CN203896614U - 玻璃复合体、使用了玻璃复合体的输入装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及玻璃复合体、使用了玻璃复合体的输入装置及电子设备。玻璃部件(11)的侧面构成为具有第一倾斜面(13)、以及形成与第一倾斜面(13)与表面(11a)之间的垂直面(14)。框体(20)的内壁面构成为具有第二倾斜面(15)。第二倾斜面(15)的倾斜角(θ2)比第一倾斜面(13)的倾斜角(θ1)小。在第一倾斜面(13)以及垂直面(14)与第二倾斜面(15)之间形成有间隙(40),粘接部件(30)填充于间隙(40)内。
Description
技术领域
本实用新型涉及玻璃复合体、使用了玻璃复合体的输入装置以及电子设备,尤其涉及能够减轻对玻璃部件与框体的接合部作用的剥离应力(内部残留应力)的玻璃复合体的构造。
背景技术
专利文献1、2中公开了涉及玻璃复合体的发明,该玻璃复合体具有玻璃部件、支承玻璃部件的框体、以及粘接玻璃部件和框体的粘接部件。
专利文献1:WO2012/029347
专利文献1:日本特开平11-142818号公报
本发明人在如专利文献1的图12、图13所示的框体与玻璃部件之间的粘接区域从背面向表面、前端逐渐地变细的结构中,发现了能够进一步减轻剥离应力(内部残留应力)的结构。
实用新型内容
即,本实用新型的目的在于,提供与以往相比能够减轻剥离应力(内部残留应力)的玻璃复合体、使用了玻璃复合体的输入装置以及电子设备。
本实用新型的玻璃复合体的特征在于,具有:玻璃部件;框体,支承所述玻璃部件的侧方;以及粘接部件,粘接所述玻璃部件和所述框体,所述玻璃复合体的特征在于,在所述玻璃部件的连接表面与背面之间的侧面和与所述侧面对置的所述框体的内壁面之间,形成有间隙,所述侧面具有从所述玻璃部件的表面侧朝向背面方向倾斜的第一倾斜面、以及形成于所述第一倾斜面与所述玻璃部件的表面之间的垂直面而构成,所述内壁面构成为具有第二倾斜面,在设所述第一倾斜面相对于所述玻璃复合体的水平面的倾斜角为θ1、设所述第二倾斜面相对于所述玻璃复合体的水平面的倾斜角为θ2时,所述倾斜角θ2比所述倾斜角θ1小,在所述第一倾斜面及所述垂直面与所述第二倾斜面之间形成有所述间隙,所述粘接部件被填充于所述间隙内。根据本实用新型,与玻璃部件的侧面整体以第一倾斜面形成且未形成所述垂直面的比较例的结构相比,能够减轻剥离应力(内部残留应力)。此外,在比较例的结构中,前端细的前端部分(表面侧)由于固化收缩等容易成为未填充粘接部件的未填充部分,剥离应力(内部残留应力)进一步增大从而粘接强度容易降低,但在本实用新型中,通过在第一倾斜面与表面之间设置有垂直面,能够使前端细的前端部分的区域比比较例宽。而且,在本实用新型中,通过在前端部分以外采用与比较例相同的结构,从而相对于比较例能够抑制未填充区域,并且能够使第一倾斜面与第二倾斜面间以适度的间隔对置,因此能够减轻剥离应力(内部残留应力),能够获得足够的粘接强度。
优选的是,在本实用新型中,在设所述玻璃部件的厚度尺寸为H1、设所述垂直面的厚度方向上的长度尺寸为H2时,(H2/H1)×100%大于0且小于等于40%。由此能够将等效应变的最大值抑制得较低,能够抑制耐负荷强度的降低。
此外,优选的是,在本实用新型中,在所述第二倾斜面与所述背面之间,从位于所述第二倾斜面的背面侧的基端朝向所述框体的外壁面方向,形成有凹部。由此,能够在对间隙内填充粘接部件使填充开口宽度看上去扩大,能够大幅改善涂敷不良。由此能够获得稳定的粘接强度。
此外,在本实用新型中,可以为从所述第二倾斜面的基端的整个周围起形成有所述凹部的结构,也可以为从所述第二倾斜面的基端的一部分起形成有所述凹部的结构。
优选的是,在本实用新型中,所述凹部分离地形成有多个,相对于所述框体的中点O点对称地配置有各凹部。
优选的是,在本实用新型中,在所述框体的内壁面上的角部C处形成有所述凹部。
优选的是,在本实用新型中,对于设置有所述凹部的地方与没有设置所述凹部的地方的边界部(16a),与所述边界部(16a)相连的所述凹部的端部(16b)倾斜或为圆角形状。
可以为所述凹部的内里面以与所述框体的背面平行的面形成的结构,也可以为所述凹部的内里面相对于所述水平面斜着倾斜,所述内里面相对于所述水平面的倾斜角θ3比所述倾斜角θ2小的结构。在将粘接部件填充到间隙内时,将玻璃复合体翻倒而使填充间口朝向上侧,所以在填充时,凹部的内里面成为底面。此时,在本实用新型中,凹部的底面(内里面)朝向间隙向下方倾斜,所以即使粘接部件的粘度较高,也能够顺畅地在间隙内填充粘接部件。
优选的是,在本实用新型中,所述第二倾斜面与所述凹部的内里面的边界即所述第二倾斜面的基端(15a)在剖面形状中为圆角形状。
此外,优选的是,在本实用新型中,在设所述玻璃部件的厚度尺寸为H1、设所述凹部的深度尺寸为H3时,(H3/H1)×100%为大于等于10%且小于等于35%。由此能够将等效应变的最大值抑制得较低,能够抑制耐负荷强度的降低。
优选的是,在本实用新型中,所述凹部的深度尺寸H3为大于等于0.05mm且小于等于0.4mm。
优选的是,在本实用新型中,所述表面中的所述玻璃部件以及框体在同一平面上形成。由此能够有效地减轻剥离应力。
优选的是,在本实用新型中,所述框体以树脂形成。通过以树脂形成框体,能够容易地形成与玻璃相比耐冲击性佳、轻量并且具有复杂的弯曲部、孔部的形状。
优选的是,在本实用新型中,所述粘接剂是紫外线固化型的树脂。
本实用新型中的输入装置的特征在于,具有:上述所记载的玻璃复合体;以及在通过操作体对操作面上进行了操作时能够检测操作位置的传感器部件。
此外,本实用新型中的电子设备的特征在于,在上述输入装置的背面侧配置有显示装置。
根据本实用新型,能够提供基于玻璃部件与框体的热膨胀系数的差异的剥离不易发生且可靠性佳的输入装置以及电子设备。
实用新型的效果
根据本实用新型的玻璃复合体,能够减轻剥离应力(内部残留应力),能够获得足够的粘接强度。
附图说明
图1A是本实施方式中的玻璃部件的俯视图,图1B是沿着图1A的A-A线切断玻璃部件并从向视方向观察的纵剖视图,图1C是本实施方式中的框体的俯视图,图1D是沿着图1C的B-B线切断框体并从向视方向观察的纵剖视图,图1E是对通过粘接部件将玻璃部件和框体接合的玻璃复合体、输入装置以及电子设备进行表示的纵剖视图。
图2是图1E所示的玻璃复合体的局部放大纵剖视图。
图3A是玻璃复合体的后视图,图3B是图3A的变形例。
图4A是对图2的变形例进行表示的玻璃复合体的局部放大纵剖视图,图4B是对在图4A所示的玻璃部件与框体之间的间隙填充粘接部件时的样子进行表示的局部放大纵剖视图。
图5是对与图2不同的实施方式进行表示的玻璃复合体的局部放大纵剖视图。
图6A表示本实施方式中的玻璃部件的局部放大纵剖视图,图6B表示比较例中的玻璃部件的局部放大纵剖视图,特别地,两图中都示出了削去表面侧使玻璃部件的厚度为规定尺寸的状态。
图7是与图1E不同的实施方式的玻璃复合体的纵剖视图。
图8是对在玻璃部件与框体之间的间隙填充粘接部件的工序进行表示的纵剖视图。
图9是比较例的玻璃复合体的局部放大纵剖视图,特别地,是用于说明问题点的图。
图10是对实施例、比较例1以及比较例2中的玻璃复合体的厚度方向的位置与各位置处的剥离应力的关系进行表示的曲线。
图11是表示(垂直面的厚度方向上的长度尺寸H2/玻璃部件的厚度尺寸H1)×100(%)与vonmises应力平均值的关系的曲线。
图12是对(垂直面的厚度方向上的长度尺寸H2/玻璃部件的厚度尺寸H1)×100(%)与由负荷引起的移位量的关系进行表示的曲线。
图13是对(垂直面的厚度方向上的长度尺寸H2/玻璃部件的厚度尺寸H1)×100(%)与等效应变的最大值的关系进行表示的曲线。
图14是对(凹部的深度尺寸H3/玻璃部件的厚度尺寸H1)×100(%)与由负荷引起的移位量的关系进行表示的曲线。
图15是对(垂直面的厚度方向上的长度尺寸H2/玻璃部件的厚度尺寸H1)×100(%)与等效应变的最大值的关系进行表示的曲线。
符号说明:
G间隔,H1玻璃部件的厚度尺寸,H2垂直面的厚度方向上的长度尺寸,H3凹部的深度尺寸,1输入装置,3传感器部件,4显示装置,10玻璃复合体10a(玻璃复合体的)表面,10b(玻璃复合体的)背面,11玻璃部件,11c~11f侧面,13第一倾斜面,14垂直面,15第二倾斜面,15a基端,16凹部,16C内里面(顶面;底面),20框体,20c~20f内壁面,21贯通孔,30粘接部件,40间隙。
具体实施方式
图1A是本实施方式中的玻璃部件的俯视图,图1B是沿着图1A的A-A线切断玻璃部件并从向视方向观察的纵剖视图,图1C是本实施方式中的框体的俯视图,图1D是沿着图1C的B-B线切断框体并从向视方向观察的纵剖视图,图1E通过粘接部件将玻璃部件和框体接合的玻璃复合体的纵剖视图。图2是图1E所示的玻璃复合体的局部放大纵剖视图。图3A是玻璃复合体的后视图,图3B是图3A的变形例。
图1E所示的玻璃复合体10是构成输入装置1的基材,使用于手机、便携用的游戏装置等。
玻璃复合体10具有图1A、图1B所示的玻璃部件11和包围图1C、图1D所示的玻璃部件11的周围的框体20。如图1E所示,玻璃部件11通过粘接部件30固定于框体20。如图1E所示,在玻璃部件11与框体20之间设置有能够填充粘接部件30的间隙40。
玻璃部件11是透光性的,能够透射显示光。玻璃复合体2在厚度方向上具有表面10a和背面10b。
本说明书中的透光性,意味着透明或半透明等能够透射光的状态,意味着透射率为50%以上,优选为80%以上。玻璃部件11是普通玻璃、强化玻璃等,并不特别限定种类。此外,玻璃部件11的线膨胀系数是8ppm/K~10ppm/K左右。
另一方面,框体20使用透光性部件,例如,其一部分被着色为装饰区域。例如,框体20是在模具中填充热可塑性树脂而成形出的。例如,框体20以聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。另外,框体20除了能够使用热可塑性树脂以外,还能够使用热固化性树脂、光固化性树脂。框体20的线膨胀系数为10ppm/K~100ppm/K左右。此外,通过以成形树脂形成框体20,与以玻璃形成框体20相比,能够容易地形成耐冲击性优、轻量并且复杂的具有弯曲部及/或孔部的形状。
优选的是,粘接部件30是透射可见光的透明树脂。如果粘接部件30中使用透射可见光的透明类型的树脂,则能够形成与玻璃部件11的边界不显眼而大致一体化的透光性的区域,能够为肉眼观看时透明的玻璃复合体。进而与透明树脂的框体20组合时,能够为整体透明的玻璃复合体10。但是,例如装饰区域达到粘接部件30的位置为止的情况下,粘接部件30可以不是透光性的,作为材质,不限定于透明树脂。装饰区域(非透光性区域)的形成能够通过印刷等来进行。
此外,优选的是,粘接部件30使用一液性的常温固化型粘接剂即紫外线固化型的树脂。紫外线固化型的树脂能够短时间固化,粘接时的温度变化及/或体积收缩较少,因此残留应力较小。此外,将玻璃部件11和框体20粘接的工序简单,量产性佳。此外,除了使用常温固化型的以外,还能够使用热固化并用型的紫外线固化树脂。如果是低收缩、低应力的则粘接时的残留应力较小,所以能够使用聚氨酯类、丙烯酸类、环氧类等的热固化并用型的紫外线固化树脂。
如图1A、图1B所示,玻璃部件11具备在厚度方向上对置的平坦面的表面11a和背面11b,在厚度方向(Z)上具有一定的厚度。
玻璃部件11上设置有将表面11a和背面11b间相连的四个侧面11c、11d、11e、11f。
在本实施方式中,玻璃部件11被设为平板状。但是,玻璃部件11的表面11a通过加工而成为凸型的弯曲面状,也可以成为凹型的弯曲面状。
另外,玻璃部件11的表面11a构成输入装置1的输入操作面1a(参照图1E)。
如图1A、图1B所示,各侧面11c、11d、11e、11f以第一倾斜面13和垂直面14形成,第一倾斜面13从玻璃部件11的背面11b向表面11a方向倾斜,垂直面14形成于第一倾斜面13与玻璃部件11的表面11a之间。
所谓的垂直面,是与高度方向(Z)大致平行的面,如果是相对于高度方向为5°以下的倾斜角度,则包含于垂直面。
如图1B、图2所示,第一倾斜面13以倾斜角θ1形成。在此,倾斜角θ1以相对于玻璃复合体10的水平面的倾斜角度示出。所谓的水平面,是指相对于高度方向(Z)正交的面(X-Y平面)。高度方向(Z)与玻璃复合体10的厚度方向一致。在图1中,玻璃复合体10的表面10a以及背面10b是与水平面平行的面。
如图1C、图1D所示,框体20具备在厚度方向(Z)上对置的表面20a和背面20b,在厚度方向(Z)上具有一定的厚度尺寸。
在框体20上,在其中央形成有从表面20a向背面20b贯通的贯通孔21。在框体20上,具有将表面20a和背面20b间相连的四个内壁面20c、20d、20e、20f、以及四个外壁面20g、20h、20i、20j。贯通孔21被四个内壁面20c、20d、20e、20f包围而形成。
如图1C、图1D、图2所示,各内壁面20c、20d、20e、20f具有具备倾斜角θ2的第二倾斜面15而形成。在此,倾斜角θ2以相对于玻璃复合体10的水平面的倾斜角度示出。
如图1C、图1D、图2所示,第二倾斜面15从框体20的表面20a朝向背面20b方向而形成。第二倾斜面15形成为到厚度方向的中途为止,在第二倾斜面15与背面20b之间,形成有凹部16。凹部16从第二倾斜面15的背面侧的基端15a朝向框体20的外壁面20g、20h、20i、20j方向以规定的深度形成。在图2中,选了其一部分,示出了凹部16从第二倾斜面15的背面侧的基端15a朝向框体20的外壁面20i方向以规定的深度形成。
在本实施方式中,倾斜角θ1与倾斜角θ2是不同的值,为倾斜角θ1>倾斜角θ2。即,倾斜角θ1陡峭,倾斜角θ2平缓。
倾斜角θ1、θ2不限定,但例如倾斜角θ1被调整为45°左右,倾斜角θ2被调整为25°左右。
在此,图1A、图1B所示的玻璃部件11的表面11a的大小被设为比图1C、图1D所示的框体20的贯通孔21的表面20a侧的大小稍小。为此,如图2所示,在玻璃部件11与框体20之间,在表面侧形成有间隔G。
如图2所示,在玻璃部件11的垂直面14以及第一倾斜面13与框体20的第二倾斜面15之间形成有间隙40。间隙40从表面侧的间隔G朝向背面方向逐渐地扩大。
在图1C、图1D、图2中,在框体20的贯通孔21的周围扩展的表面20a以及背面20b都为与X-Y平面平行的面(水平面),但例如也能够以曲面状形成表面20a。
此外,在图1中,以直角图示了玻璃部件11的相邻的各侧面11c~11f间、以及框体20的相邻的各内壁面20c~20f间,但实际上,被设为大致圆弧状。
如图1E所示,在玻璃复合体10的背面10b,设置传感器部件3。传感器部件3是例如薄膜状的静电电容型传感器。传感器部件3与玻璃复合体10间通过透明的粘着层接合。传感器部件3的结构并不特别限定,例如是在透明基材的表面配置由ITO等构成的电极的结构。在以手指等操作体操作输入装置1(电子设备2)的输入操作面1a时,其操作位置(XY坐标位置)能够基于传感器部件3的静电电容变化来检测。
如图1E所示,在输入装置1的背面侧,配置有液晶显示器(LCD)、有机EL等显示装置4,能够从输入装置1的输入操作面1a看到显示装置4的显示形态,在本实施方式中,能够一边观看映出到输入操作面1a上的显示形态一边进行输入操作。
在框体20的背面等印刷装饰层而成为装饰区域。玻璃部件11的至少中央部分不是成为装饰区域而是成为显示区域,输入操作面1a上能够映出显示形态。
作为产品的形态,在本实施方式中,有玻璃复合体10、将玻璃复合体10和传感器部件3等组合的输入装置1、将输入装置1和显示装置4等组合的电子设备2。
在本实施方式中,不仅以第一倾斜面13形成玻璃部件11的各侧面11c、11d、11e、11f,而在第一倾斜面13与表面11a之间设置垂直面14。根据后述的实验结果,与不形成垂直面14而使第一倾斜面13延长到表面11a为止的比较例相比,在本实施方式中,能够减轻玻璃部件11与粘接部件30的剥离(界面应力;内部残留应力)。
图9是比较例的玻璃复合体的局部放大纵剖视图。对与图2相同的部分附以相同的符号。
如图9所示,玻璃部件11的侧面从表面11a起到背面11b为止以第一倾斜面13形成。而且,在框体20的各内壁面(以第二倾斜面15形成)之间形成的间隙40成为从背面朝向表面前端逐渐变细的形状。但是,在图9的比较例中,在玻璃部件11的侧面,与图2不同未形成垂直面14。
因此,在图9的比较例中,表面侧的间隙40变得非常窄,容易形成未适当地填充粘接部件30的未填充区域30a。此外,即使能够将粘接部件30填充到未填充区域40a的部分为止,体积也非常小,因此表面侧的粘接部件30由于固化收缩而背面方向缩回,其结果是,有在表面侧形成未填充区域30a的问题。
与此相对,根据本实施方式,通过在玻璃部件11的第一倾斜面13与表面11a之间设置垂直面14,能够使前端细的前端部分的间隙40的宽度比比较例宽。此外,关于倾斜角θ1、θ2,无需相对于最佳的值特别变更。由此,相对于比较例能够抑制未填充区域30a的出现并且能够使第一倾斜面与第二倾斜面间以适度的间隔对置,因此能够适当地减轻前端部分以及整体的剥离应力,能够获得足够的粘接强度。
此外,如图2所示,玻璃部件11的厚度尺寸为H1,垂直面14的厚度方向(Z)上的长度尺寸为H2。而且,优选的是,(H2/H1)×100(%)大于0且为40%以下。此外,更优选的是,(H2/H1)×100(%)大于0且为20%以下。由此,根据后述的实验结果,能够将等效应变的最大值抑制得较低,能够抑制耐负荷强度的降低。
此外,如图1C、图1D、图1E、图2所示,在框体20上,在第二倾斜面15与背面20b之间,从位于第二倾斜面15背面侧的基端15a朝向框体20的外壁面20g、20h、20i、20j方向形成有凹部16。例如也能够设为如图5所示那样,以第二倾斜面15形成框体20的内壁面并且不形成凹部16的结构。然而,通过凹部16,在间隙40内填充粘接部件30时能够使填充开口宽度看上去扩大,能够大幅改善涂敷不良。
在填充粘接部件30时,如图8所示,使玻璃部件11以及框体20的表面11a、20a朝向下侧,使背面11b、20b朝向上侧。然后,分配器(dispenser)50在玻璃部件11与框体20之间的间隙40内填充粘接部件30。此时,在如图5那样的未形成凹部16的结构中,填充开口宽度较窄,因此粘接部件30有时会附着于玻璃部件11的背面11b。尤其是在对塑料制等的框体20的外表面实施表面硬化(hard coat)处理的情况下,有妨碍与粘接部件30的湿润性的倾向。为此已被填充的粘接部件30在湿润性比框体20好的玻璃部件11的背面11b扩展并被吸引,其结果是,粘接部件30的填充量有可能减少。
为此,如图8所示,在框体20的背面20b形成凹部16,使看上去的填充开口宽度扩大,从而能够大幅减少粘接部件30的涂敷不良,能够获得稳定的粘接强度。
图3A是玻璃复合体10的后视图。图3A中以虚线示出位于第二倾斜面15背面侧的基端15a。以虚线示出是因为基端15a由于粘接部件30的填充而从背面不可见。如图3A所示,凹部16遍布基端15a的整个周围而形成。如果是图3A的结构,则能够使分配器50(参照图8)沿着凹部16连续地回转而填充粘接部件30。此外,在图3A中,能够遍布玻璃部件11与框体20之间的整周并均匀地填充粘接部件30,能够获得稳定的粘接强度。
另一方面,在图3B中,在位于第二倾斜面15背面侧的基端15a的一部分上形成了凹部16。图3B所示的实线的基端15a的部分未形成凹部16,实线的基端15a在框体20的背面20b出现。另一方面,在以虚线示出的基端15a的部分形成凹部16。
例如在粘接部件30的粘度十分低从而填充性佳的情况下,即使如图3B那样局部地形成凹部16而使填充开口宽度扩大,也能够遍布玻璃部件11与框体20之间的整周并均匀地填充粘接部件30。或者在如图3B所示那样,在框体20有切口、孔等变形部22而成为难以形成凹部16的加工不能区域的情况下,可以以避开变形部22的方式局部地形成凹部16。此外,在如图3B所示那样分离地形成多个凹部16的情况下,相对于框体20的中点O(贯通孔21的宽度方向(X)以及长度方向(Y)的中心)点对称地配置各凹部16,能够遍布整周并均匀地填充粘接部件30,这是优选的。
另外,凹部16的形状并不特别限定,但在点涂敷的位置以半圆、椭圆、正方形等形成凹部16,在相对于某长度涂敷的位置,以长方形、梯形等形成凹部16。
此外,如图3B所示,在粘接部件30的填充形状的移位点即角部C设置有凹部16,能够进行粘接部件30的均匀的填充,是优选的。
此外,如图3B所示,对于设置有凹部16的地方与未设置凹部16的地方的边界部16a,为了不妨碍粘接部件30的流动性,在与边界部16a相连的凹部16的端部16b设置倾斜或设为圆角形状为好。
此外,如图2所示,在使玻璃部件的厚度尺寸为H1并使凹部16的深度尺寸为H3时,(H3/H1)×100(%)为10%以上35%以下是优选的。由此,根据后述的实验结果,能够将等效应变的最大值抑制得较低,能够抑制耐负荷强度的降低。另外,凹部16的深度尺寸H3在X方向上变动的情况下,取平均值来设定H3的值。
此外,凹部16的深度尺寸H3为0.05mm~0.4mm左右是优选的。若凹部16的深度尺寸H3过小,则后述的图4B将说明的粘接部件30的滴球31变为相对于玻璃部件11的背面11b具有较大的接触角的状态,粘接部件30变得容易附着于背面11b。凹部16的深度尺寸H3调整为上述的(H3/H1)×100(%)的数值范围内,但即使是出于薄型化的观点,深度尺寸H3的上限至多设为0.4mm左右为好。
图4A与图2的形态一部分不同。在图4A中,对与图2相同的部分附以相同的符号。
在图2中,凹部16的内里面(顶面)16c成为与框体20的背面20b(水平面;X-Y平面)平行的平面,但在图4A中,内里面16c以深度尺寸从第二倾斜面15的基端15a的位置朝向框体20的外壁面逐渐地变小的方式斜着倾斜。在图4A中,内里面16c相对于水平面(X-Y平面)的倾斜角θ3比第二倾斜面15相对于水平面(X-Y平面)的倾斜角θ2小。倾斜角θ3设为30°以下是优选的。
图4B表示对图4A所示的玻璃部件11与框体20之间的间隙40内填充粘接部件30时的工序。
在图4B中,将玻璃部件11的表面11a以及框体20的表面20a设定为朝下,将玻璃部件11的背面11b以及框体20的背面20b设定为朝上。由此,通过使玻璃部件11与框体20之间的间隙40的开口侧朝向上,能够填充粘接部件30。图4B示出了使用图8所示的分配器50将粘接部件30填充于间隙40内的工序。在如UV粘接剂等那样、粘接部件30的粘度较高的情况下,滴下的粘接部件30的流动性差,粘接部件30有时不能顺畅地从凹部16向间隙40内流动。此外,大多对塑料制的框体20的表面实施了表面硬化处理,有妨碍与粘接部件30的湿润性的倾向。
其结果是,滴下到凹部16内的粘接部件30成为如图4B所示的滴球31。此时,在凹部16的内里面16c(图4B的状态下,内里面16c成为底面,所以以下称为底面16c)如以虚线表示那样设为与X-Y平面平行的水平面时,以虚线示出的滴球31在即将进入间隙40内之前以盖上玻璃部件11的第一倾斜面13处的背面11b侧的基端(边缘)13a的方式接触(接触角较大),容易引起粘接部件30附着于湿润性好的玻璃部件11的背面11b的不良。
与此相对,通过使凹部16的底面16c斜着倾斜,填充于凹部16的粘接部件30的滴球31相对于玻璃部件11的背面11b,接合角变小,滴球31容易顺畅地进入间隙40内,能够抑制粘接部件30附着于玻璃部件11的背面11b的不良。
此外,与框体20的第二倾斜面15与凹部16的内里面(底面)16c的边界(第二倾斜面15的基端15a)在剖面形状中为两条直线相交的交点相比,设其为圆角形状而将第二倾斜面15和凹部16的内里面(底面)16c相连,从而从凹部16的底面16c到第二倾斜面15的接触角的变化变缓,滴球31更容易进入到间隙40内。由此能够恰当并且容易地通过粘接部件30填充间隙40内。
在本实施方式中,以第一倾斜面13和将第一倾斜面13与表面11a之间相连的垂直面14构成玻璃部件11的侧面11c、11d、11e、11f。由此,如图6A所示,通过预先确保垂直面14的厚度方向上的长度尺寸来使得即使在玻璃部件11的厚度尺寸H1的调整工序时研磨玻璃部件11的表面11a也能够在垂直面14的范围内执行,从而表面11a的宽度尺寸T1不会发生变化。
另一方面,在如图6B所示那样未形成垂直面14而第一倾斜面13达到表面11a为止的结构中,如图6B所示,对表面11a进行研磨加工后,表面11a的宽度尺寸变动T2的量。此外,宽度尺寸的变化量T2也由于研磨量、第一倾斜面13的倾斜角θ1而变动,因此有无法高精度地调整表面11a的宽度尺寸的问题。
这样,根据在玻璃部件11的表面11a侧设置有垂直面14的实施方式,通过在垂直面14的厚度方向(Z方向)上的长度尺寸内执行研磨,能够高精度地决定玻璃部件11的表面11a的宽度尺寸T1,能够高精度地调整图2所示的间隔G的尺寸以及间隙40内的体积。因此,能够获得稳定的粘接强度。
对于尺寸进行说明。
图1A、图1B所示的玻璃部件11的宽度尺寸(X1-X2方向的尺寸)是50~110mm左右,长度尺寸(Y1-Y2方向的尺寸)是40~60mm左右。此外,玻璃部件11的厚度尺寸H1是0.5~1.5mm左右。此外,玻璃部件11的各侧面11c、11d、11e、11f的倾斜角θ1是30~60°左右。此外,垂直面14的深度方向上的长度尺寸H2是0.1~0.3mm左右。
此外,框体20的外周的宽度尺寸(X1-X2方向的尺寸)是60~130mm左右,外周的长度尺寸(Y1-Y2方向的尺寸)是45~70mm左右。此外,框体20的厚度尺寸是0.5~1.5mm左右。此外,在形成于框体20的表面侧的贯通孔21的宽度尺寸(X1-X2方向的尺寸)是50~130mm左右,长度尺寸(Y1-Y2方向的尺寸)是40~70mm左右。此外,框体20的各内壁面0c~20f的倾斜角θ2是20~50°左右。此外,凹部16的深度尺寸H3是0.05mm~0.4mm左右。此外,凹部16的内里面16c的倾斜角θ3是0°~30°左右。
此外,间隔尺寸G(参照图2)大于0μm且为150μm以下左右。
图1E所示的玻璃复合体10的背面10b是大致平坦面,但也可以如图7所示那样,在框体20的侧部设置有从表面侧向背面方向弯曲的延伸部20k。由此,能够使玻璃复合体10为壳状,能够使玻璃复合体10为便携设备的上壳等来使用。
【实施例】
(垂直面的有无的剥离应力的实验)
使用图5所示的实施例(框体上未形成凹部的实施方式)、图9所示的比较例的玻璃复合体进行剥离应力的模拟实验。
模拟实验中使用的玻璃部件的背面侧的外形尺寸为41.5mm×51.5mm。此外,玻璃部件的表面侧的外形尺寸为40mm×50mm。此外,玻璃部件的厚度尺寸为0.75mm。此外,第一倾斜面的倾斜角θ1为45°。此外,垂直面的厚度方向上的长度尺寸为0.15mm。
此外,框体的外形尺寸为50mm×64mm。此外,框体的贯通孔的表面侧的平面尺寸为40.1mm×50.1mm。此外,贯通孔的背面侧的平面尺寸为41.6mm×51.6mm。此外,框体的厚度尺寸为0.75mm。此外,第二倾斜面的倾斜角θ2为25°。
此外,模拟中使用的玻璃部件11的线膨胀系数为8ppm/K,框体20的线膨胀系数为70ppm/K。此外,粘接部件30中,固化后的线膨胀系数使用了180ppm/K的丙烯酸类粘接剂。
在模拟中,将玻璃复合体10、70置于85℃的环境下,来对实施例、比较例1以及比较例2中的粘接部件与玻璃部件之间产生的剥离应力(内部残留应力)进行了解析。在此,实施例1是图5所示的结构,在间隙40内无间隙地填充有粘接部件30。此外,比较例1是图9所示的结构,在间隙40内无间隙地填充有粘接部件30。另一方面,比较例2是图9所示的结构,假定具有在间隙40内未填充粘接部件30的未填充区域30a。剥离应力(内部残留应力)的解析结果示于图10中。另外,图10所示的比较例2的剥离应力是预想值。
图10所示的横轴示出了各样品中的厚度方向的位置。厚度方向的位置为0%表示背面,厚度方向的位置为100%表示表面。
如图10所示,可知在厚度方向的位置中的哪个位置处,与比较例1、2相比,实施例都能够有效地减轻剥离应力(玻璃部件-粘接部件间的界面应力)。如图10所示,可知,在比较例1中,间隙的前端附近(表面100%附近)处的剥离应力大幅暴涨,当在实施例中,能够为大致零。
如图10所示,可知,在实施例中,能够朝向厚度方向稳定地降低剥离应力,能够提高整体的粘接强度。
(垂直面的尺寸比率的模拟实验)
示于图5所示的实施例进行了对于垂直面14的尺寸比率的模拟实验。关于各部件的尺寸、各部件的热膨胀系数,设为与图10的模拟实验中所使用的相同。
在实验中,使垂直面的厚度方向上的长度尺寸H2变动,求出了vonmises应力平均值。vonmises应力平均值为,在85℃的耐环境下在第一倾斜面13的基端13a(第一倾斜面13与玻璃部件11的背面11b的边界边缘)处由于热膨胀系数差而产生的粘接部件30的vonmises应力平均值。
图11的横轴是通过(H2/H1)×100(%)(H1是玻璃部件的厚度尺寸,H2是垂直面的厚度方向上的长度尺寸)来表示垂直面14的尺寸比率。
如图11所示,可知,通过在玻璃部件的表面与第一倾斜面之间设置垂直面,能够抑制耐环境下的粘接界面处的剥离不良。
接下来,使用相同的样品,求出在背面方向对玻璃部件的表面中央施加了10N的负荷时产生的等效应变的最大值。图12是表示垂直面的尺寸比率与玻璃部件的移位量的关系的模拟实验结果,图13是表示垂直面的尺寸比率与等效应变的最大值的关系的模拟实验结果。等效应变的最大值为,以10N按压玻璃部件的表面中央的状态下,在第一倾斜面13的基端13a(第一倾斜面13与玻璃部件11的背面11b的边界边缘)处产生的粘接部件的等效应变的最大值。等效应变越大越容易被破坏。
图12中的纵轴的玻璃部件的移位量是厚度方向上的移位量。如图12、图13所示,可知,垂直面的尺寸比率((H2/H1)×100(%))越大则耐负荷强度越降低。此外,在垂直面的尺寸比率((H2/H1)×100(%))相对于图13的实验结果超过了40%时,等效应变的最大值变大而强度降低容易显著化,所以将垂直面的尺寸比率((H2/H1)×100(%))设定为大于0%且为40%以下。
(凹部的深度尺寸比率的模拟实验)
使用图1、图2所示的玻璃复合体进行了对于凹部的深度尺寸比率的模拟实验。
构成图1、如图2所示的玻璃复合体的玻璃部件11的侧面以将表面11a和背面11b相连的第一倾斜面13形成。另一方面,框体20的内壁面以第二倾斜面15和凹部16构成。另外,关于各部件的尺寸、各部件的热膨胀系数,设为与图10的模拟实验所使用的相同。
在模拟实验中,使凹部16的深度尺寸H3变化,求出了在背面方向对玻璃部件的表面中央施加了一定的负荷时产生的等效应变的最大值。图14是表示凹部的深度尺寸比率与玻璃部件的移位量的关系的模拟实验结果,图15是表示凹部的深度尺寸比率与等效应变的最大值的关系的模拟实验结果。等效应变的最大值为,在按压了玻璃部件的表面中央的状态下,在第一倾斜面13的基端13a(第一倾斜面13与玻璃部件11的背面11b的边界边缘)处产生的粘接部件的等效应变的最大值。
如图14、图15所示,可知,通过使凹部的深度尺寸比率((H3/H1)×100%)为10%以上35%以下,能够使等效应变的最大值减小,能够使对耐负荷强度的影响为最小。
Claims (23)
1.一种玻璃复合体,具有:
玻璃部件;
框体,支承所述玻璃部件的侧方;以及
粘接部件,粘接所述玻璃部件和所述框体,
所述玻璃复合体的特征在于,
在所述玻璃部件的连接表面与背面之间的侧面和与所述侧面对置的所述框体的内壁面之间,形成有间隙,
所述侧面具有从所述玻璃部件的表面侧朝向背面方向倾斜的第一倾斜面、以及形成于所述第一倾斜面与所述玻璃部件的表面之间的垂直面而构成,
所述内壁面构成为具有第二倾斜面,
在设所述第一倾斜面相对于所述玻璃复合体的水平面的倾斜角为θ1、设所述第二倾斜面相对于所述玻璃复合体的水平面的倾斜角为θ2时,所述倾斜角θ2比所述倾斜角θ1小,
在所述第一倾斜面及所述垂直面与所述第二倾斜面之间形成有所述间隙,所述粘接部件被填充于所述间隙内。
2.如权利要求1所述的玻璃复合体,其特征在于,
在设所述玻璃部件的厚度尺寸为H1、设所述垂直面的厚度方向上的长度尺寸为H2时,(H2/H1)×100%大于0且小于等于40%。
3.如权利要求1或2所述的玻璃复合体,其特征在于,
在所述第二倾斜面与所述背面之间,从位于所述第二倾斜面的背面侧的基端朝向所述框体的外壁面方向,形成有凹部。
4.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
从所述第二倾斜面的基端的整个周围起形成有所述凹部。
5.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
从所述第二倾斜面的基端的一部分起形成有所述凹部。
6.如权利要求5所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部分离地形成有多个,相对于所述框体的中点(O)点对称地配置有各凹部。
7.如权利要求5所述的玻璃复合体,其特征在于,
在所述框体的内壁面上的角部(C)形成有所述凹部。
8.如权利要求5所述的玻璃复合体,其特征在于,
对于设置有所述凹部的地方与没有设置所述凹部的地方的边界部(16a),与所述边界部(16a)相连的所述凹部的端部(16b)倾斜或为圆角形状。
9.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的内里面通过与所述框体的背面平行的面来形成。
10.如权利要求4所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的内里面通过与所述框体的背面平行的面来形成。
11.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的内里面相对于所述水平面倾斜,所述内里面相对于所述水平面的倾斜角θ3比所述倾斜角θ2小。
12.如权利要求4所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的内里面相对于所述水平面倾斜,所述内里面相对于所述水平面的倾斜角θ3比所述倾斜角θ2小。
13.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述第二倾斜面与所述凹部的内里面的边界即所述第二倾斜面的基端(15a)在剖面形状中为圆角形状。
14.如权利要求4所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述第二倾斜面与所述凹部的内里面的边界即所述第二倾斜面的基端(15a)在剖面形状中为圆角形状。
15.如权利要求3所述的玻璃复合体,其特征在于,
在设所述玻璃部件的厚度尺寸为H1、设所述凹部的深度尺寸为H3时,(H3/H1)×100%为大于等于10%且小于等于35%。
16.如权利要求4所述的玻璃复合体,其特征在于,
在设所述玻璃部件的厚度尺寸为H1、设所述凹部的深度尺寸为H3时,(H3/H1)×100%为大于等于10%且小于等于35%。
17.如权利要求15所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的深度尺寸H3为大于等于0.05mm且小于等于0.4mm。
18.如权利要求16所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述凹部的深度尺寸H3为大于等于0.05mm且小于等于0.4mm。
19.如权利要求1或2所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述表面中的所述玻璃部件以及框体在同一平面上形成。
20.如权利要求1或2所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述框体由树脂形成。
21.如权利要求1或2所述的玻璃复合体,其特征在于,
所述粘接剂是紫外线固化型的树脂。
22.一种输入装置,其特征在于,具有:
权利要求1或2所述的玻璃复合体;以及
在通过操作体对操作面上进行了操作时能够检测操作位置的传感器部件。
23.一种电子设备,其特征在于,
在权利要求22所述的输入装置的背面侧配置有显示装置。
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