JP2019043834A - ３ｄカバーガラス、およびその成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス成形時のしわの発生を抑制できる３Ｄカバーガラス成形用金型の提供。【解決手段】中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に曲面部を有する３Ｄカバーガラスの成形用金型であって、成形用金型は、中心部に対応するプレス面Ａおよび曲面部に対応するプレス面Ｂを有する一対の凸型および凹型を含み、プレス成形時における凸型および凹型のプレス面Ａ間の最近接距離Ｄ、およびプレス成形時における凸型および凹型のプレス面Ｂ間の最近接距離をＤ１、最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚に対し所定の条件を満たすことを特徴とする３Ｄカバーガラス成形用金型。【選択図】図４

Description

本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末といったモバイル機器やＣＩＤ（Center Information Display）、クラスターといった車載ディスプレイに使用される画像表示装置のための３次元形状をしたカバーガラス（３Ｄカバーガラス）、およびその成形用金型に関する。

携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末といったモバイル機器の意匠性を向上させるため、モバイル機器に使用される画像表示装置に、図１に示すような３Ｄカバーガラスの適用が検討されている。図１は３Ｄカバーガラス１００の一構成例を示した図であり、中心部１１０が平面で周辺部に３次元曲面形状をなす曲面部１２０を有している。

画像表示装置のカバーガラスは薄型化に加え一定の強度が要求されるため化学強化処理が施されるが、周辺部に３次元曲面を有する３Ｄカバーガラスは化学強化処理による反りの発生が問題となる。図２（ａ），（ｂ）は、３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生を示した模式図であり、図２（ａ）は化学強化処理前、図２（ｂ）は化学強化処理後における３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生状態を示した断面模式図である。この場合、図２（ａ）に示すように、例えば、化学強化処理前は中心部が平坦であるのに対し、図２（ｂ）に示すように、化学強化処理後は該中心部に凸状に反りが発生する。
特許文献１は、このように発生する化学強化処理による３Ｄカバーガラスの反りを補正する方法を提案している。

特表２０１６−５２４５８２号公報

特許文献１に示す手順で形成する３Ｄカバーガラス用として、図２に示した反りを反転させた金型の断面模式図を図３（ａ）に示す。図３（ａ）に示す一対の金型は、凸型２００および凹型３００で構成され、最終製品の３Ｄカバーガラスで平面となる該３Ｄカバーガラスの中心部に対応するプレス面が曲面となり平坦性が低い特徴がある。このようなプレス面の平坦性が低い金型を用いて３Ｄカバーガラスをプレス成形する際、図３（ｂ）において、矢印ａで示すように、一対の金型同士の嵌合がずれると、金型同士のセンターにズレが生じ、金型のプレス面間の板厚クリアランスが不均一になる。ここで、板厚クリアランスとは、凸型と凹型とで３Ｄカバーガラスを成形する際の、対向する凸型表面と凹型表面との間の任意の位置における最短距離を意味する。

そして、この板厚クリアランスが不均一となることで、最終製品の３Ｄカバーガラス１００では平面となる中心部１１０の四隅に相当する部位の圧力制御が困難になり、図３（ｃ）に示すように、部位によって圧力が不均一になる。図３（ｃ）の例で説明すると、相対的に、矢印ｂで示す部位には圧力が集中しており、破線ｃで囲った部位には圧力が集中していない。そのため、最終製品の３Ｄカバーガラス１００は、その平面となる中心部１１０のうち、とくに四隅に相当する部位にしわが発生し、さらに、このしわが、四隅からの応力分布により中心部１１０の四隅だけでなく、該四隅以外の部位にも発生してしまう問題があった。ここで、しわとは成形中に材料が局所的にたるんで生じる線状の外観欠点であり、直線光をサンプルに透過させスクリーンに映してその明暗で欠点を確認する手法や、直線光の複屈折による位相差（リターデーション）を数値化することで確認できる。

本願発明は、上記の問題点を解決するため、プレス成形時のしわの発生を抑制できる３Ｄカバーガラス成形用金型、およびプレス成形時のしわの発生が抑制された３Ｄカバーガラスの提供を目的とする。

上記した目的を達成するため、中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスの成形用金型であって、
前記成形用金型は、前記中心部に対応する平坦なプレス面Ａおよび前記曲面部に対応するプレス面Ｂを有する一対の凸型および凹型を含み、最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚をｔ［ｍｍ］とするとき、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］がｔ［ｍｍ］以上、ｔ＋０．０２［ｍｍ］以下であり、
前記凸型のプレス面Ｂにおいて、前記プレス面Ａの中心からみて周辺方向に曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を前記プレス面Ａと前記プレス面Ｂとの境界線と定義し、前記境界線上の任意の点を原点とし、前記原点から前記プレス面Ａに平行で前記境界線に垂直な線をＸ軸とし、前記Ｘ軸は前記原点から見てプレス面Ａの方向をマイナス方向、その逆方向をプラス方向とし、前記プレス面Ａの法線方向をＺ軸とし、ＸＺ平面での断面図をとり、前記断面図において前記プレス面Ｂの個々の部位における、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ｂ間の最近接距離をＤ１［ｍｍ］とするとき、前記凸型を基準として前記Ｘ軸のプラス方向における前記Ｄ１の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値が０．０１［ｍｍ］以上であり、かつＤ１の最大値がｔ＋０．１０［ｍｍ］以上、ｔ＋０．５０［ｍｍ］以下である３Ｄカバーガラス成形用金型を提供する。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型において、前記凸型および前記凹型は熱伝導率が５０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の材料からなり、前記凸型および前記凹型の体積を各々Ｖ１［ｍｍ³］およびＶ２［ｍｍ³］とするとき、これらの比Ｖ１／Ｖ２が、０．５以上、２．０以下が好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型において、前記凸型および前記凹型の少なくとも一方は、前記プレス面Ａの裏面に下記（１）〜（３）を満たす凹部が設けられていることが好ましい。
（１）前記凹部は、前記プレス面Ａの裏面の中心を含む。
（２）前記凹部は、前記プレス面Ａの裏面の中心を通り、前記境界線との２つの交点間の直線距離ｄ_x［ｍｍ］が最小となる直線の方向をＸ’軸方向とするとき、前記Ｘ’軸方向において、前記プレス面Ａの裏面全体にわたって設けられている。
（３）前記Ｘ’軸方向のうち、前記直線距離ｄ_x［ｍｍ］に相当する線分に対して交点を有し直交する方向における前記プレス面Ｂの最大長さをＬ［ｍｍ］とし、前記Ｘ’軸方向の直交方向における前記凹部の最小長さをＬ’［ｍｍ］とし、最大長さをＬ”［ｍｍ］とするとき、Ｌ＞Ｌ”であり、かつ、比（Ｌ’／Ｌ）が０．５以上、０．９８以下である。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型において、前記凹部は、下記（４）を満たすことが好ましい。
（４）前記凹部は、前記Ｘ’軸方向の直交方向における端部が、前記Ｘ’軸方向に平行な直線形状、または前記Ｘ’軸の直交方向に対し線対称形状である。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型において、前記凹部の深さは０．１［ｍｍ］以上、５［ｍｍ］以下が好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型において、前記凹部は、前記深さが均一であることが好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型は、さらに前記凸型および前記凹型の嵌合部を覆うリング型を有することが好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型は、５００℃における前記凸型の熱膨張係数が、５０×１０^-7／Ｋ以上が好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型は、前記凸型は、Ｚ軸方向からみて外周が多角形の凸部を有し、前記凹型は、Ｚ軸方向からみて外周が前記多角形に相当する凹部を有し、
前記多角形は、Ｚ軸方向からみて２つの直線部を繋き、丸みを帯びた部分を含む角部を有し、
前記Ｘ軸および前記Ｚ軸に直交する軸をＹ軸とし、ＸＹ平面での断面図をとり、前記断面図において前記プレス面Ｂの個々の部位における、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ｂ間の、前記多角形の直線部分における前記最近接距離Ｇ_Sに対して、前記多角形の前記角部における前記最近接距離Ｇ_Cが長い部分を含むことが好ましい。

また、３Ｄカバーガラス成形用金型は、前記凸型は、ＸＺ平面での断面図において、前記プレス面Ｂにおける形状が、Ｚ軸方向において前記プレス面Ａから離間するにつれて、Ｘ軸方向において前記プレス面Ａ側に傾斜する部分を含むことが好ましい。

また、本発明の３Ｄカバーガラス成形用金型の、前記凸型と前記凹型との間に平面状のガラス板を載置した後、加熱して、３Ｄカバーガラスを成形した後、冷却する、３Ｄカバーガラスの製造方法を提供する。

３Ｄカバーガラスの製造方法は、前記ガラス板の５００℃における熱膨張係数は、前記凸型の５００℃における熱膨張係数より大きく、両者の差を、２０×１０^-7／Ｋ以下とすることが好ましい。

３Ｄカバーガラスの製造方法は、前記冷却後の３Ｄカバーガラス板は、曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下であることが好ましい。

また、平面視した形状が、角部が丸みを帯びた部分があるものを含む多角形であり、中心部が平面で、該多角形の少なくとも２辺の周辺部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスであって、前記中心部に対し垂直に波長５４３［ｎｍ］の光を照射することで測定した１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションの最大値が１６［ｎｍ／ｍｍ］以下である３Ｄカバーガラスを提供する。

また、３Ｄカバーガラスにおいて、前記多角形は、矩形であることが好ましい。

また、３Ｄカバーガラスにおいて、前記曲面部において、前記中心部の中心、若しくは前記中心部の重心からみて周辺方向に、曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を前記中心部と前記曲面部との境界線と定義したとき、前記中心部の境界線上の任意の点を原点とし、前記原点から前記中心部に平行で前記境界線に垂直な線をＸ軸とするとき、前記Ｘ軸方向における前記曲面部の長さが、０．５［ｍｍ］以上、５０［ｍｍ］以下が好ましい。

また、３Ｄカバーガラスにおいて、前記曲面部の曲げ深さが０．５［ｍｍ］以上、３０［ｍｍ］以下が好ましい。

また、３Ｄカバーガラスは、板厚が０．３［ｍｍ］以上、２．０［ｍｍ］以下が好ましい。

また、３Ｄカバーガラスは、曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下であることが好ましい。

また、３Ｄカバーガラスは、平面視した形状における対角サイズが５０［ｍｍ］以上、１０００［ｍｍ］以下が好ましい。

さらに、３Ｄカバーガラスは、化学強化されていることが好ましい。

本発明の３Ｄカバーガラス成形用金型によれば、プレス成形時において、３Ｄカバーガラスの中心部に発生する顕著なしわを抑制できる。

図１は、３Ｄカバーガラスの一構成例を示した図である。 図２（ａ），（ｂ）は、３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生を示した断面模式図であり、図２（ａ）は化学強化処理前、図２（ｂ）は化学強化処理後を示している。 図３（ａ）〜（ｃ）は、図２に示した反りを反転させた従来の金型によるプレス成形を示した図である。 図４は、本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型の一構成例を示した斜視図である。 図５は、図４の３Ｄカバーガラス成形用金型の側面図である。 図６は、図５の３Ｄカバーガラス成形用金型の嵌合状態を示した断面図である。 図７（ａ），（ｂ）は、凸型のプレス面における各部の位置関係を説明する図であり、図７（ａ）は凸型のプレス面の斜視図、図７（ｂ）は凸型のプレス面の平面図である。 図８（ａ）は、嵌合状態の本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型の各部の位置関係を説明するための部分断面図であり、図８（ｂ）は実施例／比較例における３Ｄカバーガラス成形用金型の各部の位置関係を示した部分断面図である。 図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型によるプレス成形を示した説明図である。 図１０は、本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型の一構成例を示した平面図である。 図１１は、凸型のプレス面における各部の位置関係を説明する平面図である。 図１２は、本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラスの断面模式図である。 図１３は、図４にＸ−Ｙ−Ｚ軸を追記した図である。 図１４は、本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型の一構成例を示した断面図である。 図１５（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる凸型の構成例を示した部分断面図である。 図１６（ａ）は、嵌合状態の本発明の実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型の各部の位置関係を説明するための部分断面図であり、図１６（ｂ）は実施例４における３Ｄカバーガラス成形用金型の各部の位置関係を示した部分断面図である。

以下、図面を参照して本発明を説明する。
本発明の一実施形態にかかる３Ｄカバーガラス成形用金型（以下「本３Ｄカバーガラス成形用金型」という）は、図１に示す３Ｄカバーガラス１００のように、中心部１１０が平面で周辺部に３次元曲面形状をなす曲面部１２０を有する３Ｄカバーガラスを対象とした成形用金型である。但し、本３Ｄカバーガラス成形用金型が対象とする３Ｄカバーガラスは、中心部が平面で周辺部の少なくとも２辺に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面形状をなす曲面部を有すれば、図示したものに限定されず、後述するように矩形に限らず多角形でもよい。図１に示す３Ｄカバーガラス１００は、周辺部の全周にわたって曲面部１２０が設けられているが、図中、４辺のうち例えば、左側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有していたり、図中、上側および下側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。

また、図１に示す３Ｄカバーガラスは、上側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、上側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、下側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、下側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。さらに、図１に示す３Ｄカバーガラスは、上側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、図中、下側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、図中、左側を除く３辺の曲面部を有したり、図中、右側を除く３辺の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。

なお、曲面部における曲率半径を１００［ｍｍ］以下に限定する理由は、手で触れたときのフィット感に優れているからである。なお、曲面部における曲率半径は、画像表示装置の仕様にもよるが、例えば、スマートフォンであれば、フィット感を高める上で、５０［ｍｍ］以下の部分を有することが好ましく、２０［ｍｍ］以下の部分を有することがより好ましく、１０［ｍｍ］以下の部分を有することがさらに好ましい。また、落下時の応力集中による割れを防ぐ理由から、曲面部における曲率半径は、０．２［ｍｍ］以上であればよく、０．５［ｍｍ］以上が好ましく、１．０［ｍｍ］以上がより好ましい。

図４は、本３Ｄカバーガラス成形用金型の一構成例を示した斜視図であり、図５は、図４の本３Ｄカバーガラス成形用金型の側面図であり、図６は、図５の本３Ｄカバーガラス成形用金型の嵌合状態を示した断面図である。
図４〜図６に示す本３Ｄカバーガラス成形用金型は、凸型２０、凹型３０およびリング型４０で構成されており、図１に示す３Ｄカバーガラス１００の成形に使用できる。

凸型２０は、そのプレス面２１が、３Ｄカバーガラス１００の中心部１１０に対応する平坦なプレス面Ａ（２１ａ）、３Ｄカバーガラス１００の曲面部１２０に対応するプレス面Ｂ（２１ｂ）を有する。なお、平坦なプレス面Ａ（２１ａ）は、その曲率半径が１００［ｍｍ］超である。

凹型３０は、そのプレス面３１が、３Ｄカバーガラス１００の中心部１１０に対応する平坦なプレス面Ａ（３１ａ）、３Ｄカバーガラス１００の曲面部１２０に対応するプレス面Ｂ（３１ｂ）を有する。なお、平坦なプレス面Ａ（３１ａ）は、その曲率半径が１００［ｍｍ］超である。

本３Ｄカバーガラス成形用金型は、プレス成形時において、凸型２０のプレス面Ａ（２１ａ）と凹型のプレス面Ａ（３１ａ）とが対向し、凸型２０のプレス面Ｂ（２１ｂ）と凹型のプレス面Ｂ（３１ｂ）とが対向する一対の金型である。

凸型２０は、図４に示すように、プレス面２１の裏面に凹部２２を有してもよい。詳しくは後述するが、こうすることにより、プレス成形時に金型に加わる圧力分布を最適化できる。これにより、プレス成形時において、最終製品の３Ｄカバーガラスでは平面となる中心部の四隅に相当する部位に発生するしわ、さらに四隅以外の中心部の部位に発生するしわをさらに抑制できる。

また、本３Ｄカバーガラス成形用金型は、窒素流入口および型内部窒素の抜け溝を有してもよい。これは、３Ｄカバーガラスの成形時において、凸型２０および凹型３０の嵌合は大気中で通常実施されるが、このとき、例えば図４に示す、凹型３０に設けられた流入口３２から窒素を導入して、金型内部を窒素置換することにより、プレス成形時における金型の劣化を抑制する。但し、金型内部に窒素が残留していると、金型のプレス面とガラスが未転写となり成形精度が低下する。そのため、例えば図４に示す、凹型３０に抜け溝３３を設け、そこから金型内部の余剰な窒素を逃して、成形精度の低下を防止するとよい。なお、流入口、抜け溝は、凹型３０に限らず、凸型２０に設けてもよい。

また、本３Ｄカバーガラス成形用金型は、リング型４０を有してもよく、凸型２０および凹型３０を嵌合した後、このリング型４０で嵌合部を覆ってもよい。リング型４０は、嵌合部からの異物の侵入を抑制できるので、異物原因による傷発生などの問題を抑制でき、最終製品の３Ｄカバーガラスの品質を向上できる。

本３Ｄカバーガラス成形用金型は、プレス形成時において、凸型２０、および凹型３０のプレス面Ａ（２１ａ，３１ａ）間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］、ならびにプレス面Ｂ（２１ｂ，３１ｂ）間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］が以下に述べる条件を満たすことで、プレス成形時に発生する３Ｄカバーガラスのしわを抑制できる。

なお、プレス成形時において、プレス面Ａ間の距離、およびプレス面Ｂ間の距離は変化する。そのため、プレス面Ａ間の距離が最も近づいた時の距離を最近接距離Ｄ［ｍｍ］とし、プレス面Ｂ間の距離が最も近づいた時の距離を最近接距離Ｄ１［ｍｍ］とする。

ここで、最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚をｔ［ｍｍ］とするとき、本３Ｄカバーガラス成形用金型は、プレス成形時におけるプレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］が、ｔ［ｍｍ］以上、ｔ＋０．０２［ｍｍ］以下であるとよい。その理由は、プレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］がｔ＋０．０２［ｍｍ］よりも大きいと、プレス面Ａでガラスをプレスしたときにプレス面Ａとガラス表面との空間が大きい個所が生じ、その部分のプレス圧が小さくなり、中心部にしわが生じるおそれがあるからである。

プレス成形後の３Ｄカバーガラスは、さらに化学強化処理を施してもよい。なお、プレス成型後の３Ｄカバーガラスに化学強化処理をする場合であっても、上記した最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚ｔ［ｍｍ］は、化学強化処理前の３Ｄカバーガラスの板厚を指す。具体的に、最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚ｔ［ｍｍ］は、０．３［ｍｍ］以上、２．０［ｍｍ］以下が好ましい。

プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］については、図７および図８を参照して説明する。
図７（ａ），（ｂ）は、凸型のプレス面における各部の位置関係を説明する図であり、図７（ａ）は凸型のプレス面の斜視図、図７（ｂ）は凸型のプレス面の平面図である。
凸型のプレス面２１は、プレス面Ａ２１ａ、およびプレス面Ｂ２１ｂを有している。

図７（ｂ）に示す、凸型のプレス面Ｂ２１ｂの領域において、平坦なプレス面Ａ２１ａの中心２１ａ０からみて周辺方向に曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を、プレス面Ａ２１ａとプレス面Ｂ２１ｂとの境界線２１ｃと定義する。境界線２１ｃ上の任意の点を原点２１ｄとし、原点２１ｄからプレス面Ａ２１ａに平行で境界線２１ｃの接線に垂直な線の方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸は原点２１ｄから見てプレス面Ａ２１ａの方向をマイナス方向とし、その逆方向をプラス方向とする。なお、原点２１ｄは、本明細書において（Ｘ軸方向における）「曲げ起点」ともいう。さらに、プレスＡ２１ａの法線方向をＺ軸とする。この前提の下、ＸＺ平面での断面図をとる。なお、図７において、凸型のプレス面Ｂの領域について記載したのは、プレス面Ａとプレス面Ｂとの境界が、凹型よりも凸型のほうが内側となるためである。なお、図７（ｂ）のように全周にわたってプレス面Ｂ２１ｂを有する凸型２１において、Ｘ軸方向は、凸型２１の外縁のうち直線となる一辺と平行な方向を示しているが、例えば、四隅の少なくとも１つの（平面視で丸みを帯びた）曲線部分の中心点を含む（図７（ｂ）でいう例えば、斜め４５°の）方向をＸ軸方向とする場合であっても、以下に説明する条件を満足する。

図８（ａ）は、嵌合状態の本３Ｄカバーガラス成形用金型のＸＺ平面での部分断面図である。図中、凸型および凹型のプレス面Ａ間は最近接距離Ｄ［ｍｍ］であり、凸型および凹型のプレス面Ｂ間は最近接距離Ｄ１［ｍｍ］である。なお、最近接距離は、本明細書では、クリアランス、または、板厚クリアランスともいう。

ＸＺ平面においてプレス面Ｂの個々の部位における、プレス成形時の凸型および凹型のプレス面Ｂ間の最近接距離をＤ１［ｍｍ］とする。このとき、Ｘ軸方向のプラス方向に向かう凸型の位置を基準として、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値を０．０１以上にすることにより、プレス成形時のしわの発生を抑制できる。この点について、図９を参照して説明する。

図９（ａ）に示す本３Ｄカバーガラス成形用金型は一対の凸型２０および凹型３０を有する。但し、凸型２０および凹型３０のプレス面２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂの形状は、本３Ｄカバーガラス成形用金型の特徴を強調するためデフォルメしている。図中、破線よりも内側に、最終製品の３Ｄカバーガラスでは平面となる該３Ｄカバーガラスの中心部に対応するプレス面Ａ（２１ａ，３１ａ）が位置し、図中、破線よりも外側に、最終製品の３Ｄカバーガラスでは３次元曲面となる該３Ｄカバーガラスの曲面部に対応するプレス面Ｂ（２１ｂ，３１ｂ）が位置する。

凸型２０および凹型３０のプレス面Ａ２１ａ，３１ａは平面である。凸型２０および凹型３０のプレス面Ｂ（２１ｂ，３１ｂ）は、その外周部に向けて互いの距離（Ｚ軸方向の距離）が長くなる。図９（ｂ）において、矢印ａで示すように、一対の金型同士の嵌合がずれた場合でも、金型同士のセンターにズレが生じにくく、金型のプレス面Ａ間の板厚クリアランスは均一のままである。その結果、最終製品の３Ｄカバーガラス１００では平面となる中心部に加わる圧力が均一に分散する。そのため、３Ｄカバーガラス１００では平面となる中心部の四隅に相当する部位に発生するしわを抑制できる。

ここで、凸型を基準にして、Ｘ軸方向においてプラス方向に向かう、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値を０．０１以上とすると、３Ｄカバーガラスでは平面となる中心部の四隅に相当する部位に発生するしわを抑制できる。とくに、３Ｄカバーガラスの全周に曲面部を有する最終製品において、該３Ｄカバーガラスでは平面となる中心部の四隅に相当する部位のしわ発生の抑制に効果的であり、ひいては、中心部の四隅以外にも発生するしわの抑制に効果的である。なお、Ｘ軸方向においてプラス方向に向かう、凸型を基準としたプレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値は、０．０２以上が好ましく、０．０３以上がより好ましい。

但し、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の大きさによっては、３Ｄカバーガラスでは平面となる中心部の四隅に相当する部位に発生するしわを抑制できないおそれがある。そのため、本３Ｄカバーガラス成形用金型では、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の最大値をｔ＋０．１０［ｍｍ］以上とするとよく、ｔ＋０．１５［ｍｍ］以上が好ましい。但し、プレス面Ｂ間の距離が大きくなると、ガラスの形状精度が悪くなり目的の形状にプレスすることが困難になるおそれがある。そのため、本３Ｄカバーガラス成形用金型では、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の最大値をｔ＋０．５０［ｍｍ］以下とするとよく、ｔ＋０．３０［ｍｍ］以下が好ましい。

また、本３Ｄカバーガラス成形用金型は、熱伝導率が５０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の材料の使用が好ましい。上記を満たす材料の具体例としては、カーボン、超硬合金、銅が挙げられる。これは、型の温度分布起因の変形によりプレス面が変形すること防ぐためである。熱伝導率が高いと、均一な温度分布を保ちやすくなるため、プレス面の変形を無視できる。

凸型２０および凹型３０は、これらの体積に大きな差を無くすることで、熱容量の差が小さくなり、精度よく安定な成形ができるため好ましい。具体的に凸型２０および凹型３０の体積を各々Ｖ１［ｍｍ³］およびＶ２［ｍｍ³］とするとき、これらの比Ｖ１／Ｖ２は、０．５以上、２．０以下が好ましく、０．８以上、１．２以下がより好ましい。

本３Ｄカバーガラス成形用金型は、プレス成形時に金型に加わる圧力分布を最適化する目的で、凸型２０のプレス面２１に対し裏面に凹部２２を設けてもよい。図１０は、全周に曲面部を有し、平面視で角部に丸みを帯びた略長方形の外縁を有する３Ｄカバーガラスを対象とした、本３Ｄカバーガラス成形用金型の一構成例を示した平面図である。図１０では、凸型２０のプレス面２１に対し裏面を示し、該裏面上に凹部２２を有し、図中、凹型のプレス面３１を破線で示す。

本３Ｄカバーガラス成形用金型において、金型に加わる圧力分布を最適化する目的は、最終製品の３Ｄカバーガラス１００では平面となる中心部に加わる圧力を均一にして、３Ｄカバーガラス１００では平面となる中心部の四隅に相当する部位に発生するしわを抑制し、さらに該四隅以外の中心部の部位に発生するしわを抑制するためである。そのため、凸型２０および／または凹型３０のプレス面に対し裏面に設ける凹部２２は、図１０、図１１も参照し、下記（１）〜（３）を満たすことが好ましい。
なお、以下に示すＸ’軸については図１１を参照して説明する。図１１は、図７（ｂ）と同じく凸型のプレス面の平面図である。Ｘ’軸は、プレス面Ａ２１ａの中心２１ａ０を通り、プレス面Ａ２１ａおよびプレス面Ｂ２１ｂの境界線２１ｃとの２つの交点２１ｅ，２１ｆ間の直線距離ｄ_x［ｍｍ］が最小となる直線である。

（１）凹部２２は、プレス面Ａの裏面の中心を含む。
（２）凹部２２は、Ｘ’軸方向において、プレス面Ａの裏面全体にわたって設けられている。
（３）Ｘ’軸方向のうち、直線距離ｄ_x［ｍｍ］に相当する線分に対して交点を有し直交する方向におけるプレス面Ｂの最大長さをＬ［ｍｍ］とし、Ｘ’軸方向の直交方向における前記凹部の最小長さをＬ’［ｍｍ］とし、最大長さをＬ”［ｍｍ］とするとき、Ｌ＞Ｌ”であり、かつ、比（Ｌ’／Ｌ）が０．５以上０．９８以下である。
なお、図１０に示す凹部２２のように、Ｘ’軸方向の直交方向における凹部２２の長さが全て同一の場合、凹部の最小長さＬ’［ｍｍ］と最大長さＬ”［ｍｍ］は同一である。

（３）に関して、Ｌ’／Ｌは０．７以上、０．９５以下が好ましく、０．８以上、０．９以下がより好ましい。
また、凸型２０および／または凹型３０のプレス面に対し裏面に設ける凹部２２は、上記（１）〜（３）に加え、下記（４）を満たすと、さらに好ましい。
（４）凹部は、Ｘ’軸方向の直交方向における端部が、Ｘ’軸方向に平行な直線形状、またはＸ’軸の直交方向に対し線対称形状である。
なお、ここでいう端部とは、点ではなく、Ｘ’軸の位置を連続して変化させたときにＸ’軸方向の直交方向の凹部の交点を繋げて得られる線に相当する。

また、凹部２２の深さは、０．１［ｍｍ］以上、５［ｍｍ］以下であればよく、０．５［ｍｍ］以上、２．０［ｍｍ］以下が好ましい。なお、凹部２２の深さは、上記範囲であれば、とくに深さに分布があってもよいが、凹部２２と、プレス成形時に金型の加熱に用いられるヒータープレートとの距離を均一にすることで凹部が受ける輻射加熱を均一にする理由から、凹部２２の深さは均一であると好ましい。さらに、凹部は、凸型２０のプレス面２１に対する裏面のみに限らず、凹型３０のプレス面に対する裏面のみに設けてもよく、その両方に設けてもよい。

次に、本発明の一実施形態にかかる３Ｄカバーガラス（以下「本３Ｄカバーガラス」という）について記載する。本３Ｄカバーガラスは、中心部が平面で、周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する点は、本成形用金型が対象とする３Ｄカバーガラスとして記載したのと同様である。また、本３Ｄカバーガラスは、平面視した形状が三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形である。なお、ここでいう多角形とは、平面視において角部が丸みを帯びた部分があるものも含む。別の言い方をすると、ここでいう多角形とは、本３Ｄカバーガラスの平面視における外縁において、角部に曲線部分を含む場合であっても、該外縁のうち、直線と、該直線を延長した仮想直線によって得られる外縁の形状が多角形であれば、「多角形」の対象とする。なお、多角形の全周において曲面部を有する形状の場合、平面視において多角形の全ての角部に丸みを帯びる部分を有する。

なお、本３Ｄカバーガラスの曲面部における曲率半径は、画像表示装置の仕様にもよるが、例えば、スマートフォンであれば、フィット感を高める上で、５０［ｍｍ］以下が好ましく、２０［ｍｍ］以下がより好ましく、１０［ｍｍ］以下がさらに好ましい。また、落下時の応力集中による割れを防ぐ理由から、曲面部における曲率半径は、０．２［ｍｍ］以上であればよく、０．５［ｍｍ］以上が好ましく、１．０［ｍｍ］以上がより好ましい。

本３Ｄカバーガラスは、該多角形の周辺部の少なくとも２辺に曲面部を有する。例えば、本３Ｄカバーガラスが、平面視において矩形（四角形）であって、該矩形の周辺部の全周にわたって曲面部を有する３Ｄカバーガラスの場合、中心部の四隅に相当する部位に相対的に大きなしわが発生しやすい。この場合、中心部の四隅で発生するしわが、該四隅のみで収まらず、中心部１１０の四隅以外の部位にも波及して、中心部１１０全体でしわを抑制できなくなる。そのため、本３Ｄカバーガラスは、中心部の四隅で発生するしわを抑制することが、中心部におけるしわ低減による品質向上を実現するうえで重要である。

図１に示す３Ｄカバーガラス１００は、周辺部の全周にわたって曲面部１２０が設けられているが、図中、４辺のうち少なくとも２辺の周辺部に曲面部を有していればよい。例えば、左側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有していたり、図中、上側および下側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。また、図中、上側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、上側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、下側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、図中、下側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。また、図中、上側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、図中、下側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、図中、左側を除く３辺の曲面部を有したり、図中、右側を除く３辺の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。

上記のように、中心部の四隅で顕著に発生したしわが四隅以外の中心部の部位におけるしわ発生の原因となるため、本３Ｄカバーガラスは、中心部におけるしわの発生レベルで表面の品質レベルを評価できる。具体的に、本３Ｄカバーガラスの指標として、リタデーションを用いて評価できる。例えば、複屈折測定装置を用いて測定される、所定の波長の第１の直線偏光の光に対する屈折率と、該第１の直線偏光と直交する第２の直線偏光の光に対する屈折率との屈折率差（屈折率異方性）をΔｎとし、本３Ｄカバーガラスの中心部の厚さをｔ［ｎｍ］とする。

このとき、測定されるリタデーションΔｎ×ｔ［ｎｍ］によって、中心部のしわのレベルを評価してもよい。また、リタデーションは、実際の３Ｄカバーガラスの中心部の厚さ（ｔ［ｎｍ］）をそのまま用いる場合に限らず、１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションΔｎ×ｄ［ｎｍ／ｍｍ］として評価してもよい。この場合、ｄ＝ｔ［ｎｍ］／ｔ［ｍｍ］で計算できる。このように、中心部にしわが存在すると、しわ部には残留応力が生じるため、しわ部以外の部位に対し応力分布が生じる。この応力分布はリタデーションとして検出される。

例えば、平面視において矩形であり、周辺部の全周にわたって曲面部を有する本３Ｄカバーガラスは、中心部に対し垂直に波長５４３［ｎｍ］の光を照射することで測定した１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションで評価でき、その最大値が１６［ｎｍ／ｍｍ］以下であるとよい。例えば、波長５４３［ｎｍ］の光は、可視域の中心の光であって、評価の指標として適性がある。ここで、中心部のリタデーションの最大値が１６［ｎｍ／ｍｍ］以下であれば、中心部の四隅に相当する部位にも顕著なしわが発生していないと言える。また、リタデーションの最大値は、１０［ｎｍ／ｍｍ］以下が好ましく、６［ｎｍ／ｍｍ］以下がより好ましい。

また、本３Ｄカバーガラスは、中心部の中心（重心）からみて周辺方向に曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を中心部と曲面部との境界線と定義し、境界線上の任意の点を原点とし、原点から中心部に平行で境界線に垂直な線をＸ軸とするとき、Ｘ軸方向における前記曲面部の長さは、０．５［ｍｍ］以上、５０［ｍｍ］以下が好ましい。つまり、平坦な中心部は、曲率半径が１００［ｍｍ］超となる領域に相当するとも言える。
なお、上記のＸ軸は、図７（ａ），（ｂ）における符号２１を３Ｄカバーガラスとし、符号２１ａを中心部、符号２１ａ０を中心部の中心（重心）、符号２１ｂを曲面部、符号２１ｃを境界線、符号２１ｄを原点とした場合のＸ軸である。

また、本３Ｄカバーガラスの曲面部の曲げ深さは、０．５［ｍｍ］以上が好ましい。これは、曲面部の曲げ深さが０．５［ｍｍ］未満であると手のフィット感が損なわれるおそれがあるからである。また、曲面部の曲げ深さは、３０［ｍｍ］以下が好ましい。これは、曲面部の曲げ深さが３０［ｍｍ］を超えると、モバイル機器や表示装置の厚さが必要以上に増してしまうおそれがあるからである。なお、曲げ深さとは、中心部をＸＹ平面とし、ＸＹ平面の法線方向のＺ軸において、ＸＹ平面を基準にＺ軸方向への曲げの先端まで距離として定義できる。

また、本３Ｄカバーガラスは、その板厚は、ガラスの強度を一定レベル以上に保つため、０．３［ｍｍ］以上が好ましい。成形時の歩留りを向上するため、０．４［ｍｍ］以上がより好ましい。また、３Ｄカバーガラスの板厚は、部材の軽量化を図るため、２．０［ｍｍ］以下が好ましく、成形時の歩留りを向上するため、１．５［ｍｍ］以下がより好ましい。

また、本３Ｄカバーガラスは、成形時の圧力分布を制御するために、平面視における対角サイズは、５０［ｍｍ］以上、１０００［ｍｍ］以下が好ましい。

さらに、本３Ｄカバーガラスは、衝撃強度を高めるために化学強化されていることが好ましい。

次に、本発明の一実施形態にかかる３Ｄカバーガラスの製造方法（以下、「本３Ｄカバーガラスの製造方法」という）について記載する。本３Ｄカバーガラスの製造方法では、本３Ｄカバーガラス成形用金型の凸型と凹型との間に平面状のガラス板を載置した後、加熱して、例えば、ガラス板の転移点以上に加熱して、３Ｄカバーガラスを成形した後、冷却する。

また、意匠性等の観点から、曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスの製造が求められる場合がある。曲面部の曲げ角度については、本３Ｄカバーガラスの断面模式図である、図１２を参照して説明する。
図１２において、曲面部の曲げ角度αは、３Ｄカバーガラスの平面部から、垂直部分ｖを除いた曲面部の曲げ先端までの角度である。垂直部分ｖは、曲面部のうち、平面部に対し垂直方向に伸びた部分である。また、曲げ深さｄは、曲面部の曲げ先端から平面部中央点までの垂直方向（Ｚ軸方向）の距離である。曲面部の曲率半径Ｒは、曲面部のうち、垂直部分ｖを除いた曲面部の近似曲線の曲率半径である。
曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスを製造する場合、さらに以下の留意点がある。

３Ｄガラス成形用金型の材料としては、高温時にガラスとの摩擦係数が低いことから、ガラス表面の面品質が劣化しにくく、また、酸化物を含まないためガラスとの化学的な表面結合が起こりにくく、さらに離型しやすい材料が好適に用いられる。このような材料としては、カーボンが好ましく用いられる。
但し、カーボンは、ガラス材料に比べて熱膨張係数が小さい。そのため、成形用金型と、ガラス材料とで、プレス成形時における寸法変化に差が生じる。より具体的には、加熱時における膨張量、および、冷却時における収縮量に差が生じ、膨張量および収縮量のいずれもガラス材料のほうが大きい点には留意が必要である。

加熱時における膨張量の差は、高温下でガラス材料が軟化しているため問題とならない。また、冷却時における収縮量の差も、３Ｄカバーガラスの曲面部の曲げ角度が６０°よりも小さい場合は問題とならない。
しかしながら、３Ｄカバーガラスの曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の場合、冷却時における収縮量の差が大きいと、ガラス材料が凸型と接触し、さらに凸型を押し込むような収縮が生じることによりガラス材料が割れるおそれがある。

このようなガラス材料の割れを抑制するため、ガラス板の５００℃における熱膨張係数は、凸型の５００℃における熱膨張係数より大きく、両者の差を２０×１０^-7／Ｋ以下とすることが好ましく、１０×１０^-7／Ｋ以下とすることがより好ましい。また、冷却時にカーボンの収縮量がガラスよりも大きいために、冷却時にガラスの形状偏差が悪化することと、ガラスが割れることを防ぐために、両者の差は、０．１×１０^-7／Ｋ以上が好ましく、１．０×１０^-7／Ｋ以上がより好ましい。
ここで、５００℃における熱膨張係数とした理由は、ガラス材料が弾性体領域のため、急激な熱膨張係数の変化が少ない範囲となり、カーボンとの熱膨張係数差を導出しやすい温度領域となるためである。

両者の熱膨張係数の差を２０×１０^-7／Ｋ以下とするため、５００℃における凸型の熱膨張係数は、５０×１０^-7／Ｋ以上が好ましく、６０×１０^-7／Ｋ以上がより好ましい。また、凹型は、凸型と同じ材料のものを使用してもよいが、５００℃における熱膨張係数は、凸型の５００℃の熱膨張係数よりも小さい材料を使用すると、高温時に凹型の形状が熱膨張による形状変化量が少なくなるため、成形温度のバラつきによる、成形品のデザインとの形状誤差量の偏差を小さくできるため好ましい。その場合、５００℃における凸型の熱膨張係数と、５００℃における凹型の熱膨張係数との差は、２０×１０^-7／Ｋ以上が好ましく、３０×１０^-7／Ｋ以上がより好ましい。

曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスを製造する場合、上記で定義したＸ軸および上記Ｚ軸に直交する軸をＹ軸とした場合に、ＸＹ平面におけるプレス面Ｂ間の距離が部位により異なることが好ましい。図１３は、図４にＸ−Ｙ−Ｚ軸を追記した図である。
本３Ｄ成形用金型における凸型は、上記で定義したＺ軸方向からみて外周が多角形の凸部を有している。該凸部と対をなす凹型はＺ軸方向からみて外周が上記多角形に相当する凹部を有している。
図１４は、嵌合状態の本３Ｄカバーガラス成形用金型のＸＹ平面での断面図である。図１４における凸型２０は、外周が角部に丸みを帯びた略長方形の凸部を有している。図１４における凹型３０は、外周が角部に丸みを帯びた略長方形の凹部を有している。
図１４において、プレス成形時における凸型２０および凹型３０のプレス面Ｂ間の、略長方形の直線部分における最近接距離をＧ_Sとし、略長方形の角部における最近接距離をＧ_Cとする。図１４に示す略長方形のうち、曲率半径が１００ｍｍ超の部分を直線部分とし、曲率半径が１００ｍｍ以下の部分を角部とする。

曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスを製造する場合、略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sに対して、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cが長い部分を含むようにするとよい。また、略長方形の角部全ての位置での最近接距離Ｇ_Cが、略長方形の直線部分における全ての位置での最近接距離Ｇ_Sに対して、いずれも長いことがより好ましい。略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sと、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cとが同一であったり、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cに対して、略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sが長いと、３Ｄカバーガラスの成形時に、略長方形の角部のガラスが凸型２０および凹型３０に挟み込まれやすくなり、冷却時の収縮量に差が生じるおそれがある。冷却時の収縮量に差が生じると、成形後の３Ｄカバーガラスの高さが不均一になるおそれがある。
略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sに対して、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cが長い部分を含むようにすることにより、略長方形の角部のガラスが凸型２０および凹型３０に挟み込まれるのを抑制し、成形後の３Ｄカバーガラスの高さが不均一になるのを抑制する。

略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sをｇ（ｍｍ）とするとき、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cが１．１ｇ（ｍｍ）以上の部分を含むとよく、１．５ｇ（ｍｍ）以上の部分を含むと好ましく、２ｇ（ｍｍ）以上の部分を含むとより好ましい。また、略長方形の角部全ての位置での最近接距離Ｇ_Cは、１．１ｇ（ｍｍ）以上がより好ましく、１．５ｇ（ｍｍ）以上がさらに好ましく、２ｇ（ｍｍ）以上がさらに好ましい。
ただし、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cが略長方形の直線部分における最近接距離Ｇ_Sに対して大きすぎると、成形後の３Ｄカバーガラスの高さが不均一になるおそれがある。そのため、略長方形の角部における最近接距離Ｇ_Cが４ｇ（ｍｍ）以下の部分を含むことが好ましく、略長方形の角部全ての位置での最近接距離Ｇ_Cが４ｇ（ｍｍ）以下であることがより好ましい。

曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスを製造する場合、凸型は、ＸＺ平面での断面図において、プレス面Ｂにおける形状が、Ｚ軸方向においてプレス面Ａから離間するにつれて、Ｘ軸方向において前記プレス面Ａ側に傾斜する部分を含むことが好ましい。
図１５（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる凸型の構成例を示した部分断面図である。図１５（ａ）に示す凸型２０は、プレス面Ｂ２１ｂにおける形状が、Ｚ軸方向に沿って垂直に伸びており、プレス面Ａ２１ａから離間しても、Ｘ軸方向における形状が変化しない。これに対し、図１５（ｂ）に示す凸型２０は、プレス面Ｂ２１ｂにおける形状が、Ｚ軸方向においてプレス面Ａ２１ａから離間するにつれて、Ｘ軸方向においてプレス面Ａ２１ａ側（プレス面Ａ２１ａの中心に向かう側）に傾斜している。曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下の３Ｄカバーガラスを製造する場合、図１５（ｂ）に示す凸型２０が好ましい。図１５（ｂ）に示す凸型２０において、プレス面Ｂ２１ｂが、Ｚ軸方向においてプレス面Ａ２１ａから離間する距離をｌ_zとし、Ｘ軸方向においてプレス面Ａ２１ａ側に移動する距離をｌ_xとするとき、ｌ_xは、０．０１ｌ_z以上が好ましい。

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜３、比較例１）
実施例１〜３、および比較例１では、一対の凸型および凹型を含む金型を用いて３Ｄカバーガラスのプレス成形を実施した。
使用した金型（凸型および凹型）の外形寸法は約１８０［ｍｍ］×１２０［ｍｍ］×３０［ｍｍ］である。凸型と凹型との体積を同一とし、下型に凹型を上型に凸型を用いた。ガラス（板）材料としては、旭硝子株式会社製のガラス材料ＤＴ−ＳＴＡＲ（板厚ｔ＝０．５［ｍｍ］、転移温度Ｔｇ＝５４７［℃］、歪点Ｔｓ＝５０１［℃］）を用いて成形した。まず、ガラスの粘性係数が１０^9.5［Ｐａ・ｓ］となる温度に加熱して、プレス圧の最大値が０．５５［ＭＰａ］となるように成形した後、プレス圧の最大値が０．５［ＭＰａ］でガラスをプレスした状態でガラスの歪点Ｔｓ［℃］まで冷却し、常温まで放冷した。

なお、成形後の３Ｄカバーガラスの平面視におけるサイズは１５０［ｍｍ］×８０［ｍｍ］程度の略長方形であり、全周に亘って３次元曲面の最小曲率半径Ｒが５［ｍｍ］程度で、上記で定義したＸ軸方向の長さが６．８［ｍｍ］の曲面部を有し、曲面部の曲げ深さが４．５［ｍｍ］であった。

図８（ｂ）は、実施例１〜３、および比較例１について、プレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］と最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚との差、および、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］と最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚との差を示した図である。実施例１〜３、および比較例１は、凸型のプレス面Ｂの表面形状（凸型の板厚クリアランス）をそれぞれ変えており、図示したとおり、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］と最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚との差がそれぞれで異なる。なお、実施例１〜３、および比較例１における、ΔＤ１／ΔＸの最大値を、表１に示す。表１では、プレス面ＡのＤおよびＤ１の最大値は、いずれも、板厚ｔ＝０．５［ｍｍ］を含む値である。

成形後の３Ｄカバーガラスの中心部におけるリタデーションを、複屈折測定装置（フォトニックラティス社製ＷＰＡ−１００）を用いて測定した。プレス面Ａとプレス面Ｂの境界線の内側になる側の３Ｄカバーガラスの中心部に対し垂直に波長５４３［ｎｍ］の光を照射して、１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションを測定した。１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションの最大値を下記表に示す。
凸型のプレス面Ｂの曲げ起点から該プレス面Ｂの外周部までの領域において、Ｘ軸のプラス方向におけるプレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値が０．０１以上の実施例１〜３は、３Ｄカバーガラスの中心部における、１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションの最大値は、いずれも１６［ｎｍ／ｍｍ］以下であった。一方で、ΔＤ１／ΔＸの最大値が０．０１未満の比較例１は、１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションの最大値が１６［ｎｍ／ｍｍ］超であった。

（実施例４）
本実施例では、一対の凸型および凹型を含む金型を用いて、曲面部の曲げ角度αの最大値が９０°の３Ｄカバーガラスのプレス成形を実施した。
使用した金型（凸型および凹型）の外形寸法は約４０［ｍｍ］×４０［ｍｍ］×１２０［ｍｍ］である。凸型と凹型との体積を同一とし、下型に凹型を上型に凸型を用いた。ガラス（板）材料としては、旭硝子株式会社製のガラス材料ＤＴ−ＳＴＡＲ（板厚ｔ＝０．５５［ｍｍ］、転移温度Ｔｇ＝５４７［℃］、歪点Ｔｓ＝５０１［℃］）を用いて成形した。まず、ガラスの粘性係数が１０^9.5［Ｐａ・ｓ］となる温度に加熱して、プレス圧の最大値が０．５５［ＭＰａ］となるように成形した後、プレス圧の最大値が０．５［ＭＰａ］でガラスをプレスした状態でガラスの歪点Ｔｓ［℃］まで冷却し、常温まで放冷した。

なお、成形後の３Ｄカバーガラスの平面視におけるサイズは３０［ｍｍ］×２５［ｍｍ］程度の略長方形であり、全周に亘って３次元曲面の最小曲率半径Ｒが５［ｍｍ］程度で、上記で定義したＸ軸方向の長さが２．０［ｍｍ］の曲面部を有し、曲面部の曲げ深さが４．５［ｍｍ］であった。

図１６（ａ）は、嵌合状態の３Ｄカバーガラス用金型のＸＺ平面での部分断面図である。図中、凸型および凹型のプレス面Ａ間は最近接距離Ｄ［ｍｍ］であり、凸型および凹型のプレス面Ｂ間は最近接距離Ｄ１［ｍｍ］である。図１６（ｂ）は、実施例４について、プレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］と最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚との差、および、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］と最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚との差を示した図である。

なお、本実施例において、５００℃におけるガラス材料の熱膨張係数は７２×１０^-7／Ｋ、凸型の熱膨張係数は７０×１０^-7／Ｋであり、両者の差は２×１０^-7／Ｋとした。このとき、５００℃における凹型の熱膨張係数は３５×１０^-7／Ｋとした。また、本実施例において、凸型と凹型とを嵌合させたとき、図１４に示すようなＸＹ平面において、略長方形の直線部分の最近接距離Ｇ_Sは０．１（ｍｍ）一定とし、略長方形の角部の最近接距離Ｇ_Cは０．２（ｍｍ）が最大距離となるように設計した。つまり、Ｇ_CはＧ_Sの約２倍とした。

さらに、本実施例において、凸型は、図１５（ｂ）に示すように、プレス面Ｂ２１ｂにおける形状が、Ｚ軸方向においてプレス面Ａ２１ａから離間するにつれて、Ｘ軸方向においてプレス面Ａ２１ａの中心に向かう側に傾斜したものを使用した。具体的に、該凸型は、Ｚ軸方向においてプレス面Ａ２１ａから離間する距離ｌ_zが４．０（ｍｍ）であり、Ｘ軸方向においてプレス面Ａ２１ａ側に移動する距離ｌ_xが０．１（ｍｍ）の形状のものを使用した。本実施例では、つまり、ｌ_xはｌ_zの約０．０２５倍とした。

そして、プレス面Ａ間の最近接距離Ｄ、プレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１の最大値、凸型のプレス面Ｂの曲げ起点から該プレス面Ｂの外周部までの領域において、Ｘ軸のプラス方向におけるプレス面Ｂ間の最近接距離Ｄ１［ｍｍ］の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値、および、プレス面Ａとプレス面Ｂの境界線の内側になる側の３Ｄカバーガラスの中心部で測定した１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションは以下に示す通りであった。

２０：凸型
２１：プレス面
２１ａ：プレス面Ａ
２１ａ０：プレス面Ａの中心
２１ｂ：プレス面Ｂ
２１ｃ：境界線
２１ｄ：原点
２１ｅ，２１ｆ：Ｘ’軸の境界線との交点
２２：凹部
３０：凹型
３１：プレス面
３１ａ：プレス面Ａ
３１ｂ：プレス面Ｂ
３２：窒素流入口
３３：型内部窒素の抜け溝
４０：リング型
１００：３Ｄカバーガラス
１１０：中心部
１２０：曲面部
２００：凸型
３００：凹型

Claims (22)

1. 中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスの成形用金型であって、
   前記成形用金型は、前記中心部に対応する平坦なプレス面Ａおよび前記曲面部に対応するプレス面Ｂを有する一対の凸型および凹型を含み、最終製品の３Ｄカバーガラスの板厚をｔ［ｍｍ］とするとき、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ａ間の最近接距離Ｄ［ｍｍ］がｔ［ｍｍ］以上、ｔ＋０．０２［ｍｍ］以下であり、
   前記凸型のプレス面Ｂにおいて、前記プレス面Ａの中心からみて周辺方向に曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を前記プレス面Ａと前記プレス面Ｂとの境界線と定義し、前記境界線上の任意の点を原点とし、前記原点から前記プレス面Ａに平行で前記境界線に垂直な線をＸ軸とし、前記Ｘ軸は前記原点から見てプレス面Ａの方向をマイナス方向、その逆方向をプラス方向とし、前記プレス面Ａの法線方向をＺ軸として、ＸＺ平面での断面図をとり、前記断面図において前記プレス面Ｂの個々の部位における、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ｂ間の最近接距離をＤ１［ｍｍ］とするとき、前記凸型を基準として前記Ｘ軸のプラス方向における前記Ｄ１の変化量ΔＤ１／ΔＸの最大値が０．０１以上であり、かつＤ１の最大値がｔ＋０．１０［ｍｍ］以上、ｔ＋０．５０［ｍｍ］以下であることを特徴とする３Ｄカバーガラス成形用金型。
2. 前記凸型および前記凹型は熱伝導率が５０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の材料からなり、前記凸型および前記凹型の体積を各々Ｖ１［ｍｍ³］およびＶ２［ｍｍ³］とするとき、これらの比Ｖ１／Ｖ２が０．５以上、２．０以下である、請求項１に記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
3. 前記凸型および前記凹型の少なくとも一方は、前記プレス面Ａの裏面に下記（１）〜（３）を満たす凹部が設けられている、請求項１または２に記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
   （１）前記凹部は、前記プレス面Ａの裏面の中心を含む。
   （２）前記凹部は、前記プレス面Ａの裏面の中心を通り、前記境界線との２つの交点間の直線距離ｄ_x［ｍｍ］が最小となる直線の方向をＸ’軸方向とするとき、前記Ｘ’軸方向において、前記プレス面Ａの裏面全体にわたって設けられている。
   （３）前記Ｘ’軸方向のうち、前記直線距離ｄ_x［ｍｍ］に相当する線分に対して交点を有し直交する方向における前記プレス面Ｂの最大長さをＬ［ｍｍ］とし、前記Ｘ’軸方向の直交方向における前記凹部の最小長さをＬ’［ｍｍ］とし、最大長さをＬ”［ｍｍ］とするとき、Ｌ＞Ｌ”であり、かつ、比（Ｌ’／Ｌ）が０．５以上、０．９８以下である。
4. 前記凹部は、下記（４）を満たす、請求項３に記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
   （４）前記凹部は、前記Ｘ’軸方向の直交方向における端部が、前記Ｘ’軸方向に平行な直線形状、または前記Ｘ’軸の直交方向に対し線対称形状である。
5. 前記凹部の深さは０．１［ｍｍ］以上、５［ｍｍ］以下である、請求項３または４に記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
6. 前記凹部は、前記深さが均一である、請求項５に記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
7. さらに前記凸型および前記凹型の嵌合部を覆うリング型を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
8. ５００℃における前記凸型の熱膨張係数が、５０×１０^-7／Ｋ以上である、請求項１〜７のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
9. 前記凸型は、Ｚ軸方向からみて外周が多角形の凸部を有し、前記凹型は、Ｚ軸方向からみて外周が前記多角形に相当する凹部を有し、
   前記多角形は、Ｚ軸方向からみて２つの直線部を繋き、丸みを帯びた部分を含む角部を有し、
   前記Ｘ軸および前記Ｚ軸に直交する軸をＹ軸とし、ＸＹ平面での断面図をとり、前記断面図において前記プレス面Ｂの個々の部位における、プレス成形時における前記凸型および前記凹型のプレス面Ｂ間の、前記多角形の直線部分における前記最近接距離Ｇ_Sに対して、前記多角形の前記角部における前記最近接距離Ｇ_Cが長い部分を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
10. 前記凸型は、ＸＺ平面での断面図において、前記プレス面Ｂにおける形状が、Ｚ軸方向において前記プレス面Ａから離間するにつれて、Ｘ軸方向において前記プレス面Ａ側に傾斜する部分を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス成形用金型。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス成形用金型の、前記凸型と前記凹型との間に平面状のガラス板を載置した後、加熱して、３Ｄカバーガラスを成形した後、冷却する、３Ｄカバーガラスの製造方法。
12. 前記ガラス板の５００℃における熱膨張係数は、前記凸型の５００℃における熱膨張係数より大きく、両者の差を、２０×１０^-7／Ｋ以下とする、請求項１１に記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
13. 前記冷却後の３Ｄカバーガラス板は、曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下である、請求項１１または１２に記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
14. 平面視した形状が、角部が丸みを帯びた部分があるものを含む多角形であり、中心部が平面で、該多角形の少なくとも２辺の周辺部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有し、
    前記中心部に対し垂直に波長５４３［ｎｍ］の光を照射することで測定した１［ｍｍ］厚さ当たりのリタデーションの最大値が１６［ｎｍ／ｍｍ］以下であることを特徴とする３Ｄカバーガラス。
15. 前記多角形は、前記角部全てが丸みを帯びた形状である、請求項１４に記載の３Ｄカバーガラス。
16. 前記多角形は、矩形である、請求項１４または１５に記載の３Ｄカバーガラス。
17. 前記曲面部において、前記中心部の中心、若しくは前記中心部の重心からみて周辺方向に、曲率半径が１００［ｍｍ］以下になる最初の位置を前記中心部と前記曲面部との境界線と定義したとき、前記境界線上の任意の点を原点とし、前記原点から前記中心部に平行で前記境界線に垂直な線をＸ軸とするとき、前記Ｘ軸方向における前記曲面部の長さが０．５［ｍｍ］以上、５０［ｍｍ］以下である、請求項１４〜１６のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
18. 前記曲面部の曲げ深さが０．５［ｍｍ］以上、３０［ｍｍ］以下である、請求項１４〜１７のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
19. 前記曲面部の曲げ角度の最大値が６０°以上９０°以下である、請求項１４〜１８のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
20. 板厚が０．３［ｍｍ］以上、２．０［ｍｍ］以下である、請求項１４〜１９のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
21. 平面視した形状における、対角サイズが５０［ｍｍ］以上、１０００［ｍｍ］以下である、請求項１４〜２０のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
22. 化学強化されている、請求項１４〜２１のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。