保護(hù)玻璃的制作方法
【專利摘要】一種保護(hù)玻璃，其為最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上、具有深度為15μm以上的壓應(yīng)力層且板厚小于0.8mm的保護(hù)玻璃，其中，在砂紙落球試驗(yàn)中，破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上，所述砂紙落球試驗(yàn)如下：將保護(hù)玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上，在使保護(hù)玻璃的上表面與P30(JIS?R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下，使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下。
【專利說(shuō)明】保護(hù)玻璃
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保護(hù)玻璃，特別是涉及平板顯示裝置中使用的保護(hù)玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，對(duì)于F1DP (Plasma Display Panel,等離子體顯不面板)、LCD (LiquidCrystal Display,液晶顯示器)、手機(jī)、便攜信息終端(PDA)、臺(tái)式電腦、筆記本電腦、帶觸控傳感器功能的平板電腦等平板顯示裝置而言，為了保護(hù)顯示器以及改善美觀，將薄的板狀保護(hù)玻璃配置于顯示器的正面(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0003]近年來(lái)，對(duì)于這些裝置要求輕量、薄型化，因此，保護(hù)玻璃也具有要求變得更薄的傾向。例如，手機(jī)的保護(hù)玻璃的厚度一般為1.1mm，但正在要求減薄至約0.7mm。
[0004]另外，對(duì)于rop、IXD的保護(hù)玻璃而言，正在要求其厚度減薄至約0.7mm。[0005]但是，如果使保護(hù)玻璃的厚度變薄，則強(qiáng)度降低，有時(shí)會(huì)由于使用時(shí)或攜帶時(shí)落下等而導(dǎo)致保護(hù)玻璃自身破裂，存在不能發(fā)揮保護(hù)顯示裝置這樣的本來(lái)的作用的問(wèn)題。
[0006]因此，現(xiàn)有的保護(hù)玻璃通過(guò)對(duì)玻璃板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化而在表面形成壓應(yīng)力層，提高保護(hù)玻璃的耐擦傷性。即，通過(guò)進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化來(lái)抑制玻璃粉碎或破裂(例如專利文獻(xiàn)2)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利公開(kāi)2011/045961號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利公開(kāi)2011/0165393號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0012]但是，在使用者誤使平板顯示裝置落下等情況下，對(duì)保護(hù)玻璃造成沖擊時(shí)，即使是化學(xué)強(qiáng)化后的保護(hù)玻璃，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生以穿透壓應(yīng)力層的傷痕為起點(diǎn)使玻璃以較慢的速度破裂的慢速裂紋(以下，將這種玻璃的裂紋稱為慢速裂紋)。需要說(shuō)明的是，該慢速裂紋為一般破裂碎片少、最典型地為一條裂紋從破壞起點(diǎn)開(kāi)始延伸而使保護(hù)玻璃破裂為兩個(gè)的現(xiàn)象。
[0013]特別是有報(bào)道稱，對(duì)于多立起來(lái)使用的帶觸控傳感器功能的平板電腦而言，在使用者誤將帶觸控傳感器功能的平板電腦弄倒等情況下，對(duì)保護(hù)玻璃施加通常不使其破裂的程度的沖擊時(shí)，即使是化學(xué)強(qiáng)化后的保護(hù)玻璃也會(huì)產(chǎn)生裂紋。認(rèn)為該裂紋為慢速裂紋。
[0014]這種慢速裂紋以往沒(méi)有被視為問(wèn)題，要求使其更難以產(chǎn)生。
[0015]另外，帶觸控傳感器功能的平板電腦與手機(jī)、便攜信息終端相比尺寸更大，因此，為了輕量化而要求使玻璃更薄，實(shí)際上，作為其保護(hù)玻璃，使用厚度為0.6_的玻璃。結(jié)果，在帶觸控傳感器功能的平板電腦中，慢速裂紋的問(wèn)題變得顯著。
[0016]雖然要求使保護(hù)玻璃的厚度進(jìn)一步變薄，但這種情況下，存在慢速裂紋更容易產(chǎn)生的問(wèn)題。[0017]因此，本發(fā)明的目的在于提供耐慢速裂紋性強(qiáng)的帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃等保護(hù)玻璃。
[0018]用于解決問(wèn)題的手段
[0019]本發(fā)明人在對(duì)慢速裂紋進(jìn)行考察、研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，該慢速裂紋在帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中是顯著的問(wèn)題，并完成了本發(fā)明。
[0020]該慢速裂紋在帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中是顯著的問(wèn)題的理由如下。
[0021]例如，rop、IXD、臺(tái)式電腦、筆記本電腦等在電視柜、書(shū)桌上使用，因此，與產(chǎn)生穿透壓應(yīng)力層的傷痕的物質(zhì)接觸的可能性低，另外，經(jīng)受使保護(hù)玻璃產(chǎn)生慢速裂紋的程度的沖擊的可能性小，因此比較不容易產(chǎn)生慢速裂紋。另一方面，手機(jī)、便攜信息終端等由于是使用者隨身攜帶的設(shè)備，因此與產(chǎn)生穿透壓應(yīng)力層的傷痕的物質(zhì)接觸的可能性高，并且由于落下等而經(jīng)受沖擊的可能性高。但是，手機(jī)、便攜信息終端等的尺寸小、從高處落下的情況多，因此，在誤使其落下的情況下主要產(chǎn)生以邊緣為起點(diǎn)的沖擊裂紋(典型的是玻璃粉碎)。因此可知，在手機(jī)、便攜信息終端等中也比較不容易產(chǎn)生慢速裂紋。
[0022]與此相對(duì)，對(duì)于帶觸控傳感器功能的平板電腦而言，尺寸為150~350mmX100~250mm并且重量為150~lOOOg，盡管與手機(jī)、便攜信息終端等相比，尺寸更大且重量更重，但也是使用者隨身攜帶的設(shè)備。需要說(shuō)明的是，尺寸是指顯示器面的面積，尺寸為150~350mmX 100~250_是指縱向或者一邊為150~350_、橫向或者另一邊為100~250_。作為使用方法的例子，例如有:在廚房將帶觸控傳感器功能的平板電腦立起來(lái)邊看菜譜邊做料理，在會(huì)議室將帶觸控傳感器功能的平板電腦立起來(lái)邊看資料邊討論等的使用方式。 [0023]因此可知，在誤使帶觸控傳感器功能的平板電腦落下的情況、誤使其倒下的情況下，帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃與手機(jī)、便攜信息終端相比，玻璃的面積更大，因此與破壞起點(diǎn)的接觸可能性更高，由于玻璃薄而使化學(xué)強(qiáng)化時(shí)的內(nèi)部拉應(yīng)力高，由于產(chǎn)品重而在即使從膝蓋上等較低的高度下落的情況下，此時(shí)產(chǎn)生的沖擊能量也高，因此容易產(chǎn)生穿透表面壓應(yīng)力層的傷痕，從而容易產(chǎn)生慢速裂紋。
[0024]本發(fā)明提供以下的方式。
[0025](I) 一種保護(hù)玻璃，其為最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上、具有深度為15 μ m以上的壓應(yīng)力層且板厚小于0.8mm的保護(hù)玻璃，其中，
[0026]在砂紙落球試驗(yàn)中，破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上，
[0027]所述砂紙落球試驗(yàn)如下:將所述保護(hù)玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上，在使所述保護(hù)玻璃的上表面與P30 (JIS R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下，使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下。
[0028](2)如(I)所述的保護(hù)玻璃，其特征在于，板厚為0.6mm以下。
[0029](3)如(I)或⑵所述的保護(hù)玻璃，其用于尺寸為150~350mmX100~250mm且重量為150~1000g的帶觸控傳感器功能的平板電腦。
[0030](4) 一種保護(hù)玻璃，其為最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上、具有深度為15 μ m以上的壓應(yīng)力層且板厚小于0.8mm的保護(hù)玻璃，其中，
[0031]將化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃的破壞韌性設(shè)SKk(單位:Pa*mV2)并將其拉應(yīng)力設(shè)為oTS (單位:MPa)時(shí)，由下式⑴求出的Λ為_(kāi)3MPa以上，[0032]Δ =94.9 X Kic-Q TS (I)。
[0033](5)如(4)所述的保護(hù)玻璃，其板厚為0.6mm以下。
[0034](6)如⑷或(5)所述的保護(hù)玻璃，其用于尺寸為150~350mmX 100~250mm且重量為150~1000g的帶觸控傳感器功能的平板電腦。
[0035]發(fā)明效果
[0036]本發(fā)明的保護(hù)玻璃的板厚小于0.8mm,因此可以滿足薄型化的要求。另外，即使在對(duì)保護(hù)玻璃施加大的沖擊的情況下，也可以抑制慢速裂紋的產(chǎn)生。即，利用本發(fā)明的保護(hù)玻璃，可以實(shí)現(xiàn)薄型化、輕量化，并且可以抑制慢速裂紋的產(chǎn)生。
[0037]特別是通過(guò)在尺寸為150~350mmX 100~250mm且重量為150~1000g的帶觸
控傳感器功能的平板電腦中使用，可以抑制帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中典型出現(xiàn)的慢速裂紋的產(chǎn)生，可以得到更顯著的效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是表示在帶觸控傳感器功能的平板電腦落下時(shí)保護(hù)玻璃產(chǎn)生慢速裂紋的狀況的示意圖。
[0039]圖2(a)是表示產(chǎn)生慢速裂紋時(shí)的破壞起點(diǎn)的示意圖，圖2(b)是表示從圖2(a)的破壞起點(diǎn)產(chǎn)生的裂紋的示意圖。 [0040]圖3(a)是表示產(chǎn)生慢速裂紋后的帶觸控傳感器功能的平板電腦的照片的圖，圖3(b)是表示從上方觀察破壞起點(diǎn)而得到的放大照片的圖，圖3(c)是表示從側(cè)面觀察破壞起點(diǎn)而得到的照片的圖。
[0041]圖4是示意地表示圖3(c)的斷裂面的圖。
[0042]圖5是表示從側(cè)面觀察產(chǎn)生非慢速裂紋后的保護(hù)玻璃的破壞起點(diǎn)的照片的圖。
[0043]圖6是示意地表示圖5的斷裂面的圖。
[0044]圖7是表示產(chǎn)生蛛網(wǎng)狀裂紋后的保護(hù)玻璃的照片的圖。
[0045]圖8是慢速裂紋的再現(xiàn)方法的示意圖。
[0046]圖9(a)是表示在圖8的慢速裂紋的再現(xiàn)方法中化學(xué)強(qiáng)化玻璃的產(chǎn)生裂紋時(shí)的破壞起點(diǎn)的示意圖，圖9(b)是表示從圖9(a)的破壞起點(diǎn)產(chǎn)生的裂紋的示意圖。
[0047]圖10(a)是表示在將化學(xué)強(qiáng)化玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上、在使化學(xué)強(qiáng)化玻璃的上表面與P30的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下使Φ0.75英寸、4g的不銹鋼性的球體從17cm的高度落下從而產(chǎn)生慢速裂紋后的保護(hù)玻璃的照片的圖，圖10(b)是從側(cè)面觀察圖10(a)的破壞起點(diǎn)而得到的照片的圖。
[0048]圖11 (a)是表示P30的砂紙的放大照片的圖，圖11 (b)是表示浙青混凝土的放大照片的圖，圖11(c)是表示P30的砂紙前端的角度分布與砂的前端的角度分布的圖表。
[0049]圖12是表示實(shí)施例1~10和比較例I~3的特性、砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度、以及Λ的表。
[0050]圖13是表示實(shí)施例1~10和比較例I~3中的、砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度與Λ的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】[0051]首先，對(duì)在帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中作為顯著的問(wèn)題的慢速裂紋的機(jī)制進(jìn)行說(shuō)明。
[0052]圖1是表示在帶觸控傳感器功能的平板電腦落下時(shí)保護(hù)玻璃產(chǎn)生慢速裂紋的狀況的示意圖。圖2 (a)是表示產(chǎn)生慢速裂紋時(shí)的破壞起點(diǎn)的示意圖，圖2(b)是表示從圖2 (a)的破壞起點(diǎn)產(chǎn)生的裂紋的示意圖。圖3(a)是表示產(chǎn)生慢速裂紋后的帶觸控傳感器功能的平板電腦的照片的圖，圖3(b)是表示從上方觀察破壞起點(diǎn)而得到的放大照片的圖，圖3(c)是表示從側(cè)面觀察破壞起點(diǎn)而得到的照片的圖。
[0053]帶觸控傳感器功能的平板電腦以包圍圖像顯示部的方式設(shè)置有近似矩形的框架，保護(hù)玻璃被支撐于框架上。如圖1所示，帶觸控傳感器功能的平板電腦I在落下到地面(浙青混凝土等)而以保護(hù)玻璃2朝下的狀態(tài)與浙青混凝土 3中的碎石4上的砂5等接觸時(shí)，壓應(yīng)力作用于破壞起點(diǎn)0，拉應(yīng)力作用于保護(hù)玻璃的圖像顯示部側(cè)(圖2(a))。接著，拉應(yīng)力作用于破壞起點(diǎn)0，裂紋C延伸，保護(hù)玻璃2破裂(圖2(b))。需要說(shuō)明的是，破壞起點(diǎn)有時(shí)也產(chǎn)生在保護(hù)玻璃的中央部，但框架會(huì)限制保護(hù)玻璃的彎曲，產(chǎn)生在破壞起點(diǎn)的應(yīng)力增大，因此多產(chǎn)生在由框架支撐的區(qū)域的一部分。這種保護(hù)玻璃2的裂紋不僅在落下到地面上的情況下產(chǎn)生，在落下到會(huì)議室、起居室、廚房等的地板面上時(shí)也會(huì)產(chǎn)生。
[0054]此時(shí)的保護(hù)玻璃2的裂紋由圖3(c)的斷裂面可知，比壓應(yīng)力層的深度深的傷痕成為破壞起點(diǎn)。在圖3(a)和(b)中，一條裂紋從破壞起點(diǎn)開(kāi)始延伸，保護(hù)玻璃破裂為2個(gè)。進(jìn)一步觀察該圖3(c)所示的斷裂面時(shí)，在比壓應(yīng)力層的深度深的破壞起點(diǎn)的周圍，觀察到如鏡子般光滑的鏡面半徑(mirror radius)長(zhǎng)的鏡面(mirror)。
[0055]圖4是示意性地表示圖3(c)的斷裂面的圖。斷裂面反映破壞的過(guò)程、即破壞起點(diǎn)、破壞的進(jìn)行方向、破壞緩慢進(jìn)行還是快速進(jìn)行等因素。根據(jù)對(duì)該慢速裂紋的斷裂面的分析，鏡面半徑長(zhǎng)的鏡面意味著利用小的應(yīng)力使破壞進(jìn)行，這樣光滑的斷裂面意味著裂紋以比音速慢得多的速度緩慢地增長(zhǎng)。因此，根據(jù)圖3(c)的斷裂面可知，在保護(hù)玻璃上形成比壓應(yīng)力層的深度深的起點(diǎn)后，裂紋緩慢增長(zhǎng)，以小的應(yīng)力使破壞進(jìn)行。通過(guò)這樣的慢速裂紋，破裂的保護(hù)玻璃變成數(shù)片至(根據(jù)情況)數(shù)十片破裂碎片。典型地為2片至20片，一條裂紋從圖3(a)和(b)所示的破壞起點(diǎn)開(kāi)始延伸從而使保護(hù)玻璃破裂為2個(gè)的例子是慢速裂紋的象征性的例子。
[0056]是否是慢速裂紋以下述方式更細(xì)微地進(jìn)行辨別。首先，如果不是破壞起點(diǎn)可知的裂紋則不能稱為慢速裂紋。另外，觀察其破壞起點(diǎn)附近，在穿透壓應(yīng)力層的傷痕即比壓應(yīng)力層深度(所謂D0L)深的傷痕被確認(rèn)為破壞起點(diǎn)時(shí)，是慢速裂紋。另外，在鏡面半徑長(zhǎng)、斷裂面為鏡面且未觀察到霧面、鋸齒時(shí)，是慢速裂紋。
[0057]接著，為了與慢速裂紋進(jìn)行對(duì)比，對(duì)不是慢速裂紋的保護(hù)玻璃的裂紋(以下也稱為非慢速裂紋)進(jìn)行說(shuō)明。作為非慢速裂紋，對(duì)將努氏壓頭壓入玻璃表面而產(chǎn)生的保護(hù)玻璃的裂紋進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示從側(cè)面觀察非慢速裂紋所致的保護(hù)玻璃的破壞起點(diǎn)而得到的照片的圖，圖6是不意地表不圖5的斷裂面的圖。
[0058]觀察該非慢速裂紋的斷裂面時(shí)，在壓應(yīng)力層內(nèi)形成破壞起點(diǎn)，在周圍觀察到如鏡子般光滑的鏡面半徑短的鏡面，進(jìn)而在鏡面的周圍存在霧面(mist)。根據(jù)該非慢速裂紋的斷裂面的分析，鏡面半徑短的鏡面意味著利用大的應(yīng)力使破壞進(jìn)行，霧面意味著裂紋急速增長(zhǎng)。因此，根據(jù)圖5的斷裂面可知，在保護(hù)玻璃上形成比壓應(yīng)力層的深度淺的破壞起點(diǎn)后，以大的應(yīng)力進(jìn)行破壞，裂紋急速增長(zhǎng)。如果產(chǎn)生非慢速裂紋，則如圖7所示，保護(hù)玻璃通過(guò)以蜘蛛網(wǎng)狀延伸的多條裂紋而成為多片(20片以上)的玻璃片(以下，將這樣的裂紋也稱為蛛網(wǎng)狀裂紋)。由此可知，慢速裂紋和非慢速裂紋以完全不同的模式產(chǎn)生破壞。
[0059]對(duì)于非慢速裂紋而言，破壞起點(diǎn)產(chǎn)生在壓應(yīng)力層內(nèi)，因此，為了防止這一點(diǎn)，增大表面壓應(yīng)力、加深壓應(yīng)力層是有效的。但是，對(duì)于慢速裂紋而言，破壞起點(diǎn)產(chǎn)生在超過(guò)壓應(yīng)力層的區(qū)域、即拉應(yīng)力層(傷痕的深度典型地為數(shù)十微米至數(shù)百微米，基于化學(xué)強(qiáng)化的壓應(yīng)力層為數(shù)微米至數(shù)十微米)，因此，需要在容易產(chǎn)生慢速裂紋的帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中選擇出具有耐慢速裂紋性強(qiáng)的機(jī)械特性的保護(hù)玻璃。
[0060]因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了以下說(shuō)明的砂紙落球試驗(yàn)作為用于再現(xiàn)該慢速裂紋的方法。而且，通過(guò)由該砂紙落球試驗(yàn)求出閾值并將閾值以上的保護(hù)玻璃作為帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃，能夠提供即使薄型化、耐慢速裂紋性也強(qiáng)的帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃。
[0061]砂紙落球試驗(yàn)中，如圖8所示，將表面形成有壓應(yīng)力層的化學(xué)強(qiáng)化玻璃10配置于基臺(tái)11上，使化學(xué)強(qiáng)化玻璃10與包含大小為壓應(yīng)力層的深度以上的研磨材料的砂紙12的摩擦面12a接觸，使鐵球等球體13從上方落下。此時(shí)，砂紙12優(yōu)選配置于化學(xué)強(qiáng)化玻璃10的上方，化學(xué)強(qiáng)化玻璃10的上表面IOa與砂紙12的摩擦面12a接觸，球體13落下到砂紙12的與摩擦面12a相反的一側(cè)的面12b。
[0062]作為基臺(tái)11，優(yōu)選由花崗巖這樣的硬的石頭形成。由此，與容易產(chǎn)生作為破壞起點(diǎn)的傷痕的由框架支撐的保護(hù)玻璃的區(qū)域相同地，能夠排除應(yīng)力消除的部位。但是，基臺(tái)11的材質(zhì)可以根據(jù)目的來(lái)改變彈性模量、撓曲，可以適當(dāng)選擇直材、玻璃、中央被挖空的框架
坐 寸O
[0063]本發(fā)明中的砂紙不限于研磨紙(紙銼、JIS R6252:2006)，包括在基材上利用膠粘劑涂布有研磨材料的研磨紙或與其相當(dāng)?shù)难心ゼ?，例如包括研磨?Jis R6251:2006)、耐水研磨紙(JIS R6253:2006)等。
[0064]在砂紙12中，根據(jù)所包含的研磨材料的粒度，存在P12~P2500號(hào)(JIS R6252、2006)。研磨材料典型地是氧化鋁、碳化硅。如果將浙青混凝土中含有的砂的粒徑假定為
0.06mm~1mm，則作為砂紙12中含有的研磨材料的粒度，P30~P600大致與此對(duì)應(yīng)。
[0065]例如，若將壓應(yīng)力層的深度假定為30 μ m，則作為含有比壓應(yīng)力層的深度大的研磨材料的砂紙，可選擇 P30 (D3:710 μ m)、PlOO (D3:180μπι)、Ρ320 (d3:66.8 μ m)、P600 (d3:43.0 μ m)等砂紙。
[0066]球體13的材質(zhì)、重量可以根據(jù)目的而改變，典型地，使用不銹鋼制的4~150g的不銹鋼球。
[0067]這樣，通過(guò)使球體13落下到配置于基臺(tái)11上的化學(xué)強(qiáng)化玻璃10，在化學(xué)強(qiáng)化玻璃10上利用砂紙12中含有的研磨材料在上表面IOa側(cè)的比壓應(yīng)力層深的部位產(chǎn)生破壞起點(diǎn)O0
[0068]此時(shí)，壓應(yīng)力作用于破壞起點(diǎn)0，拉應(yīng)力作用于其周圍(圖9(a))。接著，拉應(yīng)力作用于破壞起點(diǎn)0，裂紋C延伸，保護(hù)玻璃破裂(圖9(b))。即，破壞起點(diǎn)的面存在上表面和下表面的差異，但以與圖2(a)和(b)中說(shuō)明過(guò)的慢速裂紋相同的機(jī)制產(chǎn)生裂紋。
[0069]圖10 (a)是表示將化學(xué)強(qiáng)化玻璃10配置于包含花崗巖的基臺(tái)上、在使化學(xué)強(qiáng)化玻璃10的上表面與P30的砂紙12的摩擦面接觸的狀態(tài)下使包含Φ0.75英寸、4g的不銹鋼的球體13從17cm的高度落下從而產(chǎn)生慢速裂紋后的保護(hù)玻璃的照片的圖，圖10(b)是從側(cè)面觀察圖10(a)的破壞起點(diǎn)而得到的照片的圖。
[0070]化學(xué)強(qiáng)化玻璃中，一條裂紋延伸從而保護(hù)玻璃破裂為2個(gè)，另外，圖10(b)中示出與圖3(c)同樣的斷裂面，可知以與慢速裂紋相同的機(jī)制產(chǎn)生裂紋。
[0071]圖11 (a)是P30的砂紙的放大照片，圖11 (b)是浙青混凝土(采于橫濱)的放大照片，圖11 (C)是表示P30的砂紙前端的角度分布與砂的前端的角度分布的圖表。圖11 (C)中，分別在144處觀測(cè)砂紙，在149處觀測(cè)砂，并以砂紙或砂的前端角度為橫軸、以頻率為縱軸進(jìn)行表示。本發(fā)明中，基于P30的砂紙中含有的作為研磨材料的氧化鋁與浙青混凝土中含有的碎石等的形狀的近似性，選擇P30的砂紙。
[0072]本發(fā)明的帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃是在砂紙落球試驗(yàn)中破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上的玻璃，所述砂紙落球試驗(yàn)如下:將保護(hù)玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上，在使保護(hù)玻璃的上表面與P30(JIS R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下，使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下。需要說(shuō)明的是，在砂紙落球試驗(yàn)中破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上的理由在后述實(shí)施例中進(jìn)行說(shuō)明。
[0073]對(duì)于本發(fā)明的帶傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃而言，為了提高耐損傷性，進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化時(shí)的壓應(yīng)力層的深度為15 μ m以上，優(yōu)選為20 μ m以上，更優(yōu)選為30 μ m以上。另外，化學(xué)強(qiáng)化玻璃的壓應(yīng)力為500MPa以上，優(yōu)選為600MPa以上，更優(yōu)選為700MPa以上?；瘜W(xué)強(qiáng)化例如通過(guò)在435°C的硝酸鉀(KNO3)熔鹽中浸潰4小時(shí)來(lái)進(jìn)行，但可以通過(guò)改變硝酸鉀(KNO3)熔鹽的溫度 、浸潰時(shí)間、熔鹽等來(lái)調(diào)整達(dá)到化學(xué)強(qiáng)化的方法。
[0074]化學(xué)強(qiáng)化玻璃的板厚小于0.8mm,更優(yōu)選為0.6mm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5mm以下。另外，例如使用以下組成的玻璃。
[0075](i) 一種玻璃，以由摩爾％表示的組成計(jì)，含有50~80%的SiO2、2~25%的A1203、O ~10% 的 Li20、0 ~18% 的 Na20、0 ~10% 的 K20、0 ~15% 的 Mg0、0 ~5% 的 CaO 和 O ~5%的Zr02。在此，例如“含有O~10%的K20”是指，K2O不是必須的，可以在10%以下的范圍內(nèi)且不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)含有(下同)。
[0076](ii) 一種玻璃，由摩爾％表示的組成為:含有50~74%的SiO2U~10%的Al2O3'6 ~14% 的 Na20、3 ~11% 的 K20、2 ~15% 的 Mg0、0 ~6% 的 CaO 和 O ~5% 的 ZrO2,且 SiO2和Al2O3的含量的合計(jì)為75%以下，Na2O和K2O的含量的合計(jì)為12~25%，MgO和CaO的含量的合計(jì)為7~15%。
[0077](iii) 一種玻璃，由摩爾％表示的組成為:含有68~80%的Si02、4~10%的A1203、5 ~15% 的 Na20、0 ~1% 的 K20、4 ~15% 的 MgO 和 O ~1% 的 Zr02。
[0078](iv) 一種玻璃，由摩爾%表示的組成為:含有67~75%的Si02、0~4%的Al2O3'7~15%的Na2O, I~9%的K20,6~14%的MgO和O~1.5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合計(jì)為71~75%，Na2O和K2O的含量的合計(jì)為12~20%，含有CaO時(shí)其含量小于1%。
[0079]實(shí)施例
[0080]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0081]首先，使用目前市售的帶傳感器功能的平板電腦中耐慢速裂紋性比較強(qiáng)的帶傳感器功能的平板電腦進(jìn)行傾倒試驗(yàn)。傾倒試驗(yàn)中，在撒有砂的桌上，將垂直支撐的帶傳感器功能的平板電腦的支撐取下，目視觀察保護(hù)玻璃在傾倒時(shí)有無(wú)產(chǎn)生慢速裂紋。結(jié)果，市售的帶傳感器功能的平板電腦用的保護(hù)玻璃未產(chǎn)生慢速裂紋。
[0082]接著，以與該帶傳感器功能的平板電腦中搭載的保護(hù)玻璃相同的玻璃材料A，對(duì)板厚相同且破壞韌性(Kic)相同的玻璃以達(dá)到大致相同的壓應(yīng)力(σκ)、壓應(yīng)力層深度(DOL)的方式進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，并進(jìn)行砂紙落球試驗(yàn)。將該玻璃作為比較例1，將玻璃材料、板厚、壓應(yīng)力(?！?、壓應(yīng)力層深度(DOL)、拉應(yīng)力(oTS)、破壞韌性(Kic)與砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度一起示出于圖12。
[0083]使用折原制作所制玻璃表面應(yīng)力計(jì)(FSM-6000LE)來(lái)測(cè)定壓應(yīng)力值(σ cs)和壓應(yīng)力層的深度(DOL)。另外，通過(guò)使光通過(guò)化學(xué)強(qiáng)化玻璃的化學(xué)強(qiáng)化層來(lái)測(cè)量表面壓應(yīng)力層的折射率，使用玻璃的光彈性常數(shù)按照理論公式來(lái)計(jì)算拉應(yīng)力(σ TS)。
[0084]玻璃材料A為具有以下組成的材料。[0085]SiO2:66.7 摩爾 ％
[0086]Al2O3:10.8 摩爾 ％
[0087]NaO:13.2 摩爾 ％
[0088]KO: 2.4 摩爾 ％
[0089]MgO:6.2 摩爾 ％
[0090]CaO:0.6 摩爾 ％
[0091]砂紙落球試驗(yàn)中，準(zhǔn)備15片切割為尺寸:50mmX50mm的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，將15片玻璃依次配置于包含花崗巖的基臺(tái)上，在使玻璃的上表面與P30(JIS R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下，計(jì)算出破壞時(shí)的落球高度的簡(jiǎn)單平均數(shù)，作為平均破壞高度。結(jié)果，對(duì)于比較例I的玻璃而言，砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度為17cm。由此可以判斷，若砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度為17cm以上，則具有與目前市售的帶傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃同等的耐慢速裂紋性能。
[0092]接著，使用板厚為0.6mm的相同組成的玻璃(比較例2)，在化學(xué)強(qiáng)化后進(jìn)行砂紙落球試驗(yàn)，結(jié)果，砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度為14cm。因此，對(duì)于該玻璃組成和化學(xué)強(qiáng)化條件而言，在板厚為0.6mm的情況下，耐慢速裂紋性能不充分，可知，若進(jìn)行薄型化則存在產(chǎn)生慢速裂紋的頻率升高的可能性。
[0093]接著，對(duì)玻璃材料B的玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，各制作15片實(shí)施例1~10和比較例3的玻璃。將玻璃材料、板厚、壓應(yīng)力(σκ)、壓應(yīng)力層深度(DOL)、拉應(yīng)力(oTS)、破壞韌性(Kic)與砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度一起示出于圖12。
[0094]玻璃材料B為具有以下組成的材料。
[0095]SiO2:72.5 摩爾 ％
[0096]Al2O3:6.2 摩爾 ％
[0097]NaO:12.8 摩爾 ％
[0098]MgO:8.5 摩爾 ％
[0099]結(jié)果可知，實(shí)施例1~10中，砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度均為17cm以上，即使進(jìn)行薄型化，也具有與目前市售的帶傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃同等以上的耐慢速裂紋強(qiáng)度。與此相對(duì)，對(duì)于比較例3的玻璃而言，砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度為16cm，可知，若進(jìn)行薄型化則存在產(chǎn)生慢速裂紋的頻率升高的可能性。[0100]慢速裂紋的特征在于，以超出壓應(yīng)力層的深度(DOL)的傷痕為起點(diǎn)，換言之以在拉應(yīng)力層中產(chǎn)生的傷痕為起點(diǎn)，傷痕緩慢地發(fā)展。因此，本發(fā)明人在建立表示耐慢速裂紋性能的砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度與拉應(yīng)力層的拉應(yīng)力(Ots)具有某種關(guān)系的假說(shuō)并進(jìn)行深入研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在使用拉應(yīng)力層的拉應(yīng)力(Ots)和化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃的破壞韌性(Kk)并由下述(I)式表示的Λ與砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度之間存在比例關(guān)系O
[0101]Δ =94.9 X Kic- σ TS (I)
[0102]圖13是表示實(shí)施例1~10和比較例I~3中的、砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度與(I)式所示的△的關(guān)系的圖表?？v軸為砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度，橫軸為(I)式所示的Λ。根據(jù)圖13可知，若砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度變高，則(I)式所示的Λ也增大，在兩者間比例關(guān)系成立。
[0103]另外，返回到圖12的表，對(duì)砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度和(I)式所示的Λ的值進(jìn)行比較可知，若(I)式所示的Λ為-3MPa以上，則砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度必為17cm以上。
[0104]因此可以判斷，若(I)式所示的Λ為-3MPa以上，則砂紙落球試驗(yàn)中的平均破壞高度為17cm以上，具有與目前市售的帶傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃同等的耐慢速裂紋性能。
[0105]另外，關(guān)于(I)式所示的Λ，若為破壞韌性(Krc)大的組成的玻璃，則其增大，并且即使以使拉應(yīng)力層的拉應(yīng)力(Ots)減小的方式進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，其也增大。換言之，可知，為了抑制慢速裂紋的產(chǎn)生，僅僅對(duì)破壞韌性(Krc)大的玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化是不充分的，還需要使拉應(yīng)力層的拉應(yīng)力( Ots)適當(dāng)?shù)販p小。
[0106]關(guān)于⑴式所示的△，其值越大，則越能抑制慢速裂紋，因此，其下限優(yōu)選為5MPa以上，更優(yōu)選為15MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選為25MPa以上。另一方面，若其值過(guò)大，則有可能化學(xué)強(qiáng)化變得不充分，彎曲強(qiáng)度、落球強(qiáng)度降低，因此，其上限優(yōu)選為60MPa以下，更優(yōu)選為50MPa以下。
[0107]如以上所說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的保護(hù)玻璃，最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上，具有深度為15 μ m以上的壓應(yīng)力層，且板厚小于0.8mm,因此可以滿足薄型化的要求。另外，在砂紙落球試驗(yàn)中，破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上，因此可以抑制慢速裂紋，所述砂紙落球試驗(yàn)如下:將保護(hù)玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上，在使保護(hù)玻璃的上表面與P30(JIS R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下，使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下。
[0108]另外，根據(jù)本實(shí)施方式的保護(hù)玻璃，將化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃的破壞韌性設(shè)為Krc(單位:Pa.m1/2)并將其拉應(yīng)力設(shè)為σ TS (單位:MPa)時(shí)，由⑴式求出的Λ為-3MPa以上，因此，可以實(shí)現(xiàn)薄型化、輕量化，并且可以抑制慢速裂紋的產(chǎn)生。
[0109]另外，特別是通過(guò)將本實(shí)施方式的保護(hù)玻璃用于尺寸為150~350mmX100~250mm且重量為150~1000g的帶觸控傳感器功能的平板電腦，可以抑制帶觸控傳感器功能的平板電腦用保護(hù)玻璃中典型出現(xiàn)的慢速裂紋的產(chǎn)生，可以得到更顯著的效果，但并不限定于此，也可以用于TOP、IXD、手機(jī)、便攜信息終端、臺(tái)式電腦、筆記本電腦等平板顯示裝置。
[0110]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不受上述實(shí)施方式的任何限定，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以以各種方式實(shí)施。
[0111]本申請(qǐng)基于2011年10月4日提出的日本專利申請(qǐng)2011-220466，并將其內(nèi)容作為參考并入本說(shuō)明書(shū)中。
[0112]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0113]2 保護(hù)玻璃
[0114]3 浙青混凝土
[0115]4 碎石
[0116]5 砂
[0117]10化學(xué)強(qiáng)化玻璃
[0118]IOa上表面
[0119]11 基臺(tái)
[0120]12 砂紙
[0121]12a摩 擦面
[0122]13 球體
[0123]O 破壞起點(diǎn)
[0124]C 裂紋
【權(quán)利要求】
1.一種保護(hù)玻璃，其為最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上、具有深度為15 μ m以上的壓應(yīng)力層且板厚小于0.8mm的保護(hù)玻璃，其中， 在砂紙落球試驗(yàn)中，破壞時(shí)的平均落球高度為17cm以上， 所述砂紙落球試驗(yàn)如下:將所述保護(hù)玻璃配置在包含花崗巖的基臺(tái)上，在使所述保護(hù)玻璃的上表面與P30 (JIS R6252、2006)的砂紙的摩擦面接觸的狀態(tài)下，使Φ0.75英寸、4g的包含不銹鋼的球體從上方落下。
2.如權(quán)利要求1所述的保護(hù)玻璃，其板厚為0.6mm以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)玻璃，其用于尺寸為150~350mmX100~250mm且重量為150~1000g的帶觸控傳感器功能的平板電腦。
4.一種保護(hù)玻璃，其為最表面的壓應(yīng)力為500MPa以上、具有深度為15 μ m以上的壓應(yīng)力層且板厚小于0.8mm的保護(hù)玻璃，其中， 將化學(xué)強(qiáng)化后的玻璃的破壞韌性設(shè)為Kk (單位:Pa.m1/2)并將其拉應(yīng)力設(shè)為ο TS (單位:MPa)時(shí)，由下式⑴求出的Λ為-3MPa以上，
Δ =94.9 X Kic- ο TS (I)。
5.如權(quán)利要求4所述的保護(hù)玻璃，其板厚為0.6mm以下。
6.如權(quán)利要求4或5所述的保護(hù)玻璃，其用于尺寸為150~350mmX100~250mm且重量為150~1000g的帶觸控傳感器功能的平板電腦。
【文檔編號(hào)】C03C21/00GK103842311SQ201280049190
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年10月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】大川博之, 中島哲也, 山中一彥, 中川文 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社