專利名稱：顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃基板及其制造方法，所述玻璃基板適用于顯示裝置、典型地如便攜式電話、便攜式信息終端(PDA)、觸摸屏等兼具輸入功能的顯示裝置等的保護(hù)玻璃。
背景技術(shù)：
近幾年，針對(duì)如便攜式電話、PDA等移動(dòng)設(shè)備、觸摸屏等兼具輸入功能的顯示裝置等，越來越多地使用用于提高顯示器的保護(hù)以及美觀的覆蓋玻璃(保護(hù)玻璃)。這樣的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板要求為薄型且具有高強(qiáng)度，通常使用通過化學(xué) 強(qiáng)化法而提高了強(qiáng)度的玻璃基板。另一方面，這樣的移動(dòng)設(shè)備和帶有觸摸屏的顯示裝置需要顧及到衛(wèi)生。由非固定的多數(shù)人使用的車站的售票機(jī)和銀行的ATM、醫(yī)療設(shè)施中使用的設(shè)備等帶有觸摸屏的顯示裝置，因?yàn)槠涫褂铆h(huán)境的緣故，攜帶有各種細(xì)菌的可能性非常高。此外，移動(dòng)設(shè)備雖然使用者是特定的，但是使用頻率非常高，也有同樣的問題。因此，期待給予這些設(shè)備和裝置，尤其是人接觸機(jī)會(huì)多的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板以抗菌性。對(duì)此，日本專利特開平11-228186號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中公開了抗菌性優(yōu)異、強(qiáng)度也優(yōu)異的玻璃。據(jù)此，通過用硝酸銀和硝酸鉀的熔融鹽處理含鈉玻璃，玻璃中含有的鈉離子被鉀離子和銀離子兩者取代，因此可以給予玻璃抗菌性和高強(qiáng)度(彎曲強(qiáng)度)。此外，為了提供透明性也優(yōu)異的玻璃，優(yōu)選使能夠提供可取代玻璃中的鈉離子的M+的化合物與抗菌物質(zhì)的比例(重量比)在特定的范圍內(nèi)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開平11-228186號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，本發(fā)明人準(zhǔn)備了專利文獻(xiàn)I記載的鈉鈣玻璃A，制作了透明性良好的實(shí)施例的玻璃，且確認(rèn)了透明性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其在可見光區(qū)域的透射率低，尚不充分。認(rèn)為理由如下所述銀離子相對(duì)于鉀離子擴(kuò)散早，若為了獲得期望的強(qiáng)度而進(jìn)行處理，則銀離子在玻璃中過量擴(kuò)散，擴(kuò)散的銀離子膠態(tài)化，玻璃由此而著色，對(duì)于可見光區(qū)域的特定波長(zhǎng)具有吸收性。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，目的是提供顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板及其制造方法，所述玻璃基板強(qiáng)度高、抗菌性優(yōu)異，而且還具有適用于顯示裝置的保護(hù)玻璃的高透明性和可見光透射率。本發(fā)明人著眼于銀在給予玻璃抗菌性的銀離子擴(kuò)散層中的膠態(tài)化阻礙了玻璃的透明性這一事實(shí)，發(fā)現(xiàn)通過將銀膠質(zhì)的吸收波長(zhǎng)即428nm附近的透射率控制在特定范圍內(nèi)，能夠得到作為顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的合適的強(qiáng)度、抗菌性和透明性。
S卩，本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的特征在于，在玻璃基板表面具備表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率Tl和在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2的比值(T1/T2)為O. 95以上，且該玻璃基板的板厚為O. I 3. Omm時(shí)，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率為86%以上。此外，作為所述玻璃基板的玻璃組成，以氧化物換算的摩爾百分比表示，含有55 80% 的 Si02、0. I 15% 的 A1203、0 15%的民03、0 10% 的 Ζη0、0· I 15% 的 Na20、O 10%的1(20、0 16% 的 MgO+CaO。此外，所述玻璃基板表面的表面壓縮應(yīng)力層通過化學(xué)強(qiáng)化而形成，該表面壓縮應(yīng)力層具有3 μ m以上的深度和250MPa以上的表面壓縮應(yīng)力。此外，所述抗菌性物質(zhì)含有層是銀離子擴(kuò)散于玻璃基板表面的銀離子擴(kuò)散層。此外，所述銀離子擴(kuò)散層的自玻璃基板表面到40 μ m深度為止的范圍內(nèi)的銀量為
O.2 100 μ g/cm2。此外，所述玻璃基板通過浮法而成形為板狀。此外，將所述顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板用于觸摸屏顯示器的保護(hù)玻璃。此外，將所述顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板用作顯示器的前表面玻璃(前面玻璃)。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法的特征在于，包括在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序，對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序，在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序，通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和對(duì)在將所述銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。此外，本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法的特征在于，包括將玻璃基板成形為板狀的工序，在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)已被成形為板狀的所述玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序，對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序，在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序，通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和對(duì)在將所述銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。此外，將所述玻璃基板成形為板狀的工序通過浮法進(jìn)行。此外，所述將銀離子擴(kuò)散的工序包括對(duì)形成有銀膜的玻璃基板在300 475°C下進(jìn)行加熱處理的工序。發(fā)明的效果通過本發(fā)明，可以得到不僅基板強(qiáng)度高、抗菌性優(yōu)異，而且通過抑制由銀膠質(zhì)引起的玻璃的著色而具有高透明性和可見光透射率的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板在基板表面具有表面壓縮應(yīng)力層。通過在玻璃基板表面具有表面壓縮應(yīng)力層，可以使玻璃基板的強(qiáng)度飛躍性地提高。作為在玻璃基板表面形成表面壓縮應(yīng)力層的方法，可以使用通過風(fēng)冷等將加熱至·軟化點(diǎn)附近的玻璃板表面急速冷卻的風(fēng)冷強(qiáng)化法(物理強(qiáng)化法)、以及在玻璃化溫度以下的溫度下通過離子交換將玻璃基板表面的離子半徑小的堿金屬離子(典型的是Li離子、Na離子)交換為離子半徑更大的堿金屬離子(典型的是K離子)的化學(xué)強(qiáng)化法。尤其，在薄的玻璃基板上形成表面壓縮應(yīng)力層時(shí)，若使用風(fēng)冷強(qiáng)化法，由于不易在表面和內(nèi)部產(chǎn)生溫差，難以形成表面壓縮應(yīng)力層，難以獲得期望的強(qiáng)度，因此，優(yōu)選通過化學(xué)強(qiáng)化法形成表面壓縮應(yīng)力層。在用于移動(dòng)設(shè)備時(shí)等特別要求輕量化的情況下，本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的厚度典型地優(yōu)選為O. 2 3. 0mm。若不足O. 2mm，存在即使化學(xué)強(qiáng)化從實(shí)用強(qiáng)度的觀點(diǎn)也得不到期望的強(qiáng)度的擔(dān)憂。若超過3. 0mm，從輕量化的觀點(diǎn)，并不理想。更優(yōu)選O. 5
I.5mm。在用于不移動(dòng)的固定型顯示裝置等不特別要求輕量化時(shí)，即使例如玻璃基板的厚度超過3. Omm,也可以使用本發(fā)明。若玻璃基板的厚度超過3. Omm,可以使用物理強(qiáng)化,但由于通常通過物理強(qiáng)化進(jìn)入的表面壓縮應(yīng)力為100 150MPa左右，在要求更高的表面壓縮應(yīng) 力的情況下，通過由化學(xué)強(qiáng)化形成表面壓縮應(yīng)力層，可以得到具有更高強(qiáng)度的玻璃基板。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的表面壓縮應(yīng)力層優(yōu)選3μπι以上的深度。若深度不足3 μ m，用作為顯示器保護(hù)玻璃用途的強(qiáng)度不夠，且玻璃基板表面的耐傷性(對(duì)外傷產(chǎn)生壓痕的容易度)劣化。表面壓縮應(yīng)力層的深度優(yōu)選5μπ ΙΟΟμ ，更優(yōu)選7 80 μ m0本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的表面壓縮應(yīng)力優(yōu)選250 1050MPa。若表面壓縮應(yīng)力不足250MPa，作為顯示器保護(hù)玻璃用途的強(qiáng)度不夠，且玻璃基板表面的耐傷性劣化。此外,若超過1050MPa，內(nèi)部拉伸張力變大，當(dāng)由于沖擊等玻璃基板內(nèi)部產(chǎn)生裂紋時(shí)，會(huì)引起爆發(fā)性的破裂，因此，從安全方面講并不理想。表面壓縮應(yīng)力優(yōu)選為300 800MPa，更優(yōu)選為350 750MPa。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板在基板表面具有抗菌性物質(zhì)含有層。通過在玻璃基板表面具有抗菌性物質(zhì)含有層，可以給予玻璃基板以抗菌功能。玻璃基板表面上形成的抗菌物質(zhì)含有層大致分為含有銀本身的層和銀離子擴(kuò)散層。作為含有銀本身的層的形成方法，已知有將銀混入玻璃原料熔融成型的方法和在玻璃基板表面形成含有銀的涂層的方法。另一方面，銀離子擴(kuò)散層的形成方法有在玻璃基板表面涂布含有銀的液體，通過加熱處理，從玻璃基板表面至基板內(nèi)部形成銀離子擴(kuò)散層的方法。形成銀離子擴(kuò)散層的方法與上述含有銀本身的層的形成方法相比，不會(huì)引起由于磨耗等產(chǎn)生的短期抗菌性損耗，玻璃基板表面的性質(zhì)不會(huì)顯著變化。因此，給予本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板抗菌功能時(shí)，優(yōu)選使用銀離子擴(kuò)散層。形成銀離子擴(kuò)散層的方法中，作為在玻璃基板表面形成銀的方法，除了上述涂布含有銀的液體方法之外，還有將含有銀鹽的液體熱解噴霧的方法和真空濺射方法等。此外，作為抗菌性物質(zhì)含有層，除銀以外，可以通過公知的方法形成以芥末為代表的天然抗菌劑、銅和鋅為代表的金屬類抗菌劑、以及氧化鈦為代表的氧化物抗菌劑層。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的抗菌物質(zhì)含有層即銀離子擴(kuò)散層優(yōu)選從玻璃基板表面到40 μ m深度為止的范圍內(nèi)的銀量為O. 2 100 μ g/cm2。若玻璃基板的銀量不足O. 2μ g/cm2，抗菌效果不夠。此外，若超過100 μ g/cm2，擴(kuò)散到銀離子擴(kuò)散層的銀量變得過多，產(chǎn)生由于銀膠質(zhì)引起的玻璃的著色，因此不理想。銀量?jī)?yōu)選為O. 4 80μ g/cm2，更優(yōu)選O. 6 60 μ g/cm2，特別優(yōu)選O. 8 20 μ g/cm2,最優(yōu)選I. O 15 μ g/cm2。關(guān)于玻璃基板的銀量與抗菌效果的關(guān)系，本發(fā)明人通過以下的方法進(jìn)行了確認(rèn)。首先，準(zhǔn)備板狀的硼硅酸玻璃(PYREX (注冊(cè)商標(biāo)))，分別制作從玻璃基板表面至40 μ m深度為止的范圍內(nèi)的銀量為O. 2、0.4、0. 6 μ g/cm2的抗菌處理過的玻璃基板。根據(jù)JIS Z2801 (抗菌性實(shí)驗(yàn)方法)，對(duì)于這些玻璃基板，判明在標(biāo)準(zhǔn)條件下，24小時(shí)后玻璃樣品上可見的菌數(shù)(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌)。通過與相同條件下處理的非加工膜的比較算出滅菌率。結(jié)果，銀量為O. 2 μ m/cm2的玻璃基板，90%以上的菌滅死，銀量為O. 4、0. 6 μ m/cm2的玻璃基板，99%以上的菌滅死。由此可以認(rèn)為，從玻璃基板表面至40 μ m深度為止的范圍內(nèi)的銀量為O. 2 μ m/cm2就具有抗菌效果。形成表面壓縮應(yīng)力層和抗菌物質(zhì)含有層這兩層的位置，并不局限于所述形成順序，大多是在玻璃基板的至少最外表面上兩者渾然一體形成，按照形成順序?qū)訅簽?層。除了在玻璃基板表面具有表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層這兩層之外，還可以將玻璃基板表面的一部分作為表面壓縮應(yīng)力層，其他部分作為抗菌性物質(zhì)含有層。此外， 也可以使玻璃基板表面的一部分具有表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層兩者，而其他部分為表面壓縮應(yīng)力層或抗菌性物質(zhì)含有層中的任意其一。此外，玻璃基板表面可以具有沒有形成任何表面壓縮應(yīng)力層或抗菌性物質(zhì)含有層的地方。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率Tl和在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2的比值(透射率之比(T1/T2))為O. 95以上，且該玻璃基板的板厚為O. I
3.Omm時(shí)該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率為86%以上。這里，使用波長(zhǎng)428nm的理由是，由于因銀膠質(zhì)引起玻璃著色時(shí)的吸收波長(zhǎng)在這附近變得極大，因此可以直接判定有無因銀膠質(zhì)引起的玻璃著色。此外，使用波長(zhǎng)650nm的理由是，若玻璃由于銀膠質(zhì)而著色，不僅在428nm附近的波長(zhǎng)帶域，在其前后IOOnm左右的范圍內(nèi)對(duì)透射率也有影響，因此，從波長(zhǎng)650nm是不受此影響的可見光帶域波長(zhǎng)的觀點(diǎn)出發(fā)，選擇了波長(zhǎng)650nm。使玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率Tl和在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2之比(T1/T2)為O. 95以上以及使玻璃基板的板厚為O. I 3. Omm時(shí)在波長(zhǎng)428nm處的透射率為86%以上，通過具有這樣的透射率特性，玻璃基板沒有銀膠質(zhì)引起的著色，可以得到具有適用于顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的高透明性和可見光透射率的玻璃基板。這里，玻璃基板的板厚為O. I 3. Omm時(shí)該玻璃基板在428nm處的透射率不足86 %的話，或玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率Tl與在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2之比(Tl/T2)不足O. 95的話，透明性和可見光透射率降低到可通過目測(cè)看到因銀膠質(zhì)引起的玻璃著色這樣的程度，用于顯示裝置的話，會(huì)使顯示畫面的可視性降低，故而不理想。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板可以通過對(duì)形成為板狀的玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理和抗菌處理而得到。作為將玻璃基板成形為板狀的方法，可以使用浮法、下引(down load)法、加壓法等，尤其是以低成本將大量的玻璃成形為板狀時(shí)，優(yōu)選使用浮法。不對(duì)通過浮法成形為板狀的玻璃基板進(jìn)行研磨而使用時(shí)，優(yōu)選在浮法成形中與熔融錫接觸的面(以下稱為錫面)的反面具有抗菌性物質(zhì)含有層。這是因?yàn)?，在錫面?zhèn)鹊牟ＡЩ灞砻?，錫成分在玻璃中擴(kuò)散，若在該面內(nèi)形成銀離子擴(kuò)散層，銀離子擴(kuò)散層中的銀由于錫成分而被還原，變成膠質(zhì)，玻璃著色。
但是，必須在玻璃基板表面形成電極時(shí)，若在錫面形成電極，存在由于電極材料成分和玻璃基板中的錫成分反應(yīng)從而玻璃著色等問題，因此，制成在錫面具有表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層。此時(shí)，為了抑制錫面的銀離子擴(kuò)散層的銀膠質(zhì)化，在抗菌處理中，優(yōu)選在425°C以下的溫度下加熱處理。此外，用以銀粒子和低熔點(diǎn)玻璃為主成分的銀糊等在玻璃基板表面形成電極時(shí)，必須要有在高于425°C的溫度下的燒成工序，因此，這樣的情況下，通過在形成電極后形成抗菌性物質(zhì)含有層，可以避免銀膠質(zhì)的產(chǎn)生。接著，對(duì)于本發(fā)明的玻璃基板的組成進(jìn)行說明，如無特別限定，以摩爾百分比表示其含量。 SiO2是構(gòu)成玻璃骨架的成分,是必要成分。如果低于55%,則作為玻璃的穩(wěn)定性下降，或者耐候性下降。較好是60%以上。如果SiO2超過80%，則玻璃的粘性增加，熔融性顯著下降。較好是75%以下，典型的是73%以下。Al2O3是使離子交換速度提高的成分，是必要成分。如果不足O. 1%，則離子交換速度下降。較好是I %以上，典型的是I. 5%以上。如果Al2O3超過15%，則玻璃的粘性變高，難以均勻地熔融。優(yōu)選為11%以下，更優(yōu)選為8%以下。對(duì)于B2O3，為了提高高溫下的熔融性或玻璃強(qiáng)度，例如最多可以含有15%。若高于15%，玻璃會(huì)變得不穩(wěn)定。優(yōu)選為10%以下，更優(yōu)選為8%以下。此外，為了增大抗菌處理中玻璃基板表面的銀量，優(yōu)選5 %以下，更優(yōu)選不含B2O3。為了提高玻璃在高溫下的熔融性，例如最多可以含有10% ZnO0若高于10%，玻璃會(huì)變得不穩(wěn)定。優(yōu)選8%以下，更優(yōu)選6%以下。此外，為了增大抗菌處理中玻璃基板表面的銀量，優(yōu)選3%以下，更優(yōu)選不含ZnO。Na2O為通過離子交換形成表面壓縮應(yīng)力層或提高玻璃的熔融性的成分，是必要成分。如果不足0.1%，則難以通過離子交換形成期望的表面壓縮應(yīng)力層。優(yōu)選3%以上，典型的是6%以上。若Na2O超過15%，Tg即變形點(diǎn)降低，或耐候性降低。如果Tg低，化學(xué)強(qiáng)化時(shí)引起應(yīng)力松弛，難以得到期望的化學(xué)強(qiáng)化特性。優(yōu)選14%以下，典型的是13%以下。K2O是提高熔融性的成分，同時(shí)也是用來加快化學(xué)強(qiáng)化中離子交換速度而得到期望的表面壓縮應(yīng)力和表面壓縮應(yīng)力層的成分，優(yōu)選在10%以下的范圍內(nèi)含有K20。優(yōu)選O. 1%以上，更優(yōu)選2%以上，典型的是3%以上。如果K2O超過10%，則耐候性下降。優(yōu)選8%以下，典型的是6%以下。堿土類金屬氧化物是提高熔融性的成分，同時(shí)也是對(duì)調(diào)節(jié)Tg即變形點(diǎn)有效的成分。MgO和CaO對(duì)降低離子交換速度的效果較小，可以含有16%以下的范圍內(nèi)的MgO+CaO。若MgO+CaO超過16%，有離子交換速度下降，變得容易失透，或變形點(diǎn)變得過低的擔(dān)憂。優(yōu)選15%以下，更優(yōu)選13%以下。本發(fā)明的玻璃基板的典型的玻璃組成，以氧化物換算的摩爾百分比表示，為55 80% 的 Si02、0. I 15% 的 A1203、0 15%的民03、0 10% 的 Ζη0、0· I 15% 的 Na20、0 10%的1(20、0 16% 的 MgO+CaO。本發(fā)明的玻璃基板實(shí)質(zhì)上由上述成分構(gòu)成，但在不影響本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)還可含有其它成分。含有這樣的成分的情況下，這些成分的含量之和優(yōu)選在10%以下，典型的是5%以下。舉例說明其他成分。
BaO和SrO在堿土類金屬氧化物中是降低離子交換速度的效果最大的物質(zhì)，因此，含有BaO和SrO時(shí)優(yōu)選使其含量低于I %。ZrO2雖不是必需成分，但是由于它可加快離子交換速度，因此也可以在不超過5%的范圍內(nèi)含有Zr02。若超過5%，加快離子交換速度的效果飽和，另外，熔融性劣化，有時(shí)會(huì)發(fā)生ZrO2作為未熔融物殘留在玻璃中的情況。含有ZrO2時(shí)，其含量?jī)?yōu)選為O. 5%以上，典型地為1%以上。作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑，可適當(dāng)含有SO3、氯化物、氟化物、Sb203、As203等。
此外，理想的是盡可能地減少那些對(duì)玻璃基板的透明性和可見光透射率有影響且在可見光區(qū)域內(nèi)有吸收的Fe203、Ni0、Cr203等作為原料中的雜質(zhì)混入的成分，各自以質(zhì)量百分比表示，優(yōu)選O. 15%以下，更優(yōu)選O. 05%以下。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板可適用于觸摸屏顯示器等具有輸入功能的顯示裝置的顯示器前表面玻璃。對(duì)于觸摸屏顯示器的保護(hù)玻璃用玻璃基板，期望它具有作為顯示裝置的高可視性、能夠耐受接觸操作時(shí)的承重負(fù)荷的高強(qiáng)度，即使非固定的多數(shù)人使用依然衛(wèi)生的抗菌性，本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板充分具有這些特性。此外，通過將上述顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板用作顯示器的前表面玻璃，可以得到具有作為顯示器的高可視性、能夠耐受操作和攜帶時(shí)的負(fù)荷的高強(qiáng)度、能夠衛(wèi)生地使用的抗菌性的顯示裝置。接著，對(duì)本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法進(jìn)行說明。本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法包括在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序，對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序，在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序，通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和對(duì)在將所述銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。此外，本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法包括將玻璃基板成形為板狀的工序，在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)已被成形為板狀的所述玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序，對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序，在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序，通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和對(duì)在將所述銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。對(duì)將玻璃基板成形為板狀的具體細(xì)節(jié)無特別限制，例如可以通過將各種原料適量混合，加熱至約1400 1600°C而熔融之后，通過消泡、攪拌等均質(zhì)化，采用公知的浮法或下引法(熔融法等)、加壓法等成形為板狀，且退火后切割成所需大小、實(shí)施研磨加工，從而制得成形為板狀的玻璃基板?；瘜W(xué)強(qiáng)化處理工序只要是可以離子交換玻璃基板表面的Na2O和熔融鹽中的K2O的方法就沒有特別限定，例如可以例舉將玻璃基板浸潰在含有被加熱后的硝酸鉀(KNO3)的熔融鹽中的方法。在玻璃板上形成具有期望的表面壓縮應(yīng)力的化學(xué)強(qiáng)化層(表面壓縮應(yīng)力層)的條件根據(jù)玻璃板的厚度而有所不同，但典型的是，在400 550°C的含KNO3的熔融鹽中浸潰玻璃基板2 20小時(shí)。從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)，優(yōu)選在400 500°C、2 16小時(shí)的條件下浸潰玻璃基板，更優(yōu)選浸潰時(shí)間為在400 500°C下浸潰2 10小時(shí)。在清潔化處理工序中，將化學(xué)強(qiáng)化處理工序中使用的含硝酸鉀(KNO3)的熔融鹽和污潰從玻璃基板表面除去。這是因?yàn)?，如果玻璃基板表面有污潰，在接下來的工序即形成銀膜的工序中，會(huì)在銀膜上產(chǎn)生不均勻或脫落。關(guān)于清洗方法沒有特別限定，可以例舉例如向玻璃基板上噴蒸餾水的方法、將玻璃基板浸潰在水槽中施加超聲波振蕩的方法、使用研磨劑擦洗的方法等。在玻璃基板的表面形成銀膜的工序、擴(kuò)散銀離子的工序都是為了在玻璃基板表面形成抗菌性物質(zhì)含有層的工序。形成銀膜的工序有將銀混合在玻璃原料中熔融成形的方法，在基板表面形成含銀涂層的方法，將含銀液體涂布在玻璃基板表面，通過加熱處理從玻璃基板表面到基板內(nèi)部形成銀離子擴(kuò)散層的方法，但從生產(chǎn)率和設(shè)備費(fèi)用的觀點(diǎn)，優(yōu)選使用形成銀離子擴(kuò)散層的 方法。擴(kuò)散銀離子的工序中的熱處理?xiàng)l件根據(jù)玻璃基板的組成和涂布的銀量、熱擴(kuò)散的加熱條件而不同，優(yōu)選250 500°C。若加熱條件不足250°C，擴(kuò)散速度慢，為了讓體現(xiàn)抗菌效果的銀擴(kuò)散需要花費(fèi)較多時(shí)間，不經(jīng)濟(jì)。若超過500°C，銀在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)散而成為銀膠質(zhì)，玻璃著色，吸收428nm附近的波長(zhǎng)，故而不理想。更優(yōu)選的加熱條件為300 475°C。若在300°C以上，體現(xiàn)抗菌效果的銀可以在短時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散，若在475V以下，更多的銀在不著色的情況下擴(kuò)散，故而理想。清洗除去殘留于表面的銀的工序是為了除去那些在銀熱擴(kuò)散后生成的沒有被擴(kuò)散到玻璃內(nèi)部的銀殘?jiān)M(jìn)行的。對(duì)于清洗方法沒有特別限定，例如，優(yōu)選使用含有hno3、FeCl3、Fe (NO3) 3、HCl、H2SO4, H2O2中的任一種的溶液進(jìn)行清洗。玻璃基板表面具有表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層，得到具有規(guī)定的透射率特性的本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板并不局限于上述說明的制造方法，也可以在對(duì)玻璃基板實(shí)施抗菌處理后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理。但是，并不優(yōu)選對(duì)玻璃基板同時(shí)進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理和抗菌處理。若同時(shí)進(jìn)行這些處理，能夠減少處理工序和清潔化工序，因此，具有能夠低成本制造玻璃基板的優(yōu)點(diǎn)。但是，比較銀離子和鉀離子向玻璃基板表面的擴(kuò)散速度，銀離子比鉀離子的擴(kuò)散速度快。因此，如果僅用必要的時(shí)間進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理以形成具有期望強(qiáng)度的表面壓縮應(yīng)力層，則銀離子過剩地進(jìn)入玻璃基板表面，產(chǎn)生銀膠質(zhì)引起的著色，不能獲得顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板所要求的光學(xué)特性，即上述的透射特性。基于以上理由，為了得到本發(fā)明的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，應(yīng)該分別進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理和抗菌處理。實(shí)施例下面，通過本發(fā)明的實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，但不能局限于用以下的實(shí)施例解釋本發(fā)明。在以下的各實(shí)施例和比較例中，使用表I所示的玻璃組成的玻璃A、B、C、D。表I中，各成分的空欄表不含量為O摩爾％。按照表I的各成分的欄內(nèi)以摩爾百分比表示的組成適當(dāng)選擇并稱量氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等常用的玻璃原料，使得玻璃為800g，獲得各玻璃。接著，將各混合物放入鉬制坩鍋中，并放入1600°C的電阻加熱式電爐中進(jìn)行3小時(shí)熔融、消泡、均質(zhì)化后，倒入到模具中，在預(yù)定的溫度下退火，獲得玻璃塊。將該玻璃塊切割為尺寸40mmX40mm、厚
O.3 I. Omm左右，研磨，最后將兩表面加工為鏡面，得到板狀的玻璃。只有玻璃A，使用浮法成形為板狀，切割為40mmX40mm的尺寸，研磨，最后將兩表面加工為鏡面，得到板狀的玻
3 ο [表 I]
權(quán)利要求
1.一種顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板表面具備表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率Tl和在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2的比值T1/T2為O. 95以上，且該玻璃基板的板厚為O. I 3. Omm時(shí)，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率為86%以上。
2.如權(quán)利要求I所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，作為所述玻璃基板的玻璃組成，以氧化物換算的摩爾百分比表示，含有55 80%的Si02、0. I 15%的A1203、0 15 % 的 B203、0 10 % 的 Ζη0、0· I 15 % 的 Na20、0 10 % 的 K20、0 16 % 的MgO+CaO。
3.如權(quán)利要求I或2所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板表面的表面壓縮應(yīng)力層通過化學(xué)強(qiáng)化而形成，該表面壓縮應(yīng)力層具備3 μ m以上的深度和250MPa以上的表面壓縮應(yīng)力。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，所述抗菌性物質(zhì)含有層為在玻璃基板表面擴(kuò)散有銀離子的銀離子擴(kuò)散層。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，所述銀離子擴(kuò)散層為自玻璃基板表面到40 μ m深度為止的范圍內(nèi)的銀量為O. 2 100 μ g/cm2。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板通過浮法而成形為板狀。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板用于觸摸屏顯示器的保護(hù)玻璃。
8.—種顯示裝置，其特征在于，將權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板用作顯示器的前面玻璃。
9.一種顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括 在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序， 對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序， 在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序， 通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和 對(duì)在所述將銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。
10.一種顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括 將玻璃基板成形為板狀的工序， 在至少包含KNO3的熔融鹽中對(duì)已被成形為板狀的所述玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理的工序， 對(duì)經(jīng)所述化學(xué)強(qiáng)化處理后的玻璃基板進(jìn)行清潔化處理的工序， 在經(jīng)所述清潔化處理后的玻璃基板的表面形成銀膜的工序， 通過對(duì)形成有所述銀膜的玻璃基板進(jìn)行加熱處理而將銀離子從玻璃基板表面擴(kuò)散至內(nèi)部的工序，和 對(duì)在所述將銀離子擴(kuò)散的工序中沒有擴(kuò)散至玻璃基板內(nèi)部而殘留于表面的銀進(jìn)行清洗除去的工序。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法，其特征在于，將所述玻璃基板成形為板狀的工序通過浮法進(jìn)行。
12.如權(quán)利要求9或11所述的顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述將銀離子擴(kuò)散的工序包括對(duì)形成有銀膜的玻璃基板在300 475°C下進(jìn)行加熱處理的工序。
全文摘要
提供顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其不僅強(qiáng)度和抗菌性優(yōu)異，而且具有適用于顯示裝置的玻璃罩的高透明性和可見光透射率。顯示器保護(hù)玻璃用玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板表面具備表面壓縮應(yīng)力層和抗菌性物質(zhì)含有層，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率T1和在波長(zhǎng)650nm處的透射率T2的比值(T1/T2)為0.95以上，且該玻璃基板的板厚為0.1～3.0mm時(shí)，該玻璃基板在波長(zhǎng)428nm處的透射率為86％以上。
文檔編號(hào)C03C3/093GK102939269SQ20108005412
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者山本宏行, 松尾優(yōu)作 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社