JP2015026294A - 加飾カバーガラス、加飾カバーガラス一体型タッチパネル、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加飾部の色を鮮やかに表現することができ、かつ、加飾部の厚みを抑え、静電センサ加工時の不具合を解消することができる加飾カバーガラス、加飾カバーガラス一体型タッチパネル、及びその製造方法を提供する。【解決手段】ガラス板１の上に写真製版法によりカラーレジスト２を塗布して透過性を有する有色の着色層５を形成し、この着色層５の上に写真製版法によりフォトレジスト６を塗布してガラス板１及び着色層５を透過する光を反射させる発色層７を形成することにより、着色層５と発色層７からなる加飾部８を備えた加飾カバーガラス９を製造する。【選択図】図３

Description

本発明は、スマートフォンやタブレット型端末等の部品として用いられる加飾カバーガラス、加飾カバーガラス一体型タッチパネル、及びその製造方法に関する。

従来、これらの電子機器にタッチパネルを搭載する場合、タッチセンサの支持体としてカバーガラスが必要になる。このタッチパネルを製造する方法としては、カバーガラスと静電センサを別々に製造して貼り合わせる貼り合わせ型や、カバーガラスに静電センサを直接加工するカバーガラス一体型（例えば、特許文献１を参照）があり、タッチパネル全体の厚みを薄くする場合には後者のカバーガラス一体型が有利である。また、その他に、液晶パネルに静電センサを直接加工するインセル型やオンセル型もあり、この場合にも液晶パネルの表面にカバーガラスを貼り付ける必要がある。

このようなタッチパネルにおいて、タッチセンサの表面には、デザイン性の観点からカバーガラスの外周部に装飾を加える、いわゆる加飾部を設けるのが一般的である。この加飾部は、ディスプレイの表示部を区画する機能や、静電センサの配線電極の引き回しを隠蔽する機能を有している。従来、このカバーガラスの加飾部の色としては黒色が主流であったが、最近では白色やカラーのものも製品化されている。

前記カバーガラス一体型の場合、黒色の加飾部の加工方法は、液晶用のカラーフィルター材料のブラックマトリックス（ＢＭ）を使用することが多い。このブラックマトリックスは、カーボン系ブラックやチタン系ブラックと耐熱アクリル樹脂からなるフォトレジストを写真製版法によりパターン形成したものであり、１８０℃以上の高温で熱処理ができるため、その後の静電センサ加工において配線電極の蒸着時にアウトガスの発生を抑えることができる。

これに対し、白色やカラーの加飾部の場合、白色やカラーの印刷インキをオフセット印刷やシルク印刷等の印刷法により塗布するのが一般的である。この印刷法によると、一回の塗布では塗装面にムラができ、透けて隠蔽機能が損なわれてしまうので、通常は何度も重ね印刷して塗装を厚くしている（約２５〜４０μｍ）。特にカラーの加飾部の場合、塗装が薄いと地肌が透けて色がくすんで見えてしまい、美しい色を表現することができないため、塗装を厚くせざるを得ない。

しかしながら、加飾部の塗装を厚くすると、静電センサの加工時において、金属膜を真空蒸着する際にアウトガスの発生量が多くなり、静電センサの特性を大きく損なうという問題があった。また、後のＬＣＤモジュール等との貼り合わせ時において、加飾部を設けた外周部が印刷インキの盛り上がりによって段差となり、加工歩留りを極端に低下させる要因にもなっていた。

特許第４９３２０５９号公報

本発明は、前記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加飾部の色を鮮やかに表現することができ、かつ、加飾部の厚みを抑え、静電センサ加工時の不具合を解消して加工歩留りを向上させることができる加飾カバーガラス、加飾カバーガラス一体型タッチパネル、及びその製造方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明は、ガラス板に加飾部が設けられた加飾カバーガラスであって、前記加飾部は、前記ガラス板の上に設けられた透過性を有する着色層と、前記着色層の上に積層され、前記ガラス板及び前記着色層を透過する光を反射させる発色層とから構成されていることを特徴とする加飾カバーガラスを提供するものである。

また、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加飾カバーガラスにおいて、前記着色層が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、またはブラックマトリックス（ＢＭ）のカラーレジストにより構成されており、前記発色層が白色のフォトレジストにより構成されていることを特徴とする。

また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の加飾カバーガラスにおいて、前記発色層の上に前記ガラス板の裏面側からの光の透過を防止する透過防止層が設けられていることを特徴とする。

また、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の加飾カバーガラスにおいて、導電膜及び絶縁膜からなる静電センサが積層された静電容量式タッチパネルを備えたことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネルを提供するものである。

また、本願の請求項５に記載の発明は、ガラス板から加飾カバーガラスを製造する方法であって、前記ガラス板の上に写真製版法または印刷法によりカラーレジストをパターン形成し、透過性を有する着色層を形成する着色層形成工程と、前記着色層の上に写真製版法または印刷法によりフォトレジストをパターン形成し、前記ガラス板及び前記着色層を透過する光を反射させる発色層を形成する発色層形成工程を含むことを特徴とする加飾カバーガラスの製造方法を提供するものである。

また、本願の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の加飾カバーガラスの製造方法において、前記着色層形成工程及び前記発色層形成工程の際に、前記カラーレジスト及び前記フォトレジストをキュアー温度以上で焼成し、バインダー中のガスを放出させるガス抜きを行うことを特徴とする。

また、本願の請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の加飾カバーガラスの製造方法において、前記発色層形成工程の後に、導電膜及び絶縁膜からなる静電センサを積層する静電センサ加工工程を含むことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法を提供するものである。

本発明によれば、加飾部の着色層と発色層を分けて加工することにより、加飾部全体の厚みを抑え、静電センサ加工時のアウトガスの発生を防ぎ、加工歩留りを向上させることができるという効果がある。また、発色層に反射した光によって着色層の色が映えて鮮やかに表現することが可能になるため、加飾部の色やデザインの選択自由度が大幅に向上し、意匠性の高い加飾カバーガラスや加飾カバーガラス一体型タッチパネルを提供することができるという効果がある。

本発明に係る加飾カバーガラス一体型タッチパネルを製造するためのガラス板を示す平面図である。 本発明に係る加飾カバーガラス一体型タッチパネルの着色層形成工程を示す断面図である。 本発明に係る加飾カバーガラス一体型タッチパネルの発色層形成工程を示す断面図である。 本発明に係る加飾カバーガラス一体型タッチパネルの静電センサ加工工程を示す断面図である。 本発明に係る加飾カバーガラス一体型タッチパネルの加飾部の構成例を示す拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態では薄型かつ大型のガラス板１を使用し、このガラス板１に着色加工、発色加工、及び静電センサ加工を施した後に切断して個片化することにより、加飾カバーガラスに静電容量式タッチパネルを一体化した加飾カバーガラス一体型タッチパネル１５が製造される。以下その製造方法を工程順に従って説明する。

（１）着色層形成工程
図２に示す着色層形成工程は、カラーフィルター用のカラーレジストを使用して、写真製版（フォトリソグラフィー）法による着色加工を行う工程である。

はじめに、図２（ａ）に示すように、薄型かつ大型のガラス板１を用意する。ガラス板１の板厚ｔ１は特に限定されないが、タッチパネルの薄型化の要請や加工性等を考慮すると０．４〜１．０ｍｍ程度が好適である。また、ガラス板１の大きさは、例えば板厚ｔ１が０．４ｍｍであれば５００ｍｍ角、板厚ｔ１が０．７ｍｍであれば１０００ｍｍ角のものを使用することが可能であり、加工前のガラス板１の大きさは、取扱い性を考慮して板厚ｔ１との関係で決定される。

次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス板１の片面全面に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、またはブラックマトリックス（ＢＭ）のカラーレジスト２を均一に塗布して乾燥させる。カラーレジスト２は、透過性を有する耐熱樹脂インキであって、色材としての有機顔料とバインダーとしての耐熱アクリル樹脂を含有する感光性材料である。なお、カラーレジスト２の膜厚ｔ２は、約１．５〜２．０μｍとするのが好ましい。

次に、図２（ｃ）に示すように、カラーレジスト２の上にフォトマスク３をかぶせ、その上からＵＶ光を照射することによりパターンを露光して硬化させる。このフォトマスク３は、加飾部形成領域に対応する位置に露光孔４が設けられたものである。そして、硬化させたパターンをアルカリ水溶液で現像し、図２（ｄ）に示すように加飾部形成領域以外の不要な部分のカラーレジスト２を除去する。

その後、硬化させたカラーレジスト２を約２００〜２５０℃の焼成温度で焼き付ける。このとき、カラーレジスト２のバインダーをキュアー温度（約１８０℃）以上に加熱することでバインダー中のガスが放出され、ガス抜きを行うことができる。これにより、ガラス板１の上に透過性を有する有色の着色層５が形成される。

（２）発色層形成工程
図３に示す発色層形成工程は、フォトレジストを使用して、写真製版法による発色加工を行う工程である。

まず、図３（ａ）に示すように、着色層５の上からガラス板１の片面全面に白色のフォトレジスト６を均一に塗布して乾燥させる。フォトレジスト６は、ガラス板１と着色層５を透過する光を反射させる耐熱樹脂インキであって、色材としての酸化チタンとバインダーとしての光重合型樹脂を含有する感光性材料である。なお、フォトレジスト６の膜厚ｔ３は、隠蔽性と反射特性の観点から約１５μｍ前後とするのが好ましい。

次に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト６の上にフォトマスク３をかぶせ、その上からＵＶ光を照射することによりパターンを露光して硬化させる。このフォトマスク３は、図２の時と同じく加飾部形成領域に対応する位置に露光孔４が設けられたものである。そして、硬化させたパターンをアルカリ水溶液で現像し、図３（ｃ）に示すように加飾部形成領域以外の不要な部分のフォトレジスト６を除去する。

その後、硬化させたフォトレジスト６を約２００〜２５０℃の焼成温度で焼き付ける。このとき、フォトレジスト６のバインダーをキュアー温度（約１８０℃）以上に加熱することでバインダー中のガスが放出され、ガス抜きを行うことができる。これにより、着色層５の上に反射特性を有する白色の発色層７を積層した加飾部８が形成され、加飾カバーガラス９が完成する。

（３）静電センサ加工工程
図４に示す静電センサ加工工程は、静電容量式タッチパネルとして機能する静電センサ加工を行う工程である。

まず、図４（ａ）に示すように、発色層７の上にオーバーコート層１０を形成する。このオーバーコート層１０は、透明な耐熱アクリル樹脂を印刷法で均一に塗布したものである。これにより発色層７の表面に発生する凹凸を平滑化し、後述する配線電極１１の低抵抗化を図ることができる。オーバーコート層１０は、段差をなくすためにガラス板１の裏面全体に形成したが、少なくとも配線電極１１を形成する発色層７の上に設けられていれば良い。

次に、図４（ｂ）に示すように、発色層７の上のオーバーコート層１０に、真空蒸着法を用いてアルミニウム等の金属膜からなる配線電極１１を形成する。ここで、着色層５と発色層７は前記のとおり高温焼成時にガス抜きされているため、真空蒸着時のアウトガスの発生を防ぐことができる。そして、ガラス板１の上のオーバーコート層１０に、スパッタリング法を用いて透明導電膜（ＩＴＯ膜）１２を形成する。透明導電膜１２は、Ｘ軸方向の静電容量の変化を検知するＸ電極とＹ軸方向の静電容量の変化を検知するＹ電極の２枚の導電膜からなり、両者の間に絶縁膜を挟んで積層され、前記配線電極１１に接続される。

次に、図４（ｃ）に示すように、発色層７の上のオーバーコート層１０に透過防止層１３を形成する。この透過防止層１３は、白色、灰色、黒色等の耐熱樹脂インキをスクリーン印刷したものであって、ガラス板１の裏面側からの光（例えば、液晶パネルのバックライト等）による白色透過を防ぐ機能を有する。

最後に、図４（ｄ）に示すように、ガラス板１を機械加工により切断する。切断方法としては、ダイヤモンドカッター、超硬合金製ホイールカッター、あるいはレーザーやダイヤモンドツール等の切断機１４を使用して、製品の外形となるカットライン１５に沿って切断する。これにより、１枚の大型ガラス板１が複数枚に切り離され、加飾カバーガラス一体型タッチパネル１６が完成する。

以上のようにして製造された加飾カバーガラス一体型タッチパネル１６によれば、加飾部８の着色と発色を分けて加工したことにより、加飾部８全体の厚みが抑えられ、静電センサ加工時のアウトガスの発生を防ぎ、加工歩留りを向上させることができる。また、発色層７に反射した光によって着色層５の色が映えて、白紙の上に印刷したかのような、色鮮やかな表現が可能になるため、加飾部８の色やデザインの選択自由度が大幅に向上し、意匠性の高い加飾カバーガラス９や加飾カバーガラス一体型タッチパネル１６を提供することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、当業者の通常の創作能力の発揮によって適宜変更することが可能である。

例えば、基材となるガラス板１について未強化ガラスを使用したが、これに代えて、ガラス板１の両面に圧縮応力層を設けた強化ガラスを使用しても良い。また、大型のガラス板１に多面付けし、その後個片に切り離して製造したが、この方法に限らず、はじめから製品サイズに加工されたガラス板１を一個流しで製造しても良い。一個流し製造の場合、個片加工により、ガラス板１の表面、裏面、及び４つの側面の６面強化を施すことができるので、加飾カバーガラス９の強度を高めることができる。これに対し、多面付け製造の場合、表面及び裏面の２面強化により一個流し製造に比べて強度が低下するため、ガラス板１の周縁部に断面凸型の段付部を形成する端面強化処理（詳しくは特許第４９３２０５９号公報を参照）を施して、加飾カバーガラス９の強度を高めることもできる。

また、着色層５の形成方法について写真製版法を採用したが、これ以外に、オフセット印刷、シルク印刷、あるいはインクジェット印刷等の印刷法を採用することもできる。これらの印刷法を採用する場合には、ガラス板１の上に色付ペーストを直接印刷してパターン化した後、高温焼成を行うようにする。着色層５のパターン形状については、図５（ａ）に示すようなドットパターンや、図５（ｂ）に示すようなストライプパターンを採用することにより、加飾部８に色のグラデーション効果を取り入れることが可能になる。色の変化についても、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、ブラックマトリックス（ＢＭ）、マゼンタ、イエロー等のそれぞれの色をドットで配置した着色層５を形成し、これを白色の発色層７で発色させることによって、高解像度のきれいな画像を表現することもできる。

また、発色層７の形成方法について写真製版法を採用したが、これ以外に、オフセット印刷、シルク印刷、あるいはインクジェット印刷等の印刷法を採用することもできる。発色層７の色についても白色に限らず、着色層５と同一色で反射効果のある色合いのペーストを使用しても良い。

本発明による加飾カバーガラス一体型タッチパネル１６は、例えばスマートフォン、タブレット型端末、モバイル機器、ＰＣ機器、カーナビゲーション装置等の電子機器の部品として利用することができる。また、静電センサ加工を施す前の加飾カバーガラス９は、例えば車載用インパネ、液晶パネルのインセル型やオンセル型のカバーガラス、貼り合わせ用カバーガラス等の色付加飾板として利用することができる。

１：ガラス板
２：カラーレジスト
３：フォトマスク
４：露光孔
５：着色層
６：フォトレジスト
７：発色層
８：加飾部
９：加飾カバーガラス
１０：オーバーコート層
１１：配線電極
１２：透明導電膜
１３：透過防止層
１４：切断機
１５：カットライン
１６：加飾カバーガラス一体型タッチパネル

Claims (7)

1. ガラス板に加飾部が設けられた加飾カバーガラスであって、
   前記加飾部は、前記ガラス板の上に設けられた透過性を有する着色層と、前記着色層の上に積層され、前記ガラス板及び前記着色層を透過する光を反射させる発色層とから構成されていることを特徴とする加飾カバーガラス。
2. 請求項１に記載の加飾カバーガラスにおいて、前記着色層が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、またはブラックマトリックス（ＢＭ）のカラーレジストにより構成されており、前記発色層が白色のフォトレジストにより構成されていることを特徴とする加飾カバーガラス。
3. 請求項１または２に記載の加飾カバーガラスにおいて、前記発色層の上に前記ガラス板の裏面側からの光の透過を防止する透過防止層が設けられていることを特徴とする加飾カバーガラス。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の加飾カバーガラスにおいて、導電膜及び絶縁膜からなる静電センサが積層された静電容量式タッチパネルを備えたことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネル。
5. ガラス板から加飾カバーガラスを製造する方法であって、
   前記ガラス板の上に写真製版法または印刷法によりカラーレジストをパターン形成し、透過性を有する着色層を形成する着色層形成工程と、
   前記着色層の上に写真製版法または印刷法によりフォトレジストをパターン形成し、前記ガラス板及び前記着色層を透過する光を反射させる発色層を形成する発色層形成工程を含むことを特徴とする加飾カバーガラスの製造方法。
6. 請求項５に記載の加飾カバーガラスの製造方法において、前記着色層形成工程及び前記発色層形成工程の際に、前記カラーレジスト及び前記フォトレジストをキュアー温度以上で焼成し、バインダー中のガスを放出させるガス抜きを行うことを特徴とする加飾カバーガラスの製造方法。
7. 請求項５または６に記載の加飾カバーガラスの製造方法において、前記発色層形成工程の後に、導電膜及び絶縁膜からなる静電センサを積層する静電センサ加工工程を含むことを特徴とする加飾カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法。