专利名称：便携设备用防护玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及在便携电话、PDA (Personal Digital Assistant :个人数字助理)、便携式游戏机等便携设备的显示画面所使用的便携设备用防护玻璃。
背景技术：
以往，在便携电话、PDA、便携式游戏机等便携设备中，通常对其显示画面使用透明性优良且重量轻的丙烯酸树脂板，但近年来，替代以往的丙烯酸树脂板，而多使用即使薄也具有高强度，与以往的丙烯酸树脂板相比、在表面平滑性、保护性(耐候性、防污性)、外观、高级感等方面优越的由玻璃材料构成的防护玻璃。此外，通常在这种防护玻璃上通过印刷法形成例如企业名、产品名的标识(logo)、 操作按键的标记等的文字、图形等图案。作为与此相关的技术，例如有日本特开2006-27023号公报(专利文献I)。
发明内容
最近，要求取代以往的印刷法，而在防护玻璃上通过直接刻入来形成文字、图形等图案的方法。通过在防护玻璃上直接刻入文字、图形等图案，从而从表面侧观察便携设备的显示画面时，可使这些文字、图形等图案具有带有进深的立体感，可以实施外观特征性高的装饰。而且，在便携式游戏机等中，也要求用户仅凭指尖的触感就能识别操作按键。在上述专利文献I中公开了如下这样的装饰品，其包括整体或一部分实质上透明的第一板状体；由形成于该第一板状体的一个面上的槽、和在该槽内加入着色剂而着色的着色部构成的第一装饰部；接合于上述第一板状体的一个面侧、整体或一部分实质上透明的第二板状体；在该第二板状体的与上述第一板状体相反一侧的面上实施了装饰而成的第二装饰部，从上述第一板状体的另一面侧观察时，可看到上述第一装饰部和第二装饰部的例如至少一部分重合。此外，还记载了将这种装饰品用作防护玻璃的钟表、将这种装饰品用作便携电话、寻呼机、计算器等电子设备的液晶显示部的防护构件。此外，近年来，触摸面板方式的便携设备逐渐占据主流。在触摸面板方式中，主要是通过按压显示画面的规定部位(例如在画面上显示的图标等)来进行便携设备的操作，但由于频繁地反复按压，要求为了应对这种触摸面板功能而提高显示画面的强度，为此，要求有即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度的防护玻璃。对于防护玻璃，为了提高其强度而进行化学强化处理，但阻碍防护玻璃的强度的主要原因之一是伤痕。若在防护玻璃的表面、端面有伤痕，则该伤痕成长，即使是比较弱的冲击，也成为防护玻璃破坏的主要原因。例如，在对防护玻璃化学强化处理后，实施通过机械加工直接刻入文字、图形等图案的方法的情况下，容易产生微小的伤痕、裂痕，防护玻璃的强度显著降低。视情况不同，也有在机械加工时产生防护玻璃破裂的隐患。尤其是在防护玻璃的端部刻入文字、图形等的情况下，在防护玻璃的板厚较薄例如为I. 5mm以下时，显著地容易发生上述问题。
另外，在上述专利文献I中，记载了在整体或一部分实质上透明的第一板状体的一个面上形成槽、并在该槽内加入着色剂进行着色而成的第一装饰部的结构，但专利文献I的装饰品中，是以上述第一板状体和第二板状体的接合结构为前提，利用实施于第一板状体的上述第一装饰部和实施于上述第二板状体的第二装饰部的重合来承担装饰性。因此，即使将这样的装饰品的结构应用于例如便携电话的防护构件，也不能完全解决尤其是在作为近年的主流的触摸面板式便携设备上使用的防护玻璃所要求的、即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度这一问题。本发明是为了解决这种以往的问题而做出的，其目的在于 第1，提供一种在相对的主表面的至少一 方的表面形成有从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，并且具有充分的强度的防护玻璃，第2，提供一种即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度的防护玻璃，第3，提供一种适于触摸面板式便携设备的防护玻璃，第4，提供一种使用在实施化学强化处理的玻璃原材料(玻璃基板)时合适的防护玻璃。而且，第5，还可提供一种即使在夜间的屋外等照射(入射)到防护玻璃的光量少的环境下、也能使利用者识别防护玻璃(的凹部等)的便携设备用防护玻璃。本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现采用具有以下构成的方案可解决上述问题。S卩，本发明具有以下方案。(方案I)一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于，在相对的主表面的至少一方的表面形成从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。(方案2)一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于，该防护玻璃的主表面具有相当于触摸面板的区域，该触摸面板通过按压规定部位来进行便携设备的操作，在相对的主表面的至少一方的表面形成从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。(方案3)在方案2所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述凹部的至少一个存在于与所述触摸面板相当的区域。(方案4)在方案I 3中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃由经化学强化后的铝硅酸盐玻璃形成。(方案5)在方案I 4中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，在相对的主表面的两方的表面分别形成从所述便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部。
(方案6)在方案I 5中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，防护玻璃的主表面平坦部与凹部的内表面的交界的边缘部是带有圆角的形状。(方案7)在方案I 6中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，根据防护玻璃中的除了凹部的深度以外的剩余板厚和主表面平坦部的压缩应力值及压缩应力层深度算出的、压缩应力值X压缩应力层深度/ (剩余板厚-压缩应力层深度)的值是150MPa以下。(方案8)在方案I 7中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃的板厚在0. 3mm I. 5mm的范围。(方案9)在方案3 8中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，经化学强化后的防护玻璃主表面的压缩应力值是300MPa以上。(方案10)在方案3 9中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃中的除了所述凹部的深度方向的厚度以外的剩余板厚是利用化学强化的压缩应力层的厚度的3倍以上。(方案11) 在方案I 10中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃中的除了所述凹部的深度方向的厚度以外的剩余板厚是200 ii m以上。(方案12)在方案I 11中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃的外形为矩形，其主表面的面积是30cm2以上。(方案13)在方案3 12中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，经化学强化后的防护玻璃主表面的拉伸弹性模量是65GPa以上。(方案14)在方案3 13中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，经化学强化后的防护玻璃主表面的维氏硬度是400以上。(方案15)在方案I 14中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述防护玻璃的端面是经蚀刻处理过的蚀刻面。(方案16)在方案I 15中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，在以围绕所述防护玻璃的形成有凹部的区域的方式配置的外径40mm、内径30mm的环状不锈钢制承接工具上载置该防护玻璃，使用在顶端贴附有Imm厚的橡胶硬度50 (JIS K6253或ISO 18517)的弹性材料的0 IOmm的圆柱状的钢铁制平头，以200N的载荷从上方按压凹部形成部位2秒钟时，为了防止此时防护玻璃破损，而对防护玻璃实施了化学强化。(方案17)
在方案I 15中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，在以围绕所述防护玻璃的形成有凹部的区域的方式配置的外径40mm、内径30mm的环状且与防护玻璃接触的面是平滑面的不锈钢制承接工具上载置该防护玻璃，以使0 IOmm且Imm厚的橡胶硬度50 (JIS K6253或ISO 18517)的弹性材料与防护玻璃接触，并对该弹性材料均匀地施加载荷的方式，以200N的载荷从上方按压凹部形成部位2秒钟时，为了防止此时防护玻璃破损，而对防护玻璃实施了化学强化。(方案18)在方案I 17中任一项所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述凹部的至少一部分具有在照射到所述防护玻璃的光量少的环境下也能使利用者识别的、含有能蓄光材料的蓄光部。(方案19)一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于， 在相对的主表面的至少一方的表面形成凹部，凹部的至少一部分具有在照射到所述防护玻璃的光量少的环境下也能使利用者识别的、含有能蓄光材料的蓄光部。(方案20)在方案19所述的便携设备用防护玻璃中，其特征在于，所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。根据本发明，能够提供一种在相对的主表面的至少一方的表面形成有从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，并且具有充分的强度的防护玻璃。此外，根据本发明，能够提供一种即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度的防护玻璃。此外，根据本发明，能够提供一种适于触摸面板式便携设备的防护玻璃。此外，根据本发明，能够提供一种在使用实施化学强化处理的玻璃原材料(玻璃基板)时合适的防护玻璃。此外，根据本发明，能够提供一种即使在夜间的屋外等、照射(入射)到防护玻璃的光量少的环境下，也能使利用者识别防护玻璃(的凹部等)的便携设备用防护玻璃。
图I是表示本发明涉及的便携设备的一个例子的整体立体图。图2A 图2D是分别表示本发明的便携设备用防护玻璃的外形形状的例子的俯视图。图3是表示在防护玻璃的主表面形成可作为文字识别的凹部的例子的俯视图。图4A及图4B是分别表示形成于防护玻璃的主表面上的、可作为图形识别的凹部的例子的图。图5是本发明的便携设备用防护玻璃的剖视图。图6A 图6D是按顺序表示用蚀刻法在防护玻璃形成凹部的工序的剖视图。图7A 图7C是按顺序表示用蚀刻法进行由大尺寸的平板玻璃切断成防护玻璃的产品尺寸的工序的剖视图。
图8A 图8C是用于说明强度试验方法的图。图9是表示凹部的优选截面形状的图。图IOA及图IOB是用于说明另一强度试验方法的图。
具体实施例方式以下，参照附图详述本发明的实施方式。图I是表示本发明涉及的便携设备的一个例子的整体立体图。在图I中，作为便携设备的一个例子，表示主要对触摸面板进行操作的便携电话100的情况。该便携电话100包括壳体部101和表面侧的显示画面102，在该显示画面102组装有防护玻璃。 进一步详细而言，为了保护显示画面而组装防护玻璃，防护玻璃配置在便携电话100的表面。上述防护玻璃需要保护显示画面102使其在来自外部的冲击下不破损，因此要求强度。尤其是触摸面板的情况下，通过按压显示画面102的规定部位(例如在画面上显示的图标等)而进行便携电话100的操作，但由于频繁地反复按压，为了应对该触摸面板功能，要求防护玻璃即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度。图2A 图2D是分别表示本发明的便携设备用防护玻璃的外形形状的例子的俯视图。该图2A 图2D均表示防护玻璃的外形形状为矩形的例子，图2A表示单纯矩形的防护玻璃IA的例子，图2B、图2C分别表示在各角部带有圆角(圆弧)的矩形的防护玻璃IB、IC的例子，图2D表示在各角部带有圆角(圆弧)、并切掉了一部分的矩形的防护玻璃ID的例子。防护玻璃的外形形状取决于其所要组装的便携设备的形状、构造等，图2所示的例子不过是一个例子。在本发明的防护玻璃中，当然其主旨不是限定于图2A 图2D所示的例子。此外，例如，在玻璃的表面形成有容纳孔(> '>一〃'一 *一& )等孔的玻璃也包含于本发明的防护玻璃中。在本发明的便携设备用防护玻璃中，在相对的主表面的至少一方的表面形成有从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部。这些文字或图形例如是公司名、产品名的标识、操作按键的标记等图案。图3是表示在防护玻璃的主表面形成的可作为文字识别的凹部的例子的俯视图，图4A和图4B是分别表示在防护玻璃的主表面形成的可作为图形识别的凹部的例子的图。在图3中，在防护玻璃I的背面侧(图3中的背面侧)的主表面形成有从表面侧观察时例如可作为文字“ABC”的文字识别的凹部。不限于文字，也可以举出例如如图4A那样的四边形、如图4B那样的三角形等图形。取代以往的印刷法，而在防护玻璃上形成刻入文字、图形等图案的凹部，从而从表面侧观察便携设备的显示画面时，能够使这些文字、图形等图案具有带有进深的立体感，可以实施外观特征性高的装饰。此外，对于这样的凹部，即使视觉上不确认，也能通过用指尖触碰时的触感，能够识别操作按键(操作键)的种类、即识别是何种操作按键。例如，在便携式游戏机中，用户在游戏中仅观察画面，几乎不看操作按键，因此应用于这样的便携式游戏机的操作按键是优选的。另外，本发明的防护玻璃包括形成凹部、且在表面实施了印刷的玻璃。此外，图5是本发明的防护玻璃的剖视图。在图5所示的实施方式的防护玻璃中，从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部2，分别形成于防护玻璃I的相对的表背两侧的主表面11、12的这两个表面上。另外，不言而喻，作为主要目的在于从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，形成于防护玻璃I的相对的主表面11、12的任一个面上，换言之，形成于在安装到便携设备上时的表面侧的表面上。总之，可以通过视觉或触感识别在便携设备的表面侧的防护玻璃表面形成的凹部，可以通过视觉识别在防护玻璃的与上述表面侧相反一侧的表面上形成的凹部。在本发明的防护玻璃的构成中最具特征之处在于，上述凹部2的表面2a是用蚀刻处理过的蚀刻面。为了如此将上述凹部2的表面2a做成蚀刻面，希望通过蚀刻处理(蚀刻法)在防护玻璃I的主表面11、12形成上述凹部2。根据本发明人的研究可知，通过蚀刻处 理(蚀刻法)在防护玻璃I的主表面11、12形成上述凹部2，所形成的凹部2的表面2a是蚀刻面时，能够抑制在蚀刻处理(蚀刻加工)时产生微小的伤痕、裂痕等，因此不会有损防护玻璃的强度，能够维持例如通过化学强化处理而得到的防护玻璃的高强度。尤其是在防护玻璃形成凹部，并按压该凹部时，与未形成凹部的情况相比，防护玻璃的应变变大，结果，作用于凹部的表面2a的应力增加，因此容易受到凹部的表面2a的微小伤痕、裂痕等的影响。为此，如本发明那样在防护玻璃的主表面上形成凹部时，凹部的表面2a优选是通过蚀刻处理形成的蚀刻面。因此，本发明特别优选是如下方式，例如防护玻璃I的主表面11、12具有相当于触摸面板的区域，上述凹部2的至少一个存在于相当于上述触摸面板的区域。根据本发明，能够提供一种在相对的主表面的至少一方的表面形成有从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部，而且具有充分的强度的防护玻璃。在此，关于凹部2，参照图9详细说明。在本发明中，作为上述凹部2的截面形状，更优选是，例如如图9所示，将防护玻璃I剖视时，该防护玻璃I的主表面平坦部与凹部2的内表面(壁面)2a的交界的边缘部2b为带有圆角(圆弧)的形状。本发明所应用的便携设备的情况下，触摸面板区域内的各操作按键多是小于用户触摸的指尖，因此指尖不仅按压凹部的内表面2a，也按压上述边缘部2b而施加负载。如上所述，通过使边缘部2b为带有圆角的形状，从而能够降低由于对边缘部2b反复按压引起施加负载的情况下的应力集中，因此能够抑制凹部2的机械的强度降低。此外，通过使上述边缘部2b带有圆角，还具有即使用指尖反复按压凹部2，也不会使指尖痛的效果。此外，如图9所示，在本发明中，更优选是，将防护玻璃I剖视时，对于凹部2的底面部与作为壁面的内表面2a的交界也是带有圆角的形状。而且，进一步优选将底面部整体作成带有圆角的形状。换言之，更优选是，将防护玻璃I剖视时，在凹部自身及凹部与上述主表面平坦部的交界不形成锐利的角。通过做成上述的构成，使得便携设备100的用户按压凹部时不引起应力集中，从而能够进一步防止防护玻璃I破损。此外，根据本发明，能够提供一种即使薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度的防护玻璃。在本发明中，可以将防护玻璃的整个板厚度做成例如0. 3_ I. 5_的薄型。此外，在本发明中，可以使防护玻璃的外形形状为例如矩形、使其主表面为例如30cm2以上的大面积。此外，根据本发明，可以提供一种尤其适于要求显示画面高强度的触摸面板式便携设备的防护玻璃。接着，说明通过蚀刻形成上述凹部的方法。图6A 图6D是按顺序表示用蚀刻法在防护玻璃上形成凹部的工序的剖视图。在防护玻璃I的表背的两主表面分别涂布形成抗蚀剂(感光性有机材料、尤其是感光性树脂材料)层3(参照图6A)，进行规定的曝光、显影，在相对的主表面的两个表面 分别形成具有凹部图案3a的抗蚀剂图案(即要形成凹部的区域的抗蚀剂层被除去)(参照图6B)。然后，将该抗蚀剂图案作为掩模，使用能够溶解玻璃原材料的蚀刻液(例如含有氟酸的酸性溶液等)进行湿式蚀刻，从而在防护玻璃I的表背两主表面分别形成例如从表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部2 (参照图6C)。作为上述含有氟酸的酸性溶液，例如可举出氟酸水溶液、氟酸与盐酸的混合溶液、氟酸与硫酸的混合溶液、含有氟化铵的水溶液等。另外，湿式蚀刻是等向性的蚀刻(蚀刻不仅沿垂直方向进行，也沿左右方向进行)，因此凹部2的底部的角部也被加工成带有圆角的形状。为此，由于能够谋求应力分散，因此更优选是通过湿式蚀刻形成凹部。另外，也可以通过干式蚀刻形成凹部。然后，将剩余的抗蚀剂图案剥离、并洗净(参照图6D)。如此，完成上述的图5所示的实施方式的防护玻璃。另外，在此说明了在防护玻璃的两主表面分别形成凹部的情况，但在防护玻璃的任一方的主表面形成凹部时，只要仅在要形成该凹部的主表面侧的抗蚀剂层形成上述凹部的图案即可。此外，为了使如上述图9所示那样的防护玻璃I的主表面平坦部与凹部2的内表面2a的交界的边缘部2b为带有圆角的形状，例如适用如下的方法。S卩，在防护玻璃I的主表面上，以使该主表面侧抗蚀剂的重合度最小的方式形成在厚度方向上具有重合度梯度的抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案作为掩模进行上述的湿式蚀亥IJ。如此，通过以使抗蚀剂的玻璃主表面侧的重合度最小的方式使得抗蚀剂在厚度方向上具有重合度梯度，从而能够减弱在抗蚀剂图案形成时玻璃(主表面)与抗蚀剂之间的密接力。为了以使抗蚀剂的玻璃主表面侧的重合度最小的方式使抗蚀剂在厚度方向具有重合度梯度，减弱玻璃与抗蚀剂之间的密接力，控制例如抗蚀剂厚度、曝光量、后烤干条件等。对于这些条件的控制可根据所使用的抗蚀剂的种类、曝光的光能而适当改变。通过这样控制玻璃与抗蚀剂之间的密接力，从而蚀刻液容易进入抗蚀剂与玻璃(主表面)之间的界面，结果，上述边缘部2b被形成为带有圆角的形状。从响应最近的便携设备的薄型化 重量轻化的市场需求的方面考虑，本发明的防护玻璃的厚度(板厚)优选是例如0. 3mm I. 5mm左右的范围，进一步优选是0. 5mm 0. 7mm左右的范围。在本发明中，构成防护玻璃的玻璃优选是非晶态的铝硅酸盐玻璃。由这样的铝硅酸盐玻璃形成的玻璃基板，化学强化后的强度较高，良好。作为这样的铝硅酸盐玻璃，可以使用作为主成分含有58 75重量％的Si02、0 20重量％的A1203、0 10重量％的Li02、
4 20重量％的Na2O的铝硅酸盐玻璃。在本发明的防护玻璃中为了提高强度，优选是对防护玻璃进行化学强化处理。
作为化学强化处理的方法，优选是例如在不超过玻璃转变点的温度的温度区域、例如摄氏300度以上500度以下的温度进行离子交换的低温型离子交换法等。化学强化处理是指如下的处理，使熔融的化学强化盐与玻璃基板接触，从而使化学强化盐中的原子半径相对较大的碱金属元素和玻璃基板中的原子半径相对较小的碱金属元素进行离子交换，使该离子半径大的碱金属元素渗透到玻璃基板的表层，使玻璃基板的表面产生压缩应力。作为化学强化盐，可以优选使用硝酸钙、硝酸钠等的碱金属硝酸。由于经化学强化处理后的防护玻璃的强度提高、耐冲击性优良，因此优选作为在被施加冲击、按压、需要高强度的便携设备中所使用的防护玻璃。尤其是在本发明中，即使在防护玻璃的主表面形成有上述凹部，由于能够确保由化学强化处理得到的高强度，因此化学强化处理是有效的。另外，在本发明中，可以在上述的凹部形成之前进行化学强化处理，也可以在凹部形成之后进行化学强化处理。从确保防护玻璃的强度的方面考虑，更优选是在凹部形成之后进行化学强化处理。其理由是，在经化学强化后的玻璃基板的内部存在与表面压缩应力层对应的内部拉伸应力层。该内部拉伸应力是对玻璃基板作用了外力等时、破坏玻璃基板的主要原因。因此 优选在化学强化前实施凹部形成。此外，与机械加工相比，优选通过蚀刻处理进行凹部形成。其理由是，在机械加工中容易在凹部产生微小的伤痕、裂痕等，因此这些微小的伤痕、裂痕成长而到达上述内部拉伸应力层，导致破坏玻璃基板。因此，与机械加工相比，优选是通过难以产生微小的伤痕、裂痕的蚀刻处理来进行凹部形成。本发明的防护玻璃，虽然在防护玻璃的主表面形成例如能够作为文字或图形识别的凹部，但具有充分的强度。在本发明中，例如从确保可应对触摸面板功能的强度的方面考虑，经化学强化后的防护玻璃主表面的压缩应力值优选是300MPa以上，特别优选是400MPa 800MPa的范围。此外，从与上述同样的方面考虑，经化学强化后的防护玻璃主表面的内部拉伸应力值优选是150MPa以下，特别优选是80MPa以下。此外，从与上述同样的方面考虑，压缩应力值X压缩应力层深度/(剩余板厚-压缩应力层深度)的值优选是150MPa以下，更优选是IOOMPa以下，进一步优选是80MPa以下。在此，剩余膜厚是防护玻璃中的除去凹部的深度(深度方向的厚度)而得的剩余的板厚，压缩应力值和压缩应力层深度是在防护玻璃的主表面的不是凹部的平坦部分的值。另外，认为压缩应力值X压缩应力层深度/(剩余板厚-压缩应力层深度)的值相当于同防护玻璃的主表面中的凹部对应的部分的内部拉伸应力。此外，从与上述同样的方面考虑，经化学强化后的防护玻璃主表面的拉伸弹性模量优选是65GPa以上，特别优选是65GPa IOOGPa的范围。此外，从与上述同样的方面考虑，经化学强化后的防护玻璃主表面的维氏硬度[HV]优选是400以上，特别优选是400 800的范围。另外，上述的拉伸弹性模量可以依照JIS R1602而测定。此外，上述的维氏硬度可以依照JIS Z2244，在测定载荷为300g、加压时间为15sec的条件下测定。此外，在本发明中，防护玻璃中的除了上述凹部的深度(深度方向的厚度)的剩余板厚优选是由化学强化形成的压缩应力层的厚度的3倍以上，更优选是4倍以上。若低于上述压缩应力层的厚度的3倍，则可能不能得到防护玻璃所要求的强度。另外，该凹部的深度可使用Z轴(深度方向)测定机(例如日商精密光学(株)制的非接触Z轴测定机“微深度高度测定机KY-90-HL-TV”，或(株)尼康制的测定显微镜“MM-400”等)进行测定。此外，主表面平坦部的压缩应力值、压缩应力层的深度(厚度)及主表面平坦部的内部拉伸应力值可采用使用应力计(例如，(有)折原制作所制的精密应变计“BSP-3”)的巴比涅(Babinet)法进行测定。此外，在本发明中，防护玻璃中除去了上述凹部的深度(深度方向的厚度)而得的剩余的板厚优选是200 y m以上。若剩余的板厚小于200 u m，则可能得不到防护玻璃所要求的强度。另外，在防护玻璃的两个主表面分别形成凹部的情况下，优选是从板厚减去各主表面的最大深度之和而得的剩余板厚为200iim以上。此外，在一方或两方的主表面具有深度不同的多个凹部时，优选是从板厚减去各主表面的最大深度而得的剩余板厚为200 y m以上。此外，防护玻璃的凹部的大小(宽度)优选是用手指触摸防护玻璃时，手指与凹部 的底部不接触的大小(宽度)。另外，比较除了上述凹部的深度而得的剩余板厚相同、但整个板厚不同的防护玻璃彼此的机械强度(例如后述的实施例中的通过强度试验法测得的强度)时，存在整个板厚越大、强度越大的倾向。此外，比较整个板厚与剩余板厚的比例相同的防护玻璃彼此时，存在整个板厚越大、强度越大的倾向。此外，本发明的便携设备用防护玻璃通常是将成形为片状的大平板玻璃切断(小片化)为规定大小(产品尺寸)而制作。即使在将通过下拉(down draw)法或浮法等制造出的片状玻璃原材料(大平板玻璃)切断成规定大小时，也可应用蚀刻法，这对于本发明而言是合适的。由于切断面成为防护玻璃的端面，因此用蚀刻法切断大平板玻璃，所形成的防护玻璃的端面是蚀刻面，从而与例如利用机械加工的切断法相比，能够抑制在防护玻璃端面产生微小伤痕、裂痕等，能够防止由于这些伤痕、裂痕等引起防护玻璃的强度降低。在通过蚀刻法进行由大尺寸的平板玻璃切断成防护玻璃的产品尺寸时，可以例如如下这样进行(参照图7A 图7C)。在上述大尺寸的平板玻璃的表背两面分别涂布形成抗蚀剂(感光性有机材料)层，进行规定的曝光、显影，形成具有切割线图案的抗蚀剂图案(在切割线上不存在抗蚀剂的图案)，即在平板玻璃的表背面上以使上述切割线图案对称的方式形成抗蚀剂图案(参照图7A)。然后，以该抗蚀剂图案为掩模，使用能够溶解玻璃原材料的蚀刻液(例如含有氟酸的酸性溶液等)进行湿式蚀刻，从而能够在切割线上从平板玻璃的表背贯穿而形成切断部，切断成规定大小的防护玻璃(参照图7B)。作为上述含有氟酸的酸性溶液，可举出与上述的形成凹部时的蚀刻所使用的酸性溶液相同的溶液。对剩余的抗蚀剂图案进行剥离、并将其洗净(参照图7C)。如此得到的防护玻璃I的端面是蚀刻面。另外，上述的切断可以通过机械加工而进行。但是，如上所述，在能够抑制在防护玻璃端面发生微小的伤痕、裂痕等、能够防止防护玻璃的强度降低的方面，更优选采用蚀刻法。
如上所述，根据本发明，能够提供一种即使是薄型、重量轻、大画面(大面积)也具有充分的强度的、尤其适于要求高强度的触摸面板式便携设备的防护玻璃。接着，说明本发明的便携设备用防护玻璃的其他实施方式。即使在夜间屋外等外部光照射不到的较暗环境下也能利用便携设备，则很便利，最近要求便携设备具有这种便利性。以往，公知有在显示装置的防护玻璃的 背面(显示装置组装侧的面)，用涂料印刷实施围绕显示装置的显示面的框等的方法(例如，日本特开2009-140193号公报、日本特开2005-123735号公报等)。作为该涂料所含的颜料，使用例如添加了磷光性硫化锌(ZnS Cu)而成的蓄光涂料，从而在较暗的环境下显示装置也会发光，因此能够容易地视觉确认其存在。但是，上述蓄光涂料具有膜厚越厚、亮度越高，而且长时间发光的性质。具体而言，用将蓄光颜料和媒介剂(medium)(树脂成分)以重量比I : I左右混合调制而成的蓄光涂料，为了得到在较暗环境下也能视觉确认的亮度，干燥后的膜厚至少需要50 以上。为了进一步提高亮度，还能进行长时间(例如I小时以上)的发光，需要lOOym以上的膜厚。该膜厚与在通常的防护玻璃的装饰(印刷)中所使用的印刷层的涂膜厚度(20 以下左右)相比，非常厚，因此存在难以充分实现含有这样的涂敷部的便携设备用防护玻璃的薄膜化的问题。而且，在上述专利文献I中记载了在透明的板状体的一个面形成槽，在该槽内加入着色剂而着色的装饰部的构成，但该着色剂不具有蓄光材料的特性，因此，有在较暗环境下无法识别具有上述装饰部的构成的便携设备这一问题。因此，本发明的便携设备用防护玻璃的特征在于，使利用者识别文字或图形的凹部(即从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部)的至少一部分具有即使在照射(入射)到上述防护玻璃的光量较少的环境下也能使利用者识别的含有能够蓄光的材料的蓄光部。根据这样的本发明的便携设备用防护玻璃，通过使利用者识别文字或图形的凹部具有上述蓄光部，从而即使在夜间的屋外等照射(入射)到防护玻璃的光量少的较暗环境下也能使利用者识别防护玻璃的凹部、进行便携设备的操作。而且，由于在刻入玻璃而形成的凹部具有上述蓄光部，因此具有可实现高亮度和长时间发光的厚度地形成上述蓄光部，也能充分地实现防护玻璃的薄膜化。总之，根据本发明的便携设备用防护玻璃，具有高亮度且可长时间发光的蓄光部，即时在夜间屋外等较暗环境下也能使利用者识别便携设备进行良好的操作，而且也能谋求防护玻璃的薄膜化。此外，本发明的便携设备用防护玻璃的特征在于，在相对的主表面的至少一方的表面形成凹部，凹部的至少一部分具有即使在向所述防护玻璃照射(入射)的光量少的环境下也能使利用者识别的含有能够蓄光的材料的蓄光部。此时的凹部并不特别以使利用者识别文字或图形为目的，是例如用于使利用者能够识别便携设备的外周的形成于防护玻璃的外周区域的凹部。在这样的便携设备用防护玻璃中，也具有高亮度且可长时间发光的蓄光部，即使在夜间屋外等较暗环境下也能使利用者识别便携设备的外周等，进行良好的操作，而且也能谋求防护玻璃的薄膜化。另外，此时的凹部可以通过上述的蚀刻法或机械加工形成，但在本发明中应用蚀刻法是较佳的。通过用蚀刻法形成凹部，所形成的凹部的表面成为经蚀刻处理过的蚀刻面，从而与例如机械加工相比，能够抑制产生微小的伤痕、裂痕等，能够防止因这些伤痕、裂痕等引起防护玻璃的强度降低。作为上述蓄光颜料(能够蓄光的材料)，通常有例如硫化锌系蓄光性材料(ZnS Cu，发绿光)等，但除此之外，也可优选使用将以CaAl204、SrAl2O4或BaAl2O4所代表的化合物为母晶、在该母晶中作为活化剂而添加铕等，进而作为共活化剂添加从铈、镨、钕、钐、铽、镝、钦、铒、铥、镱、镥选择的至少I个以上的元素而成的蓄光性材料等。作为上述蓄光部的形成方法，可适用例如丝网印刷法。此时的涂料(墨)，可使用在上述蓄光颜料和透明树脂成分的混合物中适当添加必要的添加剂，用溶剂调整粘度而成的涂料。上述蓄光部的印刷后，优选是在考虑了上述涂料的树脂成分的干燥条件下进行热干燥。此外，为了进一步提高上述蓄光部的亮度，可以进行例如白色的基底印刷后形成上述蓄光部。为了得到高亮度，上述蓄光部的涂膜厚度(干燥后的膜厚)优选是50i!m以上，为了进一步提闻売度、可长时间(例如I小时以上)发光，优选是100 u m以上。
此外，如上所述，使利用者识别文字或图形的凹部的深度是考虑到除去凹部的深度的剩余板厚等而决定，但在该凹部形成上述蓄光部时，从防护玻璃的薄膜化方面考虑，也可以还考虑蓄光部的涂膜厚度地决定凹部的深度。此外，即使在并不特别以使利用者识别文字或图形为目的、例如用于使利用者能够识别便携设备的外周的形成于防护玻璃的外周区域的凹部形成上述蓄光部时，凹部的深度也是同样。此外，上述蓄光部可以形成在形成于防护玻璃上的例如多个凹部的全部凹部上，或者也可以形成在多个凹部中的一部分凹部上。此外，上述蓄光部可以大致覆盖各个凹部的整个表面地形成，或者也可以形成在各个凹部的表面的一部分。如以上所述，根据上述的实施方式的便携设备用防护玻璃，可以提供一种在夜间的屋外等较暗环境下也能使利用者识别防护玻璃的凹部等，可良好地操作便携设备的便携设备用防护玻璃。此外，由于相当于文字或图形的凹部在暗处发光，因此可提高外观特征性。实施例I以下举出具体的实施例，进一步具体说明本发明。另外，本发明不限于以下的实施例。(实施例I)经由以下的(I)平板玻璃切断加工工序、(2)凹部形成工序、(3)化学强化工序制造本实施例的防护玻璃。(I)平板玻璃切断加工工序首先，将由通过下拉法或浮法制造的铝硅酸盐玻璃形成的厚度0. 5mm的平板玻璃切断，制作出规定大小的(10CmX5Cm)的防护玻璃。作为该铝硅酸盐玻璃，使用含有SiO2 :58 75重量％、A1203 :15 23重量％、Li20 :13 10重量％、Na20 4 13重量％的化学强化用玻璃。该平板玻璃的切断通过蚀刻进行。即，在上述平板玻璃的两面分别涂布具有蚀刻耐性的抗蚀剂(感光性有机材料)，进行规定的曝光、显影，形成具有切割线的图案的抗蚀剂图案(在切割线上不存在抗蚀剂的图案)，且形成在平板玻璃的表背面对称的抗蚀剂图案。然后，将该抗蚀剂图案作为掩模，使用能够溶解玻璃原材料的蚀刻液(例如含有氟酸的酸性溶液等)进行湿式蚀刻，从而在切割线上从平板玻璃的表背贯穿地切断出规定大小的小片。将剩余的抗蚀剂图案剥离、并洗净。(2)凹部形成工序接着，在上述得到的防护玻璃的两面分别涂布与上述相同的抗蚀剂，进行规定的曝光、显影，在相对的表背主表面的两个表面分别形成具有凹部的图案的抗蚀剂图案。然后，将该抗蚀剂图案作为掩模，使用能够溶解玻璃原材料的蚀刻液(例如含有氟酸的酸性溶液等)进行湿式蚀刻，从而在防护玻璃的表背两主表面分别形成截面为图5所示的形状、且从表面侧观察时(俯视)可作为图8C所示的十字形识别的凹部。然后，将剩余的抗蚀剂图案剥尚、并洗净。另外，调节蚀刻时间，以使上述表背的凹部的深度(深度方向的厚度)的合计为250 ym。因此，防护玻璃的表背两主表面的除了凹部的深度方向的厚度以外的剩余板厚是250 u m。 (3)化学强化工序接着，对结束了上述的凹部形成的防护玻璃实施化学强化。化学强化是如下这样进行的，准备将硝酸钙和硝酸钠混合而成的化学强化液，将该化学强化溶液加热到380°C，并将上述防护玻璃浸溃于该化学强化溶液中约4小时来进行化学强化处理。将结束了化学强化的防护玻璃依次浸溃于硫酸、中性洗剂、纯水、纯水、IPA、IPA(蒸汽干燥)的各清洗槽中，进行超声波清洗、干燥。这样完成了本实施例的防护玻璃。分别测定该完成的防护玻璃的压缩应力值、内部拉伸应力值、拉伸弹性模量及维氏硬度。测定方法按照上述的方法。凹部的深度测定使用日商精密光学(株)“微深度高度测定机KY-90-HL-TV”。此外，主表面平坦部的压缩应力值、压缩应力层的深度(厚度)及主表面平坦部的内部拉伸应力值的测定使用(有)折原制作所制的精密应变计“BSP-3”。此外，拉伸弹性模量的测定使用超声波工业(株)制的音速测定装置“UVM-2”。此外，维氏硬度的测定使用(株)明石制作所制的微小硬度计“MVK-E”。此外，还测定了防护玻璃的静压强度。具体而言，以环状的承接工具21从下方围绕防护玻璃的形成有凹部的区域的方式，将作为测定对象的防护玻璃I载置在图8A所示的外径40mm、内径30mm的环状的不锈钢制承接工具21上，用小IOmm的钢铁制平头(7 9
卜、” F )22以200N的载荷从防护玻璃I的上方按压防护玻璃I的凹部形成部位2秒钟(参照图8B)。另外，在上述平头22的顶端贴附有Imm厚的硅橡胶23 (橡胶的硬度为50 (JISK6253 或 ISO 18517))。结果，将30个防护玻璃试样中破损为0的情况记作“〇”，将30个试样中破损I 2个试样的情况记作“ A”，将30个试样中破损3个以上试样的情况记作“ X ”。汇总以上所得的结果，示于以下的表I。(实施例2 12)将实施例I中的板厚、凹部的深度(合计)、剩余板厚分别改变为以下的表I所示的值，除此之外与实施例I同样地制作各个防护玻璃。对于所得到的实施例2 12的防护玻璃，也用与实施例I同样的方法，分别测定压缩应力值、内部拉伸应力值、拉伸弹性模量、维氏硬度和强度，汇总所得的结果示于表I。(实施例13)实施例13中，除了凹部形成工序中的抗蚀剂图案形成条件以外，与实施例I同样地制作防护玻璃。实施例13中，在防护玻璃I的主表面形成以使该主表面侧的重合度最小的方式在厚度方向上具有重合度梯度的抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案作为掩模进行湿式蚀刻。结果，如图9所示，凹部形成为凹部的边缘部为带圆角的形状。认为是在抗蚀剂图案形成时玻璃(主表面)与抗蚀剂之间的密接力变弱，而使边缘部带圆角。另外，关于凹部的形状，将凹部形成部位切断，通过显微镜观察来确认凹部的截面形状。接着，对上述实施例13和所述实施例I的防护玻璃进行了通过使球落下来进行评价的强度试验。该情况下的强度试验方法是如图10A、图IOB所示那样，从设置于保持架30上的试样I (防护玻璃)的上方落下球31的落下试验(参照图10A)。另外，试样的防护玻璃设置于保持架30的贯通部，用保持架保持防护玻璃边缘部的2mm宽度(参照图10B)。球的落下位置是防护玻璃的凹部形成部位。在此，球是重量32g、直径20mm的球，材质是SUS304。此外，保持架的材质是SUS304。强度是通过改变球的落下开始部分和防护玻璃的距离(以下称之为“高度(参照图10A)，根据是否产生破坏来评价的。在各高度处测定了 10张防护玻璃。测定的结果是，实施例13的防护玻璃在高度800mm无破坏，在高度900mm破坏了I张。另一方面，实施例I的防护玻璃在高度700mm无破坏，在高度800mm破坏了 2张。由此可知，实施例13的防护玻璃与实施例I的防护玻璃相比，强度大。认为这是由于，实施例I的防护玻璃如图5那样，凹部的边缘部不带有圆角，而实施例13的防护玻璃如图9那样，凹部的边缘部带有圆角，因此球落下时产生的应力集中被缓和，所以强度良好。(比较例I 3)在实施例I的(2)凹部形成工序中，通过喷砂进行机械加工而形成防护玻璃的表背两主表面的凹部。防护玻璃的板厚、凹部的深度(合计)、防护玻璃的表背两主表面的除了凹部的深度方向的厚度以外的剩余板厚被加工成与实施例I相同。除了该点以外，与实施例I同样地制作防护玻璃(比较例I)。此外，将比较例I中的板厚、凹部的深度(合计)、剩余板厚分别改变为以下的表I所示的值，除此之外与比较例I同样地制作比较例2、3的防护玻璃。对于所得到的比较例I 3的防护玻璃，也用与实施例I同样的方法，分别测定压缩应力值、内部拉伸应力值、拉伸弹性模量、维氏硬度和强度，将所得的结果示于表I。权利要求
1.一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于， 在相对的主表面的至少一方的表面形成从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部， 所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
2.根据权利要求I所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述防护玻璃由经化学强化后的铝硅酸盐玻璃形成。
3.根据权利要求I所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 在相对的主表面的两方的表面分别形成从所述便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部。
4.根据权利要求I所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 防护玻璃的主表面平坦部与凹部的内表面的交界的边缘部是带有圆角的形状。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 根据防护玻璃中的除了凹部的深度以外的剩余板厚和主表面平坦部的压缩应力值及压缩应力层深度算出的、压缩应力值X压缩应力层深度/(剩余板厚-压缩应力层深度)的值是150MPa以下。
6.根据权利要求I 4中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述防护玻璃的端面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
7.根据权利要求I 4中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 在以围绕所述防护玻璃的形成有凹部的区域的方式配置的外径40mm、内径30mm的环状不锈钢制承接工具上载置该防护玻璃，使用在顶端贴附有Imm厚的根据JIS K6253或ISO18517的橡胶硬度50的弹性材料的$ IOmm的圆柱状的钢铁制平头，以200N的载荷从上方按压凹部形成部位2秒钟时，为了防止此时防护玻璃破损，而对防护玻璃实施了化学强化。
8.根据权利要求I 4中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述凹部的至少一部分具有在照射到所述防护玻璃的光量少的环境下也能使利用者识别的、含有能蓄光材料的蓄光部。
9.一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于， 该防护玻璃的主表面具有相当于触摸面板的区域，该触摸面板通过按压规定部位来进行便携设备的操作， 在相对的主表面的至少一方的表面形成从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部， 所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
10.根据权利要求9所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述防护玻璃由经化学强化后的铝硅酸盐玻璃形成。
11.根据权利要求9所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述凹部的至少一个存在于与所述触摸面板相当的区域。
12.根据权利要求9所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 在相对的主表面的两方的表面分别形成从所述便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的凹部。
13.根据权利要求9所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于，防护玻璃的主表面平坦部与凹部的内表面的交界的边缘部是带有圆角的形状。
14.根据权利要求9所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 根据防护玻璃中的除了凹部的深度以外的剩余板厚和主表面平坦部的压缩应力值及压缩应力层深度算出的、压缩应力值X压缩应力层深度/(剩余板厚-压缩应力层深度)的值是150MPa以下。
15.根据权利要求9 14中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述防护玻璃的端面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
16.根据权利要求9 14中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 在以围绕所述防护玻璃的形成有凹部的区域的方式配置的外径40mm、内径30mm的环 状不锈钢制承接工具上载置该防护玻璃，使用在顶端贴附有Imm厚的根据JIS K6253或ISO18517的橡胶硬度50的弹性材料的小IOmm的圆柱状的钢铁制平头，以200N的载荷从上方按压凹部形成部位2秒钟时，为了防止此时防护玻璃破损，而对防护玻璃实施了化学强化。
17.根据权利要求9 14中任一项所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述凹部的至少一部分具有在照射到所述防护玻璃的光量少的环境下也能使利用者识别的、含有能蓄光材料的蓄光部。
18.一种便携设备用防护玻璃，是便携设备所使用的防护玻璃，其特征在于， 在相对的主表面的至少一方的表面形成凹部， 凹部的至少一部分具有在照射到所述防护玻璃的光量少的环境下也能使利用者识别的、含有能蓄光材料的蓄光部。
19.根据权利要求18所述的便携设备用防护玻璃，其特征在于， 所述凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
全文摘要
本发明提供例如触摸面板的便携电话等便携设备用防护玻璃，其板厚在0.3mm～1.5mm的范围。此外，在防护玻璃的相对的主表面的至少一方的表面形成有从便携设备的表面侧观察时能够作为文字或图形识别的、或从便携设备的表面侧触摸时能够识别的凹部。该凹部的表面是经蚀刻处理过的蚀刻面。
文档编号C03C15/00GK102745904SQ20121011891
公开日2012年10月24日 申请日期2012年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者千绵刚, 桥本和明, 涩井正智, 秦冬娜 申请人:Hoev有限公司, Hoya株式会社