JP5459122B2 - Display device - Google Patents
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Description
本発明は、ディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a display device.
携帯電話やPDA、ノートパソコンなどのモバイル機器には、液晶ディスプレイ(LCD)装置などの薄型のディスプレイ装置が搭載されている。このディスプレイ装置では、表示パネルの前方に、「前面フィルタ」とも呼ばれるカバーガラス板が設置されており、ユーザは前面板を介して表示パネルの表示を視認する(例えば、特許文献1参照)。 Mobile devices such as mobile phones, PDAs, and notebook personal computers are equipped with thin display devices such as liquid crystal display (LCD) devices. In this display device, a cover glass plate called a “front filter” is installed in front of the display panel, and the user visually recognizes the display on the display panel via the front plate (see, for example, Patent Document 1).
カバーガラス板は、主として、ディスプレイ装置の美観や強度の向上、衝撃破損防止などを目的として設置される。カバーガラス板は、耐傷付き性向上のため、表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であることが多い。化学強化ガラスの製造方法としては、例えばイオン交換法などがある。 The cover glass plate is mainly installed for the purpose of improving the aesthetics and strength of the display device and preventing impact damage. The cover glass plate is often a chemically strengthened glass plate in which a compressive stress layer is provided on at least a part of the surface layer in order to improve scratch resistance. As a method for producing chemically strengthened glass, for example, there is an ion exchange method.
イオン交換法では、ガラスを処理液に浸漬して、ガラスの表層に含まれる、小さなイオン半径のイオン(例えば、Naイオン)を、大きなイオン半径のイオン(例えば、Kイオン)と置換することで、ガラスの表層に圧縮応力層を設ける。 In the ion exchange method, a glass is immersed in a treatment solution, and ions having a small ion radius (for example, Na ions) contained in the surface layer of the glass are replaced with ions having a large ion radius (for example, K ions). A compressive stress layer is provided on the surface layer of the glass.
一方、近年では、家庭用テレビなどの据え置き型の機器向けに、液晶ディスプレイ(LCD)装置やプラズマディスプレイ(PDP)装置などの大画面化が進んでおり、モバイル機器に比べて、画面サイズが極めて大きくなっている。 On the other hand, in recent years, liquid crystal display (LCD) devices and plasma display (PDP) devices have become larger for stationary devices such as home televisions, and the screen size is extremely large compared to mobile devices. It is getting bigger.
このような大画面(例えば、32インチ以上)のディスプレイ装置に搭載されるカバーガラス板は、モバイル機器に搭載されるものに比べて、大面積とする場合が多くなっている。また、これに伴う重量増加を軽減するため、カバーガラス板は、薄くすることが多くなってきている。 The cover glass plate mounted on such a large screen (for example, 32 inches or more) display device has a larger area than that mounted on a mobile device. Moreover, in order to reduce the accompanying weight increase, the cover glass plate is often made thinner.
しかしながら、カバーガラス板を大面積とし、且つ、薄くすると、カバーガラス板が自重変形しやすくなるので、ディスプレイ装置の美観や表示品質などが損なわれることがある。 However, when the cover glass plate has a large area and is thinned, the cover glass plate is easily deformed by its own weight, so that the aesthetic appearance and display quality of the display device may be impaired.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、大面積で薄いカバーガラス板の自重変形を低減することができるディスプレイ装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the display apparatus which can reduce the dead weight deformation | transformation of a thin cover glass board with a large area.
本発明の一態様によれば、According to one aspect of the invention,
表示パネルと、該表示パネルの前方に設置されるカバーガラス板とを備えるディスプレイ装置において、In a display device comprising a display panel and a cover glass plate installed in front of the display panel,
前記カバーガラス板は、32インチ以上の対角線長さ、1.5mm以下の厚さ、および、70GPa以上のヤング率を有し、化学強化処理によって表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であり、The cover glass plate has a diagonal length of 32 inches or more, a thickness of 1.5 mm or less, and a Young's modulus of 70 GPa or more, and a chemical layer in which a compressive stress layer is provided on at least a part of the surface layer by chemical strengthening treatment. A tempered glass plate,
前記化学強化処理前のカバーガラス板は、酸化物基準のモル百分率表示で、SiOThe cover glass plate before the chemical strengthening treatment is expressed in terms of mole percentage based on oxide,
22
を50〜74%、Al50-74%, Al
22
OO
33
を1〜10%、Na1 to 10%, Na
22
Oを6〜14%、K6-14% O, K
22
Oを3〜15%、MgOを2〜15%、CaOを0〜10%、ZrO3-15% O, 2-15% MgO, 0-10% CaO, ZrO
22
を0〜5%含有し、SiO0 to 5%, SiO
22
およびAlAnd Al
22
OO
33
の含有量の合計が75%以下、NaTotal content of 75% or less, Na
22
OおよびKO and K
22
Oの含有量の合計NaTotal Na content of O
22
O+KO + K
22
Oが12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計MgO+CaOが7〜15%であることを特徴とする、ディスプレイ装置が提供される。A display device is provided, characterized in that O is 12 to 25%, and the total content of MgO and CaO is MgO + CaO is 7 to 15%.
また、本発明の別の一態様によれば、According to another aspect of the present invention,
表示パネルと、該表示パネルの前方に設置されるカバーガラス板とを備えるディスプレイ装置において、In a display device comprising a display panel and a cover glass plate installed in front of the display panel,
前記カバーガラス板は、32インチ以上の対角線長さ、1.5mm以下の厚さ、および、70GPa以上のヤング率を有し、化学強化処理によって表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であり、The cover glass plate has a diagonal length of 32 inches or more, a thickness of 1.5 mm or less, and a Young's modulus of 70 GPa or more, and a chemical layer in which a compressive stress layer is provided on at least a part of the surface layer by chemical strengthening treatment. A tempered glass plate,
前記化学強化処理前のカバーガラス板は、酸化物基準のモル百分率表示で、SiOThe cover glass plate before the chemical strengthening treatment is expressed in terms of mole percentage based on oxide,
22
を68〜80%、Al68-80%, Al
22
OO
33
を4〜10%、Na4-10% Na
22
Oを5〜15%、K5-15% O, K
22
Oを0〜1%、MgOを4〜15%、ZrO0 to 1% O, 4 to 15% MgO, ZrO
22
を0〜1%含有し、SiO0 to 1%, SiO
22
およびAlAnd Al
22
OO
33
の含有量の合計SiOTotal content of SiO
22
+Al+ Al
22
OO
33
が85%以下であることを特徴とする、ディスプレイ装置が提供される。A display device is provided, characterized in that is less than 85%.
本発明によれば、大面積で薄いカバーガラス板の自重変形を低減することができるディスプレイ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the display apparatus which can reduce the dead weight deformation | transformation of a thin cover glass board with a large area can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は、後述の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、後述の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not restrict | limited to the below-mentioned embodiment, A various deformation | transformation and substitution can be added to below-mentioned embodiment, without deviating from the scope of the present invention.
図1は、本発明の一実施形態におけるディスプレイ装置の概略側面図である。図1に示すように、ディスプレイ装置10は、表示パネル20と、カバーガラス板30とを備える。カバーガラス板30は表示パネル20よりも大面積であって、ユーザはカバーガラス板30を介して表示パネル20の表示を視認する。
FIG. 1 is a schematic side view of a display device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
(表示パネル)
表示パネル20は、画像を表示するものである。表示パネル20は、一般的な構成であって良く、例えば液晶パネルやプラズマパネルなどであって良い。液晶パネルは、2枚の透光性基板、および2枚の透光性基板の間に設けられる液晶層などで構成される。プラズマパネルは、2枚の透光性基板、および2枚の透光性基板の間に設けられる蛍光体層などで構成される。
(Display panel)
The
表示パネル20用の透光性基板としては、ガラス基板や樹脂基板などが用いられる。ガラス基板は、耐熱性や耐薬品性に優れており、基板上に透明電極膜や半導体素子(例えば、TFT)などを形成する際に加熱処理や薬品処理をすることができる。一方、樹脂基板は、フレキシブル性に優れている。一般的には、ガラス基板を用いることが多い。
As the translucent substrate for the
ガラス基板は、表示パネル20の種類に応じた材料で形成される。例えば、液晶パネル用のガラス基板は、アルカリ金属イオンが液晶パネルの表示特性に悪影響を与えるので、アルカリ金属酸化物を実質的に含まない無アルカリガラスで形成される。また、プラズマパネル用のガラス基板は、歪み点が高く、熱膨張係数が大きいソーダライムガラスで形成される。
The glass substrate is formed of a material corresponding to the type of the
ガラス基板を製造する方法としては、まず、複数のガラス原料を目標の配合になるように調合し、これを溶解炉に連続的に投入し、例えば、1500〜1600℃に加熱して溶融する。次いで、この溶融ガラスを所定の板厚に成形し、徐冷後切断して、ガラス基板を得る。 As a method for producing a glass substrate, first, a plurality of glass raw materials are prepared so as to have a target composition, which is continuously charged into a melting furnace and heated to, for example, 1500 to 1600 ° C. and melted. Next, this molten glass is formed to a predetermined plate thickness, and after slow cooling, it is cut to obtain a glass substrate.
ここで、溶融ガラスを所定の板厚に成形する成形方法は、特に限定されないが、例えばフロート法やフュージョン法などがある。フロート法では、浴槽内の溶融金属(例えば、溶融錫)の浴面に溶融ガラスを連続的に供給して、帯板状に成形する。フュージョン法では、断面略V字状の樋の内部に溶融ガラスを連続的に供給し、樋から左右両側に溢れ出た溶融ガラスを、樋の下縁で合流させて帯板状に成形する。 Here, a molding method for molding the molten glass into a predetermined plate thickness is not particularly limited, and examples thereof include a float method and a fusion method. In the float process, molten glass is continuously supplied to a bath surface of molten metal (for example, molten tin) in a bathtub, and is formed into a strip shape. In the fusion method, molten glass is continuously supplied into the inside of a bowl having a substantially V-shaped cross section, and the molten glass overflowing from the bowl to the left and right sides is joined at the lower edge of the bowl to form a strip.
(カバーガラス板およびその周辺部材)
カバーガラス板30は、主として、ディスプレイ装置10の美観や強度の向上、衝撃破損防止などを目的として設置される。カバーガラス板30は、表示パネル20の前方に設置される。
(Cover glass plate and its peripheral members)
The
例えば、カバーガラス板30は、図1に示すように、表示パネル20の表示側(前側)から離間するように設置されて良い。この場合、カバーガラス板30と、表示パネル20とは筐体12を介して一体化されて良い。なお、筐体12は、図1においては、カバーガラス30を外側から覆うように図示されているが、カバーガラス30の端面がむき出しになっていてもよい。
For example, the
また、カバーガラス板30は、図3に示すように、表示パネル20の表示側(前側)に貼り付けられても良い。例えば、カバーガラス板30は、透光性を有する接着膜を介して、表示パネル20の表示側に貼り付けられる。接着膜は、一般的な構成であって良く、その材質や形状は適宜選定される。
Moreover, the
図3に示すように、カバーガラス板30と表示パネル20との間に空隙がない構成とすることによって、カバーガラス板30(または、表示パネル20)と空隙との界面における光の反射を抑えることができる。その結果、ディスプレイ装置10の画質を高めることができる。また、ディスプレイ装置10の薄型化にも貢献することができる。
As shown in FIG. 3, by adopting a configuration in which there is no gap between the
カバーガラス板30は、表示パネル20からの光を出射する前面31と、表示パネル20からの光が入射する背面32とを有する。前面31または/および背面32には、機能膜40が設けられていても良い。なお、機能膜40は、図1では前面31および背面32に設けられており、図3では前面31に設けられている。
The
機能膜40は、例えば、周囲光の反射防止、衝撃破損防止、電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調補正、または/および耐傷性向上などの機能を有する。
The
機能膜40は、例えば樹脂製の膜をカバーガラス板30に貼り付けることにより形成される。あるいは、機能膜40は、蒸着法、スパッタ法、CVD法などの薄膜形成法により形成されても良い。
The
機能膜40は、一般的な構成であって良く、その厚さおよび形状などは、用途に応じて適宜選択される。
The
カバーガラス板30の背面32には、周縁部の少なくとも一部に沿って、加飾層50が設けられている。この加飾層50は、表示パネル20の外周を取り囲むように配置されて良い。
On the
加飾層50は、カバーガラス板30、ひいてはディスプレイ装置10のデザイン性や装飾性を高めるために設置される。例えば、加飾層50を黒色に着色すると、ディスプレイ装置10がオフ状態のときに、カバーガラス板30の周縁部を含めて、カバーガラス板30の前面31から全く光が出射されなくなる。従って、ディスプレイ装置10の外観がシャープな印象をユーザに与えるようになり、美観が向上する。
The
加飾層50の形成方法に制限はなく、例えば、有機顔料粒子を含むインクをカバーガラス板30に塗布し、これを紫外線照射あるいは加熱焼成することによって形成する方法がある。インクは、例えば有機ビヒクルに有機顔料粒子を混合、分散させることによって調製される。
There is no restriction | limiting in the formation method of the
(カバーガラス板の材質や特性など)
カバーガラス板30の厚さは、薄型化、軽量化の観点から、1.5mm以下であって、好ましくは1.3mm以下であり、さらに好ましくは1.1mm以下である。また、カバーガラス板30の厚さは、ハンドリング性の観点から、0.5mm以上であることが好ましい。
(Material and characteristics of cover glass plate)
The thickness of the
カバーガラス板30の対角線長さLは、大面積化の観点から、32インチ(約81cm)以上であって、好ましくは37インチ(約94cm以上)であり、さらに好ましくは40インチ(約102cm以上)である。
The diagonal length L of the
カバーガラス板30のヤング率は、70GPa以上である。70GPa以上とすることで、厚さ1.5mm以下、対角線長さ32インチ(約81cm)以上のカバーガラス板30の自重変形を十分に低減することができる。カバーガラス板30のヤング率は、72GPa以上が好ましく、75GPa以上がより好ましい。
The Young's modulus of the
カバーガラス板30は、表示パネル20のガラス基板と同一組成の材料で形成されて良い。同一組成であると、熱膨張差に起因する反りを低減することができ、製造コストを削減することもできる。また、この反りの低減や製造コストの削減は、パネルの大きさが大きくなるほど顕著である。
The
また、カバーガラス板30は、耐傷付き性向上のため、化学強化処理によって表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であっても良い。化学強化処理の方法としては、例えばイオン交換法などがある。
Further, the
イオン交換法では、ガラス板を処理液に浸漬して、ガラス板の表層に含まれる、小さなイオン半径のイオン(例えば、Naイオン)を、大きなイオン半径のイオン(例えば、Kイオン)と置換することで、ガラス板の表層に圧縮応力層を設ける。 In the ion exchange method, a glass plate is immersed in a processing solution, and ions having a small ion radius (for example, Na ions) contained in the surface layer of the glass plate are replaced with ions having a large ion radius (for example, K ions). Thus, a compressive stress layer is provided on the surface layer of the glass plate.
処理液としては、硝酸カリウム(KNO3)溶融塩などが用いられる。具体的な条件は、ガラス板の厚さによっても異なるが、400〜550℃のKNO3溶融塩に2〜20時間ガラス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400〜500℃、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。 As the treatment liquid, potassium nitrate (KNO 3 ) molten salt or the like is used. Specific conditions vary depending on the thickness of the glass plate, it is typical to immerse 2-20 hours glass plate KNO 3 molten salt at 400 to 550 ° C.. From an economical viewpoint, it is preferable to immerse on the conditions of 400-500 degreeC and 2 to 16 hours, and a more preferable immersion time is 2 to 10 hours.
化学強化処理前のカバーガラス板30は、特に限定されないが、例えば下記のガラスA〜Cで形成される。
The
(ガラスA)
ガラスAは、酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を55〜70%、Al2O3を5〜15%、Na2Oを4〜20%、MgOを1〜15%含有し、これらの成分の合計量が85%以上であるガラスである。
(Glass A)
Glass A contains oxide-based mole percentages and contains SiO 2 55-70%, Al 2 O 3 5-15%, Na 2 O 4-20%, MgO 1-15%, these The total amount of the components of the glass is 85% or more.
ガラスAのヤング率は、典型的には70〜85GPaである。なお、ガラスAを化学強化してなる化学強化ガラス板のヤング率は、圧縮応力層厚さtが十分に小さいので、化学強化前のガラスAのヤング率と略同じである。 The Young's modulus of glass A is typically 70 to 85 GPa. The Young's modulus of the chemically strengthened glass plate obtained by chemically strengthening the glass A is substantially the same as the Young's modulus of the glass A before chemical strengthening because the compressive stress layer thickness t is sufficiently small.
(ガラスB)
ガラスBは、酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を50〜74%、Al2O3を1〜10%、Na2Oを6〜14%、K2Oを3〜15%、MgOを2〜15%、CaOを0〜10%、ZrO2を0〜5%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%以下、Na2OおよびK2Oの含有量の合計が12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計MgO+CaOが7〜15%である。このガラスBは、下記のガラスB1〜B3であっても良い。
(Glass B)
Glass B is a molar percentage based on oxides,
ガラスB1は、上記ガラスBであって、Na2Oが12%以下、K2Oが4%以上、Na2O+K2Oが14%以上、MgO+CaOが8%以上、Na2O+K2OからAl2O3含有量を減じた差が10%以上であり、BaOを含有する場合その含有量が1%未満である。 Glass B1 is the above glass B, and Na 2 O is 12% or less, K 2 O is 4% or more, Na 2 O + K 2 O is 14% or more, MgO + CaO is 8% or more, Na 2 O + K 2 O to Al The difference obtained by reducing the 2 O 3 content is 10% or more. When BaO is contained, the content is less than 1%.
このガラスB1において、SrOまたはBaOを含有する場合アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計が15%以下であっても良い。 When this glass B1 contains SrO or BaO, the total content of alkaline earth metal oxides may be 15% or less.
このガラスB1において、SiO2が60〜70%、Al2O3が2〜8%、Na2Oが11%以下、K2Oが6〜12%、MgOが4〜14%、CaOが0〜8%、ZrO2が0〜4%、Na2O+K2Oが16〜20%であっても良い。 In this glass B1, SiO 2 is 60~70%, Al 2 O 3 is 2~8%, Na 2 O 11% or less, K 2 O is 6 to 12%, MgO is 4 to 14%, CaO 0 to 8%, ZrO 2 is 0~4%, Na 2 O + K 2 O may be 16 to 20%.
ガラスB2は、上記ガラスBであって、SiO2が60〜70%、Al2O3が2〜8%、K2Oが8%以下、MgOが6%以上、Na2O+K2Oが18%以下であり、K2O含有量に1.7を乗じたものとNa2O含有量との和Na2O+1.7K2Oが19%未満である。 The glass B2 is the glass B, and SiO 2 is 60 to 70%, Al 2 O 3 is 2 to 8%, K 2 O is 8% or less, MgO is 6% or more, and Na 2 O + K 2 O is 18%. % or less, and the sum Na 2 O + 1.7K 2 O and multiplied by 1.7 to content of K 2 O and the content of Na 2 O is less than 19%.
ガラスB3は、上記ガラスBであって、SiO2が63%以上、Al2O3が3%以上、Na2Oが8%以上、K2Oが8%以下、MgOが6〜14%、CaOが0〜1%、ZrO2が1〜4%、Na2O+K2Oが14〜17%である。 Glass B3 is the glass B, and SiO 2 is 63% or more, Al 2 O 3 is 3% or more, Na 2 O is 8% or more, K 2 O is 8% or less, MgO is 6 to 14%, CaO is 0 to 1%, ZrO 2 is 1 to 4%, and Na 2 O + K 2 O is 14 to 17%.
このガラスB3において、K2O含有量に1.7を乗じたものとNa2O含有量との和Na2O+1.7K2Oが19%未満であっても良い。 In this glass B3, the sum Na 2 O + 1.7K 2 O of the K 2 O content multiplied by 1.7 and the Na 2 O content may be less than 19%.
これらのガラスB(B1〜B3)によれば、K2O含有量が十分に高いので、化学強化のイオン交換速度を過大にすることなく、圧縮応力層厚さtを増大させることができる。よって、化学強化処理後に、別途、研磨処理を施すことなく、表面圧縮応力Sをたとえば1050MPa未満としつつ圧縮応力層の厚さtを大きくできる。 According to these glasses B (B1 to B3), since the K 2 O content is sufficiently high, the compressive stress layer thickness t can be increased without excessively increasing the ion exchange rate of chemical strengthening. Therefore, the thickness t of the compressive stress layer can be increased while the surface compressive stress S is set to less than 1050 MPa, for example, without performing a separate polishing process after the chemical strengthening process.
ガラスBを化学強化してなる化学強化ガラス板では、圧縮応力層厚さtは20μm超であることが好ましい。20μm以下では割れやすくなるおそれがある。より好ましくは30μm以上、特に好ましくは40μm以上、典型的には45μm以上または50μm以上である。 In the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass B, the compressive stress layer thickness t is preferably more than 20 μm. If it is 20 μm or less, there is a risk of being easily broken. More preferably, it is 30 μm or more, particularly preferably 40 μm or more, typically 45 μm or more, or 50 μm or more.
ガラスBを化学強化してなる化学強化ガラス板では、表面圧縮応力Sは典型的には300MPa以上1050MPa未満である。300MPa未満では割れやすくなるおそれがある。なお、ガラスB2を化学強化してなる化学強化ガラス板では、表面圧縮応力Sは典型的には300MPa以上750MPa未満であり、ガラスB3を化学強化してなる化学強化ガラス板では、表面圧縮応力Sは典型的には700MPa以上1050MPa未満である。 In the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass B, the surface compressive stress S is typically 300 MPa or more and less than 1050 MPa. If it is less than 300 MPa, there is a risk of being easily broken. In the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass B2, the surface compressive stress S is typically 300 MPa or more and less than 750 MPa. In the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass B3, the surface compressive stress S. Is typically 700 MPa or more and less than 1050 MPa.
ガラスBのガラス転移点Tgは、ガラスB1においては典型的には540〜610℃、ガラスB2、B3においては典型的には580〜640℃である。 The glass transition point Tg of the glass B is typically 540 to 610 ° C. in the glass B1, and typically 580 to 640 ° C. in the glasses B2 and B3.
ガラスBの粘度が104dPa・sとなる温度T4は1190℃以下であることが好ましい。1190℃超ではガラスの成型が困難になるおそれがある。典型的には1180℃以下である。 The temperature T 4 at which the viscosity of the glass B becomes 10 4 dPa · s is preferably 1190 ° C. or lower. If it exceeds 1190 ° C., glass molding may be difficult. Typically, it is 1180 ° C. or lower.
ガラスB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。典型的には1600℃以下である。 The temperature T 2 at which the viscosity of the glass B becomes 10 2 dPa · s is preferably 1650 ° C. or lower. If it exceeds 1650 ° C., melting becomes difficult, and there is a risk that product defects such as unmelted material may increase, or the melting equipment may become expensive. Typically, it is 1600 ° C or lower.
ガラスBの失透温度は前記T4以下であることが好ましい。そのようなものでないとたとえばフロート法を適用したときに失透が発生し成型することが困難になるおそれがある。ここで失透温度とはガラスを15時間その温度に保持したときに失透が析出する温度の最高値である。 It is preferred devitrification temperature of the glass B is the T 4 or less. Otherwise, for example, when the float process is applied, devitrification may occur and molding may become difficult. Here, the devitrification temperature is the maximum temperature at which devitrification precipitates when the glass is held at that temperature for 15 hours.
ガラスBの比重ρは2.6以下であることが好ましい。2.6超ではディスプレイ装置10の軽量化が不十分になるおそれがある。
The specific gravity ρ of the glass B is preferably 2.6 or less. If it exceeds 2.6, the weight of the
ガラスBの50〜350℃における平均熱膨張係数αは典型的には80×10−7〜130×10−7/℃である。 The average thermal expansion coefficient α of the glass B at 50 to 350 ° C. is typically 80 × 10 −7 to 130 × 10 −7 / ° C.
ガラスBのヤング率は、典型的には70〜90GPaである。なお、ガラスBを化学強化してなる化学強化ガラス板のヤング率は、圧縮応力層厚さtが十分に小さいので、化学強化前のガラスBのヤング率と略同じである。 The Young's modulus of the glass B is typically 70 to 90 GPa. The Young's modulus of the chemically strengthened glass plate obtained by chemically strengthening the glass B is substantially the same as the Young's modulus of the glass B before chemical strengthening because the compressive stress layer thickness t is sufficiently small.
ガラスBのうち、ガラスB1は化学強化処理後に、別途、研磨処理を施すことなく、表面圧縮応力Sをたとえば750MPa未満としつつ圧縮応力層の厚さtを大きくしたい場合に好適な態様である。ガラスB2およびガラスB3はガラス製造時の清澄を硫酸塩によって行う場合に好適な態様である。 Of the glass B, the glass B1 is a suitable mode when it is desired to increase the thickness t of the compressive stress layer while the surface compressive stress S is set to less than 750 MPa, for example, without performing a separate polishing process after the chemical strengthening process. Glass B2 and glass B3 are a suitable aspect when clarification at the time of glass manufacture is performed with a sulfate.
次に、ガラスB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。 Next, the composition of the glass B will be described using the mole percentage display content unless otherwise specified.
SiO2はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。50%未満ではガラスとしての安定性が低下する、または耐候性が低下する。好ましくは60%以上である。なお、ガラスB2においては60%以上、好ましくは62%以上であり、ガラスB3においては63%以上である。 SiO 2 is a component constituting the skeleton of glass and essential. If it is less than 50%, the stability as glass is lowered, or the weather resistance is lowered. Preferably it is 60% or more. In addition, in glass B2, it is 60% or more, Preferably it is 62% or more, and in glass B3, it is 63% or more.
SiO2が74%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が著しく低下する。好ましくは70%以下、典型的には68%以下である。なお、ガラスB2ではSiO2は70%以下である。 If the SiO 2 content exceeds 74%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases significantly. Preferably it is 70% or less, typically 68% or less. Incidentally, SiO 2 in the glass B2 is 70% or less.
Al2O3はイオン交換速度を向上させる成分であり、必須である。1%未満ではイオン交換速度が低下する。好ましくは2%以上、典型的には3%以上である。なお、ガラスB2ではAl2O3は2%以上であり、ガラスB3では3%以上である。 Al 2 O 3 is a component that improves the ion exchange rate and is essential. If it is less than 1%, the ion exchange rate decreases. Preferably it is 2% or more, typically 3% or more. In addition, Al 2 O 3 is 2% or more in the glass B2, and 3 % or more in the glass B3.
Al2O3が10%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。好ましくは9%以下、より好ましくは8%以下、典型的には7%以下である。なお、ガラスB2ではAl2O3は8%以下である。 If Al 2 O 3 exceeds 10%, the viscosity of the glass becomes high and uniform melting becomes difficult. It is preferably 9% or less, more preferably 8% or less, and typically 7% or less. In the glass B2, Al 2 O 3 is 8% or less.
SiO2およびAl2O3の含有量の合計が75%超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となる。典型的には72%以下である。また、同合計は66%以上であることが好ましい。66%未満では安定なガラスが得られにくくなったり、耐候性が低下しやすくなったりするおそれがあり、典型的には68%以上である。 If the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 exceeds 75%, the viscosity of the glass at a high temperature increases and melting becomes difficult. Typically 72% or less. The total is preferably 66% or more. If it is less than 66%, it is difficult to obtain a stable glass or the weather resistance tends to be lowered, and it is typically 68% or more.
Na2Oはイオン交換により圧縮応力層を形成させ、またガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。6%未満ではイオン交換により所望の圧縮応力層を形成することが困難となる。好ましくは7%以上、典型的には8%以上である。なお、ガラスB3ではNa2Oは8%以上である。 Na 2 O is a component that forms a compressive stress layer by ion exchange and improves the meltability of the glass, and is essential. If it is less than 6%, it becomes difficult to form a desired compressive stress layer by ion exchange. Preferably it is 7% or more, typically 8% or more. In the glass B3, Na 2 O is 8% or more.
Na2Oが14%超ではTgしたがって歪点が低くなる、または耐候性が低下する。好ましくは13%以下、典型的には12%以下である。なお、ガラスB1ではNa2Oは12%以下であり、好ましくは11%以下、典型的には10%以下である。 If Na 2 O exceeds 14%, Tg and therefore the strain point is lowered, or the weather resistance is lowered. Preferably it is 13% or less, typically 12% or less. In the glass B1, Na 2 O is 12% or less, preferably 11% or less, and typically 10% or less.
K2Oは溶融性を向上させる成分であるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくして所望の表面圧縮応力Sと圧縮応力層厚さtを得るようにするための成分であり、必須である。3%未満では溶融性が低下する、またはイオン交換速度が低下する。典型的には4%以上である。なお、ガラスB1ではK2Oは4%以上であり、好ましくは5%以上、より好ましくは6%以上、典型的には7%以上である。なお、K2Oの質量百分率表示含有量は3%以上であることが典型的である。 K 2 O is a component for improving the meltability, and is a component for increasing the ion exchange rate in chemical strengthening to obtain a desired surface compressive stress S and compressive stress layer thickness t. is there. If it is less than 3%, the meltability is lowered, or the ion exchange rate is lowered. Typically 4% or more. In the glass B1, K 2 O is 4% or more, preferably 5% or more, more preferably 6% or more, and typically 7% or more. Note that the K 2 O mass percentage display content is typically 3% or more.
K2Oが15%超では耐候性が低下する。好ましくは12%以下、典型的には11%以下である。なお、ガラスB2、ガラスB3ではK2Oは8%以下であり、好ましくは7%以下、典型的には6%以下である。 If K 2 O exceeds 15%, the weather resistance decreases. Preferably it is 12% or less, typically 11% or less. In the glass B2 and the glass B3, K 2 O is 8% or less, preferably 7% or less, and typically 6% or less.
Na2OおよびK2Oの含有量の合計R2Oが12%未満では所望のイオン交換特性を得ることができなくなる。好ましくは13%以上、より好ましくは14%以上である。なお、ガラスB1、ガラスB3ではR2Oは14%以上であり、ガラスB1では好ましくは16%以上、より好ましくは16.5%以上、典型的には17%以上である。 If the total R 2 O content of Na 2 O and K 2 O is less than 12%, desired ion exchange characteristics cannot be obtained. Preferably it is 13% or more, More preferably, it is 14% or more. In the glass B1 and the glass B3, R 2 O is 14% or more, and in the glass B1, it is preferably 16% or more, more preferably 16.5% or more, and typically 17% or more.
R2Oが25%超ではガラスの耐候性をはじめとする化学的耐久性が低くなる。好ましくは22%以下、より好ましくは20%以下、典型的には19%以下である。なお、ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させるなどのために、ガラスB2ではR2Oは18%以下、ガラスB3では17%以下である。 If R 2 O exceeds 25%, the chemical durability including the weather resistance of the glass becomes low. It is preferably 22% or less, more preferably 20% or less, and typically 19% or less. In order to reduce the basicity of the glass and improve the clarity with sulfates, R 2 O is 18% or less for glass B2 and 17% or less for glass B3.
ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させるなどのために、ガラスB2では前記Na2O+1.7K2Oは19%未満とされる。ガラスB3においてもNa2O+1.7K2Oは19%未満であることが好ましい。なお、「ガラスの塩基性度を低下させ硫酸塩による清澄性を向上させる」とは、硫酸ナトリウムによる清澄の場合について言えば硫酸ナトリウムの分解温度を1500℃程度以下にすることを言う。 In order to reduce the basicity of the glass and improve the clarification by sulfate, the glass B2 contains Na 2 O + 1.7K 2 O of less than 19%. Also in the glass B3, Na 2 O + 1.7K 2 O is preferably less than 19%. The phrase “reducing the basicity of the glass and improving the clarification with sulfate” means that the decomposition temperature of sodium sulfate is about 1500 ° C. or less in the case of clarification with sodium sulfate.
前記R2OからAl2O3含有量を減じた差R2O−Al2O3は10%以上であることが好ましい。10%未満であると圧縮応力層厚さtが小さくなるおそれがある。圧縮応力層厚さtが小さくなるのはTgしたがって歪点が高くなるためであると考えられる。なお、ガラスB1ではR2O−Al2O3は10%以上である。 The difference R 2 O—Al 2 O 3 obtained by subtracting the content of Al 2 O 3 from R 2 O is preferably 10% or more. If it is less than 10%, the compressive stress layer thickness t may be small. It is considered that the compressive stress layer thickness t becomes smaller because Tg and hence the strain point becomes higher. The glass B1 in R 2 O-Al 2 O 3 is 10% or more.
SiO2およびAl2O3の含有量の合計からR2Oを減じた差は60%以下であることが好ましい。60%超では前記T2が1650℃を超え溶融が困難になるおそれがある。 The difference obtained by subtracting R 2 O from the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably 60% or less. If it exceeds 60%, the T 2 may exceed 1650 ° C. and melting may be difficult.
Li2Oは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は2%以下であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下、特に好ましくは0.01%未満である。 Li 2 O is a component that lowers the strain point and facilitates stress relaxation, and as a result makes it impossible to obtain a stable compressive stress layer. Therefore, it is preferably not contained, and even if it is contained, its content is It is preferably 2% or less, more preferably 0.05% or less, and particularly preferably less than 0.01%.
また、Li2Oは化学強化処理時にKNO3などの溶融塩中に溶出することがあるが、Liを含有する溶融塩を用いて化学強化処理を行うと表面圧縮応力Sが著しく低下する。すなわち、本発明者はLiを含有しないKNO3、Liを0.005質量%、0.01質量%、0.04質量%含有するKNO3を用いて後掲の材料例19のガラスを450℃6時間の条件で化学強化処理を行ったところ、図4に示すように溶融塩がLiを0.005質量%含有しているだけで表面圧縮応力が著しく低下することを見出した。したがって、Li2Oはこの観点からは含有しないことが好ましい。 Further, Li 2 O may be eluted in a molten salt such as KNO 3 during chemical strengthening treatment, but when the chemical strengthening treatment is performed using a molten salt containing Li, the surface compressive stress S is remarkably reduced. That is, the inventors have found that 0.005% by weight KNO 3, Li containing no Li, 0.01 wt%, 450 ° C. The glass of the infra materials Example 19 using KNO 3 containing 0.04 wt% When the chemical strengthening treatment was performed under conditions of 6 hours, it was found that the surface compressive stress was significantly reduced only by the molten salt containing 0.005% by mass of Li as shown in FIG. Therefore, it is preferable not to contain Li 2 O from this viewpoint.
K2Oの含有量とアルカリ金属酸化物の含有量の合計の比は0.25以上であることが好ましく、より好ましくは0.4以上、典型的には0.5超である。 The ratio of the total content of K 2 O and alkali metal oxide is preferably 0.25 or more, more preferably 0.4 or more, and typically more than 0.5.
アルカリ土類金属酸化物は溶融性を向上させる成分であるとともに、Tgしたがって歪点の調節に有効な成分である。 Alkaline earth metal oxides are components that improve the meltability, and are effective components for adjusting the Tg and therefore the strain point.
BaOはアルカリ土類金属酸化物の中でイオン交換速度を低下させる効果が最も大きいので、BaOは含有しないこととするか、含有する場合であってもその含有量は1%未満とすることが好ましく、ガラスB1では含有する場合であっても1%未満にしなければならない。 Since BaO has the greatest effect of reducing the ion exchange rate among alkaline earth metal oxides, BaO should not be contained, or even if contained, its content should be less than 1%. Preferably, in glass B1, even if it contains, it must be made less than 1%.
SrOは必要に応じて含有してもよいが、MgO、CaOに比べてイオン交換速度を低下させる効果が大きいので含有する場合であってもその含有量は1%未満であることが好ましい。 SrO may be contained as necessary, but since the effect of lowering the ion exchange rate is greater than that of MgO and CaO, the content is preferably less than 1% even when contained.
SrOまたはBaOを含有する場合それらの含有量の合計は3%以下であることが好ましく、より好ましくは2%未満である。 When SrO or BaO is contained, the total content thereof is preferably 3% or less, more preferably less than 2%.
MgOおよびCaOはイオン交換速度を低下させる効果が比較的小さいものであり、少なくともMgOを2%以上含有しなければならない。 MgO and CaO are relatively small in the effect of lowering the ion exchange rate, and must contain at least 2% of MgO.
MgOが2%未満では溶融性が低下する。好ましくは4%以上、より好ましくは6%以上、典型的には6.5%以上である。なお、ガラスB2、ガラスB3ではMgOは6%以上であり、好ましくは6.5%以上、典型的に10%以上である。 If MgO is less than 2%, the meltability is lowered. It is preferably 4% or more, more preferably 6% or more, and typically 6.5% or more. In addition, in the glass B2 and the glass B3, MgO is 6% or more, preferably 6.5% or more, and typically 10% or more.
MgOが15%超ではイオン交換速度が低下する。好ましくは14%以下、より好ましくは13.5%以下である。なお、ガラスB1ではMgOは13%以下であることが特に好ましく、典型的に12%以下であり、ガラスB3ではMgOは14%以下である。 If MgO exceeds 15%, the ion exchange rate decreases. Preferably it is 14% or less, More preferably, it is 13.5% or less. In the glass B1, MgO is particularly preferably 13% or less, typically 12% or less, and in the glass B3, MgO is 14% or less.
CaOを含有する場合、その含有量は典型的には1%以上である。その含有量が10%超ではイオン交換速度が低下する。好ましくは8%以下、典型的には6%以下である。なお、ガラスB2ではCaOを含有する場合でもその含有量は典型的には1%以下であり、ガラスB3では1%以下にしなければならない。 When CaO is contained, its content is typically 1% or more. If the content exceeds 10%, the ion exchange rate decreases. Preferably it is 8% or less, typically 6% or less. Even when CaO is contained in glass B2, its content is typically 1% or less, and in glass B3, it must be 1% or less.
CaOを含有する場合、MgOとCaOの含有量の比は1以上であることが好ましい。より好ましくは1.1以上である。 When CaO is contained, the ratio of the content of MgO and CaO is preferably 1 or more. More preferably, it is 1.1 or more.
MgOおよびCaOの含有量の合計MgO+CaOは7〜15%であり、典型的には8%以上であり、ガラスB1では8%以上でなければならない。また、MgOおよびCaOの質量百分率表示の含有量の合計は典型的には5.1%以上である。 The total MgO + CaO content of MgO and CaO is 7-15%, typically 8% or more, and should be 8% or more for glass B1. The total content of MgO and CaO expressed in terms of mass percentage is typically 5.1% or more.
MgO+CaOとAl2O3の含有量の比は好ましくは1.2以上、典型的には1.5以上である。 The ratio of the content of MgO + CaO and Al 2 O 3 is preferably 1.2 or higher, typically 1.5 or higher.
アルカリ土類金属酸化物の含有量の合計ROは2%超15%以下であることが好ましい。2%以下では溶融性が低下する、または歪点の調節が困難になる。好ましくは4%以上、より好ましくは6%以上、典型的には8%以上である。15%超ではイオン交換速度が低下する、失透しやすくなる、または歪点が低くなりすぎるおそれがある。 The total RO of the alkaline earth metal oxide content is preferably more than 2% and 15% or less. If it is 2% or less, the meltability is lowered, or the adjustment of the strain point becomes difficult. It is preferably 4% or more, more preferably 6% or more, and typically 8% or more. If it exceeds 15%, the ion exchange rate tends to be low, devitrification tends to occur, or the strain point may be too low.
ガラスB3を除くガラスBではZrO2は必須ではないが、イオン交換速度を大きくするために5%までの範囲で含有してもよい。5%超ではイオン交換速度を大きくする効果が飽和し、また、溶融性が悪化して未溶融物としてガラス中に残る場合が起こる。また、図5に示すようにZrO2を含有させることによって化学強化処理後のガラスのビッカース硬度が増大する。ちなみに、図5に示すガラスは、後掲の材料例5、9、10のガラスの他、(1)モル百分率表示で、SiO2を64.0%、Al2O3を5.4%、Na2Oを9.6%、K2Oを9.1%、MgOを5.4%、CaOを4.0%、ZrO2を2.5%含有するガラス、(2)モル百分率表示で、SiO2を64.0%、Al2O3を5.3%、Na2Oを9.6%、K2Oを9.1%、MgOを5.2%、CaOを4.0%、ZrO2を2.7%含有するガラス、(3)モル百分率表示で、SiO2を66.8%、Al2O3を11.0%、Na2Oを13.1%、K2Oを2.5%、MgOを6.1%、CaOを0.6%含有するガラスである。ZrO2は、好ましくは4%以下、典型的には2%以下である。ZrO2を含有する場合、その含有量は好ましくは0.5%以上、典型的には1%以上である。 In glass B other than glass B3, ZrO 2 is not essential, but may be contained in a range of up to 5% in order to increase the ion exchange rate. If it exceeds 5%, the effect of increasing the ion exchange rate is saturated, and the meltability is deteriorated and may remain in the glass as an unmelted product. Further, the Vickers hardness of the glass after chemical strengthening treatment increases by containing ZrO 2 as shown in FIG. Incidentally, the glass shown in FIG. 5 is (1) in terms of mole percentage, in addition to the glass of material examples 5, 9, and 10 described later, SiO 2 is 64.0%, Al 2 O 3 is 5.4%, Glass containing 9.6% Na 2 O, 9.1% K 2 O, 5.4% MgO, 4.0% CaO and 2.5% ZrO 2 , (2) in mole percentages SiO 2 64.0%, Al 2 O 3 5.3%, Na 2 O 9.6%, K 2 O 9.1%, MgO 5.2%, CaO 4.0% , Glass containing 2.7% of ZrO 2 , (3) in mole percentage, SiO 2 66.8%, Al 2 O 3 11.0%, Na 2 O 13.1%, K 2 O Is 2.5%, MgO is 6.1%, and CaO is 0.6%. ZrO 2 is preferably at most 4%, typically at most 2%. When ZrO 2 is contained, its content is preferably 0.5% or more, and typically 1% or more.
ガラスB3において、ZrO2は必須であり、1〜4%含有する。典型的には1.5〜3%である。 In the glass B3, ZrO 2 is essential and contained by 1 to 4%. Typically 1.5 to 3%.
ガラスBは本質的に以上で説明した成分からなるが、ガラスBの効果を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は10%以下であることが好ましく、典型的には5%以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。 Glass B consists essentially of the components described above, but may contain other components as long as the effects of glass B are not impaired. When such components are contained, the total content of these components is preferably 10% or less, and typically 5% or less. Hereinafter, the other components will be described as an example.
ZnOはガラスの高温での溶融性を向上するためにたとえば2%まで含有してもよい場合があるが、好ましくは1%以下である。フロート法で製造する場合などには0.5%以下にすることが好ましい。0.5%超ではフロート成型時に還元し製品欠点となるおそれがある。典型的にはZnOは含有しない。 ZnO may be contained up to 2%, for example, in order to improve the melting property of the glass at high temperature, but it is preferably 1% or less. In the case of producing by the float process, etc., it is preferably 0.5% or less. If it exceeds 0.5%, it may be reduced during float molding, resulting in a product defect. Typically no ZnO is contained.
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%まで含有してもよい場合がある。1%超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。典型的にはB2O3は含有しない。 B 2 O 3 may be contained, for example, up to 1% in order to improve the melting property at high temperature or the glass strength. If it exceeds 1%, it is difficult to obtain homogeneous glass, and it may be difficult to mold the glass. Typically no B 2 O 3 is contained.
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。 Since TiO 2 changes the redox state of Fe ions (Fe 2+ , Fe 3+ ) present in the glass and the visible light transmittance may change, and the glass may be colored. It is preferred and typically not contained.
ガラスの溶融の際の清澄剤として、SO3、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。ただし、画質向上のため、可視域に吸収をもつFe2O3、NiO、Cr2O3など原料中の不純物として混入するような成分はできるだけ減らすことが好ましく、各々質量百分率表示で0.15%以下であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下である。 As a fining agent for melting the glass, SO 3 , chloride, fluoride and the like may be appropriately contained. However, in order to improve the image quality, it is preferable to reduce as much as possible components such as Fe 2 O 3 , NiO, and Cr 2 O 3 that have absorption in the visible region as impurities in the raw material, and 0.15 by mass percentage each. % Or less, more preferably 0.05% or less.
(ガラスC)
ガラスCは、酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を68〜80%、Al2O3を4〜10%、Na2Oを5〜15%、K2Oを0〜1%、MgOを4〜15%、ZrO2を0〜1%含有し、SiO2およびAl2O3の含有量の合計SiO2+Al2O3が85%以下である。
(Glass C)
Glass C is a molar percentage based on oxides, SiO 2 68 to 80%, the Al 2 O 3 4~10%, 5~15 % of Na 2 O, 0 to 1% of K 2 O, MgO 4-15%, ZrO 2 0-1%, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 SiO 2 + Al 2 O 3 is 85% or less.
このガラスCにおいて、Al2O3が4.5%以上であって良い。また、このガラスCにおいて、SiO2+Al2O3が75%以上であって良い。さらに、このガラスCにおいて、SiO2が70〜75%、Al2O3が5%以上、Na2Oが8%以上、MgOが5〜12%、SiO2+Al2O3が77〜83%であって良い。 In this glass C, Al 2 O 3 may be 4.5% or more. In this glass C, SiO 2 + Al 2 O 3 may be 75% or more. Further, in the glass C, SiO 2 is 70~75%, Al 2 O 3 is more than 5%, Na 2 O is more than 8%, MgO is 5~12%, SiO 2 + Al 2 O 3 is 77 to 83% It may be.
また、このガラスCにおいて、CaOを含有しない、またはCaOを含有する場合その含有量が1%未満であって良い。 Moreover, in this glass C, when it does not contain CaO or contains CaO, the content may be less than 1%.
また、このガラスCにおいて、CaO、SrO、BaOおよびZrO2のいずれか1以上の成分を含有する場合それら4成分の含有量の合計が1.5%未満であって良い。 Moreover, in this glass C, when one or more components of CaO, SrO, BaO and ZrO 2 are contained, the total content of these four components may be less than 1.5%.
このガラスCによれば、化学強化法による十分な強度向上が可能であり、しかも化学強化後のガラス使用時につく圧痕を起点としたクラックの発生(伸展)を抑制することができる。 According to the glass C, it is possible to sufficiently improve the strength by the chemical strengthening method, and it is possible to suppress the generation (extension) of cracks starting from an indentation that occurs when the glass after chemical strengthening is used.
ガラスCを化学強化してなる化学強化ガラス板では、表面圧縮応力Sは550MPa以上であることが好ましく、また、典型的には1200MPa以下である。 In a chemically strengthened glass plate obtained by chemically strengthening glass C, the surface compressive stress S is preferably 550 MPa or more, and typically 1200 MPa or less.
ガラスCを化学強化してなる化学強化ガラス板では、圧縮応力層厚さtは10μm超であることが好ましく、また、典型的には70μm以下である。 In the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass C, the compressive stress layer thickness t is preferably more than 10 μm, and typically 70 μm or less.
ガラスCを化学強化してなる化学強化ガラス板は、ビッカース硬度計のビッカース圧子で5kgf=49Nの力を加えても破壊しないものであることが好ましい。7kgfの力を加えても破壊しないものであることがより好ましく、10kgfの力を加えても破壊しないものであることが特に好ましい。 The chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass C is preferably one that does not break even when a force of 5 kgf = 49 N is applied with a Vickers indenter of a Vickers hardness meter. It is more preferable that the material does not break even when a force of 7 kgf is applied, and it is particularly preferable that the material does not break even if a force of 10 kgf is applied.
ガラスCのガラス転移点Tgは400℃以上であることが好ましい。400℃未満ではイオン交換時に表面圧縮応力が緩和してしまい、十分な応力を得られないおそれがある。 The glass transition point Tg of the glass C is preferably 400 ° C. or higher. If it is less than 400 ° C., the surface compressive stress is relaxed during ion exchange, and there is a possibility that sufficient stress cannot be obtained.
ガラスCの粘度が102dPa・sとなる温度T2は1750℃以下であることが好ましい。 The temperature T 2 at which the viscosity of the glass C becomes 10 2 dPa · s is preferably 1750 ° C. or lower.
ガラスCの粘度が104dPa・sとなる温度T4は1350℃以下であることが好ましい。 The temperature T 4 at which the viscosity of the glass C becomes 10 4 dPa · s is preferably 1350 ° C. or lower.
ガラスCの比重ρは2.50以下であることが好ましい。 The specific gravity ρ of the glass C is preferably 2.50 or less.
ガラスCのヤング率Eは70GPa以上であることが好ましい。70GPa未満ではガラスの耐クラック性や破壊強度が不十分となるおそれがある。なお、ガラスCを化学強化してなる化学強化ガラス板のヤング率は、圧縮応力層厚さtが十分に小さいので、化学強化前のガラスCのヤング率Eと略同じである。 The Young's modulus E of the glass C is preferably 70 GPa or more. If it is less than 70 GPa, the crack resistance and breaking strength of the glass may be insufficient. The Young's modulus of the chemically strengthened glass plate formed by chemically strengthening the glass C is substantially the same as the Young's modulus E of the glass C before chemical strengthening because the compressive stress layer thickness t is sufficiently small.
ガラスCのポアソン比σは0.25以下であることが好ましい。0.25超ではガラスの耐クラック性が不十分となるおそれがある。 The Poisson's ratio σ of the glass C is preferably 0.25 or less. If it exceeds 0.25, the crack resistance of the glass may be insufficient.
次に、ガラスC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。 Next, the composition of the glass C will be described using the mole percentage display content unless otherwise specified.
SiO2はガラスの骨格を構成する成分であり必須である。また、ガラス表面に傷がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。68%未満ではガラスとしての安定性や耐候性またチッピング耐性が低下する。好ましくは70%以上である。SiO2が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。好ましくは75%以下である。 SiO 2 is a component constituting the skeleton of glass and essential. Moreover, it is a component which reduces generation | occurrence | production of the crack when a glass surface is damaged. If it is less than 68%, the stability, weather resistance and chipping resistance of the glass are lowered. Preferably it is 70% or more. If SiO 2 exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases. Preferably it is 75% or less.
Al2O3はイオン交換性能およびチッピング耐性を向上させる成分であり必須である。4%未満ではイオン交換により、所望の表面圧縮応力値、応力層深さが得られなくなる。好ましくは4.5%以上、より好ましくは5%以上である。10%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。 Al 2 O 3 is a component that improves ion exchange performance and chipping resistance and is essential. If it is less than 4%, the desired surface compressive stress value and stress layer depth cannot be obtained by ion exchange. Preferably it is 4.5% or more, More preferably, it is 5% or more. If it exceeds 10%, the viscosity of the glass becomes high and uniform melting becomes difficult.
SiO2およびAl2O3の含有量の合計SiO2+Al2O3が85%超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となる。好ましくは83%以下である。また、SiO2+Al2O3は75%以上であることが好ましい。75%未満では圧痕がついた時のクラック耐性が低下する。より好ましくは77%以上である。
The total SiO 2 + Al 2 O 3 content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 85% increases the viscosity of the glass at high temperatures, it is difficult to melt. Preferably it is 83% or less. Further, it is preferable that
Na2Oはイオン交換により圧縮応力層を形成させ、またガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須である。5%未満ではイオン交換により所望の圧縮応力層を形成することが困難となる。好ましくは8%以上である。Na2Oが15%超では耐候性が低下する。また、圧痕からクラックが発生しやすくなる。 Na 2 O is a component that forms a compressive stress layer by ion exchange and improves the meltability of the glass, and is essential. If it is less than 5%, it becomes difficult to form a desired compressive stress layer by ion exchange. Preferably it is 8% or more. When Na 2 O exceeds 15%, the weather resistance decreases. In addition, cracks are likely to occur from the indentation.
K2Oは必須ではないがイオン交換速度を増大させるため、1%まで含有してもよい。1%超では圧痕からクラックが発生しやすくなる。 K 2 O is not essential, but may be contained up to 1% in order to increase the ion exchange rate. If it exceeds 1%, cracks tend to occur from the indentation.
MgOはイオン交換速度を低下させる可能性のある成分であるが、クラックの発生を抑制し、また溶融性を向上させる成分であり、必須である。4%未満では粘性が増大し溶融性が低下する。好ましくは5%以上である。15%超ではガラスが失透しやすくなる。好ましくは12%以下である。 MgO is a component that may lower the ion exchange rate, but it is an essential component that suppresses the generation of cracks and improves the meltability. If it is less than 4%, the viscosity increases and the meltability decreases. Preferably it is 5% or more. If it exceeds 15%, the glass tends to be devitrified. Preferably it is 12% or less.
ZrO2は必須ではないが、高温での粘性を低下させるために、または表面圧縮応力を大きくするために1%までの範囲で含有してもよい。1%超では圧痕からクラックが発生する可能性が高まるおそれがある。 ZrO 2 is not essential, but may be contained in a range of up to 1% in order to reduce the viscosity at high temperature or to increase the surface compressive stress. If it exceeds 1%, there is a possibility that the possibility of cracking from the indentation increases.
ガラスCは本質的に以上で説明した成分からなるが、ガラスCの効果を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は5%以下であることが好ましく、典型的には3%以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。 Glass C consists essentially of the components described above, but may contain other components as long as the effects of glass C are not impaired. When such components are contained, the total content of these components is preferably 5% or less, and typically 3% or less. Hereinafter, the other components will be described as an example.
ZnOはガラスの高温での溶融性を向上するためにたとえば2%まで含有してもよい場合があるが、好ましくは1%以下である。フロート法で製造する場合などには0.5%以下にすることが好ましい。0.5%超ではフロート成型時に還元し製品欠点となるおそれがある。典型的にはZnOは含有しない。 ZnO may be contained up to 2%, for example, in order to improve the melting property of the glass at high temperature, but it is preferably 1% or less. In the case of producing by the float process, etc., it is preferably 0.5% or less. If it exceeds 0.5%, it may be reduced during float molding, resulting in a product defect. Typically no ZnO is contained.
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。 B 2 O 3 may be contained, for example, in a range of less than 1% in order to improve the melting property at high temperature or the glass strength. If it is 1% or more, it is difficult to obtain a homogeneous glass, which may make it difficult to mold the glass, or the chipping resistance may be lowered. Typically no B 2 O 3 is contained.
TiO2はガラス中に存在するFeイオンと共存することにより、可視光透過率を低下させ、ガラスを褐色に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。 Since TiO 2 coexists with Fe ions present in the glass, the visible light transmittance is lowered and the glass may be colored brown, so even if it is contained, it is preferably 1% or less. Does not contain.
Li2Oは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は1%未満であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下、特に好ましくは0.01%未満である。 Li 2 O is a component that lowers the strain point and facilitates stress relaxation, and as a result makes it impossible to obtain a stable compressive stress layer. Therefore, it is preferably not contained, and even if it is contained, its content is It is preferably less than 1%, more preferably 0.05% or less, particularly preferably less than 0.01%.
また、Li2Oは化学強化処理時にKNO3などの溶融塩中に溶出することがあるが、Liを含有する溶融塩を用いて化学強化処理を行うと表面圧縮応力が著しく低下する。すなわち、本発明者はLiを含有しないKNO3、Liを0.005質量%、0.01質量%、0.04質量%含有するKNO3を用いて後掲の材料例76のガラスを450℃6時間の条件で化学強化処理を行ったところ、溶融塩がLiを0.005質量%含有しているだけで表面圧縮応力が著しく低下することを見出した。したがって、Li2Oはこの観点からは含有しないことが好ましい。 In addition, Li 2 O may be eluted in a molten salt such as KNO 3 during chemical strengthening treatment, but when the chemical strengthening treatment is performed using a molten salt containing Li, the surface compressive stress is remarkably reduced. That is, the inventors have found that 0.005% by weight KNO 3, Li containing no Li, 0.01 wt%, 450 ° C. The glass of the infra materials Example 76 using KNO 3 containing 0.04 wt% When the chemical strengthening treatment was performed under conditions of 6 hours, it was found that the surface compressive stress was remarkably reduced only when the molten salt contained 0.005% by mass of Li. Therefore, it is preferable not to contain Li 2 O from this viewpoint.
CaOは高温での溶融性を向上させる、または失透を起こりにくくするために1%未満の範囲で含有してもよい。1%以上ではイオン交換速度またはクラック発生に対する耐性が低下する。典型的にはCaOは含有しない。 CaO may be contained in a range of less than 1% in order to improve the meltability at high temperature or to prevent devitrification. If it is 1% or more, the ion exchange rate or the resistance to cracking is lowered. Typically no CaO is contained.
SrOは必要に応じて含有してもよいが、MgO、CaOに比べてイオン交換速度を低下させる効果が大きいので含有する場合であってもその含有量は1%未満であることが好ましい。典型的にはSrOは含有しない。 SrO may be contained as necessary, but since the effect of lowering the ion exchange rate is greater than that of MgO and CaO, the content is preferably less than 1% even when contained. Typically no SrO is contained.
BaOはアルカリ土類金属酸化物の中でイオン交換速度を低下させる効果が最も大きいので、BaOは含有しないこととするか、含有する場合であってもその含有量は1%未満とすることが好ましい。 Since BaO has the greatest effect of reducing the ion exchange rate among alkaline earth metal oxides, BaO should not be contained, or even if contained, its content should be less than 1%. preferable.
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。 When SrO or BaO is contained, the total content thereof is preferably 1% or less, more preferably less than 0.3%.
CaO、SrO、BaOおよびZrO2のいずれか1以上を含有する場合それら4成分の含有量の合計は1.5%未満であることが好ましい。1.5%以上ではイオン交換速度が低下するおそれがある。典型的には1%以下である。 When one or more of CaO, SrO, BaO and ZrO 2 are contained, the total content of these four components is preferably less than 1.5%. If it is 1.5% or more, the ion exchange rate may decrease. Typically 1% or less.
ガラスの溶融の際の清澄剤として、SO3、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。ただし、画質向上のため、可視域に吸収をもつFe2O3、NiO、Cr2O3など原料中の不純物として混入するような成分はできるだけ減らすことが好ましく、各々質量百分率表示で0.15%以下であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下である。 As a fining agent for melting the glass, SO 3 , chloride, fluoride and the like may be appropriately contained. However, in order to improve the image quality, it is preferable to reduce as much as possible components such as Fe 2 O 3 , NiO, and Cr 2 O 3 that have absorption in the visible region as impurities in the raw material, and 0.15 by mass percentage each. % Or less, more preferably 0.05% or less.
以下に、実施例などにより本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(カバーガラス板の材料)
(材料例1〜57)
材料例1〜57は、上記ガラスBに関するものである。材料例1〜37のガラスは、上記ガラスBの組成を満足するものであって、材料例38〜57のガラスは、上記ガラスBの組成から外れるものである。
(Cover glass plate material)
(Material Examples 1 to 57)
Material Examples 1 to 57 relate to the glass B. The glass of material examples 1 to 37 satisfies the composition of the glass B, and the glasses of material examples 38 to 57 deviate from the composition of the glass B.
材料例1〜17、19〜35、38〜47について、表1〜6のSiO2からZrO2(またはLi2O若しくはTiO2)までの欄にモル百分率表示で示す組成になるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして400gとなるように秤量し、また前記組成には示していないが、SO3換算で0.4質量%に相当する硫酸ナトリウムを添加したものについて混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、1600℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、3時間溶融し、脱泡、均質化した後、型材に流し込み、所定の温度で徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックからサイズが40mm×40mm、厚みが0.8mmになるように切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工し、板状のガラスを得た。 For example materials 1~17,19~35,38~47, so that the composition shown in the column of SiO 2 of Table 1-6 to ZrO 2 (or Li 2 O or TiO 2) in mole percentage display, oxide Generally used glass materials such as materials, hydroxides, carbonates, nitrates, etc. are appropriately selected and weighed to 400 g as glass, and are not shown in the above composition, but 0.4 in terms of SO 3 It mixed about what added the sodium sulfate equivalent to the mass%. Next, it was put into a platinum crucible, put into a resistance heating electric furnace at 1600 ° C., melted for 3 hours, defoamed and homogenized, poured into a mold material, and slowly cooled at a predetermined temperature to obtain a glass block. . The glass block was cut and ground to a size of 40 mm × 40 mm and a thickness of 0.8 mm, and finally both surfaces were processed into mirror surfaces to obtain plate-like glass.
なお、表中の「R2O−Al」は前記R2OからAl2O3含有量を減じたもの、「Na+1.7K」はNa2O含有量とK2O含有量を1.7倍したものとの和であり、また、表1〜6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7〜12に示す。 In the table, “R 2 O—Al” is obtained by subtracting the content of Al 2 O 3 from R 2 O, and “Na + 1.7K” is a content of Na 2 O and K 2 O of 1.7. The mass percentage display compositions corresponding to the mole percentage display compositions in Tables 1-6 are shown in Tables 7-12.
なお、材料例18、36、37、48〜57はこのような溶融を行わなかったものであり、材料例47は別に用意したソーダライムシリカガラスの例である。 In addition, the material examples 18, 36, 37, and 48 to 57 are those in which such melting is not performed, and the material example 47 is an example of soda lime silica glass prepared separately.
これらガラスについて次のような化学強化処理を行った。すなわち、これらガラスを450℃のKNO3溶融塩にそれぞれ6時間浸漬し、化学強化処理を行った。各ガラスについて、折原製作所社製表面応力計FSM−6000にて表面圧縮応力S(単位:MPa)および圧縮応力層の厚みt(単位:μm)を測定した。結果を表1〜6の該当欄に示す。表から明らかなようにガラスBを用いたもののSは300MPa以上1024MPa以下であり、しかもtは45μm以上であり、所望の圧縮応力層が生じていることがわかる。 These glasses were subjected to the following chemical strengthening treatment. That is, these glasses were immersed in 450 ° C. KNO 3 molten salt for 6 hours, respectively, and subjected to chemical strengthening treatment. For each glass, the surface compressive stress S (unit: MPa) and the thickness t (unit: μm) of the compressive stress layer were measured with a surface stress meter FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho. The results are shown in the corresponding columns of Tables 1-6. As is apparent from the table, S using the glass B is 300 MPa or more and 1024 MPa or less, and t is 45 μm or more, indicating that a desired compressive stress layer is formed.
なお、材料例18、36、37、48〜57のS、tは組成から計算によって求めた。 In addition, S and t of material examples 18, 36, 37, and 48 to 57 were obtained from the composition by calculation.
また、材料例5、40、47についてはガラス転移点Tg(単位:℃)、粘度が102dPa・sとなる温度T2(単位:℃)、粘度が104dPa・sとなる温度T4(単位:℃)、比重ρ、平均熱膨張係数α(単位:10−7/℃)を測定した。また、材料例19、20についてはTg、T2、T4、αを、材料例24〜26についてはTg、αを測定した。結果を表の該当欄に示す。なお、その他の材料例については、組成から計算によってこれらの値を求めた。結果を表に示す。 In addition, regarding the material examples 5, 40, and 47, the glass transition point Tg (unit: ° C), the temperature T 2 (unit: ° C) at which the viscosity becomes 10 2 dPa · s, and the temperature T at which the viscosity becomes 10 4 dPa · s. 4 (unit: ° C.), specific gravity ρ, and average thermal expansion coefficient α (unit: 10 −7 / ° C.) were measured. Further, Tg, T 2 , T 4 , and α were measured for material examples 19 and 20, and Tg and α were measured for material examples 24 to 26. The results are shown in the corresponding column of the table. In addition, about the other material example, these values were calculated | required by calculation from the composition. The results are shown in the table.
また、材料例1、4〜10、15〜17、19〜35、40、43〜47、については次のようにして失透に関する試験を行った。すなわち、温度T4にガラスを15時間保持した時にガラスに失透が発生するかの試験を行った。表中の「D」の欄の○は上記試験で失透が発生しなかったことを、×は失透が発生したことをそれぞれ示す。また、温度T4で失透が発生するものであっても(T4+40℃)で失透が発生しなかったものは△で示す。 Moreover, about the material examples 1, 4-10, 15-17, 19-35, 40, 43-47, the test regarding devitrification was done as follows. That is, devitrification in the glass is subjected to one of the test occurs when holding the glass for 15 hours at a temperature T 4. ○ in the column of “D” in the table indicates that devitrification did not occur in the above test, and x indicates that devitrification occurred. Moreover, even if devitrification occurs at temperature T 4, the case where devitrification did not occur at (T 4 + 40 ° C.) is indicated by Δ.
材料例19〜35については次のようにして硫酸塩分解に関する試験を行った。すなわち、ガラス中に残存しているSO3量を1350℃および1500℃で測定し、その差Δを算出した(単位:質量%)。ガラス中の泡を減らすためにはΔは0.08質量%以上であることが好ましい。材料例36、48〜57については組成からのΔ推定値を示す。ここでΔ推定値が0.4〜0.9質量%であるものは表には「0.08」と記す。ヤング率については表に記載されていないが、組成から推測することが十分に可能である。 About the material examples 19-35, the test regarding sulfate decomposition was performed as follows. That is, the amount of SO 3 remaining in the glass was measured at 1350 ° C. and 1500 ° C., and the difference Δ was calculated (unit: mass%). In order to reduce bubbles in the glass, Δ is preferably 0.08% by mass or more. About the material examples 36 and 48-57, (DELTA) estimated value from a composition is shown. Here, the Δ estimated value of 0.4 to 0.9 mass% is described as “0.08” in the table. The Young's modulus is not described in the table, but it can be sufficiently estimated from the composition.
材料例58〜82は、上記ガラスCに関するものである。材料例58〜75のガラスは、上記ガラスCの組成を満足するものであって、材料例76〜82のガラスは、上記ガラスCの組成から外れるものである。
Material examples 58 to 82 relate to the glass C. The glasses of material examples 58 to 75 satisfy the composition of the glass C, and the glasses of material examples 76 to 82 deviate from the composition of the glass C.
材料例58〜73、76〜79、81、82について、表13〜15のSiO2からK2Oまでの欄にモル百分率表示で示す組成になるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩または硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして400gとなるように秤量した。この秤量したものにその質量の0.2%に相当する質量の硫酸ナトリウムを添加したものについて混合した。ついで、白金製るつぼに混合した原料を入れ、1650℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、5時間溶融し、脱泡、均質化した。得られた溶融ガラスを型材に流し込み、Tg+50℃の温度で1時間保持した後、0.5℃/分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、サイズが30mm×30mm、厚みが1.0mmである板状ガラスを得た。 For example materials 58~73,76~79,81,82, so that the composition shown in column mole percentage display from SiO 2 of Table 13 to 15 up to K 2 O, oxides, hydroxides, carbonates Or the glass raw material generally used, such as nitrate, was selected suitably, and it measured so that it might become 400g as glass. This weighed product was mixed with a sodium sulfate having a mass corresponding to 0.2% of the mass. Next, the mixed raw materials were put into a platinum crucible, put into a resistance heating electric furnace at 1650 ° C., melted for 5 hours, defoamed and homogenized. The obtained molten glass was poured into a mold material, held at a temperature of Tg + 50 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature at a rate of 0.5 ° C./min to obtain a glass block. This glass block was cut and ground, and finally both surfaces were processed into mirror surfaces to obtain a plate-like glass having a size of 30 mm × 30 mm and a thickness of 1.0 mm.
また、表15の材料例80は別に用意したソーダライムガラスであり、表14の材料例74、75については上で述べたようなガラスの溶融等を行っていない。 Moreover, the material example 80 of Table 15 is the soda lime glass prepared separately, and about the material examples 74 and 75 of Table 14, the above-mentioned glass melting etc. are not performed.
参考のために、材料例58〜82のガラスの質量百分率表示組成を表16〜表18に示す。 For reference, Tables 16 to 18 show the mass percentage display compositions of the glass materials of Material Examples 58 to 82, respectively.
これらガラスのガラス転移点Tg(単位:℃)、粘度が102dPa・sとなる温度T2(単位:℃)、粘度が104dPa・sとなる温度T4(単位:℃)、比重ρ、50〜350℃における平均熱膨張係数α(単位:×10−7/℃)、ヤング率E(単位:GPa)、ポアソン比σ、未強化時のクラック発生率P0(単位:%)を表に示す。なお、表中に「*」を付して示すデータは組成から計算または推定して求めたものである。 The glass transition point Tg of the glass (unit: ° C.), temperature T 2 at which the viscosity becomes 10 2 dPa · s (unit: ° C.), the temperature T 4 at which the viscosity becomes 10 4 dPa · s (unit: ° C.), a specific gravity ρ, average thermal expansion coefficient α (unit: × 10 −7 / ° C.) at 50 to 350 ° C., Young's modulus E (unit: GPa), Poisson's ratio σ, crack occurrence rate P 0 (unit:%) when not strengthened Is shown in the table. The data indicated by “*” in the table is calculated or estimated from the composition.
P0はビッカース硬度計を用いて500gfの荷重をかけた時のクラック発生率であり、次のようにして測定した。 P 0 is the crack generation rate when a load of 500 gf was applied using a Vickers hardness meter, and was measured as follows.
板状ガラスを#1000の砥石を用いて300〜1000μm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大気圧下Tg+50℃の温度まで昇温し、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。 The plate-like glass was ground by 300 to 1000 μm using a # 1000 grindstone and then polished using cerium oxide to make the surface a mirror surface. Next, in order to remove the processing distortion of the mirror-finished surface, the temperature is raised to a temperature of Tg + 50 ° C. under atmospheric pressure in a resistance heating type electric furnace, held at that temperature for 1 hour, and then 0.5 ° C. to room temperature. The temperature was lowered at a rate of / min. The temperature increase was performed at a temperature increase rate such that the time to reach Tg was 1 hour.
以上の処理を行ったサンプルを用いてクラック発生率を測定した。すなわち、大気雰囲気下、温度20〜28℃、露点−30℃の条件で、ビッカース硬度計の荷重を500gとして10点ビッカース圧子を打ち込み、圧痕の四隅に発生するクラックの本数を測定した。この発生したクラック本数をクラック発生可能本数40で除して百分率表示としたものをクラック発生率P0(単位:%)とした。 The crack generation rate was measured using the sample which performed the above process. That is, a 10-point Vickers indenter was driven with a load of a Vickers hardness meter of 500 g under the conditions of a temperature of 20 to 28 ° C. and a dew point of −30 ° C. in an air atmosphere, and the number of cracks generated at the four corners of the indentation was measured. The crack generation rate P 0 (unit:%) was obtained by dividing the number of generated cracks by the number of cracks that can be generated 40 and indicating the percentage.
未強化時のガラスのクラック発生率P0は低い方が好ましい。材料例58〜75のガラスはP0が50%を超えるものがなく、未強化の状態でもクラックが発生しにくいことがわかる。 It is preferable that the glass crack occurrence rate P 0 when unstrengthened is low. Glass materials Examples 58-75 are not what P 0 is more than 50%, it can be seen that the cracking hardly occurs even when unreinforced.
次に、材料例58〜73、76〜82の板状ガラスについて次のような化学強化処理を行った。すなわち、これらガラスを400℃のKNO3溶融塩にそれぞれ8時間浸漬し、化学強化処理を行った。なお、KNO3溶融塩のKNO3含有割合は99.7〜100%、NaNO3含有割合は0〜0.3%である。 Next, the following chemical strengthening process was performed about the plate-like glass of material examples 58-73 and 76-82. That is, these glasses were each immersed in 400 ° C. KNO 3 molten salt for 8 hours to perform chemical strengthening treatment. The KNO 3 molten salt has a KNO 3 content of 99.7 to 100% and a NaNO 3 content of 0 to 0.3%.
化学強化処理後の各ガラスについて、折原製作所社製表面応力計FSM−6000にて表面圧縮応力S(単位:MPa)および圧縮応力層深さt(単位:μm)を測定した。結果を表の該当欄に示す。 About each glass after a chemical strengthening process, the surface compressive stress S (unit: MPa) and the compressive-stress layer depth t (unit: micrometer) were measured with Orihara Seisakusho Co., Ltd. surface stress meter FSM-6000. The results are shown in the corresponding column of the table.
また、材料例58、65、80〜82の上記化学強化処理後の板状ガラス各20枚に関して、大気圧下、温度20〜28℃、湿度40〜60%の条件で、ビッカース硬度計のビッカース圧子を5kgfすなわち49Nで打ち込み、それを起点に破壊した数を測定枚数の20で除して百分率表示としたものを破壊率P1(単位:%)とした。
Further, for each of the 20 sheet glasses after the above-described chemical strengthening treatment of the material examples 58, 65, and 80 to 82, the Vickers hardness tester Vickers under the conditions of atmospheric pressure,
材料例58、65ではガラスは全く破壊せずP1が0%であるのに対して、材料例80〜82のガラスではP1が100%でありすべて破壊してしまった。すなわち、ガラスCは圧痕がついても破壊するリスクが低いことがわかる。 Whereas P 1 without material example glass at 58,65 at all destruction of 0%, the glass material examples 80 to 82 had destroyed all is P 1 is 100%. That is, it can be seen that the glass C has a low risk of breaking even if there is an indentation.
また、材料例58、65、80〜82のガラスに関しては別に4mm×10mm×1mmtの形状で4mm×10mmの面を鏡面仕上げ、その他の面を#1000仕上げに加工したガラスを用意した。これらガラスを硝酸カリウム溶融塩(KNO3:98〜99.8%、NaNO3:0.2〜2%)を用いて425〜450℃で化学強化処理を行った。表面圧縮応力Sおよび圧縮応力層深さtはそれぞれ、材料例58は757MPa、55μm、材料例65は878MPa、52μm、材料例80は607MPa、15μm、材料例81は790MPa、49μm、材料例82は830MPa、59μmであった。 Moreover, regarding the glass of material examples 58, 65, and 80 to 82, glass having a 4 mm × 10 mm × 1 mmt shape with a 4 mm × 10 mm surface mirror-finished and the other surfaces processed to a # 1000 finish was prepared. These glasses were subjected to chemical strengthening treatment at 425 to 450 ° C. using potassium nitrate molten salt (KNO 3 : 98 to 99.8%, NaNO 3 : 0.2 to 2%). The surface compressive stress S and the compressive stress layer depth t are 757 MPa and 55 μm for the material example 58, 878 MPa and 52 μm for the material example 65, 607 MPa and 15 μm for the material example 80, 790 MPa and 49 μm for the material example 81, and 830 MPa and 59 μm.
これら化学強化処理後のガラスの4mm×10mmの面の中心にビッカース硬度計を用いて10kgfの荷重でビッカース圧子を打ち込み圧痕を形成した。材料例80〜82のガラスは圧痕形成時に破壊したが、材料例58、65は破壊しなかった。 A Vickers indenter was driven at a load of 10 kgf using a Vickers hardness meter at the center of the 4 mm × 10 mm surface of the glass after these chemical strengthening treatments to form indentations. Although the glass of material examples 80-82 broke at the time of indentation formation, material examples 58 and 65 did not break.
この10kgfの圧痕がついた材料例58、65のサンプルを用いて、スパン30mmで3点曲げ試験を行った。n=20での曲げ強度平均値(単位:MPa)を表13のFの欄に示すが、圧痕がついた状態でも材料例58、65のガラスを化学強化したものは400MPa以上という非常に高い破壊応力を示した。 Using the samples of Material Examples 58 and 65 with the indentation of 10 kgf, a three-point bending test was performed with a span of 30 mm. The bending strength average value (unit: MPa) at n = 20 is shown in the column F in Table 13. The glass of the material examples 58 and 65, which is chemically strengthened even with indentation, is extremely high at 400 MPa or more. The fracture stress was shown.
実施例1では、図3に示すディスプレイ装置10Aを製造する。なお、実施例1では、カバーガラス板30上に機能膜40を設けていない。
In the first embodiment, the
(表示パネル)
表示パネルとして、液晶パネルを作製する。まず、液晶パネル用のガラス基板として、2枚の無アルカリガラス基板(旭硝子社製、AN100)を用意する。一方の無アルカリガラス基板上に、透明電極、薄膜トランジスタ(TFT)を所定の順序で形成し、TFT基板を作製する。また、他方の無アルカリガラス基板上に、透明電極、カラーフィルター(CF)を所定の順序で形成し、CF基板を作製する。その後、スペーサを介して、TFT基板とCF基板とを貼り合わせ、その空隙に液晶層となる液晶材料を封入して、液晶パネルを作製する。液晶パネルの表示側の対角線長さは、37インチとする。
(Display panel)
A liquid crystal panel is manufactured as a display panel. First, as a glass substrate for a liquid crystal panel, two non-alkali glass substrates (Asahi Glass Co., Ltd., AN100) are prepared. On one alkali-free glass substrate, a transparent electrode and a thin film transistor (TFT) are formed in a predetermined order to produce a TFT substrate. In addition, a transparent electrode and a color filter (CF) are formed in a predetermined order on the other alkali-free glass substrate to produce a CF substrate. Thereafter, the TFT substrate and the CF substrate are bonded to each other through a spacer, and a liquid crystal material to be a liquid crystal layer is sealed in the gap to manufacture a liquid crystal panel. The diagonal length on the display side of the liquid crystal panel is 37 inches.
(カバーガラス板)
カバーガラス板として、化学強化ガラス板(厚さ1.1mm、対角線長さ40インチ)を用意する。化学強化ガラス板は、表2に示す材料例19と同一組成を有するガラス板を、450℃に加熱した100質量%の硝酸カリウム融液中で、6時間化学強化したものを用いる。この化学強化ガラス板のヤング率は、78GPaである。
(Cover glass plate)
As the cover glass plate, a chemically strengthened glass plate (thickness 1.1 mm,
(ディスプレイ装置)
接着剤を用いて、上記表示パネルと上記カバーガラス板とを固定する。接着剤には、熱硬化型の接着剤を使用する。このようにして、液晶ディスプレイ(LCD)装置を製造する。
(Display device)
The display panel and the cover glass plate are fixed using an adhesive. As the adhesive, a thermosetting adhesive is used. In this way, a liquid crystal display (LCD) device is manufactured.
LCD装置の評価として、LCD装置のオフ時に、カバーガラス板の平面度を測定する。その結果、カバーガラス板は、十分に高いヤング率を有し、良好な平面度(1.0mm以下)(JIS B0021)を有する。 As an evaluation of the LCD device, the flatness of the cover glass plate is measured when the LCD device is turned off. As a result, the cover glass plate has a sufficiently high Young's modulus and good flatness (1.0 mm or less) (JIS B0021).
(実施例2)
実施例2では、カバーガラス板として、化学強化ガラス板の種類を変更する他は、実施例1と同様にして、LCD装置を製造する。
(Example 2)
In Example 2, an LCD device is manufactured in the same manner as in Example 1 except that the type of chemically strengthened glass plate is changed as the cover glass plate.
実施例2の化学強化ガラス板は、表13に示す材料例65と同一組成を有するガラス板を、450℃に保持した100質量%の硝酸カリウム融液中で10時間化学強化したものを用いる。この化学強化ガラス板のヤング率は、73GPaである。 As the chemically strengthened glass plate of Example 2, a glass plate having the same composition as that of the material example 65 shown in Table 13 and chemically strengthened in a 100% by mass potassium nitrate melt maintained at 450 ° C. for 10 hours is used. The Young's modulus of this chemically strengthened glass plate is 73 GPa.
LCD装置の評価として、LCD装置のオフ時に、カバーガラス板の平面度を測定する。その結果、カバーガラス板は、十分に高いヤング率を有するので、良好な平面度(1.0mm以下)を有する。 As an evaluation of the LCD device, the flatness of the cover glass plate is measured when the LCD device is turned off. As a result, since the cover glass plate has a sufficiently high Young's modulus, it has good flatness (1.0 mm or less).
(比較例1)
比較例1では、カバーガラス板として、ガラス(パイレックス(登録商標))板を用いる他は、実施例1と同様にして、LCD装置を製造する。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, an LCD device is manufactured in the same manner as in Example 1 except that a glass (Pyrex (registered trademark)) plate is used as the cover glass plate.
比較例1のガラスのヤング率は、68GPaである。 The Young's modulus of the glass of Comparative Example 1 is 68 GPa.
LCD装置の評価として、LCD装置のオフ時に、カバーガラス板の平面度を測定する。その結果、カバーガラス板のヤング率を有し、良好な平面度を得られないことが分かる。 As an evaluation of the LCD device, the flatness of the cover glass plate is measured when the LCD device is turned off. As a result, it can be seen that the cover glass plate has a Young's modulus and good flatness cannot be obtained.
本実施例および比較例の結果から、表1〜表18に記載されているガラスのうち、ヤング率が70GPa以上のものは良好な平坦度が得られ、70GPa未満のものは得られないことが推測される。 From the results of Examples and Comparative Examples, among the glasses described in Table 1 to Table 18, those having a Young's modulus of 70 GPa or more can obtain good flatness, and those having less than 70 GPa cannot be obtained. Guessed.
10 ディスプレイ装置
20 表示パネル
30 カバーガラス板
40 機能膜
50 加飾層
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記カバーガラス板は、32インチ以上の対角線長さ、1.5mm以下の厚さ、および、70GPa以上のヤング率を有し、化学強化処理によって表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であり、
前記化学強化処理前のカバーガラス板は、酸化物基準のモル百分率表示で、SiO 2 を50〜74%、Al 2 O 3 を1〜10%、Na 2 Oを6〜14%、K 2 Oを3〜15%、MgOを2〜15%、CaOを0〜10%、ZrO 2 を0〜5%含有し、SiO 2 およびAl 2 O 3 の含有量の合計が75%以下、Na 2 OおよびK 2 Oの含有量の合計Na 2 O+K 2 Oが12〜25%、MgOおよびCaOの含有量の合計MgO+CaOが7〜15%であることを特徴とする、ディスプレイ装置。 In a display device comprising a display panel and a cover glass plate installed in front of the display panel,
It said cover glass plate, 32 inch or larger diagonal length, 1.5 mm thick or less, and, have a higher Young's modulus 70 GPa, provided a compressive stress layer on at least a portion of the surface layer by chemical strengthening treatment chemical A tempered glass plate,
The chemical strengthening treatment before the cover glass plate, a mole percentage based on oxides, SiO 2 50 to 74%, the Al 2 O 3 1~10%, 6~14 % of Na 2 O, K 2 O 3-15%, MgO 2-15%, CaO 0-10%, ZrO 2 0-5%, the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 75% or less, Na 2 O and K 2 O total Na 2 O + K 2 O content of 12-25%, the sum MgO + CaO content of MgO and CaO is characterized in that 7 to 15% display device.
前記カバーガラス板は、32インチ以上の対角線長さ、1.5mm以下の厚さ、および、70GPa以上のヤング率を有し、化学強化処理によって表層の少なくとも一部に圧縮応力層を設けた化学強化ガラス板であり、
前記化学強化処理前のカバーガラス板は、酸化物基準のモル百分率表示で、SiO 2 を68〜80%、Al 2 O 3 を4〜10%、Na 2 Oを5〜15%、K 2 Oを0〜1%、MgOを4〜15%、ZrO 2 を0〜1%含有し、SiO 2 およびAl 2 O 3 の含有量の合計SiO 2 +Al 2 O 3 が85%以下であることを特徴とする、ディスプレイ装置。 In a display device comprising a display panel and a cover glass plate installed in front of the display panel,
It said cover glass plate, 32 inch or larger diagonal length, 1.5 mm thick or less, and, have a higher Young's modulus 70 GPa, provided a compressive stress layer on at least a portion of the surface layer by chemical strengthening treatment chemical A tempered glass plate,
The chemical strengthening treatment before the cover glass plate, a mole percentage based on oxides, SiO 2 68 to 80%, the Al 2 O 3 4~10%, 5~15 % of Na 2 O, K 2 O 0 to 1%, MgO 4 to 15%, ZrO 2 0 to 1%, and the total content of SiO 2 and Al 2 O 3 SiO 2 + Al 2 O 3 is 85% or less A display device.
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