JP2018169883A

JP2018169883A - 電子デバイス

Info

Publication number: JP2018169883A
Application number: JP2017067643A
Authority: JP
Inventors: 直樹岡畑; Naoki Okahata; 有紀青嶋; Arinori Aoshima; 佑紀赤間; yuki Akama; 美砂稲本; Misa Inamoto; 澁谷　崇; Takashi Shibuya; 崇澁谷
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-11-01
Also published as: US20180288887A1

Abstract

【課題】カバーガラスの端面領域の操作位置を触覚により、使用者が認識することができる電子デバイスを提供する。
【解決手段】電子デバイス１００は、開口を有する筐体１０２と、筐体１０２に収容される表示ユニットおよびタッチパネルと、開口に配置されるカバーガラスを備える。カバーガラス２００は、表示ユニットからの表示およびタッチパネルへの入力に対応する主面領域２０２と、筐体１０２の側面に対応する端面領域２０４とを有する。端面領域２０４は、タッチパネルへの入力に対応する第１表面粗さの第１領域２０６と、第１表面粗さと異なる第２表面粗さの第２領域２０８と、を有する。第１領域２０６は、電子デバイス１００への入力要素であるボタン、スイッチ等として機能する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示ユニットとタッチパネルとを備える電子デバイスに関する。

スマートフォン、タブレットコンピュータ等の電子デバイスは、表示ユニットとタッチパネルとを含んでいることが多い。一般的に、このような電子デバイスには、その外面にカバーガラスが取り付けられている。

近年、電子デバイスに対して、ディスプレイの大型化が要求されている。ディスプレイの大型化に対応するため、特許文献１には、側面にディスプレイを備えた電子装置が開示されている。また、特許文献２には、側面に曲面ディスプレイを有する携帯端末が開示されている。

特表２０１４−５３５０８６号公報米国特許出願公開第２０１３／０３００６９７号明細書

ところで、電子デバイスに対して、電源の切入り、ボリュームの上下等の操作をする際、電子デバイスを視覚で認識しないで、手の触覚により操作を行いたい場合がある。

特許文献１および特許文献２の技術では、ディスプレイの側面領域を、表示およびセンシングの領域として使用するため物理的なボタン等を備えてない。

そのため、特許文献１の技術では、側面領域において、使用者に触覚的なボタン認識を提供するため、ダミーのボタン部材、又はフィードバック構成要素を配置する。

しかしながら、ボタン部材等の物理的な構造物が必要となる。また、ボタン部材では電子デバイスの端面から突出するため意匠的に好ましくない場合があり、筐体とディスプレイとを一体の構成とする場合には適用が困難となる。

また、フィードバック要素が使用者に振動や音声等を提供することにより、使用者にボタンの位置を認識させているが、機構が複雑となる。

特許文献２の技術では、ディスプレイの前面領域と側面領域とが曲線状で連続しているため、使用者が境界を認識しがたい。特に、前面領域と側面領域との成す角度が大きいと、側面領域が認識しづらく、側面領域上の操作位置を触覚的な認識することが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡便な構成でカバーガラスの端面領域の操作位置を使用者が認識できる電子デバイスを提供することを目的とする。

本発明の電子デバイスは、開口を有する筐体と、前記筐体に収容される表示ユニットおよびタッチパネルと、前記開口に配置されるカバーガラスであって、前記表示ユニットからの表示および前記タッチパネルへの入力に対応する主面領域と、前記筐体の側面に対応する端面領域とを有するカバーガラスと、を備え、前記端面領域は、前記タッチパネルに対応する第１表面粗さの第１領域と、前記第１表面粗さと異なる第２表面粗さの第２領域と、を有する。

本発明の電子デバイスによれば、簡便な構成で、カバーガラスの端面領域の操作位置を触覚により、使用者が認識することができる。またカバーガラスの端面領域にグリップ感を付与することができ、不意に電子デバイスを落下させて破損させる可能性を低減させることができる。

図１は、第１実施形態の電子デバイスの斜視図である。図２は、第１実施形態の変形例の電子デバイスの斜視図である。図３は、第２実施形態の電子デバイスの斜視図である。

以下、添付図面にしたがって本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態により説明される。但し、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、実施形態以外の他の実施形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。ここで、図中、同一の記号で示される部分は、基本的に、同様の機能を有する同様の要素である。

〔第１実施形態〕
第１実施形態の電子デバイスを図１および図２を参照に説明する。図１は、スマートフォンに代表される一実施形態の電子デバイスの斜視図である。図２は、第１実施形態の変形例の電子デバイスの斜視図である。

図１に示されるように、電子デバイス１００は、開口を有する筐体１０２と、筐体１０２の開口を覆うように配置されたカバーガラス２００と、を備える。実施形態では、一体構成の筐体１０２を例示した。筐体１０２の構造は特に限定されず、複数の部材で構成される場合でもよい。

筐体１０２を構成する部材は、ガラスであっても、樹脂であっても、金属であってもよい。また、筐体１０２が複数の部材で構成される場合、それぞれの部材が同一の材料であっても、異種の材料であってもよい。

図１に示されるように、カバーガラス２００は、主面領域２０２と、主面領域２０２に筐体１０２の側面に対応する２つの端面領域２０４と、を備える。主面領域２０２および端面領域２０４は、カバーガラス２００の筐体１０２から露出する部分である。なお、実施形態では、主面領域２０２と端面領域２０４とが連続した形態の例を示しているが、これに限らず、例えば、主面領域２０２を構成するガラス板と端面領域２０４を構成するガラス板とが別々のものであってもよい。

主面領域２０２は平坦形状であり、カバーガラス２００の中で最も大きな面積を占める領域である。主面領域２０２の平坦性は、電子デバイス１００の機能を阻害しない程度であればよい。

実施形態では２つの端面領域２０４が、主面領域２０２に連続する曲面形状を有している。曲面形状とは、主面領域２０２に連続する方向に沿って、端面領域２０４を断面視した際に、曲面形状であることを意味する。曲面形状には、円弧形状、楕円弧形状等が含まれる。

カバーガラス２００の厚みは、例えば、３ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲がより好ましく、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲であることがさらに好ましい。カバーガラス２００の厚みが３ｍｍより厚い場合、重量が上昇して軽量化が難しくなり、また原材料コストが上昇する懸念がある。また、カバーガラス２００の厚みが０．２ｍｍより薄い場合、カバーガラス２００の剛性が低くなり保護の機能を果たさない懸念がある。カバーガラス２００の厚みは、最も厚い部分での厚みを意味する。

カバーガラス２００は、フロート法、又はフュージョン法などで成形される。カバーガラス２００は、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、又は無アルカリガラスなどで構成される。カバーガラス２００は、化学強化処理がなされた化学強化カバーガラスでも、未強化カバーガラスでもよい。化学強化カバーガラスの場合、カバーガラス２００はアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む。

ここで、「化学強化処理」とは、アルカリ金属を含む溶融塩中にカバーガラスの素板となるガラス板を浸漬させ、ガラス板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属（イオン）を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属（イオン）と置換する技術の総称を言う。「化学強化処理」では、処理されたガラス板の表面には、処理前の元の原子よりも原子径の大きなアルカリ金属（イオン）が配置される。このため、ガラス板の表面に圧縮応力層を形成することができ、これによりガラス板の強度が向上する。

例えば、ガラス板がナトリウム（Ｎａ）を含む場合、化学強化処理の際、このナトリウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばカリウム（Ｋ）と置換される。あるいは、例えば、ガラス板がリチウム（Ｌｉ）を含む場合、化学強化処理の際、このリチウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばナトリウム（Ｎａ）および／またはカリウム（Ｋ）と置換されてもよい。

電子デバイス１００の筐体１０２は内部に空間を有する。筐体１０２の空間には、表示ユニット（不図示）とタッチパネル（不図示）とが収容される。表示ユニットは、文字、図等を表示することにより、使用者に情報を提供する。

表示ユニットとして、液晶表示ユニット、有機発光ダイオードユニット等を使用することができる。例えば、液晶表示ユニットは、ガラス基板、樹脂基板等で構成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板と、ＣＦ（Color Filter）基板と、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板に挟持される液晶層と、により構成される。

表示ユニットは、カバーガラス２００の主面領域２０２に対向する位置に配置される。主面領域２０２は表示ユニットからの表示に対応するので、表示ユニットからの表示がカバーガラス２００の主面領域２０２を介して、使用者に提供される。使用者は表示を視覚的に認識することにより、情報を得る。図１に示されるように、例えば、カバーガラス２００の主面領域２０２には、アイコン３００が表示される。

表示ユニットは、カバーガラス２００の主面領域２０２の大きさに対して９０％以上であることが好ましい。表示ユニットの大型化により、主面領域２０２は、より多くの情報を表示できる。

タッチパネル（タッチスクリーンとも称する）は、使用者がタッチした座標を検出する。タッチパネルとして、例えば静電容量式タッチパネルを使用することができる。静電容量式タッチパネルは、例えば、タッチパネル用基板、およびタッチパネル用基板にパターン状に配置された透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極等により構成される。

タッチパネルは、カバーガラス２００の主面領域２０２と表示ユニットとの間に配置される。実施形態においては、カバーガラス２００の主面領域２０２はタッチパネルへの入力に対応するので、タッチパネルは主面領域２０２を介して使用者がタッチした位置を検出できる。主面領域２０２のタッチ入力された位置に応じた信号が、制御装置（不図示）に入力される。制御装置が入力信号に応じた処理を行う。

タッチパネルは、カバーガラス２００と一体型であっても、別体型であってもよい。タッチパネルとカバーガラス２００とが一体型の場合、部品を減らすことができ、薄型化が可能であるので好ましい。

実施形態の電子デバイス１００において、カバーガラス２００の端面領域２０４が、第１表面粗さの第１領域２０６と、第１表面粗さと異なる第２表面粗さの第２領域２０８と、を有している。第１領域２０６に対応する位置に、タッチパネルが配置される。実施形態においては、第１表面粗さの第１領域２０６はタッチパネルへの入力に対応するので、使用者が第１領域２０６にタッチした場合、タッチパネルはタッチされたことを検出できる。第１領域２０６のタッチ入力の位置に応じた信号が、制御装置（不図示）に入力される。制御装置が入力信号に応じた処理を行う。第１領域２０６が、電子デバイス１００への入力要素（ボタン、スイッチ等）として機能する。

一方、第２表面粗さの第２領域２０８は、タッチパネルへの入力に対応していないので、使用者が第２領域２０８にタッチした場合でも、タッチパネルはタッチ入力を検出しない。第２領域２０８が、電子デバイス１００への入力要素（ボタン、スイッチ等）として機能していない。

第１領域２０６と第２領域２０８とは、異なる表面粗さを有している。したがって、使用者が端面領域２０４をタッチした際、使用者は、視覚によらず触覚を通じて、入力要素である第１領域２０６の位置を認識でき、電子デバイス１００を容易に操作できる。

図１において、第１領域２０６と第２領域２０８との区別を容易にするため、色分けして表示したが、第１領域２０６と第２領域２０８とを色分けする必要はない。

実施形態では、ボタン部材やフィードバック要素等の追加の構成を用いず、端面領域２０４上の第１領域２０６と第２領域２０８との表面粗さを異ならせるという簡便な構成により、触覚を通じた操作を可能とする。

実施形態の電子デバイス１００は、ボタン部材等の突出部を備えていないので、意匠的に好ましく、また、筐体１０２とカバーガラス２００とを一体の構成とする場合に適用が容易である。

また、実施形態によれば、主面領域２０２と端面領域２０４とが同一の連続した材料で滑らかに連続する曲面形状であっても、端面領域２０４上の第１領域２０６および第２領域２０８を触覚により認識できる。

上記構成の作用について、図１を参照に説明する。実施形態において、電子デバイス１００の使用者が音楽再生用のアプリケーションを実行する場合について説明する。端面領域２０４の２個の第１領域２０６には、電子デバイス１００の音量を操作するための入力要素としての機能が付与される。２個の第１領域２０６の一方には、「＋」と表示され、音量を上げる機能が付与される。また、２個の第１領域２０６の他方には「−」と表示され、音量を下げる機能が付与される。

例えば、使用者は電子デバイス１００を視覚で認識することなく触覚により、カバーガラス２００の端面領域２０４の「＋」と表示された第１領域２０６、および「−」と表示された第１領域２０６を認識できる。使用者は電子デバイス１００を取り出すことなく、容易に音量を上げたり、下げたりできる。

実施形態では、端面領域２０４は表示ユニットからの表示に対応しているので、端面領域２０４に表示ユニットからの情報を表示することができる。図１に示されるように、２個の第１領域２０６には、それぞれ「＋」と「−」とが表示ユニットからの情報として表示される。表示ユニットからの情報を表示することにより、電子デバイス１００取出した場合には、使用者は視覚を通じて第１領域２０６および第２領域２０８を認識できる。

なお、端面領域２０４は表示ユニットからの表示に対応しているので、端面領域２０４は表示ユニットからの情報を表示できる。例えば、アプリケーションからの通知を端面領域２０４に表示できる。

電子デバイス１００では、第１領域２０６に付与する機能を、アプリケーション毎に変更してもよい。例えば、カメラのアプリケーションを実行する場合、２個の第１領域２０６に対して、ズームイン、およびズームアウトの機能を付与できる。

実施形態では、端面領域２０４が表示ユニットに対応する場合を説明したが、端面領域２０４の第１領域２０６と第２領域２０８とを触覚により認識できれば、端面領域２０４は表示ユニットに対応しなくてもよい。

実施形態の第１領域２０６の表面粗さ（第１表面粗さ）は、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、表面粗さとは、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１）に記載の算術平均粗さである。第１表面粗さを５ｎｍ以上３００ｎｍとすることで、第１領域を触覚的にボタン認識し易くなる。

カバーガラス２００の端面領域２０４の第１領域となる領域を粗化処理することにより、第１領域２０６の表面に、表面粗さが５ｎｍ以上３００ｎｍの凹凸構造を形成することができる。例えば、粗化処理では、端面領域２０４の表面にエッチング処理が行われる。エッチング処理には、化学エッチング、物理エッチング等が含まれる。化学エッチングの場合は、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれでもよい。ドライエッチングでは、例えばフッ化水素（ＨＦ）ガスを含む処理ガスを用いてもよい。

エッチング処理の温度は、特に限られないが、通常、４００℃以上８００℃以下の範囲である。エッチング処理の温度は、５００℃以上７００℃以下の範囲であることが好ましく、５００℃以上６５０℃以下の範囲であることがより好ましい。

処理ガスは、フッ化水素ガスの他、キャリアガスおよび希釈ガスを含んでもよい。キャリアガス、希釈ガスとしては、特に限定されないが、例えば、窒素および／またはアルゴン等が使用される。また、水を加えても構わない。

処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度は、カバーガラス２００の端面領域２０４の第１領域となる領域が適正にエッチング処理される限り、特に限られない。処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度は、例えば、０．１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下の範囲であり、０．３ｖｏｌ％以上５ｖｏｌ％以下の範囲であることが好ましく、０．５ｖｏｌ％以上４ｖｏｌ％以下の範囲であることがより好ましい。このとき、処理ガス中のフッ化水素ガスの濃度（ｖｏｌ％）は、（フッ素ガス流量／（フッ素ガス流量＋キャリアガス流量＋希釈ガス流量））×１００より求められる。

第２領域２０８は、第１領域２０６の５ｎｍ以上３００ｎｍ以下の表面粗と異なることが好ましい。第２領域２０８の表面粗さ（第２表面粗さ）は、０．０５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがより好ましい。第２表面粗さを０．０５ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることで、使用者が端面領域２０４を握った際のグリップ感が向上する。ただし、第１表面粗さは第２表面粗さよりも５ｎｍ以上粗さが大きいことが好ましい。そうすることで、電子デバイス１００のグリップ感を向上させつつ第１領域２０６を触感で認識することができる。

第１実施形態の変形例について説明する。図１に示される第１実施形態と同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する場合がある。

図２に示されるように、第１実施形態の変形例の電子デバイス１００は、筐体１０２と、主面領域２０２および筐体１０２の側面に対応する端面領域２０４を有するカバーガラス２００と、を備える。カバーガラス２００は、筐体１０２の開口に配置される。

第１実施形態と異なり、第１実施形態の変形例では、１個の第１領域２０６が端面領域２０４に配置される。第１領域２０６に付与する機能に応じて、第１領域２０６の大きさが適宜決定される。

第１領域２０６に、例えば、電子デバイスの音量や電源の切入を実行するボタンとしての機能を付与することができる。また、主面領域２０４に表示されるアプリケーションに応じて、第１領域２０６にそのアプリケーションの利用を容易にするためのアイテムを表示することができる。例えば、電子デバイス１００により写真のアプリケーションが実行され、主面領域２０４に写真画像が表示されている場合、第１領域２０６に複数のサムネイル画像を表示させることができる。

また、電子デバイス１００により電子メールのアプリケーションが実行され、主面領域２０４に入力画面が表示されている場合、第１領域２０６に複数の絵文字等を表示させることができる。

第１領域２０６と第２領域２０８とは、異なる表面粗さを有しているので、使用者が端面領域２０４をタッチした際、視覚によらず触覚を通じて、入力要素である第１領域２０６の位置を触覚により認識できる。使用者は、電子デバイス１００を容易に操作できる。

第１実施形態と第１実施形態の変形例とを組み合わせることができる。例えば、電子デバイス１００の一方の端面領域２０４に２個の第１領域２０６が配置され、他方の端部領域２０４に１個の第１領域２０６が配置されてもよい。端面領域２０４に配置される第１領域２０６の数、および配置位置は特に限定されない。

〔第２実施形態〕
第２実施形態の電子デバイスを、図３を参照に説明する。なお、第１実施形態の電子デバイスと同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。

図３に示されるように、第２実施形態の電子デバイス１００は、筐体１０２と、主面領域２０２および端面領域２０４を有するカバーガラス２００と、を備える。カバーガラス２００は、筐体１０２の開口に配置される。端面領域２０４は、第１表面粗さの第１領域２０６と第１表面粗さと異なる第２表面粗さの第２領域２０８とを有する。

第２実施形態の電子デバイス１００は、第１実施形態と異なり、側面に対応する端面領域２０４は平坦形状である。平坦形状とは、端面領域２０４を断面視した際に、直線形状又は略直線形状であることを意味する。つまり、電子デバイス１００のカバーガラス２００の端面領域２０４に求められる程度の平坦性であればよい。

第１実施形態と同様に、第２実施形態の電子デバイス１００において、第１領域２０６と第２領域２０８とは、異なる表面粗さを有している。したがって、使用者が端面領域２０４をタッチした際、視覚によらず触覚を通じて、入力要素である第１領域２０６の位置を認識できる。使用者は、電子デバイス１００を容易に操作できる。

第１実施形態と同様、カバーガラス２００を化学強化されたカバーガラスとすることができる。また、第１領域２０６の第１表面粗さを５ｎｍ以上３００ｎｍ以下にすることができる。一方で、第２領域２０８の第２表面粗さを０．０５ｎｍ以上２０ｎｍ以下にすることができる。カバーガラス２００をコーティング膜で被覆することが好ましい。

電子デバイスとしてスマートフォンを例示したが、これに限定されず、タブレットコンピュータ等を挙げることができる。

１００電子デバイス、１０２筐体、２００カバーガラス、２０２主面領域、２０４端面領域、２０６第１領域、２０８第２領域、３００アイコン

Claims

開口を有する筐体と、
前記筐体に収容される表示ユニットおよびタッチパネルと、
前記開口に配置されるカバーガラスであって、前記表示ユニットからの表示および前記タッチパネルへの入力に対応する主面領域と、前記筐体の側面に対応する端面領域とを有するカバーガラスと、を備え、
前記端面領域は、前記タッチパネルへの入力に対応する第１表面粗さの第１領域と、前記第１表面粗さと異なる第２表面粗さの第２領域と、
を有する電子デバイス。
前記第１表面粗さは前記第２表面粗さよりも５ｎｍ以上表面粗さが大きい請求項１に記載の電子デバイス。
前記第１表面粗さが、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の電子デバイス。
前記第２表面粗さが、０．０５ｎｍ以上２０ｎｍ以下である請求項１から３の何れか一項に記載の電子デバイス。
前記カバーガラスの主面領域と端面領域が連続して設けられている請求項１から４の何れか一項に記載の電子デバイス。
前記端面領域が、曲面形状である請求項１から５の何れか一項に記載の電子デバイス。
前記端面領域が、平坦形状である請求項１から５の何れか一項に記載の電子デバイス。
前記端面領域は前記表示ユニットからの表示に対応する請求項１から７の何れか一項に記載の電子デバイス。