CN103476728B - 强化玻璃基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的强化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化玻璃基板，其特征在于，其底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值。

Description

强化玻璃基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及强化玻璃基板及其制造方法，尤其涉及适合作为移动电话、数码相机、PDA(便携末端)、太阳能电池的外罩玻璃、或者显示器尤其触摸面板显示器的基板的强化玻璃基板及其制造方法。
背景技术
移动电话、数码相机、PDA、触摸面板显示器、大型电视、无线充电器等设备存在日益普及的倾向。
以往，在这些用途中使用亚克力等树脂基板作为用于保护显示器的保护部件。但是，由于树脂基板的杨氏模量低，因此在用笔或人的手指等按压显示器的显示面时容易弯曲，有时会因树脂基板与内部的显示器接触而发生显示不良。此外，树脂基板还存在表面容易被划伤、可视性容易降低等问题。作为解决这些问题的一个方法，有使用玻璃基板作为保护部件的方法。对于被用作保护部件的玻璃基板(外罩玻璃)要求具有以下特性：(1)具有高机械强度；(2)低密度且轻质；(3)能够廉价地进行大量供给；(4)泡品质优异；(5)在可视区域中具有高透光率；(6)具有高杨氏模量以便在用笔或手指等按压表面时难以弯曲等。尤其在不满足(1)的要件时，由于不满足作为保护部件的用途，所以一直使用利用离子交换等进行强化后的玻璃基板(所谓强化玻璃基板)(参照专利文献1、2、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
专利文献2：日本特开2011-88763号公报
非专利文献
非专利文献1：泉谷彻朗等、《新型玻璃及其物性》、第一版、株式会社经营系统研究所、1984年8月20日、p.451-498
发明内容
发明所要解决的课题
但是，浮法是能够廉价且大量地制作大型、薄型的玻璃基板的成形方法。若利用浮法成形强化用玻璃基板，则能够使强化玻璃基板的制造成本低廉化。例如，在专利文献2中公开了一种强化玻璃基板，其利用浮法成形而成，作为玻璃组成，以摩尔％计含有SiO267～75％、Al2O30～4％、Na2O7～15％、K2O1～9％、MgO6～14％、CaO0～1％、ZrO20～1.5％、SiO2+Al2O371～75％、Na2O+K2O12～20％，并且该强化玻璃基板的厚度为1.5mm以下。
但是，若对利用浮法成形而得的强化用玻璃基板进行离子交换处理，则在玻璃制造工序中，与锡浴接触的一侧的面(以下称为底面。)和其相反侧的面(以下称为顶面。)的玻璃制造工序中的热过程不同，因此产生强化玻璃基板在顶面侧呈凸状翘曲等问题。若强化玻璃基板的翘曲量大，则强化玻璃基板的成品率降低。尤其强化玻璃基板越大型化和／或薄型化，则该倾向越显著。此外，在对大型和／或薄型的强化用玻璃基板进行离子交换处理后得到规定尺寸的强化玻璃基板时，该影响变大。
为此，本发明的技术课题在于发明出即便利用浮法成形而翘曲量也小的强化玻璃基板及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人等进行了各种研究，结果发现，通过使利用浮法成形而成的强化玻璃基板中底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值，从而能够解决上述技术课题，以至完成本发明。即，本发明的强化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化玻璃基板，其特征在于，底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值。在此，“压缩应力值”是指：在使用表面应力计(例如东芝株式会社制造的FSM-6000)观察试样时，由观察到的干涉条纹的条数和其间隔所计算出的值。
如上所述，在利用浮法成形强化用玻璃基板时，在玻璃制造工序中使顶面和底面的热过程不同。利用该影响在顶面形成Na2O富集层。若在顶面形成Na2O富集层，则会促进顶面的离子交换性能。结果使顶面的压缩应力值大于底面的压缩应力值。此外，Sn从锡浴扩散到强化用玻璃基板的底面，形成Sn扩散层。若形成Sn扩散层，则该部分在组成上变得不均匀。若对该状态的强化用玻璃基板进行离子交换处理，则出现强化玻璃基板在顶面侧呈凸状翘曲的现象。
为此，本发明人等发现：其详细的机制虽然还在调查之中，但若使底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值，则能够降低强化玻璃基板的翘曲量。作为使底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值的方法，可举出例如以下方法：以某种程度除去强化用玻璃基板的顶面的Na2O富集层，使顶面的离子交换性能降低后，进行离子交换处理。此外，还设想出在使强化玻璃基板的顶面与装置(setter)接触的状态下对其进行退火处理后进行离子交换处理的方法。
第二，本发明的强化玻璃基板的ΔCS(底面的压缩应力值-顶面的压缩应力值)优选为5～39MPa。由此，可以更可靠地降低强化玻璃基板的翘曲量。
第三，本发明的强化玻璃基板的翘曲率优选低于0.20％。在此，“翘曲率”是指绝对值，其可利用例如最大位移量／玻璃宽度的式子计算得出。“最大位移量”能够利用激光位移计等来测定。
第四，本发明的强化玻璃基板中，优选：作为玻璃组成，以质量％计含有SiO240～71％、Al2O37～21％、Li2O0～1％、Na2O7～20％、K2O0～15％。
第五，本发明的强化玻璃基板优选利用离子交换进行强化而成。
第六，本发明的强化玻璃基板的应力厚度优选为10μm以上。在此，“应力厚度”是指：在使用表面应力计(例如东芝株式会社制造的FSM-6000)观察试样时，由所观察到的干涉条纹的条数和其间隔所计算出的值。
第七，本发明的强化玻璃基板的内部拉伸应力优选为200MPa以下。在此，“内部拉伸应力”是利用下式计算出的值。
内部拉伸应力＝(压缩应力值×应力厚度)／(板厚-应力厚度×2)
第八，本发明的强化玻璃基板的板厚优选为1.0mm以下。
第九，本发明的强化玻璃基板的液相粘度优选为104.0dPa·s以上。在此，“液相粘度”是指利用铂球提拉法对液相温度下的玻璃的粘度进行测定得到的值。“液相温度”是指：将通过标准筛30目(筛孔500μm)且残留在50目(筛孔300μm)的玻璃粉末装入铂舟，在温度梯度炉中保持24小时后，析出结晶的温度。
第十，本发明的强化玻璃基板优选被用作显示器的外罩玻璃。
第十一，本发明的强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时时，其底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值。
第十二，本发明的强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时时，其翘曲率小于0.20％。
第十三，本发明的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，其具有：
(1)成形工序，利用浮法成形为板状，从而得到强化用玻璃基板；
(2)研磨工序，对强化用玻璃基板的顶面和／或底面进行研磨；
(3)强化工序，对强化用玻璃基板进行离子交换处理，从而使底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值。
第十四，本发明的强化玻璃基板的制造方法中，优选：上述研磨工序为仅对顶面进行研磨的工序或者对顶面和底面进行研磨并且顶面的研磨厚度大于底面的研磨厚度的工序。
具体实施方式
(1)强化玻璃基板
本发明的实施方式的强化玻璃基板在其表面具有压缩应力层。作为在表面形成压缩应力层的方法，可以使用物理钢化法，更优选使用化学钢化法。化学钢化法是在玻璃的应变点以下的温度下利用离子交换处理将离子半径大的碱离子导入到玻璃的表层的方法。若利用化学钢化法形成压缩应力层，则即使在板厚较小的情况下，也能够适当地形成压缩应力层，并且即使在形成压缩应力层后切断强化玻璃基板，也会如风冷强化法等物理钢化法那样不容易破坏强化玻璃基板。
在本实施方式的强化玻璃基板中，ΔCS(底面的压缩应力值-顶面的压缩应力值)优选为5～39MPa、更优选为8～30MPa、特别优选为10～25MPa。若ΔCS过小，则强化玻璃基板容易在顶面侧呈凸状翘曲，因此强化玻璃基板的翘曲量容易变大。另一方面，若ΔCS过大，则强化玻璃基板容易在底面侧呈凸状翘曲，因此强化玻璃基板的翘曲量容易变大。
在本实施方式的强化玻璃基板中，翘曲率优选小于0.20％、更优选小于0.15％、进一步优选小于0.1、更进一步优选小于0.05％、特别优选小于0.03％。若翘曲率大，则强化玻璃基板的成品率降低，尤其在大型和／或薄型的强化玻璃基板的情况下，该倾向变得显著。
本实施方式的强化玻璃基板中，优选：作为玻璃组成，以质量％计含有SiO240～71％、Al2O37～21％、Li2O0～1％、Na2O7～20％、K2O0～15％。以下示出如上述那样限定各成分的含有范围的理由。需要说明的是，在各成分的含有范围的说明中，除了有特别声明的情况以外，“％”标记表示质量％。
SiO2是形成玻璃网(network)的成分。SiO2的含量优选为40～71％、更优选为40～70％、进一步优选为40～63％、更进一步优选为45～63％、再进一步优选为50～59％、特别优选为55～58.5％。若SiO2的含量过多，则使玻璃的熔融、成形变得困难，或者因热膨胀系数过低而难以使热膨胀系数与周边材料匹配。另一方面，若SiO2的含量过少，则变得难以玻璃化。此外，热膨胀系数会变高，耐热冲击性容易降低。
Al2O3是用于提高离子交换性能的成分，其还具有提高应变点、杨氏模量的效果。Al2O3的含量为7～21％。若Al2O3的含量过多，则在玻璃上容易析出失透结晶而难以利用浮法进行成形。此外，因热膨胀系数变得过低而难以使热膨胀系数与周边材料匹配，高温粘性变高，难以熔融。若Al2O3的含量过少，则可能无法发挥充分的离子交换性能。从上述观点出发，Al2O3的优选的上限范围为20％以下、19％以下、18％以下、17％以下、尤其为16.5％以下；并且Al2O3的优选的下限范围为7.5％以上、8.5％以上、9％以上、10％以上、11％以上、尤其为12％以上。
Li2O是离子交换成分，并且也是使高温粘度降低来提高熔融性、成形性的成分。进而，Li2O还是提高杨氏模量的成分。此外，在碱金属氧化物中，Li2O所具有的提高压缩应力值的效果较高。但是，若Li2O的含量过多，则液相粘度降低而使玻璃容易失透。此外，热膨胀系数变得过高而使耐热冲击性降低、或者难以使热膨胀系数与周边材料匹配。进而，低温粘性过低而容易引起应力松弛，有时反而会使压缩应力值变低。因此，Li2O的含量优选为0～1％、0～0.5％、0～0.1％，理想的是实质上不含有Li2O、即将其抑制在低于0.01％的程度。
Na2O是离子交换成分，并且也是使高温粘度降低来提供熔融性、成形性的成分。此外，Na2O还是改善耐失透性的成分。Na2O的含量优选为7～20％、10～20％、10～19％、12～19％、12～17％、13～17％、尤其为14～17％。若Na2O的含量过多，则热膨胀系变得过高而使耐热冲击性降低、或难以使热膨胀系数与周边材料匹配。此外，应变点变低过低或欠缺玻璃组成的平衡，存在耐失透性反而降低的倾向。另一方面，若Na2O的含量少，则熔融性降低、热膨胀系数变得过低、或者离子交换性能容易降低。
K2O具有促进离子交换的效果，在碱金属氧化物中，K2O是加大应力深度的效果较高的成分。此外，还是使高温粘度降低来提高熔融性、成形性的成分。此外，K2O也是改善耐失透性的成分。K2O的含量优选为0～15％。若K2O的含量过多，则热膨胀系数变高而使耐热冲击性降低、或难以使热膨胀系数与周边材料匹配。进而，应变点变得过低或者欠缺玻璃组成的平衡，存在耐失透性反而降低的倾向。因此，K2O的优选的上限范围为12％以下、10％以下、8％以下、尤其为6％以下。
若碱金属氧化物R2O(R为选自Li、Na、K中的1种以上)的总量过多，则玻璃变得容易失透，并且热膨胀系数变得过高而使耐热冲击性降低、或难以使热膨胀系数与周边材料匹配。此外，若碱金属氧化物R2O的总量过多，则有时因应变点过低而无法得到较高的压缩应力值。进而，有时因液相温度附近的粘性降低而难以确保较高的液相粘度。因此，R2O的总量优选为22％以下、20％以下、尤其为19％以下。另一方面，若R2O的总量过少，则有时使离子交换性能、熔融性降低。因此，R2O的总量优选为8％以上、10％以上、13％以上、尤其为15％以上。
除上述成分以外，也可以添加以下的成分。
例如碱土金属氧化物R’O(R’为选自Mg、Ca、Sr、Ba中的1种以上)是能以各自目的添加的成分。但是，若碱土金属氧化物R’O变多，则密度、热膨胀系数变高或者耐失透性降低，并且存在离子交换性能降低的倾向。因此，碱土金属氧化物R’O的总量优选为0～9.9％、0～8％、0～6％、尤其为0～5％。
MgO是使高温粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高应变点、杨氏模量的成分，在碱土金属氧化物中，MgO所具有的提高离子交换性能的效果高。但是，若MgO的含量变多，则密度、热膨胀系数变高或者玻璃变得容易失透。MgO的含量优选为0～9％、特别优选为1～8％。
CaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高应变点、杨氏模量的成分，在碱土金属氧化物中，CaO所具有的提高离子交换性能的效果高。CaO的含量优选为0～6％。但是，若CaO的含量变多，则有时密度、热膨胀系数变高、玻璃变得容易失透、或者离子交换性能进一步降低。因此，CaO的含量优选为0～4％、0～3％、0～2％、0～1％、尤其为0～0.1％。
SrO和BaO是使高温粘度降低而提高熔融性、成形性或者提高应变点、杨氏模量的成分。SrO和BaO的含量分别优选为0～3％。若SrO或BaO的含量变多，则存在离子交换性能降低的倾向。此外，密度、热膨胀系数变高或者玻璃变得容易失透。SrO的含量优选为2％以下、1.5％以下、1％以下、0.5％以下、0.2％以下、尤其为0.1％以下。此外，BaO的含量优选为2.5％以下、2％以下、1％以下、0.8％以下、0.5％以下、0.2％以下、尤其为0.1％以下。
ZrO2具有显著提高离子交换性能、并且提高杨氏模量和应变点、降低高温粘性的效果。此外，由于ZrO2具有提高液相粘度附近的粘性的效果，因此通过含有规定量的ZrO2，从而可以同时提高离子交换性能和液相粘度。但是，若ZrO2的含量过多，则有时耐失透性极度降低。因此，ZrO2的含量优选为0～10％、0.001～10％、0.1～9％、0.5～7％、0.8～5％、1～5％、2.5～5％。
B2O3具有降低液相温度、高温粘度、密度的效果，并且具有提高离子交换性能、尤其是压缩应力值的效果。但是，若B2O3的含量过多，则可能会因离子交换而使表面产生发雾、耐水性降低、或者液相粘度降低。此外，还存在应力深度降低的倾向。因此，B2O3的含量优选为0～6％、0～3％、0～1％、0～0.5％、尤其为0～0.1％。
TiO2是具有提高离子交换性能的效果的成分。此外，还具有降低高温粘度的效果。但是，若TiO2的含量过多，则玻璃发生着色、失透性降低、或者密度变高。尤其在用作显示器的外罩玻璃的情况下，若TiO2的含量变多，则在变更熔融气氛、原料时，容易使透射率发生变化。因此，在利用紫外线固化树脂等的光将强化玻璃基板粘接于设备的工序中，容易使紫外线照射条件发生变动，难以进行稳定生产。因此，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、尤其为0.01％以下。
P2O5是提高离子交换性能的成分，也是加大应力厚度的效果特别高的成分。但是，若P2O5的含量变多，则玻璃发生分相或者容易使耐水性、耐失透性降低。因此，P2O5的含量优选为5％以下、4％以下、3％以下、尤其为2％以下。
此外，可以含有0.001～3％的选自As2O3、Sb2O3、CeO2、F、SO3、C1中的一种或两种以上物质作为澄清剂。但是，从对环境的顾虑出发，优选极力控制As2O3和Sb2O3的使用，期望将各自的含量限制在低于0.1％、进而低于0.01％的程度。此外，由于CeO2是降低透射率的成分，因此期望将其含量限制在低于0.1％、进而低于0.01％的程度。此外，F可能会导致低温粘性的降低、压缩应力值的降低，因此优选将其含量限制在低于0.1％、尤其低于0.01％的水平。因此，优选的澄清剂为SO3和Cl，并优选以0.001～3％、0.001～1％、0.01～0.5％、进而0.05～0.4％的量添加SO3和Cl中的1者或两者。
Nb2O5、La2O3等稀土类氧化物是提高杨氏模量的成分。但是，原料本身的成本高，并且若以大量含有该稀土类氧化物，则耐失透性降低。因此，这些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、尤其为0.1％以下。
对Co、Ni等玻璃进行牢固着色的过渡金属元素可能会降低强化玻璃基板的透射率。尤其在触摸面板显示器用途中使用的情况下，若过渡金属元素的含量多，则有损触摸面板显示器的可视性。具体而言，理想的是调整原料或碎玻璃的使用量以使这些过渡金属元素的含量达到0.5％以下、0.1％以下、尤其0.05％以下。
本实施方式的强化玻璃基板的压缩应力层的压缩应力值优选为300MPa以上、400MPa以上、500MPa以上、尤其为600MPa以上。压缩应力值越大，强化玻璃基板的机械强度越高。另一方面，若对表面形成极大的压缩应力，则可能会因在表面产生微裂纹而使强化玻璃基板的机械强度反而降低。此外，可能会使内部拉伸应力变得极高。因此，压缩应力层的压缩应力值优选为1500MPa以下。需要说明的是，若使玻璃组成中的Al2O3、TiO2、ZrO2、MgO、ZnO的含量增加或者使SrO、BaO的含量减少，则存在压缩应力值变大的倾向。此外，若缩短离子交换时间或者降低离子交换溶液的温度，则存在压缩应力值变大的倾向。
应力厚度优选为10μm以上、15μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上、45μm以上、尤其为50μm以上。应力厚度越大，则即使强化玻璃基板被深深地划伤，强化玻璃基板也越难以破裂，并且机械强度的不均变小。另一方面，压缩应力层的厚度越大，越难切断强化玻璃基板。因此，应力厚度优选为500μm以下、200μm以下、150μm以下、90μm以下、70μm以下、60μm以下、尤其为50μm以下。需要说明的是，若使玻璃组成中的K2O、P2O5的含量增加或者使SrO、BaO的含量减少，则存在压缩应力层的厚度变大的倾向。此外，若延长离子交换时间或提高离子交换溶液的温度，则存在应力厚度变大的倾向。
内部拉伸应力优选为200MPa以下、150MPa以下、120MPa以下、100MPa以下、70MPa、50MPa以下、尤其为30MPa以下。若内部拉伸应力变大，则在离子交换处理后进行切断或倒角加工时，可能会使强化玻璃基板发生自我破坏。但是，若内部拉伸应力变得极小，则压缩应力层的压缩应力值、应力厚度降低。因此，内部拉伸应力优选为1MPa以上、5MPa以上、10MPa以上、15MPa以上。
本实施方式的强化玻璃基板的密度优选为2.6g／cm3以下、特别优选为2.55g／cm3以下。密度越小，可以使强化玻璃越轻质化。需要说明的是，若使玻璃组成中的SiO2、B2O3、P2O5的含量增加或使碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、ZrO2、TiO2的含量减少，则密度变得容易降低。
本实施方式的强化玻璃基板的热膨胀系数优选为80×10-7～120×10-7／℃、85×10-7～110×10-7／℃、90×10-7～110×10-7／℃、尤其为90×10-7～105×10-7／℃。若将热膨胀系数限制在上述范围，则容易与金属、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。在此，“热膨胀系数”是指：使用膨胀计对在30～380℃的温度范围下的平均热膨胀系数进行测定而得的值。需要说明的是，若增加玻璃组成中的碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量，则热膨胀系数容易变高，相反，若减少碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量，则热膨胀系数容易降低。
本实施方式的强化玻璃基板的应变点优选为500℃以上、520℃以上、530℃以上、尤其为550℃以上。应变点越高，耐热性越高，在对强化玻璃基板进行热处理的情况下，压缩应力层变得难以消失。此外，应变点越高，在离子交换处理时越难产生应力松弛，因此变得容易维持压缩应力值。进而，在触摸面板传感器等的图案化中，容易形成高品质的膜。需要说明的是，若增加玻璃组成中的碱土金属氧化物、Al2O3、ZrO2、P2O5的含量或降低碱金属氧化物的含量，则应变点容易变高。
本实施方式的强化玻璃基板在104.0dPa·s时的温度优选为1280℃以下、1230℃以下、1200℃以下、1180℃以下、尤其为1160℃以下。在104. 0dPa·s时的温度越低，越能减轻对成形设备的负担，成形设备越长寿命化，结果容易使强化玻璃的制造成本低廉化。需要说明的是，若使碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量增加或者使SiO2、Al2O3的含量减少，则在104.0dPa·s时的温度容易降低。
本实施方式的强化玻璃基板在102.5dPa·s时的温度优选为1620℃以下、1550℃以下、1530℃以下、1500℃以下、尤其为1450℃以下。在102.5dPa·s时的温度越低，越能进行低温熔融，越能减轻对熔融窑等玻璃制造设备的负担，并且越能提高泡品质。因此，在102.5dPa·s时的温度越低，越能使强化玻璃基板的制造成本低廉化。需要说明的是，在102.5dPa·s时的温度相当于熔融温度。此外，若使玻璃组成中的碱金属氧化物、碱土金属氧化物、ZnO、B2O3、TiO2的含量增加或者使SiO2、Al2O3的含量减少，则在102.5dPa·s时的温度容易降低。
本实施方式的强化玻璃基板的液相温度优选为1200℃以下、1150℃以下、1100℃以下、1050℃以下、1000℃以下、950℃以下、900℃以下、尤其为880℃以下。需要说明的是，液相温度越低，耐失透性、成形性越高。此外，若使玻璃组成中的Na2O、K2O、B2O3的含量增加或使Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量减少，则液相温度变得容易降低。
本实施方式的强化玻璃基板的液相粘度优选为104.0dPa·s以上、104. 4dPa·s以上、104.8dPa·s以上、105.0dPa·s以上、105.4dPa·s以上、105. 6dPa·s以上、106.0dPa·s以上、106.2dPa·s以上、尤其为106.3dPa·s以上。需要说明的是，液相粘度越高，耐失透性、成形性越高。此外，若使玻璃组成中的Na2O、K2O的含量增加或使Al2O3、Li2O、MgO、ZnO、TiO2、ZrO2的含量减少，则液相粘度容易变高。
本实施方式的强化玻璃基板的板厚优选为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、尤其为0.7mm以下。另一方面，若板厚过小，则存在翘曲量变大的倾向，并且难以得到所需的机械强度。因此，板厚优选为0.1mm以上、0.2mm以上、0.3mm以上、尤其为0.4mm以上。
(2)强化用玻璃基板
本发明的实施方式的强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，在将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐浸渍6小时时，其底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值。此外，本发明的实施方式的强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，在将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时时，其翘曲率小于0.20％(优选小于0.15％)。在此，强化用玻璃是指强化处理前的玻璃(未强化玻璃)。该强化用玻璃基板的技术特征与已经描述过的强化玻璃基板的技术特征相同。在此，为了方便起见，省略对其的记载。
在离子交换处理时，KNO3熔融盐的温度优选为350～550℃、特别优选为400～500℃；离子交换时间优选为0.1～10小时、更优选为2～10小时、特别优选为4～8小时。由此，容易适当地形成压缩应力层。需要说明的是，若如上述那样限制玻璃组成范围，则即使不使用KNO3熔融盐和NaNO3熔融盐的混合物等，也能够增大压缩应力值、应力厚度。
(3)强化用玻璃基板及强化玻璃基板的制造方法
上述的强化用玻璃基板及强化玻璃基板例如可以通过以下方式来制作。
首先，将按照上述的玻璃组成调配的玻璃原料投入到连续熔融炉中，在1500～1600℃下加热熔融，在澄清后，利用浮法成形为板状等，进行退火，由此可以制作强化用玻璃基板。
接着，根据需要，对强化用玻璃基板的顶面和／或底面进行研磨处理。之后，通过对强化用玻璃基板进行强化处理，从而制作出强化玻璃基板。接着，按照规定形状进行切断加工或倒角加工。需要说明的是，切断加工或倒角加工可以在强化处理前进行，但在制造效率方面，优选在强化处理后进行。
上述的研磨处理优选为仅对顶面进行研磨的工序或者对顶面和底面进行研磨且顶面的研磨厚度大于底面的研磨厚度的工序。优选使顶面的研磨厚度为1～35μm、特别优选为10～30μm；优选使底面的研磨厚度为0～9μm、特别优选为0～5μm。由此，容易使底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值，容易降低强化玻璃基板的翘曲量。需要说明的是，研磨处理只要利用公知的方法进行即可。
作为上述的强化处理，优选离子交换处理。离子交换处理的条件并无特别的限定，只要考虑玻璃的粘度特性、用途、板厚、内部拉伸应力等选择最佳的条件即可。例如，离子交换处理可以通过将强化用玻璃基板在400～550℃的KNO3熔融盐中浸渍1～8小时来进行。尤其在将KNO3熔融盐中的K离子与玻璃中的Na成分进行离子交换时，能够有效地形成压缩应力层。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，以下的实施例仅为例示。本发明并不受以下的实施例的限定。
表1表示在实验中使用的强化用玻璃的玻璃组成及玻璃特性。
【表1】
表2显示本发明的实施例(试样No.3～7)及比较例(试样No.1、2、8～10)。
【表2】
按照以下方式制作了表中的强化用玻璃基板A、B。首先，按照表中的玻璃组成调配玻璃原料，在1580℃下熔融8小时。然后，利用浮法将所得的熔融玻璃成形为板状，得到尺寸为400mm×500mm×0.7mm厚的强化用玻璃基板A、B。对所得的强化用玻璃板评价了各种特性。
密度ρ是利用公知的阿基米德法测得的值。
热膨胀系数α是使用膨胀计对在30～380℃的温度范围下的平均热膨胀系数进行测定而得的值。
应变点Ps、退火点Ta是基于ASTMC336的方法测得的值。
软化点Ts是基于ASTMC338的方法测得的值。
高温粘度为104.0dPa·s、103.0dPa·s、102.5dPa·s时的温度是利用铂球提拉法测得的值。
液相温度TL是将通过标准筛30目(筛孔500μm)且残留在50目(筛孔300μm)的玻璃粉末装入铂舟后，在温度勾配炉中保持24小时，对析出结晶的温度测得的值。
液相粘度log10ηTL是利用铂球提拉法对液相温度下的玻璃的粘度测得的值。
需要说明的是，在强化处理的前后，表层的玻璃组成在微观上相异，但是在看作玻璃整体的情况下，玻璃组成实质上相同。
接着，对表1中记载的强化用玻璃基板进行表2中记载的研磨处理后，在所需最小限的范围进行光学研磨。接着，在表2中记载的条件下将强化用玻璃基板浸渍于KNO3熔融盐中，由此进行离子交换处理而得到强化玻璃基板。接着，在离子交换处理后对强化玻璃基板进行清洗，然后，使用表面应力计(东芝株式会社制造的FSM-6000)，由观察到的干涉条纹的条数和其间隔计算出压缩应力层的压缩应力值和应力厚度。在计算时，将各测定试样的折射率设为1.52、光学弹性常数设为28[(nm／cm)／MPa]。
ΔCS是由底面的压缩应力值减去顶面的压缩应力值而得的值。
翘曲率是利用激光位移计(KEYENCECORPORATION制造的LK-G35)测得的值，其是由最大位移量／玻璃幅度(500mm)的式子计算出的平均值(n数＝10)。需要说明的是，将在顶面方向呈凸状的情况标记为“+”，将在底面方向呈凸状的情况标记为“-”。
由表2可知，试样No.3～7的底面的压缩应力值大于顶面的压缩应力值，因此翘曲率小。另一方面，试样No.1、2、8～10的底面的压缩应力值小于顶面的压缩应力值，因此翘曲率大。
产业上的可利用性
本发明的强化玻璃基板适合作为移动电话、数码相机、PDA等的外罩玻璃、或者触摸面板显示器等的基板。此外，除了这些用途以外，还可以期待本发明的强化玻璃基板在要求高机械强度的用途、例如窗玻璃、磁盘用基板、平板显示器用基板、太阳能电池用外罩玻璃、固体摄像元件用外罩玻璃、餐具中的应用。

Claims (13)

1.一种强化玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化玻璃基板，其特征在于，
顶面为研磨面，
底面的压缩应力值－顶面的压缩应力值即ΔCS为5MPa～39MPa，
所述底面为与锡浴接触的一侧的面，所述顶面为与锡浴接触的一侧的相反侧的面。
2.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，翘曲率小于0.20％。
3.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有SiO240％～71％、Al2O37％～21％、Li2O0％～1％、Na2O7％～20％、K2O0％～15％。
4.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，其利用离子交换进行强化而成。
5.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，应力厚度为10μm以上。
6.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，内部拉伸应力为200MPa以下。
7.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，板厚为1.0mm以下。
8.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，液相粘度为104.0dPa·s以上。
9.根据权利要求1所述的强化玻璃基板，其特征在于，其被用作显示器的外壳玻璃。
10.一种强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，
顶面为研磨面，
将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时时，底面的压缩应力值－顶面的压缩应力值即ΔCS为5MPa～39MPa，
所述底面为与锡浴接触的一侧的面，所述顶面为与锡浴接触的一侧的相反侧的面。
11.一种强化用玻璃基板，其是利用浮法成形而成的强化用玻璃基板，其特征在于，
顶面为研磨面，
将该强化用玻璃基板在440℃的KNO3熔融盐中浸渍6小时时，其底面的压缩应力值－顶面的压缩应力值即ΔCS为5MPa～39MPa且翘曲率小于0.20％，
所述底面为与锡浴接触的一侧的面，所述顶面为与锡浴接触的一侧的相反侧的面。
12.一种强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，其具有：
成形工序，利用浮法成形为板状，从而得到强化用玻璃基板；
研磨工序，仅对所述强化用玻璃基板的顶面进行研磨、或对顶面和底面进行研磨；以及
强化工序，对所述强化用玻璃基板进行离子交换处理，从而使底面的压缩应力值－顶面的压缩应力值即ΔCS为5MPa～39MPa，
所述底面为与锡浴接触的一侧的面，所述顶面为与锡浴接触的一侧的相反侧的面。
13.根据权利要求12所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述研磨工序为对所述顶面和所述底面进行研磨并且所述顶面的研磨厚度大于所述底面的研磨厚度的工序。
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