JP7268765B2 - 曲面に印刷層を有するカバーガラスおよびその印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は曲面に印刷層を形成したカバーガラスおよびその印刷方法に関する。

情報量が増大する中で高機能ディスプレイのニーズが高まっており、携帯電話機向け、携帯タブレット向け、車載ディスプレイ向け等に平坦な主面を有するカバーガラスが多く開発されている。一方で、曲面を有するディスプレイ等のカバーガラスの需要も高まっている。しかし、そのような曲面を有するカバーガラスは平坦なガラスと比較して成形や強化が難しく、さらに印刷層形成後の色ムラにより外観品質が不十分といった問題を有する。

曲面を有するカバーガラスであっても、カバーガラス全体にわたって色ムラが生じない範囲に膜厚を制御することにより、外観品質に優れたカバーガラスを提供することが求められる。

特開２００９－２３４０５６

本発明者らは、曲面を有するカバーガラスに複数の印刷層を形成する場合、曲面に印刷されたインクの厚さが曲面の傾斜に沿って変化するため、カバーガラスと第１の印刷層の界面の反射光と、第１の印刷層と第２の印刷層の界面の反射光との膜界面で光の干渉が生じた結果、色ムラが発生することを見出した。

特許文献１は、インク剥離性のガラス板とガラス製凸版を同時に使用し、両者のうち少なくとも一方に湾曲可能な薄板状ガラスを用いた印刷方法を開示する。特許文献１の印刷方法によれば、インク剥離性のガラス板上に残されたインキを予備乾燥によって半乾燥状態とし、加熱処理を施すことなくパターン除去や被転写基材への転写が可能となる。しかしながら、この予備乾燥工程は、曲面を有するガラスにインクを塗布し、乾燥することによってインクの厚さが曲面の傾斜に沿って変化することを想定しない。

耐候性に優れたカバーガラスを作成する場合、光に反応しにくい熱硬化性のインクを適用するために、インクが硬化するまでに一定の時間が必要となる。そこでインクに対して新たに乾燥工程を追加することで、インクを印刷した後の単曲あるいは複曲ガラス端部のインクの厚さを一定に保つことができ、外観品質に優れたカバーガラスを提供することができる。

外表面に取り付けられるカバーガラスに印刷層を形成する場合がある。この印刷層には耐候性が要求されるので、耐候性の観点から光硬化性ではなく、熱硬化性のインクを用いて印刷を行うことが好ましい。しかし、熱硬化性のインクを用いた場合、光硬化性のインクを用いた場合と異なり、印刷後速やかに紫外線等で硬化することができない。曲面を有するカバーガラスに印刷されたインクは曲面の傾斜に沿って厚さが変化するため、曲面では、平坦領域に対してインクが薄く印刷される傾向がある。

カバーガラスに印刷層を複数形成する場合、インクが薄く印刷される曲面部では、本来の厚さで印刷される平坦部と比較して、ガラス内に入射する入射光の反射位置が変化する。すなわち、カバーガラスと第１の印刷層の界面の反射光と、第１の印刷層と第２の印刷層の界面の反射光が干渉して色ムラが生じ、外観品質が悪くなる。

本発明者は、カバーガラスの曲面に熱硬化性のインクを印刷して印刷領域を形成する印刷工程と、印刷領域を乾燥して第１の印刷層を形成する乾燥工程と、さらに第１の印刷層を熱硬化する硬化工程を実施した後に第２の印刷層を形成することで、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は下記の通りである。
１．曲面領域を有するガラスに印刷層を形成する印刷層の形成方法であって、
前記曲面領域に熱硬化性の第１のインクを印刷して第１の印刷層を形成する印刷工程と、
前記印刷層を乾燥する乾燥工程と、を有する印刷層の形成方法。
２．前記乾燥工程の後に、前記第１の印刷層を熱硬化する硬化工程を有する、前記１に記載の印刷層の形成方法。
３．前記第１の印刷層に第２のインクを印刷して第２の印刷層を形成する印刷工程と、を有する前記１または２に記載の印刷層の形成方法。
４．前記第２のインクは熱硬化性のインクである、前記１～３のいずれか１に記載の印刷層の形成方法。
５．前記第１のインクは光透過性を有するインクである、前記１～４のいずれか１に記載の印刷層の形成方法。
６．前記第２のインクは光遮蔽性を有するインクである、前記１～４のいずれか１に記載の印刷層の形成方法。
７．前記乾燥工程はランプヒータによって行われる、前記１～６のいずれか１に記載の印刷層の形成方法。
８．前記硬化工程は、乾燥炉内で行われる、前記１～７の印刷層の形成方法。
９．前記ガラスはカバーガラスである、前記１～８の印刷層の形成方法。
１０．熱硬化性の第１のインクによって印刷層が形成された曲面領域を有するガラスであって、
前記印刷層は前記曲面領域に形成され、
前記印刷層は第１の印刷層と第２の印刷層を有し、
前記第１の印刷層と前記第２の印刷層は異なる可視光透過率を有し、
前記第１の印刷層は前記第２の印刷層よりも可視光透過率が高く、
前記第１の印刷層の膜厚は、前記曲面領域で一定もしくは色ムラが生じない範囲である、ガラス。
１１．前記第１の印刷層の可視光透過率が１％以下である、前記１０に記載のガラス。
１２．前記第２の印刷層の可視光透過率が０．０１％以下である、前記１０に記載のガラス。
１３．前記ガラスは、化学強化ガラスである、前記１０に記載のガラス。
１４．前記ガラスは複曲ガラスである、前記１０に記載のガラス。
１５．前記ガラスは、前記印刷層が形成された面の反対側の面に、反射防止膜が形成された、前記９～１４のいずれか１に記載のガラス。

本発明の印刷層の形成方法によって、曲面を有するカバーガラスであっても、色ムラが生じない、外観品質に優れたカバーガラスを製造することができる。

視認領域に曲面領域を有するカバーガラスの斜視図である。 視認領域が平坦であるカバーガラスの斜視図である。 従来の印刷層形成工程を模したフローチャートである。 本発明の印刷層形成工程を模したフローチャートである。 曲面領域を有する従来のカバーガラスの一実施形態に係る正面図である。 前記一実施形態の正面図の拡大図である。 曲面領域を有する本発明のカバーガラスの一実施形態に係る正面図である。 前記一実施形態の正面図の拡大図である。 カバーガラスをなすガラス板状体の厚みを説明するための図である。 複数の曲面領域を有する本発明の一実施形態に係る斜視図である。 平坦領域に印刷層を形成したカバーガラスの平面図である。

以下の用語の定義は本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「平坦領域」とは、平均曲率半径が１００００ｍｍ超である部分を意味する。
「曲面領域」とは、平均曲率半径が１００００ｍｍ以下である部分を意味する。

＜カバーガラス＞
本発明のカバーガラスについて、図１ａおよび図１ｂを参照して説明する。
図１ａは、本実施形態のカバーガラス１０を説明するための図である。図１ａに示すように、本実施形態のカバーガラス１０は、第１面１１と、第１面１１に対向する第２面１２と、第１面１１と第２面１２を接続する端面１３を有するガラス板状体１０ａからなる。カバーガラス１０は印刷層を有し、本明細書におけるガラス板状体１０ａとは、端面１３の厚さに比べて、第１面１１および第２面１２の長手方向、あるいは短手方向の長さが大きい板状体であることを意味する。さらに本実施形態のカバーガラス１０は曲面領域を有するため、平板状の板ガラスを意味するものではない。

ガラス板状体１０ａの２つの主面のうち、いずれの主面を第１面もしくは第２面とするかは特に限定しないが、自動車用内装部品やディスプレイ装置等のカバーガラスとして使用する場合、外部に露出する側の面、すなわち、表示面となる側の面をガラス板状体１０ａの第１面とする。従って、自動車用内装部品やディスプレイ装置等の表示面と対向する面がガラス板状体１０ａの第２面である。本発明ではカバーガラス１０の第２面に赤外線透過層と黒色層を印刷層として形成し、赤外線透過層は赤外線を透過する透過層として機能し、黒色層は光を遮蔽する遮蔽層として機能する。また、図１ａはディスプレイの視認領域が曲面領域１４を形成しているが、図１ｂのように平坦領域のみにディスプレイの視認領域が形成されてもよい。なお、図１ａ，図１ｂでは、ディスプレイの視認領域をグレートーンで示した。また、本発明は赤外線透過層や黒色層といった印刷層に限らない。ガラスの曲面に複数の印刷層を形成する場合に、赤外線透過層を第１の印刷層、黒色層を第２の印刷層として置き換えると、様々な用途に応用できる。

カバーガラス１０の第１面１１および第２面１２のうち少なくとも一方の面には、防眩処理（ＡＧ処理）、反射防止処理（ＡＲ処理）、耐指紋処理（ＡＦＰ処理）等が施されることが好ましい。印刷層が設けられる面および面取り部には、印刷層との密着性を向上させるため、プライマー処理やエッチング処理等が施されていてもよい。

図２ａのａ１～ａ５は、従来の印刷層の印刷方法を示したフローチャートの模式図である。図２ａでは赤外線透過層の印刷後、または黒色層の印刷後に傾斜部を乾燥する工程が設けられていない。

図２ｂのｂ１～ｂ７は、本発明のフローチャートの模式図である。本発明では、赤外線透過層の印刷工程と乾燥炉内硬化工程との間、または黒色層印刷工程と乾燥炉内硬化工程の間に傾斜部乾燥工程を設けている。なお、「傾斜部乾燥」とは本実施形態におけるカバーガラス１０の曲面領域を乾燥する工程を意味する。従来のフローチャート（図２ａ）に傾斜部乾燥工程を加えることで、曲面領域に印刷されたインクを固定し、傾斜に沿ってインクの厚さが変化することを防止できる。乾燥工程に必要な温度は印刷されたインクの性質や厚さに依存するが、インクの厚さが変化しない程度に乾燥できればよく、例えば６０～１００℃の温度で実施される。曲面に所定の厚さのインクが印刷されると、ガラス内に入射する入射光の反射位相を揃えることができるため、膜界面で干渉して色ムラが生じることなく、外観品質が向上する。

傾斜部乾燥工程は、図４ａに示すように、例えばランプヒータ２０によって行う。ランプヒータ２０による傾斜部乾燥工程は、カバーガラス１０の曲面領域１４をランプヒータ２０の位置に合わせて実施してもよいし、ランプヒータ２０をカバーガラスの位置に合わせて実施してもよい。図２ｂに示すように、インクを乾燥する工程を挟むことでインクが傾斜方向に沿って流れることがないため、インクの厚さが平坦領域に対して同等、もしくは色ムラの生じない範囲となる。なお、本発明において「インクの厚さが等しい」とは、曲面領域と平坦領域のそれぞれに印刷されたインクの厚さが０．８：１～１．２：１の場合を意味する。

図３ａに示すように、従来のカバーガラスは曲面領域１４と平坦領域１５に印刷されたインク層６０の厚さが異なる。その原因は、印刷されたインクが硬化するまでの間に、曲面領域１４に印刷されたインクの厚さが曲面の傾斜に沿って変化することに起因する。図３ｂに示すようにインク６０の厚さが傾斜に沿って変化すると、インク層の厚さがガラス層の厚さに対して薄くなり、色ムラが生じる。

図４ａに示すように、本発明のカバーガラスは、曲面領域１４と平坦領域１５に印刷されたインク層６０の厚さが同等、または色ムラの生じない範囲に形成される。本発明のカバーガラスは、曲面領域に印刷されたインクの厚さが傾斜に沿って変化する前に曲面領域を乾燥することで、曲面に印刷されたインクの厚さが変化しない。

本実施形態のカバーガラスを構成するガラス板状体１０ａの端面１３は、その厚さｔが小さいことが以下の理由から好ましい。まず、厚さｔを小さくすることで、カバーガラスの質量が小さくなる。そして、カバーガラスの厚さ方向における吸光度は、厚さｔに比例する。したがって、厚さｔを小さくすることで、吸光度を小さくし、カバーガラスの厚さ方向における可視光透過率を上げられるため、視認性が向上する。

図５に示すように、本明細書において、カバーガラス１０をなすガラス板状体１０ａの厚さｔとは、第１面１１における任意の点Ｐと、点Ｐにおける第１面１１に対する法線とガラス板状体の第２面１２との交点Ｑと、を結ぶ最短距離とする。

本実施形態のカバーガラス１０は、カバーガラス１０をなすガラス板状体の平均厚さｔ_aveが５ｍｍ以下である。軽量化の観点、タッチパネルなどのセンシングの観点からカバーガラスをなすガラス板状体の平均厚さｔ_aveが２．３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また同じ理由により、ガラス板状体の平均厚さｔ_aveの下限値は０．５ｍｍ以上であって、０．７ｍｍ以上であることが特に好ましく、１．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

本実施形態のカバーガラス１０は、カバーガラス１０をなすガラス板状体の曲面領域における厚さｔにばらつきが少ないことが好ましい。厚さｔのばらつきが少ないことで、ガラス板状体の透過率が均一となり、視認性が向上する。具体的には、ガラス板状体の曲面領域における厚さの最大値ｔ_maxと、最小値ｔ_minと、の比ｔ_max／ｔ_minが１．０～１．５であることが好ましく、１．０～１．１であることがより好ましい。

図６は、本発明における曲面領域を説明するための図であり、曲面領域を有するカバーガラスを示している。図６に示すカバーガラス１００は、第１面１１０と、第１面１１０に対向する第２面１２０と、第１面１１０と第２面１２０を接続する少なくとも一つの端面１３０を有するガラス板状体１０ｂからなる。本発明では、曲面領域を特定するため、カバーガラス１００をなすガラス板状体の第１面１１０の任意の点Ｐにおける第１面の接線方向のうち、以下の条件を満たすよう選ばれる接線方向をＸ軸とし、第１面の点Ｐにおける第１面の接線方向のうち、Ｘ軸に直交する方向をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸に直交する方向をＺ軸とする。ここでＸ軸は、ガラス板状体の第１面上の任意の点Ｐにおける第１面の接線方向のうち、Ｘ軸とＺ軸を通るＸＺ平面におけるガラス板状体の第１面の断面の曲率半径（以下、第１曲率半径ともいう）Ｒ₁が最小となる方向とする。Ｒ₁が最小となる方向が複数ある場合、それらのうち少なくとも一つの方向をＸ軸として、第１曲率半径Ｒ₁を定めてよい。

カバーガラス１００をなすガラス板状体１０ｂの第１面は、第１面上の少なくとも１点においてＸ軸方向にその表面が屈曲した曲面領域を有する。曲面領域とは、第１面上の任意の点ＰにおいてＸＺ平面における第１曲率半径Ｒ₁が１００００ｍｍ以下となる領域を指す。なお、図６では、第１面１１０全体が曲面領域をなしている。

第１曲率半径Ｒ₁が１００００ｍｍ以下の曲面領域を有していると、自動車用内装部材若しくはディスプレイ装置等のカバーガラスとして使用した場合に、これらの表示面上に配置される部位が適度に屈曲しているため、利用者からの視野角が小さくなり、視認性が向上する。視認性の向上の観点からは、曲面領域の第１曲率半径Ｒ₁は３００～３０００ｍｍの範囲内であることが好ましく、５００～２０００ｍｍの範囲内であることがより好ましい。

また、カバーガラス１０をなすガラス板状体１０ａの曲面領域は、曲面領域上の少なくとも１点においてＹ軸方向にもその表面が屈曲していてもよい。この場合、Ｙ軸とＺ軸を通るＹＺ平面におけるガラス板状体の第１面の断面の曲率半径（以下、第２曲率半径ともいう）Ｒ₂が１００００ｍｍ以下であることが好ましく、３００～３０００ｍｍの範囲内であることがより好ましく、５００～２０００ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。なお、上述の通り、ガラス板状体の第１面上の任意の点Ｐにおける第１面の接線方向のうち、第１曲率半径Ｒ₁が最小となる方向をＸ軸とするため、第１曲率半径Ｒ₁および第２曲率半径Ｒ₂はＲ₁≦Ｒ₂の関係式を満たす。

＜加工・成形＞
カバーガラス１０は、大きいサイズの板ガラスを小さく切断し、切削、研磨の各工程を経たガラスを、化学強化や物理強化等の強化処理をすることによって形成される。板ガラスの切断方法としては、例えばダイヤモンドブレードによる切断のほか、スクライブ割断法やレーザー切断法などを用いて実施することができる。カバーガラス１０の強度を高めたい場合はカバーガラス１０の表層部を化学強化することが好ましく、より好ましくは表層部の全てを化学強化することが好ましい。切削加工又は研磨加工を施す工具としては砥石を用いてもよく、また砥石の他に、布、皮、ゴム等からなるバフやブラシ等を用いてもよい。その際、酸化セリウム、アルミナ、カーボランダム、コロイダルシリカ等の研磨剤を用いてもよい。中でも寸法安定性の観点から、研磨具としては砥石を用いることが好ましい。

＜組成＞
カバーガラス１０は、透明度の高いガラスによって構成されている。カバーガラス１０として用いられるガラスの材料として、多成分系の酸化物ガラスを用いてもよい。

カバーガラス１０として用いられるガラスの組成の具体例を以下に示す。但し、カバーガラス１０として用いられるガラスの組成はこれらに限定されない。本発明に使用されるガラスはナトリウムを含んでいればよく、成形、化学強化処理又は物理強化処理による強化が可能な組成を有するものである限り、種々の組成のものを使用することができる。具体的には、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、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノボロシリケートガラス、結晶化ガラス、アルカリ含有光学ガラス等が挙げられる。

カバーガラス１０として用いられるガラスの組成としては特に限定されないが、例えば、以下のガラスの組成が挙げられる。酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ₂を５０～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃を２～２５％、Ｌｉ₂Ｏを０．１～２０％、Ｎａ₂Ｏを０．１～１８％、Ｋ₂Ｏを０～１０％、ＭｇＯを０～１５％、ＣａＯを０～５％、Ｐ₂Ｏ₅を０～５％、Ｂ₂Ｏ₃を０～５％、Ｙ₂Ｏ₃を０～５％およびＺｒＯ₂を０～５％を含む。

＜化学強化＞
本発明の製造方法により製造される化学強化ガラスは、ガラス表面にイオン交換により形成された圧縮応力層を有する。イオン交換法は、ガラスの表面をイオン交換し、圧縮応力が残留する表面層を形成する。具体的には、ガラス転移点以下の温度でイオン交換することにより、ガラス板表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（例えば、Ｌｉイオン及び／またはＮａイオン）をイオン半径のより大きい他のアルカリイオン（例えば、Ｎａイオン及び／またはＫイオン）に置換する。これにより、ガラスの表面に圧縮応力が残留し、ガラスの強度が向上する。

＜印刷・乾燥＞
次に、印刷層について説明する。
なお、本明細書において、印刷層とは、隠蔽性や美観性を付与できる層をいい、例えば、光透過層としてカバーガラス１０に印刷される。

印刷層を形成する方法としては、赤外線透過層印刷、もしくは半透明層印刷が好ましい。赤外線透過印刷は、例えば、インクジェット印刷法で行う。

インクジェット印刷法とは、ノズルから液状にしたインクの微少液滴をパルス状に吐出して、透明板上にパターンを形成する方法である。ノズル移動機構の原点を基準としてカバーガラス１０を位置決めし、コンピュータからの指令に基づき、ノズルがインクの微少液滴を吐出しながらカバーガラス１０の面上を、概略水平方向へ移動する。これにより、点状のインクが連続して形成されて所定のパターンの印刷層が形成される。被印刷面が曲面領域を有するカバーガラスの場合は、パターンの歪みなどを考慮すると、インクの液滴を吐出するノズルとカバーガラス１０との距離は略一定であることが好ましい。例えば、ノズルとカバーガラス１０との距離を一定に維持した上で、パターンに応じてノズルまたはカバーガラスを回動、移動させる機構を使用することが好ましい。なお、インクをノズルまで供給する供給圧力が安定し、ノズルからのインクの吐出量を一定に保持できることから、ノズルを固定して、そのノズルに対してカバーガラス１０を回動、移動させる機構がより好ましい。

図７に示すように、印刷層が枠状の場合、上辺印刷層６１、下辺印刷層６２、右辺印刷層６３、左辺印刷層６４の４つの直線状のパターンに分けて印刷するのが好ましい。ノズルを一方向に直線移動させながらパターンを形成する場合は、カバーガラスを支持台（図示しない）に載置し、ノズルの吐出孔をカバーガラス１０の印刷面１２（第２面）のうち、図７の右下端部に位置させる。この後、吐出孔からインクを吐出しつつ、ノズルを左下端部まで移動させて、図７に示す下辺印刷層６２を印刷する。カバーガラスの曲面領域に印刷層を形成する場合は、その曲面に沿ってノズルを移動させる。

次に、支持台およびノズルの少なくとも一方を相対移動させて、吐出孔を第２面の右上端部に位置させる。この後、吐出孔からインクを吐出しつつ、ノズルを左上端部まで移動させて、図７に示すような上辺印刷層６１を印刷する。

そして、ノズルの吐出孔をカバーガラスの第２面（図７の右上端部）に位置させる。この後、吐出孔からインクを吐出しつつ、ノズルを右下端部まで移動させて図７に示す右辺印刷層６３を印刷する。

最後に、支持台およびノズルの少なくとも一方を相対移動させて、吐出孔を第２面における左上端部に位置させる。この後、吐出孔からインクを吐出しつつ、ノズルを左下端部まで移動させて、図７に示すような左辺印刷層６４を印刷する。

印刷層の厚さは、吐出孔からのインクの吐出量やノズルの移動速度を制御することで調整できる。厚くする場合には、吐出量を多くして、移動速度を遅くすればよい。薄くする場合には、吐出量を少なくして、移動速度を速くすればよい。

赤外線透過層印刷工程によってインクを印刷した後は、１０秒以内にインクの乾燥工程を行う。ランプヒータ２０を用いて乾燥工程を行う場合、ランプヒータ２０は印刷層に対して約５０ｍｍの距離に設置することが好ましい。ランプヒータ２０は印刷層の硬化が始まらない範囲の温度、例えば１５０℃以下に設定される。例えばインフリッヂ工業社製カーボンファイバーヒーター（ＣＦＨ－２９０）を用いて１００℃で乾燥工程を行った場合、出力値１００Ｖで、照射時間は５ｓ～２０ｓであることが好ましく、さらに高温であれば３ｓ～１０ｓであることが好ましい。

乾燥工程を実施した後に、光遮蔽層の印刷を行う。光遮蔽層の印刷には、例えばインクジェット印刷法を用いる。本発明のようにガラスが曲面領域１４を有する場合、支持台およびノズルの少なくとも一方をガラスの曲面領域１４に沿って駆動することが好ましい。

インクの吐出量は、ノズルの吐出孔から吐出する液滴量と、吐出する間隔（吐出ピッチ）により制御できる。一つの吐出孔からの液滴量をＬ（ｐＬ）、吐出ピッチをＰ（μｍ）とする場合、Ｌ／Ｐ（ｐＬ／μｍ）と吐出量に相関関係がある。Ｌ／Ｐは７以下が好ましい。Ｌ／Ｐが上限値以下であると、吐出量が安定し直線状に印刷する場合に滲みが抑えられ直線性が安定する。また、曲線状に印刷する場合にはインク垂れが抑制でき、所望の曲線形状が得られる。Ｌ／Ｐは６以下がより好ましく、４以下がさらに好ましい。
Ｌ／Ｐは０．５以上が好ましい。下限値以上であると、遮光性を求める印刷などに適した厚さや印刷品質が得られ、良好な印刷層が得られる。Ｌ／Ｐは０．６以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましい。

ノズルとカバーガラスとの相対移動速度は、例えば２５０ｍｍ／秒以下が好ましい。ノズルとカバーガラスとの相対移動速度が上限値より速いと、これらの間で生じる気流や振動による影響を受けやすくなる。気流により巻き込んだ異物が印刷層に混入し、欠陥になる可能性がある。また振動により所望の形状精度とならない可能性がある。そこで上限値より遅い相対移動速度が好ましい。相対移動速度は２３０ｍｍ／秒以下がより好ましく、２００ｍｍ／秒以下がさらに好ましい。

ノズルとカバーガラスとの相対移動速度の下限値は特に制限はないが、５ｍｍ／秒以上が好ましい。相対移動速度は、製造時間に影響を与える。相対移動速度が下限値以上であれば、高い品質の印刷層を備えたカバーガラス１０を高い生産効率で作製できる。相対移動速度は１０ｍｍ／秒以上がより好ましく、２０ｍｍ／秒以上がさらに好ましい。

印刷層のうち、凸部および凹部を形成する部分を印刷する際は、形成しない部分と比較して、印刷ピッチを狭くすると同時に、インクの吐出ヘッド１孔あたりの吐出量を少なくするのが好ましい。印刷ピッチを狭くすることで、凸部および凹部を含む微細なパターンを描画できる。インクの吐出量を少なくすることにより、凸部および凹部が過量なインクで潰れるのを防ぐことができる。

本実施形態では、上辺印刷層６１、下辺印刷層６２、右辺印刷層６３、左辺印刷層６４の厚さは同じであり、これらの印刷条件（インクの吐出量およびノズルの移動速度）は同じであることが好ましい。

ノズルとカバーガラスとの間隔は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下に制御されること好ましい。所望の厚さの範囲に制御でき、均質な印刷層が得られる。また、上辺印刷層６１、下辺印刷層６２、右辺印刷層６３、左辺印刷層６４の印刷用インクは、同じ種類のインクが好ましい。
＜熱硬化＞

その後、乾燥炉内に移動して熱硬化を行うことで、印刷層が硬化し、印刷層付きカバーガラスが得られる。上辺印刷層６１、下辺印刷層６２、右辺印刷層６３、左辺印刷層６４の乾燥や熱硬化は、形成した都度実施してもよく、全てを形成してから実施してもよい。

＜効果＞
カバーガラスの曲面領域に設けられた印刷層が平坦領域と同等、もしくは色ムラが生じない範囲に制御されているので、ガラス内に入射する入射光の反射位相を揃えることができるため、人間の目には印刷層の界面における色ムラがなくなる。またカバーガラスと印刷層の境界の色彩差が小さくなり、目立たなくなることで外観品質が向上する。

本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更等が可能である。本発明の実施の際の具体的な手順、および構造等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

＜表面構造＞
有機ガラスや合成樹脂等を用いる場合、同種・異種問わず重ねられた基材で構成されていてもよく、基材間に各種接着層が挿入されていてもよい。
カバーガラスとして無機ガラスを用いる場合、化学強化処理、物理強化処理のいずれを行ってもよいが、化学強化処理を行うことが好ましい。上述のような比較的、薄い無機ガラスを強化処理する場合、化学強化処理が適切である。

＜インク＞
印刷層を形成するインクは、無機系でも有機系であってもよい。無機系のインクとしては、例えば、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｂ₂Ｏ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏから選択される１種以上、ＣｕＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂およびＣｅＯ₂から選択される１種以上、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＴｉＯ₂からなる組成物であってもよい。

有機系のインクとしては、樹脂を溶剤に溶解した種々の印刷材料を使用できる。例えば、樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、オレフィン、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、天然ゴム、スチレン－ブタジエン共重合体、アクリルニトリル－ブタジエン共重合体、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール等の樹脂からなる群から選ばれる、少なくとも１種以上を選択して使用してよい。溶媒としては、水、アルコール類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤を用いてもよい。例えば、アルコール類としては、イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等を使用でき、エステル類としては酢酸エチル、ケトン類としてはメチルエチルケトンを使用できる。芳香族炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン、ソルベッソ^TM１００、ソルベッソ^TM１５０等を使用でき、脂肪族炭化水素系溶剤としてはヘキサン等を使用できる。なお、これらは例として挙げたものであり、その他、種々の印刷材料を使用できる。前記有機系の印刷材料は、カバーガラスに印刷した後、溶媒を蒸発させて樹脂の印刷層を形成できる。

印刷層に用いられるインクには、着色剤が含まれてもよい。着色剤としては、例えば、印刷層を黒色とする場合、カーボンブラック等の黒色の着色剤を使用できる。その他、所望の色に応じて適切な色の着色剤を使用できる。

印刷層は、所望の回数だけ積層してもよく、印刷に用いるインクは、各層で異なるものを使用してもよい。また、印刷層は、一方の主面だけでなく、他方の主面にも印刷してよく、端面に印刷してもよい。印刷層を所望の回数だけ積層する場合、各層で異なるインクを用いてもよい。

本発明に用いられるインクは、加熱により硬化できる熱硬化性インクが好ましい。
熱硬化性樹脂材料を用いて印刷層を形成する場合、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂（ユリア樹脂)、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等、アクリル樹脂が使用可能である。

液状の熱硬化性の樹脂材料をカバーガラスの主面に印刷する場合、印刷したい範囲全面において均一な膜厚で印刷が可能な方法が好ましく、ローラー印刷、カーテンフロー、ダイコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リバースコート、ロールコート、フローコート、スプレーコート等の印刷方法が例示されるが、スクリーン印刷で印刷することは極めて難しい。

熱硬化性の樹脂材料の印刷膜厚は、目標とするカバーガラス１０を作製するのに十分な膜厚でさえあれば任意で構わないが、印刷膜厚は理論必要膜厚の１．２倍以上かつ３倍以下であることが好ましい。印刷膜厚が１．２倍以上であれば、わずかな板厚偏差や反りの影響によらず金型内に樹脂材料を完全に充填させる事ができ、カバーガラスの寸法精度や形状精度を適切に維持できる。印刷膜厚が３倍以内であれば、金型を押し付けた際に金型端部から樹脂材料がはみ出してカバーガラス１０の端面１３を汚染するおそれがない。なお、理論必要膜厚は、作製したいカバーガラスが占める全体積の、前記作製したいカバーガラスが占める全面積に対する比によって表される。

印刷層の平面形状は、第１面１１の一辺に沿う線状、連続する二辺に沿うＬ字状、対向する二辺に沿う２本の直線状でもよい。印刷層は、第１面１１が四角形以外の多角形や円形あるいは異形の場合、これらの形状に対応する枠状、多角形の一辺に沿う直線状、円形の一部に沿う円弧状でもよい。

印刷層の端部の平面形状を波形とする場合、波の形状は三角波でもよく、矩形波でもよい。いずれの形状でも、波の形状に対応して、可視光の透過率が低い領域と高い領域が周期的に端部に現れ、人間の目にはカバーガラスと印刷層の境界が、ぼやけて見える。
そのため、カバーガラスと印刷層の境界の色彩差が自然に小さくなり、色彩差が目立たなくなる。

本発明のカバーガラスは、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のパネルディスプレイや、車載用情報機器、携帯機器のカバーガラスといった表示装置用のカバー部材に使用できる。本発明のカバーガラスを表示装置用カバーに用いることで、視認性を確保しつつ被対象物を保護できる。また、カバー部材のカバーガラスと印刷層の境界の色彩差を小さくでき、美観に優れた表示装置を提供できる。

カバーガラス１０を表示装置に用いる場合、印刷層は、表示装置が非表示の場合の色彩に対応した色彩を有するのが好ましい。例えば、非表示の場合の色彩が黒色系の場合は、印刷層も黒色系であるのが望ましい。

印刷層は、求められる色彩と物理的特性が両立できない場合があるが、この場合であっても、凸部または凹部によって、カバーガラスと印刷層の境界の色彩差が小さくなるため、印刷層の色彩が原因で、表示装置の美観を損ねるおそれがない。
本発明のカバーガラス１０の印刷層は、このカバーガラス１０が用いられる物品の模様を構成し、物品の意匠性を向上させるものでもよい。

カバーガラスを製造するにあたり、製造順序は特に限定されない。例えば、予めカバーガラス１０に接着層を配置した構造体を準備しておき、フレームに配置し、その後、液晶モジュールを貼合してもよい。

カバーガラスは、タッチセンサ等を備えていてもよい。タッチセンサを組み込む場合は、カバーガラス１０の第１面１１側に、図示しない別の接着層を介してタッチセンサを配置し、それに接着層を介して液晶モジュールを配置する。

実施例１では、未強化のカバーガラスとして、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ₂を６４．４％、Ａｌ₂Ｏ₃を８．０％、Ｎａ₂Ｏを１２．５％、Ｋ₂Ｏを４．０％、ＭｇＯを１０．５％、ＣａＯを０．１％、ＳｒＯを０．１％、ＢａＯを０．１％、およびＺｒＯ２を０．５％含むガラス基板を準備した。同カバーガラスは、幅２０ｍｍ、長さ６００ｍｍで板厚１．２ｍｍであり、長さ４００ｍｍ付近で単一方向に屈曲している。

次に、カバーガラスを３点で位置決めして支持台上に載置し、エアーによって吸着固定した。支持台はロボットハンドに固定され、ロボットハンドは三菱電機社製のアームに接続するように固定されている。アームを駆動することによって、カバーガラスを各工程で適切な位置へ移動させることができる。今回アームは６軸構造のものを用いたが、カバーガラスを一定の位置となるように保持し、移動できる構造であればよい。

支持台上に固定されたカバーガラスは、まず赤外線透過インクの印刷工程に移行した。
赤外線透過インクは赤外線透過インク固形分１９質量％ 粘度ＣＰ５．７のインクを使用した。赤外線透過インクをタンク内に導入し、インクジェットヘッド内を含めてインクを循環させると共に、インクがヘッドから落ちてこないように循環系内の圧力制御を行った。カバーガラスに赤外線透過インクを塗布する部分をインクジェットヘッドに対向するように移動させながら液体時の膜厚が１５μｍになるようにインクを吐出することで印刷した。

曲面領域を印刷した後速やかに印刷層をヒーター直下へ移動しランプヒータを使ってインクを乾燥した。平面乾燥時はカバーガラスをランプヒータに対して水平方向に移動することでムラなく乾燥が進むようにした。乾燥工程ではインフリッヂ工業社製カーボンファイバーヒーター（ＣＦＨ－２９０）を使った。出力値１００Ｖ、平坦領域、曲面領域のいずれも照射時間は１０ｓとした。

乾燥工程後、カバーガラスをロボットハンドから取り外し網目状の乾燥ラック上に移動した。乾燥ラックごと乾燥炉に投入し、２３０℃に加熱することで樹脂を硬化させた。加熱時間は６０分間であり、硬化後の膜厚は実測値で２．８μｍであった。加熱硬化後に乾燥ラックを取り出して室温まで冷却した。

乾燥終了後、黒色インクの印刷工程に移行した。
黒色インクは、黒色インク固形分２５質量％ 粘度ＣＰ９．５のものを使用した。乾燥時はカバーガラスを水平方向に移動することでムラなく乾燥が進むようにした。次いで乾燥した黒色インクをタンク内に導入し、液体時の膜厚が２０μｍとしたほかは、赤外線透過インクと同じ条件で印刷した。

乾燥工程では赤外線透過インクの乾燥工程と同じくインフリッヂ工業社製カーボンファイバーヒーター（ＣＦＨ－２９０）を使った。出力値１００Ｖ、平坦領域、曲面領域のいずれも照射時間は１０ｓとした。出力値１００Ｖ、平坦領域、曲面領域のいずれも照射時間は１０ｓとした。

乾燥工程後、カバーガラスをロボットハンドから取り外し網目状の乾燥ラック上に移動した。乾燥ラックごと乾燥炉に投入し、２３０℃に加熱することで樹脂を硬化させた。加熱時間は６０分間であり、硬化後の膜厚は実測値で５．０μｍであった。加熱硬化後に乾燥ラックを取り出して室温まで冷却した。

比較例１では、実施例１で用いたカバーガラスと同じ組成のカバーガラスを準備したが、実施例１とは異なり、乾燥工程を行わずに、赤外線透過インクと黒色インクを印刷して熱硬化させた。

本実施例における各種評価は以下に示す分析方法により行った。
具体的には、照度１０００ルクスの照明下、ガラスと判定者の目との距離を５０ｃｍとし、光源直下に実施例、比較例で作成したサンプルを置き、４５°の角度から目視で検査した際にガラス表面に色ムラが認められない場合を○、色ムラがある場合を×とした。

結果を表１、表２に記載する。

表１、表２の通り、赤外線透過インク、もしくは黒色インクをカバーガラスに印刷した後、該傾斜部に乾燥処理を行うことで色ムラが生じず、外観品質が向上した。

なお、実施例において第１印刷層は熱硬化性インクを用いて印刷層を形成したが、第２印刷層以降は適宜他のインク、例えば光硬化性インクに置き換えて印刷層を形成することもできる。

また、従来例および実施例ではカバーガラスを用いたが、ガラスが特定の用途に限られる必要はなく、ガラスに印刷を施す場合であれば本発明が適用可能であることは当業者にとっては自明である。

１０，１００…カバーガラス １１，１１０…第１面 １２，１２０…第２面 １３,１３０…端面 １０ａ，１０ｂ…ガラス板状体 １４…曲面領域 １５…平坦領域 ２０…ランプヒータ ６０…印刷層 ６１…上辺印刷層 ６２…下辺印刷層 ６３…右辺印刷層 ６４…左辺印刷層

Claims (6)

1. 熱硬化性の第１のインクによって印刷層が形成された曲面領域を有するガラスであって、
   前記印刷層は前記曲面領域に形成され、
   前記印刷層は第１の印刷層と第２の印刷層を有し、
   前記第１の印刷層と前記第２の印刷層は異なる可視光透過率を有し、
   前記第１の印刷層は前記第２の印刷層よりも可視光透過率が高く、
   前記第１の印刷層の可視光透過率が１％以下であり、
   前記第１の印刷層の膜厚は、前記曲面領域で一定である、ガラス。
2. 前記第１の印刷層は赤外線透過層であり、前記第２の印刷層は光遮蔽層である、請求項１に記載のガラス。
3. 前記第２の印刷層の可視光透過率が０．０１％以下である、請求項１に記載のガラス。
4. 前記ガラスは、化学強化ガラスである、請求項１に記載のガラス。
5. 前記ガラスは複曲ガラスである、請求項１に記載のガラス。
6. 前記ガラスはカバーガラスである、請求項１に記載のガラス。

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