TW201343582A - 可減低化學強化時之彎曲之玻璃板 - Google Patents

可減低化學強化時之彎曲之玻璃板 Download PDF

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Kazuhiko Yamanaka
Kunio Watanabe
Shiro Tanii
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Daisuke Kobayashi
Junichi Miyashita
Ryosuke Kato
Toshifumi Nihei
Yoichi Sera
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Makoto Fukawa
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Abstract

本發明之目的在於提供一種玻璃板,其係可有效地抑制化學強化後之彎曲,並且可省略或簡化化學強化前之拋光處理等。本發明係關於一種玻璃板,其係一面之氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上。

Description

可減低化學強化時之彎曲之玻璃板
本發明係關於一種可減低化學強化時之彎曲之玻璃板。
近年來,對於行動電話或個人數位助理(PDA,Personal Digital Assistant)等平板顯示器裝置,為了提高顯示器之保護及美觀,而以成為較圖像顯示部分更廣之區域之方式將較薄之板狀覆蓋玻璃配置於顯示器之前面。
對於此種平板顯示器裝置,要求輕量及薄型化,因此,要求用於顯示器保護用之覆蓋玻璃亦較薄。
但若使覆蓋玻璃之厚度較薄,則存在如下問題,即強度降低,而存在因使用中或攜帶中之跌落等而導致覆蓋玻璃本身破裂之情況,而無法實現保護顯示器裝置之本來之作用。
因此先前之覆蓋玻璃係為了提高耐劃傷性,而將藉由浮式法而製造之浮法玻璃化學強化,藉此於表面形成壓縮應力層,而提高覆蓋玻璃之耐劃傷性。
報告有浮法玻璃係於化學強化後產生彎曲而損及平坦性(專利文獻1~3)。可認為該彎曲係因於浮式法成形時未接觸熔融錫之玻璃面(以下,亦稱為頂面)與接觸熔融錫之玻璃面(以下,亦稱為底面)之化學強化之進行方式不同而產生。
由於化學強化之進行方式越強,上述浮法玻璃之彎曲越大,因此為順應較高之耐劃傷性之要求而開發之上述表面壓縮應力為600 MPa以上且壓縮應力層之深度為15 μm以上的化學強化浮法玻璃係與先前之表面壓縮應力(CS,compressive stress)為500 MPa左右且壓縮應力層之深度(DOL,depth of layer)為10 μm左右的化學強化浮法玻璃相比,彎曲之問題更顯著。
於專利文獻1中揭示有一種玻璃之強化方法,其係藉由於玻璃表面形成SiO2膜後進行化學強化,而調整於化學強化時進入至玻璃中之離子之量。又,於專利文獻2及3中揭示有一種藉由使頂面側之表面壓縮應力為特定範圍而減低化學強化後之彎曲之方法。
又,先前為了減少上述彎曲之問題,而進行如下處理方法:藉由化學強化而使強化應力較小,或者藉由對玻璃之至少一面進行研磨處理或拋光處理等而去除表面異質層後,進行化學強化。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:美國專利申請公開第2011/0293928號說明書
專利文獻2:國際公開第2007/004634號
專利文獻3:日本專利特開昭62-191449號公報
然而,於專利文獻1中所記載之於玻璃表面形成SiO2膜後進行化學強化之方法中,化學強化時之預熱條件受到限定,進而存在因條件而導致SiO2膜之膜質變化,而對彎曲造成影響之可能性。又,如專利文獻2及3中記載般,就玻璃之強度之觀點而言,使頂面側之表面壓縮應力為特定範圍之方法存在問題。
又,就提高生產性之觀點而言,於化學強化前對玻璃之至少一面進行研磨處理或拋光處理等之方法存在問題,較佳為省略該等研磨處理或拋光處理等。
於在化學強化後產生某種程度以上之彎曲之情形時,存在如下情況:於印刷覆蓋玻璃之黑框時,於玻璃與載置台之間間隙過大,而玻璃未吸附於載置台上。又,於用於觸控面板一體型之覆蓋玻璃之情形時,存在於後續步驟中以大板之狀態進行ITO(氧化銦錫,Indium Tin Oxide)等之成膜之情形,此時存在產生如下不良情況之情形:產生接觸藥液處理槽或清洗槽之氣刀等搬送異常,或者於ITO成膜中彎曲增大,而基板周邊部之ITO之成膜狀態不恰當而剝離等。進而,於為LCD(液晶顯示裝置,Liquid Crystal Display)與貼附有觸控面板之覆蓋玻璃之間存在空間之類型之情形時,存在如下情況:於存在覆蓋玻璃之特定以上之彎曲之情形時,產生亮度不均及牛頓環。
因此,本發明之目的在於提供一種玻璃板,其係可有效地抑制化學強化後之彎曲,並且可省略或簡化化學強化前之拋光處理等。
本發明者等人發現:可藉由對玻璃表面進行氟化處理而抑制玻璃之一面與另一面於化學強化之進行方式產生差異,而可減低化學強化後之彎曲,並基於該見解而完成了本發明。
即,本發明係如下所述。
1.一種玻璃板,其係一面之表面氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上。
2.如前項1之玻璃板,其係藉由浮式法而製造之玻璃板。
3.一種玻璃板,其係將如前項1或2之玻璃板化學強化而獲得。
4.一種玻璃板,其係經化學強化者,且一面之氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上。
5.如前項1至4中任一項之玻璃板,其厚度為1.5 mm以下。
6.如前項1至5中任一項之玻璃板,其厚度為0.8 mm以下。
7.如前項1至6中任一項之玻璃板,其中於表面氟富有度較大之表 面不存在有直徑為10 nm以上之凹部,或該凹部以6個/μm2以下之密度存在。
8.一種化學強化玻璃板,其係如前項1至7中任一項之玻璃板進行了化學強化者。
9.一種平板顯示器裝置,其包括覆蓋玻璃,且該覆蓋玻璃為如前項8之化學強化玻璃板。
本發明之玻璃板係藉由對其表面進行氟化處理而防止於玻璃之一面與另一面化學強化之進行方式產生差異,無需藉由化學強化而使應力變小,又,即便簡化或省略化學強化前之拋光處理等,亦可減低化學強化後之玻璃之彎曲,而獲得優異之平坦度。
1‧‧‧中央狹縫
2‧‧‧外狹縫
4‧‧‧流路
5‧‧‧排氣狹縫
20‧‧‧玻璃板
30‧‧‧覆蓋玻璃
40‧‧‧顯示器裝置
41‧‧‧功能膜
42‧‧‧功能膜
15‧‧‧殼體
45‧‧‧顯示面板
50‧‧‧石英管
51‧‧‧玻璃板
52‧‧‧氣體導入噴嘴
60‧‧‧管狀爐
61‧‧‧反應容器
62‧‧‧樣本乘載台車
63‧‧‧樣本
64‧‧‧滑件
65‧‧‧導入管
66‧‧‧樣本提取棒
101‧‧‧玻璃帶
102‧‧‧橫樑
103‧‧‧分散閘門
110‧‧‧玻璃帶之寬度方向
111‧‧‧氣體系統
112‧‧‧氣體系統
113‧‧‧氣體系統
114‧‧‧隔板
115‧‧‧隔板
116‧‧‧吹氣孔
圖1係模式性表示本發明中可使用之雙流型噴射器的圖。
圖2係模式性表示本發明中可使用之單流型噴射器的圖。
圖3係於將本發明之化學強化用浮法玻璃化學強化後用作平板顯示器用覆蓋玻璃之平板顯示器的剖面圖。
圖4係實施例中所使用之實驗裝置之立體圖。(實施例2)。
圖5係實施例中所使用之實驗裝置之概略剖面圖。(實施例3)。
圖6(a)係表示於利用浮式法之玻璃板之製造中,藉由橫樑而供給於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體而對玻璃帶之表面進行處理之方法的概略說明圖。圖6(b)係圖6(a)之A-A剖面圖。
圖7(a)~(d)係表示於玻璃帶之寬度方向將氣體之量分割成三部分且可進行調整之橫樑的剖面圖。
圖8係表示兩表面之F濃度之差(Δ表面F濃度)與彎曲改善率之相關關係的圖。
圖9係表示相對於HF總接觸量(mol/cm2)及HF處理溫度(℃),繪製 凹部之有無之結果。
圖10(a)~(d)係表示藉由HF處理而產生凹部之機制之說明圖。
圖11係表示BOR試驗之結果、及藉由SEM而觀察玻璃板所得之結果。
1.玻璃板
於本發明中,「玻璃板」亦包括熔融玻璃成形為板狀而成者。玻璃板之化學強化後之彎曲係因於玻璃板之一面與另一面化學強化之進行方式不同而產生。具體而言,例如於浮法玻璃之情形時,於浮式法成形時,因於未接觸熔融錫之玻璃面(頂面)與接觸熔融金屬(通常為錫)之玻璃面(底面)化學強化之進行方式不同而產生化學強化後之彎曲。
根據本發明,於玻璃板上進行氟化處理而使一面之氟濃度與另一面之氟濃度之差為特定範圍以上,藉此可調整玻璃板之一面與另一面之離子之擴散速度,而可使一面與另一面之化學強化之進行方式均衡化。因此,本發明之玻璃板係無需調整強化應力,或者於化學強化處理前進行研磨及拋光等處理,即可減低化學強化後之玻璃板之彎曲。
認為:作為可藉由對玻璃板之表面進行氟化處理而減低化學強化後之彎曲之機制,會產生如下所述之現象。
(1)藉由收納至玻璃之表面之氟而促進緩和,而降低經氟化處理之面之CS(表面壓縮應力,compressive stress)。
(2)藉由收納至玻璃之表面之氟而阻礙離子交換,而降低經氟化處理之面之DOL(壓縮應力深度,depth of layer)。
(3)藉由氟化處理而產生玻璃之脫鹼。
(4)藉由氟化處理而玻璃表面之主成分發生變化,玻璃中之Si作 為SiF4或H2SiF6自玻璃表面減少,因此應力之進行方式發生變化。
(5)藉由氟化處理而抑制自玻璃表面之脫水,或者藉由水滲入而減低彎曲。
本發明之玻璃板係一面之表面氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上,更佳為大7以上,進而較佳為大10以上。又,一面之表面氟富有度與另一面之表面氟富有度之差之絕對值(以下,有時稱為Δ表面氟富有度)通常較佳為100以下,更佳為80以下,進而較佳為60以下。於為化學強化後之玻璃板之情形時,亦相同。
可藉由一面之表面氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上而獲得充分之彎曲改善效果。又,可藉由一面之表面氟富有度與另一面之表面氟富有度之差之絕對值為100以下,而獲得不沿反方向較大地彎曲地有效地經處理之基板。
於本發明中,「表面氟富有度」係指表面(1 μm之深度)之氟濃度之相對於主體中之氟濃度之比,該表面之氟濃度係藉由例如二次離子質譜分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS分析)而測定。即,表面之氟濃度係橫軸為將玻璃表面設為零時之深度、縱軸為下述之F/Si強度比之藉由SIMS根據深度方向分佈而求出之F/Si強度比,主體中之氟濃度係於該深度方向分佈中F/Si強度比於深度方向不變化之深度下之F/Si強度比,根據該等之比而求出表面氟富有度。典型而言,上述F/Si強度比於深度方向不變化之深度為50 μm。
此處,主體中之氟濃度係指玻璃板之氟含量。再者,對於如經化學強化之玻璃板等表面部分之玻璃組成與非表面部分(主體)之玻璃組成不同般之玻璃板,主體中之氟濃度係指整個玻璃板之平均組成中之氟含量。又,「表面氟富有度」中之表面(1 μm之深度)及主體中之氟濃度係藉由SIMS分析而得者,但本發明並不限定於此,表面(1 μm之深度)及主體中之氟濃度亦可藉由除SIMS分析以外之方法而測定。
二次離子質譜分析中之元素M之同位素M1之二次離子強度IM1係與一次離子強度IP、基質之濺射率Y、元素M之濃度CM(相對於整個濃度之比)、同位素M1之存在概率α1、元素M之二次離子化率βM、及質譜儀之穿透效率η(包括檢測器之檢測效率)成正比。
IM1=A‧IP‧Y‧CM‧α1‧βM‧η (式1)
此處,A係二次離子之檢測面積之相對於一次離子束之掃描範圍的比。
由於通常難以求出裝置之η,因此無法求出βM之絕對值。因此,將相同試樣中之主成分元素等用作參考元素,取得與(式1)之比,藉此消去η。
此處,於將參考元素設為R,其同位素設為Rj之情形時,獲得(式2)。
IM1/IRj=(CM‧α1‧βM)/(CR‧αj‧βR)=CM/K (式2)
此處,K係元素M之相對於元素R之相對感度因子。
K=(CR‧αj‧βR)/(α1‧βM) (式3)
於該情形時,元素M之濃度係藉由(式4)而求出。
CM=K‧IM1/IRj (式4)
於本發明中,F係與M1對應,Si係與Rj對應。因此,根據(式2)兩者之強度比(F/Si)係與氟濃度CH除以K所得者相等。即,F/Si係氟濃度之直接指標。
作為二次離子質譜分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS分析)之分析條件,例如可列舉以下條件。再者,以下所示之分析條件為例示,可藉由測定裝置、樣本等而適當變更。又,藉由觸針式膜厚計(例如Veeco公司製造之Dektak150)而測定分析凹坑之深度,藉此可求出藉由SIMS分析而獲得之深度方向分佈之橫軸之深度。
(分析條件)
一次離子種:Cs+
一次離子入射角:60°
一次加速電壓:5 kV
作為更具體之分析條件,例如可列舉以下條件。
(分析條件)
測定裝置:具有四極質譜儀之二次離子質譜分析裝置
一次離子種:Cs+
一次加速電壓:5.0 kV
一次離子電流:1 μA
一次離子入射角(自試樣面垂直方向之角度):60°
光柵尺寸:200×200 μm2
檢測區域:40×40 μm2
二次離子極性:負
中和用電子槍之使用:有
作為具有四極質譜儀之二次離子質譜分析裝置,例如可列舉ULVAC-PHI公司製造之ADEPT1010。
2.玻璃板之製造方法
於本發明中,使熔融玻璃成形為板狀之玻璃板之方法並無特別限定,又,只要該玻璃為具有可進行利用化學強化處理之強化之組成者,即可使用各種組成者。例如可藉由如下方式而製造:適量調合各種原料,並進行加熱熔融之後,藉由消泡或攪拌等而使其均質化,並藉由周知之浮式法、下拉法(例如熔融法等)或按壓法等而成形為板狀,緩冷卻後切割為所需之尺寸,並實施拋光加工。於該等製造方法中,藉由浮式法而製造之玻璃係尤其易於發揮作為本發明之效果之化學強化後之彎曲改善,故而較佳。
作為本發明中所使用之玻璃板,具體而言,例如可列舉:典型 而言,鈉鈣矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、鋰鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸玻璃、無鹼玻璃及包括其他各種玻璃之玻璃板。
於該等中,較佳為含有Al之組成之玻璃。若鹼共存,則Al取得4配位,而與Si相同地參加成為玻璃之骨架之網狀之形成。若4配位之Al增加,則易於鹼離子之移動,而於化學強化處理時易於進行離子交換。
玻璃板之厚度係並無特別限制,例如可列舉:2 mm、0.8 mm、0.73 mm、0.7 mm,但為了有效地進行下述之化學強化處理,而通常較佳為5 mm以下,更佳為3 mm以下,進而較佳為1.5 mm以下,尤佳為0.8 mm以下。
通常,厚度為0.7 mm之玻璃板之化學強化後之彎曲量係求出為40 μm以下。於在90 mm見方之玻璃板中CS為750 MPa,DOL為40 μm之情形時,化學強化後之彎曲量約為130 μm。另一方面,由於化學強化後之玻璃板之彎曲量係與板厚之平方存在反比例之關係,因此玻璃板之厚度為2.0 mm時之彎曲量約為16 μm,實際上彎曲不會成為問題。因此,於玻璃板之厚度未達2 mm,典型而言為1.5 mm以下時有產生化學強化後之彎曲問題的可能性。
作為本發明之玻璃板之組成,並無特別限定,例如可列舉以下之玻璃之組成。再者,例如,「含有MgO 0~25%」係指MgO並非必需,但亦可含有25%以下,鈉鈣矽酸鹽玻璃係包含於(i)之玻璃中。再者,鈉鈣矽酸鹽玻璃係以莫耳%表示含有SiO2 69~72%、Al2O3 0.1~2%、Na2O 11~14%、K2O 0~1%、MgO 4~8%、CaO 8~10%之玻璃。
(i)作為於以莫耳%表示之組成中含有SiO2 50~80%、Al2O3 0.1~25%、Li2O+Na2O+K2O 3~30%、MgO 0~25%、CaO 0~25%及ZrO2 0~5%之玻璃,可列舉:鈉鈣矽酸鹽玻璃;及於以莫耳%表示之組成中含有SiO2 50~80%、Al2O3 2~25%、Li2O 0~10%、Na2O 0~18%、 K2O 0~10%、MgO 0~15%、CaO 0~5%及ZrO2 0~5%之玻璃。
(ii)如下一種玻璃:以莫耳%表示之組成含有SiO2 50~74%、Al2O3 1~10%、Na2O 6~14%、K2O 3~11%、MgO 2~15%、CaO 0~6%及ZrO2 0~5%,且SiO2及Al2O3之含量之總計為75%以下,Na2O及K2O之含量之總計為12~25%,MgO及CaO之含量之總計為7~15%。
(iii)如下一種玻璃:以莫耳%表示之組成含有SiO2 68~80%、Al2O3 4~10%、Na2O 5~15%、K2O 0~1%、MgO 4~15%及ZrO2 0~1%。
(iv)如下一種玻璃:以莫耳%表示之組成含有SiO2 67~75%、Al2O3 0~4%、Na2O 7~15%、K2O 1~9%、MgO 6~14%及ZrO2 0~1.5%,且SiO2及Al2O3之含量之總計為71~75%,Na2O及K2O之含量之總計為12~20%,於含有CaO之情形時,其含量未達1%。
於本發明之玻璃板之製造方法中,對於玻璃板或玻璃帶之至少一面,使於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體接觸,而進行表面處理。於對於玻璃帶之至少一面使上述氣體或液體接觸,而進行表面處理之情形時,玻璃帶之溫度較佳為650℃以上。藉由使其為650℃以上而抑制下述之凹部之產生,且藉由充分之HF總接觸量(下述)而較容易地實施HF噴附處理,以減低化學強化後之玻璃之彎曲量。再者,以下,有時將玻璃板這一詞用作總稱玻璃板及玻璃帶者。
作為於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體,例如可列舉:氟化氫(HF)、碳氟化合物(例如氟氯碳化物、氟碳、氫氯氟碳、氫氟碳、鹵代烷)、氫氟酸、氟單質、三氟乙酸、四氟化碳、四氟化矽、五氟化磷、三氟化磷、三氟化硼、三氟化氮、三氟化氯等,但並不限定於該等氣體或液體。
於該等中,於與玻璃板表面之反應性較高之方面,較佳為氟化氫、碳氟化合物或氫氟酸。又,亦可混合該等氣體中之兩種以上使 用。又,由於在浮拋窯內氧化力過強,因此較佳為不使用氟單質。
又,於使用液體之情形時,能以液體之狀態,例如藉由噴霧塗佈而供給至玻璃板表面,亦可將液體汽化後供給至玻璃板表面。又,視需要亦可藉由其他液體或氣體而進行稀釋。
作為於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體,亦可含有除該等液體或氣體以外之液體或氣體,較佳為於常溫下不會與存在氟原子之分子進行反應之液體或氣體。
作為上述液體或氣體,例如可列舉:N2、空氣、H2、O2、Ne、Xe、CO2、Ar、He及Kr等,但並不限定於其等。
又,亦可混合該等氣體中之兩種以上使用。
作為於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體之載氣,較佳為使用N2、氬氣等惰性氣體。又,於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體進而亦可含有SO2。SO2係用於藉由浮式法等而連續地生產玻璃板之時,具有如下作用:防止於緩冷卻區域搬送輥與玻璃板接觸而於玻璃上產生損傷之情況。又,亦可含有於高溫下分解之氣體。
進而,於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體亦可含有水蒸氣或水。水蒸氣係可於經加熱之水中使氮氣、氦氣、氬氣、二氧化碳等惰性氣體起泡而提取。於需要大量之水蒸氣之情形時,亦可採取將水送入至汽化器中而使其直接汽化之方法。
於本發明中,作為使熔融玻璃成形為板狀之玻璃板之方法之具體例,例如可列舉浮式法。於浮式法中,係使用玻璃製造裝置而製造玻璃板,該玻璃製造裝置包括:熔融爐,其係將玻璃之原料熔解;浮拋窯,其係使熔融玻璃上浮於熔融金屬(錫等)上而使玻璃帶成形;及緩冷卻爐,其係將該玻璃帶緩冷卻。
於熔融金屬(錫)浴內使玻璃成形時,亦可相對於在熔融金屬上搬送之玻璃板,自未接觸金屬面之側供給於其結構中含有存在氟原子之 分子之氣體或液體,而對該玻璃板表面進行處理。於繼熔融金屬(錫)浴之後之緩冷卻區域,玻璃板係藉由輥搬送而被搬送。
此處,緩冷卻區域係不僅包括緩冷卻爐內,並且包括自上述熔融金屬(錫)浴搬出後搬送至緩冷卻爐內之部分。於緩冷卻區域,亦可自未接觸熔融金屬(錫)之側供給該氣體。
圖6(a)係表示於利用浮式法之玻璃板之製造中,供給於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體而對玻璃表面進行處理之方法的概略說明圖。
於使熔融玻璃上浮於熔融金屬(錫等)上而使玻璃帶101成形之浮拋窯中,藉由插入至浮拋窯內之橫樑102,而將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體噴附至該玻璃帶101。如圖6(a)所示,該氣體較佳為自玻璃帶101未接觸熔融金屬面之側噴附至玻璃帶101。箭頭Ya係表示於浮拋窯中玻璃帶101流動之方向。
藉由橫樑102而將上述氣體噴附至玻璃帶101之位置較佳為如下位置:於玻璃轉移點為550℃以上之情形時,玻璃帶101較佳為600~900℃或650~900℃,更佳為700℃~900℃,進而較佳為750~850℃,典型而言為800℃。又,橫樑102之位置係可為分散閘門103之上流,亦可為下流。噴附至玻璃帶101之上述氣體之量較佳為作為HF為1×10-6~5×10-4 mol/玻璃帶1cm2
圖6(b)係表示圖6(a)之A-A剖面圖。藉由橫樑102而自Y1之方向噴附至玻璃帶101之上述氣體係自「IN」流入,而自「OUT」之方向流出。即,沿箭頭Y4及Y5之方向移動,而暴露於玻璃帶101上。又,沿箭頭Y4之方向移動之該氣體係自箭頭Y2之方向流出,沿箭頭Y5之方向移動之該氣體係自箭頭Y3之方向流出。
亦存在因玻璃帶101之寬度方向之位置而導致化學強化後之玻璃板之彎曲量變化之情形,於此種情形時,較佳為調整上述氣體之量。 即,較佳為於彎曲量較大之位置使噴附該氣體之量較多,於彎曲量較少之位置使噴附該氣體之量較少。
於因玻璃帶101之位置而導致化學強化後之玻璃板之彎曲量變化之情形時,亦可藉由使橫樑102之結構為可於玻璃帶101之寬度方向調整上述氣體量之結構,而於玻璃帶101之寬度方向調整彎曲量。
作為具體例,圖7(a)係表示將玻璃帶101之寬度方向110分割成I~III三個部分而調整上述氣體之量之橫樑102的剖面圖。氣體系統111~113係藉由隔板114、115而被分割,自各個吹氣孔116流出該氣體,而噴附至玻璃上。
圖7(a)中之箭頭係表示氣體之流動。圖7(b)中之箭頭係表示氣體系統111中之氣體之流動。圖7(c)中之箭頭係表示氣體系統112中之氣體之流動。圖7(d)中之箭頭係表示氣體系統113中之氣體之流動。
作為於玻璃板上將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體供給至玻璃表面之方法,例如可列舉:使用噴射器之方法、及使用導入管之方法等。
圖1及圖2係表示本發明中可使用之玻璃板之表面處理所使用之噴射器的模式圖。圖1係模式性表示本發明中可使用之雙流型噴射器的圖。圖2係模式性表示本發明中可使用之單流型噴射器的圖。
於藉由噴射器而供給之「於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體」為氣體之情形時,噴射器之氣體噴出口與玻璃板之距離較佳為50 mm以下。
可藉由使上述距離為50 mm以下,而抑制氣體擴散至大氣中,相對於所需之氣體量,可使充足量之氣體到達至玻璃板上。相反地,若與玻璃板之距離過短,則存在如下之虞:例如於在線下對藉由浮式法而生產之玻璃板進行處理時,因玻璃帶之變動而導致玻璃板與噴射器接觸。
又,藉由噴射器而供給之「於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體」為液體之情形時,噴射器之液體噴出口與玻璃板之距離並無特別限制,只要為如可均勻地對玻璃板進行處理之類之配置即可。
噴射器係能以雙流或單流等任意之態樣使用,亦可沿玻璃板之流動方向串聯地並列兩個以上而對玻璃板表面進行處理。如圖1所示,雙流噴射器係指自噴出起至排氣之氣體之流動相對於玻璃板之移動方向,沿順方向及反方向被均勻地劃分的噴射器。
如圖2所示,單流噴射器係指自噴出起至排氣之氣體之流動相對於玻璃板之移動方向,被固定為順方向或反方向之任一者的噴射器。於使用單流噴射器時,於氣流穩定性之方面,較佳為玻璃板上之氣體之流動與玻璃板之移動方向相同。
又,較佳為:於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體的供給口,與未反應之於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體、及與玻璃板進行反應而生成之氣體、或於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體中之兩種以上之氣體進行反應而生成之氣體的排氣口存在於玻璃板之相同側之面。
於對被搬送之玻璃板表面供給於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體而進行表面處理時,例如於玻璃板在輸送機上流動之情形時,亦可自未接觸輸送機之側供給。又,亦可藉由於輸送機傳送帶上使用網狀傳送帶等未覆蓋玻璃板之一部分之網狀原材料,而自接觸輸送機之側供給。
又,亦可藉由串聯地並列兩個以上之輸送機並於鄰接之輸送機之間設置噴射器,而自接觸輸送機之側供給該氣體,而對玻璃板表面進行處理。又,於玻璃板在輥上流動之情形時,亦可自未接觸輥之側供給,對於接觸輥之側,亦可自鄰接之輥之間供給。
亦可自玻璃板之兩側供給相同或不同之氣體。例如,亦可自未接觸輥之側及接觸輥之側之兩側供給氣體,而對玻璃板進行表面處理。例如,於在緩冷卻區域自兩側供給氣體之情形時,亦可相對於連續地被搬送之玻璃,將噴射器以夾持玻璃板而相相對向之方式配置,而自未接觸輥之側及接觸輥之側之兩側供給氣體。
配置於接觸輥之側之噴射器及配置於未接觸輥之側之噴射器係亦可沿玻璃板之流動方向配置於不同之位置。於配置於不同之位置時,任一者相對於玻璃板之流動方向可配置於上流,亦可配置於下流。
廣泛已知有組合利用浮式法之玻璃製造技術及CVD(化學氣相沈積,chemical vapor deposition)技術而於在線下製造附有功能膜之玻璃板。已知:於該情形時,關於透明導電膜及其基底膜,任一者可自未接觸錫之面或未接觸輥之面供給氣體,而成膜於玻璃板上。
例如,於利用該在線CVD之附有功能膜之玻璃板之製造中,亦可於接觸輥之面配置噴射器,自該噴射器將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體供給至玻璃板,而對玻璃板表面進行處理。
於本發明中,將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體供給至搬送中之玻璃板之表面而對該表面進行處理時之玻璃板之溫度係於將該玻璃板之玻璃轉移溫度設為Tg之情形時,玻璃板之表面溫度較佳為(Tg-200℃)~(Tg+300℃),更佳為(Tg-200℃)~(Tg+250℃)。再者,無論以上如何,玻璃板之表面溫度為(Tg+300℃)以下之範圍,且較好超過650℃。如下述實施例所示,若於玻璃板之表面溫度為650℃以下進行脫鹼處理,則容易產生凹部。
為了抑制玻璃板中之凹部之產生,且獲得化學強化後之彎曲之改善效果,而較佳為(Tg+90)℃以上。於本說明書中,凹部係指可藉由SEM(掃描式電子顯微鏡,Scanning Electron Microscope)而視認之 於玻璃板之表面產生之微孔。因於玻璃板上產生凹部而導致玻璃板之強度降低。
典型而言,凹部係自表面沿深度方向縮徑後,顯示出擴展為近似球狀之袋狀之形狀。此種凹部之直徑係表示縮徑部與袋狀部之間之收縮部分之直徑,可藉由掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)等而觀察。凹部之深度係表示自玻璃表面至袋狀部之最深部之深度,可藉由剖面SEM觀察等而測定。
本發明中之凹部係指大小或直徑為10 nm以上者,通常為20 nm以上,又,典型而言,大小或直徑為40 nm以下。凹部之深度係可藉由例如剖面之SEM觀察而測定,其深度通常為10 nm以上,又,典型而言,為150 nm以下。
若於F濃度較大之表面凹部以7個/μm2以上之密度存在,則存在經化學強化之玻璃板之強度降低之虞。因此,即便存在凹部,其密度較佳為6個/μm2以下,更佳為4個/μm2以下,最佳為0個/μm2。再者,凹部密度為6個/μm2時之凹部平均間隔為460 nm。
若相對於HF總接觸量(mol/cm2)及HF處理溫度(℃),繪製凹部之有無,則如圖9所示之圖表般顯示相關關係。於圖9中以○繪製凹部未產生,以×繪製凹部產生。
此處,認為:藉由HF總接觸量及HF處理溫度滿足下述式(a),而不會因HF處理而導致凹部產生。即,認為:於(1)處理溫度較低(氟化物之揮散速度較緩慢),(2)HF總接觸量較多(氟化物之生成速度較快)之情形時,更容易產生凹部。
Y>81 lnX+1500...式(a)
於式(a)中,Y表示HF處理溫度(℃),X表示HF總接觸量(mol/cm2),X係藉由下述式(b)而求出,對於藉由HF氣體而進行處理之情形來說,同式中之處理時間係指HF氣體接觸玻璃板或玻璃帶之 表面之時間。
[HF總接觸量(mol/cm2)]=[HF氣體濃度(體積%)]×[氣體流量(mol/s/cm2)]×[處理時間(s)]...(b)
圖10係表示因HF處理而引起凹部產生之機制的說明圖。認為:因對玻璃進行HF處理而產生氟化物之生成及揮散[圖10(a)],於因HF與玻璃之反應而引起之氟化物之生成速度較所生成之氟化物之揮散速度快之情形時,所生成之氟化物殘存於處理面[圖10(b)],熔融之氟化物一面蝕刻,一面晶體成長,並且熔鹽減少[圖10(c)],結果觀察到最終生成物作為凹部[圖10(d)]。
又,將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體供給至玻璃板表面時之玻璃板表面之壓力較佳為大氣壓-100帕斯卡至大氣壓+100帕斯卡之壓力範圍之環境,更佳為大氣壓-50帕斯卡至大氣壓+50帕斯卡之壓力範圍之環境。
關於氣體流量,以將HF用作於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體之情形為例來進行敍述。於藉由HF而對玻璃板進行處理時,HF流量越多,化學強化處理時之彎曲改善效果越大,故而較佳,於總氣體流量相同之情形時,HF濃度越高,化學強化處理時之彎曲改善效果越大。
於總氣體流量與HF氣體流量之兩者相同之情形時,對玻璃板進行處理之時間越長,化學強化處理時之彎曲改善效果越大。例如於將玻璃板加熱後,使用於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體而對玻璃板表面進行處理之情形時,玻璃板之搬送速度越低,越改善化學強化後之彎曲。即便為無法較佳地控制總氣體流量及HF流量之設備,亦可藉由適當控制玻璃板之搬送速度而改善化學強化後之彎曲。
又,圖5係表示使用導入管而將於其結構中含有存在氟原子之分 子之氣體供給至玻璃板之方法的模式圖。作為使用導入管而將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體供給至玻璃板之方法,具體而言,例如於預先在處理溫度下經加熱之管狀爐60中央所設置之反應容器61內,藉由移動滑件64而使乘載於樣本乘載台車62內之玻璃板之樣本63移動。
繼而,較佳為進行60~180秒均熱化處理後,自導入管65將於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體沿導入方向67之方向導入並保持,並自排氣方向68排氣。保持時間結束後,藉由樣本提取棒66,經由緩冷卻條件(例如於500℃下保持1分鐘及於400℃下保持1分鐘)而對樣本63提取樣本。
自導入管65導入至玻璃板之含有存在氟原子之分子之氣體的濃度較佳為0.01~1%,更佳為0.05~0.5%。又,導入該氣體後之保持時間較佳為10~600秒,更佳為30~300秒。
3.化學強化
化學強化係如下一種處理:於玻璃轉移點以下之溫度下,藉由離子交換而使玻璃表面之離子半徑較小之鹼金屬離子(典型而言,為Li離子或Na離子)交換為離子半徑較大之鹼離子(典型而言,為K離子),藉此於玻璃表面形成壓縮應力層。化學強化處理係可藉由先前公知之方法而進行。
本發明之玻璃板係化學強化後之彎曲經改善之玻璃板。化學強化後之玻璃板之相對於化學強化前之玻璃板的彎曲之變化量(彎曲變化量)係可藉由三維形狀測定器(例如三鷹光器股份有限公司製造)而測定。
於本發明中,化學強化後之彎曲之改善係於除藉由於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體而進行表面處理以外全部相同條件之實驗中,根據藉由以下所表示之式而求出之彎曲改善率而進行評 價。
彎曲改善率(%)=[1-(ΔY/ΔX)]×100
ΔX:未處理玻璃板之因化學強化而引起之彎曲變化量
ΔY:處理玻璃板之因化學強化而引起之彎曲變化量
此處,彎曲變化量係ΔX>0。ΔY係於與ΔX同方向地彎曲之情形時,ΔY>0,於與ΔX反方向地彎曲之情形時,ΔY<0。
未藉由於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體而進行表面處理之玻璃板係ΔX=ΔY,而彎曲改善率為0%。又,於ΔY取負值之情形時,彎曲改善率>100%。
玻璃板之CS及DOL係可藉由表面應力計而測定。化學強化玻璃之表面壓縮應力較佳為600 MPa以上,壓縮應力層之深度較佳為15 μm以上。可藉由使化學強化玻璃之表面壓縮應力及壓縮應力層之深度為該範圍,而獲得優異之強度及耐劃傷性。
以下,對將本發明之玻璃板化學強化後而用作平板顯示器用覆蓋玻璃之例進行說明。圖3係配置有覆蓋玻璃之顯示器裝置之剖面圖。再者,於以下說明中,前後左右係以圖中之箭頭之方向為基準。
如圖2所示,顯示器裝置40包括:顯示面板45,其係設置於殼體15內;及覆蓋玻璃30,其係以覆蓋顯示面板45之整個面並包圍殼體15之前方之方式設置。
覆蓋玻璃30係主要為了顯示器裝置40之美觀及強度之提高、防止衝擊破損等而設置者,且由整個形狀為近似平面形狀之一片板狀玻璃形成。覆蓋玻璃30係如圖2所示,能以自顯示面板45之顯示側(前側)隔開之方式(以具有空氣層之方式)設置,亦可經由具有透光性之接著膜(未圖示)而貼附於顯示面板45之顯示側。
於覆蓋玻璃30之出射自顯示面板45之光的前面設置有功能膜41,於自顯示面板45之光入射之背面,於與顯示面板45對應之位置設 置有功能膜42。再者,功能膜41、42係於圖2中設置於兩面,但並不限定於此,亦可設置於前面或背面,亦可省略。
功能膜41、42具有例如防止周圍光之反射、防止衝擊破損、遮蔽電磁波、遮蔽近紅外線、修正色調、及/或提高耐劃傷性等功能,厚度及形狀等係可根據用途而適當選擇。功能膜41、42係藉由例如將樹脂製之膜貼附於覆蓋玻璃30上而形成。或者,亦可藉由蒸鍍法、濺射法或CVD法等薄膜形成法而形成。
符號44為黑色層,例如為藉由如下方式而形成之覆膜:將含有顏料粒子之油墨塗佈於覆蓋玻璃30上,並對其照射紫外線,或者進行加熱焙燒後,進行冷卻;自殼體15之外側未見顯示面板等,從而提高外觀之審美性。
實施例
以下,具體地對本發明之實施例進行說明,但本發明並不限定於其等。再者,於本發明之實施例中實施例1係空缺。
(玻璃板之組成)
於本實施例中,係使用以下之組成之玻璃材料A~D之玻璃板。
(玻璃材料A)如下一種玻璃(玻璃轉移溫度為566℃):以莫耳%表示含有SiO2 72.0%、Al2O3 1.1%、Na2O 12.6%、K2O 0.2%、MgO 5.5%及CaO 8.6%。
(玻璃材料B)如下一種玻璃(玻璃轉移溫度為620℃):以莫耳%表示含有SiO2 64.3%、Al2O3 6.0%、Na2O 12.0%、K2O 4.0%、MgO 11.0%、CaO 0.1%、SrO 0.1%、BaO 0.1%及ZrO2 2.5%。
(玻璃材料C)如下一種玻璃(玻璃轉移溫度為604℃):以莫耳%表示含有SiO2 64.3%、Al2O3 8.0%、Na2O 12.5%、K2O 4.0%、MgO 10.5%、CaO 0.1%、SrO 0.1%、BaO 0.1%及ZrO2 0.5%。
(玻璃材料D)如下一種玻璃(玻璃轉移溫度為617℃):以莫耳%表 示含有SiO2 73.0%、Al2O3 7.0%、Na2O 14.0%及MgO 6.0%。
(彎曲量之測定)
於化學強化前藉由三鷹光器股份有限公司製造之三維形狀測定器(NH-3MA)而測定彎曲量之後,將各玻璃化學強化,同樣地測定化學強化後之彎曲量,而算出下式所表示之Δ彎曲量。
Δ彎曲量=化學強化後彎曲量-化學強化前彎曲量
(彎曲改善率)
化學強化後之彎曲之改善係於除藉由於其結構中含有存在氟原子之分子之氣體或液體而進行表面處理以外全部相同條件之實驗中,根據藉由以下所表示之式而求出之彎曲改善率,而進行評價。
彎曲改善率(%)=[1-(ΔY/ΔX)]×100
ΔX:未處理玻璃板之因化學強化而引起之彎曲變化量
ΔY:處理玻璃板之因化學強化而引起之彎曲變化量
此處,彎曲變化量係ΔX>0。ΔY係於與ΔX同方向地彎曲之情形時,ΔY>0,於與ΔX反方向地彎曲之情形時,ΔY<0。
(二次離子質譜分析)
二次離子質譜分析中之元素M之同位素M1之二次離子強度IM1係與一次離子強度IP、基質之濺射率Y、元素M之濃度CM(相對於整個濃度之比)、同位素M1之存在概率α1、元素M之二次離子化率βM、及質譜儀之穿透效率η(包括檢測器之檢測效率)成正比。
IM1=A‧IP‧Y‧CM‧α1‧βM‧η (式1)
A係二次離子之檢測面積之相對於一次離子束之掃描範圍的比。將相同試樣中之主成分元素等用作參考元素,取得與(式1)之比,藉此消去η。
此處,於將參考元素設為R,其同位素設為Rj之情形時,獲得(式2)。
IM1/IRj=(CM‧α1‧βM)/(CR‧αj‧βR)=CM/K (式2)
K係元素M之相對於元素R之相對感度因子。
K=(CR‧αj‧βR)/(α1‧βM) (式3)
元素M之濃度係藉由(式4)而求出。
CM=K‧IM1/IRj (式4)
於本發明中,F係與M1對應,Si係與Rj對應。因此,根據(式2)兩者之強度比(F/Si)係與氟濃度CH除以K所得者相等。即,將F/Si作為氟濃度之直接指標。
二次離子質譜分析之分析條件係如下所述。
測定裝置:ULVAC-PHI公司製造之ADEPT1010
一次離子種:Cs+
一次加速電壓:5.0 kV
一次離子電流:1 μA
一次離子入射角(自試樣面垂直方向之角度):60°
光柵尺寸:200×200 μm2
檢測區域:40×40 μm2
二次離子極性:負
中和用電子槍之使用:有
又,藉由SIMS分析而獲得之深度方向分佈之橫軸之深度係藉由觸針式膜厚計(Veeco公司製造之Dektak150)而對分析凹坑之深度進行測定。
(凹部之有無)
於對玻璃之HF處理面進行SEM觀察,在觀察視野內(倍率為5萬~20萬倍)觀察到一處以上凹部之情形時,作為存在凹部。
(球對環試驗)
於球對環(Ball on Ring,BOR)試驗中,於水平地載置玻璃板之狀 態下使用SUS304製之加壓治具(硬化鋼,直徑為10 mm,鏡面拋光)而對玻璃板進行加壓,而測定玻璃板之強度。
於SUS304製之夾持治具(直徑為30 mm,接觸部之曲率R為2.5 mm,接觸部為硬化鋼,鏡面拋光)上,將作為樣本之玻璃板水平地設置,於玻璃板之上方設置用以對玻璃板進行加壓之加壓治具。自玻璃板之上方對玻璃板之中央區域進行加壓,將玻璃破裂時之破壞荷重(單位N)作為BOR強度。再者,試驗條件係如下所述。
樣本之厚度:1.1(mm)
加壓治具之下降速度:1.0(mm/min)
[實施例2]
如圖4所示之模式圖般,將玻璃材料A及玻璃材料C之藉由浮式法而製造之玻璃放入至體積為3.2 L之石英管50中,使管內為真空後,利用H2 10%及N2 90%之混合氣體而填充系統內部。一面將H2 10%及N2 90%之混合氣體以流量1.6 L/min導入至整個系統中,一面加熱3分鐘而使玻璃板51之溫度升溫。H2 10%及N2 90%之混合氣體係自氣體導入方向53導入而沿氣體排出方向54排出。
一面於玻璃材料A之情形時在712℃下將經升溫之玻璃板51加熱30秒,於玻璃材料C之情形時在800℃下加熱30秒,一面藉由內徑為3.5~4.0 mm之氣體導入噴嘴52而將表1所示之濃度之HF或碳氟化合物以流量0.4 L/min噴附至玻璃板51。其後,一面將H2 10%及N2 90%之混合氣體以流量1.6 L/min導入,一面花費20分鐘使其降溫。
於所獲得之藉由HF或碳氟化合物而經表面處理之玻璃板上,測定玻璃之兩表面之深度為0-1 μm之表面F濃度,而算出Δ表面氟富有度。其後,藉由硝酸鉀熔鹽而於435℃下進行化學強化4小時,而測定Δ彎曲量、彎曲改善率。
如表1所示,可知:對表面進行HF處理或碳氟化合物處理而提高一面之氟濃度之後,進行化學強化,藉此可改善化學強化後之玻璃板之彎曲。
又,若以倍率5萬倍使用SEM而對各實施例及比較例之玻璃板之HF處理面進行表面觀察,則僅於實施例2-5、2-6、2-7中於表面上觀察到凹部。又,若根據SEM觀察圖像而測算各個玻璃板中之表面之凹部密度,則實施例2-5為5個/μm2,實施例2-6為13個/μm2,實施例2-7為172個/μm2
[實施例3]
如圖5所示之模式圖般,使用包含組成C之大小為50 mm×50 mm且板厚為0.7 mmt之玻璃板而進行實驗。於預先在處理溫度下經加熱之管狀爐60中央所設置之反應容器61內,藉由移動滑件64而使乘載於樣本乘載台車62內之玻璃板之樣本63移動。
繼而,進行均熱化處理30秒後,於表2所示之溫度條件、反應時間及氣體濃度下自導入管65將處理氣體(碳氟化合物)沿氣體導入方向67之方向導入,並保持特定時間,而自排氣方向68排氣。保持時間結束後,藉由樣本提取棒66,經由特定之緩冷卻條件(於500℃下保持1分鐘,於400℃下保持1分鐘),而對樣本63提取樣本。
再者,環境導入係使用與反應容器61之條件同等之N2-1%H2作為管狀爐60內沖洗用氣。作為導入氣體,係將含有於750℃附近燃燒分解之R-134a(C2H2F4)0.5%之N2氣體500 cc/l,以氣體量2 l/min沿N2導入方向69之方向導入至管狀爐60,而沿排氣方向70排氣。處理時間係設為5秒~5分鐘,其後切換為N2-1%H2而進行冷卻。
為了排除氣體向B面轉入之影響,而將所獲得之玻璃板之單面(B面)去除1.8 μm而進行B面蝕刻之後,測定玻璃之兩表面之表面氟富有度,而算出作為其差之Δ表面氟富有度。其後,藉由硝酸鉀熔鹽而於 435℃下進行化學強化處理4小時,而測定彎曲改善率。將所獲得之結果示於表2。
如表2所示,Δ表面氟富有度為5以上之實施例3-1~3-3之玻璃板係與同值小於5之比較例3-1~3-4之玻璃板相比,化學強化後之彎曲得以改善。根據該結果可知:對表面進行HF處理或碳氟化合物處理而提高一面之氟濃度之後,進行化學強化,藉此可改善化學強化後之玻璃板之彎曲。再者,關於實施例3-1~3-3及比較例3-1~3-4,係未觀察到凹部之產生。
[實施例5]
於玻璃材料C之玻璃帶流動之浮拋窯中實施HF處理。
將所獲得之板厚為0.7 mm之玻璃切割為100 mm見方三片,並對相當於該基板之90 mm見方部之部分之兩根對角線的彎曲進行測定,並將其平均值作為強化前之彎曲量。又,對玻璃兩表面中之利用SIMS分析之兩表面氟富有度進行測定,並根據其差而算出Δ表面氟富有度。其後,將玻璃浸漬於加熱為435℃之KNO3熔鹽中4小時而進行化學強化。繼而,對相當於基板之90 mm見方部之部分之兩根對角線的彎曲進行測定,並將其平均值作為強化後之彎曲量。
將結果示於表3。再者,比較例5-1係未進行HF處理之參考。
如表3所示,可知:求出兩表面之氟富有度之Δ表面氟富有度為5以上之各實施例之玻璃板係與同值為5以下之比較例之玻璃板相比,Δ彎曲量較小,而化學強化後之彎曲得以改善。再者,關於實施例5-1~5-4及比較例5-1~5-2,係未觀察到凹部之產生。又,關於實施例5-5~5-8,係觀察到凹部之產生。
[實施例6]
如圖6(a)所示,於上述之玻璃材料C之玻璃帶流動之浮拋窯中,於玻璃帶101約為800℃之位置藉由插入之橫樑102而於表9所示之條件下將HF噴附至玻璃帶101。
於實施例6-1中,如表4所示,藉由變更操作條件,變更噴附之處理氣體之HF莫耳濃度,而根據部位[圖6(a)中之X1:自玻璃帶101之寬度方向之中心起1741.5 mm,X2:玻璃帶101之寬度方向之中心,X3:自玻璃帶101之寬度方向之中心起-1841.5 mm,X1~X3係全部位於橫樑正下方],變更HF供給量。
關於所獲得之板厚為0.7 mm之玻璃,於玻璃帶101之寬度方向之中心及自該中心起(將玻璃帶之中心位置作為原點,朝向流動行進方向將右側作為正方向)+1741.5、0、-1841.5 mm之部位,切割為100 mm見方,對相當於各基板之90 mm見方部分之彎曲的值進行測定,並作為強化前之彎曲量。其後,將玻璃浸漬於加熱為450℃之KNO3熔鹽中2小時,而進行化學強化。
繼而,測定相當於基板之90 mm見方部分之彎曲之值,並將其平均值作為強化後之彎曲量。又,將自圖6(a)所示之玻璃帶101之寬度方向之中心起368 mm之位置之玻璃切割,並測定表面應力之值。將其結果示於表4。
又,關於與上述部位X1、X2、X3對應之位置之各玻璃,測定玻璃兩表面之表面氟富有度,並根據其差而算出Δ表面氟富有度。再者,同表中之「→」係表示該欄之數值與右鄰之欄之數值相同。
如表4所示,根據比較例6-1可知:因玻璃帶之寬度方向而彎曲量不同。又,與於整個部位HF噴附濃度相同之實施例6-2相比,實施例6-1係每個部位之強化後彎曲量為更接近0 μm之值。根據該結果可知:可藉由根據部位改變HF供給量,而於玻璃帶寬度方向使強化後彎曲量更接近均勻之值。再者,關於實施例6-1~6-2及比較例3-1,係未觀察到凹部之產生。
[實施例7]
如圖6(a)所示,於上述之玻璃材料C之玻璃帶流動之浮拋窯中,於玻璃帶101為750~800℃左右之位置藉由插入之橫樑102而於表10所示之條件下將HF至噴附至玻璃帶101。
將所獲得之板厚為0.71 mm之玻璃切割為100 mm見方之大小。此時,切割玻璃之位置係(將玻璃帶之中心位置作為原點,朝向流動行進方向將右側作為正方向)X=-368 mm。測定經切割之100 mm見方玻璃基板之90 mm見方範圍之彎曲量作為化學強化前彎曲量。其後,將玻璃侵積於加熱為450℃之KNO3熔鹽中2小時,而進行化學強化。繼而,測定玻璃基板之90 mm見方範圍之彎曲量作為化學強化後彎曲量。表面應力之值亦藉由相同樣本而測定。將其結果示於表5。
又,關於各玻璃,於化學強化前測定玻璃兩表面之表面氟富有度,而測定算出作為其差之Δ表面氟富有度。將其結果示於表5。又,關於彎曲改善率與Δ表面氟富有度之相關關係,係將所獲得之結果示於圖8。
如表5及圖8所示,可知:對表面進行HF處理而提高Δ氟富有度之後,進行化學強化,藉此可改善化學強化後之玻璃板之彎曲。再者,關於實施例7-1~7-4、實施例7-11、實施例7-21~7-24及比較例7-1、比較例7-21,係未觀察到凹部之產生。又,關於實施例7-5、實施例7-12~7-15,係觀察到凹部之產生。
[實施例8]
使用實施例5及6之設備而製作之,基於在浮拋窯內經HF處理之玻璃之SEM觀察結果而對HF總接觸量及處理溫度與凹部產生之有無之相關關係進行解析而得之結果示於圖9。
根據所獲得之結果,可知:藉由HF總接觸量及HF處理溫度滿足下述式(a),而不會因HF處理而產生凹部。
Y>81 lnX+1500...式(a)
於式(a)中,Y表示HF處理溫度(℃),X表示HF總接觸量(mol/cm2),X係藉由下述式(b)而求出。
HF總接觸量(mol/cm2)=HF氣體濃度(體積%)×氣體流量(mol/s/cm2)×處理時間(s)...式(b)
處理時間係氣體噴附區域長度(m)除以玻璃帶速度(m/s)所得之值,對於圖6(b)來說,氣體噴附區域長度係附加有「OUT」文字之兩個氣體流路間之距離,即氣體與玻璃帶接觸之距離。
再者,圖9中所繪製之經HF處理之玻璃係全部與未處理基板相比時,化學強化後之彎曲改善率為13%以上,Δ表面氟富有度為25以上。
[實施例9]
於玻璃材料C之玻璃帶流動之浮拋窯中實施HF處理。HF處理係如下處理:(1)未處理,(2)玻璃帶於749℃下之HF總接觸量為1.92×10-5(mol/cm2)之處理,(3)玻璃帶於749℃下之HF總接觸量為1.28×10-4 (mol/cm2)之處理,或者(4)玻璃帶於749℃下之HF總接觸量為1.92×10-4(mol/cm2)之處理。藉由KNO3於453℃下對所獲得之各玻璃板(50 mm見方)進行化學強化處理200分鐘,並藉由BOR試驗而對強度進行評價。又,藉由SEM(倍率為50000倍)而觀察玻璃板之表面。將其結果示於圖11。
再者,(1)之彎曲改善率為0%,Δ表面氟富有度為0,(2)之彎曲改善率為13%,Δ表面氟富有度為25,(3)之彎曲改善率為84%,Δ表面氟富有度為168,(4)之彎曲改善率為126%,Δ表面氟富有度為252。
根據圖11所示之結果,可知:若HF處理中之HF濃度變高,則凹部增加,玻璃板之強度減低。若根據SEM觀察結果,測算玻璃表面之凹部密度,則於各個玻璃表面,(1)及(2)為0個/μm2,(3)為7個/μm2,(4)為13個/μm2。又,所觀察到之凹部係直徑為10~30 nm,且深度為10 nm以上。
使用特定之態樣詳細地對本發明進行了說明,但對於本領域技術人員而言,明顯可不脫離本發明之意圖及範圍而進行各種變更及變形。再者,本申請案係基於2012年3月26日申請之日本專利申請(日本專利特願2012-069557)、2012年3月29日申請之日本專利申請(日本專利特願2012-078171)、2012年3月30日申請之日本專利申請(日本專利特願2012-081072)、2012年3月30日申請之日本專利申請(日本專利特願2012-081073)及2012年12月19日申請之日本專利申請(日本專利特願2012-276840),並藉由引用而援用其全部內容。

Claims (9)

  1. 一種玻璃板,其係一面之表面氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上。
  2. 如請求項1之玻璃板,其係藉由浮式法而製造之玻璃板。
  3. 一種玻璃板,其係將如請求項1或2之玻璃板化學強化而獲得。
  4. 一種玻璃板,其係經化學強化者,且一面之氟富有度較另一面之表面氟富有度大5以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之玻璃板,其厚度為1.5 mm以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之玻璃板,其厚度為0.8 mm以下。
  7. 如請求項1至6中任一項之玻璃板,其中於表面氟富有度較大之表面不存在直徑為10 nm以上之凹部,或該凹部以6個/μm2以下之密度存在。
  8. 一種化學強化玻璃板,其係如請求項1至7中任一項之玻璃板進行了化學強化者。
  9. 一種平板顯示器裝置,其包括覆蓋玻璃,且該覆蓋玻璃為如請求項8之化學強化玻璃板。
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