JP2019004326A - 保護カバー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、湾曲面を有する携帯端末機器の端面まで確実に保護することができる保護カバーを提供することである。【解決手段】ガラスフィルム１０は、携帯端末機器に重ねて装着するように構成される。ガラスフィルム１０は、板状を呈する透明ガラス部材によって構成されており、薄肉部および額縁部２２を備えている。薄肉部は、携帯端末機器の被覆面の全域にぴったりはまる凹部２０が形成されており、凹部２０は少なくとも携帯端末機器との接触箇所に曲面を含んでいる。額縁部２２は、凹部２０の周囲において薄型化されずに残された領域である。【選択図】図２

Description

本発明は、スマートフォンやタブレット等の携帯端末機器に重ねて配置されるように構成された携帯端末機器用の保護カバーに関する。

近年、広く用いられているスマートフォンやタブレット等の携帯端末機器は、ほとんどがタッチパネルを備えるようになっている。タッチパネルの表面はカバーガラスによって覆われており、タッチパネルやディスプレイを保護している。カバーガラスに使用されるガラス基板は、化学強化処理によって圧縮応力層が形成されているが、落下等の衝撃が加わることで破損してしまうことがある。

そこで、カバーガラスの保護や機能性向上のために、保護フィルムや反射防止フィルム等のカバーガラスを被覆するためのフィルム材が市販されている。また、フィルム材とは別に薄型ガラスを使用したガラスフィルムも普及している。ガラスフィルムは、フィルム材と比較して高級感が出たり、耐衝撃性が向上したりするといった利点があるため、ガラスフィルムを好む使用者が増加している。

ガラスフィルムは、フィルム材にはない利点を有するが、衝撃が加わることで破損することもあり、特に端部を起点に破損するおそれが高い。そこで、従来技術のなかには、エッチング処理でガラス基板を分断することによって端面の強度を向上させる技術があった（例えば、特許文献１参照。）。スクライブブレーク等の機械加工を行わずにエッチング処理で分断することによって、端面の細かな傷を除去することができるので、カバーガラスの強度が向上するとされている。

特許第５９２６７３７号公報

しかし、近年の携帯端末機器は、デザイン性や把持性の向上のため、端部を湾曲化したものが存在する。端部が湾曲していると、携帯端末機器を保護するフィルムやガラスフィルムも貼り付けづらくなる。特に、ガラスフィルムは、湾曲面に追従する形状に形成することが難しい。ガラスフィルムを湾曲加工するためには、熱加工や機械加工等の複数の工程が必要となり、加工コストが上昇する。また、携帯端末機器の曲面加工の精度にもばらつきがあることがあり、ガラスフィルムとの密着性が低下することもあった。

また、端面を湾曲させるために、ガラスフィルムの板厚が薄くなってしまうという問題点もあった。ガラス基板の強度は板厚に大きく依存するため、湾曲加工した端部領域は、平面領域よりも強度が低下してしまう。このため、落下等の衝撃により、端部を起点にガラスフィルムが破損してしまうことがあった。

本発明の目的は、携帯端末機器に装着される保護カバーであって、湾曲面を有する携帯端末機器の端面まで確実に保護することが可能な保護カバーを提供することである。

本発明に係る保護カバーは、携帯端末機器に重ねて装着するように構成される。保護カバーは、板状を呈する透明ガラス部材によって構成されており、薄肉部および額縁部を備えている。薄肉部は、携帯端末機器の被覆面の全域にぴったりはまる凹部が形成されており、凹部は少なくとも携帯端末機器との接触箇所に曲面を含んでいる。額縁部は、薄肉部の周囲において薄型化されずに残された領域である。

本発明では、凹部が携帯端末機器の被保護領域にフィットするため、携帯端末機器を確実に保護することが可能になる。凹部の側面は、端面形状にフィットする曲面形状を含むように形成することができるので、ラウンド形状の端面を有する携帯端末機器であっても対応することができる。さらに、携帯端末機器に保護カバーを装着すると、額縁部が携帯端末機器の端部よりも延出するように構成されており、強度の低い端部を確実に保護することができる。また、額縁部自体は薄型化されておらず薄肉部よりも高い強度を有しているため、衝撃が加わっても破損しにくい。

また、額縁部の端面の少なくとも一部が垂直面を有していることが好ましい。ここで、垂直面とは携帯単滅機器を水平状態に配置した状態で、垂直となる面を意味する。端面がテーパ形状のような傾斜面を有していると、額縁部に板厚の薄い領域が存在してしまう。ガラス基板の強度は、板厚に大きく依存しているため、衝撃が加わりやすい端部領域に板厚の薄い領域があることによって、ガラス基板は破損しやすくなる。垂直面を含むことによって、極端に板厚が薄い領域が端面に形成されず、額縁部の強度を向上させることが可能になる。

また、薄肉部は、凹部内に形成された凸部を備えており、凸部の裏側に第２の凹部をさらに備えることが好ましい。携帯端末機器には、凹状の操作ボタンや指紋認証機構等が配置されている場合があり、凸部を形成することにより、操作ボタン等の形状に対応することが可能になる。また、凸部の裏面側に第２の凹部を形成することにより、操作ボタン等の配置位置を使用者が把握しやすくなる。

また、保護カバーと共に、携帯端末機器を挟持する補助的保護カバーをさらに備えることが好ましい。この補助的保護カバーは、携帯端末機器の形状に対応する凹部が形成された薄肉部および薄肉部の外周を囲む額縁部を備えている。さらに、補助的保護カバーは、保護カバーの額縁部と補助的保護カバーの額縁部とが粘着層を介して補助カバーに接合される。

本発明によれば、湾曲面を有する携帯端末機器の端面まで確実に保護することができる保護カバーを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るガラスフィルムとガラスフィルムを装着するスマートフォンを示す図である。 本発明の一実施形態に係るガラスフィルムの構成を示す図である。 ガラスフィルムの他の実施形態を示す図である。 ガラスフィルムの製造プロセスの一例を示す図である。 ガラスフィルムの製造プロセスの一例を示す図である。

ここから、図面を用いて本発明の一実施形態に係るガラスフィルムについて説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るガラスフィルム１０とスマートフォン５０を示す図である。スマートフォン５０は、公知の携帯端末機器であり、ディスプレイ５２および操作ボタン５４を備えている。また、スマートフォン５０の操作面は、カバーガラス５６によって覆われている。操作ボタン５４は、静電容量の変化でタッチ操作を検出する操作領域であり、操作ボタン５４が配置される領域は、カバーガラス５６に貫通孔が形成されている。スマートフォン５０の端面は、湾曲面を有しており、カバーガラス５６も湾曲面に追従するようにその端面が湾曲している。

ガラスフィルム１０は、カバーガラス５６が配置される面に装着されることによって、スマートフォン５０を衝撃等の外力から保護するように構成される単一のガラス基板である。ガラス基板としてはアルミノシリケートガラスを使用することが好ましいが、特に限定はされず、ソーダガラスや無アルカリガラスを使用しても良い。また、ガラスフィルム１０は、必要に応じて圧縮応力層が形成されても良い。圧縮応力層は公知のイオン交換法によって形成することができる。

ガラスフィルム１０は、凹部２０および額縁部２２を備えている。凹部２０は、ガラスフィルム１０の第２の主面１４側に形成されている。凹部２０は、スマートフォン５０の寸法に対応する形状に形成される。なお、凹部２０の深さには特に制限はないが、少なくともカバーガラス５６の端面を被覆することが可能な深さがあることが好ましい。凹部２０の側面は、スマートフォン５０の端面形状に応じた湾曲面を含むように形成される。このような形状は、後述するエッチング処理によって形成することが可能である。

凹部２０の底面部および側面部は、粘着層２６によって被覆されている。粘着層２６は、ディスプレイ５２の視認性を低下させない程度の透過性を有し、さらに、カバーガラス５６との密着性があるものであれば特に制限はない。また、粘着層２６は、スマートフォン５０の寸法の微量なばらつきに対応するために、弾性層を含むことが好ましい。

凹部２０内には、凸部２８が形成されている。凸部２８のスマートフォンの操作ボタン５４に対応する位置に形成されている。凸部２８は、操作ボタン５４の凹形状にフィットするように形成されている。凸部２８の高さは、図２（Ｃ）に示すように、凹部２０の深さよりも小さくなるように形成されている。

また、第１の主面１２側には、凸部２８に対応する位置に操作用凹部３０が形成されている。操作用凹部３０は、使用者がタッチ操作するように構成された凹部であり、その側面は略テーパ形状になるように形成される。操作用凹部３０により使用者は、操作ボタン５４の位置を容易に認識することができる。また、操作ボタン５４の上部のガラス基板の板厚を減少させることにより、静電容量の変化を検出しやすくなるという効果を奏する。

額縁部２２は、ガラスフィルム１０の周縁領域であり、凹部２０を囲むように形成されている。額縁部２２は、少なくとも凹部２０が形成されている領域よりも板厚が厚くなるように構成される。額縁部２２の幅は、０．５〜２．０ｍｍ程度の幅に調整されることが好ましい。額縁部２２の端面は、少なくとも板厚方向の中央部において垂直領域を含むように形成される。なお、本発明における垂直とは、ガラス基板の主面に対して、９０±５度の範囲を含んだ意味に解釈するものとする。

端面に垂直領域が含まれることによって、突出領域のような他の箇所よりも板厚の薄い領域がほとんどない端面を形成することが可能になる。例えば、端面をテーパ形状にすることにより、把持性やデザイン性を向上させることが可能であるが、テーパ形状は、先端部の板厚が薄くなってしまう。ガラス基板の強度は、板厚に大きく依存するため、テーパ形状の先端部のような板厚の薄い領域は、ガラスフィルムの破損の起点となるおそれが高い。額縁部２２は、その端面が垂直に形成されており、極端に板厚が薄い領域が存在しない。なお、額縁部２２の板厚は、０．５〜１．５ｍｍ程度であることが好ましい。また、額縁部２２の板厚が著しく減少しない範囲であれば、ガラスフィルム１０の端面と主面との境界部を面取り加工し、曲面領域を形成することも可能である。

ガラスフィルム１０は、スマートフォン５０の主面全域と端面の一部を被覆するように装着される（図１（Ｂ）参照。）。この際、凸部２８を操作ボタン５４上のカバーガラス５６の貫通孔に嵌め込むことにより、ガラスフィルム１０の位置合わせが容易になる。凹部２０は、スマートフォン５０の外形形状にフィットするように形成されているため、ガラスフィルム１０がずれるといったこともない。また、スマートフォン５０の寸法にばらつきが生じていたとしても、粘着層２６の弾性層によりガラスフィルム１０がぐらつくおそれもない。また、凸部２８および操作用凹部３０が形成されていることによって、操作ボタン５４上のガラスフィルム１０の板厚は、その他の領域よりも板厚が減少しているため、操作ボタン５４は静電容量の変化を検出することができる。出願人の研究によると、静電容量の検出する領域上のガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下程度であれば、静電容量式のボタンスイッチでも動作することが証明されている。

さらに、ガラスフィルム１０をスマートフォン５０に装着すると、額縁部２２がスマートフォン５０の端面から延出するので、スマートフォン５０の端部に衝撃が直接加わるのを好適に防止することができる。ガラスフィルム１０自体も、額縁部２２の板厚が厚いため、衝撃が加わっても破損するおそれが低い。

本発明の他の実施形態として、スマートフォン５０の背面を保護する背面保護カバー６０について説明する。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、背面保護カバー６０は、ガラスフィルム１０に接合され、スマートフォン５０を挟持するように構成される。背面保護カバー６０は、単一のガラス基板で構成されており、凹部６２と額縁部６４を有している。凹部６４は、スマートフォン５０の背面側においてガラスフィルム１０で覆われていない領域にぴったりはまるように形成されている。また、スマートフォン５０の背面にカメラレンズ等が配置されている場合は、必要に応じて凹部６２に貫通孔が形成されても良い。

額縁部６４は、背面保護カバー６０の周縁領域であり、凹部６２の外周を囲むように形成される。額縁部６４は、凹部６２が形成されている主面側が粘着層６６で被覆されている。粘着層６６は、背面保護カバー６０をスマートフォン５０に装着した際に、ガラスフィルム１０の額縁部２２と額縁部６４を接合するように構成される。

また、額縁部６４は、一部に切欠き部６８を有している。切欠き部６８は、スマートフォン５０の端子挿入部５８に対応する位置に形成されている。切欠き部６８は、額縁部６４の任意の位置に形成することができ、例えば、イヤフォンジャック等のスマートフォン５０の端面に配置される入力端子に対応する位置に形成したりしても良い。また、本実施形態では、背面保護カバー６０に切欠き部６８を形成しているが、ガラスフィルム１０の額縁部２２に切欠き部を形成しても良い。

背面保護カバー６０は、図３（Ｂ）に示すようにスマートフォン５０の背面側に装着される。背面保護カバー６０とガラスフィルム１０は、額縁部６４および額縁部２２が当接するように構成されており、粘着層６６によって背面保護カバー６０とガラスフィルム１０が接合される。ガラスフィルム１０と背面保護カバー６０によってスマートフォン５０の全面を確実に保護することができる。また、ガラスフィルム１０の凹部２０と背面保護カバー６０の凹部６２は、スマートフォン５０の寸法にぴったりとフィットするように形成されるため、スマートフォン５０が凹部間でぐらつくこともない。

ここから、ガラスフィルム１０の製造方法について、図４および図５を用いて説明する。なお、背面保護カバー６０の製造方法も、ガラスフィルム１０の製造方法と実質的に同一である。ガラスフィルム１０は、複数のガラスフィルム１０が面取りされた大型のガラス母材１００からガラスフィルム１０を単個化することによって製造することが効果的である。本実施形態におけるガラスフィルムの製造方法は、保護ステップ、第１のパターニングステップ、第１のエッチングステップ、第２のパターニングステップ、第２のエッチングステップ、剥離ステップおよび分断ステップからなる。

保護ステップでは、ガラス母材１００の両主面に耐エッチング性を有するフィルム７０を被覆する。フィルム７０は、少なくともフッ酸に対する耐性を有しているものであれば特に制限はなく、使用するエッチング液に応じて所望のフィルムを使用することができる。また、フィルム材以外にもレジストや樹脂剤等で被覆しても良い。

第１のパターニングステップでは、ガラス母材１００の一方の主面から凹部に相当する領域に被覆されているフィルム７０をパターニング処理によって除去する。パターニング処理は、レーザ装置や露光装置を使って行うことができる。また、凹部内に凸部が配置される場合、第１のパターニングステップでは凸部に相当する領域に被覆されているフィルム７０は除去されない。

第１のエッチングステップでは、フィルム７０をパターニングしたガラス母材１００に対してエッチング処理を行うことによって凹部２０を形成する。エッチング処理は、少なくともフッ酸を含むエッチング液とガラス母材１００を接触させることによって行われる。エッチング液は、フッ酸以外にも塩酸等の無機酸や界面活性剤等のエッチング補助剤が含まれていても良い。

ガラス母材１００をエッチングする場合は、所望の搬送機構によって一定方向に搬送されるガラス母材１００に対してエッチング液を噴射する枚葉タイプのエッチング装置やエッチング液が収容されたエッチング槽にガラス母材１００を浸漬するディップ方式のエッチング装置を使用することができる。エッチング処理では、エッチング液の噴射圧力や噴射角度、エッチング槽の撹拌方法やエッチング液の組成等を調整することにより、凹部２０の側面形状を所望の形状に調整することが可能である。

第２のパターニングステップでは、凸部２８に相当する領域のフィルム７０を除去する。さらに、操作用凹部３０に対応する領域も前述のパターニング処理によってフィルム７０が除去される。第２のエッチングステップは、第２のパターニングステップ後に、ガラス母材１００とエッチング液を接触させることにより、凸部２８および操作用凹部３０を形成する工程である。また、凹部２０は、第１のエッチングステップと第２のエッチングステップの２段階のエッチング処理によって、スマートフォン５０に対応する寸法形状に調整される。

剥離ステップでは、ガラス母材１００からフィルム７０を剥離する。フィルム７０は、物理的な力を加えたり、剥離液に浸漬したりすることによって剥離することが可能である。

分断ステップは、凹部２０の外周領域を分断することによって額縁領域２２を形成する工程である。ガラス母材１００の分断は、スクライブブレークやレーザ装置等の分断面が垂直になるような装置で行われる。分断ステップによって、端面に微小な傷が生じた場合は、凹部２０、凸部２８、操作用凹部３０の寸法に影響がでないようにエッチングによる端面処理を行っても良い。分断ステップ後のガラスフィルム１０は、粘着層２６の形成や、必要に応じて、端面の面取り加工等が行われる。また、本実施形態では、エッチング処理を２段階に分けて行ったが、凸部や操作用凹部の寸法形状によっては、さらにエッチングを多段階に分けて実施しても良い。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０‐ガラスフィルム
２０‐凹部
２２‐額縁部
２６‐粘着層
２８‐凸部
３０‐操作用凹部
５０‐スマートフォン
６０‐背面保護カバー

Claims (4)

1. 携帯端末機器に重ねて装着するための保護カバーであって、
   板状を呈する透明ガラス部材によって構成されており、かつ、
   前記携帯端末機器の被覆面の全域にぴったりはまる凹部であって、少なくとも前記携帯端末機器との接触箇所に曲面を含む凹部が形成された薄肉部と、
   この薄肉部の周囲において薄型化されずに残された額縁部と、
   を少なくとも備えた保護カバー。
2. 前記額縁部の端面の少なくとも一部が垂直面を有していることを特徴とする請求項１に記載の保護カバー。
3. 前記薄肉部は、前記凹部内に形成された凸部を備えており、
   前記凸部の裏側に第２の凹部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の保護カバー。
4. 前記保護カバーと共に、携帯端末機器を挟持する補助的保護カバーをさらに備えており、
   前記補助的保護カバーは、携帯端末機器の形状に対応する凹部が形成された薄肉部と、
   前記薄肉部の外周を囲む額縁部と、
   を備えており、
   前記保護カバーの額縁部と前記補助的保護カバーの額縁部とが粘着層を介して接合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護カバー。

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