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WO2015093269A1 - 電子機器および透光性カバー基板 - Google Patents

電子機器および透光性カバー基板 Download PDF

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Publication number
WO2015093269A1
WO2015093269A1 PCT/JP2014/081733 JP2014081733W WO2015093269A1 WO 2015093269 A1 WO2015093269 A1 WO 2015093269A1 JP 2014081733 W JP2014081733 W JP 2014081733W WO 2015093269 A1 WO2015093269 A1 WO 2015093269A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cover substrate
main surface
translucent cover
electronic device
region
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/081733
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆司 宇都
国文 光田
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to EP14872588.0A priority Critical patent/EP3086306A4/en
Priority to JP2015553456A priority patent/JPWO2015093269A1/ja
Priority to CN201480069170.3A priority patent/CN105874522A/zh
Publication of WO2015093269A1 publication Critical patent/WO2015093269A1/ja

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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/11—Transducers incorporated or for use in hand-held devices, e.g. mobile phones, PDA's, camera's

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device and a translucent cover substrate.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to such a so-called smartphone.
  • a translucent cover substrate that protects the image display surface of an image display device such as a built-in liquid crystal panel or organic EL panel is disposed and used as a part of the exterior of the electronic device.
  • so-called tempered glass made of, for example, aluminosilicate glass is mainly used for translucent cover substrates that protect the image display surface of the image display device.
  • Tempered glass is harder to break than normal glass, but when a relatively high impact force is applied, such as when an electronic device is dropped, the impact force can cause the translucent cover substrate made of tempered glass to crack. Cracks often occurred.
  • One embodiment of the electronic apparatus has an image display device having an image display surface, a casing disposed at least at a part of the periphery of the image display device, and one main surface facing the image display surface,
  • the translucent cover substrate in which the peripheral area of the one main surface is bonded to the casing, and the bonding member having a Young's modulus smaller than that of the translucent cover substrate that bonds the peripheral area of the one main surface and the casing.
  • the translucent cover substrate has a gradually decreasing region whose thickness gradually decreases as it approaches the outermost peripheral portion of the peripheral region, and at least a part of the peripheral region of the one main surface is gradually decreased. Included in the region.
  • One embodiment of the translucent cover substrate includes one main surface and the other main surface, and a peripheral region outermost peripheral part provided between the one main surface and the other main surface, the peripheral region outermost part It has a gradually decreasing area where the thickness gradually decreases as it approaches.
  • FIG. 1 is a schematic front view for explaining an embodiment of the electronic device 100
  • FIG. 2 is a back view of the electronic device 100
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of a part of the electronic device 100
  • 4A and 4B are diagrams showing an embodiment of the translucent cover substrate 1 included in the electronic device 100.
  • FIG. 4A is a schematic perspective view
  • FIG. 4B is an enlarged view of a part of the translucent cover substrate 1. It is sectional drawing.
  • An electronic device 100 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is a portable electronic terminal having a communication function called a smartphone.
  • the electronic device 100 is opposed to the image display device 52 having the image display surface 52 a, the casing 2 disposed at least at a part of the periphery of the image display device 52, and the image display surface 52 a.
  • Translucent cover substrate 1 having one main surface 1A and the other main surface 1B opposite to one main surface 1A, at least a peripheral area 11A of one main surface 1A being joined to casing 2, and a peripheral edge of one main surface 1A
  • a joining member 3 that joins the region 11A and the casing 2 and has a Young's modulus smaller than that of the translucent cover substrate 1 is provided.
  • the translucent cover substrate 1 has a gradually decreasing region 1 ⁇ whose thickness gradually decreases as it approaches the outermost peripheral surface 1E of the peripheral region, and at least a part of the peripheral region 11A is included in the gradually decreasing region 1 ⁇ .
  • the thickness of the gradually decreasing region 1 ⁇ gradually decreases as the peripheral region 11A of at least one main surface 1A approaches the other main surface 1B of the transparent cover substrate 1 as it approaches the outermost peripheral portion 1E of the peripheral region.
  • the gradually decreasing region 1 ⁇ preferably has a width W of about 0.1 to 5 mm, for example.
  • the peripheral region outermost peripheral part 1E is a part corresponding to the outermost peripheral line of the translucent cover substrate 1 when viewed in plan from a direction perpendicular to the one main surface 1A.
  • the translucent cover substrate 1 has a planar side surface 1C, and the peripheral region outermost peripheral portion 1E includes the side surface 1C.
  • the thickness of the outermost peripheral portion 1E of the peripheral region is preferably smaller by about 0.01 mm to 1 mm than the thickness of the central region 1 ⁇ .
  • the joining member 3 is arranged so as to continuously wrap around from the peripheral region 11A of the one main surface 1A to the side surface 1C which is the outermost peripheral portion 1E of the peripheral region, and the side surface 1C is also joined to the casing 2 via the joining member 3. is doing.
  • the translucent cover substrate 1 has translucency and has a single crystal body mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ).
  • a single crystal containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component is generally called sapphire, and is less likely to be scratched, harder to break than tempered glass, etc. It has high characteristics.
  • the Young's modulus is as large as about 380 to 240 GPa and is not easily deformed.
  • the translucent cover member 1 is not limited to being a single crystal body mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ).
  • the translucent cover member 1 may be formed of, for example, glass, acrylic resin, or the like, but from the viewpoint of being hard to be scratched and difficult to break, a single crystal mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ). It is preferable that it is a body.
  • “translucency” means that the transmittance for visible light is 50% or more.
  • the thickness of the central region 1 ⁇ of the translucent cover substrate 1 of the present embodiment is, for example, about 4 mm.
  • the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1 has an arithmetic mean roughness (Ra) value of the gradually decreasing region 1 ⁇ in the arithmetic operation of the central region 1 ⁇ located on the center side of the one main surface 1A with respect to the gradually decreasing region 1 ⁇ .
  • Ra average roughness
  • the arithmetic average roughness (Ra) is about 0.05 to 0.08 (nm) in the central region 1 ⁇ of the one main surface 1A, whereas the arithmetic average is in the region corresponding to the gradually decreasing region 1 ⁇ of the one main surface 1A.
  • the roughness (Ra) is about 0.1 to 0.2 (nm), which is relatively large compared to the central region 1 ⁇ .
  • the arithmetic average roughness (Ra) may be measured using, for example, an atomic force microscope described later.
  • the casing 2 is mainly composed of polycarbonate resin or the like.
  • a resin material such as polycarbonate resin, ABS resin or nylon resin, a metal material such as a magnesium alloy, or a member commonly used by those skilled in the art such as the same material as the translucent cover substrate is used.
  • the casing 2 may be configured by only one member, or may be configured by combining a plurality of members.
  • the image display device 52 is, for example, a so-called liquid crystal display panel, and includes a backlight unit (not shown) and a liquid crystal layer (not shown).
  • the image information displayed on the image display surface 52a of the image display device 52 is partially colored by white light emitted from the LED lamp of the backlight unit passing through the liquid crystal layer included in the image display device 52. It is formed by that. That is, when white light emitted from the LED lamp passes through the liquid crystal layer, the wavelength range of the transmitted light is limited for each part, so that the color of the transmitted light is changed, and characters having various colors and shapes Image information representing symbols, figures, etc. is formed on the image display surface 52a.
  • the light representing the image information formed on the image display surface 52a is incident on the one main surface 1A of the translucent cover member 1 and is emitted from the other main surface 1B to be an operator (user) of the electronic device 100.
  • the operator recognizes characters, symbols, graphics, and the like represented by the image information.
  • a black light-shielding film layer 12 is provided in a partial region including the peripheral region portion 11A of the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1, and a portion corresponding to the light-shielding film layer 12 is as follows. It is a hidden part where no information is displayed.
  • the light-shielding film layer 12 selectively applies a light-shielding material such as an organic paint to a part of the region including the peripheral region 11A of the main surface 1A using, for example, a so-called screen printing method. Can be formed.
  • the thickness of the light-shielding film 12 of this embodiment is, for example, about 0.01 to 10 ⁇ m. In addition, the material, formation method, thickness, etc.
  • a touch panel 53 which will be described later, is attached to the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1, and the user points an area corresponding to the display portion of the other main surface 1B of the translucent cover substrate 1 with a finger or the like By touching with, various instructions can be given to the electronic device 100.
  • the speaker hole 21 and the microphone hole 20 are formed in the back surface 101 of the electronic device 100, in other words, the back surface 101 of the casing 2. Further, an imaging lens 58a included in an imaging unit 58 described later is exposed from the back surface 101 of the electronic device 100 through a lens cover window member or the like.
  • the casing 2 of the electronic device 100 has a step portion 22 at a joint portion with the translucent cover substrate 1, and the translucent cover substrate 1 has one main surface 1 ⁇ / b> A on the step portion. It is joined to the step surface 22 a of 22 via the joining member 3. On the other hand, the peripheral region 11A of the main surface 1A is in contact with the joining member 3 in this way.
  • the joining member 3 is formed by curing a so-called adhesive.
  • a so-called adhesive for example, a high-viscosity liquid resin (adhesive) mainly composed of an epoxy resin or an acrylic resin is formed by being cured by, for example, heat or ultraviolet rays.
  • the Young's modulus of such a joining member 3 is less than 0.1 GPa, and the Young's modulus of the joining member 3 is a single crystal (hereinafter, also simply referred to as “sapphire”) whose main component is alumina (Al 2 O 3 ). Very small compared.
  • a so-called tape member in which an adhesive layer mainly composed of resin or the like is provided on the surface of a sheet-like base body mainly composed of resin or the like may be used. Is not particularly limited.
  • the bonding member 3 Since the bonding member 3 has a smaller Young's modulus than the translucent cover substrate 1, for example, an external force in a direction from the outer surface of the casing 2 toward the center side of the translucent cover substrate 1 through the casing 2 and the bonding member 3. Is added, the joining member 3 is deformed to absorb this external force (energy of the external force is mainly used for deformation of the joining member 3), and the external force applied to the translucent cover substrate 1 becomes relatively small. . For example, when the electronic device 100 is dropped, even if the side surface or corner portion of the casing 2 collides with the ground, the joining member 3 is deformed, so that the impact force (external force) applied to the translucent cover substrate 1 is reduced. Is done.
  • FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of an electronic device 100 ′, which is an example of a conventional electronic device, for comparison with the present embodiment.
  • the width (thickness) between the one main surface 1A ′ and the other main surface 1B ′ of the translucent cover substrate 1 ′ includes the peripheral region 11A ′ of the one main surface 1A ′. Uniform in all regions. Even in the region corresponding to the peripheral region 11A ', the thickness of the joining member 3' remains relatively thin. For this reason, for example, when an impact (external force) as indicated by an arrow in FIG.
  • the translucent cover substrate 1 has a gradually decreasing region 1 ⁇ whose thickness gradually decreases as it approaches the outermost peripheral portion 1E of the peripheral region, while the peripheral region 1A of the main surface 1A is included in the gradually decreasing region 1 ⁇ . .
  • the thickness of the bonding member 3 in the portion corresponding to the peripheral region 11A of the one main surface 1A can be increased by such a gradually decreasing region 1 ⁇ .
  • the translucent cover substrate 1 is relatively unlikely to crack or crack.
  • the width W of the gradually decreasing region 1 ⁇ is, for example, about 0.1 to 1 mm, and the thickness of the outermost peripheral portion 1E in the peripheral region is smaller by about 0.01 mm than the thickness of the central region 1 ⁇ . .
  • the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1 has an arithmetic mean roughness (Ra) value of the gradually decreasing region 1 ⁇ in the arithmetic operation of the central region 1 ⁇ located on the center side of the one main surface 1A with respect to the gradually decreasing region 1 ⁇ . Larger than the average roughness (Ra). For this reason, the gradually decreasing area 1 ⁇ has a relatively large surface area due to fine unevenness.
  • the light-shielding film layer 12 is provided in the gradually decreasing region 1 ⁇ , but in the gradually decreasing region 1 ⁇ , the light-shielding film layer 12 bites into the fine irregularities of the one main surface 1A, and a so-called anchor effect occurs.
  • the bonding strength between the light-shielding film layer 12 and the translucent cover substrate 1 is relatively high.
  • fine unevenness corresponding to the fine unevenness of the main surface 1A is also formed on the surface of the light-shielding film layer 12.
  • the joining member 3 bites into the fine irregularities on the surface of the light-shielding film layer 12 to produce a so-called anchor effect.
  • the joining strength between the translucent cover substrate 1 (one main surface 1A) provided with the light-shielding film layer 12 and the joining member 3 is relatively high, and the translucent cover substrate 1 is detached from the casing 2. It has become difficult.
  • the light-shielding film layer 12 is provided on one main surface 1A of the translucent cover substrate 1, but the light-shielding film layer 12 may be provided on the other main surface 1B of the translucent cover substrate 1. .
  • the joining member 3 directly bites into the fine irregularities of the gradually decreasing region 1 ⁇ of the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1 to generate a so-called anchor effect, and the translucent cover substrate 1 (one main surface 1A of the translucent cover substrate 1). ) And the bonding member 3 are relatively high in bonding strength.
  • the central region 1 ⁇ corresponds to a display portion formed on the image display surface 52a through which light representing image information such as characters, symbols, and figures is transmitted.
  • surface roughness such as arithmetic average roughness as much as possible.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the central region 1 ⁇ is very small, about 0.05 to 0.08 (nm), while in the region corresponding to the gradually decreasing region 1 ⁇ .
  • the arithmetic average roughness (Ra) is about 0.1 to 0.2 (nm), which is relatively larger than the central region 1 ⁇ , and the bonding strength with the bonding member 3 is relatively high.
  • the gradually decreasing region 1 ⁇ of the translucent cover substrate 1 may be produced by cutting a part of the surface by machining or the like.
  • a substrate mainly composed of a material having a relatively high hardness such as a single crystal (hereinafter also referred to simply as sapphire) mainly composed of alumina (Al 2 O 3 )
  • the surface of the substrate is polished with a polishing pad, for example.
  • the polishing step by gradually setting the pressing pressure (polishing pressure) of the polishing pad to be relatively high, the gradually decreasing region can be formed.
  • the polishing pressure applied to the peripheral area of the substrate tends to be larger than the polishing pressure applied to the central portion.
  • the translucent cover substrate is a substrate mainly composed of sapphire
  • the one main surface 1A is polished.
  • a copper plate is used as a polishing pad, and mechanical polishing is performed using diamond abrasive grains having a particle diameter of about 1 to 3 ⁇ m as polishing abrasive grains.
  • the pressing pressure (polishing pressure) of the polishing pad is set to a relatively high value of 100 g / cm 2 to 500 g / cm 2 and the polishing pad is rotated at a rotation speed of 30 to 100 rpm.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • colloidal silica abrasive grains having a grain size of about 20 to 80 ⁇ m as abrasive grains for polishing.
  • the pressing pressure (polishing pressure) of the polishing pad is made relatively high at 100 g / cm 2 to 500 g / cm 2 and the polishing pad is rotated at a rotation speed of 30 to 100 rpm.
  • Such a first polishing and a second polishing can also be performed on the other main surface 1B to form the gradually decreasing region 1 ⁇ .
  • Sapphire is very hard and can be flattened with high precision while forming a gradually decreasing region by polishing with a relatively strong polishing pressure.
  • FIG. 6 shows the measurement results of the surface shape of the vicinity region including the peripheral region 11A of the one end face 1 ⁇ of the translucent cover substrate 1 formed through such a polishing process.
  • the graph in FIG. 6 is a shape curve obtained by measurement using a surface level meter, and the translucent cover substrate 1 is separated from the peripheral region outermost peripheral part 1E by 1.5 mm toward the side closer to the center. It is the surface profile obtained by measuring about the area
  • the gradually decreasing region 1 ⁇ has, for example, a width W of about 0.35 mm, while the peripheral region 11A of the main surface 1 ⁇ has a thickness that is about 0.01 mm to 0.05 mm smaller than the central portion.
  • the arithmetic average roughness (Ra) in the central region 1A of the main surface 1A Is about 0.05 to 0.08 (nm), whereas in the region corresponding to the gradually decreasing region 1 ⁇ of the main surface 1A, the arithmetic average roughness (Ra) is about 0.1 to 0.2 (nm). ) And was relatively large.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of the electronic device. 7, the same configuration as that of the embodiment shown in FIG. 1 is indicated by using the same reference numerals as those in FIG.
  • the entire peripheral region 11A of the one main surface 1A is included in the gradually decreasing region 1 ⁇ , but only a part of the peripheral region 11A of the one main surface 1A is included in the gradually decreasing region 1 ⁇ as shown in FIG. May be included. That is, as shown in FIG. 7, the gradually decreasing region 1 ⁇ may be smaller than the peripheral region 11A.
  • 8A and 8B are enlarged sectional views of other embodiments of the translucent cover substrate 1, respectively. In FIG. 8, the same components as those in the embodiment shown in FIG.
  • the translucent cover substrate 1 may be formed with a gradually decreasing region 1 ⁇ by forming a curved surface only on one main surface 1A side.
  • the gradually decreasing region 1 ⁇ may be configured as a plane in which at least one of the one main surface 1A or the other main surface 1B is inclined.
  • the entire vicinity of the peripheral region 11A is curved so that it does not have the flat side surface 1C and the thickness is zero (0) at the outermost peripheral portion of the peripheral region. Also good.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 includes a control unit 50, a wireless communication unit 51, an image display device 52, a touch panel 53, a piezoelectric vibration element 55, an external speaker 56, a microphone 57, an imaging unit 58, and a battery 59. These components are arranged in a housing structure formed by joining the translucent cover substrate 1 and the casing 2.
  • the control unit 50 includes a CPU 50a, a storage unit 50b, and the like, and comprehensively manages the operation of the electronic device 100 by controlling other components of the electronic device 100.
  • the storage unit 50b includes a ROM, a RAM, and the like.
  • Various functional blocks are formed in the control unit 50 when the CPU 50a executes various programs in the storage unit 50b.
  • the wireless communication unit 51 receives a signal from a communication device such as a mobile phone different from the electronic device 100 or a web server connected to the Internet via the base station via the antenna 51a.
  • the wireless communication unit 51 performs amplification processing and down-conversion on the received signal and outputs the result to the control unit 50.
  • the control unit 50 performs demodulation processing or the like on the input reception signal, and acquires a sound signal indicating voice or music included in the reception signal.
  • the wireless communication unit 51 performs up-conversion and amplification processing on the transmission signal including the sound signal generated by the control unit 50, and wirelessly transmits the processed transmission signal from the antenna 51a.
  • a transmission signal from the antenna 51a is received through a base station by a mobile phone different from the electronic device 100 or a communication device connected to the Internet.
  • the image display device 52 is, for example, a liquid crystal image display device as described above, and displays various types of information such as characters, symbols, and figures on the image display surface 52a by being controlled by the control unit 50.
  • the light representing the image information displayed on the image display device 52 passes through the translucent cover substrate 1 and enters the eyes of the user (operator) of the electronic device 100, so that the information is used by the electronic device 100. Visible to the person.
  • the touch panel 53 is, for example, a projected electrostatic capacity type touch panel.
  • the touch panel 53 includes two sheet-like electrode sensors (not shown) arranged to face each other. The two electrode sensors are bonded together by a transparent adhesive sheet (not shown). It is affixed on the one main surface 1A side of the translucent cover substrate 1, and detects a user's operation on the other main surface 1B of the translucent cover substrate 1.
  • One electrode sensor is formed with a plurality of elongated X electrodes that extend along the X-axis direction (for example, the left-right direction of the electronic device 100 in FIG. 1) and are arranged in parallel to each other.
  • the other electrode sensor is formed with a plurality of elongated Y electrodes that extend along the Y-axis direction (for example, the vertical direction of the electronic device 100 in FIG. 1) and are arranged in parallel to each other.
  • the capacitance change between the X electrode and the Y electrode that occurs in the touch panel 53 is transmitted to the control unit 50, and the control unit 50 applies to the other main surface 1B of the translucent cover substrate 1 based on the capacitance change.
  • the contents of the operation performed are identified, and the corresponding action is performed.
  • the electronic device 100 includes a piezoelectric vibration element 55.
  • the piezoelectric vibration element 55 is for transmitting the received sound to the user of the electronic device 100.
  • the piezoelectric vibration element 55 is affixed to one main surface 1A of the translucent cover substrate 1, and the piezoelectric vibration element 55 vibrates based on a signal representing sound information, thereby causing the translucent cover substrate 1 to sound. Vibrate according to information.
  • the piezoelectric vibration element 55 is vibrated by a driving voltage supplied from the control unit 50.
  • the control unit 50 generates a drive voltage based on a sound signal indicating sound information (hereinafter also referred to as a reception sound), and applies the drive voltage to the piezoelectric vibration element 55.
  • the piezoelectric vibration element 55 is vibrated by the control unit 50 based on the sound signal indicating the reception sound, whereby the reception sound is transmitted to the user of the electronic device 100.
  • the control unit 50 functions as a drive unit that vibrates the piezoelectric vibration element 55 based on the sound signal.
  • the piezoelectric vibration element 55 will be described in detail later.
  • the external speaker 56 converts the electrical sound signal from the control unit 50 into sound and outputs the sound. Sound output from the external speaker 56 is output to the outside from the speaker hole 20 provided on the back surface 101 of the electronic device 100.
  • the microphone 57 converts the sound input from the outside of the electronic device 100 into an electrical sound signal and outputs it to the control unit 50. Sound from the outside of the electronic device 100 is taken into the electronic device 100 through the microphone hole 21 provided on the back surface 101 of the electronic device 100 and input to the microphone 57.
  • the imaging unit 58 includes an imaging lens 58a and an imaging element, and captures a still image and a moving image based on control by the control unit 50.
  • the battery 59 is a power source for the electronic device 100.
  • the current output from the battery 59 is supplied to each electronic component included in the control unit 50, the wireless communication unit 51, and the like included in the electronic device 100.
  • ⁇ Details of piezoelectric vibration element> 10 and 11 are a top view and a side view showing the structure of the piezoelectric vibration element 55, respectively.
  • the piezoelectric vibration element 55 has a long shape in one direction.
  • the piezoelectric vibration element 55 has a rectangular elongated plate shape in plan view.
  • the piezoelectric vibration element 55 has, for example, a bimorph structure, and includes a first piezoelectric ceramic plate 55a and a second piezoelectric ceramic plate 55b that are bonded to each other via a shim material 55c.
  • the piezoelectric vibration element 55 when a positive voltage is applied to the first piezoelectric ceramic plate 55a and a negative voltage is applied to the second piezoelectric ceramic plate 55b, the first piezoelectric ceramic plate 55a extends along the longitudinal direction.
  • the second piezoelectric ceramic plate 55b extends and contracts along the longitudinal direction. Accordingly, as shown in FIG. 12, the piezoelectric vibration element 55 bends in a mountain shape with the first piezoelectric ceramic plate 55a facing outside.
  • the piezoelectric vibration element 55 when a negative voltage is applied to the first piezoelectric ceramic plate 55a and a positive voltage is applied to the second piezoelectric ceramic plate 55b, the first piezoelectric ceramic plate 55a is in the longitudinal direction.
  • the second piezoelectric ceramic plate 55b extends along the longitudinal direction. Accordingly, as shown in FIG. 13, the piezoelectric vibration element 55 bends in a valley shape with the second piezoelectric ceramic plate 55b facing outside.
  • the piezoelectric vibration element 55 performs flexural vibration by alternately taking the state of FIG. 12 and the state of FIG.
  • the controller 50 flexes and vibrates the piezoelectric vibration element 55 by applying an alternating voltage in which a positive voltage and a negative voltage appear alternately between the first piezoelectric ceramic plate 55a and the second piezoelectric ceramic plate 55b.
  • the piezoelectric vibration element 55 shown in FIGS. 11 to 13 there is provided only one structure including the first piezoelectric ceramic plate 55a and the second piezoelectric ceramic plate 55b bonded together with the shim material 55c interposed therebetween.
  • a plurality of such structures may be stacked.
  • a laminated piezoelectric vibration element in which the shim material 55c is not provided, piezoelectric ceramic plates and electrodes are alternately laminated, and the polarization direction is different between the upper ceramic ceramic plate and the lower ceramic plate in the thickness direction may be used.
  • FIG. 14 is a plan view when the translucent cover substrate 1 is viewed from the one main surface 1A side.
  • the piezoelectric vibration element 55 is attached to the one main surface 1A of the translucent cover substrate 1 with an adhesive such as a double-sided tape.
  • the piezoelectric vibration element 55 is located on one main surface 1A of the translucent cover substrate 1 so as not to overlap the image display device 52 and the touch panel 53 in a plan view when the translucent cover substrate 1 is viewed from the one main surface 1A side. Is arranged.
  • the piezoelectric vibrating element 55 vibrates the translucent cover substrate 1 so that air conduction sound and conduction sound are transmitted from the translucent cover substrate 1 to the user.
  • air conduction sound and conduction sound are transmitted from the translucent cover substrate 1 to the user by transmitting the vibration of the piezoelectric vibration element 55 itself to the translucent cover substrate 1.
  • the airway sound is a sound that is recognized by the human brain when sound waves (air vibrations) entering the ear canal hole (so-called “ear hole”) vibrate the eardrum.
  • the conduction sound is sound that is recognized by the human brain when the auricle is vibrated and the vibration of the auricle is transmitted to the eardrum and the eardrum vibrates.
  • the air conduction sound and the conduction sound will be described in detail.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining air conduction sound and conduction sound.
  • FIG. 15 shows the structure of the ear of the user of electronic device 100.
  • the wavy line 400 indicates the conduction path of the sound signal (sound information) when the airway sound is recognized by the brain
  • the solid line 410 indicates the conduction path of the sound signal when the conduction sound is recognized by the brain. Is shown.
  • the translucent cover substrate 1 vibrates, and the translucent cover substrate Sound waves are output from 1.
  • the user holds the electronic device 100 in his hand and brings the translucent cover substrate 1 of the electronic device 100 close to the user's auricle 200, or the translucent cover substrate 1 of the electronic device 100 is When hitting the user's pinna 200, sound waves output from the translucent cover substrate 1 enter the ear canal hole 210. Sound waves from the translucent cover substrate 1 travel through the ear canal hole 210 and vibrate the eardrum 220. The vibration of the eardrum 220 is transmitted to the ossicle 230, and the ossicle 230 vibrates.
  • the vibration of the ossicle 230 is transmitted to the cochlea 240 and converted into an electric signal in the cochlea 240.
  • This electrical signal is transmitted to the brain through the auditory nerve 250, and the received sound is recognized in the brain. In this way, air conduction sound is transmitted from the translucent cover substrate 1 to the user.
  • the auricle 200 is vibrated by the piezoelectric vibration element 55.
  • the translucent cover substrate 1 is vibrated.
  • the vibration of the auricle 200 is transmitted to the eardrum 220, and the eardrum 220 vibrates.
  • the vibration of the eardrum 220 is transmitted to the ossicle 230, and the ossicle 230 vibrates.
  • the vibration of the ossicles 230 is transmitted to the cochlea 240 and converted into an electric signal in the cochlea 240.
  • This electrical signal is transmitted to the brain through the auditory nerve 250, and the received sound is recognized in the brain. In this way, the conduction sound is transmitted from the translucent cover substrate 1 to the user.
  • the auricular cartilage 200 a inside the auricle 200 is also shown.
  • Bone conduction sound is sound that is recognized by the human brain by vibrating the skull and directly stimulating the inner ear such as the cochlea.
  • a sound signal transmission path when a bone conduction sound is recognized by the brain is indicated by a plurality of arcs 420.
  • the piezoelectric vibrating element 55 appropriately vibrates the translucent cover substrate 1 on the front surface, so that the user of the electronic device 100 can transmit the translucent cover substrate 1. Air conduction sound and conduction sound can be communicated to it.
  • the structure is devised so that air conduction sound and conduction sound can be appropriately transmitted to the user.
  • Various merits are generated by configuring the electronic device 100 so that air conduction sound and conduction sound can be transmitted to the user.
  • the user can hear a sound when the translucent cover substrate 1 is applied to the ear, the user can make a call without much worrying about the position of the electronic device 100 where the ear is applied.
  • the user can make the surrounding noise difficult to hear while increasing the volume of the conduction sound by pressing the ear strongly against the translucent cover substrate 1. Therefore, the user can make a call appropriately even when the ambient noise is high.
  • the user can receive a reception sound from the electronic device 100 by placing the translucent cover substrate 1 on his / her ear (more specifically, the auricle). Can be recognized. Further, the user can recognize the received sound from the electronic device 100 by applying the translucent cover substrate 1 to the headphones even when the headphones are attached to the ears.
  • an earpiece is provided on the front translucent cover substrate 1 in order to extract sound output from a receiver (receiving speaker) provided inside the electronic device to the outside of the electronic device. May be drilled.
  • the translucent cover substrate 1 is a single crystal body mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), and is extremely hard as compared with tempered glass or the like. Furthermore, the resistance to various chemicals is very high.
  • an expensive manufacturing apparatus such as a laser processing apparatus is required. Or the time required for processing becomes long, and the manufacturing cost may be relatively high.
  • the translucent cover substrate 1 of this embodiment does not have a hole for the earpiece, the cost for the hole processing does not occur, and the manufacturing cost of the electronic device 100 is low. Moreover, since the translucent cover substrate 1 does not have a hole for the earpiece, the translucent cover substrate 1 is maintained at a relatively high strength. Further, in the present embodiment, since there is no earpiece hole on the surface of electronic device 100, there is no problem of water or dust entering from the earpiece hole. Therefore, the electronic device 100 does not require a waterproof structure or a dust-proof structure for this problem, and the cost of the electronic device 100 can be further reduced.
  • the present invention is applied to a mobile phone as an example.
  • the present invention can also be applied to an electronic device other than a mobile phone.
  • the present invention can be applied to game machines, notebook personal computers, portable navigation systems, and the like.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

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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

電子機器および透光性カバー基板
　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（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする単結晶体を主成分とする。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）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／ｃｍ２～５００ｇ／ｃｍ２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／ｃｍ２～５００ｇ／ｃｍ２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（Ａｌ２Ｏ３）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（Ａｌ２Ｏ３）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 (8)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　前記透光性カバー基板はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
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