JP2007128054A

JP2007128054A - 携帯機器表示装置用保護板

Info

Publication number: JP2007128054A
Application number: JP2006268391A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobayashi; 正宏小林; Koichi Hashimoto; 幸市橋本
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP4793756B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、肉厚を薄くしても充分にディスプレイを保護できる携帯機器表示装置用保護板を提供することである。
【解決手段】本発明の携帯機器表示装置用保護板は、ヤング率が７５ＧＰａ以上の板ガラスを備えてなることを特徴とし、また、本発明の携帯機器表示装置用保護板は、質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５０〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜２５％、Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ１５〜３０％の組成を含有する板ガラスを備えてなることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、携帯機器の表示装置の破損等から保護するための保護板に関するものである。

近年、携帯機器、特に携帯電話、デジタルカメラや携帯情報端末（ＰＤＡ）は、小型化、軽量化、薄肉化が図られている。一方、それらのディスプレイは大型化が図られている。このようなディスプレイには液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）が主に使用されている。

これらのディスプレイには、テレビやパソコンのモニタのように固定して使用するディスプレイに比べて取り扱い上、衝撃や外力が加わりやすい。例えば、ＬＣＤに外力が加わると、「パドリング」と呼ばれる画像の乱れが生じたり、ガラス基板が破損したりする場合がある。そのため、ディスプレイを保護するために透明な樹脂板（保護板）がディスプレイと平行に一定幅の間隔を介して設置されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、樹脂板は長期間にわたって使用すると、樹脂が劣化して透明度が低下したり、表面に汚れや傷がついたりしてディスプレイが見にくくなるという問題を有していた。このような問題を解決するために樹脂板の替わりにガラス板を保護板に使用することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−２９９１９９号公報特開２００３−１４０５５８号公報

ガラスからなる保護板には、上記したように透明度が低下すること、汚れや傷がつきにくいことなどが要求されるが、特に近年、携帯機器の薄肉化のために保護板自体の肉厚を薄くすることが要求されている。

しかし、ガラスからなる保護板の肉厚を薄くすると、破損しやすくなるとともに撓みやすく保護板として機能しないおそれがある。

本発明の目的は、肉厚を薄くしても充分にディスプレイを保護できる携帯機器表示装置用保護板を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討した結果、ガラスの組成に特にＡｌ₂Ｏ₃を多く（１５〜２５％）添加すると、ガラス板が撓みにくくなることと、化学強化による効果が高くなり破損しにくくなることを見いだし、本発明として提案するものである。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、ヤング率が７５ＧＰａ以上の板ガラスを備えてなることを特徴とする。

また、本発明の携帯機器表示装置用保護板は、質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５０〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜２５％、Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ１５〜３０％の組成を含有する板ガラスを備えてなることを特徴とする。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、ヤング率が７５ＧＰａ以上の板ガラスを備えてなるため、肉厚が薄くても撓みにくいとともに破損しにくい。その結果、肉厚を薄くしてもディスプレイを充分に保護することができるため、携帯機器自体も薄肉化することができる。

ヤング率は、７８ＧＰａ以上であると好ましく、８０ＧＰａ以上であるとより好ましい。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、板ガラスの硬度が５００Ｈｖ以上であると表面に傷がつきにくいため、破損の原因にならないとともに、表示が見にくくならず好ましい。６００Ｈｖ以上であるとより好ましく、６５０Ｈｖ以上であるとさらに好ましい。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、強化されていると破損しにくくなるため好ましい。特に表面応力値が７００ＭＰａ以上であると、破損を防止する効果に優れるため好ましい。

保護板を強化する方法としては、歪点以上の温度から急激に冷却する方法（物理強化）や、保護板が含有するアルカリ金属イオン（例えば、Ｌｉ⁺やＮａ⁺）をイオン半径の大きなアルカリ金属イオン（例えば、Ｋ⁺）とイオン交換する方法（化学強化）が広く使用されているが、イオン交換する方法の方が大きな圧縮応力を付与できるため破損しにくく好ましい。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、少なくとも片面（特に外表面側）に反射防止膜が形成されていると、写りこみが少なく表示装置の画像や映像が見やすくなるため好ましい。

また、本発明の携帯機器表示装置用保護板に、透明導電膜が形成されていると、電磁波を遮蔽できるとともに、帯電しにくいためほこりなど汚れが付着しにくい。透明導電膜としては、スズ含有酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモン含有酸化インジウム、フッ素含有酸化インジウム等の酸化物やアルミニウム、金、銀等の金属薄膜が使用可能である。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、飛散防止膜が形成されていると、板ガラスが破損しても破片が飛散しにくいため好ましい。飛散防止膜は、どちらの面に形成されていても良いが外表面側に形成されていると破片の飛散を防止する効果に優れるため好ましい。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５０〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜３０％、Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ１５〜３０％の組成を含有するガラスからなると、ヤング率が大きく撓みにくいため好ましい。

ＳｉＯ₂は、ガラスの骨格を形成する成分である。５０％よりも少ないと耐候性が得られにくい傾向があり、８０％よりも多いとガラスの粘性が高くなるため溶融が難しくなる傾向があるとともに、液相温度が上昇するため成形が困難になりやすい。好ましくは５５〜７５％であり、より好ましくは６０〜７０％であり、さらに好ましくは６２〜６８％である。

Ａｌ₂Ｏ₃は、ヤング率を高めるとともに、イオン交換を促進して強化しやすくする成分でもある。１５％よりも少ないと上記の効果を充分に得にくい傾向があり、３０％よりも多いとガラスの粘性が高くなるため溶融が難しくなるとともに、液相温度が上昇するため成形が困難になりやすい。好ましくは１７〜２８％であり、より好ましくは２０〜２５％である。

Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＺｎＯは、ヤング率を高める成分である。これらの成分の合量が１５％よりも少ないとヤング率を充分に大きく出来ない傾向があり、３３％よりも多いと溶融しにくかったり、失透が発生しやすかったりするため好ましくない。

ＭｇＯは、必須成分ではないが、含有量が５％まで添加することができる。５％よりも多いと失透が発生しやすく、成形しにくい。含有量は４％以下であると好ましく、３．５％以下であるとより好ましい。

ＺｎＯも必須成分ではないが、含有量が５％まで添加することができる。５％よりも多いと失透が発生しやすい。含有量は４％以下であると好ましく、３．５％以下であるとより好ましい。

上記した以外にも以下の成分を添加することができる。

Ｌｉ₂Ｏは、イオン交換によってガラスを強化するために、また溶融性を高めるために使用される成分であり、６％まで添加することができる。含有量が６％よりも多いとガラスが失透しやすくなったり、分相によって白濁しやすくなったりする。含有量は５．５％以下であると好ましく、５．２％以下であるとより好ましい。

Ｎａ₂Ｏもイオン交換によってガラスを強化するために、また溶融性を高めるために使用される成分であり、５％まで添加することができる。含有量が５％よりも多いとヤング率が低下するおそれがあるため好ましくない。含有量は４．５％以下であると好ましく、４．２％以下であるとより好ましい。

Ｌｉ₂ＯとＮａ₂Ｏは、Ｋ⁺とイオン交換することによって強化される成分であるため含有量が１％以上含有されていることが好ましい。１％よりも少ないとＫ⁺とイオン交換しても充分に強化されにくいため好ましくない。

Ｋ₂Ｏは、溶融性を高めるとともに熱膨張係数を大きくする成分であり、５％まで添加することができる。含有量が５％よりも多いと、ヤング率が低下するおそれがあるため好ましくない。含有量は４．５％以下であると好ましく、４．２％以下であるとより好ましい。

ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、溶融性を高める成分であるが、失透が発生しやすい成分でもある。そのためこれらの成分は合量で８％まで添加することができる。７％以下であると好ましく、６．５％以下であるとより好ましい。

ＴｉＯ₂は、高温でのガラス粘度を低くするとともに耐候性を付与する成分であるが、失透が発生しやすい成分であり、８％まで添加することができる。６％以下であると好ましく、４％以下であるとより好ましい。

ＺｒＯ₂は、耐候性を付与する成分であるが、失透しやすいとともに溶融しにくい成分でもあり、７％まで添加することができる。５％以下であると好ましく、４％以下であるとより好ましい。

Ｐ₂Ｏ₅は、失透の発生を抑制する成分であるが、分相しやすい成分であるため７％まで添加することができる。５％以下であると好ましく、４％以下であるとより好ましい。

清澄剤としてＡｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₅、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆをそれぞれ２％まで添加してもよいが、Ａｓ₂Ｏ₃は、環境負荷物質であるため含有しないことが好ましい。

有色酸化物であるＦｅ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、ＣｏＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＮｉＯ等の含有量は合量で１％以下であることが好ましい。合量の含有量が０．７％以下であるとより好ましく、０．５％以下であるとさらに好ましい。

以下、実施例と比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

表１は各試料のガラス組成および特性を示し、表２は各試料の撓み量を示し、表３は化学強化前後の特性を示す。

各試料（実施例および比較例１）は以下のようにして作製した。

まず、表１に記載の組成となるようにガラス原料を調合した後、白金ルツボに投入し、１６００℃で５時間電気炉を用いて溶融ガラスとした。

次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、ローラーを用いて１．２ｍｍの厚さのガラス板を作製した。

最後に、６５０℃でアニールした後、表面を光学研摩して試料とした。

ヤング率は、２０×４０×１ｍｍの試料を作製し、共振法により測定した。測定装置は非破壊弾性率測定システム（鐘紡製ＫＩ−１１）を用いた。

硬度は、微小硬度計（松沢精機製ＭＸＴ−５０）を用いて１０回測定し、その平均を算出した。

平均透過率は、４０×４０×０．７ｍｍの試料を作製し、分光光度計（島津製作所製ＵＶ−３１００ＰＣ）を用いて波長４００〜７００ｎｍの各波長における透過率をスリット幅２ｎｍで測定し、平均して算出した。

密度は、周知のアルキメデス法により測定した。

次に、撓み量を以下のようにして測定した。

まず、表２に示す各試料を用意し、試料の各辺が１ｍｍ幅で支持される枠に配設した。

次に、試料の中央に、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形断面を有する棒で試料表面と垂直な方向に１０Ｎの荷重を加え、その中央の変位量を撓み量として測定した。

次に、実施例および比較例１の試料を３５×３５×０．７０ｍｍの基板をそれぞれ５枚づつ用意し、表３に記載の条件で硝酸カリウム融液中に浸漬した。

表面応力計（東芝製ＦＳＭ−６０）を用いて試料表面に圧縮応力層が形成されていることを確認し、その応力値およびその深さを測定した。

また、浸漬した試料を内径２５ｍｍの平滑なリング上に載置し、直径１２．５ｍｍの平滑な圧子を用いて、試料の中央に破損するまで荷重をかけ、５回の破壊荷重の平均値を算出し平均破壊強度とした。

表１から明らかなように、実施例１のヤング率は８１ＧＰａ、実施例２のヤング率は８２ＧＰａであり、比較例１は７０ＧＰａであった。

また、表２から明らかなように、同じサイズの試料において実施例は、比較例１よりも撓み量が小さい。このため実施例は試料自体の薄肉化またはディスプレイとの間隔を小さくできるため携帯機器の薄肉化に有効である。

また、表３から明らかなように、強化後の実施例１および実施例２は、強化後の比較例１よりも高い平均破壊強度であった。

本発明の携帯機器表示装置用保護板は、携帯電話、デジタルカメラやＰＤＡだけでなく、例えば、携帯ゲーム機、ポータブル音楽プレヤー、ＩＣレコーダー、電子辞書等のディスプレイの保護板として使用可能である。

Claims

ヤング率が７５ＧＰａ以上の板ガラスを備えてなることを特徴とする携帯機器表示装置用保護板。
板ガラスが物理強化または化学強化されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯機器表示装置用保護板。
板ガラスの表面応力値が７００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯機器表示装置用保護板。
板ガラスの表面に飛散防止フィルムが貼付されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯機器表示装置用保護板。
質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５０〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜３０％、Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ１５〜３０％の組成を含有する板ガラスを備えてなることを特徴とする携帯機器表示装置用保護板。
板ガラスが質量％表示で、ＳｉＯ₂ ５０〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃ １５〜３０％、Ａｌ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ１５〜３０％の組成を含有するガラスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の携帯機器表示装置用保護板。