JP7026785B2 - 高強度指紋防止ガラス、その製造方法、高強度指紋防止ガラスの外装部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ガラス表面処理技術の分野に関し、特に、高強度指紋防止ガラス、その製造方法、指紋防止ガラスの外装部品およびその製造方法に関する。

現在、ガラスは、携帯電話などの通信電子製品に一般的に応用されている。例えば、ガラスは携帯電話のタッチスクリーンカバーおよび背面カバーとして使用されている。しかしながら、ガラスはしばしばユーザの指紋と直接接触するか、または環境汚染に起因して油汚れが表面上に生成され、ガラスを拭いた後に、はっきりとした霧状の拭き跡が表面上にさらに残り、それによりユーザエクスペリエンスに影響を及ぼす。

この問題を改善するために、現在、指紋防止被覆（Ａｎｔｉ－ｆｉｎｇｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）は、活性シラン基およびフッ素変性有機基を含む被覆を使用することによりしばしば実施されている。しかしながら、指紋防止被覆は、ガラスの表面上に生成される指紋や油汚れ等を比較的容易に拭き取ることができるだけであり、指はガラスの表面と直接接触するので指紋および汚れが容易に且つ頻繁に生成される問題は根本的に解決されていない。

これを考慮して、本発明の実施形態は、高強度指紋防止ガラスを提供し、マイクロテクスチャ構造が、指紋防止ガラスの表面上に設けられる。マイクロテクスチャ構造の設置は、ガラス表面の物理的構造を変化させることができ、それにより指紋および油汚れがガラス表面上で容易に生成されるという問題を根本的に解決するのに役立つ。

具体的には、第１の態様によれば、本発明の実施形態は、ガラス基材を含む高強度指紋防止ガラスを提供し、ガラス基材は、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含み、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方はマイクロテクスチャ構造が設けられ、マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ_２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲である。

高強度指紋防止ガラスの可視光透過率は、９５％から１００％である。

任意の２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は、０．０２ｍｍから０．２ｍｍである。

具体的には、複数のマイクロテクスチャユニットは、ガラス基材上に規則的または不規則に配置されている。複数のマイクロテクスチャユニットは、第１の表面または第２の表面をおおっている。

マイクロテクスチャユニットは、三次元パターンであり、具体的には、幾何学的または非幾何学的形状の溝または突起である。

本発明の実施形態では、複数のマイクロテクスチャユニットは、同じ形状であり、第１の表面または第２の表面上で同じ正射投影領域を有しており、ガラス基材上でアレイ状に配置される。

本発明の実施形態では、第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも一方の局所領域または全領域は、テクスチャ勾配領域として設定される。テクスチャ勾配領域内の方向において、第１の表面または第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域は徐々に減少し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は徐々に増大する。

高強度指紋防止ガラスの厚さは、０．５ｍｍから０．７ｍｍであり、硬度は、６５０ＨＶから７００ＨＶであり、耐衝撃強度は、０．５ジュール／ｍ^２から１．２５ジュール／ｍ^２である。

本発明のこの実施形態では、高強度指紋防止ガラスは、２Ｄガラス、２．５Ｄガラスまたは３Ｄガラスである。

本発明のこの実施形態の第１の態様により提供される高強度指紋防止ガラスの表面は、肉眼では見えないマイクロテクスチャ構造が設けられており、マイクロテクスチャ構造はガラス表面の物理構造を変化させ、ガラス表面上の指紋および油汚れの発生を根本的に防止する。加えて、本発明のこの実施形態では、マイクロテクスチャユニットのサイズは、ガラスが良好な指紋防止効果を有するだけでなく、高い光透過率および耐衝撃強度も有するように適切に設計される。

それに対応して、第２の態様によれば、本発明の実施形態は、以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスを製造する方法を提供する。
白ガラス原料を取得するステップであって、白ガラス原料は、互いに対向して設けられた第１の表面および第２の表面を含む、ステップ、および光化学エッチング（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｔｃｈｉｎｇ）法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成し、２Ｄ高強度指紋防止ガラスを得るステップ、または
白ガラス原料を取得するステップ、最初に白ガラス原料を２．５Ｄ形状へ処理するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成し、２．５Ｄ高強度指紋防止ガラスを取得するステップ、または
白ガラス原料を取得するステップ、最初に白ガラス原料を３Ｄ形状へ処理するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、もしくは、最初に光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いでマイクロテクスチャ構造を有する白ガラス原料を３Ｄ形状へと処理して、３Ｄ高強度指紋防止ガラスを取得するステップ、
ここで、マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲であり、
光化学エッチング法の具体的な操作は、以下の通りである。エッチングされる白ガラス原料を洗浄するステップ、白ガラス原料を乾燥させた後、白ガラス原料をフォトレジストの層で被覆するステップ、露光および現像後にエッチングされる領域を外部へ露出させるステップ、および白ガラス原料をエッチング溶液の中へ置くステップ、および白ガラス原料が２から１０秒の間エッチングされた後、白ガラス原料を取り出し、膜を除去してマイクロテクスチャ構造を得るステップであり、エッチング溶液は、フッ化水素および／または別の弱酸性物質を含む。エッチングされる領域は、エッチングの間にエッチング溶液と接触し、分解および腐食効果を達成して、凹凸または中空の効果を形成し、例えば、エッチングは、様々なパターン、設計、規模および格子を形成するために実施される。

本発明の実施形態の第２の態様により提供される高強度指紋防止ガラスを製造する方法では、処理が単純であり、それにより規模生産を容易にする。

第３の態様によれば、本発明の実施形態は、ガラス外装部品マトリクスおよびガラス外部の表面上に配置された指紋防止保護膜を含む、高強度指紋防止ガラスの外装部品であって、ガラス外装部品マトリクスは、本発明の実施形態の第１の態様による高強度指紋防止ガラスで作られる、高強度指紋防止ガラスの外装部品を提供する。

ガラス外装部品マトリクスは、任意のガラス製品であってよく、具体的には、端子ハウジング、端子カバー、キー、タッチスクリーン、メーターガラス、またはカメラ保護カバーであってよい。

ガラス外装部品マトリクスは、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含み、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方の縁部領域はテクスチャ勾配領域として設定され、テクスチャ勾配領域の幅は２ｍｍから１０ｍｍであり、テクスチャ勾配領域の内周から外周へ、第１の表面または第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域は徐々に減少し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔が徐々に増大する。

本発明のこの実施形態において提供される高強度指紋防止ガラスの外装部品の表面は、マイクロテクスチャ構造が設けられる。マイクロテクスチャ構造の設置は、ガラス表面の物理構造を変化させ、その結果、ガラス表面とユーザの指との間の接触面積を変化させることができ、ガラス表面上の指紋および油汚れの生成は、指紋防止被覆と組み合わせることにより根本的に解決される。加えて、本発明のこの実施形態において提供される高強度指紋防止ガラスの外装部品は、高い光透過率および耐衝撃強度を有している。

第４の態様によれば、本発明の実施形態は、以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスの外装部品を製造する方法をさらに提供する。
白ガラス原料を取得するステップであって、白ガラス原料は互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含む、ステップ、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を切断およびＣＮＣ（コンピュータ数値制御、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）処理を実施するステップ、次いで光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、ＣＮＣ処理は、ガラスを２Ｄ形状のままにするか、または２．５Ｄ形状に形成することを可能にしている、または
白ガラス原料を取得するステップ、切断、ＣＮＣ、熱間曲げおよび研磨処理を連続して実行することにより、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を処理するステップ、光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、３Ｄ形状は熱間曲げ処理において形成される、または
白ガラス原料を取得するステップ、切断の後、光化学エッチング法を使用することにより、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、ＣＮＣおよび熱間曲げを連続して実施することにより、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を処理するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を取得ステップとを含み、３Ｄ形状は熱間曲げ処理において形成される、
ここで、マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲である。

本発明のこの実施形態において提供される高強度指紋防止ガラスの外装部品を製造する方法は、処理が単純であり、それにより、規模生産を容易にする。

本発明の実施形態の利点は、以下の明細書において部分的に記載されている。いくつかの利点は本明細書により明らかであるか、または本発明の実施形態の実施を通して知ることができる。

ガラスタッチスクリーンを使用する既存の携帯電話の概略構造図である。 ガラスタッチスクリーンと接触するユーザの指によって引き起こされる指紋残留物の概略図である。 本発明の実施形態１による携帯電話の背面ガラスカバーの概略構造図である。 本発明の実施形態１による携帯電話の背面ガラスカバーの局所断面の概略図である。 本発明の実施形態１による、エッチング前の携帯電話の背面ガラスカバーの弧状縁部の走査型電子顕微鏡図である。 本発明の実施形態１による、エッチング後の携帯電話の背面ガラスカバーの弧状縁部の走査型電子顕微鏡図である。 本発明の実施形態２による携帯電話の背面ガラスカバーの概略構造図である。

以下の説明は、本発明の実施形態の好ましい実装である。当業者は、本発明の実施形態の原理から逸脱することなく、改良および洗練を行うことができ、改良および洗練は、本発明の実施形態の保護範囲内にあることに留意されたい。

現在、ガラスは、携帯電話などの通信電子製品に一般的に応用されている。例えば、ガラスは、（図１の１０に示されるような）タッチスクリーンカバーおよび携帯電話の背面カバーとして使用される。しかしながら、図２に示すように、ユーザの指がガラスに直接接触すると、ユーザの指紋がガラス表面上に通常残るか、または油汚れが環境汚染に起因してガラス表面上に生成され、ガラスを拭いた後に、はっきりとした霧状の拭き取り跡がガラス表面上に依然として残り、それによりユーザエクスペリエンスに影響を及ぼす。既存のガラス表面上の指紋残留物の問題を解決するために、業界では指紋防止被覆がガラス表面上に通常施される。この方法では、指紋残留物の問題はある程度緩和されるが、指紋防止被覆は、ガラス表面上に生成された指紋や油汚れ等を比較的容易に拭き取ることしかできず、指がガラス表面と直接接触するので指紋が容易に且つ頻繁に生成されるという問題は根本的に解決されていない。

それにより、既存のガラス表面上の指紋残留物の問題を根本的に解決し、ユーザエクスペリエンスを改善するために、本発明の実施形態は、ガラス基材を含む高強度指紋防止ガラスを提供する。ガラス基材は、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含み、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方には、マイクロテクスチャ構造が設けられている。マイクロテクスチャ構造は複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲である。

本発明のこの実施形態では、マイクロテクスチャ構造は、肉眼では見えないマイクロメカニズム構造である。本発明のこの実施形態では、マイクロテクスチャユニットのサイズは、良好な指紋防止効果が得られるときに、ガラスは良好な光透過率を依然として維持し、且つマイクロテクスチャ構造がエッチングされていないガラスよりも高い耐衝撃強度を得るように、適切に設計される。

本発明のこの実施形態では、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域はさらに、０．０００７ｍｍ^２から０．００６４ｍｍ^２、０．００１ｍｍ^２から０．００５ｍｍ^２または０．００２ｍｍ^２から０．００４ｍｍ^２であり得る。マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は、２μｍから７μｍであり、具体的には２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍであり得る。すなわち、マイクロテクスチャユニットが第１の表面上に設けられている場合、最大距離は、マイクロテクスチャユニットと第１の表面との間の最大距離である。

具体的には、本発明の実施形態では、高強度指紋防止ガラスの可視光透過率は、９５％から１００％である。本発明のこの実施形態における高強度指紋防止ガラスの可視光透過率は、白ガラスのものと基本的に同等であり、マイクロテクスチャ構造の設置はガラスの可視光透過率を低減させない。

具体的には、本発明の実施形態では、高強度指紋防止ガラスの厚さは、０．５ｍｍから０．７ｍｍであり、硬度は、６５０ＨＶから７００ＨＶであり、耐衝撃強度は、０．５ジュール／ｍ^２から１．２５ジュール／ｍ^２である。耐衝撃強度は、同じ厚さを有する、マイクロテクスチャ構造がエッチングされない白ガラスと比較して、１５０％から２１０％増大する。

本発明の実施形態では、任意の２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は、０．０２ｍｍから０．２ｍｍであり、例えば、０．０２ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．０８ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１２ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．１８ｍｍ、または０．２ｍｍであり得る。マイクロテクスチャユニット間の間隔は、指紋および汚れの付着に直接影響する。間隔をより小さいサイズに設定することは、ガラスの指紋防止および油汚れ防止の性能を改善し、より大きい間隔を有するガラスは一般的な白ガラスに近づく。

本発明の実施形態では、複数のマイクロテクスチャユニットは、ガラス基材上に規則的に、または不規則に配置される。規則的な配置は、アレイ状の配置であり得る。複数のマイクロテクスチャユニットは、第１の表面または第２の表面に散らばっている。

本発明の実施形態では、マイクロテクスチャユニットの特定の設計形状は特に限定されていない。マイクロテクスチャユニットは、三次元パターンであり、具体的には、幾何学的または非幾何学的形状の溝または突起であり得る。幾何学的形状は、非線形構造であってもよく、例えば、球形、半球形、四角形（正方形など）、菱形、多角形または五角形であってもよく、または線形構造、すなわち直線型や曲線型を含む、線型の溝または突起であってもよい。非幾何学的形状は、雪片形状または花形状などの文字またはパターンであり得る。

本発明の特定の実施形態では、マイクロテクスチャ構造は、アレイ状の突起である。本発明の別の特定の実施態様では、マイクロテクスチャ構造は、アレイ状の溝である。アレイ状の突起または溝の特定の形状は、球形、半球形、四角形、菱形、多角形、五角形などであり得る。

本発明の実施形態では、複数のマイクロテクスチャユニットは、同じ形状であり、第１の表面または第２の表面上に同じ正投影領域を有しており、ガラス基材上にアレイ状に配置される。

本発明の別の実施態様では、第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも一方の局所領域または全領域がテクスチャ勾配領域として設定される。テクスチャ勾配領域の位置およびテクスチャ勾配の傾きは、特定の要件に基づいて設計され得る。例えば、テクスチャ勾配領域の方向において、第１の表面または第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域は徐々に低減し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は徐々に増大する。テクスチャ勾配の設計は、製品の外観、手触り、およびローカルパフォーマンスを向上させることができる。

本発明の実施形態では、高強度指紋防止ガラスは、２Ｄガラス、２．５Ｄガラスまたは３Ｄガラスであり得る。

それに対応して、本発明の実施形態は、以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスを製造する方法を提供する。
互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含む白ガラス原料を取得するステップ、および光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成し、２Ｄ高強度指紋防止ガラスを得るステップ、または
白ガラス原料を取得するステップ、最初に白ガラス原料を２．５Ｄ形状へと加工するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施してマイクロテクスチャ構造を形成し、２．５Ｄ高強度指紋防止ガラスを得るステップ、または
白ガラス原料を取得するステップ、最初に白ガラス原料を３Ｄ形状へと加工するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、または、最初に光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いでマイクロテクスチャ構造を有する白ガラス原料を３Ｄ形状へと加工し、３Ｄ高強度指紋防止ガラスを得るステップ、
ここで、マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲である。

本発明のこの実施形態における前述の製造方法において、光化学エッチング法の特定の操作は、以下の通りである：エッチングされる白ガラス原料を洗浄するステップ、白ガラス原料を乾燥させた後、白ガラス原料をフォトレジストの層で被覆するステップ、露光および現像後、エッチングされる領域を外部に露出させるステップ、白ガラス原料をエッチング液に置くステップ、および白ガラス原料が２から１０秒の間エッチングされた後、白ガラス原料を取り出して膜を除去し、マイクロテクスチャ構造を得るステップを含み、エッチング溶液はフッ化水素および／または別の弱酸性物質を含む。エッチングされる領域は、エッチングの間にエッチング溶液と接触し、分解および腐食効果を達成して、凹凸または中空効果を形成し、例えば、エッチングは、様々なパターン、設計、規模および格子を形成するために行われる。任意選択で、エッチング時間は２から４秒または５から８秒である。エッチング溶液内のフッ化水素の質量濃度は、２０％から４０％、またはさらに３０％から４０％、または２５％から３５％である。フォトレジストは、既存の一般的なフォトレジスト型のものであり得る。

本発明の実施形態では、白ガラス原料は、既存の一般的な操作を使用することにより、２．５Ｄ形状または３Ｄ形状へと加工され得る。例えば、白ガラス原料は、ＣＮＣ処理を使用することにより２．５Ｄ形状へと加工され、または白ガラス原料は、３Ｄガラス熱間曲げ機および熱間曲げ加工により３Ｄ形状へと加工される。

本発明の実施形態では、製造方法は、強化処理をさらに含む。強化処理は、ガラスの硬度および耐摩耗性を高めることができる。

本発明の実施形態は、ガラス外装部品マトリクスおよびガラス外装部品マトリクスの表面上に配置された指紋防止保護膜を含む、高強度指紋防止ガラスの外装部品をさらに提供する。ガラス外装部品マトリクスは、本発明の前述の実施形態による高強度指紋防止ガラスで作られる。

本発明の実施において、ガラス外装部品マトリクスは、任意のガラス製品であってよく、具体的には、端子ハウジング、端子カバー、キー、タッチスクリーン、メーターガラスまたはカメラ保護カバーであってよい。

本発明のこの実施形態における高強度指紋防止ガラスの外装部品は、前述の高強度指紋防止ガラスの特徴に基づいており、詳細はここでは再度説明しない。

本発明の実施形態では、ガラス外装部品マトリクスは、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含む。ガラス外装部品マトリクスの第１の表面および第２の表面の少なくとも一方の局所領域または全領域は、テクスチャ勾配領域として設置される。本発明の特定の実施形態では、ガラス外装部品マトリクスの第１の表面および第２の表面の少なくとも一方の周辺縁部領域はテクスチャ勾配領域として設定され、テクスチャ勾配領域の幅は２ｍｍから１０ｍｍであり；テクスチャ勾配領域における内周から外周へ、第１の表面または第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域は徐々に減少し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は徐々に増大する。例えば、ガラス外装部品マトリクスは、携帯電話の３Ｄガラスまたは２．５Ｄガラスの背面カバーであり、３Ｄガラスまたは２．５Ｄガラスの周辺弧状縁部の幅は２ｍｍから１０ｍｍであり、弧状縁部はテクスチャ勾配領域として設定され、弧状縁部の内周から外周へ、第１の表面または第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域が徐々に減少し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔が徐々に増大する。そのようなテクスチャ勾配の設計は、光の影が３Ｄまたは２．５Ｄガラスの内面および外面のラジアンに適したものとなることができる。テクスチャ勾配領域の光の影と組み合わせて、製品外観の完全性は向上し、保持時の手触りが向上し、ユーザエクスペリエンスが向上する。

本発明の実施形態では、指紋防止保護フィルムの材料はフッ化物であってもよく、フィルムの厚さは０．１μｍ未満である。具体的には、指紋防止保護フィルムは、フッ素含有被覆により形成された被覆であり得る。フッ素含有被覆は、具体的には、活性シラン基およびフッ素変性有機基を含むフルオロシリコーン樹脂を含む。指紋防止保護フィルムおよびマイクロテクスチャ構造の組み合わせは、指紋除去効果をより良く達成できる。２つの処理の間に競合はない。さらに、ガラス表面上のマイクロテクスチャ構造の存在のために、指紋防止保護フィルムはガラス表面とより強固に結合される。

それに対応して、本発明の実施形態は、以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスの外側部品を製造する方法を提供する。
白ガラス原料を取得するステップであって、白ガラス原料は、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含むステップ、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を切断およびＣＮＣ加工を実施するステップ、次いで光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、ＣＮＣ処理は、ガラスを２Ｄ形状のままにするか、もしくは２．５Ｄ形状を形成することを可能にする、または
白ガラス原料を取得するステップ、切断、ＣＮＣ、熱間曲げおよび研磨処理を連続して実施することにより、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を処理するステップ、光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、３Ｄ形状は熱間曲げ処理において形成されるか、または
白ガラス原料を取得するステップと、切断後、光化学エッチング法を使用して、白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、ＣＮＣおよび熱間曲げを連続して実施することにより、外装部品の設計要件を満たすように白ガラス原料を処理するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、３Ｄ形状は熱間曲げ処理において形成される、ここで
マイクロテクスチャ構造は複数のマイクロテクスチャユニットを含み、第１の表面または第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、マイクロテクスチャユニットとマイクロテクスチャユニットが配置される表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲であり、
光化学エッチング法の具体的な操作は、以下のとおりである：エッチングされる白ガラス原料を洗浄するステップ、白ガラス原料を乾燥した後、白ガラス原料をフォトレジスト層で被覆するステップ、露光および現像後、エッチングされる領域を外側に露出させるステップ、白ガラス原料をエッチング溶液に置くステップ、および白ガラス原料が２から１０秒の間エッチングされた後、白ガラス原料を取り出し、膜を除去して、マイクロテクスチャ構造を得るステップを含み、エッチング溶液はフッ化水素および／または別の弱酸物質を含む。エッチングされる領域は、エッチング時にエッチング溶液と接触し、分解および腐食効果を達成して、凹凸または中空効果を形成し、例えば、エッチングは、様々なパターン、設計、規模および格子を形成する。任意選択で、エッチング時間は２から４秒または５から８秒である。エッチング溶液内のフッ化水素の質量濃度は、２０％から４０％、または３０％から４０％さえも、または２５％から３５％である。

本発明の実施形態では、製造方法は、強化処理をさらに含む。強化処理は、ガラスの硬度および耐摩耗性を高めることができる。

本発明の実施形態では、切断、ＣＮＣ、熱間曲げおよび研磨処理は全て、既存の一般的に使用される操作方法で実施され得る。これは、本発明において特に限定されない。ＣＮＣ処理において、様々な微細構造は、特定の事前に準備された外装部品の使用およびモデル要件に基づいた処理を通して得られ得る。熱間曲げ処理は熱間曲げ機を使用して完了される。本発明の実施形態では、従来の処理ステップはまた、実際の要件に基づいて追加され得る。例えば、ＣＮＣ操作または研磨操作が一度追加される。

本発明の実施形態では、指紋防止被覆（Ａｎｔｉ－ｆｉｎｇｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）は、既存の操作を使用することにより実施され得る。具体的には、ガラス外装部品の表面は市販のＡＦ指紋防止薬液で被覆されるか、もしくはその中に浸透される、または真空蒸着が市販のＡＦ指紋防止ペレット上で実施されて、指紋防止保護フィルムを形成する。市販のＡＦ指紋防止薬液は２つの部分、ＡＦ主剤および希釈剤を通常含む。主剤は主にパーフルオロポリエーテルポリマーである。市販のＡＦ指紋防止ペレットの成分はＡＦ主剤である。

本発明の実施態様では、指紋防止被覆の前または後に、別の態様において外装部品の性能を改善するために、別の被覆操作がまた実施され得る。

以下、携帯電話の背面カバーを例として使用し、本発明の実施形態をさらに説明する。

［実施形態１］
携帯電話の高強度指紋防止ガラスの背面カバーは、携帯電話の背面カバーマトリクス（２．５Ｄガラス）を含む。携帯電話の背面カバーマトリクスは、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含み、マイクロテクスチャ構造が第１の表面上に設けられ、指紋防止保護フィルムがさらに配置される。この実施形態では、第１の表面は、ユーザが直接接触することができ、および携帯電話の外側に面する側面である。マイクロテクスチャ構造は、複数の半球状の突起を含む。

携帯電話の背面カバーマトリクスの中間平面領域において、半球状の突起は、約０．０９ｍｍの直径を有してアレイ状に配置され、第１の表面上の正投影領域は、０．００６４ｍｍ^２であり、任意の２つの隣接する半球状の突起間の間隔は０．１５ｍｍであり、半球状の突起と第１の表面との間の最大距離は５μｍである。

携帯電話の背面カバーマトリクスの５ｍｍの外周幅を有する弧状縁部領域は、テクスチャ勾配領域である。テクスチャ勾配領域において、半球状の突起は勾配の傾きに分布されている。弧状縁部領域の内周から外周へ、半球状の突起の直径は０．０９ｍｍから０．０３ｍｍへと徐々に減少し、すなわち、第１の表面上の半球状の突起の正投影領域は、０．００６４ｍｍ^２から０．０００７ｍｍ^２へと徐々に減少し、２つの隣接する半球状の突起間の間隔は、０．１５ｍｍから０．２ｍｍへと徐々に増大し、半球状の突起と第１の表面との間の最大距離は３μｍから５μｍの範囲である。もちろん、別の実施形態では、テクスチャ勾配領域の幅、テクスチャ勾配領域におけるマイクロテクスチャユニットの最大正投影領域および最大正投影領域、並びに最大間隔および最小間隔はまた、別の特定の値で設計され得る。

図３は、本発明の実施形態１による携帯電話の背面ガラスカバーの概略構成図である。図において、１は携帯電話の背面カバーマトリクスを表し、２は半球状の突起を表し、１１は中間平面領域を表し、１２は弧状縁部領域を表す。

図４は、本発明の実施形態による携帯電話の平面ガラスカバーの中間平面領域の局所断面の概略図である。１は携帯電話の背面カバーマトリクス、２は半球状の突起を表し、ｈは半球状の突起の高さである。

この実施形態では、携帯電話の高強度指紋防止ガラス背面カバーを製造する方法は、以下のステップを含む。
（１）０．５１ｍｍの厚さを有する白ガラス板を取得し、設計サイズに基づいて白ガラス板を切断し、白ガラス板上でＣＮＣおよび研磨を実施して、白ガラス板が携帯電話の背面カバーの設計要件を満たすことを可能にし、２．５Ｄ形状を形成するステップ、
（２）白ガラスであり、携帯電話の背面カバーとして予め設定されている外面（携帯電話の外側に向いた面）側の表面上にフォトレジストを被覆し、露光、現像を実施するステップ、
（３）エッチングされる領域の保護膜を除去するステップ、エッチングされる領域を外側に露出させるステップ、２から１０秒間のエッチングのために白ガラスをエッチング溶液に置いて、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、およびエッチングが完了した後、白ガラスを取り出し、膜を除去し、白ガラスを洗浄するステップ、ここでエッチング溶液は質量含有率３０％のフッ化水素を含む、並びに
（４）最後に、マイクロテクスチャ構造を有する表面上に指紋防止被覆を施して指紋防止保護膜を形成し、携帯電話の２．５Ｄガラス背面カバーを得る。

本発明のこの実施形態におけるマイクロテクスチャ構造は、ガラス表面の物理的構造を変化させ、さらにガラス表面の粗さを増大させ、ガラス表面と指との間の接触面積を変化させ、その結果、ガラス表面上の指紋および油汚れの発生を根本的に回避することができ、ユーザエクスペリエンスを向上させることができる。本発明のこの実施形態におけるマイクロテクスチャ構造の設置は、ガラス強度をさらに改善することができる。これは、ＣＮＣ処理がガラス上で実施された後、いくつかのマイクロクラックが生成され、本発明のこの実施形態における光化学エッチング操作がこれらのマイクロクラックを除去し得るからである。図５および図６は、本発明の実施形態によるエッチング前後の携帯電話の背面ガラスカバーの弧状縁部の別々の走査電子顕微鏡図である。エッチング前に、携帯電話の背面ガラスカバーの弧状縁部上に複数の突出したマイクロバブル構造があり、表面は粗いことが図５から理解することができる。エッチング後、これらのマイクロバブル構造は消滅し、弧状縁部の表面がより滑らかになる。従って、携帯電話の背面ガラスカバーの強度が高まる。本発明のこの実施形態における携帯電話の背面ガラスカバーの強度をさらに改善するために、マイクロテクスチャ構造はまた、携帯電話の背面カバーの内面上（携帯電話の内側に向いた面）に設けられ得る。

［実施形態２］
携帯電話の高強度指紋防止ガラス背面カバーは、携帯電話の背面カバーマトリクス（２．５Ｄガラス）を含み、携帯電話の背面カバーマトリクスは、互いに対向して設けられる第１の表面および第２の表面を含む。マイクロテクスチャ構造は第１の表面上に設けられ、指紋防止保護膜がさらに配置される。この実施形態では、第１の表面は、ユーザが直接接触することができ、携帯電話の外側に面する側面である。マイクロテクスチャ構造は、複数の方形状の突起を含む。

携帯電話の背面カバーマトリクスの中間平面領域において、方形状の突起は、０．１２ｍｍの辺長を有するアレイ状に配置され、第１の表面上の正投影領域は、０．０１４４ｍｍ^２であり、任意の２つの隣接する方形状の突起間の間隔は０．０８ｍｍであり、方形状の突起と第１の表面との間の最大距離は３μｍである。

携帯電話の背面カバーマトリクスの５ｍｍの周辺幅を有する弧状縁部領域は、テクスチャ勾配領域である。テクスチャ勾配領域において、方形状の突起は勾配の傾きにおいて分布されている。弧状縁部領域の内周から外周へ、方形状の突起の辺長は０．１２ｍｍから０．０２ｍｍへと徐々に減少し、すなわち、第１の表面上の方形状の突起の正投影領域は、０．０１４４ｍｍ^２から０．０００４ｍｍ^２へと徐々に減少し、２つの隣接する方形状の突起間の間隔は、０．０８ｍｍから０．２ｍｍへと徐々に増大し、方形状の突起と第１の表面との間の最大距離は３μｍから５μｍである。もちろん、別の実施形態では、テクスチャ勾配領域の幅、テクスチャ勾配領域内のマイクロテクスチャユニットの最大正投影領域および最大正投影領域、並びに最大間隔および最小間隔はまた、別の特定の値として設定され得る。

図７は、本発明の実施形態２による携帯電話の背面ガラスカバーの概略構造図である。図４は、方形状の突起である。

［実施形態３］
携帯電話の高強度指紋防止ガラス背面カバーが提供される。背面カバーと実施形態１のものとの唯一の違いは、携帯電話の背面カバーマトリクスが３Ｄガラスであることである。

この実施形態における携帯電話の３Ｄガラス背面カバーは、以下のステップにより製造され得る。
（１）０．５１ｍｍの厚さを有する白ガラス板を取得し、設計サイズに基づいて白ガラス板を切断し、白ガラス板上でＣＮＣおよび研磨を実施して、白ガラス板が携帯電話の背面カバーの設計要件を満たすことができるようにするステップ、
（２）ガラスの熱間曲げ補正サイズに基づいてＣＮＣ切削を実施し、３Ｄガラス熱間曲げ機を用いて熱間曲げを実施し、３Ｄ形状を形成するステップ、
（３）熱間曲げを介して得られたガラスに両面研磨を実施し、次いで携帯電話の背面カバーの外面（携帯電話の外側に向かう面）側の表面上にフォトレジストを被覆して、露光および現像を実施するステップ、
（４）エッチングされる領域の保護膜を除去するステップ、エッチングされる領域を外部に露出させるステップ、４秒間のエッチングのために白ガラスをエッチング溶液の中に置いてマイクロテクスチャ構造を形成するステップ、およびエッチングが完了した後、白ガラスを取り出し、膜を除去し、白ガラスを洗浄するステップを含み、エッチング溶液は質量含有率３０％のフッ化水素を含み、並びに
（５）最後に、マイクロテクスチャ構造を有する表面上に指紋防止被覆を施して、携帯電話の３Ｄガラス背面カバーを得るステップ。

［実施形態の効果］
本発明の実施形態における技術的解決策によりもたらされる有益な効果に対する強力なサポートを提供するために、以下の性能試験が以下のように特別に提供される。

携帯電話のものであり、且つ本発明の実施形態３において製造された１０の３Ｄガラス製背面カバー上で落下試験が実施され、サンプルの耐衝撃強度を調べた。加えて、携帯電話のものであり、同じ厚さを有しており、マイクロテクスチャ構造が配置されていない、一般的な熱間曲げ強化白ガラス（片面湾曲パンダガラス）を使用して製造された１０の３Ｄガラス背面カバーのサンプルが比較群として使用される。具体的なテスト操作は以下の通りである。３２．６５ｇの質量および２０ｍｍの直系を有する鋼球が、ある高さからサンプルのさまざまな部分に一度自由に落下し（９つのインパクトポイント、各ポイントが一度衝突される）、高さは、６２．５ｃｍから徐々に増大し、クラッキングエネルギーが記録される。テストの結果が表１に示される。落下高さが６２．５ｃｍであるとき、対応する衝撃エネルギーは０．２ジュールである。本発明のこの実施形態および比較群における携帯電話の試験される３Ｄガラス背面カバーのサンプルは、０．５１ｍｍの厚さ、１４５ｍｍの長さ、６７．６６ｍｍの幅、Ｒ６．５ｍｍの丸角、４ｍｍの全高を有している。

表１のテストの結果から、マイクロテクスチャ構造が本発明のこの実施形態における携帯電話の３Ｄガラス背面カバーの表面上に設定されているので、耐衝撃強度性能は、比較群におけるサンプルと比較して大幅に改善されている。

前述の明細書の開示および説明によれば、本発明の当業者であれば、前述の実施形態をさらに変更および修正できることに留意されたい。従って、本発明は、上で開示および説明した特定の実施形態に限定されず、本発明に対するいくつかの同等の修正および変更も、本発明の特許請求の範囲の保護範囲に含まれるべきである。加えて、いくつかの特定の用語が本明細書において使用されているが、これらの用語は単に説明の便宜のために使用されており、本発明に対するいかなる限定も構成しない。

１ 背面カバーマトリクス
２ 半球状の突起
１０ タッチスクリーンカバー
１１ 中間平面領域
１２ 弧状縁部領域

Claims (13)

1. ガラス原料を含む、高強度指紋防止ガラスであって、前記ガラス原料は、互いに対向して設けられた第１の表面および第２の表面を含み、前記第１の表面または前記第２の表面の少なくとも一方は、マイクロテクスチャ構造が設けられており、前記マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、前記第１の表面または前記第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２（０．０００４ｍｍ^２および０．０１４４ｍｍ^２を含む）の範囲であり、前記マイクロテクスチャユニットと前記マイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は、２μｍから７μｍの範囲であり、前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方の局所領域または全領域は、テクスチャ勾配領域として設定されている、高強度指紋防止ガラス。
2. 任意の２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は、０．０２ｍｍから０．２ｍｍである、請求項１に記載の高強度指紋防止ガラス。
3. 前記複数のマイクロテクスチャユニットは、前記ガラス原料上に規則的または不規則に配置されている、請求項１または２に記載の高強度指紋防止ガラス。
4. 前記マイクロテクスチャユニットは、幾何学的または非幾何学的形状の溝または突起である、請求項１から３のいずれか一項に記載の高強度指紋防止ガラス。
5. 前記複数のマイクロテクスチャユニットは、同じ形状であり、前記第１の表面または前記第２の表面上に同じ正投影領域を有しており、前記ガラス原料上にアレイ状に配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の高強度指紋防止ガラス。
6. 前記高強度指紋防止ガラスの厚さは、０．５ｍｍから０．７ｍｍであり、耐衝撃強度は、０．５ジュール／ｍ^２から１．２５ジュール／ｍ^２である、請求項１から５のいずれか一項に記載の高強度指紋防止ガラス。
7. 前記高強度指紋防止ガラスは、２Ｄガラス、２．５Ｄガラスまたは３Ｄガラスである、請求項１から６のいずれかに記載の高強度指紋防止ガラス。
8. 以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスを製造する方法であって、
   白ガラス原料を取得するステップであって、前記白ガラス原料は、互いに対向して設けられた第１の表面および第２の表面を含む、ステップ、および光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成し、２Ｄ高強度指紋防止ガラスを得るステップ、または
   白ガラス原料を取得するステップ、最初に前記白ガラス原料を２．５Ｄ形状へ加工するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成し、２．５Ｄ高強度指紋防止ガラスを取得するステップ、または
   白ガラス原料を取得するステップ、最初に前記白ガラス原料を３Ｄ形状へ加工するステップ、および次いで光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、もしくは、最初に光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで前記マイクロテクスチャ構造を有する前記白ガラス原料を３Ｄ形状へ加工して、３Ｄ高強度指紋防止ガラスを取得するステップ、
   ここで、前記マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、前記第１の表面または前記第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、前記マイクロテクスチャユニットと前記マイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲であり、
   前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方の局所領域または全領域は、テクスチャ勾配領域として設定されている、高強度指紋防止ガラスを製造する方法。
9. 前記光化学エッチング法の具体的な操作は、エッチングされる白ガラス原料を洗浄するステップ、前記白ガラス原料を乾燥させた後、前記白ガラス原料をフォトレジストの層で被覆するステップ、露光および現像後にエッチングされる領域を外側へ露出させるステップ、前記白ガラス原料をエッチング溶液の中へ置くステップ、および前記白ガラス原料が２から１０秒の間エッチングされた後、前記白ガラス原料を取り出し、膜を除去して、マイクロテクスチャ構造を得るステップであり、前記エッチング溶液は、フッ化水素および／または別の弱酸性物質を含む、請求項８に記載の高強度指紋防止ガラスを製造する方法。
10. 高強度指紋防止ガラスの外装部品であって、ガラス外装部品マトリクスおよび前記ガラス外装部品マトリクスの表面上に配置された指紋防止保護膜を含み、前記ガラス外装部品マトリクスは、請求項１から７のいずれか一項に記載の高強度指紋防止ガラスで作られる、高強度指紋防止ガラスの外装部品。
11. 前記ガラス外装部品マトリクスは、端子ハウジング、端子カバー、キー、タッチスクリーン、メーターガラス、またはカメラ保護カバーを含む、請求項１０に記載の高強度指紋防止ガラスの外装部品。
12. 前記ガラス外装部品マトリクスは、互いに対向して設けられた第１の表面および第２の表面を含み、前記第１の表面および第２の表面の少なくとも一方の縁部領域はテクスチャ勾配領域として設定され、前記テクスチャ勾配領域の幅は２ｍｍから１０ｍｍであり、前記テクスチャ勾配領域における内周から外周へ、前記第１の表面または前記第２の表面上のマイクロテクスチャユニットの正投影領域は徐々に減少し、２つの隣接するマイクロテクスチャユニット間の間隔は徐々に増大する、請求項１０または１１に記載の高強度指紋防止ガラスの外装部品。
13. 以下のステップを含む、高強度指紋防止ガラスの外装部品を製造する方法であって、
    白ガラス原料を取得するステップであって、前記白ガラス原料は互いに対向して設けられた第１の表面および第２の表面を含む、ステップ、外装部品の設計要件を満たすように前記白ガラス原料を切断およびＣＮＣ処理を実施するステップ、次いで光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、前記高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、ＣＮＣ処理は、前記ガラスを２Ｄ形状のままにするか、または２．５Ｄ形状に形成することを可能にしている、または
    白ガラス原料を取得するステップ、切断、ＣＮＣ、熱間曲げおよび研磨処理を連続して実行することにより、外装部品の設計要件を満たすように前記白ガラス原料を処理するステップ、光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、および次いで指紋防止被覆を施して、前記高強度指紋防止ガラスの外装部品を得るステップを含み、３Ｄ形状は前記熱間曲げ処理において形成される、または
    白ガラス原料を取得するステップ、光化学エッチング法を使用することにより、前記白ガラス原料の第１の表面および第２の表面の少なくとも一方でエッチングを実施して、マイクロテクスチャ構造を形成するステップ、ＣＮＣおよび熱間曲げを連続して実施することにより、外装部品の設計要件を満たすように前記白ガラス原料を処理するステップ、および次いで前記指紋防止被覆を施して、前記高強度指紋防止ガラスの前記外装部品を得るステップを含み、３Ｄ形状は前記熱間曲げ処理において形成され、
    ここで、前記マイクロテクスチャ構造は、複数のマイクロテクスチャユニットを含み、前記第１の表面または前記第２の表面上の各マイクロテクスチャユニットの正投影領域は、０．０００４ｍｍ^２から０．０１４４ｍｍ^２の範囲であり、前記マイクロテクスチャユニットと前記マイクロテクスチャユニットが配置されている表面との間の最大距離は２μｍから７μｍの範囲であり、
    前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方の局所領域または全領域は、テクスチャ勾配領域として設定されている、方法。

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