CN103874668A - 强化玻璃基板的制造方法和强化玻璃基板 - Google Patents

强化玻璃基板的制造方法和强化玻璃基板 Download PDF

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Abstract

即使利用蚀刻处理来切割化学强化后的板状玻璃材而使其小片化，也不发生破损、断裂。一种玻璃基板的制造方法，包括：化学强化工序，利用离子交换处理对板状玻璃材进行化学强化；和形状加工工序，利用蚀刻处理来切割化学强化后的上述板状玻璃材，在上述化学强化工序中，将上述板状玻璃材的板厚设为t［μm］，将上述板状玻璃材中的上述压缩应力层的厚度设为d［μm］，将上述压缩应力层的最大压缩应力值设为F［MPa］，将上述压缩应力层的压缩应力层的压缩应力累计值设为X［MPa·μm］，将上述层的厚度设为t2［μm］，将上述拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave［MPa］，X＝F×d、t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，以满足如下条件的方式进行上述离子交换处理：7≤Tave＜50［MPa］。

Description

强化玻璃基板的制造方法和强化玻璃基板
技术领域
本发明涉及适合于例如便携设备（便携式电子设备）等电子设备用的盖板玻璃的强化玻璃基板的制造方法和强化玻璃基板。
背景技术
手机、PDA（Personal Digital Assistant，个人数字助理）等便携设备等电子设备的液晶面板、有机EL（Electro Luminescence，电致发光）面板等的显示画面部分被盖板玻璃保护。作为盖板玻璃，可使用例如在表层部形成有压缩应力层的强化玻璃。这样的盖板玻璃例如按照下述顺序制造。首先，将板状玻璃材切割成规定形状，得到被小片化的玻璃基板。接着，将被小片化的玻璃基板浸渍于熔融盐中进行化学强化。其后，在经过化学强化的玻璃基板的表面，根据需要形成防反射膜等各种功能膜。这样得到的玻璃基板（以下，也称为“强化玻璃基板”）成为盖板玻璃（例如参照专利文献1）。即，在专利文献1所述的技术中，对板状玻璃材进行切割后，对被小片化的玻璃基板实施化学强化处理而得到盖板玻璃。
对于板状玻璃材的切割，提出了如下方案：不采用机械地进行的划线切割，而利用湿式蚀刻（化学蚀刻）处理来进行（例如参照专利文献2），或者利用干式蚀刻处理来进行（例如参照专利文献3）。另外，在专利文献3所记载的技术中还提出了如下方案：对板状玻璃材形成各种功能膜后，利用蚀刻处理切割各种功能膜，使其与板状玻璃材一致。
然而，板状玻璃材的切割如果在实施化学强化处理前（即形成压缩应力层前）实施，则能够容易地进行，但在表层部形成压缩应力层之后实施，与形成该压缩应力层之前实施相比，对板状玻璃材进行切割时容易发生破损、断裂等。例如已指出：对风冷强化玻璃或化学强化玻璃进行划线切割时，对于风冷强化玻璃而言，会粉碎成粉末，对于化学强化玻璃而言，无法沿划线进行分割，或者由划线切割得到的玻璃基板因小于假定负荷的负荷而断裂（例如参照专利文献4）。因此，在专利文献4中记载的技术中提出了如下方案：为了准确地沿划线切割化学强化玻璃，使用使压缩应力层的厚度为10μm～30μm的范围内、且使压缩应力的值为30kgf/mm2～60kgf/mm2（＝294MPa～588MPa）的范围内的化学强化玻璃。
专利文献
专利文献1：日本特开2007-99557号公报
专利文献2：日本特开2009-167086号公报
专利文献3：日本特开昭63-248730号公报
专利文献4：日本特开2004-83378号公报
发明内容
近年来，对于便携设备用的盖板玻璃，强烈要求提高生产率以及提高强度、耐擦伤性等商品性。
为了提高盖板玻璃的生产率，考虑了经过如下顺序的制造工艺：对板状玻璃材实施化学强化处理，进而根据需要进行各种功能膜的成膜、印刷装饰等处理后，将该板状玻璃材切割成规定形状。如果经过这样的顺序，则不需要分别对被小片化的玻璃基板单独实施化学强化处理等，而是在板状玻璃材的阶段集中实施化学强化处理等，从而可实现生产效率的提高。
另一方面，为了提高盖板玻璃的商品性，考虑通过加厚压缩应力层，增大该压缩应力层中的压缩应力来实现盖板玻璃的强度提高、薄板化等。
然而，在上述用于实现生产率提高的制造工艺中，为了切割化学强化处理后的板状玻璃材，与像专利文献1～3中记载的技术那样在化学强化处理前进行该切割的情况相比，利用该切割进行小片化时，在玻璃基板容易发生破损、断裂等。对于这点，考虑了像专利文献4中记载的技术那样设定压缩应力层的厚度和压缩应力的值，但在这种情况下，不能说可与盖板玻璃的强度提高、薄板化等充分对应。
另外，利用蚀刻来切割化学强化处理后的板状玻璃材的情况与机械加工不同，能够减少加工玻璃时的裂纹的产生，但利用化学强化处理形成的应力层（压缩应力层、拉伸应力层）不适宜时，加工中有时会产生微小的裂纹、伤痕。换言之，在上述的以往技术中，难以同时实现盖板玻璃的生产率提高和商品性提高。
因此，本发明的目的在于提供一种强化玻璃基板的制造方法和强化玻璃基板，所述制造方法在板状玻璃材的状态下实施化学强化处理等后，利用蚀刻处理切割板状玻璃材而使其小片化时，通过使利用化学强化处理形成的应力层适用性化，从而即使利用蚀刻处理使化学强化后的板状玻璃材小片化也不发生破损、断裂等，能够实现所得玻璃基板的商品性提高。
本发明是为了实现上述目的而研制出的。
本发明的第1方式是一种强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：化学强化工序，通过对板状玻璃材进行离子交换处理而使该板状玻璃材的表层部为压缩应力层，并使该表层部以外的深层部为拉伸应力层；和形状加工工序，通过对经过上述化学强化工序后的上述板状玻璃材进行蚀刻处理来切割该板状玻璃材，得到被小片化的玻璃基板的强化玻璃基板。在该制造方法中，准备由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成的上述板状玻璃材，在上述化学强化工序中，将上述板状玻璃材的板厚设为t［μm］，将上述压缩应力层的厚度设为d［μm］，将上述压缩应力层的最大压缩应力值设为F［MPa］，将上述压缩应力层的压缩应力累计值设为X［MPa·μm］，将上述拉伸应力层的厚度设为t2［μm］，将上述拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave［MPa］，X＝F×d、t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，以满足如下条件的方式进行上述离子交换处理：7≤Tave＜50［MPa］。
本发明的第2方式是一种强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：化学强化工序，通过对板状玻璃材进行离子交换处理而使该板状玻璃材的表层部为压缩应力层，并使该表层部以外的深层部成为拉伸应力层；和形状加工工序，通过对经过上述化学强化工序后的上述板状玻璃材进行蚀刻处理来切割该板状玻璃材，得到被小片化的玻璃基板的强化玻璃基板。在该制造方法中，准备由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成的上述板状玻璃材，在上述化学强化工序中，以成为不因上述蚀刻处理而产生上述板状玻璃材破损的拉伸应力的方式进行上述离子交换处理。
本发明的第3方式的特征在于，在第1方式或第2方式所述的发明中，在上述化学强化工序后，在上述形状加工工序前，包括装饰层形成工序：在进行了上述离子交换处理的上述板状玻璃材的至少一个表面形成一层以上的装饰层，在上述装饰层形成工序后进行的上述形状加工工序中，通过上述蚀刻处理来切割形成有上述装饰层的上述板状玻璃材。
本发明的第4方式的特征在于，在第3方式所述的发明中，上述装饰层形成工序包括如下的印刷处理，即，在保持上述板状玻璃材的端面的状态下，对主表面实施印刷处理。
本发明的第5方式的特征在于，在第3方式或第4方式所述的发明中，上述装饰层形成工序包括在主表面形成导电性层和透明导电层的处理。
本发明的第6方式是第1方式～第5方式中任一项所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，作为上述板状玻璃材，使用含有选自SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、Li2O、Na2O以及K2O中的碱金属氧化物中的至少一种的玻璃。
本发明的第7方式是第6方式所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，作为上述板状玻璃材，使用含有8重量%以上的Na2O、8重量%以下（包括0）的CaO的玻璃。
本发明的第8方式是第1方式～第7方式中任一项所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，上述强化玻璃基板是作为电子设备用盖板玻璃的玻璃基板。
本发明的第9方式是一种强化玻璃基板，其特征在于，由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成，在表层部具有压缩应力层，并且在深层部具有拉伸应力层，其中，将上述铝硅酸盐玻璃的板厚设为t［μm］，将上述压缩应力层的厚度设为d［μm］，将上述压缩应力层的最大压缩应力值设为F［MPa］，将上述压缩应力层的压缩应力累计值设为X［MPa·μm］，将上述拉伸应力层的厚度设为t2［μm］，将上述拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave［MPa］，X＝F×d，t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，实施满足如下条件的离子交换处理：7≤Tave＜50［MPa］，并且，该强化玻璃基板的端面是被蚀刻处理的面。
本发明的第10方式是第9方式所述的强化玻璃基板，其特征在于，上述强化玻璃基板的端面具有：主表面中的以在厚度方向外侧成为凸起的方式弯曲的一对弯曲面；和从这些弯曲面向玻璃基材的面方向外侧突出的顶部。
本发明的第11方式是第9方式或第10方式所述的强化玻璃基板，其特征在于，在上述强化玻璃基板的端面的至少一部分的区域不形成压缩应力层。
本发明的第12方式的特征在于，在第9方式～第11方式中任一项所述的发明中，上述铝硅酸盐玻璃是含有选自SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、Li2O、Na2O以及K2O中的碱金属氧化物中的至少一种作为玻璃成分的玻璃。
本发明的第13方式的特征在于，在第12方式所述的发明中，上述铝硅酸盐玻璃是含有8重量%以上的Na2O、8重量%以下（包括0）的CaO的玻璃。
本发明的第14方式的特征在于，在第9方式～第13方式中任一项所述的发明中，上述强化玻璃基板是作为电子设备用盖板玻璃的玻璃基板。
本发明能够在板状玻璃材的状态下进行化学强化后，即使利用蚀刻处理来切割该板状玻璃材也不发生破损、断裂等地进行小片化，所以能够提高在制造强化玻璃基板时的生产率。并且，能够实现小片化的强化玻璃基板的商品性提高。换言之，根据本发明，能够同时实现所制造的强化玻璃基板的生产率的提高和商品性的提高。
附图说明
图1是表示安装有盖板玻璃的便携设备的一部分的构成例的截面图。
图2是示意地表示化学强化玻璃的内部应力分布的侧截面图。
图3是表示玻璃基板的制造方法的顺序概要的流程图。
图4是表示玻璃基板的制造方法中的形状加工工序的顺序概要的流程图。
图5是表示化学强化玻璃的压缩应力与加工性的关系的其它具体例的说明图。
图6是表示由蚀刻得到的玻璃基板的端部的形状的图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
在本实施方式中，首先说明作为被制造物的玻璃基板，接着，依次对玻璃基板的制造方法的概要、该制造方法中的特征工序以及本实施方式中的效果进行说明。
＜1.玻璃基板＞
在本实施方式中，作为成为被制造物的玻璃基板，可例举便携设备用的盖板玻璃。
图1是表示安装有盖板玻璃的便携设备的一部分的构成例的截面图。
在图例的便携设备中，盖板玻璃1被配设为与该便携设备所具备的图像显示面板2的显示画面相距间隔D并覆盖该图像显示面板2。由此，图像显示面板2的显示画面部分被盖板玻璃1保护。应予说明，图例中着眼于显示画面部分的构成而省略其它构成部分的图示。另外，图例中示出了图像显示面板2为液晶显示面板的情况，即，一对玻璃基板21、22夹持液晶层23而构成的情况，但图像显示面板2不限定于此，例如也可以是有机EL面板。另外，除保护便携设备的显示画面部分的盖板玻璃1以外，也可以作为便携设备的壳体用的玻璃基板使用。
图2是示意地表示化学强化玻璃的内部应力分布的侧截面图。
作为盖板玻璃1，使用进行了离子交换处理的化学强化玻璃。化学强化玻璃在距外表面（包括表背面两方）板厚方向规定深度的表层部具备作为产生压缩应力的层的压缩应力层1a。另外，在表层部以外的深层部（即板厚方向中央附近部分）具备作为产生拉伸应力的层的拉伸应力层1b。
将这些玻璃基板用于便携电子设备的盖时，由于在显示部的表面露出的玻璃表面形成有压缩应力层，所以可发挥由该压缩应力层产生的耐擦伤性。此外，通过压缩应力层的作用，从而即使在表面产生微小的裂纹、伤痕，也能够防止裂纹向玻璃内部行进，因此能够维持高的机械强度。
若使用这样的化学强化玻璃，则即使在其板厚薄的情况下，也能够维持高的机械强度。另外，如果这样将板厚薄的化学强化玻璃作为盖板玻璃1安装于便携设备中，则由于具有高的机械强度，所以盖板玻璃1不易因外力而发生弯曲，能够较窄地设定盖板玻璃1与图像显示面板2的显示画面之间的间隔。其结果，能够实现便携设备的轻薄化。
＜2.玻璃基板的组成＞
另外，作为本发明涉及的玻璃基板所使用的玻璃，可优选使用含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃。铝硅酸盐玻璃通过离子交换型化学强化方法，能够使精密地发挥较佳的压缩应力、压缩应力层、拉伸应力，因此能够较佳地得到本发明的作用。作为这样的铝硅酸盐玻璃，其组成成分优选为含有选自SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、Li2O、Na2O、K2O中的碱金属氧化物中的至少一种的玻璃。此外，本发明涉及的铝硅酸盐玻璃优选含有Na2O：8重量%以上、CaO:8重量%以下（包括0）。
另外，本发明的铝硅酸盐玻璃的组成成分优选为SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、B2O3：0～5重量%（包括0）、Na2O：8～25重量%、Li2O：0～6重量%（包括0）、K2O：15%以下（包括0）。
本发明中使用的化学强化用的玻璃基板含有SiO2、Al2O3以及Na2O，根据需要，可以含有B2O3、Li2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、ZrO2、Fe2O3以及SnO2等。
（SiO2）
SiO2是形成玻璃基板所使用的玻璃的骨架的必需成分，具有提高玻璃的化学耐久性和耐热性的效果。其含有率小于50%时，为了对玻璃基板进行形状加工而进行蚀刻时的蚀刻速率虽然有提高的趋势，但玻璃化难以进行，也无法充分地得到上述效果。另一方面，如果含有率超过75%，则容易引起玻璃失透，玻璃原料的熔融、成型变难，并且粘性上升而使玻璃均质化变难，因此难以利用下拉法大量生产廉价的玻璃。另外，如果含有率超过75%，则低温粘性过度上升而导致离子交换速度降低，因此即使在利用离子交换进行化学强化的情况下也无法得到充分的强度。因此，SiO2的含有率为50～75%，优选为53～70%，更优选为55～67%，进一步优选为58～65%，特别优选为60～65%。应予说明，在本实施方式中，低温粘性是为107.6dPa·s附近时的温度。
（Al2O3）
Al2O3是形成玻璃基板所使用的玻璃的骨架的必需成分，具有提高玻璃的化学耐久性、耐热性，以及通过离子交换性能、蚀刻来进行形状加工时的蚀刻速率的效果。Al2O3的含有率小于5%时，无法充分得到上述效果。另一方面，如果Al2O3的含有率超过20%，则玻璃的熔融变难，玻璃的粘性上升而成型变难。因此，难以利用下拉法大量生产廉价的玻璃。另外，如果Al2O3的含有率超过20%，则耐酸性过度降低，因此作为用作保护部件的盖板玻璃，不优选。另外，如果Al2O3的含有率超过20%，则容易引起玻璃失透，耐失透性也降低，所以无法应用于下拉法。因此，Al2O3的含有率为5～20%，优选为5～17%，更优选为7～16%。
应予说明，在本实施方式中，将SiO2含有率设为X，将Al2O3含有率设为Y时，X-1/2·Y优选为57.5%以下。如果X-1/2·Y为57.5%以下，则能够有效地提高玻璃基板的蚀刻速率。X-1/2·Y的优选范围更优选为56%以下，进一步优选为55%以下。
另一方面，上述X-1/2·Y小于45%时，虽然蚀刻速率为5μm/分钟以上，但失透温度变高，因此耐失透性会降低。因此，为了实现耐失透性与蚀刻速率提高的兼备，上述X-1/2·Y优选为45%以上，更优选为47%以上，特别优选为50%以上。
（B2O3）
B2O3是降低玻璃的粘性而促进玻璃基板所使用的玻璃的熔解和澄清的任意成分。如果其含有率超过5，则玻璃的耐酸性降低，并且挥发增加而难以进行玻璃的均质化。另外，由于挥发增加而导致玻璃中产生不均，对玻璃基板的蚀刻也产生不均。换言之，根据玻璃的区域，蚀刻速率变得不均匀，因此过量含有B2O3的玻璃基板不适于用于要求高精度的形状加工的蚀刻等。此外，如果含有率超过5%，则应变点也会过度降低，对玻璃基板实施热处理时发生玻璃变形这样的不良情况。因此，B2O3的含有率优选为0～5%，更优选为0～3%，进一步优选0～小于2%，特别优选小于0.01%且除去而有意不含杂质。通过使B2O3的含有率为0～5%，除了提高蚀刻速率这样的效果以外，还能够防止蚀刻的不均，能够得到品质更高的盖板玻璃。
（Na2O）
Na2O是离子交换成分，是降低玻璃基板所使用的玻璃的高温粘性而提高玻璃的熔融性、成型性的必需成分。另外，Na2O是改善玻璃的耐失透性的成分。Na2O的含有率小于8%时，玻璃的熔融性降低，用于熔融的成本变高。另外，Na2O的含有率小于8%时，离子交换性能也降低，因此无法得到充分的强度。另外，Na2O的含有率小于8%时，热膨胀率过度降低，金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。此外，Na2O的含有率小于8%时，容易引起玻璃失透，耐失透性也降低，因此无法用于下拉法。因此，难以大量生产廉价的玻璃。另一方面，如果含有率超过25%，则低温粘性降低，热膨胀率过度变大，耐冲击性降低，金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。因此，Na2O的含有率为8～25%，更优选为10～20%，进一步优选为12～20%，特别优选为13～19%。
（Li2O）
Li2O是离子交换成分之一，是降低玻璃基板所使用的玻璃的粘度而提高玻璃的熔融性、成型性的任意成分。另外，Li2O是提高玻璃基板的杨氏模量的成分。此外，Li2O在碱金属氧化物中增加压缩应力层的深度的效果高。但是，如果Li2O的含有率变得过多，则有作为进行玻璃基板的强化的工序的离子交换处理中的离子交换盐的劣化加快这样的不良情况，因此盖板玻璃的制造成本变高。另外，如果Li2O的含有率变得过多，则玻璃的热膨胀系数变得过低，玻璃的耐热冲击性降低，金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。另外，如果Li2O的含有率变得过多，则耐热性（应变点、玻璃化转变点）过度降低，并且低温粘性过度降低，因此在化学强化后的加热工序中发生应力缓和，压缩应力层的应力值降低，因此无法得到足够强度的盖板玻璃。因此，Li2O的含有率大于等于0%且小于8%，优选为0～6%，更优选为0.1～5%，进一步优选为0.2～2%。
（K2O）
K2O是通过含有而能够提高玻璃基板的离子交换性能的任意成分。另外，K2O也是在降低玻璃的高温粘性而提高玻璃的熔融性、成型性的同时改善耐失透性的成分。但是，如果K2O的含有率变得过多，则低温粘性降低，热膨胀率过度变大，耐冲击性降低，因此作为盖板玻璃不优选。另外，如果K2O的含有率变得过多，则金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。因此，K2O的含有率为15%以下，优选为10%以下，更优选小于5%，进一步优选小于4%。另一方面，K2O的含有率的下限为0%以上，优选为0.1%以上，更优选为1%以上，进一步优选为2%以上。通过使K2O的含有率的下限为上述范围，从而能够缩短离子交换处理的时间，能够提高盖板玻璃的生产率。
（R12O）（R1是Li、Na、K中的玻璃基板中含有的全部元素）
在本实施方式中，R12O的含有率（Li、Na、K中的玻璃基板中含有的全部元素的总含有率）优选为10～30%。R12O小于10%时，离子交换未充分进行，因此无法充分地得到强度，难以应用于盖板玻璃。另一方面，如果R12O超过30%，则玻璃的化学耐久性变差。因此，为了兼具机械强度和耐失透性，提高化学耐久性、生产率，R12O的含有率优选为10～28%，进一步优选为13～25%，更进一步优选为14～24%，特别优选为17～23%。
R12O的含有率的上述范围是对于Li、Na、K中含有的全部元素而言，满足其氧化物的上述含有率的基础上的范围。
（MgO）
MgO是降低玻璃基板所使用的玻璃的粘性、促进玻璃的熔解和澄清的任意成分。另外，由于MgO在碱土金属中使玻璃密度上升的比例小，所以是为了使所得玻璃轻型化且提高熔融性而有效的成分。另外，也是提高成型性并提高玻璃的应变点、杨氏模量的成分。此外，由于例如使用氢氟酸对含MgO的玻璃进行蚀刻时形成的析出物的溶解度大、生成速度较慢，所以结晶物相对少地附着于蚀刻中的玻璃表面。因此，为了在改善玻璃的熔解性的同时得到快的蚀刻速率，优选含有MgO。但是，如果MgO的含量变得过多，则产生耐失透性的降低，难以利用下拉法大量生产廉价的玻璃。因此，MgO的含有率为0～15%，优选超过1%且小于等于15%，更优选超过1%且小于等于12%，进一步优选超过1%且小于7%，更进一步优选大于等于3%且小于7%，特别优选超过4.5%且小于等于6%。通过以0～15%的范围含有MgO，从而能够以更低的温度进行玻璃的熔融，能够进一步减少制造盖板玻璃的成本。另外，为了能够兼具离子交换性能和应变点的提高，优选要求高机械强度的盖板玻璃。这是因为能够在玻璃基板的表面形成充分的压缩应力层，进行热处理时，也能够防止在表面形成的压缩应力层的应力缓和、消失。
（CaO）
CaO是降低玻璃基板所使用的玻璃的粘性、促进玻璃的熔解和澄清的任意成分。另外，CaO由于在碱土金属中使玻璃密度上升的比例小，所以是有利于使所得玻璃轻型化且提高熔融性的成分。另外，也是提高成型性并提高玻璃的应变点、杨氏模量的成分。但是，如果CaO的含量变得过多，则产生耐失透性的降低，因此难以利用下拉法大量生产廉价的玻璃。此外，如果CaO的含量变得过多，则离子交换性能也变差，因此无法充分得到强度，生产率也降低。此外，例如使用氢氟酸对大量含有CaO的玻璃进行湿式蚀刻时生成的析出物（化学物质）不仅不溶于蚀刻液，而且析出速度非常快，所以附着于进行蚀刻的玻璃表面，其量显著时阻碍蚀刻反应，使玻璃的加工生产率降低，进而使蚀刻处理后的玻璃表面变差。换言之，由于含有CaO，所以不仅使蚀刻处理后的盖板玻璃的表面品质变差，而且在大量化学物质附着于玻璃表面时，阻碍蚀刻的进行，有时蚀刻处理时间延长、形状精度降低。另一方面，通过含有CaO，能够降低失透温度、提高耐失透性和熔融性，因此CaO的含有率为0%～8%，优选为0%～5%，更优选为0%～4%，进一步优选为0%～2%。应予说明，在要求极高的蚀刻加工品质的情况下，优选实质上不含有CaO。
应予说明，为了形成在适合于利用与钾离子的离子交换进行化学强化的同时也适合于蚀刻处理的玻璃基板，优选使用含有8%以上的Na2O且含有8%以下（包括0）的CaO的组成的玻璃。
（SrO）
SrO是降低玻璃基板所使用的玻璃的粘性、促进玻璃的熔融和澄清的任意成分。另外，也是提高成型性并提高玻璃的应变点、杨氏模量的成分。但是，如果SrO的含量变得过多，则玻璃的密度上升，因此不适于要求轻型化的盖板玻璃等。另外，如果SrO的含量变得过多，则热膨胀率过度变大，金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。此外，如果SrO的含量变得过多，则离子交换性能也降低，因此难以得到盖板玻璃所要求的高机械强度。因此，SrO的含有率优选为0～10%，更优选为0～5%，进一步优选为0～2%，更进一步优选为0～0.5%，特别优选除去而有意不含杂质。
（BaO）
BaO是降低玻璃基板所使用的玻璃的粘性、促进玻璃的熔融和澄清的任意成分。另外，也是提高成型性并提高玻璃的应变点、杨氏模量的成分。但是，如果BaO的含量变得过多，则玻璃的密度上升，因此不适于要求轻型化的盖板玻璃等。另外，如果BaO的含量变得过多，则热膨胀率过度变大，金属、有机系粘接剂等周边材料与热膨胀系数变得难以匹配。此外，如果BaO的含量变得过多，则离子交换性能也降低，因此难以得到盖板玻璃所要求的高机械强度。因此，BaO的含有率优选为0～10%，更优选为0～5%，进一步优选为0～2%，更进一步优选为0～0.5%。应予说明，BaO由于对环境负荷大，所以特别优选小于0.01%且除去而有意不含杂质。
（ZnO）
ZnO是提高离子交换性能的任意成分，特别是提高压缩应力值的效果大的成分，并且是在不降低玻璃的低温粘性的情况下降低高温粘性的成分。但是，如果ZnO的含量变得过多，则玻璃发生分相，耐失透性降低。另外，如果ZnO的含量变得过多，则玻璃的密度上升，因此不适于要求轻型化的盖板玻璃等。因此，ZnO的含有率优选为0～6%，更优选为0～4%，进一步优选为0～1%，更进一步优选为0～0.1%，特别优选小于0.01%且除去而有意不含杂质。
（ZrO2）
ZrO2是显著提高离子交换性能并提高玻璃的失透温度附近的粘性、应变点的任意成分。另外，ZrO2也是提高玻璃的耐热性的成分。但是，如果ZrO2的含量变得过多，则失透温度上升，耐失透性降低。因此，为了防止耐失透性的降低，ZrO2的含有率优选为0～10%，更优选为0～6%，进一步优选为0～4%，更进一步优选为0.1～3%。
（Fe2O3）
Fe2O3是对玻璃的透明性和可见光透射率有影响的着色成分。如果Fe2O3的含量变得过多，则玻璃变得不稳定而发生失透，因此更优选为0～4%，进一步优选为0～1%，更进一步优选为0～0.1%，特别优选小于0.01%且除去而有意不含杂质。
（SnO2）
SnO2被用作玻璃的澄清剂，并且具有提高离子交换性能的效果。但是，如果其含量变得过多，则有发生失透或者透射率降低的趋势。因此，SnO2的含有率优选为0～2%，更优选为0.1～1%。
表1示出了可用作本发明涉及的玻璃基板的玻璃组成的实施例（试样No.1～6）。应予说明，对于表1中的压缩应力层、压缩应力以及Tave，是在后述的条件下进行了化学强化时的值。
表1
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＜3.玻璃基板的制造方法的概要＞
接下来，说明作为玻璃基板的一个例子的盖板玻璃1的制造方法的概要。
图3是表示玻璃基板的制造方法的顺序的概要的流程图。
制造盖板玻璃1时，首先准备成为盖板玻璃1的形成材料的玻璃材料（步骤1，以下将步骤简称为“S”）。作为玻璃材料，考虑使用例如采用像下拉法这样的公知方法将熔融玻璃成型为片状的板状玻璃材（玻璃片）。其中，准备的板状玻璃材被构成为除了含有作为形成玻璃骨架的必需成分的SiO2以外，还含有1种以上的碱金属成分。作为1种以上的碱金属成分，可举出Na2O、Li2O等之类的进行后述的离子交换处理时的必需成分。Na2O是在离子交换处理中主要通过进行钾离子置换而对玻璃进行化学强化的成分。另外，Li2O是在离子交换处理中主要通过与钠离子进行置换而对玻璃进行化学强化的成分，由于离子交换速度比Na2O大，所以用于以短时间形成深的压缩应力层。作为含有这样的成分而构成的板状玻璃材的具体例，可举出铝硅酸盐玻璃。
准备好作为玻璃材料的板状玻璃材后，接着，对该板状玻璃材依次实施化学强化工序（S2）、装饰层形成工序（S3）以及形状加工工序（S4）。以下，依次说明这些各工序（S2～S4）。
（化学强化工序）
在化学强化工序（S2）中，使准备好的板状玻璃材与含有1种以上的碱金属成分的熔融盐接触，对该板状玻璃材进行离子交换处理。具体而言，将板状玻璃材在保持在规定温度（例如350℃～500℃）的硝酸钾（KNO3）的单盐或硝酸钾与硝酸钠（NaNO3）的混合盐的处理液中浸渍规定时间（例如2～8小时）。这里，表1所示的试样No.1～6的各玻璃组成的强化条件为：使硝酸钾与硝酸钠的混合比为9：1，使熔融盐的温度为400℃，使浸渍时间为3小时。
如果使被构成为含有1种以上的碱金属成分的板状玻璃材与含有1种以上的碱金属成分的熔融盐接触，则在板状玻璃材的表层部，构成该板状玻璃材的碱金属离子（例如钠Na+）通过离子交换而被比它大的碱金属离子（例如钾K+）置换。由此，在离子交换处理后的板状玻璃材的表层部形成产生压缩应力的层，即，图2的压缩应力层1a。另外，随着压缩应力层1a的形成，为了保持内部应力的平衡，在板状玻璃材的深层部形成产生拉伸应力的层，即，拉伸应力层1b。换言之，在化学强化工序中，通过对板状玻璃材进行离子交换处理，从而使该板状玻璃材的表层部为压缩应力层1a，使该表层部以外的深层部为拉伸应力层1b。应予说明，压缩应力层1a的厚度d、压缩应力值F可以使用波导法、巴比涅法等公知的方法求出。但是，在本说明书中，对于压缩应力层1a的厚度d、压缩应力值F，以是利用波导法得到的测定值为前提进行说明。
（装饰层形成工序）
在装饰层形成工序（S3）中，在进行了离子交换处理的板状玻璃材的至少一个表面形成一层以上的装饰层。作为装饰层，例如可举出装饰盖板玻璃1的印刷层、防止盖板玻璃1的表面受到污染的防污层、防止盖板玻璃1的表面的光反射的防反射层、确保盖板玻璃1的表面的导电性的导电性层、ITO（Indium Tin Oxide：铟锡氧化物）等触摸面板用的透明电极层、透明电极层的保护层等。在这些所希望的装饰层的形成中，例如可以使用印刷法等。另外，装饰层以与后续工序的形状加工工序中从板状玻璃材切出的多个小片分别对应的方式形成于板状玻璃材的表面。
这里，对装饰层中的印刷层进行更具体的说明。
此外，印刷层通过由涂料形成的多层（多层结构）而构成。举出形成多层结构的印刷层时的代表例（第1层为负性印刷的例子），第1层是印刷外周的边框部分的层，该第1层成为去掉设备的型号、公司名称的标志，各种传感器孔洞等的形状。
另外，第2层是用指定的颜色印刷公司名称的标志、型号名的层。第3层是标志、型号名的印刷部的遮光性以及用于消除边框印刷部分的针孔的衬里层。第4层也是衬里层。第5层是在亮度传感器孔洞部分印刷的用于调整透射率的滤光油墨（filter ink）的层。第6层具有用于与壳体粘接的对位用引导层之类的构成。这些印刷层的印刷处理通过在利用对位夹具保持板状玻璃材的端面的状态下安装于打印机来进行。
接下来，对装饰层中的透明电极层和导电性层进行更具体的说明。
透明电极层例如可通过如下方式形成，即，使用溅射法等在板状玻璃材的主表面形成透明导电膜，例如ITO膜，使用基于光刻技术、或者YAG（Yttrium Aluminum Garnet，钇铝石榴石）的基波、CO2激光等的激光图案化技术，将透明导电膜加工成所希望的图案形状。
导电性层是例如由Ag、Al、Mo或Cr或者它们合金、多层膜构成的信号配线用的金属图案（辅助导线）、用于与柔性印刷电路基板（FPC）连接的焊盘等。另外，导电性层用于将透明导电层与盖板玻璃的外部（例如，位置检测电路等）电连接。此外，导电性层可通过如下方式形成，即，对于板状玻璃材的主表面，使用溅射法等将金属制的导电物质成膜，从而形成金属膜，使用光刻技术等将金属膜加工成所希望的图案形状，从而形成导电性层。
这样，通过在板状玻璃材的主表面形成透明电极层和导电性层，从而能够对进行了小片化后的玻璃基板附加作为触摸面板的功能。
[（形状加工工序）
在形状加工工序（S4）中，对经过化学强化工序（S2）和装饰层形成工序（S3）后的板状玻璃材进行蚀刻处理，由此切割板状玻璃材，得到被小片化的玻璃基板。即，得到利用蚀刻处理进行了外形加工，或者根据需要进行了孔加工等的玻璃基板。另外，对于在板状玻璃材的面上形成的装饰层也通过蚀刻处理与板状玻璃材一起切割。这样得到的玻璃基板成为盖板玻璃1。对于进行这些处理的形状加工工序（S4），以下进一步详细说明。
图4是表示形状加工工序的顺序的概要的流程图。
在形状加工工序（S4）中，首先在板状玻璃材的至少一面上涂布作为耐蚀刻膜的抗蚀剂膜（S41）。接着，介由具有与所希望的外形形状对应的图案的光掩模对抗蚀剂膜进行曝光（S42）。然后，使曝光后的抗蚀剂膜显影，形成抗蚀剂图案后（S43），对形成的抗蚀剂图案进行后烘（热处理）（S44）。然后，使具有形成的抗蚀剂图案的抗蚀剂膜成为掩模，对板状玻璃材的被蚀刻区域进行蚀刻（S45）。
作为构成抗蚀剂膜的抗蚀剂材料，只要是对板状玻璃材进行蚀刻时使用的蚀刻剂具有耐性的材料即可。由于利用含氢氟酸的水溶液的湿式蚀刻、氟系气体的干式蚀刻进行蚀刻，所以板状玻璃材可考虑使用例如氢氟酸耐性优异的抗蚀剂材料等。
另外，为了保护装饰层免受蚀刻剂蚀刻，抗蚀剂膜以覆盖装饰层整体的方式形成。此外，抗蚀剂材料优选不与装饰层反应。另外，根据装饰层的特性，抗蚀剂材料可以选择耐碱性的材质。例如装饰层为耐碱性材质（难以在碱溶液中溶解的材质）时，抗蚀剂材料的材质可以选择容易在碱溶液中溶解的材质。通过选择这样材质，从而能够在后续工序的剥离·清洗工序（S46）中效率良好地除去抗蚀剂膜。
作为在对板状玻璃材进行蚀刻时使用的蚀刻剂，可使用氢氟酸中含有硫酸、硝酸、盐酸、氟硅酸中的至少一种酸的混合酸等。通过利用蚀刻处理将板状玻璃材加工成所希望的形状，从而在被小片化的各玻璃基板的端面（蚀刻处理端面）没有利用机械加工进行外形形成时必定形成的微裂纹，具有极其良好的表面状态。另外，由于利用光刻形成抗蚀剂图案后进行蚀刻，所以从板状玻璃材切出的玻璃基板的尺寸精度也良好。因此，即使便携设备用的盖板玻璃1的外形形状是复杂的形状，也能够得到尺寸精度良好的盖板玻璃1，且能够得到便携设备用的盖板玻璃1所要求的高机械强度。另外，通过利用该光刻和蚀刻进行的外形加工，还能够提高生产率、降低加工成本。应予说明，蚀刻如上所述可以不是湿式蚀刻，而可以是例如使用氟系气体作为蚀刻剂的干式蚀刻。
这里，从机械强度和外观品质的方面考虑，被小片化的各玻璃基板的端面优选为镜面。该镜面是相对于具有无数微细凹凸的梨皮面，以像镜子那样映现物的程度精制而成的面。
应予说明，抗蚀剂膜可以通过涂布液体或固体的抗蚀剂材料而利用光刻形成，也可以利用丝网印刷使抗蚀剂材料图案化后进行热固化而形成，也可以贴附预先用激光等切割、裁剪而成的片状抗蚀剂材料而形成。
进行蚀刻后，对由该蚀刻而得到的小片化后的玻璃基板进行抗蚀剂膜从该玻璃基板的剥离和该玻璃基板的清洗（S46）。作为用于将抗蚀剂膜从玻璃基材剥离的剥离液，优选使用KOH、NaOH等碱溶液。应予说明，抗蚀剂材料、蚀刻剂、剥离液的种类根据作为被蚀刻材料的板状玻璃材的组成等适当选择即可。
应予说明，作为抗蚀剂膜的形成方法，除光刻以外，还可以使用印刷、液态固化树脂的涂布、密封等公知的方法。另外，在将预先用激光等切割、裁剪而成的片状抗蚀剂材料贴附于板状玻璃材来形成抗蚀剂膜的情况下，也可以对抗蚀剂膜进行紫外线剥离、热剥离。
这样，由蚀刻得到的玻璃基板的端部的形状如图6所示。换言之，玻璃基板的端面具有：在主表面中的以在厚度方向外侧成为凸起的方式弯曲的一对弯曲面14、和从这些弯曲面14向玻璃基材的面方向外侧突出的顶部15。应予说明，对于蚀刻处理，通过从板状玻璃材的一对主表面的两方实施蚀刻处理，从而能够使玻璃基板的端部的形状在厚度方向实质上对称，能够使后述的压缩应力在一对主表面之间相等，因此优选。
＜4.玻璃基板的制造方法中的特征工序＞
接下来，对在上述一系列的盖板玻璃1的制造方法中作为最具特征的工序的化学强化工序（S2）进一步进行详细说明。
如上所述，制造盖板玻璃1时经过如下顺序的制造工艺，即，在对板状玻璃材实施化学强化工序（S2），再实施装饰层形成工序（S3）之后，利用蚀刻处理实施形状加工工序（S4）。如果经过这样的顺序，则不需要分别对被小片化的玻璃基板单独实施利用离子交换处理的化学强化，而是在板状玻璃材的阶段集中实施利用离子交换处理的化学强化，从而与小片化后进行化学强化处理的以往顺序的情况相比，可实现生产效率的提高。并且，由于利用蚀刻处理进行形状加工工序（S4），所以即使对复杂的加工形状也能够柔软且容易地对应，并且能够得到良好的尺寸精度、加工表面状态等。
但是，在上述顺序的制造工艺中，由于对化学强化工序（S2）中进行利用离子交换处理的化学强化后的板状玻璃材，进行利用蚀刻处理的切割，所以与以往顺序的利用外径形状加工而小片化后进行化学强化的情况相比，切割时容易发生盖板玻璃1的破损、断裂等。
为了避免上述问题，考虑了对化学强化工序（S2）中形成的压缩应力层1a，将该压缩应力层1a的厚度和压缩应力的值较低地抑制并设定成即使采用划线切割也不断裂的程度（例如参照专利文献4）。然而，即使这样，也不能说一定能够充分应对盖板玻璃1的强度提高、薄板化等。
换言之，在实现盖板玻璃1的商品性提高的方面，优选深且强地形成压缩应力层1a，另一方面，如果过度强化，则化学强化工序后的形状加工工序（S4）可能变得难以进行。
对于这点，本申请发明人经过深入研究，结果得到下述见解。这里，对研究内容和所得见解进行详细说明。
（强化玻璃的压缩应力与加工性的关系）
本申请发明人首先对经化学强化的板状玻璃材（化学强化玻璃）的压缩应力与加工性的关系进行了研究。
在进行上述研究时，作为决定对化学强化玻璃的加工的成败与否的数值，本申请发明人着眼于化学强化玻璃中的压缩应力值和压缩应力层的厚度，求出了化学强化玻璃在板厚方向的整体的压缩应力的累计值。压缩应力的累计值通过将压缩应力层1a中的压缩应力的值在化学强化玻璃的板厚方向进行积分而求出即可。
具体而言，例举具有图2所示的内部应力分布的化学强化玻璃，图中，将由表示压缩应力的分布的线段σ、表示应力＝0的平衡点的线段O以及表示化学强化玻璃的外表面的线段S围成的区域的面积作为压缩应力的累计值来近似地求出。进一步详细而言，如图中所示，将压缩应力层1a的厚度设为d［μm］，将压缩应力层1a中的最大压缩应力值设为F［MPa］时，使用以下的（1）式求出决定玻璃加工的成败与否的数值即压缩应力的累计值X。
X＝F×d［MPa·μm］…（1）
另外，将在化学强化玻璃内产生拉伸应力的层（即拉伸应力层1b）的厚度设为t2［μm］时，厚度t2相当于从玻璃整体的板厚t减去压缩应力层1a的厚度d×2（表背部分）的部分，用以下的（2）式表示。
t2＝t－2d［μm］…（2）
此外，从力的平衡来看，拉伸应力的累计值与压缩应力累计值X相同，因此厚度t2的拉伸应力层1b中产生的平均拉伸应力值Tave［MPa］用以下的（3）式表示。
Tave＝X/t2＝（F×d）/（t－2d）［MPa］…（3）
另外，进行上述研究时，本申请发明人对具有以最大压缩应力值F［MPa］和压缩应力层1a的厚度d[μm]各不相同的形式形成的压缩应力层1a的图5所示的实施例1～12、比较例1～7的各化学强化玻璃，验证了利用蚀刻处理进行切割加工（外形形状加工）时有无破损发生，以及利用蚀刻处理切割而得的小片的强度特性。进而，一并验证了进行机械划线切割时有无破损产生。应予说明，实施例1～12、比较例1～7的各化学强化玻璃包括板厚t为500μm（＝0.5mm）的玻璃和700um（＝0.7mm）的玻璃。另外，这里所说的发生破损是指主要产生微裂纹。另外，该验证所使用的玻璃材是以重量%计含有SiO263.2%、Al2O312.6%、Li2O0.2%、Na2O15.6%、K2O3.2%、MgO5.2%的铝硅酸盐玻璃。
上述验证试验采用以下方法进行。即，准备加工成50×100mm的玻璃基板，将玻璃的外周部以镶3mm边的方式粘接固定于金属框。在玻璃与金属框的固定中使用双面胶带。在固定于金属框的玻璃的中央，使重100g的钢球从50cm的高度落下，算出玻璃的破损率。对于各条件，准备30片玻璃基板来重复相同的实验。对各破损率，以如下述A～C，评价冲击强度特性。
A：破损率为5%以下。
B：破损率超过5%且为20%。
C：破损率超过20%。
图5是表示化学强化玻璃的压缩应力与加工性和冲击强度特性的关系的具体例的说明图。图例对实施例1～12、比较例1～7的各化学强化玻璃，将各自的F、d、X、t、t2以及Tave的具体数值与利用蚀刻处理进行的切割工序中的有无破损发生、冲击强度特性相互建立关联并一并表示。应予说明，化学强化玻璃的压缩应力值是采用使用了（有）折原制作所制造的玻璃表面应力计“FSM-6000”的波导法得到的测定结果。
根据图例的结果，可知为了能够在被小片化的玻璃基板不发生破损的情况下，采用利用蚀刻处理的切割对外形形状进行加工，与板厚t的值无关，优选使平均拉伸应力值Tave小于50MPa。这是基于比较例3～7的各化学强化玻璃因蚀刻加工而发生破损的情况。
另外，根据图例的结果，可知为了确保被小片化的玻璃基板的冲击强度特性，优选使平均拉伸应力值Tave为7MPa以上。这是基于比较例1、2的各化学强化玻璃的冲击强度特性不充分（B评价以下）的情况。
换言之，本申请发明人根据以上的研究内容得到以下见解：如果使平均拉伸应力值Tave小于50MPa，则即使是预先进行了化学强化的板状玻璃材，与该板状玻璃材的板厚t的值无关，也能够在不发生破损的情况下采用利用蚀刻处理进行的形状加工来制作各种形状的玻璃基板。
平均拉伸应力值Tave如上所述小于50MPa即可，但如果优选45MPa以下，进一步优选40MPa以下，则能够可靠地避免利用蚀刻处理使强化玻璃小片化时发生破损。
另一方面，如果平均拉伸应力值Tave过小，则冲击强度特性降低，因此，如上所述为7MPa以上即可。如果平均拉伸应力值Tave优选为10MPa以上，进一步优选18MPa以上，更优选为20MPa以上，则能够可靠地确保被小片化的强化玻璃的冲击强度特性。应予说明，进行机械划线切割时，实施例1～12和比较例1～7的各化学强化玻璃均产生微裂纹（破损）。
通常，为了提高玻璃基板的强度、耐擦伤性，可考虑增加压缩应力层厚度，增大压缩应力值，但是伴随着压缩应力值变大，内部拉伸应力也变大。但是，如果基于内部拉伸应力算出的平均拉伸应力值Tave如上所述达到50MPa以上，则利用蚀刻处理进行形状加工时玻璃基板破损的风险提高。因此，根据本申请发明，在满足平均拉伸应力值Tave小于50MPa这样的条件的范围内，即使增大压缩应力值，或者即使压缩应力以相同程度应用于板厚薄的玻璃材，也能够在不发生破损的情况下对平均拉伸应力值Tave为7MPa以上且强度、耐擦伤性高的强化玻璃材进行加工。
（化学强化工序中的处理条件）
根据以上说明的见解，本申请发明人对于化学强化工序（S2）想到了在满足下述条件的同时进行离子交换处理。根据该见解而完成的本实施方式中的化学强化工序（S2）的处理条件如下所述。
在化学强化工序（S2）中，将成为处理对象的板状玻璃材的板厚设为t［μm］，将形成的压缩应力层1a的厚度设为d［μm］，将该压缩应力层1a中的最大压缩应力值设为F［MPa］，将该压缩应力层1a中的压缩应力累计值设为X［MPa·μm］，将伴随着该压缩应力层1a而形成的拉伸应力层1b的厚度设为t2［μm］，将该拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave［MPa］，X＝F×d、t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，以满足以下的（4）式的条件的方式进行离子交换处理，
7≤Tave＜50［MPa］…（4）
（用于满足处理条件的方法）
为了满足上述的处理条件，对化学强化工序（S2）中形成的压缩应力层1a的厚度d和最大压缩应力值F，以分别成为所希望的值的方式进行控制（control）即可。
压缩应力层1a的厚度d和最大压缩应力值F受到化学强化工序（S2）实施时的处理温度与处理时间、以及化学强化用处理液的选择及其浓度的影响。另外，还因被化学强化的玻璃材的组成、玻璃内的离子交换状况不同而异。因此，实施化学强化工序（S2）时，通过适当地决定这些处理温度、处理时间、处理液的选择、处理液的浓度、玻璃组成的选择等之类的处理参数而将压缩应力层1a的厚度和最大压缩应力值F控制为所希望的值即可。
选择玻璃组成时，在本申请发明中，使用由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成的玻璃材。铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃等玻璃相比，离子交换特性良好，所以是最适合于在以满足上述（4）的条件式的方式进行离子交换处理的玻璃材。
为了防止离子交换时的效率降低而形成足够深的压缩应力层1a，可考虑使Na2O与Li2O的总含量为10～25重量%，另外，为了以短时间形成深的压缩应力层1a，可考虑使Li2O的含量为0.1～7重量%。通过将这些含量适当地设定在允许范围内，从而能够将压缩应力层1a的厚度和最大压缩应力值控制为所希望的值。此外，也可考虑除了含有Na2O、Li2O等之类的碱金属成分以外，还含有5～20重量%左右的作为提高玻璃表面的离子交换性能的成分的Al2O3，含有0.1～6重量%左右的作为提高离子交换速度并提高玻璃的化学的耐久性、硬度的成分的ZrO2。另外，CaO具有降低离子交换时的碱离子的交换速度的作用，因此其含量优选控制在0～8重量%。
作为化学强化用处理液，优选使用含有Na离子和/或K离子的处理液，具体而言，优选将含有硝酸钠（NaNO3）和/或硝酸钾（KNO3）的硝酸盐以单盐或者混合盐的形式使用。但是，不限于硝酸盐，也可以使用硫酸盐、硫酸氢盐、碳酸盐、碳酸氢盐、卤化物。处理液含有Na离子时，该Na离子与玻璃中的Li离子进行离子交换，另外，处理液含有K离子时，该K离子与玻璃中的Li离子和Na离子进行离子交换，此外，处理液含有Na离子和K离子时，这些Na离子和K离子与玻璃中的Li离子和Na离子分别进行离子交换。通过该离子交换，从而玻璃表层部的碱金属离子被离子半径比其大的碱金属离子置换，在玻璃表层部形成压缩应力层1a而使玻璃被化学强化。
这里，使玻璃组成、处理液的温度、处理时间恒定时，能够通过调整处理液中的硝酸钾与硝酸钠的混合比来控制压缩应力层1a的厚度d和最大压缩应力值F。例如，将玻璃中的Na离子与处理液中的K离子进行离子交换时，通过向硝酸钾熔融盐中添加适当量（1～15质量%左右）的硝酸钠熔融盐，从而能够在压缩应力层1a的厚度d几乎恒定的情况下降低最大压缩应力值F。另外，将大量（例如，3重量%以上）含有Li2O作为玻璃成分的玻璃中的Li离子与处理液中的Na离子进行离子交换时，通过向硝酸钾熔融盐中添加20质量%～50质量%左右的硝酸钠熔融盐，从而最大压缩应力值F降低数%～数十%。
另外，玻璃组成恒定并使化学强化用处理液（熔融盐）的组成相同时，能够通过调整处理温度（浸渍板状玻璃材的处理液的温度）和处理时间（板状玻璃材在处理液中的浸渍时间）来控制压缩应力层1a的厚度d和最大压缩应力值F以及压缩应力累计值X。即，对于压缩应力层1a的厚度d，处理时间越长，则该厚度d的值越大。另外，对于压缩应力累计值X，处理温度越高，则该压缩应力累计值X越大。例如，化学强化工序（S2）重要的是在玻璃材的应变点以下的温度且熔融盐不分解的温度下进行，通常在350～500℃，优选在360～400℃进行1～12小时左右，优选进行2～8小时。
这里，将处理温度较低地设定在上述范围内，且将处理时间较长地设定在上述范围内时，形成压缩应力层1a的厚度d薄且最大压缩应力值F大的压缩应力层1a。
如上所述，如果适当地选择实施化学强化工序（S2）时的处理温度、处理时间、处理液的种类、板状玻璃材的玻璃组成等，则能够将压缩应力层1a的厚度和最大压缩应力值F或压缩应力累计值X控制为所希望的值，作为其结果，能够得到满足上述处理条件的化学强化玻璃。
＜5.本实施方式的效果＞
根据本实施方式中说明的盖板玻璃1的制造方法，得到下述效果。
根据本实施方式，通过在板状玻璃材的状态下利用离子交换处理进行化学强化后，利用蚀刻处理来切割板状玻璃材而使其小片化，从而得到盖板玻璃1。因此，不需要分别对被小片化的玻璃基板单独实施利用离子交换处理的化学强化，而是在板状玻璃材的阶段集中实施利用离子交换处理的化学强化，与小片化后进行化学强化处理的以往顺序的情况相比，可实现生产效率的提高，作为其结果，能够提高盖板玻璃1的制造中的生产率。
另外，根据本实施方式，由于利用蚀刻处理来切割板状玻璃材而使其小片化，因此即使对于复杂的加工形状也能够柔软且容易地应对，并且能够得到良好的尺寸精度、加工表面状态（例如切割面的面粗糙度Ra＝10nm以下）等。
此外，根据本实施方式，以满足玻璃内的平均拉伸应力值Tave为7MPa以上且小于50MPa的条件的方式对利用蚀刻处理切割前的板状玻璃材进行离子交换处理。因此，即使利用蚀刻处理对化学强化后的板状玻璃材进行切割时，也能够适当地进行切割面不发生微裂纹等破损、且能够满足冲击强度特性的该切割。换言之，本实施方式中制造的盖板玻璃1不会因压缩应力层1a的过度强化而导致形状加工的困难性，能够尽可能深且强地形成该压缩应力层1a，因此能够充分应对强度提高、薄板化等，充分提高作为盖板玻璃1的商品性。
根据以上，可以说只要使用本实施方式的制造方法制造盖板玻璃1，就能够一并实现盖板玻璃1的生产率提高、商品性提高。
另外，根据本实施方式，在利用离子交换处理的化学强化后的板状玻璃材的至少一个表面形成一层以上的装饰层，其后利用蚀刻处理来切割形成有装饰层的板状玻璃材。换言之，对于在板状玻璃材的面上形成的装饰层，也利用蚀刻处理进行切割而使其与板状玻璃材一致。因此，不需要分别对被小片化的玻璃基板单独进行装饰层的形成，而是在板状玻璃材的阶段集中进行装饰层的形成，因此可实现盖板玻璃1的制造中的生产效率提高。特别是利用印刷法对板状玻璃材形成装饰层时，加工时间和加工工作量与单独对小片化的玻璃基板利用印刷法形成装饰层的情况相同。由此，能够大幅度缩短每片小片化的玻璃基板的加工时间。
此外，在以往的玻璃基板的制造方法中，在化学强化前利用蚀刻处理使板状玻璃材小片化时，需要在蚀刻后的各工序之间，将多个玻璃基板从保持工具与输送工具中的一方换载到另一方。该换载操作在全部工序中多次进行，因该换载操作，可能会导致在玻璃基板的端面会产生裂纹、伤痕。与此相对，在本实施方式中，对板状玻璃材在化学强化后利用蚀刻处理使板状玻璃材小片化，因此能够减少工序数，也能够减少换载操作次数。其结果，能够抑制在玻璃基板的端面产生裂纹、伤痕，能够提高盖板玻璃1的强度品质。
并且，由于不进行划线切割而利用蚀刻处理进行切割，所以即使对于复杂的加工形状也能够柔软且容易地应对，能够得到良好的尺寸精度、加工表面状态等。换言之，即使在形成装饰层的情况下，也能够一并实现盖板玻璃1的生产率提高和商品性提高。
＜6.其它＞
应予说明，在本实施方式中，作为本发明优选的实施具体例，对便携设备用的盖板玻璃1的制造方法进行了说明，但本发明并不限定于此。
例如，如果本发明中成为被制造物的玻璃基板是通过对利用离子交换处理的化学强化后的板状玻璃材进行利用蚀刻处理的形状加工而得到的，则也可以是便携设备用的盖板玻璃1以外的玻璃基板。即使在这种情况下，通过应用本发明，也能够一并实现该玻璃基板的生产率提高和商品性提高。
如上所述，本发明不限定于上述的本实施方式的内容，可以在不脱离其主旨的范围内适当地变更。
符号说明
1…盖板玻璃
1a…压缩应力层
1b…拉伸应力层
t…板状玻璃材的板厚
d…压缩应力层的厚度
F…压缩应力层的最大压缩应力值
X…压缩应力累计值
t2…拉伸应力层的厚度
Tave…拉伸应力层的平均拉伸应力值

Claims (14)

1.一种强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
化学强化工序，通过对板状玻璃材进行离子交换处理，使该板状玻璃材的表层部为压缩应力层，并使该表层部以外的深层部为拉伸应力层，和
形状加工工序，通过对经过所述化学强化工序后的所述板状玻璃材进行蚀刻处理来切割该板状玻璃材，得到被小片化的玻璃基板；其中，
准备由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成的所述板状玻璃材，
在所述化学强化工序中，将所述板状玻璃材的板厚设为t，单位为μm，将所述压缩应力层的厚度设为d，单位为μm，将所述压缩应力层的最大压缩应力值设为F，单位为MPa，将所述压缩应力层的压缩应力累计值设为X，单位为MPa·μm，将所述拉伸应力层的厚度设为t2，单位为μm，将所述拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave，单位为MPa，X＝F×d、t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，以满足如下条件的方式进行所述离子交换处理：
7≤Tave＜50，单位为MPa。
2.一种强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
化学强化工序，通过对板状玻璃材进行离子交换处理，使该板状玻璃材的表层部为压缩应力层，并使该表层部以外的深层部为拉伸应力层，和
形状加工工序，通过对经过所述化学强化工序后的所述板状玻璃材进行蚀刻处理来切割该板状玻璃材，得到被小片化的玻璃基板；其中，
准备由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成的所述板状玻璃材，
在所述化学强化工序中，以成为不因所述蚀刻处理而产生所述板状玻璃材破损的拉伸应力的方式进行所述离子交换处理。
3.根据权利要求1或2所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，在所述化学强化工序后，在所述形状加工工序前，包括装饰层形成工序：在进行了所述离子交换处理的所述板状玻璃材的至少一个表面形成一层以上的装饰层，
在所述装饰层形成工序后进行的所述形状加工工序中，利用所述蚀刻处理来切割形成有所述装饰层的所述板状玻璃材。
4.根据权利要求3所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述装饰层形成工序包括如下的印刷处理，即，在保持所述板状玻璃材的端面的状态下对主表面实施印刷处理。
5.根据权利要求3或4所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述装饰层形成工序包括在主表面形成导电性层和透明导电层的处理。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，作为所述板状玻璃材，使用含有选自SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、Li2O、Na2O及K2O中的碱金属氧化物中的至少一种的玻璃。
7.根据权利要求6所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，作为所述板状玻璃材，使用含有8重量%以上的Na2O、8重量%以下（包括0）的CaO的玻璃。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的强化玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述强化玻璃基板是作为电子设备用盖板玻璃的玻璃基板。
9.一种强化玻璃基板，其特征在于，由含碱金属氧化物的铝硅酸盐玻璃构成，在表层部具有压缩应力层，并且在深层部具有拉伸应力层，
将所述铝硅酸盐玻璃的板厚设为t，单位为μm，将所述压缩应力层的厚度设为d，单位为μm，将所述压缩应力层的最大压缩应力值设为F，单位为MPa，将所述压缩应力层的压缩应力累计值设为X，单位为MPa·μm，将所述拉伸应力层的厚度设为t2，单位为μm，将所述拉伸应力层的平均拉伸应力值设为Tave，单位为MPa，X＝F×d、t2＝t－2d且Tave＝X/t2的关系成立时，实施满足如下的条件的离子交换处理：
7≤Tave＜50，单位为MPa，
进而，该强化玻璃基板的端面是被蚀刻处理的面。
10.根据权利要求9所述的强化玻璃基板，其特征在于，所述强化玻璃基板的端面具有：主表面中的以在厚度方向外侧成为凸起的方式弯曲的一对弯曲面、和从这些弯曲面向玻璃基材的面方向外侧突出的顶部。
11.根据权利要求9或10所述的强化玻璃基板，其特征在于，在所述强化玻璃基板的端面的至少一部分的区域不形成压缩应力层。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的强化玻璃基板，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃是含有选自SiO2：50～75重量%、Al2O3：5～20重量%、Li2O、Na2O及K2O中的碱金属氧化物中的至少一种作为玻璃成分的玻璃。
13.根据权利要求12所述的强化玻璃基板，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃是含有8重量%以上的Na2O、8重量%以下（包括0）的CaO的玻璃。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的强化玻璃基板，其特征在于，所述强化玻璃基板是作为电子设备用盖板玻璃的玻璃基板。
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