DE102016001040A1 - Abdeckelement, persönlicher digitaler Assistent und Anzeigevorrichtung mit selbigem und Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases - Google Patents

Abdeckelement, persönlicher digitaler Assistent und Anzeigevorrichtung mit selbigem und Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases Download PDF

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Tomoharu Hasegawa
Makoto Sano
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Abstract

Bereitgestellt werden ein Abdeckelement mit gefälligem Design, in das verschiedene Geräte, so beispielsweise ein Sensor, leicht integriert werden können; ein persönlicher digitaler Assistent und eine Anzeigevorrichtung, die das Abdeckelement beinhalten; sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases. Ein Abdeckelement beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist. Eine vordere Oberfläche des dicken Abschnittes ist planar, und eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes ist gekrümmt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdeckelement, einen persönlichen digitalen Assistent und eine Anzeigevorrichtung, die das Abdeckelement beinhalten, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases.
  • Hintergrund
  • In jüngster Zeit ist als fortgeschrittene Sicherungsmaßnahme für elektronische Geräte ein Verfahren zur Verwendung eines Fingerabdrucks zur persönlichen Authentifizierung aktiv verwendet worden. Beispiele für die Fingerabdruckauthentifizierung beinhalten einen optischen Typ, einen wärmeempfindlichen Typ, einen druckempfindlichen Typ, einen Kapazitanztyp und einen Ultraschalltyp. Vom Standpunkt der Empfindlichkeit und des Leistungsverbrauches her werden der Kapazitanztyp oder der Ultraschalltyp als hervorragend betrachtet.
  • Nähert sich ein Detektionsobjekt oder tritt mit einem Abschnitt eines Kapazitanzsensors in Kontakt, so detektiert der Kapazitanzsensor eine Änderung der lokalen Kapazitanz des Abschnittes. Bei einem allgemeinen Kapazitanzsensor wird der Abstand zwischen einer Elektrode, die in dem Sensor angeordnet ist, und einem Detektionsobjekt auf Grundlage des Kapazitanzwertes gemessen. Darüber hinaus detektiert der Ultraschallsensor dreidimensional ein Detektionsobjekt durch Verwenden von Ultraschallwellen. Da bei diesem System Ultraschallwellen durch Fremdstoffe, so beispielsweise eine Flüssigkeit, hindurchtreten, kann die Detektion sogar bei derartigen Gegebenheiten durchgeführt werden, weshalb bei diesem System eine verbesserte Sicherheit für biometrische Sensoren erwartet wird. Ein System mit einer Fingerabdruckauthentifizierungsfunktion unter Verwendung derartiger Sensoren ist klein und weist geringes Gericht sowie einen niedrigen Leistungsverbrauch auf. Daher wird das System an einem persönlichen digitalen Assistent (PDA), so beispielsweise einem Smartphone, einem Mobiltelefon oder einem Tablet-PC, montiert. Üblicherweise ist, um einen Kapazitanzsensor zu schützen, eine Schutzabdeckung über dem Sensor angeordnet.
  • Bei der Kapazitanzsensorpackung aus der Offenbarung in Patentdruckschrift 1 ist beispielsweise ein Loch durch ein Abdeckglas hindurch derart vorgesehen, dass ein Sensor ein Objekt detektieren kann, und es ist eine Sensorabdeckung in dem Loch angeordnet.
  • Druckschrift zum Stand der Technik
  • Patentdruckschrift
    • Patentdruckschrift 1: WO 2013/173773 A1
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Bei der Ausgestaltung aus der Offenbarung in Patentdruckschrift 1, bei der ein Loch durch ein Abdeckglas hindurch vorgesehen und eine Sensorabdeckung in dem Loch angeordnet ist, ist jedoch ein Werkzeug zum Fixieren der Sensorabdeckung an dem Loch notwendig. Daher nimmt die Zahl der Bauteile zu, und es wird der Zusammenbauprozess verkompliziert. Des Weiteren ist zusätzlich zu dem Abdeckglas ein anderes Material, so beispielsweise die Sensorabdeckung, notwendig. Es ist daher schwierig, eine Materialeinheitlichkeit zu verwirklichen, und das Design ist wenig gefällig.
  • Die vorliegende Erfindung wurde eingedenk der vorbeschriebenen Umstände gemacht, wobei eine Aufgabe derselben darin besteht, ein Abdeckelement mit gefälligem Design, in das verschiedene Geräte, so beispielsweise ein Sensor, leicht integriert werden können, einen persönlichen digitalen Assistent und eine Anzeigevorrichtung, die das Abdeckelement beinhaltet, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases bereitzustellen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die vorbeschriebene Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch nachfolgenden Aufbau gelöst werden.
    • (1) Abdeckelement, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckelement umfasst: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei eine vordere Oberfläche des dicken Abschnittes planar ist und eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes gekrümmt ist.
    • (2) Abdeckelement nach Punkt (1), wobei die vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes mit einer Konvexität an einer vorderen Seite im Vergleich zu der vorderen Oberfläche des dicken Abschnittes gekrümmt ist. (3) Abdeckelement, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckelement umfasst: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer vorderen Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei eine hintere Oberfläche des dicken Abschnittes planar ist und eine hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes gekrümmt ist.
    • (4) Abdeckelement nach Punkt (3), wobei die hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes mit einer Konvexität an einer hinteren Seite im Vergleich zu der hinteren Oberfläche des dicken Abschnittes gekrümmt ist.
    • (5) Abdeckelement nach einem der Punkte (1) bis (4), wobei das Abdeckelement ein Glas ist.
    • (6) Abdeckelement nach Punkt (5), wobei das Glas ein chemisch gehärtetes Glas ist.
    • (7) Abdeckelement nach einem der Punkte (1) bis (6), wobei das Schutzobjekt ein persönlicher digitaler Assistent ist.
    • (8) Persönlicher digitaler Assistent, umfassend das Abdeckelement nach Punkt (7).
    • (9) Abdeckmaterial nach einem der Punkte (1) bis (7), wobei das Schutzobjekt ein Anzeigefeld ist.
    • (10) Anzeigevorrichtung, umfassend das Abdeckmaterial nach Punkt (9).
    • (11) Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckglas durch chemisches Härten eines Glaselementes hergestellt wird, wobei das Glaselement beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Glaselementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, und wobei das Verfahren umfasst: chemisches Härten des Glaselementes, wodurch eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes derart verformt wird, dass sie gekrümmt ist.
    • (12) Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckglas durch chemisches Härten eines Glaselementes hergestellt wird, wobei das Glaselement beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer vorderen Oberfläche des Glaselementes gebildet wird; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, und wobei das Verfahren umfasst: chemisches Härten des Glaselementes, wodurch eine hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes derart verformt wird, dass sie gekrümmt ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden ein Abdeckelement, das hinsichtlich des Designs sehr gefällig ist und leicht in verschiedene Geräte, so beispielsweise einen Sensor, integriert werden kann, ein persönlicher digitaler Assistent und eine Anzeigevorrichtung, die das Abdeckelement beinhaltet, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases bereitgestellt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einer ersten Ausführungsform.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II von 1.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Glaselementes.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht des Glaselementes, an der ein konkaver Abschnitt gebildet ist.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einem Abwandlungsbeispiel.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einem weiteren Abwandlungsbeispiel.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einem weiteren Abwandlungsbeispiel.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einem weiteren Abwandlungsbeispiel.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes und eines Glaselementes entsprechend einem Beispiel 2-1.
  • 11 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes und eines Glaselementes entsprechend einem Beispiel 2-2.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes und eines Glaselementes entsprechend einem Beispiel 2-3.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes und eines Glaselementes entsprechend einem Beispiel 2-4.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes und eines Glaselementes entsprechend einem Vergleichsbeispiel.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht eines Abdeckelementes entsprechend einer zweiten Ausführungsform.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVI-XVI von 15.
  • Ausführungsweise der Erfindung
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist gleichwohl nicht auf die nachfolgende Ausführungsform beschränkt. Darüber hinaus können innerhalb eines Bereiches, der vom Umfang der vorliegenden Erfindung nicht abweicht, verschiedene Abwandlungen und Ersetzungen bei der nachfolgenden Ausführungsform vorgenommen werden
  • Erste Ausführungsform
  • Das Abdeckmaterial entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Abdeckmaterial, das ein Schutzobjekt schützt und beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist. Eine vordere Oberfläche des dicken Abschnittes ist planar, und eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes ist gekrümmt. Dieses Abdeckmaterial wird nachstehend detailliert beschrieben.
  • Abdeckelement
  • Ein Abdeckelement entsprechend der Ausführungsform wird zum Schützen eines beliebigen Schutzobjektes verwendet. Bei der nachfolgenden Erläuterung wird ein persönlicher digitaler Assistent, so beispielsweise ein Smartphone, als Beispiel für das Schutzobjekt des Abdeckelementes verwendet. Gleichwohl kann ein beliebiges Objekt als Schutzobjekt verwendet werden. So kann beispielsweise eine elektronische Vorrichtung, beispielsweise eine Anzeigevorrichtung mit einem Anzeigefeld, so beispielsweise ein Berührfeldsensor und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, verwendet werden.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist das Abdeckelement 1 entsprechend der Ausführungsform insgesamt annähernd die Form eines planaren rechteckigen Parallelepipeds auf. Das Abdeckelement 1 verfügt über eine vordere Oberfläche 3, die eine oberseitige Oberfläche in 1 ist; und eine hintere Oberfläche 5, die eine hinterseitige Oberfläche in 1 entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der vorderen Oberfläche 3 ist. Bei der vorliegenden Beschreibung bezeichnet die vordere Oberfläche eine außenseitige Oberfläche eines Aufbaus, der das Abdeckelement 1 beinhaltet, das heißt eine Oberfläche, die von einem Anwender im Normalverwendungszustand berührt wird. Darüber hinaus bezeichnet die hintere Oberfläche eine innenseitige Oberfläche eines Aufbaus, das heißt eine Oberfläche, die von einem Anwender im Normalverwendungszustand nicht berührt wird. Zudem wird in der nachfolgenden Erläuterung die Längsrichtung des Abdeckelementes 1 als „X-Richtung” bezeichnet, die Querrichtung hiervon wird als „Y-Richtung” bezeichnet, und die Dickenrichtung hiervon wird als „Z-Richtung” bezeichnet.
  • An der hinteren Oberfläche 5 des Abdeckelementes 1 ist wenigstens ein konkaver Abschnitt 7 ausgebildet. Der konkave Abschnitt 7 entsprechend der Ausführungsform ist nahe an einem Endabschnitt des Abdeckelementes 1 in X-Richtung und nahe am Zentrum des Abdeckelementes 1 in Y-Richtung ausgebildet. Endoberflächen 9 und 9 des konkaven Abschnittes 7 in X-Richtung und Endoberflächen 11 und 11 des konkaven Abschnittes 7 in Y-Richtung erstrecken sich parallel zur Z-Richtung. Eine Position, an der der konkave Abschnitt 7 ausgebildet ist, kann an einer beliebigen Position gewählt sein, solange sie nur an der hinteren Oberfläche 5 des Abdeckelementes 1 positioniert ist.
  • Durch Ausbilden des konkaven Abschnittes 7 gemäß vorstehender Beschreibung sind ein dünner Abschnitt 13 und ein dicker Abschnitt 17 an dem Abdeckelement 1 ausgebildet, wobei der dünne Abschnitt 13 an einer Position ausgebildet ist, die den konkaven Abschnitt 7 in X-Richtung und Y-Richtung überlappt, wobei der dicke Abschnitt 17 mit einem Umfangsabschnitt des dünnen Abschnittes 13 verbunden ist und eine größere Dicke in Z-Richtung als der dünne Abschnitt 13 aufweist. Eine vordere Oberfläche 18 und eine hintere Oberfläche 19 des dicken Abschnittes 17 sind planar, wohingegen eine vordere Oberfläche 14 und eine hintere Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 gekrümmt sind. Dies bedeutet, dass der dünne Abschnitt 13 in Bogenform mit einer Konvexität an der vorderen Seite gebildet ist. Insbesondere ist die vordere Oberfläche 14 mit einer Konvexität an der vorderen Seite im Vergleich zu der vorderen Oberfläche 18 des dicken Abschnittes 17 gebildet. Entsprechend weist infolge der geometrischen Festigkeit der dünne Abschnitt 13 eine verbesserte Festigkeit gegenüber einer Druckkraft in einer Richtung von der vorderen Seite zu der hinteren Seite auf. Bei der Ausführungsform ist die hintere Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 wie im Fall der vorderen Oberfläche 14 gekrümmt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt ist. Die hintere Oberfläche 15 kann beispielsweise auch planar sein.
  • Entsprechend dem Abdeckelement 1 mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung können, wenn dieses in ein Gehäuse oder dergleichen integriert wird, um eine beliebige Oberfläche (beispielsweise eine vordere Oberfläche oder eine Seitenoberfläche) eines persönlichen digitalen Assistenten zu schützen, verschiedene Geräte, so beispielsweise ein Sensor, ein Lichtgerät oder eine Kamera, in dem konkaven Abschnitt 7, der an der hinteren Oberfläche 5 ausgebildet ist, angeordnet werden. Daher kann die Raumeffizienz verbessert werden. Beispiele für den Sensor beinhalten einen Fingerabdruckauthentifizierungssensor, einen Temperatursensor und dergleichen. Hierbei ist ein Gerät, das in den konkaven Abschnitt 7 integriert ist, durch den dünnen Abschnitt 13 entgegengesetzt zur Z-Richtung geschützt. Daher kann im Gegensatz zur Technik aus der Offenbarung in Patentdruckschrift 1 das Abdeckelement 1 mit Materialeinheitlichkeit und gefälligem Design ohne Verwendung eines anderen Materials, so beispielsweise für eine Sensorabdeckung, verwirklicht werden. Zusätzlich kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, und es kann der Zusammenbauprozess vereinfacht werden. Daher ist ein beträchtlicher Effekt hinsichtlich der Kostenverringerung gegeben. Des Weiteren ist die vordere Oberfläche 18 des dicken Abschnittes 17 planar, wohingegen die vordere Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 gekrümmt ist. Daher kann ein Nutzer eines persönlichen digitalen Assistenten leicht die Position des dünnen Abschnittes 13 und die Positionen von verschiedenen Geräten an der hinteren Seite des dünnen Abschnittes 13 beispielsweise optisch oder durch Berührung erkennen.
  • Beispiele für das Material, das das Abdeckelement 1 bildet, beinhalten Glas und ein thermoplastisches Harz, so beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, ein Acrylharz und Polykarbonat. Vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit, der Wetterbeständigkeit und der Transparenz her ist Glas zu bevorzugen. Wenn das Abdeckelement 1 ein Glas ist, ist zudem vorzuziehen, wenn das Glas ein chemisch gehärtetes Glas ist. Das chemisch gehärtete Glas weist eine Kompressionsbelastungsschicht auf, die in einer Oberflächenschicht hiervon durch eine chemische Härtungsbehandlung gebildet ist. Daher kann eine hohe mechanische Festigkeit erhalten werden.
  • Darüber hinaus ist, wie vorstehend beschrieben worden ist, das Abdeckelement 1 entsprechend der Ausführungsform nicht auf den Fall der Verwendung zum Schutz eines persönlichen digitalen Assistenten beschränkt. Insbesondere dann, wenn das Abdeckelement 1 zum Schützen eines persönlichen digitalen Assistenten verwendet wird, ist die Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung indes gleich 2,0 mm oder weniger, vorzugsweise gleich 1,5 mm oder weniger und besonders bevorzugt gleich 0,8 mm oder weniger. Der Grund hierfür ist folgender. Ist die Dicke des dicken Abschnittes 17 größer als 2,0 mm, so nimmt die Differenz hinsichtlich der Dicke zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 zu. Im Ergebnis tritt ein Problem bei der Bearbeitung auf, und es ist das Gewicht des Abdeckelementes 1 zur Verwendung bei einem persönlichen digitalen Assistenten hoch. Um die Festigkeit zu verbessern, ist die Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung gleich 0,1 mm oder mehr, vorzugsweise gleich 0,15 mm oder mehr und besonders bevorzugt gleich 0,2 mm oder mehr. Ist die Dicke des dicken Abschnittes 17 kleiner als 0,1 mm, so ist die Festigkeit übermäßig gering, und es kann das Abdeckelement 1 nicht zum Schützen eines persönlichen digitalen Assistenten verwendet werden.
  • Das Abdeckmaterial 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann planar sein oder eine Krümmungsform mit wenigstens einem Krümmungsteil aufweisen. Bei dem Abdeckmaterial 1 mit der Krümmungsform kann der konkave Abschnitt an dem Krümmungsteil oder an dem Flachplattenteil vorgesehen sein. Das Verfahren zum Herstellen des Abdeckelementes 1 mit der Krümmungsform unterliegt keiner speziellen Beschränkung, und es können allgemeine Verfahren, so beispielsweise ein Verfahren zur Bildung desselben unter Einwirkung von Wärme oder dergleichen auf das Abdeckelement 1 zur Erweichung desselben, verwendet werden. Der konkave Abschnitt kann vor der Bildung in Krümmungsform oder nach der Bildung in Krümmungsform gebildet werden, wobei es jedoch effizient ist, den konkaven Abschnitt vor der Bildung in Krümmungsform zu bilden, da dann die Positionierung hiervon leicht gesteuert bzw. geregelt werden kann.
  • Darüber hinaus kann das Abdeckmaterial 1 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ein Loch in einem Teil hiervon aufweisen. Dank diesem Merkmal kann das Abdeckmaterial 1 an einem Gehäuse mittels eines Fixierelementes, so beispielsweise einer Schraube, fixiert werden, oder es kann ein Element mit anderer Funktion/anderen Funktionen daran angebracht werden.
  • Darüber hinaus sollte die Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung geringer als die Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung sein und ist grundsätzlich gleich 0,4 mm oder weniger, vorzugsweise gleich 0,35 mm oder weniger, besonders bevorzugt gleich 0,3 mm oder weniger, außerordentlich bevorzugt gleich 0,25 mm oder weniger, noch außerordentlicher bevorzugt gleich 0,2 mm oder weniger und am meisten bevorzugt gleich 0,1 mm oder weniger. In einem Fall, in dem ein Kapazitanzsensor in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet ist, nimmt, wenn die Dicke des dünnen Abschnittes 13 verringert wird, die detektierte Kapazitanz zu, was die Empfindlichkeit verbessert. Im Falle einer Fingerabdruckauthentifizierung, bei der feine konvexe und konkave Abschnitte eines Fingerabdruckes einer Fingerspitze detektiert werden, nimmt beispielsweise die Differenz zwischen Kapazitanzen entsprechend den feinen konvexen und konkaven Abschnitten des Fingerabdruckes der Fingerspitze zu. Daher kann die Detektion mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt werden. Demgegenüber unterliegt die untere Grenze der Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung keiner speziellen Beschränkung. Wenn jedoch die Dicke des dünnen Abschnittes 13 übermäßig gering ist, nimmt die Festigkeit ab, und es wird tendenziell schwierig, als Schutzabschnitt für einen Sensor oder dergleichen angemessen zu funktionieren. Entsprechend ist die Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung beispielsweise gleich 0,01 mm oder mehr und besonders bevorzugt gleich 0,05 mm oder mehr. Die Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung ist vorzugsweise gleich dem Zehnfachen oder weniger und besonders bevorzugt gleich dem Achtfachen oder weniger der Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung. Ist die Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung gleich dem Zehnfachen oder mehr im Vergleich zur Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung, so kann ein Problem bei der Bearbeitung auftreten. Die untere Grenze des Verhältnisses der Dicke des dicken Abschnittes 17 in Z-Richtung zur Dicke des dünnen Abschnittes 13 in Z-Richtung unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann entsprechend der beabsichtigten Verwendung gewählt sein. Wird das Abdeckelement 1 zum Schützen einer Anzeigevorrichtung oder eines persönlichen digitalen Assistenten verwendet, so ist die untere Grenze des Verhältnisses typischerweise gleich dem 1,5-Fachen oder mehr. Das Flächenverhältnis des dünnen Abschnittes 13 zu dem dicken Abschnitt 17 ist gleich 1/2 oder weniger, vorzugsweise gleich 1/3 oder weniger und ganz besonders bevorzugt gleich 1/4 oder weniger. Ist das Flächenverhältnis des dünnen Abschnittes 13 zu dem dicken Abschnitt 17 größer als 1/2, so kann die Festigkeit merklich abnehmen.
  • Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist die vordere Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 eine Wölbungsform des Vorstehens an der vorderen Seite (Z-Richtung) im Vergleich zu der vorderen Oberfläche 18 des dicken Abschnittes 17 auf. Der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 (Abstand in Z-Richtung zwischen einer Standardoberfläche gemäß Definition durch die vordere Oberfläche 3 und einem Abschnitt, der am meisten in der vorderen Oberfläche 14 vorsteht) unterliegt keiner speziellen Beschränkung und ist entsprechend der Größe eines Schutzobjektes des Abdeckelementes 1 oder der beabsichtigten Verwendung hiervon geeignet gewählt. Um die Position des dünnen Abschnittes 13 und die Positionen der verschiedenen Geräte an der hinteren Seite des dünnen Abschnittes 13 leicht zu erkennen, ist der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 vorzugsweise gleich 5 μm oder mehr und besonders bevorzugt gleich 10 μm oder mehr. Zusätzlich ist vom Standpunkt des Designs her der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 vorzugsweise gleich 500 μm oder weniger und besonders bevorzugt gleich 200 μm oder weniger.
  • Der Young'sche Modul des dünnen Abschnittes 13 ist gleich 60 GPa oder mehr, vorzugsweise gleich 65 GPa oder mehr und besonders bevorzugt gleich 70 GPa oder mehr. Ist der Young'sche Modul des dünnen Abschnittes 13 gleich 60 GPa oder mehr, so kann eine Beschädigung an dem dünnen Abschnitt 13 infolge eines Zusammenpralls mit einem fremden aufprallenden Objekt in ausreichendem Maße verhindert werden. Wenn darüber hinaus ein Fingerabdruckauthentifizierungssensor, so beispielsweise ein Kapazitanzsensor, in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet ist, kann die Beschädigung an dem dünnen Abschnitt 13 infolge eines Fallenlassens oder eines Schlages gegen ein Smartphone oder dergleichen in ausreichendem Maße verhindert werden. Darüber hinaus kann beispielsweise eine Beschädigung an einem Sensor, der durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt werden soll, in ausreichendem Maße verhindert werden. Zudem unterliegt die obere Grenze des Young'schen Moduls des dünnen Abschnittes 13 keiner speziellen Beschränkung. Vom Standpunkt der Produktivität her ist der Young'sche Modul des dünnen Abschnittes 13 beispielsweise gleich 200 GPa oder weniger und vorzugsweise gleich 150 GPa oder weniger.
  • Die Vickers-Härte Hv des dünnen Abschnittes 13 ist vorzugsweise gleich 400 oder mehr und besonders bevorzugt gleich 500 oder mehr. Ist die Vickers-Härte des dünnen Abschnittes 13 gleich 400 oder mehr, so können Kratzer an dem dünnen Abschnitt 13 infolge eines Zusammenpralls mit einem fremden auftreffenden Objekt in ausreichendem Maße verhindert werden. Wenn darüber hinaus ein Fingerabdruckauthentifizierungssensor, so beispielsweise ein Kapazitanzsensor, in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet ist, können Kratzer an dem dünnen Abschnitt 13 infolge eines Fallenlassens oder eines Schlages gegen ein Smartphone oder dergleichen in ausreichendem Maße verhindert werden. Darüber hinaus kann beispielsweise eine Beschädigung an einem Sensor, der durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt werden soll, in ausreichendem Maße verhindert werden. Zudem unterliegt die obere Grenze der Vickers-Härte des dünnen Abschnittes 13 keiner speziellen Beschränkung. Wenn jedoch die Vickers-Härte übermäßig hoch ist, kann ein Problem beim Polieren oder Bearbeiten auftreten. Entsprechend ist die Vickers-Härte des chemisch gehärteten Glases beispielsweise gleich 1200 oder weniger und vorzugsweise gleich 1000 oder weniger. Die Vickers-Härte kann in einem Test der Vickers-Härte gemessen werden, der beispielsweise in JIS Z 2244 beschrieben ist.
  • Die relative dielektrische Konstante des dünnen Abschnittes 13 bei einer Frequenz von 1 MHz ist vorzugsweise gleich 7 oder mehr, besonders bevorzugt gleich 7,2 oder mehr und außerordentlich bevorzugt gleich 7,5 oder mehr. Ist der Kapazitätssensor in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet, so kann durch Vergrößern der relativen dielektrischen Konstante des dünnen Abschnittes 13 die detektierte Kapazitanz vergrößert werden, und es kann eine hervorragende Empfindlichkeit verwirklicht werden. Insbesondere durch Anpassen der relativen dielektrischen Konstante des dünnen Abschnittes 13 bei einer Frequenz von 1 MHz auf 7 oder mehr nimmt in einem Fall der Fingerabdruckauthentifizierung, in dem feine konvexe und konkave Abschnitte eines Fingerabdruckes einer Fingerspitze detektiert werden, die Differenz zwischen Kapazitanzen entsprechend den feinen konvexen und konkaven Abschnitten des Fingerabdruckes der Fingerspitze zu. Daher kann die Detektion mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt werden. Zusätzlich unterliegt die obere Grenze der relativen dielektrischen Konstante des dünnen Abschnittes 13 keiner speziellen Beschränkung. Wenn jedoch die relative dielektrische Konstante übermäßig hoch ist, kann der dielektrische Verlust zunehmen, es kann der Leistungsverbrauch zunehmen, und es kann die Reaktion langsam werden. Die relative dielektrische Konstante des dünnen Abschnittes 13 bei einer Frequenz von 1 MHz ist vorzugsweise gleich 20 oder weniger und besonders bevorzugt gleich 15 oder weniger. Die relative dielektrische Konstante kann durch Messen der Kapazitanz eines Kondensators, in dem Elektroden an beiden Oberflächen des Abdeckelementes 1 ausgebildet sind, bestimmt werden.
  • Die arithmetische durchschnittliche Rauheit (Ra) der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 unterliegt keiner speziellen Beschränkung und ist vorzugsweise gleich 300 nm oder weniger und besonders bevorzugt gleich 30 nm oder weniger. In einem Fall, in dem der Fingerabdruckauthentifizierungssensor, so beispielsweise ein Kapazitanzsensor, in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet ist, ist vom Standpunkt einer Vergrößerung der Empfindlichkeit her vorzuziehen, wenn die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 gleich 300 nm oder weniger ist, da dies ausreichend klein im Vergleich zur Konvexität und Konkavität eines Fingerabdruckes eines Fingers ist. Zusätzlich unterliegt die untere Grenze der arithmetischen durchschnittlichen Rauheit Ra der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 keiner speziellen Beschränkung und ist vorzugsweise gleich 0,3 nm oder mehr und besonders bevorzugt gleich 1,0 nm oder mehr. Vom Standpunkt der Verbesserung der Festigkeit her ist vorzuziehen, wenn die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 gleich 0,3 nm oder mehr ist. Die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 kann beispielsweise durch Auswahl des Poliersteins oder Polierverfahrens angepasst werden. Darüber hinaus kann die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra einer ersten Oberfläche des chemisch gehärteten Glases auf Grundlage von JIS B 0601 (1994) gemessen werden. Demgegenüber unterliegt die arithmetische durchschnittliche Rauheit Ra der hinteren Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 keiner speziellen Beschränkung und kann dieselbe wie diejenige der vorderen Oberfläche 14 oder auch verschieden von dieser sein.
  • Verfahren zur Herstellung eines Abdeckglases
  • Im Folgenden wird dann, wenn das Abdeckelement 1 entsprechend der Ausführungsform ein Abdeckglas ist, das aus einem chemisch gehärteten Glas gebildet ist, ein Verfahren zur Herstellung des Abdeckglases beschrieben. Zunächst werden Rohmaterialien der jeweiligen Komponenten derart präpariert, dass sie die nachstehend beschriebene Zusammensetzung aufweisen, gefolgt von einem Erwärmen und Schmelzen in einem Glasofen. Homogenisiert wird das Glas beispielsweise durch Blasenbildung (bubbling), Rühren (stirring) oder Zugabe eines Klärmittels, wobei das homogenisierte Glas zu einer Glasplatte mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung eines bekannten Bildungsverfahren gebildet wird, woraufhin die Glasplatte ausgehärtet (annealed) wird. Beispiele für ein Glasbildungsverfahren beinhalten ein Float-Verfahren, ein Druckverfahren, ein Fusionsverfahren, ein Tiefziehverfahren und ein Auswalzverfahren. Insbesondere ist das Float-Verfahren zur Massenproduktion vorzuziehen. Darüber hinaus sind kontinuierliche Bildungsverfahren über das Float-Verfahren hinausgehend, nämlich das Fusionsverfahren und das Tiefziehverfahren, ebenfalls vorzuziehen. Das Glaselement, das in Plattenform unter Verwendung eines beliebigen Bildungsverfahrens gebildet wird, wird ausgehärtet, gefolgt von einem Schneiden zu einer gewünschten Größe (Größe des Abdeckelementes 1) und einem Vornehmen einer Polierbearbeitung. Im Ergebnis erhält man ein Glaselement 101, das, wie in 3 gezeigt ist, eine planare vordere Oberfläche 103 und eine planare hintere Oberfläche 105 sowie insgesamt Plattenform aufweist.
  • Als Nächstes wird, wie in 4 gezeigt ist, ein konkaver Abschnitt 107 durch Ätzen der hinteren Oberfläche 105 des Glaselementes 101 gebildet. Obwohl dies nicht in den Figuren gezeigt ist, sind infolge des Ätzens Eckabschnitte des konkaven Abschnittes 107 (zu einer R-Form) gekrümmt. Daher kann die Festigkeit verbessert werden. Der konkave Abschnitt 107 kann durch Pressformung des Glaselementes 101, das in Plattenform gebildet ist, gebildet werden, und zwar in einem Zustand des Schmelzens durch Wiedererhitzen oder Gießen eines geschmolzenen Glases in eine Druckgussform, gefolgt von einer Druckformung. Ist die Dicke des dünnen Abschnittes 113 sogar nach dem Druckformen nicht ausreichend klein, so kann die Dicke durch zusätzliches Ätzen des konkaven Abschnittes 107 oder durch Polieren der der vorderen Oberfläche 114 zu eigenen Seite angepasst werden.
  • Durch Bereitstellen des konkaven Abschnittes 107 sind ein dünner Abschnitt 113 und ein dicker Abschnitt 117 an dem Glaselement 101 ausgebildet, wobei der dünne Abschnitt 113 an einer Position ausgebildet ist, die den konkaven Abschnitt 107 in X-Richtung und Y-Richtung überlappt, während der dicke Abschnitt 117 mit einem Umfangsabschnitt des dünnen Abschnittes 113 verbunden ist und eine größere Dicke in Z-Richtung als der dünne Abschnitt 113 aufweist. Hierbei sind eine vordere Oberfläche 118 und eine hintere Oberfläche 119 des dicken Abschnittes 117 und eine vordere Oberfläche 114 und eine hintere Oberfläche 115 des dünnen Abschnittes 113 planar, und es sind die vordere Oberfläche 118 des dicken Abschnittes 117 und die vordere Oberfläche 114 des dünnen Abschnittes 113 miteinander auf derselben Ebene verbunden.
  • Als Nächstes erhält man dadurch, dass das Glaselement 111 einer chemischen Härtungsbehandlung unterzogen wird, das Abdeckelement 1, wie in 5 gezeigt ist. Das chemische Härtungsverfahren betrifft ein Verfahren zum Ersetzen (Ionenaustausch) von Alkaliionen (beispielsweise Natriumionen) mit kleinem Ionenradius in der Oberflächenschicht des Glases durch Alkaliionen (beispielsweise Kaliumionen) mit großem Ionenradius. Das Verfahren der chemischen Härtungsbehandlung unterliegt keiner speziellen Beschränkung, solange nur die Alkaliionen in der Oberflächenschicht des Glases gegen Alkaliionen mit einem größeren Ionenradius ausgetauscht werden können. Die chemische Härtungsbehandlung kann beispielsweise durch Behandeln von Glas, das Natriumionen enthält, mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen enthält, durchgeführt werden. Infolge der vorbeschriebenen Ionenaustauschbehandlung ist die Zusammensetzung des zentralen Teiles eines Substrates in Dickenrichtung im Wesentlichen dieselbe wie die Zusammensetzung hiervon vor der Ionenaustauschbehandlung, obwohl die Zusammensetzung der Kompressionsbelastungsschicht in der Glasoberflächenschicht ein wenig von der Zusammensetzung hiervon vor der Ionenaustauschbehandlung verschieden ist.
  • Wird Glas, das Natriumionen enthält, als Glas zur chemischen Härtung verwendet, so ist vorzuziehen, wenn geschmolzenes Salz, das wenigstens Kaliumionen enthält, als geschmolzenes Salz für die chemische Härtungsbehandlung verwendet wird. Bevorzugte Beispiele für das geschmolzene Salz beinhalten Kaliumnitrat. Es ist vorzuziehen, wenn das geschmolzene Salz eine hohe Reinheit aufweist.
  • Darüber hinaus kann das geschmolzene Salz auch ein gemischtes geschmolzenes Salz sein, das eine andere Komponente/andere Komponenten beinhaltet. Beispiele für eine andere Komponente/andere Komponenten beinhalten: ein Alkalisulfat, so beispielsweise Natriumsulfat oder Kaliumsulfat; ein Alkalichlorid, so beispielsweise Natriumchlorid oder Kaliumchlorid; ein Karbonat, so beispielsweise Natriumkarbonat oder Kaliumkarbonat; und ein Bikarbonat, so beispielsweise Natriumbikarbonat oder Kaliumbikarbonat.
  • Die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes ist vorzugsweise gleich 350°C oder mehr, besonders bevorzugt gleich 380°C oder mehr und außerordentlich bevorzugt gleich 400°C oder mehr. Darüber hinaus ist die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes vorzugsweise gleich 500°C oder weniger, besonders bevorzugt gleich 480°C oder weniger und außerordentlich bevorzugt gleich 450°C oder weniger. Durch Anpassen der Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes auf 350°C oder mehr wird das Auftreten eines Problems dahingehend, dass die chemische Härtung mit geringerer Wahrscheinlichkeit erfolgt, infolge der Abnahme der Ionenaustauschrate verhindert. Darüber hinaus kann durch Anpassen der Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes auf 500°C oder weniger der Zersetzung und Verschlechterung des geschmolzenen Salzes entgegengewirkt werden.
  • Um eine ausreichende Kompressionsbelastung zu verleihen, ist die Kontaktzeit zwischen dem Glas und dem geschmolzenen Salz vorzugsweise gleich einer Stunde oder länger und besonders bevorzugt gleich zwei Stunden oder länger. Wenn darüber hinaus die Ionenaustauschbehandlung für eine lange Zeitspanne durchgeführt wird, nimmt die Produktivität ab, und es nimmt der Kompressionsbelastungswert infolge der Relaxation ab. Daher ist die Kontaktzeit vorzugsweise gleich 24 Stunden oder kürzer und besonders bevorzugt gleich 20 Stunden oder kürzer. Insbesondere wird das Glas beispielsweise in geschmolzenes Kaliumnitrat typischerweise bei 400°C bis 450°C für 2 bis 24 Stunden getaucht. Die Häufigkeit der Ausführung der chemischen Härtung unterliegt keiner speziellen Beschränkung, sollte jedoch wenigstens gleich 1 oder kann unter bestimmten Beständen auch gleich 2 sein.
  • Bei dem Abdeckelement 1 (Abdeckglas), das man durch chemische Härtung des Glaselementes 101 erhält, ist eine Kompressionsbelastungsschicht in der Oberfläche hiervon ausgebildet. Die Oberflächenkompressionsbelastung (CS) der Kompressionsbelastungsschicht ist vorzugsweise gleich 300 MPa oder mehr und besonders bevorzugt gleich 400 MPa oder mehr.
  • CS kann unter Verwendung eines Oberflächenbelastungsmessgerätes (beispielsweise FSM-6000, hergestellt von Orihara Manufacturing Co., Ltd.) gemessen werden.
  • Werden Natriumionen in einer Glasoberflächenschicht gegen Kaliumionen in dem geschmolzenen Salz durch chemische Härtung ausgetauscht, so kann die Tiefe der Oberflächenkompressionsbelastungsschicht (Schichttiefe DOL), die durch chemische Härtung gebildet wird, unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens gemessen werden. Beispielsweise wird unter Verwendung eines Elektronensondenmikroanalysators (Electron Probe Micro-Analyzer EPMA) die Alkaliionenkonzentration (bei diesem Beispiel die Kaliumionenkonzentration) in Dickenrichtung des Glases analysiert, und es kann die Ionendiffusionstiefe, die man durch die Messung erhält, als DOL gewählt werden. Darüber hinaus kann DOL unter Verwendung eines Oberflächenbelastungsmessgerätes (beispielsweise FSM-6000, hergestellt von Orihara Manufacturing Co., Ltd.) gemessen werden. Wenn zudem Lithiumionen in einer Glasoberflächenschicht gegen Natriumionen in dem geschmolzenen Salz ausgetauscht werden, wird die Natriumionenkonzentration in der Dickenrichtung des Glases unter Verwendung eines EPMA gemessen, und es wird die Ionendiffusionstiefe, die man durch die Messung erhält, als DOL gewählt.
  • Die interne Zugbelastung (Central Tension CT) des Abdichtelementes 1 (Abdeckglas) ist vorzugsweise gleich 200 MPa oder weniger, besonders bevorzugt gleich 150 MPa oder weniger, außerordentlich bevorzugt gleich 100 MPa oder weniger und am meisten bevorzugt gleich 80 MPa oder weniger. Im Allgemeinen kann man CT annähernd aus dem Beziehungsausdruck „CT = (CS × DOL)/(t – 2 × DOL)” ermitteln, wobei t die Dicke des Abdichtelementes 1 bezeichnet. Entsprechend ist in dem Glaselement 101 entsprechend der Ausführungsform die Dicke des dünnen Abschnittes 113 in Z-Richtung kleiner als die Dicke des dicken Abschnittes 117 in Dickenrichtung. Wenn daher der dünne Abschnitt 113 und der dicke Abschnitt 117 unter denselben Bedingungen chemisch gehärtet werden, ist CT des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung größer als CT des dicken Abschnittes 17 in dem Abdeckelement 1.
  • In einem Fall, in dem der dünne Abschnitt 113 und der dicke Abschnitt 117 des Glaselementes 101 unter denselben Bedingungen, wie vorstehend beschrieben worden ist, chemisch gehärtet werden, weisen der dünne Abschnitt 13 und der dicke Abschnitt 17 des Abdichtelementes 1 verschiedene CT-Werte auf. Im Ergebnis dehnt sich während der chemischen Härtung der dünne Abschnitt 13 im Vergleich zu dem dicken Abschnitt 17 aus. Der dünne Abschnitt 13 dehnt sich in einem Zustand aus, in dem ein Umfang hiervon durch den dicken Abschnitt 17 begrenzt ist, weshalb eine Oberfläche hiervon an der vorderen Seite verformt wird (siehe 5). In diesem Fall ist die vordere Oberfläche 18 des dicken Abschnittes 17 planar, wohingegen die vordere Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 gekrümmt ist. Daher kann ein Nutzer eines Smartphones oder dergleichen leicht die Position des dünnen Abschnittes 13 und die Positionen der verschiedenen Geräte an der hinteren Seite des dünnen Abschnittes 13 beispielsweise optisch oder durch Berührung erkennen.
  • Der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 kann nach der chemischen Härtung beispielsweise unter Verwendung des nachfolgenden Verfahrens angepasst werden.
  • Mittels Durchführen einer vorbestimmten Wärmebehandlung an dem Abdeckelement 1 nach der chemischen Härtung kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 verringert werden. Dies bedeutet, dass nach Durchführung der Ionenaustauschbehandlung an dem Glaselement 101 eine Wärmebehandlung an dem Abdeckelement 1 bei 50°C oder mehr und weniger als dem Dehnpunkt (strain point) hiervon durchgeführt wird. Im Ergebnis kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 verringert werden.
  • Der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 kann nach der chemischen Härtung zudem durch vorab erfolgendes Bearbeiten des dünnen Abschnittes 13 des Glaselementes 101 vor der chemischen Härtung zu einer Form angepasst werden, was mit Blick auf den Wölbungsgrad nach der chemischen Härtung bevorzugt wird. Ist beispielsweise gewünscht, den Wölbungsgrad der Oberfläche des dünnen Abschnittes 13 an der vorderen Seite nach der chemischen Härtung zu verringern, so kann der dünne Abschnitt 113 vor der chemischen Härtung vorab zur Form einer Krümmung zur hinteren Seite hin bearbeitet werden. Wenn zusätzlich gewünscht ist, den Wölbungsgrad der Oberfläche des dünnen Abschnittes 13 an der vorderen Seite nach der chemischen Härtung zu vergrößern, kann der dünne Abschnitt 113 vor der chemischen Härtung vorab zur Form einer Krümmung zur vorderen Seite hin bearbeitet werden.
  • Nach der chemischen Härtung tritt die Wölbung der Glasplatte infolge des verschiedenen Grades des Eintrittes der chemischen Härtung an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche der Glasplatte auf. Mittels Durchführen einer Fluorbehandlung an der vorderen Oberfläche und/oder der hinteren Oberfläche der Glasplatte wird beispielsweise die Differenz zwischen der Fluorkonzentration an der vorderen Oberfläche und der Fluorkonzentration an der hinteren Oberfläche derart angepasst, dass sie größer oder gleich einem spezifischen Bereich ist. Im Ergebnis wird die Ionendiffusionsrate an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche der Glasplatte angepasst, und es kann der Grad des Eintrittes der chemischen Härtung an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche angepasst werden. Auf diese Weise kann durch Anpassen des Grades des Eintrittes der chemischen Härtung an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche die Wölbung der Glasplatte nach der chemischen Härtung angepasst werden. Entsprechend wird bei einem Schritt des Zuführens des geschmolzenen Glases auf geschmolzenes Metall zur Bildung einer Glasschleife (glas ribbon) ein Schritt des Einblasens von Gas, das Moleküle enthält, in denen ein Fluoratom in der Struktur hiervon vorhanden ist, hin zu einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche der Glasschleife bei verschiedenen Zuführraten durchgeführt. Im Ergebnis kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung angepasst werden. Darüber hinaus kann bei einem Schritt des Zuführens eines geschmolzenen Glases auf geschmolzenes Metall zur Bildung einer Glasschleife ein Schritt des Einblasens von Gas, das Moleküle enthält, in denen ein Fluoratom in der Struktur hiervon vorhanden ist, entweder hin zu einer vorderen Oberfläche oder einer hinteren Oberfläche der Glasschleife durchgeführt werden. Sogar in diesem Fall kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung angepasst werden.
  • Der Dehnpunkt (strain point) des Glaselementes 101 ist vor der chemischen Härtung vorzugsweise gleich 530°C oder mehr. Durch Anpassen des Dehnpunktes (strain point) des Glaselementes 101 vor der chemischen Härtung auf 530°C oder mehr ist unwahrscheinlich, dass eine Relaxation der Oberflächenkompressionsbelastung auftritt.
  • Das Abdeckelement 1 kann ein Glas sein, das nicht chemisch gehärtet ist. Das Abdeckelement 1 (siehe 5), das den konkaven Abschnitt 7 und den dünnen Abschnitt 13 mit der eine gekrümmte Form aufweisenden vorderen Oberfläche 14 beinhaltet, wird mittels Pressformen des Glaselementes 101 (siehe 3) hergestellt, das in einer Plattenform gebildet wird, und zwar in einem Zustand des Schmelzens durch erneutes Erwärmen oder durch Gießen von geschmolzenem Glas auf eine Druckgussform, gefolgt von einem Pressbilden. Wird das Abdeckelement 1, wie vorstehend beschrieben worden ist, mittels Druckbildung gebildet, so wird eine Gussform zum Bilden der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 mit konvexer Form an der vorderen Seite verwendet. Des Weiteren kann entsprechend dem Bedarf (beispielsweise dann, wenn ein Gerät, das in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet ist, ein kapazitanzbasierter Fingerabdruckauthentifizierungssensor ist) zur Anpassung des dünnen Abschnittes 13 derart, dass dieser eine angemessen geringe Dicke aufweist, der konkave Abschnitt 7 zusätzlich geätzt werden, oder es können die vordere Oberfläche 14 oder die hintere Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 poliert werden.
  • Es ist vorzuziehen, wenn eine Druckschicht an der hinteren Oberfläche 5 des Abdichtelementes 1, insbesondere an der hinteren Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 vorgesehen ist. Durch Bereitstellen der Druckschicht kann effizient verhindert werden, dass ein persönlicher digitaler Assistent, der ein Schutzobjekt des Abdichtelementes 1 ist, verschiedene Sensoren, die in dem konkaven Abschnitt 7 angeordnet sind, und dergleichen optisch durch das Abdeckelement 1 hindurch erkannt werden. Zusätzlich kann eine gewünschte Farbe verliehen werden, und es kann ein gefälliges äußeres Erscheinungsbild erhalten werden. Vom Standpunkt des Aufrechterhaltens einer hohen Kapazitanz des Abdichtelementes 1 (dünner Abschnitt 13) ist die Dicke der Druckschicht vorzugsweise gleich 20 μm oder weniger, besonders bevorzugt gleich 15 μm oder weniger und ganz besonders bevorzugt gleich 10 μm oder weniger.
  • Die Druckschicht kann aus einer Farb- bzw. Tintenzusammensetzung gebildet, sein, die ein vorbestimmtes Farbmaterial enthält. Zusätzlich zu dem Farbmaterial kann die Farb- bzw. Tintenzusammensetzung je nach Bedarf ein Bindemittel, ein Dispergiermittel, ein Lösungsmittel und dergleichen enthalten. Das Farbmaterial kann ein Farbmaterial (Färbemittel), so beispielsweise ein Pigment oder ein Farbstoff, sein. Unter diesen können eine Art oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Das Farbmaterial kann geeignet entsprechend einer gewünschten Farbe ausgewählt werden. Werden beispielsweise Lichtabschirmungseigenschaften benötigt, so wird vorzugsweise ein schwarzes Farbmaterial verwendet. Darüber hinaus unterliegt das Bindemittel keiner speziellen Beschränkung, wobei Beispiele hiervon bekannte Harze (beispielsweise ein thermoplastisches Harz, ein Thermosetting-Harz oder ein fotohärtbares Harz) beinhalten, so beispielsweise ein Polyurethanharz, ein Phenolharz, ein Epoxidharz, ein Ureamelaminharz, ein Silikonharz, ein Phenoxyharz, ein Methacrylharz, ein Acrylharz, ein Polyacrylatharz, ein Polyesterharz, ein Polyolefinharz, ein Polystyrolharz, Polyvinylchlorid, ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polykarbonat, Zellulose oder Polyacetal. Unter diesen können eine Art oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten als Bindemittel verwendet werden.
  • Das Druckverfahren zum Bilden der Druckschicht unterliegt keiner speziellen Beschränkung, und es kann ein geeignetes Druckverfahren, so beispielsweise ein Gravurdruckverfahren, ein flexografisches Druckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Siebdruckverfahren oder ein Paddruckverfahren, verwendet werden.
  • Wie in 1, 2 und 5 gezeigt ist, sind die Wandoberflächen des konkaven Abschnittes 7, so beispielsweise die Endoberflächen 9 und 9 in X-Richtung und die Endoberflächen 11 und 11 in Y-Richtung, parallel zur Z-Richtung, wobei dann die Druckschicht gegebenenfalls nicht hinlänglich ausgebildet ist. In diesem Fall dringt dadurch, dass eine Lichtquelle das Abdeckelement 1 mit Licht von der der hinteren Oberfläche 5 zu eigenen Seite her bestrahlt, Licht durch die Endoberflächen 9 und 9 in X-Richtung und die Endoberflächen 11 und 11 in Y-Richtung ein, wo die Druckschicht nicht ausgebildet ist. Im Ergebnis können die Position des konkaven Abschnittes 7 und die Positionen von verschiedenen Geräten mit Anordnung in dem konkaven Abschnitt 7 leicht optisch erkannt werden.
  • Durch Verjüngen der Wandoberflächen des konkaven Abschnittes 7, so beispielsweise der Endoberflächen 9 und 9 in X-Richtung und der Endoberflächen 11 und 11 in Y-Richtung, kann, wie in 6 gezeigt ist, die Bildung der Druckschicht an den Wandoberflächen gefördert werden. In diesem Fall ist ein Effekt der Vergrößerung der Festigkeit des konkaven Abschnittes 7 zu erwarten.
  • Glaszusammensetzung
  • Als Glas (Glaselement 101), das zur chemischen Härtung vorgesehen ist, kann beispielsweise ein beliebiges der nachfolgenden Gläser (i) bis (vii) verwendet werden. Die nachfolgenden Glaszusammensetzungen (i) bis (v) sind in mol-% bezogen auf Oxide dargestellt, während die nachfolgenden Glaszusammensetzungen (vi) bis (vii) in Gewichtsprozent bezogen auf Oxide dargestellt sind.
    • (i) Glas, enthaltend 50% bis 80% SiO2, 2% bis 25% Al2O3, 0% bis 10% Li2O, 0% bis 18% Na2O, 0% bis 10% K2O, 0% bis 15% MgO, 0% bis 5% CaO und 0% bis 5% ZrO2;
    • (ii) Glas, enhaltend 50% bis 74% SiO2, 1% bis 10% Al2O3, 6% bis 14% Na2O, 3% bis 11% K2O, 2% bis 15% MgO, 0% bis 6% CaO und 0% bis 5% ZrO2, worin der Gesamtgehalt an SiO2 und Al2O3 gleich 75% oder weniger ist, der Gesamtgehalt an Na2O und K2O gleich 12% bis 25% ist und der Gesamthalt an MgO und CaO gleich 7% bis 15% ist;
    • (iii) Glas, enthaltend 68% bis 80% SiO2, 4% bis 10% Al2O3, 5% bis 15% Na2O, 0% bis 1% K2O, 4% bis 15% MgO und 0% bis 1% ZrO2, worin der Gesamtgehalt an SiO2 und Al2O3 gleich 80% oder weniger ist;
    • (iv) Glas, enthaltend 67% bis 75% SiO2, 0% bis 4% Al2O3, 7% bis 15% Na2O, 1% bis 9% K2O, 6% bis 14% MgO, 0% bis 1% CaO und 0% bis 1,5% ZrO2, worin der Gesamtgehalt an SiO2 und Al2O3 gleich 71% bis 75% ist und der Gesamtgehalt an Na2O und K2O gleich 12% bis 20% ist;
    • (v) Glas, enthaltend 60% bis 75% SiO2, 0,5% bis 8% Al2O3, 10% bis 18% Na2O, 0% bis 5% K2O, 6% bis 15% MgO und 0% bis 8% CaO;
    • (vi) Glas, enthaltend 63% bis 75% SiO2, 3% bis 12% Al2O3, 3% bis 10% MgO, 0,5% bis 10% CaO, 0% bis 3% SrO, 0% bis 3% BaO, 10% bis 18% Na2O, 0% bis 8% K2O, 0% bis 3% ZrO2 und 0,005% bis 0,25% Fe2O3, wobei R2O/Al2O3 (wobei R2O Na2O + K2O darstellt) gleich 2,0 oder mehr und 4,6 oder weniger ist;
    • (vii) Glas, enthaltend 66% bis 75% SiO2, 0% bis 3% Al2O3, 1% bis 9% MgO, 1% bis 12% CaO, 10% bis 16% Na2O und 0% bis 5% K2O.
  • Thermoplastisches Harz
  • Ist das Abdeckelement 1 aus einem thermoplastischen Harz gebildet, so wird das Abdeckelement 1 entsprechend der Ausführungsform durch Spritzformung oder Extrusionsformung unter Verwendung einer Form zum Bilden der vorderen Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 derart, dass diese an der vorderen Seite eine konvexe Form aufweist, gebildet.
  • Abwandlungsbeispiel
  • Vorstehend ist das Abdeckelement 1, bei dem der Umfang (vier Endabschnitte) des dünnen Abschnittes 13 an einer XY-Ebene mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden ist, beschrieben worden. Wie in 7 gezeigt ist, kann jedoch auch eine Ausgestaltung zum Einsatz kommen, bei der drei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 13 mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden sind. In diesem Fall ist ein Endabschnitt des dünnen Abschnittes 13 (bei dem Beispiel von 7 ein Endabschnitt in Y-Richtung) ein offenes Ende ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 17. Darüber hinaus kann, wie in 8 gezeigt ist, eine Ausgestaltung, bei der zwei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 13 mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden sind, eingesetzt werden. In diesem Fall sind zwei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 13 (bei dem Beispiel von 8 Endabschnitte in Y-Richtung) offene Enden ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 17. Darüber hinaus kann, wie in 9 gezeigt ist, eine Ausgestaltung zum Einsatz kommen, bei der ein Endabschnitt des dünnen Abschnittes 13 mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden ist. In diesem Fall sind drei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 13 (bei dem Beispiel von 9 Endabschnitte in Y-Richtung und ein Endabschnitt in X-Richtung) offene Enden ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 17. Auf diese Weise ist wenigstens ein Teil des Umfanges des dünnen Abschnittes 13 ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 17 offen. Im Ergebnis kann bei den nachstehend beschriebenen Beispielen der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung verringert werden. Auf diese Weise kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 angepasst werden.
  • Zudem kann die Anzahl der konkaven Abschnitte 7, die an der hinteren Oberfläche 5 vorgesehen sind, mehrere sein. In diesem Fall kann die Anzahl der dünnen Abschnitte 13 auch dieselbe wie die Anzahl der konkaven Abschnitte 17 sein. Wenn beispielsweise mehrere Sensoren an der hinteren Oberfläche des Abdeckelementes 1 angeordnet sind, kann die Anzahl der Sensoren dieselbe wie die Anzahl der konkaven Abschnitte 7 sein.
  • Zusätzlich unterliegt die Form des konkaven Abschnittes 7 keiner speziellen Beschränkung und kann eine beliebige Form sein. Bei einer Betrachtung beispielsweise aus der Z-Richtung ist die Querschnittsform des konkaven Abschnittes 7 nicht auf eine Rechteckform beschränkt, sondern kann beispielsweise auch eine Kreisform oder eine Dreiecksform sein.
  • Zweite Ausführungsform
  • Das Abdeckmaterial entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Abdeckmaterial, das ein Schutzobjekt schützt und beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer vorderen Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist. Eine hintere Oberfläche des dicken Abschnittes ist planar, und eine hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes ist gekrümmt. Das Abdeckmaterial wird nachstehend detailliert beschrieben.
  • Die zweite Ausführungsform ist dieselbe wie die erste Ausführungsform, jedoch mit der Ausnahme, dass die Oberfläche, an der der konkave Abschnitt ausgebildet ist, verschieden ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind die bevorzugten Ausführungsformen für die Ausgestaltungserfordernisse, die dieselben wie diejenigen bei den ersten Ausführungsformen sind, dieselben wie die bevorzugten Ausführungsformen bei der ersten Ausführungsform.
  • Abdeckelement
  • Wie in 15 und 16 gezeigt ist, weist das Abdeckelement 1 entsprechend der Ausführungsform insgesamt annähernd die Form eines planaren rechteckigen Parallelepipeds auf. Das Abdeckelement 1 verfügt über eine vordere Oberfläche 3, die eine unterseitige Oberfläche in 15 ist; und eine hintere Oberfläche 5, die eine oberseitige Oberfläche in 15 entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der vorderen Oberfläche 3 ist. An der vorderen Oberfläche 3 des Abdeckelementes 1 ist wenigstens ein konkaver Abschnitt 7 ausgebildet. Der konkave Abschnitt 7 entsprechend der Ausführungsform ist nahe an einem Endabschnitt des Abdeckelementes 1 in X-Richtung und nahe am Zentrum des Abdeckelementes 1 in Y-Richtung ausgebildet. Endoberflächen 9 und 9 des konkaven Abschnittes 7 in X-Richtung und Endoberflächen 11 und 11 des konkaven Abschnittes 7 in Y-Richtung erstrecken sich parallel zur Z-Richtung. Eine Position, an der der konkave Abschnitt 7 ausgebildet ist, kann als beliebige Position gewählt sein, solange sie nur an der vorderen Oberfläche 3 des Abdeckelementes 1 befindlich ist.
  • Durch Bereitstellen des konkaven Abschnittes 7 gemäß vorstehender Beschreibung sind ein dünner Abschnitt 13 und ein dicker Abschnitt 17 an dem Abdeckelement 1 ausgebildet, wobei der dünne Abschnitt 13 an einer Position ausgebildet ist, die den konkaven Abschnitt 7 in X-Richtung und Y-Richtung überlappt, während der dicke Abschnitt 17 mit einem Umfangsabschnitt des dünnen Abschnittes 13 verbunden ist und eine größere Dicke in Z-Richtung als der dünne Abschnitt 13 aufweist. Eine vordere Oberfläche 18 und eine hintere Oberfläche 19 des dicken Abschnittes 17 sind planar, wohingegen eine vordere Oberfläche 14 und eine hintere Oberfläche 15 des dünnen Abschnittes 13 gekrümmt sind. Dies bedeutet, dass der dünne Abschnitt 13 in Bogenform mit Konvexität an der hinteren Seite ausgebildet ist. Insbesondere ist die hintere Oberfläche 15 konvex an der hinteren Seite im Vergleich zu der hinteren Oberfläche 19 des dicken Abschnittes 17 gekrümmt. Entsprechend weist infolge der geometrischen Festigkeit der dünne Abschnitt 13 eine verbesserte Festigkeit gegen eine Druckkraft in einer Richtung von der hinteren Seite zu der vorderen Seite auf. Bei der Ausführungsform ist die vordere Oberfläche 14 des dünnen Abschnittes 13 wie für den Fall der hinteren Oberfläche 15 gekrümmt, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt ist. Die vordere Oberfläche 14 kann beispielsweise auch planar sein.
  • Entsprechend dem Abdeckelement 1 mit vorbeschriebener Ausgestaltung kann in einem Fall, in dem dieses in ein Gehäuse oder dergleichen integriert ist, um eine beliebige Oberfläche (beispielsweise eine vordere Oberfläche oder eine Seitenoberfläche) eines persönlichen digitalen Assistenten zu schützen, und in dem verschiedene Geräte, so beispielsweise ein Sensor, an der hinteren Oberfläche 15 angeordnet sind, dann, wenn ein Mensch mit dem Abdeckelement 1 in Kontakt kommt, die Position leicht durch den konkaven Abschnitt 7 hindurch, der an der vorderen Oberfläche 3 ausgebildet ist, beispielsweise optisch oder durch Berührung erkannt werden. Insbesondere wenn das Abdeckelement entsprechend der Ausführungsform für fahrzeuginterne Anzeigevorrichtungen verwendet wird, kann ein Fahrer die Position des konkaven Abschnittes 7 nur durch eine Berührung ohne Abhängigkeit von der Sicht oder dem Hantieren damit erkennen, weshalb das Abdeckelement zu einem sicheren Fahren beiträgt. Ein Gerät, in dem verschiedene Geräte an der hinteren Oberfläche 15 angeordnet sind, ist durch den dünnen Abschnitt 13 entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zur Z-Richtung geschützt. Daher kann im Gegensatz zur Technik aus der Offenbarung in Patentdruckschrift 1 das Abdeckelement 1 mit Materialeinheitlichkeit und einem gefälligen Design ohne Verwendung eines anderen Materials, so beispielsweise für eine Sensorabdeckung, verwirklicht werden. Darüber hinaus kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, und es kann der Zusammenbauprozess vereinfacht werden. Daher ergibt sich ein merklicher Effekt bei der Kostenverringerung. Des Weiteren besteht sogar dann, wenn ein persönlicher digitaler Assistent fallengelassen wird oder die Oberfläche des Abdeckmaterials mit etwas in Kontakt gelangt, ein Vorteil dahingehend, dass der dünne Abschnitt kaum zu Bruch geht, da die Konkavität an der Oberfläche des dünnen Abschnittes ausgebildet ist.
  • Die Anzahl der konkaven Abschnitte 7, die an der vorderen Oberfläche 3 vorgesehen sind, kann mehrere sein. In diesem Fall kann die Anzahl der dünnen Abschnitte 13 auch dieselbe wie die Anzahl der konkaven Abschnitte 7 sein. Wenn beispielsweise mehrere Sensoren an der hinteren Oberfläche des Abdeckelementes 1 angeordnet sind, kann die Anzahl der Sensoren dieselbe wie die Anzahl der konkaven Abschnitte 7 sein.
  • Beispiele
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht hierauf beschränkt ist.
  • Beispiel 1
  • Sind die Abdeckelemente 1, die aus einem chemisch gehärteten Glas gebildet sind, durch chemisches Härten der Glaselemente 101 hergestellt, so wurden die Parameter der chemischen Härtung und die Dicke des dünnen Abschnittes 113 in Z-Richtung geändert. In diesem Fall wurde ein Effekt hinsichtlich des Wölbungsgrades des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung auf Grundlage von Beispielen 1-1 bis 1-6 verifiziert.
  • Zunächst wird ein Verfahren zum Herstellen der Abdeckelemente 1 der Beispiele 1-1 bis 1-6 beschrieben. Bei jedem der Beispiele 1-1 bis 1-6 wurde das Glas zur chemischen Härtung „DRAGONTRAIL” (eingetragene Marke, hergestellt von Asahi Glass Co., Ltd.) derart zugeschnitten, dass die Breite in X-Richtung gleich 35 mm war, die Breite in Y-Richtung gleich 35 mm war und die Dicke in Z-Richtung gleich 0,7 mm war. Das zugeschnittene Glas wurde geschliffen und poliert, wodurch man das Glaselement 101 (siehe beispielsweise 3) erhalten hat.
  • Als Nächstes wurde der zentrale Teil der hinteren Oberfläche 105 des Glaselementes 101 geätzt. Im Ergebnis wurde der konkave Abschnitt 104 gebildet, bei dem die Breite in X-Richtung gleich 20 mm war und die Breite in Y-Richtung gleich 18 mm war (siehe beispielsweise 4). Die Dicke der konkaven Abschnitte 107 in Z-Richtung unterschied sich bei den jeweiligen Beispielen folgendermaßen: Beispiel 1-1: 0,60 mm, Beispiel 1-2: 0,55 mm, Beispiel 1-3: 0,50 mm, Beispiel 1-4: 0,60 mm, Beispiel 1-5: 0,55 mm und Beispiel 1-6: 0,50 mm. Entsprechend unterschieden sich die Dicken der dünnen Abschnitte 113 in Z-Richtung bei den jeweiligen Beispielen folgendermaßen: Beispiel 1-1: 0,1 mm, Beispiel 1-2: 0,15 mm, Beispiel 1-3: 0,2 mm, Beispiel 1-4: 0,1 mm, Beispiel 1-5: 0,15 mm und Beispiel 1-6: 0,2 mm. Dies bedeutet, dass die Abmessungen der konkaven Abschnitte 107 und der dünnen Abschnitte 113 bei Beispielen 1-1 und 1-4, bei Beispielen 1-2 und 1-5 und bei Beispielen 1-3 und 1-6 jeweils zueinander gleich gewählt waren. Hierbei wurde während des Ätzens das maskierte Glaselement 101 mit Hydrofluorsäure geätzt, wodurch man den gewünschten konkaven Abschnitt 107 erhalten hat.
  • Schließlich wurden die Glaselemente 101 bei den jeweiligen Beispielen chemisch gehärtet, wodurch man die Abdeckelemente 1 (siehe beispielsweise 5) bei den jeweiligen Beispielen erhalten hat. Die Parameter der chemischen Härtung wurden folgendermaßen angepasst: bei Beispielen 1-1 bis 1-3 wurden die Glaselemente 101 in geschmolzenes Kaliumnitrat bei 410°C für 4 Stunden getaucht; bei Beispielen 1-4 bis 1-6 wurden die Glaselemente 101 in geschmolzenes Kaliumnitrat bei 410°C für 2 Stunden getaucht.
  • Im Zusammenhang mit jedem der Abdeckelemente 1 bei den jeweiligen Beispielen wurde der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung gemessen, wobei die Ergebnisse hiervon in Tabelle 1 gezeigt sind. Hierbei bezeichnet der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 den Abstand in Z-Richtung zwischen einer Standardoberfläche gemäß Definition durch die vordere Oberfläche 3 in 5 und einem Abschnitt, der am stärksten von der vorderen Oberfläche 14 vorsteht. Darüber hinaus wurde der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 durch Abtasten einer XY-Ebene unter Verwendung eines Oberflächenversetzungssensors gemessen. Tabelle 1
    Bsp. 1-1 Bsp. 1-2 Bsp. 1-3 Bsp. 1-4 Bsp. 1-5 Bsp. 1-6
    Dicke (mm) des dünnen Abschnittes 0,1 0,15 0,2 0,1 0,15 0,2
    Zeit (h) zur chemischen Härtung 4 4 4 2 2 2
    (Dicke des dicken Abschnittes)/(Dicke des dünnen Abschnittes) 7 4,7 3,5 7 4,7 3,5
    Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes (mm) 0,656 0,453 0,303 0,484 0,332 0,189
  • Vergleicht man Beispiele 1-1 bis 1-3 und Beispiele 1-4 bis 1-6 miteinander, so kann man herausfinden, dass dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnittes 113 in Z-Richtung vor der chemischen Härtung zunimmt, das heißt dann, wenn der Wert (Dicke des dicken Abschnittes 117 in Z-Richtung/Dicke des dünnen Abschnittes 113 in Z-Richtung) abnimmt, der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung abnimmt. Als Grund hierfür wird folgendes angenommen. Nimmt die Dicke in Z-Richtung zu, so nimmt die interne Zugbelastung CT des dünnen Abschnittes 13 ab und gelangt nahe an CT des dicken Abschnittes 17. Daher wird die Differenz hinsichtlich der Expansion zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 verringert. Entsprechend ist davon auszugehen, dass der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung ebenfalls durch Verringern der Dicke des dicken Abschnittes 117 in Z-Richtung vor der chemischen Härtung verringert wird.
  • Vergleicht man darüber hinaus Beispiele 1-1 und 1-4, Beispiele 1-2 und 1-5 und Beispiele 1-3 und 1-6 miteinander, so kann man herausfinden, dass die Zeit zur chemischen Härtung abnimmt und der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung verringert ist. Als Grund hierfür ist folgendes anzunehmen. Nimmt die Zeit zur chemischen Härtung ab, so werden die Härtungsparameter geschwächt, und es wird die Differenz hinsichtlich CT zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 verringert. Daher wird die Differenz hinsichtlich der Expansion zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 verringert. Entsprechend ist davon auszugehen, dass der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 ebenfalls durch Absenken der Behandlungstemperatur während der chemischen Härtung zusätzlich zur Zeit zur chemischen Härtung verringert wird.
  • Auf diese Weise wird augenscheinlich, dass der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung durch Ändern der Dicken des dünnen Abschnittes 113 und des dicken Abschnittes 117 in Z-Richtung vor der chemischen Härtung oder durch Ändern der Parameter der chemischen Härtung angepasst werden kann.
  • Beispiel 2
  • Sind die Abdeckelemente 1, die aus einem chemisch gehärteten Glas gebildet sind, durch chemisches Härten der Glaselemente 101 hergestellt, so wurde der Bereich, in dem der Umfang des dünnen Abschnittes 13 mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden ist, geändert. In diesem Fall wurde der Effekt des Wölbungsgrades des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung auf Grundlage der Beispiele 2-1 bis 2-4 und des Vergleichsbeispiels verifiziert.
  • Zunächst wird ein Verfahren zum Herstellen der Abdeckelemente der Beispiele 2-1 bis 2-4 und des Vergleichsbeispiels gemäß Darstellung in 10 bis 14 beschrieben. Mit Blick auf jedes der Beispiele 2-1 bis 2-4 und das Vergleichsbeispiel wurde das Glas zur chemischen Härtung „DRAGONTRAIL” (eingetragene Marke, hergestellt von Asahi Glass Co. Ltd.) zuschnitten, geschliffen und poliert, wodurch man das Glaselement 101 (siehe beispielsweise 3) erhalten hat. Tabelle 2 zeigt die Breite in X-Richtung, die Breite in Y-Richtung und die Dicke in Z-Richtung mit Blick auf die Glaselemente 101 bei Beispielen 2-1 bis 2-4 und beim Vergleichsbeispiel. Tabelle 2
    Beispiel 2-1 Beispiel 2-2 Beispiel 2-3 Beispiel 2-4 Vergleichsbeispiel
    Breite (mm) in X-Richtung 35 35 35 22 9
    Breite (mm) in Y-Richtung 35 27 18 19 19
    Dicke (mm) in Z-Richtung 0,71 0,71 0,71 0,71 0,33
  • Als Nächstes wurde, wie in 10 bis 13 gezeigt ist, die hintere Oberfläche 105 des Glaselementes 101 in jedem der Beispiele 2-1 bis 2-4 geätzt. Im Ergebnis wurde ein konkaver Abschnitt 107 gebildet, bei dem die Breite in X-Richtung gleich 10 mm war, die Breite in Y-Richtung gleich 20 mm war und die Breite in Z-Richtung gleich 0,33 mm war. Hierbei wurde die Ätzbehandlung unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei Beispiel 1 durchgeführt.
  • Wie in 10 gezeigt ist, wurde in dem Glaselement 101 von Beispiel 2-1 der konkave Abschnitt 107 an dem zentralen Teil auf einer XY-Ebene vorgesehen, und der Umfang (vier Endabschnitte) des dünnen Abschnittes 113 war mit dem dicken Abschnitt 117 verbunden.
  • Wie in 11 gezeigt ist, wies das Glaselement 101 von Beispiel 2-2 eine Form auf, bei der ein Abschnitt des dicken Abschnittes 117, der an der einem Endabschnitt zu eigenen Seite (in 11 unterseitig) in Y-Richtung im Vergleich zu dem dünnen Abschnitt 113 positioniert war, von dem Glaselement 101 bei Beispiel 2-1 entfernt war. Dies bedeutet, dass drei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 113 mit dem dicken Abschnitt 117 verbunden waren und ein Endabschnitt des dünnen Abschnittes 113 (Endabschnitt in Y-Richtung) ein offenes Ende ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 117 war.
  • Wie in 12 gezeigt ist, wies das Glaselement 101 von Beispiel 2-3 eine Form auf, bei der ein Abschnitt des dicken Abschnittes 117, der an der dem anderen Endabschnitt zu eigenen Seite (in 12 oberseitig) in Y-Richtung im Vergleich zu dem dünnen Abschnitt 113 positioniert war, von dem Glaselement 101 bei Beispiel 2-2 entfernt war. Dies bedeutet, dass zwei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 113 mit dem dicken Abschnitt 117 verbunden waren und die beiden Endabschnitte des dünnen Abschnittes 113 (beide Endabschnitte in Y-Richtung) offene Enden ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 117 waren.
  • Wie in 13 gezeigt ist, wies das Glaselement 101 von Beispiel 2-4 eine Form auf, bei der ein Abschnitt des dicken Abschnittes 117, der an der einem Endabschnitt zu eigenen Seite (in 13 die rechte Seite) in X-Richtung im Vergleich zu dem dünnen Abschnitt 113 positioniert war, von dem Glaselement 101 bei Beispiel 2-3 entfernt war. Dies bedeutet, dass ein Endabschnitt des dünnen Abschnittes 113 mit dem dicken Abschnitt 117 verbunden war, während drei Endabschnitte des dünnen Abschnittes 113 (beide Endabschnitte in Y-Richtung und ein Endabschnitt in X-Richtung) offene Enden ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 117 waren.
  • Wie in 14 gezeigt ist, wies das Glaselement 101 des Vergleichsbeispiels eine Form auf, bei der ein Abschnitt des dicken Abschnittes 117, der an der dem anderen Endabschnitt zu eigenen Seite (in 14 die linke Seite) in X-Richtung im Vergleich zu dem dünnen Abschnitt 113 positioniert war, von dem Glaselement 101 bei Beispiel 2-4 entfernt war. Dies bedeutet, dass das Glaselement 101 bei dem Vergleichsbeispiel nur aus dem dünnen Abschnitt 113 gebildet war und den dicken Abschnitt 117 nicht beinhaltete, wobei der Umfang (vier Endabschnitte) des dünnen Abschnittes 113 offene Enden waren.
  • Schließlich wurden die Glaselemente 101 bei den jeweiligen Beispielen und beim Vergleichsbeispiel chemisch gehärtet, wodurch man die Abdeckelemente 1 (siehe 10 bis 14) bei den jeweiligen Beispielen und beim Vergleichsbeispiel erhielt. Die Parameter der chemischen Härtung wurden folgendermaßen angepasst: Die Glaselemente 101 wurden in 100% geschmolzenes Kaliumnitrat bei 425°C für vier Stunden getaucht.
  • Mit Blick auf jedes der Abdeckelemente 1 bei den jeweiligen Beispielen und beim Vergleichsbeispiel wurde der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung gemessen, wobei die Ergebnisse hiervon in Tabelle 3 gezeigt sind. Der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 wurde unter Verwendung eines Laserversetzungsmessgerätes gemessen. Tabelle 3
    Beispiel 2-1 Beispiel 2-2 Beispiel 2-3 Beispiel 2-4 Vergleichsbeispiel
    Anzahl von offenen Enden 0 1 2 3 4
    Wölbungsgrad (mm) des dünnen Abschnittes 0,14 0,1 0,05 0,04 0,001
  • Man hat herausgefunden, dass dann, wenn die Anzahl der offenen Enden zunimmt, der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung abnimmt. Als Grund hierfür wird folgendes angenommen. Die Belastung, die in dem dünnen Abschnitt 13 infolge einer Differenz hinsichtlich der Expansion zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 induziert wurde, wurde durch die offenen Enden abgebaut.
  • Auf diese Weise wird augenscheinlich, dass dann, wenn wenigstens ein Teil des Umfanges des dünnen Abschnittes 13 offen und ohne Verbindung mit dem dicken Abschnitt 17 ist, der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 nach der chemischen Härtung verringert werden kann. Entsprechend kann der Wölbungsgrad des dünnen Abschnittes 13 durch Ändern des Bereiches angepasst werden, in dem der Umfang des dünnen Abschnittes 13 mit dem dicken Abschnitt 17 verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abdeckelement
    3
    vordere Oberfläche
    5
    hintere Oberfläche
    7
    konkaver Abschnitt
    9
    Endoberfläche in X-Richtung
    11
    Endoberfläche in Y-Richtung
    13
    dünner Abschnitt
    14
    vordere Oberfläche
    15
    hintere Oberfläche
    17
    dicker Abschnitt
    18
    vordere Oberfläche
    19
    hintere Oberfläche
    101
    Glaselement
    105
    hintere Oberfläche
    107
    konkaver Abschnitt
    113
    dünner Abschnitt
    114
    vordere Oberfläche
    115
    hintere Oberfläche
    117
    dicker Abschnitt
    118
    vordere Oberfläche
    119
    hintere Oberfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • JIS Z 2244 [0040]
    • JIS B 0601 (1994) [0042]

Claims (12)

  1. Abdeckelement, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckelement umfasst: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei eine vordere Oberfläche des dicken Abschnittes planar ist und eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes gekrümmt ist.
  2. Abdeckelement nach Anspruch 1, wobei die vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes mit einer Konvexität an einer vorderen Seite im Vergleich zu der vorderen Oberfläche des dicken Abschnittes gekrümmt ist.
  3. Abdeckelement, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckelement umfasst: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer vorderen Oberfläche des Abdeckelementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei eine hintere Oberfläche des dicken Abschnittes planar ist und eine hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes gekrümmt ist.
  4. Abdeckelement nach Anspruch 3, wobei die hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes mit einer Konvexität an einer hinteren Seite im Vergleich zu der hinteren Oberfläche des dicken Abschnittes gekrümmt ist.
  5. Abdeckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Abdeckelement ein Glas ist.
  6. Abdeckelement nach Anspruch 5, wobei das Glas ein chemisch gehärtetes Glas ist.
  7. Abdeckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Schutzobjekt ein persönlicher digitaler Assistent ist.
  8. Persönlicher digitaler Assistent, umfassend das Abdeckelement nach Anspruch 7.
  9. Abdeckmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Schutzobjekt ein Anzeigefeld ist.
  10. Anzeigevorrichtung, umfassend das Abdeckmaterial nach Anspruch 9.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckglas durch chemisches Härten eines Glaselementes hergestellt wird, wobei das Glaselement beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer hinteren Oberfläche des Glaselementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, und wobei das Verfahren umfasst: chemisches Härten des Glaselementes, wodurch eine vordere Oberfläche des dünnen Abschnittes derart verformt wird, dass sie gekrümmt ist.
  12. Verfahren zum Herstellen eines Abdeckglases, das wenigstens ein Schutzobjekt schützt, wobei das Abdeckglas durch chemisches Härten eines Glaselementes hergestellt wird, wobei das Glaselement beinhaltet: einen dünnen Abschnitt, der durch Bereitstellen eines konkaven Abschnittes an einer vorderen Oberfläche des Glaselementes gebildet ist; und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, und wobei das Verfahren umfasst: chemisches Härten des Glaselementes, wodurch eine hintere Oberfläche des dünnen Abschnittes derart verformt wird, dass sie gekrümmt ist.
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