電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板和電子設備用玻璃蓋片、以及電子設備用玻璃蓋片的玻...的製作方法

2023-06-09 15:57:11

電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板和電子設備用玻璃蓋片、以及電子設備用玻璃蓋片的玻 ...的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其使具有頂部的端面的強度得以提高。本發明的玻璃基板具有與一對主表面相鄰的端面，在對截面進行觀察時，端面為具有頂部的形狀，具有化學強化所致的壓縮應力層，最大壓縮應力值為600MPa以上，且壓縮應力層的深度為60μm以下。頂部的頂角θ[度]、表面的最大壓縮應力值CS[MPa]、壓縮應力層的深度d[μm]滿足600MPa≤-3.5×{(d/sin(θ/2))-d}+CS的關係。
【專利說明】電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板和電子設備用玻璃蓋片、 以及電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及包括例如作為可攜式電話、便攜型遊戲機、PDA (Personal Digital Assistant :個人數字助理）、數位照相機、攝像機、或平板PC (Personal Computer :個人計 算機）等便攜設備的顯示屏幕等的蓋片的便攜設備用玻璃蓋片、作為觸摸傳感器的蓋片的 觸摸傳感器用玻璃蓋片、PC的操作面板中所用的軌跡板用玻璃蓋片等的電子設備用玻璃蓋 片的玻璃基板和電子設備用玻璃蓋片；以及電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法。

【背景技術】
[0002] 以往，在可攜式電話等便攜設備（電子設備）中，其顯示屏幕通常使用了透明性優 異且輕量的丙烯酸類樹脂板，近年來，代替以往的丙烯酸類樹脂板，大多使用即便薄也具有 高強度、與以往的丙烯酸類樹脂板相比在表面平滑性、保護性（耐候性、防汙性）、美觀?高 級感等方面優越的玻璃材料所構成的玻璃蓋片。
[0003] 另外，近年來，觸控面板方式的電子設備開始佔據主流。觸控面板方式中，主要通 過按壓顯示屏幕的特定部位（例如顯示在屏幕的圖標等）來進行電子設備的操作，由於頻 繁、反覆地被按壓，因此要求用於對應該觸控面板功能的顯示屏幕的強度提高。另外，從電 子設備的輕量化和設計性的方面來看，還繼續致力於薄型化。為此，需要一種薄型、輕量、大 屏幕（大面積）且具有充分的強度的玻璃蓋片。
[0004] 為了滿足對於這種電子設備用玻璃蓋片的要求，對玻璃蓋片實施了用於提高其強 度的化學強化處理。該化學強化處理通過使玻璃基板浸漬到將化學強化鹽加熱熔融而得到 的化學強化處理液中來進行，據認為：例如通過提高化學強化處理液的加熱溫度、或延長處 理時間，從而使在玻璃基板的表層所形成的壓縮應力層的厚度（深度）變厚，則壓縮應力值 愈發提1?，玻璃基板的強度（斷裂強度、耐劃傷性等）提1? ;但另一方面還已知：在強化特 性優異的化學強化玻璃中，若過度引入化學強化，則延遲斷裂或脆度增加。
[0005] 例如，在專利文獻1中公開了一種強化玻璃物品，其具有低於界限值的中央張力， 若超過該界限值則玻璃顯示出脆性，並公開了在中央張力CT與壓縮應力、應力層深度、玻 璃板厚的關係中不顯示出脆性的化學強化條件。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特表2011-530470號公報


【發明內容】

[0009] 發明要解決的課題
[0010] 但是，根據本發明人的研究可知，在利用專利文獻1所公開的化學強化條件實施 了化學強化的玻璃基板中，例如在玻璃蓋片的組裝工序中由於與夾具的接觸等會在玻璃基 板的端面產生裂紋、傷痕等，會產生許多以該裂紋、傷痕為起點的缺損、破裂等。
[0011] 另外，與曲面或平坦面相比，例如圖1的（a)?（c)所示那樣的為具有頂部14? 16的端面形狀的玻璃基板在結構上容易產生缺損、或者容易產生以缺損為起點的破裂。進 而，如後所述，還可知化學強化在這種頂部比預期引入得更深，存在壓縮應力的降低，因此 即使實施化學強化也容易破裂。因此，在用於電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板中，特別希望 提高端面的強度。
[0012] 因此，本發明的目的在於提供一種尤其可提高具有頂部的端面的強度的電子設備 用玻璃蓋片的玻璃基板、和具備該玻璃基板的電子設備用玻璃蓋片、以及電子設備用玻璃 蓋片的玻璃基板的製造方法。
[0013] 用於解決課題的方案
[0014] 上述專利文獻1中，對玻璃物品的主表面的化學強化如上所述進行了研究，但關 於玻璃物品的端面的化學強化並沒有進行任何研究。為了解決上述課題，本發明人尤其對 玻璃基板的端面形狀與化學強化的關係進行了深入研究，結果，基於所得到的見解完成了 本發明。
[0015] SP，本發明具有以下的構成。
[0016] (構成 1)
[0017] -種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其為在電子設備用玻璃蓋片中使用的玻璃 基板，其特徵在於，上述玻璃基板的玻璃組成為：作為主要成分，含有Si0 250重量％?70重 量％、Al2035重量％?20重量％、Na 2O 6重量％?20重量％、K2O 0重量％?10重量％、 MgO 0重量％?10重量％、CaO 0重量％?10重量％，上述玻璃基板具有一對主表面、和 與該一對主表面相鄰的端面，在對截面進行觀察時，該端面為具有頂部的形狀，上述玻璃基 板在表層具有通過實施基於離子交換的化學強化而產生的壓縮應力層，上述主表面的最大 壓縮應力值為600MPa以上，且壓縮應力層的深度為60 μ m以下，將上述頂部的頂角設為 Θ [度]、將上述主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa]、將上述主表面的壓縮應力層的深 度設為d|>m]時,滿足
[0018] 600MPa 彡-3. 5 X {(d/sin ( Θ /2)) -d} +CS
[0019] 的關係。
[0020] (構成 2)
[0021] 如構成1所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，上述頂部的頂角 Θ為30度以上135度以下。
[0022] (構成 3)
[0023] 如構成1或2所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，在對截面進行 觀察時，上述玻璃基板的端面具有如下形狀：朝向基板內部畫出近似圓弧的2個凹面在基 板的厚度方向的中央附近交叉，在上述玻璃基板的端面中的厚度方向中心部、和端面中的 厚度方向主表面側分別配置有上述頂部。
[0024] (構成 4)
[0025] 如構成1或2所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，上述玻璃基板 的端面中的厚度方向中心部彎曲，在端面中的厚度方向主表面側配置有上述頂部。
[0026] (構成 5)
[0027] 如構成1?4中任一項所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，上述 玻璃基板由鋁矽酸鹽玻璃構成。
[0028] (構成 6)
[0029] 如構成1?5中任一項所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，上述 玻璃基板的厚度為〇· Imm?I. 5mm的範圍。
[0030] (構成 7)
[0031] -種電子設備用玻璃蓋片，其特徵在於，其具備構成1?6中任一項所述的玻璃基 板。
[0032] (構成 8)
[0033] -種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法，其為在電子設備用玻璃蓋片中 使用的玻璃基板的製造方法，其特徵在於，上述玻璃基板的玻璃組成為：作為主要成分，含 有5丨0 250重量％?70重量％、412035重量％?20重量％、似20 6重量％?20重量％、1(20 0重量％?10重量％、MgO 0重量％?10重量％、CaO 0重量％?10重量％，該製造方法 包括以下工序：外形加工工序，其中，從平板玻璃切下特定的外形形狀並對上述玻璃基板的 外形進行加工；和化學強化工序，其中，對進行了上述外形加工的玻璃基板實施基於離子交 換的化學強化處理，上述外形加工工序中，形成玻璃基板，該玻璃基板具有一對主表面和與 該一對主表面相鄰的端面，在對截面進行觀察時，該端面為具有頂部的形狀，上述化學強化 工序中，按照如下方式實施化學強化處理：將上述頂部的頂角設為Θ [度]、將通過實施化 學強化所產生的上述主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa]、將通過實施化學強化所形成 的上述主表面的壓縮應力層的深度設為(![μπι]時，滿足
[0034] 600MPa 彡-3. 5 X {(d/sin ( Θ /2)) -d} +CS
[0035] 的關係。
[0036] (構成 9)
[0037] 如構成8所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法，其特徵在於，上述 外形加工工序包括以下工序：通過機械加工從平板玻璃切下特定的外形形狀的工序；和通 過溼式蝕刻對所切下的玻璃基板的端面形狀進行加工的工序。
[0038] 發明的效果
[0039] 根據本發明，可以提供一種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其尤其可以提高具 有頂部的端面的強度，可以減少以往的結構方面的缺損或破裂等的發生、或者因引入比預 期更深的化學強化而導致的壓縮應力的降低等因具有頂部的端面的脆性所引起的缺損或 破裂等的發生；可以提供具備該玻璃基板的電子設備用玻璃蓋片、以及電子設備用玻璃蓋 片的玻璃基板的製造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 圖1的（a)、（b)和（C)均為示出與本發明有關的玻璃基板的端面形狀例的截面 圖。
[0041] 圖2的（a)?（c)分別為用於說明本發明中的端面頂部的頂角閘的定義的參考 圖。
[0042] 圖3是示出頂角與頂部的壓縮應力層深度的關係的圖。
[0043] 圖4是示出化學強化條件與壓縮應力層深度、最大壓縮應力值的關係的圖。
[0044] 圖5是示出在頂部的最大壓縮應力值達到600MPa以上的情況下的、壓縮應力層深 度d、頂角Θ、與表面處的最大壓縮應力值CS的關係的圖。
[0045] 圖6的（a)和（b)均為用於說明玻璃基板的邊緣落下測試方法的參考圖。

【具體實施方式】
[0046] 下面，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
[0047] 本發明的電子設備用玻璃蓋片例如作為便攜設備用玻璃蓋片組裝入可攜式電 話的顯示屏幕中。本發明中的電子設備用玻璃蓋片包括例如作為可攜式電話、便攜型遊 戲機、PDA (Personal Digital Assistant :個人數字助理）、數位照相機、攝像機、或平板 PC(Personal Computer:個人計算機）等便攜設備的顯示屏幕等的蓋片的便攜設備用玻璃 蓋片、作為觸摸傳感器的蓋片的觸摸傳感器用玻璃蓋片、PC的操作面板中所用的軌跡板用 玻璃蓋片等。
[0048] 例如，對於上述便攜設備用玻璃蓋片，為了不使顯示屏幕因來自外部的衝擊而破 損，需要進行保護，因此要求具有強度。特別是在觸控面板的情況下，通過按壓顯示屏幕的 特定部位（例如顯示在屏幕的圖標等）來進行可攜式電話的操作，由於頻繁、反覆地被按 壓，因此，為了對應該觸控面板功能而需要一種薄型、輕量、大屏幕（大面積）且具有充分的 強度的玻璃蓋片。
[0049] 本發明的電子設備用玻璃蓋片通過以下說明的工藝進行製造。此處，作為一例，對 可攜式電話等的便攜設備用玻璃蓋片的情況進行說明。
[0050] 首先，通過蝕刻將成型為片狀的玻璃坯料（大張的平板玻璃）切割成特定的尺寸 (小片化），製作玻璃蓋片用玻璃基板。
[0051] 通過蝕刻將利用下拉法或浮法等所製造的厚度為例如0. 5_左右的片狀玻璃坯 料（平板玻璃）切割成特定尺寸的小片。小片的尺寸只要考慮在制品的玻璃蓋片的尺寸上 加上外周形狀加工所需要的餘量的尺寸來決定即可。
[0052] 需要說明的是，從對應於最近的便攜設備的薄型化·輕量化的市場需求的觀點出 發，上述玻璃蓋片用玻璃基板的厚度例如優選為〇. Imm?I. 5_左右的範圍，進一步優選為 0. 3mm?0. 7mm左右的範圍。
[0053] 本發明中，構成玻璃蓋片用玻璃基板的玻璃優選為能夠利用離子交換進行化學強 化的玻璃組成，例如優選為無定形的鋁矽酸鹽玻璃。由這種鋁矽酸鹽玻璃構成的玻璃基板 的化學強化後的強度高、良好。作為這種鋁矽酸鹽玻璃，例如可以使用含有Si0 250重量％? 70重量％、八12035重量％?20重量％、似 20 6重量％?20重量％、1(20 0重量％?10重 量％、1%0 0重量％?10重量％、CaO 0重量％?10重量％作為主要成分的鋁矽酸鹽玻璃。
[0054] 在將上述平板玻璃小片化的情況下，若應用蝕刻法，則即便是所期望的形狀、特別 是複雜的外形形狀也可以切下，還可以與玻璃基板的外周形成同時進行外形形狀加工和開 孔加工。即，在上述平板玻璃的表面塗布抗蝕劑（感光性有機材料），並進行特定的曝光、顯 影，形成具有切割線的圖案的抗蝕圖案（切割線上不存在抗蝕劑的圖案）。並且，利用能夠 溶解的蝕刻液（例如以氫氟酸為主要成分的酸性溶液等）對形成有這種抗蝕圖案的玻璃坯 料進行溼式蝕刻，從而切割成特定尺寸的小片。將殘留的抗蝕圖案剝離並進行清洗。
[0055] 圖1的（a)和（b)是示出通過蝕刻將平板玻璃的外形切下成例如矩形狀而得到的 玻璃基板的端面形狀例的截面圖。
[0056] 圖1所不的玻璃基板1具有相對的一對主表面11、12和與該一對主表面11、12相 鄰的端面13。將在玻璃基板（切下前的平板玻璃）的主表面11、12分別形成的未圖示的抗 蝕圖案作為掩模，並對上述玻璃基板進行蝕刻時，蝕刻從玻璃基板的相對的兩主表面11、12 分別各向同性地進行，因此，通過從主表面11側進行的蝕刻和從主表面12側進行的蝕刻， 在端面13形成頂部16。該蝕刻中，在對截面進行觀察時，蝕刻按照從主表面11側和主表面 12側向玻璃基板內部分別畫出近似圓弧的方式而進行，因此在玻璃基板1被切下時，形成 朝向基板內部畫出近似圓弧的2個凹面在基板的厚度方向的中央附近交叉的端面形狀（參 照圖1的（a))。其結果，在基板的厚度方向的中央形成上述頂部16,在端面13和兩主表面 11、12的邊緣部分形成頂部14、15。即，關於所得到的玻璃基板1的端面，在其端面中的厚 度方向中心部和端面中的厚度方向主表面側分別配置有上述頂部14、15、16。
[0057] 另外，圖1的（b)示出了在上述蝕刻後通過磨削加工對主表面11、12側的頂部14、 15進行曲面或倒角加工而改善了頂部形狀的例子。以上，對通過蝕刻法將平板玻璃小片化 的情況進行了說明，但本發明不限定於此，例如也可以通過機械（切割）加工將大尺寸的平 板玻璃切割成特定的尺寸（小片化），並用磨石對加工面進行研磨，從而製作出玻璃蓋片用 的玻璃基板1。例如，將利用下拉法或浮法等所製造的厚度為例如〇. 5mm左右的平板玻璃 層積多片（例如幾十片左右）（層壓），例如使用玻璃用切割器切割成特定尺寸的小片。這 樣，若將層積狀態的玻璃切割加工一次，則在接下來的形狀加工工序中也可以對層積狀態 的小片進行一次形狀加工，因而在生產上有利。並且，在通過機械加工實施所需要的形狀加 工後,通過溼式蝕刻實施加工,該加工主要用於除去加工面的微裂紋等損傷層。
[0058] 在如此得到的玻璃基板中，如圖1的（c)所示，也在端面13和兩主表面11、12的 邊緣部分形成頂部14、15。即，關於通過合用機械加工和溼式蝕刻進行外形加工所得到的玻 璃基板1的端面，其端面中的厚度方向中心部彎曲，在端面中的厚度方向主表面側配置有 上述頂部14、15。
[0059] 此處，本發明中，如下定義在通過蝕刻或機械加工從上述平板玻璃切下的玻璃基 板1的端面13所形成的上述頂部的頂角Θ。
[0060] 參照圖2進行說明。關於在玻璃基板1的厚度方向的中央所形成的上述頂部16， 將其頂點（最突出的點）、與從頂點起畫出半徑為10 μ m的圓時該圓（圖2中的虛線所描繪 的圓）與玻璃基板1的輪廓線的接點分別連結而成的2條假設線L1、L2所成的角設為頂角 Θ (參照圖2的（a))。
[0061] 另外，關於在端面中的厚度方向主表面側所形成的上述頂部15,也將其頂點（最 突出的點）、與從頂點起畫出半徑為10 μ m的圓時該圓（圖2中的虛線所描繪的圓）與玻璃 基板1的輪廓線的接點分別連結而成的2條假設線L1、L2所成的角設為頂角Θ (參照圖2 的（b))。該情況下，一條假設線（例如假設線L2)位於主表面12上。需要說明的是，關於 上述頂部14的頂角，也同樣地進行定義。
[0062] 另外，關於圖1的（b)所示的進行了曲面或倒角加工的上述頂部15、圖1的（c)所 示的通過合用機械加工和溼式蝕刻進行外形加工而得到的玻璃基板1的端面中的厚度方 向主表面側的上述頂部15,也將其頂點（最突出的點）、與從頂點起畫出半徑為IOym的圓 時該圓（圖2中的虛線所描繪的圓）與玻璃基板1的輪廓線的接點分別連結而成的2條假 設線LI、L2所成的角設為頂角θ(參照圖2的（c))。需要說明的是，關於上述頂部14的 頂角，也同樣地進行定義。
[0063] 接著，對於通過蝕刻或機械加工而小片化的上述玻璃基板，為了提高強度而進行 化學強化處理。
[0064] 作為化學強化處理的方法，例如，優選在不超過玻璃化轉變點的溫度的溫度區域、 例如攝氏300度以上600度以下的溫度下進行離子交換的低溫型離子交換法等。化學強化 處理是指下述處理：使熔融的化學強化鹽與玻璃基板接觸，從而使化學強化鹽中原子半徑 相對較大的鹼金屬元素與玻璃基板中原子半徑相對較小的鹼金屬元素進行離子交換，使該 離子半徑大的鹼金屬元素滲透至玻璃基板的表層，在玻璃基板的表面產生壓縮應力。
[0065] 作為化學強化鹽，優選可以使用硝酸鉀或硝酸鈉等鹼金屬硝酸鹽。經化學強化處 理的玻璃基板的強度提高，耐衝擊性優異，因此適合於衝擊、擠壓增加而需要高強度的便攜 設備中所用的玻璃蓋片。
[0066] 若更詳細地說明該化學強化處理工序，例如包括以下工序：化學強化工序，其中， 將矩形的玻璃基板浸漬到將化學強化鹽加熱熔融而得到的化學強化處理液中，從而進行該 玻璃基板的化學強化；冷卻工序，其中，在進行了該化學強化工序後，將上述玻璃基板從上 述化學強化處理液中取出並降低上述玻璃基板的溫度。
[0067] 為了解決上述課題，本發明人對玻璃基板的端面形狀、特別是圖1所示的具有頂 部的端面形狀與化學強化的關係進行了深入研究。
[0068] 通過化學強化在端面的頂部生成的壓縮應力層相對於頂部從其兩側的兩個方向 進行離子交換，因此推測與在端面中的頂部以外的區域面或主表面生成的壓縮應力層相比 深度（厚度）變深，與之相伴，認為頂部的壓縮應力值與主表面中的壓縮應力值相比變小。 將在端面中的頂部以外的區域面或主表面的垂線方向所測定的壓縮應力層的深度（厚度） 設為d的情況下，在端面的頂部，理論上可算出在其頂角Θ的等分線方向所測定的頂部的 壓縮應力層的深度d'為d/sin( Θ /2)。
[0069] 此處，利用d/sin(0/2)的關係式，求出頂部的頂角與該頂部處的壓縮應力層深 度（將主表面等的壓縮應力層深度設為100時的％比例）的關係的結果示於圖3。如圖3 所示，發現：頂角越小於90度、即越為銳角，則端面的頂部處的壓縮應力層的深度越深。
[0070] 另外，圖4是示出化學強化條件與主表面的壓縮應力層深度及最大壓縮應力值的 關係的圖。
[0071] 經化學強化的玻璃基板的斷裂強度及耐劃傷性與基板表面的最大壓縮應力值有 關，認為壓縮應力值越大則來自外部的衝擊越強。圖4示出作為化學強化條件將化學強化 處理液的加熱溫度在440°C?500°C進行變更、將處理時間（浸漬時間）在2小時?9小時 的範圍內進行變更時的壓縮應力層深度與最大壓縮應力值的關係。
[0072] 由圖4表明，在端面（頂部以外的區域面）或主表面的垂線方向所測定的壓縮應 力層隨著其深度變深，最大壓縮應力值降低。即，若對玻璃基板引入的化學強化過深，則最 大壓縮應力值反而會降低。
[0073] 針對該問題，對端面的頂部進行了研究，則頂部（特別是頂角為銳角的情況）在碰 撞時應力容易集中、容易破裂，因此希望具有更高的強度。但是，在頂部，如上所述離子交換 以預期以上的程度進行，根據其化學強化條件，可形成比在主表面等生成的壓縮應力層更 深的壓縮應力層，其結果只得到比預期更低的壓縮應力。因此認為，在頂部，對於來自外部 的衝擊格外容易產生裂紋或劃傷等，容易產生以此為起點的缺損、破裂。
[0074] 基於上述見解，本發明人就用於得到對於端面頂部的衝擊而言充分的強度的條件 進行了研究。
[0075] -部分內容與已經記載的內容重複，將在端面（頂部以外的區域面）或主表面的 垂線方向所測定的壓縮應力層的深度設為d[ μ m](實測值），將在頂部的其頂角的等分線 方向所測定的壓縮應力層的深度的理論值設為d' [μπι]，將頂部的頂角設為Θ [度]，將端 面（頂部以外的域面）或主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa](實測值），將頂部的最大 壓縮應力值的理論值設為CS' [MPa]。
[0076] 如上所述，d' = d/sin ( Θ/2)。
[0077] 另夕卜，CS' = AX (d，_d)+CS = AX {(d/sin ( Θ/2)) _d}+CS... (1)式
[0078] 這一關係式成立。
[0079] 此處，A為壓縮應力值的變化量相對於壓縮應力層的深度的變化量之比，可以選 擇-IOMPa/ μ m以上-0. 5MPa/ μ m以下的範圍內的值。在A大於-0. 5MPa/ μ m的情況下，壓 縮應力值的變化量（降低）相對於壓縮應力層的深度的變化量小，因而應用上述關係式研 究頂部的化學強化的引入方式的必要性不足。另一方面，在A小於-IOMPa/μ m的情況下， 為壓縮應力值的變化量（降低）相對於壓縮應力層的深度的變化量的大的玻璃坯料，因此 這種玻璃基板不適合作為電子設備用玻璃蓋片。
[0080] 此處，為了抑制因具有頂部的端面的脆性所引起的缺損或破裂等的發生，發明人 通過各種實驗確認了優選使頂部的壓縮應力值的理論值CS'為600MPa以上。通過以下的 關係式求出CS'彡600MPa時的壓縮應力層深度d、頂角Θ、表面處的最大壓縮應力值CSdf 其結果示於圖5。
[0081] 600MPa ^ AX {(d/sin ( θ /2)) -d} +CS
[0082] 此處，在玻璃組成為SiO2 :60. 2重量％、Al2O3 :13. 2重量％、Na2O :13. 9重量％、 K2O :3. 3重量％、MgO :2. 2重量％、CaO :3. 2重量％、ZrO :4. 0重量％的情況下，A的值、即壓 縮應力值的變化量相對於壓縮應力層的深度的變化量之比可以由圖4所示的實用強化條 件下的實驗結果進行計算。
[0083] 作為該強化條件的一例，利用硝酸鉀100%的熔融鹽，在作為一般的化學強化溫度 區域的Tg (該玻璃的玻璃化轉變溫度）一 150°C的化學強化處理液的加熱溫度下，由d為例 如20 μ m及40 μ m的強化條件下的測定值求出壓縮應力值的變化量相對於壓縮應力層的深 度的變化量之比，可以將該比作為A使用。
[0084] 需要說明的是，此處，根據圖4的結果，A為-3. 5MPa/μ m。
[0085] 此處，關於應用於本發明的能夠進行化學強化的鋁矽酸鹽玻璃，該鋁矽酸鹽玻璃 的玻璃組成作為主要成分含有Si0 250重量％?70重量％、A12035重量％?20重量％、Na20 6重量％?20重量％、K 20 0重量％?10重量％、MgO 0重量％?10重量％、0&00重量％? 10重量％，確認到相對於壓縮應力層的深度的變化量的壓縮應力值的變化量與圖4所示的 實驗結果實質上是同樣的。因此，若為該組成範圍，則可以將-3. 5MPa/μ m用作A的值，求 出頂部的壓縮應力值的理論值CS'。
[0086] 本發明中，頂角Θ通常假設為30度以上135度以下。在頂角為135度以下的情 況下，因引入預期以上的深度的化學強化所產生的壓縮應力的降低顯著，可優選地應用本 發明，進一步優選為30度以上120度以下的範圍。需要說明的是，在頂角小於30度的情況 下，無論有無化學強化，結構上均容易缺損，因而需要預先進行倒角加工等。另外，在頂角超 過135度的情況下，如圖5所示，CS與CS'之差極小，因此難以產生因引入預期以上的深度 的化學強化所產生的壓縮應力的降低。
[0087] 此處，例如若假設為30度?135度，為了使CS'彡600MPa，例如若Θ超過30度、 d超過60μπι，則CS彡1400MPa，難以實現，因此d為60μπι以下、CS為600MPa以上是合適 的。
[0088] 根據以上內容，本發明的電子設備用玻璃蓋片中所用的玻璃基板的特徵在於，其 具有一對主表面、和與該一對主表面相鄰的端面，在對截面進行觀察時，該端面為具有頂 部的形狀，上述玻璃基板在表層具有通過實施基於離子交換的化學強化而產生的壓縮應力 層，上述主表面的最大壓縮應力值為600MPa以上，且壓縮應力層的深度為60 μ m以下，若將 上述頂部的頂角設為Θ [度]、將上述主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa]、將上述主表 面的壓縮應力層的深度設為d[ μ m]，則滿足
[0089] 600MPa 彡 AX {(d/sin ( θ /2)) -d} +CS
[0090] (此處，A是壓縮應力值的變化量相對於壓縮應力層的深度的變化量之比， 為-lOMPa/ym以上-0. 5ΜΡ&/μπι以下的範圍內的值。）的關係。為了得到這種玻璃基板， 例如優選適當調節上述化學強化條件。
[0091] 此處，在含有Si0250重量％?70重量％、Al20 35重量％?20重量％、Na2O 6重 量％?20重量％、K20 0重量％?10重量％、MgO 0重量％?10重量％、CaO 0重量％?10 重量％的玻璃組成的情況下，若將-3. 5MPa/ μ m用作A，則與壓縮應力有關的關係式如下。
[0092] 600MPa 彡-3. 5 X {(d/sin ( Θ /2)) -d} +CS
[0093] 若利用本發明的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，尤其可以提高具有頂部的端面 的強度，例如頂部處的最大壓縮應力值為600MPa以上，可以減少以往的結構上、或者因引 入比預期更深的化學強化而導致的壓縮應力的降低等因具有頂部的端面的脆性所引起的 缺損或破裂等的發生。
[0094] 需要說明的是，如上述圖1所示，為在玻璃基板1的端面13具有頂部14、15、16的 形狀的情況下，尤其希望進一步提高頂角為銳角的頂部的強度，從該觀點出發，優選適當調 節上述化學強化條件。
[0095] 利用完成了以上說明的化學強化處理的玻璃基板，製作電子設備用玻璃蓋片。
[0096] 也可以將上述玻璃基板自身作為電子設備用玻璃蓋片。或者，根據電子設備的用 途，可以在上述玻璃基板的一個主表面設置一層以上的裝飾層。作為裝飾層，可以舉出防反 射塗層、防眩塗層、半反射鏡塗層、偏振片等具有光學功能的層；以IT0(Indium Tin Oxide, 銦錫氧化物）膜為代表的透明導電膜等具有電氣功能的層；印刷層等具有提高審美性的功 能的層；等等。另外，通過將多個裝飾層層積、進行圖案化加工，還可以將觸控面板等各種器 件形成於玻璃蓋片。作為這些裝飾層的形成手段，可以舉出蒸鍍法、濺射法等成膜法、絲網 印刷等印刷法；等等。
[0097] 需要說明的是，也可以對進行了上述化學強化處理的玻璃基板的表面實施所期望 的防汙塗布。利用者在使用觸控面板方式的便攜設備時，用手指直接接觸其顯示屏幕來進 行操作，因此指紋等汙物容易附著在保護顯示屏幕的玻璃蓋片上。因此，希望可防止或抑制 指紋等汙物附著於玻璃蓋片上，或者，即使指紋等汙物附著也容易將其擦去。因此，優選對 玻璃蓋片的表面實施例如使用了氟系樹脂材料的防汙塗布處理。
[0098] 如上所述，對於經化學強化的玻璃基板，任意地形成上述的裝飾層或防汙塗層，從 而製作出最終的電子設備用玻璃蓋片。
[0099] 如以上說明的那樣，若利用本發明的玻璃基板和具備該玻璃基板的電子設備用玻 璃蓋片、以及該玻璃基板的製造方法，尤其可以提高具有頂部的端面的強度，可以減少結構 上的缺損或破裂等的發生、或者因引入比預期更深的化學強化而導致的壓縮應力的降低等 所引起的玻璃基板或製品的電子設備用玻璃蓋片的缺損或破裂等的發生。
[0100] 實施例
[0101] 下面，關於將電子設備用玻璃蓋片作為便攜設備用玻璃蓋片的情況，舉出實施例 和比較例來更具體地說明本發明。
[0102] (實施例、比較例）
[0103] 經過以下的（1)玻璃基板加工工序、（2)化學強化工序而製作在便攜設備用玻璃 蓋片中使用的玻璃基板。
[0104] (1)玻璃基板加工工序
[0105] 首先，通過蝕刻法從利用下拉法或浮法所製造的由鋁矽酸鹽玻璃構成的厚度 0.5mm的平板玻璃切出特定的形狀（矩形狀）、尺寸（IOOmmX 50mm),在上述蝕刻後，通過磨 削加工對主表面側的頂部進行曲面或倒角加工，從而製作出改善了頂部形狀的玻璃蓋片用 玻璃基板。作為該鋁矽酸鹽玻璃，使用了含有SiO 2 :60. 2重量％、A1203 :13. 2重量％、Na20 : 13. 9重量％、K20 :3· 3重量％、MgO :2· 2重量％、CaO :3· 2重量％、ZrO :4. 0重量％的化學強 化用玻璃。
[0106] 用玻璃切割器對所製作的玻璃基板進行劃線切割，之後通過顯微鏡觀察切割面， 結果為具有與圖1的（b)同樣的頂部的形狀。
[0107] (2)化學強化工序
[0108] 接著，對上述玻璃基板實施化學強化。化學強化中，準備將硝酸鉀和硝酸鈉混合而 成的化學強化處理液（混合比參照表1)。將該化學強化處理溶液加熱至特定溫度，將上述 玻璃基板浸漬特定時間，進行化學強化。
[0109] 此處，將上述化學強化處理液的加熱溫度在440°C?500°C進行變更，將處理時間 (浸漬時間）在2小時?9小時的範圍內進行變更（參照表1)，作為表1所不的實施例1? 4和比較例1?3。
[0110] 另外，在上述玻璃基板加工工序中，通過機械加工形成玻璃基板的外形，並對玻璃 基板的端面進行蝕刻處理，進行化學強化，作為表1所示的實施例5和比較例4。用玻璃切 割器對所製作的玻璃基板進行劃線切割後，通過顯微鏡觀察切割面，結果為具有與圖1的 (c)同樣的頂部的形狀。
[0111] 如此進行化學強化後，將玻璃基板從化學強化處理液中取出，冷卻後，為了去除玻 璃基板的附著物，將玻璃基板依次浸漬於中性洗滌劑、純水、IPA、IPA(蒸氣乾燥）的各清洗 槽中，進行超聲波清洗，並乾燥。
[0112] 如此製作出實施例1?5和比較例1?4的玻璃蓋片用玻璃基板。
[0113] 關於各玻璃基板的端面頂部的頂角θ，根據利用上述圖2所說明的定義，求出 在端面的厚度方向的中央附近所形成的頂部16或在厚度方向的主表面側所形成的頂部 15 (或14)的頂角。
[0114] 另外，各玻璃基板的主表面的壓縮應力值CS和壓縮應力層深度（厚度）d使用基 于波導法 7''力M卜''法）的表面應力測定裝置進行測定。
[0115] 利用如此得到的各玻璃基板的端面頂部的頂角Θ、各玻璃基板的主表面的 壓縮應力值CS和壓縮應力層深度（厚度）d的值，通過上述⑴式（cs' =AXKd/ sin ( Θ /2))-d}+CS)，求出各玻璃基板的頂部的最大壓縮應力值的理論值CS' [MPa]，示於表 1。需要說明的是，根據圖4的結果，A = -3. 5MPa/μ m。
[0116] 另外，對各玻璃基板進行了邊緣落下測試。如圖6的（a)所示，該測試中，朝向在未 圖示的臺上水平放置的淬硬鋼的銷2(Φ1πιπι、寬（長度）20mm)，使玻璃基板1從上方（15cm) 垂直地落下，評價玻璃基板的破裂及端面中央的頂部的缺損的有無。
[0117] 需要說明的是，關於實施例4、5和比較例2?4的玻璃基板，如圖6的（b)所示， 使上述銷2從水平方向傾斜45度，朝向該銷，使玻璃基板1從上方（15cm)垂直地落下，評 價了玻璃基板的破裂、及端面非中央的主表面側的頂部的缺損的有無。
[0118] 關於上述邊緣落下測試中的玻璃基板的邊緣衝擊部位，在表1中，將圖1的（b)的 頂部16的情況記為" I (b)-16"，將圖I (b)的頂部15 (或14)的情況記為" I (b)-15"，將圖 1(c)的頂部15 (或14)的情況記為"1(c)-15"。
[0119] 需要說明的是，表1中，將沒有破裂、缺損的情況記為"〇"。
[0120] 將上述結果歸納示於下述表1中。
[0121]

【權利要求】
1. 一種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其為在電子設備用玻璃蓋片中使用的玻璃基 板，其特徵在於， 所述玻璃基板的玻璃組成為：作為主要成分，含有Si02 50重量％?70重量％、 A1203 5重量％?20重量％、 Na20 6重量％?20重量％、 K20 0重量％?10重量％、 MgO0重量％?10重量％、 CaO0重量％?10重量％， 所述玻璃基板具有一對主表面、和與該一對主表面相鄰的端面，在對截面進行觀察時， 該端面為具有頂部的形狀， 所述玻璃基板在表層具有通過實施基於離子交換的化學強化而產生的壓縮應力層，所 述主表面的最大壓縮應力值為600MPa以上，且壓縮應力層的深度為60iim以下， 將所述頂部的頂角設為9 [度]、將所述主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa]、將所 述主表面的壓縮應力層的深度設為d[i!m]時，滿足 600MPa彡-3. 5X{(d/sin(0/2))-d}+CS 的關係。
2. 如權利要求1所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，所述頂部的頂 角e為30度以上135度以下。
3. 如權利要求1或2所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，在對截面進 行觀察時，所述玻璃基板的端面具有如下形狀：朝向基板內部畫出近似圓弧的2個凹面在 基板的厚度方向的中央附近交叉；在所述玻璃基板的端面中的厚度方向中心部、和端面中 的厚度方向主表面側分別配置有所述頂部。
4. 如權利要求1或2所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基 板的端面中的厚度方向中心部彎曲，在端面中的厚度方向主表面側配置有所述頂部。
5. 如權利要求1?4中任一項所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，所 述玻璃基板由鋁矽酸鹽玻璃構成。
6. 如權利要求1?5中任一項所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板，其特徵在於，所 述玻璃基板的厚度為〇. 1mm?1. 5mm的範圍。
7. -種電子設備用玻璃蓋片，其特徵在於，其具備權利要求1?6中任一項所述的玻璃 基板。
8. -種電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法，其為在電子設備用玻璃蓋片中使 用的玻璃基板的製造方法，其特徵在於， 所述玻璃基板的玻璃組成為：作為主要成分，含有Si02 50重量％?70重量％、 A1203 5重量％?20重量％、 Na20 6重量％?20重量％、 K20 0重量％?10重量％、 MgO0重量％?10重量％、 CaO 0重量％?10重量％， 該製造方法包括以下工序：外形加工工序，其中，從平板玻璃切下特定的外形形狀並對 所述玻璃基板的外形進行加工；和化學強化工序，其中，對進行了所述外形加工的玻璃基板 實施基於離子交換的化學強化處理， 所述外形加工工序中，形成玻璃基板，該玻璃基板具有一對主表面、和與該一對主表面 相鄰的端面，在對截面進行觀察時，該端面為具有頂部的形狀， 所述化學強化工序中，按照如下方式實施化學強化處理：將所述頂部的頂角設為 9 [度]、將通過實施化學強化所產生的所述主表面的最大壓縮應力值設為CS[MPa]、將通 過實施化學強化所形成的所述主表面的壓縮應力層的深度設為d[i!m]時，滿足 600MPa 彡-3. 5 X {(d/sin(0/2))-d}+CS 的關係。
9.如權利要求8所述的電子設備用玻璃蓋片的玻璃基板的製造方法，其特徵在於，所 述外形加工工序包括以下工序：通過機械加工從平板玻璃切下特定的外形形狀的工序；和 通過溼式蝕刻對所切下的玻璃基板的端面形狀進行加工的工序。
【文檔編號】G09F9/00GK104379533SQ201380033281
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2012年8月23日
【發明者】高野徹朗 申請人:Hoya株式會社