蓋構件和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造方法

蓋構件和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造方法
【專利摘要】提供一種設計性優異、且能容易地裝入傳感器等各種裝置的蓋構件和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造方法。所述蓋構件具備通過在該蓋構件的背面設置凹部而形成的薄壁部、和與薄壁部連接的厚壁部。厚壁部的表面為平面形狀，薄壁部的表面為曲面形狀。
【專利說明】
蓋構件和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造 方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種蓋構件和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，作為電子設備類中的高度的安全對策，盛行采用在個人的認證中使用指 紋的方法。在指紋認證的方法中，存在光學式、熱敏式、壓力式、靜電容量式等，但從傳感靈 敏度、耗電量的觀點考慮認為靜電容量式優異。
[0003] 靜電容量式傳感器檢測出被檢測物接近或接觸的部位的局部靜電容量的變化。通 常的靜電容量式的傳感器（以下，也僅稱為傳感器）根據靜電容量的大小測定出在該傳感 器內配置的電極與被檢測物的距離。使用了這樣的靜電容量式傳感器的指紋認證功能由于 小型輕質而耗電量低，因此特別地搭載于智能電話或手機、平板型個人電腦等便攜式信息 終端（Personal Data Assistance ：PDA) 〇
[0004] 通常，為了保護靜電容量式傳感器，在該傳感器的上部配置保護蓋。例如，專利文 獻1的靜電容量式傳感器封裝件中，公開了在保護玻璃中設置孔以使傳感器能檢測對象 物，在該孔處配置傳感器蓋。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻 I :W02013/173773 號

【發明內容】

[0008] 發明所要解決的問題
[0009] 然而，像專利文獻1中記載的發明那樣，在保護玻璃中設置孔、在該孔處配置傳感 器蓋的構成中，需要將傳感器蓋固定于孔的夾具等，因此部件件數變多，組裝工序也會復雜 化。另外，由于除了保護玻璃以外需要傳感器蓋等不同種材料，因此難以實現材料的統一 感，設計性差。
[0010] 本發明為鑒于上述問題而作出的發明，其目的在于，提供設計性優異、且能容易地 裝入傳感器等各種裝置的蓋構件、和具有其的便攜式信息終端、以及保護玻璃的制造方法。 [0011] 用于解決問題的手段
[0012] 本發明的上述目的通過下述構成來實現。
[0013] (1) 一種蓋構件，其對保護對象進行保護，
[0014] 其特征在于：
[0015] 上述蓋構件具備通過在該蓋構件的背面設置凹部而形成的薄壁部、和與上述薄壁 部連接的厚壁部，
[0016] 上述厚壁部的表面為平面形狀，上述薄壁部的表面為曲面形狀。
[0017] (2)如（1)所述的蓋構件，其特征在于，上述薄壁部的表面與上述厚壁部的表面相 比為更向正面側凸起的曲面形狀。
[0018] (3)如（1)或（2)所述的蓋構件，其特征在于，上述蓋構件為玻璃。
[0019] (4)如（3)所述的蓋構件，其特征在于，上述玻璃為化學強化玻璃。
[0020] (5)如⑴~⑷中任一項所述的蓋構件，其特征在于，上述保護對象為便攜式信 息終端。
[0021] (6) -種便攜式信息終端，其特征在于，具有（1)~（5)中任一項所述的蓋構件。
[0022] (7) -種保護玻璃的制造方法，通過對玻璃構件進行化學強化從而制造對保護對 象進行保護的保護玻璃，
[0023] 上述玻璃構件具備通過在該玻璃構件的背面設置凹部而形成的薄壁部、和與上述 薄壁部連接的厚壁部，
[0024] 通過將上述玻璃構件進行化學強化，使上述薄壁部的表面變形為曲面形狀。
[0025] 發明效果
[0026] 根據本發明，在凹部中配置傳感器等裝置的情況下，由于可以通過薄壁部保護該 裝置，因此與上述專利文獻1不同，可以不組合使用傳感器蓋等不同種材料而實現材料一 致且具有統一感的設計性優異的蓋構件。另外，部件件數少就可以，可以簡化組裝工序，因 此能削減成本。
[0027] 而且，厚壁部的表面為平面形狀，與此相對，薄壁部的表面為曲面形狀，因此在凹 部中配置傳感器等裝置的情況下，能通過視覺、觸覺等容易地識別該裝置的位置。
【附圖說明】
[0028] 圖1是蓋構件的剖面圖。
[0029] 圖2是圖1中的II-II剖面向視圖。
[0030] 圖3是玻璃構件的剖面圖。
[0031] 圖4是形成有凹部的玻璃構件的剖面圖。
[0032] 圖5是蓋構件的剖面圖。
[0033] 圖6是變形例所涉及的蓋構件的剖面圖。
[0034] 圖7是變形例所涉及的蓋構件的剖面圖。
[0035] 圖8是變形例所涉及的蓋構件的剖面圖。
[0036] 圖9是變形例所涉及的蓋構件的剖面圖。
[0037] 圖10是實施例2-1所涉及的蓋構件和玻璃構件的剖面圖。
[0038] 圖11是實施例2-2所涉及的蓋構件和玻璃構件的剖面圖。
[0039] 圖12是實施例2-3所涉及的蓋構件和玻璃構件的剖面圖。
[0040] 圖13是實施例2-4所涉及的蓋構件和玻璃構件的剖面圖。
[0041] 圖14是比較例所涉及的蓋構件和玻璃構件的剖面圖。
[0042] 附圖標記說明
[0043] 1蓋構件
[0044] 3 表面
[0045] 5 背面
[0046] 7 凹部
[0047] 9 X方向端面
[0048] 11 Y方向端面
[0049] 13薄壁部
[0050] 14 表面
[0051] 15 背面
[0052] 17厚壁部
[0053] 18 表面
[0054] 19 背面
[0055] 101玻璃構件
[0056] 105 背面
[0057] 107 凹部
[0058] 113薄壁部
[0059] 114 表面
[0060] 115 背面
[0061] 117厚壁部
[0062] 118 表面
[0063] 119 背面
【具體實施方式】
[0064] 以下，對本發明的實施方式進行說明，但本發明不限于以下的實施方式。另外，可 以不脫離本發明的范圍而對以下的實施方式施加各種變形和置換等。
[0065] (蓋構件）
[0066] 本實施方式所涉及的蓋構件用于對任意的保護對象進行保護。以下，對蓋構件的 保護對象為智能電話等便攜式信息終端進行說明，但作為保護對象，可應用任意的對象，例 如能應用于液晶顯示器裝置等電子設備。
[0067] 如圖1和圖2所示，本實施方式的蓋構件1作為整體為平板狀的大致長方體，具有 圖1上側的表面3和與表面3相對的圖1下側的背面5。本說明書中，表面是指包含蓋構件 1的組裝體（組件）的外側的面，即在通常的使用狀態中使用者可以觸及的面。另外，背面 是指組裝體的內側的面，即在通常的使用狀態中使用者不能觸及的面。另外，在以下的說明 中，將蓋構件1的長邊方向設為X方向，將短邊方向設為Y方向，將厚度方向設為Z方向。
[0068] 在蓋構件1的背面5形成有至少一個凹部7。本實施方式的凹部7在蓋構件1的X 方向端部附近且Y方向中央部附近形成。凹部7的X方向兩端面9、9和Y方向兩端面11、 11以與Z方向平行的方式延伸。需要說明的是，形成有凹部7的位置只要為蓋構件1的背 面5，則可以在任意的位置設定。
[0069] 通過像這樣設置凹部7,在蓋構件1中在X方向和Y方向與凹部7重合的位置形 成薄壁部13,同時形成與該薄壁部13的周邊部連接、Z方向厚度比薄壁部13更大的厚壁部 17。厚壁部17的表面18和背面19設置為平面形狀，與此相對，薄壁部13的表面14和背 面15設置為曲面形狀。即，薄壁部13是向正面側形成凸起的弓形，特別是使表面14與厚 壁部17的表面18相比為更向正面側凸起的曲面形狀。因此，薄壁部13由于幾何剛性從而 對于從正面側向背面側的按壓力的強度提高。需要說明的是，本實施方式中，將薄壁部13 的背面15與表面14同樣地制成曲面形狀，但不限于該構成，例如可以為平面形狀。
[0070] 利用像這樣構成的蓋構件1，在為了保護便攜式信息終端的任意的面（例如表面、 側面）而被裝入至殼體等中時，可以在形成于背面5的凹部7中配置傳感器、照明、照相機 等各種裝置，因此能使空間效率提高。作為傳感器，可舉出指紋認證傳感器、溫度傳感器等。 此處，在凹部7中裝入的裝置被與Z方向相對的薄壁部13保護，因此與上述專利文獻1的 發明不同，可以不組合使用傳感器蓋等不同種材料而實現材料一致且具有統一感的設計性 優異的蓋構件1。另外，構件件數少就可以，可以簡化組裝工序，因此對于成本削減也存在很 大的效果。而且，厚壁部17的表面18為平面形狀，與此相對，薄壁部13的表面14為曲面 形狀，因此便攜式信息終端的使用者能通過視覺、觸覺等容易地識別薄壁部13的位置、以 及該薄壁部13的背面側的各種裝置的位置。
[0071] 作為構成蓋構件1的材質，可舉出玻璃、或聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚 苯乙烯、丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯等熱塑性樹脂，但從機械強度、耐候性、透明性的觀點考慮 優選玻璃。而且，在蓋構件1為玻璃的情況下，該玻璃優選為化學強化玻璃。化學強化玻璃 在其表層具有因化學強化處理而產生的壓縮應力層，因此可以得到高的機械強度。
[0072] 另外，如上所述，本實施方式的蓋構件1不限于便攜式信息終端的保護用途，但特 別是在用于便攜式信息終端的保護的情況下，厚壁部17的Z方向厚度為2. Omm以下，優選 為I. 5mm以下，更優選為0· 8mm以下。這是因為，在比2. Omm更厚的情況下，與薄壁部13的 厚度的差變大，除加工變困難以外，在便攜式信息終端的使用中重量增加。另外，為了提高 其剛性，厚壁部17的Z方向厚度為0· Imm以上，優選為0· 15mm以上，更優選為0· 2mm以上。 在比0.1 mm更薄的情況下，存在剛性過低、不能實現用于便攜式信息終端的保護的可能性。
[0073] 另外，薄壁部13的Z方向厚度為0. 4mm以下，優選為0. 35mm以下，更優選為0. 3mm 以下，進一步優選為0. 25mm以下，特別優選為0. 2mm以下，最優選為0.1 mm以下。特別是在 凹部7中配置靜電容量式傳感器的情況下，薄壁部13越薄，檢測出的靜電容量越大，傳感靈 敏度提高。例如，在檢測指尖指紋的細微凹凸的指紋認證的情況下，與指尖指紋的細微凹凸 對應的靜電容量的差也變大，因此可以進行高傳感靈敏度的檢測。另一方面，薄壁部13的 Z方向厚度的下限沒有特別限定，但若薄壁部13變得過薄，則強度降低，存在難以發揮作為 傳感器等的保護部的合適功能的傾向。因此，薄壁部13的Z方向厚度例如為0.0 lmm以上， 優選為0. 05mm以上。厚壁部17的Z方向厚度相對于薄壁部13的Z方向厚度優選為10倍 以下，更優選為8倍以下。若厚壁部17的Z方向厚度相對于薄壁部13的Z方向厚度為10 倍以上，則存在加工中產生困難的可能性。厚壁部17的Z方向厚度相對于薄壁部13的Z 方向厚度的比沒有特別的下限值，可以根據用途設定。在便攜式信息終端的保護用途中，典 型地為1. 5倍以上。薄壁部13相對于厚壁部17的面積比為1/2以下，優選為1/3以下，更 優選為1/4以下。若薄壁部13相對于厚壁部17的面積比大于1/2則存在強度顯著受損的 可能性。
[0074] 如上所述，薄壁部13的表面14與厚壁部17的表面18相比為更向正面側（Z方向） 突出而翹曲的形狀，但薄壁部13的翹曲量（由表面3規定的基準面與表面14最突出部位 之間的Z方向距離）根據蓋構件1的保護對象的大小、用途而適宜設定，沒有特別限制。但 是，為了使得能容易地識別薄壁部13和該薄壁部13的背面側的各種裝置的位置，薄壁部13 的翹曲量優選5 μ m以上，更優選10 μ m以上。另外，從設計性的觀點考慮，薄壁部13的翹 曲量優選500 μ m以下，更優選200 μ m以下。
[0075] 薄壁部13的楊氏模量為60GPa以上，優選為65GPa以上，更優選為70GPa以上。若 薄壁部13的楊氏模量為60GPa以上，則可以充分防止因與來自外部的碰撞物的碰撞而引起 的薄壁部13的破損。另外，在凹部7中配置靜電容量式傳感器的情況下，可以充分防止因 智能電話等的掉落、碰撞而引起的薄壁部13的破損。而且，可以充分防止由薄壁部13保護 的傳感器的破損等。另外，薄壁部13的楊氏模量的上限沒有特別限定，但從生產率的觀點 考慮，薄壁部13的楊氏模量為例如200GPa以下，優選為150GPa以下。
[0076] 薄壁部13的維氏硬度Hv優選為400以上，更優選為500以上。若薄壁部13的維 氏硬度為400以上，則可以充分防止因與來自外部的碰撞物的碰撞而引起的薄壁部13的擦 傷。另外，在凹部7中配置靜電容量式傳感器的情況下，可以充分防止因智能電話等的掉 落、碰撞而引起的薄壁部13的擦傷。而且，可以充分防止由薄壁部13保護的傳感器的破損 等。另外，薄壁部13的維氏硬度的上限沒有特別限定，但若過高則存在研磨、加工變困難的 情況。因此，該化學強化玻璃的維氏硬度例如為1200以下，優選為1000以下。需要說明的 是，可以通過例如日本工業標準JIS Z 2244中記載的維氏硬度試驗測定維氏硬度。
[0077] 薄壁部13的頻率IMHz下的介電常數優選為7以上，更優選為7. 2以上，進一步優 選為7. 5以上。在靜電容量式傳感器配置于凹部7中的情況下，通過提高薄壁部13的介電 常數，可以增大檢測出的靜電容量，從而可以實現優異的傳感靈敏度。特別是若薄壁部13 的頻率IMHz下的介電常數為7以上，則即使在檢測指尖的指紋的細微凹凸的指紋認證的情 況下，與指尖的指紋的細微凹凸對應的靜電容量的差變大，因此可以進行高傳感靈敏度的 檢測。另外，對于薄壁部13的介電常數的上限沒有特別限定，但若過高則有時介電損失變 大、耗電量增加、而且反應變慢。因此，薄壁部13的頻率IMHz下的介電常數例如優選為20 以下，更優選為15以下。可以通過測定在蓋構件1的兩面制作電極后的電容的靜電容量來 得到介電常數。
[0078] 薄壁部13的表面14的算術平均粗糙度（Ra)沒有特別限定，但優選為300nm以下， 更優選為30nm以下。在靜電容量式傳感器配置于凹部7中的情況下，若薄壁部13的表面 14的算術平均粗糙度Ra為300nm以下，則與手指的指紋的凹凸程度相比變得充分小，因此 在傳感靈敏度變高方面為優選。另外，薄壁部13的表面14的算術平均粗糙度Ra的下限也 沒有特別限定，但優選為〇. 3nm以上，更優選為1.0 nm以上。若薄壁部13的表面14的算術 平均粗糙度Ra為0. 3nm以上，則在強度提高方面為優選。此外，可以通過研磨磨粒、研磨方 法等的選擇來調節薄壁部13的表面14的算術平均粗糙度Ra。另外，可以基于日本工業標 準1994 JIS B 0601來測定該化學強化玻璃的第1面的算術平均粗糙度Ra。另一方面，薄 壁部13的背面15的算術平均粗糙度Ra也沒有特別限制，可以與表面14相同，或者也可以 不同。
[0079] (保護玻璃的制造方法）
[0080] 接著，對本實施方式的蓋構件1為包含化學強化玻璃的保護玻璃的情況下的該保 護玻璃的制造方法進行說明。首先，配制各成分的原料以形成后述的組成，用玻璃熔爐加熱 熔融。通過鼓泡、攪拌、澄清劑的添加等將玻璃均質化，通過以往公知的成形法成形為預定 的厚度的玻璃板，緩慢冷卻。作為玻璃的成形法，可舉出例如浮法、壓制法、熱熔法、下拉法 和輥鋪法。特別優選適于大量生產的浮法。另外，也優選浮法以外的連續成形法，即熱熔法 和下拉法。將通過任意的成形法成形為平板狀的玻璃構件緩慢冷卻，然后切斷為所希望的 尺寸（蓋構件1的尺寸），實施研磨加工。由此，得到如圖3所示的具有平面狀的表面103 和背面105的、整體為平板狀的玻璃構件101。
[0081] 接著，如圖4所示，通過對玻璃構件101的背面105實施蝕刻處理，從而設置凹部 107。雖未圖示，但通過實施蝕刻處理，凹部107中的角部變成曲面形狀（R形狀），因此可以 使強度提高。需要說明的是，也可以將成形為平板狀后的玻璃構件101再次加熱，以熔融了 的狀態進行壓制成形，將熔融玻璃在壓制模具上流出而進行壓制成形，由此形成凹部107。 在僅通過壓制成形而薄壁部113的厚度達不到需要的薄度的情況下，可以對凹部107追加 地進行蝕刻、或研磨表面114側等以調節厚度。
[0082] 通過設置凹部107,在玻璃構件101中在X方向和Y方向與凹部107重合的位置形 成薄壁部113,同時形成與該薄壁部113的周邊部連接、Z方向厚度比薄壁部113更大的厚 壁部117。此時，厚壁部117的表面118和背面119以及薄壁部113的表面114和背面115 為平面形狀，厚壁部117的表面118和薄壁部113的表面114齊平地連接。
[0083] 接著，通過對玻璃構件101實施化學強化處理，得到如圖5所示的蓋構件1。化學 強化處理是指將玻璃的表層的離子半徑小的堿離子（例如，鈉離子）置換（離子交換）為 離子半徑大的堿離子（例如，鉀離子）的處理。作為化學強化處理的方法，只要能夠將玻璃 的表層的堿離子離子交換為離子半徑更大的堿離子就沒有特別限定，例如可以通過將含有 鈉離子的玻璃用含有鉀離子的熔融鹽處理而進行。由于進行了這樣的離子交換處理，玻璃 表層的壓縮應力層的組成與離子交換處理前的組成有所不同，但基板厚度中央部的組成與 離子交換處理前的組成大致相同。
[0084] 作為實施化學強化的玻璃，在使用含有鈉離子的玻璃的情況下，用于進行化學強 化處理的熔融鹽優選使用至少含有鉀離子的熔融鹽。作為這樣的熔融鹽，可適宜地舉出例 如硝酸鉀。作為熔融鹽優選使用純度高的熔融鹽。
[0085] 另外，熔融鹽也可以為含有其他成分的混合熔融鹽。作為其他成分，可舉出例如硫 酸鈉和硫酸鉀等堿式硫酸鹽、以及氯化鈉和氯化鉀等堿式氯化鹽、碳酸鈉或碳酸鉀等碳酸 鹽、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀等碳酸氫鹽等。
[0086] 熔融鹽的加熱溫度優選350°C以上，更優選380°C以上，進一步優選400°C以上。另 外，熔融鹽的加熱溫度優選500°C以下，更優選480°C以下，更優選450°C以下。通過將熔融 鹽的加熱溫度設置為350°C以上，防止由于離子交換速度的降低而使化學強化難以進行。另 外，通過將熔融鹽的加熱溫度設置為500°C以下，可以抑制熔融鹽的分解/劣化。
[0087] 為了賦予充分的壓縮應力，使玻璃與熔融鹽接觸的時間優選1小時以上，更優選2 小時以上。另外，在長時間的離子交換中，生產率降低，同時由松弛（緩和）導致壓縮應力 值降低，因此優選24小時以下，更優選20小時以下。具體地，例如，典型地是使玻璃浸漬于 400~450°C的硝酸鉀熔融鹽中2~24小時。
[0088] 在對玻璃構件101實施了化學強化處理而得到的蓋構件1 (保護玻璃）中，在表層 形成了壓縮應力層。壓縮應力層的表面壓縮應力（Compressive Stress ;CS)優選為300MPa 以上，更優選為400MPa以上。可以使用表面應力計（例如，折原制作所制FSM-6000)等來 測定CS。
[0089] 在通過化學強化將玻璃表層的鈉離子與熔融鹽中的鉀離子進行離子交換的情況 下，可以通過任意的方法測定由化學強化產生的表面壓縮應力層的深度（Depth Of Layer; D0L)，例如通過ΕΡΜΑ (electron probe micro analyzer，電子探針顯微分析儀）進行玻璃的 深度方向的堿離子濃度分析（該例的情況為鉀離子濃度分析），可以將通過測定得到的離 子擴散深度視為D0L。另外，也可以使用表面應力計（例如，折原制作所制FSM-6000)等來 測定D0L。另外，在將玻璃表層的鋰離子與熔融鹽中的鈉離子進行離子交換的情況下，通過 EPM進行玻璃的深度方向的鈉離子濃度分析，將通過測定得到的離子擴散深度視為D0L。
[0090] 蓋構件1 (保護玻璃）的內部拉伸應力（Central Tension ;CT)優選為200MPa以 下，更優選為150MPa以下，進一步優選為IOOMPa以下，最優選為80MPa以下。需要說明的 是，若將蓋構件1的厚度設為t，則通常可以通過關系式CT = (CSXDOL) At-2XD0L)近似 地求出CT。因此，由于本實施方式所涉及的玻璃構件101的薄壁部113與厚壁部117相比 Z方向厚度小，因此在相同條件下將薄壁部113和厚壁部117進行化學強化的情況下，化學 強化后的蓋構件1的薄壁部13的CT變得比厚壁部17的CT更大。
[0091] 像這樣，在相同條件下將玻璃構件101的薄壁部113和厚壁部117進行化學強化 的情況下，蓋構件1的薄壁部13與厚壁部17的CT不同，結果，化學強化時薄壁部13與厚 壁部17相比膨脹。由于是在通過厚壁部17限制了薄壁部13的周邊的狀態下薄壁部13膨 脹，因此在正面側變形（參照圖5)。此情況下，厚壁部17的表面18為平面形狀，與此相對， 薄壁部13的表面14為曲面形狀，因此智能電話等的使用者能通過視覺、觸覺等容易地識別 薄壁部13的位置以及該薄壁部13的背面側的各種裝置的位置。
[0092] 可以通過例如以下的方法調節化學強化后的薄壁部13的翹曲量。
[0093] 通過對化學強化后的蓋構件1進行預定的熱處理，能減少薄壁部13的翹曲量。即， 將玻璃構件101進行離子交換處理后，通過在50°c以上且低于應變點的溫度下對蓋構件1 進行熱處理，由此能減少薄壁部13的翹曲量。
[0094] 通過預先將化學強化前的玻璃構件101的薄壁部113的形狀加工為預計好化學強 化后的翹曲量的形狀，也可以調節化學強化后的薄壁部13的翹曲量。例如，在想要減少化 學強化后的薄壁部13向正面側的翹曲量的情況下，只要將化學強化前的薄壁部113預先加 工為在背面側翹曲的形狀即可。另外，在想要增加化學強化后的薄壁部13向正面側的翹曲 量的情況下，只要將化學強化前的薄壁部113預先加工為在正面側翹曲的形狀即可。
[0095] 通過在玻璃板的表面和背面中化學強化的進行程度不同也產生玻璃板的化學強 化后的翹曲。此處，通過對玻璃板的表面和/或背面進行氟處理而將表面的氟濃度和背面 的氟濃度之差設定為特定范圍以上，由此可以調節玻璃板的表面與背面中的離子的擴散速 度、調節表面和背面中的化學強化的進行程度。這樣，通過調節表面和背面中的化學強化的 進行程度，可以調節玻璃板的化學強化后的翹曲。因此，例如，在將熔融玻璃供給于熔融金 屬上而成形為玻璃帶的工序中，通過設置對玻璃帶的表面和背面以不同的供給量噴吹含有 在其結構中存在氟原子的分子的氣體的工序，由此能調節化學強化后的薄壁部13的翹曲 量。另外，在將熔融玻璃供給于熔融金屬上而成形為玻璃帶的工序中，通過僅對玻璃帶的表 面或背面噴吹含有在其結構中存在氟原子的分子的氣體的工序，也能調節化學強化后的薄 壁部13的翹曲量。
[0096] 實施化學強化前的玻璃構件101的應變點優選為530°C以上。這是因為通過將化 學強化前的玻璃構件101的應變點設置為530°C以上而難以產生表面壓縮應力的松弛。
[0097] 需要說明的是，蓋構件1也可以為未實施化學強化處理的玻璃。在此情況下，將成 形為平板狀的玻璃構件101 (參照圖3)再次加熱，以熔融了的狀態進行壓制成形、在壓制模 具上流出熔融玻璃而進行壓制成形，由此制造具備凹部7和表面14為曲面形狀的薄壁部13 的蓋構件1(參照圖5)。像這樣在通過壓制成形而得到蓋構件1的情況下，使用薄壁部13 的表面14向正面側凸起這樣的模具。而且，根據需要（例如，在凹部7中配置的裝置為靜 電容量式指紋認證傳感器的情況等），為了將薄壁部13調節為適當的薄度，也可以對凹部7 追加地進行蝕刻、或對薄壁部13的表面14或背面15進行研磨。
[0098] 優選在蓋構件1的背面5、特別是在薄壁部13的背面15中設置印刷層。通過設置 印刷層，可以有效防止隔著蓋構件1觀察到作為蓋構件1的保護對象的便攜式信息終端、在 凹部7中配置的各種傳感器等。另外，可以賦予所希望的顏色，可以得到優異的外觀性。為 了將蓋構件1 (薄壁部13)的靜電容量維持在高水平，印刷層的厚度優選20 μ m以下，更優 選15 μ m以下，特別優選10 μ m以下。
[0099] 可以通過例如含有規定的著色材料的墨液組合物而形成印刷層。該墨液組合物 除了著色材料以外，根據需要含有粘合劑、分散劑、溶劑等。作為著色材料，可以為顏料、染 料等任意的著色材料（著色劑），可以單獨或2種以上組合使用。需要說明的是，可以根 據所希望的顏色適當選擇著色材料，例如在要求遮光性的情況下，優選使用黑系著色材料 等。另外，作為粘合劑，沒有特別限制，可舉出例如聚氨酯系樹脂、酚醛系樹脂、環氧系樹脂、 尿素三聚氰胺系樹脂、聚硅氧烷系樹脂、苯氧基樹脂、甲基丙烯酸系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚 芳酯樹脂、聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共 聚物、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、纖維素類、聚縮醛等公知的樹脂（熱塑性樹 月旨、熱固性樹脂或光固化性樹脂等）等。可以單獨或組合2種以上使用粘合劑。
[0100] 用于形成印刷層的印刷法沒有特別限制，可以應用凹版印刷法、柔版印刷法、膠版 印刷法、凸版印刷法、絲網印刷法等適當的印刷法。
[0101] 此外，如圖1、圖2、圖5所示，在X方向兩端面9、9、Y方向端面11、11這樣的凹部7 的壁面與Z方向平行的情況下，有時不能充分形成印刷層。在此情況下，通過對蓋構件1從 背面5側照射光源，光從沒有形成印刷層的X方向兩端面9、9、Y方向端面11、11透過。由 此，可以容易地觀察凹部7的位置、在凹部7中配置的各種裝置的位置。
[0102] 如圖6所示，可以通過將X方向兩端面9、9、Y方向端面11、11這樣的凹部7的壁 面設置為圓錐形狀，而易于在該壁面形成印刷層。在此情況下，也可以期待凹部7的剛性增 加的效果。
[0103] (玻璃組成）
[0104] 作為供于化學強化的玻璃（玻璃構件101)，可舉出例如以下的（i)~（vii)中任 一種玻璃。需要說明的是，以下的（i)~（V)的玻璃組成是以氧化物基準的摩爾％表示的 組成，（vi)~（vii)的玻璃組成是以氧化物基準的重量％表示的組成。
[0105] ⑴含有 50 ~80% Si02、2 ~25% A1203、0 ~10% Li20、0 ~18% Na20、0 ~10% K20、0 ~15% Mg0、0 ~5% CaO 和 0 ~5% ZrO2的玻璃。
[0106] (ii)含有 50 ~74% SiO2U ~10% Al203、6 ~14% Na20、3 ~11% K20、2 ~15% Mg0、0~6% CaO和0~5% ZrO2，且SiOjP Al 203的含量的合計為75%以下，Na 20和K2O的 含量的合計為12~25%，MgO和CaO的含量的合計為7~15%的玻璃。
[0107] (iii)含有 68 ~80% Si02、4 ~10% Al203、5 ~15% Na20、0 ~1% K20、4 ~15% MgO和0~1% ZrO2，且SiOjP Al2O3的含量的合計為80%以下的玻璃。
[0108] (iv)含有 67 ~75% Si02、0 ~4% Al203、7 ~15% Na2OU ~9% K20、6 ~14% Mg0、0~1% CaO和0~L 5% ZrO2，且SiOjP Al 203的含量的合計為71~75%，Na2O和 K2O的含量的合計為12~20%的玻璃。
[0109] (V)含有 60 ~75% Si02、0. 5 ~8% Al2O3UO ~18% Na20、0 ~5% K20、6 ~15% Mg0、0~8% CaO的玻璃。
[0110] (vi)含有 63 ~75% Si02、3 ~12% Al203、3 ~10% Mg0、0. 5 ~10% Ca0、0 ~3% Sr0、0 ~3% BaOUO ~18% Na20、0 ~8% K20、0 ~3% Zr02、0. 005 ~0· 25% Fe2O3,并且 R2OAl2O 3(式中，R2O為Na2(HK2O)為2. 0以上且4. 6以下的玻璃。
[0111] (vii)含有 66 ~75% Si02、0 ~3% Al2O3U ~9% MgOU ~12% CaOUO ~16% Na20、0~5% K2O的玻璃。
[0112] (熱塑性樹脂）
[0113] 本實施方式的蓋構件1包含熱塑性樹脂的情況下，只要使用薄壁部13的表面14 向正面側凸起這樣的模具，通過射出成形、擠出成形進行成形即可。
[0114] (變形例）
[0115] 到目前為止，對XY平面中薄壁部13的周邊（四個端部）與厚壁部17連接的蓋構 件1進行了說明，但如圖7所示，也可以是薄壁部13的三個端部與厚壁部17連接的構成。 在此情況下，薄壁部13的一個端部（圖7的例子中Y方向端部）不與厚壁部17連接，成為 開放端。另外，如圖8所示，也可以為薄壁部13的二個端部與厚壁部17連接的構成。在此 情況下，薄壁部13的二個端部（圖8的例子中Y方向兩端部）不與厚壁部17連接，成為開 放端。另外，如圖9所示，也可以為薄壁部13的一個端部與厚壁部17連接的構成。在此情 況下，薄壁部13的三個端部（圖9的例子中Y方向兩端部和X方向端部）不與厚壁部17 連接，成為開放端。這樣，通過薄壁部13的周邊中至少一部分不與厚壁部17連接而開放， 由此如在實施例中后面所述，可以使化學強化后的薄壁部13的翹曲量減少。這樣，能調節 薄壁部13的翹曲量。
[0116] 另外，在背面5設置的凹部7的個數可以為多個，在此情況下，也僅與凹部7相同 個數地形成薄壁部13。例如，應當配置于蓋構件1背面的傳感器為多個的情況下，只要設置 與該傳感器的個數相同個數的凹部7即可。
[0117] 另外，凹部7的形狀沒有特別限制，可以應用任意的形狀。例如，從凹部7的Z方 向觀察到的剖面形狀不限于矩形形狀，可以應用例如圓形狀、三角形形狀等。
[0118] 實施例
[0119] 以下，通過實施例對本發明進行說明，但本發明不限于這些。
[0120] (實施例1)
[0121] 在將玻璃構件101進行化學強化而得到包含化學強化玻璃的蓋構件1時，在使化 學強化條件和薄壁部113的Z方向厚度變化的情況下，基于實施例1-1~1-6驗證對化學 強化后的薄壁部13的翹曲量的影響。
[0122] 首先，對得到實施例1-1~1-6的蓋構件1的方法進行說明。對于實施例1-1~ 1-6,分別使用旭硝子公司制化學強化用玻璃"Dragontrail (注冊商標）"，以X方向寬度為 35mm、Y方向寬度為35mm、Z方向厚度為0. 7mm的方式切斷，研削，研磨，由此得到玻璃構件 101 (例如參照圖3。）。
[0123] 接著，對玻璃構件101的背面105的中央部分實施蝕刻處理，由此形成X方向寬度 為20mm、Y方向寬度為18mm的凹部107 (例如參照圖4。）。此處，凹部107的Z方向厚度在 各實施例中不同，在實施例1-1中為〇. 60mm，在實施例1-2中為0. 55mm，在實施例1-3中為 0. 50mm，在實施例1_4中為0. 60mm，在實施例1_5中為0. 55mm，在實施例1_6中為0. 50mm。 因此，薄壁部113的Z方向厚度也在各實施例中不同，在實施例1-1中為0. 1mm，在實施例 1-2中為0· 15mm，在實施例1-3中為0· 2mm，在實施例1-4中為0· 1mm，在實施例1-5中為 0· 15mm，在實施例1-6中為0· 2mm。即，可以將實施例1-1與實施例1-4、實施例1-2與實施 例1-5、實施例1-3與實施例1-6分別相等地設定凹部107和薄壁部113的尺寸。此處，通 過用氫氟酸對實施了掩模處理的玻璃構件101進行蝕刻來進行蝕刻處理以得到所希望的 凹部107。
[0124] 最后，通過對各實施例中的玻璃構件101進行化學強化處理，由此得到各實施例 所涉及的蓋構件1(例如參照圖5。）。作為化學強化條件，對于實施例1-1~1-3使玻璃構 件101浸漬于410°C的硝酸鉀熔融鹽中4小時，對于實施例1-4~1-6使玻璃構件101浸漬 于410°C的硝酸鉀熔融鹽中2小時。
[0125] 在表1中示出對各實施例所涉及的蓋構件1測定化學強化后的薄壁部13的翹曲 量的結果。此處，薄壁部13的翹曲量是指由圖5中的表面3規定的基準面與表面14最突 出部位之間的Z方向距離。另外，通過利用表面位移計對XY平面進行掃描來測定薄壁部13 的翹曲量。
[0126] [表 1]
[0128] 通過將實施例1-1~1-3和實施例1-4~1-6分別進行比較，知道：隨著化學強化 前的薄壁部113的Z方向厚度變大，即隨著（厚壁部117的Z方向厚度/薄壁部113的Z 方向厚度）的值變小，化學強化后的薄壁部13的翹曲量變小。認為其是因為，Z方向厚度越 大，薄壁部13的內部拉伸應力CT越小而接近厚壁部17的CT，因此薄壁部13與厚壁部17 的膨脹差變小。因此，推測通過減小化學強化前的厚壁部117的Z方向厚度，化學強化后的 薄壁部13的翹曲量也變小。
[0129] 另外，通過將實施例1-1和1-4、實施例1-2和1-5、實施例1-3和1-6分別比較， 知道：隨著化學強化時間變短，化學強化后的薄壁部13的翹曲量變小。認為其是因為，化學 強化時間越短，強化條件越緩，薄壁部13和厚壁部17的CT的差越小，薄壁部13與厚壁部 17的膨脹差變小。因此，推測除了化學強化時間以外，通過將化學強化時的處理溫度設定在 低水平，薄壁部13的翹曲量也變小。
[0130] 這樣，明確了：通過變更化學強化前的薄壁部113和厚壁部117的Z方向厚度、化 學強化的條件，可以調節化學強化后的薄壁部13的翹曲量。
[0131] (實施例2)
[0132] 在將玻璃構件101進行化學強化而得到包含化學強化玻璃的蓋構件1時，在使薄 壁部13的周邊與厚壁部17的連接范圍變化的情況下，基于實施例2-1~2-4和比較例驗 證對化學強化后的薄壁部13的翹曲量的影響。
[0133] 首先，對得到圖10~14中分別示出的實施例2-1~2-4和比較例的蓋構件1的 方法進行說明。關于實施例2-1~2-4和比較例，分別將旭硝子公司制化學強化用玻璃 "Dragontrail (注冊商標）"切斷，研削，研磨，由此得到玻璃構件101 (例如參照圖3。）。 在表2中，示出實施例2-1~2-4和比較例所涉及的玻璃構件101的X方向寬度、Y方向寬 度、和Z方向厚度。
[0134] [表 2]
[0136] 接著，如圖10~13所示，通過對實施例2-1~2-4所涉及的玻璃構件101的背面 105實施蝕刻處理，形成X方向寬度為10mm、Y方向寬度為20mm、Z方向厚度為0. 33mm的凹 部107。此處，與實施例1同樣地進行蝕刻處理。
[0137] 如圖10所示，在實施例2-1的玻璃構件101中，在XY平面的中央部分設置有凹部 107,薄壁部113的周邊（四個端部）與厚壁部117連接。
[0138] 如圖11所示，將實施例2-2的玻璃構件101制成削除了位于比實施例2-1的玻璃 構件101中薄壁部113更靠Y方向一端側（圖中，下側）的厚壁部117的形狀。即，為薄壁 部113的三個端部與厚壁部117連接的構成，薄壁部113的一個端部（Y方向端部）不與厚 壁部117連接，成為開放端。
[0139] 如圖12所示，將實施例2-3的玻璃構件101制成削除了位于比實施例2-2的玻璃 構件101中薄壁部113更靠Y方向另一端側（圖中，上側）的厚壁部117的形狀。即，為薄 壁部113的二個端部與厚壁部117連接的構成，薄壁部113的二個端部（Y方向兩端部）不 與厚壁部117連接，成為開放端。
[0140] 如圖13所示，將實施例2-4的玻璃構件101制成削除了位于比實施例2-3的玻璃 構件101中薄壁部113更靠X方向一端側（圖中，右側）的厚壁部117的形狀。即，為薄壁 部113的一個端部與厚壁部117連接的構成，薄壁部113的三個端部（Y方向兩端部和X方 向端部）不與厚壁部117連接，成為開放端。
[0141] 如圖14所示，將比較例的玻璃構件101制成削除了位于比實施例2-4的玻璃構件 101中薄壁部113更靠X方向另一端側（圖中，左側）的厚壁部117的形狀。即，比較例的 玻璃構件101不具有厚壁部117,僅包含薄壁部113,該薄壁部113的周邊（四個端部）成 為開放端。
[0142] 最后，通過對各實施例和比較例中的玻璃構件101進行化學強化處理，由此得到 各實施例和比較例所涉及的蓋構件1(參照圖10~14)。作為化學強化條件，使玻璃構件 101浸漬于425°C的100%硝酸鉀熔融鹽中4小時。
[0143] 對各實施例和比較例所涉及的蓋構件1測定化學強化后的薄壁部13的翹曲量的 結果在表3中示出。使用激光位移計測定薄壁部13的翹曲量。
[0144] 「表 31
[0146] 知道：隨著開放端的個數變多，化學強化后的薄壁部13的翹曲量變小。認為其是 因為，由薄壁部13與厚壁部17的膨脹差而在薄壁部13中引起的應力被開放端解除。
[0147] 這樣，明確了 ：通過薄壁部13的周邊中至少一部分不與厚壁部17連接而開放，可 以減少化學強化后的薄壁部13的翹曲量。因此，通過使薄壁部13的周邊與厚壁部17的連 接范圍變化，能調節薄壁部13的翹曲量。
【主權項】
1. 一種蓋構件，其對保護對象進行保護， 其特征在于： 所述蓋構件具備通過在該蓋構件的背面設置凹部而形成的薄壁部、和與所述薄壁部連 接的厚壁部； 所述厚壁部的表面為平面形狀，所述薄壁部的表面為曲面形狀。2. 如權利要求1所述的蓋構件，其特征在于，所述薄壁部的表面與所述厚壁部的表面 相比為更向正面側凸起的曲面形狀。3. 如權利要求1或2所述的蓋構件，其特征在于，所述蓋構件為玻璃。4. 如權利要求3所述的蓋構件，其特征在于，所述玻璃為化學強化玻璃。5. 如權利要求1~4中任一項所述的蓋構件，其特征在于，所述保護對象為便攜式信息 終端。6. -種便攜式信息終端，其特征在于，具有權利要求1~5中任一項所述的蓋構件。7. -種保護玻璃的制造方法，通過將玻璃構件進行化學強化從而制造對保護對象進行 保護的保護玻璃， 所述玻璃構件具備通過在該玻璃構件的背面設置凹部而形成的薄壁部、和與所述薄壁 部連接的厚壁部， 通過將所述玻璃構件進行化學強化，使所述薄壁部的表面變形為曲面形狀。
【文檔編號】C03C3/085GK105844208SQ201510716555
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年10月29日
【發明人】長谷川智晴, 佐野真
【申請人】旭硝子株式會社