CN104379533B - 电子设备用玻璃盖片的玻璃基板和电子设备用玻璃盖片、以及电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其使具有顶部的端面的强度得以提高。本发明的玻璃基板具有与一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，端面为具有顶部的形状，具有化学强化所致的压缩应力层，最大压缩应力值为600MPa以上，且压缩应力层的深度为60μm以下。顶部的顶角θ[度]、表面的最大压缩应力值CS[MPa]、压缩应力层的深度d[μm]满足600MPa≤‑3.5×{(d/sin(θ/2))‑d}+CS的关系。

Description

电子设备用玻璃盖片的玻璃基板和电子设备用玻璃盖片、以 及电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法
技术领域
本发明涉及包括例如作为便携式电话、便携型游戏机、PDA(Personal DigitalAssistant：个人数字助理)、数字照相机、摄像机、或平板PC(Personal Computer：个人计算机)等便携设备的显示屏幕等的盖片的便携设备用玻璃盖片、作为触摸传感器的盖片的触摸传感器用玻璃盖片、PC的操作面板中所用的轨迹板用玻璃盖片等的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板和电子设备用玻璃盖片；以及电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法。
背景技术
以往，在便携式电话等便携设备(电子设备)中，其显示屏幕通常使用了透明性优异且轻量的丙烯酸类树脂板，近年来，代替以往的丙烯酸类树脂板，大多使用即便薄也具有高强度、与以往的丙烯酸类树脂板相比在表面平滑性、保护性(耐候性、防污性)、美观·高级感等方面优越的玻璃材料所构成的玻璃盖片。
另外，近年来，触控面板方式的电子设备开始占据主流。触控面板方式中，主要通过按压显示屏幕的特定部位(例如显示在屏幕的图标等)来进行电子设备的操作，由于频繁、反复地被按压，因此要求用于对应该触控面板功能的显示屏幕的强度提高。另外，从电子设备的轻量化和设计性的方面来看，还继续致力于薄型化。为此，需要一种薄型、轻量、大屏幕(大面积)且具有充分的强度的玻璃盖片。
为了满足对于这种电子设备用玻璃盖片的要求，对玻璃盖片实施了用于提高其强度的化学强化处理。该化学强化处理通过使玻璃基板浸渍到将化学强化盐加热熔融而得到的化学强化处理液中来进行，据认为：例如通过提高化学强化处理液的加热温度、或延长处理时间，从而使在玻璃基板的表层所形成的压缩应力层的厚度(深度)变厚，则压缩应力值愈发提高，玻璃基板的强度(断裂强度、耐划伤性等)提高；但另一方面还已知：在强化特性优异的化学强化玻璃中，若过度引入化学强化，则延迟断裂或脆度增加。
例如，在专利文献1中公开了一种强化玻璃物品，其具有低于界限值的中央张力，若超过该界限值则玻璃显示出脆性，并公开了在中央张力CT与压缩应力、应力层深度、玻璃板厚的关系中不显示出脆性的化学强化条件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011-530470号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据本发明人的研究可知，在利用专利文献1所公开的化学强化条件实施了化学强化的玻璃基板中，例如在玻璃盖片的组装工序中由于与夹具的接触等会在玻璃基板的端面产生裂纹、伤痕等，会产生许多以该裂纹、伤痕为起点的缺损、破裂等。
另外，与曲面或平坦面相比，例如图1的(a)～(c)所示那样的为具有顶部14～16的端面形状的玻璃基板在结构上容易产生缺损、或者容易产生以缺损为起点的破裂。进而，如后所述，还可知化学强化在这种顶部比预期引入得更深，存在压缩应力的降低，因此即使实施化学强化也容易破裂。因此，在用于电子设备用玻璃盖片的玻璃基板中，特别希望提高端面的强度。
因此，本发明的目的在于提供一种尤其可提高具有顶部的端面的强度的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板、和具备该玻璃基板的电子设备用玻璃盖片、以及电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法。
用于解决课题的方案
上述专利文献1中，对玻璃物品的主表面的化学强化如上所述进行了研究，但关于玻璃物品的端面的化学强化并没有进行任何研究。为了解决上述课题，本发明人尤其对玻璃基板的端面形状与化学强化的关系进行了深入研究，结果，基于所得到的见解完成了本发明。
即，本发明具有以下的构成。
(构成1)
一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其为在电子设备用玻璃盖片中使用的玻璃基板，其特征在于，上述玻璃基板的玻璃组成为：作为主要成分，含有SiO250重量％～70重量％、Al2O35重量％～20重量％、Na2O 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对主表面、和与该一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，该端面为具有顶部的形状，上述玻璃基板在表层具有通过实施基于离子交换的化学强化而产生的压缩应力层，上述主表面的最大压缩应力值为600MPa以上，且压缩应力层的深度为60μm以下，将上述顶部的顶角设为θ[度]、将上述主表面的最大压缩应力值设为CS[MPa]、将上述主表面的压缩应力层的深度设为d[μm]时，满足
600MPa≤-3.5×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
的关系。
(构成2)
如构成1所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，上述顶部的顶角θ为30度以上135度以下。
(构成3)
如构成1或2所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，在对截面进行观察时，上述玻璃基板的端面具有如下形状：朝向基板内部画出近似圆弧的2个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侧分别配置有上述顶部。
(构成4)
如构成1或2所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，上述玻璃基板的端面中的厚度方向中心部弯曲，在端面中的厚度方向主表面侧配置有上述顶部。
(构成5)
如构成1～4中任一项所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，上述玻璃基板由铝硅酸盐玻璃构成。
(构成6)
如构成1～5中任一项所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，上述玻璃基板的厚度为0.1mm～1.5mm的范围。
(构成7)
一种电子设备用玻璃盖片，其特征在于，其具备构成1～6中任一项所述的玻璃基板。
(构成8)
一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法，其为在电子设备用玻璃盖片中使用的玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述玻璃基板的玻璃组成为：作为主要成分，含有SiO250重量％～70重量％、Al2O35重量％～20重量％、Na2O 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％，该制造方法包括以下工序：外形加工工序，其中，从平板玻璃切下特定的外形形状并对上述玻璃基板的外形进行加工；和化学强化工序，其中，对进行了上述外形加工的玻璃基板实施基于离子交换的化学强化处理，上述外形加工工序中，形成玻璃基板，该玻璃基板具有一对主表面和与该一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，该端面为具有顶部的形状，上述化学强化工序中，按照如下方式实施化学强化处理：将上述顶部的顶角设为θ[度]、将通过实施化学强化所产生的上述主表面的最大压缩应力值设为CS[MPa]、将通过实施化学强化所形成的上述主表面的压缩应力层的深度设为d[μm]时，满足
600MPa≤-3.5×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
的关系。
(构成9)
如构成8所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法，其特征在于，上述外形加工工序包括以下工序：通过机械加工从平板玻璃切下特定的外形形状的工序；和通过湿式蚀刻对所切下的玻璃基板的端面形状进行加工的工序。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其尤其可以提高具有顶部的端面的强度，可以减少以往的结构方面的缺损或破裂等的发生、或者因引入比预期更深的化学强化而导致的压缩应力的降低等因具有顶部的端面的脆性所引起的缺损或破裂等的发生；可以提供具备该玻璃基板的电子设备用玻璃盖片、以及电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法。
附图说明
图1的(a)、(b)和(c)均为示出与本发明有关的玻璃基板的端面形状例的截面图。
图2的(a)～(c)分别为用于说明本发明中的端面顶部的顶角闸的定义的参考图。
图3是示出顶角与顶部的压缩应力层深度的关系的图。
图4是示出化学强化条件与压缩应力层深度、最大压缩应力值的关系的图。
图5是示出在顶部的最大压缩应力值达到600MPa以上的情况下的、压缩应力层深度d、顶角θ、与表面处的最大压缩应力值CS的关系的图。
图6的(a)和(b)均为用于说明玻璃基板的边缘落下测试方法的参考图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明的电子设备用玻璃盖片例如作为便携设备用玻璃盖片组装入便携式电话的显示屏幕中。本发明中的电子设备用玻璃盖片包括例如作为便携式电话、便携型游戏机、PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)、数字照相机、摄像机、或平板PC(Personal Computer：个人计算机)等便携设备的显示屏幕等的盖片的便携设备用玻璃盖片、作为触摸传感器的盖片的触摸传感器用玻璃盖片、PC的操作面板中所用的轨迹板用玻璃盖片等。
例如，对于上述便携设备用玻璃盖片，为了不使显示屏幕因来自外部的冲击而破损，需要进行保护，因此要求具有强度。特别是在触控面板的情况下，通过按压显示屏幕的特定部位(例如显示在屏幕的图标等)来进行便携式电话的操作，由于频繁、反复地被按压，因此，为了对应该触控面板功能而需要一种薄型、轻量、大屏幕(大面积)且具有充分的强度的玻璃盖片。
本发明的电子设备用玻璃盖片通过以下说明的工艺进行制造。此处，作为一例，对便携式电话等的便携设备用玻璃盖片的情况进行说明。
首先，通过蚀刻将成型为片状的玻璃坯料(大张的平板玻璃)切割成特定的尺寸(小片化)，制作玻璃盖片用玻璃基板。
通过蚀刻将利用下拉法或浮法等所制造的厚度为例如0.5mm左右的片状玻璃坯料(平板玻璃)切割成特定尺寸的小片。小片的尺寸只要考虑在制品的玻璃盖片的尺寸上加上外周形状加工所需要的余量的尺寸来决定即可。
需要说明的是，从对应于最近的便携设备的薄型化·轻量化的市场需求的观点出发，上述玻璃盖片用玻璃基板的厚度例如优选为0.1mm～1.5mm左右的范围，进一步优选为0.3mm～0.7mm左右的范围。
本发明中，构成玻璃盖片用玻璃基板的玻璃优选为能够利用离子交换进行化学强化的玻璃组成，例如优选为无定形的铝硅酸盐玻璃。由这种铝硅酸盐玻璃构成的玻璃基板的化学强化后的强度高、良好。作为这种铝硅酸盐玻璃，例如可以使用含有SiO250重量％～70重量％、Al2O35重量％～20重量％、Na2O 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％作为主要成分的铝硅酸盐玻璃。
在将上述平板玻璃小片化的情况下，若应用蚀刻法，则即便是所期望的形状、特别是复杂的外形形状也可以切下，还可以与玻璃基板的外周形成同时进行外形形状加工和开孔加工。即，在上述平板玻璃的表面涂布抗蚀剂(感光性有机材料)，并进行特定的曝光、显影，形成具有切割线的图案的抗蚀图案(切割线上不存在抗蚀剂的图案)。并且，利用能够溶解的蚀刻液(例如以氢氟酸为主要成分的酸性溶液等)对形成有这种抗蚀图案的玻璃坯料进行湿式蚀刻，从而切割成特定尺寸的小片。将残留的抗蚀图案剥离并进行清洗。
图1的(a)和(b)是示出通过蚀刻将平板玻璃的外形切下成例如矩形状而得到的玻璃基板的端面形状例的截面图。
图1所示的玻璃基板1具有相对的一对主表面11、12和与该一对主表面11、12相邻的端面13。将在玻璃基板(切下前的平板玻璃)的主表面11、12分别形成的未图示的抗蚀图案作为掩模，并对上述玻璃基板进行蚀刻时，蚀刻从玻璃基板的相对的两主表面11、12分别各向同性地进行，因此，通过从主表面11侧进行的蚀刻和从主表面12侧进行的蚀刻，在端面13形成顶部16。该蚀刻中，在对截面进行观察时，蚀刻按照从主表面11侧和主表面12侧向玻璃基板内部分别画出近似圆弧的方式而进行，因此在玻璃基板1被切下时，形成朝向基板内部画出近似圆弧的2个凹面在基板的厚度方向的中央附近交叉的端面形状(参照图1的(a))。其结果，在基板的厚度方向的中央形成上述顶部16，在端面13和两主表面11、12的边缘部分形成顶部14、15。即，关于所得到的玻璃基板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侧分别配置有上述顶部14、15、16。
另外，图1的(b)示出了在上述蚀刻后通过磨削加工对主表面11、12侧的顶部14、15进行曲面或倒角加工而改善了顶部形状的例子。以上，对通过蚀刻法将平板玻璃小片化的情况进行了说明，但本发明不限定于此，例如也可以通过机械(切割)加工将大尺寸的平板玻璃切割成特定的尺寸(小片化)，并用磨石对加工面进行研磨，从而制作出玻璃盖片用的玻璃基板1。例如，将利用下拉法或浮法等所制造的厚度为例如0.5mm左右的平板玻璃层积多片(例如几十片左右)(层压)，例如使用玻璃用切割器切割成特定尺寸的小片。这样，若将层积状态的玻璃切割加工一次，则在接下来的形状加工工序中也可以对层积状态的小片进行一次形状加工，因而在生产上有利。并且，在通过机械加工实施所需要的形状加工后，通过湿式蚀刻实施加工，该加工主要用于除去加工面的微裂纹等损伤层。
在如此得到的玻璃基板中，如图1的(c)所示，也在端面13和两主表面11、12的边缘部分形成顶部14、15。即，关于通过合用机械加工和湿式蚀刻进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弯曲，在端面中的厚度方向主表面侧配置有上述顶部14、15。
此处，本发明中，如下定义在通过蚀刻或机械加工从上述平板玻璃切下的玻璃基板1的端面13所形成的上述顶部的顶角θ。
参照图2进行说明。关于在玻璃基板1的厚度方向的中央所形成的上述顶部16，将其顶点(最突出的点)、与从顶点起画出半径为10μm的圆时该圆(图2中的虚线所描绘的圆)与玻璃基板1的轮廓线的接点分别连结而成的2条假设线L1、L2所成的角设为顶角θ(参照图2的(a))。
另外，关于在端面中的厚度方向主表面侧所形成的上述顶部15，也将其顶点(最突出的点)、与从顶点起画出半径为10μm的圆时该圆(图2中的虚线所描绘的圆)与玻璃基板1的轮廓线的接点分别连结而成的2条假设线L1、L2所成的角设为顶角θ(参照图2的(b))。该情况下，一条假设线(例如假设线L2)位于主表面12上。需要说明的是，关于上述顶部14的顶角，也同样地进行定义。
另外，关于图1的(b)所示的进行了曲面或倒角加工的上述顶部15、图1的(c)所示的通过合用机械加工和湿式蚀刻进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侧的上述顶部15，也将其顶点(最突出的点)、与从顶点起画出半径为10μm的圆时该圆(图2中的虚线所描绘的圆)与玻璃基板1的轮廓线的接点分别连结而成的2条假设线L1、L2所成的角设为顶角θ(参照图2的(c))。需要说明的是，关于上述顶部14的顶角，也同样地进行定义。
接着，对于通过蚀刻或机械加工而小片化的上述玻璃基板，为了提高强度而进行化学强化处理。
作为化学强化处理的方法，例如，优选在不超过玻璃化转变点的温度的温度区域、例如摄氏300度以上600度以下的温度下进行离子交换的低温型离子交换法等。化学强化处理是指下述处理：使熔融的化学强化盐与玻璃基板接触，从而使化学强化盐中原子半径相对较大的碱金属元素与玻璃基板中原子半径相对较小的碱金属元素进行离子交换，使该离子半径大的碱金属元素渗透至玻璃基板的表层，在玻璃基板的表面产生压缩应力。
作为化学强化盐，优选可以使用硝酸钾或硝酸钠等碱金属硝酸盐。经化学强化处理的玻璃基板的强度提高，耐冲击性优异，因此适合于冲击、挤压增加而需要高强度的便携设备中所用的玻璃盖片。
若更详细地说明该化学强化处理工序，例如包括以下工序：化学强化工序，其中，将矩形的玻璃基板浸渍到将化学强化盐加热熔融而得到的化学强化处理液中，从而进行该玻璃基板的化学强化；冷却工序，其中，在进行了该化学强化工序后，将上述玻璃基板从上述化学强化处理液中取出并降低上述玻璃基板的温度。
为了解决上述课题，本发明人对玻璃基板的端面形状、特别是图1所示的具有顶部的端面形状与化学强化的关系进行了深入研究。
通过化学强化在端面的顶部生成的压缩应力层相对于顶部从其两侧的两个方向进行离子交换，因此推测与在端面中的顶部以外的区域面或主表面生成的压缩应力层相比深度(厚度)变深，与之相伴，认为顶部的压缩应力值与主表面中的压缩应力值相比变小。将在端面中的顶部以外的区域面或主表面的垂线方向所测定的压缩应力层的深度(厚度)设为d的情况下，在端面的顶部，理论上可算出在其顶角θ的等分线方向所测定的顶部的压缩应力层的深度d’为d/sin(θ/2)。
此处，利用d/sin(θ/2)的关系式，求出顶部的顶角与该顶部处的压缩应力层深度(将主表面等的压缩应力层深度设为100时的％比例)的关系的结果示于图3。如图3所示，发现：顶角越小于90度、即越为锐角，则端面的顶部处的压缩应力层的深度越深。
另外，图4是示出化学强化条件与主表面的压缩应力层深度及最大压缩应力值的关系的图。
经化学强化的玻璃基板的断裂强度及耐划伤性与基板表面的最大压缩应力值有关，认为压缩应力值越大则来自外部的冲击越强。图4示出作为化学强化条件将化学强化处理液的加热温度在440℃～500℃进行变更、将处理时间(浸渍时间)在2小时～9小时的范围内进行变更时的压缩应力层深度与最大压缩应力值的关系。
由图4表明，在端面(顶部以外的区域面)或主表面的垂线方向所测定的压缩应力层随着其深度变深，最大压缩应力值降低。即，若对玻璃基板引入的化学强化过深，则最大压缩应力值反而会降低。
针对该问题，对端面的顶部进行了研究，则顶部(特别是顶角为锐角的情况)在碰撞时应力容易集中、容易破裂，因此希望具有更高的强度。但是，在顶部，如上所述离子交换以预期以上的程度进行，根据其化学强化条件，可形成比在主表面等生成的压缩应力层更深的压缩应力层，其结果只得到比预期更低的压缩应力。因此认为，在顶部，对于来自外部的冲击格外容易产生裂纹或划伤等，容易产生以此为起点的缺损、破裂。
基于上述见解，本发明人就用于得到对于端面顶部的冲击而言充分的强度的条件进行了研究。
一部分内容与已经记载的内容重复，将在端面(顶部以外的区域面)或主表面的垂线方向所测定的压缩应力层的深度设为d[μm](实测值)，将在顶部的其顶角的等分线方向所测定的压缩应力层的深度的理论值设为d'[μm]，将顶部的顶角设为θ[度]，将端面(顶部以外的域面)或主表面的最大压缩应力值设为CS[MPa](实测值)，将顶部的最大压缩应力值的理论值设为CS'[MPa]。
如上所述，d'＝d/sin(θ/2)。
另外，CS'＝A×(d'-d)+CS＝A×{(d/sin(θ/2))-d}+CS…(1)式
这一关系式成立。
此处，A为压缩应力值的变化量相对于压缩应力层的深度的变化量之比，可以选择-10MPa/μm以上-0.5MPa/μm以下的范围内的值。在A大于-0.5MPa/μm的情况下，压缩应力值的变化量(降低)相对于压缩应力层的深度的变化量小，因而应用上述关系式研究顶部的化学强化的引入方式的必要性不足。另一方面，在A小于-10MPa/μm的情况下，为压缩应力值的变化量(降低)相对于压缩应力层的深度的变化量的大的玻璃坯料，因此这种玻璃基板不适合作为电子设备用玻璃盖片。
此处，为了抑制因具有顶部的端面的脆性所引起的缺损或破裂等的发生，发明人通过各种实验确认了优选使顶部的压缩应力值的理论值CS'为600MPa以上。通过以下的关系式求出CS'≥600MPa时的压缩应力层深度d、顶角θ、表面处的最大压缩应力值CS，将其结果示于图5。
600MPa≤A×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
此处，在玻璃组成为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％的情况下，A的值、即压缩应力值的变化量相对于压缩应力层的深度的变化量之比可以由图4所示的实用强化条件下的实验结果进行计算。
作为该强化条件的一例，利用硝酸钾100％的熔融盐，在作为一般的化学强化温度区域的Tg(该玻璃的玻璃化转变温度)－150℃的化学强化处理液的加热温度下，由d为例如20μm及40μm的强化条件下的测定值求出压缩应力值的变化量相对于压缩应力层的深度的变化量之比，可以将该比作为A使用。
需要说明的是，此处，根据图4的结果，A为-3.5MPa/μm。
此处，关于应用于本发明的能够进行化学强化的铝硅酸盐玻璃，该铝硅酸盐玻璃的玻璃组成作为主要成分含有SiO250重量％～70重量％、Al2O35重量％～20重量％、Na2O 6重量％～20重量％、K2O 0重量％～10重量％、MgO 0重量％～10重量％、CaO0重量％～10重量％，确认到相对于压缩应力层的深度的变化量的压缩应力值的变化量与图4所示的实验结果实质上是同样的。因此，若为该组成范围，则可以将-3.5MPa/μm用作A的值，求出顶部的压缩应力值的理论值CS'。
本发明中，顶角θ通常假设为30度以上135度以下。在顶角为135度以下的情况下，因引入预期以上的深度的化学强化所产生的压缩应力的降低显著，可优选地应用本发明，进一步优选为30度以上120度以下的范围。需要说明的是，在顶角小于30度的情况下，无论有无化学强化，结构上均容易缺损，因而需要预先进行倒角加工等。另外，在顶角超过135度的情况下，如图5所示，CS与CS'之差极小，因此难以产生因引入预期以上的深度的化学强化所产生的压缩应力的降低。
此处，例如若假设为30度～135度，为了使CS'≥600MPa，例如若θ超过30度、d超过60μm，则CS≥1400MPa，难以实现，因此d为60μm以下、CS为600MPa以上是合适的。
根据以上内容，本发明的电子设备用玻璃盖片中所用的玻璃基板的特征在于，其具有一对主表面、和与该一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，该端面为具有顶部的形状，上述玻璃基板在表层具有通过实施基于离子交换的化学强化而产生的压缩应力层，上述主表面的最大压缩应力值为600MPa以上，且压缩应力层的深度为60μm以下，若将上述顶部的顶角设为θ[度]、将上述主表面的最大压缩应力值设为CS[MPa]、将上述主表面的压缩应力层的深度设为d[μm]，则满足
600MPa≤A×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
(此处，A是压缩应力值的变化量相对于压缩应力层的深度的变化量之比，为-10MPa/μm以上-0.5MPa/μm以下的范围内的值。)的关系。为了得到这种玻璃基板，例如优选适当调节上述化学强化条件。
此处，在含有SiO250重量％～70重量％、Al2O35重量％～20重量％、Na2O 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％的玻璃组成的情况下，若将-3.5MPa/μm用作A，则与压缩应力有关的关系式如下。
600MPa≤-3.5×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
若利用本发明的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，尤其可以提高具有顶部的端面的强度，例如顶部处的最大压缩应力值为600MPa以上，可以减少以往的结构上、或者因引入比预期更深的化学强化而导致的压缩应力的降低等因具有顶部的端面的脆性所引起的缺损或破裂等的发生。
需要说明的是，如上述图1所示，为在玻璃基板1的端面13具有顶部14、15、16的形状的情况下，尤其希望进一步提高顶角为锐角的顶部的强度，从该观点出发，优选适当调节上述化学强化条件。
利用完成了以上说明的化学强化处理的玻璃基板，制作电子设备用玻璃盖片。
也可以将上述玻璃基板自身作为电子设备用玻璃盖片。或者，根据电子设备的用途，可以在上述玻璃基板的一个主表面设置一层以上的装饰层。作为装饰层，可以举出防反射涂层、防眩涂层、半反射镜涂层、偏振片等具有光学功能的层；以ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)膜为代表的透明导电膜等具有电气功能的层；印刷层等具有提高审美性的功能的层；等等。另外，通过将多个装饰层层积、进行图案化加工，还可以将触控面板等各种器件形成于玻璃盖片。作为这些装饰层的形成手段，可以举出蒸镀法、溅射法等成膜法、丝网印刷等印刷法；等等。
需要说明的是，也可以对进行了上述化学强化处理的玻璃基板的表面实施所期望的防污涂布。利用者在使用触控面板方式的便携设备时，用手指直接接触其显示屏幕来进行操作，因此指纹等污物容易附着在保护显示屏幕的玻璃盖片上。因此，希望可防止或抑制指纹等污物附着于玻璃盖片上，或者，即使指纹等污物附着也容易将其擦去。因此，优选对玻璃盖片的表面实施例如使用了氟系树脂材料的防污涂布处理。
如上所述，对于经化学强化的玻璃基板，任意地形成上述的装饰层或防污涂层，从而制作出最终的电子设备用玻璃盖片。
如以上说明的那样，若利用本发明的玻璃基板和具备该玻璃基板的电子设备用玻璃盖片、以及该玻璃基板的制造方法，尤其可以提高具有顶部的端面的强度，可以减少结构上的缺损或破裂等的发生、或者因引入比预期更深的化学强化而导致的压缩应力的降低等所引起的玻璃基板或制品的电子设备用玻璃盖片的缺损或破裂等的发生。
实施例
下面，关于将电子设备用玻璃盖片作为便携设备用玻璃盖片的情况，举出实施例和比较例来更具体地说明本发明。
(实施例、比较例)
经过以下的(1)玻璃基板加工工序、(2)化学强化工序而制作在便携设备用玻璃盖片中使用的玻璃基板。
(1)玻璃基板加工工序
首先，通过蚀刻法从利用下拉法或浮法所制造的由铝硅酸盐玻璃构成的厚度0.5mm的平板玻璃切出特定的形状(矩形状)、尺寸(100mm×50mm)，在上述蚀刻后，通过磨削加工对主表面侧的顶部进行曲面或倒角加工，从而制作出改善了顶部形状的玻璃盖片用玻璃基板。作为该铝硅酸盐玻璃，使用了含有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％的化学强化用玻璃。
用玻璃切割器对所制作的玻璃基板进行划线切割，之后通过显微镜观察切割面，结果为具有与图1的(b)同样的顶部的形状。
(2)化学强化工序
接着，对上述玻璃基板实施化学强化。化学强化中，准备将硝酸钾和硝酸钠混合而成的化学强化处理液(混合比参照表1)。将该化学强化处理溶液加热至特定温度，将上述玻璃基板浸渍特定时间，进行化学强化。
此处，将上述化学强化处理液的加热温度在440℃～500℃进行变更，将处理时间(浸渍时间)在2小时～9小时的范围内进行变更(参照表1)，作为表1所示的实施例1～4和比较例1～3。
另外，在上述玻璃基板加工工序中，通过机械加工形成玻璃基板的外形，并对玻璃基板的端面进行蚀刻处理，进行化学强化，作为表1所示的实施例5和比较例4。用玻璃切割器对所制作的玻璃基板进行划线切割后，通过显微镜观察切割面，结果为具有与图1的(c)同样的顶部的形状。
如此进行化学强化后，将玻璃基板从化学强化处理液中取出，冷却后，为了去除玻璃基板的附着物，将玻璃基板依次浸渍于中性洗涤剂、纯水、IPA、IPA(蒸气干燥)的各清洗槽中，进行超声波清洗，并干燥。
如此制作出实施例1～5和比较例1～4的玻璃盖片用玻璃基板。
关于各玻璃基板的端面顶部的顶角θ，根据利用上述图2所说明的定义，求出在端面的厚度方向的中央附近所形成的顶部16或在厚度方向的主表面侧所形成的顶部15(或14)的顶角。
另外，各玻璃基板的主表面的压缩应力值CS和压缩应力层深度(厚度)d使用基于波导法(ウェブガイド法)的表面应力测定装置进行测定。
利用如此得到的各玻璃基板的端面顶部的顶角θ、各玻璃基板的主表面的压缩应力值CS和压缩应力层深度(厚度)d的值，通过上述(1)式(CS'＝A×{(d/sin(θ/2))-d}+CS)，求出各玻璃基板的顶部的最大压缩应力值的理论值CS'[MPa]，示于表1。需要说明的是，根据图4的结果，A＝-3.5MPa/μm。
另外，对各玻璃基板进行了边缘落下测试。如图6的(a)所示，该测试中，朝向在未图示的台上水平放置的淬硬钢的销2(φ1mm、宽(长度)20mm)，使玻璃基板1从上方(15cm)垂直地落下，评价玻璃基板的破裂及端面中央的顶部的缺损的有无。
需要说明的是，关于实施例4、5和比较例2～4的玻璃基板，如图6的(b)所示，使上述销2从水平方向倾斜45度，朝向该销，使玻璃基板1从上方(15cm)垂直地落下，评价了玻璃基板的破裂、及端面非中央的主表面侧的顶部的缺损的有无。
关于上述边缘落下测试中的玻璃基板的边缘冲击部位，在表1中，将图1的(b)的顶部16的情况记为“1(b)-16”，将图1(b)的顶部15(或14)的情况记为“1(b)-15”，将图1(c)的顶部15(或14)的情况记为“1(c)-15”。
需要说明的是，表1中，将没有破裂、缺损的情况记为“○”。
将上述结果归纳示于下述表1中。
由表1的结果可知，本发明实施例的玻璃基板通过以满足上述关系式的方式实施化学强化，从而端面顶部处的压缩应力值的理论值提高(600MPa以上)。其结果，可以确认：通过以满足上述关系式的方式实施化学强化，在上述边缘落下测试中，玻璃基板的端面(特别是顶部)的强度提高。
另一方面，比较例的玻璃基板在上述边缘落下测试中产生了缺损。该比较例的玻璃基板中，未满足基于化学强化的上述关系式，端面顶部处的压缩应力值小于600MPa，未实现基于化学强化的端面的强度提高。
需要说明的是，本发明不限于以上的实施例。例如，也可以将电子设备用玻璃盖片作为触摸传感器用玻璃盖片或轨迹板用玻璃盖片。
符号说明
1 玻璃基板
11、12 玻璃基板的主表面
13 玻璃基板的端面
14、15、16 顶部

Claims (7)

1.一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其为在电子设备用玻璃盖片中使用的玻璃基板，其特征在于，
所述玻璃基板的玻璃组成为：作为主要成分，含有
SiO2 50重量％～70重量％、
Al2O3 5重量％～20重量％、
Na2O 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％，
所述玻璃基板具有一对主表面、和与该一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，所述玻璃基板的端面具有如下形状：朝向基板内部画出近似圆弧的2个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央附近、和端面中的厚度方向主表面侧分别配置有顶部，
所述玻璃基板在表层具有通过实施基于离子交换的化学强化而产生的压缩应力层，所述主表面的最大压缩应力值为600MPa以上，且压缩应力层的深度为60μm以下，
将所述顶部的顶点、与从该顶点起画出半径为10μm的圆时该圆与玻璃基板的轮廓线的接点分别连结而成的2条假设线所成的角设为顶部的顶角θ，将θ的单位设为度时，所述顶部的顶角θ为30度以上135度以下，
将所述主表面的最大压缩应力值设为CS、将所述主表面的压缩应力层的深度设为d，将CS的单位设为MPa、将d的单位设为μm时，在所述端面中的厚度方向中央附近、和厚度方向主表面侧各自的顶部中，满足
600MPa≤-3.5MPa/μm×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
的关系。
2.如权利要求1所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，所述顶部的压缩应力值为600MPa以上。
3.如权利要求1或2所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板由铝硅酸盐玻璃构成。
4.如权利要求1或2所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板，其特征在于，所述玻璃基板的厚度为0.1mm～1.5mm的范围。
5.一种电子设备用玻璃盖片，其特征在于，其具备权利要求1～4中任一项所述的玻璃基板。
6.一种电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法，其为在电子设备用玻璃盖片中使用的玻璃基板的制造方法，其特征在于，
所述玻璃基板的玻璃组成为：作为主要成分，含有
SiO2 50重量％～70重量％、
Al2O3 5重量％～20重量％、
Na2O 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％，
该制造方法包括以下工序：外形加工工序，其中，从平板玻璃切下特定的外形形状并对所述玻璃基板的外形进行加工；和化学强化工序，其中，对进行了所述外形加工的玻璃基板实施基于离子交换的化学强化处理，
所述外形加工工序中，形成玻璃基板，该玻璃基板具有一对主表面、和与该一对主表面相邻的端面，在对截面进行观察时，所述玻璃基板的端面具有如下形状：朝向基板内部画出近似圆弧的2个凹面在基板的厚度方向的中央附近交叉；且在所述玻璃基板的端面中的厚度方向中央附近、和端面中的厚度方向主表面侧分别配置有顶部，
将所述顶部的顶点、与从该顶点起画出半径为10μm的圆时该圆与玻璃基板的轮廓线的接点分别连结而成的2条假设线所成的角设为顶部的顶角θ，将θ的单位设为度时，
所述化学强化工序中，所述顶部的顶角θ为30度以上135度以下，按照如下方式实施化学强化处理：将通过实施化学强化所产生的所述主表面的最大压缩应力值设为CS、将通过实施化学强化所形成的所述主表面的压缩应力层的深度设为d，将CS的单位设为MPa、将d的单位设为μm时，在所述端面中的厚度方向中央附近、和厚度方向主表面侧各自的顶部中，满足
600MPa≤-3.5MPa/μm×{(d/sin(θ/2))-d}+CS
的关系。
7.如权利要求6所述的电子设备用玻璃盖片的玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述顶部的压缩应力值为600MPa以上。
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