JP6309729B2

JP6309729B2 - 電子機器用カバーガラスの製造方法

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Publication number: JP6309729B2
Application number: JP2013197249A
Authority: JP
Inventors: 英治河野
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: JP2015063037A

Description

本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、タッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法に関する。

スマートフォンを含む携帯電話や、携帯型ゲーム機、スレートＰＣ（Personal Computer）や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルスティルカメラ、ビデオカメラなどの携帯機器では、液晶などの表示装置を保護するために、表示装置の外側にカバーガラスが配置される。また、タッチセンサにおいても、センサー基板を保護するためにカバーガラスが配置される。

近年、上述したような電子機器では、表示装置が設けられている側の面（以下、表示面と称する）の大部分が表示領域となり、その表示領域の周囲に枠状の非表示領域（表示領域以外の領域）が設けられている。この非表示領域を形成するために、カバーガラスには、非表示領域に対応する領域に加飾層（遮蔽層とも称される）が形成される。以下、カバーガラスにおいて、加飾層が形成される領域（表示面における非表示領域に相当する領域）を加飾領域と称し、加飾層が形成されない領域（表示面における表示領域に相当する領域）を非加飾領域と称する。

カバーガラス上に加飾層を形成する方法としては、従来は、加飾層を両面テープによってカバーガラスに貼り合わせる手法が用いられていた。しかしながら、この手法であると、加飾層（インキ）や両面テープの基材の厚みによって、表示装置とカバーガラスとの間に厚み方向の隙間が生じることで、そこにエアギャップ（空気層とも称される）が形成されてしまい、それに起因する表示領域の視認性の低下が発生することが問題となっていた。

そこで例えば特許文献１では、隙間を充填する透明接着充填層を設けている。詳細には、ディスプレイ装置の表面を保護する保護板において、印刷層が形成された第１透明フィルム上にかかる印刷層を覆うように透明接着充填層を形成し、透明接着充填層の第１透明フィルム側とは反対側の面に第２透明フィルムを配置している。そして、第２透明フィルムの透明接着充填層とは反対側の面に透明接着層を形成し、この透明接着層によって当該保護板をディスプレイ装置に貼着している。

特許文献１のように透明接着充填層を設ければ、印刷層によって生じる厚み方向の隙間を好適に充填することができ、エアギャップによる視認性の低下を抑制することができると考えられる。また透明接着充填層を第１フィルムおよび第２フィルムによって挟むことにより、保護板表面の平坦化を図ることができ、透明接着充填層を設けたときに生じがちであった段差の発生を抑制可能であると考えられる。

特開２０１３−１１６９９号公報

しかしながら、特許文献１の構成であると、エアギャップひいてはそれに起因する表示領域の視認性の低下を抑制することは可能であるものの、第１透明フィルムに加えて第２透明フィルムの厚みが加わり、更に、印刷層上にも透明接着充填層が形成されているため、保護板の総厚が著しく増大してしまう。このため、近年更なる軽量化および薄板化が要求されている保護カバーパネルにおいてそれを達成することが困難となる。

また特許文献１のように保護板が透明フィルムを含む構成であると、かかる透明フィルムの使用材料に光学的要求の制限が発生する。このため、透明フィルムには、高い全光線透過率および低ヘイズ値を有する光学フィルムの採用が必須となり、コストの増大を招いてしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、総厚の増大を防ぎつつエアギャップひいてはそれに起因する表示領域の視認性の低下を抑制することができ、且つコストの削減を図ることが可能な電子機器用カバーガラスの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法の代表的な構成は、基材フィルムの主表面に離型層を介して印刷層を形成し、印刷層をガラス基板に貼付し、離型層とともに基材フィルムを印刷層から剥離することを特徴とする。

上記構成によれば、基材フィルムの主表面に離型層を介して印刷層を形成することにより、かかる基材フィルムの主表面に離型層を介して形成された印刷層をガラス基板に貼付した後に、基材フィルムを印刷層から剥離することができる。これにより、印刷層のみがガラス基板に転写されるため、エアギャップの厚みが低減され、且つ基材フィルムによるカバーガラスの総厚の増大を防ぐことができる。故に、エアギャップに起因する表示領域の視認性の低下を抑制しつつ、カバーガラスの軽量化および薄板化を図ることが可能となる。また基材フィルムが剥離されるため、かかる基材フィルムはカバーガラスの構成要素から除外される。したがって、基材フィルムとして光学フィルムを採用する必要がないため、安価な材料を選択可能となり、コストを削減することができる。

上記基材フィルムの主表面の全面に離型層を介して印刷層を形成し、当該電子機器用カバーガラスにおける加飾領域以外の領域である非加飾領域の縁に沿って印刷層をカッティングし、カッティングした非加飾領域の印刷層を離型層から剥離させて抜き取るとよい。これにより、基材フィルムにおいて、加飾領域の形状に対応した形状の印刷層、すなわち加飾領域の印刷パターンを容易に形成することが可能となる。

上記印刷層上に粘着層を形成し、粘着層上にセパレータを貼付し、セパレータが貼付された状態でカッティングおよび抜き取りを行い、セパレータを剥離し、粘着層をガラス基板に貼付することにより、粘着層を介して印刷層をガラス基板に貼付するとよい。かかる構成のように粘着層を設けることにより、印刷層のガラス基板への密着強度を高めることができる。

本発明によれば、総厚の増大を防ぎつつエアギャップひいてはそれに起因する表示領域の視認性の低下を抑制することができ、且つコストの削減を図ることが可能な電子機器用カバーガラスの製造方法を提供することができる。

本実施形態にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法によって製造される電子機器用カバーガラスについて説明する図である。本実施形態にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法について説明するフローチャートである。製造工程における電子機器用カバーガラスの状態を示す模式的な断面図である。製造工程における電子機器用カバーガラスの状態を示す模式的な断面図である。上述した工程後の基材フィルムを各層を形成した側から観察した平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法によって製造される電子機器用カバーガラスについて説明する図である。図１（ａ）は、電子機器として例示するスマートフォン３００、およびそれに貼付される保護カバーガラス２００の外観斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すスマートフォン３００の模式的な断面図である。なお、本実施形態では、電子機器としてスマートフォン３００を例示しているが、これに限定するものではなく、他の携帯電話機、携帯型ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital 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）等であってもよい。

図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる電子機器であるスマートフォン３００は、表示装置であるタッチパネルディスプレイ３０２（タッチセンサ）と、タッチパネルディスプレイ３０２の表面を覆い、かかるタッチパネルディスプレイ３０２のカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスである電子機器外装用カバーガラス（以下、外装用カバーガラス３０４と称する）とを備える。外装用カバーガラス３０４は、スマートフォン３００の外装の一部をなすように筐体３０６のベゼルの内側に取り付けられている。すなわち外装用カバーガラス３０４は、スマートフォン３００の外装の一部を構成している。

保護カバーガラス２００は、電子機器の外装のうち、表示画面を覆うように着脱可能に貼り付けられる外付けの携帯機器用カバーガラス（電子機器用外付け保護カバーガラス）である。保護カバーガラス２００は、ガラス板２０２を含んで構成され、外装用カバーガラス３０４の外側の主表面を覆うように貼り付けられることで、かかる外装用カバーガラス３０４を保護する。なお、本実施形態では、外装用カバーガラス３０４および保護カバーガラス２００の両方、すなわちそれら両方を含む電子機器用カバーガラスについては単にカバーガラスと称する。

図１（ａ）に示すように、スマートフォン３００では、表示装置であるタッチパネルディスプレイ３０２が設けられている側の面（表示面）において、その大部分がタッチパネルディスプレイ３０２による表示がなされる表示領域であり、図１（ｂ）に示すように、表示領域の周囲の領域は非表示領域である。この非表示領域を形成するために、外装用カバーガラス３０４には、非表示領域に対応する領域に加飾が施される。

以下、上述したように加飾が施される電子機器用カバーガラスの製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、外装用カバーガラス３０４を製造する場合を例示して説明するが、これに限定するものではなく、加飾を施した保護カバーガラス２００を製造する際においても本発明を好適に適用することができる。また説明の便宜上、本実施形態では、外装用カバーガラス３０４において、スマートフォン３００の表示面の非表示領域に相当する領域を、加飾が施される加飾領域３０４ａと称し、表示面における表示領域に相当する領域を、加飾が施されない非加飾領域３０４ｂと称する。

図２は、本実施形態にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法について説明するフローチャートである。図３および図４は、製造工程における電子機器用カバーガラスの状態を示す模式的な断面図である。図２に示すように、本実施形態の電子機器用カバーガラスの製造方法では、まず離型層形成工程（ステップＳ４０２）において、撥水性を有する離型剤を基材フィルム１０２に塗布することにより、図３（ａ）に示すように基材フィルム１０２上に離型層１０４を形成する。

なお、本実施形態においては、離型層１０４を形成する構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば、予め離型層１０４が主表面に設けられた基材フィルム１０２を準備し、離型層形成工程（ステップＳ４０２）を不要とすることも可能である。

基材フィルム１０２としては、適度な耐熱性を有し、且つロール材のように連続的に印刷が可能な素材が好ましく、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を例示することができる。また後述するように離型層１０４上には印刷層１０６が形成されるため、かかる印刷層１０６のはじきやムラを防ぐ観点から、離型層１０４を構成する離型剤としてはノンシリコーン系タイプの離型剤を用いることが好ましい。

次に、印刷層形成工程（ステップＳ４０４）において、離型層１０４上にインキを塗布することにより、図３（ｂ）に示すように、離型層１０４上に印刷層１０６を形成する。この際の印刷方法としては、例えばグラビア印刷等を好適に採用することができる。

印刷層１０６が十分に乾燥したら、粘着層形成工程（ステップＳ４０６）において、図３（ｃ）に示すように、印刷層１０６上に粘着層１０８を形成する。粘着層１０８は、粘着剤（接着剤）を印刷層１０６上に塗布することによって形成してもよいし、フィルム状の粘着シート、例えばＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）を印刷層１０６上に貼付することによって形成してもよい。このように、印刷層１０６上に粘着層１０８を設けることにより、印刷層１０６のガラス基板１２０（図４参照）への密着強度を高めることができる。

なお、本実施形態においては印刷層１０６上に粘着層１０８を形成する構成を例示したが、これに限定するものではない。印刷層１０６を構成するインキにおいて、ガラス基板１２０との密着強度を十分に確保しうる粘着性または接着性が得られる場合には、粘着層１０８および粘着層形成工程を不要とすることも可能である。

粘着層１０８を形成したら、セパレータ貼付工程（ステップＳ４０８）において、図３（ｄ）に示すように粘着層１０８上にセパレータ１１０を貼付する。なお、粘着層１０８を形成しない場合には、セパレータ貼付工程を省略してもよい。また粘着層１０８をＯＣＡによって形成する場合であって、かかるＯＣＡがセパレータ付きのものであった場合にも、そのセパレータを使用することによってセパレータ貼付工程を省略することが可能である。

なお、基材フィルム１０２およびその上に形成された離型層１０４の厚さとしては、３８〜５０μｍを例示することができ、離型層１０４の厚さが０．１μｍ以下となることから、基材フィルム１０２およびその上に形成された離型層１０４の厚さはほぼ基材フィルム１０２そのものの厚さである。また印刷層１０６の厚さとしては１０μｍを例示することができ、粘着層１０８の厚さは１５〜２０μｍ、セパレータ１１０の厚さは２０μｍを例示することができる。ただし、これらの厚さは例示にすぎず、これに限定するものではない。

図５は、上述した工程後の基材フィルム１０２を各層を形成した側から観察した平面図である。なお、説明の便宜上、図５では、粘着層１０８およびセパレータ１１０を不図示とし、印刷層１０６を図示し、印刷層１０６において外装用カバーガラス３０４の加飾領域３０４ａおよび非加飾領域３０４ｂに相当する領域にそれらの符号を付している。また理解を容易にするために、図５では、外装用カバーガラス３０４の外周の形状（外形）を一点鎖線にて図示し、非加飾領域３０４ｂの縁を二点鎖線にて図示している。

図５（ａ）に示すように、本実施形態では、複数（図５（ａ）では３つを例示）の外装用カバーガラス３０４分の面積を有する基材フィルム１０２を用い、上述した離型層形成工程から粘着層形成工程では、かかる基材フィルム１０２の全面に各層（離型層１０４、印刷層１０６および粘着層１０８）を形成する。そして、外側の一点鎖線、すなわち外装用カバーガラス３０４の外形線に沿って基材フィルム１０２をカッティングすると、図５（ｂ）に示すように、外装用カバーガラス３０４の外形形状の転写シート１１２が切り抜かれる。

上記のように１枚の大きい基材フィルム１０２から複数枚の転写シート１１２を製造することにより、転写シート１１２を１枚ずつ製造する場合に比して製造効率を高めることができる。しかしながら、１枚の大きい基材フィルム１０２から複数枚の転写シート１１２を製造する際、上述したように基材フィルム１０２の全面に印刷層１０６が形成されていると、転写シート１１２において、図５（ｂ）の一点鎖線内の領域、すなわち外装用カバーガラス３０４の非加飾領域３０４ｂに相当する領域に印刷層１０６が残存してしまう。

そこで本実施形態では、セパレータ１１０を貼付した後に行われるカッティング工程（ステップＳ４１０）において、図３（ｅ）に示すように、外装用カバーガラス３０４の外形（図５（ａ）の一点鎖線）に沿ってセパレータ１１０から基材フィルム１０２までをカッティングし、且つ外装用カバーガラス３０４における非加飾領域３０４ｂの縁（図５（ａ）の二点鎖線）に沿ってセパレータ１１０から印刷層１０６までをカッティングする。この際のカッティング方法としては、ダイカットやレーザーカット等を好適に採用することが可能である。

そして、印刷層抜取工程（ステップＳ４１２）において、図３（ｆ）に示すように、カッティングされた非加飾領域３０４ｂに相当する領域の印刷層１０６を、セパレータ１１０ごと離型層１０４から剥離させて抜き取る。これにより、図５（ｃ）に示すように、非加飾領域３０４ｂに相当する領域の印刷層１０６が除去された転写シート１１２が製造される。

上述したように、基材フィルム１０２と印刷層１０６との間には離型層１０４が形成されているため、基材フィルム１０２と印刷層１０６との密着強度は低くなる。一方、セパレータ１１０と印刷層１０６との間には粘着層１０８が形成されているため、セパレータ１１０と印刷層１０６の間では高い密着強度が得られる。このため、所望の領域の印刷層１０６をセパレータ１１０ごと剥離することで、印刷層１０６はセパレータ１１０に付着した状態で基材フィルム１０２から剥がれ、その領域の印刷層１０６が基材フィルム１０２から除去される。したがって、本実施形態にかかる製造方法によれば、１枚の基材フィルムから複数枚の転写シート１１２を製造する場合であっても、加飾領域３０４ａの形状に対応した形状の印刷層１０６、すなわち加飾領域３０４ａの印刷パターンが形成された転写シート１１２を容易に製造することが可能である。

なお、本実施形態においては、カッティング工程（ステップＳ４１０）において、外装用カバーガラス３０４の外形（図５（ａ）の一点鎖線）に沿ったカッティング、および外装用カバーガラス３０４の非加飾領域３０４ｂに相当する領域の縁（図５（ａ）の二点鎖線）に沿ったカッティングを同時に行う場合を例示して説明したが、かかる構成は例示にすぎず、これに限定するものではない。それらのカッティングは別々のカッティング工程において行われてもよく、その場合、カッティングを行う順序は任意に設定可能である。

また本実施形態では、１つの基材フィルム１０２から複数の転写シートを製造する場合を例示したが、これにおいても限定されず、外装用カバーガラス３０４の形状に予め個別にカッティングされた基材フィルム１０２に対して離型層形成工程からセパレータ貼付工程を実施する場合には、外装用カバーガラス３０４の外形に沿ったカッティングは当然にして不要である。更に、外装用カバーガラス３０４の形状に予めカッティングされた基材フィルム１０２に対して、外装用カバーガラス３０４の加飾領域に相当する領域にのみ、離型層形成工程からセパレータ貼付工程を実施する場合には、カッティング工程そのものを不要とすることも可能である。

図３（ｆ）および図５（ｃ）に示す転写シート１１２を製造したら、セパレータ剥離工程（ステップＳ４１４）において、図４（ａ）に示すように転写シート１１２のセパレータ１１０側の面をガラス基板１２０に対向させ、図４（ｂ）に示すようにセパレータ１１０を剥離する。そして、印刷層貼付工程（ステップＳ４１６）において転写シート１１２をガラス基板１２０に貼り合わせることにより、図４（ｃ）に示すように粘着層１０８がガラス基板１２０に貼付され、かかる粘着層１０８を介して印刷層１０６がガラス基板１２０に貼付される。

なお、ガラス基板１２０としては、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等が挙げられ、強い圧縮応力を形成できる観点からアルミノシリケートガラスがより好ましい。中でも、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ及び／又はＮａ_２Ｏを含有したアルミノシリケートガラスであることが好ましく、更に好ましくは、ＳｉＯ_２：５８〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：４〜２０重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４〜１３重量％を含有するアルミナシリケートガラスを用いるとよい。

Ａｌ_２Ｏ_３は、化学強化においてイオン交換性能を向上させるため有用である。Ｌｉ_２Ｏは、化学強化においてＮａ＋イオンとイオン交換させるための成分である。Ｎａ_２Ｏは、化学強化においてＫ＋イオンとイオン交換させるための成分である。ＺｒＯ_２は、機械的強度を高めるために有用である。なお、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏのうち、Ｎａ２Ｏを含むガラス組成であれば良く、Ｌｉ２Ｏを省略可能である。この場合には、化学強化処理液に硝酸カリウムの溶融塩を用いることができる（硝酸ナトリウムを省略可能）。なお、本実施形態では、アルミナシリケートガラスを用いる構成を例示したが、これに限定するものではなく、ソーダライムガラス等を用いることも可能である。

印刷層１０６を貼付した後、ガラス基板１２０との密着強度に応じて、オートクレーブ等を用いた脱気処理（脱泡処理）を施してもよい。そして、ガラス基板１２０との十分な密着強度が得られたら、基材フィルム剥離工程（ステップＳ４１８）において、図４（ｄ）に示すように、離型層１０４とともに基材フィルム１０２を印刷層１０６から剥離する。

このとき、基材フィルム１０２と印刷層１０６との間は離型層１０４が形成されているため密着強度が低く、ガラス基板１２０と印刷層１０６の間は粘着層１０８により高い密着強度が得られる。したがって、印刷層１０６は離型層１０４との界面において基材フィルム１０２から剥離し、粘着層１０８を介して印刷層１０６がガラス基板１２０上に付着した状態となる。これにより、加飾領域３０４ａ（図１（ｂ）参照）に印刷層１０６による加飾が施された外装用カバーガラス３０４（図４（ｄ）参照）が製造される。

上記説明したように、本実施形態の電子機器用カバーガラスの製造方法によれば、基材フィルム１０２上に離型層１０４が形成されているため、印刷層１０６をガラス基板１２０に貼付した後、かかる基材フィルム１０２を印刷層１０６から剥離することができる。したがって、印刷層１０６および粘着層１０８、粘着層１０８を形成しない構成においては印刷層１０６のみをガラス基板１２０上に転写することができ、従来のような加飾領域への基材フィルム１０２の残存が生じない。これにより、加飾時の膜厚を、従来に比して３０〜５０％ほど薄膜化することができ、ひいてはカバーガラスの総厚の増大を防ぐことができる。

また本実施形態の構成によれば、従来のように基材フィルム１０２が加飾層の構成要素であった場合に比して、加飾層の厚みが大幅に低減される。したがって、加飾層によって形成されるエアギャップの厚みが低減されるため、エアギャップに起因する表示領域の視認性の低下を抑制することができる。更に、基材フィルム１０２が加飾層の構成要素から除外されることで、カバーガラスの軽量化および薄板化が図られ、且つ基材フィルム１０２として光学フィルムを採用する必要がなくなるため、かかる基材フィルム１０２に安価な材料を選択することができ、コストの削減を図ることも可能となる。

また、本実施形態の構成によれば印刷層１０６および粘着層１０８で囲まれた空間はエアギャップとしている。しかしさらに、この空間に樹脂を充填してもよい。樹脂を充填することによってエアギャップとした場合より光の屈折率がガラス基板１２０に近づくため、表示領域の視認性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、タッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法に利用することができる。

１０２…基材フィルム、１０４…離型層、１０６…印刷層、１０８…粘着層、１１０…セパレータ、１１２…転写シート、１２０…ガラス基板、２００…保護カバーガラス、２０２…ガラス板、３００…スマートフォン、３００ａ…スマートフォン本体部、３０２…タッチパネルディスプレイ、３０４…外装用カバーガラス、３０４ａ…加飾領域、３０４ｂ…非加飾領域、３０６…筐体

Claims

基材フィルムの主表面の全面に離型層を介して印刷層を形成し、
当該電子機器用カバーガラスにおける加飾領域以外の領域である非加飾領域の縁に沿って前記印刷層をカッティングし、
前記カッティングした非加飾領域の印刷層を前記離型層から剥離させて抜き取り、
前記印刷層をガラス基板に貼付し、
前記離型層とともに前記基材フィルムを前記印刷層から剥離することを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造方法。
前記印刷層上に粘着層を形成し、
前記粘着層上にセパレータを貼付し、
前記セパレータが貼付された状態で前記カッティングおよび抜き取りを行い、
前記セパレータを剥離し、
前記粘着層を前記ガラス基板に貼付することにより、該粘着層を介して前記印刷層を該ガラス基板に貼付することを特徴とする請求項１に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。