CN102985382A - 玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明的玻璃板，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO240～80％、Al2O3 0～30％、B2O3 0～15％、碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O中的一种或两种以上)0～25％、碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO中的一种或两种以上)0～15％，且用于覆盖二维显示器的一部分或全部的观看区域控制部件中。

Description

玻璃板
技术领域
本发明涉及玻璃板，具体而言，涉及3D显示器的观看区域控制部件中使用的玻璃板。
背景技术
近年，3D显示器的开发日益兴盛，必须佩带眼镜的3D显示器逐渐出现在市场上。作为眼镜佩带方式，存在快门式、偏光式等，该方式虽然存在无论从哪看都能收看3D影像的优点，但也存在在收看电视时必须佩带眼镜的缺点。
在不需要佩带眼镜的3D显示器的显示方式中，提出了视差屏障方式、透镜方式(使用镜片的方式)。视差屏障方式是通过以隔着适当间隔而设定的条纹状屏障覆盖显示器的像素而制作出两眼视差的方式。最近出现了屏障为液晶且能够在2D和3D间切换的方式，由于很大程度上需要一些屏障隐藏显示器的一部分，存在显示器的辉度下降的缺点。
另一方面，透镜方式的基本原理与视差屏障方式类似，但使用塑料膜镜片代替屏障制作出两眼视差这点上是不同的。该方式由于不存在遮住画面的屏障，存在易于维持显示器的辉度的优点(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-215063号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，近年3D显示器逐渐被搭载于便携电话中。但是，上述使用塑料膜镜片的情况下，在有触控面板功能的器件中，由于经常用手指等触划塑料膜镜片的表面，因而容易刮伤，存在由于刮伤使光的行进方向产生变化，无法获得正确的立体图像的问题。
此外，为了改善立体图像的运动视差而采用多眼方式，并且在实现高精细的立体影像的情况下，需要超过Full-HD的非常高的分辨率的显示器。其结果是，为了严格控制光的行进方向，对塑料镜片要求高精度的尺寸稳定性。此外，随着显示器的高分辨率化而辉度容易降低，因此对塑料镜片还要求高透过率。但是，塑料是难以兼顾高精度的尺寸稳定性和高透过率的，结果在使用塑料膜镜片时，难以同时达成高精细化、高辉度化、和低耗电化。
为了解决这些问题，本发明人想到了使用玻璃板的方法。即，本发明人想到了在玻璃板的表面形成μm级别的凹凸部(镜片部)后进行强化处理(物理强化或化学强化)的方法。
但是，物理强化中，能够强化的板厚方面存在限制，因此存在难以应用到本用途的玻璃板的问题。另一方面，化学强化的情况下，当压缩应力层浅时，存在容易混杂与μm级别的凹凸部(镜片部)折射率不同的层而需要复杂的光设计、同时压缩应力层的控制也变得更苛刻的问题。由此，在本用途中使用玻璃板时难以兼顾高强度和观看区域控制功能。
因此，本发明的技术课题在于，研制一种能够兼顾高强度和观看区域控制功能的玻璃板，从而有益于3D显示器的高精细化、高辉度化、低耗电化。
用于解决问题的方法
本发明人进行了各种研究，结果发现，通过限定玻璃板的各成分的含量并在用该玻璃板覆盖二维显示器的全部或一部分的观看区域的控制部件(具有将二维显示器显示的二维图像分成多个视点的图像的观看区域控制功能的部件)中使用，从而能够解决上述技术课题，而提出本发明。
即，本发明的玻璃板，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO2 40～80％、Al2O3 0～30％、B2O3 0～15％、碱金属氧化物0～25％、碱土金属氧化物0～15％，且用在覆盖二维显示器的一部分或全部的观看区域控制部件中。另外，将本发明的玻璃板用在观看区域控制部件中时，发挥将二维显示器显示的二维图像分成多个视点的图像的功能。
若通过如上述那样限定玻璃组成范围，则易于形成适当的压缩应力层，因此易于兼顾高强度和观看区域控制功能。
另外，塑料膜镜片容易因温度、湿度等而产生体积变化，因此难以维持希望的镜片性能。与此相对，本发明的玻璃板不易因为温度、湿度等而产生体积变化，还具有易于维持镜片性能的特征。
第二，本发明的玻璃板，其特征在于，至少单面具有凹凸部(镜片部)。第三，本发明的玻璃板，其特征在于，凹凸部(镜片部)的Rsm为10～500μm。这样一来，易于发挥观看区域控制功能。这里，“Rsm”为基于JISB0601：2001测定的值。
第四，本发明的玻璃板，其特征在于，使用φ1.4mm、#200的电钻以输送速度10mm/分钟、1次输送量为0.015mm进行加工时，产生的缺口的大小为不足500μm。这样一来，易于将玻璃板加工成各种形状，特别是易于在玻璃板的表面形成凹凸部(镜片部)，同时易于维持机械强度。此外，这种情况下，还能够谋求加工速度的高速化，因此玻璃板的制造效率提高。这里，“缺口的大小”是指对于使用加工机(例如NC加工机：マキノフライス MSA30)按照上述条件在玻璃板上形成的孔，沿着半径方向测定长度时，在圆周围观察到的缺损部的最大长度。
第五，本发明的玻璃板，其特征在于，在板厚为1mm、波长为400～700nm下的总透光率为89％以上。这样一来，能够不损失来自二维显示器的光地进行显示。这里，“总透光率”是指通过分光光度计(例如株式会社岛津制作所制UV2500PC)测定的值，例如以下述测定中最低的透过率来表示，所述测定使用积分球，设定扫描速度：低速、狭缝宽度：5.0nm、测定波长范围：400～700nm、采样间隔：1nm，使镜片面朝向检测器侧。
第六，本发明的玻璃板，其特征在于，表面具有压缩应力层。第七，本发明的玻璃板，其特征在于，压缩应力层的压缩应力值为100MPa以上。第八，本发明的玻璃板，其特征在于，压缩应力层的深度为20μm以上。这样一来，在提高玻璃板的机械强度的同时，凹凸部(镜片部)不易存在折射率不同的层，镜片设计容易。这里，“压缩应力层的压缩应力值”、“压缩应力层的深度”是指在使用表面应力计(例如有限会社折原制作所制FSM-6000)观察玻璃板时由干涉条纹的根数和其间隔算出的值。
第九，本发明的玻璃板，其特征在于，液相温度为1200℃以下。这里，“液相温度”是指在铂皿中装入通过标准筛30目(筛孔500μm)且残留在50目(筛孔300μm)的玻璃粉末，在温度梯度炉中保持24小时后析出结晶的温度。
第十，本发明的玻璃板，其特征在于，液相粘度log10η为4.0dPa·s以上。这里，“液相粘度”是指通过铂球上提法(Pt Ball Pulling Up Method)等测定液相温度下的玻璃的粘度而得的值。另外，液相温度越低或液相粘度越高，则耐失透性越提高，越易于对玻璃板进行成型。
附图说明
图1是表示使用φ1.4mm、#200的电钻以输送速度10mm/min、1次输送量为0.015mm在玻璃板的表面形成孔后，沿着半径方向测定长度时在圆周围观察到的缺损部的最大长度的照片。
图2是表示对实施例1的试样No.10的玻璃板形成凹凸部(镜片部)后的表面粗糙度测定结果的图。
具体实施方式
本发明的实施方式的玻璃板，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO240～80％、Al2O3 0～30％、B2O3 0～15％、碱金属氧化物0～25％、碱土金属氧化物0～15％，用作覆盖二维显示器的一部分或全部的观看区域控制部件。
以下说明将玻璃组成限定在上述范围的理由。另外，在关于玻璃组成的说明中，％表示是指质量％。
SiO2是形成玻璃的网络的成分，其含量为40～80％，优选的上限范围为75％以下、70％以下、65％以下、63％以下、61％以下、60％以下、58.5％以下，特别是56％以下，优选的下限范围为45％以上、48％以上、50％以上、52％以上，特别是55％以上。当SiO2的含量过多时，熔融性、成型性下降，此外，热膨胀系数变得过低，难以与周边材料的热膨胀系数匹配。另一方面，当SiO2的含量过少时，容易产生缺口，因此在通过研磨加工等形成凹凸部(镜片部)时，表面上容易产生无数缺陷，同时有这些缺陷导致玻璃板的机械强度下降的担心。此外，当SiO2的含量过少时，难以玻璃化，此外，热膨胀系数过高，耐热冲击性容易下降。
Al2O3是提高离子交换性能的成分，此外，是提高应变点、杨氏模量的成分，其含量为0～30％。当Al2O3的含量过多时，容易析出失透结晶，难以利用溢流下拉法等成型，此外，热膨胀系数过度变低，难以与周边材料的热膨胀系数匹配，进而高温粘性变高，熔融困难。另一方面，当Al2O3的含量过少时，有无法充分发挥离子交换性能的担心。从上述观点出发，Al2O3的优选的上限范围为25％以下、23％以下、22％以下、20％以下，特别是19％以下，此外，优选的下限范围为3％以上、5％以上、9％以上、11％以上、12％以上、13％以上、14％以上、16％以上，特别是17％以上。
B2O3在作为降低液相温度、高温粘度、密度的成分的同时，是提高离子交换性能、特别是压缩应力值的成分。但是，当B2O3的含量过多时，有由于离子交换而在表面产生伤痕、耐水性下降、液相粘度下降、或压缩应力层变浅的担心。由此，B2O3的含量优选为0～15％、0～6％、0～4％、0～2％、0～1％、0～0.8％、0～0.5％，特别优选为0～0.1％。
碱金属氧化物在作为离子交换成分的同时，是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分，其含量为0～25％。当碱金属氧化物的含量过多时，不仅玻璃容易失透，而且热膨胀系数过高，耐热冲击性下降，难以与周边材料的热膨胀系数匹配。此外，当碱金属氧化物的含量过多时，应变点过度下降，有时无法获得高压缩应力值。进而，当碱金属氧化物的含量过多时，液相温度附近的粘性下降，有时难以确保高的液相粘度。由此，碱金属氧化物的含量优选为22％以下、20％以下，特别优选19％以下。另一方面，当碱金属氧化物的含量过少时，有时离子交换性能、熔融性下降。由此，碱金属氧化物的含量优选为3％以上、5％以上、8％以上、10％以上、13％以上，特别优选15％以上。
这里，碱金属氧化物包括Li2O、Na2O、K2O中的一种或两种以上。
Li2O在作为离子交换成分的同时，是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分。此外，Li2O是提高杨氏模量的成分。进而，Li2O在碱金属氧化物中提高压缩应力值效果大。但是，当Li2O的含量过多时，液相粘度下降、玻璃容易失透，此外，热膨胀系数过高、耐热冲击性下降、难以与周边材料的热膨胀系数匹配，进而存在低温粘性过度下降，产生应力缓和，压缩应力值反而下降的情况。由此，Li2O的含量优选为0～10％、0～8％、0～6％、0～3％、0～1％、0～0.5％，最优选基本不含有、即不足0.01％。
Na2O的含量优选为0～20％。Na2O在作为离子交换成分的同时，是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分。此外，Na2O是提高耐失透性的成分。Na2O的优选的上限范围为19％以下、17％以下、15％以下、13％以下，特别是12％以下，优选的下限范围为0.1％以上、3％以上、6％以上、7％以上、8％以上，特别是10％以上。当Na2O的含量过多时，热膨胀系数过高，耐热冲击性下降，难以与周边材料的热膨胀系数匹配，此外，还有应变点不当地降低，进而玻璃组成的成分平衡受损、失透性反而下降的担心。另一方面，当Na2O的含量过少时，有离子交换性能、熔融性下降、热膨胀系数不当地降低的担心。
K2O是促进离子交换的成分，是碱金属氧化物中使压缩应力层变深的成分。此外，K2O是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分。进而，K2O是提高耐失透性的成分。当K2O的含量过多时，热膨胀系数过高、耐热冲击性下降、难以与周边材料的热膨胀系数匹配，此外，应变点不当地降低，进而有玻璃组成的成分平衡受损耐失透性反而下降的担心。从上述观点出发，K2O的含量优选为0～15％，K2O的优选的上限范围为12％以下、10％以下、9％以下、8％以下，特别是6％以下，优选的下限范围为0.1％以上、0.5％以上、1％以上、2％以上、3％以上、4％以上，特别是4.5％以上。
质量比(Na2O+K2O)/Al2O3优选为0.5～4、0.8～1.6、0.9～1.6、1～1.6，特别优选1.2～1.6。当该值变大时，低温粘性过度下降，离子交换性能下降，杨氏模量下降，热膨胀系数过高，耐热冲击性容易下降。此外，当该值变大时，玻璃组成的成分平衡受损，玻璃容易失透。另一方面，当该值变小时，熔融性、失透性容易下降。
质量比K2O/Na2O优选为0～2。该质量比率对压缩应力层的压缩应力值和深度影响较大。在欲提高压缩应力值时，优选将该质量比率调整为0～0.5、0～0.3，特别优选调整为0～0.2。另一方面，在欲以短时间加深压缩应力层时，优选将该质量比率调整为0.3～2、0.5～2、1～2、1.2～2，特别优选调整为1.5～2。另外，当该质量比率变大时，玻璃容易失透。
碱土金属氧化物是可以根据各种目的而添加的成分。但是，碱土金属氧化物的含量当过多时，密度、热膨胀系数不当地上升、耐失透性容易下降，并且具有离子交换性能下降的倾向。此外，当碱土金属氧化物的含量过多时，SiO2的含量相对减少，由此导致容易产生缺口。由此，碱土金属氧化物的含量为0～15％，优选为0～12％、0～9，特别优选为0～6％。
这里，碱土金属氧化物包括MgO、CaO、SrO、BaO中的一种或两种以上。
MgO的含量优选为0～10％。MgO是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分，此外，其是提高应变点、杨氏模量的成分。特别是，MgO在碱土金属氧化物中提高离子交换性能效果大。但是，当MgO的含量过多时，密度、热膨胀系数不当地上升，玻璃容易失透。由此，MgO的优选的上限范围为8％以下、6％以下，特别是5％以下，优选的下限范围为0.1％以上、0.5％以上、1％以上、1.5％以上、2％以上、2.5％以上、3％以上，特别是4％以上。
CaO的含量优选为0～10％。CaO是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分，此外，是提高应变点、杨氏模量的成分。特别是，CaO在碱土金属氧化物中提高离子交换性能效果大。但是，当CaO的含量过多时，密度、热膨胀系数不当地上升、玻璃容易失透，进而有离子交换性能下降的情况。由此，CaO的优选的上限范围为8％以下，CaO的优选的下限范围为0.1％以上、1％以上、2％以上、3％以上，特别是4％以上。
SrO是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分，此外，是提高应变点、杨氏模量的成分。但是，当SrO的含量过多时，密度、热膨胀系数不当地上升、玻璃容易失透，进而有离子交换性能下降的倾向。由此，SrO的含量优选为3％以下、2％以下、1.5％以下、1％以下、0.5％以下、0.2％以下，特别优选为0.1％以下。
BaO是降低高温粘度、提高熔融性、成型性的成分，此外，是提高应变点、杨氏模量的成分。但是，当BaO的含量过多时，密度、热膨胀系数不当地上升、玻璃容易失透、进而有离子交换性能下降的倾向。BaO的含量优选为3％以下、2.5％以下、2％以下、1％以下、0.8％以下、0.5％以下、0.2％以下，特别优选为0.1％以下。
通过限定SrO+BaO(SrO和BaO的合量)的含量，能够有效地提高离子交换性能。如上所述，SrO和BaO具有抑制离子交换反应的作用，因此当含有较多的这些成分时，在提高玻璃板的机械强度这点上是不利的。由此，SrO+BaO的含量优选为0～3％、0～2.5％、0～2％、0～1％、0～0.2％，特别优选为0～0.1％。
当碱土金属氧化物的含量除以碱金属氧化物的含量的值变大时，有耐失透性下降的倾向。由此，该质量比优选为1以下、0.8以下、0.5以下、0.4以下，特别优选为0.3以下。
除上述成分外，还可以在玻璃组成中添加例如以下的成分。
ZnO是提高离子交换性能、特别是压缩应力值的成分，此外，是不降低低温粘性、降低高温粘性的成分。但是，当ZnO的含量过多时，玻璃分相、耐失透性下降、或密度容易变高。由此，ZnO的含量优选为8％以下、6％以下、5％以下、4％以下、3％以下、2％以下、1％以下，特别优选为0.1％以下。
ZrO2是显著提高离子交换性能的成分，此外，是在提高杨氏模量、应变点的同时降低高温粘性的成分。进而，ZrO2还具有提高液相粘度附近的粘性的效果。由此，当添加规定量的ZrO2时，能够同时提高离子交换性能和液相粘度。但是，当ZrO2的含量过多时，耐失透性有时极度降低。由此，ZrO2的含量优选为0～10％、0～8％、0～5％、0～2％、0～1％，特别优选为0～0.1％。
TiO2是在提高离子交换性能的同时降低高温粘度的成分。但是，当TiO2的含量过多时，玻璃着色、耐失透性下降、或密度容易变高。由此，TiO2的含量优选为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，特别优选为0.01％以下。
P2O5是提高离子交换性能、特别是加深压缩应力层的成分。但是，当P2O5的含量过多时，玻璃分相、或耐水性、耐失透性容易下降。在欲加深压缩应力层时，优选将下限值限定为0.5％以上、1％，特别是2％以上，将上限值限定为8％以下、6％以下、5％以下，特别是4％以下。此外，在欲提高耐酸性时，优选P2O5的含量为8％以下、5％以下、4％以下、3％以下，特别优选为0.01～2％。
还可以添加0.001～3％的选自As2O3、Sb2O3、SnO2、CeO2、F、SO3、Cl中的一种或二种以上作为澄清剂。但是，从对环境的考虑出发，优选极力控制As2O3、Sb2O3的使用，其含量分别优选不足0.1％，特别优选为不足0.01％。CeO2是降低玻璃板的透过率的成分。因此，CeO2的含量优选为不足0.1％，特别优选为不足0.01％。F是有通过降低低温粘性而使压缩应力值降低的担心的成分。因此，F的含量优选为不足0.1％，特别优选为不足0.01％。考虑到上述原因，澄清剂优选为SnO2、SO3、Cl，这些成分的合量优选为0～3％、0.001～3％、0.001～1％、0.01～0.5％特别是0.05～0.4％。此外，SnO2的含量优选为0～3％、0.01～1％、0.05～0.5％、0.1％～1％，特别优选为0.1～0.5％。当SnO2的含量多于3％时，耐失透性容易下降。SO3的含量优选为0～0.2％、0.0001～0.1％、0.0003～0.08％、0.0005～0.05％，特别优选为0.001～0.03％。当SO3的含量多于0.1％时，熔融时SO3再次沸腾，泡品位容易下降。C1的含量优选为0～0.5％、0.001～0.1％、0.001～0.09％、0.001～0.05％，特别优选为0.001～0.03％。
Nb2O5、La2O3等稀土类氧化物是提高杨氏模量的成分。但是，当添加稀土类氧化物时，原料成本上升，此外，添加较多时，耐失透性容易下降。由此，稀土类氧化物的含量优选为3％以下、2％以下、1％以下、0.5％以下，特别优选为0.1％以下。
添加CoO、NiO、Fe2O3等过渡金属氧化物时，玻璃板着色，显示器的观看性容易下降。由此，希望按照过渡金属氧化物的含量为0.5％以下、0.1％以下，特别是0.05％以下的方式调整玻璃原料或碎玻璃的使用量。
从对环境的考虑出发，优选极力控制PbO、Bi2O3的添加，其含量分别优选为不足0.1％。
适当选择各成分的优选的成分范围，当然能够构筑优选的玻璃组成范围。其中特别优选的玻璃组成范围如下所示。
(1)含有SiO2 40～75％、Al2O3 3～22％、B2O3 0～10％、Li2O 0～8％、Na2O 0～20％、K2O 0～15％、碱土金属氧化物0～14％，
(2)含有SiO2 45～70％、Al2O3 7.5～21％、B2O3 0～5％、Li2O 0～2％、Na2O 10～19％、K2O 0～15％、MgO 0～6％、CaO 0～8％、SrO 0～3％、BaO 0～3％、ZnO 0～8％、SnO2 0.01～3％，
(3)含有SiO2 50～65％、Al2O3 12～19％、Li2O 0～1％、Na2O 12～18％、K2O 0～8％、MgO 0～6％、CaO 0～6％、SrO 0～1％、BaO 0～1％、ZnO 0～8％、SnO2 0.01～3％，
(4)含有SiO2 50～65％、Al2O3 16～25％、B2O3 0～1％、Na2O 7～15％、K2O 2～9％、MgO 2～5％、CaO 0～10％、SrO 0～1％、BaO 0～1％、TiO20～0.5％，
(5)含有SiO2 50～60％、Al2O3 17～25％、B2O3 0～0.8％、Na2O 7～15％、K2O 4.5～6％、MgO 2～5％、CaO 0～10％、SrO 0～1％、BaO 0～1％、ZnO 0～5％、TiO2 0～0.5％、ZrO2 0～2％、Fe2O3 0～1％、SnO2 0.1～3％，
(6)含有SiO2 50～56％、Al2O3 17～23％、B2O3 0～0.5％、Na2O 8～12％、K2O 4.5～6％、MgO 2.5～5％、CaO 4～8％、SrO 0～0.1％、BaO 0～0.1％、ZnO 0～5％、TiO2 0～0.1％、ZrO2 0～0.1％、Fe2O3 0～0.1％、SnO20.1～3％、As2O3 0～0.1％、Sb2O3 0～0.1％，
(7)含有SiO2 50～70％、Al2O3 12～25％、B2O3 0～1％、Na2O 10～13％、K2O 4.5～9％、MgO 2～6％、CaO 0～8％、SrO 0～1％、BaO 0～1％、TiO2 0～0.1％，
(8)含有SiO2 50～70％、Al2O3 12～25％、B2O3 0～0.1％、Na2O 10～13％、K2O 4.5～9％、MgO 2～6％、CaO 0～8％、SrO 0～1％、BaO 0～1％、ZnO 0～1％、TiO2 0～0.1％、ZrO2 0～2％、As2O3 0～0.1％、Sb2O30～0.1％。
本实施方式的玻璃板优选至少单面具有凹凸部(镜片部)，其凹凸部(镜片部)的谷-谷间的间隔(Psm、Rsm)优选为10～500μm，此外，镜片半径优选为0.1～2mm。另外，凹凸部(镜片部)的形状可以通过由二维显示器构筑的立体图像(焦点深度和视场角)而设定。
本实施方式的玻璃板优选一个面具有凹凸部(镜片部)，另一个面不具有凹凸部(镜片部)，另一个面优选为未研磨面。这样一来，玻璃板的制造效率提高。
在本实施方式的玻璃板中，使用φ1.4mm、#200的电钻以输送速度10mm/分钟、1次输送量为0.015mm进行加工时，产生的缺口的大小优选为不足500μm、400μm以下、300μm以下、200μm以下、150μm以下，特别优选为100μm以下。缺口越大，则对玻璃板的表面实施镜片加工时越容易产生伤痕，进而由于产生的伤痕，玻璃板的机械强度容易下降。另外，虽然详细的机理并不清楚，但具有玻璃组成中的SiO2的含量越多则产生的缺口越小的倾向。
本实施方式的玻璃板，在板厚为1mm、波长为400～700nm下的总透光率优选为89％以上、90％以上，特别优选为91％以上。当在板厚为1mm、波长为400～700nm下的总透光率不足89％时，有引起3D显示器的辉度下降、耗电的上升等的担心。
本实施方式的玻璃板优选表面具有压缩应力层。这样一来，能够提高玻璃板的机械强度。
在本实施方式的玻璃板中，压缩应力层的压缩应力值优选为100MPa以上、300MPa以上、600MPa以上、800MPa以上，特别优选为1000MPa以上。具有压缩应力值越大则玻璃板的机械强度越高的倾向。另一方面，当在玻璃板的表面形成极大的压缩应力时，有在玻璃板的表面产生微细裂纹、玻璃板的机械强度反而下降的担心。此外，当在玻璃板的表面形成极大的压缩应力时，有玻璃板内在的拉伸应力变得极高的担心。因此，压缩应力层的压缩应力值优选为2500MPa以下。另外，为了提高压缩应力值，可以缩短离子交换的时间、降低离子交换溶液的温度、增加Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO、SnO2的含量或降低SrO、BaO的含量。
在本实施方式的玻璃板中，压缩应力层的深度优选为20μm以上、30μm以上、40μm以上、50μm，特别优选为60μm。即使压缩应力层越深则玻璃板越受到较深的伤，但玻璃板也不易破裂。此外，由于压缩应力层越深则凹凸部(镜片部)越不易存在折射率不同的层，因此容易防止凹凸部(镜片部)对观看区域控制功能带来影响。另一方面，当压缩应力层过深时，难以切断玻璃板，或内部的拉伸应力变得极高，有玻璃板破损的担心。因此，压缩应力层的深度优选为500μm以下、300μm以下、200μm以下，特别优选为150μm以下。另外，为了加深压缩应力层，可以延长离子交换的时间、提高离子交换溶液的温度、增加K2O、P2O5、TiO2、ZrO2的含量或降低SrO、BaO的含量。此外，就压缩应力层的深度而言，由于防止了凹凸部(镜片部)存在折射率不同的层，因此优选大于凹凸部(镜片部)的最大高度粗糙度Rz。进而，凹凸部(镜片部)的最大高度粗糙度Rz优选为100μm以下、80μm以下、50μm以下、30μm以下、20μm以下。
本实施方式的玻璃板中，密度优选为2.8g/cm3以下、2.7g/cm3以下，特别优选为2.6g/cm3以下。密度越小则能够减轻3D显示器。这里，“密度”是指通过公知的阿基米德法测定的值。另外，为了降低玻璃的密度，可以增加SiO2、P2O5、B2O3的含量，或降低碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、ZrO2、TiO2的含量。
在本实施方式的玻璃板中，应变点优选为500℃以上、510℃以上、520℃以上、540℃以上、550℃以上、560℃以上、580℃以上、600℃以上、610℃以上，特别优选为620℃以上。应变点高时，离子交换时不易发生应力缓和，因此能够提高压缩应力值。为了提高应变点，可以降低碱金属氧化物的含量，或增加碱土金属氧化物、Al2O3、ZrO2、P2O5的含量。
在本实施方式的玻璃板中，102.5dPa·s的温度优选为1600℃以下、1580℃以下、1570℃以下、1550℃以下、1520℃以下，特别是1500℃以下。102.5dPa·s的温度相当于熔融温度，102.5dPa·s的温度越低则越能够以低温熔融玻璃。由此，102.5dPa·s的温度越低则熔融窑等玻璃制造设备的负荷越小，同时玻璃板的泡品位提高，结果提高了玻璃板的制造效率。另外，为了降低102.5dPa·s的温度，可以增加碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量，或降低SiO2、Al2O3的含量。
在本实施方式的玻璃板中，热膨胀系数优选为70×10-7/℃～110×10-7/℃、75×10-7/℃～110×10-7/℃、80×10-7/℃～110×10-7/℃，特别优选为85×10-7/℃～110×10-7/℃。这样一来，容易与金属、有机系粘接剂等部件的热膨胀系数匹配，容易防止金属、有机系粘接剂等部件的剥离。这里，“热膨胀系数”是指用膨胀仪测定的值，是指30～380℃的温度范围内的平均值。另外，为了增大热膨胀系数，可以增加碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量，相反为了降低热膨胀系数，可以降低碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量。
在本实施方式的玻璃板中，液相温度优选为1200℃以下、1170℃以下、1150℃以下、1120以下、1100℃以下，特别优选为1070℃以下。为了降低液相温度，可以增加Na2O、K2O、B2O3的含量，或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量。在本发明的玻璃板中，液相粘度log10η优选为4.0dPa·s以上、4.3dPa·s以上、4.5dPa·s以上、5.0dPa·s以上、5.4dPa·s以上、5.8dPa·s以上，特别优选为6.0dPa·s以上。这样一来，易于用溢流下拉法等对玻璃板进行成型。为了增大液相粘度，可以增加Na2O、K2O的含量，或降低Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量。另外，液相温度越低或液相粘度越高则耐失透性越好，同时成型性也良好。并且，若液相温度为1200℃以下、液相粘度log10η为4.0dPa·s以上，则可以通过溢流下拉法、狭缝下引法、辊压延法、浮法对玻璃板进行成型。
本实施方式的玻璃板可以如下制造，即，按照上述玻璃组成配合玻璃原料，获得玻璃批料后，在熔融炉中连续投入该玻璃批料，以1500～1600℃加热熔融，澄清后，供于成型装置，成型为板状，缓冷，从而制造。接着，根据需要在玻璃板的表面形成凹凸部(镜片部)。然后，对获得的玻璃板适当进行强化处理，在表面形成压缩应力层。进而，按照该玻璃板覆盖二维显示器的全部或一部分的方式安装。
作为玻璃板的成型方法，优选溢流下拉法。这里，“溢流下拉法”是如下方法：使熔融玻璃从耐热性的桶状结构物的两侧溢出，边使溢出的熔融玻璃在桶状结构物的下端汇合，边向下方延伸成型，从而制造玻璃板。利用溢流下拉法，能够制造未研磨的表面精度良好的玻璃板。其原因在于，在溢流下拉法的情况下，应成为玻璃板的表面的面不接触桶状耐火物，以自由表面的状态被成型。桶状结构物的结构、材质只要能够确保希望的尺寸、表面精度即可，没有特别限制。此外，向下方延伸成型的方法也没有特别限定。例如既可以采用在具有足够大的宽度的耐热性辊接触熔融玻璃的状态下旋转、延伸的方法，也可以采用使多对成对的耐热性辊仅接触熔融玻璃的端面附近而延伸的方法。另外，利用研磨·蚀刻等在玻璃板的单面形成凹凸部(镜片部)时，若用溢流下拉法成型玻璃板，则由于表面精度良好，在提高加工精度的同时可以省略对另一个面的研磨工序，因此能够降低玻璃板的制造成本。
除了溢流下拉法以外，还可以采用其它成型方法，例如流孔下引法、再拉法、浮法、辊压延法等成型方法。
作为在玻璃板的表面形成凹凸部(镜片部)的方法，可以采用研磨、蚀刻等。
就在玻璃板的表面形成压缩应力层的方法而言，如上所述，包括物理强化法和化学强化法。本发明的玻璃板优选通过化学强化法形成压缩应力层。化学强化法是在玻璃板的应变点以下的温度下通过离子交换在玻璃板的表面导入离子半径较大的碱离子的方法。若通过化学强化法形成压缩应力层，则即使玻璃板的板厚小，也能够适当进行强化处理，能够获得希望的机械强度。进而，当在玻璃板的表面形成压缩应力层后切断玻璃板的情况下，玻璃板不容易破坏。
离子交换的条件没有特别限定，可以考虑玻璃的粘度特性、板厚、玻璃板内部的拉伸应力等而决定。特别是，在使KNO3熔融盐中的K离子与玻璃板中的Na成分进行离子交换时，可以在玻璃板的表面高效地形成压缩应力层。例如，可以在400～550℃的硝酸钾溶液中浸渍含有Na成分的玻璃板1～8小时，从而进行离子交换处理。
实施例1
以下说明本发明的实施例。
表1表示本发明的实施例(试样No.1～11)。
表1
Figure BDA00002726252800151
按照下述制备表1的各试样。首先，按照成为表中的玻璃组成的方式配合玻璃原料，获得玻璃批料，然后，使用铂皿在1580℃下熔融8小时。接着，使熔融玻璃流出至碳板上，成型为板状。对获得的玻璃板评价各种特性。
密度是通过公知的阿基米德法测定的值。
应变点Ps、缓冷点Ta是基于ASTM C336的方法测定的值。
软化点Ts是基于ASTM C338的方法测定的值。
104.0dPa·s、103.0dPa·s、102.5dPa·s的温度是用铂球上提法测定的值。
热膨胀系数是30～380℃的温度范围内的平均值，是用膨胀仪测定的值。
液相温度是：粉碎玻璃板，接着将通过标准筛30目(筛孔500μm)且残留在50目(筛孔300μm)的玻璃粉末加入铂皿后，在温度梯度炉中保持24小时，测定析出结晶的温度的值。
液相粘度log10η是用铂球上提法测定液相温度下的玻璃粘度的值。
如下所述地评价加工性。对玻璃板的表面，使用φ1.4mm、#200的电钻，以输送速度为10mm/min、1次输送量为0.015mm形成孔。加工机使用的是NC加工机：マキノフライスMSA30。接着，沿着半径方向测定长度时，测定在圆周围观察到的缺损部的最大长度。另外，缺损部的最大长度相当于图1的Amax。
由表1可以明确，试样No.1～11的密度为2.56g/cm3以下，热膨胀系数为82×10-7/℃～110×10-7/℃。此外，试样No.1～11由于液相粘度log10η为4.2dPa·s以上，因此能够利用溢流下拉法进行成型，并且由于102.5dPa·s的温度为1586℃以下，因此能够廉价地制造大量的玻璃板。另外，就未强化玻璃板和强化玻璃板而言，虽然玻璃板的表层在显微镜下玻璃组成不同，但从玻璃板整体来看，玻璃组成基本不变。由此，密度、粘度等特性值在强化处理(离子交换处理)前后也基本不变。
接着，对试样No.1～11的两表面实施光学研磨后，在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时，由此进行离子交换处理。接着，洗涤各试样的表面后，使用表面应力计(有限会社折原制作所制FSM-6000)，由观察的干涉条纹的根数和其间隔来计算表面的压缩应力值和深度。另外，计算时，各试样的折射率设为1.52，光学弹性常数设为28[(nm/cm)/MPa]。
由表1可以明确，试样No.1～11的表面产生了739MPa以上的压缩应力，其厚度为22μm以上。
实施例2
按照成为实施例1的试样No.10记载的玻璃组成的方式配合玻璃原料，获得玻璃批料后，在熔融装置中熔融玻璃批料，接着通过溢流下拉法，成型为板厚1mm的玻璃板。接着，对获得的玻璃板的单面进行凹凸加工。凹凸加工是在配置了与形成于玻璃板的凹凸具有相反形状的研削辊的研磨线中，按照粗研磨→研磨→磨光的步骤进行的。最后，用表面粗糙度测定机(サ一フコ一ダ一)测定凹凸部(镜片部)的表面形状。具体而言，设定驱动速度：0.2mm/s、测量力(Meas.Force)：100μN、切除长度：0.8mm、测量长度：4mm，沿着与形成了凹凸部(镜片部)的方向平行的方向测定表面形状。其结果是，凹凸部(镜片部)的表面形状为Pa：4.5μm、Pq：5.2μm、Psm：160μm、Pku：2.2、Ra：4.5μm、Rq：5.2μm、Rsm：160μm。另外，P表示波度曲线，R表示粗糙度曲线。
图2中示意出凹凸部(镜片部)的表面粗糙度的测定结果，供参考。
实施例3
对实施例2中记载的具有凹凸部(镜片部)的玻璃板，按照与实施例1同样的条件进行离子交换处理。接着，使用没有形成凹凸部(镜片部)的表面，测定玻璃板的表面应力。其结果是，确认压缩应力值为995MPa，深度为81μm的压缩应力层。
产业上的可利用性
本发明的玻璃板可以适合用于具有3D显示功能的便携电话、数码相机、PDA、触控面板显示器。

Claims (10)

1.一种玻璃板，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计，含有SiO240～80％、Al2O3 0～30％、B2O3 0～15％、碱金属氧化物0～25％、碱土金属氧化物0～15％，且用于覆盖二维显示器的一部分或全部的观看区域控制部件中。
2.根据权利要求1所述的玻璃板，其特征在于，至少单面具有凹凸部。
3.根据权利要求2所述的玻璃板，其特征在于，凹凸部的Rsm为10～500μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃板，其特征在于，使用φ1.4mm、#200的电钻以输送速度10mm/分钟、1次输送量为0.015mm进行加工时，产生的缺口的大小为不足500μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃板，其特征在于，在板厚为1mm、波长为400～700nm下的总透光率为89％以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃板，其特征在于，表面具有压缩应力层。
7.根据权利要求6所述的玻璃板，其特征在于，压缩应力层的压缩应力值为100MPa以上。
8.根据权利要求6或7所述的玻璃板，其特征在于，压缩应力层的深度为20μm以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的玻璃板，其特征在于，液相温度为1200℃以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的玻璃板，其特征在于，液相粘度log10η为4.0dPa·s以上。
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