KR101545434B1 - 유리 복합체, 유리 복합체를 사용한 입력 장치, 및 전자 기기 - Google Patents

Abstract

목적
종래에 비해 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있는 유리 복합체, 유리 복합체를 사용한 입력 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
해결 수단
유리 부재 (11) 의 측면은, 제 1 경사면 (13) 과, 제 1 경사면 (13) 과 표면 (11a) 사이에 형성된 수직면 (14) 을 가지고 구성된다. 프레임 (20) 의 내벽면은, 제 2 경사면 (15) 을 가지고 구성되어 있다. 제 2 경사면 (15) 의 경사각 θ2 는, 제 1 경사면 (13) 의 경사각 θ1 보다 작게 되어 있다. 제 1 경사면 (13) 및 수직면 (14) 과 제 2 경사면 (15) 사이에 간극 (40) 이 형성되어 있으며, 접착 부재 (30) 가 간극 (40) 내에 충전되어 있다.

Description

유리 복합체, 유리 복합체를 사용한 입력 장치, 및 전자 기기{GLASS COMPOSITE, INPUT DEVICE USING GLASS COMPOSITE, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 유리 복합체와, 유리 복합체를 사용한 입력 장치, 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히 유리 부재와 프레임의 접합부에 작용하는 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있는 유리 복합체의 구조에 관한 것이다.

특허문헌 1, 2 에는 유리 부재와, 유리 부재를 지지하는 프레임과, 유리 부재와 프레임을 접착시키는 접착 부재를 갖는 유리 복합체에 관한 발명이 개시되어 있다.

WO2012/029347 일본 공개특허공보 평11-142818호

본 발명자는 특허문헌 1 의 도 12, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 프레임과 유리 부재 사이의 접착 영역이 이면으로부터 표면을 향하여 서서히 가늘어지는 구성에 있어서, 보다 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있는 구성을 찾아내기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 종래에 비해 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있는 유리 복합체, 유리 복합체를 사용한 입력 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 유리 부재와, 상기 유리 부재의 측방을 지지하는 프레임과, 상기 유리 부재와 상기 프레임을 접착시키는 접착 부재를 갖는 유리 복합체로서,

상기 유리 부재의 표면과 이면 사이를 연결하는 측면과, 상기 측면과 대향하는 상기 프레임의 내벽면 사이에 간극이 형성되어 있고,

상기 측면은, 상기 유리 부재의 표면측으로부터 이면 방향을 향하여 경사지는 제 1 경사면과, 상기 제 1 경사면과 상기 유리 부재의 표면 사이에 형성된 수직면을 가지고 구성되고,

상기 내벽면은, 제 2 경사면을 가지고 구성되어 있으며,

상기 유리 복합체의 수평면에 대한 상기 제 1 경사면의 경사각을 θ1, 상기 제 2 경사면의 경사각을 θ2 로 했을 때, 상기 경사각 θ2 는 상기 경사각 θ1 보다 작게 되어 있고,

상기 제 1 경사면 및 상기 수직면과 상기 제 2 경사면 사이에 상기 간극이 형성되어 있으며, 상기 접착 부재가 상기 간극 내에 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명에 의하면, 유리 부재의 측면 전체가 제 1 경사면으로 형성되어 상기 수직면이 형성되어 있지 않은 비교예의 구성에 비해, 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있다. 또, 비교예의 구성에서는, 끝부분이 가늘어지는 선단 부분 (표면측) 이, 경화 수축 등에 의해 접착 부재가 충전되지 않는 미충전 부분이 되기 쉬워, 박리 응력 (내부 잔류 응력) 이 더욱 증대되어 접착 강도가 저하되기 쉽지만, 본 발명에서는, 제 1 경사면과 표면 사이에 수직면을 형성함으로써, 끝부분이 가늘어지는 선단 부분의 영역을 비교예보다 넓게 할 수 있다. 게다가, 본 발명에서는 선단 부분 이외에서는 비교예와 동일한 구성으로 함으로써, 미충전 영역을 비교예에 비해 억제할 수 있고, 또한 제 1 경사면과 제 2 경사면 사이를 적당한 간격으로 대향시킬 수 있기 때문에, 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있어, 충분한 접착 강도를 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 상기 유리 부재의 두께 치수를 H1, 상기 수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2 로 했을 때, (H2/H1) × 100 (％) 는, 0 ％ 보다 크고 40 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 상당 변형의 최대값을 낮게 억제할 수 있어, 내하중 강도의 저하를 억제할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 제 2 경사면과 상기 이면 사이에는, 상기 제 2 경사면의 이면측에 위치하는 기단 (基端) 으로부터 상기 프레임의 외벽면 방향을 향하여 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 간극 내에 접착 부재를 충전할 때에 충전 개구 폭을 외관상 넓힐 수 있어, 도포 문제를 대폭 개선할 수 있다. 이로써 안정적인 접착 강도를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 오목부는, 상기 제 2 경사면의 기단의 전체 둘레로 형성되어 있는 구성으로 해도 되고, 상기 오목부는, 상기 제 2 경사면의 기단의 일부로 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 오목부의 안쪽면은, 상기 프레임의 이면과 평행한 면으로 형성되는 구성으로 해도 되고, 상기 오목부의 안쪽면은, 상기 수평면에 대해 비스듬하게 기울어져 있으며, 상기 안쪽면의 상기 수평면에 대한 경사각 θ3 은, 상기 경사각 θ2 보다 작은 구성으로 할 수도 있다. 접착 부재를 간극 내에 충전할 때에는, 유리 복합체를 뒤집어, 충전 개구를 상측을 향하게 하므로, 충전시에는 오목부의 안쪽면은 바닥면이 된다. 이 때, 본 발명에서는, 오목부의 바닥면 (안쪽면) 이 간극을 향하여 하방으로 기울어져 있기 때문에, 접착 부재의 점도가 높아도 순조롭게 간극 내에 접착 부재를 충전할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 유리 부재의 두께 치수를 H1, 상기 오목부의 깊이 치수를 H3 으로 했을 때, (H3/H1) × 100 (％) 는, 10 ％ 이상이고 35 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 상당 변형의 최대값을 낮게 억제할 수 있어, 내하중 강도의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 표면에 있어서의 상기 유리 부재 및 프레임은 동일 평면에서 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 박리 응력을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

본 발명에서는, 상기 프레임이 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 프레임을 수지로 형성함으로써, 유리보다 내충격성이 우수하고, 경량이면서 또한 복잡한 곡부 (曲部) 나 구멍부를 갖는 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서의 입력 장치는, 상기에 기재된 유리 복합체와, 조작체에 의해 조작면 상을 조작했을 때에 조작 위치를 검출할 수 있는 센서 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명에 있어서의 전자 기기는, 상기 입력 장치의 이면측에, 표시 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 유리 부재와 프레임의 열팽창 계수의 차이에 기초하는 박리가 잘 발생하지 않아, 신뢰성이 우수한 입력 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 유리 복합체에 의하면, 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있어, 충분한 접착 강도를 얻을 수 있다.

도 1 의 (a) 는 본 실시형태에 있어서의 유리 부재의 평면도이고, 도 1 의 (b) 는 유리 부재를 도 1 의 (a) 의 A-A 선을 따라 절단하고 화살표 방향에서 본 종단면도이고, 도 1 의 (c) 는 본 실시형태에 있어서의 프레임의 평면도이고, 도 1 의 (d) 는 프레임을 도 1 의 (c) 의 B-B 선을 따라 절단하고 화살표 방향에서 본 종단면도, 도 1 의 (e) 는 유리 부재와 프레임을 접착 부재를 개재하여 접합한 유리 복합체, 입력 장치 및 전자 기기를 나타내는 종단면도이다.
도 2 는 도 1 의 (e) 에 나타내는 유리 복합체의 부분 확대 종단면도이다.
도 3 의 (a) 는 유리 복합체의 이면도이고, 도 3 의 (b) 는 도 3 의 (a) 의 변형예이다.
도 4 의 (a) 는 도 2 의 변형예를 나타내는 유리 복합체의 부분 확대 종단면도이고, 도 4 의 (b) 는 도 4 의 (a) 에 나타내는 유리 부재와 프레임 사이의 간극에 접착 부재를 충전할 때의 모습을 나타내는 부분 확대 종단면도이다.
도 5 는 도 2 와는 상이한 실시형태를 나타내는 유리 복합체의 부분 확대 종단면도이다.
도 6 의 (a) 는 본 실시형태에 있어서의 유리 부재의 부분 확대 종단면도를 나타내고, 도 6 의 (b) 는 비교예에 있어서의 유리 부재의 부분 확대 종단면도를 나타내고 있으며, 특히 양 도면 모두 표면측을 깎아 유리 부재의 두께를 소정 치수로 조절한 상태를 나타내고 있다.
도 7 은 도 1 의 (e) 와는 상이한 실시형태의 유리 복합체의 종단면도이다.
도 8 은 유리 부재와 프레임 사이의 간극에 접착 부재를 충전하는 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 9 는 비교예의 유리 복합체의 부분 확대 종단면도로, 특히 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 실시예, 비교예 1 및 비교예 2 에 있어서의 유리 복합체의 두께 방향의 위치와, 각 위치에 있어서의 박리 응력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 (수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2/유리 부재의 두께 치수 H1) × 100 (％) 와 von mises 응력 평균값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12 는 (수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2/유리 부재의 두께 치수 H1) × 100 (％) 와 하중에 의한 변위량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13 은 (수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2/유리 부재의 두께 치수 H1) × 100 (％) 와 상당 변형의 최대값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14 는 (오목부의 깊이 치수 H3/유리 부재의 두께 치수 H1) × 100 (％) 와 하중에 의한 변위량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15 는 (수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2/유리 부재의 두께 치수 H1) × 100 (％) 와 상당 변형의 최대값의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 1 의 (a) 는 본 실시형태에 있어서의 유리 부재의 평면도이고, 도 1 의 (b) 는 유리 부재를 도 1 의 (a) 의 A-A 선을 따라 절단하고 화살표 방향에서 본 종단면도이고, 도 1 의 (c) 는 본 실시형태에 있어서의 프레임의 평면도이고, 도 1 의 (d) 는 프레임을 도 1 의 (c) 의 B-B 선을 따라 절단하고 화살표 방향에서 본 종단면도, 도 1 의 (e) 는 유리 부재와 프레임을 접착 부재를 개재하여 접합한 유리 복합체의 종단면도이다. 도 2 는 도 1 의 (e) 에 나타내는 유리 복합체의 부분 확대 종단면도이다. 도 3 의 (a) 는 유리 복합체의 이면도이고, 도 3 의 (b) 는 도 3 의 (a) 의 변형예이다.

도 1 의 (e) 에 나타내는 유리 복합체 (10) 는, 입력 장치 (1) 를 구성하는 기재로, 휴대 전화, 휴대용 게임 장치 등에 사용된다.

유리 복합체 (10) 는, 도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 유리 부재 (11) 와, 도 1 의 (c), (d) 에 나타내는 유리 부재 (11) 의 주위를 둘러싸는 프레임 (20) 을 가지고 구성된다. 도 1 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 는 프레임 (20) 에 접착 부재 (30) 를 개재하여 고정되어 있다. 도 1 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이에는 접착 부재 (30) 를 충전할 수 있는 간극 (40) 이 형성되어 있다.

유리 부재 (11) 는 투광성으로, 표시광을 투과시킬 수 있다. 유리 복합체 (10) 는 두께 방향에 표면 (10a) 과 이면 (10b) 을 가지고 있다.

본 명세서에서의 투광성이란, 투명 또는 반투명 등 광을 투과할 수 있는 상태를 의미하고 있으며, 투과율이 50 ％ 이상이고 바람직하게는 80 ％ 이상인 것을 의미하고 있다. 유리 부재 (11) 는, 통상 유리, 강화 유리 등 특별히 종류를 한정하는 것은 아니다. 또, 유리 부재 (11) 의 선팽창 계수는 8 ppm/K ∼ 10 ppm/K 정도이다.

한편, 프레임 (20) 은 투광성 부재를 사용하고 있으며, 예를 들어 그 일부가 가식 (加飾) 영역으로서 착색되어 있다. 예를 들어, 프레임 (20) 은 금형에 열 가소성 수지를 충전하여 성형한 것이다. 예를 들어, 프레임 (20) 은 폴리카보네이트 (PC) 나 폴리메타크릴산메틸 (PMMA) 로 형성된다. 또한, 프레임 (20) 에는 열 가소성 수지 이외에, 열 경화성 수지나 광 경화성 수지를 사용하는 것이 가능하다. 프레임 (20) 의 선팽창 계수는 10 ppm/K ∼ 100 ppm/K 정도이다. 또, 프레임 (20) 을 성형 수지로 형성함으로써, 유리보다 내충격성이 우수하고, 경량이면서 또한 복잡한 곡부나 구멍부를 갖는 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

접착 부재 (30) 는 가시광을 투과하는 투명 수지인 것이 바람직하다. 접착 부재 (30) 에 가시광을 투과하는 투명 타입의 수지를 사용하면, 유리 부재 (11) 와의 경계가 눈에 띄지 않아, 거의 일체화하여 투광성 영역을 형성할 수 있어, 육안으로 투명한 유리 복합체로 할 수 있다. 또한, 투명 수지의 프레임 (20) 과 조합했을 때에는, 전체가 투명한 유리 복합체 (10) 로 할 수 있다. 단, 예를 들어 가식 영역이 접착 부재 (30) 의 위치에까지 미치는 경우에는, 접착 부재 (30) 가 투광성이 아니어도 되어, 재질로서는 투명 수지에 한정되지 않는다. 가식 영역 (비투광성 영역) 의 형성은, 인쇄 등에 의해 실시할 수 있다.

또, 접착 부재 (30) 에 1 액성의 상온 경화형 접착제인 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 자외선 경화형 수지는 단시간에 경화시킬 수 있어, 접착시의 온도 변화나 체적 수축이 적기 때문에 잔류 응력이 작다. 또, 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 을 접착시키는 공정이 간단하여, 양산성이 우수하다. 또, 상온 경화형 외에 열 경화 병용형 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다. 저수축ㆍ저응력이면 접착시의 잔류 응력이 작기 때문에, 우레탄계, 아크릴계, 에폭시계 등의 열 경화 병용형 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다.

도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 는 두께 방향으로 대향하는 평탄면의 표면 (11a) 과 이면 (11b) 을 구비하고, 두께 방향 (Z) 으로 일정한 두께를 갖는다.

유리 부재 (11) 에는, 표면 (11a) 과 이면 (11b) 사이를 연결하는 4 개의 측면 (11c, 11d, 11e, 11f) 이 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 유리 부재 (11) 가 평판상으로 되어 있다. 단, 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 이 가공에 의해 볼록형의 만곡면상으로 되어 있거나, 오목형의 만곡면상으로 되어 있어도 된다.

또한, 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 은, 입력 장치 (1) 의 입력 조작면 (1a) 을 구성한다 (도 1 의 (e) 참조).

도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 각 측면 (11c, 11d, 11e, 11f) 은, 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 으로부터 표면 (11a) 방향을 향하여 경사지는 제 1 경사면 (13) 과, 제 1 경사면 (13) 과 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 사이에 형성된 수직면 (14) 으로 형성된다.

수직면이란 높이 방향 (Z) 과 대략 평행한 면으로, 높이 방향에 대해 5°이하의 기울기 각도이면 수직면에 포함된다.

도 1 의 (b), 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 경사면 (13) 은, 경사각 θ1 로 형성된다. 여기에서, 경사각 θ1 은 유리 복합체 (10) 의 수평면에 대한 기울기 각도로 나타난다. 수평면이란 높이 방향 (Z) 에 대해 직교하는 면 (X-Y 평면) 을 가리킨다. 높이 방향 (Z) 은 유리 복합체 (10) 의 두께 방향에 일치하고 있다. 도 1 에서는, 유리 복합체 (10) 의 표면 (10a) 및 이면 (10b) 은, 수평면과 평행한 면이다.

도 1 의 (c), (d) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 은 두께 방향 (Z) 으로 대향하는 표면 (20a) 과 이면 (20b) 을 구비하고, 두께 방향 (Z) 으로 일정한 두께 치수를 갖는다.

프레임 (20) 에는 그 중앙에 표면 (20a) 으로부터 이면 (20b) 으로 관통하는 관통공 (21) 이 형성되어 있다. 프레임 (20) 에는 표면 (20a) 과 이면 (20b) 사이를 연결하는 4 개의 내벽면 (20c, 20d, 20e, 20f) 과, 4 개의 외벽면 (20g, 20h, 20i, 20j) 을 구비한다. 관통공 (21) 은 4 개의 내벽면 (20c, 20d, 20e, 20f) 에 둘러싸여 형성된다.

도 1 의 (c), (d), 도 2 에 나타내는 바와 같이, 각 내벽면 (20c, 20d, 20e, 20f) 은, 경사각 θ2 를 구비하는 제 2 경사면 (15) 을 가지고 형성된다. 여기에서, 경사각 θ2 는 유리 복합체 (10) 의 수평면에 대한 기울기 각도로 나타내어진다.

도 1 의 (c), (d), 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 경사면 (15) 은, 프레임 (20) 의 표면 (20a) 으로부터 이면 (20b) 방향을 향하여 형성된다. 제 2 경사면 (15) 은 두께 방향의 도중까지 형성되고, 제 2 경사면 (15) 과 이면 (20b) 사이에는, 오목부 (16) 가 형성되어 있다. 오목부 (16) 는, 제 2 경사면 (15) 의 이면측의 기단 (15a) 으로부터 프레임 (20) 의 외벽면 (20g, 20h, 20i, 20j) 방향을 향하여 소정의 깊이로 형성된다. 도 2 에서는, 그 일부로서 오목부 (16) 는 제 2 경사면 (15) 의 이면측의 기단 (15a) 으로부터 프레임 (20) 의 외벽면 (20i) 방향을 향하여 소정의 깊이로 형성되어 있는 것이 도시되어 있다.

본 실시형태에서는, 경사각 θ1 과 경사각 θ2 는 상이한 값으로, 경사각 θ1 ＞ 경사각 θ2 로 되어 있다. 즉, 경사각 θ1 쪽이 가파르고, 경사각 θ2 쪽이 완만하다.

경사각 θ1, θ2 는 한정되지 않지만, 예를 들어 경사각 θ1 은 45°정도, 경사각 θ2 는 25°정도로 조정된다.

여기에서, 도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 의 크기는, 도 1 의 (c), (d) 에 나타내는 프레임 (20) 의 관통공 (21) 의 표면 (20a) 측의 크기보다 약간 작게 되어 있다. 이 때문에, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이에는 표면측에 갭 (G) 이 형성되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 의 수직면 (14) 및 제 1 경사면 (13) 과 프레임 (20) 의 제 2 경사면 (15) 사이에 간극 (40) 이 형성되어 있다. 간극 (40) 은, 표면측의 갭 (G) 으로부터 이면 방향을 향하여 서서히 넓어지고 있다.

도 1 의 (c), (d), 도 2 에서는, 프레임 (20) 의 관통공 (21) 주위로 넓어지는 표면 (20a) 및 이면 (20b) 은 모두 X-Y 평면에 평행한 면 (수평면) 으로 되어 있지만, 예를 들어 표면 (20a) 을 곡면상으로 형성하는 것도 가능하다.

또, 도 1 에서는, 유리 부재 (11) 가 인접하는 각 측면 (11c ∼ 11f) 사이, 및 프레임 (20) 이 인접하는 각 내벽면 (20c ∼ 20f) 사이를 직각으로 도시하였지만, 실제로는 대략 원호상이 된다.

도 1 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 유리 복합체 (10) 의 이면 (10b) 에는, 센서 부재 (3) 가 형성된다. 센서 부재 (3) 는, 예를 들어 필름상의 정전 용량형 센서이다. 센서 부재 (3) 와 유리 복합체 (10) 사이는 투명한 점착층을 개재하여 접합되어 있다. 센서 부재 (3) 의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 투명 기재의 표면에 ITO 등으로 이루어지는 전극이 배치된 구성이다. 입력 장치 (1) (전자 기기 (2)) 의 입력 조작면 (1a) 을 손가락 등의 조작체로 조작하면, 그 조작 위치 (XY 좌표 위치) 는, 센서 부재 (3) 의 정전 용량 변화에 기초하여 검출하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 1 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 입력 장치 (1) 의 이면측에는, 액정 디스플레이 (LCD) 나 유기 EL 등의 표시 장치 (4) 가 배치되어 있으며, 표시 장치 (4) 의 표시 형태를 입력 장치 (1) 의 입력 조작면 (1a) 으로부터 볼 수 있어, 본 실시형태에서는 입력 조작면 (1a) 에 비춰진 표시 형태를 보면서 입력 조작을 가능하게 하고 있다.

프레임 (20) 의 이면 등에는 가식층이 인쇄되어 가식 영역으로 되어 있다. 유리 부재 (11) 의 적어도 중앙 부분은 가식 영역이 아니라 표시 영역으로 되어 있어, 입력 조작면 (1a) 에 표시 형태를 비출 수 있다.

물건의 형태로서 본 실시형태에서는, 유리 복합체 (10), 유리 복합체 (10) 와 센서 부재 (3) 등을 조합한 입력 장치 (1), 입력 장치 (1) 와 표시 장치 (4) 등을 조합한 전자 기기 (2) 가 있다.

본 실시형태에서는, 유리 부재 (11) 의 각 측면 (11c, 11d, 11e, 11f) 을 제 1 경사면 (13) 만으로 형성하지 않고, 제 1 경사면 (13) 과 표면 (11a) 사이에 수직면 (14) 을 형성하였다. 후술하는 실험 결과에 의하면, 수직면 (14) 을 형성하지 않고 제 1 경사면 (13) 을 표면 (11a) 으로까지 연장시킨 비교예에 비해, 본 실시형태에서는, 유리 부재 (11) 와 접착 부재 (30) 의 박리 (계면 응력 ; 내부 잔류 응력) 을 저감시킬 수 있다.

도 9 는 비교예의 유리 복합체의 부분 확대 종단면도이다. 도 2 와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙였다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 의 측면은 표면 (11a) 에서부터 이면 (11b) 까지 제 1 경사면 (13) 으로 형성된다. 그리고, 프레임 (20) 의 각 내벽면 (제 2 경사면 (15) 으로 형성되어 있다) 사이에 형성되는 간극 (40) 은, 이면으로부터 표면을 향하여 서서히 가늘어지는 형상으로 되어 있다. 단, 도 9 의 비교예에는, 유리 부재 (11) 의 측면에 도 2 와 달리 수직면 (14) 은 형성되어 있지 않다.

따라서, 도 9 의 비교예에서는, 표면측의 간극 (40) 이 매우 좁아져, 접착 부재 (30) 가 적절히 충전되지 않는 미충전 영역 (30a) 이 형성되기 쉽다. 또, 만일 미충전 영역 (30a) 의 부분까지 접착 부재 (30) 를 충전할 수 있어도 체적이 매우 작기 때문에 경화 수축에 의해 표면측의 접착 부재 (30) 가 이면 방향으로 빠져 버리고, 그 결과, 표면측에 미충전 영역 (30a) 이 형성되어 버리는 문제가 있었다.

이에 비해 본 실시형태에 의하면, 유리 부재 (11) 의 제 1 경사면 (13) 과 표면 (11a) 사이에 수직면 (14) 을 형성함으로써, 끝부분이 가늘어지는 선단 부분의 간극 (40) 의 폭을 비교예보다 넓게 할 수 있다. 또한, 경사각 θ1, θ2 에 대해서는 최적인 값으로부터 특별히 변경할 필요가 없다. 이로써, 미충전 영역 (30a) 의 출현을 비교예에 비해 억제할 수 있고, 또한 제 1 경사면과 제 2 경사면 사이를 적당한 간격으로 대향시킬 수 있기 때문에, 선단 부분 및 전체의 박리 응력을 적절히 저감시킬 수 있어, 충분한 접착 강도를 얻을 수 있다.

또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 의 두께 치수는 H1 이고, 수직면 (14) 의 두께 방향 (Z) 에 있어서의 길이 치수는 H2 이다. 그리고, (H2/H1) × 100 (％) 는 0 ％ 보다 크고 40 ％ 이하인 것이 바람직하다. 또, (H2/H1) × 100 (％) 는 0 보다 크고 20 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 후술하는 실험 결과에 의하면, 상당 변형의 최대값을 낮게 억제할 수 있어, 내하중 강도의 저하를 억제할 수 있다.

또, 도 1 의 (c), (d), (e), 도 2 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 에는, 제 2 경사면 (15) 과 이면 (20b) 사이에, 제 2 경사면 (15) 의 이면측에 위치하는 기단 (15a) 으로부터 프레임 (20) 의 외벽면 (20g, 20h, 20i, 20j) 방향을 향하여 오목부 (16) 가 형성되어 있다. 예를 들어, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 내벽면을 제 2 경사면 (15) 으로 형성하고, 오목부 (16) 를 형성하지 않는 구성으로 할 수도 있다. 그러나, 오목부 (16) 를 형성함으로써, 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 를 충전할 때에 충전 개구 폭을 외관상 넓힐 수 있어, 도포 문제를 대폭 개선할 수 있다.

접착 부재 (30) 를 충전할 때에는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 및 프레임 (20) 의 표면 (11a, 20a) 을 하측으로, 이면 (11b, 20b) 을 상측으로 향하게 한다. 그리고, 디스펜서 (50) 에 의해 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이의 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 를 충전한다. 이 때, 도 5 와 같이 오목부 (16) 가 형성되어 있지 않은 구성에서는, 충전 개구 폭이 좁기 때문에 접착 부재 (30) 가 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 에 부착되는 경우가 있다. 특히, 플라스틱제 등의 프레임 (20) 의 외면에 하드 코트 처리가 실시되어 있는 경우, 접착 부재 (30) 와의 젖음성을 저해하는 경향이 있다. 이 때문에, 충전된 접착 부재 (30) 가, 프레임 (20) 에 비해 젖음성이 양호한 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 으로 퍼져 빨려 올라가고, 이 결과, 접착 부재 (30) 의 충전량이 감소할 우려가 있다.

이 때문에, 도 8 에 나타내는 바와 같이 프레임 (20) 의 이면 (20b) 에 오목부 (16) 를 형성하여, 외관상의 충전 개구 폭을 넓힘으로써, 접착 부재 (30) 의 도포 문제를 대폭 감소시킬 수 있어, 안정적인 접착 강도를 얻을 수 있다.

도 3 의 (a) 는 유리 복합체 (10) 의 이면도이다. 도 3 의 (a) 에는 점선으로 제 2 경사면 (15) 의 이면측에 위치하는 기단 (15a) 을 나타냈다. 점선으로 나타낸 것은, 기단 (15a) 은, 접착 부재 (30) 의 충전에 의해 이면으로부터 보이지 않기 때문이다. 도 3 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (16) 는, 기단 (15a) 의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 도 3 의 (a) 의 구성이라면 디스펜서 (50) (도 8 참조) 를 오목부 (16) 를 따라 연속적으로 주회 (周回) 시켜 접착 부재 (30) 를 충전할 수 있다. 또, 도 3 의 (a) 에서는, 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이의 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 접착 부재 (30) 를 충전할 수 있어, 안정적인 접착 강도를 얻을 수 있다.

한편, 도 3 의 (b) 에서는, 제 2 경사면 (15) 의 이면측에 위치하는 기단 (15a) 의 일부에 오목부 (16) 를 형성하였다. 도 3 의 (b) 에 나타내는 실선의 기단 (15a) 부분에는 오목부 (16) 는 형성되지 않고, 프레임 (20) 의 이면 (20b) 에 실선의 기단 (15a) 이 나타나 있다. 한편, 점선으로 나타낸 기단 (15a) 부분에는 오목부 (16) 가 형성된다.

예를 들어, 접착 부재 (30) 의 점도가 충분히 낮아 충전성이 우수한 경우에는, 도 3 의 (b) 와 같이 부분적으로 오목부 (16) 를 형성하여 충전 개구 폭을 넓혀도 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이의 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 접착 부재 (30) 를 충전할 수 있다. 혹은 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 에 절결이나 구멍 등의 변형부 (22) 가 있어, 오목부 (16) 를 형성하는 것이 곤란한 가공 불능 영역으로 되어 있는 경우에는, 변형부 (22) 를 피하도록 부분적으로 오목부 (16) 를 형성하면 된다. 또, 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 오목부 (16) 를 분리하여 형성하는 경우에는, 프레임 (20) 의 중점 O (관통공 (21) 의 폭 방향 (X) 및 길이 방향 (Y) 의 중심) 에 대해 각 오목부 (16) 를 점대칭으로 배치하는 것이, 접착 부재 (30) 를 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 충전할 수 있어 바람직하다.

또한, 오목부 (16) 의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 포인트 도포의 장소에서는 반원, 타원, 정방형 등으로 오목부 (16) 를 형성하고, 임의의 길이에 대해 도포하는 장소에서는, 장방형이나 사다리꼴 등으로 오목부 (16) 를 형성한다.

또, 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 접착 부재 (30) 의 충전 형상의 변위점인 코너부 C 에는 오목부 (16) 를 형성하는 편이 접착 부재 (30) 의 균일한 충전을 실시할 수 있어 바람직하다.

또, 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (16) 를 형성한 지점과 오목부 (16) 를 형성하지 않은 지점의 경계부 (16a) 는, 접착 부재 (30) 의 유동성을 저해하지 않게 하기 위해, 경계부 (16a) 로 통하는 오목부 (16) 의 단부 (端部) (16b) 를 경사지게 하거나 R 형상으로 하면 된다.

또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재의 두께 치수를 H1, 오목부 (16) 의 깊이 치수를 H3 으로 했을 때, (H3/H1) × 100 (％) 는 10 ％ 이상이고 35 ％ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 후술하는 실험 결과에 의하면, 상당 변형의 최대값을 낮게 억제할 수 있어, 내하중 강도의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 이 X 방향으로 변동되는 경우에는, 평균값을 취해 H3 의 값으로 한다.

또, 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 은, 0.05 ㎜ ∼ 0.4 ㎜ 정도인 것이 바람직하다. 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 이 지나치게 작으면, 후술하는 도 4 의 (b) 에서 설명하는 접착 부재 (30) 의 적구 (滴球) (31) 가 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 에 대해 큰 접촉각을 가진 상태가 되어, 이면 (11b) 에 접착 부재 (30) 가 부착되기 쉬워진다. 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 은, 상기한 (H3/H1) × 100 (％) 의 수치 범위 내가 되도록 조정하지만, 박형화의 관점에서도 깊이 치수 H3 의 상한은 겨우 0.4 ㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다.

도 4 의 (a) 는, 도 2 의 형태와 일부에서 상이하다. 도 4 의 (a) 에 있어서 도 2 와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙였다.

도 2 에서는 오목부 (16) 의 안쪽면 (천장면) (16c) 이, 프레임 (20) 의 이면 (20b) (수평면 ; X-Y 평면) 과 평행한 평면으로 되어 있지만, 도 4 의 (a) 에서는, 안쪽면 (16c) 이, 제 2 경사면 (15) 의 기단 (15a) 의 위치에서부터 프레임 (20) 의 외벽면을 향하여 서서히 깊이 치수가 작아지도록 비스듬하게 기울어져 있다. 도 4 의 (a) 에 있어서, 안쪽면 (16c) 의 수평면 (X-Y 평면) 에 대한 경사각 θ3 은, 제 2 경사면 (15) 의 경사각 θ2 보다 작게 되어 있다. 경사각 θ3 은, 30°이하로 하는 것이 바람직하다.

도 4 의 (b) 는, 도 4 의 (a) 에 나타내는 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이의 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 를 충전할 때의 공정을 나타낸다.

도 4 의 (b) 에서는, 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 및 프레임 (20) 의 표면 (20a) 을 하향으로 하고, 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 및 프레임 (20) 의 이면 (20b) 을 상향으로 설정하고 있다. 이로써, 유리 부재 (11) 와 프레임 (20) 사이의 간극 (40) 의 개구측이 위를 향하므로 접착 부재 (30) 의 충전이 가능해진다. 도 4 의 (b) 는, 도 8 에 나타낸 디스펜서 (50) 를 사용하여 접착 부재 (30) 를 간극 (40) 내에 충전하는 공정을 나타내고 있다. UV 접착제 등과 같이 접착 부재 (30) 의 점도가 높은 경우, 적하된 접착 부재 (30) 의 유동성이 나빠, 접착 부재 (30) 가, 오목부 (16) 로부터 간극 (40) 내로 순조롭게 흐르지 않는 경우가 있다. 또, 플라스틱제 프레임 (20) 의 표면에는 하드 코트 처리가 실시되어 있는 경우가 많아, 접착 부재 (30) 와의 젖음성을 저해하는 경향이 있다.

이 결과, 오목부 (16) 내에 적하된 접착 부재 (30) 는, 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같은 적구 (31) 가 된다. 이 때, 오목부 (16) 의 안쪽면 (16c) (도 4 의 (b) 의 상태에서는 안쪽면 (16c) 은 바닥면이 되므로, 이하, 바닥면 (16c) 이라고 한다) 이, 점선으로 나타내는 바와 같이 X-Y 평면과 평행한 수평면이라고 하면, 점선으로 나타낸 적구 (31) 가 간극 (40) 내에 들어가기 직전에 유리 부재 (11) 의 제 1 경사면 (13) 에 있어서의 이면 (11b) 측의 기단 (에지) (13a) 에 덮이도록 접촉하여 (접촉각이 커), 젖음성이 양호한 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 에 접착 부재 (30) 가 부착되는 문제를 일으키기 쉽다.

이에 대해 오목부 (16) 의 바닥면 (16c) 을 비스듬하게 기울임으로써, 오목부 (16) 에 충전된 접착 부재 (30) 의 적구 (31) 는, 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 에 대해 접착각이 작아져, 적구 (31) 는 간극 (40) 내로 순조롭게 비집고 들어가기 쉬워, 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 에 접착 부재 (30) 가 부착되는 문제를 억제할 수 있다.

또, 프레임 (20) 의 제 2 경사면 (15) 과 오목부 (16) 의 안쪽면 (바닥면) (16c) 의 경계 (제 2 경사면 (15) 의 기단 (15a)) 는, 단면 형상에 있어서 2 개의 직선이 교차하는 교점인 것보다도 R 형상으로서 제 2 경사면 (15) 과 오목부 (16) 의 안쪽면 (바닥면) (16c) 을 연결함으로써 오목부 (16) 의 바닥면 (16c) 으로부터 제 2 경사면 (15) 에 이르는 접촉각의 변화가 완만해져, 보다 적구 (31) 가 간극 (40) 내로 비집고 들어가기 쉬워진다. 이로써, 간극 (40) 내를 적절하고 또한 용이하게 접착 부재 (30) 에 의해 충전하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 유리 부재 (11) 의 측면 (11c, 11d, 11e, 11f) 을 제 1 경사면 (13) 과, 제 1 경사면 (13) 과 표면 (11a) 사이를 연결하는 수직면 (14) 으로 구성하였다. 이로써, 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재 (11) 의 두께 치수 H1 의 조정 공정시에, 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 을 연마해도, 수직면 (14) 의 범위 내에서 연마를 실행할 수 있도록 수직면 (14) 의 두께 방향으로의 길이 치수를 미리 확보함으로써, 표면 (11a) 의 폭 치수 T1 에 변화가 발생하는 경우가 없다.

한편, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 수직면 (14) 이 형성되어 있지 않아, 제 1 경사면 (13) 이 표면 (11a) 에까지 이르고 있는 구성에서는, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 표면 (11a) 을 연마 가공하면, 표면 (11a) 의 폭 치수가 T2 만큼 변동해 버린다. 또, 폭 치수의 변화량 T2 는, 연마량이나 제 1 경사면 (13) 의 경사각 θ1 에 따라서도 변동해 버리기 때문에, 표면 (11a) 의 폭 치수를 고정밀도로 조정할 수 없는 문제가 있었다.

이와 같이 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 측에 수직면 (14) 을 형성한 실시형태에 의하면, 수직면 (14) 의 두께 방향 (Z 방향) 으로의 길이 치수 내에서 연마를 실행함으로써 유리 부재 (11) 의 표면 (11a) 의 폭 치수 T1 을 고정밀도로 결정할 수 있어, 도 2 에 나타내는 갭 (G) 의 치수 및 간극 (40) 내의 체적을 고정밀도로 조정할 수 있다. 따라서, 안정적인 접착 강도를 얻을 수 있다.

치수에 대해서 설명한다.

도 1 의 (a), (b) 에 나타내는 유리 부재 (11) 의 폭 치수 (X1-X2 방향의 치수) 는 50 ∼ 110 ㎜ 정도이고, 길이 치수 (Y1-Y2 방향의 치수) 는 40 ∼ 60 ㎜ 정도이다. 또, 유리 부재 (11) 의 두께 치수 H1 은 0.5 ∼ 1.5 ㎜ 정도이다. 또, 유리 부재 (11) 의 각 측면 (11c, 11d, 11e, 11f) 의 경사각 θ1 은 30 ∼ 60°정도이다. 또, 수직면 (14) 의 깊이 방향에 있어서의 길이 치수 H2 는 0.1 ∼ 0.3 ㎜ 정도이다.

또, 프레임 (20) 의 외주의 폭 치수 (X1-X2 방향의 치수) 는 60 ∼ 130 ㎜ 정도이고, 외주의 길이 치수 (Y1-Y2 방향의 치수) 는 45 ∼ 70 ㎜ 정도이다. 또, 프레임 (20) 의 두께 치수는 0.5 ∼ 1.5 ㎜ 정도이다. 또, 프레임 (20) 에 형성된 표면측에서의 관통공 (21) 의 폭 치수 (X1-X2 방향의 치수) 는 50 ∼ 130 ㎜ 정도이고, 길이 치수 (Y1-Y2 방향의 치수) 는 40 ∼ 70 ㎜ 정도이다. 또, 프레임 (20) 의 각 내벽면 (20c ∼ 20f) 의 경사각 θ2 는 20 ∼ 50°정도이다. 또, 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 은 0.05 ㎜ ∼ 0.4 ㎜ 정도이다. 또, 오목부 (16) 의 안쪽면 (16c) 의 경사각 θ3 은 0°∼ 30°정도이다.

또, 갭 (G) 의 치수 (도 2 참조) 는, 0 ㎛ 보다 크고 150 ㎛ 이하 정도이다.

도 1 의 (e) 에 나타내는 유리 복합체 (10) 는, 그 이면 (10b) 이 대략 평탄면이지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 측부에는 표면측으로부터 이면 방향으로 굴곡된 연출 (延出) 부 (20k) 가 형성되어 있어도 된다. 이로써, 유리 복합체 (10) 를 케이스상으로 할 수 있어, 유리 복합체 (10) 를 휴대 기기의 상측 케이스 등으로서 사용할 수 있다.

실시예

(수직면의 유무에 있어서의 박리 응력의 실험)

도 5 에 나타내는 실시예 (프레임에 오목부가 형성되어 있지 않은 실시형태), 도 9 에 나타내는 비교예의 유리 복합체를 사용하여 박리 응력의 시뮬레이션 실험을 실시하였다.

시뮬레이션 실험에 사용한 유리 부재의 이면측의 외형 치수는 41.5 ㎜ × 51.5 ㎜ 였다. 또, 유리 부재의 표면측의 외형 치수는 40 ㎜ × 50 ㎜ 였다. 또, 유리 부재의 두께 치수는 0.75 ㎜ 였다. 또, 제 1 경사면의 경사각 θ1 은 45°였다. 또, 수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수는 0.15 ㎜ 였다.

또, 프레임의 외형 치수는 50 ㎜ × 64 ㎜ 였다. 또, 프레임의 관통공의 표면측의 평면 치수는 40.1 ㎜ × 50.1 ㎜ 였다. 또, 관통공의 이면측의 평면 치수는 41.6 ㎜ × 51.6 ㎜ 였다. 또, 프레임의 두께 치수는 0.75 ㎜ 였다. 또, 제 2 경사면의 경사각 θ2 는 25°였다.

또, 시뮬레이션에 사용한 유리 부재 (11) 의 선팽창 계수는 8 ppm/K 이고, 프레임 (20) 의 선팽창 계수는 70 ppm/K 였다. 또, 접착 부재 (30) 에는 경화 후의 선팽창 계수가 180 ppm/K 인 아크릴계 접착제를 사용하였다.

시뮬레이션에서는 유리 복합체 (10, 70) 를 85 ℃ 의 환경하에 두고, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2 에 있어서의 접착 부재와 유리 부재 사이에서 발생하는 박리 응력 (내부 잔류 응력) 을 해석하였다. 여기에서, 실시예 1 은 도 5 에 나타내는 구성으로, 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 가 간극 없이 충전되어 있는 것으로 한다. 또, 비교예 1 은 도 9 에 나타내는 구성으로, 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 가 간극 없이 충전되어 있는 것으로 한다. 한편, 비교예 2 는 도 9 에 나타내는 구성으로, 간극 (40) 내에 접착 부재 (30) 가 충전되지 않는 미충전 영역 (30a) 을 갖는 것으로 가정한다. 박리 응력 (내부 잔류 응력) 의 해석 결과가 도 10 에 나타나 있다. 또한, 도 10 에 나타내는 비교예 2 의 박리 응력은 예상값이다.

도 10 에 나타내는 가로축은, 각 시료에 있어서의 두께 방향의 위치를 나타내고 있다. 두께 방향의 위치가 0 ％ 는 이면, 100 ％ 는 표면을 나타내고 있다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 두께 방향 위치의 어느 위치에 있어서도 실시예쪽이 비교예 1, 2 에 비해 효과적으로 박리 응력 (유리 부재-접착 부재 간의 계면 응력) 을 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 비교예 1 에서는 간극의 선단 부근 (표면 100 ％ 부근) 에서의 박리 응력이 크게 커지는 것을 알 수 있었지만, 실시예에서는 거의 제로로 할 수 있는 것을 알 수 있었다.

도 10 에 나타내는 바와 같이, 실시예에서는 두께 방향을 향하여 안정적으로 박리 응력을 낮게 할 수 있어, 전체의 접착 강도를 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

(수직면의 치수 비율의 시뮬레이션 실험)

도 5 에 나타내는 실시예를 사용하여 수직면 (14) 의 치수 비율에 대한 시뮬레이션 실험을 실시하였다. 각 부재의 치수나 각 부재의 열팽창 계수에 대해서는, 도 10 의 시뮬레이션 실험에서 사용한 것과 동일하게 하였다.

실험에서는 수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수 H2 를 변동시켜, von mises 응력 평균값을 구하였다. von mises 응력 평균값은, 85 ℃ 의 내환경하에서 제 1 경사면 (13) 의 기단 (13a) (제 1 경사면 (13) 과 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 의 경계 에지) 에서 열팽창 계수차에 의해 생기는 접착 부재 (30) 의 von mises 응력 평균값이다.

도 11 의 가로축은, 수직면 (14) 의 치수 비율을 (H2/H1) × 100 (％) (H1 은 유리 부재의 두께 치수, H2 는 수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수) 로 나타내고 있다.

도 11 에 나타내는 바와 같이, 유리 부재의 표면과 제 1 경사면 사이에 수직면을 형성함으로써, 내환경하에 있어서의 접착 계면에서의 박리 문제를 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

계속해서 동일한 시료를 사용하여 유리 부재의 표면 중앙을 이면 방향으로 10 N 의 하중을 인가했을 때에 생기는 상당 변형의 최대값을 구하였다. 도 12 는 수직면의 치수 비율과 유리 부재의 변위량의 관계를 나타내는 시뮬레이션 실험 결과이고, 도 13 은 수직면의 치수 비율과 상당 변형의 최대값의 관계를 나타내는 시뮬레이션 실험 결과이다. 상당 변형의 최대값은, 유리 부재의 표면 중앙을 10 N 으로 가압한 상태에서, 제 1 경사면 (13) 의 기단 (13a) (제 1 경사면 (13) 과 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 의 경계 에지) 에서 생기는 접착 부재의 상당 변형의 최대값이다. 상당 변형이 클수록 파괴되기 쉬워진다.

도 12 에 있어서의 세로축의 유리 부재의 변위량은, 두께 방향에 대한 변위량이다. 도 12, 도 13 으로부터 나타내는 바와 같이, 수직면의 치수 비율 ((H2/H1) × 100 (％)) 이 커질수록 내하중 강도가 저하되는 것을 알 수 있었다. 또, 도 13 의 실험 결과로부터, 수직면의 치수 비율 ((H2/H1) × 100 (％)) 이 40 ％ 를 초과하면, 상당 변형의 최대값이 커져 강도 저하가 현저화되기 쉽기 때문에, 수직면의 치수 비율 ((H2/H1) × 100 (％)) 을 0 ％ 보다 크고 40 ％ 이하로 설정하였다.

(오목부의 깊이 치수 비율의 시뮬레이션 실험)

도 1, 도 2 에 나타내는 유리 복합체를 사용하여 오목부의 깊이 치수 비율에 대한 시뮬레이션 실험을 실시하였다.

도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이 유리 복합체를 구성하는 유리 부재 (11) 의 측면은, 표면 (11a) 과 이면 (11b) 을 연결하는 제 1 경사면 (13) 으로 형성되어 있다. 한편, 프레임 (20) 의 내벽면은 제 2 경사면 (15) 과 오목부 (16) 로 구성되어 있다. 또한, 각 부재의 치수나 각 부재의 열팽창 계수에 대해서는, 도 10 의 시뮬레이션 실험에서 사용한 것과 동일하게 하였다.

시뮬레이션 실험에서는, 오목부 (16) 의 깊이 치수 H3 을 변화시켜, 유리 부재의 표면 중앙을 이면 방향으로 일정한 하중을 인가했을 때에 생기는 상당 변형의 최대값을 구하였다. 도 14 는 오목부의 깊이 치수 비율과 유리 부재의 변위량의 관계를 나타내는 시뮬레이션 실험 결과이고, 도 15 는 오목부의 깊이 치수 비율과 상당 변형의 최대값의 관계를 나타내는 시뮬레이션 실험 결과이다. 상당 변형의 최대값은, 유리 부재의 표면 중앙을 가압한 상태에서, 제 1 경사면 (13) 의 기단 (13a) (제 1 경사면 (13) 과 유리 부재 (11) 의 이면 (11b) 의 경계 에지) 에서 생기는 접착 부재의 상당 변형의 최대값이다.

도 14, 도 15 로부터 나타내는 바와 같이, 오목부의 깊이 치수 비율 ((H3/H1) × 100 ％) 을 10 ％ 이상 35 ％ 이하로 함으로써, 상당 변형의 최대값을 작게 할 수 있어, 내하중 강도에 대한 영향을 가장 작게 할 수 있는 것을 알 수 있었다.

G : 갭
H1 : 유리 부재의 두께 치수
H2 : 수직면의 두께 방향에 대한 길이 치수
H3 : 오목부의 깊이 치수
1 : 입력 장치
3 : 센서 부재
4 : 표시 장치
10 : 유리 복합체
10a : (유리 복합체의) 표면
10b : (유리 복합체의) 이면
11 : 유리 부재
11c ∼ 11f : 측면
13 : 제 1 경사면
14 : 수직면
15 : 제 2 경사면
15a : 기단
16 : 오목부
16C : 안쪽면 (천장면 ; 바닥면)
20 : 프레임
20c ∼ 20f : 내벽면
21 : 관통공
30 : 접착 부재
40 : 간극

Claims (18)

1. 유리 부재와, 상기 유리 부재의 측방을 지지하는 프레임과, 상기 유리 부재와 상기 프레임을 접착시키는 접착 부재를 갖는 유리 복합체로서,
   상기 유리 부재의 표면과 이면 사이를 연결하는 측면과, 상기 측면과 대향하는 상기 프레임의 내벽면 사이에 간극이 형성되어 있고,
   상기 측면은, 상기 유리 부재의 표면측으로부터 이면 방향을 향하여 경사지는 제 1 경사면과, 상기 제 1 경사면과 상기 유리 부재의 표면 사이에 형성된 수직면을 가지고 구성되고,
   상기 내벽면은, 제 2 경사면을 가지고 구성되어 있으며,
   상기 유리 복합체의 수평면에 대한 상기 제 1 경사면의 경사각을 θ1, 상기 제 2 경사면의 경사각을 θ2 로 했을 때, 상기 경사각 θ2 는 상기 경사각 θ1 보다 작게 되어 있고,
   상기 제 1 경사면 및 상기 수직면과 상기 제 2 경사면 사이에 상기 간극이 형성되어 있으며, 상기 접착 부재가 상기 간극 내에 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 유리 복합체.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유리 부재의 두께 치수를 H1, 상기 수직면의 두께 방향에 있어서의 길이 치수를 H2 로 했을 때, (H2/H1) × 100 (％) 는, 0 ％ 보다 크고 40 ％ 이하인 유리 복합체.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 경사면과 상기 이면 사이에는, 상기 제 2 경사면의 이면측에 위치하는 기단으로부터 상기 프레임의 외벽면 방향을 향하여 오목부가 형성되어 있는 유리 복합체.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 오목부는, 상기 제 2 경사면의 기단의 전체 둘레로 형성되어 있는 유리 복합체.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 오목부는, 상기 제 2 경사면의 기단의 일부로 형성되어 있는 유리 복합체.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 오목부를 복수로 분리하여 형성하고, 상기 프레임의 중점 O 에 대해 각 오목부가 점대칭으로 배치되어 있는 유리 복합체.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 프레임의 내벽면에 있어서의 코너부 C 에는 상기 오목부가 형성되어 있는 유리 복합체.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 오목부를 형성한 지점과 상기 오목부를 형성하지 않은 지점의 경계부 (16a) 는, 상기 경계부 (16a) 로 통하는 상기 오목부의 단부 (16b) 가 경사 또는 R 형상인 유리 복합체.
9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오목부의 안쪽면은, 상기 프레임의 이면과 평행한 면으로 형성되는 유리 복합체.
10. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부의 안쪽면은, 상기 수평면에 대해 비스듬하게 기울어져 있고, 상기 안쪽면의 상기 수평면에 대한 경사각 θ3 은, 상기 경사각 θ2 보다 작은 유리 복합체.
11. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 경사면과 상기 오목부의 안쪽면의 경계인 상기 제 2 경사면의 기단 (15a) 은, 단면 형상에 있어서 R 형상인 유리 복합체.
12. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 부재의 두께 치수를 H1, 상기 오목부의 깊이 치수를 H3 으로 했을 때, (H3/H1) × 100 (％) 는, 10 ％ 이상이고 35 ％ 이하인 유리 복합체.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 오목부의 깊이 치수 H3 은, 0.05 ㎜ 이상 0.4 ㎜ 이하인 유리 복합체.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 표면에 있어서의 상기 유리 부재 및 프레임은 동일 평면에서 형성되는 유리 복합체.
15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임이, 수지로 형성되는 유리 복합체.
16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접착 부재는, 자외선 경화형 수지인 유리 복합체.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유리 복합체와, 조작체에 의해 조작면 상을 조작했을 때에 조작 위치를 검출할 수 있는 센서 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
18. 제 17 항에 기재된 입력 장치의 이면측에, 표시 장치가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

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