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技術 カバーガラスの製造方法、カバーガラスおよび表示装置

出願人 AGC株式会社
発明者 井上泰宏井上淳
出願日 2019年2月28日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-035699
公開日 2020年9月3日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-140077
状態 未査定
技術分野 ガラスの表面処理 要素組合せによる可変情報用表示装置1
主要キーワード 凹状体 筐体底板 ラジカル重合樹脂 中央領 小型ガラス 大型ガラス板 室内照度 字部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月3日)のものです。
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図面 (8)

課題

一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを簡便に得る。

解決手段

ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材被覆し、上記マスク材で被覆された上記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、上記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせる、カバーガラスの製造方法。

概要

背景

特許文献1には、「表示装置表示パネルカバーするカバーガラスであって、前記表示パネルに対向しない表面と、前記表示パネルに対向する裏面と、前記表面側の面取り部である表側面取り部と、前記裏面側の面取り部である裏側面取り部と、を備え、前記表側面取り部の表面粗さRaが100nm超であり、前記裏側面取り部の表面粗さRaが100nm以下である、カバーガラス」が開示されている([請求項1])。

特許文献1のカバーガラスは、「裏側面取り部13bの表面粗さRaは100nm以下である。これにより、カバーガラス12に割れが発生することが抑制され、端部耐衝撃性に優れる」とされている([0024])。
また、特許文献1のカバーガラスは、「表側面取り部13aの表面粗さRaは、100nm超である。これにより、グラデーションの発生が抑制され、端部表示不良を抑制できる」とされている([0021])。

概要

一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを簡便に得る。ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材被覆し、上記マスク材で被覆された上記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、上記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせる、カバーガラスの製造方法。

目的

本発明は、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを簡便に得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材被覆し、前記マスク材で被覆された前記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、前記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせる、カバーガラスの製造方法。

請求項2

前記小片ガラス板の側面部も面取り加工する、請求項1に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項3

前記ガラス板の主面方向に複数の前記マスク材を配置する、請求項1または2に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項4

前記ガラス板の主面方向に隣り合う前記マスク材どうしの間隔が、前記ガラス板の板厚以下である、請求項3に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項5

前記ガラス板の板厚が、0.5〜2.5mmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項6

前記エッチング液が、フッ化水素を含有する水溶液であり、前記エッチング液における前記フッ化水素の含有量が、2〜10質量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項7

前記エッチング液の温度が、10〜40℃である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項8

前記マスク材で被覆される前記ガラス板が、アンチグレア処理が施されたガラス板である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項9

前記面取り加工の後に、前記小片ガラス板に化学強化処理を施す、請求項1〜8のいずれか1項に記載のカバーガラスの製造方法。

請求項10

ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材で被覆し、前記マスク材で被覆された前記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、前記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせることにより得られるカバーガラス。

請求項11

請求項10に記載のカバーガラスを有する、表示装置

技術分野

0001

本発明は、カバーガラスの製造方法、カバーガラスおよび表示装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、「表示装置の表示パネルカバーするカバーガラスであって、前記表示パネルに対向しない表面と、前記表示パネルに対向する裏面と、前記表面側の面取り部である表側面取り部と、前記裏面側の面取り部である裏側面取り部と、を備え、前記表側面取り部の表面粗さRaが100nm超であり、前記裏側面取り部の表面粗さRaが100nm以下である、カバーガラス」が開示されている([請求項1])。

0003

特許文献1のカバーガラスは、「裏側面取り部13bの表面粗さRaは100nm以下である。これにより、カバーガラス12に割れが発生することが抑制され、端部耐衝撃性に優れる」とされている([0024])。
また、特許文献1のカバーガラスは、「表側面取り部13aの表面粗さRaは、100nm超である。これにより、グラデーションの発生が抑制され、端部表示不良を抑制できる」とされている([0021])。

先行技術

0004

国際公開第2017/208995号

発明が解決しようとする課題

0005

上述したように、特許文献1には、一方の主面側の面取り部(表側面取り部)の表面粗さRaと、他方の主面側の面取り部(裏側面取り部)の表面粗さRaとが異なるカバーガラスが開示されている。

0006

特許文献1のカバーガラスは、具体的には、例えば、次のように製造される。
粒度が粗い(例:番手が#600)面取り用ホイールを用いてガラス板研磨して面取りを行ない、表側面取り部13aおよび裏側面取り部13bを形成する。その後、粒度が細かい(例:番手が#6000)面取り用ホイールを用いて、裏側面取り部13bのみ研磨する。こうして、表側面取り部13aの表面粗さRaが100nm超で、裏側面取り部13bの表面粗さRaが100nm以下であるカバーガラス12を得ることができる。」([0042])

0007

しかしながら、面取り用ホイール(砥石)の粒度を、#600から他の粒度を経ずに#6000に変更すると、面取り用ホイール(砥石)が損傷する。このため、実際には、粒度を#600から多段階的に徐々に上げていき、最終的に#6000にすることを要する。このような製造工程は、非常に煩雑である。

0008

そこで、本発明は、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを簡便に得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を採用することにより、上記目的が達成されることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[11]を提供することを目的とする。
[1]ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材被覆し、上記マスク材で被覆された上記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、上記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせる、カバーガラスの製造方法。
[2]上記小片ガラス板の側面部も面取り加工する、上記[1]に記載のカバーガラスの製造方法。
[3]上記ガラス板の主面方向に複数の上記マスク材を配置する、上記[1]または[2]に記載のカバーガラスの製造方法。
[4]上記ガラス板の主面方向に隣り合う上記マスク材どうしの間隔が、上記ガラス板の板厚以下である、上記[3]に記載のカバーガラスの製造方法。
[5]上記ガラス板の板厚が、0.5〜2.5mmである、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のカバーガラスの製造方法。
[6]上記エッチング液が、フッ化水素を含有する水溶液であり、上記エッチング液における上記フッ化水素の含有量が、2〜10質量%である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載のカバーガラスの製造方法。
[7]上記エッチング液の温度が、10〜40℃である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載のカバーガラスの製造方法。
[8]上記マスク材で被覆される上記ガラス板が、アンチグレア処理が施されたガラス板である、上記[1]〜[7]のいずれかに記載のカバーガラスの製造方法。
[9]上記面取り加工の後に、上記小片ガラス板に化学強化処理を施す、上記[1]〜[8]のいずれかに記載のカバーガラスの製造方法。
[10]ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材で被覆し、上記マスク材で被覆された上記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、上記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせることにより得られるカバーガラス。
[11]上記[10]に記載のカバーガラスを有する、表示装置。

発明の効果

0010

本発明によれば、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを簡便に得ることができる。

図面の簡単な説明

0011

マスク材で被覆されたガラス板を示す断面図である。
エッチングにより得られた小片ガラス板を示す断面図である。
面取り加工が施された小片ガラス板を示す断面図である。
車載表示装置を示す断面図である。
試験体を示す斜視図である。
図5のA−A線断面図である。
試験体を示す平面図である。

0012

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。本発明の範囲を逸脱しない範囲で、以下の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。

0013

表面粗さRa(算術平均粗さ)は、JIS B 0601:2001に従って測定される値である。

0014

[カバーガラスの製造方法]
本発明の一実施形態のカバーガラスの製造方法(以下、単に「本発明の製造方法」ともいう)は、ガラス板の両主面における対面する一部領域どうしをマスク材で被覆し、上記マスク材で被覆された上記ガラス板を、エッチング液を用いてエッチングして、両主面側に面取り部を有する小片ガラス板を得て、上記小片ガラス板の一方の主面側を更に面取り加工して、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとを異ならせる、カバーガラスの製造方法である。

0015

本発明の製造方法は、一方の主面側の面取り部の表面粗さRaと他方の主面側の面取り部の表面粗さRaとが異なるカバーガラスを得る方法である。
従来、このようなカバーガラスを得る場合には、多段階的に砥石の粒度を上げて面取り加工するため(特許文献1の段落[0042])、煩雑である。
一方、本発明の製造方法によれば、面取り加工は一度で済むため、簡便である。

0016

また、従来は、面取り加工の前段階として、大型ガラス板を切断して、複数の小型ガラス板を得る作業を要する。
一方、本発明の製造方法では、切断することなく、エッチングにより複数の小型ガラス板を一度に得ることができるため、この点でも簡便である。

0017

以下、図1図3に基づいて、本発明の製造方法を、より詳細に説明する。

0018

マスキング
図1は、マスク材5で被覆されたガラス板1を示す断面図である。
ガラス板1は、一方の主面1aおよび他方の主面1bを有する。まず、ガラス板1の両主面における対面する一部領域どうしを、マスク材5で被覆する。すなわち、ガラス板1の主面1aの一部領域と、これに対面する主面1bの一部領域とを、マスク材5で被覆する。対面する一部領域どうしは、互いに同形(同サイズ)であることが好ましい。

0019

ガラス板1のガラス種としては、例えば、ソーダライムガラスアルミノシリケートガラス(SiO2−Al2O3−Na2O系ガラス)等が挙げられる。後述するように化学強化処理を施す場合は、アルミノシリケートガラスをベースとする化学強化用ガラス(例えば「ドラゴントレイル登録商標)」)も好適に用いられる。

0020

ガラス板1の板厚(図1中、符号tで表す)は、後述する理由から、0.5〜2.5mmが好ましく、0.7〜2.0mmがより好ましい。
ガラス板1の主面(主面1aおよび主面1b)の大きさは、適宜設定される。

0021

マスク材5で被覆されるガラス板1は、アンチグレア(AG)処理が施されていてもよい。AG処理の方法としては、特に限定されず、例えば、ガラス板1の表層をエッチングする方法;ガラス板1の表面に微粒子マトリックスとを含むコーティング液を塗布し、マトリックスを硬化する方法;等が挙げられる。

0022

マスク材5の材料は、後述するエッチング液に対する耐性を有する材料であれば特に限定されず、従来公知の材料を適宜選択して使用できる。
マスク材5としては、例えば、フィルム状のマスク材が挙げられ、その具体例としては、アクリル系の粘着剤が塗布された、耐酸性のPET(ポリエチレンテレフタレート)材が好適に挙げられる。
マスク材5は、硬化性樹脂を、バーコーター等を用いてガラス板1に塗布し、硬化させて形成してもよい。硬化性樹脂としては、例えば、UV硬化型樹脂および熱硬化型樹脂が挙げられる。UV硬化型樹脂としては、例えば、アクリレートラジカル重合樹脂およびエポキシカチオン重合樹脂が挙げられる。熱硬化型樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂フェノール樹脂ユリア樹脂メラミン樹脂不飽和ポリエステル樹脂ポリウレタン樹脂ジアリルフタレート樹脂シリコーン樹脂およびアルキド樹脂が挙げられる。硬化速度が速く、タクトが短縮できるという観点からは、UV硬化樹脂が好ましい。

0023

図1に示すように、ガラス板1の主面方向(図1中の左右方向)に複数のマスク材5を配置してもよい。これにより、ガラス板1から複数の小片ガラス板12(後述する図2および図3を参照)が得られる。
このとき、ガラス板1の主面方向に隣り合うマスク材5どうしの間隔(図1中、符号Gで表す)は、ガラス板1の板厚t以下(板厚tの1倍以下)が好ましく、板厚tの1/2以下がより好ましく、板厚tの1/3以下がさらに好ましく、一方、板厚tの1/10以上が好ましく、板厚tの1/8以上がより好ましい。
マスク材5どうしの間隔Gを上記範囲にすることにより、後述するように、エッチングにおいて、得られる小片ガラス板12の面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dが、凸状の曲線曲面)を形成しやすい。

0024

〈エッチング〉
次に、マスク材5で被覆されたガラス板1を、エッチング液を用いてエッチングする。これにより、ガラス板1におけるマスク材5で被覆されていない部分の一部が、エッチング液により溶解して、ガラス板1よりも小型の小片ガラス板12が得られる。

0025

図2は、エッチングにより得られた小片ガラス板12を示す断面図である。小片ガラス板12は、両主面側に面取り部を有する。
すなわち、小片ガラス板12は、一方の主面12a側に面取り部12cを有し、かつ、他方の主面12b側に面取り部12dを有する。
小片ガラス板12は、更に、面取り部12cと面取り部12dとに接続する側面部12eを有する。

0026

図2に示すように、面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dは、互いに接続して、凸状の曲線(曲面)を形成する。
ここで、「凸状」とは、小片ガラス板12の板厚方向(図2中の上下方向)に平行な任意の直線と、小片ガラス板12の輪郭とが2点以下で交わるということを意味する。なお、凸状ではなく、2点より多い点で交わる凹状である場合、後述する面取り加工の際に、一方の面取り部12cだけを加工することが極めて難しくなる。
ガラス板1(図1参照)のマスク材5で被覆されていない領域において、両主面側から溶解が始まり、中心部に向かって徐々に溶解が進行する。このため、両主面側よりも中心部は溶け残りやすいことから、面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dは、凸状になる。
また、面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dは、砥石を用いた研磨などではなく、エッチング液を用いたエッチングにより形成されるから、滑らかな曲線(曲面)になる。このため、面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dの表面粗さRaは、非常に小さい。

0027

エッチング液は、特に限定されないが、例えば、フッ化水素を含有する水溶液である。
この場合、エッチング液におけるフッ化水素の含有量は、2〜10質量%が好ましい。
エッチング液におけるフッ化水素の含有量が2質量%以上である場合、エッチングによる加工時間が比較的短くなり、生産性良く加工しやすい。
一方、上記含有量が10質量%以下である場合、得られる各々の小片ガラス板12に対して、エッチングの速度のバラツキを抑制し、均一な加工を施しやすい。
これらの効果により優れるという理由から、エッチング液におけるフッ化水素の含有量は、4〜8質量%がより好ましい。

0028

エッチング液の温度は、得られる各々の小片ガラス板12に対して、エッチングの速度のバラツキを抑制し、均一な加工を施す目的から、10〜40℃が好ましく、20〜30℃がより好ましい。

0029

エッチングの方法は、特に限定されないが、マスク材5で被覆されたガラス板1を、エッチング液に浸漬させることが好ましい。
エッチング液への浸漬時間(エッチング時間)は、ガラス板1の板厚に応じて適宜変更されるが、ガラス板1が厚くなるほど長くなる。
例えば、ガラス板1の板厚が0.5〜2.5mmである場合、エッチング時間は、20分以上が好ましく、30分以上がより好ましく、一方、600分以下が好ましく、300分以下がより好ましい。

0030

エッチングの後、マスク材5は、適宜除去される。

0031

〈面取り加工〉
次に、エッチングにより得られた小片ガラス板12の一方の主面側を更に面取り加工する。具体的には、例えば、小片ガラス板12の一方の主面12a側の面取り部12cに対して、面取り用ホイール(砥石)を用いた研磨などにより、面取り加工を施す。

0032

図3は、面取り加工が施された小片ガラス板12を示す断面図である。面取り加工を施すことにより、図3に示すように、小片ガラス板12には、曲線的な面取り部12cとは異なる新たな面取り部13cが形成される。
面取り用ホイール(砥石)を用いた研磨などにより形成される面取り部13cは、エッチングにより形成された元々の面取り部12cよりも、面が粗くなる。

0033

一方、他方の主面12b側の面取り部12dに対しては、面取り加工しない。このため、エッチングにより形成された曲線的な面取り部12dは、そのまま維持される。
こうして、面取り加工を経た小片ガラス板12においては、一方の主面12a側の面取り部13cの表面粗さRaと、他方の主面12b側の面取り部12dの表面粗さRaとが異なる。

0034

なお、小片ガラス板12の側面部12eに対しても同様に、面取り加工を施してもよい。これにより、小片ガラス板12には、曲線的な側面部12eとは異なる新たな側面部13eが形成される。
側面部12eに対して面取り加工を施す場合、形成される新たな側面部13eの形状を、例えば、小片ガラス板12の板厚方向に略平行な直線とする。これにより、小片ガラス板12を、カバーガラスとして表示装置に組み付けする際に、組み付けがしやすくなり、好ましい。

0035

面取り加工の条件(砥石番手、加工速度、研削量など)は、所望する面取り部13cの表面粗さRa(側面部13eを形成する場合は、所望する面取り部13cおよび側面部13eの表面粗さRa)に応じて、適宜選択される。
面取り加工では、工程数が過剰に増えて作業が煩雑にならない範囲で、まず粒度が粗い砥石を用いて粗加工し、その後、粒度が細かい砥石を用いて仕上げ加工してもよい。

0036

〈化学強化処理〉
本発明の製造方法は、上述した面取り加工の後に、小片ガラス板12に化学強化処理を施してもよい。化学強化処理を施しても、通常、表面粗さRaの値は変化しない。
化学強化処理を施す場合、ガラス種として、化学強化用ガラスを用いる。
化学強化処理の方法としては、典型的には、ガラスをKNO3溶融塩に浸漬し、イオン交換処理した後、室温付近まで冷却する方法が挙げられる。KNO3溶融塩の温度や浸漬時間などの処理条件は、圧縮応力層表面圧縮応力(CS)および圧縮応力層の厚さ(DOL)が所望の値となるように設定すればよい。
圧縮応力層の表面圧縮応力(CS)は、500MPa以上が好ましく、650MPa以上がより好ましく、750MPa以上が更に好ましく、一方、1200MPa以下が好ましい。
圧縮応力層の厚さ(DOL)は、10μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましく、25μm以上が更に好ましく、30μm以上が特に好ましい。

0037

化学強化処理する場合は、化学強化処理後の小片ガラス板12が、カバーガラス12(後述)となる。
一方、化学強化処理しない場合は、面取り加工後であって化学強化処理前の小片ガラス板12が、カバーガラス12(後述)となる。

0038

[カバーガラス]
以下、図3に基づいて、カバーガラス12を説明する。以下の説明において、面取り加工後の小片ガラス板12と同一の(または対応する)部分には、同一の符号を用いる。

0039

カバーガラス12は、後述する表示パネル104(図4参照)に対向しない表面12aと、表面12aとは反対側の、表示パネル104に対向する裏面12bと、を有する。
更に、カバーガラス12は、表面12a側の面取り部である表側面取り部13cと、裏面12b側の面取り部である裏側面取り部12dと、表側面取り部13cと裏側面取り部12dとに接続する側面部13eと、を有する。

0040

カバーガラス12の板厚は、0.5〜2.5mmが好ましく、0.7〜2.0mmがより好ましい。カバーガラス12の板厚がこの範囲内であれば、後述するヘッドインパクト試験をした場合の裏面12bの曲げ破壊に対する耐久性が高くなる。
カバーガラス12の外形の形状および大きさは、用途に応じて適宜決定され、例えば、外形は矩形である。
カバーガラス12の大きさの一例としては、例えば、矩形の場合、長手方向:100〜900mm、短手方向:40〜500mmが挙げられ、長手方向:100〜800mm、短手方向:40〜300mmが好ましい。
カバーガラス12の表面12aまたは裏面12bのサイズは、例えば、5〜20インチが好ましい。

0041

カバーガラス12の表面12aには、反射防止膜を設けてもよい。反射防止膜の膜厚は、例えば、100〜300nm程度である。反射防止膜の材料および成膜方法としては、例えば、特許文献1の段落[0029]〜[0030]記載された材料および成膜方法が好適に挙げられる。
もっとも、表側面取り部13cに反射防止膜が形成されると、表側面取り部13cにグラデーションが発生し得る場合がある。そして、グラデーションの発生は、外観不良(端部外観不良)として認識される場合がある。
グラデーションの発生が抑制されて端部外観不良を抑制できるという理由から、表側面取り部13cの表面粗さRaは、100nm超が好ましく、140nm以上がより好ましく、170nm以上が更に好ましく、210nm以上が特に好ましく、一方、500nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましい。

0042

車載表示装置用のカバーガラスは、車両の衝突事故が発生したときに乗員の頭部が衝突しても割れないほどの高い耐衝撃性が要求される。
カバーガラス12の端部に乗員の頭部が衝突した場合、裏側面取り部12dに大きな応力が発生する。発生した応力によって、裏側面取り部12dの傷(加工時等に付いた傷)を起点として、カバーガラス12に割れが生じ得る。
カバーガラス12の割れが抑制できて端部耐衝撃性に優れるという理由から、裏側面取り部12dの表面粗さRaは、100nm以下が好ましく、70nm以下がより好ましく、30nm以下が更に好ましく、10nm以下が特に好ましく、一方、0.1nm以上が好ましい。

0043

カバーガラス12は、上述したマスキング、エッチングおよび面取り加工(更に、任意で化学強化処理)を経て得られる。このようにして得られるカバーガラス12の裏側面取り部12dは、砥石を用いた研磨等を経由せず、エッチング後の状態が維持されているので、微細クラック(「マイクロクラック」ともいう)が非常に少ない。このため、割れがより抑制され、端部耐衝撃性がより優れる。

0044

しかしながら、マイクロクラックは非常に微細なクラックであり、裏側面取り部12dにおけるマイクロクラックの存在状態を把握するための適切な手段は、存在しない。このため、カバーガラス12の裏側面取り部12dの特徴を、物の構造または特性により直接特定することは、不可能である。
また、マイクロクラック以外に、裏側面取り部12dの特徴を把握するため、種々の装置を用いて多数の測定を繰り返し、何らかの指標見出すことは、著しく多くの試行錯誤を重ねることが必要であり、実際的ではない。

0045

次に、図4に基づいて、カバーガラス12を用いた表示装置として、車両に搭載されて使用される車載表示装置を説明する。
車載表示装置は、例えば、カーナビゲーション装置、または、リアシートの乗員が映像等を視聴するためのリアシートエンタテインメント(RSE)装置である。
カーナビゲーション装置は、ダッシュボードの外部に立設された状態またはダッシュボードに埋め込まれた状態で使用されることが多い。
RSE装置は、フロントシートの背面側に取り付けられて使用されることが多い。
ただし、表示装置としては、車載表示装置に限定されない。

0046

[車載表示装置]
図4は、車載表示装置100を示す断面図である。
車載表示装置100は、各部を収納する筐体106を有する。筐体106の底板である筐体底板107上には、バックライトユニット102が載置され、バックライトユニット102上に、表示パネル104が載置されている。表示パネル104は、一例として、液晶パネルである。筐体106には開口部が形成されている。
バックライトユニット102および表示パネル104の構成は、特に限定されず、公知の構成を採用できる。筐体106(筐体底板107を含む)の材質等も、特に限定されない。
車載表示装置100は、例えば、有機ELパネル、PDP電子インクパネル等を有するものであってもよい。タッチパネル等を有していてもよい。
カバーガラス12が、粘着層14によって、表示パネル104に貼合されている。カバーガラス12は、表示パネル104の保護部材として機能する。
粘着層14はカバーガラス12と同じく透明であって、カバーガラス12と粘着層14との屈折率差は小さいことが好ましい。粘着層14としては、例えば、液状の硬化性樹脂組成物を硬化して得られる透明樹脂からなる層が挙げられるほか、OCA(Optical Clear Adhesive)フィルムまたはテープであってもよい。粘着層14の厚さは、例えば、5〜400μmであり、50〜200μmが好ましい。

0047

以下に、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されない。

0048

〈カバーガラスの製造〉
図1図3に基づいて説明した本発明の製造方法に従って、例1〜例4のカバーガラス12を製造した。例1〜例4はいずれも実施例である。

0049

《マスキング》
まず、ガラス板1として、AG処理が施された化学強化用ガラス(AGC社製「ドラゴントレイル」)を準備した。ガラス板1の板厚tは、下記表1に示すように、例1〜例4で異なる板厚とした。
次に、図1に示すようにして、ガラス板1の主面1aおよび主面1bにマスク材5を配置した。マスク材5としては、アクリル系の粘着剤が塗布されたPET材のフィルム(耐酸性)を用いた。マスク材5どうしの間隔Gは、ガラス板1の板厚tの1/2にした。

0050

《エッチング》
マスク材5で被覆されたガラス板1を、エッチング液に浸漬させてエッチングし、小型の小片ガラス板12を得た。
得られた小片ガラス板12は、図2に示すように、凸状の曲線(曲面)を形成する面取り部12c、側面部12eおよび面取り部12dを有していた。
エッチング液としては、6質量%のフッ化水素の水溶液を用いた。エッチング液の温度は、25℃とした。エッチング時間は、ガラス板1の板厚tに応じて、下記表1に示すように変化させた。
エッチング後、マスク材5を除去した。

0051

《面取り加工》
エッチングにより得られた小片ガラス板12に、面取り加工を施した。
より詳細には、小片ガラス板12の一方の主面12a側の面取り部12cおよび側面部12eに対して、面取り用ホイール(砥石)を用いて研磨した。これにより、図3に示すように、小片ガラス板12には、曲線的な面取り部12cおよび側面部12eよりも面が粗い新たな面取り部13cおよび側面部13eが形成された。
面取り加工では、具体的には、まず、粒度が粗い面取り用ホイール(砥石)を用いて、粗加工(砥石番手:#325、加工速度:1200mm/分、研削量:0.4mm)をした。その後、粒度が細かい面取り用ホイール(砥石)を用いて、仕上げ加工(砥石番手:#600、加工速度:800mm/分、研削量:0.1mm)をした。

0052

《化学強化処理》
面取り加工した小片ガラス板12に化学強化処理を施した。化学強化処理は、圧縮応力層の厚さ(DOL):35μm、圧縮応力層における表面圧縮応力(CS):750MPaとなるように、ガラス板全体をKNO3溶融塩中に浸漬することにより行なった。

0053

以上のようにして、例1〜例4のカバーガラス12を得た。
例1〜例4のカバーガラス12における、表側面取り部13cの表面粗さRaおよび裏側面取り部12dの表面粗さRaの値を、下記表1に示す。
表面粗さRaは、JIS B 0601:2001に準拠して、キーエンス社製のレーザ顕微鏡「VK−9500」を用いて測定し、カットオフ値λcは0.25mmとした。

0054

このように、例1〜例4においては、表側面取り部13cの表面粗さRaと裏側面取り部12dの表面粗さRaとが異なるカバーガラス12を、大型ガラス板を切断したり、砥石の粒度を多段階的(3段階以上)に上げたりすることなく、簡便に得ることができた。

0055

〈試験体の作製〉
剛体模型を衝突させる試験(「ヘッドインパクト試験」ともいう)を行なうため、例1〜例4のカバーガラス12を用いて、車載表示装置の試験体200を作製した。
図5図7に基づいて試験体200を説明する。図5図7においては、図4の車載表示装置100と同一の(または対応する)部分は同じ符号を用い、説明を省略する場合がある。

0056

図5は、試験体200を示す斜視図である。図6は、図5のA−A線断面図である。図7は、試験体200を示す平面図である。

0057

図5および図6に示すように、試験体200は、筐体底板107を有する。筐体底板107の周縁部上には、内部にリブが付いた筐体枠109が4つ配置されている。筐体底板107と4つの筐体枠109とによって、中央領域に矩形の凹部を有する筐体106が形成されている。筐体106の中に、バックライトユニット102と表示パネル104とが配置されている。

0058

図6に示すように、バックライトユニット102の上面側の端部は、断面L字状のL字部材208により覆われている。L字部材208の上面と表示パネル104の下面側の端部とは、両面テープ207によって接着されている。このため、表示パネル104とバックライトユニット102との間には、L字部材208および両面テープ207の厚さ分だけ、エアギャップ(1.5mm)が存在している。粘着層14が、表示パネル104の上面に貼合されている。カバーガラス12の下面と筐体枠109の上面とは、両面テープ115で貼合されている。カバーガラス12の端面の外側であってかつ筐体枠109の上面には、筐体端枠110が配置されている。筐体端枠110も、両面テープ115によって筐体枠109に貼合されている。

0059

図5および図6に示すように、筐体底板107の4辺には、筐体底板107に連続して、板状の筐体突出部111が設けられている。筐体底板107と4つの筐体突出部111とによって、筐体底板107の裏面側(バックライトユニット102側とは反対側)には、凹部が形成されている。この凹部内には、クッション材321の一部が入り込んでいる。クッション材321は、平板である支持板215上に配置されており、クッション材321によって、筐体106が支持されている。クッション材321としては、ケー・シー・シー商会社製「CF45」(厚さ:25.4mm)を2枚重ねたものを用いた。筐体106がクッション材321に支持された状態において、向かい合う一対の筐体突出部111には、固定部301の一端側がボルト311によって接合されている。固定部301の他端側は、ボルト311によって、支持板215に接合されている。こうして、筐体突出部111を含む筐体106は、固定部301によって位置固定される。
断面L字状の板状部材である固定部301について、図5中にL1〜L4で示すサイズは、L1:20mm、L2:50mm、L3:100mm、L4:20mmとした。

0060

図7中にH1〜H3およびW1〜W3で示すサイズは、H1:120mm、H2:150mm、H3:250mm、W1:173mm、W2:250mm、W3:350mm、とした。

0061

その他の各部は以下のようにした。
・粘着層14…OCA(日栄化工社製「MHM−FWD」、厚さ:150μm)
・表示パネル104…ソーダライムガラス(板厚1.1mm、サイズ:173mm×120mm)の両面に偏光板(材質:TAC)を貼合した代替品を用いた。
・バックライトユニット102…板状体102a(材質:PC、板厚:4mm、サイズ:117mm×170mm)の底面および4つの側面を凹状体102b(材質:アルミニウム、板厚:1mm)で覆った代替品を用いた。
・両面テープ207…材質:PET、テープ幅:5mm、テープ厚:0.5mm
・L字部材208…材質:PVC、板厚:1mm、L字1辺の長さ:5mm
・筐体枠109…材質:ABS、板厚:2mm
・筐体端枠110…材質:ABS、板厚:2.5mm、板幅:5mm
・両面テープ115…材質:PET、テープ厚:0.5mm
・固定部301…材質:鉄(SS400)、板厚:1.0mm
・ボルト311…材質:鉄
・クッション材321…ケー・シー・シー商会社製「CF45」(厚さ:25.4mm)を2枚重ねたもの
・支持板215…材質:鉄、板厚:9mm
・筐体底板107および筐体突出部111…材質:鉄、板厚:1.15mm

0062

〈端部耐衝撃性の評価(ヘッドインパクト試験)〉
作製した試験体200を用いて、ヘッドインパクト試験を行ない、カバーガラス12の端部耐衝撃性を評価した。

0063

試験体200の支持板215を水平面に設置し、カバーガラス12の表面12aの衝突位置P(図7参照)に、図示しない球状の剛体模型(材質:鉄、直径:165mm、質量:19.6kg)を、衝突時のエネルギーが152.4Jになるように、衝突速度3.944m/sで793mmの高さから落下させて衝突させた。

0064

試験方法は、国土交通省が示す「道路運送車両保安基準」の「第20条乗車装置」の「別紙28インストルメントパネル衝撃吸収技術基準」(以下、単に「基準」という)を参照した。この「基準」では、球状の剛体模型(材質:鉄、直径:165mm、質量:6.8kg)を、衝突速度6.7m/sで射出して衝突させ、衝突時のエネルギーが152.4Jになるようにしている。
すなわち、試験体200を用いたヘッドインパクト試験では、衝突時のエネルギーが「基準」と同等になるようにした。
剛体模型の減速度に関しては、3ms(ミリ秒)以上連続して784m/s2(80G)を超えないことが規定されているが、今回行なった試験においては、全てこの規定を満たしていたことを確認している。

0065

剛体模型を衝突させるカバーガラス12上の衝突位置P(図7参照)は、試験体200を上面から見て、中心位置よりも一方の固定部301側に寄せた位置であって、かつ、カバーガラス12の最端部から1mm内側とした。

0066

例1〜例4のカバーガラス12を用いて、試験体200を作製してヘッドインパクト試験を行なった。
試験の結果、カバーガラス12が割れなかった場合には「○」を、カバーガラス12が割れた場合には「×」を、下記表1に記載した。「○」であれば、端部耐衝撃性に優れるものとして評価できる。

0067

〈端部外観不良の評価〉
例1〜例4のそれぞれのカバーガラス12の表面12aに、スパッタリングによって、膜厚243nmの反射防止膜を形成した。このとき、表側面取り部13cにも反射防止膜が形成されていることを確認した。
反射防止膜は、具体的には、カバーガラス12側から順に、酸化ニオブ酸化ケイ素とが合計4層積層された反射防止膜であり、特開2016−029474号公報の段落[0105]〜[0106]に記載された手法によって形成した。

0068

次に、市販のリアシート用車載表示装置のカバーガラスを取り外し、代わりに、上記の反射防止膜を形成したカバーガラス12を取り付けた。使用したリアシート用車載表示装置は、カバーガラスの端部が筐体に収容されず剥き出しになるタイプの表示装置(図4参照)であったので、取り付けたカバーガラス12の端部も、筐体に収容されず剥き出しとなった。次に、下記1〜3の条件で、カバーガラス12の端部がグラデーション状に発色して光り輝く場合があるか否かを確認した。
1:カバーガラスを地面に対して垂直に立てて80cmだけ離れた距離から観察する。
2:カバーガラスの垂直面から上下に最大45°の範囲で観察する。
3:室内照度を1500lx(ルクス)にした条件で観察する。
その結果、グラデーションが確認されなかった場合には「○」を、グラデーションが確認された場合には「×」を、下記表1に記載した。「○」であれば、端部外観不良が抑制できたものとして評価できる。

0069

実施例

0070

〈評価結果のまとめ〉
上記表1に示す結果から明らかなように、例1〜例4のカバーガラス12を用いた場合は、端部耐衝撃性が優れ、かつ、端部外観不良が抑制されていた。

0071

1ガラス板
1a ガラス板の一方の主面
1b ガラス板の他方の主面
5マスク材
12小片ガラス板(カバーガラス)
12a 小片ガラス板の一方の主面(カバーガラスの表面)
12b 小片ガラス板の他方の主面(カバーガラスの裏面)
12c 小片ガラス板の一方の主面側の面取り部
12d 小片ガラス板の他方の主面側の面取り部(カバーガラスの裏側面取り部)
12e 小片ガラス板の側面部
13c 小片ガラス板の一方の主面側の面取り部(カバーガラスの表側面取り部)
13e 小片ガラス板の側面部(カバーガラスの側面部)
14粘着層
100車載表示装置
102バックライトユニット
104表示パネル
106筐体
107筐体底板
109筐体枠
110 筐体端枠
111 筐体突出部
115両面テープ
200試験体
207 両面テープ
208 L字部材
215 支持板
301 固定部
311ボルト
321クッション材
G マスク材どうしの間隔
P衝突位置
t ガラス板の板厚

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