TW201350319A - 電子機器用玻璃 - Google Patents

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Norifumi Omori
Hiroshi Wakatsuki
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Asahi Glass Co Ltd
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
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Abstract

本發明提供一種實現了輕量化及邊緣強度之強化的電子機器用玻璃及可攜式機器保護用玻璃。一種電子機器用玻璃，具備有：薄部，係構成前述玻璃之中央區域者；及厚部，係構成包圍前述中央區域之周緣區域者，且較前述薄部厚。

Description

電子機器用玻璃 發明領域
本發明係有關於一種電子機器用玻璃及可攜式機器用玻璃。
發明背景
近年來，作為移動式之電子機器，譬如智慧型手機及輸入板PC等之可攜式機器快速地普及，並促進搭載於該等可攜式機器上之蓋玻璃的開發(例如，專利文獻1)。
並且，作為家庭用電視等之固定靜置型的電子機器，譬如液晶顯示器(LCD)及電漿顯示器(PDP)等之顯示裝置更是不斷朝畫面大型化發展，亦促進用於顯示裝置之蓋玻璃及玻璃基板邁向大型化。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特表2011-510904號公報
發明概要
可攜式機器由於經常被人們攜帶使用，故對輕量 化的要求高。因此，搭載於可攜式機器的蓋玻璃亦為了實現極微小的輕量化而有板厚變薄的傾向。
又，於顯示裝置方面，亦嘗試將所用之玻璃的板厚儘可能地變薄以實現裝置全體之輕量化及省空間化。
但是，隨著將玻璃的板厚變薄，破壞玻璃所需之能量會降低，玻璃強度亦會隨之降低。特別是，玻璃之邊緣會由於其銳利的形狀而容易受到衝擊，且容易成為龜裂之起點。舉例來說，可攜式機器因被攜帶使用而容易遭受來自各方的衝擊，故對於邊緣強度之強化的要求亦高。
本發明係有鑑於以上幾點而完成者，目的在於提供一種實現了輕量化及邊緣強度之強化的電子機器用玻璃及可攜式機器用玻璃。
本案發明人等，為達成前述目的而努力進行研討之結果，發現藉由將玻璃之中央區域設為板厚相對薄的薄部，同時將周緣區域設為板厚相對厚的厚部，可實現輕量化與邊緣強度之強化，而完成了本發明。
即，本發明係提供以下之(1)~(8)項。
(1)一種電子機器用玻璃，具備有：薄部，係構成前述玻璃之中央區域者；及厚部，係構成包圍前述中央區域之周緣區域者，且較前述薄部厚。
(2)如前述第(1)項之電子機器用玻璃，其中前述厚部係積層有多片玻璃板而構成者。
(3)如前述第(1)或(2)項之電子機器用玻璃，其中 前述多片玻璃板各自具有不同之玻璃組成。
(4)如前述第(1)至(3)項中任一項之電子機器用玻璃，其係於表面具有藉化學強化處理而使壓縮應力發生之化學強化層。
(5)一種可攜式機器保護用玻璃，係用於搭載於可攜式機器之蓋玻璃者，具備有：薄部，係構成前述玻璃之中央區域者；及厚部，係構成包圍前述中央區域之周緣區域者，且較前述薄部厚。
(6)如前述第(5)項之可攜式機器保護用玻璃，其中前述厚部係積層有多片玻璃板而構成者。
(7)如前述第(5)或(6)項之可攜式機器保護用玻璃，其中前述多片玻璃板各自具有不同之玻璃組成。
(8)如前述第(5)至(7)項中任一項之可攜式機器保護用玻璃，其係於表面具有藉化學強化處理而使壓縮應力發生之化學強化層。
依據本發明，可提供一種實現了輕量化及邊緣強度之強化的可攜式機器用玻璃板、及其他各種電子機器用玻璃。
1‧‧‧玻璃(電子機器用玻璃)
11‧‧‧薄部
12‧‧‧厚部
31‧‧‧第1玻璃板
32‧‧‧第2玻璃板
41‧‧‧化學強化層
51‧‧‧中央區域
52‧‧‧周緣區域
T1‧‧‧薄部之厚度
T2‧‧‧厚部之厚度
W1‧‧‧玻璃之全寬
W2‧‧‧厚部之寬度
圖1係典型地顯示玻璃1之一例的平面圖。
圖2係典型地顯示玻璃1之一例的側截面圖。
圖3係典型地顯示玻璃1之另一例的側截面圖。
圖4係典型地顯示由業經積層之多片玻璃板所構成之 玻璃1之一例的側截面圖。
圖5係典型地顯示業經施行化學強化處理之玻璃1之一例的側截面圖。
用以實施發明之形態
首先，本發明中所謂「電子機器」係可舉例如以智慧型手機或輸入板PC等可攜式機器為代表之移動式的電子機器；以及以液晶顯示器(LCD)及電漿顯示器(PDP)等顯示裝置為代表之固定靜置型的電子機器等為例。
在使用於前述電子機器之玻璃基板及蓋玻璃板等之玻璃(以下，本說明書中，將該等玻璃基板及蓋玻璃板等之板狀的玻璃僅稱「玻璃」)方面，不論是移動型或固定靜置型均有高度要求輕量化及省空間化而將板厚製薄的傾向，但如此一來玻璃強度亦會降低。尤其是玻璃的邊緣因容易受到衝擊，而容易成為龜裂之起點，故對於邊緣強度之強化的要求高。
即，對於使用於電子機器之電子機器用玻璃係要求輕量化及邊緣強度的強化，而本發明之電子機器用玻璃因係藉由將玻璃中央區域設為板厚相對薄的薄部，且將周緣區域設為板厚相對厚的厚部，來實現輕量化與邊緣強度之強化，故可適宜用於無論是移動型或固定靜置型之前述電子機器。
以下，將根據圖1~圖5來更詳細地就所述之本發明可攜式機器用玻璃板，及其他各種電子機器用玻璃(以 下，該等亦一併僅稱「玻璃」)予以說明，但本發明並不侷限於此。
圖1係典型地顯示玻璃1之一例的平面圖，圖2則係其側截面圖。
如圖1所示，玻璃1之區域係概略地區分為中央區域51及包圍中央區域51之最外周之區域的周緣區域52。
舉例而言，當玻璃1被當作蓋玻璃使用時，中央區域51主要是構成使映像‧畫面穿透之區域，但亦可構成其他以外之區域，並且，周緣區域52亦可構成使映像‧畫面穿透之區域。
如圖2所示，中央區域51係由薄部11所構成；周緣區域52係由板厚較薄部11厚之厚部12所構成。
另外，中央區域51雖係僅由薄部11所構成，但周緣區域52則可一部分由薄部11所構成，又亦可全部由厚部12所構成。總之，厚部12亦可間歇性設置於周緣區域52之一部分上，且亦可設置於玻璃1之全周(即，周緣區域52之全部)。
如圖2所示，於玻璃1中，因相對上較薄部11厚的厚部12係配置於邊緣，故與例如包含周緣區域52在內之全區域均由薄部11所構成之情況相比，於破壞邊緣時會需要更高的能量。即，具有優異之邊緣強度。
並且，於玻璃1中，由於相對上較厚部12薄的薄部11係構成占全區域大半的中央區域51，故相較於全區域由厚部12所構成的情況而言更為輕量。
如此一來，玻璃1即實現了輕量化與邊緣強度之強化。
於玻璃1之全寬(圖2中，左右方向之距離)設為「W1」之情況下，當玻璃1使用於可攜式機器時，由使用於可搬運之可攜式機器之觀點而言，W1宜為300mm以下，且以250mm以下較佳。
另一方面，由可形成具有充分厚度之厚部的理由而言，厚部之寬度W1宜為15mm以上，且20mm以上較佳。
另外，當玻璃1係使用於LCD及PDP等之顯示裝置的情況時，則W1宜為2500mm以下，且以2000mm以下較佳。
此外，於薄部11之厚度(圖2中，上下方向之距離)設為「T1」之情況下，當玻璃1使用於可攜式機器時，由輕量化之觀點而言，T1宜為1.1mm以下，且以0.9mm以下較佳。
另一方面，由具有最低限度之必要強度的理由而言，T1宜為0.2mm以上，且以0.4mm以上較佳。
另外，當玻璃1使用於LCD及PDP等之顯示裝置時，則T1宜為1.1mm以下，且以0.9mm以下較佳。
於厚部12之寬度(圖2中，左右方向之距離)設為「W2」，且厚部12之厚度(圖2中，上下方向之距離)設為「T2」之情況下，該等係可依據對前述「W1」及「T1」之比率來進行規定。
即，厚部12之寬度(W2)的下限係由(T1)×(X)表示，且由邊緣強度會提升至擁有顯著差異之程度的理由而言，X宜為1.5以上，且以2以上較佳。
另一方面，由可抑制重量增加的理由而言，W2之上限 係由(W1/2)×(Y)表示，且Y宜為0.2以下，且以0.1以下較佳。
又，厚部12之厚度(T2)係由(T1)×(Z)表示，且由邊緣強度會提升至擁有顯著差異之程度的理由而言，Z宜為1.5以上，且以2以上較佳。
另外，前述之X、Y、Z係於設計玻璃板1之尺寸(即，W2及T2之尺寸)時，作為理想範圍而被採用之比率的指標。
另一方面，於厚部12施加力量時，會發生以厚部12與薄部11之邊界為支點之彎曲應力。即相對於薄部11之厚度(T1)，厚部12之厚度(T2)若變大的話，則於施加了相同力量時發生之彎曲應力亦會變大。而由對彎曲應力之強度變高的理由而言，Z宜為65以下，且以30以下較佳。
另外，圖2中係顯示厚部12相對於薄部11僅突出於玻璃1之上面側(圖2中上側)的形態，但並不侷限於此，亦可如其次圖3之說明，為厚部12亦突出於玻璃1之下面側的形態。
圖3係典型地顯示玻璃1之另一例的側截面圖。於圖3所示之玻璃1中，厚部12相對於薄部11不僅突出於玻璃1之上面側(圖3中上側)，亦突出於下面側(圖3中下側)。此時，厚部12之厚度(T2)係包含凸出於玻璃1之上面側及下面側之部位的厚度。
玻璃1之製造方法並無特別限定，可舉例如研磨具有厚部12之厚度(T2)以上板厚的一片玻璃板，而製得玻璃1之方法。且研磨方法係可使用習知公知之方法，可舉例如機械研磨玻璃板表面之方法、及化學研磨玻璃板表面之 方法等。
又，作為玻璃1之製造方法並不侷限於研磨，以接下來根據圖4所說明之方法為例，可積層多片玻璃板而製得玻璃1。
圖4係典型地顯示由業經積層之多片玻璃板所構成之玻璃1之一例的側截面圖。於圖4所示之玻璃1中，係於第1玻璃板31之周緣區域52上積層有與第1玻璃板31不同之另一第2玻璃板32。第1玻璃板31係構成薄部11與厚部12之一部分，而第2玻璃板32則係構成厚部12之剩餘的一部分。
另外，第1玻璃板31及/或第2玻璃板32，更可由業經積層之多片玻璃板所構成。
作為前述之積層方法，並無特別限定，可使用習知公知之方法，例如將第1玻璃板31與第2玻璃板32藉由接著相互接合之方法；及將第1玻璃板31與第2玻璃板32加熱至兩者之軟化點以上的溫度而使兩者相互熔著之方法等。
根據圖1~圖4來說明之玻璃1之玻璃組成係無特別限定。並且，當玻璃1係由多片玻璃板所構成時(參照圖4)，多片玻璃板之玻璃組成可相同亦可相異。
但是，如接下來根據圖5所作之說明，玻璃1亦可施有化學強化處理，此時作為玻璃1必須選擇含有鹼成分的玻璃，且以鹼鋁矽酸鹽玻璃為宜。
圖5係典型地顯示業經施行化學強化處理之玻璃1之一例的側截面圖。圖5所示之玻璃1的表面係形成有經施行後述之化學強化處理而發生壓縮應力(以下，亦稱「化學 強化壓縮應力」)之化學強化層41。
化學強化層41之深度並無特別限制，舉例而言宜為15~50μm。又，化學強化層41之化學強化壓縮應力亦無特別限定，舉例而言宜為600~2000MPa。
概略言之，化學強化處理係將存在於玻璃板之鹼成分(例如Li離子及Na離子等之鹼金屬離子，以下亦稱「小徑鹼成分」)以離子半徑較大的鹼成分(例如K離子等之鹼金屬離子，以下亦稱「大徑鹼成分」)置換，即所謂的離子交換處理，如此一來，大徑鹼成分(大徑鹼離子)會由於與小徑鹼成分(小徑鹼離子)之離子交換而被導入高膨脹層2(或是高膨脹層2及低膨脹層3)的表面，於表面層形成壓縮應力層，且強度會提升。
因而，化學強化層41之大徑鹼成分的濃度係高於化學強化層41以外之部位的濃度。即藉由大徑鹼成分之濃度的不同，可明確地區別化學強化層41與化學強化層41以外之部位。
作為化學強化處理之方法，具體而言，可舉使玻璃1浸漬於硝酸鉀(KNO3)熔融鹽中0.25~5小時之方法為例。化學強化處理亦可包含使用加熱器等進行預熱之預熱處理作為浸漬之前處理。化學強化處理(含預熱處理)之溫度係可舉例如550℃以下。
另外，一種如圖4所說明之將多片玻璃板積層而成之類型的玻璃1，例如以100℃以下之溫度進行接著並積層的情況時，施行化學強化處理之時機係可於積層之前亦 可於積層之後。即，以圖4所示該形態之玻璃1的情況而言，係亦可在對第1玻璃板31及/或第2玻璃板32施行化學強化處理之後再進行積層。
但是，利用加熱熔著進行積層時，由於熔著時之加熱會造成化學強化處理的效果消失，故需於積層後施行化學強化處理。
如以上所作之說明，本發明之電子機器用玻璃因實現了輕量化及邊緣強度的強化，故適宜用於作為搭載於可攜式機器或顯示裝置之蓋玻璃及玻璃基板。
實施例
以下，將舉實施例具體地說明本發明。但是，本發明並不侷限於該等實施例。
<玻璃組成>
下述實施例1及比較例1、2中所使用之玻璃A之明細如下：
(玻璃A)
．組成(以氧化物換算表示)
SiO2：64.3莫耳%、Al2O3：6莫耳%、MgO：11莫耳%、CaO：0.1莫耳%、SrO：0.06莫耳%、BaO：0.04莫耳%、Na2O：12莫耳%、K2O：4莫耳%、ZrO2：2.5莫耳%。
．熱膨脹係數：91×10-7/K
．玻璃轉移溫度：620℃
．軟化點：842℃
．折射率：1.52
．楊氏模數：78GPa
．帕松比：0.22
<實施例1>
使用前述玻璃A製作出具有圖2所示之剖面的板狀玻璃1。此時，關於玻璃1之全寬(W1)、厚部12之寬度(W2)、薄部11之厚度(T1)及厚部12之厚度(T2)係如下述表1所示。
具體而言，係使用氧化鈰來研磨加工全寬及厚度分別比W1及T2尺寸更大的玻璃A的表面，並使用粒度#600號的金剛石研磨粒將端面予以研削加工之後，再使用同樣粒度#600號的金剛石研磨粒將中央區域51進行研削加工以使成為四角狀的局部整平部，藉此製作出具有圖2所示剖面之玻璃1。
<比較例1、2>
採用與實施例1所用者相同尺寸的板狀玻璃進行研磨製成電子機器用玻璃，但與實施例1不同，並未設置厚部12，且令其厚度相同。比較例1及比較例2的玻璃，差異在於薄部11之厚度(T1)不同，如表1所示。將此時之厚度權宜地設為「T1」並記載於下述表1。又，因並未設置厚部12，故關於厚部12之寬度(W2)及厚度(T2)，於下述表1係記作「-」。
<評估> (邊緣強度)
對自垂直方向起傾斜10度配置於與荷重件接觸之面側的玻璃邊緣，以307g的圓柱(直徑：40mm)從水平橫向方向 進行撞擊將邊緣予以破壞。圓柱係沿鐘擺狀軌道接觸玻璃，且依其初始高度之不同可改變施加於玻璃之衝擊能。
對20片的玻璃反覆進行相同試驗，被破壞時之衝擊能的平均值為0.02J以上者評定為「A」，小於0.02J者則評定為「B」。
由實用性之觀點而言，若為「A」即可評定為具有優異之邊緣強度者。
(輕量性)
將實施例1之玻璃的質量設為基準「B」，比實施例1輕者評定為「A」，而比實施例1重者則評定為「C」。
只要為「A」或是「B」，即可評定為具有優異之輕量性者。
由上述表1所示之結果清楚顯示，實施例1之邊緣強度為「A」，且輕量性為「B」，由此可知邊緣強度之強化與輕量化均可實現。
相對於此，可知比較例1雖輕量性良好但邊緣強度卻不佳，而比較例2則邊緣強度良好但輕量性不佳。
產業上之可利用性
依據本發明，可提供各種含有實現了輕量化及邊 緣強度強化的可攜式機器用玻璃板之電子機器用玻璃。
另外，在此引用已於2012年2月29日提出申請之日本專利申請案第2012-042809號及於2012年7月9日提出申請之日本專利申請案第2012-153586號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部內容，並將之納入作為本發明之揭示。
1‧‧‧玻璃(電子機器用玻璃)
11‧‧‧薄部
12‧‧‧厚部
51‧‧‧中央區域
52‧‧‧周緣區域
T1‧‧‧薄部之厚度
T2‧‧‧厚部之厚度
W1‧‧‧玻璃之全寬
W2‧‧‧厚部之寬度

Claims (8)

  1. 一種電子機器用玻璃，具備有：薄部，係構成前述玻璃之中央區域者；及厚部，係構成包圍前述中央區域之周緣區域者，且較前述薄部厚。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子機器用玻璃，其中前述厚部係積層有多片玻璃板而構成者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電子機器用玻璃，其中前述多片玻璃板各自具有不同之玻璃組成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電子機器用玻璃，其係於表面具有藉化學強化處理而使壓縮應力發生之化學強化層。
  5. 一種可攜式機器保護用玻璃，係用於搭載於可攜式機器之蓋玻璃者，具備有：薄部，係構成前述玻璃之中央區域者；及厚部，係構成包圍前述中央區域之周緣區域者，且較前述薄壁部厚。
  6. 如申請專利範圍第5項之可攜式機器保護用玻璃，其中前述厚部係積層有多片玻璃板而構成者。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之可攜式機器保護用玻璃，其中前述多片玻璃板各自具有不同之玻璃組成。
  8. 如申請專利範圍第5至7項中任一項之可攜式機器保護用玻璃，其係於表面具有藉化學強化處理而使壓縮應力發生之化學強化層。
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