DE112018005041T5

DE112018005041T5 - Abdeckungselement und tragbares informationsendgerät

Info

Publication number: DE112018005041T5
Application number: DE112018005041.6T
Authority: DE
Inventors: Maya HATANO; Satoshi KANASUGI; Masao Ozeki
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-08-13
Also published as: CN111065612A; WO2019049958A1; JP7092137B2; JPWO2019049958A1; US20200199020A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdeckungselement (1), das aus einem chemisch gehärteten Glas hergestellt ist, zum Schützen eines zu schützenden Gegenstands, wobei das Abdeckungselement (1) gekennzeichnet ist durch: Mindestens einen Vertiefungsteil (7), der auf mindestens einer ersten Hauptoberfläche (3) und einer zweiten Hauptoberfläche (5) des Abdeckungselements (1) bereitgestellt ist; wobei das Abdeckungselement (1) integriert einen dünnen Teil (13), der durch den Vertiefungsteil ausgebildet ist, und einen dicken Teil (17), der mit dem dünnen Teil (13) verbunden ist, umfasst; und, wenn eine Zugspannung als positiv und eine Druckspannung als negativ festgelegt ist, der integrierte Wert S für eine Hauptspannungsdifferenz in der Durchgangsdickenrichtung des dünnen Teils (13) an der Position des Schwerpunkts des dünnen Teils weniger als 0 MPa ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abdeckungselement und einen persönlichen Datenassistenten.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde ein Verfahren, bei dem ein Fingerabdruck für eine persönliche Authentifizierung verwendet wird, verbreitet als Sicherheitsmaßnahme in elektronischen Vorrichtungen auf einem hohen Niveau verwendet. Beispiele für Fingerabdruck-Authentifizierungsverfahren umfassen ein optisches Verfahren, ein Wärmeempfindlichkeit-Verfahren, ein Druckverfahren, ein Kapazitätsverfahren und ein Ultraschallverfahren. Es ist allgemein anerkannt, dass von diesen Verfahren das Kapazitätsverfahren und das Ultraschallverfahren im Hinblick auf die Empfindlichkeit der Erfassung und den Stromverbrauch überlegen sind.
Kapazitive Sensoren erfassen eine lokale Kapazitätsänderung eines Abschnitts, dem sich ein Zielgegenstand angenähert hat, oder eines Abschnitts, mit dem ein Zielabschnitt in Kontakt gekommen ist. Übliche kapazitive Sensoren messen Abstände zwischen einem Zielgegenstand und Elektroden, die in dem Sensor bereitgestellt sind, auf der Basis der Größen von Kapazitäten. Ultraschallsensoren können einen Zielgegenstand mittels Ultraschallwellen dreidimensional erfassen. Von Sensoren dieser Art wird erwartet, dass sie als biometrische Authentifizierungssensoren verwendet werden können, die eine erhöhte Sicherheit bereitstellen, da sie eine Erfassung mit einem Hindurchtreten durch eine Fremdsubstanz, wie z.B. eine Flüssigkeit, durchführen können. Eine Fingerabdruck-Authentifizierungsfunktion unter Verwendung von jedwedem dieser Sensoren wird insbesondere in einem persönlichen Datenassistenten (persönlicher Datenassistent: PDA), wie z.B. Smartphones, Mobiltelefonen und Tablet-Personalcomputern, verwendet, da sie eine Größen- und Gewichtsverminderung und einen niedrigeren Stromverbrauch ermöglicht. Üblicherweise wird zum Schützen des Fingerabdruck-Authentifizierungssensors (der nachstehend einfach als „Sensor“ bezeichnet werden kann) dessen obere Oberfläche mit einem Abdeckungselement versehen.
Das Patentdokument 1 offenbart eine Struktur eines Abdeckungselements für eine tragbare Vorrichtung, bei der eine Hauptoberfläche des Abdeckungselements mit einer Vertiefung ausgebildet ist, so dass es dem Nutzer ermöglicht wird, Buchstaben oder eine Zahl zu erkennen.
Das Patentdokument 1 beschreibt den Effekt, dass eine gewünschte Oberflächendruckspannung CS, innere Zugspannung CT und Tiefe der Druckspannungsschicht DOL durch ein chemisches Härten des Abdeckungselements erhalten werden.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Struktur eines Abdeckungselements für eine tragbare Vorrichtung, in der die vordere Oberfläche und die hintere Oberfläche des Abdeckungselements mit jeweiligen Vertiefungen zur Bildung eines dünnen Abschnitts dort ausgebildet sind.
Das Patentdokument 2 beschreibt den Effekt, dass eine gewünschte Oberflächendruckspannung CS, innere Zugspannung CT und Tiefe der Druckspannungsschicht DOL durch ein chemisches Härten des Abdeckungselements erhalten werden.
DOKUMENTENLISTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2017-1940 A
Patentdokument 2: JP 2017-48090 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In Abdeckungselementen mit einem dünnen Abschnitt und einem dicken Abschnitt kann es einen Fall geben, bei dem der dünne Abschnitt und der dicke Abschnitt bezüglich der erforderlichen Festigkeit verschieden sind. Folglich werden in den Patentdokumenten 1 und 2 dem dünnen Abschnitt und dem dicken Abschnitt gewünschte Festigkeitswerte verliehen, und zwar durch Erhalten der Oberflächendruckspannung CS, der inneren Zugspannung CT und der Tiefe der Druckspannungsschicht DOL, die in dem dünnen Abschnitt und dem dicken Abschnitt verschiedene Werte aufweisen.
Wenn die Dicke konstant ist, handelt es sich, da die Oberflächendruckspannung CS, die innere Zugspannung CT und die Tiefe der Druckspannungsschicht DOL den Grad der Härtung des Glases angeben, dabei um effektive Indizes zum Angeben der Glasfestigkeit.
Da jedoch die CT, welche die Brucheigenschaften eines Glases stark beeinflusst, mittels CS, DOL und der Dicke berechnet wird, kann CT in dem Fall, bei dem die Dicke eine Verteilung aufweist, nicht einheitlich angegeben werden.
Insbesondere da ein dünner Abschnitt dünner ist als ein dicker Abschnitt und einer strengeren Festigkeitsgestaltung unterzogen werden muss, tritt dann, wenn eine Festigkeitsgestaltung mit einem ungeeigneten Index durchgeführt wird, ein Problem aufgrund einer unzureichenden Festigkeit, wie z.B. ein Bruch, mit einer größeren Wahrscheinlichkeit in dem dünnen Abschnitt als in dem dicken Abschnitt auf.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Abdeckungselements, in dem einer oder beide von dessen dünnem Abschnitt und dickem Abschnitt die notwendige Festigkeit aufweist oder aufweisen, und die Bereitstellung eines persönlichen Datenassistenten.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Das Abdeckungselement gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Abdeckungselement, das zum Schützen eines Schutzziels dient und ein chemisch gehärtetes Glas umfasst, das integriert umfasst:

eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche;
mindestens eine Vertiefung, die in mindestens einer der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist; und
einen dünnen Abschnitt, der durch die Vertiefung ausgebildet ist, und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei
das Abdeckungselement einen integrierten Wert S einer Hauptspannungsdifferenz von kleiner als 0 MPa in einer Dickenrichtung des dünnen Abschnitts an einem Schwerpunkt des dünnen Abschnitts in einem Fall aufweist, bei dem eine Zugspannung und eine Druckspannung als positiv bzw. negativ betrachtet werden.

In der vorliegenden Erfindung tritt eine Druckspannung in dem dünnen Abschnitt auf, da der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts kleiner als 0 MPa ist.
Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts gering ist, weniger wahrscheinlich, dass der dünne Abschnitt bei einem Stoß bricht, und er weist die erforderliche Festigkeit auf. Da ferner der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung ein Festigkeitswert ist, der die Spannung des gesamten dünnen Abschnitts in dessen Dickenrichtung wiedergibt, kann die Spannung des gesamten dünnen Abschnitts mittels eines einzigen Index bewertet werden.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts kleiner als -10 MPa ist.
Gemäß diesem Modus tritt in dem dünnen Abschnitt eine größere Druckspannung auf, da der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts kleiner als -10 MPa ist.
Als Ergebnis neigt selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts gering ist, der dünne Abschnitt noch weniger zu einem Brechen und weist die erforderliche Festigkeit auf.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der dicke Abschnitt eine Oberflächendruckspannung CS aufweist, die größer als eine Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt ist; und der dünne Abschnitt eine Dicke kleiner als oder gleich 1/2 der Dicke des dicken Abschnitts aufweist.
Gemäß diesem Modus neigt, da die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt größer als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt ist, der dicke Abschnitt mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit zu einem Brechen, wenn auf das Abdeckungselement aufgrund eines Fallens oder dergleichen ein Stoß ausgeübt wird. Da die Dicke des dünnen Abschnitts kleiner als oder gleich 1/2 der Dicke des dicken Abschnitts ist, ist es einfacher, den integrierten Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung klein zu machen.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass jede der Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt und der Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 300 MPa oder größer ist.
Gemäß diesem Modus ist es, da jede der Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt und der Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 300 MPa oder größer ist, weniger wahrscheinlich, dass sowohl der dünne Abschnitt als auch der dicke Abschnitt brechen, wenn auf das Abdeckungselement aufgrund eines Fallens oder dergleichen ein Stoß ausgeübt wird.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der dünne Abschnitt eine innere Zugspannung CT aufweist, die größer ist als eine innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt.
Gemäß diesem Modus bricht, da die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt größer ist als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt, wenn auf das Abdeckungselement ein unerwartet starker Stoß ausgeübt wird, der dünne Abschnitt zuerst und absorbiert den Stoß, so dass ein Brechen des dicken Abschnitts verhindert wird.
Folglich ist dieser Modus vorteilhaft, wenn es gewünscht ist, den dicken Abschnitt mit einer Priorität gegenüber dem dünnen Abschnitt zu schützen.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es dann, wenn die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt größer ist als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt, bevorzugt, dass die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist.
Gemäß diesem Modus ist, da die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist, dieses Abdeckungselement beispielsweise besser zur Verwendung als Abdeckglas eines Smartphones geeignet, bei dem es gewünscht ist, ein Brechen des dicken Abschnitts zu unterdrücken.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der dicke Abschnitt eine innere Zugspannung CT aufweist, die größer als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt ist.
Gemäß diesem Modus bricht, da die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt größer ist als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt, wenn auf das Abdeckungselement ein unerwartet starker Stoß ausgeübt wird, der dicke Abschnitt zuerst und absorbiert den Stoß, so dass ein Brechen des dünnen Abschnitts verhindert wird.
Folglich ist dieser Modus vorteilhaft, wenn es gewünscht ist, den dünnen Abschnitt mit einer Priorität vor dem dicken Abschnitt zu schützen.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es dann, wenn die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt größer ist als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt, bevorzugt, dass die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist.
Gemäß diesem Modus ist, da die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist, dieses Abdeckungselement beispielsweise als Abdeckglas eines bekannten Eingangs/Ausgangs-Verwaltungssystems unter Verwendung einer Fingerabdruck-Authentifizierung besser geeignet.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der dünne Abschnitt eine innere Zugspannung CT an einem beliebigen Punkt in einem Querschnitt des dünnen Abschnitts von kleiner als 0 MPa aufweist.
Gemäß diesem Modus tritt, da die Spannung an einem beliebigen Punkt des dünnen Abschnitts 0 MPa oder kleiner ist, eine Druckspannung an einer beliebigen Position des dünnen Abschnitts in der Dickenrichtung auf.
Als Ergebnis neigt selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts gering ist, der dünne Abschnitt weniger zu einem Brechen und weist die erforderliche Festigkeit auf.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Teil des dicken Abschnitts einen gebogenen Abschnitt aufweisen.
Gemäß diesem Modus kann, da mindestens ein Teil des dicken Abschnitts einen gebogenen Abschnitt aufweist, die vorliegende Erfindung auch auf ein dreidimensionales Glas oder dergleichen angewandt werden.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Teil des dicken Abschnitts ein Durchgangsloch aufweisen.
Gemäß diesem Modus kann, da mindestens ein Teil des dicken Abschnitts ein Durchgangsloch aufweist, selbst in einem Fall, bei dem ein Verbinder zum Verbinden mit der Außenseite, wie z.B. eine Ohrhörerbuchse, von einer Schutzzieloberfläche, an der das Abdeckungselement angebracht werden soll, freiliegt, das Abdeckungselement an der Schutzzieloberfläche angebracht werden, ohne den Verbinder zu bedecken.
Gemäß eines Modus der vorliegenden Erfindung kann das Schutzziel ein persönlicher Datenassistent sein.
Gemäß diesem Modus kann, da der dünne Abschnitt des Abdeckungselements die erforderliche Festigkeit aufweist, der persönliche Datenassistent selbst in dem Fall geschützt werden, bei dem sich der dünne Abschnitt an einem Eingangsabschnitt oder einem Anzeigebildschirm des persönlichen Datenassistenten befindet.
Der persönliche Datenassistent gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er eines der vorstehend genannten Abdeckungselemente umfasst.
Die vorliegende Erfindung kann einen persönlichen Datenassistenten bereitstellen, der durch ein Abdeckungselement geschützt ist.
Figurenliste

[1] (A) von 1 und (B) von 1 sind Ansichten eines Abdeckungselements; (A) von 1 ist eine Schnittansicht und (B) von 1 ist eine Schnittansicht entlang einer Pfeillinie II-II in (A) von 1.
[2] (A) von 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in (B) von 1 und (B) von 2 ist eine Draufsicht einer Vertiefung betrachtet von der Z-Richtung.
[3] 3 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, in dem ein Sensor angeordnet ist.
[4] (A) von 4 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, in dem eine Vertiefung in einer ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist, (B) von 4 ist eine Draufsicht der Vertiefung betrachtet von der Z-Richtung.
[5] 5 ist eine Schnittansicht des Abdeckungselements, auf dem ein Sensor angeordnet ist.
[6] 6 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, in dem die Vertiefung mit einem vorragenden Abschnitt ausgebildet ist.
[7] 7 ist eine Draufsicht eines Glassubstrats.
[8] (A) von 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils IX in der 7 und (B) von 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils X in der 7.
[9] (A) von 9 ist eine Draufsicht eines Glaselements und (B) von 9 ist eine Draufsicht des Glaselements, in dem Vertiefungen ausgebildet sind.
[10] (A) von 10 ist eine Draufsicht eines ersten Maskenelements und (B) von 10 ist eine Draufsicht eines zweiten Maskenelements.
[11] (A) von 11 ist eine Draufsicht eines ersten Maskenelements gemäß einer Modifizierung und (B) von 11 ist eine Draufsicht eines Glassubstrats gemäß der Modifizierung.
[12] 12 ist eine Draufsicht eines Glassubstrats gemäß einer Modifizierung.
[13] (A) von 13 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, das in ein Gehäuse einbezogen ist, und (B) von 13 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, das in ein Gehäuse einbezogen ist, und zeigt eine Struktur, in der ein Abdeckungselement 1 mit einer Vertiefung 7A ausgebildet ist.
[14] 14 ist eine Draufsicht eines Abdeckungselements, auf dem eine Blendschutz-Behandlungsschicht ausgebildet ist.
[15] (A) von 15 und (B) von 15 sind XXI-XXI-Schnittansichten von 14.
[16] 16 ist eine Draufsicht eines Abdeckungselements gemäß einer Modifizierung, auf dem eine Blendschutz-Behandlungsschicht ausgebildet ist.
[17] (A) von 17 und (B) von 17 sind XXIII-XXIII-Schnittansichten von 16.
[18] (A) bis (D) von 18 sind Schnittansichten von Abdeckungselementen, auf denen eine Verschmutzungsschutzschicht ausgebildet ist.
[19] (A) bis (D) von 19 sind Schnittansichten von Abdeckungselementen gemäß Modifizierungen, auf denen eine Verschmutzungsschutzschicht ausgebildet ist.
[20] (A) von 20 und (B) von 20 sind Schnittansichten von Abdeckungselementen gemäß Modifizierungen, auf denen eine Verschmutzungsschutzschicht ausgebildet ist.
[21] 21 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, auf dem eine gedruckte Schicht ausgebildet ist.
[22] 22 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, auf dem eine gedruckte Schicht ausgebildet ist.
[23] 23 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements, auf dem eine gedruckte Schicht ausgebildet ist.
[24] (A) von 24 und (B) von 24 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und dem integrierten Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung in den Beispielen 1 bzw. 2 zeigen.
[25] (A) von 25 und (B) von 25 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und dem integrierten Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung in den Beispielen 3 bzw. 4 zeigen.
[26] (A) von 26 und (B) von 26 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der Oberflächendruckspannung CS in den Beispielen 1 bzw. 2 zeigen.
[27] (A) von 27 und (B) von 27 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der Oberflächendruckspannung CS in den Beispielen 3 bzw. 4 zeigen.
[28] (A) von 28 und (B) von 28 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT in den Beispielen 1 bzw. 2 zeigen.
[29] (A) von 29 und (B) von 29 sind Graphen, die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT in den Beispielen 3 bzw. 4 zeigen.
[30] 30 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements mit einem gebogenen Abschnitt.
[31] 31 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements mit einem Durchgangsloch.
[32] 32 ist eine Schnittansicht eines Abdeckungselements mit Vertiefungen, die auf beiden Oberflächen davon ausgebildet sind.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Obwohl nachstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Modifizierungen, Ersetzungen, usw., können in der folgenden Ausführungsform eingesetzt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
(Struktur des Abdeckungselements)
Ein Abdeckungselement gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein chemisch gehärtetes Glas und wird zum Schützen irgendeines Schutzziels verwendet. Obwohl die folgende Beschreibung unter der Annahme dargelegt ist, dass das Schutzziel des Abdeckungselements ein persönlicher Datenassistent, wie z.B. ein Smartphone, ist, kann das Schutzziel jedwedes Ziel sein. Beispielsweise kann das Abdeckungselement gemäß der Ausführungsform auf Anzeigevorrichtungen angewandt werden, die mit einem Anzeigefeld, wie z.B. einem Flüssigkristallfeld oder einem EL-Feld, kombiniert sind. Insbesondere ist das Abdeckungselement gemäß der Ausführungsform hervorragend, wenn es als großes Abdeckungselement für eine Fahrzeuganzeige verwendet wird.
Wie es in (A) von 1 und (B) von 1 gezeigt ist, ist das Abdeckungselement 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Ganzes flach und umfasst eine erste Hauptoberfläche 3, die in der Oberseite von 1 gezeigt ist, und eine zweite Hauptoberfläche 5, die auf die erste Hauptoberfläche 3 gerichtet ist, wie es in der Unterseite von 1 gezeigt ist. In der vorliegenden Beschreibung ist die erste Hauptoberfläche 3 eine Außenoberfläche einer Anordnung, die das Abdeckungselement 1 umfasst, d.h., eine Oberfläche, die in einem gewöhnlichen Nutzungszustand von einem Nutzer berührt wird. Die zweite Hauptoberfläche 5 ist eine Innenoberfläche einer Anordnung, d.h., eine Oberfläche, die in einem gewöhnlichen Nutzungszustand von einem Nutzer nicht berührt wird. In der folgenden Beschreibung sind die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung als die Längsrichtung, die kurze Richtung bzw. die Dickenrichtung des Abdeckungselements 1 festgelegt. Alternativ kann die erste Hauptoberfläche 3 die Oberfläche sein, die durch den Nutzer nicht berührt wird, und die zweite Hauptoberfläche 5 kann die Oberfläche sein, die durch den Nutzer berührt wird.
Mindestens eine der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 ist mit mindestens einer Vertiefung 7 ausgebildet. (A) von 1 und (B) von 1 zeigen ein Beispiel, in dem die zweite Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 mit einer Vertiefung 7 ausgebildet ist. Die Vertiefung 7 ist in der Nähe eines Endes in der X-Richtung des Abdeckungselements 1 und in der Mitte in der Y-Richtung ausgebildet. Die Vertiefung 7 kann an jedweder Position in der ersten Hauptoberfläche 3 oder der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 angeordnet sein. Ferner kann jedwede Anzahl von Vertiefungen 7 ausgebildet sein.
Da die Vertiefung 7 in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist, ist ein dünner Abschnitt 13 an der gleichen Position wie die Position ausgebildet, an der die Vertiefung 7 ausgebildet ist, und ein dicker Abschnitt 17, der mit dem Umfang des dünnen Abschnitts 13 verbunden ist und der in der Z-Richtung dicker ist als der dünne Abschnitt 13, ist ausgebildet.
(A) von 2 und (B) von 2 zeigen die Form der Vertiefung 7 genauer. Wie es in (B) von 2 gezeigt ist, weist die Vertiefung 7 bei einer Betrachtung von der Z-Richtung etwa eine rechteckige Form mit kürzeren Seiten, die sich in der X-Richtung erstrecken, und längeren Seiten auf, die sich in der Y-Richtung erstrecken. Die Vertiefung 7 weist auch eine näherungsweise flache untere Oberfläche 8 und eine Seitenoberfläche 9 auf, die mit dem Umfang der unteren Oberfläche 8 verbunden ist. Die Seitenoberfläche 9 weist eine gekrümmte Oberflächenform (R-Form) auf, die übergangslos mit der unteren Oberfläche 8 verbunden ist. Die Seitenoberfläche 9 bildet einen Bereich, der die untere Oberfläche 8 umgibt. Insbesondere nimmt die Seitenoberfläche 9 einen Bereich ein, der sich von der Grenze zwischen einem Bereich in der Nähe der unteren Oberfläche 8, wo der Krümmungsradius länger als 2 mm ist, und einem Bereich, bei dem der Krümmungsradius 2 mm oder kleiner ist, zu dem Umfang der Vertiefung 7 erstreckt. In diesem Fall nimmt der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 ab, wenn die Position von der Mitte der Vertiefung 7 zu deren Umfang verläuft. Mit dieser Struktur wird die Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt der unteren Oberfläche 8 und der Seitenoberfläche 9 vermindert und die Festigkeit wird erhöht. Insbesondere in dem Fall, bei dem ein Sensor 40 für eine Fingerabdruck-Authentifizierung in der Vertiefung 7 angeordnet ist (vgl. die 3), wird bei jeder Authentifizierung ein Finger gegen den dünnen Abschnitt 13 gedrückt, und somit wird wiederholt eine Kraft auf den vorstehend beschriebenen Verbindungsabschnitt ausgeübt. Diese Form stellt den Vorteil einer Verminderung der Spannungskonzentration auf diesen Abschnitt bereit.
Der Krümmungsradius einer Seitenoberfläche 9, die in der 3 gezeigt ist, nimmt zu, wenn die Position von der Mitte der Vertiefung 7 zu deren Umfang verläuft. D.h., die Seitenoberfläche 9 ist eine gekrümmte Oberfläche, die weniger gekrümmt wird, wenn die Position auswärts in der X-Richtung und der Y-Richtung verläuft.
In einem Fall, bei dem eine erste Hauptoberfläche 3 eines Abdeckungselements 1 mit einer Vertiefung 7 ausgebildet ist und ein Sensor 40 für eine Fingerabdruck-Authentifizierung an einem entsprechenden Abschnitt einer zweiten Hauptoberfläche 5 angeordnet ist (vgl. die 5), wird dann, wenn der Krümmungsradius einer Seitenoberfläche 9 so ausgebildet wird, wie es in der 3 gezeigt ist, die Einfachheit des Fingereinsetzens in die Vertiefung 7 erhöht und ein zentraler Abschnitt einer Fingerspitze kann spontan zu einer unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 geführt werden.
Der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 variiert abhängig von der Position, jedoch wird der Krümmungsradius an jeder Position länger als die Tiefe d der unteren Oberfläche 8 oder damit identisch eingestellt. Mit dieser Struktur wird die Einfachheit des Fingereinsetzens in die Vertiefung 7 erhöht und ein zentraler Abschnitt einer Fingerspitze kann spontan zu der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 geführt werden. Insbesondere ist der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 vorzugsweise 0,1 mm oder länger und 2 mm oder kürzer und mehr bevorzugt 0,2 mm oder länger und 1 mm oder kürzer. Wenn der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 0,1 mm oder länger ist, wird ein Festigkeitserhöhungseffekt durch Relaxation der Spannungskonzentration ausgeübt. Wenn der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 2 mm oder kürzer ist, wird eine Bearbeitung in einem Ätzverfahren, das später beschrieben wird, vereinfacht. Wenn das Bearbeitungsvermögen in einem einmaligen Ätzverfahren, das später beschrieben wird, berücksichtigt wird, ist es bevorzugt, dass der Krümmungsradius der Seitenoberfläche 9 kürzer als das Dreifache, mehr bevorzugt kürzer als das Zweifache, in Bezug auf die Tiefe d der Vertiefung 7 ist.
Es ist bevorzugt, dass, wie es in der 3 gezeigt ist, der Verbindungsabschnitt der Seitenoberfläche 9 und der zweiten Hauptoberfläche 5 eine gekrümmte Form aufweist, welche die Seitenoberfläche und die zweite Hauptoberfläche übergangslos verbindet. Wenn dieser Verbindungsabschnitt eine gekrümmte Oberflächenform ohne Kanten aufweist, neigt das Abdeckungselement weniger zu einem Absplittern oder einer Beschädigung, wenn es herabfällt und mit einem externen Element in Kontakt kommt. Um zu bewirken, dass der Verbindungsabschnitt der Seitenoberfläche 9 und der zweiten Hauptoberfläche 5 eine gekrümmte Oberflächenform ist, welche diese übergangslos verbindet, wird der Verbindungsabschnitt nach der Bildung der Vertiefung 7 durch Schwabbelpolieren oder dergleichen fertigbearbeitet. Wenn die Vertiefung 7 jedoch durch Nassätzen gebildet wird, kann der Verbindungsabschnitt zu einer gekrümmten Oberflächenform ausgebildet werden, welche die Seitenoberfläche 9 und die zweite Hauptoberfläche 5 übergangslos verbindet, und zwar durch Entnehmen des Glassubstrats aus dem Ätzmittel nach dem Ätzverfahren und Belassen des Glassubstrats so, wie es ist, für einen längeren Zeitraum als üblich vor dem Maskenablösen und Reinigen. Wenn das Ätzmittel aufgrund der Oberflächenspannung in einem Grenzabschnitt zwischen der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 und der Maske verbleibt, läuft ein Ätzen geringfügig in einem Verbindungsabschnitt, angrenzend an das verbliebene Ätzmittel, der Seitenoberfläche 9 und der zweiten Hauptoberfläche 5 ab und somit wird die Kante des Verbindungsabschnitts zu einer glatten, kontinuierlichen gekrümmten Oberfläche ausgebildet. Die Haltezeit wird zu diesem Zweck so eingestellt, dass sie abhängig von dem Ätzmittel und der Ätzbeständigkeit des Glassubstrats in einem Bereich von mehreren Sekunden bis mehreren zehn Minuten liegt.
Wenn das vorstehend beschriebene Abdeckungselement 1 in ein Gehäuse oder dergleichen einbezogen wird, um jedwede Oberfläche(n), die geschützt werden muss oder müssen (z.B. eine vordere Oberfläche oder Seitenoberflächen), eines persönlichen Datenassistenten oder einer Anzeigevorrichtung zu schützen, kann jedwede von verschiedenen Vorrichtungen, wie z.B. ein Sensor für beispielsweise eine Fingerabdruck-Authentifizierung, ein Anzeigefeld, wie z.B. ein Flüssigkristallfeld oder ein organisches EL-Feld, eine Beleuchtungsvorrichtung oder eine Kamera, auf der Rückoberfläche des dünnen Abschnitts 13 angeordnet werden. Folglich kann die Raumnutzungseffizienz erhöht werden. Beispiele für die Sensoren umfassen einen biometrischen Authentifizierungssensor unter Verwendung eines Fingerabdrucks, einer Iris, einer Venenstruktur oder dergleichen. Als Erfassungsverfahren sind Sensoren bekannt, die ein kapazitives Erfassungsverfahren, ein optisches Erfassungsverfahren, ein Infraroterfassungsverfahren oder ein Ultraschallerfassungsverfahren nutzen. Andere Arten von Sensoren sind ein Beleuchtungssensor, ein Temperatursensor, usw. Da die Vorrichtung, die an der Rückoberfläche des dünnen Abschnitts 13 angebracht ist, durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt ist, welcher der Vorrichtung in der Z-Richtung gegenüberliegt, kann ein Abdeckungselement 1 realisiert werden, das bezüglich des Materials einheitlich ist und eine hohe Einheitlichkeit aufweist und das folglich ein hervorragendes Design aufweist, und zwar ohne die Verwendung einer Sensorabdeckung oder dergleichen, die aus einem anderen Material hergestellt ist. Ferner ist diese Struktur bezüglich einer Kostensenkung sehr effektiv, da die Anzahl der verwendeten Elemente klein ist und der Zusammenbauvorgang vereinfacht werden kann. Da ferner die Anzahl von Öffnungen des Abdeckungselements 1 zum Einbeziehen von anderen Elementen vermindert werden kann, kann leicht eine Wasserbeständigkeit und Tropfenbeständigkeit erreicht werden.
In dem dünnen Abschnitt 13 ist ein integrierter Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung am Schwerpunkt des dünnen Abschnitts kleiner als 0 MPa, wobei die Zugspannung und die Druckspannung als positiv bzw. negativ betrachtet werden. In der folgenden Beschreibung kann ein integrierter Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung einfach als „integrierter Wert S“ abgekürzt werden.
Wenn der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts 13 kleiner als 0 MPa ist, tritt in dem dünnen Abschnitt 13 eine Druckspannung auf. Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts 13 gering ist, weniger wahrscheinlich, dass der dünne Abschnitt 13 bei einem Stoß bricht, und er weist die erforderliche Festigkeit auf.
Als Ergebnis ist es selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts 13 gering ist, weniger wahrscheinlich, dass der dünne Abschnitt 13 bei einem Stoß bricht, und er weist die erforderliche Festigkeit auf. Da ferner der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung eine Festigkeit darstellt, welche die Spannung in dem gesamten dünnen Abschnitt 13 in der Dickenrichtung wiedergibt, kann die Festigkeit in dem gesamten dünnen Abschnitt 13 durch einen einzigen Index bewertet werden.
Es ist sogar bevorzugt, dass der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts 13 kleiner als -10 MPa ist, da in dem dünnen Abschnitt 13 eine größere Druckspannung auftritt. Es ist ferner bevorzugt, dass der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts 13 kleiner als -20 MPa ist.
Der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung ist ein Wert, der durch Bestimmen einer Phasendifferenz R mit einem Phasendifferenzbewertungsgerät, wie z.B. WPA100 von Photonic Lattice, Inc., und Umrechnen derselben in einen S-Wert gemäß der folgenden Gleichung erhalten wird: $S = (Phasendifferenz R) / (Photoelastische Konstante C vor Glas) .$
Die Messposition ist der Schwerpunkt des dünnen Abschnitts 13. Die Phasendifferenz R und die photoelastische Konstante C weisen eine Beziehung R/C = σt auf, wobei σ die innere Spannung (insbesondere die Hauptspannungsdifferenz) ist und t die Dicke ist. Der Begriff „integrierter Wert S“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, entspricht σt, was einem integrierten Wert der inneren Spannung entspricht.
Ein spezifisches Verfahren, um den integrierten Wert S kleiner als 0 MPa zu machen, ist die Durchführung eines chemischen Härtens, nachdem der dünne Abschnitt 13 so dünn wie möglich gemacht worden ist. Es ist bevorzugt, die Zeit des chemischen Härtens lang einzustellen. Ein weiteres Verfahren ist das selektive Härten des dünnen Abschnitts 13.
Zusätzlich zu dem Merkmal, dass der integrierte Wert S in dem dünnen Abschnitt 13 kleiner als 0 MPa ist, ist es bevorzugt, dass das Abdeckungselement 1 eine innere Zugspannung CT an einem beliebigen Punkt in einem Querschnitt des dünnen Abschnitts 13 von kleiner als 0 MPa aufweist.
Wenn die innere Zugspannung CT an einem beliebigen Punkt in einem Querschnitt des dünnen Abschnitts 13 kleiner als 0 MPa ist, tritt an einer beliebigen Position in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts 13 eine Druckspannung auf.
Folglich ist es selbst dann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts 13 gering ist, weniger wahrscheinlich, dass der dünne Abschnitt 13 bei einem Stoß bricht, und er weist die erforderliche Festigkeit auf.
Ein spezifisches Verfahren, um die innere Zugspannung CT an einem beliebigen Punkt des dünnen Abschnitts 13 kleiner als 0 MPa zu machen, ist die Durchführung eines chemischen Härtens, nachdem der dünne Abschnitt 13 noch dünner gemacht worden ist. Es ist bevorzugt, die Zeit des chemischen Härtens lang einzustellen. Ein weiteres Verfahren ist das selektive chemische Härten des dünnen Abschnitts.
Es ist bevorzugt, die Vertiefung 7 durch Ätzen zu bilden, obwohl sie durch eine mechanische Bearbeitung, wie z.B. Schleifen, oder ein Formverfahren, wie z.B. Warmpressen oder Vakuumformen, gebildet werden kann. Wenn ein Ätzen eingesetzt wird, werden kleine Kratzer und Fehler beseitigt, wodurch die Festigkeit des Abdeckungselements 1 erhöht wird. In dem Fall des Ätzens kann die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung einfach eingestellt werden und das Verfahren wird durch einen Schritt abgeschlossen.
Wenn wie in der vorliegenden Ausführungsform die Vertiefung 7 in der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 gebildet wird, ist der arithmetische Mittenrauwert Ra der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 vorzugsweise 50 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 45 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 30 nm oder kleiner. Wenn die Vertiefung 7 in der zweiten Hauptoberfläche 5 ausgebildet ist, wird der Sensor 40 in der Vertiefung 7 (auf einer vertiefungsseitigen Oberfläche 15A des dünnen Abschnitts 13) mittels einer Haftmittelschicht 41 in der Weise, wie es in der 3 gezeigt ist, angeordnet und erfasst einen Zielgegenstand, wie z.B. einen Finger, der mit der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 in Kontakt ist. Folglich ist ein arithmetischer Mittenrauwert Ra der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 von 50 nm oder kleiner bevorzugt, da dann der Grad der Unebenheit der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts ausreichend kleiner ist als derjenige des Fingerabdrucks eines Fingers und somit die Empfindlichkeit der Erfassung hoch gemacht wird. Ferner weist in dieser Struktur, da die gesamte erste Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 flach ist, das Abdeckungselement ein noch besseres Aussehen auf. Obwohl es bezüglich der Untergrenze des arithmetischen Mittenrauwerts Ra der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 keine bestimmten Beschränkungen gibt, ist der arithmetische Mittenrauwert Ra vorzugsweise 2 nm oder größer, mehr bevorzugt 4 nm oder größer. Der arithmetische Mittenrauwert Ra der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 kann durch Auswählen von Schleifkörnern, eines Polierverfahrens oder dergleichen eingestellt werden.
Der arithmetische Mittenrauwert Ra kann gemäß dem japanischen Industriestandard JIS B0601: 2013 gemessen werden.
Wie es in der 4 gezeigt ist, kann die Vertiefung 7 in der ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 ausgebildet sein. Auch in diesem Fall ist der arithmetische Mittenrauwert Ra einer vertiefungsseitigen Oberfläche 14B des dünnen Abschnitts 13, insbesondere der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7, vorzugsweise 50 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 45 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 30 nm oder kleiner. In der Struktur, in der die Vertiefung 7 in der ersten Hauptoberfläche 3 ausgebildet ist, ist der Sensor 40 auf der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 an einer Position gegenüber der Vertiefung 7 in der Z-Richtung angeordnet, wie es in der 5 gezeigt ist, d.h., auf einer Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 15B des dünnen Abschnitts 13. Der Sensor 40 ist auf der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 mittels einer Haftmittelschicht 41 angeordnet. Die Haftmittelschicht 41 muss in dem Fall, bei dem der Sensor 40 an einem Gehäuse oder dergleichen fixiert ist, nicht ausgebildet werden. Anders als in dem Fall von 3, da der Sensor 40 nicht in der Vertiefung 7 angeordnet ist, kann die Abmessung des Sensors 40 länger gemacht werden als die Abmessung der Vertiefung 7 in mindestens einer der X-, Y- und Z-Richtung. Folglich kann der dünne Abschnitt 13 durch Anordnen eines Sensors mit einer relativ großen Abmessung auf der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 15B des dünnen Abschnitts 13 verstärkt werden. Der Sensor 40 erfasst einen Zielgegenstand, der mit der vertiefungsseitigen Oberfläche 14B des dünnen Abschnitts 13, insbesondere mit der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7, in Kontakt ist. Ein arithmetischer Mittenrauwert Ra der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7, der 50 nm oder kleiner ist, ist bevorzugt, da dann der Grad der Unebenheit der unteren Oberfläche ausreichend kleiner ist als derjenige des Fingerabdrucks eines Fingers, und somit wird die Empfindlichkeit der Erfassung in dem Fall hoch gemacht, wenn der Sensor 40 vom Kapazitätstyp ist. Ferner kann bei dieser Struktur ein Nutzer eines persönlichen Datenassistenten die Position des dünnen Abschnitts 13 und die Position des Sensors 40, der auf der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 15B des dünnen Abschnitts 13 angeordnet ist, durch eine visuelle Empfindung, eine taktile Empfindung oder dergleichen aufgrund der Vertiefung 7 leichter erkennen. Obwohl es bezüglich der Untergrenze des arithmetischen Mittenrauwerts Ra der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 keine spezielle Beschränkung gibt, ist der arithmetische Mittenrauwert vorzugsweise 2 nm oder größer, mehr bevorzugt 4 nm oder größer. Der arithmetische Mittenrauwert Ra der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 kann beispielsweise durch die Ätzbedingungen eingestellt werden, die bei der Bildung der Vertiefung 7 eingesetzt werden.
Bevorzugte Formen des Abdeckungselements 1 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die in den 1 und 2 gezeigte Beispielstruktur beschrieben. Dasselbe gilt für die Struktur, die in den 3 und 4 gezeigt ist.
Der Trübungswert des dünnen Abschnitts 13 ist vorzugsweise 8 % oder kleiner, mehr bevorzugt 7 % oder kleiner. Das Einstellen des Trübungswerts des dünnen Abschnitts 13 auf 8 % oder kleiner ermöglicht das Erfüllen der Ebenheit des dünnen Abschnitts 13 und des Aussehens des Abdeckungselements 1. Insbesondere da der Trübungswert des dünnen Abschnitts 13 8 % oder kleiner ist und die Ebenheit hoch ist, kann ein erwünschtes Erfassungsvermögen selbst in dem Fall verwirklicht werden, wenn ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor an einer Position angeordnet ist, die der Vertiefung 7 entspricht.
Die Ebenheit des dünnen Abschnitts 13 beeinflusst die Ebenheit einer gedruckten Schicht, die auf die vertiefungsseitige Oberfläche 15A des dünnen Abschnitts 13 gedruckt ist. Das Einstellen des Trübungswerts des dünnen Abschnitts 13 auf 8 % oder kleiner ermöglicht das Sicherstellen eines Ebenheitsniveaus, das die Sensorempfindlichkeit nicht beeinflusst und das Aussehen der gedruckten Schicht hervorragend macht. Wenn andererseits der Trübungswert des dünnen Abschnitts 13 größer als 8 % ist, tritt eine Druckfarbe, die für das Drucken verwendet worden ist, nicht in einer geeigneten Weise in die Unebenheit einer untersten Schicht des dünnen Abschnitts 13 ein, wodurch das Aussehen nach dem Montieren des Abdeckungselements 1 auf einem Schutzziel verschlechtert wird.
Durch Einstellen des Trübungswerts des dünnen Abschnitts 13 auf 8 % oder kleiner und dadurch Erhöhen der Durchlässigkeit des dünnen Abschnitts 13 kann ein Abdeckungselement realisiert werden, das eine Einheitlichkeit zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 aufweist und als Ganzes ein gutes Aussehen aufweist.
Der Trübungswert des dicken Abschnitts 17 ist vorzugsweise 1 % oder kleiner, mehr bevorzugt 0,5 % oder kleiner und noch mehr bevorzugt 0,2 % oder kleiner.
Der Trübungswert des dünnen Abschnitts 13 kann beispielsweise durch die Ätzbedingungen eingestellt werden, die bei der Bildung der Vertiefung 7 eingesetzt werden. Der Trübungswert kann gemäß dem japanischen Industriestandard JIS K7136: 2000 gemessen werden.
Wie es in der 6 gezeigt ist, kann die untere Oberfläche 8 der Vertiefung 7 eine Form aufweisen, die stärker in die Z-Richtung (in die Richtung der Außenseite der Vertiefung 7) vorragt, wenn die Position stärker zu deren Mitte verläuft. Durch diese Form weist der vorragende Abschnitt ein erhöhtes taktiles Empfinden auf. Es ist bevorzugt, dass die Dicke t₁ in der Z-Richtung eines zentralen Abschnitts (des Abschnitts, der am meisten vorragt) des vorragenden Abschnitts der unteren Oberfläche 8 5 µm oder größer und 20 µm oder kleiner ist. Wenn die Dicke t₁ in der Z-Richtung des vorragenden Abschnitts der unteren Oberfläche 8 größer als 20 µm ist, wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Erkennung durch den Sensor hoch. Wenn die Dicke t₁ kleiner als 5 µm ist, kann eine Variation des taktilen Empfindens nicht gefühlt werden. Das Vorliegen oder das Fehlen eines vorragenden Abschnitts der unteren Oberfläche 8 und die Dicke des vorragenden Abschnitts in der Z-Richtung können beispielsweise durch die Ätzbedingungen eingestellt werden, die bei der Bildung der Vertiefung 7 eingesetzt werden. Die Dicke t₁ in der Z-Richtung des vorragenden Abschnitts der unteren Oberfläche 8 kann beispielsweise mit einem Laserverschiebungssensor LT-9000 gemessen werden, der von Keyence Corporation hergestellt wird.
Das Abdeckungselement 1 umfasst ein chemisch gehärtetes Glas. Das chemisch gehärtete Abdeckungselement 1 weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, da die Oberfläche des dünnen Abschnitts 13, d.h., die Gesamtheit der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5, mit einer Druckspannungsschicht ausgebildet ist.
Bei dem Abdeckungselement 1 ist es bevorzugt, dass die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 17 größer ist als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt 13. Durch diese Struktur ist es weniger wahrscheinlich, dass der dicke Abschnitt 17 bricht, wenn auf das Abdeckungselement 1 aufgrund eines Herabfallens oder dergleichen ein Stoß ausgeübt wird.
Ein spezifisches Verfahren, um die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 17 größer als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt 13 zu machen, ist das Einstellen der Zeit des chemischen Härtens länger als üblich. Ein weiteres Verfahren ist das selektive chemische Härten des dicken Abschnitts 17.
Die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 und die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 werden gemäß einer Verwendung des Abdeckungselements 1 in einer geeigneten Weise eingestellt.
Beispielsweise wenn die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 größer eingestellt wird als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17, bricht der dünne Abschnitt 13 zuerst und absorbiert den Stoß, so dass ein Brechen des dicken Abschnitts 17 verhindert wird, wenn auf das Abdeckungselement 1 ein unerwartet starker Stoß ausgeübt wird.
Diese Struktur ist vorteilhaft, wenn es gewünscht ist, den dicken Abschnitt 17 mit einer Priorität in Bezug auf den dünnen Abschnitt 13 zu schützen. Ein spezifisches Beispiel ist ein Fall, bei dem das Abdeckungselement 1 ein Abdeckglas eines Smartphones ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine Funktion, die dem dünnen Abschnitt 13 zugeordnet ist, wie z.B. eine Fingerabdruck-Authentifizierungsfunktion, eine begleitende Funktion oder eine Funktion ist, die durch ein anderes Authentifizierungsmittel, wie z.B. die Verwendung eines Passworts, ersetzt werden kann, wohingegen es bei dem Smartphone einen großen Einfluss auf die Art und Weise der Ausführung von dessen Funktionen aufweist, ob der Anzeigebildschirm, der für den dicken Abschnitt 17 bereitgestellt ist, visuell erkannt werden kann.
Bezüglich spezifischer Werte der inneren Zugspannung CT ist es bevorzugt, dass die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 50 MPa oder kleiner ist.
Ein spezifisches Verfahren, um die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 größer als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 zu machen, ist es, den dünnen Abschnitt 13 dünner zu machen und die Zeit des chemischen Härtens länger als üblich einzustellen. Ein weiteres Verfahren ist das selektive chemische Härten des dünnen Abschnitts 13.
Umgekehrt bricht, wenn die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 größer als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 eingestellt wird, wenn auf das Abdeckungselement 1 ein unerwartet starker Stoß ausgeübt wird, der dicke Abschnitt 17 zuerst und absorbiert den Stoß, so dass ein Brechen des dicken Abschnitts 17 verhindert wird.
Diese Struktur ist vorteilhaft, wenn es gewünscht ist, den dünnen Abschnitt 13 mit einer Priorität gegenüber dem dicken Abschnitt 17 zu schützen. Ein spezifisches Beispiel ist ein Fall, bei dem das Abdeckungselement 1 ein Abdeckglas einer Sicherheitsvorrichtung ist, die eine Eingangs/Ausgangsverwaltung unter Verwendung einer Fingerabdruck-Authentifizierung ermöglicht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Inhalt, der auf dem Anzeigebildschirm angezeigt wird, der für den dicken Abschnitt 17 bereitgestellt ist, einfach ist und durch ein akustisches Signal oder dergleichen ersetzt werden kann, wohingegen es bei der Eingangs/Ausgangsverwaltung einen großen Einfluss auf die Art und Weise der Ausführung von deren Funktionen aufweist, ob eine persönliche Authentifizierung unter Verwendung eines Sensors oder dergleichen, der für den dünnen Abschnitt 13 bereitgestellt ist, durchgeführt werden kann.
Bezüglich spezifischer Werte ist es bevorzugt, dass die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 50 MPa oder kleiner ist.
Ein spezifisches Verfahren, um die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 größer als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 zu machen, ist es, den dünnen Abschnitt 13 so dünn wie möglich zu machen und die Zeit des chemischen Härtens länger als üblich einzustellen. Ein weiteres Verfahren ist das selektive Härten des dicken Abschnitts 17. Ferner ist ein weiteres Verfahren das Härten sowohl des dicken Abschnitts 17 als auch des dünnen Abschnitts 13 in einer Weise, dass der dünne Abschnitt 13 selektiv gehärtet wird.
Im Allgemeinen ist die innere Zugspannung CT in einem chemisch gehärteten Glas durch die Verwendung der Dicke t, der Oberflächendruckspannung CS in einer Druckspannungsschicht und der Tiefe der Druckspannungsschicht DOL näherungsweise durch die Beziehungsgleichung CT = (CS × DOL)/(t - 2 × DOL) gegeben. Folglich nimmt für dieselbe Oberflächendruckspannung CS und dieselbe Tiefe der Druckspannungsschicht DOL die innere Zugspannung CT mit abnehmender Dicke zu. Wenn ein übliches chemisches Härten, in dem ein Glas in ein Alkalimetallsalz getaucht wird, mit einem Glas mit einem Abschnitt durchgeführt wird, dessen Dicke sich von dem anderen unterscheidet, wie dies in dem Abdeckungselement 1 der Fall ist, findet ein lonenaustausch isotrop von der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 statt. Folglich werden dieselbe Oberflächendruckspannung CS und dieselbe Tiefe der Druckspannungsschicht DOL ungeachtet einer partiellen Dickendifferenz erhalten. In diesem Fall wird dann, wenn ein chemisches Härten bei Bedingungen durchgeführt wird, die für ein gewöhnliches flaches Abdeckungselement eingesetzt werden, CT in dem dünnen Abschnitt 13 so hoch, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Selbstzerstörung des dünnen Abschnitts erhöht ist. Wenn andererseits ein chemisches Härten mit der Gesamtheit eines solchen Glases bei Bedingungen zum Erhalten einer Oberflächendruckspannung CS und einer Tiefe der Druckspannungsschicht DOL auf Niveaus, bei denen eine Zerstörung des dünnen Abschnitts 13 nicht verursacht wird, durchgeführt wird, wird das chemische Härten notwendigerweise schwach und somit wird die Festigkeit des dicken Abschnitts 17 geringer als die Festigkeit eines flachen Abdeckungselements, das keinen dünnen Abschnitt 13 aufweist. Deshalb ist es bevorzugt, dem dünnen Abschnitt 13 eine Oberflächendruckspannung CS und eine Tiefe der Druckspannungsschicht DOL auf Niveaus zu verleihen, dass eine Zerstörung des dünnen Abschnitts 13 nicht verursacht wird, während dem dicken Abschnitt 17 eine Oberflächendruckspannung CS und eine Tiefe der Druckspannungsschicht DOL verliehen werden, die zu denjenigen äquivalent sind, die einem gewöhnlichen flachen Abdeckungselement verliehen werden. D.h., es ist bevorzugt, dass die Tiefe der Druckspannungsschicht, die in dem dünnen Abschnitt 13 ausgebildet ist, kleiner ist als die Tiefe der Druckspannungsschicht, die in dem dicken Abschnitt 17 ausgebildet ist.
Bei dem Abdeckungselement 1 ist es bevorzugt, dass die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 5 zum Erhöhen ihrer Ebenheit poliert werden. In dem Fall, bei dem ein Polieren mit einem Samtkissen und einem Poliermittel durchgeführt wird, das eine Polieraufschlämmung ist, die Ceroxid oder kolloidales Siliziumoxid enthält, können Fehlstellen (Risse) in der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 und ein Verziehen und Vertiefungen des Abdeckungselements 1 beseitigt werden. Dies erhöht die Festigkeit des Abdeckungselements 1. Obwohl das Polieren entweder vor oder nach dem chemischen Härten des Abdeckungselements 1 durchgeführt werden kann, ist es bevorzugt, dass das Polieren aus den folgenden Gründen nach dem chemischen Härten durchgeführt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine Glasplatte, die einem chemischen Härten mittels lonenaustausch unterzogen worden ist, Defekte in der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 aufweist. Ferner kann eine kleine Unebenheit von maximal etwa 1 µm verbleiben. Wenn eine Kraft auf eine Glasplatte einwirkt, kann die Glasplatte selbst dann brechen, wenn die Kraft schwächer ist als eine theoretische Festigkeit, da sich die Spannung auf einem Abschnitt konzentriert, wo ein solcher Defekt oder eine solche kleine Unebenheit vorliegt. Aus diesem Grund werden Schichten (fehlerhafte Schichten), die als oberste und unterste Schichten einer Glasplatte vorliegen, die einem chemischen Härten unterzogen worden sind und die Fehler und kleine Unebenheiten aufweisen, durch das Polieren entfernt. Üblicherweise beträgt die Dicke der fehlerhaften Schichten, die Fehler aufweisen, 0,01 bis 0,5 µm, obwohl diese von den Bedingungen des chemischen Härtens abhängt.
Es kann nur der dicke Abschnitt 17 einem Polieren unterzogen werden. Dies stellt einen Effekt dahingehend bereit, dass die Empfindlichkeit der Erfassung und die Sichtbarkeit in dem Fall zunehmen, bei dem ein Sensor und ein Anzeigefeld auf einer Oberfläche der Seite einer zweiten Hauptoberfläche 19 angeordnet sind. Da ferner der dicke Abschnitt 17 mit der Festigkeit des gesamten Abdeckungselements 1 zusammenhängt, kann die Festigkeit des Abdeckungselements 1 durch Entfernen von Defekten davon durch Polieren erhöht werden. Wenn der dicke Abschnitt 17 des Abdeckungselements 1, der einem chemischen Härten unterzogen worden ist, poliert wird, wird die Tiefe der Druckspannungsschicht DOL der Vertiefung 7 größer als diejenige des dicken Abschnitts 17. D.h., es kann ein Abdeckungselement 1 erhalten werden, bei dem die Festigkeit des dünnen Abschnitts 13 aufrechterhalten wird.
Das Polieren kann auf der unteren Oberfläche 8 und der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 durchgeführt werden. Dies stellt einen Effekt dahingehend bereit, dass die Empfindlichkeit des Erfassens und die Sichtbarkeit in dem Fall zunehmen, bei dem ein Sensor und ein Anzeigefeld in der Vertiefung 7 angeordnet sind. Wenn die Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1, das einem chemischen Härten unterzogen worden ist, poliert wird, wird die Tiefe der Druckspannungsschicht DOL des dicken Abschnitts 17 größer als diejenige der Vertiefung 7. Das Entfernen einer unähnlichen Schicht, die während der Bildung der Vertiefung 7 gebildet worden ist, durch Polieren macht die Bildung einer Verschmutzungsschutzschicht, die später beschrieben wird, einfacher.
Wenn das Abdeckungselement 1 zum Schützen einer Anzeigevorrichtung, wie z.B. eines persönlichen Datenassistenten oder eines Anzeigefelds, verwendet wird, ist die Dicke des dicken Abschnitts 17 in der Z-Richtung vorzugsweise 5 mm oder kleiner, mehr bevorzugt 2 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 1,5 mm oder kleiner und besonders bevorzugt 0,8 mm oder kleiner. Es gibt keine Probleme bezüglich des Bearbeitungsvermögens, wenn die Dicke des dicken Abschnitts in der Z-Richtung 5 mm oder kleiner ist. Die Dicke des dicken Abschnitts 17 in der Z-Richtung ist 0,1 mm oder größer, vorzugsweise 0,15 mm oder größer und mehr bevorzugt 0,2 mm oder größer, um dessen Steifigkeit zu erhöhen.
Die maximale Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung ist vorzugsweise 1 mm oder kleiner, mehr bevorzugt 0,4 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 0,35 mm oder kleiner, noch mehr bevorzugt 0,3 mm oder kleiner, besonders bevorzugt 0,25 mm oder kleiner, ganz besonders bevorzugt 0,2 mm oder kleiner und insbesondere 0,1 mm oder kleiner. Insbesondere wenn ein kapazitiver Sensor auf der Rückseite der Vertiefung 7 des dünnen Abschnitts 13 angeordnet ist, nimmt die erfasste Kapazität zu, so dass die Empfindlichkeit des Erfassens höher gemacht wird, wenn der dünne Abschnitt 13 dünner gemacht wird. Beispielsweise nehmen auch in dem Fall einer Fingerabdruck-Authentifizierung, bei der eine kleine Unebenheit eines Fingerabdrucks einer Fingerspitze erfasst wird, Unterschiede zwischen Kapazitätswerten, die einer kleinen Unebenheit eines Fingerabdrucks einer Fingerspitze entsprechen, zu, so dass eine Erfassung mit einer höheren Empfindlichkeit der Erfassung ermöglicht wird. Andererseits ist, obwohl es keine bestimmten Beschränkungen bezüglich der Untergrenze der Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung gibt, für den dünnen Abschnitt 13, der sehr dünn ist, die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung vorzugsweise 0,01 mm oder größer, mehr bevorzugt 0,05 mm oder größer, so dass die Festigkeit sichergestellt ist, die als Schutzabschnitt für einen Sensor oder dergleichen erforderlich ist.
Die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 1/2, mehr bevorzugt kleiner als oder gleich 1/3 und noch mehr bevorzugt kleiner als oder gleich 1/4 der Dicke des dicken Abschnitts 17 in der Z-Richtung. Da andererseits der dünne Abschnitt 13, der in einem gewissen Ausmaß dick ist, ein Knicken unterdrücken kann, ist es bevorzugt, dass die Dicke des dünnen Abschnitts größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17 ist. Der Begriff „Knicken“ steht für ein Phänomen, dass sich dann, wenn die Belastung auf ein Material erhöht wird, die Art und Weise von dessen Verformung abrupt ändert und das Material in einem großen Ausmaß verzogen wird.
Es gibt keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Untergrenze des Flächenverhältnisses der Dicke in der Z-Richtung des dicken Abschnitts 17 und diese kann gemäß der Anwendung eingestellt werden. Bei einer Verwendung des Schützens eines persönlichen Datenassistenten ist das Flächenverhältnis typischerweise 1,5 oder größer. Das Verhältnis der Fläche des dünnen Abschnitts 13 bezogen auf die Fläche des dicken Abschnitts 17 ist 1/2 oder kleiner, vorzugsweise 1/3 oder kleiner und mehr bevorzugt 1/4 oder kleiner. Wenn das Verhältnis der Fläche des dünnen Abschnitts 13 bezogen auf die Fläche des dicken Abschnitts 17 größer als 1/2 ist, gibt es Bedenken dahingehend, dass die Festigkeit extrem niedrig sein kann. Die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung kann beispielsweise mit einem Laserverschiebungssensor LT-9000 gemessen werden, der von Keyence Corporation hergestellt wird.
Der Young'sche Modul des dünnen Abschnitts 13 is vorzugsweise 60 GPa oder größer, mehr bevorzugt 65 GPa oder größer und noch mehr bevorzugt 70 GPa oder größer. Wenn der Young'sche Modul des dünnen Abschnitts 13 60 GPa oder größer ist, kann ausreichend verhindert werden, dass der dünne Abschnitt 13 aufgrund eines Zusammenstoßes mit einem von außen kommenden Gegenstand beschädigt wird. Wenn in der Vertiefung 7 ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor angeordnet ist, kann ausreichend verhindert werden, dass der dünne Abschnitt 13 aufgrund eines Herabfallens oder eines Zusammenstoßes eines Smartphones oder dergleichen beschädigt wird. Ferner kann ausreichend verhindert werden, dass ein Sensor, der durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt ist, beispielsweise beschädigt wird. Obwohl es bezüglich der Obergrenze des Young'schen Moduls des dünnen Abschnitts 13 keine speziellen Beschränkungen gibt, ist der Young'sche Modul des dünnen Abschnitts 13 im Hinblick auf die Produktivität vorzugsweise 200 GPa oder kleiner, mehr bevorzugt 150 GPa oder kleiner.
Die Vickers-Härte Hv des dünnen Abschnitts 13 ist vorzugsweise 400 oder größer, mehr bevorzugt 500 oder größer. Wenn die Vickers-Härte des dünnen Abschnitts 13 400 oder größer ist, kann ausreichend verhindert werden, dass der dünne Abschnitt 13 aufgrund eines Zusammenstoßes mit einem von außen kommenden Gegenstand verkratzt wird. Wenn ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor in der Vertiefung 7 angeordnet wird, kann ausreichend verhindert werden, dass der dünne Abschnitt 13 aufgrund eines Herabfallens oder eines Zusammenstoßes eines Smartphones oder dergleichen verkratzt wird. Ferner kann ausreichend verhindert werden, dass ein Sensor, der durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt ist, beispielsweise beschädigt wird. Obwohl es keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Obergrenze der Vickers-Härte des dünnen Abschnitts 13 gibt, ist die Vickers-Härte im Hinblick auf ein einfaches Polieren und Bearbeiten vorzugsweise 1200 oder kleiner, mehr bevorzugt 1000 oder kleiner. Die Vickers-Härte kann beispielsweise durch die Vickers-Härteprüfung gemessen werden, die in dem japanischen Industriestandard JIS Z 2244: 2009 beschrieben ist.
Die relative Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts 13 bei einer Frequenz von 1 MHz ist vorzugsweise 7 oder größer, mehr bevorzugt 7,2 oder größer und noch mehr bevorzugt 7,5 oder größer. Wenn ein kapazitiver Sensor auf der vertiefungsseitigen Oberfläche 15A des dünnen Abschnitts 13 angeordnet ist, kann eine große Kapazität erfasst werden und somit kann eine hohe Empfindlichkeit der Erfassung dadurch realisiert werden, dass die relative Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts 13 groß gemacht wird. Insbesondere wenn die relative Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts 13 bei der Frequenz von 1 MHz 7 oder größer ist, werden auch in dem Fall einer Fingerabdruck-Authentifizierung, bei der eine kleine Unebenheit eines Fingerabdrucks einer Fingerspitze erfasst wird, die Unterschiede zwischen Kapazitätswerten, die einer kleinen Unebenheit eines Fingerabdrucks einer Fingerspitze entsprechen, groß und somit kann eine Erfassung mit einer hohen Erfassungsempfindlichkeit durchgeführt werden. Bezüglich der Obergrenze der relativen Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts 13 gibt es keine speziellen Beschränkungen. Wenn jedoch die relative Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts zu groß ist, können der dielektrische Verlust und der Stromverbrauch groß werden und das Ansprechen kann langsam werden. Folglich ist die relative Dielektrizitätskonstante des dünnen Abschnitts 13 bei der Frequenz von 1 MHz z.B. vorzugsweise 20 oder kleiner, mehr bevorzugt 15 oder kleiner. Die relative Dielektrizitätskonstante kann durch Messen der Kapazität eines Kondensators erhalten werden, der durch Bilden von Elektroden auf den zwei jeweiligen Oberflächen des Abdeckungselements 1 hergestellt wird.
Es ist bevorzugt, dass eine gedruckte Schicht auf der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 gebildet wird. Insbesondere ist es, wie es in der 2 gezeigt ist, wenn die Rückoberfläche (zweite Hauptoberfläche 5) des Abdeckungselements 1 mit der Vertiefung 7 ausgebildet ist, bevorzugt, dass auch eine gedruckte Schicht auf der Vertiefung 7 (vertiefungsseitige Oberfläche 15A) ausgebildet wird. Die Bildung solcher gedruckter Schichten ermöglicht es, effektiv zu verhindern, dass das Innere eines persönlichen Datenassistenten als Schutzziel des Abdeckungselements 1 und ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor, der auf der vertiefungsseitigen Oberfläche 15 des dünnen Abschnitts 13 angeordnet ist, durch das Abdeckungselement 1 visuell erkannt wird, und ermöglicht es auch, dem Abdeckungselement 1 eine gewünschte Farbe zu verleihen, so dass es ein hervorragendes Aussehen aufweisen kann. Um die Kapazität des Abdeckungselements 1 (dünner Abschnitt 13) groß zu halten, ist es umso besser, je dünner die gedruckte Schicht ist. Die Dicke der gedruckten Schicht ist vorzugsweise 30 µm oder kleiner, mehr bevorzugt 25 µm oder kleiner und besonders bevorzugt 10 µm oder kleiner. In dem Fall eines Weißdruckens unter Verwendung einer Druckfarbe, die eine Verbindung mit einer großen relativen Dielektrizitätskonstante enthält (z.B. eine Druckfarbe, die TiO₂ enthält), ist die Dicke der gedruckten Schicht vorzugsweise 100 µm oder kleiner, mehr bevorzugt 50 µm oder kleiner und besonders bevorzugt 25 µm oder kleiner, da die relative Dielektrizitätskonstante der gedruckten Schicht groß ist.
Wenn eine gedruckte Schicht auf der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 ausgebildet ist, ist ein Sensor an einer Position (auf der Rückseite des dünnen Abschnitts 13) gegenüber der Vertiefung 7 in der Z-Richtung auf der Rückoberfläche der gedruckten Schicht angeordnet. Folglich ist der arithmetische Mittenrauwert Ra einer obersten Oberfläche der gedruckten Schicht vorzugsweise 50 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 45 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 30 nm oder kleiner. Ferner ist der arithmetische Mittenrauwert Ra der Rückoberfläche vorzugsweise 50 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 45 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 30 nm oder kleiner. Ein arithmetischer Mittenrauwert Ra von jeder der obersten Oberfläche und der Rückoberfläche der gedruckten Schicht von 50 nm oder kleiner ist bevorzugt, da deren Unebenheit auf Niveaus vorliegt, die ausreichend kleiner sind als die Unebenheit eines Fingerabdrucks und die Empfindlichkeit der Erfassung somit hoch gemacht wird. Obwohl es bezüglich der Untergrenze des arithmetischen Mittenrauwerts Ra von jeder der obersten Oberfläche und der Rückoberfläche der gedruckten Schicht keine speziellen Beschränkungen gibt, ist sie vorzugsweise 2 nm oder größer, mehr bevorzugt 4 nm oder größer.
Wenn das vorstehend beschriebene Abdeckungselement 1 in ein Gehäuse oder dergleichen einbezogen wird, um jedwede Oberfläche(n) eines persönlichen Datenassistenten oder einer Anzeigevorrichtung zu schützen, die geschützt werden soll oder sollen (z.B. die vordere Oberfläche oder Seitenoberflächen), kann ein Sensor beispielsweise für eine Fingerabdruck-Authentifizierung oder ein Anzeigefeld, wie z.B. ein Flüssigkristallfeld oder ein organisches EL-Feld, auf der vertiefungsseitigen Oberfläche 15A des dünnen Abschnitts 13 angeordnet werden. Da der Sensor, der an der vertiefungsseitigen Oberfläche 15A des dünnen Abschnitts 13 angebracht ist, durch den dünnen Abschnitt 13 geschützt ist, der diesem in der Z-Richtung gegenüberliegt, kann ein Abdeckungselement 1, das bezüglich des Materials einheitlich ist und folglich eine hervorragende Gestaltung aufweist, ohne die Verwendung einer Sensorabdeckung oder dergleichen, die aus einem anderen Material hergestellt ist, realisiert werden. Ferner ist diese Struktur bezüglich einer Kostensenkung sehr effektiv, da die Anzahl der verwendeten Elemente gering ist und der Zusammenbauvorgang vereinfacht werden kann. Da ferner die Anzahl von Öffnungen zum Einbeziehen von anderen Elementen vermindert werden kann, kann leicht eine Wasserbeständigkeit und Tropfenbeständigkeit erreicht werden.
(Verfahren zur Herstellung des Abdeckungselements)
Das vorstehend beschriebene Abdeckungselement 1 wird durch Ausschneiden eines Abschnitts, der mindestens eine Vertiefung 107 umfasst, von einem Glassubstrat 101 mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 107, wie es in der 7 gezeigt ist, erhalten.
Die Struktur des Glassubstrats 101, ein Verfahren zur Herstellung des Glassubstrats 101 und ein Verfahren zur Herstellung des Abdeckungselements 1 werden nachstehend in dieser Reihenfolge detailliert beschrieben.
(Glassubstrat)
Die 7 zeigt das Glassubstrat 101, aus dem die Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 ausgeschnitten werden soll. In der 7 sind Umrisse der Abdeckungselemente 1, die ausgeschnitten werden sollen, durch gestrichelte Linien angegeben; die Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 wird durch Schneiden des Glassubstrats 101 entlang der gestrichelten Linien erhalten. Obwohl in diesem Beispiel die Schnittlinien gerade Linien bzw. Geraden sind, wie es durch die gestrichelten Linien angegeben ist, müssen sie nicht immer gerade Linien bzw. Geraden sein und können gekrümmte Linien sein.
Eine von einer ersten Hauptoberfläche 103 (die Oberfläche auf der Betrachterseite in der 7) oder einer zweiten Hauptoberfläche 105 des Glassubstrats 101 ist mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 107 ausgebildet. Die 7 zeigt ein Beispiel, in dem die erste Hauptoberfläche 103 mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 107 ausgebildet ist. Wie es später beschrieben ist, wird die Mehrzahl von Vertiefungen 107 beispielsweise durch eine Ätzbehandlung, eine Schleifbehandlung oder eine Warmverformung ausgebildet.
Das Glassubstrat 101 weist eine Mehrzahl von dünnen Abschnitten 113, die durch die Bildung der Mehrzahl von Vertiefungen 107 gebildet werden, und einen dicken Abschnitt 117 auf, der mit der Mehrzahl von dünnen Abschnitten 113 verbunden ist. Die Mehrzahl von Vertiefungen 107 ist in einem konstanten Intervall in jeder der X-Richtung und der Y-Richtung angeordnet. Folglich sind auch die dünnen Abschnitte 113 in dem konstanten Intervall in jeder der X-Richtung und der Y-Richtung angeordnet. Die Mehrzahl von Vertiefungen 107 muss nicht immer in einem konstanten Intervall angeordnet werden; sie können in einer Mehrzahl von Arten von Intervallen angeordnet sein oder ein Teil davon kann in zufälligen Intervallen angeordnet sein. Um jedoch die Raumeffizienz beim Ausschneiden der Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 zu erhöhen, ist es bevorzugt, die Mehrzahl von Vertiefungen 107 in einem konstanten Intervall anzuordnen und die Abdeckungselemente 1 ohne Lücken anzuordnen, wie es in der 7 gezeigt ist.
Die Strukturen (Form, Abmessungen, usw.) jeder Vertiefung 107 und jedes dünnen Abschnitts 113 des Glassubstrats 101 sind mit denjenigen der Vertiefung 7 und des dünnen Abschnitt 13 des vorstehend beschriebenen Abdeckungselements 1 identisch. D.h., der arithmetische Mittenrauwert Ra der Oberfläche auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 103 von jedem dünnen Abschnitt 113 ist vorzugsweise 50 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 45 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 30 nm oder kleiner. Der Trübungswert jedes dünnen Abschnitts 113 ist vorzugsweise 8 % oder kleiner, mehr bevorzugt 7 % oder kleiner. Wie in der Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 (vgl. die 6) kann die untere Oberfläche jeder Vertiefung 107 des Glassubstrats 101 so geformt sein, dass sie stärker vorragt, wenn die Position zu deren Mitte verläuft.
Es ist bevorzugt, dass die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 107 des Glassubstrats 101 eine gekrümmte Oberflächenform aufweist, die übergangslos mit der unteren Oberfläche der Vertiefung 107 verbunden ist, wie dies bei der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 der Fall ist (vgl. (A) von 2 bis 6). Es ist bevorzugt, dass der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 107 zunimmt, wenn die Position von einem zentralen Abschnitt der Vertiefung 107 zu einem Umfangsabschnitt verläuft. Es ist bevorzugt, dass der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 107 länger als die oder gleich der Tiefe der unteren Oberfläche der Vertiefung 107 eingestellt ist. Es ist bevorzugt, dass der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 107 0,1 mm oder länger und 2 mm oder kürzer ist. Es ist bevorzugt, dass ein Abschnitt, bei dem die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 107 mit der ersten Hauptoberfläche 103 oder der zweiten Hauptoberfläche 105 verbunden ist, eine glatte, kontinuierlich gekrümmte Oberflächenform wie der Abschnitt des Abdeckungselements 1 aufweist, wobei die Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 mit der ersten Hauptoberfläche 3 oder der zweiten Hauptoberfläche 5 verbunden ist (vgl. die 3 und 5).
Wie es in (A) von 8 und (B) von 8 gezeigt ist, ist mindestens eine der ersten Hauptoberfläche 103 und der zweiten Hauptoberfläche 105 des Glassubstrats 101 mit einer Mehrzahl von ersten Markierungen 121 und einer Mehrzahl von zweiten Markierungen 122 zum Durchführen einer Positionierung beim Ausschneiden der Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 versehen. Wie es in (A) von 8 und (B) von 8 gezeigt ist, sind Verlängerungslinien in der X-Richtung und der Y-Richtung von den Umrissen (durch gestrichelte Linien in der 8 und der 9 angegeben) der Abdeckungselemente 1 durch die Symbole A bzw. B angegeben. Ein Paar der ersten Markierungen 121 ist auf den zwei jeweiligen Seiten der Verlängerungslinie A angeordnet, die sich in der X-Richtung in der Nähe des Abdeckungselements 1 oder der Abdeckungselemente 1 erstreckt, und auf den zwei jeweiligen Seiten der Verlängerungslinie B angeordnet, die sich in der Y-Richtung in der Nähe des Abdeckungselements 1 oder der Abdeckungselemente 1 erstreckt. Jede erste Markierung 121 besteht aus einem Paar von ersten Markierungsteilen 121A. Jedes erste Markierungsteil 121A ist etwa wie ein L geformt, das aus zwei orthogonalen Linien besteht. Linien, die an erste Markierungsteile 121A angrenzen, liegen mit einer geringen Lücke einander gegenüber. Die zweiten Markierungen 122 sind an den jeweiligen vier Ecken des Glassubstrats 101 ausgebildet. Jede zweite Markierung 122 ist etwa wie ein Kreuz geformt, das aus zwei orthogonalen Linien besteht. Von den zwei Linien, die jede zweite Markierung 122 bilden, kreuzt ein Teil der Linie, der zu der Verlängerungslinie A parallel ist, die sich in der X-Richtung erstreckt, die Verlängerungslinie B, die sich in der Y-Richtung erstreckt, und ein Teil der Linie, der zu der Verlängerungslinie B parallel ist, die sich in der Y-Richtung erstreckt, kreuzt die Verlängerungslinie A, die sich in der X-Richtung erstreckt.
Beim Ausschneiden des Abdeckungselements 1 aus dem Glassubstrat 101 kann durch Auswählen einer Schnittposition durch Lesen der Positionen der zweiten Markierungen 122 und Prüfen, ob eine Schnittlinie durch die Mittellinie der ersten Markierung 121 verläuft (d.h., eine Verlängerungslinie A, die sich in der X-Richtung erstreckt, oder eine Verlängerungslinie B, die sich in der Y-Richtung erstreckt), geprüft werden, ob ein Schneiden korrekt durchgeführt wurde.
(Verfahren zur Herstellung des Glassubstrats)
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Glassubstrats 101 beschrieben. Zuerst werden Ausgangsmaterialien von jeweiligen Komponenten so gemischt, dass eine später beschriebene Zusammensetzung hergestellt wird, und das resultierende Gemisch wird erwärmt und in einem Glasofen geschmolzen. Das Glas wird beispielsweise durch Blasenbildung, Rühren oder Zusetzen eines Läuterungsmittels homogenisiert, mit einem bekannten Formverfahren zu einer Glasplatte mit einer vorgegebenen Dicke geformt und wärmebehandelt. Beispiele für Glasformverfahren umfassen ein Floatverfahren, ein Pressverfahren, ein Verschmelzungsverfahren, ein „Down-draw“-Verfahren und ein Auswalzverfahren. Das Floatverfahren, das für eine Massenproduktion geeignet ist, ist besonders bevorzugt. Ein kontinuierliches Formverfahren, das von dem Floatverfahren verschieden ist, d.h., das Verschmelzungsverfahren und das „Down-draw“-Verfahren, sind ebenso bevorzugt. Ein Glaselement, das durch ein optionales Verfahren zu einer flachen Plattenform geformt worden ist, wird wärmebehandelt und zu einer gewünschten Größe geschnitten (d.h., der Größe eines Glaselements 201). Wenn beispielsweise eine höhere Abmessungsgenauigkeit erforderlich ist, kann das ausgeschnittene Glaselement einem Polieren unterzogen werden. Als Ergebnis wird ein Glaselement 201 erhalten, das eine flache erste Hauptoberfläche 203 und eine flache zweite Hauptoberfläche 205 aufweist und als Ganzes wie eine flache Platte geformt ist, wie es in (A) von 9 gezeigt ist.
Dann fährt der Ablauf zu einem Vertiefungsbildungsvorgang zur Bildung von Vertiefungen 207 in einer der ersten Hauptoberfläche 203 und der zweiten Hauptoberfläche 205 des Glaselements 201 fort. In einem nachstehend beschriebenen Beispiel werden, wie es in (B) von 9 gezeigt ist, Vertiefungen 207 in der ersten Hauptoberfläche 203 des Glaselements 201 ausgebildet. In dem Vertiefungsbildungsvorgang wird das Glaselement 201 einer Ätzbehandlung in einem Zustand unterzogen, bei dem ein erstes Maskenelement 301, das in (A) von 10 gezeigt ist, und ein zweites Maskenelement 401, das in (B) von 10 gezeigt ist, auf die erste Hauptoberfläche 203 bzw. die zweite Hauptoberfläche 205 gelegt werden.
Eine Abmessung in der X-Richtung und eine Abmessung in der Y-Richtung des ersten Maskenelements 301 sind so eingestellt, dass die gesamte erste Hauptoberfläche 203 des Glaselements 201 mit dem ersten Maskenelement bedeckt werden kann. In dem in (A) von 10 gezeigten Beispiel sind die Abmessung in der X-Richtung und die Abmessung in der Y-Richtung des ersten Maskenelements 301 etwa gleich der Abmessung in der X-Richtung bzw. der Abmessung in der Y-Richtung des Glaselements 201. Ferner ist eine Mehrzahl von Vertiefung-bildenden Löchern 307 zur Bildung einer Mehrzahl von Vertiefungen 207 in dem Glaselement 201 in dem ersten Maskenelement 301 in einem vorgegebenen Intervall in jeder der X-Richtung und der Y-Richtung ausgebildet. Folglich erreicht ein Ätzmittel die erste Hauptoberfläche 203 des Glaselements 201 durch die Mehrzahl von Vertiefung-bildenden Löchern 307, wodurch die Mehrzahl von Vertiefungen 207 gebildet wird.
Eine Abmessung in der X-Richtung und eine Abmessung in der Y-Richtung des zweiten Maskenelements 401 werden so eingestellt, dass die zweite Hauptoberfläche 205 des Glaselements 201 mit dem zweiten Maskenelement bedeckt werden kann. In dem in (B) von 10 gezeigten Beispiel sind die Abmessung in der X-Richtung und die Abmessung in der Y-Richtung des zweiten Maskenelements 401 etwa gleich der Abmessung in der X-Richtung bzw. der Abmessung in der Y-Richtung des Glaselements 201. Die gesamte zweite Hauptoberfläche 205 des Glaselements 201 ist mit dem zweiten Maskenelement 401 bedeckt, so dass ein Ätzen der Rückoberfläche verhindert wird.
Das erste Maskenelement 301 und das zweite Maskenelement 401 umfassen ein Ätzmittel-beständiges Material, wie z.B. einen Photolack, wie z.B. ein lichtempfindliches organisches Material oder insbesondere ein lichtempfindliches Harzmaterial, ein Harz, eine Metallfolie oder eine Keramik. Die Vertiefung-bildenden Löcher 307 werden in dem Fall, bei dem das Material ein Photolack ist, durch Durchführen einer Belichtung und einer Entwicklung in einer vorgegebenen Weise gebildet.
Obwohl die Ätzbehandlung entweder ein Nassätzen oder ein Trockenätzen sein kann, ist ein Nassätzen im Hinblick auf die Kosten bevorzugt. Beispiele für Ätzmittel umfassen in dem Fall eines Nassätzens Lösungen, die vorwiegend Fluorwasserstoffsäure umfassen, und ein Gas auf Fluorbasis in dem Fall eines Trockenätzens. Eine Ätzbehandlung ermöglicht das Erhalten eines Glassubstrats mit einer Mehrzahl von Vertiefungen 207 in einer einfachen Weise.
Es ist bevorzugt, dass das Ätzen durchgeführt wird, während das Glaselement 201 und das Ätzmittel relativ zueinander in Richtungen (X- und Y-Richtung) bewegt werden, die parallel zu der ersten Hauptoberfläche 203 oder der zweiten Hauptoberfläche 205 des Glaselements 201 sind. Ein solches Ätzen kann durchgeführt werden, während das Glaselement 201 in der X- und Y-Richtung geschwenkt wird und/oder bewirkt wird, dass das Ätzmittel in der X- und Y-Richtung strömt. Im Wesentlichen läuft das Ätzen isotrop in Bezug auf das Glaselement 201 ab. Folglich läuft in einem Abschnitt direkt unter den Seiten der Öffnung jedes Vertiefung-bildenden Lochs 307 des ersten Maskenelements 301 ein Ätzen seitlich mit einem Radius ab, der etwa gleich einer Ätztiefe ist. Als Ergebnis wird der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 des Glaselements 201 eine gekrümmte Oberflächenform verliehen, die mit der unteren Oberfläche der Vertiefung 207 übergangslos verbunden ist, wie dies in jeder Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 der Fall ist (vgl. (A) von 2 bis 6). Wenn ein Ätzen durchgeführt wird, während das Glaselement 201 und das Ätzmittel relativ zueinander in der X- und Y-Richtung bewegt werden, tritt ein sich drehender Strom von den Seiten der Öffnung jedes Vertiefung-bildenden Lochs 307 des ersten Maskenelements 301 in die Richtung der Vertiefung 207 des Glaselements 201 auf und somit ist die Geschwindigkeit eines Stroms von einem Umfangsabschnitt der Vertiefung 207 in die Richtung der Seitenoberfläche höher als die Geschwindigkeit eines Stroms um einen zentralen Abschnitt der Vertiefung 207. Als Ergebnis wird die Ätzgeschwindigkeit von dem Umfang jeder Vertiefung 207 in die Richtung der Seitenoberfläche relativ höher gemacht, wodurch der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 erhöht werden kann, wenn die Position von einem zentralen Abschnitt der Vertiefung 207 zu deren Umfangsabschnitt verläuft. Der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 kann größer als die oder gleich der Tiefe der unteren Oberfläche der Vertiefung 207 eingestellt werden. Der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 kann durch Einstellen der Ätzverarbeitungszeit und der relativen Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Glaselement 201 und dem Ätzmittel auf größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 2 mm eingestellt werden. Ferner kann, wenn das Ätzen durchgeführt wird, während das Glaselement 201 und das Ätzmittel in Richtungen (X- und Y-Richtung) relativ zueinander bewegt werden, die zu der ersten Hauptoberfläche 203 oder der zweiten Hauptrichtung 205 des Glaselements 201 parallel sind, die untere Oberfläche jeder Vertiefung 207 so geformt werden, dass sie stärker vorragt, wenn die Position zu deren Mitte verläuft.
Zum Einstellen des arithmetischen Mittenrauwerts Ra der unteren Oberfläche jeder Vertiefung 207 auf kleiner als oder gleich 50 nm kann die Ätzbehandlung so durchgeführt werden, dass die Fließfähigkeit des Ätzmittels angrenzend an die Oberfläche des Glaselements 201 erhöht wird. Zum Einstellen des vorstehend beschriebenen Trübungswerts auf kleiner als oder gleich 8 %, kann eine Ätzbehandlung so durchgeführt werden, dass die Fließfähigkeit des Ätzmittels angrenzend an die Oberfläche des Glaselements 201 erhöht wird. Zum Formen der unteren Oberfläche jeder Vertiefung 207, so dass sie stärker vorragt, wenn die Position in die Richtung des Zentrums verläuft, kann eine Ätzbehandlung so durchgeführt werden, dass sie einen Strom bildet, der mit Eckenabschnitten der Vertiefung 207 kollidiert.
Das Verfahren zur Bildung der Vertiefungen 207 in einer der ersten Hauptoberfläche 203 und der zweiten Hauptrichtung 205 des Glaselements 201 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ätzverfahren beschränkt und kann ein mechanisches Bearbeitungsverfahren sein. In dem mechanischen Bearbeitungsverfahren wird ein Bearbeitungszentrum oder eine andere numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine so verwendet, dass Vertiefungen 207 mit vorgegebenen Abmessungen geschliffen werden und eine polierte Oberfläche durch Drehen und Verschieben einer Schleifscheibe, die mit der ersten Hauptoberfläche 203 oder der zweiten Hauptrichtung 205 des Glaselements 201 in Kontakt ist, erhalten wird. Beispielsweise wird ein Schleifen unter Verwendung einer Schleifscheibe, an der Diamantschleifmittel, CBN-Schleifmittel oder dergleichen durch eine Elektroabscheidung oder Metallverbinden fixiert worden sind, bei einer Einstellung der Spindeldrehzahl und der Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 100 bis 30000 U/min bzw. 1 bis 10000 mm/min durchgeführt.
In der vorstehend beschriebenen Weise kann der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 so eingestellt werden, dass er abnimmt, wenn die Position von einem zentralen Abschnitt jeder Vertiefung 207 zu deren Umfangsabschnitt verläuft. Der Krümmungsradius der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 kann kleiner gemacht werden als die Tiefe der unteren Oberfläche jeder Vertiefung 207. Aufgrund dieser Maßnahmen wird keine unnötige Lücke gebildet, wenn ein Sensor oder ein Anzeigefeld in der Vertiefung 7 angeordnet wird, nachdem ein Abdeckungselement 1 ausgeschnitten worden ist, und eine Vorrichtung mit einem hervorragenden Aussehen kann erhalten werden. Wie bei einem Verbindungsabschnitt zwischen der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 und der ersten Hauptoberfläche 3 oder der zweiten Hauptoberfläche 5 (vgl. die 3 und 5) ist es bevorzugt, dass ein Verbindungsabschnitt zwischen der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 und der ersten Hauptoberfläche 203 oder der zweiten Hauptrichtung 205 eine glatte, kontinuierlich gekrümmte Oberflächenform aufweist. Eine solche gekrümmte Oberflächenform kann beispielsweise durch Polieren des Verbindungsabschnitts erhalten werden.
Die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 können danach poliert werden. In diesem Polierschritt wird ein Polierbearbeitungsabschnitt eines rotierenden Polierwerkzeugs mit der unteren Oberfläche und der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 einzeln bei unabhängigen konstanten Drücken in Kontakt gebracht und relativ zu der unteren Oberfläche und der Seitenoberfläche mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Eine Polierzieloberfläche kann einheitlich mit einer konstanten Poliergeschwindigkeit durch Polieren derselben bei einem konstanten Druck und einer konstanten Geschwindigkeit poliert werden. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit, eine einfache Steuerung bzw. Einstellung, usw., ist es bevorzugt, dass der Druck des Polierbearbeitungsabschnitts des rotierenden Polierwerkzeugs in einem Bereich von 1 bis 1000000 Pa liegt. Im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit, eine einfache Steuerung bzw. Einstellung, usw., ist es bevorzugt, dass die Geschwindigkeit in einem Bereich von 1 bis 10000 mm/min liegt. Eine Bewegungsdistanz wird gemäß der Form und der Größe des Glaselements 201 in einer geeigneten Weise festgelegt. Obwohl es keine bestimmten Beschränkungen bezüglich der Art des rotierenden Polierwerkzeugs gibt, solange dessen Polierbearbeitungsabschnitt ein rotierender Körper ist, der polieren kann, kann als Beispiel ein Typ genannt werden, bei dem ein Polierwerkzeug an einer Spindel mit einem Werkzeugspannabschnitt oder einem Leutor angebracht ist. Es gibt keine speziellen Beschränkungen bezüglich des Materialtyps des rotierenden Polierwerkzeugs, solange mindestens dessen Polierbearbeitungsabschnitt aus einem Cerkissen, einer Kautschukschleifscheibe, einer Filzpolierscheibe, Polyurethan oder dergleichen hergestellt ist, die ein Arbeitsziel bearbeiten und entfernen können, und einen Young'schen Modul aufweist, der vorzugsweise 7 GPa oder kleiner, mehr bevorzugt 5 GPa oder kleiner ist. Wenn ein Element, das aus einem Material mit einem Young'schen Modul von 7 GPa oder kleiner hergestellt ist, als rotierendes Polierwerkzeug verwendet wird, können die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche durch Verformen des Polierbearbeitungsabschnitts durch Druck, so dass er der Form jeder Vertiefung 207 entspricht, so bearbeitet werden, dass sie eine Oberflächenrauheit in dem vorstehend beschriebenen Bereich aufweisen. Beispiele für Formen des Polierbearbeitungsabschnitts des rotierenden Polierwerkzeugs umfassen eine flache Kreis- oder Kreisringform, eine Zylinderform, eine Geschossform, eine Scheibenform und eine Tonnenform.
Wenn die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 durch Inkontaktbringen des Polierbearbeitungsabschnitts des rotierenden Polierwerkzeugs mit diesen poliert werden, ist es bevorzugt, dass das Polieren mit Hilfe einer Schleifmittelaufschlämmung durchgeführt wird. Beispiele für Schleifmittel, die für diesen Zweck verwendet werden können, umfassen Siliziumoxid, Ceroxid, „Alundum“ (eingetragene Marke), „White Alundum“ (WA, eingetragene Marke), körniger Korund, Zirkoniumoxid, SiC, Diamant, Titanoxid und Germaniumoxid, und es ist bevorzugt, dass deren Korngröße in einem Bereich von 10 nm bis 10 µm liegt. Wie es vorstehend erwähnt worden ist, kann die relative Bewegungsgeschwindigkeit des rotierenden Polierwerkzeugs im Bereich von 1 bis 10000 mm/min ausgewählt werden. Die Drehzahl des Polierbearbeitungsabschnitts des rotierenden Polierwerkzeugs liegt in einem Bereich von 100 bis 10000 U/min. Wenn die Drehzahl niedrig ist, wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit niedrig und folglich dauert es lang, bis eine gewünschte Oberflächenrauheit erhalten wird. Wenn die Drehzahl hoch ist, wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu hoch oder das Werkzeug unterliegt einem zu schnellen Verschleiß, und folglich kann eine Poliersteuerung bzw. -einstellung schwierig werden.
Wenn, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 durch Inkontaktbringen des rotierenden Polierwerkzeugs mit diesen bei unabhängigen Drücken poliert wird, kann die Drucksteuerung bzw. -einstellung mittels eines Pneumatikkolbens, einer Lastzelle oder dergleichen durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Druck, bei dem der Polierbearbeitungsabschnitt mit der unteren Oberfläche und der Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 in Kontakt gebracht wird, durch Bereitstellen eines pneumatischen Kolbens zum Vorschieben und Zurückziehen des rotierenden Polierwerkzeugs zu und von der unteren Oberfläche der Vertiefung 207 und eines weiteren pneumatischen Kolbens zum Vorschieben und Zurückziehen des rotierenden Polierwerkzeugs zu und von der Seitenoberfläche der Vertiefung 207 ausgeübt werden. Auf diese Weise können die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 gleichzeitig bei unabhängigen Poliergeschwindigkeiten einheitlich poliert werden, und zwar dadurch, dass die Drücke auf die untere Oberfläche und die Seitenoberfläche jeder Vertiefung 207 unabhängig voneinander gemacht werden und die einzelnen rotierenden Polierwerkzeuge relativ zu der unteren Oberfläche und der Seitenoberfläche mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt werden, während das rotierende Polierwerkzeug mit diesen Oberflächen bei unabängigen konstanten Drücken in Kontakt gebracht wird.
Alternativ kann das Polieren durch Bewegen des rotierenden Polierwerkzeugs und des Glaselements 201 relativ zueinander, so dass das rotierende Polierwerkzeug entlang der Form jeder Vertiefung 207 bewegt wird, durchgeführt werden. Es gibt keine speziellen Beschränkungen bezüglich des Bewegungsverfahrens, solange die Bewegungsdistanz, -richtung und -geschwindigkeit so gesteuert bzw. eingestellt werden können, dass sie konstant gehalten werden. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Mehrachsenroboter verwendet wird.
Die ersten Markierungen 121 und zweiten Markierungen 122 werden durch ein Verfahren wie z.B. ein Lasermarkieren oder Drucken auf das Glaselement 201 gebildet, das in der vorstehend beschriebenen Weise mit der Mehrzahl von Vertiefungen 207 ausgebildet worden ist (vgl. (B) von 9), wodurch ein Glassubstrat 101, wie es in der 7 gezeigt ist, erhalten wird. Dann wird eine Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 durch Festlegen von Schnittpositionen durch Auslesen der Positionen der zweiten Markierungen 122 und Schneiden des Glassubstrats 101 durch ein Schneidwerkzeug, wie z.B. ein Diamantschneidwerkzeug, ausgeschnitten. Es wird durch Prüfen, ob jede Schnittlinie durch die Mittellinie (eine Verlängerungslinie A, die sich in der X-Richtung erstreckt, oder eine Verlängerungslinie B, die sich in der Y-Richtung erstreckt) eines Paars von ersten Markierungen 121 verläuft, bestätigt, dass die Abdeckungselemente 1 mit einer gewünschten Form ausgeschnitten worden sind.
Wie es in (A) von 11 gezeigt ist, kann das erste Maskenelement 301 ein rillenbildendes Loch 320 aufweisen, das Umrissen einer Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 entspricht. Wenn ein Ätzen unter Verwendung eines solchen ersten Maskenelements 301 durchgeführt wird, wie es in (B) von 11 gezeigt ist, wird eine Rille 120, die Umrissen der Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 entspricht, in der ersten Hauptoberfläche 103 des Glassubstrats 101 gebildet. Die Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 kann durch Schneiden des Glassubstrats 101 entlang der Rille 120 ausgeschnitten werden. Durch Bilden der Rille 120, die Umrissen der Abdeckungselemente 1 in dem Glassubstrat 101 entspricht, im Vorhinein, können die Abdeckungselemente 1 mit einer größeren Genauigkeit ausgeschnitten werden. Ferner ist es nicht erforderlich, eine Maske mit Umrissformen von Abdeckungselementen herzustellen, die in einer herkömmlichen Technik verwendet worden ist.
Wie es in der 12 gezeigt ist, kann eine Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 derart aus dem Glassubstrat 101 ausgeschnitten werden, dass jedes Abdeckungselement eine Mehrzahl von Vertiefungen 107 umfasst. Beispielsweise werden, wie es in (A) von 13 gezeigt ist, in dem Fall, bei dem die Anzahl von verschiedenen Vorrichtungen, wie z.B. eines Sensors 40 und eines Kameramoduls 42, die auf der Rückseite jedes Abdeckungselements 1 angeordnet werden sollen, eine Mehrzahl ist, die Vertiefungen 107 in der gleichen Anzahl wie die Anzahl von Vorrichtungen, wie z.B. des Sensors 40 und des Kameramoduls 42, ausgebildet.
(A) von 13 zeigt einen Zustand, bei dem der Sensor 40, das Kameramodul 42 und ein Flüssigkristallfeld 44 (Anzeigefeld) in einem Gehäuse 43 eines Smartphones oder dergleichen aufgenommen sind. Das Flüssigkristallfeld 44 wird mittels einer Haftmittelschicht 45 an der zweiten Hauptoberfläche 5 (der Oberfläche der Seite der zweiten Hauptoberfläche 19 des dicken Abschnitts 17) des Abdeckungselements 1 fixiert. Ein objektivseitiger Endabschnitt des Kameramoduls 42 ist an dem Gehäuse 43 fixiert. In dieser Art von Struktur kann ein Fall vorkommen, bei dem ein anderer endseitiger Abschnitt des Kameramoduls 42 aus dem Gehäuse 43 vorragt. Wie es in dieser Figur gezeigt ist, kann jedoch ein Teil der Dicke des Kameramoduls 42 durch Bilden einer Vertiefung 7 in der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 an der Position, bei der das Abdeckungselement 1 dem Kameramodul 42 gegenüberliegt, und dadurch Aufnehmen eines Basisabschnitts des Kameramoduls 42 in der Vertiefung 7 absorbiert werden. Dies trägt zur Bereitstellung einer bündigen Oberfläche, die einen Kameraabschnitt umfasst, für eine Vorrichtung bei, bei der eine Verminderung der Dicke fortschreitet. Es ist eine alternative Struktur möglich, in der das Kameramodul 42 derart eingestellt wird, dass sich deren Endabschnitt und Basisabschnitt an Positionen gegenüber den Positionen befinden, die in dieser Figur gezeigt sind, und das Objektiv des Kameramoduls 42 an der Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 fixiert ist. In dieser Struktur wirkt die Vertiefung 7 des Abdeckungselements 1 als „Objektivschutz“, der üblicherweise für das Objektiv einer Reflexkamera mit einem Objektiv verwendet wird, und stellt die Vorteile bereit, dass sie das Kameraobjektiv schützt und das Eintreten von Staub verhindert. In diesem Fall muss die untere Oberfläche der Vertiefung 7 (vertiefungsseitige Oberfläche 15A) einem optischen Polieren unterzogen werden und die Seitenoberfläche der Vertiefung 7 muss vor Licht abgeschirmt werden. Eine Verschmutzungsschutzschicht, die dazu dient, dass ein Fingerabdruck mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit zurückbleibt, eine Reflexionsschutzschicht, wie z.B. MgF₂, oder dergleichen kann in der Vertiefung 7 oder der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 ausgebildet werden.
(B) von 13 zeigt einen Zustand, bei dem eine Vertiefung 7A in dem Abdeckungselement 1 ausgebildet wird, das in (A) von 13 gezeigt ist, und ein Flüssigkristallfeld 44 in der Vertiefung 7A mittels einer Haftmittelschicht 45A angeordnet ist. In dieser Struktur werden, da das Flüssigkristallfeld 44 in der Vertiefung 7A des Abdeckungselements 1 angeordnet ist, die Vorteile erhalten, dass das Flüssigkristallfeld 44 geschützt wird und das Eindringen von Staub verhindert wird.
Bezüglich der Form von jeder Vertiefung 107 gibt es keine speziellen Beschränkungen und jede Vertiefung kann jedwede Form aufweisen. Beispielsweise ist die Schnittform jeder Vertiefung 107 betrachtet von der Z-Richtung nicht auf ein Rechteck beschränkt und kann ein Kreis, ein länglicher Kreis, eine Ellipse, ein Dreieck oder dergleichen sein.
(Verfahren zur Herstellung des Abdeckungselements)
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Abdeckungselements 1 beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird jede Art der Abdeckungselemente 1, die in den 1 bis 6 gezeigt sind, durch Ausschneiden einer Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 aus dem Glassubstrat 101 derart erhalten, dass jedes Abdeckungselement 1 mindestens eine Vertiefung 107 umfasst.
Eine Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 kann nach dem chemischen Härten des Glassubstrats 101 ausgeschnitten werden. Alternativ kann jedes Abdeckungselement 1 nach dem Ausschneiden der Mehrzahl von Abdeckungselementen 1 chemisch gehärtet werden. In dem erstgenannten Fall können ein Polierverfahren und ein chemisches Härtungsverfahren mit einer großen Platte durchgeführt werden und somit kann die Effizienz erhöht werden. In dem letztgenannten Fall können Verfahren selbst dann durchgeführt werden, wenn Einrichtungen, wie z.B. eine Poliermaschine und ein lonenaustauschbad, klein sind, und die Endoberflächen jedes Abdeckungselements 1 können gehärtet werden, wodurch die Festigkeiten von Endflächen verbessert werden können.
Das chemische Härten bedeutet das Ersetzen (lonenaustausch) von Alkaliionen mit einem kleinen lonenradius (z.B. Natriumionen) in einer Oberflächenschicht von Glas durch Alkaliionen mit einem großen lonenradius (z.B. Kaliumionen). Bezüglich des Verfahrens des chemischen Härtens gibt es keine speziellen Beschränkungen, solange Alkaliionen in einer Oberflächenschicht des Glases durch einen lonenaustausch durch Alkaliionen mit einem größeren lonenradius ersetzt werden können. Ein Beispielverfahren ist die Verarbeitung von Glas, das Natriumionen enthält, mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen enthält. Nach dem Durchführen eines lonenaustauschverfahrens bleibt die Zusammensetzung eines zentralen Abschnitts eines Substrats in dessen Dickenrichtung etwa mit der Zusammensetzung vor dem Durchführen des lonenaustauschvorgangs identisch, obwohl sich die Zusammensetzung einer Druckspannungsschicht in der Glasoberflächenschicht etwas von deren Zusammensetzung vor der Durchführung des lonenaustauschverfahrens unterscheiden kann.
Wenn das Glas, das einem chemischen Härten unterzogen werden soll, ein Glas ist, das Natriumionen enthält, ist es bevorzugt, dass das geschmolzene Salz, das für das chemische Härten verwendet werden soll, ein geschmolzenes Salz ist, das mindestens Kaliumionen enthält. Ein bevorzugtes Beispiel für ein solches geschmolzenes Salz ist Kaliumnitrat. Es ist bevorzugt, ein geschmolzenes Salz mit einer hohen Reinheit zu verwenden. Das chemische Härten wird ein- oder mehrmals durchgeführt und kann zweimal oder häufiger bei verschiedenen Sätzen von Bedingungen durchgeführt werden.
Das geschmolzene Salz kann ein gemischtes geschmolzenes Salz sein, das weitere oder andere Komponenten enthält. Beispiele für die anderen Komponenten umfassen Alkalisulfatsalze, wie z.B. Natriumsulfat und Kaliumsulfat, Alkalichloridsalze, wie z.B. Natriumchlorid und Kaliumchlorid, Carbonatsalze, wie z.B. Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, und Hydrogencarbonatsalze, wie z.B. Natriumhydrogencarbonat und Kaliumhydrogencarbonat.
Die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes ist vorzugsweise 350 °C oder höher, mehr bevorzugt 380 °C oder höher und noch mehr bevorzugt 400 °C oder höher. Ferner ist die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes vorzugsweise 500 °C oder niedriger, mehr bevorzugt 480 °C oder niedriger und noch mehr bevorzugt 450 °C oder niedriger. Wenn die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes auf höher als oder gleich 350 °C eingestellt wird, kann das Phänomen verhindert werden, dass das Durchführen des chemischen Härtens aufgrund einer Verminderung der lonenaustauschrate schwierig wird. Wenn die Erwärmungstemperatur des geschmolzenen Salzes auf weniger als oder gleich 500 °C eingestellt wird, kann eine Zersetzung oder ein Abbau des geschmolzenen Salzes unterdrückt werden.
Um dem Glas eine ausreichende Druckspannung zu verleihen, ist die Zeit zum Inkontaktbringen des Glases mit dem geschmolzenen Salz vorzugsweise 1 Stunde oder länger, mehr bevorzugt 2 Stunden oder länger. Da eine zu lange Zeit des Ionenaustauschs die Produktivität vermindert und den Druckspannungswert aufgrund einer Relaxation vermindert, beträgt die Zeit des Inkontaktbringens des Glases mit dem geschmolzenen Salz vorzugsweise 24 Stunden oder weniger, mehr bevorzugt 20 Stunden oder weniger. Beispielsweise wird ein Glas in geschmolzenes Kaliumnitratsalz, das bei 400 °C bis 450 °C gehalten wird, für 2 bis 24 Stunden eingetaucht.
Eine Druckspannungsschicht wird in der Oberflächenschicht eines chemisch gehärteten Abdeckungselements 1 ausgebildet. Die Oberflächendruckspannung CS in der Druckspannungsschicht ist vorzugsweise 300 MPa oder größer, mehr bevorzugt 400 MPa oder größer. Wenn die Oberflächendruckspannung CS 300 MPa oder größer ist, neigen sowohl der dünne Abschnitt 13 als auch der dicke Abschnitt 17 weniger zu einem Brechen, selbst wenn auf das Abdeckungselement ein Stoß aufgrund eines Herabfallens oder dergleichen ausgeübt wird. Die Oberflächendruckspannung CS kann z.B. mit einem Oberflächenspannungsmessgerät (z.B. FSM-6000, hergestellt von Orihara Industrial Co., Ltd.) gemessen werden.
Wenn Natriumionen in einer Glasoberflächenschicht mit Kaliumionen in einem geschmolzenen Salz einem lonenaustausch durch ein chemisches Härten unterzogen werden, kann eine Tiefe der Druckspannungsschicht DOL, die durch das chemische Härten gebildet wird, mit jedwedem Verfahren gemessen werden. Beispielsweise kann eine lonendiffusionstiefe, die durch eine Messung einer Alkalikonzentrationsanalyse (in diesem Fall einer Kaliumionenkonzentrationsanalyse) in der Tiefenrichtung des Glases erhalten wird, die mittels eines EPMA (Elektronensondenmikroanalysegerät) durchgeführt wird, als Tiefe der Druckspannungsschicht DOL betrachtet werden. D.h, wenn das Glassubstrat 101 oder das Abdeckungselement 1 einem chemischen Härten unterzogen wird, wird die Kaliumionenkonzentration in der Hauptoberfläche davon höher gemacht als in einem zentralen Abschnitt des dicken Abschnitts in einem Querschnitt entlang der Dickenrichtung. Die Tiefe der Druckspannungsschicht DOL kann auch z.B. mit einem Oberflächenspannungsmessgerät (z.B. FSM-6000, hergestellt von Orihara Industrial Co., Ltd.) gemessen werden. Wenn Lithiumionen in einer Glasoberflächenschicht einem lonenaustausch mit Natriumionen in einem geschmolzenen Salz unterzogen werden, wird eine lonenaustauschtiefe, die durch eine Messung einer Natriumionenkonzentrationsanalyse in der Tiefenrichtung eines Glases erhalten wird, die mittels eines EPMA durchgeführt wird, als Tiefe der Druckspannungsschicht DOL betrachtet.
Es ist bevorzugt, dass der untere Kühlpunkt des Glassubstrats 101 oder des Abdeckungselements 1, bevor es einem chemischen Härten unterzogen wird, 530 °C oder höher ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es durch Einstellen des unteren Kühlpunkts des Glassubstrats 101 oder des Abdeckungselements 1, bevor es einem chemischen Härten unterzogen wird, auf 530 °C oder höher weniger wahrscheinlich gemacht wird, dass eine Relaxation der Oberflächendruckspannung CS auftritt.
Zum Vermindern des Grads eines Verzugs, wenn der dünne Abschnitt 13 einem chemischen Härten unterzogen wird, kann ein Film auf mindestens einer der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A (vertiefungsseitige Oberfläche 14B) des dünnen Abschnitts 13 und der vertiefungsseitigen Oberfläche 15A (Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 15B) des dünnen Abschnitts 13 ausgebildet werden. Obwohl dies in keiner der Zeichnungen gezeigt ist, umfassen Beispiele für einen solchen Film einen Film der Seite der ersten Hauptoberfläche, der auf der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 ausgebildet ist, einen Film der Seite der zweiten Hauptoberfläche, der auf dessen vertiefungsseitiger Oberfläche 15A ausgebildet ist, und Seitenoberflächenfilme, die auf Seitenoberflächen der X-Richtung 9A und Seitenoberflächen der Y-Richtung 9B der Vertiefung 7 ausgebildet sind (vgl. (B) von 2).
Jeder dieser Filme verhindert, dass die Position, bei welcher der Film ausgebildet ist, chemisch gehärtet wird. Zum Ausüben des Effekts des Verhinderns eines chemischen Härtens ist es bevorzugt, dass der Film ein Oxid, ein Nitrid, ein Carbid, ein Borid, ein Silizid, ein Metall oder dergleichen enthält. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Diffusionskoeffizienten von Natriumionen und Kaliumionen in dem Film, der eine solche Substanz enthält, kleiner als diejenigen in dem Glas sind.
Beispiele für das vorstehend genannte Oxid umfassen ein Nicht-Alkalioxid und ein Mischoxid, das ein Alkalielement oder ein Erdalkalielement enthält, und von diesen ist SiO₂ bevorzugt. Wenn SiO₂ als Hauptkomponente enthalten ist, wird die Diffusion von Natriumionen und Kaliumionen in dem Film auf geeignete Niveaus vermindert. Da ferner die Durchlässigkeit des Films hoch ist und der Brechungsindex des Films nahe an dem von Glas liegt, kann eine Veränderung des Aussehens durch die Beschichtung minimiert werden. Ferner weist ein Film, der SiO₂ als Hauptkomponente enthält, eine hohe physikalische und chemische Dauerbeständigkeit auf.
Die Dicke des Films ist vorzugsweise 10 nm oder größer, mehr bevorzugt 15 nm oder größer und noch mehr bevorzugt 20 nm oder größer. Wenn die Filmdicke 10 nm oder größer ist, kann aufgrund des Effekts des Verhinderns eines Ionenaustauschs das chemische Härten des Abschnitts, auf dem der Film ausgebildet ist, unterdrückt werden. Der Effekt des Unterdrückens des chemischen Härtens wird verstärkt, wenn der Film dicker gemacht wird.
Die Dicke des Films ist vorzugsweise 1000 nm oder kleiner, mehr bevorzugt 500 nm oder kleiner und noch mehr bevorzugt 200 nm oder kleiner. Wenn die Filmdicke 1000 nm übersteigt, bestehen Bedenken dahingehend, dass der Verzug des dünnen Abschnitts 13 unbeabsichtigt vergrößert werden kann und der Unterschied beim Aussehen zwischen dem Abschnitt mit dem Film und dem Abschnitt ohne den Film vergrößert werden kann.
Das Verfahren des chemischen Härtens ist nicht auf das Eintauchen in ein geschmolzenes Salz beschränkt. Es kann ein Verfahren des Anwendens eines anorganischen Salzes in einer Pulver- oder Pastenform, die Alkaliionen enthält, die mit Alkaliionen ausgetauscht werden können, die in einer Oberflächenschicht eines Glases vorliegen und einen größeren lonenradius aufweisen, eingesetzt werden. Da nur der Abschnitt, bei dem das anorganische Salz angewandt worden ist, chemisch gehärtet werden kann, ist dieses Verfahren geeignet, wenn es gewünscht ist, selektiv nur den dünnen Abschnitt 13 oder den dicken Abschnitt 17 zu härten.
Eine Blendschutz-Behandlungsschicht kann auf der ersten Hauptoberfläche 3 oder der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 durch eine Blendschutzbehandlung gebildet werden. Eine weitere funktionelle Schicht, wie z.B. eine Reflexionsschutzschicht, eine Verschmutzungsschutzschicht oder eine Beschlagschutzschicht, kann gebildet werden. Es ist bevorzugt, dass die funktionelle Schicht auf der ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 gebildet wird.
Beispiele für eine Blendschutzbehandlung umfassen eine Behandlung des Ätzens mit Fluorwasserstoffsäure oder dergleichen und eine Beschichtungsbehandlung. In dem Fall einer Ätzbehandlung ist es, obwohl das Ätzen entweder vor oder nach dem chemischen Härten durchgeführt werden kann, bevorzugt, dass das Ätzen vor dem chemischen Härten durchgeführt wird. In dem Fall einer Beschichtungsbehandlung kann das Beschichten entweder vor oder nach dem chemischen Härten durchgeführt werden. In dem Fall einer Blendschutz-Behandlungsschicht, die durch eine Beschichtungsbehandlung gebildet worden ist, können in einem Querschnitt entlang der Dickenrichtung des Abdeckungselements 1 die Zusammensetzung eines zentralen Abschnitts des dicken Abschnitts und die Zusammensetzung der Blendschutz-Behandlungsschicht voneinander verschieden eingestellt werden. Als Ergebnis kann die Zusammensetzung so geändert werden, dass der Brechungsindex der Blendschutz-Behandlungsschicht kleiner wird als der Brechungsindex des Abdeckungselements 1, wodurch ebenfalls ein Reflexionsschutzeffekt erhalten werden kann. Wenn die Blendschutz-Behandlungsschicht aus anorganischen Materialien hergestellt ist, kann sie entweder durch eine Ätzbehandlung oder eine Beschichtungsbehandlung gebildet werden. Wenn die Blendschutz-Behandlungsschicht aus organischen Materialien hergestellt wird, kann sie durch eine Beschichtungsbehandlung gebildet werden. Ein anorganisches Fluorid oder ein anorganisches Chlorid kann beispielsweise derart gebildet werden, dass eine Schicht, die Fluor, Chlor oder dergleichen umfasst, als oberste Schicht des Abdeckungselements 1 oder der Blendschutz-Behandlungsschicht gebildet wird. Da dies die Hydrophilie erhöht, wird es einfacher, Flecken durch ein Reinigen mit Wasser zu entfernen.
Wenn die Vertiefung 7 in der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 gebildet wird, ist es denkbar, einen Blendschutzbehandlungsbereich 11 auf einem Abschnitt, gegenüber der Vertiefung 7, der ersten Hauptoberfläche 3 zu bilden, wie es in der 14, (A) von 15 und (B) von 15 gezeigt ist. Da die erste Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 nicht mit der Vertiefung 7 ausgebildet ist und somit flach ist, kann ein Nutzer eine Sensorposition nicht sofort erkennen, wenn er eine Anordnung nutzt. Das Durchführen einer Blendschutzbehandlung mit dem Abschnitt, gegenüber der Vertiefung 7, der ersten Hauptoberfläche 3 ermöglicht es einem Nutzer, die Sensorposition durch Betrachten einer Anordnung zu erkennen. Bestimmte Blendschutzbehandlungsbedingungen stellen einen Vorteil dahingehend bereit, dass ein Nutzer eine Sensorposition unmittelbar durch eine Taktilität erkennen kann, ohne dass er eine Anordnung sieht. Ferner ist es, wie es in der 16, (A) von 17 und (B) von 17 gezeigt ist, bevorzugt, dass ein Blendschutzbehandlungsbereich 11 auf mindestens einem Teil eines Umfangsabschnitts eines Abschnitts, gegenüber der Vertiefung 7, der ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 ausgebildet ist. Ein vorstehend genannter Sensor ist in der Vertiefung 7 angeordnet und erfasst beispielsweise den Fingerabdruck eines Fingers, der mit einem Abschnitt gegenüber der Vertiefung 7 in Kontakt ist. Das Bilden des Blendschutzbehandlungsbereichs 11 in dem Umfangsabschnitt eines Abschnitts gegenüber der Vertiefung 7 ermöglicht das Aufrechterhalten der Erfassungsempfindlichkeit.
Eine Verschmutzungsschutzschicht (Fingerabdruckschutz) 12 kann auf der Blendschutzschicht z.B. in einer Weise gebildet werden, die in (A) bis (D) von 18 und (A) bis (D) von 19 gezeigt ist. Eine Verschmutzungsschutzschicht 12 kann auf der gesamten ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 gebildet werden. Durch diese Maßnahme neigt ein Fingerabdruck weniger stark zu einem Zurückbleiben, selbst wenn ein Finger das Abdeckungselement 1 berührt, und ein Fleck kann selbst dann leicht abgewischt werden, wenn das Abdeckungselement Flecken aufweist. Die Verschmutzungsschutzschicht 12 kann nur auf der Oberfläche der Seite des flachen Abschnitts 14A des dünnen Abschnitts 13 gebildet werden, der häufig mit einem Finger berührt wird, wenn eine Fingerabdruck-Authentifizierung durchgeführt wird. Wenn eine Verschmutzungsschutzschicht 12 ein Material umfasst, das dazu neigt, eine statische Elektrizität zu verursachen, kann die statische Elektrizität die Erfassungsempfindlichkeit eines Sensors abhängig von der Art des Sensors vermindern. In diesem Fall kann, wie es in (A) bis (D) von 19 gezeigt ist, eine Verschmutzungsschutzschicht 12 nur auf der Oberfläche der Seite der ersten Hauptoberfläche 18 des dicken Abschnitts 17, die nicht der Vertiefung 7 gegenüberliegt, der ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 gebildet werden. Wie es in (A) und (B) von 20 gezeigt ist, kann die Verschmutzungsschutzschicht 12 auf der ersten Hauptoberfläche 3, die nicht der Verschmutzungsschutzbehandlung unterzogen worden ist, des Abdeckungselements 1 ausgebildet sein.
Die vorstehend beschriebene(n) funktionelle(n) Schicht(en) kann oder können im Vorhinein auf dem Glassubstrat 101 gebildet werden.
Es ist bevorzugt, dass die erste Hauptoberfläche 3 und die zweite Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 poliert werden. Kleine Vorwölbungen und Vertiefungen oder Defekte mit einer Abmessung von maximal etwa 1 µm können in der obersten Oberfläche und der untersten Oberfläche einer gehärteten Glasplatte ausgebildet sein, die einem chemischen Härten durch einen lonenaustausch unterzogen worden ist. Wenn eine Kraft auf das Abdeckungselement 1 wirkt, kann das Abdeckungselement 1 selbst dann brechen, wenn die Kraft schwächer ist als ein Wert, der dessen theoretischer Festigkeit entspricht, da sich eine Spannung an Abschnitten von solchen kleinen Vorwölbungen und Vertiefungen oder Defekten konzentriert. Im Hinblick darauf wird eine Schicht mit solchen Defekten oder kleinen Vorwölbungen oder Vertiefungen (eine defekte Schicht als Teil der chemisch gehärteten Schicht) auf jeder der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 eines chemisch gehärteten Abdeckungselement 1 durch Polieren entfernt. Die Dicke einer Schicht mit Defekten liegt üblicherweise in einem Bereich von 0,01 bis 0,5 µm, obwohl dies von den chemischen Härtungsbedingungen abhängt. Das Polieren wird z.B. durch eine doppelseitige Poliermaschine durchgeführt. Die doppelseitige Poliermaschine ist so ausgebildet, dass sie einen Trägeranbringungsabschnitt mit einem Hohlrad und einem Sonnenrad, die jeweils drehend bei einem vorgegebenen Rotationsverhältnis angetrieben werden, und obere und untere Oberflächenplatten aus Metall aufweist, die auf den zwei jeweiligen Seiten des Trägeranbringungsabschnitts angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen drehend angetrieben werden. Eine Mehrzahl von Trägern, die mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmen, sind an dem Trägeranbringungsabschnitt angebracht. Die Träger führen eine Planetengetriebebewegung durch, bei der sie an deren Zentren rotieren und um das Sonnenrad, das als Achse dient, umlaufen. Wenn eine solche Planetengetriebebewegung durchgeführt wird, werden beide Oberflächen (erste Hauptoberfläche 3 und zweite Hauptoberfläche 5) von jedem der Mehrzahl von Abdeckungselementen 1, die an den Trägern angebracht sind, durch Reibung an der oberen und der unteren Oberflächenplatte poliert.
Ferner kann eine gedruckte Schicht auf der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 ausgebildet sein. Beispielsweise kann die gedruckte Schicht mittels einer Druckfarbenzusammensetzung gebildet werden, die ein vorgegebenes Farbmittel enthält. Die Druckfarbenzusammensetzung enthält gegebenenfalls zusätzlich zu dem Farbmittel ein Bindemittel, ein Dispergiermittel, ein Lösungsmittel, usw. Das Farbmittel kann jedwede Art von Farbmittel (Farbgebungsmittel) sein, wie z.B. ein Pigment oder ein Farbstoff; entweder eine einzelne Art von Farbmittel oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von Farbmitteln kann verwendet werden. Ein geeignetes Farbmittel kann in einer geeigneten Weise gemäß einer gewünschten Farbe ausgewählt werden; beispielsweise wird ein schwarzes Farbmittel bevorzugt verwendet, wenn eine Abschirmungsfunktion erforderlich ist. Beispiele für das Bindemittel umfassen bekannte Harze (thermoplastische Harze, wärmeaushärtende Harze, lichtaushärtende Harze, usw.), wie z.B. ein Polyurethanharz, ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein Harnstoff-Melaminharz, ein Silikonharz, ein Phenoxyharz, ein Methacrylharz, ein Acrylharz, ein Polyacrylatharz, ein Polyesterharz, ein Polyolefinharz, ein Polystyrolharz, Polyvinylchlorid, ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonat, Cellulose und Polyacetal. Entweder eine einzelne Art von Bindemittel oder eine Kombination von zwei oder mehr Arten von Bindemitteln kann verwendet werden.
Bezüglich des Druckverfahrens zur Bildung einer gedruckten Schicht gibt es keine speziellen Beschränkungen; ein Druckverfahren wie z.B. ein Heliogravüre-Druckverfahren, ein Flexodrucken, ein Offset-Druckverfahren, ein Hochdruckverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Tampondruckverfahren, ein Sprühdruckverfahren, ein Folienübertragungsverfahren und ein Tintenstrahlverfahren kann je nach Erfordernis eingesetzt werden.
Wenn die Vertiefung 7 in der ersten Hauptoberfläche 3 des Abdeckungselements 1 ausgebildet ist (vgl. die 4 bis 5), kann eine gedruckte Schicht 30 auf der zweiten Hauptoberfläche 5, die flach ist, wie es in der 21 gezeigt ist, leicht gebildet werden. Die Position der Vertiefung kann leichter erkannt werden, wenn der Abschnitt, welcher der unteren Oberfläche 8 oder der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 entspricht, farbig ist. Wenn ein Glanzreflexionsdrucken (z.B. ein Silberdrucken) mit dem Abschnitt durchgeführt wird, welcher der Seitenoberfläche 9 entspricht, zeigt eine Form, welche die Krümmung der Seitenoberfläche aufweist, einen Linseneffekt und eine Reflexion, die der Seitenoberfläche 9 entspricht, findet in einem breiten Winkelbereich statt, selbst wenn der Winkel des Abdeckungselements 1 variiert wird, wodurch durch das Glänzen eine hochqualitative Anmutung bereitgestellt werden kann.
Wenn andererseits die Vertiefung 7 in der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 ausgebildet ist (vgl. die 1 bis 3), ist es bevorzugt, dass das Drucken einzeln in der Vertiefung 7 und auf dem flachen Abschnitt, der nicht mit der Vertiefung 7 versehen ist, der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 durchgeführt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es schwierig ist, ein Drucken in der Vertiefung 7 und auf dem flachen Abschnitt, der nicht mit der Vertiefung 7 versehen ist, gleichzeitig durchzuführen, da ein Druckverfahren wie z.B. ein Siebdruckverfahren kein sehr hohes Formfolgevermögen aufweist. Folglich kann durch Durchführen eines einzelnen Druckens auf diesen Abschnitten ein sehr genaues Drucken realisiert werden. Wenn die Farbe oder die Textur eines Druckens zwischen der Vertiefung 7 und dem flachen Abschnitt, bei dem die Vertiefung 7 nicht ausgebildet ist, verändert wird, kann die Position eines Sensors 40 nicht visuell erkannt werden und bei der Gestaltung kann ein Akzent bereitgestellt werden.
Insbesondere wird, wie es in der 22 gezeigt ist, eine erste gedruckte Schicht 31 auf dem flachen Abschnitt, der nicht mit der Vertiefung 7 ausgebildet ist, der zweiten Hauptoberfläche 5 durch das Siebdruckverfahren oder dergleichen ausgebildet. Das Siebdrucken ist ein Verfahren, bei dem ein Druckmaterial auf einem Sieb mit Öffnungen angeordnet wird und dann eine Druckrakel auf dem Sieb verschoben wird, während diese gedrückt wird, wodurch ein Druckmaterial durch die Öffnungen des Siebs herausgedrückt wird und dadurch ein Muster der Öffnungen gedruckt wird. Da die Vertiefung 7 die Seitenoberfläche 9 mit einer gekrümmten Oberflächenform aufweist, ist für die Vertiefung 7 die Verwendung eines Tampondruckverfahrens geeignet. Eine zweite gedruckte Schicht 32 wird durch dieses Verfahren auf der unteren Oberfläche 8 und der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 gebildet. Das Tampondruckverfahren ist ein Druckverfahren, in dem ein weiches Kissen (z.B. ein Silikonkissen), dessen Oberfläche mit einer Druckfarbenstruktur ausgebildet ist, gegen ein Zielbasiselement gedrückt wird, wodurch die Druckfarbenstruktur auf die Basiselementoberfläche übertragen wird. Das Tampondrucken wird auch als „tako‟ (Oktopus)-Drucken oder Tampographie bezeichnet. Aufgrund der Verwendung eines Kissens, das weich ist und das ein sehr gutes Formfolgevermögen aufweist, ist es bevorzugt, das Tampondruckverfahren zum Durchführen eines Druckens auf der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 zu verwenden. Bezüglich der Reihenfolge des Druckens der ersten gedruckten Schicht 31 und der zweiten gedruckten Schicht 32 gibt es keine speziellen Beschränkungen.
Wie es in der 23 gezeigt ist, kann ein Drucken einzeln auf dem flachen Abschnitt, bei dem die Vertiefung 7 nicht ausgebildet ist, der zweiten Hauptoberfläche 5, der flachen unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 und der Seitenoberfläche 9 mit einer gekrümmten Oberflächenform der Vertiefung 7 durchgeführt werden. In diesem Fall wird eine erste gedruckte Schicht 31 auf dem flachen Abschnitt, bei dem die Vertiefung 7 nicht ausgebildet ist, der zweiten Hauptoberfläche 5 durch das Siebdruckverfahren oder dergleichen gebildet. Eine zweite gedruckte Schicht 32 wird auf der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 durch das Siebdruckverfahren oder dergleichen gebildet. Eine dritte gedruckte Schicht 33 wird auf der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 durch das Tampondruckverfahren gebildet. Zum Bewirken, dass durch das Tampondrucken keine gedruckte Schicht auf der unteren Oberfläche 8 gebildet wird, wird ein zylindrisches Kissen verwendet, das keinen Abschnitt aufweist, welcher der unteren Oberfläche 8 entspricht. Durch Durchführen eines getrennten Druckens auf der unteren Oberfläche 8 und der Seitenoberfläche 9 der Vertiefung 7 auf diese Weise können die Dicke und die Ebenheit der zweiten gedruckten Schicht 32, die auf der unteren Oberfläche 8 ausgebildet werden soll, richtig eingestellt werden. Als Ergebnis kann in dem Fall, bei dem ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor auf der unteren Oberfläche 8 der Vertiefung 7 angeordnet wird, die Sensorempfindlichkeit erhöht werden. Bezüglich der Reihenfolge des Druckens der ersten gedruckten Schicht 31 bis zur dritten gedruckten Schicht 33 gibt es keine speziellen Beschränkungen. Wenn die Farben oder Texturen des Druckens zwischen der ersten gedruckten Schicht 31, der zweiten gedruckten Schicht 32 und der dritten gedruckten Schicht 33 verändert werden, kann die Position eines Sensors 40 einfach visuell erkannt werden und es kann ein Akzent bei der Gestaltung bereitgestellt werden. Beispielsweise wenn das Drucken so durchgeführt wird, dass die erste gedruckte Schicht 31 und die zweite gedruckte Schicht 32 dieselbe Farbe aufweisen und die dritte gedruckte Schicht 33 eine andere Farbe aufweist, kann eine Gestaltung erhalten werden, bei der die dritte gedruckte Schicht 33 als ringförmige Struktur erkannt wird.
Das Druckverfahren für flache Abschnitte, wie z.B. den Abschnitt, bei dem die Vertiefung 7 nicht ausgebildet ist, der zweiten Hauptoberfläche 5 und die flache untere Oberfläche 8 der Vertiefung 7, ist nicht auf das Siebdruckverfahren beschränkt, und es kann sich um ein Druckverfahren handeln, das die Dicke oder dergleichen einer gedruckten Schicht richtig einstellen kann. Beispiele für verwendbare Druckverfahren umfassen ein Rotationssiebdruckverfahren, ein Hochdruckverfahren, ein Offset-Druckverfahren, ein Sprühdruckverfahren und ein Folienübertragungsverfahren. Weitere Druckverfahren, wie z.B. ein elektrostatisches Kopierverfahren, ein Thermotransferverfahren und ein Tintenstrahlverfahren, können ebenfalls eingesetzt werden.
In dem Fall, bei dem die untere Oberfläche 8 der Vertiefung 7 eine gekrümmte Oberflächenform aufweist, wie z.B. die untere Oberfläche 8 der Vertiefung 7, die eine Form aufweist, die stärker in der Z-Richtung vorragt, wenn die Position in die Richtung von deren Mitte verläuft, wie es in der 6 gezeigt ist, ist es bevorzugt, ein Drucken auf der unteren Oberfläche 8 durch das Tampondruckverfahren durchzuführen.
Das Druckverfahren für eine gekrümmte Oberflächenform ist nicht auf das Tampondruckverfahren beschränkt, solange das Folgevermögen bezüglich der gekrümmten Oberflächenform hoch ist; beispielsweise kann das Sprühdruckverfahren eingesetzt werden.
Wenn die Vertiefung 7 in der Rückoberfläche (zweite Hauptoberfläche 5) des Abdeckungselements 1 ausgebildet ist und ein Anzeigefeld in der Vertiefung 7 angeordnet wird, kann ein Drucken nur auf der Seitenoberfläche der zweiten Hauptoberfläche 19 des dicken Abschnitts 17 durchgeführt werden, ohne eine gedruckte Schicht in der Vertiefung 7 zu bilden. In diesem Fall sind Verbindungsleitungen, usw., des Anzeigefelds nicht von der Seite der Oberfläche der Seite der ersten Hauptoberfläche 18 des Abdeckungselements 1 sichtbar, wodurch ein gutes Aussehen erhalten wird.
(Glaszusammensetzung)
Beispielsweise kann für das Abdeckungselement 1 und das Glassubstrat 101 jedwedes der nachstehend als Gegenstände (i) bis (vii) beschriebenen Gläser genannt werden. Die nachstehenden Glaszusammensetzungen von (i) bis (v) sind in Mol-% als Oxide angegeben und die Glaszusammensetzungen von (vi) bis (vii) sind in Massen-% als Oxide angegeben.

(i) Ein Glas, das 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 umfasst.
(ii) Ein Glas, das 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 umfasst, wobei der Gesamtgehalt von SiO₂ und Al₂O₃ 75 % oder kleiner ist, der Gesamtgehalt von Na₂O und K₂O 12 % bis 25 % ist und der Gesamtgehalt von MgO und CaO 7 % bis 15 % ist.
(iii) Ein Glas, das 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 umfasst, wobei der Gesamtgehalt von SiO₂ und Al₂O₃ 80 % oder kleiner ist.
(iv) Ein Glas, das 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 umfasst, wobei der Gesamtgehalt von SiO₂ und Al₂O₃ 71 % bis 75 % ist und der Gesamtgehalt von Na₂O und K₂O 12 % bis 20 % ist.
(v) Ein Glas, das 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 umfasst.
(vi) Ein Glas, das 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 umfasst, wobei R₂O/Al₂O₃ (in dieser Formel ist R₂O Na₂O + K₂O) 2,0 oder größer und 4,6 oder kleiner ist.
(vii) Ein Glas, das 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 umfasst.

BEISPIELE
Ein chemisches Härten wurde bei verschiedenen Sätzen von Bedingungen durchgeführt und der dünne Abschnitt 13 und der dicke Abschnitt 17 wurden bezüglich der Festigkeit miteinander verglichen. Eine spezifische Vorgehensweise ist wie folgt. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
(Abdeckungselement)
(Beispiel 1)
Ein rechteckiges lagenartiges Element mit einer Dicke in der Z-Richtung (Dicke) von 0,7 mm und Hauptoberflächen mit Abmessungen von 70 mm x 150 mm wurde als Glasbasiselement bereitgestellt. Ein Abdeckungselement 1 wurde durch Bilden einer Vertiefung 7 in diesem Glaselement derart erhalten, dass die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung 0,3 mm betrug (kleiner als oder gleich 1/2 und größer als oder gleich 1/4 der Dicke des dicken Abschnitts 17) (so dass die Dicke des dicken Abschnitts 0,7 mm betrug). Unter Bezugnahme auf (B) von 2 betrugen die Breite B_y in der Y-Richtung und die Breite B_x in der X-Richtung der unteren Oberfläche 8 17 mm bzw. 6 mm, und die Breite S_x in der X-Richtung und die Breite S_y in der Y-Richtung der Seitenoberfläche 9 betrugen 0 mm. Die Glaszusammensetzung wurde so eingestellt, dass sie der Glaszusammensetzung von Dragontrail (eingetragene Marke), das von AGC Inc. hergestellt wird, entsprach.
(Beispiel 2)
Es wurde ein Glaselement bereitgestellt, das mit demjenigen im Beispiel 1 identisch war, mit der Ausnahme, dass die Dicken des dicken Abschnitts 17 0,7 mm betrugen und die Dicken des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung 0,15 mm betrugen (kleiner als oder gleich 1/4 und größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17).
(Beispiel 3)
Es wurde ein Glaselement bereitgestellt, bei dem die Dicken des dicken Abschnitts 17 und des dünnen Abschnitts ausgehend von denjenigen im Beispiel 2 verändert wurden, während das Dickenverhältnis zwischen diesen etwa so wie im Beispiel 2 eingestellt worden ist. Insbesondere wurde ein Glaselement bereitgestellt, das mit dem Glaselement von Beispiel 1 identisch war, mit der Ausnahme, dass die Dicke des dicken Abschnitts 17 in der Z-Richtung 2,1 mm betrug und die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung 0,45 mm betrug (kleiner als oder gleich 1/4 und größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17).
(Beispiel 4)
Es wurde ein Glaselement bereitgestellt, das mit demjenigen im Beispiel 1 identisch war, mit der Ausnahme, dass die Dicke des dicken Abschnitts 17 in der Z-Richtung 2,1 mm betrug und die Dicke des dünnen Abschnitts 13 in der Z-Richtung 0,15 mm betrug (kleiner als 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17).
Ein chemisches Härten wurde mit den Abdeckungselementen der Beispiele 1 und 2 unter Verwendung eines nachstehend beschriebenen Simulationsmodells für ein chemisches Härten durchgeführt.
(Simulationen eines chemischen Härtens)
Zur Durchführung von Simulationen eines chemischen Härtens wurde die allgemeine Strukturanalysesoftware „Abaqus“ (Ver6. 13-2) verwendet. Die Berechnung eines nichtstationären Zustands wurde mittels der Wärmeleitungsanalyse von Abaqus durchgeführt, bei der „eine Kaliumionenkonzentrationsverteilung“ als „Temperaturverteilung“ betrachtet wurde.
Die Berechnung wurde durch Anwenden der Gleichungen (1) und (2) auf die Simulationen und unter Verwendung von Materialkoeffizienten für 100 Mol-% geschmolzenes Kaliumnitratsalz bei 425 °C, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, durchgeführt.
(Math. 1) $C_{λ} = C_{0} + (C_{e q} - C_{0}) {e r f c \frac{x}{2 \sqrt{D t}} - exp (\frac{H}{D} x + \frac{H^{2}}{D} t) e r f c (\frac{x}{2 \sqrt{D t}} + \frac{H}{D} \sqrt{D t})}$
In der Gleichung (1) ist C_x die Kaliumionenkonzentration (Mol-%), Co ist die anfängliche Kaliumionenkonzentration (Mol-%), C_eq ist die Gleichgewichts-Kaliumionenkonzentration (Mol-%), D ist der Diffusionskoeffizient (m²/s) von Kaliumionen, H ist der Massenübertragungskoeffizient (m/s) von Kaliumionen, t ist die Zeit (s) und x ist die Tiefe (m) von der Glasoberfläche.
(Math. 2) $σ_{x} = - \frac{B E}{1 - ν} (C_{x} - C_{a v g})$
In der Gleichung (2) ist σ_x die Spannung (Pa), B ist der Ausdehnungskoeffizient, E ist der Young'sche Modul (Pa), v ist das Poisson-Verhältnis und C_avg ist die durchschnittliche Kaliumkonzentration (Mol-%) gemäß der Gleichung (3).
(Math. 3) $C_{a v g} = \frac{1}{L} \int_{0}^{L} C_{x} d x$

In der Gleichung (3) ist L die halbe Dicke (m) und x ist die Tiefe (m) von der Glasoberfläche. Tabelle 1

Bezeichnung der Materialkonstante	Symbol	Materialkonstante	Einheit
Anfängliche Kaliumionenkonzentration	C₀	3,97	Mol-%
Gleichgewichts-Kaliumionenkonzentration	C_eq	13,6	Mol-%
Diffusionskoeffizient	D	1,68 × 10^-8	m²/s
Massenübertragungskoeffizient	H	1,20 × 10^-5	m/s
Ausdehnungskoeffizient	B	1,06 × 10^-3	-
Young'scher Modul	E	7,40 × 10¹⁰	N/m2
Poisson-Verhältnis	v	0,22	-

Die Zeit des chemischen Härtens wurde auf maximal etwa 100 Stunden eingestellt und die integrierten Werte S, die Oberflächendruckspannungen CS und die maximalen Werte CT_max der inneren Zugspannung, wenn die Zeit des chemischen Härtens 30, 70, 150, 260, 420, 900 und 1740 Minuten betrug, wurden gemäß den Gleichungen (1) bis (3) berechnet. Messpositionen waren der Schwerpunkt des dünnen Abschnitts für den dünnen Abschnitt 13 und der Schwerpunkt der gesamten Glasplatte für den dicken Abschnitt 17. Anfängliche Werte waren wie folgt:

S = 0 (MPa . mm)
CS = 0 (MPa)
CT_max = 0 (MPa)

CS bei einer bestimmten Zeit t₁ wurde durch Abaqus durch Eingeben von x = 0 und t = t₁ in die Gleichung (1) berechnet.
CT_max wurde als der maximale Wert von Spannungsberechnungswerten bei jeweiligen Knoten in der Dickenrichtung festgelegt.
S wurde durch eine Trapeznäherung eines integrierten Werts einer Hauptspannungsdifferenz an jedem Knoten in der Dickenrichtung berechnet.
(A) und (B) von 24 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und dem integrierten Wert S in den Beispielen 1 bzw. 2. (A) und (B) von 25 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und dem integrierten Wert S in den Beispielen 3 bzw. 4. (A) und (B) von 26 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und den Oberflächendruckspannungen CS in den Beispielen 1 bzw. 2. (A) und (B) von 27 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und den Oberflächendruckspannungen CS in den Beispielen 3 bzw. 4. (A) und (B) von 28 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT in den Beispielen 1 bzw. 2. (A) und (B) von 29 zeigen Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT in den Beispielen 3 bzw. 4.
Wie es in (A) und (B) von 24 und (A) und (B) von 25 gezeigt ist, war der integrierte Wert S in dem dicken Abschnitt 17 positiv und variierte im Laufe der Zeit des chemischen Härtens nicht stark. Die Differenz bei der Dicke des dünnen Abschnitts 13 verursachte keinen großen Unterschied.
Andererseits wurde in den Beispielen 1, 2 und 3 der integrierte Wert S in dem dünnen Abschnitt 13 sofort nach dem Beginn des chemischen Härtens negativ und der Absolutwert des negativen Werts nahm im Laufe der Zeit des chemischen Härtens zu. Der Absolutwert des integrierten Werts S war größer, wenn der dünne Abschnitt 13 dünner war. Im Beispiel 4 wurde der integrierte Wert S unmittelbar nach dem Beginn des chemischen Härtens negativ. Bei weiterem Fortschreiten der Zeit des chemischen Härtens erreichte der integrierte Wert S negative Werte, die nahe bei 0 lagen, und zwar aufgrund eines Knickens durch eine Last aufgrund einer Druckspannung, die während des chemischen Härtens erzeugt wurde. In allen Beispielen 1 bis 4 war jedoch der Absolutwert des integrierten Werts S kleiner als 0 MPa und wurde durch eine Einstellung, wie z.B. ein Verlängern der Zeit des chemischen Härtens, auf kleiner als -10 MPa und sogar kleiner als -20 MPa eingestellt.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ergab sich, dass der integrierte Wert S in dem dünnen Abschnitt 13 durch chemisches Härten auf kleiner als 0 MPa eingestellt werden kann. Es liegt nahe, dass in den Beispielen 1 bis 3 (die Dicke des dünnen Abschnitts 13 ist kleiner als oder gleich 1/2 und größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17) der integrierte Wert S im Laufe der Zeit des chemischen Härtens monoton abnimmt, und somit kann eine genaue Einstellung des integrierten Werts S einfacher durchgeführt werden als im Beispiel 4.
Wie es in (A) und (B) von 26 und (A) von 27 gezeigt ist, nahm in den Beispielen 1, 2 und 3 CS in jedem des dicken Abschnitts 17 und des dünnen Abschnitts 13 sofort nach dem Beginn des chemischen Härtens zu, nahm jedoch danach allmählich ab. Während CS auf diese Weise variierte, war CS in dem dicken Abschnitt 17 stets größer als CS in dem dünnen Abschnitt 13. Andererseits nahm im Beispiel 4, wie es in (B) von 27 gezeigt ist, während CS in dem dicken Abschnitt 17 in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1, 2 und 3 variierte, CS in dem dünnen Abschnitt 13 nach dem Beginn des chemischen Härtens ab, nahm dann aufgrund eines Knickens zu, so dass die Werte in dem dicken Abschnitt 17 überschritten wurden, und nahm dann erneut ab.
CS war sowohl in dem dünnen Abschnitt 13 als auch dem dicken Abschnitt 17 stets größer als oder gleich 300 MPa.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 17 durch ein chemisches Härten so eingestellt werden kann, dass sie größer als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt 13 ist, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts 13 mindestens kleiner als oder gleich 1/2 der Dicke des dicken Abschnitts 17 ist.
Es wurde auch gefunden, dass, um die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 17 stets größer einzustellen als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt 13, die Beispiele 1 bis 3 (die Dicke des dünnen Abschnitts 13 ist kleiner als oder gleich 1/2 und größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17) bevorzugt sind.
Wie es in (A) von 28 gezeigt ist, nahm im Beispiel 1 die innere Zugspannung CT unmittelbar nach dem Beginn des chemischen Härtens in jedem des dicken Abschnitts 17 und des dünnen Abschnitts 13 zu, jedoch war die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 größer als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17.
Andererseits wurde im Beispiel 2, wie es in (B) von 28 gezeigt ist, während die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 größer war als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17, bis die Zeit des chemischen Härtens 23 Stunden erreichte, die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 gleich der inneren Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17, wenn die Zeit des chemischen Härtens 23 Stunden betrug. Wenn die Zeit des chemischen Härtens länger als 23 Stunden betrug, war die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 kleiner als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17. Die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 war größer als oder gleich 50 MPa, während die Zeit des chemischen Härtens kürzer als 30 Stunden war. Die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 war größer als oder gleich 50 MPa, wenn die Zeit des chemischen Härtens länger als 5 Stunden war.
Ferner nahm im Beispiel 2, wie es in (B) von 28 gezeigt ist, die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 monoton ab, nachdem die Zeit des chemischen Härtens 5 Stunden überschritten hat, und somit wurde erwartet, dass die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 zu einem bestimmten Zeitpunkt um die Zeit des chemischen Härtens von 38 Stunden negativ werden würde (die Spannung ist kleiner als 0 MPa) (durch eine gestrichelte Linie angegeben).
Wie es in (A) von 29 gezeigt ist, war im Beispiel 3 die Beziehung zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT ähnlich derjenigen im Beispiel 2. Insbesondere während die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 im Laufe der Zeit zunahm, nahm die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 sofort nach dem Beginn des chemischen Härtens zu und nahm dann ab. Dies legt nahe, dass eine ähnliche Tendenz festgestellt wird, selbst wenn sich der dicke Abschnitt 17 und der dünne Abschnitt 13 bezüglich der Dicke unterscheiden, solange deren Dickenverhältnis dasselbe ist.
Wie es in (B) von 29 gezeigt ist, war die Beziehung zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der inneren Zugspannung CT im Beispiel 4 verschieden von derjenigen der Beispiele 1 bis 3. Insbesondere zeigte die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 nahezu keine Zunahme und die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 nahm weiter zu, selbst wenn die Zeit des chemischen Härtens lang wurde.
Aus den vorstehenden Ergebnissen wurde gefunden, dass durch Einstellen der Dicke des dünnen Abschnitts 13 und der Zeit des chemischen Härtens die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 größer als oder kleiner als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 gemacht werden kann.
Aus den Ergebnissen der Beispiele 2 und 3 wurde auch gefunden, dass die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 13 kleiner als die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 17 sein kann, wenn die Dicke des dünnen Abschnitts 13 kleiner als oder gleich 1/4 und größer als oder gleich 1/5 der Dicke des dicken Abschnitts 17 ist.
Aus den vorstehenden Ergebnissen wurde gefunden, dass die Spannung durch Einstellen der Dicke des dünnen Abschnitts 13 und der Zeit des chemischen Härtens so eingestellt werden kann, dass sie an einem beliebigen Punkt in einem Querschnitt des dünnen Abschnitts 13 kleiner als 0 MPa ist. Es wurde auch gefunden, dass die Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 17 größer eingestellt werden kann als die Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt 13. Ferner wurde gefunden, dass die innere Zugspannung CT durch Einstellen der Zeit des chemischen Härtens so eingestellt werden kann, dass sie größer als oder gleich 50 MPa oder kleiner als oder gleich 50 MPa in jedem des dünnen Abschnitts 13 und des dicken Abschnitts 17 ist.
Es wurde gefunden, dass die Beziehungen zwischen der Zeit des chemischen Härtens und der Oberflächendruckspannung CS, der inneren Zugspannung CT und des integrierten Werts S durch Ändern des Dickenverhältnisses zwischen dem dünnen Abschnitt 13 und dem dicken Abschnitt 17 variiert werden.
(Modifizierungen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt und verschiedene Verbesserungen, Gestaltungsänderungen, usw., sind möglich, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Ferner können die spezifische Vorgehensweise, Struktur, usw., die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, innerhalb des Umfangs verändert werden, mit dem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann.
(Abdeckungselement mit einem gebogenen Abschnitt)
Wie es in der 30 gezeigt ist, kann das Abdeckungselement 1 mindestens einen gebogenen Abschnitt 20 aufweisen. Beispielformen umfassen eine Form, die eine Kombination des gebogenen Abschnitts 20 und eines flachen Abschnitts ist, und eine Form, bei welcher der gebogene Abschnitt 20 das gesamte Abdeckungselement bildet. Bezüglich der Form des Abdeckungselements gibt es keine speziellen Beschränkungen, solange es den gebogenen Abschnitt 20 aufweist. In den letzten Jahren sind in dem Fall, bei dem ein Abdeckungselement mit einem gebogenen Abschnitt 20 für eine Anzeigevorrichtung verwendet wird, verschiedene Arten von Geräten (Fernsehgerät, Personalcomputer, Smartphone, Kraftfahrzeugnavigationsgerät, usw.) aufgekommen, deren Bildschirm eines Anzeigefelds eine gekrümmte Oberfläche ist. Der gebogene Abschnitt 20 kann so ausgebildet sein, dass er der Form eines Anzeigefelds oder der Form eines Gehäuses oder Körpers eines Anzeigefelds entspricht. Der Ausdruck „flacher Abschnitt“ steht für einen Abschnitt, dessen durchschnittlicher Krümmungsradius größer als 1000 mm ist und der Ausdruck „gebogener Abschnitt“ steht für einen Abschnitt, dessen durchschnittlicher Krümmungsradius kleiner als oder gleich 1000 mm ist.
(Abdeckungselement mit einem Durchgangsloch)
Wie es in der 31 gezeigt ist, kann das Abdeckungselement 1 mindestens ein Durchgangsloch in einem dicken Abschnitt 17 aufweisen.
Die Anzahl, die Form, usw., eines Durchgangslochs oder von Durchgangslöchern 22 kann in der gewünschten Weise festgelegt werden.
Wenn das Abdeckungselement 1 das Durchgangsloch 22 aufweist, kann, selbst wenn ein Verbinder zum Verbinden zur Außenseite, wie z.B. eine Ohrhörerbuchse, von einer Schutzzieloberfläche freiliegt, an der das Abdeckungselement 1 angebracht werden soll, das Abdeckungselement an der Schutzzieloberfläche angebracht werden, ohne den Verbinder zu bedecken.
(Abdeckungselement, bei dem beide Oberflächen mit einer Vertiefung ausgebildet sind)
Wie es in der 32 gezeigt ist, können beide Oberflächen des Abdeckungselements 1 mit Vertiefungen ausgebildet sein. Insbesondere kann jede der ersten Hauptoberfläche 3 und der zweiten Hauptoberfläche 5 des Abdeckungselements 1 mit einer Vertiefung 7 und 10 ausgebildet sein. Die Vertiefungen 7 und 10 sind in der Nähe von einem Ende des Abdeckungselements 1 in der X-Richtung und in der Nähe von dessen Mittellinie in der Y-Richtung ausgebildet. Jede der Vertiefungen 7 und 10 ist so ausgebildet, dass sie eine längliche Kreisform aufweist, die in der Y-Richtung länger ist als in der X-Richtung, wenn sie von der +Z-Richtung oder der -Z-Richtung betrachtet wird.
Die Vertiefungen 7 und 7A können an jedweder Position ausgebildet sein, solange sie in der Z-Richtung einander gegenüberliegen (d.h., die Vertiefungen 7 und 10 erstrecken sich zusammen in XY-Ebenen, d.h., sie sind in der Draufsicht einander überlagert). Um zu verhindern, dass die Positionsabweichung zwischen den Vertiefungen 7 und 10 auffällig wird, ist es bevorzugt, dass die Distanz in einer Draufsicht des Abdeckungselements 1 zwischen dem Schwerpunkt der Vertiefung 7 und dem Schwerpunkt der Vertiefung 10 100 µm oder kürzer ist. Die Anzahl, die Form, usw., der Vertiefungen 7 und 10 können in der gewünschten Weise festgelegt werden.
(Oberflächenrauheit, usw.)
Die Rauheit eines ersten unteren Oberflächenabschnitts und eines zweiten unteren Oberflächenabschnitts des dünnen Abschnitts 13 und einer ersten Hauptoberfläche und einer zweiten Hauptoberfläche der gedruckten Schicht des Abdeckungselements 1 ist nicht auf den vorstehend beschriebenen arithmetischen Mittenrauwert Ra beschränkt. In dem Fall der quadratischen Rauheit Rq ist es bevorzugt, dass Rq 0,3 nm oder größer und 100 nm oder kleiner ist. Wenn Rq 100 nm oder kleiner ist, ist es wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rq 0,3 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert. In dem Fall der gemittelten Rautiefe Rz ist es bevorzugt, dass Rz 0,5 nm oder größer und 300 nm oder kleiner ist. Wenn Rz 300 nm oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rz 0,5 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert.
In dem Fall der maximalen Rautiefe Rt ist es bevorzugt, dass Rt 1 nm oder größer und 500 nm oder kleiner ist. Wenn Rt 500 nm oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rt 1 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert. In dem Fall der maximalen Peakhöhe Rp ist es bevorzugt, dass Rp 0,3 nm oder größer und 500 nm oder kleiner ist. Wenn Rp 500 nm oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rp 0,3 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert. In dem Fall der Tiefe des größten Profiltals Rv ist es bevorzugt, dass Rv 0,3 nm oder größer und 500 nm oder kleiner ist. Wenn Rv 500 nm oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rv 0,3 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert.
In dem Fall der mittleren Rillenbreite der Profilelemente Rsm ist es bevorzugt, dass Rsm 0,3 nm oder größer und 1000 nm oder kleiner ist. Wenn Rsm 1000 nm oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rsm 0,3 nm oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert. In dem Fall der Kurtosis-Rauheit Rku ist es bevorzugt, dass Rku 1 oder größer und 3 oder kleiner ist. Wenn Rku 3 oder kleiner ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Rauheit fühlbar ist. Wenn Rku 1 oder größer ist, ist der Reibungskoeffizient der Glasoberfläche geeignet eingestellt und das Gleitvermögen eines Fingers oder dergleichen wird verbessert. Andere Parameter, wie z.B. Wa, der eine Welligkeit darstellt, können eingesetzt werden und bezüglich des Parameters zur Darstellung der Rauheit gibt es keine speziellen Beschränkungen. Wenn die Schiefe der Rauheit Rsk verwendet wird, ist es im Hinblick auf die Einheitlichkeit der Sichtbarkeit, der Taktilität, usw., bevorzugt, dass Rsk -1 oder größer und 1 oder kleiner ist.
(Anwendungen)
Es gibt keine speziellen Beschränkungen bezüglich der Verwendung des Abdeckungselements gemäß der vorliegenden Erfindung. Spezifische Beispiele umfassen transparente Fahrzeugkomponenten (z.B. eine Scheinwerferabdeckung, einen Seitenspiegel, ein transparentes Frontsubstrat, ein transparentes Seitensubstrat, ein transparentes Hecksubstrat und eine Instrumententrägeroberfläche), Messgeräte, Fenster für Bauzwecke, Schaufenster, Innenelemente für Bauzwecke, Außenelemente für Bauzwecke, Anzeigen (z.B. ein Notebook-Personalcomputer, ein Monitor, LCD, PDP, ELD, CRT und PDA), LCD-Farbfilter, Berührungsfeldsubstrate, Aufnahmelinsen, optische Linsen, Linsen für Brillen, Kamerakomponenten, Videokomponenten, CCD-Abdeckungssubstrate, Lichtleitfaser-Endoberflächen, Projektorkomponenten, Kopiererkomponenten, transparente Solarzellensubstrate (z.B. ein Abdeckungselement), Mobiltelefonfenster, Hintergrundbeleuchtungseinheit-Komponenten (z.B. eine Lichtleitplatte und eine Kaltkathodenröhre) die Flüssigkristallhelligkeit erhöhende Folien für eine Hintergrundbeleuchtungseinheit (z.B. eine Prismenfolie und eine halbtransparente Folie), die Flüssigkristallhelligkeit erhöhende Folien, Komponenten für organische lichtemittierende EL-Elemente, Komponenten für anorganische lichtemittierende EL-Elemente, Komponenten für lichtemittierende Leuchtstoffelemente, optische Filter, Endoberflächen für eine optische Komponente, Beleuchtungslampen, Abdeckungen für Beleuchtungsgeräte, Verstärkerlaserlichtquellen, Reflexionsschutzfolien, Polarisationsfolien und landwirtschaftliche Folien.
(Gegenstand)
Ein Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Abdeckungselement 1.
Der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung kann entweder nur aus dem Abdeckungselement 1 bestehen oder (ein) Element(e) umfassen, das oder die von dem Abdeckungselement 1 verschieden ist oder sind.
Beispiele für den Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen diejenigen, die vorstehend als Anwendungen des Abdeckungselements 1 genannt worden sind, und Vorrichtungen, die eines oder mehrere dieser Beispiele aufweisen.
Beispielvorrichtungen umfassen einen persönlichen Datenassistenten, eine Anzeigevorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung und ein Solarzellenmodul.
Der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vertiefung 7 auf, weist eine hohe Erfassungsempfindlichkeit und eine sehr gute Sichtbarkeit auf und ist somit zur Verwendung in einem persönlichen Datenassistenten und einer Anzeigevorrichtung geeignet. Das Abdeckungselement 1 für Anwendungen in einem Fahrzeug muss eine Mehrzahl von großen Vertiefungen 7 aufweisen und muss eine hohe Erfassungsempfindlichkeit bereitstellen, wenn ein Sensor daran angeordnet ist. Es kann einen Fall geben, bei dem ein Abdeckungselement 1 mit einer gebogenen Form mit einer Vertiefung 7 ausgebildet werden muss. Die vorliegende Erfindung kann Abdeckungselemente 1 bereitstellen, welche diese Anforderungen erfüllen können. Als solches ist das Abdeckungselement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung als Fahrzeug-Abdeckungselement 1 geeignet.
Wenn der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anzeigevorrichtung ist, umfasst der Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung ein Anzeigefeld zum Anzeigen eines Bilds und ein Abdeckungselement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, das auf der Betrachtungsseite eines Anzeigevorrichtungshauptkörpers angeordnet ist.
Beispiele für das Anzeigefeld umfassen ein Flüssigkristallfeld, ein organisches EL (Elektrolumineszenz)-Feld, und ein Plasmaanzeigefeld. Das Abdeckungselement 1 kann mit dem Anzeigefeld als Schutzlage für die Anzeigevorrichtung integriert sein, oder eine Struktur, in der ein Sensor, wie z.B. ein Berührungsfeldsensor, auf einer zweiten Hauptoberfläche 5 des Anzeigefelds angeordnet ist, d.h., eines Anzeigefelds, das zwischen dem Abdeckungselement 1 und dem Sensor angeordnet ist, kann eingesetzt werden. Alternativ kann das Abdeckungselement 1 auf der Betrachtungsseite des Anzeigefelds mittels eines Sensors angeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung kann ein Abdeckungselement bereitstellen, das ein gewünschtes Erfassungsvermögen aufweisen kann, wenn ein Fingerabdruck-Authentifizierungssensor in dieses einbezogen ist, und kann einen persönlichen Datenassistenten bereitstellen, der das Abdeckungselement umfasst.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017 - 173852 , die am 11. September 2017 eingereicht worden ist, wobei deren Offenbarung unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Bezugszeichenliste

1: Abdeckungselement
3: Erste Hauptoberfläche
5: Zweite Hauptoberfläche
7: Vertiefung
13: Dünner Abschnitt
17: Dicker Abschnitt
20: Gebogener Abschnitt
22: Durchgangsloch

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 Patentliteratur

JP 2017001940 A [0007]
JP 2017048090 A [0007]
JP 2017 [0216]
JP 173852 [0216]

Claims

Abdeckungselement, das zum Schützen eines Schutzziels dient und ein chemisch gehärtetes Glas umfasst, und das integriert umfasst: eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche; mindestens eine Vertiefung, die in mindestens einer der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist; und einen dünnen Abschnitt, der durch die Vertiefung ausgebildet ist, und einen dicken Abschnitt, der mit dem dünnen Abschnitt verbunden ist, wobei das Abdeckungselement einen integrierten Wert S einer Hauptspannungsdifferenz aufweist, der in einer Dickenrichtung des dünnen Abschnitts an einem Schwerpunkt des dünnen Abschnitts in einem Fall, bei dem eine Zugspannung und eine Druckspannung als positiv bzw. negativ betrachtet werden, kleiner als 0 MPa ist.
Abdeckungselement nach Anspruch 1, bei dem der integrierte Wert S der Hauptspannungsdifferenz in der Dickenrichtung des dünnen Abschnitts kleiner als -10 MPa ist.
Abdeckungselement nach Anspruch 1, bei dem: der dicke Abschnitt eine Oberflächendruckspannung CS aufweist, die größer als eine Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt ist; und der dünne Abschnitt eine Dicke von kleiner als oder gleich 1/2 einer Dicke des dicken Abschnitts aufweist.
Abdeckungselement nach Anspruch 3, bei dem jede der Oberflächendruckspannung CS in dem dünnen Abschnitt und der Oberflächendruckspannung CS in dem dicken Abschnitt 300 MPa oder größer ist.
Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der dünne Abschnitt eine innere Zugspannung CT aufweist, die größer als eine innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt ist.
Abdeckungselement nach Anspruch 5, bei dem die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist.
Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der dicke Abschnitt eine innere Zugspannung CT aufweist, die größer als die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt ist.
Abdeckungselement nach Anspruch 7, bei dem die innere Zugspannung CT in dem dicken Abschnitt 50 MPa oder größer ist und die innere Zugspannung CT in dem dünnen Abschnitt 50 MPa oder kleiner ist.
Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der dünne Abschnitt eine innere Zugspannung CT von kleiner als 0 MPa an einem beliebigen Punkt in einem Querschnitt des dünnen Abschnitts aufweist.
Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem mindestens ein Teil des dicken Abschnitts einen gebogenen Abschnitt aufweist.
Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem mindestens ein Teil des dicken Abschnitts ein Durchgangsloch aufweist.
Abdeckungselement nach Anspruch 11, bei dem das Schutzziel ein persönlicher Datenassistent ist.
Persönlicher Datenassistent, der das Abdeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.