JP2014221693A - 薄板ガラスの貼り付け方法およびガラス積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板ガラスに貼り付けた薄板ガラスの表面を平らにしつつ、貼り付けた薄板ガラスをタッチペン等で局所的に押圧しても、薄板ガラスが割れるのを確実に防止することができる薄板ガラスの貼り付け方法を提供する。【解決手段】ディスプレイ５の表示領域Ａを覆う基板ガラス１の表面に、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラス２を貼り付けるための方法であって、基板ガラス１の表面に液体たる液体ガラス３を塗布するとともに、液体ガラス３を介して基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を重ねて、さらに、薄板ガラス２の全周縁部に基板ガラス１と薄板ガラス２を気密的に結合する封止部３ａを設け、基板ガラス１と薄板ガラス２の間における封止部３ａの内側を液体ガラス３で満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、薄板ガラスの貼り付け方法およびガラス積層体の技術に関し、より詳しくは、厚みが極めて薄い薄板ガラスを貼り付けるための技術に関する。

従来、スマートフォンやタブレット端末等に備えられたディスプレイの表示領域を保護するために、ディスプレイのガラス面に保護フィルムを配するのが一般的となっている。
ディスプレイを保護するための保護フィルムとしては、樹脂系のものやガラス系のもの等が存在しているが、耐擦傷性の面では、ガラス系のものが優れている。

しかしながら、ガラス系の保護フィルムは、可撓性は有するものの割れやすいという問題があった。
このため、ガラス系の保護フィルムを破損させずに貼り付けるための方法が種々提案されており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。

特許文献１に開示されている従来技術は、例えば、図５に示すように、粘着剤３３を用いて、基板ガラス１に対して薄板ガラス２を貼り付けるための方法に関する技術であり、基板ガラス１に対して、シリコン系やアクリル系等の有機系の粘着剤３３を数十μｍの厚みで塗布して、その粘性により薄板ガラス２を保持する構成としている。

尚、ここで言う「薄板ガラス」とは、厚みが３００μｍ以下の極めて薄い板ガラスを指している（以下同じ）。
そして、ここで言う「薄板ガラス」の厚みは、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい（以下同じ）。

特開２００７−３３１９９６号公報

しかしながら、特許文献１に係る方法で基板ガラス１に対して貼り付けた薄板ガラス２は、図５に示すように、その表面をタッチペン４等で押圧した場合には、局所的な撓みが生じて、その結果割れてしまうという問題があった。
また、特許文献１に係る方法のように、粘着剤３３を用いて薄板ガラス２を貼り付けた場合、粘着剤３３の表面には凹凸があるため、貼り付けた薄板ガラス２の表面には歪みが生じ、平らにならないという問題もあった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、基板ガラスに貼り付けた薄板ガラスの表面を平らにしつつ、貼り付けた薄板ガラスをタッチペン等で局所的に押圧しても、薄板ガラスが割れるのを確実に防止することができる薄板ガラスの貼り付け方法およびガラス積層体を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法は、ディスプレイの表示領域を覆う基板ガラスの表面に、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラスを貼り付けるための方法であって、前記基板ガラスの表面に液体を塗布するとともに、前記液体を介して前記基板ガラスの表面に前記薄板ガラスを重ねて、さらに、前記薄板ガラスの全周縁部に前記基板ガラスと前記薄板ガラスを気密的に結合する封止部を設け、前記基板ガラスと前記薄板ガラスの間における前記封止部の内側を前記液体で満たす、ことを特徴とする。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法においては、前記液体の所定の厚みを、１０μｍ以下とするのが好ましい。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法では、前記液体の粘度を、１０Ｐａ・ｓ以下とするのが好ましい。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法では、前記液体の屈折率を、前記基板ガラスおよび前記薄板ガラスの屈折率に対する９４％以上かつ１０６％以下の値とするのが好ましく、また、前記封止部を、前記ディスプレイの表示領域よりも外側に設けるのが好ましい。
このような構成によれば、薄板ガラスおよび基板ガラスの界面における光の反射を抑制することができ、これにより、薄板ガラスを貼り付けた部位において、光学特性が悪化するのを防止することができる。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法では、前記液体は液体ガラスであるのが好ましく、前記封止部は、前記液体ガラスが、前記薄板ガラスの周縁部において硬化することにより形成され、前記封止部が形成されるのに伴って、前記液体ガラスが、前記封止部の内側に封入されるのが好ましい。
このような構成によれば、封止部を容易に形成することができ、これにより、基板ガラスに対する薄板ガラスの貼り付け作業を、より効率的に行うことができる。

本発明に係るガラス積層体は、ディスプレイの表示領域を覆うものであって、前記表示領域を覆うように配置される基板ガラスと、前記基板ガラスの表面から所定寸法だけ離間して配置される、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラスと、前記基板ガラスと薄板ガラスとの間の空間に満たされる液体と、前記空間の周縁部を封止する封止部と、を備え、前記液体は液状の液体ガラスであり、前記封止部は、硬化した前記液体ガラスにて構成される、ことを特徴とする。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法およびガラス積層体によれば、タッチペン等で薄板ガラスを押圧したときにおける薄板ガラスの撓みを抑制することができ、かつ、薄板ガラスに作用する応力を、液体を流動させることにより分散させることができる。
これにより、薄板ガラスをタッチペン等で押圧したときに、薄板ガラスが割れるのを防止できる。

本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法による基板ガラスに対する薄板ガラスの貼り付け状況を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法の実施状況を示す模式図。 本発明に係る薄板ガラスの貼り付け方法の別実施形態を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法により貼り付けた薄板ガラスに対するタッチペンによる押圧状況を示す模式図。 従来の貼り付け方法により粘着剤で貼り付けた薄板ガラスに対するタッチペンによる押圧状況を示す模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係るガラス積層体について、図１を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係るガラス積層体１０は、ディスプレイ５の表示領域Ａを覆う基板ガラス１に対して、該基板ガラス１を保護するための部材である薄板ガラス２を貼り付けたものである。
ここでいう表示領域Ａとは、ディスプレイ５を構成するパネル５ａから発せられる光（映像）が投光される範囲であり、ベゼル５ｂによって区画された略矩形の領域となっている。

基板ガラス１は、略矩形である板状のガラスであり、表示領域Ａを覆うように配置されるとともに、ディスプレイ５の表示領域Ａの周囲に設けられたベゼル５ｂに対して固定されている。
尚、本実施形態では、屈折率「１．５２」の基板ガラス１を用いている。

薄板ガラス２は、少なくともディスプレイ５の表示領域Ａを含む範囲において、基板ガラス１の表面を覆うように配置されている。
そして、本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法では、基板ガラス１と薄板ガラス２の間に液体である液体ガラス３を封入する構成としている。
尚、本実施形態では、厚みが５０〜１００μｍであって、屈折率「１．５２」の薄板ガラス２を用いている。

液体ガラス３は、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を主成分とし、常温（２５℃程度の温度）において液体の状態で存在する物質であり、水と反応することによって、常温で硬化しガラス化する性質を有している。また、液体ガラス３は、水と反応しなければ、常温において液体の状態を維持することができる。
そして、液体ガラス３は、空気中に放置をすると、空気中に含まれる水分と反応して自然に硬化する性質を有している。
尚、本実施形態では、屈折率「１．４３」の液体ガラス３を用いている。

即ち、本実施形態において、薄板ガラス２の貼り付けに用いている液体ガラス３の屈折率「１．４３」は、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率「１．５２」を基準として、約９４．１％の値となっており、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率「１．５２」を基準として、９４％以上かつ１０６％以下の値となっている。

液体ガラス３の硬化原理は、成分中の一部のオルガノポリシロキサンのアルコキシル基が、空気中の水分により加水分解を受けて水酸基に変化し、さらにその水酸基を他のオルガノポリシロキサンのアルコキシル基または水酸基がアタックして、触媒の作用により脱アルコール反応または脱水反応を起こすことで、ポリシロキサン硬化体を形成するためと考えらえる。
即ち、加水分解、脱アルコール縮合、脱水縮合の反応が促進される結果、常温領域において分子構造が安定化し、ＳｉＯ₂を主成分とするガラスが得られるものと考えられる。

基板ガラス１と薄板ガラス２の間は、液体ガラス３で満たされており、また、薄板ガラス２の外周縁部には、該液体ガラス３が満たされている空間を外部と気密的に区画する封止部３ａが形成されている。
また、基板ガラス１と薄板ガラス２の間において、液体ガラス３の厚みは、所定の厚みｄとなっている。
そして、基板ガラス１と薄板ガラス２の間に、所定の厚みｄの液体ガラス３が封入されることで、ガラス積層体１０が構成されている。

次に、本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法について、図２を用いて説明をする。
図２に示す如く、本発明の一実施形態に係る薄板ガラスの貼り付け方法では、まず始めに、基板ガラス１の表面（薄板ガラス２の貼り付け面）に液体である液体ガラス３を滴下し、次に、滴下した液体ガラス３を基板ガラス１の表面において所定の厚みに展延させて、基板ガラス１の表面に液体ガラス３を塗布する。

次に、基板ガラス１の表面に展延した液体ガラス３の上に、空気を追い出しながら薄板ガラス２を重ねていく。
このとき液体ガラス３は、薄板ガラス２の重量等の影響によりさらに展延されるが、基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を重ねたときの液体ガラス３の厚みｄが１０μｍ以下となるように、基板ガラス１に滴下する液体ガラス３の量および粘度を予め調整しておく。
尚、本実施形態では、基板ガラス１の表面に液体ガラス３を滴下するとともに、滴下した液体ガラス３を基板ガラス１の表面において所定の厚みに展延させて、基板ガラス１の表面に液体ガラス３を塗布する構成としているが、基板ガラス１の表面に滴下した液体ガラス３上に薄板ガラス２を重ね合わせることで、液体ガラス３を基板ガラス１の表面において所定の厚みに展延させて、液体ガラス３を塗布してもよい。

次に、基板ガラス１の表面に展延した液体ガラス３の上に、薄板ガラス２を重ねた状態で、放置する。
すると、液体ガラス３のうち、基板ガラス１および薄板ガラス２に接していない部位（周端部）は、空気に触れる状態となっているため、空気中の水分と反応して、周端部における液体ガラス３が硬化をし始める。
そして、液体ガラス３の周端部を硬化させることによって、封止部３ａが形成され、該封止部３ａによって、基板ガラス１と薄板ガラス２が固定される。

また、封止部３ａが形成されると同時に、基板ガラス１および薄板ガラス２と封止部３ａによって区画される空間が形成され、該空間には液体ガラス３が液体のままで封入されて、液部３ｂが形成される。このとき、封止部３ａを形成する液体ガラス３および該封止部３ａの内側に形成される液部３ｂに満たされている液体ガラス３の厚みは１０μｍ以下となっている。

以上のように、基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を貼り付ける際には、基板ガラス１と薄板ガラス２の距離を１０μｍ以下としながら、基板ガラス１と薄板ガラス２を封止部３ａによって固定し、さらに、基板ガラス１および薄板ガラス２と封止部３ａによって区画される空間に液体ガラス３を封入している。
そして、本発明の一実施形態に係る薄板ガラス２の貼り付け方法によれば、本発明の一実施形態に係るガラス積層体１０を作製することができる。

また、封止部３ａを形成する場合、液体ガラス３を空気中の水分と自然に反応させることで液体ガラス３を硬化させて封止部３ａを形成する構成としている。

即ち、本実施形態に係る薄板ガラス２の貼り付け方法においては、液体は液体ガラス３であり、封止部３ａは、液体ガラス３が、薄板ガラス２の周縁部において硬化することにより形成され、封止部３ａが形成されるのに伴って、液体ガラス３が、封止部３ａの内側に封入されるものである。
このような構成によれば、封止部３ａを容易に形成することができ、基板ガラス１に対する薄板ガラス２の貼り付け作業を、より効率的に行うことができる。

尚、本実施形態では、液体ガラス３を空気中の水分と自然に反応させることで液体ガラス３を硬化させる構成としているが、例えば、薄板ガラス２の周端部に水を噴霧して、強制的に液体ガラス３と水を反応させて封止部３ａを形成する構成としてもよい。

また、本実施形態においては、薄板ガラス２の貼り付けに用いる液体として液体ガラス３を採用しているが、液体として液体ガラス３を用いる構成には限定されず、図３に示すように、他の液体１３を採用することも可能である。
他の液体１３としては、油やグリセリン等を用いることができ、例えば、屈折率「１．５１５」のイマージョンオイルを用いることができる。
この場合、薄板ガラス２の端面を全周に亘ってシールやテーピング等を施して封止することで、シール材等により封止部１４を形成する構成とすることができ、このようにして、基板ガラス１と薄板ガラス２の間に、所定の厚みｄの液体１３が封入された他の実施形態に係るガラス積層体１１を作製することができる。

また、液体１３の屈折率を、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率を基準として、９４％以上かつ１０６％以下の値とすれば、基板ガラス１および薄板ガラス２と、液体１３との界面における光の反射率を０．１％以下に抑えることができることが、本願の発明者が行った実験により確認されている。
さらに、本願の発明者が行った実験によれば、液体１３の屈折率を、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率を基準として、９８％以上かつ１０２％以下の値とすれば、反射率を０．０２％以下に抑えることが可能であることも確認されている。
例えば、屈折率「１．５２」の基板ガラス１および薄板ガラス２に対して、屈折率が「１．５１５」（約９９．７％）であるイマージョンオイルを用いた場合には、基板ガラス１および薄板ガラス２と、液体１３との界面における光の反射率を０．０２％以下に抑えることができる。

このため、基板ガラス１と薄板ガラス２との間に封入する液体１３の屈折率は、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率を基準として、９４％以上かつ１０６％以下の値とするのが好ましく、９８％以上かつ１０２％以下の値とするのがより好ましい。

本実施形態の場合は、屈折率が「１．４３」の液体ガラス３を液体として用いており、液体ガラス３の屈折率が、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率「１．５２」を基準として、９４％以上かつ１０６％以下の値となっている。
従って、基板ガラス１および薄板ガラス２と、液体１３との界面における光の反射率を０．１％以下に抑えることが可能となっている。

このように、本実施形態に係る薄板ガラス２の貼り付け方法においては、液体（本実施形態では液体ガラス３）の屈折率（本実施形態では「１．４３」）を、基板ガラス１および薄板ガラス２の屈折率（本実施形態では「１．５２」）に対する９４％以上かつ１０６％以下の値とするものである。また、封止部３ａを、ディスプレイの表示領域Ａよりも外側に設けるものである。
このような構成によれば、薄板ガラス２および基板ガラス１の界面における光の反射を抑制することができ、これにより、薄板ガラス２を貼り付けた部位において、光学特性が悪化するのを防止することができる。
これにより、ディスプレイ５を構成する基板ガラス１に薄板ガラス２を貼り付けても、ディスプレイ５の視野角が悪化するのを抑制することができるため、ディスプレイ５に表示される映像が見えにくくなったりすることがない。

次に、本実施形態に係る貼り付け方法で貼り付けられた薄板ガラス２の使用状況について、図４を用いて説明をする。
図４に示す如く、基板ガラス１に貼り付けられた薄板ガラス２は、タッチペン４（あるいは指等）で押圧されると、撓みが生じる。
しかし、薄板ガラス２の背後（基板ガラス１側）には、厚みｄが１０μｍ以下である液体（液体ガラス３あるいは液体１３）により形成される液部３ｂが配置されているため、薄板ガラス２の撓み量を小さく（１０μｍ以下に）抑えることができる。
このため、薄板ガラス２がタッチペン４（あるいは指等）で押圧されたとしても、破壊に至るような撓みが生じることはない。

また、タッチペン４で押圧される薄板ガラス２の背部には、液体（液体ガラス３あるいは液体１３）が配置されているため、薄板ガラス２に付与された応力が液体の流動によって分散される構成となっている。
このため、薄板ガラス２がタッチペン４（あるいは指等）で押圧されたとしても、より確実に破壊を防止することが可能となっている。

尚、液体の粘度が高いと、応力が付与されたときにおける液体の流動性が悪くなるため、基板ガラス１と薄板ガラス２との間に封入する液体の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましい。
そして、本実施形態では、使用する液体（即ち、液体ガラス３および液体１３）の粘度を、１０Ｐａ・ｓ以下としている。

このように、１０Ｐａ・ｓ以下の粘度の液体（液体ガラス３および液体１３）を用いることで、薄板ガラス２の破壊をより確実に防止できる。
また、１０Ｐａ・ｓ以下の粘度の液体（液体ガラス３および液体１３）を用いることにより、前記液体を介して基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を重ねた際に前記液体が展延し易くなり、基板ガラス１と薄板ガラス２との間に満たされる前記液体の厚みｄを、容易に１０μｍ以下とすることができる。

さらに、薄板ガラス２の背部は、密閉空間となる封止部３ａの内側の空間に満たされた液体（液体ガラス３あるいは液体１３）で支持される構成となっている。
このような構成では、薄板ガラス２が液体（液体ガラス３あるいは液体１３）から受ける応力を任意の部位において均等にすることでき、また、液体は基板ガラス１が水平であれば、展延された液体の表面も略水平に維持されるため、液体を介して支持される薄板ガラス２の表面を平らにすることができ、ディスプレイ５の操作上や外観上の品質についても改善を図ることができる。
尚、薄板ガラス２の表面（液体と接していない側の面）には、薄板ガラス２の表面の反射率を低下させるための反射防止層や、防眩機能を付与して視認性を向上させたり、タッチペン４での書き味を向上させたりするためのアンチグレア層、および指紋の付着を防止し、撥水性、撥油性を付与するための防汚層等を設けてもよい。

以上のように、本実施形態に係る薄板ガラス２の貼り付け方法は、基板ガラス１の表面に液体（本実施形態では液体ガラス３または液体１３）を塗布するとともに、液体を介して基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を重ねて、さらに、薄板ガラス２の全周縁部に基板ガラス１と薄板ガラス２を気密的に結合する封止部３ａを設け、基板ガラス１と薄板ガラス２の間における封止部３ａまたは封止部１４の内側を液体で満たすことにより、基板ガラス１の表面に薄板ガラス２を貼り付けるものである。
また、封止部３ａまたは封止部１４の内側に満たされる液体（本実施形態では液体ガラス３または液体１３）の厚みｄを、１０μｍ以下とするものであり、さらに、液体（本実施形態では液体ガラス３または液体１３）の粘度を、１０Ｐａ・ｓ以下とするものである。

また、本実施形態に係るガラス積層体１０は、ディスプレイ５の表示領域Ａを覆うものであって、表示領域Ａを覆うように配置される基板ガラス１と、基板ガラス１の表面から所定寸法ｄだけ離間して配置される、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラス２と、基板ガラス１と薄板ガラス２との間の空間に満たされる液体と、前記空間の周縁部を封止する封止部３ａと、を備え、前記液体は液体ガラス３であり、封止部３ａは、硬化した液体ガラス３にて構成されるものである。

そして、このような薄板ガラス２の貼り付け方法およびガラス積層体１０によれば、タッチペン等で薄板ガラス２を押圧したときにおける薄板ガラス２の撓みを抑制することができ、かつ、薄板ガラス２に作用する応力を、液体（本実施形態では液体ガラス３または液体１３）を流動させることにより分散させることができる。
これにより、薄板ガラス２をタッチペン等で押圧したときに、薄板ガラス２が割れるのを防止できる。

１ 基板ガラス
２ 薄板ガラス
３ 液体ガラス
３ａ 封止部
５ ディスプレイ
１０ ガラス積層体
１１ ガラス積層体
１３ 液体
１４ 封止部
Ａ 表示領域

Claims (7)

1. ディスプレイの表示領域を覆う基板ガラスの表面に、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラスを貼り付けるための薄板ガラスの貼り付け方法であって、
   前記基板ガラスの表面に液体を塗布するとともに、前記液体を介して前記基板ガラスの表面に前記薄板ガラスを重ねて、さらに、前記薄板ガラスの全周縁部に前記基板ガラスと前記薄板ガラスを気密的に結合する封止部を設け、前記基板ガラスと前記薄板ガラスの間における前記封止部の内側を前記液体で満たす、
   ことを特徴とする薄板ガラスの貼り付け方法。
2. 前記封止部の内側に満たされる前記液体の厚みを、１０μｍ以下とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄板ガラスの貼り付け方法。
3. 前記液体の粘度を、１０Ｐａ・ｓ以下とする、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄板ガラスの貼り付け方法。
4. 前記液体の屈折率を、
   前記基板ガラスおよび前記薄板ガラスの屈折率に対する９４％以上かつ１０６％以下の値とする、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の薄板ガラスの貼り付け方法。
5. 前記封止部を、
   前記ディスプレイの表示領域よりも外側に設ける、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の薄板ガラスの貼り付け方法。
6. 前記液体は液体ガラスであり、
   前記封止部は、
   前記液体ガラスが、前記薄板ガラスの周縁部において硬化することにより形成され、
   前記封止部が形成されるのに伴って、
   前記液体ガラスが、
   前記封止部の内側に封入される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の薄板ガラスの貼り付け方法。
7. ディスプレイの表示領域を覆うガラス積層体であって、
   前記表示領域を覆うように配置される基板ガラスと、
   前記基板ガラスの表面から所定寸法だけ離間して配置される、厚みが３００μｍ以下の薄板ガラスと、
   前記基板ガラスと薄板ガラスとの間の空間に満たされる液体と、
   前記空間の周縁部を封止する封止部と、を備え、
   前記液体は液状の液体ガラスであり、
   前記封止部は、硬化した前記液体ガラスにて構成される、
   ことを特徴とするガラス積層体。

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