CN206143062U - 保护玻璃以及便携式信息终端 - Google Patents

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CN206143062U CN201621032238.3U CN201621032238U CN206143062U CN 206143062 U CN206143062 U CN 206143062U CN 201621032238 U CN201621032238 U CN 201621032238U CN 206143062 U CN206143062 U CN 206143062U
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尾关正雄
佐野真
林英明
金杉谕
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

一种保护玻璃以及便携式信息终端,提供一种外观性优异且能够容易地装入传感器等各种装置的保护玻璃、及具有该保护玻璃的便携式信息终端、以及保护玻璃的制造方法。在保护玻璃(1)的正面(3)及背面(5)设有分别相对的至少一个正侧凹部(7)及背侧凹部(10)。保护玻璃(1)一体地具备通过设置正侧凹部(7)及背侧凹部(10)而形成的薄壁部(13)和与薄壁部(13)连接的厚壁部(17)。

Description

保护玻璃以及便携式信息终端
技术领域
本实用新型涉及保护玻璃以及便携式信息终端。
背景技术
近年来,作为电子设备类中的高度的安全对策,大量使用将指纹用于个人认证的方法。指纹认证的方法使用光学式、热敏式、压力式、电容式、超声波式等的传感器,但从传感灵敏度、电力消耗的观点出发,认为电容式、超声波式的传感器优异。
例如,电容式传感器对被检测物接近或接触的部位的局部的静电电容变化进行检测。一般的电容式传感器根据静电电容的大小来测定在该传感器内配置的电极与被检测物之间的距离。另外,超声波式传感器可以通过使用超声波对被检测物进行三维检测。在这种方式下,可以透过液体等异物进行检测,作为提高了安全性的生物体认证传感器受到期待。使用这些传感器的指纹认证功能由于小型轻量且电力消耗低,因此特别是搭载在智能电话、移动电话、平板型个人电脑等便携式信息终端(Personal Data Assistance:PDA)中。通常,为了保护指纹认证用传感器(以下仅称为传感器),在该传感器的上部配置有保护玻璃。
通常,为了保护电容式传感器而在该传感器的上部配置保护罩。例如,在专利文献1的电容式传感器包装中,公开了在传感器能够检测对象物的保护玻璃上设置孔,并在该孔配置传感器罩。
专利文献2中,作为便携式设备用保护玻璃,在保护玻璃的主表面形成有用于使利用者识别文字或图形的凹部。此处,通过使凹部的雾度值(雾度)为10%以上,提高了凹部的可视性。另外,使凹部的表面粗糙度Ra大于主表面平坦部的表面粗糙度Ra。由此,通过凹部与主表面平坦部之间手触感之差来使识别凹部的触觉性提高。
专利文献3中公开了便携式设备用保护玻璃的制造方法。该制造方法中,通过在配置抗蚀剂掩模的基础上对板状玻璃进行蚀刻,分离出多个便携式设备用保护玻璃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/173773号
专利文献2:日本特开2013-137383号
专利文献3:日本特开2013-1599号
实用新型要解决的问题
然而,如专利文献1记载的发明那样在保护玻璃设置孔并在该孔配置传感器罩的结构中,需要将传感器罩固定于孔的夹具等,因此元件个数变多,组装工序也复杂化。而且,除了保护玻璃之外,还需要传感器罩等异种材料,因此难以实现材料的统一感,外观性差。
另外,例如在专利文献2的便携式设备用保护玻璃中,公开了在保护玻璃表面形成有凹部的结构,但这是用于使利用者识别文字或图形的结构,并非要在该凹部配置传感器。假设在专利文献2的便携式设备用保护玻璃中,在与凹部对应的位置配置有传感器的情况下,凹部的雾度值高,凹部的表面粗糙度Ra大,因此会产生不良情况。即,由于该凹部的表面粗糙,因此传感器电极与被检测物之间的距离变得不均一,所检测出的静电电容也变得不均一。在此情况下,传感器灵敏度下降,有可能无法发挥所期望的功能。
另外,在专利文献3的制造方法中,需要制作反映多个保护玻璃的外形形状的抗蚀剂掩模,掩模制作工序复杂。另外,在用于从板状玻璃得到多个保护玻璃的切割工序中,需要进行蚀刻,因此招致由于切割工序的长时间化、蚀刻剂的废弃等导致的成本增加等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种外观性优异且能够容易地装入传感器等各种装置的保护玻璃、及具有该保护玻璃的便携式信息终端、以及保护玻璃的制造方法。
用于解决课题的手段
本实用新型的上述目的通过下述结构来实现。
(1)一种保护玻璃,用于对保护对象进行保护,其特征在于,
在所述保护玻璃的正面及背面具有分别相对的至少一个正侧凹部及背侧凹部,
所述保护玻璃一体地具备由所述正侧凹部及所述背侧凹部形成的薄壁部和与所述薄壁部连接的厚壁部。
(2)根据(1)记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部及所述背侧凹部为蚀刻面。
(3)根据(1)或(2)记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的深度与所述背侧凹部的深度大致相等。
(4)根据(1)~(3)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述薄壁部的雾度值为16%以下。
(5)根据(1)~(4)中任一项记载的保护玻璃,其中,在所述薄壁部及所述厚壁部的正面及背面具有压缩应力层。
(6)根据(5)记载的保护玻璃,其中,形成于所述薄壁部的压缩应力层的深度比形成于所述厚壁部的压缩应力层的深度小。
(7)根据(1)~(6)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的面积与所述背侧凹部的面积不同。
(8)根据(1)~(7)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述保护玻璃的所述正面及所述背面为研磨面。
(9)根据(8)记载的保护玻璃,其中,在化学强化后实施所述研磨。
(10)根据(1)~(9)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的侧面为与所述正侧凹部的底面平滑地连接的曲面形状。
(11)根据(10)记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径为所述正侧凹部的所述底面的深度以上。
(12)根据(10)或(11)记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径随着从所述正侧凹部的中央部朝向周边部而增大。
(13)根据(10)~(12)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径为0.1mm以上且2mm以下。
(14)根据(1)~(13)中任一项记载的保护玻璃,其中,在所述保护玻璃的正面的至少一部分具有防眩处理层。
(15)根据(14)记载的保护玻璃,其中,所述防眩处理层设置于所述正侧凹部。
(16)根据(1)~(15)中任一项记载的保护玻璃,其中,在所述保护玻璃的正面的至少一部分具有防指纹涂层。
(17)根据(16)记载的保护玻璃,其中,所述防指纹涂层设置于所述正侧凹部。
(18)根据(1)~(17)中任一项记载的保护玻璃,其中,在所述保护玻璃的背面具有印刷层。
(19)根据(1)~(18)中任一项记载的保护玻璃,其中,所述保护对象为便携式信息终端。
(20)一种便携式信息终端,具有(1)~(19)中任一项记载的保护玻璃。
(21)根据(20)记载的便携式信息终端,其中,在所述背侧凹部配置电容式传感器。
(22)根据(21)记载的便携式信息终端,其中,所述电容式传感器的尺寸大于与配置该电容式传感器的所述背侧凹部相对的所述正侧凹部的尺寸。
(23)根据(22)记载的便携式信息终端,其中,所述电容式传感器具有进行传感的传感器主体和对所述传感器进行支承的壳体,所述正侧凹部的尺寸大于所述传感器主体的尺寸且小于所述电容式传感器的整体的尺寸。
(24)根据(22)或(23)记载的便携式信息终端,其中,所述电容式传感器是指纹认证用传感器。
实用新型效果
根据本实用新型,在背侧凹部配置有传感器等装置的情况下,利用薄壁部能够保护该装置,因此与上述专利文献1不同,不并用传感器罩等异种材料,能够实现在材料上一样且具有统一感的外观性优异的罩构件。而且,可以减少构件个数,能够简化组装工序,因此能够削减成本。此外,在背侧凹部配置有传感器等装置的情况下,与背侧凹部相对的正侧凹部设于保护玻璃的正面,因此通过视觉或触觉等能够容易地识别该装置的位置。
另外,在玻璃基板的正面配置具有至少一个正侧凹部形成用孔的正侧掩模构件,在玻璃基板的背面配置具有至少一个背侧凹部形成用孔的背侧掩模构件,然后实施蚀刻处理,由此得到具有至少一个的正侧凹部及背侧凹部的保护玻璃,因此非常简便。
另外,也可以在玻璃基板的正面配置具有多个正侧凹部形成用孔的正侧掩模构件,在玻璃基板的背面配置具有多个背侧凹部形成用孔的背侧掩模构件,然后对玻璃基板进蚀刻处理。在此情况下,若从形成有多个正侧凹部及背侧凹部的玻璃基板中以分别至少包含一个的正侧凹部及背侧凹部的方式裁切,则能得到多个保护玻璃,因此不需要如现有技术那样准备具有保护玻璃的外形形状的掩模。
附图说明
图1为保护玻璃的截面图。
图2为图1中的II-II截面向视图。
图3为图1的III-III截面向视图。
图4(a)为图2及3的IV-IV截面图,图4(b)为从Z方向观察正侧及背侧凹部的图。
图5为配置有传感器的保护玻璃的截面图。
图6为配置有传感器的保护玻璃的截面图。
图7为在正侧凹部设有突出部的情况的保护玻璃的截面图。
图8为玻璃基板的俯视图。
图9为正侧掩模构件的俯视图。
图10为背侧掩模构件的俯视图。
图11为设有正侧凹部的玻璃构件的俯视图。
图12为设有背侧凹部的玻璃构件的俯视图。
图13为组装进壳体后的保护玻璃的截面图。
图14为设置有印刷层的保护玻璃的截面图。
图15为设置有印刷层的保护玻璃的截面图。
图16为玻璃基板的俯视图。
图17为玻璃基板的俯视图。
图18为图16及17的XVIII部分的放大图。
图19为图16及17的XIX部分的放大图。
图20为玻璃基板的俯视图。
图21为玻璃基板的俯视图。
图22为正侧掩模构件的俯视图。
图23为背侧掩模构件的俯视图。
图24为设有正侧凹部的玻璃构件的俯视图。
图25为设有背侧凹部的玻璃构件的俯视图。
图26为变形例涉及的正侧及背侧掩模构件的俯视图。
图27为变形例涉及的玻璃基板的俯视图。
图28为变形例涉及的玻璃基板的俯视图。
图29(a)~(d)为用于对在实施例3的保护玻璃上形成印刷层的顺序进行说明的图,是从背面侧观察保护玻璃而得到的图。
图30(a)~(e)为用于对在实施例4的保护玻璃上形成印刷层的顺序进行说明的图,是从背面侧观察保护玻璃而得到的图。
图31为设置有印刷层的实施例4的保护玻璃的截面图。
图32为设置有印刷层的实施例5的保护玻璃的截面图。
图33为从正面侧观察设置有印刷层的实施例5的保护玻璃的图。
图34为实施例5的变形例涉及的保护玻璃的截面图。
图35为从正面侧观察实施例5的变形例涉及的保护玻璃的图。
图36为从正面侧观察实施例5的变形例涉及的保护玻璃的图。
图37(a)~(f)为用于对在实施例6的保护玻璃形成印刷层的顺序进行说明的图,为从背面侧观察保护玻璃而得到的图。
图38为设有印刷层的实施例6的保护玻璃的截面图。
图39为分别表示以不同的条件进行了化学强化的情况的CS-DOL轮廓的图。
图40为表示以不同的条件实施了两级的化学强化的情况的CS-DOL轮廓的图。
图41为用于说明交点Q的求出方法的图。
图42为实施了防眩处理层的保护玻璃的俯视图。
图43(a)、(b)为图42的XXXXII-XXXXII截面图。
图44为变形例涉及的实施了防眩处理层的保护玻璃的俯视图。
图45(a)、(b)为图44的XXXXV-XXXXV截面图。
图46(a)~(d)为实施了防指纹涂层的保护玻璃的截面图。
图47(a)~(d)为变形例涉及的实施了防指纹涂层的保护玻璃的截面图。
图48(a)是组装于壳体的实施例12的保护玻璃的截面图,图48(b)是组装于壳体的实施例13的保护玻璃的截面图。
标号说明
1 保护玻璃
2 角部
3 正面
4 扬声器孔
5 背面
6 显示区域
7 正侧凹部
8 底面
9 侧面
10 背侧凹部
11 底面
12 侧面
13 薄壁部
14 正面
15 背面
17 厚壁部
18 正面
19 背面
30~35 印刷层
40 指纹认证用传感器(传感器)
41 胶粘层
42 相机模块
43 壳体
44 液晶层
45 胶粘层
46 传感器主体
47 壳体
101 玻璃基板
103 正面
105 背面
107 正侧凹部
110 背侧凹部
113 薄壁部
117 厚壁部
120 槽部
121 第一标记
122 第二标记
201 正侧掩模构件
207 正侧凹部形成用孔
220 槽部形成用孔
301 背侧掩模构件
310 背侧凹部形成用孔
320 槽部形成用孔
具体实施方式
以下,对本实用新型的实施方式进行说明,但本实用新型不限于以下实施方式。另外,在不脱离本实用新型的范围的情况下可以对以下的实施方式施加各种变形和置换等。
(保护玻璃)
本实施方式涉及的保护玻璃用于保护任意的保护对象。以下,对以智能电话等便携式信息终端作为保护玻璃的保护对象进行了说明,但作为保护对象可以应用任意的对象。例如可以应用于与液晶面板或EL面板等显示面板组合的显示装置。尤其是作为能够有效地制造车载用显示器用的大型保护玻璃的方法而也优异。
如图1~图3所示,本实施方式的保护玻璃1在整体上为平板状的大致长方体,具有图1上侧的正面3、和与正面3相对的图1下侧的背面5。在本说明书中,正面是指包含保护玻璃1的组装体(组件)的外侧的面、即在通常使用状态中使用者可接触的面。另外,背面是指组装体的内侧的面、即在通常使用状态中使用者无法接触的面。另外,在以下的说明中,以保护玻璃1的长边方向为X方向,以短边方向为Y方向,以厚度方向为Z方向。需要说明的是,保护玻璃1也可以是具有1个以上的弯曲部的玻璃。而且,凹部7也可以形成于弯曲部。
在保护玻璃1的正面3及背面5分别设有沿Z方向相对的至少一个的正侧及背侧凹部7、10。图1~图3示出在保护玻璃1的正面3设有一个正侧凹部7且在背面5设有一个背侧凹部10的例子。正侧及背侧凹部7、10形成在保护玻璃1的X方向端部附近且Y方向中央部附近。需要说明的是,形成正侧及背侧凹部7、10的位置只要是两者沿Z方向相对(在XY平面上重叠),就可以设定在任意的位置。而且,正侧及背侧凹部7、10的个数或形状等也任意。
通过这样设置正侧及背侧凹部7、10,在保护玻璃1中的与正侧及背侧凹部7、10在X方向及Y方向上重叠的位置形成有薄壁部13,并且形成有与该薄壁部13的周边部连接且Z方向厚度比薄壁部13大的厚壁部17。厚壁部17的正面18及背面19为平面形状。另一方面,薄壁部13的正面14及背面15如后所述反映了正侧及背侧凹部7、10的底面8、11及侧面9、12(参见图4等)的形状。
这样的保护玻璃1在为了保护便携式信息终端或显示装置的任意的面(例如前表面或侧面)而装入到壳体等时,在背侧凹部10能够配置指纹认证用等的传感器、液晶面板或有机EL面板等显示面板、照明、相机等各种装置,因此能提高空间效率。作为传感器,可列举指纹、虹膜、静脉等的生物体认证传感器,作为传感方式,已知有电容式、光学式、红外线式、超声波式等的传感器,此外可列举照度传感器、温度传感器等。在此,向背侧凹部10装入的装置由沿Z方向相对的薄壁部13保护,因此与上述的专利文献1的发明不同,不并用传感器罩等的异种材料,能够实现在材料上一样而存在统一感的外观性优异的保护玻璃1。而且,能减少构件个数,能够简化组装工序,因此对于成本削减也存在极大的效果。而且用于装入其他构件的保护玻璃开口减小,因此防水/防滴性的赋予变得容易。此外,厚壁部17的正面18为平面形状,相对于此,从正面侧观察时,薄壁部13陷入,因此便携式信息终端的使用者通过视觉或触觉等能够容易地识别薄壁部13的位置以及该薄壁部13的背侧的各种装置的位置。
正侧及背侧凹部7、10通过研磨加工等机械加工也能设置,但是优选通过蚀刻来设置。通过蚀刻,去除微细的伤痕或缺点,保护玻璃1的强度提高。而且,蚀刻各向同性地进展,因此如后所述在正背面配置掩模构件而进行蚀刻的情况下,能够使正背面的蚀刻深度几乎相等,薄壁部13的Z方向厚度的控制容易,而且通过一工序完成。根据这样的蚀刻处理,如图4所示,正侧凹部7的深度d7与背侧凹部10的深度d10大致相等。并且,薄壁部13位于保护玻璃1的Z方向中央部,因此在正侧及背侧凹部7、10的形状及面积相同(正背对称)的情况下,由化学强化产生的正背的应力分布相等,在理论上能够抑制薄壁部13的翘曲。实际上由于存在正背面的些许的蚀刻量之差或正侧及背侧凹部7、10的形状差,因此由于之后的化学强化而在薄壁部13产生翘曲。然而,即使在薄壁部13产生翘曲,翘曲的程度也轻微,正侧及背侧凹部7、10的底面8、11不会从正面3及背面5突出。而且,在正侧及背侧凹部7、10的形状相同的情况下,可以不选择正背地使用保护玻璃1。
为了使正背面的蚀刻深度不同(为了使正侧凹部7的深度d7与背侧凹部10的深度d10不同),需要分别对正背面进行蚀刻或者使正背面的蚀刻条件不同等的工序,作业工序变得复杂,而且薄壁部13的厚度控制变得困难。
图4中更详细地示出正侧及背侧凹部7、10的形状。如图4(b)所示,正侧及背侧凹部7、10从Z方向观察时为具有沿X方向延伸的短边和沿Y方向延伸的长边的大致矩形形状。而且,正侧及背侧凹部7、10分别具有大致平坦的底面8、11和与底面8、11的周边部连接的侧面9、12。侧面9、12设为与底面8、11平滑地连接的曲面形状(圆角形状)。该侧面9、12分别是底面8、11的周边部的附近且厚壁部17的正面18、背面19之间的环状区域。具体而言,从底面8、11附近的曲率半径超过2mm的区域与曲率半径成为2mm以下的区域的分界至正侧及背侧凹部7、10的周边部的区域作为侧面9、12。在此情况下,侧面9、12的曲率半径随着从正侧及背侧凹部7、10的中央部朝向周边部而减小。通过该结构,底面8、11与侧面9、12的连接部的应力集中缓和,强度提高。尤其是在背侧凹部10配置指纹认证用传感器40的情况下(参见图5),每当认证时将手指按压于薄壁部13,因此力反复作用于上述连接部,因此具有在形状上抑制此部分的应力集中的效果。
侧面9、12的曲率半径随着从正侧及背侧凹部7、10的中央部朝向周边部而增大。即,侧面9、12是随着朝向X方向外侧及Y方向外侧而变得平滑的曲面。通过该结构,向正侧凹部7的手指放入性提高,自然地将指尖的中心部分向正侧凹部7的底面8引导。更具体而言,侧面9、12的曲率半径优选为0.1mm以上且2mm以下,更优选为0.2mm以上且1mm以下。假设侧面9、12的曲率半径小于0.1mm的情况下,前述的强度提高的效果减弱,利用指甲尖或布等难以除去积存于底面8、11与侧面9、12的连接部的尘土等。而且,在侧面9、12的曲率半径大于2mm的情况下,后述的1次的蚀刻工序中加工变得困难。若考虑后述的1次的蚀刻工序中的加工性,则相对于正侧及背侧凹部7、10的深度d7、d10而侧面9、12的曲率半径优选为3倍以内,更优选为2倍以内。
需要说明的是,如图5所示,侧面9、12与正面3及背面5的连接部分也优选形成为平滑地连续的曲面形状。通过使该连接部分成为没有边缘的曲面形状,由此具有难以发生因掉落或与外部的坚硬构件接触而导致的缺损、破损的效果。为了使侧面9、12与正面3及背面5的连接部分成为平滑地连续的曲面形状,在形成正侧凹部7及背侧凹部10后通过抛光轮研磨等对连接部分进行精加工。然而,在通过湿式蚀刻设置正侧及背侧凹部7、10的情况下,可以在蚀刻工序后通过保持比通常更长的直至将玻璃基板从蚀刻剂分离并剥离、清洗掩模为止的时间,以使上述连接部分形成平滑地连续的曲面形状。在通过蚀刻形成的正侧及背侧凹部7、10的侧面9、12与掩模之间的分界部分,由于表面张力而残留蚀刻剂,在与残留的蚀刻剂接触的侧面9、12和正面3及背面5之间的连接部分处蚀刻尽管微弱但仍进行,因此该连接部分的边缘成为平滑的连续曲面。出于该目的的保持时间可以根据所使用的蚀刻剂和玻璃基板的耐蚀刻性在几秒至几十分钟之间进行调整。
需要说明的是,正侧及背侧凹部7、10中的使手指接触的正侧凹部7优选使侧面9成为上述那样的平滑的曲面形状,但是背侧凹部10的侧面12可以不必为曲面形状。例如,背侧凹部10的侧面12可以是沿Z方向延伸(与XY平面垂直)的平面,这种情况下,侧面12与底面11相互垂直地连接,侧面12与背面5相互垂直地连接。
如本实施方式那样,在背侧凹部10配置传感器40的情况下,薄壁部13的正面14的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。电容式传感器或超声波式传感器等的传感器40如图5所示经由胶粘层41而配置于背侧凹部10(薄壁部13的背面15),并且检测与薄壁部13的正面14抵接的被检测物(例如手指)。需要说明的是,在将传感器40固定于壳体等的情况下,也可以不设置上述胶粘层41。因此,若薄壁部13的正面14的算术平均粗糙度Ra为50nm以下,则远小于手指的指纹的凹凸的程度,因此在传感灵敏度提高的点上优选。而且,在这样的结构中,显示装置或便携式信息终端的使用者通过正侧凹部7,利用视觉或触觉等能够容易地识别薄壁部13的位置及配置于薄壁部13的背面15的传感器40的位置。而且,薄壁部13的正面14的算术平均粗糙度Ra的下限没有特别限定,但是优选为2nm以上,更优选为4nm以上。需要说明的是,薄壁部13的正面14的算术平均粗糙度Ra可以通过研磨磨粒或研磨方法等的选择来调整。
如本实施方式那样,如图5所示在传感器40经由胶粘层41而配置于背侧凹部10的情况下,传感器40的厚度与正侧凹部7的深度d7与薄壁部13的厚度的总计优选成为厚壁部17的厚度以下。在此情况下,在背侧凹部10收纳胶粘层41和传感器40且容易与保护对象组合。胶粘层41实际上充分薄于保护玻璃1或传感器40,因此传感器40的背面与保护玻璃1的背面5在厚度方向截面观察下配置于一致的位置。
薄壁部13的背面15(背侧凹部10的底面11及侧面12)的算术平均粗糙度Ra更适合与薄壁部13的正面14同样,优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。若薄壁部13的背面15的算术平均粗糙度Ra为50nm以下,则充分小于手指的指纹的凹凸的程度,因此在传感灵敏度提高的点上优选。
算术平均粗糙度Ra可以基于日本工业标准JIS B0601:2013进行测定。
另外,正侧及背侧凹部7、10无需为同一形状,面积或形成等可以互不相同。由此,对应于配置的传感器等的装置而能够适当变更背侧凹部10的尺寸。例如图6所示,通过将背侧凹部10的面积设定得大于正侧凹部7的面积,在X、Y方向中的至少一方向上,能够使传感器40的尺寸大于正侧凹部7的尺寸。在此,传感器40具有进行传感的传感器主体46和对传感器主体46的XY方向上的外周进行支承固定的壳体47。因此,通过使传感器40整体的尺寸大于正侧凹部7的尺寸,并将该传感器40配置在薄壁部13的背面15,能够对薄壁部13进行加强。而且,面积小的正侧凹部7要朝向背侧发生凸变形,面积大的背侧凹部10要朝向正侧发生凸变形,因此相互的变形模式相抵,能抑制薄壁部13的翘曲。在此,传感器主体46的尺寸为了适当地进行传感而优选小于正侧凹部7整体的尺寸。即,正侧凹部7整体的尺寸优选大于传感器主体46的尺寸且小于传感器40整体的尺寸。
薄壁部13的雾度值(雾度)优选为16%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。通过使薄壁部13的雾度值为16%以下,能够同时实现薄壁部13的平坦性和保护玻璃1的美观性这两者。即,薄壁部13的雾度值为16%以下且该薄壁部13的平坦性高,因此即使如上所述在背侧凹部10配置传感器40的情况下,也能够实现所希望的传感能力。
另外,在对薄壁部13的背面15进行印刷的情况下,薄壁部13的平坦性会给印刷层的平坦性造成影响。通过使薄壁部13的雾度值为16%以下,能够确保不会给传感器灵敏度造成影响的平坦性,能够使后述的印刷层的美观优异。另一方面,在薄壁部13的雾度值大于16%的情况下,印刷所使用的墨液未进入在薄壁部13的最表面形成的凹凸内,在将保护玻璃1安装于保护对象之后外观变差。
另外,使薄壁部13的雾度值为16%以下,提高该薄壁部13的透过率,由此,在薄壁部13与厚壁部17之间存在统一感,能够实现整体上的美观性优异的保护玻璃。
需要说明的是,厚壁部17的雾度值为1%以下,优选为0.5%以下,更优选为0.2%以下。这样,与通过蚀刻处理等形成的薄壁部13相比,厚壁部17具有较高的平坦性及透过率。因此,假设薄壁部13的雾度值大于16%的情况下,相对于具有高透过率的厚壁部17,薄壁部13变模糊,作为保护玻璃1整体的外观性恶化。
需要说明的是,薄壁部13的雾度值可以通过设置正侧及背侧凹部7、10时的蚀刻条件等来调整。雾度值可以基于日本工业标准JIS K7136:2000来测定。
正侧及背侧凹部7、10的底面8、11也可以设为随着朝向中心部而沿Z方向突出的形状。图7示出正侧凹部7的底面8为沿Z方向突出的形状的情况。由此,突出的部位的手指触感变得良好。底面8、11的突出部的中心部(最突出的部分)的Z方向厚度t优选为5μm以上且20μm以下。底面8、11的突出部的Z方向厚度t超过20μm的情况下,传感器发生误识别的可能性升高,在5μm以下的情况下,通过手指接触的感觉无法确认变化。需要说明的是,底面8、11的突出部的有无、及突出部的Z方向厚度可以通过设置正侧及背侧凹部7、10时的蚀刻条件等来调整。底面8、11的突出部的Z方向厚度t可以利用例如株式会社基恩士制的激光位移计LT-9000进行测定。
保护玻璃1优选为化学强化玻璃。化学强化后的保护玻璃1由于在薄壁部13及厚壁部17的正面14、18及背面15、19形成压缩应力层,因此能得到高的机械强度。
在此,化学强化后的玻璃的内部拉伸应力(CT:Central Tension)通常利用板厚t、压缩应力层的表面压缩应力CS(Compressive Stress)、压缩应力层的深度DOL(Depth OfLayer),利用关系式CT=(CS×DOL)/(t-2×DOL)近似性地求出。因此,在相同CS且相同DOL的情况下,板厚越小,则CT越变大。对于具有薄壁部13和厚壁部17的保护玻璃1那样存在局部性的板厚不同的部分的玻璃,若进行浸渍于一般的碱金属熔融盐的化学强化,则从正面及背面各向同性地进行离子交换,无论局部性的板厚差如何,都成为相同CS、相同DOL。此时,若以对于通常的平坦的保护玻璃进行的条件进行化学强化,则薄壁部13的CT过度变大,自爆破坏的可能性升高。另一方面,若以对应于薄壁部13不破坏的程度的CS、DOL的条件对整体进行化学强化,则作为强化而不得不成为较弱的化学强化,厚壁部17的强度与不具有薄壁部13的平坦的保护玻璃相比变弱。因此,优选向厚壁部17赋予与通常的平坦的保护玻璃同等的CS、DOL,并向薄壁部13赋予该薄壁部13不破坏的程度的CS、DOL。即,优选形成于薄壁部13的压缩应力层的深度小于形成于厚壁部17的压缩应力层的深度。更具体而言,厚壁部17的CS优选为400MPa以上,更优选为500MPa以上,进一步优选为600MPa以上,DOL优选为15μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为25μm以上。厚壁部17的CS优选为1300MPa以下,更优选为1200MPa以下,进一步优选为1100MPa以下,DOL优选为100μm以下,更优选为80μm以下,进一步优选为70μm以下。而且,薄壁部13的CS优选为300MPa以上,更优选为400MPa以上,进一步优选为500MPa以上,DOL优选为5μm以上,更优选为7μm以上,进一步优选为10μm以上。而且,薄壁部13的CS优选为1300MPa以下,更优选为1200MPa以下,进一步优选为1100MPa以下,DOL优选为25μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下。由此,使厚壁部17具有与不具有凹部的通常的平坦的保护玻璃同等的强度,并对薄壁部13在可能的范围内赋予所需的强化。在本实施方式的情况下,薄壁部13处于从正面3及背面5陷入的位置,使用了保护玻璃1的设备即便在掉落的情况下,薄壁部13直接与地板面(地面)接触的概率也低,薄壁部13即使是比厚壁部17低的CS、DOL,也难以破损。关于这样使薄壁部13与厚壁部17的CS、DOL不同的方法在后文叙述。
为了提高平滑性,优选对保护玻璃1的正面3和背面5进行研磨加工。例如,使用绒面革垫,以包含氧化铈或硅胶的研磨浆料作为研磨剂来进行研磨加工时,可以除去存在于保护玻璃1的正面3和背面5的伤痕(裂纹)、保护玻璃1的挠曲和凹陷,保护玻璃1的强度提高。该研磨可以在保护玻璃1的化学强化前后的任一时期进行,优选在化学强化后进行。其原因为,对于实施了通过离子交换而进行化学强化后的强化玻璃板而言,在其正面和背面产生缺陷。另外,有时残留最大1μm左右的微细的凹凸。在力作用于玻璃板的情况下,在前述的缺陷、微细凹凸所存在的部位应力集中,有时即便是小于理论强度的力也可破裂。因此,通过研磨除去在化学强化后的玻璃板的最表面存在的具有缺陷和微细凹凸的层(缺陷层)。需要说明的是,存在缺陷的缺陷层的厚度也取决于化学强化的条件,但通常为0.01~0.5μm。
需要说明的是,研磨也可以仅对厚壁部17实施。在此情况下,能得到在背面19配置有传感器或显示面板的情况的传感灵敏度的提高、可视性的提高等效果。而且,由于厚壁部17涉及保护玻璃1整体的强度,因此通过利用研磨加工去除缺陷而能够提高保护玻璃1的强度。在对化学强化后的保护玻璃1的厚壁部17进行研磨的情况下,正侧及背侧凹部7、10的压缩应力层的深度(Depth Of Layer;DOL)比厚壁部17变深。即,能得到维持了薄壁部13的强度的保护玻璃1。
另外,也可以对正侧及背侧凹部7、10的底面8、11或侧面9、12实施研磨。在此情况下,能得到在正侧及背侧凹部7、10配置有传感器或显示面板的情况的传感灵敏度的提高、可视性的提高等效果。在对化学强化后的保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10进行研磨的情况下,厚壁部17的压缩应力层的深度(DOL)比薄壁部13变深。在正侧及背侧凹部7、10形成时产生的异质层通过研磨除去,由此容易形成后述的防污层。
另外,如上所述,本实施方式的保护玻璃1不限于便携式信息终端的保护用途,特别是在用于保护便携式信息终端、显示面板等显示装置的情况下,厚壁部17的Z方向厚度为2mm以下、优选为1.5mm以下、更优选为0.8mm以下。其原因是由于,在比2mm厚的情况下,与薄壁部13的厚度之差变大,除了变得难以加工之外,例如在便携式信息终端的使用中还增加质量。另外,为了提高厚壁部17的刚性,厚壁部17的Z方向厚度为0.1mm以上、优选为0.15mm以上、更优选为0.2mm以上。在比0.1mm薄的情况下,刚性变得过低,有可能不能用于保护便携式信息终端。
另外,薄壁部13的Z方向厚度为1mm以下、优选为0.4mm以下、更优选为0.35mm以下、进一步优选为0.3mm以下、特别优选为0.25mm以下、尤其优选为0.2mm以下、最优选为0.1mm以下。特别是在薄壁部13的背面15配置有电容式传感器的情况下,薄壁部13越薄,则所检测出的静电电容越大,传感灵敏度提高。例如,在对指尖的指纹的微细凹凸进行检测的指纹认证的情况下,由于与指尖的指纹的微细凹凸对应的静电电容之差变大,因此可以进行高传感灵敏度的检测。另一方面,薄壁部13的Z方向厚度的下限没有特别限定,但薄壁部13变得过薄时,强度下降,有难以发挥作为传感器等的保护部的合适的功能的趋势。因此,薄壁部13的Z方向厚度例如为0.01mm以上、优选为0.05mm以上。相对于薄壁部13的Z方向厚度,厚壁部17的Z方向厚度优选为10倍以下、更优选为8倍以下。厚壁部17的Z方向厚度相对于薄壁部13的Z方向厚度超过10倍时,有可能发生加工困难。厚壁部17的Z方向厚度相对于薄壁部13的Z方向厚度的比率没有特定下限值,可以根据用途进行设定。在便携式信息终端的保护用途中,典型而言为1.5倍以上。薄壁部13的面积相对于厚壁部17的面积的比率为1/2以下、优选为1/3以下、更优选为1/4以下。薄壁部13相对于厚壁部17的面积的比率大于1/2时,强度有可能显著受损。
薄壁部13的杨氏模量为60GPa以上、优选为65GPa以上、更优选为70GPa以上。薄壁部13的杨氏模量为60GPa以上时,可以充分防止因与来自外部的碰撞物的碰撞而导致的薄壁部13的破损。另外,在指纹认证用传感器配置于背侧凹部10的情况下,可以充分防止因智能电话等的掉落、碰撞而导致的薄壁部13的破损。此外,可以充分防止由薄壁部13保护的传感器的破损等。另外,薄壁部13的杨氏模量的上限没有特别限定,从生产率的观点出发,薄壁部13的杨氏模量例如为200GPa以下、优选为150GPa以下。
薄壁部13的维氏硬度Hv优选为400以上、更优选为500以上。薄壁部13的维氏硬度为400以上时,可以充分防止因与来自外部的碰撞物的碰撞而导致的薄壁部13的擦伤。另外,在指纹认证用传感器配置于背侧凹部10的情况下,可以充分防止因智能电话等的掉落、碰撞而导致的薄壁部13的擦伤。此外,可以充分防止由薄壁部13保护的传感器的破损等。另外,薄壁部13的维氏硬度的上限没有特别限定,过高时有时难以研磨、加工。因此,该化学强化玻璃的维氏硬度例如为1200以下、优选为1000以下。需要说明的是,维氏硬度例如可以通过在日本工业标准JIS Z 2244:2009中记载的维氏硬度试验进行测定。
薄壁部13的频率1MHz下的相对介电常数优选为7以上、更优选为7.2以上、进一步优选为7.5以上。在电容式传感器配置于薄壁部13的背面15的情况下,通过提高薄壁部13的相对介电常数,可以增大所检测出的静电电容,从而可以实现优异的传感灵敏度。特别是薄壁部13的频率1MHz下的相对介电常数为7以上时,即便在对指尖的指纹的微细凹凸进行检测的指纹认证的情况下,由于与指尖的指纹的微细凹凸对应的静电电容之差变大,因此可以进行高传感灵敏度的检测。另外,对于薄壁部13的相对介电常数的上限没有特别限定,但过高时,介质损耗增大,电力消耗增加,并且有时反应变慢。因此,薄壁部13的频率1MHz下的相对介电常数例如优选为20以下、更优选为15以下。相对介电常数通过对在保护玻璃1的双面制造有电极的电容器的静电电容进行测定而得到。
优选在保护玻璃1的背面5设置印刷层。特别是优选在背侧凹部10(薄壁部13的背面15)也设置印刷层。通过设置这样的印刷层,可以有效地防止隔着保护玻璃1看到作为保护玻璃1的保护对象的便携式信息终端的内部、配置于薄壁部13的背面15的指纹认证用传感器。另外,可以赋予所期望的颜色,可得到优异的外观性。为了较高地维持保护玻璃1(薄壁部13)的静电电容,印刷层的厚度越薄越好。印刷层的厚度优选为30μm以下、更优选为25μm以下、特别优选为10μm以下。但是,使用了包含相对介电常数高的化合物的墨(例如包含TiO2的墨)的白印刷中,由于印刷层的相对介电常数高,因而印刷层的厚度优选为100μm以下、更优选为50μm以下、特别优选为25μm以下。
在保护玻璃1的背面5设置印刷层的情况下,传感器等的装置在该印刷层的背面中配置于与背侧凹部10沿Z方向相对的位置(薄壁部13的背侧)。因此,印刷层的最表面的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。更适合的是,印刷层的背面的算术平均粗糙度Ra也优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。若印刷层的最表面及背面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下,则充分小于手指的指纹的凹凸的程度,因此在传感灵敏度提高的点上优选。而且,印刷层的最表面及背面的算术平均粗糙度Ra的下限虽然没有特别限定,但是优选为2nm以上,更优选为4nm以上。
(保护玻璃的制造方法)
如图8~12所示,上述的保护玻璃1通过在与该保护玻璃1相同尺寸的玻璃基板101的正面103及背面105设置分别相对的至少一个正侧及背侧凹部107、110而得到。
接着,对玻璃基板101的制造方法进行说明。首先,将各成分的原料进行调配使得形成后述的组成,在玻璃熔炉中加热熔融。通过鼓泡、搅拌、澄清剂的添加等使玻璃均质化,通过公知的成形法成形为预定厚度的玻璃板,进行缓冷。作为玻璃的成形法,可列举例如浮法、冲压法、熔融法、下拉法和压延法。特别优选适于大量生产的浮法。另外,也优选浮法以外的连续成形法、即熔融法和下拉法。通过任意成形法成形为平板状的玻璃构件在被缓冷后切割成所期望的尺寸(保护玻璃1的尺寸)。需要说明的是,在需要更准确的尺寸精度的情况等中,也可以对切割后的玻璃构件实施研磨加工。由此,可以得到如图8所示的具有平面状的正面103和背面105(参见图12)、整体上为平板状的玻璃基板101。
接下来,向凹部形成工序转移,所述凹部形成工序在玻璃基板101的正面103及背面105设置分别相对的至少一个正侧及背侧凹部107、110。在凹部形成工序中,在玻璃基板101的正面103配置图9所示那样的正侧掩模构件201,且在玻璃基板101的背面105配置图10所示那样的背侧掩模构件301,在此基础上,对玻璃基板101实施蚀刻处理。
正侧掩模构件201的X方向尺寸及Y方向尺寸以覆盖玻璃基板101的正面103整体的方式设定。在图9的例子中,正侧掩模构件201的X方向尺寸及Y方向尺寸与玻璃基板101的X方向尺寸及Y方向尺寸大致相等。此外,在正侧掩模构件201设有用于在玻璃基板101的正面103形成正侧凹部107的正侧凹部形成用孔207。因此,蚀刻剂经由正侧凹部形成用孔207而到达玻璃基板101的正面103,如图11所示,形成正侧凹部107。需要说明的是,在玻璃基板101的正面103形成多个正侧凹部107的情况下,只要使用具有多个正侧凹部形成用孔207的正侧掩模构件201即可。
背侧掩模构件301的X方向尺寸及Y方向尺寸以覆盖玻璃基板101的背面整体的方式设定。在图10的例子中,背侧掩模构件301的X方向尺寸及Y方向尺寸与玻璃基板101的X方向尺寸及Y方向尺寸大致相等。此外,在背侧掩模构件301设有用于在玻璃基板101的背面105形成背侧凹部110的背侧凹部形成用孔310。因此,蚀刻剂经由背侧凹部形成用孔310而到达玻璃基板101的背面105,如图12所示,形成背侧凹部110。需要说明的是,在玻璃基板101的背面105形成多个背侧凹部110的情况下,只要使用具有多个背侧凹部形成用孔310的背侧掩模构件301即可。
这样,玻璃基板101具备:通过设置至少一个正侧及背侧凹部107、110而形成的至少一个薄壁部113;及与薄壁部113连接的厚壁部117。
在此,玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110及薄壁部113的结构(形状、尺寸等)具有与上述的保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10及薄壁部13相同的结构。即,薄壁部113的正面及背面的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。薄壁部113的雾度值优选为16%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110的底面也可以与保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10同样(参见图7)设为随着朝向中心部而突出的形状。
玻璃基板101的正侧凹部107的侧面优选与保护玻璃1的正侧凹部7的侧面9同样(参见图4~图7),设为与该正侧凹部107的底面8平滑地连接的曲面形状。正侧107的侧面的曲率半径优选随着从正侧凹部107的中央部朝向周边部而增大。正侧凹部107的侧面的曲率半径优选设定为该正侧凹部107的底面的深度以上。正侧凹部107的侧面的曲率半径优选为0.1mm以上且2mm以下。正侧凹部107的侧面和正面103之间的连接部分与保护玻璃1的正侧凹部7的侧面9和正面3或背面5之间的连接部分同样(参见图5及图6),优选为平滑地连续的曲面形状。
正侧掩模构件201及背侧掩模构件301的材料由例如感光性有机材料、尤其是作为感光性树脂材料的抗蚀剂、树脂、金属膜、陶瓷等耐蚀刻剂性材料构成。正侧及背侧凹部形成用孔207、310在抗蚀剂的情况下通过进行预定的曝光、显影来形成。
蚀刻处理可以为湿式蚀刻和干式蚀刻中的任一种,但从成本的观点出发优选为湿式蚀刻。作为蚀刻剂,湿式蚀刻的情况下可列举以氢氟酸为主要成分的溶液,干式蚀刻的情况下可列举氟系气体等。通过实施蚀刻处理,能简便地得到具有多个凹部的玻璃基板。
另外,优选使玻璃基板101和蚀刻剂在与玻璃基板101的正面103或背面105平行的方向(XY方向)相对移动的同时进行蚀刻处理。这样的蚀刻可以使玻璃基板101在XY方向上摆动的同时进行,也可以通过使蚀刻剂产生在XY方向的流动来进行,也可以组合这两种来进行。基本上,蚀刻处理对于玻璃基板101是各向同性地进行的。因此,正侧及背侧凹部形成用孔207、310的开口边正下方处,还以与所蚀刻的深度同等的半径向侧面方向进行蚀刻,可以使玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110的侧面与保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10同样(参见图4~图7)地设成与该正侧及背侧凹部107、110的底面平滑地连接的曲面形状。另外,对于蚀刻处理,如果使玻璃基板101和蚀刻剂在与玻璃基板101的正面103或背面105平行的方向(XY方向)上相对移动的同时进行蚀刻,则随着蚀刻的进行,产生从正侧及背侧凹部形成用孔207、310的开口边向玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110侧卷入的流动。并且,从正侧及背侧凹部107、110周边部向侧面的流速比从正侧及背侧凹部107、110中央部向侧面的流速快。因此,从正侧及背侧凹部107、110的周边至侧面侧的蚀刻速率相对地提高,可以使正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径随着从正侧及背侧凹部107、110的中央部朝向周边部而增大。另外,可以使正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径为该正侧及背侧凹部107、110的底面的深度以上。另外,通过调整蚀刻处理时间以及玻璃基板101与蚀刻剂的相对移动速度,可以将正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径调整为0.1mm以上且2mm以下。此外,如上述那样,通过使玻璃基板101和蚀刻剂在与玻璃基板101的正面103或背面105平行的方向(XY方向)相对地移动的同时进行蚀刻,由此可以使正侧凹部107的底面为随着朝向中心部而突出的形状。
另外,为了使正侧及背侧凹部107、110的底面的算术平均粗糙度Ra、即通过设置正侧及背侧凹部107、110而形成的薄壁部113的正面及背面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下,只要以提高玻璃基板101上的蚀刻液的流动性的方式进行蚀刻处理即可。另外,为了使薄壁部113的雾度值为16%以下,只要以提高玻璃基板101上的蚀刻液的流动性的方式进行蚀刻处理即可。另外,为了使正侧凹部107的底面为随着朝向中心部而突出的形状,只要以制造出蚀刻液碰到正侧凹部107的角部的流动的方式进行蚀刻处理即可。
需要说明的是,蚀刻处理优选对于玻璃基板101的正面103及背面105同时进行。在此情况下,能够使正面103及背面105的蚀刻深度(正侧及背侧凹部107、110的深度)大致相等,因此薄壁部113的厚度控制容易,并且通过一工序能够完成正背的凹部加工。
在玻璃基板101的正面103及背面105设置正侧及背侧凹部107、110的方法不限于上述那样的利用蚀刻处理的方法,也可以是利用机械加工的方法。该利用机械加工的方法中,使用加工中心机、其它数控机床,使砂轮接触玻璃基板101的正面103及背面105并进行旋转位移,形成预定尺寸的正侧及背侧凹部107、110。例如,使用利用电沉积或金属结合剂固定有金刚石磨粒、CBN磨粒等的砂轮,以主轴转速100~30,000rpm、切削速度1~10,000mm/min进行磨削。
接下来,也可以对正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面进行研磨加工。研磨加工工序中,使旋转研磨工具的研磨加工部以各自独立的一定压力分别与正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面接触,以一定速度进行相对地移动而进行。通过在一定压力、一定速度的条件下进行研磨,能够以一定的研磨速率对磨削面进行均匀研磨。作为旋转研磨工具的研磨加工部的接触时的压力,从经济性和易控制性等方面考虑,优选为1~1,000,000Pa。从经济性和易控制性等方面考虑,速度优选为1~10,000mm/min。移动量根据玻璃基板101的形状、尺寸适宜确定。对于旋转研磨工具而言,只要其研磨加工部是可进行研磨的旋转体就没有特别限定,可列举具有工具卡紧部的主轴、使研磨工具安装于刳刨机(leutor)的方式等。作为旋转研磨工具的材质,只要至少其研磨加工部为铈垫、橡胶砂轮、毛毡抛光轮、聚氨酯等可加工除去被加工物且杨氏模量优选为7GPa以下、进一步优选为5GPa以下的材质,就不限定种类。通过使旋转研磨工具的材质使用杨氏模量7GPa以下的构件,由此能够利用压力使研磨加工部沿正侧及背侧凹部107、110的形状变形,从而能够将底面和侧面加工成上述预定的表面粗糙度。旋转研磨工具的研磨加工部的形状可列举圆或环型的平台、圆柱型、炮弹型、盘型、桶型等。
在使旋转研磨工具的研磨加工部接触正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面进行研磨的情况下,优选在夹杂有研磨磨粒浆料的状态下进行加工。在此情况下,作为研磨磨粒,可列举二氧化硅、氧化铈、刚玉、白刚玉(WA)、金刚砂、氧化锆、SiC、金刚石、二氧化钛、氧化锗等,其粒度优选为10nm~10μm。旋转研磨工具的相对移动速度如上所述可以在1~10,000mm/min的范围中选定。旋转研磨工具的研磨加工部的转速为100~10,000rpm。转速小时加工速率变慢,有时为了形成所期望的表面粗糙度而耗费过多时间,转速大时加工速率变快或者工具的磨耗严重,因此有时难以控制研磨。
在如上述那样使旋转研磨工具以各自独立的压力与正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面接触来进行研磨加工的情况下,压力的调节可以使用气动活塞、测压元件等。例如,如果设置使旋转研磨工具朝向正侧及背侧凹部107、110的底面进退的气动活塞和使旋转研磨工具朝向正侧及背侧凹部107、110的侧面进退的另一气动活塞,则可以调整研磨加工部对正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面的压力。如此,使对正侧及背侧凹部107、110的底面和侧面的压力独立,使单独的旋转研磨工具以独立的一定压力与各个面接触的同时使单独的旋转研磨工具以一定速度相对地移动,由此可以同时以独立的研磨速率对各个面进行均匀的研磨。
需要说明的是,也可以沿着正侧及背侧凹部107、110的形状使旋转研磨工具与玻璃基板101相对移动来进行研磨加工。移动的方式只要是能够将移动量、方向、速度控制为一定的方式,就可以任意。例如,可列举使用多轴机器人等的方式等。
如以上所述,形成有沿Z方向相对的至少一个正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101(参见图11及12)可以在此状态下使用作为具有正侧及背侧凹部7、10的保护玻璃1,也可以在对玻璃基板101进行了化学强化之后作为保护玻璃1。
化学强化是指,将玻璃的表层的离子半径小的碱离子(例如钠离子)置换成离子半径大的碱离子(例如钾离子)。作为化学强化的方法,只要是能够使玻璃的表层的碱离子与离子半径更大的碱离子进行离子交换就没有特别限定,例如可以通过将包含钠离子的玻璃在包含钾离子的熔融盐中进行处理来实施。由于进行了这样的离子交换处理,因此玻璃表层的压缩应力层的组成与离子交换处理前的组成有若干不同,但基板厚度中央部的组成与离子交换处理前的组成几乎相同。
对于化学强化玻璃,在表层形成压缩应力层。压缩应力层的表面压缩应力(CS)优选为300MPa以上,更优选为400MPa以上。CS可以使用表面应力计(例如,折原制作所制FSM-6000)等来测定。
通过化学强化使玻璃表层的钠离子与熔融盐中的钾离子进行离子交换的情况下,通过化学强化产生的表面压缩应力层的深度(DOL)可以通过任意方法进行测定,例如可以利用EPMA(electron probe micro analyzer、电子探针显微分析仪)进行玻璃的深度方向的碱离子浓度分析(该例子的情况下为钾离子浓度分析),可以将通过测定得到的离子扩散深度视为DOL。另外,DOL也可以使用表面应力计(例如折原制作所制的FSM-6000)等进行测定。另外,在使玻璃表层的锂离子与熔融盐中的钠离子进行离子交换的情况下,利用EPMA进行玻璃的深度方向的钠离子浓度分析,将通过测定得到的离子扩散深度视为DOL。
保护玻璃1(玻璃基板101)的内部拉伸应力(CT)优选为300MPa以下,更优选为250MPa以下,进一步优选为200MPa以下,最优选为170MPa以下。
实施化学强化前的玻璃基板101或保护玻璃1的应变点优选为530℃以上。这是由于通过使化学强化前的玻璃基板101或保护玻璃1的应变点为530℃以上,由此难以产生表面压缩应力的缓和。
在此,化学强化可以仅在凹部形成工序后进行,但是优选在凹部形成工序前后进行。即,保护玻璃1的制造方法优选包括:对玻璃基板101进行化学强化的工序(第一化学强化工序);在玻璃基板101设置正侧及背侧凹部107、110的凹部形成工序;对设有正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101再次进行化学强化的工序(第二化学强化工序)。由此,首先,在第一化学强化工序中,对玻璃基板101的整体(薄壁部113及厚壁部117)赋予与通常的平坦的保护玻璃同等的CS、DOL。接下来,在凹部形成工序中,通过设置正侧及背侧凹部107、110而使未强化的薄壁部113露出。此外,在第二化学强化工序中,再次以薄壁部113不破坏的程度的强化条件进行再强化。因此,能够使厚壁部117具有充分的强度,同时对于薄壁部113也能赋予良好的强度。
这样,在凹部形成工序前后进行化学强化的情况下,在第一化学强化工序中,优选使玻璃基板101在被加热成400~500℃的30~100%的KNO3熔融盐中接触1~24小时,在第二化学强化工序中,优选使玻璃基板101在被加热成350~450℃的70~100%的KNO3熔融盐中接触1分钟~3小时。根据该条件,厚壁部117的最表面的CS可以设为400~1300MPa,DOL可以设为15~100μm,拐点处的CS、DOL分别可以设为10~1000MPa、1~24μm,薄壁部113的CS可以设为300~1300MPa,DOL可以设为5~25μm。
在此,说明“拐点处的CS、DOL”的求出方法。在图39中示出两种不同的化学强化条件下的CS-DOL轮廓。在以不同的条件1、2进行了化学强化的玻璃中,表示CS与DOL的关系的曲线分别成为曲线a1、a2。曲线a1、a2的形状互不相同。而且,曲线a1的CS及DOL由CS1及DOL1表示,曲线a2的CS及DOL由CS2及DOL2表示,两者的值分别不同。如上所述,在对玻璃基板101实施了两级的化学强化的情况下,尤其是可考虑紧接着以条件1进行了化学强化后的玻璃基板101而以条件2进行化学强化的情况。在此情况下,如图40所示,表示该玻璃基板101的厚壁部117的CS与DOL的关系的曲线A成为使上述曲线a1、a2重叠那样的曲线。如图41所示,曲线A的CS及DOL由CSA及DOLA表示。若通过表面应力计测定这样的玻璃基板101的厚壁部117,则在最表面(X轴上的0的位置)与DOLA之间能观察到拐点P。关于该拐点P而言,由于两级的化学强化条件中形状发生变化,因此难以判断何处为拐点P。因此,求出交点Q作为拐点P的替代,将该交点Q的值看作上述的“拐点处的CS、DOL”。交点Q是曲线A上的(0,CSA)处的切线k1与(DOLA,0)处的切线k2的交点。并且,交点Q的Y坐标及X坐标的值即CSQ及DOLQ可看作“拐点处的CS及DOL”。
也可以在薄壁部113的正面114及背面115中的至少一方形成膜,以减少在薄壁部113的强化时可能会产生的翘曲。虽然未图示,但是作为这样的膜,可列举在薄壁部113的正面114形成的表面膜、在背面115形成的背面膜、或者在正侧或背侧凹部107、110的侧面形成的侧面膜等。
这些膜各自抑制形成有膜的部分(正面114、背面115、正侧或背侧凹部107、110的侧面)被化学强化。为了发挥化学强化抑制效果,膜优选包含氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物、金属等。原因是由于,对于包含所述物质的膜而言,膜中的钠离子、钾离子的扩散系数小于玻璃中的钠离子、钾离子的扩散系数。
作为上述氧化物,可列举例如无碱氧化物、包含碱金属元素或碱土金属元素的复合氧化物,特别优选SiO2。通过应用SiO2作为主要成分,从而适度抑制膜中钠离子、钾离子的扩散。另外,由于膜的透射率高、折射率与玻璃接近,因此可以将通过实施涂布导致的外观变化抑制至最低限度。另外,以SiO2为主要成分的膜的物理耐久性、化学耐久性也高。
膜的膜厚为10nm以上、优选为12nm以上、更优选为15nm以上、更优选为20nm以上、进一步优选为25nm以上。膜厚为10nm以上时,可以利用阻碍离子交换的效果而抑制形成膜的部分的化学强化。膜的膜厚越厚,化学强化抑制效果越高。
膜的膜厚为1000nm以下、优选为500nm以下、更优选为200nm以下、更优选为100nm以下、进一步优选为50nm以下。膜厚大于1000nm时,则薄壁部113的翘曲反而有可能增大。另外,有膜部位和无膜部位的外观之差有可能变大。
需要说明的是,保护玻璃1也可以是未实施化学强化处理的玻璃。即,可以不必对玻璃基板101实施化学强化处理。
另外,如上所述,可以在玻璃基板101的正面103及背面105设置分别相对的多个正侧及背侧凹部107、110。例如图13所示,在保护玻璃1背侧应配置的传感器40或相机模块42等各种装置的个数为多个的情况下,只要设置该传感器40或相机模块42等的个数相同的个数的正侧及背侧凹部107、110即可。需要说明的是,在玻璃基板101的正面103及背面105,除了相对的正侧及背侧凹部107、110之外,还可以形成不相对的凹部。
在图13中示出将传感器40、相机模块42及液晶层(显示面板)44收纳于智能电话等的壳体43的状态。在此,液晶层44经由胶粘层45而固定于保护玻璃1的背面5(厚壁部17的背面19)。而且,相机模块42的透镜侧的前端部固定于壳体43。在这样的结构中,相机模块42的前端部有时向比壳体43靠外侧处延伸。然而,如图示的例子那样,在与相机模块42相对的位置,通过在保护玻璃1的背面5设置背侧凹部10,能够在该背侧凹部10收纳相机模块42的底部,能够吸收该相机模块42的厚度。由此,能够对薄壁化发展的设备的包括相机部的齐平表面化(flush surface)做出贡献。另外,也可以颠倒相机模块42的前端部和底部,从而也可以将相机模块42的透镜固定于保护玻璃1的背侧凹部10。由此,保护玻璃1的薄壁部13像常用于单反相机的透镜的“镜头保护盖”那样发挥功能,有保护相机透镜和防止尘埃侵入的效果。需要说明的是,这种情况下,背侧凹部10的底面(薄壁部13的背面15)需要光学研磨,背侧凹部10的侧面需要被遮光。也可以在背侧凹部10、薄壁部13的正面14形成难以附着指纹的AFP膜、MgF2等防反射膜等。
另外,正侧及背侧凹部7、10的形状没有特别限定,可以应用任意的形状。例如,正侧及背侧凹部7、10的从Z方向观察到的截面形状不限于矩形形状,可以应用例如圆形状、近似椭圆形状、椭圆形状、三角形形状等。
对于保护玻璃1的正面3或背面5可以形成基于防眩处理(anti-glare)的防眩处理层,而且,也可以形成防反射层、防污层、防模糊层等功能层。功能层优选形成在保护玻璃1的正面3。
作为防眩处理,可列举基于氟酸等的蚀刻的处理或涂布的处理等。在蚀刻处理的情况下,可以在蚀刻后进行化学强化,也可以在化学强化后进行蚀刻,但是优选在进行化学强化之前进行蚀刻。在涂布处理的情况下,可以在涂布后进行化学强化,也可以在化学强化后进行涂布。在涂布处理的防眩处理层的情况下,在保护玻璃1的厚度方向截面观察下能够使厚壁部中央部的组成与防眩处理层的组成不同。由此,根据保护玻璃1能够以降低防眩处理层的折射率的方式变更组成,也能得到防反射效果。在防眩处理层的成分为无机系材料的情况下,蚀刻处理或涂布处理均可,在防眩处理层的成分为有机系材料的情况下,只要进行涂布处理即可。需要说明的是,在防眩处理层的上方也可以形成耐指纹涂布(Anti‐Fingerprint:AFP)层。而且,在保护玻璃或防眩处理层的最表面可以如配设存在有氟或氯等的层那样形成例如无机氟化物或无机氯化物。由此,亲水性提高,因此通过水容易清洗污垢。
防眩处理区域50如图42及图43(a)、(b)所示对凹部7实施的情况下,使用者不可视且通过触感能够瞬间判断传感器的位置,通过基于防眩处理的凹凸的摩擦而得到能够确保手指的滑动时间并提高认证概率的效果。而且防眩处理区域50优选对于如图44及图45(a)、(b)所示的保护玻璃1的凹部7的周边部的至少一部分实施。在凹部10配置传感器,检测接触凹部7的手指的指纹等。通过在凹部7的周边部设置防眩处理区域50,能够维持检测灵敏度。
需要说明的是,在防眩处理层的上方,例如图46(a)~(d)及图47(a)~(d)所示也可以形成防指纹涂层52。也可以将防指纹涂层52形成在保护玻璃1的正面整面。由此,即使手指接触保护玻璃也难以附着指纹,即使弄脏也容易擦拭。而且,在实施指纹认证时等用手指频繁接触的薄壁部13的正面14也可以形成防指纹涂层52。在防指纹涂层52的材料容易产生静电的情况下,由于传感器的种类而静电可能会使检测灵敏度下降。在此情况下,如图46(a)~(d)所示也可以仅对保护玻璃1的正面14以外的厚壁部17的正面18实施。需要说明的是,前述的功能层形成也可以预先形成于玻璃基板101。
另外,优选对保护玻璃1的正面3和背面5进行研磨。实施利用离子交换的化学强化后的强化玻璃板在其最表面产生缺陷。另外,有时残留最大为1μm左右的微细的凹凸。在力作用于保护玻璃1时,应力集中在前述的缺陷、微细凹凸所存在的部位,有时即便是小于理论强度的力也破裂。因此,将在化学强化后的保护玻璃1的正面3和背面5存在的具有缺陷和微细凹凸的层(缺陷层)通过研磨除去。需要说明的是,存在缺陷的缺陷层的厚度虽然也与化学强化的条件有关,但通常为0.01~0.5μm。该研磨例如通过双面研磨装置进行。双面研磨装置的构成中具有:具有各自以预定的旋转比率被旋转驱动的环形齿轮和太阳齿轮的载具安装部;以及夹着载具安装部并相互被反向旋转驱动的金属制的上平板和下平板,在载具安装部安装有与环形齿轮和太阳齿轮啮合的多个载具。载具以自身的中心为轴自转,并且以太阳齿轮为轴进行公转,以此方式进行行星齿轮运动,通过行星齿轮运动,利用与上平板和下平板的摩擦对安装于载具的多个保护玻璃1的双面(正面3和背面5)进行研磨。
进一步地,也可以在保护玻璃1的背面5设置印刷层。印刷层例如通过包含预定的着色材料的墨组合物而形成。该墨组合物除了着色材料以外还根据需要包含粘合剂、分散剂、溶剂等。着色材料可以是颜料、染料等任意着色材料(着色剂),可以单独或组合两种以上使用。需要说明的是,着色材料可以根据所期望的颜色进行合适选择,例如要求遮光性的情况下,优选使用黑系着色材料等。另外,粘合剂没有特别限制,可列举例如聚氨酯系树脂、酚系树脂、环氧系树脂、尿素三聚氰胺系树脂、聚硅氧烷系树脂、苯氧基树脂、甲基丙烯酸系树脂、丙烯酸系树脂、聚芳酯树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯基酯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、纤维素类、聚缩醛等公知的树脂(热塑性树脂、热固化性树脂、光固化性树脂等)等。粘合剂可以单独或组合两种以上使用。
用于形成印刷层的印刷法没有特别限定,可以应用凹版印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、凸版印刷法、丝网印刷法、移印法、喷涂印刷法等合适的印刷法。
通过将色彩赋予至与背侧凹部10的底面11或侧面12对应的部位,能够在视觉上容易知晓部位。另外,对与侧面12对应的部位进行镜面反射印刷(例如银色印刷)时,具有侧面12的曲率的形状表现出透镜效果,与侧面12对应的反射即便改变保护玻璃1的角度也以大角度进行反射,因此可以闪闪发光呈现出高级感。
优选在背侧凹部10、在保护玻璃1的背面5中不形成背侧凹部10的平坦部分分别实施印刷。原因是由于,在丝网印刷法等的印刷方向上,形状追随性没有那么高,因此难以一次性地对背侧凹部10、不形成背侧凹部10的平坦部分进行印刷。因此,通过分别实施这些部分的印刷可以实现高精度的印刷。另外,通过在背侧凹部10和不形成背侧凹部10的平坦部分改变印刷的色彩或纹理,可以在视觉上容易知晓地显示传感器40的位置,还可以作为设计上的重点。
更具体而言,如图14所示,在背面5中不形成背侧凹部10的平坦部分通过丝网印刷法等设置第一印刷层31。需要说明的是,丝网印刷是指,在具有开口部的丝网上载置印刷材料后,使刮板在丝网上按压滑动,从丝网的开口部挤出印刷材料,印刷开口部的图案的方法。另外,背侧凹部10具有曲面形状的侧面12,因而适合通过移印法对该背侧凹部10进行印刷。由此,在背侧凹部10的底面11和侧面12形成第二印刷层32。此处,移印法是指,通过将在表面设置有墨图案的柔软的移印头(pad)(例如聚硅氧烷制移印头)压靠于目标基材,将墨图案转印至基材表面由此进行印刷的方法。移印有时也被称为Tako印刷或转印(tampoprint)。如此,在移印法中,使用比较柔软、形状追随性好的移印头,因而对背侧凹部10的侧面12的印刷优选通过移印法进行。另一方面,丝网印刷法等印刷方法中,由于形状追随性不是那么高、墨不能印刷至侧面12,因此是不合适的。需要说明的是,对第一和第二印刷层31、32的印刷的顺序没有特别限定。
另外,如图15所示,也可以在背面5中不形成背侧凹部10的平坦部分、背侧凹部10的平坦形状的底面11、曲面形状的侧面12分别进行印刷。这种情况下,在背面5中不形成背侧凹部10的平坦部分通过丝网印刷法等设置第一印刷层31。接着,在背侧凹部10的底面11通过丝网印刷法等设置第二印刷层32。并且,在背侧凹部10的侧面12通过移印法设置第三印刷层33。为了不移印至底面11,移印头被设成没有与底面11对应的部分的筒状。如此,通过分别对背侧凹部10的底面11和侧面12进行印刷,在底面11形成的第二印刷层32的膜厚、平坦性的控制变得准确。因此,能够提高在背侧凹部10的底面11配置有电容式传感器的情况下的传感器灵敏度。需要说明的是,对第一~第三印刷层31~33的印刷的顺序没有特别限定。另外,通过在第一印刷层31、第二印刷层32和第三印刷层33改变印刷的色彩或纹理,能够在视觉上容易知晓地显示传感器40的位置,也可以作为设计上的重点。例如,在使第一印刷层31和第二印刷层32为同色、使第三印刷层33为不同色的印刷的情况下,第三印刷层33可以设成被识别成环状图案的设计。
需要说明的是,对背面5中不形成背侧凹部10的部分、背侧凹部10的底面11等平坦部分的印刷法不限于利用丝网印刷法的方法,只要可以准确控制印刷层的膜厚等,就可以是利用旋转丝网印刷法、凸版印刷法、胶版印刷法、喷涂印刷法等的方法。另外,也可以是利用静电复印法、热转印法、喷墨法等的印刷。
另外,如在背侧凹部10的底面11为随着朝向中心部而在Z方向上突出的形状的情况那样,背侧凹部10的底面11为曲面形状的情况下,对底面11的印刷也优选利用移印法进行。
需要说明的是,对背侧凹部10的侧面12、具有突出形状情况下的底面11等曲面形状的印刷法只要对该曲面形状的追随性良好就不限于移印法,也可以采用例如喷涂印刷法。
通过从图16及17所示那样的设有多个正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101中,以分别包含多个正侧及背侧凹部107、110中的至少一个的方式裁切,也能到上述的保护玻璃1。
在图16及17中示出用于裁切多个对保护对象进行保护的保护玻璃1的玻璃基板101。图16及17中,裁切的保护玻璃1的外形由虚线表示,通过以沿着该虚线的方式切割玻璃基板101而得到多个保护玻璃1。需要说明的是,切割线虽然如图中虚线那样为直线,但不必为直线也可以为曲线。
在玻璃基板101的正面103(参见图16)或背面105(参见图17)设有分别相对的多个正侧及背侧凹部107、110。需要说明的是,如后所述,多个正侧及背侧凹部107、110通过对正面103及背面105进行蚀刻处理来设置。需要说明的是,如后所述,多个凹部107、110也可以通过研磨加工处理、加热变形等来设置。
玻璃基板101具备通过设置多个正侧及背侧凹部107、110而形成的多个薄壁部113和与多个薄壁部113连接的厚壁部117。多个正侧及背侧凹部107、110在X方向及Y方向上每隔预定间隔地设置。因此,薄壁部113也在X方向及Y方向上每隔预定间隔地设置。需要说明的是,多个正侧及背侧凹部107、110可以不必每隔预定间隔地设置。也可以是以多种间隔配置或者至少一部分以随机的间隔配置。然而,为了提高裁切出多个保护玻璃1时的空间效率,优选如图16及17所示,将多个正侧及背侧凹部107、110每隔预定间隔地设置,将各保护玻璃1没有间隙地铺满。
在此,玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110及薄壁部113的结构(形状、尺寸等)具有与上述的保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10及薄壁部13相同的结构。即,薄壁部113的最表面的算术平均粗糙度Ra优选为50nm以下,更优选为45nm以下,进一步优选为30nm以下。薄壁部113的雾度值优选为16%以下,更优选为15%以下,进一步优选为10%以下。玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110的底面与保护玻璃1的正侧及背侧凹部107、110同样(参见图7),可以设为随着朝向中心部而突出的形状。
玻璃基板101的正侧及背侧凹部107、110的侧面与保护玻璃1的凹部7的侧面9同样(参见图4~图7),优选为与该正侧及背侧凹部107、110的底面平滑地连接的曲面形状。正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径优选随着从正侧及背侧凹部107、110的中央部朝向周边部而增大。正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径优选设定为该正侧及背侧凹部107、110的底面的深度以上。正侧及背侧凹部107、110的侧面的曲率半径优选设为0.1mm以上且2mm以下。正侧及背侧凹部107、110的侧面和正面103或背面105之间的连接部分与保护玻璃1的正侧及背侧凹部7、10的侧面9和正面3或背面5之间的连接部分同样(参见图5及6),优选为平滑地连续的曲面形状。
如图18及图19所示,在玻璃基板101的正面103或背面105的至少一方设有在裁切出多个保护玻璃1时用于进行位置对合的多个第一标记121及第二标记122。在图18及图19中,各保护玻璃1的外形(图16~图19的虚线)的X方向的延长线由A表示,Y方向的延长线由B表示。第一标记121在保护玻璃1的附近,以夹着X方向延长线A的方式配置各一对,并以夹着Y方向延长线B的方式配置各一对。各个第一标记121由一对第一标记片121a构成。第一标记片121a为由垂直的两条边构成的大致L字形状。彼此相邻的第一标记片121a的一边空出微小的间隙而相对。第二标记122分别配置在玻璃基板101的四个角。第二标记122为由垂直的两条边构成的大致十字形状。构成第二标记122的两条边中的与X方向延长线A平行的边的一部分与Y方向延长线B相交,与Y方向延长线B平行的边的一部分与X方向延长线A相交。
从玻璃基板101切割裁切出保护玻璃1时,读取第二标记122的位置来选择切割部位,确认切割线来到了第一标记121的中间部(X方向延长线A或Y方向延长线B),可以确认进行了准确的切割。
接着,对玻璃基板101的制造方法进行说明。首先,将各成分的原料进行调配使得形成后述的组成,在玻璃熔炉中加热熔融。通过鼓泡、搅拌、澄清剂的添加等使玻璃均质化,通过公知的成形法成形为预定厚度的玻璃板,进行缓冷。通过任意的成形法成形为平板状的玻璃构件在被缓冷后切割成所期望的尺寸。需要说明的是,在需要更准确的尺寸精度的情况等中,也可以对切割后的玻璃构件实施研磨加工。由此,可以得到如图20及21所示的具有平面状的正面103和背面105、整体上为平板状的玻璃基板101。
接下来,对玻璃基板101实施化学强化处理(第一化学强化工序)。在该第一化学强化工序中,优选使玻璃基板101在被加热成400~500℃的30~100%的KNO3熔融盐中接触1~24小时。由此,向玻璃基板101的整体(薄壁部113及厚壁部117)赋予与通常的平坦的保护玻璃同等的CS、DOL。通过第一化学强化工序得到的玻璃基板101(厚壁部117)的CS优选为400MPa以上,更优选为500MPa以上,进一步优选为600MPa以上。而且,同样,DOL优选为15μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为25μm以上。
接下来,转移至用于在玻璃基板101的正面103或背面105设置正侧及背侧凹部107、110的凹部形成工序。在以下说明的例子中,如图22所示,多个正侧凹部107设置于玻璃基板101的正面103,如图23所示,多个背侧凹部110设置于玻璃基板101的背面105。在凹部形成工序中,在玻璃基板101的正面103配置如图24所示的正侧掩模构件201,并且在玻璃基板101的背面配置如图25所示的背侧掩模构件301,在此基础上,对玻璃基板101实施蚀刻处理。
正侧掩模构件201的X方向尺寸及Y方向尺寸以覆盖玻璃基板101的正面103整体的方式设定。在图24的例子中,正侧掩模构件201的X方向尺寸及Y方向尺寸与玻璃基板101的X方向尺寸及Y方向尺寸大致相等。此外,用于在玻璃基板101形成多个正侧凹部107的正侧凹部形成用孔207在X方向及Y方向上每隔预定间隔地在正侧掩模构件201上设置多个。因此,蚀刻剂经由多个正侧凹部形成用孔207而到达玻璃基板101的正面103,形成多个正侧凹部107(参见图22)。
背侧掩模构件301的X方向尺寸及Y方向尺寸以覆盖玻璃基板101的背面105整体的方式设定。在图25的例子中,背侧掩模构件301的X方向尺寸及Y方向尺寸与玻璃基板101的X方向尺寸及Y方向尺寸大致相等。此外,用于在玻璃基板101形成多个背侧凹部107的背侧凹部形成用孔310在X方向及Y方向上每隔预定间隔地在背侧掩模构件301上设置多个。因此,蚀刻剂经由多个背侧凹部形成用孔310而到达玻璃基板101的背面105,形成多个背侧凹部110(参见图23)。
如以上所述,在形成有多个正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101(参见图22及23)上通过激光刻印或印刷等方法而赋予第一标记121及第二标记122,得到图16及17所示那样的玻璃基板101。并且,读取第二标记122的部位来确定切割位置,利用金刚石切刀等切割工具切割玻璃基板101,由此裁切出多个保护玻璃1。之后,以切割线通过一对第一标记121的中间部(X方向延长线A或Y方向延长线B)来确认按所期望的形状裁切出了保护玻璃1。
需要说明的是,如图26所示,正侧及背侧掩模构件201、301也可以具有与多个保护玻璃1的外形对应的槽部形成用孔220、320。例如,在使用这样的正侧掩模构件201进行蚀刻的情况下,如图27所示,在玻璃基板101的正面103设置与多个保护玻璃1的外形对应的槽部120。并且,通过沿着槽部120切割玻璃基板101,能够裁切出多个保护玻璃1。这样,通过在玻璃基板101预先设置与保护玻璃1的外形对应的槽部120,能够更准确地裁切出保护玻璃1。而且,不需要如现有技术那样准备具有保护玻璃的外形形状的掩模。
另外,也可以如图28所示,以分别包含多个正侧及背侧凹部107、110的方式从玻璃基板101裁切出多个保护玻璃1。例如图13所示,在保护玻璃1背侧应配置的传感器40或相机模块42等各种装置的个数为多个的情况下,只要设置与该传感器40或相机模块42等的个数相同的个数的正侧及背侧凹部107、110即可。
如上所述,从玻璃基板101分别以包含至少一个正侧及背侧凹部107、110的方式裁切出多个保护玻璃1,由此得到图1~图7所示那样的保护玻璃1。需要说明的是,保护玻璃1也可以是具有1个以上的弯曲部的玻璃。而且,正侧及背侧凹部107、110也可以形成于上述弯曲部。
在此,可以在对形成有正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101再次进行了化学强化之后裁切出多个保护玻璃1,也可以在裁切出多个保护玻璃1之后对各个保护玻璃1进行化学强化。即,前者为第一化学强化工序、凹部形成工序、第二化学强化工序、(表面研磨工序、)保护玻璃裁切工序的顺序,相对于此,后者为第一化学强化工序、凹部形成工序、保护玻璃裁切工序、第二化学强化工序、(表面研磨工序)的顺序,在这一点上不同。在两者中,虽然表面研磨工序任意,但是在实施该工序的情况下,在最终化学强化工序(最后实施的化学强化工序,即第二化学强化工序)之后实施。
前者及后者都是通过第一化学强化工序,对厚壁部17赋予了与不具有凹部的通常的平坦的保护玻璃同等的强度之后,通过形成正侧及背侧凹部7、10,使未强化的薄壁部13露出,通过第二化学强化工序,对薄壁部13在可能的范围内赋予所需的强化。在第二化学强化工序中,优选使保护玻璃1或玻璃基板101在被加热成350~450℃的70~100%的KNO3熔融盐中接触1分钟~3小时。通过第二化学强化工序得到的薄壁部13的CS优选为300MPa以上,更优选为400MPa以上,进一步优选为500MPa以上。而且,同样,DOL优选为5μm以上,更优选为7μm以上,进一步优选为10μm以上。
在前者的情况下,两次的化学强化工序、凹部形成工序及表面研磨工序全部在大板的玻璃基板101的状态下进行,因此能够实现工序的效率化。
在后者的情况下,第一化学强化工序和凹部形成工序在大板的玻璃基板101的状态下进行,因此能够在一定程度上实现工序的效率化。而且,由于在裁切出保护玻璃之后进行第二化学强化工序,因此研磨装置或离子交换浴等设备即便为小型的设备也能够应对,能够直至保护玻璃端面进行化学强化且容易提高端面强度。
需要说明的是,在上述的保护玻璃1的制造方法中,第一化学强化工序在凹部形成工序前实施,但也可以在凹部形成工序后实施。在此情况下,不实施第二化学强化工序。具体而言,按照凹部形成工序、第一化学强化工序、(表面研磨工序、)保护玻璃裁切工序的顺序进行,或者按照凹部形成工序、保护玻璃裁切工序、第一化学强化工序、(表面研磨工序)的顺序进行。表面研磨工序虽然任意,但是在实施该工序的情况下,在最终化学强化工序(最后实施的化学强化工序,即第一化学强化工序)之后实施。
(玻璃组成)
作为保护玻璃1及玻璃基板101,可列举例如以下的(i)~(vii)中的任一种的玻璃。需要说明的是,以下的(i)~(v)的玻璃组成是以氧化物基准的摩尔%表示的组成,(vi)~(vii)的玻璃组成是以氧化物基准的质量%表示的组成。
(i)包含SiO2 50~80%、Al2O3 2~25%、Li2O 0~10%、Na2O 0~18%、K2O 0~10%、MgO 0~15%、CaO 0~5%和ZrO2 0~5%的玻璃。
(ii)含有SiO2 50~74%、Al2O3 1~10%、Na2O 6~14%、K2O 3~11%、MgO 2~15%、CaO 0~6%和ZrO2 0~5%,且SiO2和Al2O3的含量的总计为75%以下,Na2O和K2O的含量的总计为12~25%,MgO和CaO的含量的总计为7~15%的玻璃。
(iii)含有SiO2 68~80%、Al2O3 4~10%、Na2O 5~15%、K2O 0~1%、MgO 4~15%和ZrO2 0~1%,且SiO2和Al2O3的含量的总计为80%以下的玻璃。
(iv)含有SiO2 67~75%、Al2O3 0~4%、Na2O 7~15%、K2O 1~9%、MgO 6~14%、CaO 0~1%和ZrO2 0~1.5%,且SiO2和Al2O3的含量的总计为71~75%,Na2O和K2O的含量的总计为12~20%的玻璃。
(v)包含SiO2 60~75%、Al2O3 0.5~8%、Na2O 10~18%、K2O 0~5%、MgO 6~15%、CaO 0~8%的玻璃。
(vi)含有SiO2 63~75%、Al2O3 3~12%、MgO 3~10%、CaO 0.5~10%、SrO 0~3%、BaO 0~3%、Na2O 10~18%、K2O 0~8%、ZrO2 0~3%、Fe2O3 0.005~0.25%,且R2O/Al2O3(式中R2O为Na2O+K2O)为2.0以上且4.6以下的玻璃。
(vii)含有SiO2 66~75%、Al2O3 0~3%、MgO 1~9%、CaO 1~12%、Na2O 10~16%、K2O 0~5%的玻璃。
(实施例1)
对图16及17所示的玻璃基板101及其制造方法的实施例进行说明。使用了X方向长度730mm、Y方向长度920mm、Z方向厚度0.5mm的玻璃基板101(参见图20及21)。
首先,在第一化学强化工序中,使玻璃基板101在被加热成450℃的60%的KNO3熔融盐中接触10.5小时。
接下来,在凹部形成工序中,在玻璃基板101上,X方向以130mm间距形成5行,Y方向以65mm间距形成13列,形成了总计65个的正侧及背侧凹部107、110(参见图22及23)。正侧及背侧凹部107、110的尺寸为X方向长度10mm、Y方向长度13mm、Z方向深度0.2mm。即通过设置正侧及背侧凹部107、110而形成的薄壁部113的Z方向厚度为0.1mm。
在玻璃基板101的正面103及背面105形成正侧及背侧凹部107、110的方法如以下所述。首先,向玻璃基板101的正面103及背面105涂布抗蚀剂材料,通过曝光而在抗蚀剂材料上开设与正侧及背侧凹部107、110的底面相同尺寸的孔(正侧及背侧凹部形成用孔207、310),形成了图24及25所示的正侧及背侧掩模构件201、301。
接下来,在将正侧及背侧掩模构件201、301配置于正面103及背面105的状态下,将玻璃基板101浸渍于氟酸(HF)溶液,在XYZ方向使之摆动的同时使HF溶液从正侧及背侧凹部形成用孔207、310渗入,对玻璃基板101进行了蚀刻。对玻璃基板101进行蚀刻直至正侧凹部107的深度为0.2mm且背侧凹部110的深度为0.2mm,然后将玻璃基板101从HF溶液中提起,剥离抗蚀剂材料(正侧及背侧掩模构件201、301),并进行清洗、干燥。通过以上的操作,可以制作如图16及17所示的具有正侧及背侧凹部107、110的玻璃基板101。
并且,在第二化学强化工序中,使玻璃基板101在被加热成400℃的100%的KNO3熔融盐中接触7分钟。
另外,在玻璃基板101的周边部形成了在裁切出多个保护玻璃1时用于进行位置对合的多个第一及第二标记121、122。正侧及背侧凹部107、110的侧面为与该正侧及背侧凹部107、110的底面平滑地连接的曲面形状,正侧及背侧凹部107、110的从底面向侧面的曲率半径最大约为0.4mm。而且,正侧及背侧凹部107、110的侧面与玻璃基板101的正面103及背面105的平坦部之间的连接部分大致垂直。
玻璃基板101使用作为旭硝子株式会社的铝硅酸盐玻璃的Dragontrail(旭硝子株式会社的注册商标)。
(实施例2)
对玻璃基板101和其制造方法的实施例进行说明。相对于实施例1,使用旭硝子株式会社的铝硅酸盐玻璃的Dragontrail-X作为玻璃基板101。在第一化学强化工序中,使玻璃基板101在被加热成450℃的60%的KNO3熔融盐中接触15小时。而且,将正侧及背侧凹部107、110的形状形成为直径10mm的圆形。而且,在蚀刻后,从氟酸(HF)溶液取出了玻璃基板101之后,原封不动地保持30秒钟之后将抗蚀剂材料(正侧及背侧掩模构件201、301)剥离,进行了清洗。在第二化学强化工序中,使玻璃基板101在被加热成400℃的100%的KNO3熔融盐中接触10分钟。除了前述以外与实施例1同样地制作了玻璃基板101。
正侧及背侧凹部107、110的侧面为与该正侧及背侧凹部107、110的底面平滑地连接的曲面形状,正侧及背侧凹部107、110的从底面向侧面的曲率半径最大约为0.4mm。正侧及背侧凹部107、110的侧面与玻璃基板101的正面103及背面105的平坦部之间的连接部分为平滑地连续的曲面形状,该连接部分的曲率半径约为0.4mm。正侧及背侧凹部107、110的从底面向侧面的曲率半径是向玻璃基板101侧凹曲的曲率半径。从正侧及背侧凹部107、110的侧面向玻璃基板101的正面103及背面105的平坦部的形状是从玻璃基板101侧向外侧凸出且在正侧及背侧凹部107、110的侧面的中途存在拐点的形状。
(实施例3)
对保护玻璃1及其制造方法的实施例进行说明。使用玻璃切割用的滚轮切割装置将实施例1或2的玻璃基板101切割成各具有一个正侧及背侧凹部107、110的130mm×65mm的长方形的尺寸。由此,得到了多个各具有一个正侧及背侧凹部107、110的长方形的保护玻璃1。在切割时,读取第二标记122来决定切割位置。另外,对于是否正确进行了切割而言,是确认切割线是否在第一标记121的中心行进,并确认被正确切割成预定的形状的情况。第二标记122与正侧及背侧凹部107、110在位置关系方面相关,因而可以在130mm×65mm的所期望的位置配置正侧及背侧凹部107、110。
如图29(a)所示,将长方形的保护玻璃1在俯视下的四角的角部2利用CNC(砂轮切削)切削,形成具备曲率R的形状。同时通过CNC实施倒角。倒角可以进行R倒角(使玻璃边缘成为半圆状态的加工)和C倒角(斜向削除处理)等各种倒角,但在本实施例中设为C倒角。另外,在CNC工序中,在预定的位置设置扬声器(speaker)孔4。需要说明的是,也可以在预先设置扬声器孔4后形成正侧及背侧凹部7、10。另外,扬声器孔4可以在其它工序中通过蚀刻设置。另外,也可以通过将保护玻璃1的端面进行切缺来设置扬声器孔4。
在由实施例1的玻璃基板101得到的保护玻璃1(Dragontrail)中,厚壁部的最表面的CS为625MPa,DOL为45μm,拐点的CS为200MPa,DOL为6μm,薄壁部的最表面的CS为625MPa,DOL为6μm。在由实施例2的玻璃基板101得到的保护玻璃1(Dragontrail‐X)中,厚壁部的最表面的CS为800MPa,DOL为45μm,拐点的CS为250MPa,DOL为6μm,薄壁部的最表面的CS为800MPa,DOL为6μm。CS或DOL的测定使用有限会社折原制作所的玻璃表面应力计FSM‐6000进行了测定。需要说明的是,如上所述交点Q的数值设为拐点的CS及DOL(参见图39~41)。
接着,对于保护玻璃1的背面5实施了印刷。该印刷形成黑色的三层31~33,与图15所示的第一~第三印刷层31~33的形成方法大致相同。
首先,如图29(b)所示,对保护玻璃1的背面5中除扬声器孔4、背侧凹部10和相当于便携式信息终端的显示部的部分(显示区域6)以外的区域实施黑色印刷,形成了第一印刷层31。接着,如图29(c)所示,对背侧凹部10的底面实施黑色印刷,形成了第二印刷层32。接下来,如图29(d)所示,对背侧凹部10的侧面实施黑色印刷,形成了第三印刷层33。
第一印刷层31是通过丝网印刷形成的,通过一次丝网印刷印刷约4μm的Z方向厚度。实施两次该印刷,使第一印刷层31的Z方向厚度约为8μm。第二印刷层32通过移印而形成。通过一次移印印刷约3μm的Z方向厚度。实施三次该移印,使第二印刷层32的Z方向厚度约为9μm。第三印刷层33通过移印而形成。实施三次该移印,使第三印刷层33的Z方向厚度约为9μm。将第三印刷层33设成与第一和第二印刷层31、32在XY方向重叠(在Z方向上相对)。由此,可以对背侧凹部10进行不漏光的黑色印刷。从保护玻璃1的正面3(与形成有背侧凹部10的背面5相反侧的面。参见图1等。)观察时,根据色调几乎分辨不出背侧凹部10的边界在何处。
需要说明的是,作为黑色印刷的方法,也有使第一印刷层31的黑色印刷为一次、且在第三印刷层33的印刷结束后实施一次第一印刷层31的黑色印刷的方法。另外,如果将工艺条件进行最适化,则能够同时对背侧凹部10的底面和侧面进行黑色印刷,并同时形成第二和第三印刷层31、32。
最后,在保护玻璃1的正面3形成了防指纹涂层(Anti-Fingerprint)。防指纹涂层的形成方法一般而言有溶液涂布法、喷涂法和蒸镀法,本实施例中利用蒸镀法进行成膜。由此,制造了所期望的保护玻璃1。
(实施例4)
参照图30和图31对保护玻璃1和其制造方法的实施例进行说明。本实施例中,与实施例3相比,印刷方法不同,但其它方面相同。
首先,对图30(a)所示的保护玻璃1的背面5中除了扬声器孔4、背侧凹部10和显示区域6以外的区域实施白色印刷,形成第一印刷层31(参见图30(b))。在附图中,白色印刷以点状阴影表示,黑色印刷以斜线的阴影表示。
接着,在第一印刷层31之上(背面)实施黑色印刷,形成了第二印刷层32(参见图30(c))。接下来,对背侧凹部10的底面11和侧面12实施白色印刷,形成了第三印刷层33(参见图30(d))。进一步地,在第三印刷层33之上(背面)实施黑色印刷,形成了第四印刷层34(参见图30(e))。
第一印刷层31通过丝网印刷的白色印刷而形成,通过一次印刷印刷约6μm的Z方向厚度。实施三次该印刷,使第一印刷层31的Z方向厚度约为18μm。第二印刷层32通过丝网印刷的黑色印刷而形成,使第一印刷层31的Z方向厚度约为4μm。第二印刷层32的黑色印刷印刷于第一印刷层31的白色印刷之上(背面),但若从白色印刷露出,则会看到黑色,因而以小于白色印刷的面积实施印刷。
第三印刷层33通过移印的白色印刷而形成,通过一次印刷印刷约3μm的Z方向厚度。实施六次该印刷,使第三印刷层33的Z方向厚度约为18μm。第四印刷层34通过移印的黑色印刷而形成。实施一次该印刷,使第四印刷层的Z方向厚度约为3μm。
若不实施第二印刷层32的黑色印刷,则第一印刷层31的白色印刷与第三印刷层33的白色印刷重合,形成白色的反射率高的区域。为了避免这一点,重要的是形成第二印刷层。从正面3侧观察本实施例的保护玻璃1时,可以确认在整个面同样地被白色印刷的状态。此处,对白色印刷的背面实施黑色印刷是为了使白色印刷部的反射率为一定。另外,由此,在白色印刷的背面具有亮的元件的情况下,可以避免仅在该部分形成亮的部位。另外,也可以防止在具有发光元件的情况下发生的漏光。
另外,与实施例4不同,本实施例中背侧凹部10看起来是立体的。这是由于,从保护玻璃1的正面3侧观察时,存在被白色印刷的凸形状,由于因外部光而产生影,由此目视识别出凸形状而得到立体感。由此,有产生深邃感的效果。
(实施例5)
参照图32对保护玻璃1和其制造方法的实施例进行说明。本实施例与实施例3(参见图29)相比,第二和第三印刷层32、33的印刷方法不同,但其它方面大致相同。
首先,对保护玻璃1的背面5中除了扬声器孔4、背侧凹部10和显示区域6以外的区域实施黑色印刷,形成了第一印刷层31。接着,对背侧凹部10的侧面9实施银色印刷,形成了第二印刷层32。此处,在附图中,银色印刷以网状阴影表示。接下来,对背侧凹部10的底面8实施黑色印刷,形成了第三印刷层33。第一印刷层31通过丝网印刷而形成,第二和第三印刷层32、33通过移印而形成。
如图33所示,从正面3侧观察保护玻璃14的情况下,第二印刷层32能够以环状的设计形式而被识别出,可以在视觉上容易知晓地显示传感器40的位置。需要说明的是,在银色印刷以外,第二印刷层32也可以通过白色印刷、金色印刷等各种有色印刷来形成。
另外,在倾斜面印刷第二印刷层32的情况下,难以控制印刷宽度,因而在要求控制印刷宽度的情况下,也可以在第一印刷层31的平坦部形成第二印刷层32。在此情况下,由于并非倾斜面的印刷,因而可以用丝网印刷。
另外,如图34所示,也可以是,在第一印刷层31的一部分开设环状的孔,对该孔印刷第二印刷层32。这种情况下,第二印刷层32也能够以环状的设计形式而被识别出。
需要说明的是,在图35和图36中,示出了在背侧凹部10的形状分别为圆形状和椭圆形状、通过银色印刷形成第二印刷层32的情况下从正面3侧观察到的保护玻璃1。
(实施例6)
参照图37和图38对保护玻璃1和其制造方法的实施例进行说明。本实施例与实施例4(参见图30和图31)相比,在五个印刷层31~35的形成方面不同,但其它方面大致相同。
首先,对背侧凹部10的侧面12实施银色印刷,形成了第一印刷层31(参见图37(b))。接下来,对保护玻璃1的背面5中除了扬声器孔4、背侧凹部10和显示区域6以外的区域实施白色印刷,形成了第二印刷层32(参见图37(c))。接着,对第二印刷层32之上(背面)实施黑色印刷,形成了第三印刷层33(参见图37(d))。接下来,对背侧凹部10的底面11实施白色印刷,形成了第四印刷层34(参见图37(e))。进而,在第四印刷层34上(背面)实施黑色印刷,形成了第五印刷层35(参见图37(f))。
第一印刷层31通过移印而形成,第二和第三印刷层32、33通过丝网印刷而形成,第四和第五印刷层34、35通过移印而形成。
从正面3侧观察本实施例的保护玻璃1的情况下,第一印刷层31能够以环状的设计形式而被识别出,可以在视觉上容易知晓地显示传感器40的位置。需要说明的是,除银色印刷以外,第一印刷层31也可以通过白色印刷、金色印刷等各种有色印刷而形成。
(实施例7)
在实施例3或实施例4中,使用印刷前的保护玻璃1对未形成有背侧凹部10的面实施印刷。在此情况下,若如实施例3或实施例4那样仅为单一颜色,则成为对无凹凸的平面进行印刷的情况,因而可以利用丝网印刷对包括背侧凹部10的背面部分在内的整个预定的印刷范围进行印刷。
需要说明的是,即便是在如实施例5或实施例6那样对背侧凹部10的底面11和侧面12印刷不同颜色的情况下,也可以通过改变图案而对凹部背面部分印刷与其它部分不同的颜色,从而印刷所期望的图案。
(实施例8)
在实施例3中,对于化学强化后且印刷前的保护玻璃1,利用双面研磨机将正面3和背面5研磨约3μm。由此可以提高面强度。虽然未能研磨背侧凹部10的底面11和侧面12,但是由于利用蚀刻对背侧凹部10进行了加工,因而伤痕、裂纹已被除去,面强度高,不需要研磨。
(实施例9)
对便携式信息终端的实施例进行说明。使指纹认证用传感器40(参见图5)的传感器面抵接固定于实施例3的保护玻璃1的背侧凹部10的底面11。胶粘层41的Z方向厚度约为10μm。将液晶层44(液晶面板)经由胶粘层45层叠至保护玻璃1的背面5的非印刷部。胶粘层45的Z方向厚度约为100μm。以保护玻璃1的正面3为外侧,与其它元件一起装入壳体43,由此制造了智能电话。
在智能电话的显示器侧配置的指纹认证用传感器40位置的保护玻璃外表面由于存在正侧凹部7,因此通过视觉或触觉等能够容易地识别指纹认证用传感器40的位置,通过正侧凹部7将手指的抵接位置在一定程度上固定,因此指纹读取变得容易。需要说明的是,如实施例5或实施例6那样在背侧凹部10的侧面12印刷有与其他的部位不同的颜色的情况下,通过该印刷图案也能够容易地识别指纹认证用传感器40的位置。
(实施例10)
在使用实施例7的保护玻璃1来制造便携式信息终端的情况下,使指纹认证用传感器40的传感器面抵接而固定于保护玻璃1的薄壁部13的背面15。在背侧凹部10设置于保护玻璃1的背面5且指纹认证用传感器40配置于薄壁部13的背面15的情况下,只要在指纹认证用传感器40的功能上没有问题,就可以使指纹认证用传感器40的尺寸比正侧凹部7大。通过使指纹认证用传感器40的尺寸比正侧凹部7大,能够增强薄壁部13薄的保护玻璃1的强度。更优选的是,如图6所示,可以使正侧凹部7的尺寸大于传感器主体46的尺寸且小于指纹认证用传感器40整体的尺寸。
另外,在保护玻璃1的背面5的非印刷部,经由胶粘层45而层叠液晶层44(液晶面板)。以保护玻璃1的正面3为外侧,与其他的元件一起向壳体43装入,由此形成为智能电话等便携式信息终端。在此情况下,由于在便携式信息终端的外表面存在正侧凹部7,因此即使没有由印刷形成的标记也能容易地识别传感器位置。
(实施例11)
与实施例5同样,参照图32,对保护玻璃1及其制造方法的实施例进行说明。本实施例与实施例5(参见图32)相比,未形成第二印刷层32而关于其他的点大致相同。
首先,在保护玻璃1的背面5,对除了扬声器孔4、背侧凹部10、显示区域6之外的区域实施黑色印刷,形成了第一印刷层31。接下来,对背侧凹部10的底面8实施黑色印刷,形成了第三印刷层33。第一印刷层31通过丝网印刷形成,第三印刷层33通过移印形成。
在从正面3侧观察保护玻璃1的情况下,未形成第二印刷层的部位能够以环状的设计形式而被识别出,可以在视觉上容易知晓地显示传感器40的位置。而且,也可以在第一印刷层31的一部分上开设环状的孔。在此情况下,未形成印刷层的部位能够以环状的设计形式而被识别出。
此外,通过在背侧凹部10侧配置有机EL元件等的光源而使其发光,由此当使用者从保护玻璃1的正面3侧观察时,能够观察到透过了未形成印刷层的部位的光,不仅容易分辨位置,而且外观性也提高。
(实施例12)
对便携式信息终端的另一实施例进行说明。如图48(a)所示,使指纹认证用传感器40的传感器面抵接而固定于保护玻璃1的背侧凹部10。在保护玻璃1的背面5的非印刷部,经由胶粘层45而层叠液晶层44(液晶面板)。胶粘层45的Z方向厚度约为100μm。而且,使光源48抵接而固定于另一背侧凹部10。胶粘层41的Z方向厚度约为10μm。以保护玻璃1的未形成背侧凹部10的面(正面3)为外侧,与其他的元件一起装入于壳体43,由此制造了智能电话。
当利用在智能电话的显示器侧配置的光源48对正面凹部7或背面凹部10进行照射时,在侧面9、12由于光散射,因此通过视觉或触觉等能够更容易地识别指纹认证用传感器40的位置,指纹读取变得容易。
(实施例13)
对便携式信息终端的另一实施例进行说明。如图48(b)所示,在保护玻璃1的正面3端部形成倾斜面,在该倾斜面上形成了能够反射光的反射层49。接下来,使指纹认证用传感器40的传感器面抵接而固定于保护玻璃1的背侧凹部10。在保护玻璃1的背面5的非印刷部,经由胶粘层45而层叠了液晶层44(液晶面板)。胶粘层45的Z方向厚度约为100μm。而且,使光源48抵接而固定于形成有反射层49的端部的背面5。胶粘层41的Z方向厚度约为10μm。以保护玻璃1的未形成背侧凹部10的面(正面3)为外侧,与其他的元件一起装入壳体43,由此制造了智能电话。
利用在智能电话的显示器侧配置的光源48照射的光在反射层49处反射,对正面凹部7进行照射,在侧面9处光发生散射。由此,通过视觉或触觉等能够容易地识别指纹认证用传感器40的位置,指纹读取变得容易。
[变形例]
需要说明的是,本实用新型没有限定为上述实施方式,在不脱离本实用新型的主旨的范围内能够进行各种改良以及设计的变更等,此外,实施本实用新型时的具体的步骤及构造等也可以在能够实现本实用新型的目的的范围内进行变更。
(具有弯曲部的保护玻璃)
具有弯曲部的保护玻璃具备至少1个以上的弯曲部。可列举将弯曲部与平坦部组合的形状、整体成为弯曲部的形状等,但是只要具有弯曲部即可,形状没有特别限定。最近,在将具有弯曲部的保护玻璃使用于显示装置的情况下,在各种设备(电视机、个人计算机、智能电话、车辆导航等)中,显示面板的显示面成为曲面的结构出现。弯曲部可以对应于显示面板的形状或显示面板的壳体的形状等来制造。需要说明的是,“平坦部”是指平均曲率半径超过1000mm的部分,“弯曲部”是指平均曲率半径为1000mm以下的部分。
(表面粗糙度等)
保护玻璃的薄壁部的正面14、背面15、印刷层的正面、背面的粗糙度并不局限于前述那样的算术平均粗糙度Ra。例如,在均方根粗糙度Rq的情况下,优选为0.3nm以上且100nm以下。Rq为100nm以下时,难以感觉到粗涩,Rq为0.3nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。在最大高度粗糙度Rz的情况下,优选为0.5nm以上且300nm以下。Rz为300nm以下时,难以感觉到粗涩,Rz为0.5nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。
在最大截面高度粗糙度为Rt的情况下,优选为1nm以上且500nm以下。Rt为500nm以下时,难以感觉到粗涩,Rt为1nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。最大轮廓波峰高度为Rp的情况下,优选为0.3nm以上且500nm以下。Rp为500nm以下时,难以感觉到粗涩,Rp为0.3nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。最大轮廓波谷深度粗糙度为Rv的情况下,优选为0.3nm以上且500nm以下。Rv为500nm以下时,难以感觉到粗涩,Rv为0.3nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。
在平均长度粗糙度为Rsm的情况下,优选为0.3nm以上且1000nm以下。Rsm为1000nm以下时,难以感觉到粗涩,Rsm为0.3nm以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。在峰度(Kurtosis)粗糙度为Rku的情况下,优选为1以上且3以下。Rku为3以下时,难以感觉到粗涩,Rku为1以上时,玻璃表面的摩擦系数变得适度,手指等的滑动性提高。此外,也可以由Wa等的波动表示,关于表现粗糙度的参数,没有特别限制。偏度粗糙度Rsk从可视性、触感等的均一性的观点出发而优选为-1以上且1以下。
<用途>
作为本实用新型的保护玻璃的用途,没有特别限定。作为具体例子,可列举车辆用透明元件(头灯罩、后视镜、前透明基板、侧透明基板、后透明基板、仪表面板表面等。)、仪表、建筑窗、橱窗、建筑用内装饰构件、建筑用外装饰构件、显示器(笔记本电脑、监视器、LCD、PDP、ELD、CRT、PDA等)、LCD滤色器、触摸面板用基板、摄像镜头、光学透镜、眼镜镜片、相机元件、摄像机元件、CCD用罩基板、光纤端面、投影机元件、复印机元件、太阳能电池用透明基板(保护玻璃等。)、移动电话窗、背光单元元件(导光板、冷阴极管等。)、背光单元元件液晶亮度提高膜(棱镜、半透过膜等。)、液晶亮度提高膜、有机EL发光元件、无机EL发光元件、荧光体发光元件、光学滤波器、光学元件的端面、照明灯、照明器具的罩、放大激光光源、防反射膜、偏振膜、农业用膜等。
<物品>
本实用新型的物品具备所述保护玻璃。
本实用新型的物品可以由所述保护玻璃构成,也可以还具备所述保护玻璃以外的其他的构件。
作为本实用新型的物品的例子,可列举所述作为保护玻璃的用途而列举的结构、具备它们中的任1种以上的装置等。
作为装置,可列举例如便携式信息终端、显示装置、照明装置、太阳能电池模块等。
本实用新型的物品能得到平坦的凹部且传感灵敏度、可视性良好,适合于便携式信息终端或显示装置。而且,作为车载用而使用的保护玻璃要求多个且尺寸大的凹部,在配置有传感器的情况下,要求高传感灵敏度。此外,弯曲形状的保护玻璃有时也要求凹部。本实用新型能够提供可满足这些要求的保护玻璃。通过以上所述,本实用新型的保护玻璃适合作为车载用的保护玻璃。
在本实用新型的物品为显示装置的情况下,本实用新型的物品具备:显示图像的显示面板;设置在显示装置主体的可视侧的本实用新型的保护玻璃。
作为显示面板,可列举液晶面板、有机EL(场致发光)面板、等离子显示器面板等。保护玻璃作为显示装置的保护板,可以一体地设置于显示面板,也可以在显示面板的背面配置触摸面板传感器那样的传感器,即设为在保护玻璃与传感器之间存在显示面板的构造。而且,保护玻璃也可以经由传感器而配置在显示面板的可视侧。
根据本实用新型,能够提供一种在装入了指纹认证用传感器的情况下,可发挥所希望的传感能力的保护玻璃、具有保护玻璃的便携式信息终端或显示装置、及用于裁切出多个保护玻璃的玻璃基板、以及简便的保护玻璃及玻璃基板的制造方法。

Claims (24)

1.一种保护玻璃,用于对保护对象进行保护,所述保护玻璃的特征在于,
在所述保护玻璃的正面及背面具有分别相对的至少一个正侧凹部及背侧凹部,
所述保护玻璃一体地具备由所述正侧凹部及所述背侧凹部形成的薄壁部和与所述薄壁部连接的厚壁部。
2.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部及所述背侧凹部为蚀刻面。
3.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的深度与所述背侧凹部的深度大致相等。
4.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述薄壁部的雾度值为16%以下。
5.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
在所述薄壁部及所述厚壁部的正面及背面具有压缩应力层。
6.根据权利要求5所述的保护玻璃,其中,
形成于所述薄壁部的压缩应力层的深度比形成于所述厚壁部的压缩应力层的深度小。
7.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的面积与所述背侧凹部的面积不同。
8.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述保护玻璃的所述正面及所述背面为研磨面。
9.根据权利要求8所述的保护玻璃,其中,
在化学强化后实施所述研磨。
10.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的侧面为与所述正侧凹部的底面平滑地连接的曲面形状。
11.根据权利要求10所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径为所述正侧凹部的所述底面的深度以上。
12.根据权利要求10所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径随着从所述正侧凹部的中央部朝向周边部而增大。
13.根据权利要求10所述的保护玻璃,其中,
所述正侧凹部的所述侧面的曲率半径为0.1mm以上且2mm以下。
14.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
在所述保护玻璃的正面的至少一部分具有防眩处理层。
15.根据权利要求14所述的保护玻璃,其中,
所述防眩处理层设置于所述正侧凹部。
16.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
在所述保护玻璃的正面的至少一部分具有防指纹涂层。
17.根据权利要求16所述的保护玻璃,其中,
所述防指纹涂层设置于所述正侧凹部。
18.根据权利要求1所述的保护玻璃,其中,
在所述保护玻璃的背面具有印刷层。
19.根据权利要求1~18中任一项所述的保护玻璃,其中,
所述保护对象为便携式信息终端。
20.一种便携式信息终端,具有权利要求1~18中任一项所述的保护玻璃。
21.根据权利要求20所述的便携式信息终端,其中,
在所述背侧凹部配置电容式传感器。
22.根据权利要求21所述的便携式信息终端,其中,
所述电容式传感器的尺寸大于与配置该电容式传感器的所述背侧凹部相对的所述正侧凹部的尺寸。
23.根据权利要求22所述的便携式信息终端,其中,
所述电容式传感器具有进行传感的传感器主体和对所述传感器进行支承的壳体,
所述正侧凹部的尺寸大于所述传感器主体的尺寸且小于所述电容式传感器的整体的尺寸。
24.根据权利要求22所述的便携式信息终端,其中,
所述电容式传感器是指纹认证用传感器。
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