JP5837897B2 - ガラス複合体、ガラス複合体を用いた入力装置、及び、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス複合体と、ガラス複合体を用いた入力装置、及び電子機器に関し、特にガラス部材と枠体の接合部に作用する剥離応力（内部残留応力）を低減できるガラス複合体の構造に関する。

特許文献１，２には、ガラス部材と、ガラス部材を支持する枠体と、ガラス部材と枠体とを接着する接着部材とを有するガラス複合体に関する発明が開示されている。

ＷＯ２０１２／０２９３４７ 特開平１１−１４２８１８号公報

本発明者は、特許文献１の図１２、図１３に示すように、枠体とガラス部材との間の接着領域が裏面から表面に向かって徐々に先細る構成において、より剥離応力（内部残留応力）を低減できる構成を見出すに至った。

すなわち本発明は、従来に比べて剥離応力（内部残留応力）を低減できるガラス複合体、ガラス複合体を用いた入力装置及び電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、ガラス部材と、前記ガラス部材の側方を支持する枠体と、前記ガラス部材と前記枠体とを接着する接着部材と、を有するガラス複合体であって、
前記ガラス部材の表面と裏面との間を繋ぐ側面と、前記側面と対向する前記枠体の内壁面との間に隙間が形成されており、
前記側面は、前記ガラス部材の表面側から裏面方向に向けて傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と前記ガラス部材の表面との間に形成された垂直面とを有して構成され、
前記内壁面は、第２の傾斜面を有して構成されており、
前記ガラス複合体の水平面に対する前記第１の傾斜面の傾斜角をθ１、前記第２の傾斜面の傾斜角をθ２としたとき、前記傾斜角θ２は前記傾斜角θ１よりも小さくなっており、
前記第１の傾斜面及び前記垂直面と前記第２の傾斜面との間に前記隙間が形成されており、前記接着部材が前記隙間内に充填されていることを特徴とするものである。本発明によれば、ガラス部材の側面全体が第１の傾斜面で形成され前記垂直面が形成されていない比較例の構成に比べて、剥離応力（内部残留応力）を低減できる。また比較例の構成では、先細る先端部分（表面側）が、硬化収縮等により接着部材が充填されない未充填部分となりやすく、剥離応力（内部残留応力）がさらに増大し接着強度が低下しやすいが、本発明では、第１の傾斜面と表面との間に垂直面を設けたことで、先細る先端部分の領域を比較例よりも広くできる。加えて本発明では先端部分以外では比較例と同様の構成とすることで、未充填領域を比較例に対して抑制できかつ第１の傾斜面と第２の傾斜面間を適度な間隔で対向させることができるため、剥離応力（内部残留応力）を低減でき、十分な接着強度を得ることができる。

本発明では、前記ガラス部材の厚さ寸法をＨ１、前記垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２としたとき、（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％）は、０より大きく４０％以下であることが好ましい。これにより相当ひずみの最大値を低く抑えることができ、耐荷重強度の低下を抑制できる。

また本発明では、前記第２の傾斜面と前記裏面との間には、前記第２の傾斜面の裏面側に位置する基端から前記枠体の外壁面方向に向けて凹部が形成されていることが好ましい。これにより、隙間内に接着部材を充填する際に充填開口幅を見かけ上広げることができ、塗布不具合を大幅に改善できる。これにより安定した接着強度を得ることができる。

また本発明では、前記凹部は、前記第２の傾斜面の基端の全周囲から形成されている構成にしてもよいし、前記凹部は、前記第２の傾斜面の基端の一部から形成されている構成にすることもできる。
さらにまた本発明では、前記凹部を複数に分離して形成し、前記枠体の中点に対して各凹部が点対称に配置されていることが好ましい。また、前記枠体の内壁面におけるコーナー部Ｃには前記凹部が形成されていることが好ましい。さらにまた、前記凹部を設けた箇所と前記凹部を設けていない箇所との境界部は、前記境界部に通ずる前記凹部の端部が傾斜又はＲ形状であることが好ましい。

また本発明では、前記凹部の内奥面は、前記枠体の裏面と平行な面で形成される構成にしてもよいし、前記凹部の内奥面は、前記水平面に対して斜めに傾いており、前記内奥面の前記水平面に対する傾斜角θ３は、前記傾斜角θ２より小さい構成にすることもできる。接着部材を隙間内に充填する際には、ガラス複合体をひっくり返して、充填間口を上側に向けるので、充填の際には、凹部の内奥面は底面となる。このとき本発明では、凹部の底面（内奥面）が隙間に向けて下方に傾いているので、接着部材の粘度が高くても、スムースに隙間内に接着部材を充填できる。
さらにまた本発明では、前記第２の傾斜面と前記凹部の内奥面との境界である前記第２の傾斜面の基端は、断面形状においてＲ形状であることが好ましい。

また本発明では、前記ガラス部材の厚さ寸法をＨ１、前記凹み部の深さ寸法をＨ３としたとき、（Ｈ３／Ｈ１）×１００（％）は、１０％以上で３５％以下であることが好ましい。これにより相当ひずみの最大値を低く抑えることができ、耐荷重強度の低下を抑制できる。
さらにまた本発明では、前記凹部の深さ寸法Ｈ３は、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明では、前記表面における前記ガラス部材及び枠体は同一平面で形成されることが好ましい。これにより剥離応力を効果的に低減できる。

本発明では、前記枠体が樹脂で形成されることが好ましい。枠体を樹脂で形成することにより、ガラスよりも耐衝撃性に優れ、軽量且つ複雑な曲部や孔部を有する形状を容易に形成することができる。
また、本発明では、前記接着剤接着部材は、紫外線硬化型の樹脂であることが好ましい。

本発明における入力装置は、上記に記載されたガラス複合体と、操作体により操作面上を操作した際に操作位置を検出可能なセンサ部材と、を有することを特徴とするものである。

また本発明における電子機器は、上記入力装置の裏面側に、表示装置が配置されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ガラス部材と枠体との熱膨張係数の違いに基づく剥離が生じにくく、信頼性に優れた入力装置及び電子機器を提供できる。

本発明のガラス複合体によれば、剥離応力（内部残留応力）を低減でき、十分な接着強度を得ることができる。

図１（ａ）は、本実施形態におけるガラス部材の平面図であり、図１（ｂ）は、ガラス部材を図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図であり、図１（ｃ）は、本実施形態における枠体の平面図であり、図１（ｄ）は、枠体を図１（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｅ）は、ガラス部材と枠体とを接着部材を介して接合したガラス複合体、入力装置及び電子機器を示す縦断面図である。 図２は、図１（ｅ）に示すガラス複合体の部分拡大縦断面図である。 図３（ａ）は、ガラス複合体の裏面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の変形例である。 図４（ａ）は、図２の変形例を示すガラス複合体の部分拡大縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すガラス部材と枠体との間の隙間に接着部材を充填する際の様子を示す部分拡大縦断面図である。 図５は、図２とは異なる実施形態を示すガラス複合体の部分拡大縦断面図である。 図６（ａ）は、本実施形態におけるガラス部材の部分拡大縦断面図を示し、図６（ｂ）は、比較例におけるガラス部材の部分拡大縦断面図を示しており、特に両図面ともに、表面側を削ってガラス部材の厚さを所定寸法に整えた状態を示している。 図７は、図１（ｅ）とは異なる実施形態のガラス複合体の縦断面図である。 図８は、ガラス部材と枠体との間の隙間に接着部材を充填する工程を示す縦断面図である。 図９は、比較例のガラス複合体の部分拡大縦断面図であり、特に問題点を説明するための図である。 図１０は、実施例、比較例１及び比較例２におけるガラス複合体の厚さ方向の位置と、各位置における剥離応力との関係を示すグラフである。 図１１は、（垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２／ガラス部材の厚さ寸法Ｈ１）×１００（％）と、ｖｏｎ ｍｉｓｅｓ応力平均値との関係を示すグラフである。 図１２は、（垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２／ガラス部材の厚さ寸法Ｈ１）×１００（％）と、荷重による変位量との関係を示すグラフである。 図１３は、（垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２／ガラス部材の厚さ寸法Ｈ１）×１００（％）と、相当ひずみの最大値との関係を示すグラフである。 図１４は、（凹部の深さ寸法Ｈ３／ガラス部材の厚さ寸法Ｈ１）×１００（％）と、荷重による変位量との関係を示すグラフである。 図１５は、（垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２／ガラス部材の厚さ寸法Ｈ１）×１００（％）と、相当ひずみの最大値との関係を示すグラフである。

図１（ａ）は、本実施形態におけるガラス部材の平面図であり、図１（ｂ）は、ガラス部材を図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図であり、図１（ｃ）は、本実施形態における枠体の平面図であり、図１（ｄ）は、枠体を図１（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図、図１（ｅ）は、ガラス部材と枠体とを接着部材を介して接合したガラス複合体の縦断面図である。図２は、図１（ｅ）に示すガラス複合体の部分拡大縦断面図である。図３（ａ）は、ガラス複合体の裏面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の変形例である。

図１（ｅ）に示すガラス複合体１０は、入力装置１を構成する基材であり、携帯電話、携帯用のゲーム装置などに使用される。

ガラス複合体１０は、図１（ａ）（ｂ）に示すガラス部材１１と、図１（ｃ）（ｄ）に示すガラス部材１１の周囲を囲む枠体２０とを有して構成される。図１（ｅ）に示すように、ガラス部材１１は枠体２０に接着部材３０を介して固定されている。図１（ｅ）に示すように、ガラス部材１１と枠体２０との間には接着部材３０を充填可能な隙間４０が設けられている。

ガラス部材１１は透光性であり、表示光を透過させることができる。ガラス複合体２は厚さ方向に表面１０ａと裏面１０ｂとを有している。

本明細書での透光性とは、透明または半透明など光を透過可能な状態を意味しており、透過率が５０％以上で好ましくは８０％以上であることを意味している。ガラス部材１１は、通常ガラス、強化ガラス等、特に種類を限定するものではない。またガラス部材１１の線膨張係数は、８ｐｐｍ／Ｋ〜１０ｐｐｍ／Ｋ程度である。

一方、枠体２０は透光性部材を用いており、例えば、その一部が加飾領域として着色されている。例えば、枠体２０は金型に熱可塑性樹脂を充填して成形したものである。例えば、枠体２０は、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）で形成される。なお枠体２０には熱可塑性樹脂以外に、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いることが可能である。枠体２０の線膨張係数は、１０ｐｐｍ／Ｋ〜１００ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、枠体２０を成形樹脂で形成することにより、ガラスよりも耐衝撃性に優れ、軽量且つ複雑な曲部や孔部を有する形状を容易に形成することができる。

接着部材３０は可視光を透過する透明樹脂であることが好ましい。接着部材３０に可視光を透過する透明タイプの樹脂を用いれば、ガラス部材１１との境界が目立たず、ほとんど一体化して透光性の領域を形成でき、目視で透明なガラス複合体とすることができる。さらに透明樹脂の枠体２０と組み合わせたときは、全体が透明なガラス複合体１０とすることができる。ただし、例えば加飾領域が、接着部材３０の位置にまでかかる場合には、接着部材３０が透光性でなくてもよく、材質としては透明樹脂に限定されない。加飾領域（非透光性領域）の形成は、印刷等によって行うことができる。

また、接着部材３０に１液性の常温硬化型接着剤である紫外線硬化型の樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化型の樹脂は短時間で硬化でき、接着時の温度変化や体積収縮が少ないため残留応力が小さい。また、ガラス部材１１と枠体２０とを接着する工程が簡単であり、量産性に優れている。また、常温硬化型のほか、熱硬化併用型の紫外線硬化樹脂を用いることができる。低収縮・低応力であれば接着時の残留応力が小さいので、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系などの熱硬化併用型の紫外線硬化樹脂を使用できる。

図１（ａ）（ｂ）に示すようにガラス部材１１は厚さ方向にて対向する平坦面の表面１１ａと裏面１１ｂとを備え、厚さ方向（Ｚ）に一定の厚みを有する。

ガラス部材１１には、表面１１ａと裏面１１ｂ間を繋ぐ４つの側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが設けられている。

本実施形態ではガラス部材１１が平板状とされている。ただしガラス部材１１の表面１１ａが加工により凸型の湾曲面状となっていたり、凹型の湾曲面状となっていてもよい。

なお、ガラス部材１１の表面１１ａは、入力装置１の入力操作面１ａを構成する（図１（ｅ）参照）。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、各側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆは、ガラス部材１１の裏面１１ｂから表面１１ａ方向に向けて傾斜する第１の傾斜面１３と、第１の傾斜面１３とガラス部材１１の表面１１ａとの間に形成された垂直面１４とで形成される。

垂直面とは、高さ方向（Ｚ）と略平行な面であり、高さ方向に対して５°以下の傾き角度であれば垂直面に含まれる。

図１（ｂ）、図２に示すように、第１の傾斜面１３は、傾斜角θ１で形成される。ここで傾斜角θ１は、ガラス複合体１０の水平面に対する傾き角度で示される。水平面とは、高さ方向（Ｚ）に対して直交する面（Ｘ−Ｙ平面）を指す。高さ方向（Ｚ）はガラス複合体１０の厚さ方向に一致している。図１では、ガラス複合体１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂは、水平面と平行な面である。

図１（ｃ）（ｄ）に示すように枠体２０は厚さ方向（Ｚ）に対向する表面２０ａと裏面２０ｂとを備え、厚さ方向（Ｚ）に一定の厚さ寸法を有する。

枠体２０には、その中央に表面２０ａから裏面２０ｂに貫通する貫通孔２１が形成されている。枠体２０には、表面２０ａと裏面２０ｂ間を繋ぐ４つの内壁面２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆと、４つの外壁面２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ，２０ｊとを備える。貫通孔２１は、４つの内壁面２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆに囲まれて形成される。

図１（ｃ）（ｄ）、図２に示すように、各内壁面２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆは傾斜角θ２を備える第２の傾斜面１５を有して形成される。ここで傾斜角θ２は、ガラス複合体１０の水平面に対する傾き角度で示される。

図１（ｃ）（ｄ）、図２に示すように第２の傾斜面１５は、枠体２０の表面２０ａから裏面２０ｂ方向に向けて形成される。第２の傾斜面１５は厚さ方向の途中まで形成され、第２の傾斜面１５と裏面２０ｂとの間には、凹部１６が形成されている。凹部１６は、第２の傾斜面１５の裏面側の基端１５ａから枠体２０の外壁面２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ，２０ｊ方向に向けて所定の深さで形成される。図２では、その一部として凹部１６は第２の傾斜面１５の裏面側の基端１５ａから枠体２０の外壁面２０ｉ方向に向けて所定の深さで形成されていることが図示されている。

本実施形態では、傾斜角θ１と傾斜角θ２は異なる値であり、傾斜角θ１＞傾斜角θ２となっている。すなわち傾斜角θ１のほうが急で、傾斜角θ２のほうが緩やかである。

傾斜角θ１，θ２は限定されないが、例えば傾斜角θ１は、４５°程度、傾斜角θ２は２５°程度に調整される。

ここで、図１（ａ）（ｂ）に示すガラス部材１１の表面１１ａの大きさは、図１（ｃ）（ｄ）に示す枠体２０の貫通孔２１の表面２０ａ側の大きさよりもやや小さくされている。このため、図２に示すように、ガラス部材１１と枠体２０との間には表面側にギャップＧが形成されている。

図２に示すように、ガラス部材１１の垂直面１４及び第１の傾斜面１３と枠体２０の第２の傾斜面１５との間に隙間４０が形成されている。隙間４０は、表面側のギャップＧから裏面方向に向けて徐々に広がっている。

図１（ｃ）（ｄ）、図２では、枠体２０の貫通孔２１の周囲に広がる表面２０ａ及び裏面２０ｂは共にＸ−Ｙ平面に平行な面（水平面）となっているが、例えば表面２０ａを曲面状で形成することも可能である。

また図１では、ガラス部材１１の隣り合う各側面１１ｃ〜１１ｆ間、及び枠体２０の隣り合う各内壁面２０ｃ〜２０ｆ間を直角で図示したが、実際には、略円弧状とされる。

図１（ｅ）に示すように、ガラス複合体１０の裏面１０ｂには、センサ部材３が設けられる。センサ部材３は、例えばフィルム状の静電容量型センサである。センサ部材３とガラス複合体１０間は透明な粘着層を介して接合されている。センサ部材３の構成は特に限定されるものでなく、例えば透明基材の表面にＩＴＯ等からなる電極が配置された構成である。入力装置１（電子機器２）の入力操作面１ａを指等の操作体で操作すると、その操作位置（ＸＹ座標位置）は、センサ部材３の静電容量変化に基づいて、検出することが可能になっている。

図１（ｅ）に示すように、入力装置１の裏面側には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬ等の表示装置４が配置されており、表示装置４の表示形態を入力装置１の入力操作面１ａから見ることができ、本実施形態では入力操作面１ａに映し出された表示形態を見ながら入力操作を可能としている。

枠体２０の裏面などには加飾層が印刷されて加飾領域となっている。ガラス部材１１の少なくとも中央部分は加飾領域でなく表示領域となっており、入力操作面１ａに表示形態を映し出すことができる。

物の形態として本実施形態では、ガラス複合体１０、ガラス複合体１０とセンサ部材３等とを組み合わせた入力装置１、入力装置１と表示装置４等とを組み合わせた電子機器２がある。

本実施形態では、ガラス部材１１の各側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを第１の傾斜面１３のみで形成せず、第１の傾斜面１３と表面１１ａとの間に垂直面１４を設けた。後述する実験結果によれば、垂直面１４を形成せず第１の傾斜面１３を表面１１ａにまで延長させた比較例に比べて、本実施形態では、ガラス部材１１と接着部材３０との剥離（界面応力；内部残留応力）を低減できる。

図９は、比較例のガラス複合体の部分拡大縦断面図である。図２と同じ部分には同じ符号を付した。

図９に示すようにガラス部材１１の側面は表面１１ａから裏面１１ｂまで第１の傾斜面１３で形成される。そして、枠体２０の各内壁面（第２の傾斜面１５で形成されている）との間で形成される隙間４０は裏面から表面に向けて徐々に先細る形状になっている。ただし図９の比較例には、ガラス部材１１の側面に図２と違って垂直面１４は形成されていない。

したがって図９の比較例では、表面側の隙間４０が非常に狭くなり、接着部材３０が適切に充填されない未充填領域３０ａが形成されやすい。また仮に未充填領域４０ａの部分まで接着部材３０を充填できても体積が非常に小さいために硬化収縮により表面側の接着部材３０が裏面方向に引いてしまい、その結果、表面側に未充填領域３０ａが形成されてしまう問題があった。

これに対して本実施形態によれば、ガラス部材１１の第１の傾斜面１３と表面１１ａとの間に垂直面１４を設けたことで、先細る先端部分の隙間４０の幅を比較例よりも広くできる。加えて、傾斜角θ１，θ２については最適な値から特に変更する必要がない。これにより、未充填領域３０ａの出現を比較例に対して抑制できかつ第１の傾斜面と第２の傾斜面間を適度な間隔で対向させることができるため、先端部分及び全体の剥離応力を適切に低減することができ、十分な接着強度を得ることができる。

また図２に示すように、ガラス部材１１の厚さ寸法はＨ１であり、垂直面１４の厚さ方向（Ｚ）における長さ寸法はＨ２である。そして、（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％）は、０より大きく４０％以下であることが好適である。また（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％）は、０より大きく２０％以下であることがより好適である。これにより後述する実験結果によれば、相当ひずみの最大値を低く抑えることができ、耐荷重強度の低下を抑制できる。

また図１（ｃ）（ｄ）（ｅ）、図２に示すように、枠体２０には、第２の傾斜面１５と裏面２０ｂとの間に、第２の傾斜面１５の裏面側に位置する基端１５ａから枠体２０の外壁面２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ，２０ｊ方向に向けて凹部１６が形成されている。例えば図５に示すように、枠体２０の内壁面を第２の傾斜面１５で形成し、凹部１６を形成しない構成とすることもできる。しかしながら凹部１６を形成することで、隙間４０内に接着部材３０を充填する際に充填開口幅を見かけ上広げることができ、塗布不具合を大幅に改善できる。

接着部材３０を充填する際には、図８に示すように、ガラス部材１１及び枠体２０の表面１１ａ，２０ａを下側に、裏面１１ｂ，２０ｂを上側に向ける。そしてディスペンサ５０によりガラス部材１１と枠体２０との間の隙間４０内に接着部材３０を充填する。このとき図５のように凹部１６が形成されていない構成では、充填開口幅が狭いため接着部材３０がガラス部材１１の裏面１１ｂに付着することがある。特にプラスチック製などの枠体２０の外面にハードコート処理が施されている場合、接着部材３０との濡れ性を阻害する傾向にある。このため充填された接着部材３０が、枠体２０に比べて濡れ性のよいガラス部材１１の裏面１１ｂに広がり吸い上げられてしまい、この結果、接着部材３０の充填量が減少する恐れがある。

このため図８に示すように枠体２０の裏面２０ｂに凹部１６を形成して、見かけ上の充填開口幅を広げることで、接着部材３０の塗布不具合を大幅に減少することができ、安定した接着強度を得ることができる。

図３（ａ）は、ガラス複合体１０の裏面図である。図３（ａ）には点線で第２の傾斜面１５の裏面側に位置する基端１５ａを示した。点線で示したのは、基端１５ａは、接着部材３０の充填により裏面から見えないからである。図３（ａ）に示すように凹部１６は、基端１５ａの全周囲にわたって形成されている。図３（ａ）の構成であればディスペンサ５０（図８参照）を凹部１６に沿って連続的に周回させて接着部材３０を充填することができる。また図３（ａ）では、ガラス部材１１と枠体２０との間の全周にわたって均一に接着部材３０を充填でき、安定した接着強度を得ることができる。

一方、図３（ｂ）では、第２の傾斜面１５の裏面側に位置する基端１５ａの一部に凹部１６を形成した。図３（ｂ）に示す実線の基端１５ａの部分には凹部１６は形成されず、枠体２０の裏面２０ｂに実線の基端１５ａが現れている。一方、点線で示した基端１５ａの部分には凹部１６が形成される。

例えば接着部材３０の粘度が十分に低く充填性に優れる場合には、図３（ｂ）のように部分的に凹部１６を形成して充填開口幅を広げてもガラス部材１１と枠体２０との間の全周にわたって均一に接着部材３０を充填できる。あるいは図３（ｂ）に示すように、枠体２０に切欠や穴等の変形部２２があり、凹部１６を形成することが困難な加工不能領域となっている場合には、変形部２２を避けるように部分的に凹部１６を形成するとよい。また、図３（ｂ）に示すように複数の凹部１６を分離して形成する場合には、枠体２０の中点Ｏ（貫通孔２１の幅方向（Ｘ）及び長さ方向（Ｙ）の中心）に対して各凹部１６を点対称に配置することが、接着部材３０を全周にわたって均一に充填でき好適である。

なお凹部１６の形状は特に限定されるものでないが、ポイント塗布の場所では半円、楕円、正方形等で凹部１６を形成し、ある長さに対して塗布する場所では、長方形や台形等で凹部１６を形成する。

また図３（ｂ）に示すように、接着部材３０の充填形状の変位点であるコーナー部Ｃには凹部１６を設けたほうが、接着部材３０の均一な充填を行うことができ好適である。

また図３（ｂ）に示すように、凹部１６を設けた箇所と凹部１６を設けていない箇所との境界部１６ａは、接着部材３０の流動性を阻害しないようにするために、境界部１６ａに通ずる凹部１６の端部１６ｂに傾斜をつけたりＲ形状とするとよい。

また図２に示すように、ガラス部材の厚さ寸法をＨ１、凹部１６の深さ寸法をＨ３としたとき、（Ｈ３／Ｈ１）×１００（％）は、１０％以上で３５％以下であることが好適である。これにより後述する実験結果によれば、相当ひずみの最大値を低く抑えることができ、耐荷重強度の低下を抑制できる。なお凹部１６の深さ寸法Ｈ３がＸ方向に変動する場合には、平均値をとってＨ３の値とする。

また凹部１６の深さ寸法Ｈ３は、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ程度であることが好適である。凹部１６の深さ寸法Ｈ３があまり小さいと、後述の図４（ｂ）で説明する接着部材３０の滴球３１がガラス部材１１の裏面１１ｂに対して大きな接触角を持った状態になり裏面１１ｂに接着部材３０が付着しやすくなる。凹部１６の深さ寸法Ｈ３は、上記した（Ｈ３／Ｈ１）×１００（％）の数値範囲内となるように調整するが、薄型化の観点からしても、深さ寸法Ｈ３の上限はせいぜい、０．４ｍｍ程度とすることがよい。

図４（ａ）は、図２の形態と一部で異なっている。図４（ａ）において図２と同じ部分には同じ符号を付した。

図２では凹部１６の内奥面（天井面）１６ｃが、枠体２０の裏面２０ｂ（水平面；Ｘ−Ｙ平面）と平行な平面となっているが、図４（ａ）では、内奥面１６ｃが、第２の傾斜面１５の基端１５ａの位置から枠体２０の外壁面に向けて徐々に深さ寸法が小さくなるように斜めに傾いている。図４（ａ）において、内奥面１６ｃの水平面（Ｘ−Ｙ平面）に対する傾斜角θ３は、第２の傾斜面１５の傾斜角θ２よりも小さくなっている。傾斜角θ３は、３０°以下とすることが好適である。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すガラス部材１１と枠体２０との間の隙間４０内に接着部材３０を充填する際の工程を示す。

図４（ｂ）では、ガラス部材１１の表面１１ａ及び枠体２０の表面２０ａを下向きとし、ガラス部材１１の裏面１１ｂ及び枠体２０の裏面２０ｂを上向きに設定している。これにより、ガラス部材１１と枠体２０との間の隙間４０の開口側が上を向くので接着部材３０の充填が可能になる。図４（ｂ）は、図８に示したディスペンサ５０を用いて接着部材３０を隙間４０内に充填する工程を示している。ＵＶ接着剤などのように接着部材３０の粘度が高い場合、滴下された接着部材３０の流動性が悪く、接着部材３０が、凹部１６から隙間４０内へとスムースに流れないことがある。またプラスチック製の枠体２０の表面にはハードコート処理が施されていることが多く、接着部材３０との濡れ性を阻害する傾向にある。

この結果、凹部１６内に滴下された接着部材３０は図４（ｂ）に示すような滴球３１となる。このとき、凹部１６の内奥面１６ｃ（図４（ｂ）の状態では内奥面１６ｃは底面になるので、以下、底面１６ｃと称する）が点線で示すように、Ｘ−Ｙ平面と平行な水平面であるとすると、点線で示した滴球３１が隙間４０内に入る寸前にガラス部材１１の第１の傾斜面１３における裏面１１ｂ側の基端（エッジ）１３ａに被さるように接触し（接触角が大きい）、濡れ性のよいガラス部材１１の裏面１１ｂに接着部材３０が付着する不具合を起こしやすい。

これに対して凹部１６の底面１６ｃを斜めに傾けることで、凹部１６に充填された接着部材３０の滴球３１はガラス部材１１の裏面１１ｂに対して接着角が小さくなり、滴球３１は隙間４０内にスムースに入り込みやすく、ガラス部材１１の裏面１１ｂに接着部材３０が付着する不具合を抑制することができる。

また、枠体２０の第２の傾斜面１５と凹部１６の内奥面（底面）１６ｃとの境界（第２の傾斜面１５の基端１５ａ）は、断面形状において２つの直線が交わる交点であるよりもＲ形状として第２の傾斜面１５と凹部１６の内奥面（底面）１６ｃとを繋ぐことで凹部１６の底面１６ｃから第２の傾斜面１５に至る接触角の変化が緩やかになり、より滴球３１が隙間４０内に入り込みやすくなる。これにより隙間４０内を適切かつ容易に接着部材３０により充填することが可能になる。

本実施形態では、ガラス部材１１の側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを第１の傾斜面１３と、第１の傾斜面１３と表面１１ａとの間を繋ぐ垂直面１４とで構成した。これにより図６（ａ）に示すように、ガラス部材１１の厚さ寸法Ｈ１の調整工程時、ガラス部材１１の表面１１ａを研磨しても、垂直面１４の範囲内で研磨を実行可能なように垂直面１４の厚さ方向への長さ寸法を予め確保することで、表面１１ａの幅寸法Ｔ１に変化が生じることがない。

一方、図６（ｂ）に示すように垂直面１４が形成されておらず、第１の傾斜面１３が表面１１ａにまで及んでいる構成では、図６（ｂ）に示すように表面１１ａを研磨加工すると、表面１１ａの幅寸法がＴ２分、変動してしまう。また幅寸法の変化量Ｔ２は、研磨量や第１の傾斜面１３の傾斜角θ１によっても変動してしまうため、表面１１ａの幅寸法を高精度に調整できない問題があった。

このようにガラス部材１１の表面１１ａ側に垂直面１４を設けた実施形態によれば、垂直面１４の厚さ方向（Ｚ方向）への長さ寸法内で研磨を実行することでガラス部材１１の表面１１ａの幅寸法Ｔ１を高精度に決定することができ、図２に示すギャップＧの寸法及び隙間４０内の体積を高精度に調整できる。したがって安定した接着強度を得ることができる。

寸法について説明する。
図１（ａ）（ｂ）に示すガラス部材１１の幅寸法（Ｘ１−Ｘ２方向の寸法）は、５０〜１１０ｍｍ程度であり、長さ寸法（Ｙ１−Ｙ２方向の寸法）は、４０〜６０ｍｍ程度である。また、ガラス部材１１の厚さ寸法Ｈ１は、０．５〜１．５ｍｍ程度である。またガラス部材１１の各側面１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの傾斜角θ１は、３０〜６０°程度である。また垂直面１４の深さ方向における長さ寸法Ｈ２は、０．１〜０．３ｍｍ程度である。

また、枠体２０の外周の幅寸法（Ｘ１−Ｘ２方向の寸法）は、６０〜１３０ｍｍ程度であり、外周の長さ寸法（Ｙ１−Ｙ２方向の寸法）は、４５〜７０ｍｍ程度である。また、枠体２０の厚さ寸法は、０．５〜１．５ｍｍ程度である。また枠体２０に形成された表面側での貫通孔２１の幅寸法（Ｘ１−Ｘ２方向の寸法）は、５０〜１３０ｍｍ程度であり、長さ寸法（Ｙ１−Ｙ２方向の寸法）は、４０〜７０ｍｍ程度である。また、枠体２０の各内壁面０ｃ〜２０ｆの傾斜角θ２は、２０〜５０°程度である。また、凹部１６の深さ寸法Ｈ３は、０．０５ｍｍ〜０．４ｍｍ程度である。また凹部１６の内奥面１６ｃの傾斜角θ３は０°〜３０°程度である。
またギャップ寸法Ｇ（図２参照）は、０μｍより大きく１５０μｍ以下程度である。

図１（ｅ）に示すガラス複合体１０は、その裏面１０ｂが略平坦面であるが、図７に示すように枠体２０の側部には表面側から裏面方向に屈曲した延出部２０ｋが設けられていてもよい。これにより、ガラス複合体１０をケース状にでき、ガラス複合体１０を携帯機器の上ケースなどして用いることができる。

（垂直面の有無における剥離応力の実験）
図５に示す実施例（枠体に凹部が形成されていない実施形態）、図９に示す比較例のガラス複合体を用いて剥離応力のシミュレーション実験を行った。

シミュレーション実験に使用したガラス部材の裏面側の外形寸法は４１．５ｍｍ×５１．５ｍｍであった。また、ガラス部材の表面側の外形寸法は４０ｍｍ×５０ｍｍであった。また、ガラス部材の厚さ寸法は０．７５ｍｍであった。また第１の傾斜面の傾斜角θ１は４５°であった。また垂直面の厚さ方向における長さ寸法は０．１５ｍｍであった。

また、枠体の外形寸法は５０ｍｍ×６４ｍｍであった。また枠体の貫通孔の表面側の平面寸法は、４０．１ｍｍ×５０．１ｍｍであった。また貫通孔の裏面側の平面寸法は４１．６ｍｍ×５１．６ｍｍであった。また枠体の厚さ寸法は、０．７５ｍｍであった。また第２の傾斜面の傾斜角θ２は２５°であった。

また、シミュレーションに使用したガラス部材１１の線膨張係数は、８ｐｐｍ／Ｋで、枠体２０の線膨張係数は、７０ｐｐｍ／Ｋであった。また、接着部材３０には硬化後の線膨張係数が１８０ｐｐｍ／Ｋのアクリル系接着剤を用いた。

シミュレーションでは、ガラス複合体１０，７０を８５℃の環境下におき、実施例、比較例１、及び比較例２における接着部材とガラス部材との間で生じる剥離応力（内部残留応力）を解析した。ここで実施例１は図５に示す構成であり隙間４０内に接着部材３０が隙間なく充填されているものとする。また比較例１は、図９に示す構成であり隙間４０内に接着部材３０が隙間なく充填されているものとする。一方、比較例２は、図９に示す構成であり隙間４０内に接着部材３０が充填されない未充填領域３０ａを有するものと仮定する。剥離応力（内部残留応力）の解析結果が図１０に示されている。なお図１０に示す比較例２の剥離応力は予想値である。

図１０に示す横軸は、各試料における厚さ方向の位置を示している。厚さ方向の位置が０％は裏面、１００％は表面を示している。

図１０に示すように、厚さ方向の位置のどの位置においても実施例のほうが比較例１，２に比べて効果的に剥離応力（ガラス部材−接着部材間の界面応力）を低減できることがわかった。図１０に示すように比較例１では、隙間の先端付近（表面１００％付近）での剥離応力が大きく跳ね上がることがわかったが、実施例では、ほぼゼロにすることができることがわかった。

図１０に示すように実施例では、厚み方向に向けて安定して剥離応力を低くでき、全体の接着強度を向上させることができるとわかった。

（垂直面の寸法比率のシミュレーション実験）
図５に示す実施例を用いて垂直面１４の寸法比率に対するシミュレーション実験を行った。各部材の寸法や各部材の熱膨張係数については、図１０のシミュレーション実験で使用したものと同様とした。

実験では垂直面の厚さ方向における長さ寸法Ｈ２を変動させ、ｖｏｎ ｍｉｓｅｓ応力平均値を求めた。ｖｏｎ ｍｉｓｅｓ応力平均値は、８５℃の耐環境下で第１の傾斜面１３の基端１３ａ（第１の傾斜面１３とガラス部材１１の裏面１１ｂとの境界エッジ）にて熱膨張係数差により生じる接着部材３０のｖｏｎ ｍｉｓｅｓ応力平均値である。

図１１の横軸は、垂直面１４の寸法比率を、（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％）（Ｈ１は、ガラス部材の厚さ寸法、Ｈ２は、垂直面の厚さ方向における長さ寸法）にて表している。

図１１に示すように、ガラス部材の表面と第１の傾斜面との間に垂直面を設けることで、耐環境下における接着界面での剥離不具合を抑制できることがわかった。

続いて同じ試料を用いてガラス部材の表面中央を裏面方向に１０Ｎの荷重を印加した際に生じる相当ひずみの最大値を求めた。図１２は、垂直面の寸法比率とガラス部材の変位量との関係を示すシミュレーション実験結果であり、図１３は、垂直面の寸法比率と相当ひずみの最大値との関係を示すシミュレーション実験結果である。相当ひずみの最大値は、ガラス部材の表面中央を１０Ｎで押圧した状態で、第１の傾斜面１３の基端１３ａ（第１の傾斜面１３とガラス部材１１の裏面１１ｂとの境界エッジ）にて生じる接着部材の相当ひずみの最大値である。相当ひずみが大きいほど破壊されやすくなる。

図１２における縦軸のガラス部材の変位量は厚さ方向への変位量である。図１２、図１３から示すように垂直面の寸法比率（（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％））が大きくなるほど耐荷重強度が低下することがわかった。また図１３の実験結果から垂直面の寸法比率（（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％））が４０％を超えると相当ひずみの最大値が大きくなり強度低下が顕著化しやすいので垂直面の寸法比率（（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％））を０％より大きく４０％以下に設定した。

（凹部の深さ寸法比率のシミュレーション実験）
図１，図２に示すガラス複合体を用いて凹部の深さ寸法比率に対するシミュレーション実験を行った。

図１，図２に示すようにガラス複合体を構成するガラス部材１１の側面は表面１１ａと裏面１１ｂとを繋ぐ第１の傾斜面１３で形成されている。一方、枠体２０の内壁面は第２の傾斜面１５と凹部１６とで構成されている。なお各部材の寸法や各部材の熱膨張係数については、図１０のシミュレーション実験で使用したものと同様とした。

シミュレーション実験では、凹部１６の深さ寸法Ｈ３を変化させて、ガラス部材の表面中央を裏面方向に一定の荷重を印加した際に生じる相当ひずみの最大値を求めた。図１４は、凹部の深さ寸法比率とガラス部材の変位量との関係を示すシミュレーション実験結果であり、図１５は、凹部の深さ寸法比率と相当ひずみの最大値との関係を示すシミュレーション実験結果である。相当ひずみの最大値は、ガラス部材の表面中央を押圧した状態で、第１の傾斜面１３の基端１３ａ（第１の傾斜面１３とガラス部材１１の裏面１１ｂとの境界エッジ）にて生じる接着部材の相当ひずみの最大値である。

図１４，図１５から示すように凹部の深さ寸法比率（（Ｈ３／Ｈ１）×１００％）を１０％以上３５％以下にすることで、相当ひずみの最大値を小さくでき、耐荷重強度への影響を最も小さくできることがわかった。

Ｇ ギャップ
Ｈ１ ガラス部材の厚さ寸法
Ｈ２ 垂直面の厚さ方向への長さ寸法
Ｈ３ 凹部の深さ寸法
１ 入力装置
３ センサ部材
４ 表示装置
１０ ガラス複合体
１０ａ （ガラス複合体の）表面
１０ｂ （ガラス複合体の）裏面
１１ ガラス部材
１１ｃ〜１１ｆ 側面
１３ 第１の傾斜面
１４ 垂直面
１５ 第２の傾斜面
１５ａ 基端
１６ 凹部
１６Ｃ 内奥面（天井面；底面）
２０ 枠体
２０ｃ〜２０ｆ 内壁面
２１ 貫通孔
３０ 接着部材
４０ 隙間

Claims (18)

1. ガラス部材と、前記ガラス部材の側方を支持する枠体と、前記ガラス部材と前記枠体とを接着する接着部材と、を有するガラス複合体であって、
   前記ガラス部材の表面と裏面との間を繋ぐ側面と、前記側面と対向する前記枠体の内壁面との間に隙間が形成されており、
   前記側面は、前記ガラス部材の表面側から裏面方向に向けて傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面と前記ガラス部材の表面との間に形成された垂直面とを有して構成され、
   前記内壁面は、第２の傾斜面を有して構成されており、
   前記ガラス複合体の水平面に対する前記第１の傾斜面の傾斜角をθ１、前記第２の傾斜面の傾斜角をθ２としたとき、前記傾斜角θ２は前記傾斜角θ１よりも小さくなっており、
   前記第１の傾斜面及び前記垂直面と前記第２の傾斜面との間に前記隙間が形成されており、前記接着部材が前記隙間内に充填されていることを特徴とするガラス複合体。
2. 前記ガラス部材の厚さ寸法をＨ１、前記垂直面の厚さ方向における長さ寸法をＨ２としたとき、（Ｈ２／Ｈ１）×１００（％）は、０より大きく４０％以下である請求項１に記載のガラス複合体。
3. 前記第２の傾斜面と前記裏面との間には、前記第２の傾斜面の裏面側に位置する基端から前記枠体の外壁面方向に向けて凹部が形成されている請求項１に記載のガラス複合体。
4. 前記凹部は、前記第２の傾斜面の基端の全周囲から形成されている請求項３に記載のガラス複合体。
5. 前記凹部は、前記第２の傾斜面の基端の一部から形成されている請求項３に記載のガラス複合体。
6. 前記凹部を複数に分離して形成し、前記枠体の中点に対して各凹部が点対称に配置されている請求項５に記載のガラス複合体。
7. 前記枠体の内壁面におけるコーナー部Ｃには前記凹部が形成されている請求項５に記載のガラス複合体。
8. 前記凹部を設けた箇所と前記凹部を設けていない箇所との境界部は、前記境界部に通ずる前記凹部の端部が傾斜又はＲ形状である請求項５に記載のガラス複合体。
9. 前記凹部の内奥面は、前記枠体の裏面と平行な面で形成される請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のガラス複合体。
10. 前記凹部の内奥面は、前記水平面に対して斜めに傾いており、前記内奥面の前記水平面に対する傾斜角θ３は、前記傾斜角θ２より小さい請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のガラス複合体。
11. 前記第２の傾斜面と前記凹部の内奥面との境界である前記第２の傾斜面の基端は、断面形状においてＲ形状である請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のガラス複合体。
12. 前記ガラス部材の厚さ寸法をＨ１、前記凹み部の深さ寸法をＨ３としたとき、（Ｈ３／Ｈ１）×１００（％）は、１０％以上で３５％以下である請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のガラス複合体。
13. 前記凹部の深さ寸法Ｈ３は、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である請求項１２に記載のガラス複合体。
14. 前記表面における前記ガラス部材及び枠体は同一平面で形成される請求項１又は請求項２に記載のガラス複合体。
15. 前記枠体が、樹脂で形成される請求項１又は請求項２に記載のガラス複合体。
16. 前記接着剤接着部材は、紫外線硬化型の樹脂である請求項１又は請求項２に記載のガラス複合体。
17. 請求項１又は請求項２に記載されたガラス複合体と、操作体により操作面上を操作した際に操作位置を検出可能なセンサ部材と、を有することを特徴とする入力装置。
18. 請求項１７に記載の入力装置の裏面側に、表示装置が配置されていることを特徴とする電子機器。