TW201404732A - 化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃及顯示裝置 - Google Patents

化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃及顯示裝置 Download PDF

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Hiroyuki Okawa
shusaku Akiba
Shigeki Sawamura
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Tetsuya Nakashima
Izuru Kashima
Yusuke Kobayashi
Suguru Murayama
Aya Yamamoto
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Abstract

本發明之化學強化玻璃板係具有正反之主面、及該正反之主面間之端面，經化學強化處理且呈大致矩形者，表面壓縮應力為800 MPa以上，且內部拉伸應力層之拉伸應力為42 MPa以下。

Description

化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃及顯示裝置
本發明係關於一種化學強化玻璃板，其適合於行動電話、個人數位助理(PDA，Personal Digital Assistant)、平板PC(Tablet Personal Computer，平板電腦)等移動機器、觸控面板、大型液晶電視等大型薄型電視、車載儀錶顯示裝置等顯示裝置之覆蓋玻璃等。
近年來，對於行動電話、PDA、平板PC等移動機器或觸控面板、液晶電視等顯示裝置，多使用用以保護顯示器且提昇美觀之覆蓋玻璃(保護玻璃)。又，有對液晶電視等薄型電視之覆蓋玻璃等進行例如具有抗反射、防衝擊破損、電磁波屏蔽、近紅外線屏蔽、色調修正等功能之膜之形成等表面加工之情況。
對於此種顯示裝置，為減少因薄型設計所致之差異化或用於移動之負擔，而要求輕量、薄型化。因此，亦要求用於顯示器保護用之覆蓋玻璃變薄。然而，若使覆蓋玻璃之厚度變薄，則強度降低，於固定型之情形時，有因物體之飛至或落下所產生之衝擊而導致覆蓋玻璃自身破裂之情況，或於可攜式機器之情形時，有因使用中之落下等而導致覆蓋玻璃自身破裂之情況，而有無法發揮保護顯示裝置之本來之作用之問題。
為解決上述問題，考慮提高覆蓋玻璃之強度，作為其方法，眾所周知有使壓縮應力層形成於玻璃表面之手法。
作為使壓縮應力層形成於玻璃表面之手法，具代表性的是藉由風冷等快速冷卻加熱至軟化點附近之玻璃板表面的風冷強化法(物理強化法)、及於玻璃轉移點以下之溫度下藉由離子交換將玻璃板表面之離子半徑較小之鹼金屬離子(典型而言為Li離子、Na離子)交換為離子半徑更大之鹼離子(典型而言為K離子)的化學強化法。
如上所述，要求覆蓋玻璃之厚度較薄。然而，若對作為覆蓋玻璃所要求之如厚度小於2mm般之較薄之玻璃板應用風冷強化法，則由於難以賦予表面與內部之溫度差，故而難以形成壓縮應力層，而無法獲得目標之高強度之特性。因此，通常使用利用化學強化法強化之覆蓋玻璃。
作為此種覆蓋玻璃，廣泛使用對鹼石灰玻璃進行化學強化而成者(例如參照專利文獻1)。
鹼石灰玻璃具有廉價、且可使藉由化學強化而形成於玻璃表面之壓縮應力層之表面壓縮應力S為550MPa以上之特徵，但有不易使壓縮應力層之厚度DOL(以下，亦有時稱為壓縮應力層深度)為20μm以上之問題。再者，下述例28之玻璃為鹼石灰玻璃。
因此，提出有對與鹼石灰玻璃不同之SiO2-Al2O3-Na2O系玻璃進行化學強化而成者作為此種覆蓋玻璃(例如參照專利文獻2、3)。
上述SiO2-Al2O3-Na2O系玻璃具有不僅可使上述S為550MPa以上，亦可使上述DOL為20μm以上之特徵。
又，先前已知具有觸控面板功能之顯示裝置(例如行動電話、個人數位助理(PDA)、平板PC等)。此種顯示裝置係藉由將搭載有觸碰感測器之玻璃基板配置於液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)上、進而於其上搭載化學強化玻璃作為覆蓋玻璃而構成(圖33(a))。
近年來，如專利文獻4般，為實現更輕量化、薄型化，開發出藉由使觸碰感測器直接搭載於化學強化玻璃而省略玻璃基板、且將搭載 有觸碰感測器之化學強化玻璃配置於液晶顯示器(LCD)上的所謂2-in-1方式之顯示裝置(圖33(b))。
作為於此種2-in-1方式之顯示裝置中使用之附觸碰感測器之化學強化玻璃，廣泛使用3種化學強化玻璃。第1種係壓縮應力層之表面壓縮應力S為500MPa、壓縮應力層深度DOL為9μm之化學強化玻璃，第2種係壓縮應力層之表面壓縮應力S為722MPa、壓縮應力層深度DOL為32μm之化學強化玻璃，第3種係壓縮應力層之表面壓縮應力S為623MPa、壓縮應力層深度DOL為19μm之化學強化玻璃。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2007-11210號公報
專利文獻2：美國專利申請公開第2009/0298669號說明書
專利文獻3：美國專利申請公開第2008/0286548號說明書
專利文獻4：日本專利特開2011-197708號公報
移動機器有較多機會因自手、口袋或手提包落下而對其覆蓋玻璃造成損傷(壓痕)，又，亦有踩踏落下之移動機器或在移動機器置於口袋中之狀態下坐於其上之情況，故而對覆蓋玻璃施加較大負載之機會亦較多。
先前使用之覆蓋玻璃之表面壓縮應力S為650~750MPa，但根據如上所述般施加較大負載之可能性，近年來要求表面壓縮應力S較先前更大之覆蓋玻璃。
如上所述般施加至覆蓋玻璃之負載係於各種狀況下產生。其結果，有覆蓋玻璃破損之情況，但破損方式於各狀況下有所不同。對該等破損方式進行分析，結果本發明者等人發現破損方式可分類為以下 4種。
(A)覆蓋玻璃之正面側周緣
該現象容易於移動機器落下至地面等時因移動機器之周緣碰撞至較小之物體而產生。
(B)覆蓋玻璃之背面側周緣
該現象容易於移動機器落下至地面等時因移動機器之周緣碰撞至較大之物體而產生。
(C)覆蓋玻璃之背面側主面
該現象容易於移動機器落下至地面等時因移動機器之主面碰撞至曲率半徑較大之大致球面狀之物體而產生。
(D)覆蓋玻璃之正面側主面
該現象容易於移動機器落下至地面等時因移動機器之主面碰撞至處於地面等之鋒利之砂或石等而產生。
其中，關於(D)之破損，本發明者等人發現以下內容。即，由於自覆蓋玻璃之正面側主面之破損容易於該主面碰撞至鋒利之物體時產生，故而會產生破裂穿透表面壓縮應力層而到達內部拉伸應力層之結果。因此，即便如上提出般使表面壓縮應力S之值變大，亦難以減少(D)之破損。又，即便使表面壓縮應力層之厚度DOL變大，DOL之值亦最多為100μm左右，無法完全防止與鋒利之物體之碰撞而產生之破裂穿透表面壓縮應力層。
若更廣泛地利用此種大小之顯示裝置，則與利用數較少時相比，覆蓋玻璃破損之狀況多樣化。
本發明之目的在於提供一種對於此種多樣化而不易破損之化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃。再者，為說明多種多樣之破損狀況，列舉覆蓋玻璃之例作為一例，但本發明並不限定於此。
本發明者等人對用於顯示裝置中之覆蓋玻璃及附觸碰感測器之化學強化玻璃之破損方式進行調查、研究時，發現覆蓋玻璃等之破損方式分類為上述4種，從而完成本發明。以下，一面參照圖15一面對4種破損方式更詳細地進行說明。再者，於本說明書中，所謂附觸碰感測器之化學強化玻璃係指搭載有觸碰感測器之化學強化玻璃，於簡稱為化學強化玻璃時係指未搭載觸碰感測器之化學強化玻璃本身。
(A)覆蓋玻璃之正面側周緣
覆蓋玻璃之正面側周緣之破損亦稱為赫茲破壞(赫茲裂紋(Hertz Crack)破裂)，且係於對覆蓋玻璃等之端面施加有衝擊時，以於衝擊面(端面)產生之稱為赫茲錐(Hertzian cone)之圓錐狀之破面為起點而產生破壞者。關於該覆蓋玻璃之正面側周緣之破損，可藉由下述赫茲破裂試驗及4點彎曲試驗測定其耐性。
(B)覆蓋玻璃之背面側周緣
覆蓋玻璃之背面側周緣之破損係於對覆蓋玻璃之端面施加有衝擊時，以藉由在衝擊面之相反側之非衝擊面(端面)產生之內部拉伸應力而產生之損傷為起點產生破壞者。關於該覆蓋玻璃之背面側周緣之破損，可藉由下述背面破裂試驗及4點彎曲試驗測定其耐性。
(C)覆蓋玻璃之背面側主面
覆蓋玻璃之背面側主面之破損係於對覆蓋玻璃之主面施加有衝擊時，以藉由在衝擊面之相反側之非衝擊面(主面)產生之內部拉伸應力而產生之損傷為起點產生破壞者。關於該覆蓋玻璃之背面側主面之破損，可藉由下述落球試驗測定其耐性。
(D)覆蓋玻璃等之正面側主面
覆蓋玻璃之正面側主面之破損係於對覆蓋玻璃之主面施加有衝擊時，玻璃以穿透壓縮應力層之損傷為起點且以相對較慢之速度破裂 之慢性裂紋所引起之破裂(以下，亦將此種玻璃之破裂方式稱為慢性裂紋破裂)。該慢性裂紋破裂一般而言破裂碎片較少，最典型而言為一條裂紋自破壞起點延伸而使附觸碰感測器之化學強化玻璃破裂成2片之現象，且係於行動電話、個人數位助理(PDA)、平板PC等具有觸控面板功能之顯示裝置之覆蓋玻璃等中典型可見之破裂。
行動電話或個人數位助理等由於為使用者隨身攜帶者，故而因落下等而被賦予衝擊之可能性較高，與如使穿透壓縮應力層之損傷產生般之物質接觸之可能性較高。又，於平板PC中，典型而言，尺寸為150~350mm×100~250mm，且重量為150~1000g，儘管尺寸較大且重量較重，使用者亦隨身攜帶。作為使用方法之例，例如有於廚房中架立平板PC，一面查看食譜一面料理，或於會議室中架立平板PC，一面查看資料一面討論等使用方法。
因此，於使行動電話或個人數位助理等落下之情形時，或者於誤使平板PC落下之情形或使其倒下之情形時等，容易產生穿透表面壓縮應力層之損傷，更容易產生慢性裂紋破裂。
此處，以於平板PC之覆蓋玻璃產生之慢性裂紋破裂為例，一面參照圖16~圖22一面對慢性裂紋破裂進行說明。
平板PC係以包圍圖像顯示部之方式設有大致矩形狀之框架，且於框架上支持有覆蓋玻璃。如圖16所示，若平板PC1落下至地面(瀝青、混凝土等)，覆蓋玻璃2於朝向下方之狀態下接觸於瀝青、混凝土3中之碎石4上之砂5等，則壓縮應力作用於破壞起點O，拉伸應力作用於覆蓋玻璃之圖像顯示部側(圖17(a))。繼而，拉伸應力作用於破壞起點O，裂紋C延伸，覆蓋玻璃2破裂(圖17(b))。再者，破壞起點亦有於覆蓋玻璃之中央部產生之情況，但覆蓋玻璃之彎曲受框架約束，而於破壞起點產生之應力變大，因此，多於支持在框架上之區域之一部分產生。此種覆蓋玻璃2之破裂並不限定於落下至地面之情形，於會 議室、起居室、廚房等之地板亦會產生。
圖18(a)係表示產生有慢性裂紋破裂之平板PC之照片之圖，(b)係表示自上方觀察破壞起點之放大照片之圖，(c)係表示自側方觀察破壞起點之照片之圖。
根據圖18(c)之破裂剖面可知，此時之覆蓋玻璃之破裂係較壓縮應力層深度深之損傷成為破壞起點。於圖18(a)及(b)中，一條裂紋自破壞起點延伸，覆蓋玻璃破裂成2片。若進一步觀察該圖18(c)所示之破裂剖面，則於較壓縮應力層深度深之破壞起點之周圍，觀察到如鏡般光滑且鏡面半徑(mirror radius)較長之鏡面(mirror)。
圖19係模式性表示圖18(c)之破裂剖面之圖。於破裂剖面，反映出破壞之過程，即破壞起點、破壞之行進方向、破壞緩慢行進或快速行進等主要因素。根據該慢性裂紋破裂之破裂剖面分析，鏡面半徑較長之鏡面意味著破壞係藉由較小之應力而行進，此種光滑之破裂剖面意味著裂紋緩慢地以遠遠慢於聲速之速度成長。因此，根據圖18(c)之破裂剖面，可知於覆蓋玻璃，形成較壓縮應力層深度深之起點後，裂紋緩慢成長，破壞藉由較小之應力而行進。藉由此種慢性裂紋破裂而破裂之覆蓋玻璃之破裂碎片成為數片~(視情況)數十片。典型而言為2片至20片，圖18(a)及(b)所示之一條裂紋自破壞起點延伸而使覆蓋玻璃破裂成2片之例為慢性裂紋破裂之象徵性之例。
更微觀而言，以如下方式判斷是否為慢性裂紋破裂。首先，只要並非如可知破壞起點般者，便不可謂之為慢性裂紋破裂。又，於觀察該破壞起點附近而確認到如穿透壓縮應力層般之損傷、即較壓縮應力層深度深之損傷為破壞起點之情形時為慢性裂紋破裂。又，於鏡面半徑較長、破面剖面為鏡面、且未確認到霧面或鋸齒狀面(hackle)之情形時為慢性裂紋破裂。
其次，為與慢性裂紋破裂進行對比，對並非慢性裂紋破裂之覆 蓋玻璃之破裂方式(以下亦稱為非慢性裂紋破裂)進行說明。作為非慢性裂紋破裂，對將努氏壓頭(Knoop indenter)壓入至玻璃表面而產生之覆蓋玻璃之破裂進行說明。圖20係表示自側方觀察非慢性裂紋破裂之覆蓋玻璃之破壞起點之照片之圖，圖21係模式性表示圖20之破裂剖面之圖。
若觀察該非慢性裂紋破裂之破裂剖面，則於壓縮應力層內形成有破壞起點，於其周圍觀察到如鏡般光滑且鏡面半徑較短之鏡面，進而，於鏡面之周圍存在霧面(mist)。根據該非慢性裂紋破裂之破裂剖面分析，鏡面半徑較短之鏡面意味著破壞係藉由較大之應力而行進，霧面意味著裂紋快速成長。因此，根據圖20之破裂剖面，可知於覆蓋玻璃，形成較壓縮應力層深度淺之破壞起點後，破壞藉由較大之應力而行進，裂紋快速成長。若產生非慢性裂紋破裂，則如圖22所示，覆蓋玻璃因呈蜘蛛之巢狀延伸之複數條裂紋而成為複數片(20片以上)玻璃片(以下亦將此種破裂方式稱為蜘蛛破裂)。如上述所述，可知慢性裂紋破裂與非慢性裂紋破裂係以完全不同之模式產生破壞。
關於慢性裂紋破裂，由於破壞起點產生於超出壓縮應力層之區域、即內部拉伸應力層(損傷之深度典型而言為數十~數百微米，化學強化所產生之壓縮應力層為數~數十微米)，故而於容易產生慢性裂紋破裂之顯示裝置中，必需選擇具有對於慢性裂紋破裂亦較強之機械特性之化學強化玻璃。關於該慢性裂紋破裂(覆蓋玻璃之正面側主面之破損)，可藉由下述稜錐型鑽石壓頭試驗及砂紙落球試驗測定其耐性。再者，關於非慢性裂紋破裂，其係為了與慢性裂紋破裂進行對比而強制性地使其產生之破壞模式，並非被分類為上述4種之破損方式。
本發明之化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃及顯示裝置可抑制起因於上述4種破損方式之破裂。本發明提 供以下態樣。
(1)一種化學強化玻璃板，其係具有正反之主面、及該正反之主面間之端面，經化學強化處理且呈大致矩形者，表面壓縮應力為800MPa以上，且內部拉伸應力為42MPa以下。
(2)如(1)之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850MPa以上，內部拉伸應力為42MPa以下，於上述端面設有倒角部，於距與上述倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分，經蝕刻時於蝕刻面無深度超過20μm之凹坑。
(3)如(2)之化學強化玻璃板，其中進而表面壓縮應力層之厚度為20~35μm，板厚為0.5mm以上。
(4)如(3)之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850~1200Mpa，表面壓縮應力層之厚度為20~35μm，內部拉伸應力為25~42MPa，板厚為0.5~1.5mm。
(5)如(4)之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為900~1100MPa，表面壓縮應力層之厚度為25~30μm，內部拉伸應力為30~40MPa，板厚為0.7~1.1mm。
(6)一種化學強化玻璃板，其係具有正反之主面、及該正反之主面間之端面，經化學強化處理且呈大致矩形者，在距與設於上述端面之倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分存在的潛在損傷之深度相對於表面壓縮應力層之厚度DOL之比為0.9以下。
(7)如(6)之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850MPa以上，內部拉伸應力為42MPa以下。
(8)如(1)至(7)中任一項之化學強化玻璃板，其含有以下述氧化物基準之莫耳百分率表示為56~75%之SiO2、5~20%之Al2O3、8~22% 之Na2O、0~10%之K2O、0~14%之MgO、0~5%之ZrO2、0~5%之CaO。
(9)如(8)之化學強化玻璃板，其中自SiO2含量減去MgO含量所得之差為64%以下。
(10)如(8)或(9)之化學強化玻璃板，其中自Al2O3含量減去MgO含量所得之差為9%以下。
(11)如(8)至(10)中任一項之化學強化玻璃板，其中自Na2O含量減去Al2O3含量所得之差未達5%。
(12)如(8)至(11)中任一項之化學強化玻璃板，其中SiO2、Al2O3、Na2O、MgO及B2O3之含量之合計為98%以上。
(13)如(8)至(12)中任一項之化學強化玻璃板，其中SiO2、Al2O3、Na2O及MgO之含量之合計為98%以上。
(14)一種顯示裝置，其包括如(1)至(13)中任一項之化學強化玻璃板作為覆蓋玻璃。
(15)一種附觸碰感測器之化學強化玻璃，其包含觸碰感測器、及搭載該觸碰感測器之如技術方案1之化學強化玻璃板，上述化學強化玻璃板之表面壓縮應力為800MPa以上，且內部拉伸應力為8MPa以上40MPa以下。
(16)如(15)之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中表面壓縮應力為900MPa以上，內部拉伸應力為9MPa以上。
(17)如(15)或(16)之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中將上述化學強化玻璃板於溫度90℃下且於0.1mol%之鹽酸中浸漬20小時之時的重量減少為1mg/cm2以下。
(18)如(15)至(17)中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中壓縮應力層之深度為15μm以上。
(19)如(15)至(18)中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其 中上述化學強化玻璃板之板厚為1.5mm以下。
(20)一種顯示裝置，其包括如(15)至(19)中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃。
根據本發明，可獲得可經受各種各樣之破損狀況的化學強化玻璃板、覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃及顯示裝置。
1‧‧‧平板PC
2‧‧‧覆蓋玻璃
3‧‧‧瀝青、混凝土
4‧‧‧碎石
5‧‧‧砂
10‧‧‧玻璃板
11、12‧‧‧主面
13‧‧‧端面
13a、13b‧‧‧端面之特定部分
14、114A、114B、114C、114D‧‧‧平坦部
15、16、115A、115B、115C、115D、116A、116B、116C、116D‧‧‧倒角部
17‧‧‧蝕刻面
18‧‧‧凹坑
19‧‧‧理想面
21、22‧‧‧化學強化層(壓縮應力層)
23‧‧‧內部拉伸應力層
110、110A、110B、110C、110D‧‧‧玻璃板
111、111A、111B、111C、111D、112、112A、112B、112C、112D‧‧‧主平面
113、113A、113B、113C、113D‧‧‧側面
120‧‧‧間隔件
130‧‧‧積層體
140‧‧‧刷
141‧‧‧旋轉軸
142‧‧‧刷毛
160、160B‧‧‧間隙
210‧‧‧附觸碰感測器之化學強化玻璃
211‧‧‧觸碰感測器
212‧‧‧透明電極圖案
212a‧‧‧第1電極
212b‧‧‧第2電極
213‧‧‧絕緣層
214‧‧‧橋接配線
215‧‧‧黑色層
216‧‧‧引繞配線
217‧‧‧保護玻璃
218‧‧‧可撓性配線基板
220‧‧‧化學強化玻璃
240‧‧‧旋轉磨石
241‧‧‧外周面
242‧‧‧研削槽
320‧‧‧化學強化玻璃
330a‧‧‧上表面
331‧‧‧基台
332‧‧‧砂紙
332a‧‧‧摩擦面
332b‧‧‧摩擦面之相反側之面
333‧‧‧球體
340‧‧‧片材
350‧‧‧基台
351‧‧‧固定面
A‧‧‧刷毛之最大直徑
C‧‧‧裂紋
E‧‧‧板厚
H‧‧‧距離
O‧‧‧破壞起點
W1、W2‧‧‧寬度
圖1係本發明之第1實施形態之化學強化玻璃板之部分側剖面圖。
圖2係本發明之第1實施形態之化學強化玻璃板之部分側剖面圖。
圖3係本發明之第1實施形態之化學強化玻璃板之部分側剖面圖。
圖4係表示本發明之第2實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖5係表示本發明之第2實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖6係表示本發明之第2實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖7係表示本發明之第3實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖8係表示本發明之第3實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖9係表示本發明之第3實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖10係表示本發明之第4實施形態之化學強化玻璃板之製造方法 之側剖面圖。
圖11係表示本發明之第4實施形態之化學強化玻璃板之製造方法之側剖面圖。
圖12係構成本發明之第5實施形態之附觸碰感測器之化學強化玻璃之主要部的平面圖。
圖13係圖12之A-A線剖面圖。
圖14(a)~(i)係說明本發明之第6實施形態之附觸碰感測器之化學強化玻璃之製造方法之圖。
圖15係對覆蓋玻璃等中產生之4種破損方式進行說明之圖。
圖16係表示於平板PC落下時於覆蓋玻璃產生慢性裂紋破裂之狀況之模式圖。
圖17係模式性表示慢性裂紋破裂產生之機制之圖，(a)係表示破壞起點之圖，(b)係表示裂紋之圖。
圖18(a)係表示產生有慢性裂紋破裂之帶觸碰感測器功能之平板PC之照片之圖，(b)係表示自上方觀察破壞起點之放大照片之圖，(c)係自側方觀察破壞起點之照片之圖。
圖19係模式性表示圖18(c)之破裂剖面之圖。
圖20係表示自側方觀察產生有非慢性裂紋破裂之覆蓋玻璃之破壞起點之照片之圖。
圖21係模式性表示圖20之破裂剖面之圖。
圖22係表示產生有蜘蛛破裂之覆蓋玻璃之照片之圖。
圖23係砂紙落球試驗之模式圖。
圖24係模式性表示圖23之砂紙落球試驗中之化學強化玻璃之破裂產生之機制之圖，(a)係表示破壞起點之圖，(b)係表示裂紋之圖。
圖25(a)係表示於將化學強化玻璃配置於由花崗岩所成之基台上、且使P30之砂紙之摩擦面接觸於化學強化玻璃之上表面之狀態 下，使Φ0.75英吋、4g之不鏽鋼性之球體自高度17cm落下而產生慢性裂紋破裂的覆蓋玻璃之照片之圖，(b)係自側方觀察破壞起點之照片之圖。
圖26(a)係表示P30之砂紙之放大照片之圖，(b)係表示瀝青、混凝土之放大照片之圖，(c)係表示P30之砂紙前端之角度分佈及砂之前端之角度分佈之圖表。
圖27係表示利用四角錐壓頭壓入試驗所得之內部拉伸應力T與荷重F50之相關性之圖表。
圖28係表示利用4點彎曲試驗所得之表面壓縮應力S與彎曲強度之相關性之圖表。
圖29係表示利用落球試驗所得之表面壓縮應力S與破壞能之相關性之圖表。
圖30係表示利用4點彎曲試驗所得之表面壓縮應力層之厚度DOL與彎曲強度之相關性之圖表。
圖31係表示本發明之一態樣之化學強化玻璃板之4點彎曲強度之魏普圖。
圖32(a)係表示赫茲破裂試驗之結果之圖表，(b)係表示背面破裂試驗之結果之圖表，(c)係表示落球試驗之結果之圖表，(d)係表示砂紙落球試驗之結果之圖表。
圖33(a)係先前之具有觸控面板功能之顯示裝置之模式圖，(b)係2-in-1方式之顯示裝置之模式圖。
如上所述，本發明者等人發現覆蓋玻璃之破損方式可分類為以下4種，且發現對(A)覆蓋玻璃之正面側周緣、(B)覆蓋玻璃之背面側周緣、(C)覆蓋玻璃之背面側主面、(D)覆蓋玻璃之正面側主面之4種破損方式之任一者均為高強度之化學強化玻璃。
就(D)之破損之觀點而言，可藉由使內部拉伸應力T為42MPa以下，而減小破損之程度。內部拉伸應力T較佳為40MPa以下，更佳為37MPa以下，進而較佳為35MPa，進而更佳為34MPa以下，尤佳為30MPa。於內部拉伸應力T過小之情形時，無法使表面壓縮應力S或壓縮應力層深度增大，故而無法綜合地提高強度。因此，內部拉伸應力T之下限為3MPa以上，較佳為8MPa以上，更佳為9MPa以上，進而較佳為10MPa以上。
就(D)之破損之觀點而言，關於玻璃之耐性，就損傷是否留在玻璃表面之觀點而言，重要的是何種物質與玻璃接觸。尤其，若與(主要由SiO2等形成之)砂等較硬之物質接觸，則壓入玻璃表面而留下壓痕及自其產生之裂紋、或經削去而成之損傷。此時接觸之物質之角度於是否自該損傷產生裂紋之方面較為重要。
至此為止，關於覆蓋玻璃等之裂紋產生之耐性係利用維氏(Vickers)壓頭進行試驗，但本發明者等人考慮應於使用更尖角之壓頭之情形時劃分裂紋產生之優劣，而使用以內部拉伸應力T不同之方式進行化學強化處理後之複數個樣品，測定於維氏硬度計中使用對稜角110°之稜錐型鑽石壓頭施加荷重時之破壞產生之概率成為50%的荷重F50(單位：kgf)。再者，該測定係利用Future-tech製維氏硬度計FLC-50V實施。
將表示利用上述四角錐壓頭壓入試驗所得之內部拉伸應力T與F50之相關性的圖表示於圖27。內部拉伸應力T越大，則藉由越小之荷重產生破壞。根據該測定結果，確認到為抑制(D)之破損，較佳為內部拉伸應力T更低。
又，本發明者等人發現作為用以再現(D)覆蓋玻璃之正面側主面之破損之方法，與稜錐型鑽石壓頭試驗不同地有以下說明之砂紙落球試驗。
如圖23所示，砂紙落球試驗係將於表面形成有壓縮應力層之化學強化玻璃320配置於基台331上，使包含壓縮應力層深度以上之大小之研磨材料的砂紙332之摩擦面332a接觸於化學強化玻璃320，且使鐵球等球體333自上方落下。此時，砂紙332較佳為配置於化學強化玻璃320之上方，化學強化玻璃320之上表面330a與砂紙332之摩擦面332a接觸，且球體333落下至砂紙332之摩擦面332a之相反側之面332b。
基台331較佳為由如花崗岩般之硬石形成。藉此，可以與容易產生成為破壞起點之損傷且支持於框架上之覆蓋玻璃之區域相同之方式排除應力之退避處。其中，關於基台331之材質，可根據目的而變更彈性模數或彎曲量，且可適當選擇線性材料、玻璃、挖去中央後之框架等。
砂紙並不限定於研磨紙(砂磨紙、JIS R6252：2006)，包括利用接著劑將研磨材料塗裝至基材而成者、或與其相當者，例如包括研磨布(JIS R6251：2006)、耐水研磨紙(JIS R6253：2006)等。
砂紙332中，根據所含之研磨材料之粒度，存在P12~P2500號(JIS R6252、2006)。研磨材料典型而言為氧化鋁、碳化矽。若假定包含於瀝青、混凝土中之砂之粒徑為0.06mm~1mm，則作為包含於砂紙332中之研磨材料之粒度，P30~P600大致與其對應。
例如若假定壓縮應力層深度為30μm，則作為包含較壓縮應力層深度大之研磨材料之砂紙，選擇P30(D3：710μm)、P100(D3：180μm)、P320(d3：66.8μm)、P600(d3：43.0μm)等砂紙。
球體333之材質或重量可根據目的而變更，典型而言，使用不鏽鋼製之4~150g之不鏽鋼球。
如上所述，藉由使球體333落下至配置於基台331上之化學強化玻璃320，而利用包含於砂紙332中之研磨材料，於化學強化玻璃320之較上表面330a側之壓縮應力層深之部位產生破壞起點O。
此時，壓縮應力作用於破壞起點O，拉伸應力作用於其周圍(圖24(a))。繼而，拉伸應力作用於破壞起點O，裂紋C延伸，覆蓋玻璃破裂(圖24(b))。即，破壞起點之面雖有上表面與下表面之分，但以與於圖17(a)及(b)中說明之慢性裂紋破裂相同之機制產生破裂。
圖25(a)係表示於將化學強化玻璃320配置於由花崗岩所成之基台上、且使P30之砂紙332之摩擦面接觸於化學強化玻璃320之上表面之狀態下，使Φ0.75英吋、4g之由不鏽鋼所成之球體333自高度17cm落下而產生慢性裂紋破裂的覆蓋玻璃之照片之圖，圖25(b)係自側方觀察圖25(a)之破壞起點之照片之圖。
關於化學強化玻璃係延伸一條裂紋而使覆蓋玻璃破裂成2片，又，圖25(b)示出與圖18(c)相同之破裂剖面，可知以與慢性裂紋破裂相同之機制產生破裂。
圖26(a)係P30之砂紙之放大照片，圖26(b)係瀝青/混凝土(於橫濱採取)之放大照片，圖26(c)係表示P30之砂紙前端之角度分佈及砂之前端之角度分佈之圖表。圖26(c)係分別於144個部位觀測砂紙，於149個部位觀測砂，將砂紙或砂之前端角度示於橫軸，將頻度示於縱軸者。於本發明中，就作為包含於P30之砂紙中之研磨材料的氧化鋁、與包含於瀝青/混凝土中之碎石等之形狀之近似性而言，選擇P30之砂紙。
於本發明中，於將化學強化玻璃配置於由花崗岩所成之基台上，且使P30(JIS R6252、2006)之砂紙之摩擦面接觸於覆蓋玻璃之上表面之狀態下，使Φ0.75英吋、29g之由不鏽鋼所成之球體自上方落下，而進行砂紙落球試驗。
測定係於以下條件下進行。準備20片將下述A~E之5種玻璃材料之玻璃A4~E4切斷、研磨成尺寸：50mm×50mm所得之化學強化玻璃，於將20片玻璃依次配置於由花崗岩所成之基台上，且使P30(JIS R6252、2006)之砂紙之摩擦面接觸於玻璃之上表面之狀態下，使Φ0.75英吋、29g之由不鏽鋼所成之球體自上方落下，算出破壞時之落球高度之簡單平均並設為平均破壞高度。
又，玻璃A4~E4具有表1所示之性能。表1及圖32(d)中表示各玻璃之砂紙落球試驗之試驗結果。再者，表1中，T表示內部拉伸應力，S表示表面壓縮應力。再者，玻璃A1~A4由玻璃材料A形成，玻璃B1~B4由玻璃材料B形成，玻璃C1~C4由玻璃材料C形成，玻璃D1~D4由玻璃材料D形成，切斷、研磨成50mm×50mm，利用#600之輪進行C倒角。其後，對各玻璃進行化學強化。
玻璃材料A具有以下組成。
SiO2：72.5mol%
Al2O3：6.2mol%
Na2O：12.8mol%
MgO：8.5mol%
玻璃材料B具有以下組成。
SiO2：61.5mol%
Al2O3：13mol%
Na2O：17mol%
MgO：8mol%
K2O：0.5mol%
玻璃材料C具有以下組成。
SiO2：68mol%
Al2O3：10mol%
Na2O：14mol%
MgO：8mol%
K2O：4mol%
玻璃材料D具有以下組成。
SiO2：64mol%
Al2O3：8mol%
Na2O：12.5mol%
K2O：4mol%
MgO：11mol%
ZrO2：0.5mol%
玻璃材料E具有以下組成。
SiO2：66.7mol%
Al2O3：10.8mol%
NaO：13.2mol%
KO：2.4mol%
MgO：6.2mol%
CaO：0.6mol%
根據圖32(d)，亦確認到(D)覆蓋玻璃之正面側主面之破損有如下傾向：破損時之落球高度與內部拉伸應力T成反比，內部拉伸應力T越小則破損時之落球高度越高、即越不易破裂。
又，由於認為(A)、(B)、(C)之破損可藉由使表面壓縮應力S之值儘量大而減少，故而本發明之玻璃板之表面壓縮應力S設為800MPa以上。就(A)、(B)、(C)之破損之觀點而言，較佳為表面壓縮應力S更 高。表面壓縮應力S較佳為850MPa以上，更佳為900MPa以上，進而較佳為950MPa以上，極佳為1000MPa以上。
為調查就(A)、(B)之破損之觀點而言之玻璃之耐性與表面壓縮應力S之相關性，使用以表面壓縮應力S不同之方式進行化學強化處理後之複數個樣品，使2個支持點之間隔為40mm、2個荷重點之間隔為10mm而進行4點彎曲試驗(JIS R1601)，測定彎曲強度。再者，該測定係利用島津製作所製自動立體測圖儀(autograph)AGS-X實施。
將表示利用上述4點彎曲試驗所得之表面壓縮應力S與彎曲強度之相關性的圖表示於圖28。表面壓縮應力S越高，則彎曲強度亦越增加。根據該測定結果，確認到為抑制(A)、(B)之破損，較佳為表面壓縮應力S更高。
又，關於(A)覆蓋玻璃之正面側周緣之破損，亦可藉由赫茲破裂試驗求出破裂強度。
赫茲破裂試驗係藉由使超硬材之細徑之圓柱棒碰撞至玻璃端面，使玻璃端面之表面產生赫茲應力，藉此產生赫茲裂紋破裂，可利用圓柱棒之衝擊能(碰撞能J=高度m×重量kg×9.8m/s2)測定(A)之破損之耐性。
測定係於以下條件下進行。將上述A~E之5種玻璃材料之玻璃A1~E1切斷、研磨成尺寸：50mm×50mm，利用#600之輪進行C倒角。其後，對各玻璃進行化學強化。將上述玻璃配置於基台上，使3mm之超硬銷以擺錘式碰撞至其端面，使玻璃之端面正側產生赫茲破裂，將上述動作重複20次，算出破壞時之圓柱棒之衝擊能之簡單平均並設為平均破壞能。
又，玻璃A1~E1具有表2所示之性能。表2及圖32(a)中表示各玻璃之赫茲破裂試驗之試驗結果。
又，關於(B)覆蓋玻璃之背面側周緣之破裂，亦可藉由背面破裂試驗求出破裂強度。
背面破裂試驗係藉由使粗徑之超硬材之圓柱棒碰撞至玻璃端面，使玻璃端面之背側產生衝擊拉伸應力，而產生端面、背面破裂，可利用圓柱棒之衝擊能(碰撞能J=高度m×重量kg×9.8m/s2)測定(B)之破損之耐性。
測定係於以下條件下進行。將上述A、C~E之4種玻璃材料之玻璃A2、C2~E2切斷、研磨成尺寸：50mm×50mm，利用#600之輪進行C倒角。其後，對各玻璃進行化學強化。將上述玻璃配置於基台上，使40mm之超硬銷以擺錘式碰撞至其端面，而衝擊性地破壞玻璃之端面背側，將上述動作重複20次，算出破壞時之圓柱棒之衝擊能之簡單平均並設為平均破壞能。
又，玻璃A2、C2~E2具有表3所示之性能。表3及圖32(b)中表示各試驗結果。
其次，為調查就(C)之破損之觀點而言之玻璃之耐性與表面壓縮應力S之相關性，而使用以表面壓縮應力S不同之方式進行化學強化處 理後之複數個樣品，藉由落球試驗進行破壞能測定。落球試驗係藉由將尺寸為50mm×50mm×0.7mm之樣品固定，且使130g之不鏽鋼落下至樣品上而實施。可利用鐵球之衝擊能(碰撞能J=高度m×重量kg×9.8m/s2)測定(C)之破損之耐性。
將表示利用上述落球試驗所得之表面壓縮應力S與破壞能之相關性的圖表示於圖29。表面壓縮應力S越高，則破壞能亦越增加。根據該測定結果，確認到為抑制(C)之破損，較佳為表面壓縮應力S更高。
又，落球試驗亦於以下條件下進行。將上述A、C~E之4種玻璃材料之玻璃A3、C3~E3切斷、研磨成尺寸：50mm×50mm。其後，對各玻璃進行化學強化。將上述玻璃配置於挖去中央部40mm×40mm後之基台上，使30mm、130g之鐵球落下至其表面，而衝擊性地破壞玻璃之面背側，將上述動作重複20次，算出破壞時之鐵球之衝擊能之簡單平均並設為平均破壞能。
又，玻璃A3、C3~E3具有表4所示之性能。表4及圖32(c)中表示各玻璃之端面、背面破裂試驗之試驗結果。
根據圖32(a)~圖32(c)，可知該等3種破損方式有如下傾斜：破裂產生時之平均破壞能與表面壓縮應力成正比，表面壓縮應力越大，則破裂產生所需之平均破壞能越大、即越不易破裂。
進而，本發明者等人發現尤其若著眼於(A)、(B)之破損，則(A)、(B)之破損、即玻璃板之周緣處之破損因殘存於該周緣、尤其為端面之損傷而變得明顯。因此，發現本發明之一態樣之玻璃板藉由在 玻璃板之端面設置倒角部，且於距與該倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分，經蝕刻時於蝕刻面無深度為10μm以上之凹坑，而使強度進一步提昇。
又，發現藉由使成為玻璃板之破損之起點的倒角部之潛在損傷之深度相對於表面壓縮應力層之厚度DOL之比為0.9以下，亦使強度提昇。
另外，已知原理上化學強化玻璃板之內部拉伸應力T、表面壓縮應力S、表面壓縮應力層之厚度DOL、板厚t之關係為T=S＊DOL/(t-2DOL)。因此，若欲使表面壓縮應力S之值儘量增大以減少(A)、(B)、(C)之破損，則內部拉伸應力T之值增大，難以減少(D)之破損。
因此，本發明之一態樣之玻璃基板之表面壓縮應力S為850~1200MPa，表面壓縮應力層之厚度DOL為20~35μm，內部拉伸應力T為3~42MPa，板厚為0.6mm以上。作為其他形態，內部拉伸應力T亦可根據強化條件而為10~42MPa，又，亦可為20~42MPa，亦可為25~42MPa。於覆蓋玻璃等用途之情形時，就重量之觀點而言，更佳為板厚為1.5mm以下。
又，更佳為表面壓縮應力為900~1100MPa，表面壓縮應力層之厚度為25~30μm，內部拉伸應力為30~40MPa，板厚為0.7~1.1mm。
又，先前為減少玻璃板之破損，一般認為較佳為使DOL之值增大。然而，尤其於欲減少(A)、(B)之破損而使DOL之值增大時，如圖30所示，若為特定值以上，則即便使DOL之值增大，亦不會使上述破損之程度明顯提昇。再者，圖30係表示於室溫下測定之利用4點彎曲試驗(JIS R1601)所得之表面壓縮應力層之厚度DOL與彎曲強度之相關性的圖表。將尺寸為50mm×50mm×1.0mm、且端面經CNC(Computer Numerical Control，電腦數值控制)研磨者用於樣品。2個支持點之間 隔設為40mm，2個荷重點之間隔設為10mm。作為彎曲強度，取10個試驗片之平均值。於4點彎曲試驗中使用島津製作所製自動立體測圖儀AGS-X進行實施。
因此，為減少(A)、(B)之破損，且為減小T之值以減少(D)之破損，本發明之一態樣之玻璃板之DOL設為35μm以下。又，若DOL設為20μm以下，則T之值更小，但根據圖30，彎曲強度會降低，因此，為亦減少(A)、(B)之破損，而將DOL設為20μm以上。
再者，圖20~22中所示之非慢性裂紋破裂係為了與慢性裂紋破裂進行對比而強制性地使其產生之破損，並非分類為上述4種之破損方式，就非慢性裂紋破裂而言，其破壞起點產生於表面壓縮應力層內，為防止該情況，與上述(A)、(B)、(C)之破損同樣地，使表面壓縮應力S增大較為有效。
利用圖式對此種玻璃板更詳細地進行說明。
[第1實施形態]
圖1~圖3係本發明之第1實施形態之玻璃板之製造方法之說明圖。
玻璃板10具有正反之主面11、12、及與2個主面11、12鄰接之端面13。2個主面11、12為相互平行之平坦面。
端面13包括相對於2個主面11、12垂直之平坦部14、及形成於各主面11、12與平坦部14之間之倒角部15、16。平坦部14可直接為切斷較玻璃板10更大面積之板玻璃所得之切斷面，亦可為對切斷面進行加工所得之加工面。
倒角部15、16例如可對應於矩形狀之主面11、12之4邊而設置4個，亦可僅設置1個，其設置數並無特別限定。為較佳地減少(A)、(B)之破損，較佳為於所有邊設置倒角部。
倒角部15、16係除去切斷面或加工面與主面之角部而成。倒角 部15、16例如為相對於主面11、12傾斜之平坦面。於圖1中，倒角部15、16具有相同之尺寸形狀，但亦可具有不同之尺寸形狀。
再者，本實施形態之倒角部15、16為相對於主面11、12傾斜之平坦面，但只要為於板厚方向視(X方向視)時自主面11、12至平坦部14向外側逐漸突出之面即可，亦可為彎曲面。於該情形時，亦可無平坦部14，而倒角部15、16彼此相連，倒角部15、16亦可具有大致相同之曲率半徑。
玻璃板10具有以距各主面11、12為特定深度形成於兩主面11、12之化學強化層(壓縮應力層)21、22。又，化學強化層(壓縮應力層)21、22於包括平坦部14及倒角部15、16在內之端面13亦連續形成。壓縮應力層係將玻璃浸漬於離子交換用之處理液中而形成。包含於玻璃表面之較小之離子半徑之離子(例如Li離子、Na離子)被置換成較大之離子半徑之離子(例如K離子)，而於玻璃表面，以距表面為特定深度形成壓縮應力層。為平衡應力，於玻璃之內部形成內部拉伸應力層23。
再者，本實施形態之2個壓縮應力層21、22具有相同之表面壓縮應力、及相同之厚度，但亦可具有不同之表面壓縮應力、不同之厚度。
圖2係表示本發明之一實施形態之玻璃板之蝕刻後之狀態之概略圖。於圖2中，以實線表示玻璃板10之蝕刻後之狀態，以兩點鏈線表示玻璃板10之蝕刻前之狀態。圖3係圖2之局部放大圖，且表示蝕刻面17、形成於蝕刻面17之凹坑18、及蝕刻面17之理想面19之關係。
於本實施形態中，於蝕刻端面13之特定部分13a、13b時，於蝕刻面17無深度10μm以上(較佳為深度8μm以上，更佳為深度6μm以上)之凹坑18。特定部分13a、13b係指端面13中距與倒角部15、16鄰接之主平面11、12的板厚方向上之距離H為板厚E之1/5以內(H≦1/5×E)之 部分。
「蝕刻」係將玻璃板10之整體浸漬於蝕刻液中且於室溫(25℃)下進行。作為蝕刻液，使用包含5質量%之氫氟酸(HF)、及95質量%之純水之水溶液。蝕刻液會浸入至形成於玻璃板10之表面或內部之潛在損傷，使潛在損傷擴大而清晰化。
「蝕刻量」由浸漬時間控制。具體而言，預先使用同一組成之玻璃進行特定時間之蝕刻，算出蝕刻速率後，以成為所期望之蝕刻量之方式調整浸漬時間而進行蝕刻。再者，根據玻璃之種類，有變更氫氟酸濃度以調整上述蝕刻速率之情況。
「凹坑之深度」係基於JIS B0671-2：2002所決定之突出谷部深度Rvk之測定法而求出。
此處，將調查有無深度10μm以上之凹坑18之對象限定於端面13之上述部分13a、13b之原因在於：當於上述部分13a、13b存在微小損傷之情形時，有玻璃板10以該微小損傷為基點而破損之情況。
於本實施形態中，測定將上述部分13a、13b蝕刻例如深度10μm時之蝕刻面17之表面之凹坑18。蝕刻係為了使潛在損傷清晰化而實施，深度並不限定於10μm。
又，無論有無蝕刻，均測定上述部分13a、13b中之潛在損傷，且進行該潛在損傷深度之測定。
此處，「潛在損傷深度」係藉由如下步驟進行測定。首先，蝕刻玻璃板10後，將玻璃基板之主平面研磨特定量，並進行清洗及乾燥，利用光學顯微鏡觀察藉由蝕刻處理而成為圓形狀凹坑或橢圓形狀凹坑之加工變質層。此處，所謂「加工變質層」係指於形狀賦予或倒角及研削等加工步驟中產生於玻璃基板之損傷或裂紋等所存在之層。例如光學顯微鏡之物鏡使用20倍，於觀察視野635μm×480μm下進行觀察。重複該步驟複數次，將未觀察到圓形狀凹坑或橢圓形狀凹坑之時 間點之玻璃板10之蝕刻量設為「潛在損傷深度」。
於本實施形態之玻璃板10中，藉由以相對於DOL而潛在損傷深度成為0.9以下之方式進行化學強化，從而即便於倒角部存在潛在損傷，亦可獲得壓縮應力層之效果，故而較佳。更佳之實施形態係相對於DOL而潛在損傷深度為0.7以下，進而較佳為0.5以下。此處之DOL較佳為測定倒角部之DOL，但亦可測定距倒角部與主面之邊界區域為10mm內側之DOL。只要該區域之DOL相對於倒角部之潛在損傷深度而為0.9以下，便可獲得相同之效果。作為更詳細之評價，亦可使於玻璃板之4邊之各邊之中央，距倒角部與主面之邊界區域為10mm內側之DOL及倒角部之潛在損傷深度分別為0.9以下。
於該等較佳之態樣中，於板厚為0.6~1.5mm之玻璃板中，內部拉伸應力T為47MPa以下，較佳為45MPa以下，進而較佳為40MPa以下，尤佳為35MPa以下即可。該情形時之內部拉伸應力T之下限為20MPa，較佳為25MPa即可。
[第2實施形態]
本實施形態係關於具有倒角部之玻璃板之製造方法。
圖4~圖6係本發明之第2實施形態之玻璃板之製造方法之說明圖。圖4表示包含作為坯板(blank)之玻璃板110的積層體130、及研磨積層體130之外緣部之刷(brush)140。圖5係放大表示利用刷140研磨積層體130之外緣部之狀態。圖6係以實線表示刷研磨後之玻璃板110A，以兩點鏈線表示刷研磨前之玻璃板110。
玻璃板之製造方法包括使間隔件120介於玻璃板110彼此之間而製作積層體130之積層步驟、及利用刷140研磨積層體130之外緣部之研磨步驟。又，玻璃板之製造方法進而包括將利用刷140研磨玻璃板110所得之玻璃板110A與間隔件120分離之分離步驟。
如圖4所示，積層體130具有複數個玻璃板110、及介於玻璃板110 彼此之間之板狀之間隔件120。玻璃板110與間隔件120交替地重合後，由夾板等夾具夾持而進行固定。亦可於玻璃板110與間隔件120之間配設用以防止玻璃板110之損傷之保護片。保護片由樹脂等構成。
再者，本實施形態之玻璃板110與間隔件120係由夾具固定，但固定方法並無特別限定。例如固定方法亦可為使玻璃板110與間隔件120接著之方法。接著劑係使用可於研磨步驟後之分離步驟中被除去者，例如使用熱軟化性之樹脂。亦可使用間隔件120本身作為接著劑層，代替於玻璃板110與間隔件120之間形成接著劑層。
各玻璃板110有例如對較玻璃板110更大面積之板玻璃進行化學強化後進行切斷而獲取複數片之情況。板玻璃之種類、化學強化方法、切斷方法與第1實施形態相同，故而省略其說明。
如圖5所示，各玻璃板110具有2個主平面111、112、及與2個主平面111、112鄰接之側面113。2個主平面111、112為相互平行之平坦面。側面113為切斷面，且為與主平面111、112垂直之平坦面。
各玻璃板110與圖1所示之玻璃板10同樣地，具有以距各主平面111、112及側面113為特定深度形成於兩主平面111、112及側面113之壓縮應力層。於壓縮應力層之間，為平衡應力，而形成內部拉伸應力層。
如圖4所示，各玻璃板110具有大致相同之尺寸形狀，且以於積層方向視(圖中箭頭X方向)時外緣彼此重合之方式積層。藉此，各玻璃板110之外緣部被均等地研磨。
各間隔件120係使用較玻璃板更軟質之材料，例如由聚丙烯樹脂或發泡胺基甲酸酯樹脂等構成。
各間隔件120具有大致相同之尺寸形狀。各間隔件120於積層方向視(圖中箭頭X方向視)時配置於較玻璃板110之外緣更內側，於玻璃板110彼此之間形成槽狀之間隙160。
如圖4所示，刷140為滾動刷，包括與積層體130之積層方向平行之旋轉軸141、及相對於旋轉軸141大致垂直地保持之刷毛142等。刷140一面以旋轉軸141為中心旋轉，一面沿積層體130之外緣相對移動，並朝向積層體130之外緣噴出含有研磨材料之漿料，而對積層體130之外緣部進行刷研磨。研磨材料係使用氧化鈰、氧化鋯等。研磨材料之粒徑(D50)例如為5μm以下，較佳為2μm以下。
刷140為溝道刷(channel brush)，且係將植毛有複數根刷毛142之長條之構件(溝道)呈螺旋狀地捲繞於旋轉軸141而成。
刷毛142主要由聚醯胺等樹脂構成，亦可包含氧化鋁(Al2O3)或碳化矽(SiC)、鑽石等研磨材料。刷毛142形成為線狀，亦可具有前端變細狀之前端部。
於本實施形態中，間隙160之寬度W1為刷毛142之最大直徑A之1.25倍以上(W1≧1.25×A)。因此，如圖5所示，刷毛142順利地插入至間隙160內，玻璃板110之主平面111、112與側面113之角部經刷毛142倒角為曲面。
間隙160之寬度W1較佳為1.33×A以上，進而較佳為1.5×A以上。為提昇刷研磨之效率，間隙160之寬度W1小於玻璃板110之板厚E即可。
如圖6中以實線所示般，經刷140研磨之玻璃板110A具有2個主平面111A、112A、及與2個主平面111A、112A鄰接之側面113A。2個主平面111A、112A為相互平行之平坦面。側面113A包括相對於主平面111A、112A垂直之平坦部114A、及形成於各主平面111A、112A與平坦部114A之間之倒角部115A、116A。倒角部115A、116A為於板厚方向視(X方向視)時自主平面111A、112A至平坦部114A向外側逐漸突出之曲面。
平坦部114A係利用柔軟之刷毛142研磨圖6中以兩點鏈線表示之 玻璃板110之側面而成。倒角部115A、116A係利用刷毛142之外周面研磨圖6中以兩點鏈線表示之玻璃板110之主平面與側面之角部而成。
玻璃板110A之側面113A係藉由將刷毛142插入至經間隔件120調整後之間隙，且使用包含粒徑為5μm以下之研磨材料之漿料而得到研磨，因此，於將側面113A之特定部分蝕刻深度10μm時，於蝕刻面無深度為1μm以上之凹坑。特定部分係指側面113A中距與倒角部115A、116A鄰接之主平面111A、112A的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分。藉此，可獲得與第1實施形態相同之彎曲強度優異之玻璃板110A。
[第3實施形態]
本實施形態係關於具有倒角部之玻璃板之製造方法。本實施形態進而包括於製作積層體之前研削玻璃板之外緣部之步驟。
圖7~圖9係本發明之第3實施形態之玻璃板之製造方法之說明圖。圖7係表示研削作為坯板(blank)之玻璃板110及玻璃板110之外緣部的旋轉磨石240。圖8係放大表示利用刷140(參照圖4)研磨包括經旋轉磨石240研削之玻璃板110B的積層體130B之外緣部之狀態。圖9係以實線表示刷研磨後之玻璃板110C，以兩點鏈線表示刷研磨前之玻璃板110B。
玻璃板之製造方法包括利用圓盤狀之旋轉磨石240研削玻璃板110之外緣部之研削步驟、使間隔件120介於研削玻璃板110所得之玻璃板110B彼此之間而製作積層體130B之積層步驟、及利用刷140研磨積層體130B之外緣部之研磨步驟。又，玻璃板之製造方法進而包括將利用刷140研磨玻璃板110B所得之玻璃板110C與間隔件120分離之分離步驟。
於旋轉磨石240之外周面241形成有沿周方向延伸之環狀之研削槽242。研削槽242之壁面包含氧化鋁或碳化矽、鑽石等研磨粒。研磨 粒之粒度(JIS R6001)為例如#300~#2000。粒度係基於JIS R6002測定。由於粒度越小則粒徑越大，故而研削效率較佳。
旋轉磨石240一面以旋轉磨石240之中心線為中心旋轉，一面沿玻璃板110之外緣相對移動，而利用研削槽242之壁面研削玻璃板110之外緣部。於研削時使用水等冷卻液即可。
如圖8所示，經旋轉磨石240研削之玻璃板110B具有2個主平面111B、112B、及與2個主平面111B、112B鄰接之側面113B。側面113B為經旋轉磨石240研削之研削面，且包括相對於主平面111B、112B垂直之平坦部114B、及形成於各主平面111B、112B與平坦部114B之間之倒角部115B、116B。倒角部115B、116B例如為相對於主平面111B、112B傾斜之平坦面。
再者，本實施形態之倒角部115B、116B為相對於主平面111B、112B傾斜之平坦面，但只要為於板厚方向視(X方向視)時自主平面111B、112B至平坦部114B向外側逐漸突出之面即可，亦可為彎曲面。於該情形時，亦可無平坦部114B，而倒角部115B、116B彼此相連，倒角部115B、116B亦可具有大致相同之曲率半徑。
積層體130B具有經旋轉磨石240研削之複數個玻璃板110B、及介於玻璃板110B彼此之間之板狀之間隔件120。玻璃板110B與間隔件120交替地重合後，由夾板等夾具夾持而進行固定。亦可於玻璃板110B與間隔件120之間配設用以防止玻璃板110B之損傷之保護片。保護片由樹脂等構成。再者，作為固定玻璃板110B與間隔件120之方法，亦可與第2實施形態同樣地使用其他固定方法。
經旋轉磨石240研削之各玻璃板110B具有大致相同之尺寸形狀，且以於積層方向視(圖中箭頭X方向)時外緣彼此重合之方式積層。藉此，各玻璃板110B之外緣部被均等地研磨。於研磨時使用水等冷卻液即可。
各間隔件120具有大致相同之尺寸形狀，於積層方向視(圖中箭頭X方向視)時配置於較各玻璃板110B之研削面(平坦部114B及倒角部115B、116B)更內側，從而於玻璃板110B彼此之間形成間隙160B。
於本實施形態中，與第2實施形態同樣地，間隙160B之寬度W2為刷毛142之最大直徑A之1.25倍以上(W2≧1.25×A)。因此，如圖8所示，刷毛142順利地插入至間隙160B內，玻璃板110B之主平面111B、112B與倒角部115B、116B之邊界部經刷毛142倒角為曲面。此時，倒角部115B、116B與平坦部114B之邊界部亦經刷毛142倒角為曲面。
間隙160B之寬度W2較佳為1.33×A以上，進而較佳為1.5×A以上。為提昇刷研磨之效率，間隙160B之寬度W2小於玻璃板110B之板厚E即可。
如圖9中以實線所示般，以刷140(參照圖4)進行研磨之玻璃板110C具有2個主平面111C、112C、及與2個主平面111C、112C鄰接之側面113C。2個主平面111C、112C為相互平行之平坦面。側面113C包括相對於主平面111C、112C垂直之平坦部114C、及形成於各主平面111C、112C與平坦部114C之間之倒角部115C、116C。倒角部115C、116C為於板厚方向視(X方向視)時自主平面111C、112C至平坦部114C向外側逐漸突出之面。
玻璃板110C之側面113C係藉由將刷毛插入至經間隔件120調整後之間隙，且使用包含粒徑為5μm以下之研磨材料之漿料予以研磨，因此，於蝕刻側面113C之特定部分時，於蝕刻面無深度為10μm以上之凹坑。特定部分係指側面113C中距與倒角部115C、116C鄰接之主平面111C、112C的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分。藉此，可獲得與第1實施形態相同之彎曲強度優異之玻璃板110C。
[第4實施形態]
本實施形態係關於具有倒角部之玻璃板之製造方法。本實施形 態包括利用附研磨粒之片材研磨玻璃板之步驟，代替利用刷研磨玻璃板之步驟。
圖10~圖11係本發明之第4實施形態之玻璃板之製造方法之說明圖。圖10表示作為坯板(blank)之玻璃板110、及研磨玻璃板110之片材340。圖11係以實線表示片材研磨後之玻璃板110D，以兩點鏈線表示片材研磨前之玻璃板110。
玻璃板之製造方法包括利用包含研磨粒之片材340研磨玻璃板110之外緣部之研磨步驟。片材340係使用將研磨粒均勻地接著於由樹脂或紙等構成之片狀基材上而成者、或以於樹脂製之片狀基材中埋設有研磨粒且該研磨粒之一部分露出之方式構成者。
片材340固定於基台350之固定面351，且成為沿著固定面351之形狀。固定面351例如可如圖10所示般為平坦面，亦可為彎曲面。
片材340係於與固定面351為相反側之面包含研磨粒。藉由使玻璃板110壓抵於該包含研磨粒之面並滑動，而研磨玻璃板110。於研磨時使用水等潤滑液即可。
再者，本實施形態之片材340係固定於基台350上，使玻璃板110壓抵於片材340之包含研磨粒之面並滑動，但亦可使施加有張力之狀態之片材340之包含研磨粒之面壓抵於玻璃板110並滑動。
片材340之研磨粒係使用例如氧化鋁或碳化矽、鑽石之粉末，且使用#6000以上之粒度(JIS R6001)之研磨粒。粒度越大則粒徑越小。研磨粒之粒度係基於JIS R6002測定。研磨粒之粒度較佳為#8000以上，更佳為#10000以上。
如圖11中以實線所示般，經研磨之玻璃板110D具有2個主平面111D、112D、及與2個主平面111D、112D鄰接之側面113D。2個主平面111D、112D為相互平行之平坦面。側面113D包括相對於主平面111D、112D垂直之平坦部114D、及形成於各主平面111D、112D與平 坦部114D之間之倒角部115D、116D。倒角部115D、116D為於板厚方向視(X方向視)時自主平面111D、112D至平坦部114D向外側逐漸突出之面，且為相對於主平面111D、112D傾斜之平坦面。
平坦部114D直接為切斷面，因此，未形成潛在損傷。再者，平坦部114D亦可為經片材340研磨而成者。
倒角部115D、116D係經包含粒度較先前大(粒徑較先前小)之研磨粒之片材340研磨而成。
由於玻璃板110D之側面113D係經包含粒度較先前大(粒徑較先前小)之研磨粒之片材340研磨而成，故而於蝕刻側面113D之特定部分時，於蝕刻面無深度為10μm以上之凹坑。特定部分係指側面113D中距與倒角部115D、116D鄰接之主平面111D、112D的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分。藉此，可獲得與第1實施形態相同之彎曲強度優異之玻璃板110D。
[第5實施形態]
本實施形態係關於附觸碰感測器之化學強化玻璃。圖12係構成本發明之一實施形態之附觸碰感測器之化學強化玻璃之主要部的平面圖，圖2係圖1之A-A線剖面圖。
附觸碰感測器之化學強化玻璃210係包括觸碰感測器211、及搭載該觸碰感測器211之化學強化玻璃220，且用於2-in-1方式之顯示裝置中者。即，附觸碰感測器之化學強化玻璃210之化學強化玻璃220兼備作為覆蓋玻璃之功能、及作為感測器基板之功能。
觸碰感測器211藉由如下方式構成：沿交叉之X軸、Y軸之2軸各自之軸方向延伸之行電極藉由於其交叉部分在中間介隔電性絕緣層而以電性非接觸狀態形成於化學強化玻璃220之一側之面。此處，若將沿X軸方向延伸之行電極稱為第1電極212a，將沿Y軸方向延伸之行電極稱為第2電極212b，則為檢測觸碰位置，沿各軸方向延伸之第1電極 212a與第2電極212b必需相互獨立。因此，於本實施形態中，於化學強化玻璃220之一側之面，使構成矩陣狀之各第1電極212a及第2電極212b之行電極圖案(沿各軸方向延伸之複數行之電極圖案)作為1層透明電極圖案212排列後，利用橋接配線214連接在2行交叉之區域以使其中任一行不與另一行接觸之方式分斷之透明電極圖案212之分斷部位。再者，於橋接配線214與透明電極圖案212相互重合之區域(交叉區域)，於透明電極圖案212與橋接配線214之間設有由絕緣性物質形成之絕緣層213。
符號215係以包圍透明電極圖案212之方式形成於化學強化玻璃220之周緣部且具有遮光性的黑色層，符號216表示向形成各行之電極集合之引繞配線。引繞配線216連接於各行之電極圖案之任一者即可。於觸碰感測器211之最下層形成有保護玻璃217。
作為構成絕緣層213之透明性之電氣絕緣性物質，可使用有機樹脂材料，於使用有機樹脂材料形成絕緣層之情形時，可獲得藉由光微影技術容易地圖案化之樹脂製之絕緣層。
作為構成橋接配線214之導電物質，較理想地使用可容易地獲得對化學強化玻璃220之高密接力之金屬材料。尤其於透明基板為玻璃基板之情形時，可較佳地使用對玻璃基板之密接力較高、導電性高於ITO、且耐久性、耐摩耗性亦優異之Mo、Mo合金、Al、Al合金、Au、Au合金等金屬材料。
搭載觸碰感測器211之化學強化玻璃220之板厚為1.5mm以下，更佳為1.0mm以下，進而較佳為0.8mm以下。
用以獲得化學強化玻璃220之化學強化例如係藉由使玻璃於380℃~450℃之硝酸鉀(KNO3)熔鹽中浸漬0.1~20hr而進行，可藉由變更硝酸鉀(KNO3)熔鹽之溫度、或浸漬時間、熔鹽等，而調整化學強化之進行方式。藉由進行化學強化，而於玻璃表面形成壓縮應力 層，於內部形成內部拉伸應力層。
本發明之化學強化玻璃220必需對上述4種破損方式之全部具有耐性，為此，以壓縮應力層之表面壓縮應力S為800MPa以上、且內部拉伸應力T成為8MPa以上40MPa以下之方式進行化學強化。將其理由示於以下。
於以如上方式化學強化之化學強化玻璃220中，壓縮應力層深度較佳為15μm以上，更佳為20μm以上，進而較佳為25μm以上。其原因在於，藉由使壓縮應力層較切斷或倒角等端面處理中產生之潛在損傷更深，可產生所需之端面強度。
[第6實施形態]
本實施形態係關於附觸碰感測器之化學強化玻璃之製造方法。
圖14係說明附觸碰感測器之化學強化玻璃之製造方法之圖。
首先，準備可分割成複數個顯示裝置用化學強化玻璃之大型化學強化玻璃200(圖14(a))，於化學強化玻璃200之一側之面，於與各化學強化玻璃之周緣部對應之位置形成黑色層215(圖14(b))。再者，如上所述，該化學強化玻璃200係以表面壓縮應力S為800MPa以上、且內部拉伸應力成為8MPa以上40MPa以下之方式經化學強化者。
繼而，於化學強化玻璃200之一側之面形成透明電極圖案212(圖14(c))。例如於化學強化玻璃200之一側之面，利用濺鍍法等成膜ITO，將所成膜之ITO膜加工成如圖12所示之圖案形狀，藉此，形成具有特定圖案之透明電極圖案212。於形成該透明電極圖案212時，可採用塗佈ITO膜、利用特定圖案之遮罩進行曝光、繼而進行蝕刻之光微影製程法(以下稱為光微影技術)。
此時，於形成有透明電極圖案212之化學強化玻璃200之上述面(形成有透明電極圖案212之面)，例如利用光微影技術形成覆蓋透明電極圖案212之特定部位(X軸方向之第1電極212a之行電極圖案與Y軸 方向之第2電極212b之行電極圖案交叉之區域、即、作為行電極圖案之交叉區域)之絕緣層213(圖14(d))。
其次，以橫跨設置於各交叉區域之絕緣層213之上方之方式形成連接透明電極圖案212之特定部位(第1電極212a之分斷部位)間之各橋接配線214(圖14(e))。例如對形成有絕緣層213之化學強化玻璃200之上述面(形成有絕緣層213之面)，利用濺鍍法等成膜金屬製之導電物質，而形成金屬膜，藉由光微影技術將該金屬膜圖案化，而形成具有特定形狀之圖案之橋接配線214。此時，亦涵蓋引繞配線部分而形成金屬膜，於用以形成橋接配線之利用光微影法之圖案化步驟之同時將該金屬膜圖案化，而形成引繞配線216。藉此，完成圖12所示之狀態。
繼而，濺鍍SiO2而形成保護玻璃217(圖14(f))，分割成各附觸碰感測器之化學強化玻璃210(圖14(g))，對各附觸碰感測器之化學強化玻璃210之角部進行倒角(圖14(h))。最後，將可撓性配線基板218壓接於各附觸碰感測器之化學強化玻璃210而連接，藉此製造附觸碰感測器之化學強化玻璃210。
如上述般，附觸碰感測器之化學強化玻璃210於形成觸碰感測器211時，可利用光微影技術製造。因此，化學強化玻璃220較佳為具有耐酸性，且較佳為將化學強化玻璃於溫度90℃下且於0.1mol%之鹽酸中浸漬20小時之時的重量減少為1mg/cm2以下。如上述般，藉由使用耐酸性較高之化學強化玻璃，可利用光微影技術使觸碰感測器搭載於化學強化玻璃。
此處，準備將上述A~E之5種玻璃材料之玻璃A5~E5切斷、研磨成尺寸：50mm×50mm所得之化學強化玻璃，評價將各化學強化玻璃於溫度90℃下且於0.1mol%鹽酸中浸漬20小時之時的玻璃每單位面積之重量減少(mg/cm2)。
又，玻璃A5~E5具有表5所示之性能。表5中表示各玻璃之重量減少(mg/cm2)。
根據該結果，玻璃A、C及D可實現玻璃每單位面積之重量減少未達1mg/cm2，耐酸性優異。
以上，對本發明之第1~第6實施形態進行了說明，但本發明並不限制於上述實施形態，可不脫離本發明之範圍地對上述實施形態加以各種變形或置換。
例如於第3實施形態之旋轉磨石之外周面形成有研削槽，但亦可不形成研削槽。於無研削槽之情形時，經旋轉磨石之外周面研削之玻璃板之側面成為垂直於主平面之面。因此，於無研削槽之情形時，藉由研削而獲得與圖6中以兩點鏈線表示之作為坯板(blank)的玻璃板110大致相同形狀之玻璃板，利用其後之刷研磨而獲得與圖6中以實線表示之玻璃板110A大致相同形狀之玻璃板。
又，於第3實施形態中，亦可利用片材研磨玻璃板之角部，代替利用有研削槽之旋轉磨石進行研削。藉由片材研磨而獲得與圖9中以兩點鏈線表示之玻璃板110B大致相同形狀之玻璃板，藉由其後之刷研磨而獲得與圖9中以實線表示之玻璃板110C大致相同形狀之玻璃板。該情形時之片材中所包含之研磨粒之粒度與第4實施形態不同，只要為#1000以上即可。
又，於第3實施形態中，亦可代替利用有研削槽之旋轉磨石進行研削，而利用無研削槽之旋轉磨石進行研削後，利用片材研磨經研削 之玻璃板之角部。藉由片材研磨而獲得與圖9中以兩點鏈線表示之玻璃板110B大致相同形狀之玻璃板，藉由其後之刷研磨而獲得與圖9中以實線表示之玻璃板110C大致相同之形狀之玻璃板。該情形時之片材中所包含之研磨粒之粒度與第4實施形態不同，只要為#1000以上即可。
作為用以獲得本發明之強化玻璃板之化學強化處理之方法，只要可將玻璃表層之Na與熔鹽中之K進行離子交換，便無特別限定，例如可列舉將玻璃浸漬於經加熱之硝酸鉀熔鹽中之方法。再者，於本發明中，硝酸鉀熔鹽或硝酸鉀鹽除KNO3以外，亦包括含有KNO3及10質量%以下之NaNO3者等。
關於用以將具有所期望之表面壓縮應力之化學強化層(壓縮應力層)形成於玻璃之化學強化處理條件，若為玻璃板，雖亦根據其厚度等而有所不同，但典型而言為使玻璃基板於350~550℃之硝酸鉀熔鹽中浸漬2~20小時。就經濟之觀點而言，較佳為於350~500℃、2~16小時之條件下浸漬，更佳之浸漬時間為2~10小時。
本發明之玻璃板呈大致矩形，但於前視時角隅亦可形成為曲線狀，於邊部，亦可向面方向外側或內側具有突出或凹陷。
本發明中之玻璃板之製造方法並無特別限制，例如以如下方式製造，即，適量調配各種原料，加熱至約1400~1800℃使其熔融後，藉由消泡、攪拌等進行均質化，藉由周知之浮式法、下拉法、擠壓法等成形為板狀，緩冷後切斷成所期望之尺寸。
本發明之玻璃板之玻璃之玻璃轉移點Tg較佳為400℃以上。若未達400℃，則於離子交換時，有表面壓縮應力緩和，無法獲得充分之應力之虞。更佳為550℃以上。
本發明之玻璃板之玻璃之黏度成為102dPa．s之溫度T2較佳為1800℃以下，更佳為1750℃以下。
本發明之玻璃之黏度成為104dPa．s之溫度T4較佳為1350℃以下。
本發明之玻璃板之玻璃之比重ρ較佳為2.37~2.55。
本發明之玻璃板之玻璃之楊式模數E較佳為65GPa以上。若未達68GPa，則有玻璃之作為覆蓋玻璃之剛性或破壞強度不充分之虞。
本發明之玻璃板之玻璃之泊松比σ較佳為0.25以下。若超過0.25，則有玻璃之耐裂紋性不充分之虞。
其次，關於本發明之玻璃板之玻璃組成，只要無特別預先說明，便利用莫耳百分率表示含量進行說明。
SiO2為構成玻璃之骨架之成分，為必需成分，又，為減少於玻璃表面形成有損傷(壓痕)時之裂紋之產生、或減小於化學強化後形成有壓痕時之破壞率之成分。若SiO2未達56%，則玻璃之穩定性、耐候性或耐崩裂性降低。SiO2較佳為58%以上，更佳為60%以上。若SiO2超過75%，則玻璃之黏性增大，熔融性降低。
Al2O3為對提高離子交換性能及耐崩裂性較為有效之成分，為增大表面壓縮應力之成分，或為減小由110°壓頭造成壓痕時之裂紋產生率之成分，且為必需成分。若Al2O3未達5%，則無法藉由離子交換獲得所期望之表面壓縮應力值或壓縮應力層厚度。較佳為9%以上。若Al2O3超過20%，則玻璃之黏性變高，難以實現均質之熔融。Al2O3較佳為15%以下，典型而言為14%以下。
SiO2及Al2O3之含量之合計SiO2+Al2O3較佳為80%以下。若超過80%，則高溫下之玻璃之黏性增大，有難以熔融之虞，較佳為79%以下，更佳為78%以下。又，SiO2+Al2O3較佳為70%以上。若未達70%，則造成壓痕時之耐裂紋性降低，更佳為72%以上。
Na2O為藉由離子交換而形成表面壓縮應力層、且提高玻璃之熔融性之成分，且為必需成分。若Na2O未達8%，則難以藉由離子交換形成所期望之表面壓縮應力層，較佳為10%以上，更佳為11%以上。 若Na2O超過22%，則耐候性降低，或容易自壓痕產生裂紋。較佳為21%以下。
K2O並非必需成分，但為使離子交換速度增大，亦可於10%以下之範圍含有K2O。若超過10%，則有容易自壓痕產生裂紋，或由硝酸鉀熔鹽中之NaNO3濃度所引起之表面壓縮應力之變化變大之虞。K2O為5%以下，更佳為0.8%以下，進而較佳為0.5%以下，典型而言為0.3%以下。於欲減小由硝酸鉀熔鹽中之NaNO3濃度所引起之表面壓縮應力之變化之情形時，較佳為不含K2O。
MgO為增大表面壓縮應力之成分，為提高熔融性之成分，且為必需成分。於欲抑制應力緩和之情形時等，較佳為含有MgO。於不含MgO之情形時，進行化學強化處理時，因熔鹽溫度之偏差而導致應力緩和之程度容易根據化學強化處理槽之部位而變化，其結果，有難以獲得穩定之壓縮應力值之虞。又，若MgO超過14%，則有玻璃容易失透，或由硝酸鉀熔鹽中之NaNO3濃度所引起之表面壓縮應力之變化變大之虞，從而較佳為13%以下。
上述SiO2-MgO較佳為64%以下，更佳為62%以下，典型而言為61%以下。
上述Al2O3-MgO較佳為9%以下，更佳為8%以下。
SiO2、Al2O3、Na2O及MgO之含量之合計較佳為98%以上。若該合計未達98%，則有難以維持耐裂紋性並獲得所期望之壓縮應力層之虞。典型而言為98.3%以上。
ZrO2並非必需成分，但為使高溫下之黏性降低，或為使表面壓縮應力增大，亦可於5%以下之範圍含有ZrO2。若ZrO2超過5%，則有自壓痕產生裂紋之可能性升高之虞。因此，較佳為2%以下，進而較佳為1%以下，典型而言為不含ZrO2。
B2O3並非必需成分，但為實現高溫下之熔融性或玻璃強度之提 昇等，亦可於6%以下之範圍含有B2O3。若B2O3超過6%，則有難以獲得均質之玻璃、且玻璃之成型變得困難之虞，或有耐裂紋性降低之虞。典型而言為不含B2O3。
SiO2、Al2O3、Na2O及MgO之含量之合計較佳為98%以上。
本發明之玻璃板之較佳之玻璃成分於本質上包含以上所說明之成分，但於無損本發明之目的之範圍內，亦可含有其他成分。於含有此種成分之情形時，較佳為該等成分之含量之合計未達2%，更佳為1%以下。以下，對上述其他成分例示性地進行說明。
有為使玻璃之高溫下之熔融性提昇而含有ZnO例如2%以下之情形，但較佳為1%以下，於利用浮式法製造之情形時等，較佳為0.5%以下。若ZnO超過0.5%，則有於浮式成型時還原而成為製品缺點之虞。典型而言為不含ZnO。
TiO2藉由與存在於玻璃中之Fe離子共存，有降低可見光穿透率，使玻璃著色為褐色之虞，因此，即便含有TiO2，亦較佳為1%以下，典型而言為不含TiO2。
Li2O為降低應變點而容易引起應力緩和，結果導致無法獲得穩定之表面壓縮應力層之成分，因此，較佳為不含Li2O，即便於含有Li2O之情形時，亦較佳為其含量未達1%，更佳為0.05%以下，尤佳為未達0.01%。
又，Li2O有於化學強化處理時溶出至KNO3等熔鹽中之情形，若使用含有Li之熔鹽進行化學強化處理，則表面壓縮應力明顯降低。就該觀點而言，較佳為不含Li2O。
為提昇高溫下之熔融性、或使失透不易產生，亦可於5%以下之範圍含有CaO。若CaO超過5%，則離子交換速度或對裂紋產生之耐性降低。典型而言為不含CaO。
視需要亦可含有SrO，但由於與MgO、CaO相比SrO使離子交換 速度降低之效果較大，故而即便於含有之情形時，亦較佳為其含量未達1%。典型而言為不含SrO。
鹼土金屬氧化物中，BaO使離子交換速度降低之效果最大，因此，設為不含BaO，或即便於含有之情形時，亦較佳為其含量未達1%。
於含有SrO或BaO之情形時，較佳為該等之含量之合計為1%以下，更佳為未達0.3%。
於含有CaO、SrO、BaO及ZrO2中之任一種以上之情形時，較佳為該等4種成分之含量之合計未達1.5%。若該合計為1.5%以上，則有離子交換速度降低之虞，典型而言為1%以下。
作為玻璃之熔融時之澄清劑，亦可適當含有SO3、氯化物、氟化物等。但，為提高觸控面板等顯示裝置之視認性，較佳為儘量減少如於可見光區域具有吸收之Fe2O3、NiO、Cr2O3等作為雜質而混入至原料中般之成分，分別較佳為以質量百分率表示為0.15%以下，更佳為0.05%以下。
[實施例]
關於表1~7之例1~45，以成為於自SiO2至K2O之欄中以莫耳百分率表示(質量百分率表示)所示之組成之方式，適當選擇氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或硝酸鹽等一般所使用之玻璃原料，以作為玻璃而成為400g之方式進行稱量。對向該所稱量者中添加與其質量之0.2%相當之質量之硫酸鈉所得者進行混合。繼而，將所混合之原料放入至鉑製坩堝，投入至1650℃之電阻加熱式電爐，熔融6小時，進行消泡、均質化。使所獲得之熔融玻璃流入至模材，於Tg+50℃之溫度下保持1小時後，以0.5℃/min之速度冷卻至室溫，而獲得玻璃塊。
於表6~12中，例1~40、42~44為實施例，例41、45為比較例。
將該等玻璃之楊式模數E(單位：GPa)、玻璃轉移點Tg(單位：℃)、黏度成為102dPa．s之溫度T2(單位：℃)、黏度成為104dPa．s之溫度T4(單位：℃)、50~350℃下之平均線膨脹係數α(單位：-7/℃)示於表中。
切斷、研削玻璃塊，最後將兩面加工成鏡面，而獲得尺寸為30mm×30mm、厚度為1.0mm之板狀玻璃。進行至鏡面研磨之步驟係使用#1000之磨石將板狀之玻璃研削300~1000μm，而獲得板狀玻璃，其後，利用氧化鈰進行研磨，而使其表面為鏡面。
其次，對例1~45之板狀玻璃進行如下化學強化處理。各化學強化條件如下所述。例1、2、11~14、16、18、20、42係分別於含有95質量%之KNO3及5質量%之NaNO3的425℃之熔鹽中浸漬6小時而進行化學強化處理。例3、4、6、15、31、44係分別於含有95質量%之KNO3及5質量%之NaNO3的425℃之熔鹽中浸漬10小時而進行化學強化處理。例5、7、8、10、33、43係分別於含有95質量%之KNO3及5質量%之NaNO3的450℃之熔鹽中浸漬6小時而進行化學強化處理。例9、45係分別於含有95質量%之KNO3及5質量%之NaNO3的450℃之熔鹽中浸漬10小時而進行化學強化處理。例17、19、21、24、27、30、32、34~38、40係分別於425℃之100%之KNO3熔鹽中浸漬6小時而進行化學強化處理。例22、25、28、41係分別於450℃之100%之KNO3熔鹽中浸漬6小時而進行化學強化處理。例23、26、29、39係分別於425℃之100%之KNO3熔鹽中浸漬10小時而進行化學強化處理。
對化學強化處理後之各玻璃，利用折原製作所公司製表面應力計FSM-6000測定表面壓縮應力S(單位：MPa)及壓縮應力層深度DOL(單位：μm)，並計算內部拉伸應力T(單位：MPa)。將結果示於表之相應欄。
圖31係表示本發明之一態樣之化學強化玻璃板之4點彎曲強度之魏普圖(Weibull plot)。化學強化玻璃板之樣品係使用對與實施例19及20為相同組成者進行強化、且表面壓縮應力S為905MPa、DOL為22.7μm、板厚為1.1mm者。化學強化後，使用粒度不同之磨石分別進行倒角處理。此處，#400之磨石係研磨粒之平均粒徑為44~37μm(最大粒徑75μm)者，#600之磨石係研磨粒之平均粒徑為26~31μm(最大粒徑53μm)者。
如上所述，若欲抑制4種破損方式全部，則表面壓縮應力S之值越高越佳，另一方面，內部拉伸應力T之值越低越佳。本態樣之化學強化玻璃藉由一面將表面壓縮應力S及內部拉伸應力T之值調整為適當之值、一面研磨玻璃板端面而進一步提高彎曲強度。
根據圖31可知，經#400之磨石研磨之化學強化玻璃板中觀察到複數個彎曲強度成為500MPa以下之樣品，經#600之磨石研磨之化學強化玻璃板中未觀察到彎曲強度成為500MPa以下之樣品。一般而 言，要求化學強化玻璃板之實用之彎曲強度為500MPa以上，因此，可藉由利用#600之磨石進行研磨，而使內部拉伸應力T低於特定值，且確保500MPa以上之彎曲強度。又，就外觀上之觀點而言，亦較佳為利用#600以上之粒度之磨石進行研磨。
測定各玻璃板之倒角部之潛在損傷(凹坑)深度，結果經#400之磨石研磨之化學強化玻璃板中最大為25μm，經#600之磨石研磨之化學強化玻璃板中最大為20μm。因此，藉由於倒角部、尤其於距與倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分，使潛在損傷(凹坑)深度為20μm以下，可提供可經受更多樣之破損狀況之化學強化玻璃板。根據圖31，可知於經#400之磨石研磨之化學強化玻璃板、即、最大具有25μm之潛在損傷(凹坑)深度之情形時，於500MPa以下之彎曲強度下破損之概率為約20%左右。另一方面，藉由使潛在損傷(凹坑)深度最大為20μm，可使於500MPa以下之彎曲強度下破損之概率極低。再者，潛在損傷深度係藉由如上所述般重複進行蝕刻處理而測定。又，經#400之磨石研磨之化學強化玻璃板之表面粗糙度Ra為0.43μm，經#600之磨石研磨之化學強化玻璃板之表面粗糙度Ra為0.26μm。
如上所示，藉由一面將表面壓縮應力S及內部拉伸應力T之值調整為特定值、一面研磨端面，可提供對多種多樣之破損狀況而不易破損之化學強化玻璃板。
[產業上之可利用性]
可用於顯示裝置之覆蓋玻璃、附觸碰感測器之化學強化玻璃等。又，亦可用於太陽能電池基板或飛機用窗玻璃等。
本申請案係基於2012年5月25日申請之日本專利申請案2012-119719、2012年5月30日申請之日本專利申請案2012-123353、及2012年10月23日申請之日本專利申請案2012-233702者，且將其內容作為 參照併入本文。
10‧‧‧玻璃板
11、12‧‧‧主面
13‧‧‧端面
14‧‧‧平坦部
15、16‧‧‧倒角部
21、22‧‧‧化學強化層(壓縮應力層)
23‧‧‧內部拉伸應力層
E‧‧‧板厚

Claims (20)

  1. 一種化學強化玻璃板，其係具有正反之主面、及該正反之主面間之端面，經化學強化處理且呈大致矩形者，表面壓縮應力為800MPa以上，且內部拉伸應力為42MPa以下。
  2. 如請求項1之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850MPa以上，內部拉伸應力為42MPa以下，於上述端面設有倒角部，於距與上述倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分，在蝕刻後於蝕刻面無深度超過20μm之凹坑。
  3. 如請求項2之化學強化玻璃板，其中進而表面壓縮應力層之厚度為20~35μm，板厚為0.5mm以上。
  4. 如請求項3之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850~1200MPa，表面壓縮應力層之厚度為20~35μm，內部拉伸應力為25~42MPa，板厚為0.5~1.5mm。
  5. 如請求項4之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為900~1100MPa，表面壓縮應力層之厚度為25~30μm，內部拉伸應力為30~40MPa，板厚為0.7~1.1mm。
  6. 一種化學強化玻璃板，其係具有正反之主面、及該正反之主面間之端面，經化學強化處理且呈大致矩形者，在距與設於上述端面之倒角部鄰接之主面的板厚方向上之距離為板厚之1/5以內之部分存在的潛在損傷之深度相對於表面壓縮應力層之厚度DOL之比為0.9以下。
  7. 如請求項6之化學強化玻璃板，其中表面壓縮應力為850MPa以上，內部拉伸應力為42MPa以下。
  8. 如請求項1至7中任一項之化學強化玻璃板，其含有以下述氧化物基準之莫耳百分率表示為56~75%之SiO2、5~20%之Al2O3、8~22%之Na2O、0~10%之K2O、0~14%之MgO、0~5%之ZrO2、0~5%之CaO。
  9. 如請求項8之化學強化玻璃板，其中自SiO2含量減去MgO含量所得之差為64%以下。
  10. 如請求項8或9之化學強化玻璃板，其中自Al2O3含量減去MgO含量所得之差為9%以下。
  11. 如請求項8至10中任一項之化學強化玻璃板，其中自Na2O含量減去Al2O3含量所得之差未達5%。
  12. 如請求項8至11中任一項之化學強化玻璃板，其中SiO2、Al2O3、Na2O、MgO及B2O3之含量之合計為98%以上。
  13. 如請求項8至12中任一項之化學強化玻璃板，其中SiO2、Al2O3、Na2O及MgO之含量之合計為98%以上。
  14. 一種顯示裝置，其包括如請求項1至13中任一項之化學強化玻璃板作為覆蓋玻璃。
  15. 一種附觸碰感測器之化學強化玻璃，其係包含觸碰感測器、及搭載該觸碰感測器之如請求項1之化學強化玻璃板者，上述化學強化玻璃板之表面壓縮應力為800MPa以上，且內部拉伸應力為8MPa以上40MPa以下。
  16. 如請求項15之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中表面壓縮應力為900MPa以上，內部拉伸應力為9MPa以上。
  17. 如請求項15或16之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中將上述化學強化玻璃板於溫度90℃下且於0.1mol%之鹽酸中浸漬20小時後的重量減少為1mg/cm2以下。
  18. 如請求項15至17中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其 中壓縮應力層之深度為15μm以上。
  19. 如請求項15至18中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃，其中上述化學強化玻璃板之板厚為1.5mm以下。
  20. 一種顯示裝置，其包括如請求項15至19中任一項之附觸碰感測器之化學強化玻璃。
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