强化玻璃基板及其制造方法技术

本发明专利技术提供可兼顾高强度化和薄型化的强化玻璃基板，本发明专利技术的强化玻璃基板，其特征在于，其是具有压缩应力层的强化玻璃基板，板厚为1.5mm以下，并且端面的应力深度大于主表面的应力深度。

Reinforced glass substrate and method for manufacturing the same

The present invention provides both high strength and thin glass substrate, the invention of the glass substrate, which is characterized in that it is a compressive stress layer reinforced glass substrate, the plate thickness is below 1.5mm, and the end of the stress depth is greater than the main surface stress depth.

【技术实现步骤摘要】
强化玻璃基板及其制造方法本申请是国际申请日为2014年03月10日、申请号为201480002752.X、专利技术名称为“强化玻璃基板及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及强化玻璃基板及其制造方法，具体而言涉及适合于手机、数码相机、PDA(便携终端)、触摸面板显示器等的强化玻璃基板及其制造方法。
技术介绍
手机、数码相机、PDA、触摸面板显示器等设备存在逐渐普及的倾向。这些用途中使用的玻璃基板要求高的机械强度，同时还要求薄型且轻量。由于这样的情况，在一部分设备中使用通过离子交换处理等进行了化学强化处理的玻璃基板、即强化玻璃基板(参照专利文献1、非专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-83045号公报非专利文献非专利文献1：泉谷徹朗等、“新しいガラスとその物性(新玻璃及其物性)”、初版、株式会社経営システム研究所(株式会社经营系统研究所)、1984年8月20日、p.451-498
技术实现思路
专利技术所要解决的课题近年来，对于强化玻璃基板，高强度化及薄型化的要求正在提高。但是，难以兼顾高强度化和薄型化。为了提高强化玻璃基板的机械强度，增大压缩应力层的压缩应力值、应力深度是有效的。但是，若增大压缩应力层的压缩应力值、应力深度，则在强化玻璃基板的内部形成相当于该压缩应力的大小的拉伸应力，而强化玻璃基板有可能产生破损。特别是在减小强化玻璃基板的板厚的情况下，该倾向变得显著。内部拉伸应力由内部拉伸应力值[MPa]＝(主表面的压缩应力值[MPa]×主表面的应力深度[μm])/(板厚[μm]-主表面的应力深度[μm]×2)的关系表示。如由上述关系式获知的那样，强化玻璃基板有可能由于内部拉伸应力而发生自破坏。特别是薄的强化玻璃基板在主表面的压缩应力值、应力深度大的情况下，该可能性上升。结果是，在减小强化玻璃基板的板厚的情况下，难以达成高强度化。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其技术课题是首创可兼顾高强度化和薄型化的强化玻璃基板及其制造方法。用于解决课题的方案本专利技术人等为了兼顾强化玻璃基板的高强度化和薄型化，深入研究了形成于强化玻璃基板的内部的压缩应力应变的分布，结果发现，在强化玻璃基板达到破损时，以端面为起点发生破损的概率高，在该情况下，强化玻璃基板的主表面的面内强度高于端面强度。进而发现，在强化玻璃基板的端面形成或者容易形成达到破损的深的伤痕，另一方面，主表面难以形成深的伤痕。本专利技术人等基于上述认识，发现若将强化玻璃基板的内部拉伸应力适当化，并且在强化玻璃基板的主表面方向和端面方向上形成不同的应力分布，则可兼顾强化玻璃基板的高强度化和薄型化，作为本专利技术提出。即，本专利技术的强化玻璃基板的特征在于，其是具有压缩应力层的强化玻璃基板，板厚为1.5mm以下，并且端面的应力深度大于主表面的应力深度。其中，所谓“主表面”相当于强化玻璃基板的板厚方向的表面(正面及背面)，通常是指有效面(例如在显示器用途的情况下，是指显示面及与显示面对应的背面)。所谓“端面”相当于主表面以外的表面，通常是指构成强化玻璃基板的外周部的侧面。“压缩应力值”及“应力深度”可以通过用表面应力计观察干渉条纹的根数和其间隔来算出。第二，本专利技术的强化玻璃基板优选主表面为未研磨。若将强化玻璃基板的主表面进行研磨，则能够使端面的应力深度大于主表面的应力深度，但通过该方法，会在主表面形成伤痕，难以维持强化玻璃基板的机械强度。相反而言，若使主表面为未研磨，则容易维持强化玻璃基板的机械强度，并且能够提高强化玻璃基板的制造效率。第三，本专利技术的强化玻璃基板优选主表面没有被蚀刻。这样的话，能够提高强化玻璃基板的制造效率。第四，本专利技术的强化玻璃基板优选在主表面具有膜。这样的话，容易控制主表面的压缩应力值和应力深度。进而，可以将膜作为导电膜、防反射膜等功能膜进行有效利用。第五，本专利技术的强化玻璃基板优选膜的厚度为5～1000nm。第六，本专利技术的强化玻璃基板优选包含SiO2、Nb2O5、TiO2、ITO(锡掺杂氧化铟)中的任意一者作为膜的成分。第七，本专利技术的强化玻璃基板优选内部拉伸应力值为200MPa以下。第八，本专利技术的强化玻璃基板优选作为玻璃组成，以质量％计含有SiO245～75％、Al2O31～30％、Na2O0～20％、K2O0～20％。第九，本专利技术的强化玻璃基板优选主表面的压缩应力值为50MPa以上，主表面的应力深度为100μm以下，并且端面的压缩应力值为300MPa以上，端面的应力深度为10μm以上。第十，本专利技术的强化玻璃基板优选密度为2.6g/cm3以下。其中，“杨氏模量”是指通过弯曲共振法测定的值。第十一，本专利技术的强化玻璃基板优选杨氏模量为67GPa以上。其中，“杨氏模量”是指通过弯曲共振法测定的值。第十二，本专利技术的强化玻璃基板优选用于显示器。第十三，本专利技术的强化玻璃基板优选用于触摸面板显示器。第十四，本专利技术的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：(1)将玻璃原料调制而得到玻璃母料的工序；(2)将玻璃母料熔融，并将所得到的熔融玻璃成形为1.5mm以下的玻璃基板的工序；(3)在玻璃基板的主表面形成膜的工序；(4)将具有膜的玻璃基板进行离子交换处理，在玻璃基板的主表面及端面形成压缩应力层，得到强化玻璃基板的工序。具体实施方式在本专利技术的强化玻璃基板中，板厚为1.5mm以下，优选为1.3mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、0.8mm以下、0.7mm以下、0.6mm以下、0.5mm以下、0.4mm以下、0.3mm以下或0.2mm以下，特别优选为0.1mm以下。强化玻璃基板的板厚越小，越能够将强化玻璃基板轻量化，结果是，能够谋求设备的薄型化、轻量化。若主表面的应力深度过大，则有可能内部拉伸应力过于变高，强化玻璃基板发生自破坏。另一方面，若主表面的应力深度过小，则强化玻璃基板变得容易以研磨痕、处理伤痕等作为起点产生破损。因而，考虑板厚和机械强度的平衡，必须限制主表面的应力深度。在本专利技术的强化玻璃基板中，若设主表面的应力深度为DT、设端面的应力深度为DH，则DT/DH的值优选为0.1～0.99、0.1～0.7、0.1～0.5、0.1～0.45或0.15～0.45，特别优选为0.2～0.4。若将DT/DH的值设为上述范围，则端面的应力深度被适当化，能够在不使内部拉伸应力不当上升的情况下提高强化玻璃基板的机械强度。板厚为0.5mm以下时，主表面的应力深度优选为50μm以下、45μm以下、35μm以下、30μm以下、25μm以下、20μm以下或15μm以下，特别优选为10μm以下。另一方面，板厚大于0.5mm时，主表面的应力深度的上限范围优选为100μm以下、80μm以下、60μm以下、50μm以下或45μm以下，特别优选为35μm以下，并且下限范围优选为5μm以上、10μm以上、15μm以上、20μm以上或25μm以上，特别优选为30μm以上。端面的应力深度优选为10μm以上、15μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上、45μm以上、50μm以上或55μm以上，特别优选为60μm以上。在端面，在制造工序中的处理时、或端面加工(倒角加工)时容易形成深的伤痕。若端面的应力深度低于10μm，则强化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化玻璃基板的制造方法，其具有以下工序：(1)将玻璃原料调制而得到玻璃母料的工序；(2)将玻璃母料熔融，并将所得到的熔融玻璃成形为1.5mm以下的玻璃基板的工序；(3)在玻璃基板的表面和背面形成膜的工序；(4)将在表面和背面具有膜的玻璃基板进行离子交换处理，在玻璃基板的表面、背面及端面形成压缩应力层，得到端面的应力深度大于主表面的应力深度的强化玻璃基板的工序；(5)除去强化玻璃基板的表面和背面的膜的工序。

【技术特征摘要】
2013.03.25 JP 2013-0613551.一种强化玻璃基板的制造方法，其具有以下工序：(1)将玻璃原料调制而得到玻璃母料的工序；(2)将玻璃母料熔融，并将所得到的熔融玻璃成形为1.5mm以下的玻璃基板的工序；(3)在玻璃基板的表面和背面形成膜的工序；(4)将在表面和背面具有膜的玻璃基板进行离子交换处理，在玻璃基板的表面、背面及端面形成压缩应力层，得到端面的应力深度大于主表面的应力深度的强化玻璃基板的工序；(5)除去强化玻璃基板的表面和背面的膜的工序。2.根据权利要求1所述的强化玻璃基板的制造方法，其中，膜的厚度为5～1000nm。3.根据权利要求1或2所述的强化玻璃基板的制造方法，其中，玻璃基板的表面和背面为未研磨。4.根据权利要求1或2所述的强化...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田隆，川本浩佑，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP