JP5630428B2 - ディスプレイ用カバーガラス - Google Patents

Description

本発明は、曲面状に形成された部分を有するディスプレイ用カバーガラスに関する。

特開２００４−３３９０１９号公報（特許文献１）および特開２００８−２４７７３２号公報（特許文献２）に開示されるように、イオン交換法を用いてガラスの表面に圧縮応力層を形成することによって、ガラスの表面の強度（表面応力値）を向上させる技術が知られている。

携帯電話またはタブレット型のＰＣ（Personal computer）などの電子機器は、画像表示部を有するディスプレイを備えている。圧縮応力層の形成によって表面が化学強化されたガラス板は、ディスプレイ用カバーガラスとして、ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられる。携帯電話などの電子機器（ディスプレイ装置）に組み込まれるディスプレイ用カバーガラスとしては、薄型のものが求められる一方で、落下などによる衝撃に耐えうるように、強度のより高いものが求められている。

近年では、タッチパネル式のディスプレイを備える電子機器（ディスプレイ装置）が急速に普及している。これに伴い、ディスプレイ用カバーガラスも、従前とは異なって使用者の手指によって押圧されたり、ペンなどによって押圧されたりする機会が増加している。このような背景の下でも、ディスプレイ用カバーガラスとしては強度のより高いものが求められている。

特開２００４−３３９０１９号公報 特開２００８−２４７７３２号公報

曲面状に形成された部分を有するディスプレイ用カバーガラスが、携帯電話などの電子機器（ディスプレイ装置）に組み込まれたとする。タッチパネル式のディスプレイ面が使用者によって繰り返し押圧されると、ディスプレイ面に直接的に応力が作用するだけでなく、曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域にも間接的に曲げ応力が作用する。

ディスプレイ用カバーガラスが製造される際、ガラスの組成に応じてディスプレイ面の強度が最大（ピーク値）となるように、ガラスの表面に所定の深さを有する圧縮応力層が形成されたとする。このようにして得られたディスプレイ用カバーガラスは、ディスプレイ面の強度が最大となるように設計され、ディスプレイ面としては、外部から加えられる応力に対して高い強度（剛性）を有している。

しかしながら、このようにして得られたディスプレイ用カバーガラスは、タッチパネルとしてのディスプレイ面の強度が最適な値となるように設計されているものの、曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域については圧縮応力層の厚さが最適な値とはなっていない。化学強化されたガラスは、一定の深さのキズに対しては所定の強度を保つことができるが、一定の深さを超えるキズが形成された場合には強度が極端に弱くなる。タッチパネル式のディスプレイ面が使用者によって繰り返し押圧されると、曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域に存在する微小なキズが応力集中により成長し、そのキズの深さが一定の値を超えると、その湾曲の内側領域にヒビ割れなどが発生してしまう。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであって、曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域について所定の強度を保つことが可能なディスプレイ用カバーガラスを提供することを目的とする。

本発明に基づくディスプレイ用カバーガラスは、ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスであって、アルカリ金属イオンを含有し、上記アルカリ金属イオンがそのイオン半径よりも大きいイオン半径を有する化学強化塩にイオン交換されることによって、表面側および裏面側に圧縮応力層がそれぞれ形成されたガラス形成部材を備え、上記ガラス形成部材は、上記ディスプレイに取り付けられた状態で上記表面側が外部に露出するとともに、上記画像表示部側に位置する上記裏面側から上記表面側に向かって光が透過する中央側領域と、上記中央側領域の外縁に連設され、上記中央側領域から外方に向かうにつれて上記表面から遠ざかる方向に湾曲するように形成された曲面領域と、含み、上記裏面側において、上記曲面領域に形成された上記圧縮応力層の厚さは、上記中央側領域に形成された上記圧縮応力層の厚さよりも厚い。

好ましくは、上記表面側において、上記曲面領域に形成された上記圧縮応力層の厚さは、上記中央側領域に形成された上記圧縮応力層の厚さよりも厚い。好ましくは、当該ディスプレイ用カバーガラスは、全面にわたってその板厚が０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内となるように形成されている。

好ましくは、上記中央側領域における上記ガラス形成部材の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、上記表面側および上記裏面側の双方において、上記ガラス形成部材の上記中央側領域に形成された上記圧縮応力層の厚さＴ１は、
０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ１＝（−７５Ｔ＋１１０）±１０（μｍ）であり、
０．８≦Ｔ≦３．０の場合、Ｔ１＝５０±１０（μｍ）である。

好ましくは、上記中央側領域における上記ガラス形成部材の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、上記表面側および上記裏面側の双方において、上記ガラス形成部材の上記曲面領域に形成された上記圧縮応力層の厚さＴ２は、
０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ２＝（−５０Ｔ＋１２０）±１０（μｍ）であり、
０．８≦Ｔ≦１．６の場合、Ｔ２＝（−２５Ｔ＋１００）±１０（μｍ）であり、
１．６＜Ｔ≦３．０の場合、Ｔ２＝６０±１０（μｍ）である。

好ましくは、上記中央側領域は、上記外縁が略矩形状となるように形成され、上記中央側領域の対向する二辺の寸法は８０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であり、上記中央側領域の対向する他の二辺の寸法は５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

本発明によれば、曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域について所定の強度を保つことが可能なディスプレイ用カバーガラスを得ることができる。

実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスを備えるディスプレイ装置の分解した状態を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスを備えるディスプレイ装置の組み立てられた状態を示す断面図である。 図２中のＩＶ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法に用いられる貯留槽を示す斜視図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスの製造方法に用いられるマスキング部材を示す断面図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスに関して行なった実験の条件を示す図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスに関して行なった実験の結果を示す図である。 実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスに関して行なった実験の条件を示す断面図である。

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（ディスプレイ用カバーガラス１０）
図１は、本実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０を備えるディスプレイ装置１００の分解した状態を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図３は、ディスプレイ装置１００の組み立てられた状態を示す断面図である。図４は、図２中のＩＶ線に囲まれる領域を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、ディスプレイ装置１００は、ディスプレイ用カバーガラス１０、板状に形成される外装プレート２０、外装プレート２０の上に配置される回路基板３０、回路基板３０上に実装されたディスプレイ４０、および回路基板３０上に実装されたスピーカー５０を備える。ディスプレイ用カバーガラス１０は、矢印ＡＲに示すように外装プレート２０に取り付けられることによって、回路基板３０、ディスプレイ４０、およびスピーカー５０を外装プレート２０上に封止する。

ディスプレイ用カバーガラス１０は、ディスプレイ４０の画像表示部４２を覆うように設けられるガラス形成部材１０Ｇと、スピーカー５０に対応するように設けられる開口部１０Ｈと、を含む。開口部１０Ｈは、ガラス形成部材１０Ｇをその表面１１（図２参照）側から裏面１２（図２参照）側に向かって貫通するように形成されている。

図１および図２に示すように、ディスプレイ用カバーガラス１０のガラス形成部材１０Ｇは、略平板状に形成された中央側領域１３（図２参照）と、中央側領域１３の外縁に連設された曲面領域１４（図２参照）と、曲面領域１４の中央側領域１３とは反対側に連設された側部領域１５（図２参照）と、を有する。

本実施の形態における中央側領域１３の外縁は、４つの角部が丸みを帯びた略矩形状に形成される。好ましくは、中央側領域１３の対向する二辺（長辺）の寸法Ｌ１（図１参照）は８０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であり、中央側領域１３の対向する他の二辺（短辺）の寸法Ｌ２は５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。曲面領域１４は、中央側領域１３から外方に向かうにつれて中央側領域１３の表面１１から遠ざかるように湾曲している。側部領域１５は、曲面領域１４のさらに外側に位置し、全体として環状に形成されている。

本実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０（ガラス形成部材１０Ｇ）としては、中央側領域１３の厚さＴ、曲面領域１４の厚さＴ１４（曲面領域１４の表面に対する法線方向の厚さ）、および、側部領域１５の厚さＴ１５が、それぞれ略同一の値となるように構成される。好ましくは、ディスプレイ用カバーガラス１０の全面にわたって、板厚（厚さＴ，Ｔ１４，Ｔ１５）の各値が０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内となるように形成されるとよい。

図２および図３に示すように、ディスプレイ用カバーガラス１０（ガラス形成部材１０Ｇ）が外装プレート２０（ディスプレイ４０）に取り付けられた状態においては、ディスプレイ用カバーガラス１０の表面１１（以下、露出面という場合もある）側が、外部に露出する。ガラス形成部材１０Ｇの画像表示部４２側に位置する裏面１２（以下、非露出面という場合もある）側から表面１１側に向かって光Ｌ（図２参照）がガラス形成部材１０Ｇの中央側領域１３を透過することによって、画像表示部４２上に表示された各種の画像情報は使用者によって認識される。中央側領域１３の表面１１がタッチパネル式のディスプレイ面を構成する場合、中央側領域１３の表面１１は使用者の手指９０（図３参照）によって押圧されたり、中央側領域１３の表面１１はペン（図示せず）などによって押圧されたりする。

図４を参照して、ディスプレイ用カバーガラス１０（ガラス形成部材１０Ｇ）の強度を向上させるため、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側には、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５の全体にわたって表面側圧縮応力層１７が形成される。表面側圧縮応力層１７は、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１付近に含有されるアルカリ金属イオンがそのイオン半径よりも大きいイオン半径を有する化学強化塩にイオン交換されることによって形成される。

同様に、ディスプレイ用カバーガラス１０（ガラス形成部材１０Ｇ）の強度を向上させるため、ガラス形成部材１０Ｇの裏面１２側には、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５の全体にわたって裏面側圧縮応力層１９が形成される。裏面側圧縮応力層１９も、ガラス形成部材１０Ｇの裏面１２付近に含有されるアルカリ金属イオンがそのイオン半径よりも大きいイオン半径を有する化学強化塩にイオン交換されることによって形成される。

上述のとおり、ガラスの表面に形成される圧縮応力層の深さが深くなるにつれて、ガラスの表面の強度も合わせて向上する。ガラスの表面に形成された圧縮応力層の深さが所定の値に到達した時点で、ガラスの表面の強度（表面応力値）は最大となる。ガラスの表面に形成される圧縮応力層の深さがさらに深くなると、最大となった時点の値をピークとして、ガラスの表面の強度は逆に減少に転じる。また、化学強化されたガラスは、一定の深さのキズに対しては所定の強度を保つことができるが、一定の深さを超えるキズが形成された場合には強度が極端に弱くなる。

表面側圧縮応力層１７が形成される際には、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５の各々における表面１１（露出面）側から徐々にイオン交換が実施され、表面１１側からガラス形成部材１０Ｇの内部に向かって徐々に表面側圧縮応力層１７が形成される（矢印ＡＲ１７参照）。

本実施の形態においては、曲面領域１４の表面１１に形成された表面側圧縮応力層１７の厚さＴ２は、中央側領域１３の表面１１に形成された表面側圧縮応力層１７の厚さＴ１よりも厚い（厚さＴ２＞厚さＴ１）。さらに、曲面領域１４の表面１１に形成された表面側圧縮応力層１７の厚さＴ２は、側部領域１５の表面１１に形成された表面側圧縮応力層１７の厚さＴ３よりも厚い（厚さＴ２＞厚さＴ３）。

同様に、裏面側圧縮応力層１９が形成される際には、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５の各々における裏面１２（非露出面）側から徐々にイオン交換が実施され、裏面１２側からガラス形成部材１０Ｇの内部に向かって徐々に裏面側圧縮応力層１９が形成される（矢印ＡＲ１９参照）。

曲面領域１４の裏面１２に形成された裏面側圧縮応力層１９の厚さＴ２も、中央側領域１３の裏面１２に形成された裏面側圧縮応力層１９の厚さＴ１より厚い（厚さＴ２＞厚さＴ１）。同様に、曲面領域１４の裏面１２に形成された裏面側圧縮応力層１９の厚さＴ２は、側部領域１５の裏面１２に形成された裏面側圧縮応力層１９の厚さＴ３よりも厚い（厚さＴ２＞厚さＴ３）。

本実施の形態においては、表面１１側と裏面１２側とで、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５に形成された圧縮応力層の厚さが略同一の値となるように構成される。表面１１側と裏面１２側とにおいて厚さＴ２＞厚さＴ１，Ｔ３の関係が成立していれば、表面１１側と裏面１２側とで、中央側領域１３、曲面領域１４、および側部領域１５に形成された圧縮応力層の厚さが略同一の値とならないように構成されていてもよい。

好ましくは、中央側領域１３におけるガラス形成部材の厚さをＴとすると、ガラス形成部材１０Ｇの中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１は、
０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ１＝−７５Ｔ＋１１０±１０（μｍ）であり、
０．８≦Ｔ≦３．０の場合、Ｔ１＝５０±１０（μｍ）となるように構成される。これらの式の関係は、表面１１側および裏面１２側のうちの一方において成立していてもよいし、表面１１側および裏面１２側の双方において成立していてもよい。０．４≦Ｔ＜０．８の場合、中央側領域１３におけるガラス形成部材の薄さに起因して、ガラス形成部材１０Ｇの中央側領域１３は外圧による変形が大きくなりキズが入り易くなる。したがって、Ｔ１＝−７５Ｔ＋１１０±１０（μｍ）が成立することによって中央側領域１３の圧縮応力層が深くなり、割れの発生を効果的に抑制することが可能となる。また、０．８≦Ｔ≦３．０の場合、中央側領域１３におけるガラス形成部材は材料自身の強度を有しているため、中央側領域１３としてはＴ１＝５０±１０（μｍ）が成立することによって、中央側領域１３の表面応力値は概ねピーク値となる。

好ましくは、中央側領域１３におけるガラス形成部材１０Ｇの厚さをＴとすると、ガラス形成部材１０Ｇの曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２は、
０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ２＝（−５０Ｔ＋１２０）±１０（μｍ）であり、
０．８≦Ｔ≦１．６の場合、Ｔ２＝（−２５Ｔ＋１００）±１０（μｍ）であり、
１．６＜Ｔ≦３．０の場合、Ｔ２＝６０±１０（μｍ）となるように構成される。これらの式の関係は、表面１１側および裏面１２側のうちの一方において成立していてもよいし、表面１１側および裏面１２側の双方において成立していてもよい。０．４≦Ｔ＜０．８の場合、中央側領域１３におけるガラス形成部材の薄さに起因して、ガラス形成部材１０Ｇの中央側領域１３は外圧による変形が大きくなり、曲面領域１４にもキズが入り易くなる。したがって、Ｔ２＝（−５０Ｔ＋１２０）±１０（μｍ）が成立することによって曲面領域１４の圧縮応力層が深くなり、割れの発生を効果的に抑制することが可能となる。０．８≦Ｔ≦１．６の場合にも、曲面領域１４にキズが入り易くなるため、曲面領域１４の圧縮応力層を深くすることによって、ガラス形成部材１０Ｇの中央側領域１３の厚さが薄くなることによる曲面領域１４の強度低下を防ぐことが可能となる。また、１．６＜Ｔ≦３．０の場合、中央側領域１３におけるガラス形成部材は材料自身の強度を有しているため、曲面領域１４としてはＴ２＝６０±１０（μｍ）が成立することによって、曲面領域１４の表面応力値は概ねピーク値となる。

ガラス形成部材１０Ｇの表面１１が使用者の手指９０によって押圧されたり、表面１１がペンなどによって押圧されたりしたとする。上述のとおり、この場合には中央側領域１３（ディスプレイ面）に直接的に応力が作用するだけでなく、曲面状に形成された曲面領域１４の裏面１２側（湾曲の内側領域）にも間接的に曲げ応力が作用する。曲面領域１４の裏面１２側（曲面状に形成された部分の湾曲の内側領域）に存在する微小なキズが応力集中により成長し、そのキズの深さが一定の値を超えると、曲面領域１４の裏面１２側にヒビ割れなどが発生してしまう。また、曲面領域１４を有するディスプレイ用カバーガラス１０を備えたディスプレイ装置１００（図３参照）などの電子機器を取り扱う上で、ディスプレイ用カバーガラス１０の曲面領域１４の表面１１側（露出面側）には特に傷が入りやすい。ディスプレイ装置１００（図３参照）などの電子機器が落下した場合、曲面領域１４の表面１１側に形成された傷が落下衝撃により成長し、ヒビ割れなどが発生してしまう。

本実施の形態のディスプレイ用カバーガラス１０においては、曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２が、中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１よりも厚い。これらについては、表面１１側および裏面１２側の双方の構成として共通している。ディスプレイ装置１００が落下したり、タッチパネル式の中央側領域１３（ディスプレイ面）が使用者により繰り返し押圧されたりすることによって曲面領域１４に応力が集中したとしても、曲面領域１４は十分に化学強化されているため、曲面領域１４にヒビ割れなどが発生するということは効果的に抑制されている。したがって、本実施の形態のディスプレイ用カバーガラス１０によれば、曲面状に形成された曲面領域１４についても所定の強度を保つことが可能となっている。

なお、本実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０は、表面１１側および裏面１２側の双方において、曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さが中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さよりも厚くなるように構成されるが、裏面１２側においてのみ、曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さが中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さよりも厚くなるように構成されてもよい。当該構成によっても、曲面領域１４（曲面状に形成された部分）の湾曲の内側領域に存在する微小なキズが応力集中により成長し、そのキズの深さが一定の値を超えてその湾曲の内側領域にヒビ割れなどが発生してしまうことは、効果的に抑制することが可能である。

（ディスプレイ用カバーガラス１０の製造方法）
本実施の形態のディスプレイ用カバーガラス１０は、表面１１側および裏面１２側の双方において、または、裏面１２側のみにおいて、曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２が中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１よりも厚い。このようなディスプレイ用カバーガラス１０を得るためには、まず、ディスプレイ用カバーガラス１０の素材（母材）となるガラス形成部材１０Ｇを準備する。ガラス形成部材１０Ｇの素材としては、たとえばソーダガラスである。

素材としてのガラス形成部材１０Ｇを得るためには、ガラス板材から削り出すことによってガラス形成部材１０Ｇを形成してもよいし、ガラス板材からガラスゴブを形成し、そのガラスゴブを金型上で再溶融させた後にプレス加工するいわゆるリヒートプレス法によって形成してもよいし、下型上に溶融ガラスを滴下した後にその溶融ガラスを下型および上型によってプレス加工するいわゆるダイレクトプレス法によって形成してもよい。

図５を参照して、次に、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４を準備する。貯留槽６４は、硝酸カリウム（純度９８％）などの化学強化塩６６を貯留しており、貯留槽６４の化学強化塩６６を貯留する内壁の寸法は、たとえば３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍである。貯留槽６４の周囲に配置された加熱装置（図示せず）を用いて、化学強化塩６６の温度は約４００℃に設定される。

ガラス形成部材１０Ｇは、化学強化塩６６の内部に浸漬される（矢印ＤＲ１参照）。ガラス形成部材１０Ｇの化学強化塩６６への浸漬時間は、たとえば５時間である。ガラス形成部材１０Ｇの表面１１および裏面１２には、全面にわたって所定の深さを有する圧縮応力層が形成される。

図６を参照して、浸漬時間が５時間を経過した後、ガラス形成部材１０Ｇの曲面領域１４を除く部分に対して、マスキング部材７３を用いてマスキング処理を実施する。その後、ガラス形成部材１０Ｇを化学強化塩６６の中にたとえば１時間さらに浸漬する。曲面領域１４の表面１１側および曲面領域１４の裏面１２側においてさらにイオン交換が行なわれることにより、本実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０を得ることができる。なお、裏面１２側においてのみ曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２を中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１よりも厚くする場合には、表面１１側の曲面領域１４に対して、マスキング部材７３を用いてマスキング処理を実施すればよい。

マスキング部材７３を用いた上記の方法の他にも、貯留槽６４（図５参照）の内部を仕切り板（図示せず）によって複数の区画に仕切り、曲面領域１４に連通する区画内の化学強化塩６６を積極的に攪拌するように構成してもよい。あるいは、貯留槽６４（図５参照）の内部を仕切り板（図示せず）によって複数の区画に仕切り、曲面領域１４に連通する区画内の化学強化塩６６の温度を他の区画内の化学強化塩６６の温度よりも高く設定するように構成してもよい。

これらの方法によっても、曲面領域１４の表面１１側および曲面領域１４の裏面１２側においてイオン交換が積極的に実施されることによって、曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２は、表面１１側および裏面１２側の双方において、中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１よりも厚くなる。こうして、本実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０を得ることができる。裏面１２側においてのみ曲面領域１４に形成された圧縮応力層の厚さＴ２を中央側領域１３に形成された圧縮応力層の厚さＴ１よりも厚くする場合についても同様である。

［実験例］
図７を参照して、上述の実施の形態に基づくディスプレイ用カバーガラス１０の製造方法を使用して、実施例１Ａ，１Ｂ，２，３および比較例１〜３の７種類のディスプレイ用カバーガラス１０を製造した。

（実施例１Ａ）
実施例１Ａに用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が０．６ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．０ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．０ｍｍである。

このような実施例１Ａにおけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。１回目の浸漬時には、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を８．０時間浸漬した。その後、２回目の浸漬時には、中央側領域１３および曲面領域１４の表面１１側にマスキング処理を実施し、曲面領域１４の裏面１２側にマスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を４．５時間さらに浸漬した。

（実施例１Ｂ）
実施例１Ｂに用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、上述の実施例１Ａと同様であり、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が０．６ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．０ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．０ｍｍである。

このような実施例１Ｂにおけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。１回目の浸漬時には、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を８．０時間浸漬した。その後、２回目の浸漬時には、中央側領域１３にマスキング処理を実施し、曲面領域１４にマスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を４．５時間さらに浸漬した。

（比較例１）
比較例１に用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様であり、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が０．６ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．０ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．０ｍｍである。

このような比較例１におけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。浸漬は１回のみ実施し、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を８．０時間浸漬した。

（実施例２）
実施例２に用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が１．０ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．５ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．３ｍｍである。

このような実施例２におけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。１回目の浸漬時には、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を５．０時間浸漬した。その後、２回目の浸漬時には、中央側領域１３にマスキング処理を実施し、曲面領域１４にマスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を３．０時間さらに浸漬した。

（比較例２）
比較例２に用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、上述の実施例２と同様であり、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が１．０ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．５ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．３ｍｍである。

このような比較例２におけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。浸漬は１回のみ実施し、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を５．０時間浸漬した。

（実施例３）
実施例３に用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が１．８ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．８ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．５ｍｍである。

このような実施例３におけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。１回目の浸漬時には、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を５．０時間浸漬した。その後、２回目の浸漬時には、中央側領域１３にマスキング処理を実施し、曲面領域１４にマスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を２．０時間さらに浸漬した。

（比較例３）
比較例３に用いたディスプレイ用カバーガラス１０の形状としては、上述の実施例３と同様であり、中央側領域１３の厚さＴ（図２参照）が１．８ｍｍであり、中央側領域１３（図２参照）の寸法Ｌ１（図１参照）および寸法Ｌ２（図１参照）はそれぞれ１１０ｍｍ×６０ｍｍである。曲面領域１４の表面１１側（凸側曲面）における近似Ｒ（曲率半径）は２．８ｍｍであり、曲面領域１４の裏面１２側（凹側曲面）における近似Ｒは３．５ｍｍである。

このような比較例３におけるディスプレイ用カバーガラス１０を、化学強化塩６６が貯留された貯留槽６４内に浸漬した。浸漬は１回のみ実施し、マスキング処理を実施しない状態で、ディスプレイ用カバーガラス１０を５．０時間浸漬した。

図８を参照して、実施例１Ａに基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３（表面１１側および裏面１２側の双方）に６５μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４の表面１１側に６５μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４の裏面１２側に８０μｍを有する圧縮応力層が形成された。実施例１Ｂに基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３（表面１１側および裏面１２側の双方）に６５μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４（表面１１側および裏面１２側の双方）に８０μｍを有する圧縮応力層が形成された。圧縮応力層の形成深さの値は、神港精機株式会社製のポーラリメーターＳＦ−ＩＩＣを用いて測定されたものである（以下の実施例２，３および比較例１〜３についても同様である）。

図９を参照して、実施例１Ａ，１Ｂに基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０に対して３点曲げ繰り返し試験を実施した。具体的には、ディスプレイ用カバーガラス１０の長辺方向（ＤＲ１０）に間隔を空けて対向するように支持部材８２，８２を配置し、その表面にディスプレイ用カバーガラス１０を橋渡し状に載置した。支持部材８２上にディスプレイ用カバーガラス１０が載置された状態においては、支持部材８２は、ディスプレイ用カバーガラス１０の端部から寸法Ｗ１（ここでは５ｍｍ）だけ内側に変位したところに位置する。

支持部材８２の長さは約５０ｍｍであり、支持部材８２の先端部は、上記の長辺方向に沿ってのみ球面状に形成されており、その曲率半径Ｒ８２は３．２ｍｍである。支持部材８２上にディスプレイ用カバーガラス１０を載置した後、ディスプレイ用カバーガラス１０（中央側領域１３）の表面の中央部分に対して押圧部材８０を当接させた。

押圧部材８０の長さは約５０ｍｍであり、押圧部材８０の先端部は、上記の長辺方向に沿ってのみ球面状に形成されており、その曲率半径Ｒ８０は３．２ｍｍである。押圧部材８０をディスプレイ用カバーガラス１０（中央側領域１３）の表面に当接させた状態で、３ｍｍ／ｍｉｎの速度で２ｍｍの距離だけ押圧部材８０をディスプレイ用カバーガラス１０に対して押し込み（下降させ）、１秒間の停止後、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で２ｍｍの距離だけ押圧部材８０をディスプレイ用カバーガラス１０に対して引き抜き（上昇させ）、１秒間停止させた。これらの動作を繰り返した（矢印ＤＲ参照）。

図８に示すように、実施例１Ａ，１Ｂに基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、上記の３点曲げ動作を２０００回繰り返した後でも、曲面領域１４における破断は確認されなかった。

これに対して、比較例１に基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３に６５μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４にも６５μｍを有する圧縮応力層が形成された。これらは、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側の双方において共通する値である。上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様な繰り返し試験を行なったところ、約５００回目の際に、曲面領域１４に破断が発生した。

実施例２に基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３に５０μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４に７５μｍを有する圧縮応力層が形成された。これらは、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側の双方において共通する値である。上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様な繰り返し試験を行なったところ、３点曲げ動作を２０００回繰り返した後でも、曲面領域１４における破断は確認されなかった。

これに対して、比較例２に基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３に５０μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４にも５０μｍを有する圧縮応力層が形成された。これらは、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側の双方において共通する値である。上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様な繰り返し試験を行なったところ、約８００回目の際に、曲面領域１４に破断が発生した。

実施例３に基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３に５０μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４に６０μｍを有する圧縮応力層が形成された。これらは、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側の双方において共通する値である。上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様な繰り返し試験を行なったところ、３点曲げ動作を２０００回繰り返した後でも、曲面領域１４における破断は確認されなかった。

これに対して、比較例３に基づく製造方法により得られたディスプレイ用カバーガラス１０は、中央側領域１３に５０μｍを有する圧縮応力層が形成され、曲面領域１４にも５０μｍを有する圧縮応力層が形成された。これらは、ガラス形成部材１０Ｇの表面１１側および裏面１２側の双方において共通する値である。上述の実施例１Ａ，１Ｂと同様な繰り返し試験を行なったところ、約１４００回目の際に、曲面領域１４に破断が発生した。

実施例１Ａ，１Ｂ，２，３および比較例１〜３の実験結果を比較すると、実施例１Ａ，１Ｂ，２，３に基づくディスプレイ用カバーガラス１０は、曲面領域１４が十分に化学強化されているためにヒビ割れなどが発生するということは効果的に抑制されていることがわかる。したがって、本実施の形態のディスプレイ用カバーガラス１０によれば、曲面状に形成された曲面領域１４についても所定の強度を保つことが可能となっていることがわかる。

以上、本発明に基づいた実施の形態および実験例について説明したが、今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ディスプレイ用カバーガラス、１０Ｇ ガラス形成部材、１０Ｈ 開口部、１１ 表面、１２ 裏面、１３ 中央側領域、１４ 曲面領域、１５ 側部領域、１７ 表面側圧縮応力層、１９ 裏面側圧縮応力層、２０ 外装プレート、３０ 回路基板、４０ ディスプレイ、４２ 画像表示部、５０ スピーカー、６４ 貯留槽、６６ 化学強化塩、７３ マスキング部材、８０ 押圧部材、８２ 支持部材、９０ 手指、１００ ディスプレイ装置、ＡＲ，ＡＲ１７，ＡＲ１９，ＤＲ１ 矢印、Ｌ 光、Ｌ１，Ｌ２，Ｗ１ 寸法、Ｒ８０，Ｒ８２ 曲率半径、Ｔ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１４，Ｔ１５ 厚さ。

Claims (6)

1. ディスプレイの画像表示部を覆うように設けられるディスプレイ用カバーガラスであって、
   アルカリ金属イオンを含有し、前記アルカリ金属イオンがそのイオン半径よりも大きいイオン半径を有する化学強化塩にイオン交換されることによって、表面側および裏面側に圧縮応力層がそれぞれ形成されたガラス形成部材を備え、
   前記ガラス形成部材は、
   前記ディスプレイに取り付けられた状態で前記表面側が外部に露出するとともに、前記画像表示部側に位置する前記裏面側から前記表面側に向かって光が透過する中央側領域と、
   前記中央側領域の外縁に連設され、前記中央側領域から外方に向かうにつれて前記表面から遠ざかる方向に湾曲するように形成された曲面領域と、含み、
   前記裏面側において、前記曲面領域に形成された前記圧縮応力層の厚さは、前記中央側領域に形成された前記圧縮応力層の厚さよりも厚い、
   ディスプレイ用カバーガラス。
2. 前記表面側において、前記曲面領域に形成された前記圧縮応力層の厚さは、前記中央側領域に形成された前記圧縮応力層の厚さよりも厚い、
   請求項１に記載のディスプレイ用カバーガラス。
3. 当該ディスプレイ用カバーガラスは、全面にわたってその板厚が０．４ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内となるように形成されている、
   請求項１または２に記載のディスプレイ用カバーガラス。
4. 前記中央側領域における前記ガラス形成部材の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、
   前記表面側および前記裏面側の双方において、前記ガラス形成部材の前記中央側領域に形成された前記圧縮応力層の厚さＴ１は、
   ０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ１＝（−７５Ｔ＋１１０）±１０（μｍ）であり、
   ０．８≦Ｔ≦３．０の場合、Ｔ１＝５０±１０（μｍ）である、
   請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイ用カバーガラス。
5. 前記中央側領域における前記ガラス形成部材の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、
   前記表面側および前記裏面側の双方において、前記ガラス形成部材の前記曲面領域に形成された前記圧縮応力層の厚さＴ２は、
   ０．４≦Ｔ＜０．８の場合、Ｔ２＝（−５０Ｔ＋１２０）±１０（μｍ）であり、
   ０．８≦Ｔ≦１．６の場合、Ｔ２＝（−２５Ｔ＋１００）±１０（μｍ）であり、
   １．６＜Ｔ≦３．０の場合、Ｔ２＝６０±１０（μｍ）である、
   請求項１から４のいずれかに記載のディスプレイ用カバーガラス。
6. 前記中央側領域は、前記外縁が略矩形状となるように形成され、
   前記中央側領域の対向する二辺の寸法は８０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下であり、
   前記中央側領域の対向する他の二辺の寸法は５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、
   請求項１から５のいずれかに記載のディスプレイ用カバーガラス。

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