JPWO2012026290A1 - フラットパネルディスプレイ用カバーガラスおよび製造方法 - Google Patents

フラットパネルディスプレイ用カバーガラスおよび製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、高温でイオン交換を行った場合でも低温で化学強化を行った場合と同程度の表面圧縮応力を有し、温度変化が生じた場合でも圧縮応力の変化が小さい、生産性に優れた大型ディスプレイ装置用カバーガラス用のガラスを提供する。本発明は、ガラスを化学強化して得られるフラットパネルディスプレイ用カバーガラスであって、化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が式（１）を満たすフラットパネルディスプレイ用カバーガラスに関する。（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ用カバーガラスおよびその製造方法、並びに該ガラスを用いたディスプレイ装置に関する。
近年、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤともいう）において、画像表示部分よりも広い領域となるように薄い板状のガラスをディスプレイ前面に設置することによって、枠の凸部を無くし美観を高めるという構成が採用されている。前面に設置するためには、カバーガラスとＦＰＤパネルを離す方法がとられていたが、この方法では、ガラスと空気層との間での反射によって、美観が損なわれるため、ガラスとＦＰＤパネルとを樹脂または粘着シートで接合し、界面での反射を低下させる構成が良い。
近年では家庭用テレビとしては大型のものが好まれているが、ＦＰＤパネルとカバーガラスを直接接合する方法を３２インチ型以上の大型のＦＰＤに用いる場合、カバーガラスの面積が大きくなるため、２．５ｍｍなどのソーダライムガラスを用いると、本体そのものの重量が大きくなり、輸送または設置時の負荷が大きくなってしまう。
そこで、薄型化し、軽量化したガラス、例えば１．５ｍｍ、１．１ｍｍおよび０．７ｍｍのもの等が用いられる。ガラスを薄型化すると、強度が低下してしまうが、これを解決するためには、現在、化学強化法によって強化したガラスを用いるのが必須となっている（例えば、特許文献１および２）。
日本国特開昭５７−２０５３４３号公報 日本国特開平９−２３６７９２号公報
しかしながら、上記のような大面積のガラス板を化学強化しようとする場合、ソーダライムガラスでは、必要な時間に十分な応力層深さを得ることができず、また、イオン交換の速度を高めるために高温にすると、応力緩和により、所望の表面圧縮応力が得られないという欠点があった。
特に大面積のガラス板を化学強化しようとする場合にはガラス面内での温度分布が大きくなり、化学強化されたガラス面に応力むらが発生しやすくなる。その結果、化学強化されたガラス板に反りまたはうねりが発生しやすくなり、問題であった。
本発明は上記課題を解決するものであり、高温で化学強化を行った場合でも低温で化学強化を行った場合と同程度の表面圧縮応力を有し、従って温度変動が生じた場合でも圧縮応力の変化が小さいため、生産性に優れた大型ディスプレイ装置用カバーガラス用のガラスを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
１．ガラスを化学強化して得られるフラットパネルディスプレイ用カバーガラスであって、化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が式（１）を満たすフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）
２．ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の７５％以上である前項１に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
３．前記化学強化前のガラスの歪点が５３０℃以上である前項１または２に記載のフラットパネルティスプレイ用カバーガラス。
４．厚さが１．５ｍｍ以下、大きさが対角２２インチ以上である前項１または２に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
５．前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラスである前項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
６．前記化学強化前のガラスがＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＭｇＯを含むアルミノシリケートガラスである前項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
７．前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％および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の含有量の合計が７〜１５％のガラスである、前項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
８．前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラスである、前項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
９．前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満のガラスである、前項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
１０．前項１〜９のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスをカバーガラスとして用いるフラットパネルディスプレイ装置。
１１．ガラスを化学強化してフラットパネルディスプレイ用カバーガラスを製造する方法であって、化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が式（１）を満たす方法。
（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）
１２．ガラスの化学強化を４００〜４５０℃にて行う前項１１に記載の方法。
１３．前記化学強化前のガラスの歪点が５３０℃以上である前項１１または１２に記載の方法。
１４．前記化学強化前のガラスが以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれか１である前項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％および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の含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が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
本発明によれば、例えば４００℃以上の高温で化学強化を行った場合でも、表面圧縮応力の温度・時間変動が小さく、安定な強化特性を示す、生産性に優れたフラットパネルディスプレイ用カバーガラスを提供することができる。
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側面断面図である。 図２は、図１の正面図である。 図３は、図１の変形例の側面断面図である。 図４は、化学強化前のガラスの組成と化学強化した際の表面圧縮応力の変化との相関関係を示すグラフである。
以下、本発明に関して詳細に説明する。
本発明のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスの製造方法では、化学強化処理を施すガラスの組成および化学強化処理工程以外は特に限定されず適切に選択すればよく、典型的には従来公知の工程を適用できる。
例えば、各成分の原料を後述する組成となるように調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。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に成形し、徐冷する。
ガラスの成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法およびダウンドロー法が挙げられる。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。
成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理し、化学強化処理をした後、洗浄および乾燥する。
１．化学強化前のガラス
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）を含有するガラスを用いる。当該ガラスの組成は、表面圧縮応力を十分付与するとともに、圧縮応力層の厚みを短時間で入れることができるようにするという観点から、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯを含むことが好ましい。
ＳｉＯ２は、ガラス骨格を形成する必須成分である。
Ｎａ２Ｏ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または成形性を高める成分である。
Ｋ２Ｏは、溶融性を高める成分であり、また、Ｎａ２Ｏと共存させると圧縮応力層を短時間で深く入れることができるようになる。そのため、より深い圧縮応力層を付与したい場合などは含有することが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３は、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。
ＺｒＯ２は、イオン交換速度を向上させ、ガラスの化学的耐久性または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。
本発明者らは、化学強化前のガラスの組成を変化させることにより、高温で化学強化した場合にも表面圧縮応力の低下が小さいガラスを得ることを目的として、化学強化前のガラスの組成と化学強化した際の表面圧縮応力の変化との相関関係について検討した。
実施例においても後述するように、図４に示すように、縦軸（ｙ）をＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４００）に対するＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４５０）の比（Ｓ４５０／Ｓ４００）とし、横軸（ｘ）を化学強化前のガラスの組成におけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比［（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）］とすると、式（ｙ＝−０．４３７４ｘ＋１．１０３５）で表される相関関係を示すことを見出した。
化学強化前のガラスの組成におけるＡｌ２Ｏ３とＭｇＯの合量が多いと、高温で化学強化した場合にも、表面圧縮応力の低下が小さいという点に着目し、さらに様々な組成比を検討し、最もデータの相関が高い成分の比率を見出したのが、前記相関関係である。
化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が下記式（１）を満たすガラスは、化学強化を行った場合でも、表面圧縮応力の変化が小さいという特性を示す。
（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）
前記式（１）は、結合が比較的強い中間酸化物イオン数が多い場合には、応力低下が小さく、圧縮応力を大きくするナトリウムイオン数が多い場合には、応力低下が生じやすいという技術的意義を有する。
前記式（１）の（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）（以下、これをｘということがある。）は０．８５以下であり、０．７５以下であることが好ましい。ｘを当該範囲とすることにより、十分な圧縮応力値を保ちながら、温度が変化した場合の表面圧縮応力の変化が小さくなるという効果が得られる。
すなわち、ｘが０．８５以下であれば前記相関関係の式（ｙ＝−０．４３７４ｘ＋１．１０３５）からＳ４５０／Ｓ４００は０．７５以上となり、ソーダライムガラスの０．７２よりも大きくなり（実施例において後述する表２の例１２）、対角２２インチまたはそれを超えるような大面積のガラス板の場合でも反りまたはうねりが小さくなるという効果が得られる。
また、ｘは０．４以上であることが好ましい。ｘを０．４以上とすることによりガラス中のＮａ２Ｏ含有量が十分となり、十分な圧縮応力が得られ、ガラスの強度を向上することができる。
本発明において化学強化を施すガラスは、ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の７５％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、８５％以上であることが特に好ましい。
ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力を、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の７５％以上とすることにより、４００℃以上の高温で化学強化を行った場合でも、表面圧縮応力の温度・時間変化が小さく、安定な強化特性を有する、生産性に優れたカバーガラスを得ることができる。
本発明において化学強化を施す前のガラスの歪点は５３０℃以上であることが好ましい。化学強化前のガラスの歪点を５３０℃以上とすることにより、表面圧縮応力の緩和が生じにくくなるからである。
Ｎａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が上記式（１）を満たし、且つＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の７５％以上であるガラスとしては、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれか１のガラスが挙げられる。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％および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の含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が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
なお、前記（ｉｉｉ）のガラスにおいてはＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が８０％以下であることが典型的である。
２．化学強化
化学強化処理とは、ガラスの表面のイオン半径が小さいアルカリイオン（例えば、ナトリウムイオン）をイオン半径の大きなアルカリイオン（例えば、カリウムイオン）に置換する処理をいう。例えば、ナトリウムイオンを含有するガラスを、カリウムイオンを含む溶融処理塩で処理することにより行うことができる。このようなイオン交換処理が行われることにより、ガラス表面の圧縮応力層の組成はイオン交換処理前の組成と若干異なるが、基板深層部の組成はイオン交換処理前の組成とほぼ同じである。
（溶融塩）
化学強化が施されるガラスとして、上記組成のものを用いる場合、化学強化処理を行うための溶融塩は、少なくともカ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、硝酸カリウムが好適に挙げられる。なお、以下では特に断らない限り各成分の含有量は質量百分率で表示する。
また、硝酸ナトリウムを含有してもよい場合がある。しかしナトリウムイオンにより、表面圧縮応力値が低下する場合がある。そのため、十分な表面圧縮応力を得るためには溶融塩における硝酸ナトリウムの含有量は１０％以下とすることが好ましい。また、８％以下とすることがより好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。
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、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などが挙げられる。
（化学強化処理の条件）
本発明において、化学強化処理の処理条件は、特に限定されず、従来公知の方法から適宜選択することができる。
（１）溶融塩の加熱温度
溶融塩の加熱温度は、３５０℃以上が好ましく、３８０℃以上がより好ましく、４００℃以上が更に好ましく、また、５００℃以下が好ましく、４８０℃以下がより好ましく、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・劣化を抑制することができる。
（２）処理時間
ガラスを混合溶融塩に接触させる時間は、十分な圧縮応力を付与するためには、１時間以上が好ましく、２時間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、２４時間以下が好ましく、２０時間以下がより好ましい。
本発明のカバーガラスは、厚さが１．５ｍｍ以下であることが好ましく、大きさが対角２２インチ以上であることが好ましい。すなわち、本発明のカバーガラスは、厚さを１．５ｍｍ以下と薄くし、且つ大きさを対角２２インチ以上と大面積としても、十分な強度を有しており、自重変形しにくく、ディスプレイ装置の美観または表示品質などを向上できるという利点を有する。典型的な大きさは対角３２インチ以上である。
本発明のカバーガラスは、フラットパネルディスプレイ装置のカバーガラスとして用いる。
図１は、本発明の一実施形態におけるフラットパネルディスプレイ装置（以下、単にディスプレイ装置ということがある。）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３０とを備える。
カバーガラス３０は、主として、ディスプレイ装置１０の美観または強度の向上、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３０は、表示パネル２０の前方に設置される。
例えば、カバーガラス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（空気の層を有するように）設置されてよい。この場合、カバーガラス３０と、表示パネル２０とは筐体１２を介して一体化されてもよい。
また、カバーガラス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よい。例えば、カバーガラス３０は、透光性を有する接着膜（図示せず）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、その材質または形状は適宜選定される。
図３に示すように、カバーガラス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。
カバーガラス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。
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。機能膜４０は、例えば樹脂製の膜をカバーガラス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よい。機能膜４０は、一般的な構成であってよく、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。
カバーガラス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。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のデザイン性または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３０の周縁部を含めて、カバーガラス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。
加飾層５０の形成方法に制限はなく、例えば、顔料粒子を含むインクをカバーガラス３０に塗布し、これを紫外線照射、または加熱焼成した後、冷却することによって形成する方法がある。顔料粒子は、有機顔料、無機顔料などで構成され、顔料粒子を有機ビヒクルに混合、分散させることによりインクが調製される。
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（化学強化ガラスの製造）
表１および２にモル百分率で示す組成のガラス原料を白金坩堝で１４００〜１６５０℃に加熱、溶融して、清澄を行った後、鋳型に流し込んでガラスを作製した。ガラスが固化した後、ガラスをガラスの徐冷点付近に加熱された電気炉に移し、室温まで徐冷してガラスブロックを得た。このガラスブロックから、厚さ１．０ｍｍ、５．０ｃｍ×５．０ｃｍの両面が研磨されたガラスを製造した。
前記ガラスを４００℃または４５０℃に保持したＫＮＯ３中に６時間浸漬して化学強化処理を行い、強化ガラスを得た。化学強化処理を施す前のガラスおよび化学強化処理後のガラスを下記評価方法により評価した結果を表１および２に示す。なお、表１および２において、（ ）内は計算値を示す。表１および２において、例１〜１１は実施例、例１２〜１５は比較例である。
（評価方法）
表１および２に示す組成のガラスについて、歪点ＴＳｔｒ（単位：℃）、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）、比重ｄ、熱膨張率α（単位：１０−７／℃）、ヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）、ポアソン比σを以下に示す方法により測定または評価した。
・歪点
歪点は、ＪＩＳＲ３１０３−２（２００１年）に準拠したファイバーエロンゲーション法により測定を行った。
・ガラス転移点
示差熱膨張計を用いて、石英ガラスを参照試料として室温から５℃／分の割合で昇温した際のガラスの伸び率を、ガラスが軟化してもはや伸びが観測されなくなる温度、すなわち屈伏点まで測定し、熱膨張曲線における屈曲点に相当する温度をガラス転移点とした。
・比重
アルキメデス法により測定した。
・熱膨張率
前記Ｔｇの測定と同様な測定方法で得られた熱膨張曲線から５０〜３５０℃における熱膨張率を算出した。
・ヤング率およびポアソン比
ヤング率およびポアソン比は、厚さが４〜１０ｍｍ、大きさが約４ｃｍ×４ｃｍのガラス板について、超音波パルス法により測定した。
また、これらガラスを４００℃および４５０℃で化学強化した場合の表面圧縮応力Ｓ４００（単位：ＭＰａ）、Ｓ４５０（単位：ＭＰａ）を次のようにして測定し、Ｓ４５０とＳ４００の比率Ｓ４５０／Ｓ４００を算出した。
・表面圧縮応力
ガラスの表面圧縮応力は、折原製作所製表面応力計ＦＳＭ−６０００を用いて測定した。
また、表１および２に示す組成のｘすなわち（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）を横軸とし、ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４５０）とＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４００）の比（Ｓ４５０／Ｓ４００）を縦軸とするグラフを図４に示す。
図４に示すように、化学強化前のガラスの組成におけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比［（Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）］である横軸（ｘ）と、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４００）とＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力（Ｓ４５０）の比（Ｓ４５０／Ｓ４００）である縦軸（ｙ）とは、式（ｙ＝−０．４３７４ｘ＋１．１０３５）で表される相関関係を示した。
Figure 2012026290
Figure 2012026290
表１および２に示すように、化学強化前のガラスの組成がＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が上記式（１）を満たし、ｘが０．８５以下である例１〜１１のガラスは、ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の０．７５以上であった。
一方、化学強化前のガラスの組成がＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が上記式（１）を満たさず、ｘが０．８５を超える例１２〜１５のガラスは、ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の０．７５未満であった。
この結果から、化学強化前のガラスの組成がＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が上記式（１）を満たすようにすることによって、４００℃以上の高温で化学強化を行った場合でも、表面圧縮応力の温度・時間変化が小さく、安定な強化特性を有するガラスが得られることが分かった。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１０年８月２４日付で出願された日本特許出願（特願２０１０−１８７５２３）に基づいており、その全体が引用により援用される。
１０ ディスプレイ装置
２０ 表示パネル
３０ カバーガラス
３１ 前面
３２ 背面
４０ 機能膜
５０ 加飾層

Claims (14)

  1. ガラスを化学強化して得られるフラットパネルディスプレイ用カバーガラスであって、化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が式（１）を満たすフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
    （Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）
  2. ＫＮＯ３により４５０℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力が、ＫＮＯ３により４００℃にて６時間化学強化したガラスの表面圧縮応力の７５％以上である請求項１に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  3. 前記化学強化前のガラスの歪点が５３０℃以上である請求項１または２に記載のフラットパネルティスプレイ用カバーガラス。
  4. 厚さが１．５ｍｍ以下、大きさが対角２２インチ以上である請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  5. 前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラスである請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  6. 前記化学強化前のガラスがＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＭｇＯを含むアルミノシリケートガラスである請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  7. 前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％および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の含有量の合計が７〜１５％のガラスである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  8. 前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラスである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  9. 前記化学強化前のガラスが、モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満のガラスである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラス。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ用カバーガラスをカバーガラスとして用いるフラットパネルディスプレイ装置。
  11. ガラスを化学強化してフラットパネルディスプレイ用カバーガラスを製造する方法であって、化学強化前のガラスにおけるＮａ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯおよびＺｒＯ２のモル比が式（１）を満たす方法。
    （Ｎａ２Ｏ／２）／（Ａｌ２Ｏ３／２＋ＭｇＯ＋ＺｒＯ２）≦０．８５ …式（１）
  12. ガラスの化学強化を４００〜４５０℃にて行う請求項１１に記載の方法。
  13. 前記化学強化前のガラスの歪点が５３０℃以上である請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 前記化学強化前のガラスが以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれか１である請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
    （ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
    （ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％および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の含有量の合計が７〜１５％であるガラス
    （ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
    （ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が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。
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