JP2016196383A - 表示画面保護用ガラスフィルム、その製造方法および携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】平面状表示画面の周縁が、携帯端末のケース本体の周縁で囲まれかつ前記ケース本体の厚み方向に張り出している携帯端末において、この表示画面に貼り付ける保護用ガラスフィルムの周縁を表示画面周縁の張り出し面に密着させて、表示画面を確実に保護できるようにした保護用ガラスフィルムの提供。【解決手段】平面状表示画面１２Ａの周縁１３Ａが、携帯端末のケース本体１０Ａの周縁で囲まれかつケース本体１０Ａの厚み方向に張り出している携帯端末に用いられ、表示画面１２Ａに貼り付けて表示画面１２Ａを保護するための保護用ガラスフィルム１４Ａにおいて、化学強化ガラス製のフィルムであって、表示画面１２Ａに貼り付ける貼り付け面の周縁１５Ａが表示画面１２Ａの張り出した周縁１３Ａを覆って密着するように折曲されている表示画面保護用ガラスフィルム１４Ａ。【選択図】図３

Description

この発明は、携帯端末などの液晶表示画面が傷付いたり割れたりするのを防止するために表示画面に貼り付ける表示画面保護用ガラスフィルムと、この保護用ガラスフィルムの製造方法と、この保護用ガラスフィルムを使用した携帯端末とに関するものである。

近年スマートフォン（スマホ）や携帯電話、タブレット型やノート型などの携帯可能なパソコンなどが広く普及している。またこれらの表示画面にタッチスクリーンパネルを貼ったものもある（以下これらを含めて単に携帯端末ともいう）。これらに用いる液晶表示板などの表示画面（タッチスクリーンパネルを貼ったものを含む。）が傷ついたり割れたりすることがある。これらの携帯端末は通常手に持って使用したりポケットやカバンに入れて運んだりするから、意に反して表示画面に硬い物が当たったり、床などに落とした際の衝撃で表示画面が傷ついたり割れたりすることがあるからである。

また表示画面にホコリなどが付着した状態で、この表示画面を頻繁に指先などでこすると細かい傷が付き表示画面のガラス透明度が悪くなり、画面が見にくくなる。特に表示画面にタッチスクリーンパネルを貼ったものでは、このパネルに小さな傷が付くのでこの問題が大きくなる。

一方従来より、液晶表示画面にPETフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）製の保護フィルムを貼ったものが公知である。しかしこの保護フィルムでは表面硬度が不足していて表面に傷が付き易いばかりでなく、衝撃吸収性が不十分で表示画面を十分に保護することができない、という問題が有った。そこでPETフィルムに代えて化学強化ガラス製のフィルムを用いることが提案されている（特許文献１、２）。

この化学強化ガラスは、例えばコーニング社（米国）の開発に係るゴリラガラス（「ｃｏｒｎｉｎｇ ｇｏｒｉｌｌａ ｇｌａｓｓ ＮＢＴ」、コーニング社の登録商標第５６９０２９５号）などの強化ガラスがある。これはアルミノシリケートガラス（アルミのケイ酸塩ガラス）やソーダライムガラスのフィルムであり、このガラス表面に化学加工で「圧縮応力層」を作り、表面の強度を増して破損しにくくしたものである。すなわちガラス表面のナトリウムイオンやリチウムイオンを、イオン交換による化学処理によってこれらよりイオン半径が大きいカリウムイオンに一部置き換え、圧縮応力層だけを比較的薄く作成することによって表面を硬化するものである。

特開２０１４−１３１９５４ 特開２０１３−１２１９０８

図４はこのような従来の携帯端末（スマホ）および保護ガラスフィルムの取り付け構造を（内部構造を省いて）示す断面図である。この図４で（Ａ）はスマホの斜視図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。これらの図４（Ａ）、（Ｂ）における一部拡大部Ｃ、Ｄから明らかなように、ケース本体１０の周縁は、この周縁の長手方向に対して垂直となる平面上（図４（Ｂ）では紙面上）で断面略半円弧状であり、上面がこの周縁で囲まれて上方に開く枠状となっている。表示画面１２のこのケース本体１０の上面開口に装填されている。ここにケース本体１０の開口上縁は表示画面１２の上面と同一平面上に位置する。

この表示画面１２に貼り付ける保護用フィルム１４は、前記強化ガラスフィルムなどであり、その下面には飛散防止フィルム１６が予め貼られている。なおこの保護用フィルム１４の上面の縁には、斜面あるいは丸みを持たせた曲面で面取り加工が施されている。図４（Ａ）、（Ｂ）の拡大部Ｃ、Ｄにおいて１５はこの面取り部である。

しかし近年のスマホには、平面状液晶表示画面の周縁が、ケース本体の周縁で囲まれかつ前記ケース本体の厚み方向に張り出しているものが有る（例えばアップル社の製品ｉＰｈｏｎｅ６（登録商標）など）。この場合、張り出し部の周縁は、表示画面１２の上面からケース本体１０の開口縁に向かって滑らかに傾斜する斜面１３となっている。図５（Ａ）、（Ｂ）は、このような張り出しを持つ表示画面１２に前記保護用フィルム１４を貼り付けた状態を示す断面図である。

図５（Ａ）はこの保護用フィルム１４の周縁が表示画面１２の周縁の斜面１３よりも内側に位置し、保護用フィルム１４が表示画面１２の斜面１３をカバーしていない。このため表示画面１２の斜面１２が露出することになり、ここに傷が付いたり割れたりする恐れが有る。またこの露出部に付いた傷や割れが表示画面１２に拡大することもある。 そこでこの表示画面１２の周縁が露出しないように、図５（Ｂ）に示すように、この保護用フィルム１４の周縁をこの斜面１３の上方に延出させてカバーするものも考えられるが、この場合は保護用フィルム１４の延出縁が表示画面１２から浮き上がっているため、この延出縁に物や指先が当たって保護用フィルム１４や指先を傷付けたりフィルム１４を割ったりする恐れが有る。

なお保護用フィルム１４の周縁を表示画面の周縁面取り斜面１３に密着するように湾曲させる加工を加えることが考えられるとしても、前記強化ガラスフィルムは軟化温度が極めて高い（１０００℃程度）ため、高温に加熱しながら金型を用いて熱成形し、周縁を湾曲させる必要がある。一般にこの保護フィルムは、貼着対象（表示画面）の形状にあわせて外形を切り出したり、スマホの場合は画像を初期画面に戻すためのホームボタンなどの操作穴、センサー用の穴あるいは音声などの出力用の穴を加工する必要がある。またこの強化ガラスフィルムは表面を硬化処理したものが製造者から提供されるので、外形加工や穴加工が極めて困難である。この点については前記特許文献１、２に説明されている。

この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、平面状表示画面の周縁が、携帯端末のケース本体の周縁で囲まれかつ前記ケース本体の厚み方向に張り出している携帯端末において、この表示画面に貼り付ける保護用ガラスフィルムの周縁を表示画面周縁の張り出し面に密着させて、表示画面を確実に保護できるようにした保護用ガラスフィルムを提供することを第１の目的とする。またこの保護用ガラスフィルムの製造方法を提供することを第２の目的とする。さらにこの保護用ガラスフィルムを用いた携帯端末を提供することを第３の目的とする。

この発明によれば前記第１の目的は、平面状表示画面の周縁が、前記携帯端末のケース本体の周縁で囲まれかつ前記ケース本体の厚み方向に張り出している携帯端末に用いられ、前記表示画面に貼り付けて前記表示画面を保護するための保護用ガラスフィルムにおいて、化学強化ガラス製のフィルムであって、前記表示画面に貼り付ける貼り付け面の周縁が前記表示画面の張り出した周縁を覆って密着するように折曲されていることを特徴とする表示画面保護用ガラスフィルム、により達成される。

前記第２の目的は、
請求項１に記載した表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法であって、
（ａ）イオン交換による化学処理によって強化層を形成可能な所定厚さの化学強化ガラスをガラスフィルム素材とし、前記化学処理前の未強化の前記ガラスフィルム素材を、表示画面の外形寸法に合わせて切り出し、
（ｂ）前記ガラスフィルム素材の周縁を前記表示画面の張り出した周縁を覆うように略一定厚さに切削加工し、
（ｃ）前記ガラスフィルムの上面および下面を研磨して鏡面処理し、
（ｄ）前記ガラスフィルムの表面を前記化学処理によりイオン交換・強化し、
（ｅ）下面に飛散防止フィルムを貼り合わせ、
（ｆ）上面に指紋防止コーティングし、下面に粘着層を形成する、
以上の各工程を有することを特徴とする表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法、により達成される。

さらに第３の目的は、請求項１の保護用ガラスフィルムを表示画面に貼付したことを特徴とする携帯端末、により達成される。

第１の発明（請求項１の発明）によれば、化学強化ガラス製の保護用ガラスフィルムであって、前記表示画面に貼り付ける貼り付け面の周縁がケース本体から前記表示画面の厚み方向に張り出した前記表示画面の周縁を覆って密着するように折曲されているので、保護用ガラスフィルムの周縁が表示画面の張り出した周縁に密着することになり、この保護用ガラスフィルムが表示画面の周縁部分を保護することができる。また保護用ガラスフィルムの周縁は折曲して表示画面の周縁に密着しているので、指先などが保護用ガラスフィルムの周縁に当たってこれを傷めたり割ったりするおそれが無くなる。

第２の発明によれば、保護ガラスフィルムをイオン交換による化学処理により硬化処理する前に機械加工を行う。例えば外形加工、ホームボタン用の開口加工、周縁の折曲部を残してその内側を一定厚さにする切削加工、上下表面の鏡面加工、などの機械加工を行ってから、化学処理による硬化処理を行うから、保護用ガラスフィルムの素材を機械加工によって割ったり、表面や内部に細かい割れを発生させて製造歩留まりの低下を招くことが無い。

第３の発明によれば、この保護用ガラスフィルムを表示画面に貼っておくので、表示画面を保護すると共に、周縁に指先などを当ててこの保護用ガラスフィルムを割ったり傷めたりするおそれが無い携帯端末を提供することが可能になる。

本発明の一実施例である製造工程を示す図 本発明の一実施例である保護用ガラスフィルムを携帯端末に貼り付ける工程を示す動作流れ図 本発明に係る携帯端末（スマホ）および保護用ガラスフィルムの取り付け構造を内部構造を省いて示す断面図 従来の携帯端末（スマホ）および保護用ガラスフィルムの取り付け構造を内部構造を省いて示す断面図 厚み方向に張り出した表示画面に保護用ガラスフィルムを貼り付けた状態を示す断面図であり、（Ａ）と（Ｂ）は従来例を、（Ｃ）は本発明の一実施例を示す図

前記表示画面の周縁はケース本体の周縁（表示画面装填用の開口部）に向かって下降するほぼ平面的あるいは湾曲した斜面となっている。従って保護用ガラスフィルム（以下強化ガラスともいう。）の周縁は、この周縁の長手方向に対して垂直となる平面上で外側に凸となる略円弧状に形成し、前記保護ガラスフィルムの周縁がこの表示画面の周縁に密着するように内側に向かって凹となるように湾曲させて表示画面の周縁斜面に密着する形状とするのがよい（請求項２）。

前記保護用ガラスフィルムの下面には飛散防止フィルムを貼り合わせておけば、保護用ガラスフィルムを表示画面に貼り付ける時にこの飛散防止フィルムを一緒に貼り付けることができ、両フィルムを別々に貼る場合（飛散防止フィルムを表示画面に貼ってその上に保護用ガラスフィルムを貼る場合）に比べて作業の手間が省ける（請求項３）。

保護用ガラスフィルムの裏面（下面）に剥離可能な保護フィルムを貼着しておけば、この保護用ガラスフィルムを表示画面に貼るときにこの保護フィルムを剥がしてから作業すればよいので貼着面にホコリなどが付きにくくなり作業を容易にできる（請求項４）。裏面だけでなく表面（上面）にも同様に剥離可能な保護フィルムを貼着しておいてもよい。この時には保護用ガラスフィルムの移送中や貼り付け時に表面を傷付けるのを防ぐことができる。

本発明の請求項５の製造方法において、工程（ａ）で用いる化学硬化処理前のガラスフィルム素材は、周縁の折曲加工部の厚さを考慮して十分な厚さ（例えば０.８ｍｍ）を持つ薄板あるいはフィルムであり、これをディスクダイヤモンドカッター（ダイヤモンドを刃部に埋め込んだ円盤を高速で回転させるカッター）などを用いて表示画面の周縁斜面を含む上面全体を覆う寸法である所定形状にカットする。

工程（ｂ）の切削加工では、超精密ＣＮＣ（computerised numerical controle）加工機を用いて例えばエンドミル加工をすることができる。工程（ａ）あるいは工程（ｂ）と同時あるいはこれらの前または後に、表示画面の画像を初期画面に戻すためのホームボタンなどの操作穴、音センサー用の穴あるいは音声などの出力用の穴などを所定の位置に切削加工する（請求項６の工程（ｂ′））。これらの開口部の切削加工には、ボール盤などを用いることができる。

工程（ｄ）のイオン交換・強化工程の後に、前記ガラスフィルムの周縁部に加飾印刷を行う工程（ｄ′）を加えてもよい（請求項７）。この工程（ｄ′）では、ケース本体の上面に現れる表示画面以外の部分を不可視化する（目隠しする）ためにフィルム素材の下面外縁に沿って所定幅に非透明インクを印刷するものである。

工程（ｆ）で指紋防止コーティングを行った後に、この保護用ガラスフィルムの少なくとも下面に剥離可能な保護フィルムを貼着する工程を設けておけば、この保護用ガラスフィルムを表示画面に貼る際にこれを剥がして貼ればよいので、下面にホコリやゴミが付いたりするのを防ぐことができる（請求項８）。上面にもこの保護フィルムを貼着しておいてもよい。

図３において、符号１０Ａはスマホのケース本体、１２Ａは表示画面（液晶板）、１４Ａは保護用ガラスフィルムである。表示画面１２Ａは、その上面がケース本体１０Ａよりも厚さ方向に張り出している。この表示画面１２Ａに貼り付ける保護用ガラスフィルム１４Ａは、表示画面１２Ａの周縁に張り出した斜面１３Ａを覆うように折曲（湾曲を含む。）加工されている。この折曲部１５Ａは斜面１３Ａに重なるように貼り付けられるから、表示画面１４Ａをその周縁斜面１３Ａを含めて上面全体を覆うことになり、表示画面１４Ａを確実に保護することができる。なおこれらケース本体１０Ａ、表示画面１２Ａ、斜面１３Ａは、前記図５の（Ａ）、（Ｂ）のケース本体１０、表示画面１２、斜面１３と同じである。

この保護用ガラスフィルム１４Ａは、図１に示す工程により製造することができる。すなわち研削加工代を考慮して約０.８ｍｍ厚さの前記したアルカリアルミノケイ酸塩ガラスやソーダライムガラスの板（あるいはフィルム）２０から、ディスクダイヤモンドカッター２３などによって表示画面１４Ａを覆う寸法のガラスフィルム素材２２を切り出す（図１の工程（ａ））。切り出した前記ガラスフィルム素材２２の周縁を前記表示画面１２Ａの張り出した周縁（斜面１３Ａ）を覆うように略一定厚さ（例えば０.４８ｍｍ）に切削加工する（工程（ｂ））。すなわち下面の周縁（折曲部１５Ａとなる部分）を残してその内側および上面外周をエンドミル加工機２４などで切削加工し、周縁部分を滑らかに湾曲させた形状の折曲部１５Ａとする。図１の工程（ｂ）では切削加工後の形状２２Ａを破線で示している。

この切削加工後の素材２２Ａに工程（ｂ′）に示すように、ボール盤２６を用いて穴加工を行う。すなわち図３に示すホームボタン用の開口部２８やマイクやスピーカーなどの音声用の開口部３０などを加工する。このような機械加工をしたフィルム素材２２Ａは、表面および裏面を回転バフ２８などで研磨して鏡面加工を行い透明にして画像を透視可能にする（工程（ｃ））。次に前記した化学強化液を入れた液槽に入れてイオン交換処理を行い、表面を硬化する（工程（ｄ））。

次にこの機械加工済みの素材２２Ａの周縁部に加飾印刷を施す。この加飾印刷は、ケース本体１０Ａの上面に現れる表示画面１２Ａ以外の部分を不可視化する（目隠しする）ためにフィルム素材２２Ａの下面外縁に沿って所定幅に非透明インクを印刷するものである（工程（ｄ′））。この印刷は通常黒色または白色である。さらに素材２２Ａの下面に飛散防止フィルム３０を貼り合わせ（工程（ｅ））、上面に指紋防止コーテイング３２となる「Ｆｕｓｓｏｄｅ ＣＯＡＴ」（出願人の商標）を施す（工程（ｆ））。さらに必要に応じて、素材２２Ａの上下面に剥離可能な保護フィルムを貼り付けることによって保護用ガラスフィルム１４Ａが得られる。

この保護用ガラスフィルム１４Ａは図２に示す手順でスマホの表示画面１２Ａに貼着する。まず表示画面１２Ａに付着した埃や汚れをクリーニングクロス３４できれいに拭き取り（図２の工程（１））、保護用ガラスフィルム１４Ａの下面の保護フィルムを剥がす（工程 （２））。この保護用ガラスフィルム１４Ａをスマホの表示画面１２Ａに位置合わせし（工程（３））、気泡が入らないように表示画面の中央から保護用ガラスフィルム１４Ａを表示画面１２Ａに押しつけ（工程（４））、さらに透明部分（液晶表示画面１２Ａの部分）の気泡が抜けてから、周囲の前記加飾印刷部分を表示画面１２Ａに密着させる（工程（５））。

図５の（Ｃ）はこの保護用ガラスフィルム１４Ａを貼り付けた状態を示す断面図である。この図から明らかなように、表示画面１２Ａ（液晶板）の周縁に形成した折曲部（斜面を含む）１５Ａを含む上面全体を保護用ガラスフィルム１４Ａが覆っているので、表示画面１２Ａの保護が確実になり、また手に持ったときに保護用ガラスフィルム１４Ａの周縁が指先や手のひらに引っかかることが無く、手になじみ易くなり使いやすくなる。

１０、１０Ａ ケース本体
１２、１２Ａ 表示画面（液晶板、液晶画面）
１３、１３Ａ 斜面
１４、１４Ａ 保護用ガラスフィルム（強化ガラス）
１５Ａ 折曲部

Claims (10)

1. 平面状表示画面の周縁が、前記携帯端末のケース本体の周縁で囲まれかつ前記ケース本体の厚み方向に張り出している携帯端末に用いられ、前記表示画面に貼り付けて前記表示画面を保護するための保護用ガラスフィルムにおいて、
   化学強化ガラス製のフィルムであって、前記表示画面に貼り付ける貼り付け面の周縁が前記表示画面の張り出した周縁を覆って密着するように折曲されていることを特徴とする表示画面保護用ガラスフィルム。
2. 前記表示画面の周縁がこの周縁の長手方向に対して垂直となる平面上で外側に凸となる略円弧状に形成され、前記保護ガラスフィルムの周縁がこの表示画面の周縁に密着するように内側に向かって凹となるように湾曲している請求項１の保護用ガラスフィルム。
3. 前記保護用ガラスフィルムの下面には飛散防止フィルムが張り合わされている請求項１の保護用ガラスフィルム。
4. 裏面には剥離可能な保護フィルムが貼着されている請求項１の保護用ガラスフィルム。
5. 請求項１に記載した表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法であって、
   （ａ）イオン交換による化学処理によって強化層を形成可能な所定厚さの化学強化ガラスをガラスフィルム素材とし、前記化学処理前の未強化の前記ガラスフィルム素材を、表示画面の外形寸法に合わせて切り出し、
   （ｂ）前記ガラスフィルム素材の周縁を前記表示画面の張り出した周縁を覆うように略一定厚さに切削加工し、
   （ｃ）前記ガラスフィルムの上面および下面を研磨して鏡面処理し、
   （ｄ）前記ガラスフィルムの表面を前記化学処理によりイオン交換・強化し、
   （ｅ）下面に飛散防止フィルムを貼り合わせ、
   （ｆ）上面に指紋防止コーティングし、下面に粘着層を形成する、
   以上の各工程を有することを特徴とする表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法。
6. 工程（ａ）または工程（ｂ）には、前記ガラスフィルム素材の所定位置に必要な開口を切削加工する工程（ｂ′）を含む請求項５の表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法。
7. 前記工程（ｄ）の次に、以下の工程、
   （ｄ′）前記ガラスフィルムの周縁部に加飾印刷をする、
   を有する請求項５の表面保護用ガラスフィルムの製造方法。
8. 工程（ｆ）の次に、下面に剥離可能な保護フィルムを貼着する工程を有する請求項５の表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法。
9. 工程（ａ）で用いるガラスフィルム素材はアルミノシリケートガラスのフィルムであり、
   工程（ｄ）ではガラスフィルムを化学強化用の液体に浸漬しイオン交換を行うことでガラスフィルムに強化層を形成する、請求項５の表示画面保護用ガラスフィルムの製造方法。
10. 請求項１の表示画面保護用ガラスフィルムを表示画面に貼付したことを特徴とする携帯端末。