電子設(shè)備以及電子設(shè)備用的透光性蓋基板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，在從外部施加了沖擊的情況下也難以破裂并且散熱性較高。該電子設(shè)備具備：圖像顯示設(shè)備(52)，其具有圖像顯示面(52a)；和透光性蓋基板(1)，其具有與圖像顯示面(52a)對置的一個主面(1A)以及位于該一個主面的相反的一側(cè)的另一主面(1B)，該電子設(shè)備的特征在于，上述透光性蓋基板(1)包含以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體，該單晶體具有上述另一主面(1B)，在上述另一主面(1B)的至少一部分具有臺階?梯層結(jié)構(gòu)(60)。
【專利說明】
電子設(shè)備以及電子設(shè)備用的透光性蓋基板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備、透光性蓋基板以及電子設(shè)備用的便攜式電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，使用內(nèi)置有所謂的液晶面板或有機EL面板等圖像顯示設(shè)備的數(shù)字照相機和移動電話等電子設(shè)備。近年來，顯示較大圖像并且具備觸摸面板等輸入裝置的所謂的智能電話終端、平板終端和所謂的便攜式的電子設(shè)備開始迅速普及。例如在專利文獻I中，公開了這樣的與所謂的智能電話有關(guān)的技術(shù)。在這些便攜式的電子設(shè)備中，對內(nèi)置的液晶面板或有機EL面板等圖像顯示設(shè)備的圖像顯示面進行保護的透光性蓋基板被配置于電子設(shè)備的外裝的一部分而使用。該透光性蓋基板之中，特別是保護圖像顯示設(shè)備的圖像顯示面的透光性蓋基板中，主要使用例如由鋁硅酸玻璃等構(gòu)成的所謂的強化玻璃。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2011-61316號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]-發(fā)明要解決的課題_
[0007]在透光性蓋基板中，需要在從外部施加沖擊的情況下難以破裂、散熱性高、容易將從電子設(shè)備所具備的內(nèi)部的電子電路等發(fā)出的熱量釋放到外部等特性。但是，無法得到同時以高水平滿足這些多種特性的透光性蓋基板。
[0008]-解決課題的手段_
[0009]提供一種電子設(shè)備，具備:圖像顯示設(shè)備，其具有圖像顯示面;和透光性蓋基板，其具有與上述圖像顯示面對置的一個主面以及位于該一個主面的相反的一側(cè)的另一主面，該電子設(shè)備的特征在于，上述透光性蓋基板包含以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體，該單晶體具有上述另一主面，在上述另一主面的至少一部分具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)。
[0010]此外，一并提供一種電子設(shè)備用的透光性蓋基板，其特征在于，包含以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體，在上述單晶體的主面的至少一部分具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)。
[0011]-發(fā)明效果-
[0012]由于在從外部施加沖擊的情況下難以破裂并且散熱性較高，因此能夠高效地將從電子電路等發(fā)出的熱量釋放到外部。
【附圖說明】
[0013]圖1(a)是表示電子設(shè)備的外觀的立體圖，圖1(b)是圖1(a)所示的電子設(shè)備所具備的透光性蓋基板的立體圖。
[0014]圖2是表不電子設(shè)備的外觀的前視圖。
[0015]圖3是表不電子設(shè)備的外觀的后視圖。[ΟΟ??]圖4是表不電子設(shè)備的剖視圖。
[0017]圖5(a)是對構(gòu)成透光性蓋基板的單晶體所構(gòu)成的另一主面的傾斜方向進行說明的示意圖，圖5(b)是將另一主面的一部分放大表示的示意立體圖，圖5(c)是將透光性蓋基板的一部分放大表不的不意剖視圖。
[0018]圖6是表不電子設(shè)備的電結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019]圖7是透光性蓋基板的表面分布。
[0020]圖8是表示壓電振動元件的俯視圖。
[0021]圖9是表示壓電振動元件的側(cè)視圖。
[0022]圖10是表示壓電振動元件彎曲的樣子的圖。
[0023]圖11是表示壓電振動元件彎曲的樣子的圖。
[0024]圖12是表示透光性蓋基板的俯視圖。
[0025]圖13是用于說明氣導音以及傳導音的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖來說明本申請發(fā)明的實施方式。
[0027]〈電子設(shè)備的外觀〉
[0028]圖1(a)是對作為電子設(shè)備的一實施方式的電子設(shè)備100進行說明的示意立體圖，圖1(b)是圖1(a)所示的電子設(shè)備所具備的透光性蓋基板的一實施方式即透光性蓋基板I的示意立體圖。此外，圖2是電子設(shè)備100的前視圖，圖3是電子設(shè)備100的后視圖。本實施方式的電子設(shè)備100例如是所謂的智能電話終端。此外，圖4是電子設(shè)備100的示意剖視圖。
[0029]如圖1?4所不，電子設(shè)備100具備:透光性蓋基板1、外殼部分2、和具有圖像顯不面52a的圖像顯示設(shè)備52。透光性蓋基板I在俯視下為大致長方形的基板。透光性蓋基板I與外殼部分2通過組合而構(gòu)成設(shè)備外殼3。透光性蓋基板I具有:與圖像顯示面52a對置的一個主面1A、以及與一個主面IA相反的一側(cè)的另一主面1B。在透光性蓋基板I，設(shè)置顯示文字、符號、圖形等各種信息的顯示部分la。顯示部分Ia例如在俯視下成為長方形。透光性蓋基板I中包圍顯示部分Ia的周邊部分Ib例如通過粘貼作為遮光膜的薄膜等而成為黑色，成為不顯示信息的非顯示部分。在透光性蓋基板I的內(nèi)側(cè)主面粘貼后述的觸摸面板53，使用者通過利用手指等來操作透光性蓋基板I的另一主面IB的顯示部分la，從而能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備100賦予各種指示。
[0030]在本實施方式中，對透光性蓋基板I的整體由以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)進行說明，也可以將單晶體與其他透明基板貼合，在該情況下，透光性蓋基板I的另一主面IB可以使用由單晶構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0031]圖5是對由單晶體構(gòu)成的另一主面IB進行說明的圖，圖5(a)是對另一主面IB的傾斜方向進行說明的示意圖，圖5(b)是將另一主面IB的一部分放大表示的示意立體圖。圖5(c)是將透光性蓋基板I在與藍寶石的c軸垂直的面(與c面平行的面)切斷的剖面。圖5所示的透光性蓋基板I的長方形的短邊與藍寶石的c軸平行。
[0032]透光性蓋基板I由以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體構(gòu)成，該單晶體具有另一主面1B，在另一主面IB的至少一部分具有臺階-梯層(step-terrace)結(jié)構(gòu)60。以氧化招(AI2O3)為主成分的單晶體一般被稱為藍寶石，與強化玻璃等相比，難以損傷且難以破裂。在本說明書中，也將以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體簡稱為藍寶石。在本說明書中，在作為“主成分”而包含的情況下，具體而言，是指至少包含50質(zhì)量％，優(yōu)選包含70質(zhì)量％。在更難以損傷、更可靠地抑制破裂或缺口等方面來看，優(yōu)選透光性蓋基板I的單晶體的Al2O3純度(含量)是99質(zhì)量％以上。在本實施方式中，一個主面IA也具有與另一主面IB的臺階-梯層結(jié)構(gòu)60相同的臺階-梯層結(jié)構(gòu)(未圖示)。
[0033]電子設(shè)備100是被稱為所謂的智能電話終端的便攜式電子設(shè)備。在便攜式電子設(shè)備中，攜帶時落下的情況下的沖擊所導致的蓋基板的破損成為問題的情況較多。由于由以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體構(gòu)成的透光性蓋基板I與強化玻璃等相比，難以損傷且難以破裂，因此具備這種透光性蓋基板I的電子設(shè)備100難以產(chǎn)生落下所導致的損傷或破裂等。
[0034]臺階-梯層結(jié)構(gòu)60具有階梯差即可，例如具有水平的梯層部分62、和與梯層部分62大致垂直的臺階部分63。在梯層部分62與臺階部分63的邊界形成上部脊部(凸角)61a以及下部脊部(凹角)61b。這種臺階-梯層結(jié)構(gòu)部60最好遍及另一主面IB整體而連續(xù)形成，但也可以部分形成。在本實施方式中，臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的臺階高度H大約為5X10—1<3(!11)，臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的梯層寬度W大約為2 X 10—7(m)。
[0035]本實施方式的另一主面IB是從藍寶石的a面[即藍寶石的(11-20)面]傾斜的面，傾斜角0a大約為0.5°。更詳細來講，對于另一主面1B，與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的m軸傾斜。另外，在本說明書中，作為傾斜角0a的基準的另一主面IB與包含多個下部脊部61b的假想平面相對應(yīng)。如圖5(a)以及圖5(c)所示，傾斜角03對應(yīng)于另一主面IB的剖面中將多個下部脊部61b連結(jié)的直線與藍寶石的a面[即藍寶石的(11-20)面]所成的角。此外，所謂假想線V相對于藍寶石的m軸傾斜，是指向假想線V與m軸所成的角變得不垂直的方向(即，假想線V與m軸接近的方向)傾斜。若另一主面IB是從以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體的a面傾斜的面，假想線V相對于m軸傾斜，則通過后述的熱處理等，能夠形成高度和寬度的大小穩(wěn)定的臺階-梯層結(jié)構(gòu)，因此后述的散熱效果、指紋污染的附著抑制效果較高。特別地，若假想線V相對于藍寶石的m軸傾斜，使得相比于假想線V與c軸所成的角，假想線V與m軸所成的角更小，則臺階-梯層結(jié)構(gòu)的高度、寬度的大小更加穩(wěn)定。
[0036]此外，由于在另一主面IB是從以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體的a面傾斜的面、假想線V相對于c軸傾斜的情況下，即在向假想線V與c軸所成的角變得不垂直的方向(S卩，假想線V與c軸接近的方向)傾斜的情況下，也形成高度、寬度的大小穩(wěn)定的臺階-梯層結(jié)構(gòu)，因此散熱效果、指紋污染的附著抑制效果較高。
[0037]臺階-梯層結(jié)構(gòu)60是由于透光性蓋基板I的另一主面IB從透光性蓋基板I的藍寶石的晶面(在本實施方式中為a面)偏離而產(chǎn)生的構(gòu)造，透光性蓋基板I的另一主面IB附近的原子是通過根據(jù)實際的結(jié)晶構(gòu)造而排列為階梯差狀來形成的。例如，通過機械研磨或化學機械研磨(所謂的CMP)來對藍寶石進行研磨，形成透光性蓋基板I的前體之后，以大約5000C?1500°C左右的溫度對該前體進行熱處理，從而根據(jù)結(jié)晶構(gòu)造使得該前體的表面的原子再排列，能夠形成具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的透光性蓋基板I。透光性蓋基板I的制造方法后面進行詳細敘述。
[0038]另一主面IB相對于藍寶石的傾斜角的大小、傾斜方向能夠使用采用了X射線衍射法的結(jié)晶方位測定裝置等來進行測定。在結(jié)晶方位測定裝置中，設(shè)置透光性蓋基板I以使得另一主面IB在規(guī)定位置成為規(guī)定的角度，在此基礎(chǔ)上向該透光性蓋基板I照射X射線，測定表示透光性蓋基板I的單晶的晶格狀態(tài)的所謂的X射線衍射強度，基于該X射線衍射強度，能夠測定另一主面IB相對于藍寶石的傾斜角的大小、傾斜方向。在該測定中，例如使用株式會社Rigaku制的自動X射線結(jié)晶方位測定裝置(型式2991F2)等即可。
[0039]臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的臺階高度H或梯層寬度W的大小等臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的詳細構(gòu)造根據(jù)另一主面IB相對于結(jié)晶構(gòu)造的傾斜方向、傾斜角的大小、熱處理的條件等而變化。也就是說，通過改變另一主面IB相對于結(jié)晶構(gòu)造的傾斜方向、傾斜角的大小、熱處理的條件等，能夠調(diào)整臺階-梯層構(gòu)造60的臺階高度H或梯層寬度W的大小等臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的詳細構(gòu)造。
[°04°]圖6是表不電子設(shè)備100的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。如圖6所不，電子設(shè)備100具備:控制部5、無線通信部5、圖像顯示設(shè)備52、觸摸面板53、壓電振動元件55、外部揚聲器56、話筒57、攝像部58以及電池59，這些構(gòu)成要素被收納在設(shè)備外殼3內(nèi)。
[0041 ] 控制部50具備CPU50a(圖4中也圖示了)以及存儲部50b等，通過控制電子設(shè)備100的其他構(gòu)成要素，來統(tǒng)一管理電子設(shè)備100的動作。存儲部50b由ROM以及RAM等構(gòu)成。在控制部50，通過CPU50a執(zhí)行存儲部50b內(nèi)的各種程序，形成了各種功能模塊?？刂撇?0從各構(gòu)成要素獲取多種并且大量的信息，以較短時間來對這些信息進行處理(信息處理)。在該信息處理時，CPU50a產(chǎn)生較多的熱量。若CPU50a發(fā)出的熱量存留在設(shè)備外殼3內(nèi)，則設(shè)備外殼3內(nèi)的溫度上升，CPU50a的動作可能變慢或者可能產(chǎn)生動作不良，此外，也可能產(chǎn)生設(shè)備外殼3內(nèi)的各部的其他構(gòu)成要素的動作不良。
[0042]透光性蓋基板I的單晶體的熱傳導率大約為42W/(m.K)，與例如熱傳導率為IW/(m.K)左右的石英玻璃等相比，熱傳導率較大。因此，在電子設(shè)備100中，能夠經(jīng)由透光性蓋基板I來將從CPU50a發(fā)出的熱量高效地釋放到設(shè)備外殼3外。由于透光性蓋基板I也如上述那樣具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)60，因此與另一主面IB例如為單純的平面狀的情況相比，表面積變大。也就是說，在透光性蓋基板I中，由于作為熱量的釋放面的另一主面IB的表面積較大，因此與另一主面IB例如為單純的平面狀的情況相比，從透光性蓋基板I釋放的每單位時間的熱量更大。在具備透光性蓋基板I的電子設(shè)備100中，由于CPU50a發(fā)出的熱量被迅速釋放到設(shè)備外殼3的外部，因此設(shè)備外殼3內(nèi)的溫度上升被抑制，CPU50a以及其他構(gòu)成要素的動作不良也被抑制。此外，透光性蓋基板I的單晶體硬度非常高、難以損傷、并且難以破裂。
[0043]此外，由于透光性蓋基板I具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)60，因此在使用者利用手指等來操作透光性蓋基板I的另一主面IB時，使用者的手指的皮脂所導致的指紋污染的附著也被抑制。更詳細來講，在透光性蓋基板I中，由于如臺階-梯層結(jié)構(gòu)60那樣具有微小的凹凸，因此使用者的皮脂的污染容易沿著該凹凸的例如下部脊部61b分散。因此，在使用者利用手指等來操作透光性蓋基板I的另一主面IB的情況下，由于指紋而附著的皮脂也迅速在另一主面IB上分散。這樣，在透光性蓋基板I中，能夠抑制由于皮脂部分殘留而在視覺上能夠辨認的程度上顯著的所謂的指紋污染。
[0044]在實現(xiàn)較高的散熱性并且更可靠地防止指紋污染附著的方面，優(yōu)選梯層寬度相對于臺階-梯層結(jié)構(gòu)的臺階高度為大約10倍?1000倍左右。例如優(yōu)選臺階-梯層結(jié)構(gòu)的臺階高度是I X 10—1()(m)?5X 10—8(m)。此外，也優(yōu)選臺階-梯層結(jié)構(gòu)的梯層寬度是I X 10—9(m)?I X10—6(m)0
[0045]透光性蓋基板I能夠通過如下方式形成:對藍寶石的表面進行磨削以及研磨，在形成具有從藍寶石的a面[即藍寶石的(11-20)面]傾斜了大約0.5°的主面的基板部件(透光性蓋基板I的前體)之后，例如如上所述，對該前體進行熱處理。
[0046]在研磨中，例如作為第I研磨，在進行了將銅板用作為研磨墊并且將粒徑為大約I?3μπι的金剛石磨粒用作為研磨用磨粒的機械式研磨之后，進行例如將粒徑為大約20?80μm的膠態(tài)二氧化硅磨粒用作為研磨用磨粒的化學機械研磨(所謂的CMP)即可。通過這種2階段的研磨，形成具有從藍寶石結(jié)晶的a面傾斜了微小角度的主面，并且與該主面垂直的假想線V相對于藍寶石的m軸傾斜的基板部件(透光性蓋基板I的前體)即可。在熱處理中，使用熱處理裝置，以例如1000°C來對經(jīng)由這種研磨而形成的基板部件進行3個小時的熱處理即可。通過這種熱處理，進行與基板部件(透光性蓋基板I的前體)的表面的原子的結(jié)晶構(gòu)造相應(yīng)的再排列，能夠形成具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)60的透光性蓋基板1A。為了通過熱處理來穩(wěn)定地形成臺階高度為I X 10—1()(m)?I X 10—8(m)、梯層寬度為I X 10—9(m)?I X 10—7(m)的臺階-梯層結(jié)構(gòu)60，優(yōu)選從a面起的傾斜角ΘΑ小于1.5°。
[0047]雖然第I實施方式的另一主面IB是從藍寶石的a面[即藍寶石的(11-20)面]傾斜的面，與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的m軸傾斜，但藍寶石的主面的傾斜方向并不被特別限定。例如，也可以另一主面IB是從藍寶石的a面傾斜的面，與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的c軸傾斜，傾斜方向并不被特別限定。
[0048]此外，雖然在上述的2個實施方式中，另一主面IB是從藍寶石的a面[即藍寶石的(11-20)面]傾斜0.5°的面，但另一主面IB也可以是從藍寶石的c面[即藍寶石的(0001)面]傾斜的面，該傾斜角的大小也不被特別限定。但是，在能夠通過熱處理來穩(wěn)定地形成臺階-梯層結(jié)構(gòu)的方面來看，優(yōu)選從c面起的傾斜角Θ。小于1.5°。此外，在另一主面IB是從藍寶石的c面[即藍寶石的(0001)面]傾斜的面的情況下，傾斜方向也不被特別限定。例如，與另一主面IB垂直的假想線V可以相對于藍寶石的a軸傾斜，也可以相對于m軸傾斜，并不被特別限定。此外，另一主面IB也可以是從藍寶石的r面[即藍寶石的(01-12)面]傾斜的面，該傾斜角的大小和傾斜的方向也不被特別限定。
[0049]圖7(a_l)是針對另一主面IB從藍寶石的a面傾斜了0.3°、與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的c軸(在接近c軸的方向)傾斜的基板的表面，通過原子力顯微鏡來測量出的表面分布的圖像數(shù)據(jù)。圖像的濃淡表示從表面起的深度，較濃的處于從表面起較深的位置。圖7(a-2)表示沿著圖7(a-l)所示的A-A線的剖面形狀。圖7(b-l)是針對另一主面IB從藍寶石的c面傾斜了 0.3°、與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的a軸傾斜的基板的表面，通過原子力顯微鏡來測量出的表面分布的圖像數(shù)據(jù)，圖7(b-2)表示沿著圖7(b-l)所示的B-B線的剖面形狀。圖7(c-l)是針對另一主面IB從藍寶石的r面傾斜了 0.4°、與另一主面IB垂直的假想線V相對于藍寶石的c軸傾斜的基板的表面，通過原子力顯微鏡來測量出的表面分布的圖像數(shù)據(jù)，圖7(c-2)表示沿著圖7(c-l)所示的C-C線的剖面形狀。在圖7所示的任意例子中，雖然梯層寬度W與臺階高度H部分不同，但平均上梯層寬度W為大約5X 10—8?5X10—7(m)左右，臺階高度H為大約3 X 10—1(3?3 X 10—9左右。另外，在圖7所示的各圖中，橫軸與縱軸的刻度間隔不同，圖上的外觀的凹凸被在縱軸方向上極端夸張地表現(xiàn)(1000倍左右)。
[0050]外殼部分2構(gòu)成電子設(shè)備100的前面部分的周邊部分、側(cè)面部分以及背面部分。在本實施方式中，外殼部分2由聚碳酸酯樹脂形成，但只要是覆蓋電子設(shè)備的部件就不被特別限定。例如，也可以使用與透光性蓋基板I相同的材料。
[0051 ] 如上所述，電子設(shè)備10在內(nèi)部具備圖像顯不設(shè)備52 ο圖像顯不設(shè)備5 2被后述的技制部50進行控制，將表示文字、符號、圖形等的圖像信息顯示于圖像顯示面52a。
[0052]圖像顯示設(shè)備52是所謂的液晶顯示面板，具有未圖示的背光燈單元和未圖示的液晶層。作為該背光燈單元的LED燈，主要使用在藍色LED元件組合了熒光體的產(chǎn)生白色光的LED燈。顯示于圖像顯示設(shè)備52的圖像顯示面52a的圖像信息通過從背光燈單元的LED燈發(fā)出的白色光透過圖像顯示設(shè)備52所具備的液晶層從而被部分著色來形成。也就是說，在從LED燈發(fā)出的白色光通過液晶層時，透過的光的波長范圍按照每個部分而被限制，導致透過光的顏色變更，從而表示具有各種顏色和形狀的文字、符號、圖形等的圖像信息形成在圖像顯示面52a。表示這樣形成于圖像顯示面52a的圖像信息的光從透光性蓋基板I的一個主面IA入射，從另一主面IB出射，并進入到電子設(shè)備100的操作者(使用者)的眼睛，該操作者識別圖像信息所表示的文字、符號、圖形等。
[0053]如圖3所不，在電子設(shè)備100的背面101，換言之，在設(shè)備外殼3的背面，開有揚聲器孔20以及話筒孔21。此外，后述的攝像部58所具有的攝像透鏡58a從電子設(shè)備100的背面101露出。
[0054]如圖6所示，無線通信部51經(jīng)由基站，通過天線51a來接收來自與電子設(shè)備100不同的智能電話終端或者與網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等通信裝置的信號。無線通信部51對接收信號進行放大處理以及下變換(down convert)并輸出到控制部50?？刂撇?0對輸入的接收信號進行解調(diào)處理等，獲取該接收信號中包含的表示聲音或音樂等的聲音信號等。此外，無線通信部51對在控制部50生成的包含聲音信號等的發(fā)送信號進行上變換(up convert)以及放大處理，將處理后的發(fā)送信號從天線51a進行無線發(fā)送。來自天線51a的發(fā)送信號通過基站，被與電子設(shè)備100不同的智能電話終端或移動電話機或者與網(wǎng)絡(luò)連接的通信裝置接收。
[0055]圖像顯示設(shè)備52例如是液晶圖像顯示設(shè)備，通過被控制部50進行控制，來將文字、符號、圖形等各種信息顯示于圖像顯示面52a。被顯示于圖像顯示設(shè)備52的信息顯示在透光性蓋基板I的顯示部分la，從而該信息能夠被電子設(shè)備100的使用者識別。
[0056]觸摸面板53例如是投影型靜電電容方式的觸摸面板，對使用者針對透光性蓋基板I的顯示部分Ia的操作進行檢測。觸摸面板53被粘貼于透光性蓋基板I的內(nèi)側(cè)主面，具備相互對置配置的片狀的2個電極傳感器。2個電極傳感器通過透明粘著性片而被貼合。
[0057]在一個電極傳感器，形成分別沿著X軸方向(例如透光性蓋基板I的短邊方向)延伸并且被相互平行配置的多個細長的X電極。在另一個電極傳感器，形成分別沿著Y軸方向(例如透光性蓋基板I的長邊方向)延伸并且被相互平行配置的多個細長的Y電極。若使用者的手指相對于透光性蓋基板I的顯示部分Ia接觸，則處于該接觸位置的下方的X電極以及Y電極間的靜電電容發(fā)生變化，因此在觸摸面板53檢測到針對透光性蓋基板I的顯示部分Ia的操作。在觸摸面板53產(chǎn)生的、X電極以及Y電極間的靜電電容變化被傳遞至控制部50，控制部50基于該靜電電容變化來確定針對透光性蓋基板I的顯示部分Ia進行的操作的內(nèi)容，并進行與其相應(yīng)的動作。
[0058]圖5所示的透光性蓋基板I的長方形的短邊方向與藍寶石中的c軸平行，在透光性蓋基板I的單晶體中，臺階-梯層結(jié)構(gòu)60形成為上部脊部61a、下部脊部61b沿著該短邊方向延伸。透光性蓋基板I的短邊方向和與該短邊方向正交的長邊方向成為上述的例如由液晶顯示面板等構(gòu)成的圖像顯示設(shè)備52的像素、觸摸面板53的各電極的排列方向的基準。臺階-梯層結(jié)構(gòu)60也對透明性蓋基板I中的部分光的衍射、透明性蓋基板I的部分靜電電容以及觸摸面板的檢測靈敏度等有影響。若將臺階-梯層結(jié)構(gòu)60形成為上部脊部61a、下部脊部61b沿著該短邊方向或長邊方向延伸，則容易取得與圖像顯示設(shè)備52的顯示條件、觸摸面板53的檢測條件的匹配，通過這些條件的變更，與透光性蓋基板I的另一主面IB僅僅為平坦面的情況相比，例如能夠比較容易提高觸摸面板53的檢測靈敏度、能夠比較容易提高通過圖像顯示設(shè)備52來顯示的圖像的可視性。
[0059]壓電振動元件55是用于將受話音傳遞到電子設(shè)備100的使用者的元件。壓電振動元件55通過從控制部50賦予的驅(qū)動電壓而振動?？刂撇?0基于表示受話音的聲音信號來生成驅(qū)動電壓，并將該驅(qū)動電壓施加到壓電振動元件55。壓電振動元件55通過控制部50基于表示受話音的聲音信號而使其振動，來向電子設(shè)備100的使用者傳遞受話音。這樣，控制部50作為基于聲音信號來使壓電振動元件55振動的驅(qū)動部而起作用。關(guān)于壓電振動元件55，后面詳細進行說明。
[0000]外部揚聲器56將來自控制部50的電聲音信號轉(zhuǎn)換為聲音并輸出。從外部揚聲器56輸出的聲音被從設(shè)置于電子設(shè)備100的背面101的揚聲器孔20輸出到外部。
[0061]話筒57將從電子設(shè)備100的外部輸入的聲音轉(zhuǎn)換為電聲音信號并輸出到控制部50。來自電子設(shè)備100的外部的聲音被從設(shè)置于該電子設(shè)備100的背面101的話筒孔21獲取到該電子設(shè)備100的內(nèi)部，并被輸入到話筒57。
[0062]攝像部58由攝像透鏡58a以及攝像元件等構(gòu)成，基于控制部50的控制，拍攝靜止圖像以及動態(tài)圖像。
[0063 ]電池59輸出電子設(shè)備100的電源。從電池59輸出的電源被提供給電子設(shè)備100所具備的控制部50和無線通信部51等中包含的各電子部件。
[0064]〈壓電振動元件的詳細〉
[0065]圖8以及9分別是表示壓電振動元件55的構(gòu)造的俯視圖以及側(cè)視圖。如圖8、9所示，壓電振動元件55成為一個方向較長的形狀。通過設(shè)為一個方向較長的形狀，能夠使后述的變形的程度較大。具體來講，壓電振動元件55在俯視下成為長方形的細長板狀。壓電振動元件55具有例如雙壓電晶片構(gòu)造，具備經(jīng)由墊片55c而相互貼合的第I壓電陶瓷板55a以及第2壓電陶瓷板55b。也可以是不具有墊片55c，壓電陶瓷板與電極被交替層疊、在厚度方向的上側(cè)的壓電陶瓷板和下側(cè)的陶瓷板使極化方向不同的層疊型壓電振動元件。
[0066]在壓電振動元件55中，若對第I壓電陶瓷板55a施加正的電壓，對第2壓電陶瓷板55b施加負的電壓，則第I壓電陶瓷板55a沿著長邊方向延伸，第2壓電陶瓷板55b沿著長邊方向收縮。由此，如圖10所示，壓電振動元件55使第I壓電陶瓷板55a為外側(cè)而彎曲為山狀。
[0067]另一方面，在壓電振動元件55中，若對第I壓電陶瓷板55a施加負的電壓，對第2壓電陶瓷板55b施加正的電壓，則第I壓電陶瓷板55a沿著長邊方向收縮，第2壓電陶瓷板55b沿著長邊方向延伸。由此，如圖11所示，壓電振動元件55使第2壓電陶瓷板55b為外側(cè)而彎曲為谷狀。
[0068]壓電振動元件55通過交替取得圖10的狀態(tài)和圖11的狀態(tài)，從而進行彎曲振動?？刂撇?0通過在第I壓電陶瓷板55a與第2壓電陶瓷板55b之間施加交替表現(xiàn)為正的電壓和負的電壓的交流電壓，從而使壓電振動兀件55彎曲振動。
[0069]另外，在圖9?11所不的壓電振動兀件55中，雖然僅設(shè)置了一個由將墊片55c夾在中間而貼合的第I壓電陶瓷板55a以及第2壓電陶瓷板55b構(gòu)成的構(gòu)造，但也可以層疊多個該構(gòu)造。
[0070]〈壓電振動元件的配置位置〉
[0071]圖12是從一個主面IA—側(cè)來觀察透光性蓋基板I時的俯視圖。壓電振動元件55通過雙面膠等粘合劑，被粘貼于透光性蓋基板I的一個主面1A。壓電振動元件55在透光性蓋基板I的一個主面1A，被配置在從一個主面IA—側(cè)來觀察該透光性蓋基板I的俯視下與圖像顯示設(shè)備52以及觸摸面板53不重合的位置。
[0072]〈基于壓電振動元件的振動的受話音的產(chǎn)生〉
[0073]在本實施方式中，通過壓電振動元件55使透光性蓋基板I振動，來將氣導音以及傳導音從該透光性蓋基板I傳遞到使用者。換言之，通過壓電振動元件55本身的振動傳遞到透光性蓋基板I，從而氣導音以及傳導音被從該透光性蓋基板I傳遞到使用者。
[0074]這里，所謂氣導音，是指通過進入到外耳道孔(所謂的“耳孔”)的聲波(空氣振動)使鼓膜振動，來被人腦識別的聲音。另一方面，所謂傳導音，是指通過使外耳振動，該外耳的振動傳遞到鼓膜并且該鼓膜振動，來被人腦識別的聲音。以下，對氣導音以及傳導音詳細進行說明。
[0075]圖13是用于對氣導音以及傳導音進行說明的圖。圖13中表示電子設(shè)備100的使用者的耳朵的構(gòu)造。在圖13中，虛線400表示氣導音被大腦識別時的聲音信號(聲音信息)的傳導路徑，實線410表示傳導音被大腦識別時的聲音信號的傳導路徑。
[0076]若被安裝于透光性蓋基板I的壓電振動元件55基于表示受話音的電聲音信號而振動，貝1J透光性蓋基板I振動，聲波被從該透光性蓋基板I輸出。若使用者手持電子設(shè)備100，將該電子設(shè)備100的透光性蓋基板I接近該使用者的外耳200，或者將該電子設(shè)備100的透光性蓋基板I緊貼于該使用者的外耳200，則從該透光性蓋基板I輸出的聲波進入到外耳道孔210。來自透光性蓋基板I的聲波進入外耳道孔210內(nèi)，使鼓膜220振動。鼓膜220的振動傳遞到耳小骨230，耳小骨230發(fā)生振動。并且，耳小骨230的振動傳遞到耳蝸240，在耳蝸240被轉(zhuǎn)換為電信號。該電信號通過聽神經(jīng)250而被傳遞到大腦，在大腦中，受話音被識別。這樣，氣導音被從透光性蓋基板I傳遞到使用者。
[0077]此外，若使用者手持電子設(shè)備100，將該電子設(shè)備100的透光性蓋基板I緊貼于該使用者的外耳200，則外耳200通過利用壓電振動元件55而使其振動的透光性蓋基板I而振動。外耳200的振動傳遞到鼓膜220，鼓膜220發(fā)生振動。鼓膜220的振動傳遞到耳小骨230，耳小骨230發(fā)生振動。并且，耳小骨230的振動傳遞到耳蝸240，在耳蝸240被轉(zhuǎn)換為電信號。該電信號通過聽神經(jīng)250而被傳遞到大腦，在大腦中，受話音被識別。這樣，傳導音被從透光性蓋基板I傳遞到使用者。在圖13中，也表示了外耳200內(nèi)部的外耳軟骨200a。
[0078]另外，這里的傳導音與骨導音(也被稱為“骨傳導音”)不同。骨導音是使頭蓋骨振動，通過頭蓋骨的振動直接刺激耳蝸等內(nèi)耳，來被人腦識別的聲音。在圖13中，例如在使下顎骨300振動的情況下，通過多個圓弧420來表示骨傳導音被大腦識別時的聲音信號的傳遞路徑。
[0079]這樣，在本實施方式的電子設(shè)備100中，通過壓電振動元件55使前面的透光性蓋基板I適當?shù)卣駝樱瑥亩軌驅(qū)鈱б粢约皞鲗б魪耐腹庑陨w基板I傳遞到電子設(shè)備100的使用者。在本實施方式的壓電振動元件55中，鉆研其構(gòu)造，以使得能夠?qū)κ褂谜哌m當?shù)貍鬟f氣導音以及傳導音。通過構(gòu)成電子設(shè)備100以使得能夠?qū)κ褂谜邆鬟f氣導音以及傳導音，從而產(chǎn)生各種優(yōu)點。
[0080]例如，由于使用者只要將透光性蓋基板I緊貼于耳朵就能夠聽到聲音，因此在不那么注意電子設(shè)備100中緊貼耳朵的位置就能夠進行通話。
[0081]此外，使用者在周圍的噪聲較大的情況下，能夠通過將耳朵強力按壓于透光性蓋基板I，來增大傳導音的音量并且難以聽到周圍的噪聲。因此，使用者即使在周圍的噪聲較大的情況下，也能夠適當?shù)剡M行通話。
[0082]此外，使用者即使在將耳塞或耳機安裝于耳朵的狀態(tài)下，也能夠通過將透光性蓋基板I緊貼于耳朵(更詳細來講是外耳)，來識別來自電子設(shè)備100的受話音。此外，使用者即使在將頭戴耳機安裝于耳朵的狀態(tài)下，也能夠通過將透光性蓋基板I緊貼于該頭戴耳機，來識別來自電子設(shè)備100的受話音。
[0083]〈受話口的孔(接收器用的孔)>
[0084]在智能電話終端或移動電話機等電子設(shè)備中，為了將從設(shè)置于該電子設(shè)備的內(nèi)部的接收器(受話用揚聲器)輸出的聲音取出到該電子設(shè)備的外部，有時在前面的透光性蓋基板I開有受話口的孔。
[0085]在本實施方式的電子設(shè)備100中，由于通過透光性蓋基板I振動來產(chǎn)生受話音，因此即使在電子設(shè)備100沒有受話口的孔，也能夠?qū)⑹茉捯暨m當?shù)貍鬟f到使用者。透光性蓋基板I是以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體，與強化玻璃等相比非常硬。并且，對于各種藥品的耐性也非常高。在對這種以氧化鋁(Al2O3)為主成分的單晶體進行加工，例如進行打開受話口的孔的加工的情況下，例如可能需要激光加工裝置等高額的制造裝置，加工所需要時間較長，制造成本也變得較大。由于本實施方式的透光性蓋基板I沒有受話口的孔，因此不產(chǎn)生該孔加工所花費的成本，電子設(shè)備100的制造成本也較小。此外，由于在透光性蓋基板I沒有受話口的孔，因此透光性蓋基板I的強度被維持在較高。此外，在本實施方式中，由于在電子設(shè)備100的表面沒有受話口的孔，因此不會產(chǎn)生水或者灰塵等從受話口的孔進入的問題。因此，在電子設(shè)備100中，不需要針對該問題的防水構(gòu)造、防塵構(gòu)造，能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備100的進一步降低成本。
[0086]另外，在上述的例子中，以將本申請發(fā)明應(yīng)用于所謂的智能電話終端的情況為例進行了說明，但本申請發(fā)明也能夠應(yīng)用于智能電話終端以外的電子設(shè)備。例如，本申請發(fā)明能夠應(yīng)用于平板終端、移動電話機、游戲機、筆記本個人電腦、便攜式導航系統(tǒng)等。此外，本發(fā)明并不限定于上述各實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，當然也能夠進行各種改進以及變更。
[0087]-符號說明-
[0088]I透光性蓋基板
[0089]IA 一個主面
[0090]IB另一主面
[0091]50控制部
[0092]52圖像顯示設(shè)備
[0093]52a圖像顯示面
[0094]53觸摸面板
[0095]55壓電振動元件
[0096]100電子設(shè)備
【主權(quán)項】
1.一種電子設(shè)備，具備: 圖像顯示設(shè)備，其具有圖像顯示面;和 透光性蓋基板，其具有與上述圖像顯示面對置的一個主面以及位于該一個主面的相反的一側(cè)的另一主面， 該電子設(shè)備的特征在于， 上述透光性蓋基板包含以氧化鋁Al2O3為主成分的單晶體，該單晶體具有上述另一主面，在上述另一主面的至少一部分具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述另一主面是從上述單晶體中的a面傾斜的面，從上述a面的傾斜角小于1.5°。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述另一主面在與上述另一主面垂直的假想線接近上述單晶體中的m軸的方向上傾斜。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述另一主面在與上述另一主面垂直的假想線接近上述單晶體中的c軸的方向上傾斜。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4的任意一項所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述臺階-梯層結(jié)構(gòu)的臺階高度為I X 10—1Q(m)?5 X 10—8(m)。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5的任意一項所述的電子設(shè)備，其特征在于， 還具備被配置于上述透光性蓋基板的壓電振動元件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述壓電振動元件被施加基于聲音信號的驅(qū)動電壓而進行振動。8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述壓電振動元件在俯視下為長方形的細長板狀。9.根據(jù)權(quán)利要求6?8的任意一項所述的電子設(shè)備，其特征在于， 上述壓電振動元件被配置在與圖像顯示設(shè)備不重合的位置。10.一種電子設(shè)備用的透光性蓋基板，其特征在于， 包含以氧化鋁Al2O3為主成分的單晶體，在該單晶體的主面的至少一部分具有臺階-梯層結(jié)構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備用的透光性蓋基板，其特征在于， 上述主面在接近上述單晶體中的m軸的方向上傾斜。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備用的透光性蓋基板，其特征在于， 上述主面在與上述主面垂直的假想線接近上述單晶體中的c軸的方向上傾斜。
【文檔編號】G09F9/00GK105830136SQ201480069219
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月24日
【發(fā)明人】梅原干裕, 坪倉理
【申請人】京瓷株式會社