基板21嵌入到框部11c内的状态下框部11c的前端面11b与传感器用玻璃基板21的表面形成同一平面的方式，决定框部11c的突出高度。并且，如图6B所示，在框部11c的前端面11b形成有遮挡部13的情况下，以在传感器用玻璃基板21嵌入到框部11c内的状态下遮挡部表面13a与传感器用玻璃基板21的表面形成同一平面的方式，决定框部11c的突出高度。
(3)实施方式的玻璃罩的制造方法
接下来，对本实施方式的玻璃罩10的制造方法进行说明。本实施方式的玻璃罩10的制造方法具有：板状玻璃制作工序、形状加工工序、化学强化工序以及印刷工序。
(3-1)板状玻璃制作工序
板状玻璃制作工序为根据熔融玻璃制作板状玻璃的工序，例如能够采用浮式法。浮式法是一种将在熔融炉熔融过的熔融玻璃供给至储留有熔融锡的浮槽，并将该熔融玻璃在浮槽的熔融锡上沿水平方向抽出而成型的方法。根据浮式法，通过使熔融玻璃浮于浮槽的熔融锡上，从而使熔融玻璃自然地展开而形成为稳定的厚度，并且将该熔融玻璃沿水平方向抽出，由此成型带状的玻璃带。
然后，玻璃带在被输送至设置于浮槽的下游侧的退火炉而被退火后，以得到所希望的大小的板状玻璃的方式被切断。
此外，作为制作板状玻璃的方法，除浮式法之外也可以使用下拉法(ダウンドロー法)、压成法等，但从得到表面精度良好的板状玻璃的方面以及适于板状玻璃的大量生产的方面出发，优选使用浮式法。
(3-2)形状加工工序
接下来进行形状加工工序。形状加工工序是一种将在板状玻璃制作工序得到的板状玻璃，加工成与玻璃罩的外形对应的所希望的形状的玻璃基板的工序。以下，作为形状加工工序，对利用了蚀刻的方法进行说明。利用了蚀刻的形状加工工序包括以下的(a-1)耐蚀刻膜形成工序、(a-2)图案化工序以及(a-3)切断工序。在形状加工工序中利用蚀刻，由此与在形状加工工序中使用了基于机械加工的切断法的情况相比，能够抑制玻璃罩的切断面上的微小的伤痕、裂缝等的产生，因此能够防止由于该伤痕、裂缝等引起玻璃罩的强度降低的情况。
(a-1)耐蚀刻膜形成工序
在耐蚀刻膜形成工序中，在板状玻璃的至少一方的面上形成耐蚀刻膜。该耐蚀刻膜通常形成于板状玻璃的两面，但在之后的切断工序中，在仅使单面与蚀刻溶液接触的情况下，仅在该单面形成耐蚀刻膜即可。此外，在以下的说明中，以耐蚀刻膜形成于板状玻璃的两面的情况为前提进行说明。
作为耐蚀刻膜，只要是具有在之后的图案化工序中能够通过图案化处理部分地除去，并且在切断工序中相对于所使用的蚀刻溶液不会被溶解·除去的性质的物质，便能够适当选择。作为这种耐蚀刻膜，优选使用至少相对于氟酸水溶液显示难溶性或者不溶性的抗蚀剂膜。在该情况下，在图案化工序中，对于抗蚀剂膜，能够通过使用了光掩模的曝光处理与基于显影液的显影处理进行图案化处理，并在切断工序中利用蚀刻溶液进行切断。
(a-2)图案化工序
在图案化工序中，至少对耐蚀刻膜进行图案化。由此，将覆盖板状玻璃的整个表面的耐蚀刻膜中的与最终制作的玻璃基板11的平面方向的形状对应的区域以外的耐蚀刻膜除去。作为耐蚀刻膜的图案化方法，代表性地能够利用将上述的曝光·显影组合实施的光刻法。此外，图案化工序可以对在两面形成有耐蚀刻膜的板状玻璃的至少单面实施，也可以对两面实施。
(a-3)切断工序
在切断工序中，通过使板状玻璃的设置了被图案化了的耐蚀刻膜的面与蚀刻溶液接触来进行蚀刻，从而将板状玻璃切断成小片。蚀刻处理通常使板状玻璃浸泡于蚀刻溶液来进行。作为蚀刻溶液，只要是至少包含氟酸的溶液便不特别限定，但根据需要，也可以添加有盐酸等其他的酸、表面活性剂等各种添加剂。
如此，能够得到所希望的形状的玻璃基板11。
接下来，说明利用蚀刻对于玻璃基板11形成凹部12的方法。图9是按顺序表示对于玻璃基板11，利用蚀刻形成凹部12的工序的剖视图。
首先，在玻璃基板11的第2主表面11b涂覆形成抗蚀剂(感光性有机材料)层16(参照图9的步骤S1)，进行规定的曝光、显影，在第2主表面11b形成具有凹部12的图案16a的抗蚀剂图案(换句话说除去形成凹部12的区域的抗蚀剂层)(参照图9的步骤S2)。
然后，以该抗蚀剂图案为掩膜，使用可溶解玻璃材料的蚀刻液(例如含有氟酸的酸性溶液等)对玻璃材料进行湿式蚀刻，由此在第2主表面11b形成凹部12(参照图9的步骤S3)。作为含有上述氟酸的酸性溶液，例如举出有氟酸水溶液、氟酸与盐酸的混合溶液、氟酸与硫酸的混合溶液、含有氟化铵的水溶液等。
然后，剥离残留的抗蚀剂图案，清洗玻璃基板11(参照图9的步骤S4)。
并且在基于使用了抗蚀剂的湿式蚀刻的形状加工中，也可以形成对于第2主表面11b与凹部12的侧面部12a之间的边界赋予了弧度的形状的夹设面12c。此处，上述凹部12的底面部12b与作为壁面的侧面部12a的交界的曲率半径优选在10μm以上。
为了使夹设面12c形成为赋予了弧度的形状，在玻璃基板11的主表面，以该主表面侧聚合度最小的方式形成沿玻璃基板11的板厚方向具有聚合度坡度的抗蚀剂图案，以该抗蚀剂图案为掩膜进行上述的湿式蚀刻。玻璃罩的主表面侧的抗蚀剂的聚合度越小，则玻璃与抗蚀剂的紧贴力越小。
此处，为了使抗蚀剂图案在玻璃基板11的板厚方向具有聚合度坡度，例如控制抗蚀剂厚度、曝光量、坚膜条件等即可。上述的条件的控制是根据使用的抗蚀剂的种类、曝光用光的能量而适当变更来进行的。如此控制玻璃与抗蚀剂之间的紧贴力，由此蚀刻液容易浸入抗蚀剂与玻璃(主表面)之间的界面，结果上述夹设面12c形成为被赋予了弧度的形状。因此，能够防止在将触摸传感器20嵌合于玻璃基板11的凹部12时产生屑等情况。
如此，在玻璃基板11的第2主表面11b形成有凹部12。由于在利用蚀刻形成了凹部12的情况下，能够抑制微小的伤痕、微裂纹等产生于凹部12的侧面部12a、底面部12b的情况，所以能够维持例如通过化学强化处理得到的玻璃罩的高强度，而不损伤玻璃罩的强度，因而是优选的。
此外，在形状加工工序中，也可以通过例如划线加工、激光加工等机械加工，来进行板状玻璃的切断或者凹部12的形成。此处，划线是指，在板状玻璃或者玻璃基板11的表面，通过超钢合金制或者由金刚石构成的划刻针设置所希望的形状的切断线(线状的划伤)的情况。通过机械加工形成玻璃基板11或者凹部12，由此能够提高玻璃罩10的制造效率。在该情况下，在观察了玻璃基板11的剖面时，沿侧面部12a延伸的线与沿底面部12b延伸的线所成的角可以在85度以上～90度以下。希望该角度不超过90度。
另外，在形状加工工序中，也可以通过对于第2主表面11b与凹部12的侧面部12a之间的边界实施倒角加工，来形成夹设面12c。倒角加工为使用金刚石砂轮实施倒角的形状加工。在将夹设面12c形成为平面状的情况下，相对于第2主表面11b，倒角角度例如为10～40度。因此，在将触摸传感器20嵌合于玻璃基板11的凹部12时，能够防止产生屑等。
(3-3)化学强化工序
接下来，对于通过形状加工工序得到的玻璃基板11进行化学强化工序。
在化学强化工序中，将多个玻璃基板11装填于盒(架)，并使盒浸泡于含有熔融盐的化学强化处理液。由此，对于玻璃基板11所含有的1种以上的碱金属，在其与熔融盐的碱金属之间进行离子交换处理，并在玻璃基板11的表层部分形成压缩应力层。
对于熔融盐的组成及温度以及浸泡时间，能够根据玻璃基板11的玻璃组成、形成于玻璃基板11的表层部分的压缩应力层的厚度等来适当选择，但如果玻璃基板11的玻璃组成是上述的硅酸铝玻璃，那么优选利用使化学强化处理液的处理温度通常处于300℃以上并且500℃以下的低温型离子交换法。这是由于，利用在玻璃的退火点以上的温度域进行离子交换的高温型离子交换法中，不能得到如低温型离子交换法那样大的强度，并且在强化处理中，玻璃表面被熔融盐侵蚀而容易损伤透明性，因此难以得到适于玻璃罩10的玻璃基板11。例如，在本实施方式的化学强化工序中，熔融盐的组成及温度以及浸泡时间，优选选自下述例示的范围中。
·熔融盐的组成：硝酸钾(KNO3)的单盐、硝酸钠(NaNO3)的单盐、或者以任意的重量比混合硝酸钾与硝酸钠的混合盐
·熔融盐的温度：350℃～450℃
·浸泡时间：1小时～8小时
通过该化学强化工序分别形成于各主表面11a、11b的压缩应力层的厚度为40～80μm。在本实施方式中，玻璃基板11的玻璃组成为硅酸铝玻璃，因此相比例如与玻璃基板11相同的板厚的碱石灰系浮式玻璃时，能够增大所形成的压缩应力层的厚度。
此外，通过化学强化工序得到的玻璃基板11的机械强度，按3点抗折强度(3点弯曲强度)优选在5000kgf/cm2以上，更优选在7000kgf/cm2以上，最优选在10000kgf/cm2以上。
(3-4)印刷工序
接下来，对于被进行了化学强化的玻璃基板11，进行用于形成从第2主表面11b遍及凹部12的底面部12b的周边部的遮挡部13的印刷工序。对于印刷方法而言，根据构成印刷层的涂料、印刷层的各层的厚度，能够利用例如丝网印刷等公知的各种方法。此处，作为涂料，例如能够使用将碳用于颜料的各种墨水等。
如此，能够得到本实施方式的玻璃罩10。
如以上说明那样，根据本实施方式的玻璃罩10，由于具有通过化学强化处理形成的压缩应力层，所以机械强度得以提高。此外，在本实施方式的玻璃罩10中，虽玻璃基板11中的设置了凹部12的部分的厚度减小，但通过将触摸传感器20组装于凹部12，能够补偿玻璃罩10的机械强度。
另外，根据本实施方式的玻璃罩10，用于与触摸传感器20嵌合的凹部12形成于第2主表面11b。由此，能够抑制模块30的厚度增大的情况，因此能够实现便携设备的轻薄化。
并且，根据本实施方式的玻璃罩10，由于触摸传感器20嵌合于凹部12，从而能够减小形成于触摸传感器20中的从玻璃基板11的第2主表面11b向外部突出的部分的外周的空隙S的尺寸。由此，在使模块30与便携设备的显示装置组合的情况下能够使结构设计容易。
另外，由于能够减小形成于传感器用玻璃基板21的外周的空隙的尺寸，从而能够基本消除将用于填充空隙的粘合剂等设置于传感器用玻璃基板21的外周的需要。由此，能够抑制部件件数以及制造工序的增加，因此能够降低模块30的制造成本，进而能够降低便携设备的制造成本。
此外，根据本实施方式的玻璃罩10，由于以将触摸传感器20组装于玻璃基板11的凹部12的方式构成，所以相比将触摸传感器组装于液晶面板的公知的结构(例如，将触摸传感器构成于液晶的像素中的in-cell结构、将触摸传感器构成于滤色器基板与偏光板之间的on-cell结构等)，存在能够自由地形成能够利用触摸传感器20检测的区域的尺寸的优点。参照图10A以及图10B，对于该优点进行说明。
图10A是对包括本实施方式的模块的显示装置的简要结构进行说明的图，图10B是对包括公知技术的模块的显示装置的简要结构进行说明的图。
例如图10A所示，在使用了本实施方式的玻璃罩10的情况下，以与触摸传感器20嵌合的方式形成凹部12，由此能够分离触摸传感器20与液晶面板40。因此，能够将能够利用触摸传感器20检测的区域R1的尺寸形成为独立于显示画面的显示区域R2的尺寸。此处，区域R1对应于玻璃基板11中的与透明导电膜22重叠的部分的区域，显示区域R2对应于从玻璃基板11中的与液晶面板40重叠的部分除去遮挡部13后的部分的区域。
由此，在本实施方式中，例如能够以将区域R1的尺寸形成为大于显示区域R2的尺寸等方式提高触摸传感器20的设计自由度。因此，能够将本实施方式的模块30应用于区域R1以及显示区域R2的尺寸分别不同的多个便携设备，因此能够提高模块30的通用性。
另一方面，如图10B所示，在形成为将触摸传感器组装于液晶面板40的公知的结构的情况下，区域R2的尺寸形成为与显示区域R1的尺寸相同的大小。在该情况下，与本实施方式的模块30相比，不能提高触摸传感器的设计自由度。因此，在将触摸传感器组装于液晶面板40的结构的情况下，不能将模块应用于区域R1以及显示区域R2的尺寸分别不同的多个便携设备，因此不能提高模块的通用性。
如以上那样，明确了本实施方式的玻璃罩10以及模块30的优点。
以上，对本发明的实施方式详细地进行了说明，但本发明的便携设备用玻璃罩及其制造方法以及便携设备用触摸传感器模块不限定于上述实施方式，当然，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够实施各种改进、变更。
特别是，在本发明的实施方式中，通过对透明导电膜适当地变更其膜厚、电阻值等，从而能够用作例如电磁波屏蔽膜等使便携设备用玻璃罩的电特性变化的功能膜。
另外，作为上述的实施方式的结构的变形例，也可以构成为液晶模块、有机EL模块等显示模块的至少一部分与传感器基材一起嵌入玻璃基板11的框部11c内。即，也可以以将显示模块的至少一部分与传感器基材一起嵌入玻璃基板11的框部11c内的方式决定框部11c的突出高度。例如也可以将框部11c相对于主表面12b的突出高度设定为2～20mm。
并且，本发明还能够作为电子设备的筐体背面用的玻璃罩而使用。在该情况下，也可以以能够供内部结构部件，例如照相机模块的至少一部分(透镜部分)、印刷布线基板的至少一部分(IC等突出部分)嵌合的方式决定框部11c的形状。换句话说，作为框部11c的形状，不限定于俯视时的四边形形状，也可以为俯视时的圆形等。另外，框部11c的内部空间的面积也能够根据嵌合对象物来决定。
另外，在上述的实施方式中，框部11c的形状是俯视时的四边形形状，如图2所示，是将玻璃基板11的四边分别连接的结构。然而，框部11c的结构不限定于该例，也可以是仅配置于玻璃基板11的四边中的彼此平行的两边的结构。并且，作为框部11c的结构，也可以使用与玻璃基板11不同的部件的隔离物。
并且，在上述的实施方式中，作为形成凹部12或者框部11c的方法，对蚀刻加工或者机械加工的例子进行了说明。然而，通过适当设定如国际公开2012/132293所示的(直接)压成法的金属模的转印面形状，也能够与玻璃基板的外形一起形成凹部12或者框部11c。在该情况下，能够容易制造形状复杂的玻璃基板，能够提高制造效率。除此之外，还能够将玻璃基板沿厚度方向弯折，从而能够提高电子设备的设计性。
附图标记说明
10…便携设备用玻璃罩；11…玻璃基板；11a…第1主表面；11b…第2主表面；12…凹部；12a…侧面部；12b…底面部；12c…夹设面；13…遮挡部；13a…遮挡部表面；14…粘合剂；15…薄膜；20…触摸传感器；21…触摸传感器用玻璃基板；22…透明导电膜；30…便携设备用触摸传感器模块。
Claims (13)
1.一种电子设备用玻璃罩，其用于保护电子设备的显示画面，所述电子设备用玻璃罩的特征在于，
具有玻璃基板，所述玻璃基板具有一对主表面，在所述一对主表面中的一方的主表面侧设置有框部，所述框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入的空间。
2.根据权利要求1所述的电子设备用玻璃罩，其中，
为了所述传感器基材的对位，所述框部以与所述传感器基材的外周形状对应的方式形成。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备用玻璃罩，其中，
所述框部的内壁面以相对于板厚方向倾斜的方式形成。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电子设备用玻璃罩，其中，
在所述框部的前端面与内壁面之间设置有夹设面。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电子设备用玻璃罩，其中，
以在所述传感器基材嵌入到所述框部内的状态下所述框部的前端面与所述传感器基材的表面形成同一平面的方式，决定所述框部的突出高度。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的电子设备用玻璃罩，其中，
用于遮挡光的遮挡部形成于所述框部的前端面，以在所述传感器基材嵌入到所述框部内的状态下所述遮挡部的表面和所述传感器基板的表面与所述一方的主表面形成同一平面的方式，决定所述框部的突出高度。
7.根据权利要求1～4中的任一项所述的电子设备用玻璃罩，其中，
以电子设备用的显示模块的至少一部分与所述传感器基材一起嵌入于所述框部内的方式，决定所述框部的突出高度。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的电子设备用玻璃罩，其中，
所述框部由与所述玻璃基板相同的材料形成，并且与所述玻璃基板构成为一体。
9.一种电子设备用触摸传感器模块，其设置于电子设备，并用于生成与利用者的操作对应的电信号，所述电子设备用触摸传感器模块的特征在于，具有：
权利要求1～8中的任一项所述的电子设备用玻璃罩；和
以嵌入于所述框部内的方式设置于所述电子设备用玻璃罩的所述传感器基材。
10.一种电子设备用玻璃罩，其为了保护电子设备的内部结构部件而用于电子设备的外装的至少一部分，所述电子设备用玻璃罩的特征在于，
具有玻璃基板，所述玻璃基板具有一对主表面，在所述一对主表面中的一方的主表面侧设置有框部，所述框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供所述内部结构部件的至少一部分嵌入的空间。
11.一种电子设备用玻璃罩的制造方法，其是用于保护电子设备的显示画面的电子设备用玻璃罩的制造方法，所述电子设备用玻璃罩的制造方法的特征在于，
在玻璃基板的一对主表面中的一方的主表面侧形成框部，所述框部向板厚方向外侧突出，并且形成用于供用于检测利用者的操作的传感器基材嵌入的空间。
12.根据权利要求11所述的电子设备用玻璃罩的制造方法，其中，
通过在所述玻璃基板的一方的主表面侧实施蚀刻处理来形成所述框部。
13.根据权利要求11所述的电子设备用玻璃罩的制造方法，其中，
通过直接压成法与玻璃基板的一对主表面一起形成所述框部。
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