玻璃、化学强化玻璃及显示装置用玻璃板的制作方法_2

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即使对玻璃施加冲击或静负载等负荷也不易破裂的化学强化玻璃及适合 于这种化学强化玻璃的化学强化用玻璃。
[0042] 此外,可以获得使用这种化学强化玻璃作为覆盖玻璃等显示装置用玻璃板的移动 设备、触摸屏、薄型电视机等显示装置。
【附图说明】
[0043] 图1是表示根据玻璃组成计算而求得的R与由熔融钾盐中的Na浓度增加而引起 的表面压缩应力的降低比例r之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0044] 本发明的化学强化玻璃、化学强化玻璃板及显示装置用玻璃板均是通过对本发明 的化学强化用玻璃(以下也称为本发明的玻璃)进行化学强化而获得的,以下也将它们称 作本发明的强化玻璃。
[0045] 本发明的强化玻璃的上述S较好是550MPa以上,更好是超过700MPa。此外,典型 的是S为1200MPa以下。
[0046] 本发明的强化玻璃的上述t较好是30ym以上,更好是超过40ym。此外,典型的 是t为70ym以下。
[0047] 作为用于获得本发明的强化玻璃的化学强化处理的方法,只要是能够对玻璃表层 的Na20和熔融盐中的K20实施离子交换的方法则没有特别限定,例如可例举将玻璃浸渍在 经加热的硝酸钾0^〇 3)熔融盐中的方法。该1^〇3熔融盐可以是1^〇3以外例如含有大约5% 以下的NaN03的熔融盐。
[0048] 为形成具有玻璃所需的表面压缩应力的化学强化层(压缩应力层)的化学强化处 理条件,如果是玻璃板,则随其厚度等的不同而不同,但是,典型的是将玻璃基板在350~ 550°C的KN03熔融盐中浸渍2~20小时。从经济性的观点考虑,优选在350~500°C、2~ 16小时的条件下浸渍,更优选的浸渍时间为2~10小时。
[0049] 对于厚度为0. 4~1. 2mm的对由本发明的玻璃构成的玻璃板进行化学强化而得的 玻璃板,较好是当将其弯曲强度记作H),将用9. 8N的力把维氏压头压入该玻璃板后的玻璃 板的弯曲强度记作F1时,F1/F0为0. 9以上。如果F1/F0不在0. 9以上,则用9. 8N的力在 玻璃板表面形成圧痕时,玻璃板容易破裂。更好是F1/F0为0. 95以上。
[0050] 对于厚度为0. 4~1. 2mm的对由本发明的玻璃构成的玻璃板进行化学强化而得的 玻璃板,较好是当将其弯曲强度记作H),将用19. 6N的力把维氏压头压入该玻璃板后的玻 璃板的弯曲强度记作F2时,F2/F0为0. 7以上。如果F2/F0不在0. 7以上,则用19.8N的力 在玻璃板表面形成圧痕时,玻璃板容易破裂。更好是F2/F0为0. 8以上,特好是0. 9以上。
[0051] 较好是这些厚度为0. 4~1. 2_的对由本发明的玻璃构成的玻璃板进行化学强化 而得的玻璃板的压缩应力层的厚度t为30ym以上、表面压缩应力S为550MPa以上,典型 的是t为 40 ~60ym、S为 650 ~820MPa。
[0052] 本发明的显示装置用玻璃板通常可通过对由本发明的玻璃构成的玻璃板经切割、 开孔、研磨等加工而获得的玻璃板进行化学强化而得到。
[0053] 本发明的显示装置用玻璃板的厚度典型的是0. 3~2mm,通常为0. 4~1. 2mm。
[0054] 本发明的显示装置用玻璃板典型的是覆盖玻璃。
[0055] 对由上述本发明的玻璃构成的玻璃板的制造方法无特别限定,例如可以通过将各 种原料适量混合,加热至约1400~1700°C而熔融后,通过脱泡、搅拌等进行均质化,采用公 知的浮法、下拉法、加压法等成形为板状,退火后,切割成所需的尺寸来制造。
[0056]本发明的玻璃的玻璃化温度Tg较好是400°C以上。如果低于400°C,则导致离子交 换时表面压缩应力松弛,有可能无法获得充分的应力,典型的是570°C以上,较好是600°C 以上。
[0057] 本发明的玻璃的粘度达到102dPa*s时的温度T2较好是1650°C以下。如果T2超 过1650 °C,则有可能玻璃难以熔融。
[0058] 本发明的玻璃的粘度达到104dPa*s时的温度T4较好是1250°C以下。如果T4超 过1250°C,则有可能玻璃难以成形。
[0059] 本发明的玻璃的比重d较好是2. 60以下,更好是2. 55以下。
[0060] 在欲使T2或T4降低、使玻璃的熔解或成形容易实现的情况下,本发明的玻璃较好 是玻璃A。
[0061] 在欲制成即使带有压痕、强度也不会进一步降低的制品的情况下,本发明的玻璃 较好是玻璃B。
[0062] 接着,对于本发明的玻璃的组成,如无特别明确的限定,则用摩尔百分率表示的含 量进行说明。
[0063] 3102是形成玻璃骨架的成分,是必要成分。如果Si02低于62%,则带有压痕时容 易发生强度降低,玻璃表面带有损伤时容易产生裂纹,耐候性降低,比重变大,而且液相温 度上升而玻璃变得不稳定。Si02较好是63%以上,玻璃B中为64%以上、更好是65%以上。 如果Si02超过68%,则T2或T4上升,玻璃的熔解或成形会变得困难。SiO2较好是66%以 下,更好是65. 5%以下,玻璃A中为66%以下。玻璃A中,在欲进一步抑制玻璃表面带有压 痕时的强度的下降的情况下,3;102典型的是63~65%,Si02的以质量百分率表不的含量典 型的是低于64%。
[0064]A1203是使离子交换性能和耐候性提高的成分,是必要成分。如果A1 203低于6%, 则带有压痕时容易发生强度的下降,或通过离子交换无法获得所需的表面压缩应力S、应力 层厚度t。A1203较好是6. 5%以上,更好是7%以上,特好是7.5%以上。如果六1 203超过 12%,则T2或T4上升,玻璃的熔解或成形变得困难,而且液相温度升高而容易失透,所以 A1203较好是11. 5 %以下,玻璃B中较好是10 %以下。
[0065]SiOjPA1 203的总含量较好是71 %以上。如果该总含量低于71 %,则带有压痕时有 可能容易发生强度的下降,典型的是超过72%。玻璃B中,该总含量典型的是73. 5~76%。
[0066] MgO是有可能使离子交换速度降低的成分,但却是抑制产生裂纹或使熔融性提高 的成分,是必要成分。如果MgO低于7%,则T2或T4上升,玻璃的熔解或成形变得困难,MgO 较好是7. 5%以上,更好是8%以上。如果MgO超过13%,则液相温度上升而容易失透,或带 有压痕时容易发生强度的下降,较好是12. 5%以下,更好是12%以下,玻璃B中采用12%以 下。在欲进一步抑制玻璃表面带有压痕时的强度的下降的情况下,MgO典型的是8~11%。
[0067] Na20是通过离子交换形成表面压缩应力层或提高玻璃的熔融性的成分,是必要成 分。如果Na20低于9%,则难以通过离子交换形成所需的表面压缩应力层,Na20较好是9. 5% 以上,更好是10%以上,特好是10. 5%以上,玻璃B中采用12%以上。如果Na20超过17%, 则耐候性降低,而且容易自压痕产生裂纹。Na20较好是16%以下。
[0068] Na20和MgO的总含量较好是21~25%。如果该总含量低于21 %,则T2或T4上 升,有可能难以实现玻璃的熔解或成形,如果该总含量超过25%,则容易自压痕产生裂纹, 或带有压痕时有可能容易发生强度的降低。
[0069] K20虽不是必要成分,但是可以加快离子交换速度的成分,因此也可以在至多7% 的范围内含有K20。如果K20超过7%,则带有压痕时容易发生强度的下降,或容易自压痕产 生裂纹,K20较好是6. 5%以下,更好是6%以下,玻璃B中采用6%以下,更好是2. 5%以下。 含有K20时,其含量较好是0. 5%以上。
[0070] 含有K20时,Na20和K20的总含量R20较好是22%以下。如果R20超过22%,则耐 候性降低,或容易自压痕产生裂纹,R2〇较好是21 %以下,更好是20 %以下,玻璃B中较好是 18%以下。此外,R20较好是14%以上,典型的是15%以上。
[0071] 本发明的玻璃、尤其是玻璃B中,Na20、K20和MgO的总含量较好是24~28%。如 果该总含量低于24%,则T2或T4上升,有可能难以实现玻璃的熔解或成形,如果该总含量 超过28%,则容易自压痕产生裂纹,或带有压痕时有可能容易发生强度的降低,该总含量典 型的是27%以下。
[0072] 在欲进一步抑制玻璃表面带有压痕时的强度的下降的情况下,典型的是Na2〇S 11~16%或12~16%、K20为0~5%、R20为15~17%,典型的是1(20含量低于3%时, Na20 为 13. 5 ~16%。
[0073] 在欲提高Tg等的情况下,由R20的含量减去A1203的含量而得的差(R20-Al203)较 好是低于10%。如果该差值为10%以上,则Tg降低,或在化学强化时容易发生应力松弛。
[0074] Zr02虽不是必要成分,但为了降低高温下的粘性、或增大表面压缩应力等,也可以 在不超过0. 8%的范围内含有Zr02。如果Zr02超过0. 8%,则带有压痕时容易发生强度的下 降,或容易产生碎肩(chipping)cZr02较好是0. 7 %以下,更好是0. 6 %以下,特好是0. 55% 以下,玻璃B中较好是0.5%以下。
[0075] 本发明的玻璃的采用Si02、Al203、Mg0、Ca0、Zr02、Na20&K20的各成分的以摩尔百 分率表不的量,并利用下
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