JP2013152525A - 携帯機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯機器用タッチセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】携帯機器の製造コストを低減することができるとともに、タッチセンサモジュールの厚さを薄くすることができる携帯機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯機器用タッチセンサモジュールを提供する。
【解決手段】携帯機器の表示画面を保護するための携帯機器用カバーガラスであって、板厚方向に互いに対向する第１主表面及び第２主表面を有し、前記第２主表面側で板厚方向外側から内側へ窪む溝が形成されたガラス基板と、前記第２主表面に設けられた透明導電膜と、前記溝に設けられ、前記透明導電膜の電気的入出力端子をなし、前記溝に配置される電気的接続手段を介して、前記透明導電膜と前記透明導電膜の外部とを電気的に接続するための接続パッドと、を備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えば携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、デジタルスティルカメラ、ビデオカメラ、またはスレートＰＣ(Personal Computer)等の携帯機器の表示画面や回路基板等を保護するための携帯機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯機器用タッチセンサモジュールに関する。

携帯機器の表示画面や回路基板等を保護することを主目的として、携帯機器用カバーガラスが用いられている。近年、携帯機器の薄型化や高機能化に加え、様々な形状の携帯機器の筐体及び表示画面に対応すべく、様々な形状及び機能を有する携帯機器用カバーガラスが作製されている。

例えば、特許文献１には、携帯機器用カバーガラスの機能と、静電容量方式のタッチパネルに用いられるタッチパネル用ガラス基板の機能とを有する携帯機器用カバーガラスが開示されている。この携帯機器用カバーガラスは、１枚の透明基板の片側の面に、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明導電膜からなる列電極が一定範囲に亘って形成されている。この列電極は、利用者の操作に応じた電気信号を生成するための電極として用いられている。この携帯機器用カバーガラスを用いて、利用者の操作に応じた電気信号を生成するための携帯機器用タッチセンサモジュールが構成されている。

この携帯機器用カバーガラスでは、１枚の透明基板を、携帯機器用カバーガラス及びタッチパネル用ガラス基板として兼用することができるので、タッチパネルに用いられる透明基板を１枚省くことができる。これにより、携帯機器の薄型化を図るとともに、製造コストを低減することができる。
また、携帯機器用カバーガラスには、透明導電膜とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）とを電気的に接続するための接続パッドが形成されている。

特開２００９−３０１７６７号公報

ところで、特許文献１に記載の携帯機器用カバーガラスでは、透明導電膜と接続パッドとが同一の平面上に配置されている。また、ＦＰＣは、接続パッドの表面に半田を介して固定され、透明導電膜と電気的に接続される。このため、透明導電膜の表示装置（ＬＣＤパネルユニット）側の面と、ＦＰＣの表示装置側の面との間には、ＦＰＣの板厚に応じた段差が形成されている。この段差は、タッチパネルを表示装置に設ける場合に、以下の影響を及ぼす。

具体的に説明すると、タッチパネルは、表示装置上に積層されることにより、表示装置に取り付けられる。ここで、タッチパネルが表示装置に積層された構成では、タッチパネルにおける透明導電膜の表示装置側の面と表示装置との間に、上記のＦＰＣの板厚による段差によって空隙が形成される。この空隙は、例えば、空隙内の空気が外部からの入射光を反射することにより表示装置の表示内容を見づらくさせたり、タッチパネルが積層される表示装置の機構設計が困難になったりする等の影響がある。

この影響を回避するためには、例えば、樹脂等で構成された樹脂層を、透明導電膜の表示装置側の面に積層することによって空隙を埋める必要がある。しかしながら、樹脂層等を設けて空隙を埋めた場合には、部品点数が増加するため、タッチパネルの製造コストが嵩み、ひいては携帯機器の製造コストが嵩む。
したがって、透明導電膜と接続パッドとが同一の平面上に配置されている場合、携帯機器の製造コストが嵩むという問題が生じていた。

また、ＦＰＣの板厚による段差によって、タッチセンサモジュールの厚さを薄くすることができないという問題があった。

そこで、本発明は、携帯機器の製造コストを低減することができるとともに、タッチセンサモジュールの厚さを薄くすることができる携帯機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯機器用タッチセンサモジュールを提供することを目的とする。

本発明の態様は、携帯機器の表示画面を保護するための携帯機器用カバーガラスである。
前記携帯機器用カバーガラスは、
板厚方向に互いに対向する第１主表面及び第２主表面を有し、前記第２主表面側で板厚方向外側から内側へ窪む溝が形成されたガラス基板と、
前記第２主表面に設けられた透明導電膜と、
前記溝に設けられ、前記透明導電膜の電気的入出力端子をなし、前記溝に配置される電気的接続手段を介して、前記透明導電膜と前記透明導電膜の外部とを電気的に接続するための接続パッドと、を備える。

上記携帯機器用カバーガラスにおいて、前記溝の側面は、前記第２主表面から前記溝の底面に向かって前記ガラス基板の板厚方向に対して傾斜するように形成されている、ことが好ましい。

上記携帯機器用カバーガラスにおいて、前記第２主表面と前記溝の側面との間には、介在面が設けられている、ことが好ましい。

上記携帯機器用カバーガラスにおいて、前記溝は、前記第２主表面から前記ガラス基板の外周端面に亘って切り欠き状に形成されている、ことが好ましい。

上記携帯機器用カバーガラスにおいて、前記溝の表面に設けられ、光を遮蔽するための遮蔽部を備える、ことが好ましい。

上記携帯機器用カバーガラスにおいて、前記溝は、前記電気的接続手段が前記溝に配置されたとき、前記電気的接続手段の前記ガラス基板とは反対側の表面が、前記透明導電膜の前記ガラス基板とは反対側の表面と同一平面をなすように形成されている、ことが好ましい。

本発明の他の態様は、携帯機器に設けられ、利用者の操作を検出するための携帯機器用タッチセンサモジュールである。
前記携帯機器用タッチセンサモジュールは、上述した携帯機器用カバーガラスを備える。

本発明の他の態様は、携帯機器の表示画面を保護するための携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
前記製造方法は、
板厚方向に互いに対向する第１主表面及び第２主表面を有するガラス基板に、前記第２主表面側で板厚方向外側から内側へ窪む溝を形成する工程と、
前記第２主表面に透明導電膜を形成する工程と、
前記溝に、電気的接続手段を介して前記透明導電膜と前記透明導電膜の外部とを電気的に接続するための接続パッドを設ける工程と、を有している。

上記携帯機器用カバーガラスの製造方法において、前記溝を形成する工程では、前記溝をエッチングによって形成する、ことが好ましい。
また、前記溝を形成する工程では、前記溝を機械加工によって形成してもよい。

本発明によれば、携帯機器の製造コストを低減することができるとともに、タッチセンサモジュールの厚さを薄くすることができる。

本実施形態の携帯機器用カバーガラスの斜視図。 携帯機器用カバーガラスに用いられるガラス基板の平面図。 携帯機器用カバーガラスに用いられるガラス基板の底面図。 携帯機器用カバーガラスの概略構成を示す底面図。 （ａ）は携帯機器用カバーガラスの要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）に示した携帯機器用カバーガラスの変形例を示す要部拡大断面図。 携帯機器用カバーガラスに用いられるガラス基板の底面図。 携帯機器用カバーガラスの断面図。 （ａ）〜（ｄ）はガラス基板にエッチングを利用して溝を形成する工程を順に示す断面図。 本実施形態の携帯機器用タッチセンサモジュールの断面図。 図９に示した携帯機器用タッチセンサモジュールの変形例を示す断面図。

（１）本実施形態の携帯機器用カバーガラス
本実施形態の携帯機器用カバーガラス（以下、カバーガラスという）の構成について図１〜図７を参照して説明する。図１は本実施形態のカバーガラスの斜視図、図２はカバーガラスに用いられるガラス基板の平面図、図３はカバーガラスに用いられるガラス基板の底面図、図４はカバーガラスの概略構成を示す底面図、図５（ａ）はカバーガラスの要部拡大断面図、図５（ｂ）は（ａ）に示したカバーガラスの変形例を示す要部拡大断面図、図６はカバーガラスに用いられるガラス基板の底面図、図７はカバーガラスの断面図である。

本実施形態のカバーガラスは、例えば、表示画面に対する操作入力（タッチパネル機能としての操作入力）が可能な携帯型電子機器、特に携帯電話機、ＰＤＡ、デジタルスティルカメラ、ビデオカメラ、またはスレートＰＣ等の携帯機器の表示画面や回路基板等を保護するために用いられる。このため、本実施形態のカバーガラスは、落下あるいは表示画面への操作入力に対する仕様を満足させるべく、薄く且つ高い強度を有するガラスである必要があることから、イオン交換処理による化学強化がなされている。

また、本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、タッチパネルに用いられるガラス基板の構成も兼ねている。これにより、カバーガラス用のガラス基板とタッチパネル用のガラス基板とを共通化して用いることができるので、携帯機器におけるガラス板の積層枚数を低減することができる。したがって、本実施形態のカバーガラスを用いることにより、携帯機器の薄型化を図ることができる。

図１〜図４に示すように、本実施形態のカバーガラス１０は板状に形成されており、カバーガラス１０を構成するガラス基板１１の主表面は、例えば、長手方向の寸法が８〜１６ｃｍ、短手方向の寸法が４〜８ｃｍの略矩形状に形成されている。なお、ガラス基板１１の主表面の形状は、略矩形状あるいは矩形状に限られず、各種携帯機器の形状や構造等に応じて適宜変更してもよい。また、カバーガラス１０には、スピーカまたはマイクの音声入出力用の開口を、カバーガラス１０の板厚方向に貫通するように設けてもよい。

ガラス基板１１の板厚Ｔは特に限定されないが、カバーガラス１０を利用する各種携帯機器の重量増大の抑制や、携帯機器の薄型化の観点から、通常は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．７ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、板厚Ｔの下限値は、カバーガラス１０の機械的強度を確保する観点から、０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。

ガラス基板１１は、携帯機器の筐体に、表示画面を覆うように取り付け可能に形成されている。また、ガラス基板１１は、図２に示すように、携帯機器の筐体に取り付けられたときに携帯機器の外側に面する第１主表面１１ａと、図３に示すように、携帯機器の表示画面に取り付けられたときに携帯機器の表示画面に面する第２主表面１１ｂとを有している。各主表面１１ａ，１１ｂはガラス基板１１の板厚方向（図５（ａ），（ｂ）において上下方向）に対向している。また、ガラス基板１１には、溝１２と、遮蔽部（塗装部）１３と、透明導電膜１４と、接続パッド１５と、補助金属配線１６と、が設けられている。なお、接続パッド１５及び補助金属配線１６は、金属配線部１７を構成している。

溝１２は、第２主表面側でガラス基板１１の板厚方向外側から板厚方向内側へ窪んでいる。また、溝１２は、図２に示すように、第２主表面１１ｂの周縁の一部において、第２主表面１１ｂからガラス基板１１の側面（外周端面）に亘って切り欠き状に形成されている。

溝１２を切り欠き状に形成することにより、例えば、半田１９及びＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２１（いずれも図７に示す）を電気的接続手段として用いる場合に、ガラス基板１１の板厚方向あるいは主表面の面方向を挿入方向として、ＦＰＣ２１の一端を溝１２に挿入することができる。なお、溝１２を切り欠き状に形成する場合、溝１２の幅が、第２主表面１１ｂの端から第２主表面１１ｂの中心に向かって、例えば５〜３０ｍｍで、且つ、溝１２の深さが、例えば５０〜２５０μｍとなるように形成されると好ましい。

溝１２は、側面１２ａと底面１２ｂとを有している。
側面１２ａは、第２主表面１１ｂと底面１２ｂとの間に設けられ、ガラス基板１１の板厚方向に延びた平面を形成している。底面１２ｂは、第２主表面１１ｂと平行な平面をなすように形成されている。

ここで、ガラス基板１１の断面（図２のＡ−Ａ線に沿う断面）をみたとき、図５（ａ），（ｂ）に示すように、側面１２ａは、第２主表面１１ｂから底面１２ｂに向かってガラス基板１１の板厚方向に対して傾斜するように形成されていることが好ましい。これにより、側面１２ａから底面１２ｂにかけて形状を緩やかに変化させることができるので、側面１２ａと底面１２ｂとの境界に加わる応力集中を緩和することができる。

また、ガラス基板１１の断面をみたとき、側面１２ａに沿って延びる線と底面１２ｂに沿って延びる線とのなす角が鈍角であることが好ましい。

具体的に説明すると、例えば、側面１２ａに沿って延びる線と底面１２ｂに沿って延びる線とのなす角が鋭角や直角である場合には、後述する遮蔽部１３を凹部１２に積層する際に、側面１２ａと底面１２ｂの境界と、遮蔽部１３との間に空隙が生じ易くなる。この場合、外部からの入射光が空隙内の空気によって反射されることにより、携帯機器の表示画面が見難くなる等の問題が生じる。そこで、側面１２ａ及び底面１２ｂを上記のように構成することにより、空隙が形成されるのを防ぐことができる。

また、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第２主表面１１ｂと側面１２ａとの間には、介在面１２ｃが設けられていることが好ましい。介在面１２ｃは、第２主表面１１ｂと側面１２ａとの境界を面取りすることにより形成されてもよい。介在面１２ｃは、ガラス基板１１の断面をみたとき、図５（ａ）に示すように平面状に形成されてもよいし、図５（ｂ）に示すように曲面状に形成されてもよい。介在面１２ｃが設けられていることにより、ガラス基板１１の表面が、第２主表面１１ｂから側面１２ａに亘って滑らかに傾斜する。このように、介在面１２ｃが設けられていることにより、溝１２内に加工を施す際に、ツール等との接触による角部のチッピング等の発生を抑えることができる。

なお、溝１２は、後述するように、ＦＰＣ２１の一端が溝１２に配置されたとき、ＦＰＣ２１の表面のうち表示画面に面する表面が、透明導電膜１４の表面のうち表示画面に面する表面と同一平面をなすように形成されていることが好ましい。ここで、同一平面をなすとは、ＦＰＣ２１におけるガラス基板１１と反対側の表面と、透明導電膜１４におけるガラス基板１１と反対の表面との平面間のガラス基板１１の板厚方向の段差が２００μｍ以下に形成されていることをいう。ここで、上記の２つの表面は、何れか一方が他方よりも突出していてもよい。なお、この段差は、１００μｍ以下に形成されていることがより好ましく、５０μｍ以下に形成されていることがさらに好ましい。

遮蔽部１３は、第２主表面１１ｂの周縁全周（溝１２を含む）に積層して設けられており、第１主表面１１ａからガラス基板１１の板厚方向に入射された光を遮蔽する。遮蔽部１３の厚さは、携帯機器の薄型化の観点から、５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。

なお、第２主表面１１ｂの周縁のうち溝１２を除く周縁に設けられた遮蔽部１３の表面であって、携帯機器の表示画面に面する表面である遮蔽部表面１３ａは、第２主表面１１ｂと同一平面をなすように形成されていることが好ましい。これにより、遮蔽部表面１３ａと第２主表面１１ｂとの間に形成される段差を極めて小さくすることができる。ここで、同一平面をなすように形成されているとは、遮蔽部表面１３ａの第２主表面１１ｂに接する端部と、第２主表面１１ｂの遮蔽部表面１３ａに接する端部との間の段差が１０μｍ以下に形成されていることをいう。ここで、上記の２つの表面は、何れか一方が他方よりも突出していてもよい。なお、この段差は、１μｍ以下に形成されていることがより好ましい。
また、遮蔽部表面１３ａが第２主表面１１ｂと同一平面をなすために、溝１２を除く第２主表面１１ｂの周縁には、図６に示すように、遮蔽部１３を設けるための遮蔽用溝１１ｃが設けられてもよい。

さらに、遮蔽部１３は、後述する印刷工程において塗料を多層に積層することにより形成されると好ましい。塗料を多層に積層してなる印刷層の印刷内容は問わないが、多層構造を有する印刷層を形成する場合の代表的な例（第１層がネガ印刷の例）を挙げると、第１層は外周の額縁部分を印刷する層で、当該第１層には機器のモデル、社名のロゴ、各種センサーホールなどが抜き形状となっている。

第２層は社名のロゴやモデル名を指定の色で印刷する層、第３層はロゴやモデル名の印刷部の遮光性ならびに額縁印刷部分のピンホールを消すための裏打ち層、第４層にも裏打ち層、第５層は明度センサーホール部分に印刷する透過率調整用のフィルターインク、第６層は筐体に接着する、あるいはタッチパネル用配線基板を取り付ける際の位置合わせ用ガイドラインといった構成がある。

透明導電膜１４は、第２主表面１１ｂに対して平行な平面をなすように第２主表面１１ｂの所定の領域（例えば、図４において一点鎖線で囲まれた領域）に形成されている。ここで、所定の領域は、例えば、第２主表面１１ｂの領域であって、カバーガラス１０が携帯機器の筐体に取り付けられたときに表示画面の表示領域と重なる部分を含む領域とすることができる。また、第２主表面１１ｂに対して平行な平面をなすようにとは、透明導電膜１４が、その内部で断線が生じない程度の屈曲部分を含む構成を有していることをいう。

また、透明導電膜１４は、ガラス基板１１の第２主表面１１ｂに沿って所定の厚みをもって配置されている。この所定の厚さとは、透明導電膜１４がスパッタ法により成膜される場合には、１００ｎｍ以下であり、透明導電膜１４が印刷法により成膜される場合には、透明樹脂を含めて１０００ｎｍ以下である。

さらに、透明導電膜１４は、ガラス基板１１が携帯機器の筐体に取り付けられたときに、第１主表面１１ａに対する携帯機器の利用者の操作（例えば、携帯機器の利用者が指等で第１主表面１１ａを押圧する等）に応じた電気信号を生成するとともに、生成した電気信号を接続パッド１５に出力するために用いられる。補助金属配線１６は、透明電極１４の終端部と接続パッド１５とを電気的に接続する。接続パッド１５及び補助金属配線１６は、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｏ又はこれらを含有する合金から形成することができる。

透明導電膜１４には、例えば、複数の透明電極をなすように、格子状等の間隙が形成された任意のパターンが形成されていてもよい。また、透明導電膜１４は、ガラス基板１１の板厚方向に多層に配置されてもよい。

接続パッド１５は、透明導電膜１４と、透明導電膜１４の外部（例えば、携帯機器に設けられた入出力制御用の電気回路等）とを、電気的に接続するためのパッドである。すなわち、接続パッド１５は、透明導電膜１４の電気的入出力端子を構成している。接続パッド１５は、溝１２の底面１２ｂ上に遮蔽部１３を介して設けられており、透明導電膜１４と電気的に接続可能に形成されている。例えば、接続パッド１５は、図４及び図７に示すように、溝１２の底面１２ｂ上において、補助金属配線１６を介して透明導電膜１４と電気的に接続される。

なお、接続パッド１５は、図７に示すように、遮蔽部１３に対して携帯機器の表示画面側に配置されている。すなわち、接続パッド１５は、カバーガラス１０の外部からカバーガラス１０をみたときに、遮蔽部１３によって覆われた位置に配置されている。これにより、カバーガラス１０の外部からカバーガラス１０をみたときに、接続パッド１５が目視されないため、携帯機器の意匠性を向上させることができる。

接続パッド１５を溝１２に設けることにより、例えば、接続パッド１５を第２主表面１１ｂ上に設けた場合と比較して、ＦＰＣ２１が接続パッド１５に積層して設けられたときにＦＰＣ２１と透明導電膜１４との間に形成される段差を小さくすることができる。

ガラス基板１１の各主表面１１ａ，１１ｂのそれぞれには、後述する化学強化によって所定厚さの圧縮応力層が形成されている。この圧縮応力層は、ガラス基板１１を構成するガラス材料に元々含まれるアルカリ金属の一部を、よりイオン半径の大きなアルカリ金属に置換した変質層である。例えば、本実施形態のガラス基板１１を構成するガラス材料に含まれるナトリウムイオンがカリウムイオンに置換される。

本実施形態のガラス基板１１は、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等で構成されていることが好ましい。中でも、ガラス基板１１は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｌｉ_２ＯおよびＮａ_２Ｏから選択される少なくとも１種のアルカリ金属酸化物と、を含むアルミノシリケートガラスで構成されていることが好ましい。

（２）実施形態のカバーガラスの製造方法
次に、本実施形態のカバーガラスの製造方法を説明する。
（２−１）板状ガラス作製工程
板状ガラス作製工程は、溶融ガラスから板状ガラスを作製する工程であり、例えばフロート法を採ることができる。フロート法は、溶融炉で溶融された溶融ガラスを、溶融錫が貯溜されたフロートバスに供給し、その溶融ガラスをフロートバスの溶融錫上で水平方向に引き出して成形する方法である。フロート法によれば、溶融ガラスをフロートバスの溶融錫上に浮かせることにより、溶融ガラスが自然に広がって安定した厚みになるとともに、この溶融ガラスを水平方向に引き出すことにより、帯状のガラスリボンが成形される。そして、ガラスリボンは、フロートバスの下流側に設けられた徐冷炉に搬送されて徐冷された後に、所望の大きさの板状ガラスが得られるように切断される。

なお、板状ガラスを作製する方法として、フロート法の他にダウンドロー法やプレス法等を用いてもよい。ここで、表面精度の良好な板状ガラスが得られる点及び板状ガラスの大量生産に適している点から、フロート法を用いることが好ましい。

（２−２）形状加工工程
次に形状加工工程を行う。形状加工工程は、板状ガラス作製工程で得られた板状ガラスを、カバーガラスの外形に応じた所望の形状のガラス基板に加工する工程である。以下、形状加工工程として、エッチングを利用した方法について説明する。エッチングを利用した形状加工工程は、以下の（ａ−１）レジスト層形成工程、（ａ−２）パターニング工程、（ａ−３）切断工程、を含む。形状加工工程においてエッチングを利用することにより、形状加工工程において機械加工による切断法を用いた場合と比較して、カバーガラスの切断面における微小な傷やマイクロクラック等の発生を抑制できることから、この傷やマイクロクラック等に起因してカバーガラスの強度が低下することを防ぐことができる。

（ａ−１）レジスト層形成工程
レジスト層形成工程では、板状ガラスの少なくとも一方の面上に、レジスト層（耐エッチング層）を形成する。このレジスト層は、通常、板状ガラスの両面に形成されるが、後の切断工程において、片面のみをエッチング溶液に接触させる場合には、当該片面にのみレジスト層が形成されていればよい。なお、以下の説明においては、レジスト層が、板状ガラスの両面に形成されることを前提として説明する。

レジスト層としては、後のパターニング工程において、パターニング処理により部分的に除去可能であり、かつ、切断工程において用いるエッチング溶液に対しては溶解・除去されない性質を有するものであれば、適宜選択できる。このようなレジスト層としては、少なくとも弗酸水溶液に対して難溶性または不溶性を示すレジスト膜を用いることが好ましい。

（ａ−２）パターニング工程
パターニング工程では、少なくともレジスト層を、パターニングする。これにより、板状ガラスの表面全面を覆うレジスト層のうち、最終的に作製されるガラス基板１１の平面方向の形状に対応する領域以外のレジスト層を除去する。レジスト層のパターニング方法としては、代表的には、露光・現像を組み合わせて実施するフォトリソグラフィ法やスクリーン印刷法が利用できる。なお、パターニング工程は、両面にレジスト層が形成された板状ガラスの少なくとも片面に対して実施すればよく、両面に対して実施してもよい。

（ａ−３）切断工程
切断工程では、板状ガラスの、パターニングされたレジスト層が設けられた面を、エッチング溶液に接触させてエッチングすることで、板状ガラスを小片に切断する。エッチング処理は、通常、板状ガラスをエッチング溶液に浸漬させて行う。エッチング溶液としては、少なくとも弗酸を含むものであれば特に限定されないが、必要に応じて、塩酸等のその他の酸や、界面活性剤等の各種の添加剤が添加されていてもよい。
このようにして、所望の形状のガラス基板１１が得られる。

次に、ガラス基板１１に対してエッチングを利用して溝１２を形成する方法について、図８を参照して説明する。図８は、ガラス基板１１に対し、エッチングを利用して溝１２を形成する工程を順に示す断面図である。
まず、ガラス基板１１の第２主表面１１ｂに感光性有機材料のレジスト層Ｒを塗布形成し（図８（ａ）参照）、所定の露光、現像を行って、第２主表面１１ｂに溝１２のパターンＰを有するレジストパターン（つまり溝１２を形成する領域のレジスト層が除去されている）を形成する（図８（ｂ）参照）。

そして、このレジストパターンが形成されたレジストをマスクとして、ガラス素材を溶解可能なエッチング液（例えばフッ酸を含有する酸性溶液など）を用いてウェットエッチングすることにより、第２主表面１１ｂに溝１２が形成される（図８（ｃ）参照）。上記フッ酸を含有する酸性溶液としては、例えば、フッ酸水溶液、フッ酸と塩酸の混合溶液、フッ酸と硫酸の混合溶液、フッ化アンモニウム含有水溶液などが挙げられる。
そして、残ったレジストを剥離し、洗浄する（図８（ｄ）参照）。

また、レジストを使用したウェットエッチングによる形状加工では、第２主表面１１ｂと溝１２の側面部１２ａとの境界に対し、湾曲面の介在面１２ｃを形成してもよい。ここで、上記溝１２の底面部と壁面である内表面２ａとの境の曲率半径は、１０μｍ以上であることが好ましい。

介在面１２ｃを湾曲面にするためには、ガラス基板１１の第２主表面１１ｂにおける第２主表面１１ｂと溝１２の側面部１２ａとの境界となる部分（レジストパターンに隣接する部分）に、この第２主表面１１ｂ側が最も重合度が小さくなるように厚さ方向に重合度勾配を持つレジストを形成する。そして、このレジストをマスクとして、ウェットエッチングを行う。カバーガラスの主表面側のレジストの重合度が小さいほど、ガラスとレジストとの密着力が小さくなる。ここで、レジストの厚さ方向に重合度勾配を持つようにするためには、例えばレジスト厚、露光量、ポストベーク条件などをコントロールすればよい。これらの条件のコントロールは、使用するレジストの種類や露光光のエネルギーにより適宜変更して行う。このようにガラスとレジストとの間の密着力をコントロールすることにより、レジストとガラス（主表面）との間の界面にエッチング液が浸み込み易くなり、結果的に、介在面１２ｃが湾曲面となる。このように、介在面１２ｃが湾曲面である場合には、溝１２内に加工を施す際に、ツールとの接触による角部のチッピング等の発生を抑えることができる。これに加えて、介在面１２ｃでの応力集中を軽減することができる。

なお、形状加工工程では、例えばスクライブ加工やレーザ加工等の機械加工によって、板状ガラスの切断あるいは溝１２の形成を行ってもよい。ここで、スクライブとは、板状ガラスあるいはガラス基板１１の表面に、例えば、超鋼合金あるいはダイヤモンド等からなるスクライバにより所望の形状の切断線（線状のキズ）を設けることをいう。ガラス基板１１あるいは溝１２を機械加工によって形成することにより、カバーガラス１０の製造効率を向上させることができる。この場合、ガラス基板１１の断面をみたときの側面部１２ａに沿って伸びる線と底面部１２ｂに沿って伸びる線とのなす角が８５度以上９０度以下であってもよい。但し９０度を超えないことが望ましい。

また、形状加工工程では、第２主表面１１ｂと溝１２の側面１２ａとの境界に対してチャンファリング加工を施すことにより、介在面１２ｃを形成してもよい。チャンファリング加工は、ダイヤモンド砥石を用いて面取りを施す形状加工である。介在面１２ｃを平面状に形成する場合、面取り角度は、第２主表面１１ｂに対して例えば１０〜４０度である。

（２−３）化学強化工程
次に、形状加工工程によって得られたガラス基板１１に対して化学強化工程を行う。
化学強化工程では、ガラス基板１１を複数枚、カセット（ホルダー）に装填し、溶融塩を含む化学強化処理液にカセットを浸漬させる。これにより、ガラス基板１１に含まれる１種以上のアルカリ金属を、溶融塩のアルカリ金属との間でイオン交換処理を行い、ガラス基板１１の表層部分に圧縮応力層を形成する。

溶融塩の組成および温度、ならびに、浸漬時間は、ガラス基板１１のガラス組成や、ガラス基板１１の表層部分に形成する圧縮応力層の厚み等に応じて適宜選択できるが、ガラス基板１１のガラス組成が上述したアルミノシリケートガラスであれば、化学強化処理液の処理温度を通常３００℃以上５００℃以下とする低温型イオン交換法を利用することが好ましい。これは、イオン交換をガラスの徐冷点以上の温度域で行う高温型イオン交換法では、低温型イオン交換法ほど大きな強度が得られず、また、強化処理中に溶融塩によってガラス表面が浸食され透明性が損なわれやすいため、カバーガラス１０に適したガラス基板１１が得られにくいことによる。

例えば、本実施形態の化学強化工程では、溶融塩の組成および温度、ならびに、浸漬時間は、下記に例示する範囲から選択することが好ましい。
・溶融塩の組成 ：硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）の単塩、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ_３）の単塩、または、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムを任意の重量比で混合した混合塩
・溶融塩の温度 ：３５０℃〜４５０℃
・浸漬時間 ：１時間〜８時間

この化学強化工程によって各主表面１１ａ，１１ｂのそれぞれに形成される圧縮応力層の厚さは、４０〜８０μｍである。本実施形態では、ガラス基板１１のガラス組成がアルミノシリケートガラスであるため、例えばガラス基板１１と同じ板厚のソーダライム系フロートガラスと比較した場合に、形成される圧縮応力層の厚さを大きくすることができる。
なお、化学強化工程によって得られたガラス基板１１の機械的強度は、３点抗折強度（３点曲げ強さ）で５０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上が好ましく、さらに好ましくは、７０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上、最も好ましくは、１００００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上である。

（２−４）印刷工程
次に、化学強化されたガラス基板１１の第２主表面１１の周縁全周に遮蔽部１３を形成するための印刷工程を行う。印刷方法は、印刷層を構成する塗料、印刷層の各層の厚さに応じて、例えばスクリーン印刷等の公知の様々な手法を利用することができる。ここで、塗料としては、例えば、カーボンを顔料に用いた各種インク等を用いることができる。
また、印刷工程では、第２主表面１１ｂの周縁のうち溝１２を除く周縁に設けられた遮蔽部１３の遮蔽部表面１３ａが、第２主表面１１ｂと同一平面をなすように形成されることが好ましい。

（２−５）パターン形成工程
次に、印刷工程後のガラス基板１１に透明導電膜１４を形成するためのパターン形成工程を行う。透明導電膜１４は、例えば、第２主表面１１ｂにスパッタリング法等を用いて、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜を成膜し、フォトリソグラフィ技術、又はＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)の基本波やＣＯ_２レーザ等によるレーザパターニング技術を用いて所望のパターン形状に加工することにより、形成される。
また、接続パッド１５及び補助金属配線１６は、例えば導電性の銅箔等を、溝１２に設けられた遮蔽部１３の表面に付着することにより、形成される。
このようにして、本実施形態のカバーガラス１０が得られる。

以上説明したように、本実施形態のカバーガラス１０によれば、化学強化処理によって形成された圧縮応力層を有することから、機械的強度が向上する。また、本実施形態のカバーガラス１０によれば、タッチパネルに用いられるガラス基板としての機能を有していることから、携帯機器におけるガラス板の積層枚数を低減することができるので、携帯機器の薄型化を図ることができる。

また、本実施形態のカバーガラス１０によれば、ＦＰＣ２１（電気的接続手段）を配置するための溝１２が、カバーガラス１０の第２主表面１１ｂ側に設けられ、溝１２にはＦＰＣ２１と透明導電膜１４とを電気的に接続するための接続パッド１５が設けられている。これにより、例えば、接続パッド１５を第２主表面１１ｂ上に設けた場合と比較して、ＦＰＣ２１が接続パッド１５に積層して設けられたときにＦＰＣ２１と透明導電膜１４との間に形成される段差を小さくすることができる。このため、例えば、段差によって形成された空隙を埋めるための樹脂層等を設ける必要がほとんどなくなるので、部品点数及び製造工程の増加を抑制することができる。したがって、後述するモジュール２０の製造コストを低減することができ、ひいては携帯機器の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態のカバーガラス１０の製造工程順については、適宜変更することができる。例えば、化学強化工程の後に、印刷工程やパターン形成工程を行い、その後に、形状加工工程を行ってもよい。

（３）実施形態の携帯機器用タッチセンサモジュール
本実施形態の携帯機器用タッチセンサモジュール（以下、モジュールという）の構成について図９を参照して説明する。図９は本実施形態のモジュールの断面図である。
本実施形態のモジュール２０は、携帯機器に設けられ、利用者の操作を検出するためのものである。モジュール２０は、静電容量結合方式のタッチセンサとして機能し、例えば、ガラス基板１１の第１主表面１１ａが押圧されることにより変化した抵抗値、電圧値、電流値等に基づき、押圧位置を検出するようになっている。また、本実施形態のモジュール２０は、図７に示すように、カバーガラス１０と、ＦＰＣ２１とを有している。なお、本実施形態において、半田１９及びＦＰＣ２１は、電気的接続手段の一例である。

なお、本実施形態において、透明導電膜１４は、ガラス基板１１の第１主表面１１ａに対する利用者の操作に応じた電気信号を生成するための透明電極として用いられる。
また、溝１２によって窪んだ領域は、例えば樹脂等を含む接着剤１８を用いて埋められてもよい。

ＦＰＣ２１は、カバーガラス１０側の電気回路（透明導電膜１４及び金属配線部１７を含む）と、携帯機器の筐体側に設けられた位置検出回路（図示せず）等の電気回路とを電気的に接続するために用いられる。ＦＰＣ２１の一端は、ガラス基板１１の溝１２に挿入され、接続パッド１５に対してガラス基板１１の板厚方向に積層するように配置されている。また、ＦＰＣ２１の一端は、半田１９を介して接続パッド１５と電気的及び機械的に接続されている。

ここで、溝１２は、ＦＰＣ２１が溝１２に配置されたとき、ＦＰＣ２１の表面のうち表示画面に面する表面２１ａが、透明導電膜１４の表面のうち表示画面に面する表面１４ａと同一平面をなすように形成されていることが好ましい。例えば、溝１２は、深さが遮蔽部１３の厚さと、接続パッド１５の厚さと、ＦＰＣ２１の厚さとの合計と等しくなるように形成されてもよい。これにより、ＦＰＣ２１の表面２１ａと透明導電膜１４の表面１４ａとの間に形成される段差を極めて小さくすることができる。

透明導電膜１４は、金属配線部１７、半田１９及びＦＰＣ２１等を介して、携帯機器の筐体側の基板に設けられた位置検出回路（図示せず）に電気的に接続されている。位置検出回路は、ガラス基板１１の第１主表面１１ａが押圧されることにより変化した透明導電膜１４の抵抗値、電圧値、電流値等に基づき、押圧位置を検出する。なお、位置検出回路によって検出された押圧位置の情報は、携帯機器の筐体側の基板に設けられた他の電気回路に送信される。

本実施形態のモジュール２０によれば、上述したカバーガラス１０を用いているので、例えば、接続パッド１５を第２主表面１１ｂ上に設けた場合と比較して、ＦＰＣ２１が接続パッド１５に積層して設けられたときにＦＰＣ２１の表面２１ａと透明導電膜１４の表面１４ａとの間に形成される段差を小さくすることができる。このため、例えば、段差によって形成された空隙を埋めるための樹脂層等を設ける必要がほとんどなくなるので、部品点数及び製造工程の増加を抑制することができる。したがって、後述するモジュール２０の製造コストを低減することができ、ひいては携帯機器の製造コストを低減することができる。

なお、本実施形態では、ＦＰＣ２１及び半田１９の両方を電気的接続手段の一例として説明したが、本発明の電気的接続手段はこれらに限定されない。

（４）変形例
以下、本実施形態のモジュール２０の変形例について図１０を参照して説明する。図１０は図９に示したモジュール２０の変形例を示す断面図である。本変形例は、図１０に示すように、ガラス基板１１側の接続パッド１５と、筐体側プリント配線板３０の筐体側接続パッド３１とを、電気的接続手段としての半田１９を用いて接続する例である。この構成では、筐体側プリント配線板３０の一部と半田１９とが溝１２内に収容されていることから、溝１２を設けない構成に比べて、携帯機器の薄型化を図ることができる。なお、本変形例において、半田１９は電気的接続手段の一例であり、他の導電体の金属であってもよい。

また、電気的接続手段として半田及びコネクタを用いてもよい。具体的には、半田を用いて、コネクタ（以下、ガラス基板側コネクタという）をガラス基板１１側の接続パッド１５に固定し、このガラス基板側コネクタを、筐体側プリント配線板に設けられた筐体側コネクタに嵌合させてもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の携帯機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯機器用タッチセンサモジュールは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。

１０…携帯機器用カバーガラス
１１…ガラス基板
１１ａ…第１主表面
１１ｂ…第２主表面
１２…溝
１２ａ…側面
１２ｂ…底面
１２ｃ…介在面
１３…遮蔽部
１４…透明導電膜
１５…接続パッド
１９…半田
２０…携帯機器用タッチセンサモジュール
２１…ＦＰＣ

Claims (10)

1. 携帯機器の表示画面を保護するための携帯機器用カバーガラスであって、
   板厚方向に互いに対向する第１主表面及び第２主表面を有し、前記第２主表面側で板厚方向外側から内側へ窪む溝が形成されたガラス基板と、
   前記第２主表面に設けられた透明導電膜と、
   前記溝に設けられ、前記透明導電膜の電気的入出力端子をなし、前記溝に配置される電気的接続手段を介して、前記透明導電膜と前記透明導電膜の外部とを電気的に接続するための接続パッドと、
   を備えることを特徴とする携帯機器用カバーガラス。
2. 前記溝の側面は、前記第２主表面から前記溝の底面に向かって前記ガラス基板の板厚方向に対して傾斜するように形成されている、請求項１に記載の携帯機器用カバーガラス。
3. 前記第２主表面と前記溝の側面との間には、介在面が設けられている、請求項１又は２に記載の携帯機器用カバーガラス。
4. 前記溝は、前記第２主表面から前記ガラス基板の外周端面に亘って切り欠き状に形成されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の携帯機器用カバーガラス。
5. 前記溝の表面に設けられ、光を遮蔽するための遮蔽部を備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の携帯機器用カバーガラス。
6. 前記溝は、前記電気的接続手段が前記溝に配置されたとき、前記電気的接続手段の前記ガラス基板とは反対側の表面が、前記透明導電膜の前記ガラス基板とは反対側の表面と同一平面をなすように形成されている、請求項１〜５の何れか１項に記載の携帯機器用カバーガラス。
7. 携帯機器に設けられ、利用者の操作を検出するための携帯機器用タッチセンサモジュールであって、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の携帯機器用カバーガラスを備える、
   ことを特徴とする携帯機器用タッチセンサモジュール。
8. 携帯機器の表示画面を保護するための携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、
   板厚方向に互いに対向する第１主表面及び第２主表面を有するガラス基板に、前記第２主表面側で板厚方向外側から内側へ窪む溝を形成する工程と、
   前記第２主表面に透明導電膜を形成する工程と、
   前記溝に、電気的接続手段を介して前記透明導電膜と前記透明導電膜の外部とを電気的に接続するための接続パッドを設ける工程と、を有する、
   ことを特徴とする携帯機器用カバーガラスの製造方法。
9. 前記溝を形成する工程では、前記溝をエッチングによって形成する、請求項８に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
10. 前記溝を形成する工程では、前記溝を機械加工によって形成する、請求項８に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
    

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