(57)【要約】【課題】使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルおいて、タッチ操作により形状変形する領域を有するタッチパネルを提供する。【解決手段】携帯用電子端末１０は、少なくともカバーガラス１２と制御部４４を備えている。カバーガラス１２は、使用者からのタッチ操作を受け付ける第１の主面２０と、透明電極が形成された第２の主面２２とを有している。さらに、カバーガラス１２は、可撓性操作部３０を備えている。可撓性操作部３０は、第２の主面側に凹部３４が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成される。また、第２の主面２２に形成された透明電極は、凹部３４の輪郭部に沿って形成されたリング状電極４２を少なくとも有する。制御部４４は、透明電極の静電容量の変化からカバーガラス１２上の使用者のタッチ操作を検出するように構成される。【選択図】図１
2018169673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者によるタッチ操作を検出するタッチパネルであって、
使用者からのタッチ操作を受け付ける第１の主面と、透明電極が形成された第２の主面と、を有するカバーガラスと、
前記透明電極の静電容量の変化から前記カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するセンサ部と、を備え、
前記カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも１つ設けられた可撓性操作部であって、第２の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成された可撓性操作部を有するとともに、第１の主面および第２の主面に圧縮応力層が形成され、
前記透明電極は、前記凹部の輪郭部に沿って形成された電極パターンを少なくとも有することを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記可撓性操作部は、第１の主面側に形成された凸状の湾曲部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
電極パターンの静電容量の変化量に応じて、複数の操作モードを制御することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
使用者からのタッチ操作を検出するタッチパネルであって、
使用者からのタッチ操作を第１の主面側で受け付けるカバーガラスと、
前記カバーガラスの第２の主面側に配置されたタッチセンサと、
前記タッチセンサの静電容量の変化から前記カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するセンサ部と、を備え、
前記カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも１つ設けられた可撓性操作部であって、第２の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成された可撓性操作部を有するとともに、第１の主面および第２の主面に圧縮応力層が形成され、
前記タッチセンサは、前記凹部の輪郭部に沿って透明電極が形成された電極パターンを少なくとも有することを特徴とするタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルに関し、特にタッチ操作により形状変形する領域を有するタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルは直感的な操作が可能になるという利点により、使用者が機器を操作する際のインターフェースとして幅広い分野に採用されている。タッチパネルは、使用者に露出する側にカバーガラスが配置されており、アイコン等が表示されているタッチ操作領域を使用者が視認しながら行うタッチ操作を受け付けるように構成されている。カバーガラスの平坦性や高い透明度によるデザイン性の向上により、従来から物理的なボタンやキーボードが用いられていた機器にも、タッチパネルへ置き換える動きが広がっている。例えば、自動車等に搭載される空調設備やオーディオ等のコントロールをするためのセンターコンソールや家電製品の搭載されている操作パネルにおいてもタッチパネルによって操作するものが存在し、スマートフォン等の携帯用電子端末では、ほとんどの操作をタッチパネルによって行うことができる。
【０００３】
しかしながら、カバーガラスはフラットな形状のものが使用されることが多く、デザイン面での差別化が難しかった。さらに、視覚障害者が操作する場合や、タッチ操作領域を正確に視認できないシチュエーションで操作する場合は、誤動作が発生することがあった。
【０００４】
そこで、従来技術のなかには、タッチパネルの表面に配置されるカバーガラスに凹部を形成することで、触覚によってタッチすべき領域を認識し易くする技術が存在する（例えば特許文献１）。このような凹部が形成されることで、使用者は指の感触によってタッチすべき領域を容易に認識できるため、画面を見なくても正確なタッチ操作が可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８８１４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなガラス基板は、タッチすべき領域を判断することはできるが、使用者がタッチパネルにタッチした際に、機器がタッチ操作を認識しているのか否かが分からない場合があった。タッチパネルは物理スイッチと比較すると、タッチ操作時に使用者の指に伝わる触感の変化がない。そのため、実際にタッチ操作が機器に認識されているのか否かが分からなかったり、誤作動のおそれがあったりした。
【０００７】
また、カバーガラスに静電容量方式のタッチパネル用電極を直接形成する場合、カバーガラスの裏面に凹部が形成されると、凹部内に通常のタッチパネルに使用されるマトリクス状の電極を形成することが困難である。また、タッチセンサを別途設けた場合も、使用者がタッチするカバーガラスとセンサ電極との間に凹部のような空気層が介在すると、タッチパネルの感度が悪化してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにおいて、タッチ操作により形状変形する領域を有するカバーガラスを備えたタッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るタッチパネルは、少なくともカバーガラスとセンサ部を備えている。カバーガラスは、使用者からのタッチ操作を受け付ける第１の主面と、透明電極が形成された第２の主面とを有しており、第１の主面および第２の主面には圧縮応力層が形成されている。さらに、カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも１つ設けられた可撓性操作部を有する。可撓性操作部は、第２の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成される。また、第２の主面に形成された透明電極は、凹部の輪郭部に沿って形成された電極パターンを少なくとも有する。センサ部は、透明電極の静電容量の変化を検出し、カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するように構成される。
【００１０】
可撓性操作部は他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成されており、使用者のタッチ操作等により荷重が加わると、撓み変形しやすい。また、可撓性操作部に加えられた荷重が取り除かれると、再び元の形状に戻りやすい。このため、単一のガラス基板で構成されるカバーガラスにおいても、使用者はメンブレンスイッチ等の押ボタンスイッチのような触感によるフィードバック（クリック感）を得ることが可能になる。クリック感を得ることによって、使用者はタッチパネルがタッチ操作を認識したことを確認することができるので、操作ミス等を軽減することができる。また、カバーガラスは両主面に圧縮応力層が形成されているため、繰り返し変形しても可撓性操作部から破損するおそれは少ない。
【００１１】
また、透明電極を凹部の輪郭部に沿って形成することにより、タッチ操作の検出精度を向上させることが可能になる。可撓性操作部は、第２の主面に凹部が形成されているため、通常のタッチパネルに使用されるマトリクス状の電極を形成することが困難である。また、透明電極として主に使用されるＩＴＯは脆い材質のため、操作の度に変形する可撓性操作部への形成は非常に難しい。凹部の輪郭部は、可撓性操作部の操作時も変形しないため、透明電極を塗布することができる。また、輪郭部は使用者からも視認しにくい領域であるため、透明電極を厚く形成したり、電極幅を太く形成したりしてもほとんど目立たず、タッチパネルの感度を向上させることができる。
【００１２】
また、可撓性操作部は第１の主面側に形成された凸状の湾曲部をさらに備えることが好ましい。湾曲部を形成することにより、使用者がタッチ操作領域を視覚的または触覚的に認識することができる。湾曲部側から荷重を加えて可撓性操作部を変形させる際は、可撓性操作部が凹部により形成されたスペースに撓み変形する。湾曲部は、第１の主面と第２の主面の圧縮応力層の形成面積の差によって形成することができる。
【００１３】
また、センサ部は、電極パターンの静電容量の変化量に応じて、複数の操作モードを制御することが好ましい。可撓性操作部は、タッチ操作と撓むまで押し込む操作では指と電極の位置が異なるため、静電容量の変化量が異なる。このため、センサ部で静電容量の変化からタッチ操作と押し込む操作を判断することによって、タッチパネルの操作性を向上させることができる。例えば、静電容量の変化量に応じた第１の操作モードおよび第２の操作モードを備えることにより、可撓性操作部を利用した多様な操作パターンを実行することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにおいて、タッチ操作により形状変形する領域を有するカバーガラスを備えたタッチパネルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチパネルが配置された携帯用電子端末を示す図である。
【図２】可撓性操作部を示す図である。
【図３】カバーガラスに形成された電極パターンを示す図である。
【図４】制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】可撓性操作部の別の実施形態を示す図である。
【図６】タッチパネルの別の実施形態を示す図である。
【図７】カバーガラスの製造方法を示す図である。
【図８】カバーガラスの別の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここから、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。図１（Ａ）は、携帯用電子端末１０の外観を示す図であり、図１（Ｂ）は携帯用電子端末１０の概略側面図である。携帯用電子端末１０は、カバーガラス１２、液晶パネル１４および制御部４４を少なくとも備えている。携帯用電子端末１０は、操作領域１６上に表示される操作画面を視認しながらタッチすることによって所望の操作が行われる。
【００１７】
カバーガラス１２は、携帯用電子端末１０の使用者側に露出する表面に配置されたガラス基板である。カバーガラス１２は、携帯用電子端末１０を衝撃等から保護するように構成された単一のガラス基板であり、使用者が携帯用電子端末１０を操作する際は、カバーガラス１２をタッチする。本実施形態では、カバーガラス１２としてアルミノシリケートガラスを使用しているが、ガラス基板の種類に特に制限はない。また、カバーガラス１２の板厚は０．３〜１．５ｍｍが好ましい。
【００１８】
また、カバーガラス１２の外周部は、操作領域１６を囲むように額縁領域１８が形成されている。額縁領域１８は、カバーガラス１２の外周部に形成されており、液晶パネル１４からの光漏れを防止するために黒色印刷層が形成される。
【００１９】
カバーガラス１２は、第１の主面２０および第２の主面２２を有している。第１の主面２０は使用者に対して露出する主面であり、第２の主面２２は第１の主面２０と対向する主面である。第１の主面２０および第２の主面２２はともに圧縮応力層２４が形成されている。圧縮応力層２４は、イオン交換法等の公知の方法によって形成されたカバーガラス１２の内部領域よりも圧縮応力の大きい層である。なお、第１の主面２０と第２の主面２２に形成された圧縮応力層２４は同一の条件下で形成されており、圧縮応力の強さや深さに実質的な差はない。
【００２０】
液晶パネル１４は、カバーガラス１２の下部に配置されており、操作領域１６上に操作画面を表示するように構成される。なお、本実施形態は、操作画面を表示するために液晶パネルを使用しているが、有機ＥＬパネル等のフラットパネルディスプレイや操作位置を示すためのアイコンが印刷された印刷パネルが配置されても良い。
【００２１】
カバーガラス１２は、操作領域１６上に可撓性操作部３０を有している。可撓性操作部３０は、使用者からのタッチ操作により指等で押し込まれると撓み変形し、指を離すと再び元の形状に戻るように構成される領域である。
【００２２】
可撓性操作部３０は、第１の主面２０側において、凸状の曲面形状を呈する湾曲部３２を有している。湾曲部３２が形成されることにより、使用者は視覚的または触覚的に可撓性操作部３０の位置を認識することが可能である。
【００２３】
可撓性操作部３０の第２の主面２２側には、円形状の凹部３４が形成されている。凹部３４は、第１の主面２０側に向かって凹状に窪んだ領域である。凹部３４の形状は、所望の形状を形成することが可能である。また、可撓性操作部３０にアイコン等を表示する場合は、アイコンに対応する形状に凹部３４を形成しても良い。凹部３４は、後述するエッチング処理により形成することで、テーパ形状を含むように形成することが可能である。テーパ形状とは、凹部３４の側面が所定角度以上に傾斜するように形成された状態を示す。テーパ角度としては、１０〜６０度が好ましい。
【００２４】
凹部３４を形成することにより、可撓性操作部３０において、第２の主面２２側における圧縮応力層形成領域の面積が第１の主面２０側よりも大きくなる。この結果、第２の主面２２側の方が第１の主面２０側よりも圧縮応力層の総体積が大きくなり、第２の主面２２側で発生する圧縮応力が第１の主面２０側で発生する圧縮応力よりも大きくなる。出願人の研究によると、このように第１の主面２０と第２の主面２２の圧縮応力の釣り合いがとれなくなることによって、凹部３４の底面が第１の主面側に凸状に湾曲し、湾曲部３２が形成される蓋然性が高いことが分かっている。この際、可撓性操作部３０における第１の主面２０と第２の主面２２の圧縮応力の差は、１０〜１０００MPaであることが好ましく、圧縮応力の差によって湾曲部３２の曲率半径を調整することが可能である。また、凹部３４側面がテーパ形状を呈するように形成することで、凹部３４の表面積がより大きくなるので、第２の主面２２の圧縮応力と第１の主面２０の圧縮応力の差をつけやすくなる。
【００２５】
可撓性操作部３０は、凹部３４によって周辺領域よりも板厚が薄くなっているため、使用者のタッチ操作により第１の主面２０側から可撓性操作部３０に荷重が加わると、図２（Ａ）に示すように、湾曲部３２が変形する。この際、凹部３４によって下部にスペースが形成されるため、可撓性操作部３０は第２の主面２２側に凹状に撓み変形する。可撓性操作部３０が好適に変形するためには、可撓性操作部３０の板厚が５０〜２００μｍになるように凹部３４が形成されることが好ましい。可撓性操作部３０の板厚が２００μｍより大きくなると、カバーガラス１２の剛性により可撓性操作部３０が変形しにくい。また、可撓性操作部３０が５０μｍ未満になると、カバーガラス１２の強度が低下するため、タッチ操作時に破損してしまうおそれが高くなる。また、可撓性操作部３０は、周辺領域よりも板厚が薄くなってしまうが、圧縮応力層２４が形成されているため、変形により破損するおそれは低い。さらに、凹部３４は、第２の主面２２との境界部や凹部３４の側面と底面の接続部が曲面形状を呈することにより、可撓性操作部３０の変形時に応力が局所的に集中することが防止される。
【００２６】
使用者が可撓性操作部３０から指を離すと、可撓性操作部３０は変形状態から元の形状に自発的に戻る（図２（Ｂ）参照。）。このため、単一のガラス基板で構成されているカバーガラス１２においても、使用者は、メンブレンスイッチ等の押ボタンスイッチのようなクリック感を得ることができる。使用者は、可撓性操作部３０の形状変形によりタッチ操作が認識されたのか確認しやすくなり、携帯用電子端末１０の誤操作を防止することが可能になる。可撓性操作部３０は、使用者が指を離すと元の形状に自動的に復元するため、繰り返しタッチ操作を行うことができる。
【００２７】
本実施形態の携帯用電子端末１０は静電容量方式が採用されており、図３に示す通り、カバーガラス１２の第２の主面２２側にタッチパネル操作を検出するための電極４０が形成されている。電極４０は、マトリクス状に形成された透明電極である。透明電極としては、ＩＴＯ等の透明金属材料、銀ナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、ポリチオフェン等の有機導電材料を使用することが可能である。電極４０は、操作領域１６上に形成されており、操作画面上の静電容量が一定に維持されるように構成される。
【００２８】
可撓性操作部３０に対応する位置には、リング状電極４２が形成されている。リング状電極４２は、凹部３４の輪郭部に沿って形成されており、可撓性操作部３０へのタッチ操作により静電容量が変化するように構成される。ここでの輪郭部とは、第２の主面２２から凹部３４への湾曲開始点よりも外側の領域を示す。輪郭部は、可撓性操作部３０を撓ませた際も形状変形せず、安定して電極を形成することができる。
【００２９】
また、リング状電極４２は、マトリクス状の電極４０よりも厚みを厚くしたり電極の幅を広くしたりすることが好ましい。リング状電極４２を厚く形成したり、電極幅を広く形成したりすることによって、可撓性操作部３０におけるタッチ操作の検出精度が向上する。なお、リング状電極４２は、湾曲部３２により屈折率が変化するため、使用者に視認されやすくなってしまうといったデメリットもない。
【００３０】
電極４０およびリング状電極４２は、引出配線４００によって制御部４４に接続されている。制御部４４は、検出部４６およびＣＰＵ４８を備えている。制御部４４は、電極４０またはリング状電極４２の静電容量の変化からタッチ位置を検出したり静電容量の変化量を計算したりすることによって、所定のプログラムを起動するように構成される。
【００３１】
検出部４６は、電極４０またはリング状電極４２の静電容量が変化することによって生成される信号を取得するように構成される。検出部４６によって受信された信号は、A/D変換された後にＣＰＵ４８に送信される。
【００３２】
ＣＰＵ４８は、検出部４６から送信された信号に基づき、携帯用電子端末１０の制御を行う。ＣＰＵ４８は静電容量の変化量に応じて、複数の操作モードの中から所定の操作モード選択し、液晶パネル１４や携帯用電子端末１０に指示を送信するように構成される。携帯用電子端末１０は、操作モード１および操作モード２を有している。ここから、リング状電極４２の静電容量が変化した場合における、制御部４４の制御機構について図４を用いて説明する。
【００３３】
図４は、使用者が可撓性操作部３０をタッチ操作した際の制御部４４が実行する処理を示すフローチャートである。使用者が可撓性操作部３０でタッチ操作を行うと、検出部４６にてリング状電極４２の静電容量の変化が検出される。検出部４６からＣＰＵ４８に信号が送られると、ＣＰＵ４８で静電容量の変化量を計算する。計算された静電容量の変化量があらかじめ設定された第１の閾値を超えた場合は、ＣＰＵ４８から操作モード２を実行するための指示が送信される。また、静電容量の変化量が第１の閾値以下の場合も、あらかじめ設定された第２の閾値を超えた場合は、ＣＰＵ４８から操作モード１を実行するための指示が送信される。
【００３４】
可撓性操作部３０においてタッチ操作を行う場合、使用者の指やスタイラスペン等の操作補助具とリング状電極４２との間隔が広くなるため、静電容量の変化量は少ない。しかし、湾曲部３２が第１の主面２０よりも内側に撓み変形するまで押し込んだ場合、リング状電極４２と使用者の指との位置が近づくため、タッチした状態よりも静電容量の変化量が大きくなる。ＣＰＵ４８は、静電容量の変化量に基づいて、使用者が可撓性操作部３０をタッチしているのか、押し込んでいるのかを判断し、携帯用電子端末１０に指示を送信する。
【００３５】
可撓性操作部３０のタッチ方法によって複数の操作モードを備えることによりデザイン性を維持したまま、多様な操作を行うことが可能になる。例えば、操作モード２は、その他の操作領域１６と同様にタッチ操作を行うように設定し、操作モード１では、指紋認証機構等を別機能が起動するように構成される。指紋認証機構を採用する際は、可撓性操作部３０の下部に指紋認証部を組み込んでも良い。静電容量の差によって使用者のタッチ操作の違いを認識することによって、複数の操作モードを採用することが可能になる。また、本実施形態では、２つの操作モードがある場合を説明したが、静電容量の差によって３つ以上の操作モードを実行することも可能である。
【００３６】
ここから、図５を用いてカバーガラスの別の実施形態について説明する。図５は、本発明の別の実施形態に係るカバーガラス１２１を示す図である。カバーガラス１２１は、第１の主面２０および第２の主面２２に圧縮応力層２４が形成されている。カバーガラス１２１は、使用者がタッチ操作を行うタッチ操作領域に可撓性操作部３０を有している。可撓性操作部３０は、第１の主面２０側に形成された操作用凹部５０と、第２の主面２２側に形成された凹部３４を有している。
【００３７】
操作用凹部５０は、第２の主面２２側に凹状に窪んだ領域であり、その底部に湾曲部３２が形成されている。湾曲部３２の構成は、上記実施形態と実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する。操作用凹部５０は曲面形状を含んでいることが好ましく、その側面がテーパ形状であることがさらに好ましい。また、操作用凹部５０の表面積は、凹部３４の表面積よりも小さくなるように形成される。操作用凹部５０と凹部３４が異なる表面積になるように形成されることで、第１の主面２０および第２の主面２２の圧縮応力の釣り合いがとれなくなる。このため、操作用凹部５０の底面が凸状に湾曲し、湾曲部３２が形成される。なお、本実施形態では、操作用凹部５０の深さを凹部３４の深さよりも浅くすることで圧縮応力の釣り合いを崩しているが、凹部３４を操作用凹部５０より浅く形成したり、操作用凹部５０と凹部３４を異なる形状に形成したりしてもよい。
【００３８】
また、凹部３４内に弾性部材５２が配置されている。弾性部材５２は、可撓性操作部３０の弾性変形に応じて変形するように構成される。弾性部材５２は、透明材料で構成されることが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンやシリコン系樹脂を使用することができる。弾性部材５２の弾性を調整することにより、可撓性操作部３０の撓み量や変形するために必要な荷重を調整することができる。さらに、可撓性操作部３０から指を離した際に、弾性部材５２の復元力を利用することで可撓性操作部３０が元の形状に戻りやすくなるという効果を奏する。また、弾性部材５２を配置することにより、万が一可撓性操作部３０が破損した際にも、ガラス基板の飛散を防止することが可能になる。
【００３９】
さらに本実施形態は、操作用凹部５０が形成されているため、触覚的にタッチ操作領域がより分かりやすくなる。また、操作用凹部５０は、第１の主面２０との交点が曲面形状であり、さらに側面部がテーパ形状であるため、使用者がタッチ操作を行った際にも指が傷つくおそれはない。
【００４０】
なお、上記２つの実施形態では、可撓性操作部３０に凹凸形状が形成されている形状を用いて説明したが、本願発明はこれに限定されない。例えば、可撓性操作部が撓み変形するためのスペースをカバーガラスの下部に形成することで、可撓性操作部は変形することができる。撓み変形するためのスペースは、例えば可撓性操作部３０の周辺にスペーサーを配置することで形成される。この際、圧縮応力層は、カバーガラスが変形可能な程度に両主面に形成されている。この構成では、スペーサーによってカバーガラスの撓み量をコントロールすることができる。さらに、両主面に圧縮応力層が形成されているので、可撓性操作部が変形してもカバーガラスが破損するおそれも少ない。
【００４１】
また、ここまではタッチセンサとカバーガラスが一体化した構成を説明したが、タッチセンサを別途配置しても良い。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、タッチセンサ５４を別途配置したタッチパネルの構成を示す図である。タッチセンサ５４は、カバーガラス１２および液晶パネル１４によって挟持されるように構成される。タッチセンサ５４は、光学粘着シート（ＯＣＡ）等によってカバーガラス１２および液晶パネル１４と接合される。
【００４２】
タッチセンサ５４は、フィルム状の基材の主面に電極４０およびリング状電極４２が形成される。リング状電極４２は、カバーガラス１２に形成された凹部３４の輪郭部に対応する形状に形成される。センサ電極を別途設けた場合であっても、凹部３４の輪郭部に対応する形状に電極を形成することによって、可撓性操作部３０のタッチ操作を正確に検出することが可能になる。
【００４３】
ここから、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）を用いてカバーガラス１２の製造方法を説明する。本実施形態におけるカバーガラス１２の製造方法は、保護部材形成工程、パターニング工程、エッチング工程および化学強化処理工程を含んでいる。
【００４４】
保護部材形成工程では、図７（Ａ）に示すように、ガラス基板７０の主面に耐酸性を有する保護フィルム７２を被覆する。ガラス基板７０はアルミノシリケートガラスであり、板厚は０．３〜１．５ｍｍであることが好ましい。保護フィルム７２は、後述のエッチング処理において、ガラス基板７０の主表面を保護するように構成されており、少なくともフッ酸に対する耐性を有している。また、保護フィルム以外にも感光性レジスト材等の保護材料を使用することも可能である。
【００４５】
パターニング工程では、図７（Ｂ）に示すように凹部を形成すべき領域に対応する一方の主面から保護フィルム７２を除去し、開口部を形成する。パターニング手段は、エッチングすべき領域から耐酸性部材を除去することができれば、どのような手段を用いても構わない。本実施形態では、レーザ装置を利用してパターニングを行っており、ガラス基板７０にダメージを与えずに保護フィルム７２のみを除去するためにパルスレーザを使用した。耐酸性部材として感光性レジストを使用する場合は、フォトリソグラフィを利用して、パターニングを行うことも可能である。
【００４６】
エッチング工程では、ガラス基板７０をエッチング液と接触させることによって開口部が形成された領域をエッチングする。ガラス基板７０をエッチングする場合は、所望の搬送機構によって搬送されているガラス基板７０に対してエッチング液を噴射する枚葉方式のエッチング装置やガラス基板７０をエッチング液が収容されたエッチング槽に浸漬するディップ方式のエッチング装置等を使用することができる。エッチング液としては、少なくともフッ酸が含まれたエッチング液を使用することが好ましく、フッ酸の他にも塩酸等の無機酸や界面活性剤を添加しても良い。エッチング処理によって、保護フィルム７２で保護されていない領域がエッチングされ、凹部３４が形成される。エッチング処理は、凹部３４の板厚が２００μｍ以下になるまでエッチングすることが好ましい。
【００４７】
エッチング処理によって形成される凹部３４は、エッチング処理の特性により凹部３４の側面がテーパ形状を呈する。テーパ形状を有する凹部は、前述のように圧縮応力層が形成される表面積が増えるため、湾曲部３２が形成されやすい。また、エッチング処理によって、ガラス基板７０の主面と凹部３４の境界部や凹部３４の側面と底面の接続部に曲面形状を形成することができる。凹部３４が曲面形状を有することにより、可撓性操作部３０の変形時に応力が局所的に集中することが緩和される。
【００４８】
エッチングにより凹部３４を形成した後に、ガラス基板７０から保護フィルム７２を除去する。保護フィルム７２を除去する際は、物理的な力を保護フィルム７２に与えることで剥離することが可能である。また、レジスト材を使用した場合は、剥離液にガラス基板７０を浸漬することによって、除去することも可能である。
【００４９】
化学強化処理工程は、ガラス基板７０に圧縮応力層２４を形成する工程である。化学強化処理は、アルカリイオンを含む溶融塩にガラス基板を浸漬することによる公知の方法によって行われる。本実施形態では、４００℃に加熱した硝酸カリウム溶液にガラス基板を４時間浸漬することによって化学強化処理を行った。なお、硝酸カリウムの加熱温度は、３５０〜４５０℃に調整されることが好ましく、ガラス基板の浸漬時間は、２〜２０時間程度が好ましい。圧縮応力層２４の深さとしては、５〜５０μｍに調整されることが好ましい。また、第１の主面２０と第２の主面２２は同条件で化学強化処理が行われており、圧縮応力層２４の深さは実質的に同一である。
【００５０】
圧縮応力層２４が形成されることによって、両主面における圧縮応力の総体積差によって凹部３４と対向する領域が凸状に湾曲し、湾曲部３２が形成される。なお、電極４０およびリング状電極４２は、化学強化処理工程が完了した後の任意のタイミングで形成することができる。また、大判のガラス基板７０に複数のカバーガラスを面取りした状態で製造する場合は、電極を形成した後に所望の形状に分断すれば良い。
【００５１】
また、第１の主面２０に操作用凹部５０を形成する際には、第２の主面２２に凹部３４を形成した後に、ガラス基板７０を再び保護フィルム７２で保護する（図８（Ａ）参照。）。さらに、図８（Ｂ）に示すように、第１の主面２０側の保護フィルム７２をパターニングすることで操作用凹部５０を形成する領域に開口部を形成する。その後、エッチング処理で操作用凹部５０を形成した後に化学強化処理を行うことによって、両主面に凹部が形成されたカバーガラスを製造することができる。なお、本実施形態では、操作用凹部５０の深さを凹部３４の深さよりも浅く形成することで、操作用凹部５０の底面に湾曲部３２が形成されている。
【００５２】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５３】
１０‐携帯用電子端末
１２‐カバーガラス
１４‐液晶パネル
１６‐操作領域
１８‐額縁領域
２０‐第１の主面
２２‐第２の主面
２４‐圧縮応力層
３０‐可撓性操作部
３２‐湾曲部
３４‐凹部
４０‐電極
４２‐リング状電極
４４‐制御部
４６‐検出部
４８‐ＣＰＵ
５０‐操作用凹部
５２‐弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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