JPWO2015093269A1

JPWO2015093269A1 - 電子機器および透光性カバー基板

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Publication number: JPWO2015093269A1
Application number: JP2015553456A
Authority: JP
Inventors: 隆司宇都; 国文光田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-12-21
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2017-03-16
Also published as: US20150177790A1; US9261915B2; EP3086306A4; CN105874522A; EP3086306A1; WO2015093269A1

Abstract

画像表示面を有する画像表示デバイス（５２）と、前記画像表示デバイスの周囲の少なくとも一部に配置されるケーシング（２）と、前記画像表示面に対向する一方主面（１Ａ）を有し、少なくとも前記一方主面の周縁領域（１１Ａ）が前記ケーシングに接合された透光性カバー基板（１）と、前記一方主面の周縁領域と前記ケーシングとを接合する、前記透光性カバー基板よりもヤング率が小さい接合部材（３）とを備える電子機器（１００）であって、前記透光性カバー基板は、周縁領域最外周部（１Ｅ）に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域（１α）を有し、前記周縁領域の少なくとも一部が前記漸減領域に含まれることを特徴とする電子機器を提供する。

Description

本発明は、電子機器および透光性カバー基板に関する。

従来より、いわゆる液晶パネルや有機ＥＬパネル等の画像表示デバイスを内蔵した、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器が用いられている。近年では、比較的大きな画像を表示するとともにタッチパネル等の入力装置を備える、いわゆるスマートフォン端末やタブレット端末といわれる携帯型の電子機器が急速に普及し始めている。例えば特許文献１には、このようないわゆるスマートフォンに関する技術が開示されている。これら携帯型の電子機器には、内蔵された液晶パネルや有機ＥＬパネル等の画像表示デバイスの画像表示面を保護する透光性カバー基板が、電子機器の外装の一部に配置されて用いられている。この透光性カバー基板のうち特に画像表示デバイスの画像表示面を保護する透光性カバー基板には、例えばアルミノケイ酸ガラス等からなるいわゆる強化ガラスが主に用いられている。

特開２０１１−６１３１６号公報

強化ガラスは通常のガラスよりも割れ難いが、例えば電子機器を落下させてしまった場合など、比較的高い衝撃力が加わった場合にその衝撃力で強化ガラスからなる透光性カバー基板に割れやひびが発生してしまうことも多かった。

電子機器の一実施形態は、画像表示面を有する画像表示デバイスと、前記画像表示デバイスの周囲の少なくとも一部に配置されるケーシングと、前記画像表示面に対向する一方主面を有し、少なくとも前記一方主面の周縁領域が前記ケーシングに接合された透光性カバー基板と、前記一方主面の周縁領域と前記ケーシングとを接合する、前記透光性カバー基板よりもヤング率が小さい接合部材とを備える電子機器であって、前記透光性カバー基板は、周縁領域最外周部に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域を有し、前記一方主面の前記周縁領域の少なくとも一部が前記漸減領域に含まれる。

透光性カバー基板の一実施形態は、一方主面と他方主面と、前記一方主面と前記他方主面の間に設けられた周縁領域最外周部とを備え、該周縁領域最外周部に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域を有する。

電子機器に衝撃が加わった際に生じる透光性カバー基板のひびや割れを抑制することができる。

電子機器の一実施形態について説明する概略前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の拡大断面図である。電子機器が備える透光性カバー基板の一実施形態について示す図であり、（ａ）は概略斜視図であり、（ｂ）は拡大断面図である。従来の電子機器の一例の拡大断面図である。透光性カバー基板の周縁領域の近傍領域の表面形状の測定結果である。電子機器の他の実施形態の拡大断面図である。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、は、透光性カバー基板の他の実施形態の拡大断面図である電子機器の電気的構成を示すブロック図である。圧電振動素子を示す平面図である。圧電振動素子を示す側面図である。圧電振動素子が撓む様子を示す図である。圧電振動素子が撓む様子を示す図である。透光性カバー基板を示す平面図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。

以下、図面を参照して本願発明の実施携帯について説明する。

＜電子機器の外観＞
図１は、電子機器１００の一実施形態について説明する概略前面図であり、図２は電子機器１００の裏面図であり、図３は電子機器１００の一部の拡大断面図である。また図４は電子機器１００が備える透光性カバー基板１の一実施形態について示す図であり、（ａ）は概略斜視図であり、（ｂ）は透光性カバー基板１の一部の拡大断面図である。

＜電子機器の外観＞
図１〜４に示す本実施の形態に係る電子機器１００は、いわゆるスマートフォンと呼ばれる通信機能を備えた携帯型電子端末機である。

図３に示されるように、電子機器１００は、画像表示面５２ａを有する画像表示デバイス５２と、画像表示デバイス５２の周囲の少なくとも一部に配置されるケーシング２と、画像表示面５２ａに対向する一方主面１Ａおよび一方主面１Ａと反対の他方主面１Ｂを有し、少なくとも一方主面１Ａの周縁領域１１Ａがケーシング２に接合された透光性カバー基板１と、一方主面１Ａの周縁領域１１Ａとケーシング２とを接合する、透光性カバー基板１よりもヤング率が小さい接合部材３とを備える。透光性カバー基板１は、周縁領域最外周面１Ｅに近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域１αを有し、周縁領域１１Ａの少なくとも一部が前記漸減領域１αに含まれる。漸減領域１αは、少なくとも一方主面１Ａの周辺領域１１Ａが、周縁領域最外周部１Ｅに近づくにつれて透明性カバー基板１の他方主面１Ｂに近づくことで厚みが漸減している。漸減領域１αは例えば幅Ｗが０．１〜５ｍｍ程度であることが好ましい。周縁領域最外周部１Ｅとは、一方主面１Ａに垂直な方向から平面視した場合の透光性カバー基板１の最外周線に対応する部分である。本実施形態では透光性カバー基板１は平面状の側面１Ｃを有し、周縁領域最外周部１Ｅはこの側面１Ｃを含む。周縁領域最外周部１Ｅの厚さは、中央領域１βの厚さに比べて０.０１ｍｍ〜１ｍｍ程度小さいことが好ましい。また接合部材３は、一方主面１Ａの周縁領域１１Ａから周縁領域最外周部１Ｅである側面１Ｃまで連続して回りこむように配置されており、側面１Ｃも接合部材３を介してケーシング２と接合している。ケーシング２に透光性カバー基板１が接合されることで、ケーシング２と透光性カバー基板１とからなる筐体構造が形成されている。

透光性カバー基板１は透光性を有し、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体を主成分とする。アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶は、一般的にはサファイアと呼ばれ、強化ガラス等と比較して傷がつき難く、割れ難く、かつ熱伝導性が高くひいては放熱性が高い等の特徴を有している。また、ヤング率の大きさが３８０〜２４０ＧＰａ程度と大きく、変形し難い。透光性カバー部材１は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体であることに限定されない。透光性カバー部材１は、例えば、ガラス、アクリル樹脂等で形成されていてもよいが、より傷がつき難く割れ難い等の観点で、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体であることが好ましい。なお、本明細書において、「透光性」とは、可視光に対する透過率が５０％以上であることをいう。本実施形態の透光性カバー基板１の中央領域１βの厚さは例えば４ｍｍ程度である。

また、透光性カバー基板１の一方主面１Ａは、漸減領域１αの算術平均粗さ（Ｒａ）の値が、漸減領域１αよりも一方主面１Ａの中央側に位置する中央領域１βの算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて大きい。例えば一方主面１Ａの中央領域１βでは算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．０５〜０．０８（ｎｍ）であるのに対し、一方主面１Ａの漸減領域１αに対応する領域では算術平均粗さ（Ｒａ）が約０.１〜０.２（ｎｍ）と中央領域１βに比べて比較的大きい。本明細書において、算術平均粗さ（Ｒａ）は、例えば後述の原子間力顕微鏡を用いて測定すればよい。

本実施形態においては、ケーシング２は、ポリカーボネート樹脂等を主成分としている。ケーシング２の主成分としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂等の樹脂材料、例えばマグネシウム合金などの金属材料、あるいは透光性カバー基板と同じ材料などの当業者が通常用いる部材であればよく、特に制限されない。ケーシング２は、１つの部材のみで構成されても良いし、複数の部材が組み合わされて構成されても良い。

画像表示デバイス５２は、例えば、いわゆる液晶表示パネルであって、図示しないバックライトユニットと図示しない液晶層とを有している。画像表示デバイス５２の画像表示面５２ａに表示される画像情報は、バックライトユニットのＬＥＤランプから発せられた白色光が、画像表示デバイス５２が備える液晶層を透過することで部分的に着色されることで形成されている。すなわち、ＬＥＤランプから発せられた白色光が液晶層を通過する際に、透過する光の波長範囲が部分毎に制限されることで透過光の色が変更され、様々な色や形をもつ文字、記号、図形などを表す画像情報が画像表示面５２ａに形成される。このように画像表示面５２ａに形成された画像情報を表す光は、透光性カバー部材１の一方主面１Ａから入射して他方主面１Ｂから出射して電子機器１００の操作者（使用者）の眼に入り、この操作者は画像情報が表す文字、記号、図形等を認識する。

透光性カバー基板１の一方主面１Ａの周縁領域部１１Ａを含む一部の領域には、例えば黒色の遮光性フィルム層１２が設けられており、この遮光性フィルム層１２に対応する部分は情報が表示されない非表示部分となっている。遮光性フィルム層１２は、例えばいわゆるスクリーン印刷法等を用いて、一方主面１Ａの周縁領域部１１Ａを含む一部の領域に対して、例えば有機塗料等の遮光性材料を選択的に塗布することで形成することができる。本実施形態の遮光性フィルム１２の厚さは、例えば０．０１〜１０μｍ程度となっている。なお、遮光性フィルム１２の材質や形成方法、および厚さ等は特に限定されない。透光性カバー基板１の一方主面１Ａには、後述するタッチパネル５３が貼り付けられており、使用者は、透光性カバー基板１の他方主面１Ｂの表示部分に対応する領域を指等で触れることによって、電子機器１００に対して各種指示を与えることができる構成となっている。

電子機器１００の裏面１０１、いいかえればケーシング２の裏面１０１には、スピーカ穴２１及びマイク穴２０があけられている。また電子機器１００の裏面１０１からは、後述する撮像部５８が有する撮像レンズ５８ａがレンズカバー用の窓部材等を介して露出している。

図３に示すように、電子機器１００のケーシング２は、透光性カバー基板１との接合部分に段差部２２を有しており、透光性カバー基板１は一方主面１Ａがこの段差部２２の段差面２２ａと、接合部材３を介して接合されている。一方主面１Ａの周縁領域１１Ａは、このように接合部材３と接する。

接合部材３は、いわゆる接着剤が硬化されて形成されている。例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂を主成分とする粘度の高い液状の樹脂（接着剤）が、例えば熱や紫外線によって硬化されることで形成されている。このような接合部材３のヤング率は０．１ＧＰａ未満ほどであり、接合部材３のヤング率は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体（以下、単にサファイアともいう）と比べると非常に小さい。なお接合部材３として、例えば樹脂等を主成分とするシート状の基体の表面に、樹脂等を主成分とする粘着層が設けられた、いわゆるテープ部材を用いてもよく、接合部材３の材質については特に限定されない。

接合部材３は透光性カバー基板１に比べてヤング率が小さいので、例えばケーシング２の外面から、ケーシング２と接合部材３とを介して透光性カバー基板１の中央側に向かう方向の外力が加わった場合、接合部材３が変形することで、この外力を吸収し（外力のエネルギーが主に接合部材３の変形に使われ）、透光性カバー基板１に加わる外力が比較的少なくなる。例えば電子機器１００を落下させた場合など、ケーシング２の側面や角部が地面に衝突しても、接合部材３が変形することで、透光性カバー基板１に加わる衝撃力（外力）は低減される。

図５では、従来の電子機器の一例である電子機器１００’の拡大断面図を、本実施形態との比較のために示している。従来の電子機器１００’は、透光性カバー基板１’の一方主面１Ａ’と他方主面１Ｂ’との間の幅（厚さ）が、一方主面１Ａ’の周縁領域１１Ａ’を含む全ての領域で一様である。周縁領域１１Ａ’に対応する領域でも、接合部材３’の厚さは比較的薄いままとなっている。このため、例えばケーシング２’の外側に、例えば図５中に矢印で示すような衝撃（外力）が加わった場合、接合部材３’の変形では充分にこの衝撃（外力）が吸収されず、比較的大きな衝撃（外力）が透光性カバー基板１’に伝わってしまい、透光性カバー基板１’にひびや割れが比較的生じ易かった。

一方、本実施形態では、透光性カバー基板１は、周縁領域最外周部１Ｅに近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域１αを有し、一方主面１Ａの周縁領域１Ａが漸減領域１αに含まれる。電子機器１００では、このような漸減領域１αにより、一方主面１Ａの周縁領域１１Ａに対応する部分における接合部材３の厚みを大きくできる。これにより、例えば上述のように電子機器１００を落下させた場合なども、この周縁領域１１Ａに対応する部分において接合部材３がより効率的に衝撃（外力）を吸収し、透光性カバー基板１にかかる衝撃力（外力）を抑制することができる。このため電子機器１００では、透光性カバー基板１にひびや割れ等は比較的生じ難い。本実施形態では、漸減領域１αの幅Ｗは例えば０．１〜１ｍｍ程度であり、周縁領域最外周部１Ｅの厚さが、中央領域１βの厚さに比べて０.０１ｍｍ程度小さくなっている。

また、透光性カバー基板１の一方主面１Ａは、漸減領域１αの算術平均粗さ（Ｒａ）の値が、漸減領域１αよりも一方主面１Ａの中央側に位置する中央領域１βの算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて大きい。このため、漸減領域１αは微細な凹凸によって表面積が比較的大きくなっている。この漸減領域１αには遮光性フィルム層１２が設けられているが、漸減領域１αでは、遮光性フィルム層１２が、一方主面１Ａのこの微細な凹凸に食い込んでいわゆるアンカー効果が生じており、遮光性フィルム層１２と透光性カバー基板１との接合強度が比較的高くなっている。また、漸減領域１αでは、遮光性フィルム層１２の表面にも、一方主面１Ａの微細な凹凸に応じた微細な凹凸が形成されている。接合部材３は、遮光性フィルム層１２の表面のこの微細な凹凸に食い込んでいわゆるアンカー効果を生じている。このように、遮光性フィルム層１２が設けられた透光性カバー基板１（の一方主面１Ａ）と接合部材３との接合強度が比較的高く、透光性カバー基板１がケーシング２から外れ難くなっている。本実施形態では遮光性フィルム層１２が透光性カバー基板１の一方主面１Ａに設けられているが、遮光性フィルム層１２は透光性カバー基板１の他方主面１Ｂに設けてもよい。この場合も、透光性カバー基板１の一方主面１Ａの漸減領域１αの微細な凹凸に、接合部材３が直接食い込んでいわゆるアンカー効果を生じ、透光性カバー基板１（の一方主面１Ａ）と接合部材３との接合強度が比較的高い。

一方で、中央領域１βの大部分は、画像表示面５２ａに形成された、文字、記号、図形等の画像情報を表す光が透過する表示部に対応しており、この画像情報を表す光の散乱等を抑制するために、算術平均粗さ等の表面粗さを極力小さくすることが求められる場合が多い。透光性カバー基板１で、この中央領域１βの算術平均粗さ（Ｒａ）は約０．０５〜０．０８（ｎｍ）と非常に小さくしつつ、一方で、漸減領域１αに対応する領域では算術平均粗さ（Ｒａ）を約０．１〜０．２（ｎｍ）と中央領域１βに比べて比較的大きくし、接合部材３との接合強度を比較的高くしている。

透光性カバー基板１の漸減領域１αは、機械加工等によって表面の一部を削ることで作製してもよい。アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶（以降、単にサファイアともいう）等の比較的高い硬度を有する材質を主成分とする基板については、例えば研磨パッドによって基板の表面を研磨する研磨工程において、研磨パッドの押し当て圧力（研磨圧力）を比較的高く設定して研磨することで、漸減領域を形成することもできる。研磨パッドを基板表面に押し当てて研磨する工程では、研磨圧力を比較的高くした場合は特に、基板の周縁領域にかかる研磨圧力が中央部にかかる研磨圧力に比べて大きくなる傾向があり、この傾向を利用して基板の周縁領域に、周縁領域最外周部に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域を形成することができる。

以下、サファイアを主成分とする透光性カバー基板１の製造工程の一例について説明する。例えば透光性カバー基板がサファイアを主成分とする基板である場合、まず、一方主面１Ａの研磨を行う。第１の研磨として、研磨パッドとして銅板を用いるとともに、研磨用砥粒として粒径が約１〜３μｍのダイヤモンド砥粒を用いた機械的研磨を行う。この際、研磨パッドの押し当て圧力（研磨圧力）を１００ｇ／ｃｍ^２〜５００ｇ／ｃｍ^２と比較的高くし、３０〜１００ｒｐｍの回転数で研磨パッドを回転させる。第１の研磨の後、研磨用砥粒として粒径が約２０〜８０μｍのコロイダルシリカ砥粒を用いた化学機械研磨（いわゆるＣＭＰ）を行う。この化学機械研磨でも、研磨パッドの押し当て圧力（研磨圧力）を１００ｇ／ｃｍ^２〜５００ｇ／ｃｍ^２と比較的高くし、３０〜１００ｒｐｍの回転数で研磨パッドを回転させる。このような第１の研磨と第２の研磨を他方主面１Ｂにも行い、漸減領域１αを形成することができる。サファイアは非常に硬く、このように比較的強い研磨圧力で研磨して漸減領域を形成しつつ表面を高精度に平坦化することができる。

図６は、このような研磨工程を経て形成した透光性カバー基板１の一方端面１αの周縁領域１１Ａを含む近傍領域の表面形状の測定結果である。図６のグラフは、表面段差計を用いて測定して得られた形状曲線であり、透光性カバー基板１について、周縁領域最外周部１Ｅから中央に近い側に向けて１．５ｍｍ離れた範囲までを含む領域について測定して得られた表面プロファイルである。測定は先端径φ12.5μｍの触針にて、１５０μｍ／ｓｅｃで走査した形状断面測定にて実施した。図６に示す例では、漸減領域１αは例えば幅Ｗが０．３５ｍｍ程度であり、一方主面１αの周縁領域１１Ａでは中心部に比べて厚みが０.０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度小さい。また、図６に示す実施例において、デジタルインストルメンツ社製原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）装置を用いて表面粗さを計測したところ、一方主面１Ａの中央領域１Ａでは算術平均粗さ（Ｒａ）が約０．０５〜０．０８（ｎｍ）であったのに対し、一方主面１Ａの漸減領域１αに対応する領域では算術平均粗さ（Ｒａ）が約０.１〜０.２（ｎｍ）と比較的大きかった。

図７は、電子機器の他の実施形態の拡大断面図である。図７では図１に示す実施形態と同様の構成について、図１と同じ符号を用いて示している。図１に示す実施形態では、一方主面１Ａの周縁領域１１Ａの全部が漸減領域１αに含まれるが、図７に示すように一方主面１Ａの周縁領域１１Ａの一部のみが漸減領域１αに含まれてもよい。すなわち、図７に示すように、周縁領域１１Ａに比べて漸減領域１αが小さくてもよい。また図８（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、透光性カバー基板１の他の実施形態の拡大断面図である。図８では図４に示す実施形態と同様の構成について、図４と同様の符号を付して示している。透光性カバー基板１は、図８（ａ）に示すように一方主面１Ａの側のみが曲面となることで漸減領域１αが形成されていてもよい。また、一方主面１Ａまたは他方主面１Ｂの少なくとも一方を傾斜した平面として、漸減領域１αを構成してもよい。また図８（ｂ）に示すように、平面状の側面１Ｃを有さず、周縁領域最外周部において厚みがゼロ（０）となるように周縁領域１１Ａの近傍全体が曲面状となっていてもよい。

＜電子機器の電気的構成＞
図９は電子機器１００の電気的構成の一例を示すブロック図である。図９に示されるように、電子機器１００は、制御部５０、無線通信部５１、画像表示デバイス５２、タッチパネル５３、圧電振動素子５５、外部スピーカ５６、マイク５７、撮像部５８及び電池５９を備えており、これらの構成要素は、透光性カバー基板１とケーシング２とが接合して構成された筐体構造内に配置されている。

制御部５０は、ＣＰＵ５０ａ及び記憶部５０ｂ等を備えており、電子機器１００の他の構成要素を制御することによって、電子機器１００の動作を統括的に管理する。記憶部５０ｂは、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成されている。制御部５０には、ＣＰＵ５０ａが記憶部５０ｂ内の各種プログラムを実行することによって、様々な機能ブロックが形成される。

無線通信部５１は、電子機器１００とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を基地局を介してアンテナ５１ａで受信する。無線通信部５１は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部５０に出力する。制御部５０は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号などを取得する。また無線通信部５１は、制御部５０で生成された、音信号等を含む送信信号に対してアップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ５１ａから無線送信する。アンテナ５１ａからの送信信号は、基地局を通じて、電子機器１００とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。

画像表示デバイス５２は、上述のように例えば、液晶画像表示デバイスであって、制御部５０によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を画像表示面５２ａに表示する。画像表示デバイス５２に表示される画像情報を表す光は、透光性カバー基板１を透過して電子機器１００の使用者（操作者）の眼に入ることで、当該情報は電子機器１００の使用者に視認可能となる。

タッチパネル５３は、例えば、投影型静電量容量方式のタッチパネルである。タッチパネル５３は、互いに対向配置されたシート状の２つの電極センサー（図示せず）を備えている。２つの電極センサーは透明粘着性シート（図示せず）によって貼り合わされている。透光性カバー基板１の一方主面１Ａの側に貼り付けられており、透光性カバー基板１の他方主面１Ｂに対する使用者の操作を検出する。

一方の電極センサーには、それぞれがＸ軸方向（例えば図１における電子機器１００の左右方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＸ電極が形成されている。他方の電極センサーには、それぞれがＹ軸方向（例えば図１における電子機器１００の上下方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＹ電極が形成されている。透光性カバー基板１の他方主面１Ｂに対して使用者の指が接触すると、その接触箇所の下にあるＸ電極及びＹ電極の間の静電容量が変化することによって、タッチパネル５３において透光性カバー基板１の他方主面１Ｂに対する操作が検出される。タッチパネル５３において生じる、Ｘ電極及びＹ電極の間の静電容量変化は制御部５０に伝達され、制御部５０は当該静電容量変化に基づいて透光性カバー基板１の他方主面１Ｂに対して行われた操作の内容を特定し、それに応じた動作を行う。

図９に示す例においては、電子機器１００は圧電振動素子５５を備えている。圧電振動素子５５は、受話音を電子機器１００の使用者に伝えるためのものである。圧電振動素子５５は透光性カバー基板１の一方主面１Ａに貼り付けられており、圧電振動素子５５は、音情報を表す信号に基いて振動することで、透光性カバー基板１を音情報に応じて振動させる。具体的には、圧電振動素子５５は、制御部５０から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部５０は、音情報（以降、受話音ともいう）を示す音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子５５に印加する。圧電振動素子５５が、制御部５０によって受話音を示す音信号に基づいて振動させられることによって、電子機器１００の使用者には受話音が伝達される。このように、制御部５０は、音信号に基づいて圧電振動素子５５を振動させる駆動部として機能する。圧電振動素子５５については後で詳細に説明する。

外部スピーカ５６は、制御部５０からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ５６から出力される音は、電子機器１００の裏面１０１に設けられたスピーカ穴２０から外部に出力される。

マイク５７は、電子機器１００の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部５０に出力する。電子機器１００の外部からの音は、当該電子機器１００の裏面１０１に設けられたマイク穴２１から当該電子機器１００の内部に取り込まれて、マイク５７に入力される。

撮像部５８は、撮像レンズ５８ａ及び撮像素子などで構成されており、制御部５０による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。

電池５９は、電子機器１００の電源である。電池５９から出力された電流は、電子機器１００が備える制御部５０や無線通信部５１などに含まれる各電子部品に対して供給される。

＜圧電振動素子の詳細＞
図１０、１１は、それぞれ、圧電振動素子５５の構造を示す上面図及び側面図である。図１０、１１に示されるように、圧電振動素子５５は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子５５は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子５５は、例えばバイモルフ構造を有しており、シム材５５ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板５５ａ及び第２圧電セラミック板５５ｂを備えている。

圧電振動素子５５では、第１圧電セラミック板５５ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板５５ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板５５ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板５５ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図１２に示されるように、圧電振動素子５５は、第１圧電セラミック板５５ａを外側にして山状に撓むようになる。

一方で、圧電振動素子５５では、第１圧電セラミック板５５ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板５５ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板５５ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板５５ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図１３に示されるように、圧電振動素子５５は、第２圧電セラミック板５５ｂを外側にして谷状に撓むようになる。

圧電振動素子５５は、図１２の状態と図１３の状態とを交互にとることによって、撓み振動を行う。制御部５０は、第１圧電セラミック板５５ａと第２圧電セラミック板５５ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子５５を撓み振動させる。

なお、図１１〜１３に示される圧電振動素子５５では、シム材５５ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板５５ａ及び第２圧電セラミック板５５ｂから成る構造が一つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。また、シム材５５ｃがなく、圧電セラミック板と電極とが交互に積層され、厚み方向の上側の圧電セラミク板と下側のセラミック板とで分極方向を異ならせた積層型圧電振動素子でもよい。

＜圧電振動素子の配置位置＞
図１４は、透光性カバー基板１を一方主面１Ａ側から見た際の平面図である。圧電振動素子５５は、両面テープ等の接着剤によって、透光性カバー基板１の一方主面１Ａに貼り付けられている。圧電振動素子５５は、透光性カバー基板１の一方主面１Ａにおいて、この透光性カバー基板１を一方主面１Ａ側から見た平面視で画像表示デバイス５２及びタッチパネル５３とは重ならない位置に配置されている。

＜圧電振動素子の振動による受話音の発生について＞
本実施の形態では、圧電振動素子５５が透光性カバー基板１を振動させることによって、当該透光性カバー基板１から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。言い換えれば、圧電振動素子５５自身の振動が透光性カバー基板１に伝わることにより、当該透光性カバー基板１から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。

ここで、気道音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。

図１５は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１５には、電子機器１００の使用者の耳の構造が示されている。図１５においては、波線４００は気道音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示しており、実線４１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。

透光性カバー基板１に取り付けられた圧電振動素子５５が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、透光性カバー基板１が振動して、当該透光性カバー基板１から音波が出力される。使用者が、電子機器１００を手に持って、当該電子機器１００の透光性カバー基板１を当該使用者の耳介２００に近づけると、あるいは当該電子機器１００の透光性カバー基板１を当該使用者の耳介２００に当てると、当該透光性カバー基板１から出力される音波が外耳道孔２１０に入る。透光性カバー基板１からの音波は、外耳道孔２１０内を進み、鼓膜２２０を振動させる。鼓膜２２０の振動は耳小骨２３０に伝わり、耳小骨２３０が振動する。そして、耳小骨２３０の振動は蝸牛２４０に伝わって、蝸牛２４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経２５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、透光性カバー基板１から使用者に対して気導音が伝達される。

また、使用者が、電子機器１００を手に持って、当該電子機器１００の透光性カバー基板１を当該使用者の耳介２００に当てると、耳介２００が、圧電振動素子５５によって振動させられている透光性カバー基板１によって振動させられる。耳介２００の振動は鼓膜２２０に伝わり、鼓膜２２０が振動する。鼓膜２２０の振動は耳小骨２３０に伝わり、耳小骨２３０が振動する。そして、耳小骨２３０の振動は蝸牛２４０に伝伝わり、蝸牛２４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経２５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、透光性カバー基板１から使用者に対して伝導音が伝達される。図１５では、耳介２００内部の耳介軟骨２００ａも示されている。

なお、ここでの伝導音は、骨導音（「骨伝導音」とも呼ばれる）とは異なるものである。骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である。図１５においては、例えば下顎骨３００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。

このように、本実施の形態に係る電子機器１００では、圧電振動素子５５が前面の透光性カバー基板１を適切に振動させることによって、透光性カバー基板１から電子機器１００の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。本実施の形態に係る圧電振動素子５５では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように電子機器１００を構成することによって様々メリットが発生する。

例えば、使用者は、透光性カバー基板１を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器１００において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。

また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳を透光性カバー基板１に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。

また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、透光性カバー基板１を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、電子機器１００からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンに透光性カバー基板１を当てることによって、電子機器１００からの受話音を認識することができる。

＜受話口の穴（レシーバ用の穴）について＞
携帯電話機などの電子機器では、当該電子機器の内部に設けられたレシーバ（受話用スピーカ）から出力される音を当該電子機器の外部に取り出すために、前面の透光性カバー基板１に受話口の穴があけられることがある。

本実施の形態に係る電子機器１００では、透光性カバー基板１が振動することによって受話音が発生することから、透光性カバー基板１に受話口の穴が無くても、受話音を適切に使用者に伝えることができる。透光性カバー基板１はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体であって、強化ガラス等とも比べて非常に硬い。さらに、各種薬品に対する耐性も非常に高い。このようなアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体を加工して、例えが受話口の穴をあける加工を行う場合は、例えばレーザー加工装置等の高額な製造装置が必要となったり、加工に要する時間が長くなってしまい、製造コストが比較的大きくなる場合がある。本実施形態の透光性カバー基板１は受話口の穴を有さないので、この穴加工にかかるコストが生じず、電子機器１００の製造コストが小さい。また、透光性カバー基板１に受話口の穴を有さないので、透光性カバー基板１の強度が比較的高く維持されている。また、本実施の形態では、電子機器１００の表面に受話口の穴がないことから、受話口の穴から水やほこり等が入るといった問題が発生しない。よって、電子機器１００では、この問題に対する防水構造や防塵構造が不要となり、電子機器１００のさらなるコストダウンを図ることができる。

なお、上述の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は携帯電話機以外の電子機器にも適用することができる。例えば、本願発明は、ゲーム機、ノートパソコン、ポータブルナビゲーションシステムなどに適用することができる。また、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。

１透光性カバー基板
１Ａ一方主面
１Ｂ他方主面
５０制御部
５２画像表示デバイス
５２ａ画像表示面
５３タッチパネル
５５圧電振動素子
１００電子機器

Claims

画像表示面を有する画像表示デバイスと、
前記画像表示デバイスの周囲の少なくとも一部に配置されるケーシングと、
前記画像表示面に対向する一方主面を有し、少なくとも前記一方主面の周縁領域が前記ケーシングに接合された透光性カバー基板と、
前記一方主面の周縁領域と前記ケーシングとを接合する、前記透光性カバー基板よりもヤング率が小さい接合部材とを備える電子機器であって、
前記透光性カバー基板は、周縁領域最外周部に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域を有し、前記周縁領域の少なくとも一部が前記漸減領域に含まれることを特徴とする電子機器。
前記漸減領域は、少なくとも前記一方主面の前記周縁領域が、前記周縁領域最外周部に近づくにつれて前記透明性カバー基板の他方主面に近づくことで厚みが漸減していることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記接合部材は、前記一方主面の前記周縁領域から前記周縁領域最外周部の少なくとも一部まで連続して回りこむように配置されており、前記周縁領域最外周部の少なくとも一部も前記接合部材を介して前記ケーシングと接合していることを特徴とする請求項１または２記載の電子機器。
前記透光性カバー基板はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器。
前記一方主面は、前記漸減領域の算術平均粗さ（Ｒａ）の値が、前記漸減領域よりも前記一方主面の中央側に位置する中央領域の算術平均粗さ（Ｒａ）に比べて大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子機器。
音情報を使用者に伝えるための圧電振動素子をさらに備え、
前記圧電振動素子は前記透光性カバー基板の前記一方主面に貼り付けられており、前記圧電振動素子は、前記音情報を表す信号に基いて振動することで、前記透光性カバー基板を前記音情報に応じて振動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
一方主面と他方主面と、前記一方主面と前記他方主面の間に設けられた周縁領域最外周部とを備え、該周縁領域最外周部に近づくにつれて厚みが漸減する漸減領域を有することを特徴とする透光性カバー基板。
前記漸減領域は、少なくとも前記一方主面の前記周縁領域が、前記周縁領域最外周部に近づくにつれて前記透明性カバー基板の他方主面に近づくことで厚みが漸減していることを特徴とする請求項７記載の電子機器。