CN103842310B - 显示装置用盖板玻璃及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供即使使用钠钙玻璃其裁切性也优异、且表面强度可靠性也优异的显示装置用盖板玻璃。本发明的显示装置用盖板玻璃的特征在于，其由化学强化玻璃制成，压缩应力层的深度为6～15μm，按照JISR1625（1996）对基于同轴双环试验的破坏应力进行处理时，形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上，离子交换前的玻璃板为钠钙玻璃。

Description

显示装置用盖板玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示装置用盖板玻璃，具体而言，涉及对于以移动电话、智能手机或平板电脑等为代表的电子仪器的显示装置部（也包括兼用作输入部的情况）中搭载的盖板玻璃或同时具备基板和盖板功能的一体型盖板玻璃而言适合的化学强化玻璃。
背景技术
关于以移动电话、智能手机为代表的便携型电子仪器，作为它们的显示器的保护材料，广泛使用树脂制盖板。但是，玻璃与树脂制盖板相比由于具有透射率、耐候性或耐划伤性优异这些特征，或者，出于提高显示器的外观设计性这一目的，近年来，玻璃作为显示器的保护材料的需求高涨。然而，盖板玻璃由于露出至表面，因此担心其由于与高硬度部件的接触冲击或者由掉落而带来的冲击等而破损，确保玻璃的机械强度的要求逐渐提高。
作为对玻璃板材进行强化的方法，已知有两个方法。第一个方法是：通过风冷等将加热至软化点附近的玻璃板的表面快速冷却的风冷强化法（物理强化法）。然而，对薄玻璃板适用风冷强化法时，难以形成表面与内部的温度差，因此难以在玻璃板的表面部形成压缩应力层，既无法得到作为目标的高强度这一特性，另外，想要对进行了风冷强化的玻璃板进行裁切而在主表面部导入裂纹时，会粉碎性地破裂，因此存在难以进行裁切等加工这一致命性的问题。
作为盖板玻璃这样的薄或者具有复杂形状的玻璃板的第二强化方法，有化学强化法。化学强化法是指通过离子交换使玻璃表面层形成压缩应力层的手法。例如广泛已知如下低温型化学强化法：在低于温度退火点的温度区域内，使钠钙玻璃等玻璃浸渍于熔融盐（例如硝酸钾），将存在于玻璃表面层的离子半径小的碱金属离子（例如钠离子）离子交换为离子半径更大的碱金属离子（例如钾离子）。
作为基于化学强化法提高玻璃强度的特征，有表面压缩应力和压缩应力层深度。表面压缩应力（Compressivestress）是指形成于玻璃最外表面层的压缩应力，其是通过利用离子交换使具有更大体积的离子侵入玻璃表面层而产生的。该压缩应力通过抵抗会导致玻璃破损的拉伸应力，从而使进行了化学强化的玻璃具有与未进行化学强化的玻璃相比更高的强度。像这样，表面压缩应力用作玻璃强度提高的直接指标。
另外，压缩应力层深度（Depthoflayer）是指以玻璃最外表面作为基准而形成有压缩应力的区域的深度，该层越深则越可能控制住存在于玻璃表面的更大的微裂纹（龟裂），能够防止因划伤导致的玻璃强度的降低。
为了有效地推进玻璃表面层的离子交换，即，为了进一步加深压缩应力层深度，使玻璃接触熔融盐的温度越高越好，或者，使玻璃接触熔融盐的时间越长越好。然而，与此同时，由玻璃自身所具有的粘性导致的压缩应力的缓和速度也会增加。因此，存在使玻璃接触熔融盐时的接触温度越低、接触时间越短则通过离子交换而产生的压缩应力变得越大的倾向。像这样，通常无法兼顾表面压缩应力和压缩应力层深度，探索适合于化学强化的生产条件较困难。
截止至今，作为化学强化玻璃或其制造方法，例如，专利文献1中公开了一种化学强化玻璃，其中，作为前段处理，通过使玻璃中最大量含有的主要碱金属离子A接触仅包含碱金属离子A的盐等，从而使表面层的碱金属离子A的含量增加，接着，作为后段处理，通过使碱金属离子A与离子半径比其大的碱金属离子B进行交换，从而提高玻璃强度。另外，专利文献2中公开了一种化学强化的方法，其中，作为前段处理，使钠钙系玻璃板在其应变点以下的温度下以固定时间接触以期望比率P（碱金属离子A相对于碱金属离子A和碱金属离子B的总计的比率）包含碱金属离子A和离子半径比其大的碱金属离子B的盐，接着，作为后段处理，在满足与前述温度相比更低的温度或者与前述处理时间相比更短的时间中的至少一者的条件下，使钠钙系玻璃板与具有小于前述比率的比率Q的盐接触。进而，具有前段处理和后段处理的铝硅酸盐玻璃的强化方法在专利文献3中已经公开。
不限定于盖板玻璃，作为实施化学强化的玻璃材料的组成而广泛使用的是钠钙玻璃。该玻璃作为平板玻璃是极其普遍的，由于量产性优异而廉价，已经广泛用于各种用途。对于最近作为显示器用保护材料的盖板玻璃而言，倾向于采用与钠钙玻璃相比具有更高的离子交换效率的铝硅酸盐组成。以实施这种化学强化为目的的铝硅酸盐组成例如在专利文献4和专利文献5中已经公开。
然而，如上所述，作为便携型电子仪器、具体而言移动电话、智能手机或平板电脑等的显示装置部的保护材料，对玻璃的需求正在高涨，在这些显示装置部搭载有触摸面板功能的产品正在爆发性地增加。这样的显示装置部通常由作为信息显示装置的液晶面板、作为输入装置的触摸面板、以及用于保护它们的盖板玻璃构成。作为此时的盖板玻璃的制造方法，采取如下工序：首先从大块的玻璃板裁切并加工成作为盖板玻璃的规定形状，其后，针对所切出的1块1块的玻璃板实施化学强化。在该现有方法中，触摸面板基板和盖板玻璃需要2块以上的玻璃部件。
另外，作为最近的触摸面板的生产技术，正在开发使盖板玻璃自身形成触摸传感器，从而使1块玻璃材料具备作为盖板玻璃的功能和作为触摸面板的功能的一体型盖板玻璃。在该一体型盖板玻璃的生产中，采取使进行了化学强化的大块玻璃形成触摸传感器，其后作为盖板玻璃而裁切成规定形状这一工序。即，在化学强化后进行裁切加工这一点上，与以往的生产方式明显不同，此处要求进行化学强化后的玻璃具备裁切加工性。
化学强化玻璃能够进行裁切，但即使说能够裁切，其也是非常难的技术。化学强化玻璃的裁切性与生产时的成品率降低有关，在制成制品后也会发生由裁切不良导致的破坏的问题等。因此，例如专利文献6和专利文献7中公开了适合于裁切的钠钙系化学强化玻璃。
另一方面，关于玻璃相对于与高硬度部件的接触冲击、或者由掉落而带来的冲击等的机械强度，玻璃是脆性材料，脆性材料的破坏也是由材料表面存在的微裂纹（龟裂）的成长而导致的。该微裂纹的存在密度、尺寸的大小在材料表面呈现概率性分布。其结果，脆性材料的强度也呈概率性地广泛分布。即，玻璃材料的强度并不表示为材料固有的物性值，其本质上存在差异。因而，对于盖板玻璃，为了提高作为制品的可靠性，要求考虑到控制统计学分布的强度的提高。作为为此的指标，例如有累积破坏概率达到1%那样的强度值（以下称为累积破坏概率达到1%的强度）。
为了提高考虑了强度可靠性的机械强度，一般来说可以认为，通过提高表面压缩应力、加深压缩应力层深度，会增加对于导致玻璃破损的冲击、划伤的抵抗力。但是，这意味着连用于裁切玻璃的裂纹也无法导入，裁切自身变得困难。另外，为了大的表面压缩应力和深的压缩应力层深度，在玻璃内部产生大的中央拉伸应力，假设即使能够导入用于裁切的裂纹，也会产生用于裁切的裂纹因该中央拉伸应力而自发地扩展、玻璃变得粉碎的危险性。像这样，若提高化学强化玻璃的强度可靠性，则存在裁切性变差的倾向。
如上所述，化学强化玻璃的裁切性的好坏与强度可靠性的提高呈现相反的倾向，同时实现它们是困难的，寻求一种即具有考虑到强度可靠性的优异机械强度（=累积破坏概率达到1%的强度）的化学强化玻璃，且进行化学强化后的裁切加工性也优异的盖板玻璃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平8-18850号公报
专利文献2：日本特公昭54-17765号公报
专利文献3：日本特表2011-529438号公报
专利文献4：日本特开2010-275126号公报
专利文献5：日本特开2011-213576号公报
专利文献6：日本特开2004-359504号公报
专利文献7：日本特开2004-83378号公报
发明内容
发明要解决的问题
如前所述，为了提高盖板玻璃的生产率而要求化学强化玻璃的良好裁切性，另一方面，只要是盖板玻璃，就不用说同时还要持续追求提高玻璃相对于与高硬度部件的接触冲击、或者由掉落导致的冲击等的机械强度。作为此处的机械强度，由于盖板玻璃搭载于电子仪器的显示装置部后，端面（边缘）部分多会受到保护，因此最终重要的是玻璃面内的强度、即表面强度。需要说明的是，已知边缘（端面）强度说到底也只受边缘的处理形状的支配，作为玻璃材料的强度指标是不适合的。然而，仅从截止至今进行的发明来看，难以提供具有优异的累积破坏概率达到1%的强度、且实施了化学强化后的事后裁切加工性优异、而且廉价而量产性优异的盖板玻璃。
钠钙玻璃作为窗玻璃、玻璃瓶等的组成迄今为止一直使用，廉价且面向大量生产，但其并不适合于利用玻璃表面层的离子交换现象的化学强化法。而且，专利文献4和专利文献5中公开了适合于化学强化的玻璃的化学组成（铝硅酸盐玻璃）。在铝硅酸盐玻璃中，实质上含有10%（质量%）以上的用于提高离子交换效率的Al2O3，另外，进行Na2O与K2O的碱金属氧化物的成分比、MgO与CaO的碱土金属氧化物的成分比的调整等，与钠钙玻璃相比，具有高的离子交换效率，通过如此设计而具有最适合于化学强化法的特征。像这样，铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃相比离子交换效率优异，因此可以形成20μm以上、进而30μm以上的深压缩应力层。然而，深压缩应力层在耐划伤性这一点来看是优异的，但其恰恰意味着甚至连用于对玻璃进行裁切加工的裂纹都无法导入。另外，即使能够在玻璃中导入裂纹，也无法沿着该裂纹裁切玻璃，进而导入深裂纹时，有时会粉碎性地破裂。即，铝硅酸盐玻璃在化学强化后的裁切加工性方面存在巨大的困难。
如上所述，铝硅酸盐玻璃的化学强化后的表面压缩应力和压缩应力层的深度过大，这时对于所要求的强度的可靠性高，但同时极其难以进行裁切加工，难以说其适合于一体型盖板玻璃的生产。另外，假设能够进行裁切加工，但铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃相比大量含有会提高熔融温度的Al2O3和MgO。因此，铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃相比需要高的熔融温度，量产时的熔融玻璃具有高粘性，因此在生产效率方面存在难点，价格也会变高。
因而，作为玻璃材料，期望如下的钠钙玻璃：其作为平板玻璃是极其普遍的，且与铝硅酸盐玻璃相比，量产性更优异因而廉价、已经广泛用于各种用途。然而，对于钠钙玻璃而言，仅使用现有技术时，难以提供满足兼具呈现相反倾向的强度与裁切性这一要求的盖板玻璃。
以下，从化学强化钠钙玻璃的裁切性和强度的观点出发，分别进行叙述。
关于裁切性，专利文献6和专利文献7中公开了适合于裁切的化学强化玻璃。但是，专利文献6中，作为化学强化玻璃的性质，仅关注了表面硬度，并未意识到作为化学强化玻璃的重要性质的表面压缩应力和压缩应力层的深度。另一方面，专利文献7中，对于表面压缩应力和压缩应力层的深度进行了叙述，但其表面压缩应力的值与通用的化学强化玻璃制品的表面压缩应力的值为相等水平，专利文献7中启示了难以大幅地提高钠钙玻璃的表面压缩应力。像这样，在钠钙玻璃的情况下，其裁切性与铝硅酸盐玻璃相比相对地优异，但从提高强度的观点来看存在难点。
另一方面，关于强度的提高，作为现有文献而在专利文献1～3中有所公开。专利文献1中用于提高化学强化玻璃的强度的本质特征在于，作为前段处理，使玻璃板接触仅含有与玻璃中最大量含有的Na离子相同的Na离子。该手法中，通过前段处理而使玻璃表面层中的将要被交换的Na离子的量增加，然后在后段处理中，通过使Na离子与K离子进行交换而产生的压缩应力变大。本发明人等根据专利文献1的启示，对于化学强化玻璃的强度的提高和裁切性进行研究，结果发现其存在若干应该克服的问题点。即，减少在后段的使Na离子与K离子进行交换的处理中产生的应力的缓和的方面依然存在改善的余地，进而，强度提高了的化学强化玻璃的强度的统计学分布尚未进行研究，作为制品的强度可靠性尚不明确，另外裁切性也未进行研究。加之，通过前段处理，玻璃表面层的将要被交换的Na离子的量增加，但由于在前段处理中的过量的Na离子的接触等，导致玻璃表面出现白浊的可能性变高，在提高强度的可靠性的方面存在大的课题。
专利文献2中公开了能够提高强度的化学强化方法。然而，满足专利文献2中记载的化学强化方法的条件是极其庞大的组合。另外，强度的统计学分布尚未进行研究，作为制品的强度可靠性尚不明确。需要说明的是，在专利文献2中记载的实施例1的条件下制作的钠钙系化学强化玻璃存在裁切困难这一问题。另外，实施例1的条件下，前段处理和后段处理的总时间非常长，难以说其符合现实的量产。
另外，专利文献3公开了如下化学强化方法：其针对盐浴逐渐被从玻璃表面流出至熔融盐中的、可以说是作为杂质的流出离子所稀释这一课题，消除流出离子对盐浴的污染的影响。该方法连续地供给与在盐浴没有污染的情况下进行了化学强化的情况相同的强度，难以看出其与在盐浴没有污染的情况下进行了化学强化的玻璃相比强度进一步提高的方法之间的关联性。
需要说明的是，已知对于钠钙玻璃而言，即使为专利文献1～3中公开的不具有前段处理和后段处理而仅用1个阶段进行完结的化学强化方法，通过将盐浴中的半径更大的碱离子（即K离子）进行超高纯度化，将表面压缩应力层设为能够用划线处理（scribingtreatment）等进行裁切的10～13μm，就能够获得可裁切、且表面压缩应力为600MPa左右的表面压缩应力较高的玻璃板。然而，调查上述玻璃板的表面强度的统计学分布，按照JISR1625（1996年）求出累积破坏概率达到1%的强度，发现难以得到高的数值。即发现了：表面压缩应力值虽然大，但上述玻璃的强度可靠性并不好。
以上提及了各现有技术的问题点，在使用与铝硅酸盐玻璃相比离子交换效率差、组成并不适合于化学强化的钠钙玻璃的情况下，存在难以说已经在技术方面针对考虑到与强度可靠性相关的累积破坏概率达到1%的强度的提高和优异裁切性的盖板玻璃进行了研究的状况。
本发明人等为了解决上述现有例的问题点，对裁切加工性优异且表面压缩应力值高的化学强化玻璃进行了深入研究，结果完成了如下发明：一种玻璃板，其为能够裁切且表面压缩应力值高的由钠钙玻璃制成的化学强化玻璃，表面强度中的累积破坏概率达到1%的强度高、强度可靠性优异。
即，本发明的课题在于，提供一种显示装置用盖板玻璃及其制造方法，该盖板玻璃为钠钙玻璃，适合于显示装置用盖板玻璃，裁切性优异，且表面强度中的累积破坏概率达到1%的强度高、即强度可靠性优异。
用于解决问题的方案
本发明的显示装置用盖板玻璃的特征在于，
其是由通过在玻璃板的表面层将Na离子置换为K离子的离子交换而制造的化学强化玻璃制成的，
其具有形成有压缩应力层的玻璃主表面部以及由形成有压缩应力层的区域和未形成压缩应力层的区域构成的玻璃端面部，
上述压缩应力层的深度为6～15μm，
按照JISR1625（1996）对基于同轴双环试验的破坏应力进行处理时，形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上，
离子交换前的玻璃板为钠钙玻璃，实质上以质量%计包含SiO2：65～75%、Na2O+K2O：5～20%、CaO：2～15%、MgO：0～10%、Al2O3：0～5%。
本发明的显示装置用盖板玻璃是由玻璃表面层中的Na离子与存在于玻璃外部的K离子进行离子交换而成的化学强化玻璃制成的，K离子被导入玻璃表面层的结构中，结果表面层产生体积膨胀的倾向，另一方面，由于玻璃的体积膨胀不能随着温度而缓和，因此实质上体积膨胀的倾向以压缩应力的形式而残留。本发明的显示装置用盖板玻璃是将本发明的用于显示装置用盖板玻璃的玻璃板进行裁切加工而得到的，因此盖板玻璃端面部（边缘部）是由形成有压缩应力的区域和未形成有压缩应力的区域构成的。
本发明的显示装置用盖板玻璃中，离子交换后在玻璃主表面部和端面的形成有压缩应力的区域中的压缩应力层的深度为6～15μm。压缩应力层的深度不足6μm时，玻璃的强度会因使用中产生的微小的微裂纹而降低，无法耐受市场上的使用。另一方面，压缩应力层的深度超过15μm时，难以通过划线进行玻璃的裁切加工。
对于本发明的显示装置用盖板玻璃而言最重要的是：即使限制压缩应力层的深度，作为盖板玻璃的机械强度的可靠性也提高这一点。作为盖板玻璃的机械强度的可靠性的指标，评价了将通过同轴双环试验而测定的表面强度按照JISR1625（1996）进行统计处理时形状参数和累积破坏概率达到1%的强度。形状参数（威布尔系数）是作为脆性材料的强度分布的偏差的指标。作为显示装置用盖板玻璃所要求的强度，例如，在某个制品规格中定为400MPa以上，像这样，理解为含有某种程度的安全性的设计强度。本发明的显示装置用盖板玻璃中，累积破坏概率达到1%的强度为450MPa是指即使负载有使盖板玻璃中产生450MPa的内力的外力作用，破坏概率也只是1%。形状参数不足7或者累积破坏概率达到1%的强度不足450MPa时，作为盖板玻璃的强度的可靠性不充分，无法耐受市场上的使用。
本发明的显示装置用盖板玻璃中，作为离子交换前的玻璃，使用具有规定组成的钠钙玻璃。因此，如前所述，与从钠钙玻璃进行原料的大幅变更、适合化学强化的铝硅酸盐玻璃相比，存在不会因原料变更、生产效率的恶化等而导致生产成本增加这一优点。例如，如铝硅酸盐玻璃那样，在组成中增加氧化铝对于离子交换效率的提高是有效的，但不仅使原料的成本增加，尤其是还会导致玻璃的熔融温度的显著增加，因此会使生产成本显著增加。另外，例如，将碱土成分自CaO替换为MgO对于离子交换效率的提高也是有效的，但会导致玻璃的熔融温度增加，这也会引起生产成本的增加。
本发明的显示装置用盖板玻璃中，玻璃主表面部的表面压缩应力值优选为450MPa以上。
表面压缩应力不足450MPa时，会产生玻璃的平均强度降低、因其与高硬度部件的接触冲击或者掉落导致的冲击等而破裂的担心。
本发明的显示装置用盖板玻璃中，优选的是，上述离子交换包括：第一工序：使玻璃板接触包含Na离子和K离子、且具有Na离子的摩尔量相对于Na离子的摩尔量和K离子的摩尔量的总计的比率P（mol%）的第一盐；以及，第二工序：在上述第一工序后，使玻璃板接触具有比上述比率P小的比率Q（mol%）的第二盐。
本发明的用于显示装置用盖板玻璃的玻璃板的特征在于，
其是由通过在玻璃板的表面层将Na离子置换为K离子的离子交换而制造的化学强化玻璃制成的，
压缩应力层的深度为6～15μm，
按照JISR1625（1996）对基于同轴双环试验的破坏应力进行处理时，形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上，
离子交换前的玻璃板为钠钙玻璃，实质上以质量%计包含SiO2：65～75%、Na2O+K2O：5～20%、CaO：2～15%、MgO：0～10%、Al2O3：0～5%。
本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法的特征在于，
该制造方法包括将玻璃板的表面层的Na离子离子交换为K离子的工序；以及裁切玻璃板的工序，
上述离子交换包括：第一工序：使玻璃板接触包含Na离子和K离子、且具有Na离子的摩尔量相对于Na离子的摩尔量和K离子的摩尔量的总计的比率P（mol%）的第一盐；以及
第二工序：在上述第一工序后，使玻璃板接触具有比上述比率P小的比率Q（mol%）的第二盐。
关于玻璃之类的脆性材料，在其表面内作用有外力时，其面内存在局部地从脆弱的面开始破裂的倾向。本发明中，通过制成上述那样的第一盐的构成，换言之，通过制成仅共同包含规定量的Na离子和K离子的构成，在第一工序中，会进行某种程度的离子交换，玻璃表面层被改性成共同包含Na离子和K离子的状态。推测通过该第一工序，玻璃的假想温度会降低，从而成为玻璃结构紧凑（高密度的）状态。接着，可以认为在使用具有比比率P小的比率Q的盐的第二工序中，不仅在玻璃最外表面发生Na离子与K离子的离子交换，在经由第一工序而进行了改性的玻璃表面层中，还会三维地发生K离子的再扩散。推测通过该第二工序，在产生大的表面压缩应力的同时，能够控制住玻璃表面的微裂纹。
通过第一工序而使玻璃的假想温度降低、成为玻璃结构紧凑的状态也可以由下述实验数据进行验证。测定未实施化学强化的玻璃板、仅实施了1个阶段处理的化学强化的玻璃板、实施了2个阶段处理的化学强化的玻璃板的密度时，各自的平均密度为2.489g/cm3、2.493g/cm3、2.497g/cm3。需要说明的是，关于实施了化学强化的玻璃板，测定了去除强化层后的密度。根据这些结果，可确认实施了2个阶段处理的化学强化的玻璃板处于密度更高的状态。
另外，化学强化法的离子交换中，表面压缩应力和压缩应力层的深度受到化学强化处理的处理温度和处理时间、进而处理液的选择及其活性特性的影响。另外，化学强化玻璃的表面压缩应力和压缩应力层的深度还会因玻璃内的离子交换状况等而异。尤其是，在由一直以来那样的仅通过1个阶段处理进行化学强化的情况下，表面压缩应力与压缩应力层的深度处于此消彼长的关系，均难以兼具。因此，将化学强化处理（离子交换）分为2个阶段，通过恰当地选择处理温度、处理时间、处理液的构成，从而有效地利用各阶段的效果，能够裁切并且具有大的表面压缩应力。
上述离子交换中，如上所述，在第一工序中，在通过与K离子进行离子交换而残留有有助于压缩应力的产生的Na离子的状态下，玻璃表面层的组成被改性。通过第一工序而改性的表面层与进行第一工序之前相比，成为包含更多K离子的组成，因此应变点变高。其结果，能够阻碍第二工序的处理中产生的应力的缓和现象，因此可以认为即使使用钠钙玻璃也能够制作具有大的表面压缩应力的化学强化玻璃。
本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，上述第一工序后形成于玻璃表面的压缩应力层的深度优选为5～23μm。
第一工序后所形成的压缩应力层的深度过浅时，前段处理中的玻璃表面层的组成的改性未充分进行，因此无法充分地阻碍在后段处理中产生的应力缓和。另一方面，第一工序后所形成的压缩应力层的深度过深时，在后段处理后最终形成的压缩应力层的深度也变大，会影响玻璃的裁切性。
如上所述，本发明中，通过前段处理能够阻碍后段处理中的应力缓和的加剧。但是，只要是玻璃就无法完全地停止应力缓和的推进，在后段处理中虽然轻微但也会产生应力缓和，有时在后段处理后最终残留的压缩应力层的深度与前段处理后相比发生变化。此外，相反地，还可设想后段处理中的离子交换量超越前段处理中的离子交换量，第二工序后所形成的压缩应力层的深度虽然轻微但还是与前段处理的压缩应力层的深度相比略微变深的情况。然而，第二工序后最终形成的压缩应力层的深度仅与第一工序（前段处理）后形成的压缩应力层的深度存在轻微变化。像这样，最终的化学强化玻璃的裁切性明显受到第一工序后所形成的压缩应力层的深度的影响，因此控制第一工序后形成的压缩应力层的深度很重要。
根据以上，第一工序后形成于玻璃表面的压缩应力层的深度优选为5～23μm。
需要说明的是，与第一工序后形成的压缩应力层的深度相关，根据第一盐的比率P来调整第一盐的温度以及使玻璃板接触第一盐的时间。
此处，第一盐的比率P过大时，玻璃板的表面容易产生白浊、阻碍玻璃强度的可靠性的提高。另一方面，第一盐的比率P过小时，在第一工序中，存在玻璃板的表面层组成的改性会充分进行的倾向，玻璃中的Na离子几乎均与K离子进行离子交换。因此，第二工序中离子交换不会推进，无法获得期望的表面压缩应力和破坏概率达到1%的强度。另外，比率P过小时，存在在第一工序后压缩应力层变深的倾向，从而影响玻璃的裁切性。因此，本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，上述比率P优选为20～40mol%。
另外，第二盐的比率Q大于2mol%时，第二工序中不会将充分量的K离子导入到玻璃表面层中，另外，表面层中不会充分地产生K离子的再扩散，无法获得期望的表面压缩应力和破坏概率达到1%的强度。因而，本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，上述比率Q优选为0～2mol%。
本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，上述第一盐的温度优选为离子交换前的玻璃板的应变点的0.8倍～1.05倍。
应变点是指在该温度以下不会发生玻璃的粘性流动的温度，在化学强化中，原子单位水平的结构的重排会对化学强化结果产生实质上的影响，还必须考虑应变点以下的微量的粘性流动。关于第一工序中的处理温度（第一盐的温度），使前述那样的假想温度降低的效果、即、使玻璃结构呈现高密度化的效果存在在该处理温度越接近应变点则该效果越高的倾向。但是，第一盐的温度过高时，玻璃表面发生白浊的可能性变高，不仅会影响玻璃强度的可靠性的提高，压缩应力层也会变深，因此还会影响玻璃裁切性。另外，存在在第一工序中产生的压缩应力也会缓和的倾向。另一方面，第一盐的温度过低时，第一工序中的离子交换不会被促进，无法获得期望的压缩应力层深度。另外，难以产生玻璃结构的热重排，变得难以获得玻璃表面结构的改性效果。
本发明的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，上述第二盐的温度优选为比上述第一盐的温度低的温度。
第二工序中的处理温度（第二盐的温度）过高时，在第二工序中，存在会导致第一工序中产生的压缩应力的缓和的倾向，压缩应力层也会变深，因此会影响玻璃裁切性。另一方面，第二盐的温度过低时，第二工序中的离子交换不会被促进，不仅无法在第二工序中产生高的表面压缩应力，也难以发生K离子的再扩散，因此无法获得期望的压缩应力层深度和破坏概率达到1%的强度。
发明的效果
本发明的显示装置用盖板玻璃的裁切加工性优异，并且具有优异的机械强度的可靠性、即累积破坏概率达到1%的强度高。
附图说明
图1是本发明的显示装置用盖板玻璃的立体图。
图2是表示本发明的显示装置用盖板玻璃的端面部的该盖板玻璃的剖面图。
图3是实施例1中的负载载重值与产生应力的校正曲线的图。
图4是表示破坏应力与累积破坏概率的关系的威布尔标绘图。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式进行具体地说明。然而，本发明并不限定于以下的实施方式，可以在不改变本发明的主旨的范围内适宜地进行改变来应用。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃和显示装置用盖板玻璃的玻璃板是由将玻璃表面层中的Na离子与存在于玻璃外部的K离子进行了离子交换的化学强化玻璃制成的。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃不限定于仅将其单独使用的情况，例如还包括如下情况：通过如被称为“单片玻璃解决方案，OneGlassSolution”或者“盖板玻璃一体型”那样的、将盖板玻璃用作形成触摸传感器的基板，从而以1片盖板玻璃来承担盖板功能和基板功能。
接着，基于图1和图2进行说明。本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃由形成有压缩应力层的主表面部1、以及具有形成有压缩应力层的区域和未形成压缩应力层的区域的端面部（边缘部）2构成。基于本发明，通过对事先实施了离子交换的用于显示装置用盖板玻璃的玻璃板进行裁切加工，能够得到盖板玻璃。例如，玻璃板为比盖板玻璃大的玻璃板，玻璃主表面部和所有的端面部在其后的裁切之前进行了化学强化。可以考虑通过裁切加工从该进行了化学强化的玻璃板分割出多个盖板玻璃。这样操作，能够同时从一片大的玻璃板上高效地制作多个盖板玻璃。此时，通过玻璃板的分割而形成的盖板玻璃端面部2具有形成有压缩应力层的区域2a和未形成压缩应力层的区域2b。
进而，形成有压缩应力层的区域2a与玻璃主表面部1连接，未形成压缩应力层的区域2b与形成有压缩应力层的区域2a连接。即，呈现端面部2的未形成压缩应力层的区域2b通过形成有压缩应力层的区域2a从主表面部1侧夹持的状态。通过制成这样的构成，端面部2的未形成压缩应力层的区域2b呈现被连接于主表面部1的一系列形成有压缩应力层的区域2a保护的形态，在显示装置中，盖板玻璃的未形成压缩应力的端面部2未露出至外部，因此即使在端面部2也能够保持充分的机械强度。
需要说明的是，关于盖板玻璃端面部2，理想的是，为通过激光划线、机械划线或刷研磨（brushpolishing）等进行物理加工（不仅为裁切、割断，还包含倒角）、或者使用氢氟酸溶液进行化学加工（化学裁切）而形成的面。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃的主表面部1可以是通过基于涂布化学试剂的表面涂布、微细加工或者贴附薄膜等来赋予防指纹性、防眩性、功能的状态。另外，主表面部可以在赋予了含锡的氧化铟（ITO）膜之后形成有触摸传感器，也可以形成有配合显示装置部的色调的印刷。另外，主表面部1还可以进行部分的打孔加工等。关于盖板玻璃的形状、大小，不仅是单纯的矩形，还可以考虑边角部被加工成圆形等形状等与显示装置部的外观设计的形状相对应的各种形状。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃中，关于玻璃主表面部1和端面的形成有压缩应力层的区域的压缩应力层2a的深度，同时考虑到耐划伤性和裁切加工性，为6～15μm，优选为8～13μm，更优选为9～12μm。
本说明书中，离子交换中形成的压缩应力层的深度是指使用活用光波导效果的表面应力计通过光弹性法而测定的值。需要说明的是，需要注意在使用表面应力计的测定中，必须使用对应于离子交换前的玻璃的玻璃组成的折射率和光弹性常数。另外，在后述的表面压缩应力的测定中也相同。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃的特征在于，按照JISR1625（1996）对通过同轴双环试验而测定的破坏应力进行处理时，形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上。
同轴双环试验中的试验片形状、负载圆和支撑圆的形状、以及载重负载速度基于ISO/DIS（EN）1288-1和1288-5。其中，使用了上述ISO/DIS（EN）规格的破坏应力的计算方法中，设想了在同轴双环试验中的玻璃的挠曲小的区域，过大地评价了破坏应力。因而，本说明书中从破坏载重换算破坏应力时不适用上述计算方法，必须实际测量在玻璃发生破损的位置实际产生的拉伸主应力、或者基于使用了求解非线性问题的有限元法的力学模拟。
接着，按照JISR1625（1996），对通过上述同轴双环试验而测定的破坏应力的结果进行威布尔统计分析。即，通过最优估算法(maximumlikelihoodestimation）算出2参数威布尔分布函数的形状参数（威布尔系数）和尺度参数。进而，使用所得形状参数和尺度参数，算出累积破坏概率达到1%的强度。需要说明的是，用于上述统计处理的数据个数希望为15个以上，更希望为20个以上，进一步希望为30个以上。另外，在制作威布尔标绘图时，按照上述JIS，使用中位秩法（medianrankmethod）。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃中，如上述那样操作而得到的形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上，优选为形状参数是8以上且累积破坏概率达到1%的强度是500MPa以上。其上限更高是理想的，即使是700MPa、进而650MPa也能够获得充分高的强度可靠性。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃中，玻璃主表面部的表面压缩应力优选为450MPa以上，更优选为550MPa以上，考虑到对玻璃的冲击或对伤痕等的抵抗性，进一步优选为650MPa以上。表面压缩应力的值高是优选的，其上限可以是850MPa、进而是800MPa、进一步是750MPa。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃中，化学强化后的玻璃的维氏硬度优选为5.0～6.0GPa，更优选为5.2～6.0GPa，进一步优选为5.2～5.8GPa。维氏硬度不足5.0GPa时，划伤性差，因此无法耐受市场上的使用，另一方面，超过6.0GPa时，裁切性恶化。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃中，离子交换前的玻璃为钠钙玻璃，实质上以质量%计包含SiO2：65～75%、Na2O+K2O：5～20%、CaO：2～15%、MgO：0～10%、Al2O3：0～5%。
本说明书中，“Na2O+K2O：5～20%”是指玻璃中的Na2O和K2O的总含量为5～20质量%。
SiO2为玻璃的主成分，不足65%时，强度变低，且玻璃的化学耐久性恶化。另一方面，超过75%时，玻璃熔液的高温粘度变高、玻璃成型变得困难。因此，其范围为65～75%、优选为68～73%。
Na2O在化学强化处理方面是不可或缺的必须成分。不足5%时，离子交换不充分，化学强化处理后的强度不怎么提高，另一方面，超过20%时，玻璃的化学耐久性恶化、耐候性变差。因此，其范围为5～20%、优选为5～18%、更优选为7～16%。另一方面，K2O不是必须成分，其与Na2O一起用作玻璃熔解时的熔剂，少量添加具有作为促进离子交换的辅助成分的作用，过量地添加时，由于与Na2O的混合碱效果而抑制Na+离子的移动、难以进行离子交换。超过5%时，难以通过离子交换来提高强度，因此期望在5%以下的范围内导入。Na2O+K2O的范围为5～20%，优选为7～18%、更优选为10～17%。
CaO改善玻璃的化学耐久性。另外，具有降低玻璃熔解时的熔融玻璃的粘度的作用，提高量产性，因此期望含有2%以上。另一方面，超过15%时会抑制Na+离子的移动。因此，其范围为2～15%，优选为4～13%、更优选为5～11%。
MgO不是必须成分，与CaO相比抑制Na+离子的移动的效果少，期望用MgO替换CaO。另一方面，与CaO相比降低玻璃熔融时的熔融玻璃的粘度的作用也小，超过10%时，玻璃粘性变高、量产性恶化。因此，其范围为0～10%、优选为0～8%、更优选为1～6%。
Al2O3不是必须成分，但其是提高强度且提高离子交换效率的成分。以质量%计超过5%时，玻璃熔液的高温粘度变高，并且失透倾向增大，因此玻璃成型变得困难。另外，离子交换效率变得过大，压缩应力层的深度变深，因此化学强化后的裁切性恶化。因此，其范围为0～5%、优选为1～4%、更优选为1～3%（不包括3）。
离子交换前的玻璃为钠钙玻璃，实质上由上述成分组成，其中可以以总量计含有最高1%的Fe2O3、TiO2、CeO2、SO3及其它微量成分。
离子交换前的玻璃的应变点优选为450～550℃，更优选为480～530℃。玻璃的应变点不足450℃时，化学强化时的耐热性不充分，另一方面，超过550℃时，玻璃熔融温度变得过高，玻璃板的生产效率恶化，导致成本增加。
离子交换前的玻璃可以通过浮法、轧平法(rolloutmethod)以及下拉法等通常的玻璃成型方法而成型，它们之中优选通过浮法而成型。另外，也可以使用通过通常方法使用氢氟酸溶液等对玻璃板素板进行蚀刻处理而成的玻璃。
离子交换前的玻璃的形状没有特别限定，优选为板状体。另外，玻璃的形状为板状体的情况下，可以为平板也可以为曲板，包含各种形状。另外，在平板状中，矩形、圆盘状等也在本发明的范畴内，它们之中优选为矩形。
对于本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃而言，为了确保移动制品等最终制品的轻量化、电池等装置的容量，期望玻璃的板厚尽可能地薄，但过薄时，玻璃挠曲而产生的应力变大。另外，板厚过厚时，会招致装置重量的增加、显示装置的可视性的降低。因而，其板厚的上限优选为3mm、更优选为2mm，进一步优选为1.8mm、特别优选为1.1mm。另外，板厚的下限优选为0.05mm、更优选为0.1mm，进一步优选为0.2mm、特别优选为0.3mm。
本发明的实施方式的显示装置用盖板玻璃的制造方法中，离子交换包括：第一工序：使玻璃板接触包含Na离子和K离子、且具有Na离子的摩尔量相对于Na离子的摩尔量和K离子的摩尔量的总计的比率P（mol%）的第一盐；以及，第二工序：在上述第一工序后，使玻璃板接触具有比上述比率P小的比率Q（mol%）的第二盐。
通过制成上述那样的第一盐的构成，在第一工序中，玻璃表面层被改性成共同包含Na离子和K离子的状态。推测通过该第一工序，玻璃的假想温度会降低，从而成为玻璃结构紧凑（高密度的）状态。接着，可以认为在第二工序中，不仅在玻璃最外表面发生Na离子与K离子的离子交换，进行了改性的玻璃表面层中还会三维地发生K离子的再扩散。推测通过该第二工序，在产生大的表面压缩应力的同时，能够控制住玻璃表面的微裂纹。
另外，通过第一工序对玻璃表面层的组成进行了改性的结果，还会带来阻碍在第二工序中发生的压缩应力的缓和现象的效果。即，由于进行了第一工序，因此该第二工序中的通过离子交换而产生的表面压缩应力仅稍稍被缓和而残留。因此，能够获得大的表面压缩应力。
第一工序和第二工序中，“使玻璃板接触盐”是指使玻璃板接触或浸渍于盐浴中。像这样，在本说明书中，“接触”也包含“浸渍”的概念。
另外，作为盐的接触方式，使其直接接触糊剂状的盐那样的方式、以水溶液的形式进行喷射那样的方式、使其浸渍于加热至熔点以上的熔融盐中那样的方式等均可，在它们之中，期望使其浸渍于熔融盐中。
另外，作为盐的种类，可以使用硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物盐以及磷酸盐中的1种或者2种以上的混合物。作为包含Na离子的盐，优选使用硝酸钠熔融盐，作为包含K离子的盐，优选使用硝酸钾熔融盐。因此，作为包含Na离子和K离子的盐，优选使用包含硝酸钠和硝酸钾的混合熔融盐。
第一工序后所形成的压缩应力层的深度如前所述地优选为5～23μm。另外，更优选为7～20μm，进一步优选为10～18μm。以达到上述压缩应力层的深度的方式在第一工序中按照比率P来调整第一盐的温度以及与第一盐接触的时间。
另外，第二工序中，以在第二工序后所形成的压缩应力层的深度达到6～15μm的方式按照比率Q来调整第二盐的温度以及与第二盐接触的时间。
此处，第一盐的比率P过大时，存在玻璃板的表面容易产生白浊的倾向，阻碍玻璃强度的可靠性的提高。另一方面，第一盐的比率P过小时，在第一工序中存在玻璃板的表面层的组成的改性过度充分进行的倾向，玻璃中的Na离子几乎均与K离子进行离子交换。因此，在第二工序中离子交换不会推进，无法得到期望的表面压缩应力和破坏概率达到1%的强度。另外，比率P过小时，存在在第一工序后压缩应力层变深的倾向，会影响玻璃的裁切性。因而，比率P优选为20～40mol%，更优选为25～35mol%。
另外，第二盐的比率Q大于2mol%时，在第二工序中，不会在玻璃表面层中导入充分量的K离子，另外，存在K离子的再扩散的驱动力也变弱的倾向，无法获得期望的表面压缩应力和破坏概率达到1%的强度。因此，比率Q优选为0～2mol%、更优选为0～1mol%。像这样，第二盐中可以实质上不含Na离子而仅包含K离子作为阳离子。
需要说明的是，将第一盐和第二盐的构成限定为Na离子和K离子而进行了说明，但在不损害本发明的目的的范围内，存在不与盐发生反应的稳定的金属氧化物、杂质或其它盐类也无妨。例如，若比率Q满足0～2mol%，则第一盐或第二盐中可以包含Ag离子、Cu离子。
另外，第一工序中的处理温度（第一盐的温度）过高时，玻璃表面产生白浊的可能性变高，不仅无法提高玻璃强度的可靠性，压缩应力层也会变深，因此会影响玻璃裁切性。另外，存在在第一工序中产生的压缩应力的缓和也加剧的倾向。另一方面，第一盐的温度过低时，第一工序中的离子交换不会被促进，无法获得期望的压缩应力层深度。另外，难以发生玻璃结构的热重排，难以获得假想温度的改性效果，无法得到紧凑的结构排列。因此，第一盐的温度优选为离子交换前的玻璃板的应变点的0.8倍～1.05倍，更优选为0.83倍～1.0倍、进一步优选为0.87倍～1.0倍。
其中，从利用离子交换前后的离子半径差来产生压缩应力这一化学强化的原理出发，第一盐的温度不能超过离子交换前的玻璃板的退火点。
另外，第二工序中的处理温度（第二盐的温度）过高时，在第二工序中，不仅会招致在第一工序中产生的压缩应力的缓和，压缩应力层也会变深，从而影响玻璃裁切性。另一方面，第二盐的温度过低时，第二工序中的离子交换不会被促进，第二工序中不仅无法产生高的表面压缩应力，K离子的再扩散也变得难以发生，因此无法获得期望的压缩应力层深度和破坏概率达到1%的强度。因此，第二盐的温度优选为第一盐的温度以下、更优选比第一盐的温度低的温度。另外，第二盐的温度优选为390℃以上、更优选为400℃以上，进一步优选为420℃以上。
另外，第一工序中使玻璃板接触第一盐的时间和第二工序中使玻璃板接触第二盐的时间的总计优选为1～12小时，更优选为2～6小时。
具体而言，使玻璃板接触第一盐的时间过长时，第一工序中产生的压缩应力容易被缓和。进而，存在压缩应力层的深度变深的倾向。这会影响玻璃的裁切性。另一方面，使玻璃板接触第一盐的时间过短时，存在在第一工序中无法充分地获得玻璃表面层的改性效果、在第二工序中容易产生应力缓和的倾向。
因此，在第一工序中使玻璃板接触第一盐的时间优选为0.5～8小时、更优选为1～6小时、进一步优选为1～4小时。
第二工序中，期望尽量避免由离子交换处理而产生的应力的缓和，使玻璃板接触盐的时间越长则应力缓和越加剧。另外，存在第二工序后的压缩应力层的深度变深的倾向，其也会影响玻璃的裁切性。另一方面，使玻璃板接触第二盐的时间过短也无法充分地进行碱金属离子A与碱金属离子B的离子交换，难以产生期望的压缩应力。
因此，第二工序中，使玻璃板接触第二盐的时间优选为0.5～8小时、更优选为0.5～6小时、进一步优选为0.5～3小时。
实施例
以下，针对本发明的实施方式，示出更具体地公开的实施例。需要说明的是，本发明并不仅限定于这些实施例。
（实施例1）
（1）化学强化玻璃的制作以及表面压缩应力和压缩应力层深度的评价
作为离子交换（化学强化）前的玻璃板，准备通过浮法而制造的厚度0.7mm、短边400mm和长边500mm的钠钙玻璃（以质量%计SiO2：71.6%、Na2O：12.5%、K2O：1.3%、CaO：8.5%、MgO：3.6%、Al2O3：2.1%、Fe2O3：0.10%、SO3：0.3%，该板玻璃的应变点为503℃）（以下称为玻璃素板）。
接着，作为第一工序，将所准备的玻璃素板在保持为475℃的包含硝酸钾65.3mol%和硝酸钠34.7mol%的混合熔融盐（第一盐，比率P：34.7mol%）浴中浸渍120分钟。其后，将玻璃素板从浴槽中取出，退火后对玻璃素板的表面进行清洗、干燥。
接着，作为第二工序，将干燥后的玻璃素板在保持为435℃的实质上包含硝酸钾99.9mol%和硝酸钠0.1mol%的混合熔融盐（第二盐，比率Q：0.1mol%）浴中浸渍60分钟。其后，将玻璃素板从浴槽中取出，退火后对玻璃素板的表面进行清洗、干燥。
对于所得到的进行了化学强化的玻璃素板，使用表面应力计（东芝硝子株式会社制造（现称为折原制作所制造）、FSM-60V），分别测定表面压缩应力和形成于玻璃表面的压缩应力层的深度（压缩应力层深度）。需要说明的是，在通过表面应力计的测定中，作为上述钠钙玻璃的玻璃组成的折射率使用1.52、作为该钠钙玻璃的光弹性常数使用26.8（（nm/cm）/MPa）。其结果，表面压缩应力为675MPa，压缩应力层的深度为12μm。需要说明的是，第一工序后的压缩应力层的深度为14μm。
（2）化学强化玻璃的裁切
接着，使用具有超硬刀轮的刀尖的机械划线器，将化学强化后的玻璃素板裁切加工成具有图1和图2所示形状的单边为66mm的多个正方形。
（3）强度可靠性的评价
（3-1）基于同轴双环法的破坏应力的测定
对于所得已裁切的化学强化玻璃进行破坏应力的测定。
同轴双环试验中的试验片形状、负载圆和支撑圆的形状、以及应力速度基于ISO/DIS（EN）1288-1（建筑玻璃-玻璃弯曲强度的测定-第一部分：玻璃试验基本原则，Glazinginbuliding-Determinationofthebendingstrengthofglass-Part1：Fundementalsoftestingglass）和1288-5（第五部分：试验表面积小或中等的扁平试样的同轴双环试验，Part5：Coaxialdoubleringtestonflatspecimenswithsmallormediumtestsurfaceareas）。即，满足试验片形状为单边66mm的正方形、负载圆半径为6mm、支撑圆半径为30mm、以及应力速度为1.6～2.4MPa/sec的条件。需要说明的是，应力速度随着同轴双环试验中的玻璃的挠曲而变化，因此以玻璃发生破损时的应力速度在上述范围内的方式调整十字头速度。
使用了上述ISO/DIS（EN）规格的破坏应力的计算方法中，设想了在同轴双环试验中的玻璃的挠曲小的区域，在如本发明的显示装置用盖板玻璃这样的具有高强度的情况下，挠曲量变大，因此存在过大地评价破坏应力的倾向。因而，本实施例中，通过使用三向应变计（triaxialstraingauges）来实施应变花分析（rosetteanalysis），测定盖板玻璃破损位置的主应力，求出将负载于盖板玻璃的载重值（负载载重值）换算成产生的主应力（产生应力）的校正曲线。本试验中，试验片的大部分在负载圆正下方的位置被破坏，因此求出负载圆正下方的位置处的上述校正曲线，将在该位置破坏的试验作为“有效”而进行计数。图3中示出实施例1中的负载圆正下方的位置的校正曲线。
通过以上的步骤，使用同轴双环法，测定裁切后的化学强化玻璃的破坏应力（表面强度）。需要说明的是，有效测定样品个数为56。
（3-2）形状参数和破坏概率1%时的强度的评价
针对上述那样操作而得到的强度试验结果，按照JISR1625（1996）（精细陶瓷的强度数据的威布尔统计分析法），基于最优估算法实施统计分析。其结果，形状参数m（威布尔系数）为7.43且尺度参数σ0为919MPa。需要说明的是，按照上述JIS，形状参数和尺度参数用3位有效数字来表示。使用这些数值来计算累积破坏概率达到1%时的破坏应力、即累积破坏概率达到1%时的强度，结果为495MPa。图4示出表示累积破坏概率（%）与破坏应力（MPa）的关系的威布尔标绘图（图4中合并图示出比较例2～4和参考例1的威布尔标绘图）。需要说明的是，强度试验结果的评级使用了中位秩法。
（实施例2）
变更玻璃素板的板厚，使第一盐的温度为470℃，除此以外，与实施例1同样地制作已裁切的化学强化玻璃并进行评价。与实施例1同样地测定第一工序后的压缩应力层深度、表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为12μm、683MPa和10μm。与实施例1同样操作，求出形状参数和累积破坏概率达到1%的强度，结果分别为8.07和512MPa。
（实施例3）
除了变更玻璃素板的板厚以外，与实施例2同样地制作已裁切的化学强化玻璃并进行评价。与实施例1同样地测定第一工序后的压缩应力层深度、表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为12μm、677MPa和11μm。与实施例1同样操作，求出形状参数和累积破坏概率达到1%的强度，结果分别为11.5和578MPa。
（实施例4）
作为离子交换（化学强化）前的玻璃素板，使用了用氢氟酸溶液对最外表面进行数10μm的蚀刻处理而成的玻璃素板，除此以外，与实施例2同样地制作已裁切的化学强化玻璃并进行评价。与实施例1同样地测定第一工序后的压缩应力层深度、表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为12μm、665MPa和10μm。与实施例1同样操作，求出形状参数和累积破坏概率达到1%的强度，结果分别为9.21和538MPa。
（实施例5）
除了变更玻璃素板的板厚之外，准备了与实施例2相同的玻璃素板。接着，作为第一工序，将所准备的玻璃素板在保持为485℃的包含硝酸钾80.0mol%和硝酸钠20.0mol%的混合熔融盐（第一盐，比率P：20.0mol%）浴中浸渍120分钟。其余与实施例1相同。接着，作为第二工序，在保持为450℃的实质上包含硝酸钾100.0%的（第二盐，比率Q：0.0mol%）浴中浸渍60分钟。其他与实施例1相同。
与实施例1同样操作而制作的实施例5中的已裁切的化学强化玻璃的表面压缩应力和压缩应力层深度分别为680MPa和13μm。需要说明的是，第一工序后的压缩应力层深度为15μm。与实施例1同样操作，求出形状参数和累积破坏概率达到1%的强度，结果分别为12.1和575MPa。
将以上所述的实施例1～5的显示装置用盖板玻璃的表面压缩应力、压缩应力层深度、第一工序后的压缩应力深度、形状参数、尺度参数以及累积破坏概率达到1%的强度整理在表1中。
[表1]
由表1可以明确：实施例1～5的已裁切的化学强化玻璃满足形状参数为7以上且累积破坏概率达到1%的强度为450MPa以上，具有优异的表面强度的可靠性。考虑这是因为通过经由具备第一工序和第二工序的离子交换，玻璃表面层中的化学强化的均质性得到提高，另外具有大的表面压缩应力。
可以认为实施例1～5中评价的已裁切的化学强化玻璃同时具有裁切加工性和强度可靠性，适合于通过化学强化后的母玻璃的裁切而得到的具有图1和图2的形状的盖板玻璃。
（比较例1）
准备了与实施例1相同的玻璃素板。不实施化学强化，从所准备的玻璃素板与实施例1同样操作来制作已裁切素板。与实施例1同样地实施同轴双环试验，评价强度特性。其结果，形状参数和累积破坏概率达到1%的强度分别为2.42和48MPa。由于强度可靠性的不足，因此不适合作为显示装置用盖板玻璃。
（比较例2）
准备了与实施例1相同的玻璃素板。将玻璃素板在温度保持为475℃的含有硝酸钾约97mol%的熔融盐中浸渍70分钟，制作进行了化学强化的玻璃素板。需要说明的是，本比较例2中，不使用实施例1～5中记载的具备第一工序和第二工序的离子交换，而是使用公知的“将玻璃素板浸渍在实质上含有硝酸钾熔融盐的熔融盐（通常含有其他杂质）中”的化学强化法。测定了表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为470MPa和12μm。
与实施例1同样地由进行了化学强化的玻璃素板制作已裁切的化学强化玻璃。另外，基于同轴双环实施强度评价时，形状参数和累积破坏概率达到1%的强度分别为3.55和200MPa。
（比较例3）
准备了与实施例1相同的玻璃素板。将玻璃素板在温度保持为465℃的含有硝酸钾约99.5mol%的熔融盐中浸渍90分钟，制作进行了化学强化的玻璃素板。与实施例1同样地测定了表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为619MPa和12μm。
另外，与实施例1同样地对进行了化学强化的玻璃素板进行裁切加工，基于同轴双环实施强度评价时，形状参数和累积破坏概率达到1%的强度分别为3.92和278MPa。
（比较例4）
除了变更玻璃素板的板厚之外，准备了与实施例1相同的玻璃素板。接着，作为第一工序，将所准备的玻璃素板在保持为505℃的包含硝酸钾34.7mol%和硝酸钠65.3mol%的混合熔融盐（第一盐，比率P：34.7mol%）浴中浸渍120分钟。其余与实施例1相同。接着，作为第二工序，在保持为495℃的实质上包含硝酸钾99.9mol%和硝酸钠0.1mol%的（第二盐，比率Q：0.1mol%）浴中浸渍60分钟。其余与实施例1相同。测定所得到的进行了化学强化的玻璃素板的表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为525MPa和17μm。与实施例1相比，第一工序和第二工序中的盐的温度高，因此存在在所产生的压缩应力的缓和加剧的同时压缩应力层深的倾向。
与实施例1同样地对进行了化学强化的玻璃素板进行裁切时，裁切本身是可以的，但与实施例1相比成品率略微降低。推测这是因为压缩应力层比实施例1深，因此用于裁切玻璃的划线的导入被压缩应力层所阻碍。
与实施例1同样操作，求出形状参数和累积破坏概率达到1%的强度，结果分别为5.47和298MPa。
将以上所述的比较例1～4的显示装置用盖板玻璃的表面压缩应力、压缩应力层深度、形状参数、尺度参数以及累积破坏概率达到1%的强度记载在表1中。另外，将比较例2～4的威布尔标绘图示于图4。
可以认为，与实施例1～5相比，比较例2由于仅经历了1个阶段处理的化学强化，因此玻璃表面层的离子交换的均质性差，另外，表面压缩应力自身也小，因此不具有优异的强度可靠性。
另外，比较例3与比较例2相比表面压缩应力变大，接近实施例1～5的表面压缩应力，但由于仅经历了1个阶段处理的化学强化，因此表面层的离子交换均质性还是差，无法实现优异的强度可靠性。
另外，比较例4经历了第一工序和第二工序，但与实施例1～5相比存在压缩应力层深的倾向，与此相伴表面压缩应力的缓和也加剧，因此无法实现优异的强度可靠性。另外，化学强化玻璃的裁切性也比实施例1～5差。
（参考例1）
将通常被视作最适合于化学强化的铝硅酸盐玻璃素板在实质上仅包含硝酸钾100%的温度保持为470℃的熔融盐中浸渍75分钟，结果得到表面压缩应力为652MPa和压缩应力层深度为33μm的化学强化玻璃板。需要说明的是，测定时，使用了作为铝硅酸盐玻璃的物性值而提供的折射率1.51、光弹性常数29.4（（nm/cm）/MPa）。
想要与实施例1同样地裁切上述化学强化玻璃时，无法划入用于划线的裂纹，另外即使划入了裂纹，想要沿着该裂纹而切开玻璃时，玻璃会向未预料的方向破损，无法对进行了化学强化的玻璃素板进行裁切加工。另外，由于无法进行裁切加工，因此也无法实施作为具有图1和图2的形状且进行了裁切加工的化学强化玻璃的强度测定。
因而，不按照实施例1记载的步骤那样地进行了化学强化的大玻璃板进行裁切加工，而是先将化学强化前的玻璃素板进行裁切，其后实施离子交换。即，对上述化学强化用铝硅酸盐玻璃（其中，此时未进行离子交换）在进行离子交换之前与实施例1同样地裁切加工成单边66mm的正方形，接着，在保持为480℃的实质上包含硝酸钾100mol%的熔融盐浴中浸渍90分钟，进行了化学强化。测定所得的进行了化学强化的玻璃素板的表面压缩应力和压缩应力层深度，结果分别为650MPa、42μm。通过以上的工序，制作了参考例1中的已裁切的化学强化玻璃。需要说明的是，该已裁切的化学强化玻璃的端面部与实施例1～5不同，端面部的所有区域均具有压缩应力层。
可以认为像这样以化学强化用铝硅酸盐玻璃作为出发物时，具有大的压缩应力和深的压缩应力层，具有适合于盖板玻璃的强度可靠性，但另一方面，离子交换效率过于良好，因此不适合离子交换后的裁切加工，对于从尺寸大的化学强化玻璃板高效且大量生产尺寸更小的盖板玻璃的工序而言是不适合的。
接着，与实施例1同样地实施同轴双环试验，评价强度特性。其结果，参考例1中的已裁切的化学强化玻璃的形状参数和累积破坏概率达到1%的强度分别为7.37和508MPa。
从实施例1～5和参考例1的比较（参照表1和图4）可以明确：本发明的化学强化玻璃（显示装置用盖板玻璃）即使为一直以来被指出并非最适合化学强化的通用的钠钙玻璃组成，也具有与参考例1同等优异的强度可靠性，且还具有优异的裁切加工性。
附图标记说明
1玻璃主表面部
2玻璃端面部
2a形成有压缩应力层的区域
2b未形成压缩应力层的区域

Claims (6)

1.一种显示装置用盖板玻璃，其特征在于，该盖板玻璃是由通过在玻璃板的表面层将Na离子置换为K离子的离子交换而制造的化学强化玻璃制成的，
该显示装置用盖板玻璃具有形成有压缩应力层的玻璃主表面部以及由形成有压缩应力层的区域和未形成压缩应力层的区域构成的玻璃端面部，
所述压缩应力层的深度为6～15μm，
按照JISR1625：1996对基于同轴双环试验的破坏应力进行处理时，形状参数为7～12.1且累积破坏概率达到1％的强度为450～700MPa，
离子交换前的玻璃板为钠钙玻璃，实质上以质量％计包含SiO2：65～75％、Na2O+K2O：5～20％、CaO：2～15％、MgO：0～10％、Al2O3：0～5％。
2.根据权利要求1所述的显示装置用盖板玻璃，其中，玻璃主表面部的表面压缩应力值为450MPa以上。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置用盖板玻璃，其中，所述离子交换包括：
第一工序：使玻璃板接触包含Na离子和K离子、且具有Na离子的摩尔量相对于Na离子的摩尔量和K离子的摩尔量的总计的比率P的第一盐；以及
第二工序：在所述第一工序后，使玻璃板接触具有比所述比率P小的比率Q的第二盐；
所述比率P和所述比率Q的单位为mol％。
4.一种用于显示装置用盖板玻璃的玻璃板，其特征在于，该玻璃板是由通过在玻璃板的表面层将Na离子置换为K离子的离子交换而制造的化学强化玻璃制成的，
压缩应力层的深度为6～15μm，
按照JISR1625：1996对基于同轴双环试验的破坏应力进行处理时，形状参数为7～12.1且累积破坏概率达到1％的强度为450～700MPa，
离子交换前的玻璃板为钠钙玻璃，实质上以质量％计包含SiO2：65～75％、Na2O+K2O：5～20％、CaO：2～15％、MgO：0～10％、Al2O3：0～5％。
5.一种显示装置用盖板玻璃的制造方法，其特征在于，其为权利要求1或2所述的显示装置用盖板玻璃的制造方法，
该制造方法包括将玻璃板的表面层的Na离子离子交换为K离子的工序；以及裁切玻璃板的工序，
所述离子交换包括：
第一工序：使玻璃板接触包含Na离子和K离子、且具有Na离子的摩尔量相对于Na离子的摩尔量和K离子的摩尔量的总计的比率P的第一盐；以及
第二工序：在所述第一工序后，使玻璃板接触具有比所述比率P小的比率Q的第二盐；
所述比率P和所述比率Q的单位为mol％；
所述比率P为20～40mol％；
所述比率Q为0～2mol％；
所述第一盐的温度为离子交换前的玻璃板的应变点的0.8倍～1.05倍；
所述第二盐的温度是比所述第一盐的温度低的温度。
6.根据权利要求5所述的显示装置用盖板玻璃的制造方法，其中，所述第一工序后形成于玻璃表面的压缩应力层的深度为5～23μm。
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