JP2019069861A - Chemically strengthened glass, sensor unit, portable device and method for producing chemically strengthened glass - Google Patents

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Shigeki Sawamura
茂輝 澤村
林 英明
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英明 林
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Kimiaki Akatsuka
公章 赤塚
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Abstract

To provide a chemically strengthened glass with minimized warpage.SOLUTION: A chemically strengthened glass has a thickness of less than 1000 μm, satisfying the following formula (1) and formula (2): ΔS/t≤4×10(MPa/μm) (1) and 0.05≤DOL/DOL≤0.4 (2), where, ΔS=S×0.015 (3), S=(CS+HM_CS)×DOL×0.5 (4), CS: a compression stress of an outermost surface layer on one principal face (MPa), HM_CS: a compression stress half CS(MPa), DOL: a depth of a compressive stress layer on the one principal face side (μm), DOL: a depth of the compressive stress layer corresponding to HM_CS(μm), t: the thickness of the chemically strengthened glass (μm).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、化学強化ガラス、センサユニット、携帯機器および化学強化ガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to a chemically strengthened glass, a sensor unit, a portable device, and a method of manufacturing the chemically strengthened glass.

近年、携帯電話や携帯情報端末(Personal Digital Assistant, PDA)等のパネルディスプレイ装置において、ディスプレイの保護や美観を高めるために、カバーガラスがディスプレイの前面に配置されている。このようなパネルディスプレイ装置に対しては、軽量化および薄型化が要求されており、カバーガラスも薄くすることが要求されている。   2. Description of the Related Art In recent years, in panel display devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs), a cover glass is disposed on the front of the display to enhance the protection of the display and the appearance. For such a panel display device, reduction in weight and thickness is required, and reduction in thickness of the cover glass is also required.

しかしながら、カバーガラスを薄くすると、強度が低下し、使用中や携帯中の落下等による衝撃でカバーガラス自身が割れてしまうことがあり、ディスプレイを保護するという本来の役割を果たせなくなるという問題があった。
このため従来のカバーガラスでは、ガラス板を化学強化し表面に圧縮応力層を形成し耐衝撃性を高めていた(特許文献1)。
However, if the cover glass is made thinner, the strength may be reduced, and the cover glass itself may be broken due to an impact caused by dropping during use or carrying, and there is a problem that the original role of protecting the display can not be performed. The
For this reason, in the conventional cover glass, the glass plate is chemically strengthened, a compressive stress layer is formed on the surface, and the impact resistance is enhanced (Patent Document 1).

国際公開第2012/043482号International Publication No. 2012/043482

しかしながら、特許文献1に記載の化学強化の方法では、耐衝撃性は高くなるものの薄いガラスほどガラスが反ることが課題となっている。   However, in the method of chemical strengthening described in Patent Document 1, it is a problem that as the impact resistance becomes higher, the thinner the glass is, the more the glass is warped.

本発明は、反りが極力抑制された化学強化ガラス、センサユニット、携帯機器および化学強化ガラスの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a chemically strengthened glass, a sensor unit, a portable device, and a chemically strengthened glass in which warpage is minimized.

本発明の化学強化ガラスは、2つの主面を有する化学強化ガラスであって、前記化学強化ガラスの厚さが1000μm未満であり、以下の式(1)および式(2)を満たすことを特徴とする。
ΔS/t≦4×10−3(MPa/μm) … (1)
0.05≦DOLHM/DOL≦0.4 … (2)
ここで、
ΔS=S×0.015 … (3)
S=(CS+HM_CS)×DOLHM×0.5 … (4)
CS:一方の主面における最表層の圧縮応力(MPa)
HM_CS:CSの半分の圧縮応力(MPa)
DOL:前記一方の主面側の圧縮応力層の深さ(μm)
DOLHM:HM_CSに対応する圧縮応力層の深さ(μm)
t:化学強化ガラスの厚さ(μm)
本発明によれば、反りが極力抑制された化学強化ガラスを提供できる。
The chemically strengthened glass of the present invention is a chemically strengthened glass having two main surfaces, and the thickness of the chemically strengthened glass is less than 1000 μm, and the following characteristics (1) and (2) are satisfied: I assume.
ΔS / t 2 ≦ 4 × 10 −3 (MPa / μm) (1)
0.05 ≦ DOL HM / DOL 1 ≦ 0.4 (2)
here,
ΔS = S × 0.015 (3)
S = (CS 0 + HM_CS 0 ) × DOL HM × 0.5 (4)
CS 0 : Compressive stress of outermost layer on one main surface (MPa)
HM_CS 0 : Compression stress half of CS 0 (MPa)
DOL 1 : depth of the compressive stress layer on the one principal surface side (μm)
DOL HM : Depth of compressive stress layer corresponding to HM_CS 0 (μm)
t: Thickness of chemically strengthened glass (μm)
According to the present invention, it is possible to provide a chemically strengthened glass in which warpage is suppressed as much as possible.

本発明の化学強化ガラスでは、前記DOLが15μm以上であることが好ましい。
本発明のこの態様によれば、ガラス表面の耐衝撃性を高められる。
In the chemically strengthened glass of the present invention, the DOL 1 is preferably 15 μm or more.
According to this aspect of the invention, the impact resistance of the glass surface can be enhanced.

本発明の化学強化ガラスでは、比誘電率が7.5以上であることが好ましい。
本発明のこの態様によれば、反りが極力抑制され、かつ、センサ上に設けられた場合でも十分なセンシング感度が得られる化学強化ガラスを提供できる。
In the chemically strengthened glass of the present invention, the relative dielectric constant is preferably 7.5 or more.
According to this aspect of the present invention, it is possible to provide a chemically strengthened glass in which warpage is suppressed as much as possible and sufficient sensing sensitivity can be obtained even when provided on a sensor.

本発明の化学強化ガラスでは、以下の式(5)を満たすことが好ましい。
(ε−ε)/ε≦0.05 … (5)
ε:化学強化ガラスの未強化領域の比誘電率
ε:化学強化ガラス全体の比誘電率
本発明のこの態様によれば、化学強化による比誘電率の低下が抑制された化学強化ガラスを提供できる。
In the chemically strengthened glass of the present invention, it is preferable to satisfy the following formula (5).
2 −ε 0 ) / ε 2 ≦ 0.05 (5)
ε 2 : relative permittivity of the unreinforced region of the chemically strengthened glass ε 0 : relative permittivity of the entire chemically strengthened glass According to this aspect of the present invention, the chemically strengthened glass in which the decrease in the relative permittivity due to chemical strengthening is suppressed Can be provided.

本発明の化学強化ガラスでは、厚さが400μm未満であることが好ましい。
本発明のこの態様によれば、化学強化ガラスが用いられるユニットや機器の軽量化を図れる。
In the chemically strengthened glass of the present invention, the thickness is preferably less than 400 μm.
According to this aspect of the present invention, it is possible to reduce the weight of the unit or device in which the chemically strengthened glass is used.

本発明の化学強化ガラスは、2つの主面を有する化学強化ガラスであって、厚さが300μm以下であり、厚さ方向断面視で前記2つの主面の面方向の位置と厚さ方向の変位との関係を二次関数で近似した際、前記二次関数の二次項係数の絶対値aが1.0×10−7μm−1以下となることを特徴とする。 The chemically strengthened glass of the present invention is a chemically strengthened glass having two main surfaces, and has a thickness of 300 μm or less, and the position and thickness direction of the two main surfaces in the thickness direction cross section When the relationship with the displacement is approximated by a quadratic function, an absolute value a of a quadratic term coefficient of the quadratic function is 1.0 × 10 −7 μm −1 or less.

本発明のセンサユニットは、センサと、上述の化学強化ガラスとを備えている。   The sensor unit of the present invention comprises a sensor and the above-described chemically strengthened glass.

本発明の携帯機器は、上述のセンサユニットを備えている。   The portable device of the present invention includes the above-described sensor unit.

本発明の化学強化ガラスの製造方法は、以下の工程(I)〜(III)を順次含み、得られる化学強化ガラスの一方の主面側の圧縮応力層の深さDOLが15μm以上であり、一方の主面最表層の圧縮応力CSが500MPa以上であり、かつ厚さが1000μm未満であることを特徴とする。
(I)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第1の化学強化工程
(II)ガラスをガラス転移点より50℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
(III)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第2の化学強化工程
本発明によれば、反りが極力抑制された化学強化ガラスを提供できる。
The method for producing a chemically strengthened glass of the present invention includes the following steps (I) to (III) sequentially, and the depth DOL 1 of the compressive stress layer on one major surface side of the obtained chemically strengthened glass is 15 μm or more , compressive stress CS 0 the one main surface outermost layer is not less than 500 MPa, and a thickness is equal to or less than 1000 .mu.m.
(I) A first chemical strengthening step of forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of glass (II) A heating step of heat treating the glass at a temperature lower by 50 ° C. or more than the glass transition point (III) A second chemical strengthening step of further forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of glass According to the present invention, it is possible to provide a chemically strengthened glass in which warpage is suppressed as much as possible.

本発明の化学強化ガラスの製造方法は、工程(I)および(III)におけるイオン交換処理が、ガラス転移点より50℃以上低い温度における処理であることが好ましい。   In the method for producing chemically strengthened glass of the present invention, the ion exchange treatment in steps (I) and (III) is preferably treatment at a temperature 50 ° C. or more lower than the glass transition temperature.

本発明の化学強化ガラスの製造方法は、得られる化学強化ガラスの圧縮応力層の深さDOLおよび主面最表層の圧縮応力CSの半分である位置に対応する圧縮応力層の深さDOLHMが下記式(2)を満たすことが好ましい。
0.05≦DOLHM/DOL≦0.4 … (2)
The method for producing a chemically strengthened glass according to the present invention includes the depth DOL 1 of the compressive stress layer of the resulting chemically strengthened glass and the depth DOL of the compressive stress layer corresponding to a position that is half of the compressive stress CS 0 of the outermost surface layer. It is preferable that HM satisfy | fills following formula (2).
0.05 ≦ DOL HM / DOL 1 ≦ 0.4 (2)

化学強化ガラスの圧縮応力深さと圧縮応力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the compressive stress depth and compressive stress of chemical strengthening glass. 本実施形態に係る化学強化ガラス(カバー部材)を用いたセンサユニットを有する携帯機器を示す図であって、(A)は斜視図、(B)は断面図である。It is a figure which shows the portable apparatus which has a sensor unit using the chemical strengthening glass (cover member) which concerns on this embodiment, Comprising: (A) is a perspective view, (B) is sectional drawing. 化学強化後のガラスを示す図であって、(A)は斜視図、(B)は(A)のB−B断面図の一例、(C)は(A)のB−B断面図の他の例である。It is a figure which shows the glass after chemical strengthening, and (A) is a perspective view, (B) is an example of B-B sectional drawing of (A), (C) is other than B-B sectional drawing of (A) An example of ΔS/tと、化学強化ガラスの断面形状を2次関数で近似した場合の2次項係数の絶対値aとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between (DELTA) S / t 2 and the absolute value a of the quadratic term coefficient at the time of approximating the cross-sectional shape of chemical strengthening glass by a quadratic function.

[実施形態]
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔化学強化ガラスの構成〕
まず、化学強化ガラスの構成について説明する。
本実施形態の化学強化ガラスは、2つの主面を有する板状の化学強化ガラスであって、化学強化ガラスの厚さが1000μm未満であり、以下の式(1)および式(2)を満たす。
ΔS/t≦4×10−3(MPa/μm) … (1)
0.05≦DOLHM/DOL≦0.4 … (2)
ここで、
ΔS=S×0.015 … (3)
S=(CS+HM_CS)×DOLHM×0.5 … (4)
CS:一方の主面における最表層の圧縮応力(MPa)
HM_CS:CSの半分の圧縮応力(MPa)
DOL:前記一方の主面側の圧縮応力層の深さ(μm)
DOLHM:HM_CSに対応する圧縮応力層の深さ(μm)
t:化学強化ガラスの厚さ(μm)
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Composition of chemically strengthened glass]
First, the structure of the chemically strengthened glass will be described.
The chemically strengthened glass of the present embodiment is a plate-like chemically strengthened glass having two main surfaces, the thickness of the chemically strengthened glass is less than 1000 μm, and the following formulas (1) and (2) are satisfied. .
ΔS / t 2 ≦ 4 × 10 −3 (MPa / μm) (1)
0.05 ≦ DOL HM / DOL 1 ≦ 0.4 (2)
here,
ΔS = S × 0.015 (3)
S = (CS 0 + HM_CS 0 ) × DOL HM × 0.5 (4)
CS 0 : Compressive stress of outermost layer on one main surface (MPa)
HM_CS 0 : Compression stress half of CS 0 (MPa)
DOL 1 : depth of the compressive stress layer on the one principal surface side (μm)
DOL HM : Depth of compressive stress layer corresponding to HM_CS 0 (μm)
t: Thickness of chemically strengthened glass (μm)

上記条件を満たす化学強化ガラスは、厚さが300μm以下の場合、厚さ方向断面視で2つの主面の面方向の位置と、厚さ方向の変位との関係を二次関数で近似した際、二次関数の二次項係数の絶対値aが1.0×10−7μm−1以下となる。 When the thickness of the chemically strengthened glass satisfying the above conditions is 300 μm or less, the relationship between the position in the surface direction of the two main surfaces in the thickness direction sectional view and the displacement in the thickness direction is approximated by a quadratic function The absolute value a of the quadratic term coefficient of the quadratic function is not more than 1.0 × 10 −7 μm −1 .

以下、式(1)および式(2)の技術的意義について、図1を参照して説明する。
化学強化ガラスの表面には圧縮応力層が形成されているため、圧縮応力深さDOL(Depth Of Layer)を横軸に、DOLに対応する圧縮応力値CS(Compressive Stress)を縦軸にとると、DOLとCSの関係は図1に示す曲線Aのようになる。
図1において、縦軸、横軸および曲線Aで囲まれた領域の面積、即ち曲線Aの積分値は化学強化ガラスの一方の主面に蓄えられた圧縮応力値の総和と相関があると考えられる。
Hereinafter, the technical significance of Formula (1) and Formula (2) is demonstrated with reference to FIG.
Since a compressive stress layer is formed on the surface of the chemically strengthened glass, if the compressive stress depth DOL (Depth Of Layer) is taken along the horizontal axis and the compressive stress value CS (Compressive Stress) corresponding to DOL is taken along the vertical axis. The relationship between DOL and CS is as shown by curve A in FIG.
In FIG. 1, it is considered that the area of the region surrounded by the vertical axis, the horizontal axis and the curve A, that is, the integral value of the curve A is correlated with the sum of the compressive stress values stored on one main surface of the chemically strengthened glass. Be

化学強化ガラスが反る原因の一つは、2つの主面間の圧縮応力値が異なることである。そこで、一方の主面最表層の圧縮応力(圧縮応力の最大値)をCSとした場合に、CSの半分の圧縮応力をHM_CSとし、一方の主面最表層からHM_CSに対応する深さDOLHMまでの積分値(図1の面積S)を、一方の主面の表面近傍の圧縮応力値として用いた。ただし、この際、図1の曲線Aを直線で近似した。
以上より図1の面積Sは、座標(0,0)、(DOLHM,0)、(DOLHM,HM_CS)、(0,CS)を頂点とする台形の面積となり、上記式(4)で求められる。
One of the causes of the warpage of the chemically strengthened glass is that the compressive stress value between the two main surfaces is different. Therefore, one major surface outermost layer of compressive stress (maximum value of compressive stress) when a CS 0, half of compressive stress CS 0 and HM_CS 0, corresponds from the one main surface outermost layer to HM_CS 0 The integral value (area S in FIG. 1) up to the depth DOL HM was used as the compressive stress value in the vicinity of the surface of one main surface. However, at this time, the curve A in FIG. 1 was approximated by a straight line.
From the above, the area S in FIG. 1 is an area of a trapezoid having coordinates (0, 0), (DOL HM , 0), (DOL HM , HM_CS 0 ), and (0, CS 0 ) as apexes. It is required in

次に、化学強化ガラスの2つの主面の圧縮応力値は、製造プロセス起因で生じる僅かな組成変動や冷却速度差等に起因して、通常1.5%程度の差を生じる。そのため、2つの主面間のSの差ΔSは、上記式(3)のように表される。   Next, the compressive stress value of the two main surfaces of the chemically strengthened glass usually has a difference of about 1.5% due to a slight change in composition, a difference in cooling rate and the like caused by the manufacturing process. Therefore, the difference ΔS between S between the two main surfaces is expressed as the above-mentioned equation (3).

また、化学強化ガラスの反り易さはガラス全体の厚さtにも影響を受けることを考慮に入れ、ΔSをtで除した値ΔS/tを規定した。
このΔS/tが4×10−3(MPa/μm)以下である場合に、化学強化ガラスの反りが抑制される。以上が式(1)の根拠である。
なお、式(1)のΔS/tは、2つの主面のどちらを用いて式(4)のSを計算するかによって異なるが、2つの主面のうち一方が式(1)を満たしていなくても、他方が式(1)を満たしていれば本発明に含まれる。化学強化ガラスの反りをさらに抑制するにはΔS/tが3.5×10−3(MPa/μm)以下が好ましく、3×10−3(MPa/μm)以下がより好ましい。
Further, in consideration of the influence of the thickness t of the entire glass on the easiness of chemical tempered glass to be influenced, the value ΔS / t 2 was defined by dividing ΔS by t 2 .
When this ΔS / t 2 is 4 × 10 −3 (MPa / μm) or less, warpage of the chemically strengthened glass is suppressed. The above is the ground of formula (1).
Incidentally, [Delta] S / t 2 of the formula (1) varies depending calculating the S of formula (4) using either of the two main surfaces, one of the two major surfaces satisfy the equation (1) Even if it does not, if the other satisfies the formula (1), it is included in the present invention. In order to further suppress the warpage of the chemically strengthened glass, ΔS / t 2 is preferably 3.5 × 10 −3 (MPa / μm) or less, and more preferably 3 × 10 −3 (MPa / μm) or less.

また、式(1)を満たすためにはSを小さくすることが好ましい。
しかし、特許文献1のように、1段階の化学強化のみを行う場合、CS、DOLをなるべく大きくしようとすると、曲線aのような特性となり、Sが大きくなってしまう。
また、Sを小さく、かつDOLを大きくしようとすると、曲線aのような特性となり、CSが小さくなってしまう。
また、Sを小さく、かつCSを大きくしようとすると、曲線aのような特性となり、DOLが小さくなってしまう。
そこで、検討を行った結果、(2)の式を満たすように2段階以上の化学強化を行い、原点側に屈曲した曲線Aのような特性とすることで、1段階の化学強化の場合よりCS、DOLを維持しつつ、Sを小さくできることを知見した。これにより化学強化ガラスの反りが抑制される。
以上が式(2)の根拠である。
なお、CS、DOLを維持しつつSをなるべく小さくするという観点からは、式(2)におけるDOLHM/DOLは好ましくは0.35以下、より好ましくは0.3以下である。主面最表層の圧縮応力(圧縮応力の最大値)CSの下限値は、500MPaであり、550MPaが好ましく、600MPaがより好ましい。これはガラスの面強度向上のためである。CSの上限値は、1300MPaであり、1200MPaが好ましく、1100MPaがより好ましい。これはいわゆるガラスの「自爆割れ」を防ぐためである。
本実施形態の化学強化ガラスでは、主面圧縮応力層の深さDOLは、15μm以上であることが好ましい。これはガラス表面の耐衝撃性を高める観点からDOLの値が大きい方が好ましいためである。DOLは、20μmがより好ましく、25μmがさらに好ましく、30μmが特に好ましい。DOLの上限値は、化学強化ガラスの厚さによるが100μmであり、90μmが好ましく、85μmがより好ましく、80μmがさらに好ましい。これは強化時間が長くなることに起因する応力緩和を防ぐためである。
Moreover, in order to satisfy Formula (1), it is preferable to make S small.
However, as in Patent Document 1, when performing only the chemical strengthening of one step, CS, when you try to as large as possible DOL, it becomes a characteristic such as curve a 1, S is increased.
Also, small S, and when trying to enlarge the DOL, it becomes a characteristic such as the curve a 2, CS is reduced.
Also, small S, and when trying to enlarge the CS, it becomes a characteristic such as curve a 3, DOL is reduced.
Then, as a result of having examined, chemical strengthening of two or more steps is performed so that a formula of (2) may be satisfied, and it is considered as characteristic like curve A bent to the origin side than a case of one step of chemical strengthening We found that S can be reduced while maintaining CS and DOL. Thereby, the warpage of the chemically strengthened glass is suppressed.
The above is the basis of Formula (2).
From the viewpoint of reducing S as much as possible while maintaining CS and DOL, DOL HM / DOL 1 in the formula (2) is preferably 0.35 or less, more preferably 0.3 or less. The lower limit of CS 0 (maximum value of compressive stress) main surface outermost layer of compressive stress is 500 MPa, preferably 550 MPa, 600 MPa is more preferable. This is to improve the surface strength of the glass. The upper limit of the CS 0 is 1300 MPa, preferably 1200 MPa, 1100 MPa is more preferable. This is to prevent so-called "self-destruction cracking" of glass.
In the chemically strengthened glass of the present embodiment, the depth DOL 1 of the main surface compressive stress layer is preferably 15 μm or more. This is because it is preferable that the value of DOL 1 is large from the viewpoint of enhancing the impact resistance of the glass surface. DOL 1 is, 20 [mu] m is more preferable, still more preferably 25 [mu] m, 30 [mu] m is particularly preferred. The upper limit of DOL 1 is 100 μm, preferably 90 μm, more preferably 85 μm, and still more preferably 80 μm, depending on the thickness of the chemically strengthened glass. This is to prevent stress relaxation caused by the increase of the reinforcement time.

本実施形態の化学強化ガラスでは、比誘電率が7.5以上であることが好ましい。
このような構成により、反りが極力抑制され、かつ、センサ上に設けられた場合でも十分なセンシング感度が得られる化学強化ガラスを提供できる。
In the chemically strengthened glass of the present embodiment, the relative dielectric constant is preferably 7.5 or more.
With such a configuration, it is possible to provide a chemically strengthened glass in which warpage is suppressed as much as possible and sufficient sensing sensitivity can be obtained even when provided on a sensor.

また、化学強化ガラスは、化学強化により比誘電率が低下してしまう。上記のように十分なセンシング感度を得るためには、比誘電率の低下を抑制することが好ましい。
そこで、本実施形態の化学強化ガラスでは、以下の式(5)を満たすことが好ましい。
(ε−ε)/ε≦0.05 … (5)
ε:化学強化ガラスの未強化領域の比誘電率
ε:化学強化ガラス全体の比誘電率
In addition, the chemically strengthened glass lowers the dielectric constant due to the chemical strengthening. As described above, in order to obtain sufficient sensing sensitivity, it is preferable to suppress the decrease in relative dielectric constant.
Therefore, in the chemically strengthened glass of the present embodiment, it is preferable to satisfy the following formula (5).
2 −ε 0 ) / ε 2 ≦ 0.05 (5)
ε 2 : relative permittivity of the unreinforced region of chemically tempered glass ε 0 : relative permittivity of the entire chemically tempered glass

このような構成により、化学強化による比誘電率の低下が抑制された化学強化ガラスを提供できる。
なお、比誘電率εは、1MHzの周波数における値であり、化学強化ガラスの両面に電極を設けて構成したコンデンサの静電容量を測定することによって得られる。ここで、未強化領域の比誘電率として化学強化前のガラスの比誘電率を用いてもよい。
With such a configuration, it is possible to provide a chemically strengthened glass in which the decrease in relative permittivity due to chemical strengthening is suppressed.
The relative dielectric constant ε is a value at a frequency of 1 MHz, and can be obtained by measuring the capacitance of a capacitor configured by providing electrodes on both sides of a chemically strengthened glass. Here, the relative dielectric constant of the glass before chemical strengthening may be used as the relative dielectric constant of the unreinforced region.

本実施形態の化学強化ガラスでは、厚さが400μm未満であることが好ましい。
このような構成により化学強化ガラスが用いられるユニットや機器の軽量化を図れる。
In the chemically strengthened glass of the present embodiment, the thickness is preferably less than 400 μm.
With such a configuration, it is possible to reduce the weight of units and devices in which chemically strengthened glass is used.

〔化学強化ガラスの製造方法〕
次に、本実施形態の化学強化ガラスの製造方法について説明する。
概略的には、まずガラスを準備し、図1に示すような曲線aに示す関係が得られる条件でまず化学強化を行い((I)第1の化学強化工程)、次に(II)加熱工程の後、曲線aに示す関係が得られる条件で化学強化を行う((III)第2の化学強化工程)ことが挙げられる。このような製法により、曲線aと曲線aとを重畳した曲線に相当する曲線Aのような関係の化学強化ガラスが得られる。
[Method of producing chemically strengthened glass]
Next, a method of manufacturing the chemically strengthened glass of the present embodiment will be described.
Schematically, first, a glass is prepared, and chemical strengthening is first performed under the condition that the relationship shown by curve a 2 as shown in FIG. 1 is obtained ((I) first chemical strengthening step), and then (II) after the heating step, and that a chemical strengthening in the conditions relationship shown by the curve a 3 is obtained ((III) the second chemical strengthening process). According to such a manufacturing method, a chemically strengthened glass having a relationship such as curve A corresponding to a curve obtained by superposing curve a 2 and curve a 3 is obtained.

まず、使用する化学強化前のガラスの作製法を示す。化学強化前のガラスを構成する各成分の原料を所望の組成となるように調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。
次に、バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、従来公知の成形法により所定の厚さのガラス板(化学強化前)に成形し、徐冷する。
その後、成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理し、少なくとも2回の化学強化処理を行い、各化学強化処理後に洗浄して乾燥する。
First, a method of producing a glass before chemical strengthening to be used is shown. Raw materials of respective components constituting the glass before chemical strengthening are prepared to have a desired composition, and are heated and melted in a glass melting furnace.
Next, the glass is homogenized by bubbling, stirring, addition of a clarifying agent, etc., and formed into a glass plate of a predetermined thickness (before chemical strengthening) by a conventionally known forming method and gradually cooled.
Thereafter, the formed glass is ground and polished as required, subjected to at least two chemical strengthening treatments, and washed and dried after each chemical strengthening treatment.

(I)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第1の化学強化工程では、処理に供するガラスをそのガラス中に含まれるアルカリ金属イオン(例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン)よりイオン半径の大きなアルカリ金属イオンを含む溶融塩(例えば、カリウム塩、または、ナトリウム塩)とガラスの転移温度を超えない温度域で接触させる。そしてガラス中のアルカリ金属イオンとアルカリ金属塩のイオン半径の大きなアルカリ金属塩とをイオン交換させ、アルカリ金属イオンの占有面積の差によりガラス表面に圧縮応力を発生させ圧縮応力層を形成する。ガラスを溶融塩と接触させる温度域はガラスの転移温度を超えない温度域であればよいが、ガラス転移点より50℃以下であることが好ましい。これによりガラスの応力緩和を防げる。   (I) In the first chemical strengthening step of forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of the glass, the alkali metal ion (eg, sodium ion, or the like) contained in the glass to be treated is contained in the glass Contact with a molten salt (eg, potassium salt or sodium salt) containing an alkali metal ion having a larger ion radius than lithium ion) in a temperature range not exceeding the transition temperature of glass. Then, the alkali metal ions in the glass and the alkali metal salt having a large ion radius of the alkali metal salt are ion-exchanged, and a compressive stress is generated on the glass surface due to the difference in occupied area of the alkali metal ions to form a compressive stress layer. The temperature range in which the glass is brought into contact with the molten salt may be any temperature range that does not exceed the transition temperature of the glass, but is preferably 50 ° C. or less from the glass transition point. This prevents stress relaxation of the glass.

化学強化処理において、ガラスとアルカリ金属イオンを含む溶融塩とを接触させる処理温度および処理時間は、ガラスおよび溶融塩の組成に応じて適宜調整できる。
溶融塩の加熱温度は、通常350℃以上が好ましく、370℃以上がより好ましい。また、通常500℃以下が好ましく、450℃以下がより好ましい。
溶融塩の加熱温度を350℃以上とすることにより、イオン交換速度の低下により化学強化が入りにくくなるのを防ぐ。また、500℃以下とすることにより溶融塩の分解・劣化を抑制できる。
ガラスを溶融塩に接触させる処理時間は1回あたり、十分な圧縮応力を付与するためには、通常10分以上が好ましく、15分以上がより好ましい。また、長時間のイオン交換では、生産性が落ちるとともに、緩和により圧縮応力値が低下するため、20時間以下であり、16時間以下が好ましい。
In the chemical strengthening treatment, the treatment temperature and the treatment time for bringing the glass into contact with the molten salt containing an alkali metal ion can be appropriately adjusted according to the composition of the glass and the molten salt.
350 degreeC or more is preferable normally, and, as for the heating temperature of molten salt, 370 degreeC or more is more preferable. In addition, usually 500 ° C. or less is preferable, and 450 ° C. or less is more preferable.
By setting the heating temperature of the molten salt to 350 ° C. or higher, it is possible to prevent the chemical strengthening from becoming difficult due to the decrease of the ion exchange rate. Further, by setting the temperature to 500 ° C. or less, decomposition and deterioration of the molten salt can be suppressed.
The treatment time for bringing the glass into contact with the molten salt is generally preferably 10 minutes or more, more preferably 15 minutes or more, in order to provide sufficient compressive stress. In addition, since long-term ion exchange lowers the productivity and reduces the compressive stress value by relaxation, it is 20 hours or less, preferably 16 hours or less.

(II)ガラスをガラス転移点より50℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程では、工程(I)で得られたガラス表面に圧縮応力層を形成したガラスを加熱処理することにより、表面の圧縮応力層に存在するより大きなアルカリ金属イオン、例えば、カリウムイオンをガラスの表面からガラス内部に移動させる工程である。
ガラスを加熱処理する温度はガラス転移点より50℃以上、好ましくは70℃以上、より好ましくは100℃以上低い温度とする。これによりガラスの応力緩和を防げ、化学強化の抜けを抑制できる。
ガラスの加熱処理時間は、加熱処理温度による適宜調整するが、通常30分〜2000分であることが好ましく、30〜300分であることがより好ましい。
(II) In the heating step of heat treating the glass at a temperature lower by 50 ° C. or more than the glass transition point, the glass having the compressive stress layer formed on the glass surface obtained in step (I) is heat treated to compress the surface. It is a process of moving larger alkali metal ions, such as potassium ions, present in the stress layer from the surface of the glass to the inside of the glass.
The temperature at which the glass is heat-treated is lower than the glass transition temperature by 50 ° C. or more, preferably 70 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more. Thereby, stress relaxation of glass can be prevented and the omission of chemical strengthening can be suppressed.
Although the heat processing time of glass is suitably adjusted by heat processing temperature, it is preferable normally that it is 30 minutes-2000 minutes, and it is more preferable that it is 30 to 300 minutes.

(III)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第2の化学強化工程は、工程(II)で得られたガラスをイオン交換することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する工程である。工程(III)において再度イオン交換し、ガラス表面およびその内部に圧縮応力層を形成できる。
工程(III)のイオン交換処理は工程(I)におけるイオン交換処理と同様の方法により実施してもよく、別の方法であってもよい。また別の溶融塩を使用してよい。
本発明における工程(I)〜(III)は、連続的な工程、例えばガラス板製造工程において連続的に移動するガラスリボンで順次実施してもよく、また非連続的にオンラインで実施してもよい。
以上の方法により、上述の特性を有する化学強化ガラスを製造する。
(III) The second chemical strengthening step of forming a compressive stress layer on the surface of the glass by ion exchange treatment of the glass compresses the surface of the glass obtained in step (II) by ion exchange of the glass It is a process of further forming a stress layer. In step (III), ion exchange may be performed to form a compressive stress layer on the glass surface and the inside thereof.
The ion exchange treatment of step (III) may be carried out by the same method as the ion exchange treatment of step (I) or may be another method. Other molten salts may also be used.
Steps (I) to (III) in the present invention may be carried out sequentially on a continuous process, for example on a continuously moving glass ribbon in a glass plate manufacturing process, or may be carried out discontinuously on-line. Good.
By the above method, chemically strengthened glass having the above-mentioned characteristics is manufactured.

〔化学強化ガラスの作用効果〕
化学強化ガラスを上記式(1)および式(2)を満たすように構成しているため、反りが極力抑制された化学強化ガラスを提供できる。
[Functional effects of chemically strengthened glass]
Since the chemically strengthened glass is configured to satisfy the formulas (1) and (2), it is possible to provide a chemically strengthened glass in which warpage is suppressed as much as possible.

〔化学強化ガラスを使用した携帯機器〕
本発明の化学強化ガラスを、図2に示すように、センサとしての静電容量方式の指紋認証用センサを備える携帯機器としてのスマートフォンに用いてもよい。
図2(A)に示すように、スマートフォン30は、一面が開口した筐体32と、筐体32の開口部を塞ぐように設けられたカバー部材33とを備えている。筐体32内のカバー部材33に対向する位置には、指紋認証用センサ34と、図示しない表示素子とが配置されている。
[Portable devices using chemically strengthened glass]
The chemically strengthened glass of the present invention may be used in a smart phone as a portable device provided with a capacitive fingerprint sensor for fingerprint authentication as a sensor as shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, the smartphone 30 includes a housing 32 which is open on one side, and a cover member 33 which is provided to close the opening of the housing 32. At a position facing the cover member 33 in the housing 32, a fingerprint authentication sensor 34 and a display element (not shown) are arranged.

カバー部材33は、本発明の化学強化ガラスにより構成されており、指Fが接近、または、接触することにより、その部位の静電容量が局所的に変化する。
指紋認証用センサ34は、図2(B)に示すように、基板35と、この基板35の上に所定の間隔を隔てて設けられた複数の電極36とを備え、カバー部材33の静電容量の変化から指紋を検出する。そして、この指紋認証用センサ34の電極36上にカバー部材33が設けられることで、センサユニットとしての指紋認証用センサユニット31が構成されている。なお、図2(B)には示されていないが、紙面に垂直な方向においても、基板35の上に複数の電極36が所定の間隔を隔てて設けられている。
The cover member 33 is made of the chemically strengthened glass of the present invention, and when the finger F approaches or contacts, the capacitance of the portion locally changes.
The fingerprint authentication sensor 34 includes a substrate 35 and a plurality of electrodes 36 provided on the substrate 35 at predetermined intervals, as shown in FIG. Detect fingerprints from changes in volume. Then, the cover member 33 is provided on the electrodes 36 of the fingerprint authentication sensor 34, whereby the fingerprint authentication sensor unit 31 as a sensor unit is configured. Although not shown in FIG. 2B, a plurality of electrodes 36 are provided on the substrate 35 at predetermined intervals also in the direction perpendicular to the paper surface.

このような指紋認証用センサユニット31では、カバー部材33の上に指Fが接触すると、指Fの指紋の凹凸に応じて、指Fと電極36の間に電荷がたまる。ここで、指Fと電極36の間の距離が大きくなるほど、静電容量が小さくなり、たまる電荷量が少なくなる。したがって、指Fの谷(凹部)F1においては、その谷(凹部)F1と電極36の間の距離が大きいため、たまる電荷量は少なくなる。一方、指Fの山(凸部)F2においては、その山(凸部)F2と電極36の間の距離が小さいため、たまる電荷量は多くなる。このようにして発生する各点における電荷量を測定し、画像に変換することで、指紋の形状が画像として検出される。なお、検出にあたっては、カバー部材33の静電容量が変化すれば良く、指Fがカバー部材33に接触しても、非接触であっても構わない。   In such a fingerprint authentication sensor unit 31, when the finger F contacts the cover member 33, electric charges are accumulated between the finger F and the electrode 36 according to the unevenness of the fingerprint of the finger F. Here, as the distance between the finger F and the electrode 36 increases, the capacitance decreases and the amount of accumulated charge decreases. Therefore, in the valley (concave portion) F1 of the finger F, the distance between the valley (concave portion) F1 and the electrode 36 is large, so the amount of accumulated charge decreases. On the other hand, since the distance between the peak (convex part) F2 and the electrode 36 is small in the peak (convex part) F2 of the finger F, the amount of accumulated charge is large. By measuring the charge amount at each point generated in this manner and converting it into an image, the shape of the fingerprint is detected as an image. In addition, in detection, the capacitance of the cover member 33 may be changed, and the finger F may or may not be in contact with the cover member 33.

本発明のセンサとして、指紋認証用センサを例示したが、静電容量式のタッチセンサや超音波方式のセンサなどであってもよい。
本発明のセンサユニットを備えた機器としてスマートフォン等の携帯機器を例示したが、銀行の現金自動預け払い機、自動車のドアロック、建物内への入場管理等の個人認証装置といった装置であってもよい。ただし、指紋認証用センサは、特にスマートフォンや携帯電話、タブレット型パーソナルコンピュータ等の携帯機器類に好適に使用できる。
本発明の化学強化ガラスをセンサのカバー部材として用いた場合を例示したが、センサを有さない機器のカバー部材や建材、加飾部材、耐擦傷用カバー部材などとして適用してもよい。さらに化学強化ガラスの少なくとも一方の主面に防眩層(AG層)、反射防止層(AR層)、耐指紋層(AFP層)などの表面処理などがなされていてもよいが、センサ用カバー部材として使用する場合には、カバー部材の表面粗さが重要となるため、例えば算術平均粗さRaが1000nm以下であることが好ましい。Raの下限値は特に制限はない。また化学強化ガラスの一方の主面に加飾や隠蔽のための印刷層や樹脂層が形成されていてもよい。
Although the fingerprint authentication sensor is exemplified as the sensor of the present invention, a capacitive touch sensor or an ultrasonic sensor may be used.
Although a portable device such as a smart phone has been exemplified as a device provided with the sensor unit of the present invention, it may be an apparatus such as an automated teller machine of a bank, a door lock of a car, or a personal authentication device such as entrance control into a building. Good. However, the fingerprint authentication sensor can be suitably used particularly for mobile devices such as a smartphone, a mobile phone, and a tablet personal computer.
Although the case where the chemically strengthened glass of the present invention is used as a cover member of a sensor is illustrated, it may be applied as a cover member of a device which does not have a sensor, a building material, a decorative member, a scratch resistant cover member, or the like. Furthermore, although the surface treatment such as an antiglare layer (AG layer), an antireflective layer (AR layer), a fingerprint resistant layer (AFP layer), etc. may be performed on at least one main surface of the chemically strengthened glass, the sensor cover When used as a member, the surface roughness of the cover member is important, so for example, the arithmetic average roughness Ra is preferably 1000 nm or less. The lower limit value of Ra is not particularly limited. Moreover, the printing layer and resin layer for decoration and concealment may be formed in one main surface of chemical strengthening glass.

本発明の化学強化ガラスがセンサのカバー部材として用いられる場合、図2(B)に示す化学強化ガラスの厚さtは1.0mm(1000μm)未満である。本発明によれば、強度を有しつつ軽量化できた化学強化ガラスとなる。厚さtは0.4mm(400μm)未満が好ましく、0.3mm(300μm)以下がより好ましい。これは強度と軽量化とを兼ねたセンシング感度の良好なカバーガラスとして使用できる化学強化ガラスとなる。   When the chemically strengthened glass of the present invention is used as a cover member of a sensor, the thickness t of the chemically strengthened glass shown in FIG. 2 (B) is less than 1.0 mm (1000 μm). According to the present invention, it becomes a chemically strengthened glass which can be reduced in weight while having strength. The thickness t is preferably less than 0.4 mm (400 μm), and more preferably 0.3 mm (300 μm) or less. This is a chemically strengthened glass that can be used as a cover glass with good sensing sensitivity that combines strength and weight reduction.

[変形例]
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更等が可能であり、その他、本発明の実施の際の具体的な手順、及び構造等は本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
[Modification]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention, and other specific procedures for practicing the present invention. The structure and the like may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

例えば、化学強化処理に供するガラスとしては、イオン半径の小さなアルカリイオン(例えば、イオン半径がカリウムより小さいアルカリ金属イオン、またはナトリウムより小さいアルカリ金属イオン)を含有するガラスを使用できる。このようなガラスは、表面圧縮応力を十分付与するとともに、圧縮応力層を短時間で深くできるようにするという観点から、SiO、Al、NaOおよびMgO、または、SiO、Al、LiOおよびMgOを含むことが好ましい。 For example, as the glass to be subjected to the chemical strengthening treatment, a glass containing an alkali ion having a small ion radius (for example, an alkali metal ion having a smaller ion radius than potassium or an alkali metal ion having a smaller ion radius) can be used. Such a glass is SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O and MgO, or SiO 2 , from the viewpoint of sufficiently imparting surface compressive stress and enabling the compressive stress layer to be deepened in a short time. It is preferable to contain Al 2 O 3 , Li 2 O and MgO.

SiOは、ガラス骨格を形成する必須成分である。
NaOは、イオン交換処理において主としてカリウムイオンと置換されることによってガラスを化学強化するとともに、熱膨張係数を制御し、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。
LiOは、イオン交換処理において主としてナトリウムイオンと置換されることによってガラスを化学強化するとともに、熱膨張係数を制御し、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。
Alは、ガラス転移点Tg、耐候性、ヤング率を高くする効果を有し、さらにガラス表面のイオン交換性能を向上させる成分である。
MgOは、ガラスを傷つきにくくするとともに、ガラスの溶解性を向上させる成分である。
ZrOは、ヤング率を向上させ、ガラスの化学的耐久性や硬さを向上させる成分であり、含有した方が好ましい場合がある。
SiO 2 is an essential component to form a glass skeleton.
Na 2 O is a component that chemically strengthens the glass by being mainly replaced with potassium ions in the ion exchange treatment, controls the thermal expansion coefficient, and reduces the high temperature viscosity of the glass to enhance the meltability and the formability. .
Li 2 O is a component that chemically strengthens the glass by being mainly replaced with sodium ions in ion exchange treatment, controls the thermal expansion coefficient, and reduces the high temperature viscosity of the glass to enhance the meltability and the formability. .
Al 2 O 3 is a component that has the effect of increasing the glass transition point Tg, the weather resistance, and the Young's modulus, and further improves the ion exchange performance of the glass surface.
MgO is a component that makes the glass resistant to scratching and improves the solubility of the glass.
ZrO 2 is a component that improves the Young's modulus and improves the chemical durability and hardness of the glass, and it may be preferable to include it.

化学強化処理に供するガラスとしては、例えば、以下の組成のガラスを使用できる。
(i)モル%で表示した組成で、SiOを50〜80%、Alを2〜25%、LiOを0〜10%、NaOを0〜18%、KOを0〜10%、MgOを0〜15%、CaOを0〜5%およびZrOを0〜5%を含むガラス
(ii)モル%で表示した組成が、SiOを50〜74%、Alを1〜10%、NaOを6〜14%、KOを3〜11%、MgOを2〜15%、CaOを0〜6%およびZrOを0〜5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が75%以下、NaOおよびKOの含有量の合計が12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7〜15%であるガラス
(iii)モル%で表示した組成が、SiOを68〜80%、Alを4〜10%、NaOを5〜15%、KOを0〜1%、MgOを4〜15%およびZrOを0〜1%含有するガラス
(iv)モル%で表示した組成が、SiOを67〜75%、Alを0〜4%、NaOを7〜15%、KOを1〜9%、MgOを6〜14%およびZrOを0〜1.5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が71〜75%、NaOおよびKOの含有量の合計が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
(v)モル%で表示した組成が、SiOを60〜75%、Alを5〜15%、MgOを0〜12%、CaOを0〜3%、ZrOを0〜3%、LiOを10〜20%、NaOを0〜8%、KOを0〜5%含有し、LiO、NaOおよびKOの含有量の合計ROが25%以下、LiOの含有量とROの比LiO/ROが0.5〜1.0であるガラス
(vi)モル%で表示した組成が、SiOを61〜72%、Alを8〜17%、LiOを6〜18%、NaOを2〜15%、KOを0〜8%、MgOを0〜6%、CaOを0〜6%、TiOを0〜4%、ZrOを0〜2.5%含有し、LiO、NaOおよびKOの含有量の合計ROが15〜25%、LiOの含有量とROの比LiO/ROが0.35〜0.8、MgOおよびCaOの含有量の合計が0〜9%であるガラス
For example, a glass having the following composition can be used as the glass to be subjected to the chemical strengthening treatment.
(I) 50 to 80% of SiO 2 , 2 to 25% of Al 2 O 3 , 0 to 10% of Li 2 O, 0 to 18% of Na 2 O, and K 2 O in the composition represented by mol% Composition containing 0-10% MgO, 0-15% MgO, 0-5% CaO and 0-5% ZrO 2 (ii) mole% expressed as SiO 2 , 50-74% SiO 2 , Al 1 to 10% of 2 O 3 , 6 to 14% of Na 2 O, 3 to 11% of K 2 O, 2 to 15% of MgO, 0 to 6% of CaO and 0 to 5% of ZrO 2 , The total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 75% or less, the total content of Na 2 O and K 2 O is 12 to 25%, and the total content of MgO and CaO is 7 to 15% a composition which is displayed at a certain glass (iii) mol%, a SiO 2 68 to 80%, the Al 2 O 3 4~10%, a 2 O and 5 to 15%, K 2 O 0 to 1%, the MgO 4 to 15% and ZrO 2 is composition displaying a glass (iv) mole% containing 0 to 1%, a SiO 2 67 75%, the Al 2 O 3 0 to 4%, a Na 2 O 7 to 15%, the K 2 O 1 to 9%, the MgO having 6 to 14% and the ZrO 2 contained 0 to 1.5% , The total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 71 to 75%, the total content of Na 2 O and K 2 O is 12 to 20%, and when it contains CaO, the content is 1% the composition displaying a glass (v) mole percent is less than the SiO 2 60~75%, Al 2 O 3 5-15%, the MgO 0 to 12%, 0 to 3% of CaO, a ZrO 2 0-3%, 10-20% of Li 2 O, 0 to 8% of Na 2 O, the K 2 O containing 0 to 5% Li 2 O, a 2 O and K 2 O content of total R 2 O is 25 percent or less, a ratio Li 2 O / R 2 O content and R 2 O of Li 2 O is 0.5 to 1.0 Glass (vi) a composition that displays by mol%, a SiO 2 61 to 72%, the Al 2 O 3 8~17%, 6~18 % of Li 2 O, 2 to 15% of Na 2 O, K 2 O , 0 to 6% of MgO, 0 to 6% of CaO, 0 to 4% of TiO 2 and 0 to 2.5% of ZrO 2 , Li 2 O, Na 2 O and K 2 Sum of content of O: R 2 O: 15 to 25%, ratio of content of Li 2 O to R 2 O: Li 2 O / R 2 O: 0.35 to 0.8, content of MgO and CaO Glass with a total of 0-9%

上述のようなガラスの成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法、ダウンドロー法およびロールアウト法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好適である。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好適である。また、着色ガラスを成形する場合は、ロールアウト法が最適な場合がある。   Examples of the glass forming method as described above include a float method, a pressing method, a fusion method, a downdraw method and a roll out method. In particular, the float method suitable for mass production is preferable. In addition, continuous molding methods other than the float method, that is, the fusion method and the downdraw method are also suitable. Moreover, when forming colored glass, the roll-out method may be optimal.

化学強化工程において、イオン交換処理は2回以上であれば特に制限はないが、タクトタイムの短縮化の観点から3回以下が好ましく、2回がより好ましい。
イオン交換処理を行うための溶融塩は、少なくともカリウムイオン、または、ナトリウムイオンを含む処理塩を用いることが好ましい。このような処理塩としては、例えば、硝酸カリウム、または、硝酸ナトリウムが好適に挙げられる。これらの処理塩に水蒸気添加、二酸化炭素添加などを行ってもよい。
また、混合溶融塩には、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、炭酸カリウム等のアルカリ炭酸塩、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウム等のアルカリ硫酸塩、並びに塩化ナトリウムおよび塩化カリウム等のアルカリ塩化塩等が挙げられる。特に硝酸カリウムに炭酸カリウムを1〜10質量%混合した溶融塩を使用できる。この場合は、第1の化学強化工程で使用してもよく、第2の化学強化工程以降に使用してもよい。また、本発明の化学強化ガラスを作製するガラスに、硝酸ナトリウムと硝酸カリウムを混合した溶融塩用いて処理した後に洗浄したガラスを使用してもよい。
In the chemical strengthening step, the ion exchange treatment is not particularly limited as long as it is performed twice or more, but is preferably 3 times or less, more preferably 2 times, from the viewpoint of shortening tact time.
It is preferable to use a treatment salt containing at least potassium ion or sodium ion as the molten salt for performing the ion exchange treatment. As such a treated salt, for example, potassium nitrate or sodium nitrate is suitably mentioned. These treated salts may be subjected to steam addition, carbon dioxide addition, and the like.
In addition, the mixed molten salt may contain other components. Other components include, for example, alkali carbonates such as potassium carbonate, alkali sulfates such as sodium sulfate and potassium sulfate, and alkali chlorides such as sodium chloride and potassium chloride. In particular, a molten salt in which 1 to 10% by mass of potassium carbonate is mixed with potassium nitrate can be used. In this case, it may be used in the first chemical strengthening step or may be used after the second chemical strengthening step. Moreover, you may use the glass wash | cleaned after processing using the molten salt which mixed sodium nitrate and potassium nitrate for the glass which produces the chemical strengthening glass of this invention.

また化学強化前もしくは化学強化後のガラスを酸またはアルカリによるエッチングを行ってもよい。酸エッチングでは、ハロゲンを含む水溶液、硝酸、硫酸、これらの混合水溶液などを使用でき、例えばハロゲンを含む水溶液を使用できフッ化水素水溶液が好ましい。エッチングにより片面、ガラス表面から1〜20μm程度除去するのが好ましい。このエッチング量を考慮し、化学強化前のガラスの厚さを決定すればよい。   The glass before or after chemical strengthening may be etched with acid or alkali. In the acid etching, an aqueous solution containing halogen, nitric acid, sulfuric acid, a mixed aqueous solution of these, etc. can be used. For example, an aqueous solution containing halogen can be used, and a hydrogen fluoride aqueous solution is preferable. It is preferable to remove about 1 to 20 μm from one side of the glass surface by etching. The thickness of the glass before chemical strengthening may be determined in consideration of this etching amount.

本発明の化学強化ガラスでは、ビッカース硬度が3500N/mm以上、10000N/mm以下であることが好ましい。
ビッカース硬度を3500N/mm以上とすると、化学強化ガラスが傷付き難くなる。また、ビッカース硬度を10000N/mm以下とすると、化学強化ガラスの高硬度化と加工の容易性を両立でき、大面積化する際に面精度を担保できる。また、ビッカース硬度として、3750N/mm以上9000N/mm以下がより好ましく、4000N/mm以上8500N/mm以下が特に好ましい。
なお、ビッカース硬度は、例えば日本工業規格JIS Z 2244に記載する、ビッカース硬さ試験により測定できる。
In the chemically strengthened glass of the present invention, the Vickers hardness is preferably 3500 N / mm 2 or more and 10000 N / mm 2 or less.
When the Vickers hardness is set to 3500 N / mm 2 or more, the chemically strengthened glass is not easily damaged. Further, when the Vickers hardness is 10000 N / mm 2 or less, it is possible to simultaneously achieve high hardness of the chemically strengthened glass and ease of processing, and to secure surface accuracy when increasing the area. Further, as a Vickers hardness, 3750N / mm 2 or more 9000 N / mm 2 more preferably less, 4000 N / mm 2 or more 8500N / mm 2 or less is particularly preferred.
The Vickers hardness can be measured, for example, by a Vickers hardness test described in Japanese Industrial Standard JIS Z 2244.

本発明の化学強化ガラスでは、ヤング率が40GPa以上150GPa以下であることが好ましい。
ヤング率を40GPa以上とすると、十分な強度を確保できる。ヤング率を150GPa以下にすると、強度とガラスの加工性(特に研磨加工の加工性)を両立できる。また、ヤング率として、45GPa以上140GPa以下がより好ましく、50GPa以上130GPa以下が特に好ましい。
In the chemically strengthened glass of the present invention, the Young's modulus is preferably 40 GPa or more and 150 GPa or less.
When the Young's modulus is 40 GPa or more, sufficient strength can be secured. When the Young's modulus is 150 GPa or less, the strength and the processability of glass (in particular, the processability of polishing) can be compatible. Moreover, as a Young's modulus, 45 GPa or more and 140 GPa or less are more preferable, and 50 GPa or more and 130 GPa or less are especially preferable.

本発明の化学強化ガラスが指紋認証用センサのカバー部材として用いられる場合、指紋認証用センサのセンシング部位に対向する領域の面積が60mm以上41000mm以下であることが好ましい。
指紋認証用センサのセンシング部位に対向する領域の面積(センシング部位対向面積)とは、例えば図2(A)に示すようなカバー部材33の面積であり、このセンシング部位対向面積が60mm未満であると、センサ面積が小さいため誤認識が多くなる場合がある。一方、センシング部位対向面積が41000mmより大きいと、指が接触していない領域が寄生容量となりセンシング感度が落ちるだけでなく、面精度を揃えることが困難となるためセンシング時の誤認識が多くなる場合がある。また、センシング部位対向面積として、80mm以上40500mm以下がより好ましく、100mm以上40000mm以下が特に好ましい。
If chemically tempered glass of the present invention is used as a cover member for fingerprint authentication sensor, it is preferable area of the region facing the sensing portion of the fingerprint authentication sensor is 60 mm 2 or more 41000Mm 2 or less.
The area of the area facing the sensing area of the fingerprint authentication sensor (sensing area opposing area) is, for example, the area of the cover member 33 as shown in FIG. 2A, and the sensing area opposing area is less than 60 mm 2 If there is, the false recognition may increase because the sensor area is small. On the other hand, if the facing area of the sensing part is larger than 41000 mm 2, the area where the finger is not in contact becomes parasitic capacitance and not only does the sensing sensitivity fall, but it becomes difficult to make the surface accuracy uniform. There is a case. Further, as the sensing portion facing areas, and more preferably 80 mm 2 or more 40500Mm 2 or less, particularly preferably 100 mm 2 or more 40000 mm 2 or less.

本発明の化学強化ガラスが指紋認証用センサとして用いられる場合、センシング部位対向面積Aをヤング率Eで除した値A/Eが、1.5×10−7/GPa以上1.4×10−2/GPa以下であることが好ましい。
/Eが1.5×10−7/GPa未満であると、加工性が悪くなりエッジのチッピングが発生しやすくなる。一方、A/Eが1.4×10−2/GPa以上であると、機械的特性が悪化し強度が担保できない場合がある。また、A/Eとして、5.0×10−7/GPa以上1.0×10−2/GPa以下であることが好ましく、1.0×10−6/GPa以上5.0×10−3/GPa以下であることが特に好ましい。
If chemically tempered glass of the present invention is used as a sensor for fingerprint authentication, the value A s / E obtained by dividing the sensing portion opposing area A s Young's modulus E is, 1.5 × 10 -7 m 2 / GPa or more 1. It is preferably 4 × 10 −2 m 2 / GPa or less.
When A s / E is less than 1.5 × 10 −7 m 2 / GPa, the processability is deteriorated and chipping of the edge tends to occur. On the other hand, when the A s / E is at 1.4 × 10 -2 m 2 / GPa or more, the mechanical properties deteriorate and strength can not be guaranteed. Further, as the A s / E, 5.0 × 10 -7 m is preferably 2 / GPa or more 1.0 × 10 -2 m 2 / GPa or less, 1.0 × 10 -6 m 2 / GPa or more It is especially preferable that it is 5.0 * 10 < -3 > m < 2 > / GPa or less.

次に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Next, examples of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

[事前準備]
まず、厚さ2mm(2000μm)で主面が四角形のアルミノシリケートガラス(化学強化後の商品名:ドラゴントレイルX(登録商標)、旭硝子社製)で化学強化をしていないものを準備した。
次に、このガラス板を厚さが100μm、150μm、200μm、250μm、300μmとなるように両面を鏡面加工した。
[Advance preparation]
First, a non-chemically reinforced aluminosilicate glass (trade name after chemical strengthening: Dragontrail X (registered trademark), manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a square main surface with a thickness of 2 mm (2000 μm) was prepared.
Next, both surfaces of the glass plate were mirror-finished so as to have a thickness of 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, and 300 μm.

[化学強化ガラスの製造方法]
例1〜5は実施例であり、例6〜9は比較例である。
〔例1〕
準備したガラス板のうち、厚さが100μmのものに、第1の化学強化処理、第2の化学強化処理を行い、例1の化学強化ガラスを得た。
[Method of producing chemically strengthened glass]
Examples 1 to 5 are Examples, and Examples 6 to 9 are Comparative Examples.
[Example 1]
Among the prepared glass plates, those having a thickness of 100 μm were subjected to the first chemical strengthening treatment and the second chemical strengthening treatment to obtain the chemically strengthened glass of Example 1.

第1の化学強化処理では、硝酸カリウムおよび硝酸ナトリウムを使用した。硝酸カリウムが質量%で60%となるようにSUS製のカップに調整し、マントルヒータで450℃まで加熱して、硝酸カリウムの溶融塩を調製した。そして、厚さ100μmの板ガラスを400℃まで予熱した後、溶融塩に15時間浸漬してイオン交換を実施し、室温付近まで冷却することにより第1の化学強化処理を行った。得られた化学強化ガラスは、水洗いし乾燥させた。   In the first chemical strengthening treatment, potassium nitrate and sodium nitrate were used. It adjusted to a cup made of SUS so that potassium nitrate might be 60% by mass%, and heated to 450 ° C. by a mantle heater to prepare a molten salt of potassium nitrate. Then, a plate glass having a thickness of 100 μm was preheated to 400 ° C., immersed in molten salt for 15 hours to carry out ion exchange, and cooled to around room temperature to carry out the first chemical strengthening treatment. The resulting chemically tempered glass was washed with water and dried.

第2の化学強化処理では、SUS製のカップに硝酸カリウム(KNO)を加え、マントルヒータで400℃まで加熱して、硝酸カリウムの溶融塩を調製した。第1の化学強化処理が行われた板ガラスを350℃まで予熱した後、溶融塩に10分間浸漬してイオン交換を実施し、室温付近まで冷却することにより第2の化学強化処理を行った。得られた化学強化ガラスは、水洗いし乾燥させた。 In the second chemical strengthening treatment, potassium nitrate (KNO 3 ) was added to a SUS cup and heated to 400 ° C. with a mantle heater to prepare a molten salt of potassium nitrate. The plate glass subjected to the first chemical strengthening treatment was preheated to 350 ° C., immersed in molten salt for 10 minutes to perform ion exchange, and cooled to around room temperature to perform a second chemical strengthening treatment. The resulting chemically tempered glass was washed with water and dried.

〔例2〜5〕
例2〜5では、それぞれ厚さが150μm、200μm、250μm、300μmのガラス板に、例1と同様の手順および条件で処理を行い、化学強化ガラスを得た。
[Examples 2 to 5]
In Examples 2 to 5, the glass plates having thicknesses of 150 μm, 200 μm, 250 μm, and 300 μm were treated in the same procedure and conditions as in Example 1 to obtain chemically strengthened glass.

〔例6〜9〕
例6〜9では、それぞれ厚さが100μm、150μm、200μm、250μmのガラス板に、上記第1の化学強化処理において、425℃の溶融塩に24時間浸漬し、その後連続して450℃に昇温してさらに4時間浸漬したことと、上記第2の化学強化処理を行わなかったこと以外は、例1と同様の手順で処理を行い化学強化ガラスを得た。
[Examples 6-9]
In Examples 6 to 9, in the first chemical strengthening treatment, the glass plate was immersed in molten salt at 425 ° C. for 24 hours for 24 hours in a glass plate with a thickness of 100 μm, 150 μm, 200 μm, and 250 μm respectively, and then raised continuously to 450 ° C. The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the solution was warmed and dipped for additional 4 hours and the second chemical strengthening treatment was not performed, to obtain a chemically strengthened glass.

[評価方法]
各種評価は以下に示す分析方法により行った。
〔ガラスの評価:表面圧縮応力(CS)及び表面圧縮応力層の深さ(DOL)〕
化学強化ガラスの表面圧縮応力(CS)及び表面圧縮応力層の深さ(DOL)(以降、応力分布と記載)は、折原製作所社製のガラス表面応力計装置(FSM−6000LE)により測定した。
[Evaluation method]
Various evaluations were performed by the analysis method shown below.
[Evaluation of glass: surface compressive stress (CS) and surface compressive stress layer depth (DOL)]
The surface compressive stress (CS) of the chemically strengthened glass and the depth (DOL) of the surface compressive stress layer (hereinafter referred to as stress distribution) were measured by a glass surface stress meter device (FSM-6000LE) manufactured by Orihara Mfg.

この算出した応力分布において、最表面からのガラス深さが0μmにおける応力値(単位はMPa)を、化学強化ガラスの一方の主面における最表層の圧縮応力(CS)とした。また、ガラス内部において応力値が0MPaとなるガラス深さ(単位はμm)を、前記一方の主面側の圧縮応力層の深さ(DOL)とした。さらに、CSに対応する応力値の半分の値(HM_CS、単位はMPa)を求め、このHM_CSに相当するガラス深さを、DOLHM(単位はμm)とした。 In the calculated stress distribution, the stress value (unit: MPa) at a glass depth of 0 μm from the outermost surface was taken as the compressive stress (CS 0 ) of the outermost layer on one main surface of the chemically strengthened glass. In addition, the glass depth (unit: μm) at which the stress value is 0 MPa inside the glass was taken as the depth (DOL 1 ) of the compressive stress layer on the one main surface side. Furthermore, a half value (HM_CS 0 , unit is MPa) of the stress value corresponding to CS 0 is determined, and the glass depth corresponding to this HM_CS 0 is taken as DOL HM (unit is μm).

これらのデータと上記式(1)に基づいて、DOLHM/DOL、応力プロファイル積分値(図1の面積S)を算出した。
また、化学強化ガラスの表と裏の圧縮応力は製造プロセス起因で生じる僅かな組成変動、冷却速度差に起因して1.5%程差が付くため、ΔS=S×0.015として表面と裏面の応力プロファイル積分値差ΔSを求め、ガラス板の厚さtからΔS/tを算出した。これらの結果を表1に示す。
Based on these data and the above equation (1), DOL HM / DOL 1 and stress profile integral value (area S in FIG. 1) were calculated.
In addition, the compressive stress on the front and back of the chemically strengthened glass has a difference of about 1.5% due to slight composition fluctuation caused by the manufacturing process and a difference in cooling rate, so ΔS = S × 0.015 The stress profile integral value difference ΔS on the back surface was determined, and ΔS / t 2 was calculated from the thickness t of the glass plate. The results are shown in Table 1.

(ガラスの評価:反り評価)
ガラスの反り評価は、KEYENCE製のレーザー変位計LT−9030Mを用いて以下の手順で行った。
まず、図3(A)に示すような化学強化後のガラスにおいて、反りを評価する位置として、B−B断面を選択した。なお、B−B断面は特定の位置に限定されないが、ここではガラスの重心を通る断面とした。B−B断面を図示すると図3(B)に示すような上に凸の形状、あるいは図3(C)に示す下に凸の形状となる。
次に、ガラス基板のいずれかの面を下面として保持部に配置し、レーザー変位計を用いて断面の形状データを取得した。この得られた形状データにおいて、接線の傾きの符号が変化する点を原点Oとし、断面形状を反り方向yと板幅方向xとして二次関数y=axで近似した。ここでのy、xの単位はそれぞれμmであり、二次項係数aの単位はμm−1である。
最後に、二次関数の二次項係数aを求め、この二次項係数aを基に反り評価を行った。
これらの結果を表1に示す。なお、反り評価の「○」は二次項係数aが1×10−7μm−1以下の場合を示し、反り評価の「×」は二次項係数aが1×10−7μm−1を超える場合を示す。
(Evaluation of glass: Evaluation of warpage)
The warpage of the glass was evaluated in the following procedure using a laser displacement meter LT-9030M manufactured by KEYENCE.
First, in the glass after chemical strengthening as shown to FIG. 3 (A), BB cross section was selected as a position which evaluates curvature. In addition, although a BB cross section is not limited to a specific position, it was set as the cross section which passes along the gravity center of glass here. When a BB cross section is illustrated, it becomes an upwardly convex shape as shown in FIG. 3 (B) or a downwardly convex shape shown in FIG. 3 (C).
Next, it arrange | positioned in the holding | maintenance part by making any surface of a glass substrate into a lower surface, and acquired the shape data of the cross section using the laser displacement meter. In the obtained shape data, a point at which the sign of the slope of the tangent changes changes is taken as the origin O, and the cross-sectional shape is approximated by a quadratic function y = ax 2 as the warp direction y and the sheet width direction x. Here, the units of y and x are each μm, and the unit of the second-order term coefficient a is μm −1 .
Finally, the quadratic term coefficient a of the quadratic function was determined, and warpage was evaluated based on the quadratic term coefficient a.
The results are shown in Table 1. In addition, "○" of warpage evaluation shows the case where the quadratic term coefficient a is 1 × 10 -7 μm -1 or less, and the "×" of warpage evaluation exceeds the quadratic term coefficient a exceeding 1 × 10 -7 μm -1 Indicates the case.

(ガラスの評価:比誘電率)
ガラスの比誘電率は、以下のように簡易的に見積もった。まず、参考例として1MHzの比誘電率が8.3の0.55mmの厚さのアルミノシリケートガラス(未強化のドラゴントレイルX(登録商標)、旭硝子社製)の表面、裏面それぞれにCS=1100MPa、DOL=25μmの化学強化を施し、比誘電率を再測定したところ8.1であった。また、参考例のSは13750MPa・μmであった。
(Evaluation of glass: relative permittivity)
The relative dielectric constant of glass was simply estimated as follows. First, as a reference example, 0.55 mm thick aluminosilicate glass (unreinforced Dragontrail X (registered trademark), manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) with a relative dielectric constant of 8.3 at 1 MHz and CS = 1100 MPa for each surface It was 8.1 when the chemical strengthening of DOL = 25 micrometers was given and the dielectric constant was measured again. In addition, S of the reference example was 13750 MPa · μm.

化学強化された50μmの領域の平均合成容量Cは、未強化領域の合成容量をC、化学強化されたガラス全体の合成容量をCとしたとき以下の関係がある。
=C×C/(C+C) …(X)
また、比誘電率εは、合成容量Cと厚さtに対して以下の関係がある。
ε=C/t …(Y)
ただし、k=0、1、2
ε=8.1、ε=8.3、t=550、t=50、t=500として、式(X)および式(Y)の関係から化学強化された50μmの領域の比誘電率εを見積もったところ、ε=6.5であった。
以降、化学強化されたガラスの強化領域の比誘電率をε=6.5、未強化領域の比誘電率をε=8.3とし、式(X)、式(Y)、参考例のS、例1〜9のCS、DOL、CS、DOL、Sに基づいて例1〜9の比誘電率εおよび(ε−ε)/εで示す比誘電率の低下率を計算した。
The average synthesis capacity C 1 of the chemically strengthened 50 μm region has the following relation, where the synthesis capacity of the unreinforced region is C 2 , and the synthesis capacity of the entire chemically strengthened glass is C 0 .
C 0 = C 1 × C 2 / (C 1 + C 2 ) (X)
The relative dielectric constant ε has the following relation to the combined capacitance C and the thickness t.
ε k = C k / t k (Y)
However, k = 0, 1, 2
In the region of 50 μm chemically strengthened from the relationship of Formula (X) and Formula (Y), with ε 0 = 8.1, ε 2 = 8.3, t 0 = 550, t 1 = 50, t 2 = 500 The relative dielectric constant ε 1 was estimated to be ε 1 = 6.5.
Hereinafter, the relative permittivity of the reinforced region of the chemically strengthened glass is ε 1 = 6.5, and the relative permittivity of the unreinforced region is ε 2 = 8.3, and the formula (X), the formula (Y), the reference example Based on S of Examples 1 to 9 and CS, DOL, CS 0 , DOL 1 and S of Examples 1 to 9 and the reduction of the relative dielectric constant indicated by the relative dielectric constants ε 0 and (ε 2 −ε 0 ) / ε 2 of Examples 1 to 9 The rate was calculated.

以上の結果を表1に示す。なお、表1において比誘電率の低下率評価の「○」は比誘電率の低下率が5%以下の場合((ε−ε)/ε≦0.05)を、「×」は比誘電率の低下率が5%を超える場合を示す。 The above results are shown in Table 1. In Table 1, “○” in the relative dielectric constant reduction rate evaluation indicates “×” when the relative dielectric constant reduction rate is 5% or less ((ε 2 −ε 0 ) / ε 2 ≦ 0.05). Indicates a case where the decrease rate of the relative permittivity exceeds 5%.

Figure 2019069861
Figure 2019069861

さらに、表1中のΔS/tを横軸に、二次項係数aを縦軸にプロットして対数グラフを作成した結果を図4に示す。
表1および図4に示すように、例1〜5では、ΔS/tが4×10−3MPa/μm以下、二次項係数aが1.0×10−7μm−1以下となり、化学強化後でも反りが抑制されることが分かった。一方、例6〜9では、ΔS/tが4×10−3MPa/μmを超え、二次項係数aが1.0×10−7μm−1を超え、反りが抑制されないことが分かった。また、例1〜5では、DOLHM/DOLが0.05以上0.4以下となるが、例6〜9では、DOLHM/DOLが上記条件を満たさなかった。
以上のことから、化学強化ガラスにおいて反りを極力抑制するためには、上記式(1)および式(2)を満たせばよいことが分かった。また、このような化学強化ガラスを製造するためには、2段階強化が有効であることが分かった。
さらに、例1〜5においては、比誘電率の低下を例6〜9よりも抑制できることも分かった。
Furthermore, FIG. 4 shows the result of plotting a logarithmic graph by plotting ΔS / t 2 in Table 1 on the horizontal axis and the quadratic term coefficient a on the vertical axis.
As shown in Table 1 and FIG. 4, in Examples 1 to 5, ΔS / t 2 is 4 × 10 −3 MPa / μm or less, and the quadratic term coefficient a is 1.0 × 10 −7 μm −1 or less. It was found that warpage was suppressed even after strengthening. On the other hand, in Examples 6 to 9, it was found that ΔS / t 2 exceeded 4 × 10 −3 MPa / μm and the quadratic term coefficient a exceeded 1.0 × 10 −7 μm −1 and warpage was not suppressed. . In Examples 1 to 5, DOL HM / DOL 1 was 0.05 or more and 0.4 or less, but in Examples 6 to 9, DOL HM / DOL 1 did not satisfy the above conditions.
From the above, it was found that it is sufficient to satisfy the above formulas (1) and (2) in order to suppress warpage as much as possible in chemically strengthened glass. In addition, in order to produce such a chemically strengthened glass, it has been found that two-stage strengthening is effective.
Furthermore, in Examples 1-5, it turned out that a fall of a dielectric constant can be suppressed rather than Examples 6-9.

30…スマートフォン(携帯機器)、31…指紋認証用センサユニット(センサユニット)、33…カバー部材(化学強化ガラス)、34…指紋認証用センサ(センサ)、35…基板、36…電極。   Reference Signs List 30 smartphone (mobile device) 31 fingerprint-sensing sensor unit (sensor unit) 33 cover member (chemically reinforced glass) 34 fingerprint-sensing sensor (sensor) 35 substrate 36 electrode

Claims (11)

2つの主面を有する化学強化ガラスであって、
前記化学強化ガラスの厚さが1000μm未満であり、以下の式(1)および式(2)を満たすことを特徴とする化学強化ガラス。
ΔS/t≦4×10−3(MPa/μm) … (1)
0.05≦DOLHM/DOL≦0.4 … (2)
ここで、
ΔS=S×0.015 … (3)
S=(CS+HM_CS)×DOLHM×0.5 … (4)
CS:一方の主面における最表層の圧縮応力(MPa)
HM_CS:CSの半分の圧縮応力(MPa)
DOL:前記一方の主面側の圧縮応力層の深さ(μm)
DOLHM:HM_CSに対応する圧縮応力層の深さ(μm)
t:化学強化ガラスの厚さ(μm)
Chemically strengthened glass having two main surfaces,
Chemically tempered glass characterized in that the thickness of the chemically tempered glass is less than 1000 μm and the following formulas (1) and (2) are satisfied.
ΔS / t 2 ≦ 4 × 10 −3 (MPa / μm) (1)
0.05 ≦ DOL HM / DOL 1 ≦ 0.4 (2)
here,
ΔS = S × 0.015 (3)
S = (CS 0 + HM_CS 0 ) × DOL HM × 0.5 (4)
CS 0 : Compressive stress of outermost layer on one main surface (MPa)
HM_CS 0 : Compression stress half of CS 0 (MPa)
DOL 1 : depth of the compressive stress layer on the one principal surface side (μm)
DOL HM : Depth of compressive stress layer corresponding to HM_CS 0 (μm)
t: Thickness of chemically strengthened glass (μm)
DOLが15μm以上である請求項1に記載の化学強化ガラス。 The chemically strengthened glass according to claim 1, wherein DOL 1 is 15 μm or more. 比誘電率が7.5以上である請求項1または2に記載の化学強化ガラス。   The chemically strengthened glass according to claim 1 or 2, wherein the relative dielectric constant is 7.5 or more. 以下の式(5)を満たす請求項1から3のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
(ε−ε)/ε≦0.05 … (5)
ε:化学強化ガラスの未強化領域の比誘電率
ε:化学強化ガラス全体の比誘電率
The chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following formula (5).
2 −ε 0 ) / ε 2 ≦ 0.05 (5)
ε 2 : relative permittivity of the unreinforced region of chemically tempered glass ε 0 : relative permittivity of the entire chemically tempered glass
厚さが400μm未満である請求項1から4のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。   The chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 4, which has a thickness of less than 400 μm. 2つの主面を有する化学強化ガラスであって、
厚さが300μm以下であり、
厚さ方向断面視で、前記2つの主面の面方向の位置と厚さ方向の変位との関係を二次関数で近似した際、前記二次関数の二次項係数の絶対値aが1.0×10−7μm−1以下となることを特徴とする化学強化ガラス。
Chemically strengthened glass having two main surfaces,
Thickness is 300 μm or less,
When the relationship between the position in the surface direction of the two main surfaces and the displacement in the thickness direction is approximated by a quadratic function in a thickness direction sectional view, the absolute value a of the quadratic term coefficient of the quadratic function is 1. Chemically strengthened glass characterized by having a size of 0 × 10 −7 μm −1 or less.
センサと、
請求項1から6のいずれか1項に記載の化学強化ガラスとを備えているセンサユニット。
Sensor,
A sensor unit comprising the chemically strengthened glass according to any one of claims 1 to 6.
請求項7に記載のセンサユニットを備えている携帯機器。   A mobile device comprising the sensor unit according to claim 7. 以下の工程(I)〜(III)を順次含み、得られる化学強化ガラスの一方の主面側の圧縮応力層の深さDOLが15μm以上であり、一方の主面最表層の圧縮応力CSが500MPa以上であり、かつ厚さが1000μm未満であることを特徴とする化学強化ガラスの製造方法。
(I)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第1の化学強化工程
(II)ガラスをガラス転移点より50℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
(III)ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第2の化学強化工程
The depth DOL 1 of the compression stress layer on one principal surface side of the obtained chemically strengthened glass is 15 μm or more, and the compression stress CS on the outermost surface of one principal surface is sequentially included, including the following steps (I) to (III) A method for producing a chemically strengthened glass, wherein 0 is 500 MPa or more and the thickness is less than 1000 μm.
(I) A first chemical strengthening step of forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of glass (II) A heating step of heat treating the glass at a temperature 50 ° C. or more lower than the glass transition point (III) The second chemical strengthening step of forming a compressive stress layer on the glass surface by ion exchange treatment of the glass
工程(I)および(III)におけるイオン交換処理が、ガラス転移点より50℃以上低い温度における処理である請求項9に記載の化学強化ガラスの製造方法。   The method for producing a chemically strengthened glass according to claim 9, wherein the ion exchange treatment in steps (I) and (III) is a treatment at a temperature 50 ° C or more lower than the glass transition temperature. 得られる化学強化ガラスの圧縮応力層の深さDOLおよび主面最表層の圧縮応力CSの半分である位置に対応する圧縮応力層の深さDOLHMが下記式(2)を満たす請求項9または10に記載の化学強化ガラスの製造方法。
0.05≦DOLHM/DOL≦0.4 … (2)
The depth DOL HM of the compressive stress layer corresponding to a position at which the depth DOL 1 of the compressive stress layer of the resulting chemically strengthened glass and the compressive stress CS 0 of the outermost surface of the major surface is 0 satisfy the following formula (2) The manufacturing method of the chemically strengthened glass as described in 9 or 10.
0.05 ≦ DOL HM / DOL 1 ≦ 0.4 (2)
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