強化玻璃基板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的強化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化玻璃基板，其特征在于，其底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。
【專利說明】強化玻璃基板及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及強化玻璃基板及其制造方法，尤其涉及適合作為移動電話、數(shù)碼相機、PDA(便攜末端)、太陽能電池的外罩玻璃、或者顯示器尤其觸摸面板顯示器的基板的強化玻璃基板及其制造方法。
【背景技術】
[0002]移動電話、數(shù)碼相機、PDA、觸摸面板顯示器、大型電視、無線充電器等設備存在日益普及的傾向。
[0003]以往，在這些用途中使用亞克力等樹脂基板作為用于保護顯示器的保護部件。但是，由于樹脂基板的楊氏模量低，因此在用筆或人的手指等按壓顯示器的顯示面時容易彎曲，有時會因樹脂基板與內部的顯示器接觸而發(fā)生顯示不良。此外，樹脂基板還存在表面容易被劃傷、可視性容易降低等問題。作為解決這些問題的一個方法，有使用玻璃基板作為保護部件的方法。對于被用作保護部件的玻璃基板(外罩玻璃)要求具有以下特性:(1)具有高機械強度；(2)低密度且輕質；(3)能夠廉價地進行大量供給；(4)泡品質優(yōu)異；(5)在可視區(qū)域中具有高透光率；(6)具有高楊氏模量以便在用筆或手指等按壓表面時難以彎曲等。尤其在不滿足(I)的要件時，由于不滿足作為保護部件的用途，所以一直使用利用離子交換等進行強化后的玻璃基板(所謂強化玻璃基板)(參照專利文獻1、2、非專利文獻I)。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特 開2006-83045號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2011-88763號公報
[0008]非專利文獻
[0009]非專利文獻1:泉谷徹朗等、《新型玻璃及其物性》、第一版、株式會社經(jīng)營系統(tǒng)研究所、1984 年 8 月 20 日、p.451-498

【發(fā)明內容】

[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011]但是，浮法是能夠廉價且大量地制作大型、薄型的玻璃基板的成形方法。若利用浮法成形強化用玻璃基板，則能夠使強化玻璃基板的制造成本低廉化。例如，在專利文獻2中公開了一種強化玻璃基板，其利用浮法成形而成，作為玻璃組成，以摩爾％計含有Si026 7~75%,Al2O3O ~4%、Na207 ~15%、K201 ~9%、Mg06 ~14%、Ca00 ~l%、Zr020 ~1.5%,Si02+Al20371~75%、Na20+K2012~20%，并且該強化玻璃基板的厚度為1.5mm以下。
[0012]但是，若對利用浮法成形而得的強化用玻璃基板進行離子交換處理，則在玻璃制造工序中，與錫浴接觸的一側的面(以下稱為底面。)和其相反側的面(以下稱為頂面。)的玻璃制造工序中的熱過程不同，因此產(chǎn)生強化玻璃基板在頂面?zhèn)瘸释範盥N曲等問題。若強化玻璃基板的翹曲量大，則強化玻璃基板的成品率降低。尤其強化玻璃基板越大型化和/或薄型化，則該傾向越顯著。此外，在對大型和/或薄型的強化用玻璃基板進行離子交換處理后得到規(guī)定尺寸的強化玻璃基板時，該影響變大。
[0013]為此，本發(fā)明的技術課題在于發(fā)明出即便利用浮法成形而翹曲量也小的強化玻璃基板及其制造方法。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明人等進行了各種研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過使利用浮法成形而成的強化玻璃基板中底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值，從而能夠解決上述技術課題，以至完成本發(fā)明。即，本發(fā)明的強化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化玻璃基板，其特征在于，底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。在此，“壓縮應力值”是指:在使用表面應力計(例如東芝株式會社制造的FSM-6000)觀察試樣時，由觀察到的干涉條紋的條數(shù)和其間隔所計算出的值。
[0016]如上所述，在利用浮法成形強化用玻璃基板時，在玻璃制造工序中使頂面和底面的熱過程不同。利用該影響在頂面形成Na2O富集層。若在頂面形成Na2O富集層，則會促進頂面的離子交換性能。結果使頂面的壓縮應力值大于底面的壓縮應力值。此外，Sn從錫浴擴散到強化用玻璃基板的底面，形成Sn擴散層。若形成Sn擴散層，則該部分在組成上變得不均勻。若對該狀態(tài)的強化用玻璃基板進行離子交換處理，則出現(xiàn)強化玻璃基板在頂面?zhèn)瘸释範盥N曲的現(xiàn)象。
[0017]為此，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn):其詳細的機制雖然還在調查之中，但若使底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值，則能夠降低強化玻璃基板的翹曲量。作為使底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值的方法，可舉出例如以下方法:以某種程度除去強化用玻璃基板的頂面的Na2O富集層，使頂面的離子交換性能降低后，進行離子交換處理。此外，還設想出在使強化玻璃基板的頂面與裝置(setter)接觸的狀態(tài)下對其進行退火處理后進行離子交換處理的方法。
[0018]第二，本發(fā)明的強化玻璃基板的Λ CS (底面的壓縮應力值-頂面的壓縮應力值)優(yōu)選為5~39MPa。由此，可以更可靠地降低強化玻璃基板的翹曲量。
[0019]第三，本發(fā)明的強化玻璃基板的翹曲率優(yōu)選低于0.20%。在此，“翹曲率”是指絕對值，其可利用例如最大位移量/玻璃寬度的式子計算得出。“最大位移量”能夠利用激光位移計等來測定。
[0020]第四，本發(fā)明的強化玻璃基板中，優(yōu)選:作為玻璃組成，以質量％計含有Si0240~71%,A12037 ~21 %、Li2O0 ~1%、Na207 ~20%、K2O0 ~15%。
[0021]第五，本發(fā)明的強化玻璃基板優(yōu)選利用離子交換進行強化而成。
[0022]第六，本發(fā)明的強化玻璃基板的應力厚度優(yōu)選為10μm以上。在此，“應力厚度”是指:在使用表面應力計(例如東芝株式會社制造的FSM-6000)觀察試樣時，由所觀察到的干涉條紋的條數(shù)和其間隔所計算出的值。
[0023]第七，本發(fā)明的強化玻璃基板的內部拉伸應力優(yōu)選為200MPa以下。在此，“內部拉伸應力”是利用下式計算出的值。
[0024]內部拉伸應力=(壓縮應力值X應力厚度)/ (板厚-應力厚度X 2)
[0025]第八，本發(fā)明的強化玻璃基板的板厚優(yōu)選為1.0mm以下。
[0026]第九，本發(fā)明的強化玻璃基板的液相粘度優(yōu)選為104_°dPa.s以上。在此，“液相粘度”是指利用鉬球提拉法對液相溫度下的玻璃的粘度進行測定得到的值。“液相溫度”是指:將通過標準篩30目(篩孔500 μ m)且殘留在50目(篩孔300 μ m)的玻璃粉末裝入鉬舟，在溫度梯度爐中保持24小時后，析出結晶的溫度。
[0027]第十，本發(fā)明的強化玻璃基板優(yōu)選被用作顯示器的外罩玻璃。
[0028]第十一，本發(fā)明的強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于，將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽中浸潰6小時時，其底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。
[0029]第十二，本發(fā)明的強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于，將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽中浸潰6小時時，其翹曲率小于0.20%。
[0030]第十三，本發(fā)明的強化玻璃基板的制造方法，其特征在于，其具有:
[0031](I)成形工序，利用浮法成形為板狀，從而得到強化用玻璃基板；
[0032](2)研磨工序，對強化用玻璃基板的頂面和/或底面進行研磨；
[0033](3)強化工序，對強化用玻璃基板進行離子交換處理，從而使底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。
[0034]第十四，本發(fā)明的強化玻璃基板的制造方法中，優(yōu)選:上述研磨工序為僅對頂面進行研磨的工序或者對頂面和底面進行研磨并且頂面的研磨厚度大于底面的研磨厚度的工序。
【具體實施方式】
[0035](I)強化玻璃基板
[0036]本發(fā)明的實施方式的強化玻璃基板在其表面具有壓縮應力層。作為在表面形成壓縮應力層的方法，可以使用物理鋼化法，更優(yōu)選使用化學鋼化法。化學鋼化法是在玻璃的應變點以下的溫度下利用離子交換處理將離子半徑大的堿離子導入到玻璃的表層的方法。若利用化學鋼化法形成壓縮應力層，則即使在板厚較小的情況下，也能夠適當?shù)匦纬蓧嚎s應力層，并且即使在形成壓縮應力層后切斷強化玻璃基板，也會如風冷強化法等物理鋼化法那樣不容易破壞強化玻璃基板。
[0037]在本實施方式的強化玻璃基板中，ACS (底面的壓縮應力值-頂面的壓縮應力值)優(yōu)選為5~39MPa、更優(yōu)選為8~30MPa、特別優(yōu)選為10~25MPa。若Λ CS過小，則強化玻璃基板容易在頂面?zhèn)瘸释範盥N曲，因此強化玻璃基板的翹曲量容易變大。另一方面，若ACS過大，則強化玻璃基板容易在底面?zhèn)瘸释範盥N曲，因此強化玻璃基板的翹曲量容易變大。
[0038]在本實施方式的強化玻璃基板中，翹曲率優(yōu)選小于0.20%、更優(yōu)選小于0.15%,進一步優(yōu)選小于0.1、更進一步優(yōu)選小于0.05%、特別優(yōu)選小于0.03%。若翹曲率大，則強化玻璃基板的成品率降低，尤其在大型和/或薄型的強化玻璃基板的情況下，該傾向變得顯著。
[0039]本實施方式的強化玻璃基板中，優(yōu)選:作為玻璃組成，以質量％計含有Si0240~71%,A12037~21%,Li2OO~l%,Na207~20%,K2OO~15%。以下示出如上述那樣限定各成分的含有范圍的理由。需要說明的是，在各成分的含有范圍的說明中，除了有特別聲明的情況以外，“ ”標記表示質量％。[0040]SiO2是形成玻璃網(wǎng)(network)的成分。SiO2的含量優(yōu)選為40~71 %、更優(yōu)選為40~70%、進一步優(yōu)選為40~63%、更進一步優(yōu)選為45~63%、再進一步優(yōu)選為50~59%、特別優(yōu)選為55~58.5%。若SiO2的含量過多，則使玻璃的熔融、成形變得困難，或者因熱膨脹系數(shù)過低而難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配。另一方面，若SiO2的含量過少，則變得難以玻璃化。此外，熱膨脹系數(shù)會變高，耐熱沖擊性容易降低。
[0041]Al2O3是用于提高離子交換性能的成分，其還具有提高應變點、楊氏模量的效果。Al2O3的含量為7~21%。若Al2O3的含量過多，則在玻璃上容易析出失透結晶而難以利用浮法進行成形。此外，因熱膨脹系數(shù)變得過低而難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配，高溫粘性變高，難以熔融。若Al2O3的含量過少，則可能無法發(fā)揮充分的離子交換性能。從上述觀點出發(fā)，Al2O3的優(yōu)選的上限范圍為20%以下、19%以下、18%以下、17%以下、尤其為16.5%以下；并且Al2O3的優(yōu)選的下限范圍為7.5%以上、8.5%以上、9%以上、10%以上、11%以上、尤其為12%以上。
[0042]Li2O是離子交換成分，并且也是使高溫粘度降低來提高熔融性、成形性的成分。進而，Li2O還是提高楊氏模量的成分。此外，在堿金屬氧化物中，Li2O所具有的提高壓縮應力值的效果較高。但是，若Li2O的含量過多，則液相粘度降低而使玻璃容易失透。此外，熱膨脹系數(shù)變得過高而使耐熱沖擊性降低、或者難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配。進而，低溫粘性過低而容易引起應力松弛，有時反而會使壓縮應力值變低。因此，Li2O的含量優(yōu)選為O~1%、0~0.5%、0~0.1%，理想的是實質上不含有Li20、即將其抑制在低于0.01 %的程度。
[0043]Na2O是離子交換成分，并且也是使高溫粘度降低來提供熔融性、成形性的成分。此外，Na2O還是改善耐失透性的成分。Na2O的含量優(yōu)選為7~20%、10~20%、10~19%、12~19%、12~17%、13~17%、尤其為14~17%。若Na2O的含量過多，則熱膨脹系變得過高而使耐熱沖擊性降低、或難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配。此外，應變點變低過低或欠缺玻璃組成的平衡，存在耐 失透性反而降低的傾向。另一方面，若Na2O的含量少，則熔融性降低、熱膨脹系數(shù)變得過低、或者離子交換性能容易降低。
[0044]K2O具有促進離子交換的效果，在堿金屬氧化物中，K2O是加大應力深度的效果較高的成分。此外，還是使高溫粘度降低來提高熔融性、成形性的成分。此外，K2O也是改善耐失透性的成分。K2O的含量優(yōu)選為O~15%。若K2O的含量過多，則熱膨脹系數(shù)變高而使耐熱沖擊性降低、或難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配。進而，應變點變得過低或者欠缺玻璃組成的平衡，存在耐失透性反而降低的傾向。因此，K2O的優(yōu)選的上限范圍為12%以下、10%以下、8%以下、尤其為6%以下。
[0045]若堿金屬氧化物R2O(R為選自L1、Na、K中的I種以上)的總量過多，則玻璃變得容易失透，并且熱膨脹系數(shù)變得過高而使耐熱沖擊性降低、或難以使熱膨脹系數(shù)與周邊材料匹配。此外，若堿金屬氧化物R2O的總量過多，則有時因應變點過低而無法得到較高的壓縮應力值。進而，有時因液相溫度附近的粘性降低而難以確保較高的液相粘度。因此，R2O的總量優(yōu)選為22%以下、20%以下、尤其為19%以下。另一方面，若R2O的總量過少，則有時使離子交換性能、熔融性降低。因此，R2O的總量優(yōu)選為8%以上、10%以上、13%以上、尤其為15%以上。
[0046]除上述成分以外，也可以添加以下的成分。[0047]例如堿土金屬氧化物R’ 0(R’為選自Mg、Ca、Sr、Ba中的I種以上)是能以各自目的添加的成分。但是，若堿土金屬氧化物R’ O變多，則密度、熱膨脹系數(shù)變高或者耐失透性降低，并且存在離子交換性能降低的傾向。因此，堿土金屬氧化物R’ O的總量優(yōu)選為O~
9.9%、0~8%、0~6%、尤其為O~5%。
[0048]MgO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高應變點、楊氏模量的成分，在堿土金屬氧化物中，MgO所具有的提高離子交換性能的效果高。但是，若MgO的含量變多，則密度、熱膨脹系數(shù)變高或者玻璃變得容易失透。MgO的含量優(yōu)選為O~9%、特別優(yōu)選為I ~8%。
[0049]CaO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高應變點、楊氏模量的成分，在堿土金屬氧化物中，CaO所具有的提高離子交換性能的效果高。CaO的含量優(yōu)選為O~6%。但是，若CaO的含量變多，則有時密度、熱膨脹系數(shù)變高、玻璃變得容易失透、或者離子交換性能進一步降低。因此，CaO的含量優(yōu)選為O~4%、0~3%、0~2%、0~I %、尤其為O~0.1%。
[0050]SrO和BaO是使高溫粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高應變點、楊氏模量的成分。SrO和BaO的含量分別優(yōu)選為O~3%。若SrO或BaO的含量變多，則存在離子交換性能降低的傾向。此外，密度、熱膨脹系數(shù)變高或者玻璃變得容易失透。SrO的含量優(yōu)選為2%以下、1.5%以下、I %以下、0.5%以下、0.2%以下、尤其為0.1%以下。此外，BaO的含量優(yōu)選為2.5%以下、2%以下、I %以下、0.8%以下、0.5%以下、0.2%以下、尤其為0.1 %以下。
[0051]ZrO2具有顯著提高離子交換性能、并且提高楊氏模量和應變點、降低高溫粘性的效果。此外，由于ZrO2具有提高液相粘度附近的粘性的效果，因此通過含有規(guī)定量的ZrO2,從而可以同時提高離子交換性能和液相粘度。但是，若ZrO2的含量過多，則有時耐失透性極度降低。因此，ZrO2的含量優(yōu)選為O~10%、0.001~10%、0.I~9%、0.5~7%、0.8~5%Λ ~5%、2.5 ~5%。
[0052]B2O3具有降低液相溫度、高溫粘度、密度的效果，并且具有提高離子交換性能、尤其是壓縮應力值的效果。但是，若B2O3的含量過多，則可能會因離子交換而使表面產(chǎn)生發(fā)霧、耐水性降低、或者液相粘度降低。此外，還存在應力深度降低的傾向。因此，B2O3的含量優(yōu)選為O~6%、0~3%、0~1%、0~0.5%、尤其為O~0.1%。
[0053]TiO2是具有提高離子交換性能的效果的成分。此外，還具有降低高溫粘度的效果。但是，若TiO2的含量過多，則玻璃發(fā)生著色、失透性降低、或者密度變高。尤其在用作顯示器的外罩玻璃的情況下，若TiO2的含量變多，則在變更熔融氣氛、原料時，容易使透射率發(fā)生變化。因此，在利用紫外線固化樹脂等的光將強化玻璃基板粘接于設備的工序中，容易使紫外線照射條件發(fā)生變動，難以進行穩(wěn)定生產(chǎn)。因此，TiO2的含量優(yōu)選為10%以下、8%以下、6%以下、5%以下、4%以下、2%以下、0.7%以下、0.5%以下、0.1 %以下、尤其為0.01%以下。
[0054]P2O5是提高離子交換性能的成分，也是加大應力厚度的效果特別高的成分。但是，若P2O5的含量變多，則玻璃發(fā)生分相或者容易使耐水性、耐失透性降低。因此，P2O5的含量優(yōu)選為5%以下、4%以下、3%以下、尤其為2%以下。
[0055]此外，可以含有0.001~3%的選自As203、Sb203、Ce02、F、S03、Cl中的一種或兩種以上物質作為澄清劑。但是，從對環(huán)境的顧慮出發(fā)，優(yōu)選極力控制As2O3和Sb2O3的使用，期望將各自的含量限制在低于0.1 %、進而低于0.01%的程度。此外，由于CeO2是降低透射率的成分，因此期望將其含量限制在低于0.1 %、進而低于0.01%的程度。此外，F(xiàn)可能會導致低溫粘性的降低、壓縮應力值的降低，因此優(yōu)選將其含量限制在低于0.1%、尤其低于0.01%的水平。因此，優(yōu)選的澄清劑為SO3和Cl，并優(yōu)選以0.001~3%、0.001~1%、
0.01~0.5%、進而0.05~0.4%的量添加SO3和Cl中的I者或兩者。
[0056]Nb205、La203等稀土類氧化物是提高楊氏模量的成分。但是，原料本身的成本高，并且若以大量含有該稀土類氧化物，則耐失透性降低。因此，這些稀土類氧化物的含量優(yōu)選為3%以下、2%以下、I %以下、0.5%以下、尤其為0.1%以下。
[0057]對Co、Ni等玻璃進行牢固著色的過渡金屬元素可能會降低強化玻璃基板的透射率。尤其在觸摸面板顯示器用途中使用的情況下，若過渡金屬元素的含量多，則有損觸摸面板顯示器的可視性。具體而言，理想的是調整原料或碎玻璃的使用量以使這些過渡金屬元素的含量達到0.5%以下、0.1%以下、尤其0.05%以下。
[0058]本實施方式的強化玻璃基板的壓縮應力層的壓縮應力值優(yōu)選為300MPa以上、400MPa以上、500MPa以上、尤其為600MPa以上。壓縮應力值越大，強化玻璃基板的機械強度越高。另一方面，若對表面形成極大的壓縮應力，則可能會因在表面產(chǎn)生微裂紋而使強化玻璃基板的機械強度反而降低。此外，可能會使內部拉伸應力變得極高。因此，壓縮應力層的壓縮應力值優(yōu)選為1500MPa以下。需要說明的是，若使玻璃組成中的A1203、TiO2, ZrO2,MgO,ZnO的含量增加或者使Sr0、Ba0的含量減少，則存在壓縮應力值變大的傾向。此外，若縮短離子交換時間或者降低離子交換溶液的溫度，則存在壓縮應力值變大的傾向。
[0059]應力厚度優(yōu)選為10 μ m以上、15 μ m以上、20 μ m以上、25 μ m以上、30 μ m以上、35 μ m以上、40 μ m以上、45 μ m以上、尤其為50 μ m以上。應力厚度越大，則即使強化玻璃基板被深深地劃傷，強化玻璃 基板也越難以破裂，并且機械強度的不均變小。另一方面，壓縮應力層的厚度越大，越難切斷強化玻璃基板。因此，應力厚度優(yōu)選為500 μ m以下、200 μ m以下、150 μ m以下、90 μ m以下、70 μ m以下、60 μ m以下、尤其為50 μ m以下。需要說明的是，若使玻璃組成中的K20、P2O5的含量增加或者使SrO、BaO的含量減少，則存在壓縮應力層的厚度變大的傾向。此外，若延長離子交換時間或提高離子交換溶液的溫度，則存在應力厚度變大的傾向。
[0060]內部拉伸應力優(yōu)選為200MPa以下、150MPa以下、120MPa以下、IOOMPa以下、70MPa、50MPa以下、尤其為30MPa以下。若內部拉伸應力變大，則在離子交換處理后進行切斷或倒角加工時，可能會使強化玻璃基板發(fā)生自我破壞。但是，若內部拉伸應力變得極小，則壓縮應力層的壓縮應力值、應力厚度降低。因此，內部拉伸應力優(yōu)選為IMPa以上、5MPa以上、IOMPa以上、15MPa以上。
[0061]本實施方式的強化玻璃基板的密度優(yōu)選為2.6g / cm3以下、特別優(yōu)選為2.55g /cm3以下。密度越小，可以使強化玻璃越輕質化。需要說明的是，若使玻璃組成中的Si02、Β203、Ρ205的含量增加或使堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、Zn0、Zr02、Ti02的含量減少，則密度變得容易降低。
[0062]本實施方式的強化玻璃基板的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為80X10—7~120X10—7 / °C、85Χ10-7 ~IlOX 1(T7 / °C、90X1(T7 ~IlOX 10-7 / °C、尤其為 90X 10-7 ~105Χ10-7 / O。若將熱膨脹系數(shù)限制在上述范圍，則容易與金屬、有機系粘接劑等部件的熱膨脹系數(shù)匹配，容易防止金屬、有機系粘接劑等部件的剝離。在此，“熱膨脹系數(shù)”是指:使用膨脹計對在30~380°C的溫度范圍下的平均熱膨脹系數(shù)進行測定而得的值。需要說明的是，若增加玻璃組成中的堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物的含量，則熱膨脹系數(shù)容易變高，相反，若減少堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物的含量，則熱膨脹系數(shù)容易降低。
[0063]本實施方式的強化玻璃基板的應變點優(yōu)選為500°C以上、520°C以上、530°C以上、尤其為550°C以上。應變點越高，耐熱性越高，在對強化玻璃基板進行熱處理的情況下，壓縮應力層變得難以消失。此外，應變點越高，在離子交換處理時越難產(chǎn)生應力松弛，因此變得容易維持壓縮應力值。進而，在觸摸面板傳感器等的圖案化中，容易形成高品質的膜。需要說明的是，若增加玻璃組成中的堿土金屬氧化物、Al203、Zr02、P205的含量或降低堿金屬氧化物的含量，則應變點容易變高。
[0064]本實施方式的強化玻璃基板在104_°dPa-s時的溫度優(yōu)選為1280°C以下、1230°C以下、1200°C以下、1180°C以下、尤其為1160°C以下。在104_°dPa.s時的溫度越低，越能減輕對成形設備的負擔，成形設備越長壽命化，結果容易使強化玻璃的制造成本低廉化。需要說明的是，若使堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、ZnO, B203、TiO2的含量增加或者使Si02、Al2O3的含量減少，則在104_°dPa.s時的溫度容易降低。
[0065]本實施方式的強化玻璃基板在102 5dPa.s時的溫度優(yōu)選為1620°C以下、1550°C以下、1530°C以下、1500°C以下、尤其為1450°C以下。在102 5dPa.s時的溫度越低，越能進行低溫熔融，越能減輕對熔融窯等玻璃制造設備的負擔，并且越能提高泡品質。因此，在102 5dPa.s時的溫度越低，越能使強化玻璃基板的制造成本低廉化。需要說明的是，在102 5dPa-S時的溫度相當于熔融溫度。此外，若使玻璃組成中的堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、Zn0、B203、TiO2的含量增加或者使SiO2、Al2O3的含量減少，則在102 5dPa.s時的溫度容易降低。
[0066]本實施方式的強化玻璃基板的液相溫度優(yōu)選為1200°C以下、1150°C以下、1100°C以下、1050°C以下、1000°C 以下、950°C以下、900°C以下、尤其為880°C以下。需要說明的是，液相溫度越低，耐失透性、成形性越高。此外，若使玻璃組成中的Na20、K2CKB2O3的含量增加或使A1203、Li2O, MgO、ZnO、TiO2, ZrO2的含量減少，則液相溫度變得容易降低。
[0067]本實施方式的強化玻璃基板的液相粘度優(yōu)選為104_°dPa.s以上、104 4dPa.s以上、104 8dPa.s 以上、105_°dPa.s 以上、105 4dPa.s 以上、105 6dPa.s 以上、106_°dPa.s 以上、106 2dPa*s以上、尤其為106 3dPa*s以上。需要說明的是，液相粘度越高，耐失透性、成形性越高。此外，若使玻璃組成中的Na20、K20的含量增加或使Al203、Li20、Mg0、Zn0、T i02、ZrO2的含量減少，則液相粘度容易變高。
[0068]本實施方式的強化玻璃基板的板厚優(yōu)選為3.0mm以下、2.0mm以下、1.5mm以下、1.3mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、0.8mm以下、尤其為0.7mm以下。另一方面，若板厚過小，則存在翹曲量變大的傾向，并且難以得到所需的機械強度。因此，板厚優(yōu)選為0.1mm以上、0.2臟以上、0.3臟以上、尤其為0.4mm以上。
[0069](2)強化用玻璃基板
[0070]本發(fā)明的實施方式的強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于，在將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽浸潰6小時時，其底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。此外，本發(fā)明的實施方式的強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于，在將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽中浸潰6小時時，其翹曲率小于0.20% (優(yōu)選小于0.15%)。在此，強化用玻璃是指強化處理前的玻璃(未強化玻璃)。該強化用玻璃基板的技術特征與已經(jīng)描述過的強化玻璃基板的技術特征相同。在此，為了方便起見，省略對其的記載。
[0071]在離子交換處理時，KNO3熔融鹽的溫度優(yōu)選為350~550°C、特別優(yōu)選為400~5000C ;離子交換時間優(yōu)選為0.1~10小時、更優(yōu)選為2~10小時、特別優(yōu)選為4~8小時。由此，容易適當?shù)匦纬蓧嚎s應力層。需要說明的是，若如上述那樣限制玻璃組成范圍，則即使不使用KNO3熔融鹽和NaNO3熔融鹽的混合物等，也能夠增大壓縮應力值、應力厚度。
[0072](3)強化用玻璃基板及強化玻璃基板的制造方法
[0073]上述的強化用玻璃基板及強化玻璃基板例如可以通過以下方式來制作。
[0074]首先，將按照上述的玻璃組成調配的玻璃原料投入到連續(xù)熔融爐中，在1500~1600°C下加熱熔融，在澄清后，利用浮法成形為板狀等，進行退火，由此可以制作強化用玻璃基板。
[0075]接著，根據(jù)需要，對強化用玻璃基板的頂面和/或底面進行研磨處理。之后，通過對強化用玻璃基板進行強化處理，從而制作出強化玻璃基板。接著，按照規(guī)定形狀進行切斷加工或倒角加工。需要說明的是，切斷加工或倒角加工可以在強化處理前進行，但在制造效率方面，優(yōu)選在強化處理后進行。
[0076]上述的研磨處理優(yōu)選為僅對頂面進行研磨的工序或者對頂面和底面進行研磨且頂面的研磨厚度大于底面的研磨厚度的工序。優(yōu)選使頂面的研磨厚度為I~35 μ m、特別優(yōu)選為10~30 μ m ;優(yōu)選使底面的研磨厚度為O~9 μ m、特別優(yōu)選為O~5 μ m。由此，容易使底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值，容易降低強化玻璃基板的翹曲量。需要說明的是，研磨處理只要利用公知的方法進行即可。
[0077]作為上述的強化處理，優(yōu)選離子交換處理。離子交換處理的條件并無特別的限定，只要考慮玻璃的粘度特性、用途、板厚、內部拉伸應力等選擇最佳的條件即可。例如，離子交換處理可以通過將強化用玻璃基板在400~550°C的KNO3熔融鹽中浸潰I~8小時來進行。尤其在將KNO3熔融鹽中的K離子與玻璃中的Na成分進行離子交換時，能夠有效地形成壓縮應力層。
[0078]實施例
[0079]以下，對本發(fā)明的實施例進行說明。需要說明的是，以下的實施例僅為例示。本發(fā)明并不受以下的實施例的限定。
[0080]表1表示在實驗中使用的強化用玻璃的玻璃組成及玻璃特性。
[0081]【表1】
【權利要求】
1.一種強化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化玻璃基板，其特征在于， 其底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。
2.根據(jù)權利要求1所述的強化玻璃基板，其特征在于，所述底面的壓縮應力值-頂面的壓縮應力值即Δ CS為5MPa~39MPa。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的強化玻璃基板，其特征在于，翹曲率小于0.20%。
4.根據(jù)權利要求1~3中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，作為玻璃組成，以質量％計含有 Si0240%~71%、A12037%~21%、Li200%~l%、Na207%~20%、K200%~15%。
5.根據(jù)權利要求1~4中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，其利用離子交換進行強化而成。
6.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，應力厚度為10μ m以上。
7.根據(jù)權利要求1~6中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，內部拉伸應力為200MPa 以下。
8.根據(jù)權利要求1~7中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，板厚為1.0mm以下。
9.根據(jù)權利要求1~8中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，液相粘度為104 0dPa.s 以上。
10.根據(jù)權利要求1~9中任一項所述的強化玻璃基板，其特征在于，其被用作顯示器的外殼玻璃。
11.一種強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于， 將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽中浸潰6小時時，其底面的壓縮應力值大于頂面的壓縮應力值。
12.一種強化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的強化用玻璃基板，其特征在于， 將該強化用玻璃基板在440°C的KNO3熔融鹽中浸潰6小時時，其翹曲率小于0.20%。
13.一種強化玻璃基板的制造方法，其特征在于，其具有: 成形工序，利用浮法成形為板狀，從而得到強化用玻璃基板； 研磨工序，對所述強化用玻璃基板的頂面和/或底面進行研磨；以及 強化工序，對所述強化用玻璃基板進行離子交換處理，從而使所述底面的壓縮應力值大于所述頂面的壓縮應力值。
14.根據(jù)權利要求13所述的強化玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述研磨工序為僅對所述頂面進行研磨的工序或者對所述頂面和所述底面進行研磨并且所述頂面的研磨厚度大于所述底面的研磨厚度的工序。
【文檔編號】G09F9/00GK103476728SQ201280018629
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權日:2011年8月31日
【發(fā)明者】片山裕貴, 田部昌志, 岡卓司 申請人:日本電氣硝子株式會社