JP2015126347A - 携帯端末及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】黒色以外の色彩で外観を高めながらもレーザ光により加熱された接着部材によりカバーをキャビネットに確実に接着する。
【解決手段】カバー２ａの正面側からレーザ光を照射し、カバー２ａを覆う保護フィルム１３に形成した、可視光の一部を反射する反射層１２を透過させて発熱層１１を加熱して接着部材１０を加熱し、カバー２ａをカバー接着部３ｂの内面に接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示ユニットと、この表示ユニットを覆うカバーと、このカバーが接着されるカバー接着部が形成されたキャビネットとを有する携帯端末及びその製造方法に関するものである。

従来より、表示ユニットを覆う透明なガラスやアクリル板よりなるカバーは、表示ユニットを収容するキャビネットに両面テープなどで接着されていた。この接着部分は、タッチパネルの電極などが配置されるので、遮光性が高くて最も背面側の部材を隠すのに適する黒色印刷層により隠されることが知られている。

近年、携帯電話機に代表される携帯端末は、表示部を広くしながらも、携帯端末自体の大きさは大きくしないことが求められている。しかも、携帯端末を誤って水の中に落としてしまっても壊れない防水性能が求められている。携帯端末が一方に長い矩形板状であった場合、特にその幅方向両側は、防水性を保つために両面テープによる接着面積をある程度大きく保つ必要がある。

そこで、特許文献１のようにレーザ光を利用して熱硬化性樹脂よりなる接着部材を加熱して接着させる接着方法を利用することが考えられる。

特開２０１２−２１８３１６号公報

しかしながら、外観をよくするために、従来より用いられている黒色印刷層以外の色彩が求められることがある。

一方、特許文献１のようなレーザ光を用いる方法では、黒色印刷層がレーザ光を吸収する発熱層として用いられることが多い。このため、黒色以外の発熱層とすると、レーザ光の吸収効率が悪くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、黒色以外の色彩で外観を高めながらもレーザ光により加熱された接着部材によりカバーをキャビネットに確実に接着することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、レーザ光を吸収する発熱層の正面側に位置する、カバーを覆う保護フィルムの正面及び背面の少なくとも一方に可視光の一部を反射する反射層が形成された保護フィルムを貼り付けた。

具体的には、本発明では、表示ユニットと、該表示ユニットを収容するカバー接着部を有するキャビネットと、該表示ユニットの正面から該キャビネットを覆うカバーとを有する携帯端末を対象とし、
上記カバーは、レーザ光を透過する材料よりなり、該カバーは、保護フィルムによって覆われており、
上記保護フィルムの少なくとも外周縁の正面及び背面の少なくとも一方には、上記レーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する、薄膜層及び印刷層の少なくとも一方よりなる反射層が形成され、該反射層の背面側には、上記レーザ光を吸収する発熱層が設けられ、
上記カバーの背面が上記発熱層により加熱された接着部材により上記カバー接着部の内面に接着されている。

また、本発明では、表示ユニットと、該表示ユニットを収容するカバー接着部を有するキャビネットと、該表示ユニットの正面から該キャビネットを覆うカバーとを有する携帯端末を製造する製造方法を対象とし、
上記製造方法は、
レーザ光を透過する上記カバーを覆う保護フィルムの少なくとも外周縁の正面及び背面の少なくとも一方に該レーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する、薄膜層及び印刷層の少なくとも一方よりなる反射層を形成する反射層形成工程と、
上記保護フィルムを上記カバーの正面に貼り付ける貼付工程と、
上記反射層の背面側に上記レーザ光を吸収する発熱層を形成する発熱層形成工程と、
上記発熱層と、上記カバー接着部との間に、接着部材を挟持する挟持工程と、
上記カバーの正面側からレーザ光を照射し、上記反射層を透過させて発熱層を加熱して上記接着部材を加熱し、上記カバーを上記カバー接着部の内面に接着する接着工程とを含む構成とする。

このため、本発明では、反射層によって可視光の一部が反射されるので、黒色印刷層などよりなる発熱層があっても、ユーザが見ると単なる黒色には見えず、外観が向上する。この反射層は、レーザ光の大部分を透過するので、レーザ光によって発熱層を加熱して接着部材によりカバーをカバー接着部に接着することができる。このため、防水性を低下させることなく、できるだけ表示面積を広くすることができる。なお、接着部材は、熱可塑性樹脂材及び熱硬化性樹脂材のどちらでもよく、液状でも固体でもよい。反射層は、レーザ光を１００％透過するのではなく、できるだけレーザ光を透過しながらも可視光の一部を透過するものが適している。また、反射層は、保護フィルムの正面側のみ、背面側のみ及び両面のいずれかに設けられていればよく、薄膜層と印刷層とが別々に正面側又は背面側に設けられていてもよい。さらに、反射層は、保護フィルムの正面及び背面の少なくとも一方の外周縁だけでなく、全体に設けられていてもよい。なお、カバー接着部は、実質的に側壁を有さない、枠状のものも含むものとする。また、保護フィルムは、カバーの傷付き防止、指紋付着防止、飛散防止等の目的で貼り付けられるものであれば特に限定されない。

以上説明したように、本発明によれば、カバー及びそれを覆う保護フィルムの正面側からレーザ光を照射し、保護フィルムに設けた可視光の一部を反射する反射層を透過させて発熱層を加熱して接着部材を加熱し、カバーをカバー接着部の内面に接着するようにしたことにより、黒色以外の色彩で外観を高めながらもレーザ光により加熱された接着部材によりカバーをキャビネットに確実に接着することができる。

図４のＩ部拡大断面図である。 携帯電話機を示す斜視図である。 携帯電話機を示す分解斜視図である。 図２のIV−IV線拡大断面図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る図１相当図である。 本発明の実施形態の変形例２に係る図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の実施形態の携帯端末としての携帯電話機１を示し、この携帯電話機１は、例えば上下方向に長い矩形板状のスマートフォンよりなり、正面側に表示部２を収容する正面側キャビネット３を有する。正面側キャビネット３は、例えば、矩形皿状の金属フレーム３ａがインサート成形され、外周縁部に一段低くなったカバー接着部３ｂが連続して形成されている。このカバー接着部３ｂの左右幅は狭く、上下のカバー接着部３ｂの幅は広くなっている。この左右幅は、従来に比べてさらに狭く、例えば０．５〜１ｍｍ程度となっている。正面側キャビネット３の材質は、樹脂成形品、金属成形品など特に限定されないが、レーザ光による発熱に耐えうるものである必要がある。

図１にも拡大して示すように、正面側キャビネット３の背面側には、背面側キャビネット４が結合され、その背面側がリアカバー５で覆われている。なお、図４では、内部に収容されている回路基板や充電池は省略している。

表示部２は、透明なガラス板よりなるカバー２ａを有する。その背面側にタッチパネル（図示せず）が貼り付けられてもよいし、カバー２ａ自体がタッチパネルでもよい。カバー２ａの背面側に液晶ディスプレイなどの表示ユニット２ｂが貼り付けられている。カバー２ａは、アクリル板などの透明でレーザ光を透過しやすい樹脂材料で構成されていてもよいが、レーザ光による発熱に耐えうるものである必要がある。

本実施形態では、カバー２ａの背面に表示ユニット２ｂの表示エリアの外側を隠す黒色印刷層が施されている。この黒色印刷層は、レーザ光を透過及び反射するのではなく、吸収しやすいので、発熱層１１の役割を果たす。黒色印刷層は、黒色の染料や顔料を含むインクをカバー２ａの背面に付着させることによって設けられるが、レーザ光による発熱に耐えうるものである必要がある。発熱層１１を蒸着、フィルムの貼付、プライマーの塗布等によって設けてもよい。

カバー２ａの正面は、カバー２ａを割れにくくすると共に、カバー２ａが例えばガラスであるような場合に、その飛散を防止するための保護フィルム１３で覆われている。保護フィルム１３は、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリエステルフィルム等よりなる基材をハードコート層で覆ったものよりなる。なお、保護フィルム１３の貼り付けやすさやカバー２ａの角部に面取りがされているために外周がカバー２ａの外周よりも小さくなっている場合等には、反射層１２の全体が保護フィルム１３で覆われていなくてもよい。

そして、本実施形態の特徴として、保護フィルム１３の背面には、上記レーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する反射層１２が形成されている。本実施形態では、例えば、図１に示すように、反射層１２は、薄膜層１２ａと印刷層１２ｂとが積層されたものよりなる。薄膜層１２ａと印刷層１２ｂといずれを先にカバー２ａの背面に形成してもよく、薄膜層１２ａと印刷層１２ｂのいずれか一方のみを形成してもよい。

この薄膜層１２ａは、酸化シリコンの層と、酸化ニオブの層とを交互に多層に蒸着したものよりなる。一層あたりの厚みは２０〜５０ｎｍが一般的である。各薄膜層１２ａの厚さと層数を調整することにより、反射する色が変化するので、外観を調整しやすい。また、薄膜層１２ａは、酸化ジルコニウム、五酸化チタン、フッ化マグネシウム、五酸化タンタル、クロム及びアルミナ系等で構成してもよい。しかしながら、本実施形態では、この薄膜層１２ａが、例えば波長が９００ｎｍ以上１０５０ｎｍ以下であるレーザ光の反射率が高くないことが重要である。この点で、入手性がよく、レーザ光の反射率が高くない酸化シリコンと酸化ニオブが適している。

例えば反射層１２のない保護フィルム１３と反射層１２のある保護フィルム１３を用意し実験した。実験の結果、反射層１２のある保護フィルム１３は反射層１２のない保護フィルム１３に比べて３００ｎｍ〜５００ｎｍ領域の透過率を下げる（反射率を上げ）ことで青系の色が確認できた。この際５００ｎｍ〜１０５０ｎｍないし、それより高い波長領域では透過率を５％程度の低下に抑えることでレーザ光を透過するように調整している。この原理を利用し反射層１２の層構成により透過率（反射率）をコントロールすることで、９００ｎｍ〜１０５０ｎｍ波長のレーザ光の透過と多色化の両立が可能となる。

カバー２ａは、カバー接着部３ｂにおいて、接着部材１０によって接着されている。接着部材１０は、加熱により溶ける熱可塑性樹脂材をカバー接着部３ｂの形状に合わせて予め正面視矩形枠状に成形したものである。熱可塑性樹脂材としては特に限定されないが、カバー２ａ及び正面側キャビネット３のいずれにも接着しやすく、これらの材料に悪影響を与えない温度で溶けるものである必要がある。

次に、本発明のカバー２ａの貼付手順について説明する。

まず準備工程において、ガラス板から切り出したカバー２ａ、カバー接着部３ｂに合わせて成形した接着部材１０、表示ユニット２ｂ、正面側キャビネット３等を用意する。

次いで、反射層形成工程において、保護フィルム１３の外周縁の背面に酸化シリコンの層と、酸化ニオブの層とを交互に蒸着した薄膜層１２ａを形成する。このとき、薄膜層１２ａの膜厚と層数は、レーザ光の反射率が高くならないように調整する。また、本実施形態では、薄膜層１２ａの背面側にレーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する印刷層１２ｂも形成する。但し、反射層形成工程と発熱層形成工程との順番は逆でもよい。

次いで、貼付工程において、保護フィルム１３をカバー２ａの正面に貼り付ける。なお、反射層１２の形成後、挟持工程の前であれば、どの段階でカバー２ａに保護フィルム１３を貼り付けてもよい。

次いで、発熱層形成工程において、反射層１２の背面側に発熱層１１を形成する。

次いで、例えば電極設置工程において、タッチパネルの電極等を形成する。なお、この電極設置工程は、なくてもよい。

次いで、挟持工程において、カバー２ａの背面と、正面側キャビネット３との間に接着部材１０を挟持する。接着部材１０は、カバー接着部３ｂの形状に合わせて予め正面視矩形枠状に成形し、例えば位置決めの印が付けられた透明なセパレータに貼り付けておけば、カバー２ａ背面又はカバー接着部３ｂに接着部材を塗布する場合に比べ、特に幅方向の幅の狭いカバー接着部３ｂに接着部材１０を設けるのが極めて容易となる。

次いで、加圧工程において、カバー２ａの背面とカバー接着部３ｂの内面との間に接着部材１０を挟持した状態で、加圧する。この加圧工程は、必ずしも必要ではない。

次いで、接着工程において、カバー２ａの正面側からレーザ光を照射する。ここでは、カバー２ａの保護フィルム１３に設けた反射層１２は、できるだけレーザ光の反射率を低くされているので、レーザ光の大部分は、この反射層１２を透過する。そして、この透過したレーザ光が発熱層１１で吸収され、発熱する。このことで、接着部材１０が加熱され、熱可塑性樹脂材が溶けた後、再び硬化し、カバー２ａの背面がカバー接着部３ｂの内面に接着される。加熱のための条件は、例えば、接着部材１０の温度が１００〜１５０℃となる０．４〜１．２Ｊ好ましくは、０．６〜１．０Ｊとすればよい。なお、ここで、エネルギーＪは、レーザ出力をＷワット、レーザ焦点径をφｍｍ、走査速度をＶｍｍ／ｓｅｃとすれば、Ｊ＝Ｗ×φ／Ｖで計算される。なお、接着部材１０の温度が１５０〜１７０℃となる１．０〜１．２Ｊのエネルギーであれば、適度に加圧した場合でも、発泡して防水性が保ちにくい。０．４Ｊよりも小さいと、接着部材１０の発熱温度が８０℃以下となり接着部材１０が充分に軟化、溶融又は硬化しない。

なお、加圧工程を設けた場合、カバー２ａを正面側キャビネット３側へ押さえ付けているので、カバー２ａ背面やカバー接着部３ｂ内面にある凹凸と接着部材１０との隙間をなくした状態で、レーザ光により発熱層１１を加熱して接着部材１０を溶かして硬化させることができて有利である。

また、カバー２ａの発熱層１１である黒色印刷層の発熱によって加熱された接着部材１０により、カバー２ａ周縁が正面側キャビネット３の外周縁部に連続して形成したカバー接着部３ｂに接着される。そして、従来よりある、内部を見えなくする黒色印刷層をそのまま使用でき、その発熱層１１によって接着部材１０を加熱することができるので、発熱層１１を設けるためだけの工程を追加しなくてよい。

そして、接着部材１０により、カバー２ａと正面側キャビネット３との間を防水可能に密閉させた状態で、回路基板、充電池等を収容して背面側キャビネット４を結合し、リアカバー５で覆うことにより、防水型の携帯電話機１を組み立てることができる。

なお、接着部材１０は、熱可塑性樹脂材及び熱硬化性樹脂材のどちらでもよく、液状でも固体でもよい。しかし、上記実施形態のように接着部材１０を予め接着部位に合わせた形状に成形した場合には、液体よりも取り扱いが容易で接着部材１０の挟持が容易となり、接着領域が狭い場合でも、確実に接着を行うことができる。

そして、携帯電話機１は、保護フィルム１３に設けた反射層１２により、可視光の一部が反射されるので、発熱層１１が黒色であってもユーザには、黒色以外の色に見えるので、外観が向上する。

したがって、本実施形態では、黒色以外の色彩で外観を高めながらもレーザ光により加熱された接着部材１０によりカバー２ａを正面側キャビネット３に確実に接着することができる。

−変形例１−
図５は本発明の実施形態の変形例を示し、反射層１２の構成が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、以下の各変形例では、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本変形例では、反射層１２が保護フィルム１３の正面側に形成されている。本変形例でも、薄膜層１２ａと印刷層１２ｂとのうちいずれを先にカバー２ａの正面に形成してもよく、いずれか一方のみを形成してもよい。

−変形例２−
図６は本発明の実施形態の変形例を示し、反射層１２の構成が異なる点で上記実施形態と異なる。本変形例では、保護フィルム１３の正面側に薄膜層１２ａが形成され、背面側に印刷層１２ｂが形成されている。

本変形例では、印刷層１２ｂが強度が低くて剥がれやすく、薄膜層１２ａの方が強度が高い場合に特に適している。そのような制約がなければ、印刷層１２ｂを保護フィルム１３の正面側に形成し、薄膜層１２ａを保護フィルム１３の背面側に形成してもよい。

−変形例３−
上記実施形態では、発熱層１１は、カバー２ａの背面に印刷した黒色印刷層としたが、カバー接着部３ｂのカバー２ａ側の正面にレーザ光を吸収しやすい発熱層１１を形成してもよい。この発熱層１１は、例えば、黒色印刷層を施してもよいし、黒色のテープを貼り付けてもよい。

本変形例によれば、カバー２ａ側に発熱層１１を設けられない場合でも、カバー接着部３ｂ側に発熱層１１を設けることで、正面側キャビネット３側を加熱して接着部材１０を軟化、溶融又は硬化させることができる。

そして、反射層１２により、可視光の一部が反射されるので、カバー接着部３ｂの発熱層１１が黒色であってもユーザには、黒色以外の色に見えるので、外観が向上する。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、発熱層１１をカバー２ａ背面の黒色印刷層又はカバー接着部３ｂに設けた発熱層としているが、カバー２ａ背面の発熱層１１がレーザ光をある程度透過するものであれば、カバー接着部３ｂに設けた発熱層１１と両方で接着部材１０を加熱してもよい。さらには、接着部材１０自体がレーザ光を吸収して発熱する成分及び熱を伝達した水材料を含んでいてもよい。

また、上記実施形態では、接着部材１０を予め熱可塑性樹脂材を成形した枠状のものとしたので、従来の両面テープのような簡易な方法による貼付を行えるが、粘性の高い液状の接着部材１０をディスペンサーなどによりカバー２ａの背面又はカバー接着部３ｂの内面に塗りつけるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、反射層１２を保護フィルム１３正面及び背面の少なくとも一方の外周縁のみに形成したが、外周縁のみに限定されず、外周縁を含むそれよりも広い領域や、全体でもよい。

また、上記実施形態では、カバー接着部３ｂの側壁がカバー２ａの外周を覆うような形状としているが、カバー接着部３ｂがほとんど側壁を有さない枠状の平坦面で構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、携帯端末は、携帯電話機１としたが、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System ）、ＰＤＡ(Personal DigitalAssistant)、スマートフォン、パソコン、モバイルツール、電子辞書、電卓、ゲーム機等であってもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。また、各実施形態に記載された技術的特徴は、互いに組合せ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 携帯電話機（携帯端末）
２ 表示部
２ａ カバー
２ｂ 表示ユニット
３ 正面側キャビネット（キャビネット）
３ａ 金属フレーム
３ｂ カバー接着部
４ 背面側キャビネット
５ リアカバー
１０ 接着部材
１１ 発熱層
１２ 反射層
１２ａ 薄膜層
１２ｂ 印刷層
１３ 保護フィルム

Claims (4)

1. 表示ユニットと、該表示ユニットを覆うカバーと、該カバーが接着されるカバー接着部が形成されたキャビネットとを有する携帯端末であって、
   上記カバーは、レーザ光を透過する材料よりなり、該カバーは、保護フィルムによって覆われており、
   上記保護フィルムの少なくとも外周縁の正面及び背面の少なくとも一方には、上記レーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する、薄膜層及び印刷層の少なくとも一方よりなる反射層が形成され、該反射層の背面側には、上記レーザ光を吸収する発熱層が設けられ、
   上記カバーの背面が上記発熱層により加熱された接着部材により上記カバー接着部の内面に接着されている
   ことを特徴とする携帯端末。
2. 請求項１に記載の携帯端末において、
   上記反射層は、酸化シリコン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、五酸化チタン、フッ化マグネシウム、五酸化タンタル、クロム及びアルミナ系からなる群から選択された少なくとも２つの層が積層された薄膜層及び印刷層の少なくとも一方よりなる
   ことを特徴とする携帯端末。
3. 表示ユニットと、該表示ユニットを覆うカバーと、該カバーが接着されるカバー接着部が形成されたキャビネットとを有する携帯端末を製造する製造方法であって、
   レーザ光を透過する上記カバーを覆う保護フィルムの少なくとも外周縁の正面及び背面の少なくとも一方に該レーザ光の大部分を透過すると共に可視光の一部を反射する、薄膜層及び印刷層の少なくとも一方よりなる反射層を形成する反射層形成工程と、
   上記保護フィルムを上記カバーの正面に貼り付ける貼付工程と、
   上記反射層の背面側に上記レーザ光を吸収する発熱層を形成する発熱層形成工程と、
   上記発熱層と、上記カバー接着部との間に、接着部材を挟持する挟持工程と、
   上記カバーの正面側からレーザ光を照射して上記反射層を透過させ、発熱層を加熱して上記接着部材を加熱し、上記カバーを上記カバー接着部の内面に接着する接着工程とを含む
   ことを特徴とする携帯端末の製造方法。
4. 請求項３に記載の携帯端末の製造方法において、
   上記反射層形成工程は、酸化シリコン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、五酸化チタン、フッ化マグネシウム、五酸化タンタル、クロム、アルミナ系からなる群から選択された少なくとも２つの層よりなる薄膜層を積層する工程及び印刷層を設ける工程の少なくとも一方を含む
   ことを特徴とする携帯端末の製造方法。

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