JP2011088763A - ディスプレイ装置用ガラス板、ディスプレイ装置用板ガラスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚みが1.5mm以下であるディスプレイ装置用板ガラスをフロート法を用いて製造する方法であって、当該板ガラスがモル%で、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、MgOを6〜14%、ZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計Na2O+K2Oが12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
【選択図】なし
Description
このような携帯情報機器に対しては、軽量・薄型化が要求されている。そのため、ディスプレイ保護用に使用されるカバーガラスも薄くすることが要求されている。しかし、カバーガラスの厚さを薄くしていくと、強度が低下し、使用中または携帯中の落下などによりカバーガラス自身が割れてしまうことがあり、ディスプレイ装置を保護するという本来の役割を果たすことができなくなるという問題があった。
ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法としては、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷などにより急速に冷却する風冷強化法(物理強化法)と、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス板表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン(典型的にはLiイオン、Naイオン)をイオン半径のより大きいアルカリイオン(典型的にはKイオン)に交換する化学強化法が代表的である。
このようなカバーガラスとしてはソーダライムガラスを化学強化したものが広く用いられている(たとえば特許文献1参照)。
そのような大型基板を加工する場合、一辺が長くなるので深い潜傷が入る確率が高くなる。また、大型化することにより基板が重くなってたわみやすくなり、潜傷を起点にして破壊する確率も高まる。
このように、基板の大型化によりチッピングの発生確率が増大し、基板加工工程でのガラスのわれ不良が増大するおそれがある。
また、前記板ガラスのAl2O3含有量が0%以上3%未満である前記ディスプレイ装置用板ガラスの製造方法を提供する。
また、前記板ガラスのMgO含有量が8〜13%である前記ディスプレイ装置用板ガラスの製造方法を提供する。
また、前記板ガラスがCaO、SrO、BaOおよびZrO2のいずれか1以上の成分を含有するときそれら4成分の含有量の合計が1.5%未満である前記ディスプレイ装置用板ガラスの製造方法を提供する。
また、前記板ガラスがB2O3を含有する場合その含有量が1%未満である前記ディスプレイ装置用板ガラスの製造方法を提供する。
また、前記板ガラスの50〜350℃における平均線膨張係数が86×10−7/℃超である前記ディスプレイ装置用板ガラスの製造方法を提供する。
また、Na2O+K2Oが13.5%超である前記ディスプレイ装置用板ガラスを提供する。
また、50〜350℃における平均線膨張係数が86×10−7/℃超である前記ディスプレイ装置用板ガラスを提供する。
また、ディスプレイ装置がモバイル機器である前記カバーガラスを提供する。
また、ディスプレイ装置がタッチパネルである前記カバーガラスを提供する。
また、ディスプレイおよび当該ディスプレイを保護するカバーガラスを有するモバイル機器を提供する。
また、ディスプレイおよび当該ディスプレイを保護するカバーガラスを有するタッチパネルを提供する
また、化学強化処理前のガラス加工時のチッピング起因の強度低下が起こりにくく、また使用時にガラスが自発的に破壊する可能性が減少したディスプレイ装置用ガラス板およびカバーガラスが得られる。
また、そのようなカバーガラスを有するモバイル機器やタッチパネルが得られる。
したがって、本発明のディスプレイ装置用ガラス板の表面圧縮応力Sは550MPa以上であることが好ましい。なお、Sは典型的には800MPa以下である。
したがって、本発明のディスプレイ装置用ガラス板の圧縮応力層深さtは40μm以上であることが好ましい。なお、tは典型的には70μm以下である。
ガラス板に所望の表面圧縮応力を有する化学強化層(表面圧縮応力層)を形成するための条件はガラス板の厚さによっても異なるが、350〜550℃のKNO3溶融塩に2〜20時間ガラス基板を浸漬させることが典型的である。経済的な観点からは350〜500℃、2〜16時間の条件で浸漬させることが好ましく、より好ましい浸漬時間は2〜10時間である。
本発明の板ガラスの製造方法は特に限定されないが、たとえば種々の原料を適量調合し、約1400〜1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法、プレス法などによって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断して製造される。本発明の板ガラスは、典型的には本発明の製造方法によって製造される。
したがって、本発明のガラスの粘度が102dPa・sとなる温度T2は1650℃以下であることが好ましい。1650℃超では溶融が困難となり、未融物などの製品欠点が多くなるおそれがある、または溶融設備が高価になるおそれがある。好ましくは1620℃以下、典型的には1600℃以下である。
本発明のガラスの50〜350℃における平均線膨張係数は好ましくは80×10−7〜130×10−7/℃であり、典型的には86×10−7/℃超である。
次に、本発明のガラスの組成について、特に断らない限りモル百分率表示含有量を用いて説明する。
B2O3は高温での溶融性またはガラス強度の向上のためにたとえば1%未満の範囲で含有してもよい場合がある。1%以上では均質なガラスを得にくくなり、ガラスの成型が困難になるおそれがある、またはチッピング耐性が低下するおそれがある。典型的にはB2O3は含有しない。
TiO2はガラス中に存在するFeイオン(Fe2+、Fe3+)の酸化還元状態を変化させ可視光透過率が変化してガラスが着色するおそれがあるので、含有するとしても1%以下であることが好ましく、典型的には含有しない。
SrOまたはBaOを含有する場合それらの含有量の合計は1%以下であることが好ましく、より好ましくは0.3%未満である。
例1〜19は実施例、例20〜23は比較例である。
また、表1〜3のモル百分率表示組成に対応する質量百分率表示組成を表4〜6に示す。
なお、*を付したものは組成から計算または推定して求めたものであり、後述するFなど他の測定データについても同様である。また、失透温度は、ガラスをある温度(X℃)に15時間保持したときに失透するか否かによって測定しようとしたので、X℃で失透が認められない場合はTd<Xというように表記した。
まず、前記板状のガラスを#1000の砥石を用いて300μm以上研削し、その後、酸化セリウムを用いて研磨してその表面を鏡面とした。次に、この鏡面加工した表面の加工歪を除去するため、抵抗加熱型の電気炉にてTg+50℃まで昇温し、その温度に1時間保持した後室温まで0.5℃/分の速度で降温した。なお、昇温はTgへの到達時間が1時間となるような昇温速度で行った。
Fは0.2kg以上であることが好ましく、より好ましくは0.6kg以上である。
スクライビング試験の測定サンプルは前記Fの測定サンプルと同様にして作製した。
スクライブ試験では130°のダイヤモンド製ホイールカッターを用い、8.6Nから26.6Nまで荷重を段階的に変え、測定サンプルに対してスクライビングを行ったときのチッピングの発生しやすさを評価した。チッピングの発生する最低荷重をチッピング発生荷重fとした。
Claims (17)
- 厚みが1.5mm以下であるディスプレイ装置用板ガラスをフロート法を用いて製造する方法であって、当該板ガラスが下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、MgOを6〜14%、ZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計Na2O+K2Oが12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスのSiO2含有量が69〜74%である請求項1のディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスのAl2O3含有量が0%以上3%未満である請求項1または2のディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスのMgO含有量が8〜13%である請求項1、2または3のディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスのNa2O+K2Oが13.5%超である請求項1、2、3または4のディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスがCaO、SrO、BaOおよびZrO2のいずれか1以上の成分を含有するときそれら4成分の含有量の合計が1.5%未満である請求項1〜5のいずれかのディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスがB2O3を含有する場合その含有量が1%未満である請求項1〜6のいずれかのディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスの粘度が102dPa・sとなる温度が1650℃以下である請求項1〜7のいずれかのディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 前記板ガラスの50〜350℃における平均線膨張係数が86×10−7/℃超である請求項1〜8のいずれかのディスプレイ装置用板ガラスの製造方法。
- 厚みが1.5mm以下であり、下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、MgOを6〜14%、ZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計Na2O+K2Oが12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるディスプレイ装置用板ガラス。
- Al2O3含有量が0%以上3%未満である請求項10のディスプレイ装置用板ガラス。
- Na2O+K2Oが13.5%超である請求項10または11のディスプレイ装置用板ガラス。
- 50〜350℃における平均線膨張係数が86×10−7/℃超である請求項10、11または12のディスプレイ装置用板ガラス。
- 厚みが1mm以下であり、下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を67〜75%、Al2O3を0〜4%、Na2Oを7〜15%、K2Oを1〜9%、MgOを6〜14%、ZrO2を0〜1.5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が71〜75%、Na2OおよびK2Oの含有量の合計Na2O+K2Oが12〜20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス板を化学強化して得られたディスプレイ装置用ガラス板。
- 請求項14のディスプレイ装置用ガラス板からなるディスプレイ装置のカバーガラス。
- ディスプレイ装置がモバイル機器である請求項15のカバーガラス。
- ディスプレイ装置がタッチパネルである請求項15のカバーガラス。
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