JP2013218161A - ディスプレイ用カバーガラスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な転写性および離型性を確保でき、離型時に割れが発生しにくいディスプレイ用カバーガラスを得る。
【解決手段】ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスは、ガラス成形によって製造されたガラス成形部材１０Ｇを備え、ガラス成形部材１０Ｇは、主面部１３と、主面部の外縁に連設され主面部から外方に向かうにしたがって表面１１から遠ざかる方向に湾曲する接続部１４と、接続部の外縁に連設され接続部を挟んで主面部の反対側に形成された側面部１５とを含み、接続部１４および側面部１５の板厚はそれぞれ１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、主面部１３と側面部１５との間にこれらがなすテーパー角度は５°以上４５°以下であり、接続部１４の内側の曲率半径は２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、主面部１３に対して垂直な方向におけるガラス成形部材１０Ｇの全高は１５ｍｍ以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、湾曲した部分を有するディスプレイ用カバーガラスおよびその製造方法に関する。

米国特許出願公開第２０１１／０１２６５８８号明細書（特許文献１）および米国特許出願公開第２０１１／０２６５５１７号明細書（特許文献２）に記載されているように、湾曲した部分を有するディスプレイ用カバーガラスが注目されている。

ディスプレイ用カバーガラスの多くは、携帯電話またはタブレット型のＰＣ（Personal computer）などの携帯表示装置に用いられている。ディスプレイ用カバーガラスは、一般的には、プレス加工を用いたガラス成形によって製造されている。

米国特許出願公開第２０１１／０１２６５８８号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０２６５５１７号明細書

湾曲した部分を有するディスプレイ用カバーガラスをプレス加工を用いたガラス成形によって製造する際には、金型面の形状がディスプレイ用カバーガラスに良好に転写されること（転写性）、金型がディスプレイ用カバーガラスから良好に離れること（離型性）、および、金型をディスプレイ用カバーガラスから離した際に熱収縮に起因してディスプレイ用カバーガラスに割れが発生しないこと等が重要となる。湾曲した形状をガラスで成形する場合には、転写性、離型性、熱収縮による割れ等、従来の平面ガラスからなるディスプレイ用カバーガラスでは問題にならなかった製造時の課題が発生する。

本発明は、良好な転写性および良好な離型性を確保することができ、離型時に割れが発生しにくいディスプレイ用カバーガラスおよびその製造方法を得ることを目的とする。

本発明に基づくディスプレイ用カバーガラスは、ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスであって、ガラス成形によって製造されたガラス成形部材を備え、上記ガラス成形部材は、上記ガラス成形部材が上記ディスプレイに取り付けられた状態で表面側が外部に露出する主面部と、上記主面部の外縁に連設され、上記主面部から外方に向かうにしたがって上記表面から遠ざかる方向に湾曲する接続部と、上記接続部の外縁に連設され、上記接続部を挟んで上記主面部の反対側に形成された側面部と、を含み、上記接続部および上記側面部の板厚は、それぞれ１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、上記主面部と上記側面部との間にこれらがなすテーパー角度は５°以上４５°以下であり、上記接続部の内側の曲率半径は２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、上記主面部に対して垂直な方向における上記ガラス成形部材の全高は１５ｍｍ以下である。

好ましくは、上記ガラス成形部材は、ガラス組成として、５０〜７０（重量％）のＳｉＯ_２と、５〜１５（重量％）のＡｌ_２Ｏ_３と、０〜５（重量％）のＢ_２Ｏ_３と、５〜２０（重量％）のＮａ_２Ｏと、０〜１０（重量％）のＫ_２Ｏと、０〜１０（重量％）のＭｇＯと、０〜１０（重量％）のＣａＯと、０〜５（重量％）のＢａＯと、０〜５（重量％）のＴｉＯ_２と、０〜１５（重量％）のＺｒＯ_２と、０〜１（重量％）のＳｂ_２Ｏ_３と、０〜１（重量％）のＣｅＯ_２と、０〜１（重量％）のＳｎＯ_２と、０〜１（重量％）のＮａＣｌと、０〜１（重量％）の硫酸塩とを含有する。

好ましくは、上記ガラス成形部材には、イオン交換によって圧縮応力層がその全面に亘って形成されており、上記圧縮応力層は、深さが５μｍ〜４０μｍであり、表面応力値が６００ＭＰａ以上である。

本発明に基づくディスプレイ用カバーガラスの製造方法は、ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスの製造方法であって、成形用金型を準備する工程と、溶融したガラスを上記成形用金型に供給してプレス加工することによってガラス成形部材を得る工程と、を備え、上記ガラス成形部材は、上記ガラス成形部材が上記ディスプレイに取り付けられた状態で表面側が外部に露出する主面部と、上記主面部の外縁に連設され、上記主面部から外方に向かうにしたがって上記表面から遠ざかる方向に湾曲する接続部と、上記接続部の外縁に連設され、上記接続部を挟んで上記主面部の反対側に形成された側面部と、を含み、上記接続部および上記側面部の板厚は、それぞれ１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、上記主面部と上記側面部との間のこれらがなすテーパー角度は５°以上４５°以下であり、上記接続部の内側の曲率半径は２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、上記主面部に対して垂直な方向における上記ガラス成形部材の全高は１５ｍｍ以下である。

好ましくは、上記成形用金型を離型した後の上記ガラス成形部材の上記主面部の表面粗さが所定の許容範囲外の場合には、上記ガラス成形部材の上記主面部に対して研磨加工を施す。

好ましくは、上記プレス加工に用いられる上記成形用金型のうちの上記主面部を成形する部分の形状は、上記成形用金型を上記ガラス成形部材から離型した際に上記主面部が反ることによって上記主面部の形状が所望の設計値となるように、上記成形用金型を上記ガラス成形部材から離型した際に上記主面部が反る方向とは反対側に向かって上記主面部に対して垂直な方向に上記設計値に対して０〜０．２ｍｍの範囲内で変形した形状である。

好ましくは、上記プレス加工の開始時の溶融ガラスの温度はＴｇ＋５０℃〜Ｔｇ＋２００℃であり、上記プレス加工の時間は５ｓ〜２０ｓである。

本発明によれば、湾曲した部分を有するカバーガラスにおいて良好な転写性および良好な離型性を確保することができ、離型時に割れが発生しにくいディスプレイ用カバーガラスおよびその製造方法を得ることが可能となる。

実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスを備えるディスプレイ装置の分解した状態を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 図２中のＩＩＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第１工程を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第２工程を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第３工程を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第４工程を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第５工程を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第１変形例を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法によって得られたガラス成形部材が反り変形している様子を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第２変形例を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第２変形例によって得られたガラス成形部材の離型直後の様子を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法の第２変形例によって得られたガラス成形部材の離型後しばらくしたときの様子を示す断面図である。 実施の形態に関して行った実験例を示す図である。

本発明に基づいた実施の形態および各実施例について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態および各実施例の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態および各実施例の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

［実施の形態］
（ディスプレイ装置１００，ディスプレイ用カバーガラス１０）
図１は、実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０を備えるディスプレイ装置１００の分解した状態を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。

図１に示すように、ディスプレイ装置１００は、ディスプレイ用カバーガラス１０、平板状の形状を有する外装プレート２０、外装プレート２０の上に配置される回路基板３０、回路基板３０の上に実装されるディスプレイ４０、および、回路基板３０の上に実装されるスピーカー５０を備える。

ディスプレイ用カバーガラス１０は、外装プレート２０に取り付けられる（矢印ＡＲ参照）。ディスプレイ用カバーガラス１０は、回路基板３０、ディスプレイ４０、およびスピーカー５０を、外装プレート２０上に封止する。

ディスプレイ用カバーガラス１０は、ディスプレイ４０の画像表示部４２を覆うように設けられるガラス成形部材１０Ｇと、スピーカー５０に対応するように設けられる開口部１０Ｈと、を含む。開口部１０Ｈは、ガラス成形部材１０Ｇをその表面１１（図２参照）側から裏面１２（図２参照）側に向かって貫通している。

（ガラス成形部材１０Ｇ）
図１および図２に示すように、ディスプレイ用カバーガラス１０のガラス成形部材１０Ｇは、主面部１３（図２参照）、接続部１４（図２参照）、および、側面部１５（図２参照）を有する。

主面部１３は、略平板状の形状を有する。ガラス成形部材１０Ｇがディスプレイ４０に取り付けられた状態では、主面部１３の表面１１側が外部に露出する。本実施の形態における主面部１３の外縁は、４つの角部が丸みを帯びた略矩形状の形状を有している。

接続部１４は、主面部１３の外縁に連設される。接続部１４は、主面部１３から外方に向かうにしたがって、表面１１から遠ざかる方向に湾曲する。側面部１５は、接続部１４の外縁に連設される。側面部１５は、全体として環状の形状を有し、接続部１４を挟んで主面部１３の反対側に位置している。ガラス成形部材１０Ｇは、主面部１３側から側面部１５側に向かうにつれて、接続部１４において３Ｄ（three dimension）形状を持って湾曲するように形成されている。

ガラス成形部材１０Ｇの画像表示部４２側に位置する裏面１２側から表面１１側に向かって、所定の画像情報を含む光Ｌ（図２参照）が主面部１３を透過する。画像表示部４２上に表示された各種の画像情報は、使用者により認識される。主面部１３の表面１１がタッチパネル式のディスプレイ面を構成している場合、主面部１３の表面１１は、使用者の手指（図示せず）によって押圧されたり、主面部１３の表面１１はペン（図示せず）などによって押圧されたりする。

図３は、図２中のＩＩＩ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。図３を参照して、ガラス成形部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側には、圧縮応力層１６および圧縮応力層１７がそれぞれ形成されている。圧縮応力層１６，１７は、ガラス成形部材１０Ｇに含有されるアルカリ金属イオンがそのイオン半径よりも大きいイオン半径を有する化学強化塩にイオン交換されることによって、ガラス成形部材１０Ｇの全面に亘って形成される。圧縮応力層１６，１７の形成によって、ガラス成形部材１０Ｇが化学的に強化されている。

（寸法関係）
接続部１４の板厚Ｔ１４（接続部１４の表面に対する法線方向の厚さ）および側面部１５の板厚Ｔ１５は、１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下である。好ましくは、主面部１３の厚さＴ１３、接続部１４の厚さＴ１４、および、側面部１５の厚さＴ１５は、それぞれ略同一の値である。

側面部１５の板厚Ｔ１５が１．２ｍｍを下回ると、側面部１５の溶融ガラスが持つ熱容量が小さくなる。その結果、当該箇所の溶融ガラスの冷却速度（固化速度）が早くなるため、ガラスを全面に充填させるためにはプレス圧力を上げるか、若しくはプレス時間を延長する等の成形パラメータのシフトが必要になる。しかしながら、このような対応をしたとしても、当該固化速度の早い箇所にも大きな圧力が掛かり続けるため、やがて固化部分からガラスが破断してしまう。

側面部１５の板厚Ｔ１５が１．７ｍｍを上回ると、主面裏側に配置されるタッチパネル等の部品が側面部近くには配置できないため、ガラス外形に対して画像表示領域が小さくなってしまう。

主面部１３と側面部１５との間にこれらがなすテーパー角度θ１４は、５°以上４５°以下である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は、２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。主面部１３に対して垂直な方向におけるガラス成形部材１０Ｇの全高Ｔ１０は、１５ｍｍ以下である。好ましくは、圧縮応力層１６，１７の各々の形成深さＤ１６，Ｄ１７は、５μｍ〜４０μｍであり、圧縮応力層１６，１７の各々の表面能力値は６００ＭＰａ以上である。

テーパ角度θ１４が５°を下回ると、成形後のガラスの冷却収縮によりガラス成形部材が上型側に固着してしまう。このため、ガラス成形部材を回収し、次の成形品の製造作業への移行が困難になる。さらに、固着状態によっては回収そのものが不可能になることもあり、叩き割る等の方法でしか分離できないこともある。また、上型への固着が無い場合でも、下型への固着が発生することも多く、下型からガラスを分離する際に多大な負荷が掛かることで、ガラス成形部材に割れが発生してしまう。

上型が下降移動して溶融ガラスを主面部１３から接続部１４を通して側面部に充填させる際、鉛直下方に掛かる圧力方向に対して、９０°以上圧力方向が異なる方向へ溶融ガラスを押し出すことになる。この際、接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４が２ｍｍを下回ると、鉛直下方に掛かる圧力方向と異なる方向へ溶融ガラスを移動させ、且つ溶融ガラスを側面部１５に完全に充填させるためには、プレス圧力を劇的に上げる必要がある。その結果、接続部１４に対して局所的に多大な圧力が掛かることにより、ガラス成形部材が破断してしまう。また、接続部１４の局所領域に圧力が集中することにより、当該箇所の下型とガラス成形部材とが固着し、離型が困難になることもある。

接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４がそれぞれ上限を上回ると、主面裏側に配置されるタッチパネル等の部品が側面部の近くには配置できないため、ガラス外形に対する画像表示領域が小さくなってしまう。

以上のようなガラス成形部材１０Ｇは、ガラス組成として、５０〜７０（重量％）のＳｉＯ_２と、５〜１５（重量％）のＡｌ_２Ｏ_３と、０〜５（重量％）のＢ_２Ｏ_３と、５〜２０（重量％）のＮａ_２Ｏと、０〜１０（重量％）のＫ_２Ｏと、０〜１０（重量％）のＭｇＯと、０〜１０（重量％）のＣａＯと、０〜５（重量％）のＢａＯと、０〜５（重量％）のＴｉＯ_２と、０〜１５（重量％）のＺｒＯ_２と、０〜１（重量％）のＳｂ_２Ｏ_３と、０〜１（重量％）のＣｅＯ_２と、０〜１（重量％）のＳｎＯ_２と、０〜１（重量％）のＮａＣｌと、０〜１（重量％）の硫酸塩とを含有しているとよい。

このような組成のガラスは、プレス成形にてガラスに転写される形状に大きく影響を及ぼすガラス転移点の温度Ｔｇ−３０［℃］〜Ｔｇ＋１５０［℃］の温度範囲において、適切なガラス粘性を維持しながら、ガラスの熱収縮による割れを抑制することができる。

転移点Ｔｇ−３０［℃］〜Ｔｇ＋１５０［℃］の温度範囲において、ガラスの線膨張係数は７０〜１１０［×１０^−６／℃］あることが望ましい。またガラス粘性をη［Ｐａ．ｓ］とすると、ｌｏｇη＝１１．０〜１４．５であることが望ましい。上記のような特性を持つガラスは、割れの無い湾曲したカバーガラスの成形に適している。

（製造方法）
以上のようなガラス成形部材１０Ｇは、リヒートプレス法またはダイレクトプレス法等のガラス成形を使用して製造される。リヒートプレス法を使用する場合、ガラス板材から所定の形状を有するガラスゴブを形成し、そのガラスゴブを金型上で再溶融する。その後、再溶融したガラスゴブをプレス加工することにより、ガラス成形部材１０Ｇが得られる。

図４〜図８を参照して、ダイレクトプレス法を使用してガラス成形部材１０Ｇを得る製造方法について説明する。図４に示すように、まず、下型６１および上型６２を含む成形用金型６０が準備される。滴下ノズル（図示せず）から液線状に供給された溶融ガラス１０Ｅをカッター６３を用いて切断し、滴状の形状を有する溶融ガラス１０Ｆを得る。溶融ガラス１０Ｆは、下型６１の成形面６１Ｔ上に向かって落下する（矢印ＡＲ１０参照）。

図５に示すように、溶融ガラス１０Ｆは、下型６１の成形面６１Ｔ上に供給され、成形面６１Ｔ上で濡れ広がる。図６に示すように、溶融ガラス１０Ｆが供給された下型６１は、上型６２の下方に移動する（矢印ＡＲ６１参照）。図７に示すように、下型６１に対向する上型６２は、下降移動する（矢印ＡＲ６２参照）。下型６１上の溶融ガラス１０Ｆは、下型６１の成形面６１Ｔと上型６２の成形面６２Ｔとによってプレス加工される。このプレス加工の際には、下型６１が上昇移動してもよい。

好ましくは、プレス加工の開始時の溶融ガラス１０Ｆの温度はＴｇ＋５０℃〜Ｔｇ＋２００℃（Ｔｇはガラス転移点の温度）に設定される。このような温度設定を得るためには、ガラス転移点の温度Ｔｇが５４０℃の場合、下型６１の温度は４６０℃〜５３０℃に設定され、上型６２の温度は４８０℃〜５２０℃に設定されるとよい。

図８に示すように、所定の時間が経過した後、上型６２は上昇移動する（矢印ＡＲ６３参照）。好ましくは、プレス加工の時間は５ｓ〜２０ｓである。その後、図示しない吸引装置などを用いて、ほぼ硬化した溶融ガラス１０Ｆが下型６１から外される。溶融ガラス１０Ｆの温度がさらに低下することによって、図１〜図３に示すガラス成形部材１０Ｇを得ることができる。

図９を参照して、ガラス成形部材１０Ｇの離型後、主面部１３における表面１１の表面粗さが所定の許容範囲外の場合には（たとえば表面１１の表面粗さＲａが２０ｎｍ以上の場合には）、主面部１３の表面１１に対して研磨加工をさらに施してもよい。主面部１３の表面１１が研磨レベルＬＬ１に到達するまで研磨されることによって、主面部１３の表面１１は所望の表面粗さを有することになる。

図１０を参照して、ディスプレイ用カバーガラス１０の製造に用いられるガラス成形部材１０Ｇの形状によっては、ガラス成形部材１０Ｇの離型後、熱収縮の作用に起因してガラス成形部材１０Ｇの主面部１３に反りが発生する場合がある。

図１０には、ガラス成形部材１０Ｇの離型後にガラス成形部材１０Ｇの主面部１３に反りが発生し、ガラス成形部材１０Ｇの主面部１３の表面１１が所望の設計値１１Ｑに対して矢印ＡＲ６４方向に反り変形し、ガラス成形部材１０Ｇの主面部１３の裏面１２も所望の設計値１２Ｑに対して矢印ＡＲ６４方向に反り変形した様子が図示されている。

図１１を参照して、このような場合、成形用金型６０Ａのように、下型６１および上型６２のうちの主面部１３を成形する部分（成形面６１Ｔ，６２Ｔ）の形状を、予め所定の寸法６１Ｌ，６２Ｌ（好ましくは、０〜０．２ｍｍ）の分だけ変形させておくとよい。つまり、成形用金型６０Ａをガラス成形部材１０Ｇから離型した際に主面部１３が反る方向（図１０における矢印ＡＲ６４方向）とは反対側に向かって、主面部１３に対して垂直な方向に、設計値１１Ｑ，１２Ｑに対して寸法０〜０．２ｍｍの範囲内で、成形面６１Ｔ，６２Ｔを予め変形させておく（成形面６１Ｔ，６２Ｔを予め作製しておく）。

図１２に示すように、成形用金型６０Ａをガラス成形部材１０Ｇから離型した直後には、ガラス成形部材１０Ｇの主面部１３には反りが生じている。図１３に示すように、熱収縮の作用に起因して、ガラス成形部材１０Ｇの主面部１３は、矢印ＡＲ６５方向に反る。主面部１３が反ることにより、主面部１３の形状は、所望の設計値と一致することになる。

（作用・効果）
実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０は、上記のようなガラス成形部材１０Ｇを備えていることによって、良好な転写性および良好な離型性を確保することができ、離型時に割れが発生しにくい。ディスプレイ用カバーガラス１０を製造するためにダイレクトプレス法を使用することによって、製造工程を簡略に構成することができ、製造費用の大幅な削減を期待することが可能となる。

［実験例］
図１４を参照して、上述の実施の形態に関して行った実験例について説明する。実験例では、比較例１〜５および実施例１，２の各条件に基づいて、計７種類のディスプレイ用カバーガラスを製造した。

比較例１〜５および実施例１，２に共通して、ディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、ダイレクトプレス法を使用して製造した。ガラス成形部材の主面部（主面部１３）の外形寸法は１３０ｍｍ×６０ｍｍである。ガラス成形部材の主面部（主面部１３）の板厚は０．８ｍｍである。ガラス成形部材に設けられた開口部（開口部１０Ｈ）の寸法は２５ｍｍ×４ｍｍである。

ガラス成形に使用したガラスの転移点の温度は、５４０℃である。ガラス成形に使用したガラスの線膨張係数は、１００／３００℃の値で９８（１０^−７／Ｋ）である。プレス加工時の上型の温度は５００℃であり、プレス加工時の下型の温度は５２０℃であり、プレス加工直前のガラスの温度は６８０℃である。プレス加工時間は１８秒である。

（比較例１）
比較例１におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が０．９ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は５．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は２．０ｍｍである。全高Ｔ１０が１０．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は０％であった。割れの発生率（母集団には離型不良が発生したものを除く。以下同じ。）は９０％であった。転写不良（母集団には離型不良が発生したものおよび割れが発生したものを除く。以下同じ。）の発生率は１０％であった。

比較例１においては、上型が下降移動して溶融ガラスを側方に押し広げる際に、接続部１４の板厚Ｔ１４が０．９ｍｍと薄いため、当該箇所の溶融ガラスが持つ熱容量が小さくなる。従って、当該箇所の溶融ガラスの冷却速度（固化速度）が早くなるため、ガラスを全面に充填させるためにはプレス圧力を上げるか、若しくはプレス時間を延長する等の成形パラメータのシフトが必要になる。しかしながら、このような対応をしたとしても、当該固化速度の早い箇所にも大きな圧力が掛かり続けるため、やがて固化部分からガラスが破断してしまうこととなる。

（比較例２）
比較例２におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は３．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は２．０ｍｍである。全高Ｔ１０が１０．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は７０％であった。割れの発生率は２０％であった。転写不良の発生率は０％であった。

比較例２においては、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍであり、比較例１のようなメカニズムに起因する割れは発生しない。しかしながら、成形完了後に上型が上昇移動する際、接続部１４の内側のテーパ角度θ１４が３°であるために、ガラスの冷却収縮によりガラス成形部材が上型側に固着した状態で上昇してしまう。このため、ガラス成形部材を回収し、次の成形品の製造作業への移行が困難になるだけでなく、固着状態によっては回収そのものが不可能になることもあり、叩き割る等の方法でしか分離できないこととなる。また、上型への固着が無い場合でも、下型への固着が発生することも多く、下型からガラスを分離する際に多大な負荷が掛かることで、ガラス成形部材に割れが発生してしまう。

（比較例３）
比較例３におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は５．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は１．５ｍｍである。全高Ｔ１０が１０．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は１５％であった。割れの発生率は８０％であった。転写不良の発生率は０％であった。

比較例３においては、上型が下降移動して溶融ガラスを主面部から接続部を通して側面部に充填させる際、鉛直下方に掛かる圧力ベクトルに対して、溶融ガラスを９０°以上ベクトルが異なる方向へ押し出すことになる。この際、接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４が１．５ｍｍであるため、上記異なる方向へ溶融ガラスを移動させ、且つ溶融ガラスを側面部に完全に充填させるためには、プレス圧力を劇的に上げる必要がある。しかしながら、特に曲率半径Ｒ１４が１．５ｍｍの接続部１４に対して局所的に多大な圧力が掛かることにより、ガラス成形部材が破断してしまう。また、主面部と側面部とに挟まれた曲率半径が１．５ｍｍの局所領域に圧力が集中することにより、当該箇所の下型とガラス成形部材とが固着し、離型が困難になることもある。

（比較例４）
比較例４におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は５．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は２．０ｍｍである。全高Ｔ１０が２０．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は０％であった。割れの発生率は２５％であった。転写不良の発生率は７５％であった。

比較例４においては、全高Ｔ１０（側面部の高さ）が２０ｍｍとなるまでプレス加工にて溶融ガラスを延ばす必要がある。溶融ガラスを延ばす過程で、溶融ガラスと成形用金型との接触面積が大きくなるため、放熱によりガラス温度低下つまりガラス固化が早い。特に側面部の先端に配置される溶融ガラスは固化が顕著であり、過剰なプレス圧力にて割れが発生しやすい。割れ発生がない場合でも、ガラスを先端まで充填させることができず、転写不良が発生する。

（比較例５）
比較例５におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．１ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は４．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は１．８ｍｍである。全高Ｔ１０が１７．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は１２％であった。割れの発生率は１５％であった。転写不良の発生率は１０％であった。

比較例５においては、比較例１〜４で記載した現象の発生率が、顕著に減少し始めるパラメータである。しかしながら品質安定性が乏しく、継続生産の品質として許容範囲とは言い難い。

（実施例１）
実施例１におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は５．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は２．０ｍｍである。全高Ｔ１０が１５．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は３％であった。割れの発生率は５％であった。転写不良の発生率は２％であった。

実施例１においては、比較例１〜４で記載した現象の発生率が、極端に減少するパラメータを採用しており、結果として離型不良の発生率および割れの発生率が激減し、歩留まりが許容範囲内に入ってくる。

（実施例２）
実施例２におけるディスプレイ用カバーガラスのガラス成形部材は、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．７ｍｍである。接続部１４の内側のテーパー角度θ１４は７．０°である。接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４は３．０ｍｍである。全高Ｔ１０が１０．０ｍｍである。このような形状寸法を有するガラス成形部材を製造した結果、離型不良の発生率は０．１％であった。割れの発生率は０．３％であった。転写不良の発生率は０．１％であった。

実施例２においては、実施例１に比べてさらに余裕のある設定が採用されているため、離型不良の発生率、割れの発生率、および転写不良の発生率がいずれも１％未満まで減少し、安定した連続生産が可能になる。

したがって比較例１〜５および実施例１，２を対比すると、接続部１４の板厚Ｔ１４が１．２ｍｍ以上であり、主面部１３と側面部１５との間にこれらがなすテーパー角度θ１４が５°以上であり、接続部１４の内側の曲率半径Ｒ１４が２ｍｍ以上であり、主面部１３に対して垂直な方向におけるガラス成形部材の全高Ｔ１０が１５ｍｍ以下であると、良好な転写性および良好な離型性を確保することができ、離型時に割れが発生しにくいディスプレイ用カバーガラスを得ることが可能となることがわかる。

以上、本発明に基づいた実施の形態および各実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および各実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ディスプレイ用カバーガラス、１０Ｅ，１０Ｆ 溶融ガラス、１０Ｇ ガラス成形部材、１０Ｈ 開口部、１１ 表面、１１Ｑ，１２Ｑ 設計値、１２ 裏面、１３ 主面部、１４ 接続部、１５ 側面部、１６，１７ 圧縮応力層、２０ 外装プレート、３０ 回路基板、４０ ディスプレイ、４２ 画像表示部、５０ スピーカー、６０，６０Ａ 成形用金型、６１ 下型、６１Ｌ，６２Ｌ 寸法、６１Ｔ，６２Ｔ 成形面、６２ 上型、６３ カッター、１００ ディスプレイ装置、ＡＲ，ＡＲ１０，ＡＲ６１，ＡＲ６２，ＡＲ６３ 矢印、Ｄ１６，Ｄ１７ 深さ、Ｔ１０ 全高、Ｌ 光、ＬＬ１ 研磨レベル、Ｒ１４ 曲率半径、Ｔ１３，Ｔ１４，Ｔ１５ 厚さ（板厚）。

Claims (7)

1. ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスであって、
   ガラス成形によって製造されたガラス成形部材を備え、
   前記ガラス成形部材は、
   前記ガラス成形部材が前記ディスプレイに取り付けられた状態で表面側が外部に露出する主面部と、
   前記主面部の外縁に連設され、前記主面部から外方に向かうにしたがって前記表面から遠ざかる方向に湾曲する接続部と、
   前記接続部の外縁に連設され、前記接続部を挟んで前記主面部の反対側に形成された側面部と、を含み、
   前記接続部および前記側面部の板厚は、それぞれ１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、
   前記主面部と前記側面部との間にこれらがなすテーパー角度は５°以上４５°以下であり、
   前記接続部の内側の曲率半径は２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、
   前記主面部に対して垂直な方向における前記ガラス成形部材の全高は１５ｍｍ以下である、
   ディスプレイ用カバーガラス。
2. 前記ガラス成形部材は、ガラス組成として、
   ５０〜７０（重量％）のＳｉＯ_２と、
   ５〜１５（重量％）のＡｌ_２Ｏ_３と、
   ０〜５（重量％）のＢ_２Ｏ_３と、
   ５〜２０（重量％）のＮａ_２Ｏと、
   ０〜１０（重量％）のＫ_２Ｏと、
   ０〜１０（重量％）のＭｇＯと、
   ０〜１０（重量％）のＣａＯと、
   ０〜５（重量％）のＢａＯと、
   ０〜５（重量％）のＴｉＯ_２と、
   ０〜１５（重量％）のＺｒＯ_２と、
   ０〜１（重量％）のＳｂ_２Ｏ_３と、
   ０〜１（重量％）のＣｅＯ_２と、
   ０〜１（重量％）のＳｎＯ_２と、
   ０〜１（重量％）のＮａＣｌと、
   ０〜１（重量％）の硫酸塩とを含有する、
   請求項１に記載のディスプレイ用カバーガラス。
3. 前記ガラス成形部材には、イオン交換によって圧縮応力層がその全面に亘って形成されており、
   前記圧縮応力層は、深さが５μｍ〜４０μｍであり、表面応力値が６００ＭＰａ以上である、
   請求項１または２に記載のディスプレイ用カバーガラス。
4. ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスの製造方法であって、
   成形用金型を準備する工程と、
   溶融したガラスを前記成形用金型に供給してプレス加工することによってガラス成形部材を得る工程と、を備え、
   前記ガラス成形部材は、
   前記ガラス成形部材が前記ディスプレイに取り付けられた状態で表面側が外部に露出する主面部と、
   前記主面部の外縁に連設され、前記主面部から外方に向かうにしたがって前記表面から遠ざかる方向に湾曲する接続部と、
   前記接続部の外縁に連設され、前記接続部を挟んで前記主面部の反対側に形成された側面部と、を含み、
   前記接続部および前記側面部の板厚は、それぞれ１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、
   前記主面部と前記側面部との間のこれらがなすテーパー角度は５°以上４５°以下であり、
   前記接続部の内側の曲率半径は２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、
   前記主面部に対して垂直な方向における前記ガラス成形部材の全高は１５ｍｍ以下である、
   ディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
5. 前記成形用金型を離型した後の前記ガラス成形部材の前記主面部の表面粗さが所定の許容範囲外の場合には、前記ガラス成形部材の前記主面部に対して研磨加工を施す、
   請求項４に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
6. 前記プレス加工に用いられる前記成形用金型のうちの前記主面部を成形する部分の形状は、前記成形用金型を前記ガラス成形部材から離型した際に前記主面部が反ることによって前記主面部の形状が所望の設計値となるように、前記成形用金型を前記ガラス成形部材から離型した際に前記主面部が反る方向とは反対側に向かって前記主面部に対して垂直な方向に前記設計値に対して０〜０．２ｍｍの範囲内で変形した形状である、
   請求項４または５に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
7. 前記プレス加工の開始時の溶融ガラスの温度はＴｇ＋５０℃〜Ｔｇ＋２００℃であり、
   前記プレス加工の時間は５ｓ〜２０ｓである、
   請求項４から６のいずれかに記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。

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