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ウェアラブル機器
ウェアラブル機器・産業用HMI向けディスプレイカバーガラス
スマートウォッチ、フィットネストラッカー、医療用ウェアラブル機器、工場用HMIパネルに対応する化学強化カバーガラスと高精度カバーレンズをご提供します。特殊形状、AR/AF/AGコーティング、IK10等級の保護性能に対応し、2004年から東莞で製造しています。
2004年創業
実績50か国以上
世界各国への展開特注OEM
万全のサポートISO 9001
品質認証取得
ディスプレイカバーガラスとは：その役割と重要性
ディスプレイカバーガラスは、電子機器の表示機能を担うガラス製画面パネルのすぐ上に取り付ける、保護用の操作面です。主な役割は、下にあるLCD、OLED、AMOLEDなどの固体ディスプレイを外側から覆い、日常使用で生じる傷、衝撃、微粒子、水分、さらには損傷につながり得る指紋汚れから保護することです。この保護層がなければ、電子ディスプレイ内部の機能層の大半がむき出しになり、通常の使い方でもわずか数週間で修復不能な損傷を受けてしまいます。
用途に合わせて設計されたカバーガラスと一般的な窓ガラスの違いは、特性と製造方法にあります。一般的なガラスは破壊応力が比較的低く、割れると大きく鋭利な破片になります。カバーガラスには通常、イオン交換による化学強化、または精度が求められる電子機器で広く用いられる熱強化処理が施されます。熱強化処理では、ガラスパネルをひずみ点よりも十分に高い温度まで加熱してから急冷し、表面に引張応力層を形成します。ただし、カバーガラスには主に化学強化された基材が使用されます。ニューヨークなどの工業地域で濃厚な塩浴に浸すことで高い表面圧縮応力を生じさせ、ポケットの中の鍵や車体パネルに飛んでくる氷・砂利など、日常の運転や取り扱いで機器に加わる局所的な力への耐性を持たせます。
耐久性と復元力を備えたカバーガラスの有効性は、CorningのGorilla Glassによって実証されました。本来薄いガラスであっても、スマートフォンの日常使用に伴う過酷な条件に耐え、破損せずに実用上十分な光学的透明性を維持できることが示されたのです。この考え方は、スマートウォッチ、フィットネストラッカー、産業用HMIディスプレイ、デジタルサイネージ、ヘッドアップディスプレイ、そして画像の見やすさが患者の安全に直結する医療機器へと急速に広がりました。
製品開発が進む各段階で、カバーガラスの仕様は、落下試験の余裕度、周囲光の下での視認性、PCAPタッチ層の取り付け、ベゼルの外観、完成機器の厚さといった周辺の設計要素に影響します。設計段階でガラスの仕様を適切に定めることは、多くの技術チームが考える以上に重要であり、その重要性は市場で最初の不具合が発生して初めて明らかになります。
主な保護機能：
耐傷性（材料によりモース硬度6.5～9）、衝撃吸収性、550 nmで92%以上の光学透過率、タッチパネルとの適合性、ディスプレイ積層構造の一部として外部環境から内部を密閉する機能。
カバーガラスの材料：強化ガラス・化学強化ガラス・サファイア
カバーガラスの材料は、どれも同じ特性を示すわけではありません。基材の選択が、耐傷性、耐衝撃性、実現可能な最小板厚、コストを大きく左右します。機器の仕様策定担当者が押さえておくべき基材は、次の四種類です：
| 材料 | モース硬度 | 耐衝撃性 | 光学透過率 | 最小板厚 | コスト水準 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ソーダ石灰ガラス製強化ガラス | 5.5 | 中程度 — 熱処理による圧縮応力は約100 MPa | ~91% | 約1.8 mm | 低 | 低価格帯の民生用電子機器、基本的な画面保護ガラス |
| 化学強化アルミノシリケートガラス | 6.5–7 | 高い — イオン交換による表面圧縮応力は600 MPa以上 | ≥92% | 0.33 mm | 中 | スマートウォッチ、フィットネストラッカー、PCAPタッチパネル |
| サファイアクリスタル | 9.0 | 非常に高い — 鋭い先端による衝撃には脆い | ~85% | 0.3 mm | 非常に高い | 高級スマートウォッチ用ガラス、高級ウェアラブル機器 |
| Dragontrailガラス (AGC) | 6.5–7 | 高い — アルミノシリケートガラスの組成 | ≥92% | 0.33 mm | 中 | アジア市場向けスマートフォン、ウェアラブル機器 |
業界規格
スマートウェアラブル機器用カバーガラスでは、化学強化アルミノシリケートガラスが引き続き主流です。CNC加工で円形にも角形にも切り出せることで知られ、ウェアラブル機器メーカーが求める最小板厚0.55 mmを実現できます。供給元が対応できる場合には、AGCのDragontrailガラスも同等のアルミノシリケートガラス製品として、MOHS 6.5～7程度の引っかき耐性を実現します。
サファイアと高級仕様の選択肢
サファイア製カバーは、他の選択肢よりもコストと想定販売価格が高く、一般にスマートウォッチの最上位モデルに限って採用されています。通常の深い傷に対しても外観を維持する優れた耐性があり、目立つ傷を残すのはダイヤモンド相当の硬度を持つ研磨材や炭化ケイ素だけです。ただし、サファイアは化学強化ガラスと異なり、先の鋭い物体による衝撃にはより脆いため、キッチンや工場の床に角から落下する可能性のある製品の保護水準を選ぶ際には、この点が重要になります。
材料選定ガイド
徹底した軽量化を図るため、プラスチック製の代替品としてポリカーボネート製レンズカバーが使われることもありますが、傷が付きやすくなります。画面を保護しながら光学品質も維持するためにガラスが必要となる多くの仕様では、ほとんどのOEM案件で化学強化アルミノシリケートガラスを出発点として検討できます。
材料を比較ウェアラブル機器用カバーガラスの用途
ウェアラブル機器のカバーガラスに対する要件は、スマートフォンやタブレットとは根本的に異なります。機器が小型であるため、さらに薄い形状が必要なうえ、身体に装着することから、一日を通して汗や水にさらされ、ときには物にぶつかります。防指紋コーティングと超薄型の形状は後付けにできず、設計の初期段階から組み込む必要があります。
特注カバーガラスの製造工程
当社の特注カバーガラスは、素材となる板ガラスから完成部品に至るまで八つの工程を経て製造され、各工程で厳格な品質確認を行います。製造は、中国・東莞（香港／マカオ／香港の近郊）にある2,000 sq.m.の自社施設で行っており、ガラスの切断・仕上げ工程には、CNC制御による切断、化学強化のための加熱処理、コーティングチャンバー、クリーンルーム内の貼合区画が含まれます。
01
原板ガラスの調達
— 信頼できる承認済みの供給元から、高品質のフロートガラスや特殊グレードのアルミノシリケートガラスを調達します。面取り・切断の前に、原板全体について平坦度、透過率、異物混入の光学評価を行います。医療用・防衛用の案件では、全長にわたる適合性分析とロットごとの適合性分析が必要です。
02
CNCによるエッジ形状加工
— CNCエッジ加工機により、完成部品の各寸法で0.05 mmの精度を実現します。円形、正方形、長方形、バックプレーンの外形設計に対応できます。最終使用者から提供されたCADプログラム（DXF入力）をCNC駆動用ベクトルに直接変換することで、手作業でのトレースし直しと、それに伴う寸法誤差の発生を避けます。
03
仕上げ — エッジ研削・研磨
初期加工後のガラスのエッジには、無数の微小亀裂が残っています。そのままにすると、衝撃によって亀裂に沿って腐食が進行し、強度の弱い箇所が生じます。ダイヤモンド砥石による高品質なエッジ研削でこれらの欠陥を除去した後、エッジ形状（平面、C面取り、R面取り）に合わせて研磨します。
04
イオン交換による化学強化
— ガラス試験片を400～450 °Cの硝酸カリウム（KNO3）溶融塩浴に4～8時間浸漬します。ガラス母材の表面にある小さなナトリウムイオンが、塩浴中のより大きなカリウムイオンと交換されます。この大きさの違いによって、外表面に垂直な方向に、表面圧縮応力600 MPa、DOL 20 mの表面圧縮応力層が形成されます。この層が、化学強化カバーガラスを従来の自動車用強化ガラスと区別し、ウェアラブル機器の形状に合う超薄型化を可能にします。
05
表面コーティングの施工
— 要件に応じて、化学強化アルミノシリケートガラス製カバーパネルに、AR（反射防止）、AF（防指紋／撥油）、AG（防眩）、HC（ハードコート）の各コーティングを真空蒸着またはウェットコーティングで施します。ロットを合格と判定する前に、コーティング層の厚さを分光光度測定で、密着性をテープ剥離試験でそれぞれ測定します。
06
スクリーン印刷
— 徐冷処理済みのカバーガラス部品に、黒枠ベゼル、携帯電話のブランド表示、校正マーク、特殊機能の要素をスクリーン印刷します。民生製品の寿命期間中、通常使用で剥離が生じないように、インクの組成と硬化条件を設定します。
07
最終検査
— 各製品に対して光学検査（表面品質、異物混入、コーティングの均一性）、寸法検査（投影機またはCMM）、耐摩耗試験（ASTM D3363に基づく鉛筆硬度試験、ロットから抜き取った試料によるリングオンリング曲げ試験）を実施し、該当する場合は完成したHMIパネルに対してIEC 62262に基づくIK衝撃試験を抜き取りで行います。
08
クリーンルームでの梱包
— 光学研磨したガラスを超音波洗浄して乾燥させた後、クリーンルーム内で梱包します。各製品の間には保護用の中間膜を挟みます。コーティング面を傷めず、通常のコンテナ輸送に耐えられるよう、梱包の寸法を設定しています。
カバーガラスの技術仕様と試験規格
以下の数値は、当社の標準的なアルミノシリケートガラス製カバーガラス製品群の特性を示しています。この仕様範囲外の特注条件にも対応しています。
板厚範囲
0.33～3.0 mm
特殊用途では最薄0.1 mmの特注に対応
モース硬度
6.5–7
化学強化アルミノシリケートガラス基材
表面圧縮応力
≥600 MPa
イオン交換による強化処理後
圧縮応力層深さ（DOL）
≥20 μm
圧縮応力が及ぶ深さ
光学透過率
≥92%
可視光、基準波長550 nm
耐衝撃等級
IK07～IK10
IEC 62262に準拠；IK10 = 20 Jの衝撃に耐える
使用温度
-40 °C～+85 °C
MIL-STD-810Gに基づく温度サイクル試験を実施
寸法公差
±0.05 mm
CNC外形加工；ご要望に応じて、より厳しい公差にも対応
対応形状
あらゆる形状
円形、正方形、長方形、CNC加工による自由形状
| 規格 | 適用範囲 | 試験条件／基準値 |
|---|---|---|
| IEC 62262 | 機械的衝撃に対する保護 — IKコード体系 | IK10：振り子式試験手順による20 Jの衝撃 |
| ASTM D3363 | 中間膜の硬度 — 鉛筆試験法 | 硬度等級を報告；合格基準 = コーティングを貫通する目視可能な傷がないこと |
| ISO 9001:2015 | 品質マネジメントシステム | QMSに全面的に適合；毎年、第三者監査を実施 |
| MIL-STD-810G | 環境工学 — 温度、振動、湿度 | 試験方法501.6（高温）、502.6（低温）、514.7（振動） |
| ISO 22196 | 表面の抗菌活性試験 | 医療用ウェアラブル機器の用途では、ご要望に応じて対応 |
ディスプレイ用ガラスのコーティング：AR・AF・AG・ハードコート
各コーティングの役割は、未処理ガラスが持つ特定の弱点を解消または軽減することであり、その対象には、光学的な読み取りやすさや製造性を低下させるグレア、タッチパネルの不具合を減らすための指紋、エネルギーコストの削減や短時間での表示確認を可能にするための屋外のグレア、外観と基材の健全性を維持するための傷があります。コーティングは、必要に応じて組み合わせることも、単独で使用することもできます。高級スマートウォッチ用カバーガラスではAR+AFコーティングが最もよく使用され、マットな表面が許容される屋外用、HMI用、過酷な環境向けのカバーガラス用途ではAGコーティングが最も好まれます。
AR
反射防止コーティング
真空蒸着による多層構造で表面反射率を4%から0.5 %未満に低減し、フロントガラスやHMIディスプレイから利用者の目に入るグレアを抑えます。この効果は、屈折率の高い層と低い層を交互に重ね、光が互いに打ち消し合う干渉を利用することで得られます。
- 明るい周囲光の下でディスプレイのコントラストを改善
- 屋外用HMIパネルやスポーツ用スマートウォッチに不可欠
- 加工工程：真空チャンバー内での物理蒸着（PVD）
- AR積層構造の上に耐摩耗性の硬質層を形成
AF
防指紋／撥油
フルオロカーボン分子からなる中間膜が、カバーガラス上に表面エネルギーの低い撥油性（油をはじく性質）の表面を形成します。水接触角は110を超え、未処理のガラス表面では約30です。
- 指紋や皮脂の跡を簡単に拭き取れる
- 日常使用でも滑らかで清潔感のある手触りを維持
- すべての民生用ウェアラブル機器のタッチパネルに不可欠
- 一般的な耐久性：10,000回以上の拭き取りに対応する定格
AG
防眩コーティング
研削やエッチングで微細な凹凸のある表面をつくり、反射光をなくすのではなく拡散させます。マットな表面仕上げが頭上の光の反射によるグレアを抑え、見やすさを高めます。
- 産業用HMIやデジタルサイネージ用途に適した選択肢
- 周囲光の強い環境で目の疲労を軽減
- 反射防止コーティングと比べ、表示の鮮鋭度がわずかに低下
- 屋外用タッチパネル向けにAFとの併用が可能
HC
ハードコート
ASTM D3363に基づく表面の鉛筆硬度を9Hに高める、耐摩耗性コーティングです。鍵、金属の縁、滑り接触によって生じる細かな傷は、製品の使用期間中に外観を損ない、利用者にとってのディスプレイの美観を低下させますが、ハードコートはこうした傷への保護をさらに高め、現代の携帯電話に求められる仕様を実現します。
- ディスプレイ用ガラス表面の外観を長く維持
- ガラスまたはポリカーボネート基材に施工可能
- ARコーティング積層構造の最上層として広く使用
- 成膜層の厚さ：3～8 μm
一般的な組み合わせ：スマートウォッチやフィットネストラッカー用カバーガラスではAR+AFが標準で、ARが表示の読みやすさを高め、AFが表面を清潔に保ちます。マットな表面と耐摩耗性を最も重視する産業用HMIパネルには、AG+HCが好まれます。高級ウェアラブル機器や医療グレードの案件には、AR+AF+HCも提供しています。
ウェアラブル機器の品質認証と法規制への適合
当社は、民生用電子機器、医療機器、産業分野におけるお客様の適格性評価を支援するため、品質システムと適合性関連文書を維持管理しています。以下の規格と認証は、当社のカバーガラスおよびカバーレンズ製品群に適用されます：
システム規格 / 01
ISO 9001:2015 — 品質マネジメントシステム
第三者認証を受けたQMSにより、材料の受入検査から完成品まで、すべての製造工程を管理しています。毎年のサーベイランス審査で、東莞の生産施設全体における継続的な適合性を確認しています。
試験機関による検証 / 02
SGS試験認証
独立したSGS試験所での試験により、当社製品が所定の性能条件を満たすことを確認しています。輸入時の法規制への適合確認や調達資格審査にご利用いただけるよう、お客様にSGS試験報告書を提供しています。
環境 / 03
RoHS 2.0適合（指令2011/65/EU）
すべての製品はEUの有害物質使用制限指令に適合し、鉛、カドミウム、水銀、六価クロム、臭素系難燃剤の使用を制限しています。ご要望に応じて、材料に関する完全な申告書を提供します。
化学物質の安全性 / 04
REACH規則への適合
REACHのSVHC候補リストに照らして製品を審査しています。EU向け出荷では、注文ごとに適合宣言書を添付します。
法規制 / 05
CEマーキング関連文書
貴社の最終製品にCEマーキングが適用されるディスプレイ部品区分について、CEマーキングを裏付ける技術文書を維持管理しています。製品の適格性評価では、貴社の法規制担当チームと連携します。
耐久性 / 06
MIL-STD-810G環境試験
防衛・重工業分野の案件では、認定を受けた第三者試験所で実施する、高温（試験方法501.6）、低温（試験方法502.6）、振動（試験方法514.7）を含むMIL-STD-810G試験に対応しています。
ウェアラブル機器用ガラスの設計支援ツール
特注カバーガラスのリードタイム見積もりツール
このページに記載された所要期間を使用します：サンプルの即日迅速対応、既存の加工治具を使用する場合は7～15営業日、新規の特注外形では15～25営業日。
よくあるご質問
強化の仕組みが根本的に異なります：
強化ガラスは62oCまで加熱した後、空気で急冷し、表面が内部よりも速く収縮することで、10 MPaの機械的な表面圧縮応力が生じます。衝撃による破壊は、最小板厚1.8 mmから厚さがほとんど認識できないほどの薄さまで生じます。その後の切断、成形、曲げはできません。化学強化ガラスは、400～450 CのKNO3溶融塩浴に4～8時間浸漬します。大きなカリウムイオンが表面に入り込み、比較的小さなナトリウムイオンを押し出すことで、深さ20 mにわたり600 MPaの化学的な表面圧縮応力が加わります。板厚は0.33 mmまで薄くでき、特殊用途では0.1 mmにも対応しています。
重量と設置面積が設計判断を大きく左右するウェアラブル機器や高精度な産業用途では、化学強化ガラスは他の製品よりも薄型化が可能で、表面圧縮応力も高く、最小板厚の制限もありません。
はい、当社では通常のサービスとして、あらゆる水準のカスタマイズやアイデアに対応しており、円形、正方形、長方形、特注形状を寸法公差o.0 mmで仕上げるCNC研削加工が可能ですので、DXFまたは2D設計図を写真としてお送りいただければ、1営業日以内に製作可否をご回答いたします。
カラーコーティング (AR、AF、AG、HOは、単独でも組み合わせでも、単層または積層構成で対応できます。ベゼルやロゴへの単色または多色のシルクスクリーン印刷も承ります。新たな特注形状にも、貴社の図面ファイルからCNC工具経路を生成するだけで対応でき、貴社側での再設計や製作は不要です。
K10 は、工場自動化、船舶、公共交通機関で使用される産業用 HMl パネルで最も多く要求または希望される IEC 6262 の耐衝撃コードであり、K10 は 20 ジュールのエネルギー、つまり高さ 400 mm から落下する 5 kg の物体による瞬間的な衝撃に相当します。
最大2ジュールの衝撃から保護するKO7と比べ、K1は認証の取得が必要で、購入時にHMIの設計仕様として指定できます。この電気的な側面は、工場の作業現場、岸壁の造船所、車両基地、24時間稼働の運用支援センターといった、高温で粉じんが多く、機械的負荷の厳しい使用環境で極めて重要になります。
ガラス表面の光の反射係数は見落とされがちですが、コーティングのないガラスでは各面で入射光の約 4% が反射して標準的なガラス窓やパネルでは合計 % が失われ、強い天井照明の下ではパネル表面で反射した入射光がまぶしく輝く天井の電球のようになり、画面の内容に集中したいときに見たくないサイドスキャンがまさに現れます。そこで役立つのが反射防止コーティングです。真空蒸着で形成した屈折率の高い薄い層と低い薄い層を交互に積み重ねることで、反射防止コーティングは反射波の位相を分散させて干渉による打ち消しを起こし、その結果、ガラス表面の反射率は 0.5% を大きく下回り、まぶしい屋外環境でもディスプレイのコントラストが保たれます。このため、当社では屋外用 HMl パネル、コイニング加工のスマートウォッチ、照明条件が変化する環境で使用されるウェアラブル機器に反射防止コーティングを指定しています。
色は慎重に選んでください。SO 901 2015 (品質マネジメントシステム：第三者監査によって検証された製造工程)、SSまたは同等の第三者試験証明書をお勧めします。RoHS 20 (EU指令2011/65/EU：有害物質の使用制限。REACH規則 (EUの化学物質安全原則への違反)。
医療用ウェアラブル機器や防衛関連の類似機器には、SO 22196 (表面の抗菌活性)、MlL-STD-810G (環境適合性評価) といった追加の認証規格が必要であり、当社Saivei Glassは主要な認証規格をすべて維持し、検査時の貴社の適格性評価を喜んで支援いたします。
単価に直接影響する主な要因は6つあります。影響の大きい順に挙げると、以下のとおりです：
- ガラス材料：ソーダ石灰ガラスが最も安価で、サフラン結晶が最も高価
- コーティングの積層厚さ：追加の加工費用が発生
- 形状の複雑さ：CNC加工による自由曲線形状は直線形状より高価
- 厚さ：0.5 mm未満の超薄板ガラス) は、欠けが増え、トリミングにかかる時間も長くなる
- 注文数量：1000枚以上の数量増加に応じて単価が下がる
- カラー印刷：加工工程に追加の作業が必要
当社はGBA内に位置し、広東省のガラスや薬品の供給拠点に近いため、一般に価格面で有利です。
所要期間は主に、既存の工具設計や外形形状があるかどうか、またコーティングの積層構成が当社の指定する加工条件の範囲内に収まるかどうかによって決まります。
標準形状で既存の工具を使用する場合：通常、注文と前金の受領後7～15営業日です。
新しい工具を使用する特注cnc形状の場合は15～25営業日を見込んでいただき、既存形状はdfまたはdwgの形状ファイル受領後15～25営業日で出荷します。適格性評価試験用のサンプル注文は優先的に対応し、当日出荷できる場合も多いため、ガラスの適格性評価が生産開始までのクリティカルパスにならないよう、製品開発の早い段階で設計図をお送りいただくことをお勧めします。
