JPWO2013054934A1 - 携帯機器用カバーガラスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
板状ガラスから製品サイズのガラス基板の外形をレジストをマスクとするエッチング処理により分離し、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部をガラス基板の主表面にレジストをマスクとするエッチング処理により形成する。ここで、板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように板状ガラスの両方の主表面に配置された外形分離用レジストパターンと、板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置された凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に設けられた板状ガラスをエッチング処理する。
Description
本発明は、例えば携帯電話機、携帯型ゲーム機、ＰＤＡ(PersonalDigital 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に用いられる携帯機器用カバーガラスの製造方法に関するものである。
従来、携帯電話機等の携帯機器では、その表示画面に、透明性に優れ且つ軽量なアクリル樹脂板が一般に用いられていたが、近年、従来のアクリル樹脂板に替わって、薄くても高い強度を有し、従来のアクリル樹脂板と比べると表面平滑性、保護性（耐候性、防汚性）、見栄え・高級感などの点で優位であるガラス材料からなるカバーガラスが多く使用されるようになってきている。
また、このカバーガラスには、通常、例えば社名や製品名のロゴ、操作ボタンのマークなどの文字や図形等のパターンを印刷法により形成している。
また、このカバーガラスには、通常、例えば社名や製品名のロゴ、操作ボタンのマークなどの文字や図形等のパターンを印刷法により形成している。
最近、従来の印刷法に代わって、カバーガラスに文字や図形等のパターンを直接彫り込むことで形成する方法が要望されている。カバーガラスに文字や図形等のパターンを直接彫り込むことにより、携帯機器の表示画面を表側から見たときに、これら文字、図形等のパターンに奥行きのある立体感を持たせることができ、意匠性の高い装飾を施すことが可能になる。また、携帯型ゲーム機などでは、ユーザーが操作ボタンを指先の触覚だけで認識できることも要求されるようになってきている。
上記特許文献１には、全体または一部が実質的に透明な第１の板状体と、この第１の板状体の一方の面に形成された溝と、該溝内に着色剤を入れて着色した着色部とで構成された第１の装飾部と、上記第１の板状体の一方の面側に接合され、全体または一部が実質的に透明な第２の板状体と、この第２の板状体の上記第１の板状体と反対側の面に装飾を施した第２の装飾部とを備え、上記第１の装飾部と第２の装飾部とは、上記第１の板状体の他方の面側から見ると、たとえば少なくとも一部が重なり合って視認される装飾品について開示されている。また、この装飾品をカバーガラスとして用いた時計や、この装飾品を携帯電話、ポケットベル、電卓などの電子機器の液晶表示部のカバー部材として用いることについても記載されている。
ところで、近年、タッチパネル方式の携帯機器が主流を占めるようになってきている。タッチパネル方式では、主に、表示画面の所定部位（例えば画面に表示されているアイコンなど）を押圧することによって携帯機器の操作を行うが、頻繁に、繰り返し押圧されるため、このタッチパネル機能対応のための表示画面の強度向上が求められており、そのためには薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラスが求められている。
カバーガラスは、その強度を向上させるため化学強化処理を行っているが、カバーガラスの強度を阻害する要因の一つは傷である。カバーガラスの表面や端面に傷があるとそれが成長し、比較的弱い衝撃でもカバーガラスが破壊する要因となる。たとえば、カバーガラスを化学強化処理した後、機械加工で文字や図形等のパターンを直接彫り込む方法を実施した場合、微小な傷やクラックが発生し易く、カバーガラスの強度が著しく低下する。場合によっては、機械加工時にカバーガラスの割れが発生する恐れもある。とりわけ、カバーガラスの端に文字、図形等を彫り込む場合や、カバーガラスの板厚が例えば１．５ｍｍ以下と薄い場合には、上述の問題が顕著に発生し易くなる。
なお、上記特許文献１には、全体または一部が実質的に透明な第１の板状体の一方の面に溝を形成し、この溝内に着色剤を入れて着色してなる第１の装飾部の構成が記載されているが、特許文献１の装飾品は、上記第１の板状体と第２の板状体との接合構成を前提としており、第１の板状体に施された上記第１の装飾部と上記第２の板状体に施された第２の装飾部との重ね合わせによって装飾性を担持させている。従って、このような装飾品の構成を例えば携帯電話のカバー部材に適用したとしても、特に近年の主流であるタッチパネル式の携帯機器に用いられるカバーガラスに要求されている薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を有するという課題を解決することは到底できない。
また、上記カバーガラスは、通常、シート状に成形された大サイズの板状ガラスを所定の大きさ（製品サイズ）に切断（小片化）して作製される。カバーガラスは、この製品サイズへの切断工程を含め、多くの工程を経て製造される。工程が多くなると、製造コストにも影響し、また工程間の搬送等による傷等の発生も多くなることが予想される。従って、出来るだけ工程を短縮し、コスト、傷発生の抑制などの点で有利なカバーガラスの製造方法が望まれる。
本発明はこのような従来の課題を解決すべくなされたものであって、その目的は、文字又は図形を利用者に認識させる凹部が表面に形成され、しかも充分な強度を持つカバーガラス、薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラス、またはタッチパネル式の携帯機器に好適にカバーガラス、あるいは化学強化処理を施すガラス素材（ガラス基板）を用いる場合に好適なカバーガラスが得られ、しかも出来るだけ工程を短縮し、コスト、傷発生の抑制などの点で有利な高品質のカバーガラスの製造方法を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成を有する発明によれば上記課題を解決できることを見い出した。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするエッチング処理により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするエッチング処理により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された前記板状ガラスをエッチング処理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である。
板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするエッチング処理により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするエッチング処理により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された前記板状ガラスをエッチング処理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である。
（構成２）
同じ工程のエッチング処理で前記板状ガラスの外形分離と前記凹部の形成とを行うことを特徴とする構成１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
同じ工程のエッチング処理で前記板状ガラスの外形分離と前記凹部の形成とを行うことを特徴とする構成１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成３）
前記板状ガラスに形成された前記レジストは、エッチング処理の時間経過に応じて膜厚が薄くなるようにエッチャントに溶解し、前記凹部形成用レジストパターンは、該レジストパターンの形成されていない部分の前記レジストの膜厚よりも薄いレジストによって形成され、エッチング処理では、前記板状ガラスにおける前記凹部が形成される部分の溶解開始時が、前記板状ガラスにおける外形分離部分の溶解開始時よりも遅れることを特徴とする構成２に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
前記板状ガラスに形成された前記レジストは、エッチング処理の時間経過に応じて膜厚が薄くなるようにエッチャントに溶解し、前記凹部形成用レジストパターンは、該レジストパターンの形成されていない部分の前記レジストの膜厚よりも薄いレジストによって形成され、エッチング処理では、前記板状ガラスにおける前記凹部が形成される部分の溶解開始時が、前記板状ガラスにおける外形分離部分の溶解開始時よりも遅れることを特徴とする構成２に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成４）
前記凹部形成用レジストパターンを耐エッチャント膜で覆い、前記外形分離用レジストパターンで前記板状ガラスをエッチング処理して前記ガラス基板を前記板状ガラスから分離し、その後に、前記耐エッチャント膜を除去して、前記凹部形成用レジストパターンで前記ガラス基板をエッチング処理して前記凹部を形成することを特徴とする構成１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
前記凹部形成用レジストパターンを耐エッチャント膜で覆い、前記外形分離用レジストパターンで前記板状ガラスをエッチング処理して前記ガラス基板を前記板状ガラスから分離し、その後に、前記耐エッチャント膜を除去して、前記凹部形成用レジストパターンで前記ガラス基板をエッチング処理して前記凹部を形成することを特徴とする構成１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成５）
前記凹部形成用レジストパターンは、携帯機器の表示装置の画面上に表示されるボタン領域又はその輪郭と対応する形状の前記凹部を前記ガラス基板に形成するためのパターンであることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成６）
前記板状ガラスを化学強化処理した後、前記外形分離用レジストパターンおよび前記凹部形成用レジストパターンでエッチング処理を行うことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
前記凹部形成用レジストパターンは、携帯機器の表示装置の画面上に表示されるボタン領域又はその輪郭と対応する形状の前記凹部を前記ガラス基板に形成するためのパターンであることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成６）
前記板状ガラスを化学強化処理した後、前記外形分離用レジストパターンおよび前記凹部形成用レジストパターンでエッチング処理を行うことを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法である。
（構成７）
板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするブラスト加工により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするブラスト加工により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された板状ガラスをブラスト加工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である。
（構成８）
前記外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンとを同時に形成することを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
（構成９）
前記凹部の深さは、携帯機器用カバーガラスの板厚の1/2以下であることを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
（構成１０）
前記カバーガラスにおける上記凹部の深さ（深さ方向の厚み）を除いた残りの板厚が、２００μｍ以上であることを特徴とする構成１乃至９のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするブラスト加工により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするブラスト加工により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された板状ガラスをブラスト加工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である。
（構成８）
前記外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンとを同時に形成することを特徴とする構成１乃至７のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
（構成９）
前記凹部の深さは、携帯機器用カバーガラスの板厚の1/2以下であることを特徴とする構成１乃至８のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
（構成１０）
前記カバーガラスにおける上記凹部の深さ（深さ方向の厚み）を除いた残りの板厚が、２００μｍ以上であることを特徴とする構成１乃至９のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法によれば、文字又は図形を利用者に認識させる凹部が表面に形成され、しかも充分な強度を持つカバーガラス、薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラス、またはタッチパネル式の携帯機器に好適にカバーガラス、あるいは化学強化処理を施すガラス素材（ガラス基板）を用いる場合に好適なカバーガラスが得られ、しかも工程を短縮することが可能になるため、コストなどの点で有利な高品質のカバーガラスの製造方法を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。
図１は、本発明に関わる携帯機器の一例を示す全体斜視図である。
図１には、携帯機器の一例として、操作を主にタッチパネルにおいて行う携帯電話１００の場合を示している。この携帯電話１００は、筐体部１０１と表面側の表示画面１０２とを備えており、この表示画面１０２にはカバーガラスが組み込まれている。
より詳細には、表示画面を保護するようにカバーガラスが組み込まれており、携帯電話１００の表面にカバーガラスが配置されている。
図１は、本発明に関わる携帯機器の一例を示す全体斜視図である。
図１には、携帯機器の一例として、操作を主にタッチパネルにおいて行う携帯電話１００の場合を示している。この携帯電話１００は、筐体部１０１と表面側の表示画面１０２とを備えており、この表示画面１０２にはカバーガラスが組み込まれている。
より詳細には、表示画面を保護するようにカバーガラスが組み込まれており、携帯電話１００の表面にカバーガラスが配置されている。
上記カバーガラスは、外部からの衝撃によって表示画面１０２が破損しないように保護する必要があるため強度が要求されている。特に、タッチパネルの場合、表示画面１０２の所定部位（例えば画面に表示されているアイコンなど）を押圧することによって携帯電話１００の操作を行うが、頻繁に、繰り返し押圧されるため、このタッチパネル機能対応のためには薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラスが要求される。
図２A〜図２Dは、それぞれ本発明に係る携帯機器用カバーガラスの外形形状の例を示す平面図である。
この図２A〜図２Dはいずれもカバーガラスの外形形状が矩形状の例を示しており、図２Aは単純矩形のカバーガラス１Ａ、図２B、図２Cはそれぞれ各コーナーに丸み（アール）を付けた矩形状のカバーガラス１Ｂ、１Ｃ、図２Dは各コーナーに丸み（アール）を付けるとともに一部を切り欠いた矩形状のカバーガラス１Ｄの例を示している。カバーガラスの外形形状は、それが組み込まれる携帯機器の形状、構造等に由来するものであり、図２に示す例はほんの一例に過ぎない。本発明のカバーガラスにおいても、図２A〜図２Dに示す例に限定する趣旨ではないことは勿論である。また、例えば、レシーバーホール等のガラスの表面に孔が形成されているものも本発明にかかるカバーカラスに含まれる。
この図２A〜図２Dはいずれもカバーガラスの外形形状が矩形状の例を示しており、図２Aは単純矩形のカバーガラス１Ａ、図２B、図２Cはそれぞれ各コーナーに丸み（アール）を付けた矩形状のカバーガラス１Ｂ、１Ｃ、図２Dは各コーナーに丸み（アール）を付けるとともに一部を切り欠いた矩形状のカバーガラス１Ｄの例を示している。カバーガラスの外形形状は、それが組み込まれる携帯機器の形状、構造等に由来するものであり、図２に示す例はほんの一例に過ぎない。本発明のカバーガラスにおいても、図２A〜図２Dに示す例に限定する趣旨ではないことは勿論である。また、例えば、レシーバーホール等のガラスの表面に孔が形成されているものも本発明にかかるカバーカラスに含まれる。
本発明に係る携帯機器用カバーガラスにおいては、文字又は図形を利用者に認識させる凹部が、対向する主表面の少なくとも一方の表面に形成されている。文字又は図形を利用者に認識させる凹部とは、たとえば利用者が携帯機器の表側から見たときに文字または図形として認識しうる、或いは携帯機器の表側から触れたときに認識しうる凹部である。これら文字または図形は、例えば社名や製品名のロゴ、操作ボタンのマークなどのパターンである。
図３は、カバーガラスの主表面に文字として認識しうる凹部を形成した例を示す平面図であり、図４A、図４Bは、それぞれカバーガラスの主表面に形成される図形として認識しうる凹部の例を示す図である。
図３では、カバーガラス１の裏面側（図３における裏面側）の主表面に、表側から見たときに例えば「ＡＢＣ」の文字として認識しうる凹部が形成されている。文字に限らず、例えば図４Aのような四角形や、図４Bのような三角形などの図形も挙げられる。
図３では、カバーガラス１の裏面側（図３における裏面側）の主表面に、表側から見たときに例えば「ＡＢＣ」の文字として認識しうる凹部が形成されている。文字に限らず、例えば図４Aのような四角形や、図４Bのような三角形などの図形も挙げられる。
従来の印刷法に代わって、カバーガラスに文字や図形等のパターンを彫り込んだ凹部を形成することにより、携帯機器の表示画面を表側から見たときに、これら文字、図形等のパターンに奥行きのある立体感を持たせることができ、意匠性の高い装飾を施すことが可能になる。また、このような凹部は、視覚で確認しなくても、指先で触れたときの触覚だけで、操作ボタン（操作キー）の種類、つまり何の操作ボタンであるのかを認識することができる。例えば、携帯ゲーム機では、ユーザーはゲーム中、画面だけを見て、操作ボタンの方は殆ど見ないため、このような携帯ゲーム機の操作ボタンに適用すると好ましい。なお、本発明に係るカバーガラスには、凹部が形成されており、かつ、表面に印刷が施されているものも含まれる。
また、図５は、本発明に係るカバーガラスの断面図である。
図５に示す実施形態のカバーガラスにおいては、携帯機器の表側から見たときに文字または図形として認識しうる、或いは携帯機器の表側から触れたときに認識しうる凹部２が、カバーガラス１の対向する表裏の主表面１１，１２の両方の表面にそれぞれ形成されている。なお、云うまでもないが、主に携帯機器の表側から触れたときに認識しうることを目的とした凹部は、カバーガラス１の対向する主表面１１，１２のいずれか一方の面、換言すると、携帯機器に搭載された際の表側の表面に形成される。
要するに、携帯機器の表側のカバーガラス表面に形成された凹部は視覚または触覚で認識することができ、カバーガラスの上記と反対側の表面に形成された凹部は視覚で認識することができる。
図５に示す実施形態のカバーガラスにおいては、携帯機器の表側から見たときに文字または図形として認識しうる、或いは携帯機器の表側から触れたときに認識しうる凹部２が、カバーガラス１の対向する表裏の主表面１１，１２の両方の表面にそれぞれ形成されている。なお、云うまでもないが、主に携帯機器の表側から触れたときに認識しうることを目的とした凹部は、カバーガラス１の対向する主表面１１，１２のいずれか一方の面、換言すると、携帯機器に搭載された際の表側の表面に形成される。
要するに、携帯機器の表側のカバーガラス表面に形成された凹部は視覚または触覚で認識することができ、カバーガラスの上記と反対側の表面に形成された凹部は視覚で認識することができる。
ここで、凹部２について、図６を参照して詳細に説明する。本発明においては、上記凹部２の断面形状としては、より好ましくは、たとえば図６に示すように、カバーガラス１を断面視したとき、当該カバーガラス１の主表面平坦部と凹部２の内表面（壁面）２ａとの境界のエッジ部２ｂが丸み（アール）を付けた形状であることが望ましい。本発明が適用される携帯機器の場合、タッチパネル領域内の各操作ボタンは、ユーザーがタッチする指先よりも小さめであることが多く、指先が凹部の内表面２ａだけでなく上記エッジ部２ｂも押圧して負荷がかかることになる。上記のとおり、エッジ部２ｂが丸みを付けた形状であることにより、エッジ部２ｂにも繰り返し押圧による負荷がかかった場合の応力集中を低減できるので、凹部２の機械的強度が低下することを抑制できる。また、上記エッジ部２ｂが丸みを帯びていることで、指先で凹部２を繰り返し押圧しても指先が痛くならないという効果も有する。
また、図６に示すように、本発明においては、カバーガラス１を断面視したとき、凹部２の底面部と壁面である内表面２ａとの境界についても丸みを帯びた形状であることがより好ましい。さらに、底面部全体が丸みを帯びた形状とすることがさらに好ましい。換言すると、カバーガラス１を断面視したときに、凹部自体および凹部と上記主表面平坦部との境界に鋭利な角が形成されていないことがより好ましい。上記の構成とすることにより、携帯機器１００のユーザが凹部を押圧した場合に応力集中を起こさないためにカバーガラス１が破損することをより一層防止することができる。
次に、本発明による上記カバーガラスの製造方法について説明する。
［第１の実施形態］
図７A〜図７Dは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第１の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
本発明に係る携帯機器用カバーガラスは、シート状に成形された大板サイズの板状ガラスを所定の大きさ（製品サイズ）に切断（小片化）して作製される。
［第１の実施形態］
図７A〜図７Dは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第１の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
本発明に係る携帯機器用カバーガラスは、シート状に成形された大板サイズの板状ガラスを所定の大きさ（製品サイズ）に切断（小片化）して作製される。
まず、ダウンドロー法やフロート法等で製造された板状ガラス１０の表裏の両主表面にそれぞれレジスト（感光性有機材料、特に感光性樹脂材料）３を塗布形成し（図７A参照）、所定の露光、現像を行って、図７Bに示すような外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３を形成する。この外形分離用レジストパターン３ｂは、板状ガラス１０の両方の主表面にそれぞれ形成され、且つ一方の主表面のレジストパターン３ｂと他方の主表面のレジストパターン３ｂとが板状ガラス１０の厚さ方向で重なり合う（対向する）ように配置されている。また、凹部形成用レジストパターン３ａは、本実施の形態では、板状ガラス１０の両方の主表面にそれぞれ形成されるが、一方の主表面に形成される凹部と他方の主表面に形成される凹部とが板状ガラス１０の厚さ方向で重なり合わない位置に各レジストパターン３ａが配置されている。上記凹部形成用レジストパターン３ａは、携帯機器の表示装置の画面上に表示されるボタン領域又はその輪郭と対応する形状の前記凹部を前記ガラス基板に形成するためのパターンである。
なお、本実施の形態では、板状ガラス１０の両主表面とも、主表面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パターンを形成する。前述の図６に示すようなガラス基板の主表面平坦部と凹部２の内表面２ａとの境界のエッジ部２ｂが丸みを付けた形状とするためには、例えば次のような方法が好適である。
すなわち、板状ガラス１０の主表面に、この主表面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パターンを形成し、このレジストパターンをもつレジストをマスクとしてウェットエッチングを行う。このように、レジストパターンにおいて厚さ方向に重合度勾配を持つようにするためには、レジストパターン形成時にガラス（主表面）とレジストとの間の密着力を弱くする必要がある。ガラスとレジストとの間の密着力を弱くするためには、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る。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、上記エッジ部２ｂが丸みを付けた形状に形成される。本実施の形態では、上記凹部だけでなく、上記外形分離用レジストパターン３ｂを形成した切断部（分離部）においても、ガラス主表面平坦部との境界のエッジ部が丸みを付けた形状とする。作製されるカバーガラスの端面のエッジ部が丸みを帯びていることで、たとえば作業者の指が接触した際の怪我等を防止できる。
そして、この外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３が一方及び他方の主表面に形成された、板状ガラス１０をエッチング処理する。すなわち、この外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３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、切断部４では板状ガラス１０の表裏から貫通させて、板状ガラス１０から所定の製品サイズのガラス基板１を分離する。また、同時に、分離したガラス基板１の両方の主表面にそれぞれ所定の凹部２を形成する（図７C参照）。この場合のエッチング処理時間は、上記の切断部で板状ガラスの表裏が貫通するのに十分な時間に調節する。
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。なお、ウェットエッチングは等方性のエッチング（エッチングが垂直方向のみならず左右方向にも進行する）であるため、凹部２の底の角部は丸みを帯びた形状に仕上がる。このため、応力分散を図ることができるので、ウェットエッチングによって凹部を形成することがより好ましい。なお、ドライエッチングによって凹部を形成してもよい。
そして、残ったレジストパターンをガラス基板から剥離し、ガラス基板を洗浄する（図７D参照）。
そして、残ったレジストパターンをガラス基板から剥離し、ガラス基板を洗浄する（図７D参照）。
こうして、本実施の形態によるカバーガラスが完成する。
得られたカバーガラスの凹部２及び外周端面１３は、図７Dに示すように、いずれもそのエッジ部が丸みを帯びた形状に形成される。上記のように板状ガラスの主表面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パターンを形成し、ガラス主表面とレジストとの間の密着力が弱くなり、エッチング時にエッジ部が丸みを帯びたと考えられる。
得られたカバーガラスの凹部２及び外周端面１３は、図７Dに示すように、いずれもそのエッジ部が丸みを帯びた形状に形成される。上記のように板状ガラスの主表面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パターンを形成し、ガラス主表面とレジストとの間の密着力が弱くなり、エッチング時にエッジ部が丸みを帯びたと考えられる。
本実施形態により得られるカバーガラスにおいては、上記凹部２の表面２ａがエッチングで処理されたエッチング面であることである。本発明者の検討によれば、上記凹部２の表面２ａがエッチング面である場合、エッチング処理時に微小の傷やクラック等が発生するのを抑制できるため、カバーガラスの強度を損うことなく、例えば化学強化処理によって得られるカバーガラスの高い強度を維持することが可能であることを突き止めた。特に、カバーガラスに凹部を形成して、その凹部を押圧する場合、凹部を形成していない場合と比較して、カバーガラスの歪は大きくなり、その結果、凹部の表面２ａに作用する応力が増加するので、凹部の表面２ａの微小な傷やクラック等の影響を受けやすくなる。そのため、本発明のようにカバーガラスの主表面に凹部を形成する場合、凹部の表面２ａはエッチング処理で形成されたエッチング面であることが好ましい。
また、本実施の形態では、カバーガラスの端面１３もエッチング面である。出来たカバーガラスの端面がエッチング面であることによって、カバーガラス端面での微小な傷やクラック等の発生を抑制でき、これら傷やクラック等に起因するカバーガラスの強度低下を防止することができる。
以上説明したように、本実施形態の携帯機器用カバーガラスの製造方法によれば、文字又は図形を利用者に認識させる凹部が表面に形成され、しかも充分な強度を持つカバーガラス、薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラス、またはタッチパネル式の携帯機器に好適にカバーガラスが得られる。しかも、上記のとおり、板状ガラスの主表面上のレジスト層に外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンを同時に（一度に）作り込み、このレジストをマスクとする同じ工程のエッチング処理により板状ガラスの外形分離と凹部形成を同時に（一度に）行うので、たとえば板状ガラスの外形分離と凹部形成を別々の工程で行う場合に比べると、凹部と外形の位置合わせが不要となり位置寸法精度に優れるとともに、製造工程を大幅に短縮することが可能になる。そのため、コスト、傷発生の抑制などの点で有利な高品質のカバーガラスを製造することができる。
なお、本実施の形態では、ガラス基板の両主表面にそれぞれ凹部を形成する場合を説明したが、ガラス基板の何れか一方の主表面にのみ凹部を形成する場合は、その凹部を形成する主表面側のレジストにのみ上記凹部形成用レジストパターンを形成すればよい。
［第２の実施形態］
上述の第１の実施形態では、エッチング処理時間は、板状ガラスの外形分離に要する処理時間によって規制されるため、同時にエッチングされる凹部２の掘り込み深さは、必然的に板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さになる。本実施の形態では、ガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを制御することができる。
図８A〜図８Dは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第２の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
上述の第１の実施形態では、エッチング処理時間は、板状ガラスの外形分離に要する処理時間によって規制されるため、同時にエッチングされる凹部２の掘り込み深さは、必然的に板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さになる。本実施の形態では、ガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを制御することができる。
図８A〜図８Dは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第２の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
第１の実施形態と同様にして、板状ガラス１０の一方及び他方の主表面に、外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３を形成する。そして、前記凹部形成用レジストパターン３ａ（のすべて）を耐エッチャント膜５で覆う（図８A参照）。この耐エッチャント膜５としては、少なくとも板状ガラスの外形分離に適用するエッチング処理に対して耐性を有する材料を使用する。例えば第１の実施形態で使用したフッ酸を含有する酸性溶液に対して耐性を有するポリイミド、ポリエステル（ＰＥＴ等）等の粘着性樹脂フィルムや、ワックス等の油脂からなる保護膜などを好ましく用いることができる。
次に、凹部形成用レジストパターン３ａを上記耐エッチャント膜５で覆った状態で、前記外形分離用レジストパターン３ｂで板状ガラス１０をエッチング処理してガラス基板を板状ガラス１０から分離する（図８B参照）。
その後に、上記耐エッチャント膜５を除去して、凹部形成用レジストパターン３ａで分離されたガラス基板をエッチング処理して凹部２を形成する（図８C参照）。
そして、残ったレジストパターンを剥離し、ガラス基板を洗浄する（図８D参照）。
その後に、上記耐エッチャント膜５を除去して、凹部形成用レジストパターン３ａで分離されたガラス基板をエッチング処理して凹部２を形成する（図８C参照）。
そして、残ったレジストパターンを剥離し、ガラス基板を洗浄する（図８D参照）。
こうして、本実施の形態によるカバーガラスが完成する。
本実施形態では、板状ガラスの外形分離のエッチング処理と凹部形成のエッチング処理とは別の工程で行うため、凹部形成のエッチング処理時間は、板状ガラスの外形分離に要する処理時間によって規制されない。そのため、エッチング処理時間を適宜変更することによってガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを任意に制御することができる。なお、図８A〜図８Dには、凹部２の深さを、板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さよりも浅い深さに制御した場合を示している。
本実施形態では、板状ガラスの外形分離のエッチング処理と凹部形成のエッチング処理とは別の工程で行うため、凹部形成のエッチング処理時間は、板状ガラスの外形分離に要する処理時間によって規制されない。そのため、エッチング処理時間を適宜変更することによってガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを任意に制御することができる。なお、図８A〜図８Dには、凹部２の深さを、板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さよりも浅い深さに制御した場合を示している。
［第３の実施形態］
本実施の形態においても、ガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを制御することができる。
図９A〜図９Cは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第３の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
本実施の形態においても、ガラス基板主表面に形成する上記凹部２の深さを制御することができる。
図９A〜図９Cは、本発明の携帯機器用カバーガラスの製造方法の第３の実施形態に係る工程を順に示す断面図である。
第１の実施形態とほぼ同様にして、板状ガラス１０の一方及び他方の主表面に、外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３を形成する。但し、本実施形態においては、上記レジスト３は、エッチング処理の時間経過に応じて膜厚が薄くなるようにエッチャントに溶解し、上記凹部形成用レジストパターン３ａは、該レジストパターンの形成されていない部分のレジスト３の膜厚よりも薄いレジストによって形成されている（図９A参照）。このような凹部形成用レジストパターンを形成するためには、例えば露光光の透過率を所定に調整した半透光膜（半透光部）を有するハーフトーンマスクでレジスト３を露光し、凹部形成箇所では露光後の現像処理によりレジストが薄い膜で残存するように露光時間等を調整する。
そして、この外形分離用レジストパターン３ｂ及び凹部形成用レジストパターン３ａを有するレジスト３をマスクとしてウェットエッチングすることにより、切断部４では板状ガラス１０の表裏から貫通させて、板状ガラス１０から所定の製品サイズのガラス基板１を分離し、同時に、分離したガラス基板１の両方の主表面にそれぞれ所定の凹部２を形成する（図９B参照）。
そして、残ったレジストパターンを剥離し、ガラス基板を洗浄する（図９C参照）。
そして、残ったレジストパターンを剥離し、ガラス基板を洗浄する（図９C参照）。
こうして、本実施の形態によるカバーガラスが完成する。
本実施形態では、第１の実施形態と同様、外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンを同時に（一度に）作り込み、このレジストをマスクとする同じ工程のエッチング処理により板状ガラスの外形分離と凹部形成を同時に（一度に）行っているが、エッチング処理では、凹部形成箇所では、凹部形成用レジストパターン３ａがエッチング処理により溶解除去された後、ガラスのエッチングが開始されるため、板状ガラスにおける前記凹部が形成される部分の溶解開始時が、板状ガラスにおける外形分離部分の溶解開始時よりも遅れる。そのため、前記板状ガラスにおける外形分離の工程終了時に前記凹部が所定の深さ（例えば板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さよりも浅い深さ）となるように制御することができる。
本実施形態では、第１の実施形態と同様、外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンを同時に（一度に）作り込み、このレジストをマスクとする同じ工程のエッチング処理により板状ガラスの外形分離と凹部形成を同時に（一度に）行っているが、エッチング処理では、凹部形成箇所では、凹部形成用レジストパターン３ａがエッチング処理により溶解除去された後、ガラスのエッチングが開始されるため、板状ガラスにおける前記凹部が形成される部分の溶解開始時が、板状ガラスにおける外形分離部分の溶解開始時よりも遅れる。そのため、前記板状ガラスにおける外形分離の工程終了時に前記凹部が所定の深さ（例えば板状ガラスの板厚の大凡１／２に相当する深さよりも浅い深さ）となるように制御することができる。
なお、上述の第１〜第３の実施形態では、いずれも外形分離用レジストパターン及び凹部形成用レジストパターンを有するレジストをマスクとするエッチング処理により、板状ガラスの外形分離と凹部形成を行っているが、本発明はこれには限定されず、例えば上と同様のレジストをマスクとして、サンドブラストで機械加工することにより、板状ガラスの外形分離と凹部形成を行ってもよい。
すなわち、本発明は、板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするブラスト加工により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするブラスト加工により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された前記板状ガラスをブラスト加工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についても提供するものである。かかる発明によっても、製造工程を大幅に短縮することが可能になり、コストの点で有利な高品質のカバーガラスを製造することができる。
本発明により得られるカバーガラスは、たとえばカバーガラス１の主表面１１，１２がタッチパネルに相当する領域を有し、上記凹部２の少なくとも１つが上記タッチパネルに相当する領域に存在する形態において特に好適である。
また、本発明によれば、薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つカバーガラスを提供することができる。本発明においては、カバーガラスの全板厚は、例えば０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの薄型にすることができる。また、本発明においては、カバーガラスの外形形状が例えば矩形状で、その主表面を例えば３０ｃｍ２以上の大面積とすることが可能である。
また、本発明によれば、特に表示画面の高い強度を要求されるタッチパネル式の携帯機器に好適にカバーガラスを提供することができる。
また、本発明によれば、特に表示画面の高い強度を要求されるタッチパネル式の携帯機器に好適にカバーガラスを提供することができる。
本発明のカバーガラスの厚さ（板厚）は、最近の携帯機器の薄型化・軽量化のマーケットニーズに応える観点から例えば０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは０．４ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の範囲である。
本発明においては、カバーガラスを構成するガラスは、アモルファスのアルミノシリケートガラスとすることが好ましい。このようなアルミノシリケートガラスからなるガラス基板は、化学強化後の強度が高く良好である。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ2が５８〜７５重量％、Ａｌ2Ｏ3が０〜２０重量％、Ｌｉ2Ｏが０〜１０重量％、Ｎａ2Ｏが４〜２０重量％を主成分として含有するアルミノシリケートガラスを用いることができる。
本発明に係るカバーガラスにおいては強度を向上させるため、カバーガラスに対して化学強化処理を行うことが好ましい。
化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域、例えば摂氏３００度以上５００度以下の温度で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化塩としては、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属の硝酸塩を好ましく用いることができる。化学強化処理されたカバーガラスは強度が向上し耐衝撃性に優れているので、衝撃、押圧が加わり高い強度が必要な携帯機器に用いられるカバーガラスには好適である。特に本発明では、カバーガラスの主表面に上記凹部が形成されていても、化学強化処理により得られる高い強度を担保することができるので、化学強化処理は有効である。
化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域、例えば摂氏３００度以上５００度以下の温度で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化塩としては、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属の硝酸塩を好ましく用いることができる。化学強化処理されたカバーガラスは強度が向上し耐衝撃性に優れているので、衝撃、押圧が加わり高い強度が必要な携帯機器に用いられるカバーガラスには好適である。特に本発明では、カバーガラスの主表面に上記凹部が形成されていても、化学強化処理により得られる高い強度を担保することができるので、化学強化処理は有効である。
なお、本発明においては、前記板状ガラスを化学強化処理した後、前記外形分離用レジストパターンおよび前記凹部形成用レジストパターンでエッチング処理を行ってもよいし、或いは前記外形分離用レジストパターンおよび前記凹部形成用レジストパターンでエッチング処理を行った後、得られたガラス基板の化学強化処理を行ってもよい。
形成された凹部の寸法の観点からは、化学強化処理の後に凹部形成等のエッチング処理を行うことが、凹部の寸法が変化しないので好ましい。一方、カバーガラスの強度確保の観点では、上記エッチング処理の後に化学強化処理を行うことが好ましい。その理由は、化学強化されたガラス基板の内部には、表面圧縮応力層に対応した内部引張応力層が存在し、この内部引張応力はガラス基板に外力などが作用した場合ガラス基板を破壊する要因となる。そこで上記凹部形成等のエッチング処理は寸法精度の観点からは化学強化後に行うことが望ましく、一方強度の観点からは化学強化前に実施するのが好ましい。
また、本発明においては、カバーガラスにおける上記凹部の深さ（深さ方向の厚み）を除いた残りの板厚が、化学強化による凹部の圧縮応力層の厚みの３倍以上であることが好ましく、４倍以上であることがより好ましい。上記圧縮応力層の厚みの３倍を下回ると、カバーガラスに要求される強度が得られない恐れがある。
なお、この凹部の深さは、Ｚ軸（深さ方向）測定機（例えば日商精密光学（株）製の非接触Ｚ軸測定機「ミクロン深さ高さ測定機：ＫＹ−９０−ＨＬ−ＴＶ」、または（株）ニコン製の測定顕微鏡「ＭＭ−４００」など）を用いて測定可能である。また、主表面平坦部および凹部の圧縮応力値や圧縮応力層の深さ（厚み）は、応力計（例えば、（有）折原製作所製の精密歪計「ＢＳＰ−３」など）によるバビネ法により測定することが好ましい。ただし、ガラス組成及び化学強化塩の種類によってバビネ法により測定困難な場合には、例えば（有）折原製作所製の表面応力計「FSM-６０００」などによるウェーブガイド法により、圧縮応力値や圧縮応力層の深さを測定することもできる。
なお、この凹部の深さは、Ｚ軸（深さ方向）測定機（例えば日商精密光学（株）製の非接触Ｚ軸測定機「ミクロン深さ高さ測定機：ＫＹ−９０−ＨＬ−ＴＶ」、または（株）ニコン製の測定顕微鏡「ＭＭ−４００」など）を用いて測定可能である。また、主表面平坦部および凹部の圧縮応力値や圧縮応力層の深さ（厚み）は、応力計（例えば、（有）折原製作所製の精密歪計「ＢＳＰ−３」など）によるバビネ法により測定することが好ましい。ただし、ガラス組成及び化学強化塩の種類によってバビネ法により測定困難な場合には、例えば（有）折原製作所製の表面応力計「FSM-６０００」などによるウェーブガイド法により、圧縮応力値や圧縮応力層の深さを測定することもできる。
また、本発明においては、カバーガラスにおける上記凹部の深さ（深さ方向の厚み）を除いた残りの板厚が、２００μｍ以上であることが好ましい。残りの板厚が２００μｍ未満であると、カバーガラスに要求される強度が得られない恐れがある。なお、カバーガラスの両主表面にそれぞれ凹部が形成されている場合、板厚からそれぞれの主表面の最も大きい深さの和を引いた残りが、２００μｍ以上であることが好ましい。また、一方あるいは両方の主表面に深さが異なる複数の凹部がある場合、板厚からそれぞれの主表面の最も大きい深さを引いた残りが、２００μｍ以上であることが好ましい。
またカバーガラスの凹部の大きさ（幅）は指でカバーガラスを触ったときに指と凹部の底が接触しない大きさ（幅）であることが好ましい。
なお、上記凹部の深さを除いた残り板厚が同じであるが、全板厚が異なるカバーガラス同士の機械的強度（例えば後述の実施例における強度試験法による強度）を比較した場合、全板厚が大きいものほど強度が大きい傾向にある。また、全板厚と残り板厚の割合が同じであるカバーガラス同士を比較した場合、全板厚が大きいものほど強度が大きい傾向にある。
以上説明したように、本発明によれば、薄型、軽量、大画面（大面積）であっても充分な強度を持つ、とくに高い強度が要求されるタッチパネル式の携帯機器に好適なカバーガラスを提供することができる。
以下に具体的実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例）
以下の（１）板状ガラス切断加工および凹部形成工程、（２）化学強化工程、を経て本実施例のカバーガラスを製造した。
（実施例）
以下の（１）板状ガラス切断加工および凹部形成工程、（２）化学強化工程、を経て本実施例のカバーガラスを製造した。
（１）板状ガラス切断加工および凹部形成工程
まず、ダウンドロー法やフロート法で製造されたアルミノシリゲートガラスからなる厚さ０．５ｍｍの板状ガラスを切断して所定の大きさ（１０ｃｍ×５ｃｍ）のカバーガラス用ガラス基板を作製した。つまり、板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形を分離した。また、このガラス基板に凹部の形成を行った。このアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：６２．５〜６４．５重量％、Ａｌ２Ｏ３：１３〜１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：５〜７重量％、Ｎａ２Ｏ：９．５〜１１．５重量％、ＺｒＯ２：５〜７重量％を含有する化学強化用ガラスを使用した。
まず、ダウンドロー法やフロート法で製造されたアルミノシリゲートガラスからなる厚さ０．５ｍｍの板状ガラスを切断して所定の大きさ（１０ｃｍ×５ｃｍ）のカバーガラス用ガラス基板を作製した。つまり、板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形を分離した。また、このガラス基板に凹部の形成を行った。このアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：６２．５〜６４．５重量％、Ａｌ２Ｏ３：１３〜１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：５〜７重量％、Ｎａ２Ｏ：９．５〜１１．５重量％、ＺｒＯ２：５〜７重量％を含有する化学強化用ガラスを使用した。
本実施例では、この板状ガラスの切断加工および凹部形成は、レジストをマスクとするエッチング処理によって行った。すなわち、上記板状ガラスの両面にそれぞれエッチング耐性を有するレジスト（感光性有機材料）を塗布し、所定の露光、現像を行って、前述の図７Bに示すような外形分離用レジストパターン及び凹部形成用レジストパターンを有するレジストを形成した。この外形分離用レジストパターンは、板状ガラスの両方の主表面に形成され、且つ板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように配置されている。また、凹部形成用レジストパターンは、本実施例では板状ガラスの両方の主表面に形成されるが、一方の主表面に形成される凹部と他方の主表面に形成される凹部とは板状ガラスの厚さ方向で重なり合わない位置に配置されている。なお、板状ガラスの両主表面とも、主表面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した。
そして、この外形分離用レジストパターン及び凹部形成用レジストパターンを有する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、切断部で板状ガラスの表裏から貫通させて、板状ガラスから所定の製品サイズのガラス基板を分離した。また、同じウェットエッチング工程にて、分離したガラス基板の両方の主表面にそれぞれ所定の凹部を形成した。本実施例では、後述の静圧強度試験法に対応させるため、表側から見たときに（平面視）、図１０Cに示すような十字形として認識しうる凹部を形成した。エッチング処理時間は、上記の切断部で板状ガラスの表裏が貫通するのに十分な時間に調節した。
その後、残ったレジストをガラス基板から剥離し、ガラス基板を洗浄した。
その後、残ったレジストをガラス基板から剥離し、ガラス基板を洗浄した。
（２）化学強化工程
次に、上記の板状ガラスから分離し、凹部形成を終えたガラス基板に化学強化を施した。化学強化は硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合した化学強化液を用意し、この化学強化溶液を３６０℃に加熱し、上記カバーガラスを約３時間浸漬して化学強化処理を行なった。化学強化を終えたカバーガラスを硫酸、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
次に、上記の板状ガラスから分離し、凹部形成を終えたガラス基板に化学強化を施した。化学強化は硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合した化学強化液を用意し、この化学強化溶液を３６０℃に加熱し、上記カバーガラスを約３時間浸漬して化学強化処理を行なった。化学強化を終えたカバーガラスを硫酸、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
こうして本実施例のカバーガラスを完成した。
得られたカバーガラスの凹部及び外周端面は、いずれもそのエッジ部が丸みを帯びた形状に形成された。上記のように板状ガラスの主表面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パターンを形成し、ガラス主表面とレジストとの間の密着力が弱くなり、エッチング時にエッジ部が丸みを帯びたと考えられる。なお、凹部及び外周端面の形状は、その箇所を切断し、断面形状を顕微鏡観察によって確認した。
得られたカバーガラスの凹部及び外周端面は、いずれもそのエッジ部が丸みを帯びた形状に形成された。上記のように板状ガラスの主表面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パターンを形成し、ガラス主表面とレジストとの間の密着力が弱くなり、エッチング時にエッジ部が丸みを帯びたと考えられる。なお、凹部及び外周端面の形状は、その箇所を切断し、断面形状を顕微鏡観察によって確認した。
次に、得られたカバーガラスの静圧強度を測定した。具体的には、図１０Aに示す外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍのリング状のステンレス製受け冶具２１の上に、カバーガラスの十字形（平面視）の凹部が形成された領域をリング状の受け治具２１が下から囲むようにして測定対象のカバーガラス１を載置し、その上方から、カバーガラス１の凹部形成箇所を１０ｍｍφの鋼鉄製フラットヘッド２２で２００Ｎの荷重で２秒間押圧する（図１０B参照）。なお、上記フラットヘッド２２の先端には１ｍｍ厚のゴム硬度５０（ＪＩＳ Ｋ６２５３）の弾性材料が先端に貼り付けられている。測定枚数はカバーガラス３０枚である。
測定の結果、上記実施例のカバーガラスは破損ゼロであった。
測定の結果、上記実施例のカバーガラスは破損ゼロであった。
またボールを落下させることによりカバーガラスの衝撃強度を測定した。この場合の試験方法は、図１１に示すようにホルダー３０に設置したサンプル１（カバーガラス）の上方からボール３１を落下させる落下試験である（図１１A参照）。なお、サンプルのカバーガラスはホルダー３０の貫通部に設置されており、カバーガラス縁部の幅２ｍｍをホルダーで保持している（図１１B参照）。ボールの落下位置はカバーガラスの凹部形成箇所である。ここでボールは重量３２ｇ、直径２０ｍｍの球で、材質はＳＵＳ３０４である。またホルダーの材質はＳＵＳ３０４である。
強度はボールの落下開始部分とカバーガラスの距離（以下高さ）を変えて（図１１A参照）、破壊発生有無で評価した。各高さでカバーガラス１０枚を測定した。
測定の結果、上記実施例のカバーガラスは高さ８００ｍｍでは破壊ゼロ、高さ９００ｍｍで１枚破壊した。
次に、凹部の深さを変化させたときの強度の変化を調べた。具体的には、実施の形態２と上記実施例に基づいて、０．５ｍｍの板厚のガラス基板を用いて、このガラス基板に深さがそれぞれ異なる凹部を形成したカバーガラスを作成した。このとき、板厚から凹部の深さを引いたときの厚さが、１００μｍ〜４００μｍの間を５０μｍごとに変えたカバーガラスを作成した。そして、前記落下試験を行った。その結果、板厚から凹部の深さを引いたときの厚さが、２００μｍ以上のものは、２００μ未満のものに比べて破壊発生の割合が著しく少なかった。
測定の結果、上記実施例のカバーガラスは高さ８００ｍｍでは破壊ゼロ、高さ９００ｍｍで１枚破壊した。
次に、凹部の深さを変化させたときの強度の変化を調べた。具体的には、実施の形態２と上記実施例に基づいて、０．５ｍｍの板厚のガラス基板を用いて、このガラス基板に深さがそれぞれ異なる凹部を形成したカバーガラスを作成した。このとき、板厚から凹部の深さを引いたときの厚さが、１００μｍ〜４００μｍの間を５０μｍごとに変えたカバーガラスを作成した。そして、前記落下試験を行った。その結果、板厚から凹部の深さを引いたときの厚さが、２００μｍ以上のものは、２００μ未満のものに比べて破壊発生の割合が著しく少なかった。
なお、本実施例では、前述の図７に示す工程にしたがってカバーガラスを作製したが、本発明はこれに限らず、例えば凹部の深さを制御する場合には、前述の図８A〜図８D又は図９A〜図９Cに示す工程にしたがってカバーガラスを作製することができる。
また、本実施例では、板状ガラスの外形分離と凹部の形成をレジストをマスクとするエッチング処理により行ったが、これに限らず、同様のレジストをマスクとするサンドブラストで機械加工により行ってもよい。
また、本実施例では、板状ガラスの外形分離と凹部の形成をレジストをマスクとするエッチング処理により行ったが、これに限らず、同様のレジストをマスクとするサンドブラストで機械加工により行ってもよい。
Claims (10)
- 板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするエッチング処理により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするエッチング処理により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、
前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された前記板状ガラスをエッチング処理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。 - 同じ工程のエッチング処理で前記板状ガラスの外形分離と前記凹部の形成とを行うことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 前記板状ガラスに形成された前記レジストは、エッチング処理の時間経過に応じて膜厚が薄くなるようにエッチャントに溶解し、
前記凹部形成用レジストパターンは、該レジストパターンの形成されていない部分の前記レジストの膜厚よりも薄いレジストによって形成され、
エッチング処理では、前記板状ガラスにおける前記凹部が形成される部分の溶解開始時が、前記板状ガラスにおける外形分離部分の溶解開始時よりも遅れることを特徴とする請求項２に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。 - 前記凹部形成用レジストパターンを耐エッチャント膜で覆い、前記外形分離用レジストパターンで前記板状ガラスをエッチング処理して前記ガラス基板を前記板状ガラスから分離し、その後に、前記耐エッチャント膜を除去して、前記凹部形成用レジストパターンで前記ガラス基板をエッチング処理して前記凹部を形成することを特徴とする請求項１に記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 前記凹部形成用レジストパターンは、携帯機器の表示装置の画面上に表示されるボタン領域又はその輪郭と対応する形状の前記凹部を前記ガラス基板に形成するためのパターンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 前記板状ガラスを化学強化処理した後、前記外形分離用レジストパターンおよび前記凹部形成用レジストパターンでエッチング処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 板状ガラスから製品サイズのカバーガラス用ガラス基板の外形をレジストをマスクとするブラスト加工により分離するとともに、文字又は図形を利用者に認識させるための凹部を前記ガラス基板の少なくとも一方の主表面にレジストをマスクとするブラスト加工により形成する携帯機器用カバーガラスの製造方法であって、
前記板状ガラスの厚さ方向で重なり合うように前記板状ガラスの一方及び他方の主表面に配置され前記ガラス基板の外形を分離するための外形分離用レジストパターンと、前記板状ガラスの少なくとも一方の主表面に配置され前記凹部を形成するための凹部形成用レジストパターンとを有するレジストが一方及び他方の主表面に形成された板状ガラスをブラスト加工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。 - 前記外形分離用レジストパターンと凹部形成用レジストパターンとを同時に形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 前記凹部の深さは、携帯機器用カバーガラスの板厚の1/2以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
- 前記カバーガラスにおける上記凹部の深さ（深さ方向の厚み）を除いた残りの板厚が、２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の携帯機器用カバーガラスの製造方法。
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