(57)【要約】【課題】薄板化しつつ割れの発生を抑制可能なフラットパネルディスプレイ用カバーガラスを提供する【解決手段】中央に配置される表示パネルを囲繞するように上枠体５１、下枠体５２、左枠体５３及び右枠体５４からなり、上枠体５１、下枠体５２、左枠体５３及び右枠体５４の少なくとも一部に開口部５５を有する板金５０により縁部が支持されたフラットパネルディスプレイ用カバーガラス３０であって、略全体が０．５〜２．０ｍｍの範囲内で略一定の板厚を有し、板金５０の開口部５５に対応する部分には、板厚が他の部分よりも厚くなるように板厚調整部６０が形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に配置される表示パネルを囲繞するように上枠体、下枠体、左枠体及び右枠体からなり、前記上枠体、下枠体、左枠体及び右枠体の少なくとも一部に開口部を有する板金により縁部が支持されたフラットパネルディスプレイ用カバーガラスであって、
略全体が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内で略一定の板厚を有し、
前記板金の開口部に対応する部分には、板厚が他の部分よりも厚くなるように板厚調整部が形成されることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
【請求項２】
前記板厚調整部は、前記板金の開口部と略同形状の透光材を接着剤で固定したものであることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
【請求項３】
前記板厚調整部は、前記他の部分と同じ組成のガラスからなり且つ前記板金の開口部と略同形状のガラス片を接着剤で固定したものであることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
【請求項４】
前記開口部が複数ある場合には、前記開口部毎に前記板厚調整部の板厚が異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示部分の全面を覆うフラットパネルディスプレイ用カバーガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイにおいて、画像表示部分よりも広い領域となるように薄い板状のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスをディスプレイの前面に配置することが行なわれている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
近年、このディスプレイ装置用カバーガラスはより薄板化される傾向に、すなわち、ガラス強度が低下する方向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特に、上枠体、下枠体、左枠体及び右枠体からなり中央に配置される表示パネルを囲繞する板金により縁部が支持されたディスプレイ装置用カバーガラスは、中央部よりも縁部側で応力が集中して破壊しやすい傾向がある。これは、中央部ではガラスのたわみにより応力が分散されるのに対し、縁部側では板金により拘束されるため、応力が集中しやすいからである。
【０００６】
また、近年、リモコンの受光部や光量調整カメラ等を配置するため板金に開口部を設けることが考えられている。この開口部に位置するディスプレイ装置用カバーガラスの部分は、四方が板金に囲まれるため拘束が強く、それゆえより応力が集中しやすく、割れやすいと考えられる。
【０００７】
従って、カバーガラスを割れないようにするためには、板金の開口部に対応する部分の板厚を基準に全体の板厚を決めることが考えられるが、そうすると薄板化の要請にこたえることができない。また、これに対応するため、ディスプレイ装置用カバーガラスの表面に保護フィルムを貼ることも考えられるが、保護フィルムの使用は部品点数や工程の増加をもたらすので好ましくない。
【０００８】
そこで、本発明は、薄板化しつつ割れの発生を抑制可能なフラットパネルディスプレイ用カバーガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、先ず、板金の開口サイズと落球試験時の最大応力との関係を調べた。図４は、正方形の板金の開口の一辺の長さと、落球試験時の最大応力との関係を示したものである。なお、板金の開口サイズは、板金の開口部分のガラス板の面積と同一視することができる。
【００１０】
板金の開口サイズをかえたときの落球試験時の最大応力は衝撃応力解析（ソフトウエア
Pamcrash-2G  ver.2009  （日本ESI社））により求めた。パラメータとして、板金の比重を８ｇ／ｃｍ３、ヤング率を２００ＧＰａ、ポアソン比を０．３、ガラスの比重を２．
５ｇ／ｃｍ３、ヤング率を８０ＧＰａ、ポアソン比を０．２、厚さを２ｍｍ、落球条件は、直径５０ｍｍ、５１０ｇの剛体が高さ４０ｃｍから落ちる２Jのエネルギーとした。衝撃応力解析で求めた最大応力は、ガラスにひずみゲージを張り付けて応力を測定することで、略等しい値となることを実験により確認した。
【００１１】
本発明者らは、板金の開口サイズと落球試験時の最大応力には、図４に示すように、板金の開口サイズが小さければ小さいほど応力が集中しやすく割れやすい傾向があるという知見を得た。
【００１２】
しかしながら、板金の開口サイズを大きくすると表示パネルに干渉してしまうため、開口サイズには一定の制約がある。そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、予め決められた開口サイズを考慮して、ガラス板を薄板化しつつ板金の開口部に対応する部分のガラス強度を確保するに至った。
【００１３】
本発明は、以下の態様を提供するものである。
（１）中央に配置される表示パネルを囲繞するように上枠体、下枠体、左枠体及び右枠体からなり、前記上枠体、下枠体、左枠体及び右枠体の少なくとも一部に開口部を有する板金により縁部が支持されたフラットパネルディスプレイ用カバーガラスであって、
略全体が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内で略一定の板厚を有し、
前記板金の開口部に対応する部分には、板厚が他の部分よりも厚くなるように板厚調整部が形成されることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
（２）前記板厚調整部は、前記板金の開口部と略同形状の透光材を接着剤で固定したものであることを特徴とする（１）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
（３）前記板厚調整部は、前記他の部分と同じ組成のガラスからなり且つ前記板金の開口部と略同形状のガラス片を接着剤で固定したものであることを特徴とする（１）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
（４）前記開口部が複数ある場合には、前記開口部毎に前記板厚調整部の板厚が異なることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
【発明の効果】
【００１４】
上記(１）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスによれば、板金の開口部に対応する応力が集中しやすい領域に板厚調整部を形成することにより、フラットパネルディスプレイ用カバーガラスを薄板化しつつ、割れの発生を抑制することができる。
【００１５】
上記（２）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスによれば、板厚調整部を容易に形成することができる。
【００１６】
上記（３）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスによれば、取り扱いが容易となる。
【００１７】
上記（４）に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスによれば、それぞれの板金の開口部の大きさにあわせて板厚調整部を形成することで、フラットパネルディスプレイ用カバーガラスを軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態のディスプレイ装置用カバーガラスが配置されたディスプレイ装置の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図２】図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１（ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】板金の開口の一辺の長さと、落球試験時の最大応力との関係を示したグラフである。
【図５】板金の開口サイズをかえたときの、ガラス板の厚みと落球試験時の最大応力との関係を示したグラフである。
【図６】板金の開口サイズＡのときの落球試験時の、ガラス板の厚みと落球試験時の最大応力との関係を模式的に示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のディスプレイ装置用カバーガラスについて説明する。
先ず、本発明のディスプレイ装置用カバーガラス（以下、単にカバーガラスと呼ぶ。）が配置された一実施形態のディスプレイ装置について図１及び図２を参照して説明する。なお、以下の説明において、前後左右は図２中の矢印の向きを基準とする。
【００２０】
ディスプレイ装置１０は、図１及び図２に示すように、全体として略矩形状の外観を有し、概して筐体１５内に設けられた表示パネル２０と、表示パネル２０の全面を覆い筐体１５の前方に配置されるカバーガラス３０とを備える。
【００２１】
カバーガラス３０は、主として、ディスプレイ装置１０の美観や強度の向上、衝撃破損防止などを目的として設置されるものであり、例えば略全体が０．５〜２．０ｍｍの範囲内で一定の板厚を有する一枚の板状ガラスである。なお、略全体が一定の板厚を有するとは、その一部である縁部において異なる板厚を有する部分が存在するが、大部分は一定の板厚を有することを意味している。なお、この異なる板厚を有する部分とは後述する板厚調整部６０である。
【００２２】
カバーガラス３０は、図２に示すように、表示パネル２０の表示側（前側）から離間するように（空気層を有するように）設置されており、筐体１５上に板金５０で縁部を支持された状態で配置される。なお、カバーガラス３０には、前面及び/又は背面に、例えば、周囲光の反射防止、衝撃破損防止、電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調補正、及び／又は耐傷性向上などの機能を有する機能膜が設けられていてもよい。
【００２３】
このカバーガラス３０としては、例えば以下の組成のガラスが使用される。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス
【００２４】
カバーガラス３０の縁部を支持する板金５０は、不透光性の金属から構成され、中央に配置される表示パネルを囲繞するように上枠体５１、下枠体５２、左枠体５３及び右枠体
５４からなり、上枠体５１、下枠体５２、左枠体５３及び右枠体５４の少なくとも一部に略正方形の開口部５５（５５ａ、５５ｂ）が設けられている。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、カバーガラス３０の左下の下枠体５２の一部に、２つの開口部５５ａ、５５ｂが形成されており、例えば、リモコンの受光部や光量調整カメラ等が配置され、リモコンの受光部や光量調整カメラ等がディスプレイ装置１０の前方側から受光可能となっている。なお、開口部は、上枠体５１、下枠体５２、左枠体５３及び右枠体５４のいずれに設けられていてもよく、形状や数は任意に設定されうる。
【００２５】
ここで、米国国内で使用される電化製品に適用される安全規格としてＵＬ６００６５規格が知られているが、ＵＬ６００６５規格では落球最低強度が２Ｊ以上であることが要求される。上述したように、板金５０の開口部５５に位置するカバーガラス３０の部分は、特に応力が集中しやすく割れやすい。
【００２６】
そこで、本発明では、板金５０の開口部５５に位置する部分に、ガラス強度を向上させるため、板厚が他の部分よりも厚くなるように板厚調整部６０を形成している。板厚調整部６０は、透光性を有するガラスや樹脂等の透光材からなり、好ましくはカバーガラス３０の他の部分と同じ組成のガラス片であり、他の部分と一体的に形成されるものでも、接着剤等で取り付けられるものでもよい。透光材としては、ガラス以外に、ポリカーボネート、アクリル、透明結晶化ガラス、スチレン系透明樹脂、レジン系樹脂、シリコン系樹脂等が挙げられる。
【００２７】
次に板厚調整部６０の板厚について説明する。
表１は、板金の開口サイズをかえたときの、ガラス板の厚みと落球試験時の最大応力との関係を示したものであり、図５は表１をグラフにしたものである。
【００２８】
板金の開口サイズをかえたときの落球試験時の最大応力は、衝撃応力解析（ソフトウエア  Pamcrash-2G  ver.2009  （日本ESI社））により求めた。パラメータとして、図４と同様に、板金の比重を８ｇ／ｃｍ３、ヤング率を２００ＧＰａ、ポアソン比を０．３、ガラスの比重を２．５ｇ／ｃｍ３、ヤング率を８０ＧＰａ、ポアソン比を０．２、落球条件は、直径５０ｍｍ、５１０ｇの剛体が高さ４０ｃｍから落ちる２Jのエネルギーとした。衝撃応力解析で求めた最大応力は、ガラスにひずみゲージを張り付けて応力を測定することで、略等しい値となることを実験により確認した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
図５から、板金の開口サイズに関わらず、ガラス板の厚みと落球試験時の最大応力との間には、極大値をもつような関係が得られた。即ち、ガラスの厚みが増えると、最初は落球試験時の最大応力が大きくなるが、ある厚みを超えると落球試験時の最大応力は次第に小さくなっている。
【００３１】
続いて、この関係から板厚調整部６０の板厚の設定方法について、先ず図５を模式的に示した図６を用いて説明する。図６は、板金の開口サイズＡのときの落球試験時の、ガラス板の厚みと落球試験時の最大応力との関係を模式的に示したグラフである。
例えばＵＬ６００６５規格における落球最低強度の２Ｊでの衝撃応力をσＵＬと仮定したとき、板金の開口サイズＡでは、板厚ｔ０からｔ２でガラス板の落球試験時の最大応力が、衝撃応力σＵＬを超えるためガラスが割れてしまう。板厚がｔ２より大きい場合、衝撃応力がガラスの強度を下回るため、ガラスは割れない。また、板厚がｔ０より小さい場合も、落球試験時の衝撃応力がガラスの強度を下回るため、ガラスは割れない。ただし、板金の開口部の板厚をｔ０より小さくするのは、加工が困難であるため好ましくない。従って、ガラス板が衝撃応力σＵＬを上回るためには、ガラス板における板金の開口部の板厚をｔ２より大きくする必要がある。
【００３２】
カバーガラスの略全体の板厚をｔ１ｍｍ（落球試験時の最大応力σｔ１＞σＵＬ）とした場合、板厚をｔ２ｍｍ以上とするためには、例えばｔ２ｍｍとｔ１ｍｍの差（ｔ２−ｔ１）以上の板厚を有する開口部と略同一形状の透光材を接着剤で貼り付けることが考えられる。
【００３３】
このように、板金の開口部に、板厚が略全体の板厚よりも厚くなるように板厚調整部６０を形成し、その部分の最大応力をあげることで、カバーガラス全体をｔ２ｍｍとする場合に比べて薄板化を図ることができ、割れの発生を抑制することができる。
【００３４】
実際に、図５を用いて、板厚調整部６０の決定方法を説明する。
開口部５５ａ、５５ｂの面積が、それぞれ４５×４５ｍｍ２、１５×１５ｍｍ２、カバーガラス３０の略全体の板厚が１．１ｍｍであるとし、ＵＬ６００６５規格における落球最低強度の２Ｊでの衝撃応力を１．５ＧＰａと仮定したとき、開口部５５ａに対応する部分の板厚を２．２ｍｍ以上とするため、板厚１．１ｍｍの厚さのガラス片を開口部５５ａに対応する部分に接着剤で固定するとともに、開口部５５ｂに対応する部分の板厚を２．４ｍｍ以上とするため、板厚１．３ｍｍの厚さのガラス片を開口部５５ｂに対応する部分に接着剤で固定する。これにより、応力集中が発生して割れやすい板金５０の開口部５５ａ、５５ｂにおける割れの発生を抑制することができる。
【００３５】
即ち、この例の場合、板金５０の開口部５５ａに対応する板厚調整部６０は、他の部分よりも１．１ｍｍ厚く、板金５０の開口部５５ｂに対応する板厚調整部６０は、他の部分よりも１．３ｍｍ厚くなる。なお、板金５０の開口部５５ａに対応する板厚調整部６０も、板金５０の開口部５５ｂに対応する板厚調整部６０にあわせて他の部分よりも１．３ｍｍ厚くしてもよい。上記実施例では、ＵＬ６００６５規格における落球最低強度の２Ｊでの衝撃応力を下回るように、且つ、落球試験時の最大応力が略等しくなるように、それぞれの板厚調整部６０の板厚を決定している。これにより、カバーガラス３０を軽量化することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、開口部５５ａ、５５ｂを正方形として説明したが、これに限らず、任意の形状とすることができる。その際、開口部の形状とサイズに応じた、図５に対応するグラフを作成することで、板圧調整部６０の板厚を決定することができる。
【００３７】
ここで実施例１として、比重：２．５ｇ／ｃｍ３、ヤング率：８０ＧＰａ、ポアソン比：０．２、板厚：１．１ｍｍのガラスを用いた４０インチのフラットパネルディスプレイ用カバーガラスにおいて、板金の開口サイズが３０×３０である部分には、板厚調整部として１．４ｍｍの板厚のガラス片を貼り付けた。
【００３８】
また、実施例２として、比重：２．５ｇ／ｃｍ３、ヤング率：８０ＧＰａ、ポアソン比
：０．２、板厚：０．７ｍｍのガラスを用いた４０インチのフラットパネルディスプレイ用カバーガラスにおいて、板金の開口サイズが１５×１５である部分には、板厚調整部として１．８ｍｍの板厚のガラス片を貼り付けた。
【００３９】
これらのカバーガラスに、ＵＬ６００６５規格における落球最低強度の２Ｊでの衝撃応力を与えところ、カバーガラスに割れは発生しないことを確認した。概して、カバーガラスに板厚調整部を形成した部分の厚さ（即ち、カバーガラスの略全体の厚さに板厚調整部の厚さを加えた厚さ）は、カバーガラスの略全体の板厚を基準とした場合に、２００％〜５００％の範囲内であり、複数の板厚調整部がある場合、両者の板厚の差は、１００％〜２００％である。
【００４０】
以上説明したように本実施形態によれば、カバーガラス３０の略全体が０．５〜２．０ｍｍの範囲内で略一定の板厚を有し、板金５０の開口部５５ａ、５５ｂに対応する部分には、板厚が他の部分よりも厚くなるように板厚調整部６０を形成することで、カバーガラス３０の薄板化しつつ、割れの発生を抑制することができる。
【００４１】
また、板厚調整部６０は、板金５０の開口部５５ａ、５５ｂと略同形状の透光材、より好ましくは、同じ組成のガラスからなり且つ板金５０の開口部５５ａ、５５ｂと略同形状のガラス片を接着剤で固定したものであるので、板厚調整部６０を容易に形成することができる。
【００４２】
また、板金５０の開口部５５が複数ある場合には、開口部５５ａ、５５ｂ毎に板厚調整部６０の板厚を変えることで、カバーガラス３０を軽量化することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ディスプレイ装置
２０  表示パネル
３０  カバーガラス（フラットパネルディスプレイ用カバーガラス）
５０  板金
５１  上枠体
５２  下枠体
５３  左枠体
５４  右枠体
５５、５５ａ、５５ｂ  開口部
６０  板厚調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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