减小由化学强化处理导致的玻璃基板的翘曲的方法、化学强化玻璃及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种减小由化学强化处理导致的玻璃基板翘曲的方法、翘曲减小的化 学强化玻璃及减小翘曲的化学强化玻璃的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，平板个人电脑、智能手机及电子书阅读器等便携式信息设备中，具备触控 面板显示器的设备成为主流。触控面板显示器具有在显示器用玻璃基板上重叠触摸感应器 玻璃与保护玻璃的结构、或使触摸感应器玻璃与保护玻璃一体化的结构。
[0003] 对于这样的便携式信息设备，要求轻量及薄型化，因此，要求用于显示器保护用的 保护玻璃也变薄。
[0004] 然而，使保护玻璃的厚度变薄时，存在的问题是，强度下降，因使用中或携带中的 掉落等而使保护玻璃本身破裂。
[0005] 因此，为了提高耐擦伤性，以往的保护玻璃通过对利用浮法制造的浮法玻璃进行 化学强化而在表面形成压应力层，从而提高保护玻璃的耐擦伤性。
[0006] 作为化学强化的方法，通常使用通过在KN〇3的熔盐中浸渍玻璃板而将玻璃中的Na 离子置换为熔盐中的K离子的离子交换工艺。在这种情况下，通过使离子半径大于Na离子的 K离子渗入至玻璃的网络内，而在玻璃表面产生压应力（以下，记作CS)。此处，将通过化学强 化而产生的压应力层的深度称为层的深度(DepthofLayer，以下，记作D0L)。
[0007] 对于浮法玻璃而言，已经报道了在该化学强化处理后产生翘曲而损害平坦性（专 利文献1)。认为该翘曲是由于浮法成形时不与熔融锡接触的玻璃面（以下，也称为顶面)及 与熔融锡接触的玻璃面(以下，也称为底面)的压应力层的状态不同而产生的。
[0008] 以往，作为浮法玻璃的顶面与底面压应力层的状态不同的原因，认为是由于在浮 法成形时，熔融金属渗入至与熔融金属接触的玻璃面内（专利文献1)。
[0009] 在专利文献1中，公开了不对利用浮法方式制造、加工的板状体进行表面抛光，而 使其浸渍于或接触Li离子或Na离子或它们的混合无机盐后进行化学强化，从而改善上述翘 曲。
[0010] 另外，以往，为了减小上述翘曲，采取如下应对方法:通过减小由化学强化产生的 压应力而减小两表面间的应力差，或者通过对浮法玻璃的顶面及底面进行磨削处理或抛光 处理等而去除表面异质层后进行化学强化，从而不会产生离子交换反应的差异等。
[0011] 现有技术文献 [0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本特公平7-72093号公报
【发明内容】
[0014]发明所要解决的问题
[0015]然而，在专利文献1所记载的方法中，需要在化学强化前将浮法玻璃在混合无机盐 中进行浸渍处理，较为繁杂。而且，对于减小压应力的方法而言，有可能化学强化后的浮法 玻璃的强度变得不足。
[0016]另外，从提高生产率的观点出发，在化学强化前对浮法玻璃的顶面及底面进行磨 削处理或抛光处理等的方法存在问题，优选省略这些磨削处理或抛光处理等。
[0017]因此，本发明的目的在于提供一种通过简便的方法可以有效地抑制化学强化后的 翘曲、也可以充分地提高生产率的方法、抑制翘曲的化学强化玻璃的制造方法及化学强化 玻璃。
[0018]用于解决问题的手段
[0019]本发明人等发现，通过在玻璃基板的至少顶面形成至少一层具有特定膜厚的膜， 可以有效地减小化学强化后的浮法玻璃的翘曲，基于该发现，完成了本发明。
[0020]g卩，本发明如下所述。
[0021] 1.-种减小玻璃基板的翘曲的方法，其通过在利用浮法成形且具有成形时与熔融 金属接触的底面和与该底面相对的顶面的玻璃基板的至少顶面上形成至少一层膜，从而减 小之后的化学强化处理所导致的玻璃基板的翘曲，其中，
[0022]所述玻璃基板为利用硝酸钾熔盐在420°C下进行150分钟化学强化处理时的压应 力层深度为20μηι以下的玻璃基板，
[0023]所述膜含有至少一种以上包含硅的氧化物及复合氧化物，且膜厚为17nm以上。 [0024] 2.根据前项1所述的方法，其中，所述膜的膜密度为1.9~2.3g/cm3。
[0025] 3.根据前项1或2所述的方法，其中，所述玻璃基板用于化学强化温度为T(单位：K)、化学强化时间为t(单位:小时）的化学强化处理，且所述玻璃基板含有Si02,使用Si02、 A12〇3、MgO、CaO、Sr0、BaO、Zr02、Na20和K20各自的以质量百分率计的含量利用下式求出的do1 为20以下，
[0026]dol=-0 · 13X AI2O3-I· 88XMg〇-2 · 41X Ca〇-l· 85X Sr〇-l· 35X Ba〇-l· 59X Zr〇2+ 1 · 50X Na20+2 · 42X K20-129359/T+9 · 28X t0.5+182 · 88。
[0027]4.根据前项1~3中任一项所述的方法，其中，以氧化物基准的质量百分率计，所述 玻璃基板含有60~80%的Si02、0.01~8%的Ah〇3、8~22%的Na20、0~7%的K20、0~17%的 Mg0、0~22% 的Ca0、0~8% 的Sr0、0~8% 的Ba0、0~5% 的Zr〇2。
[0028]5.根据前项1~4中任一项所述的方法，其中，以氧化物基准的质量百分率计，所述 玻璃基板含有60~80%的Si02、0.01~8%的Al2〇3、8~22%的Na20、0~7%的K20、0~5%的 Zr02，在含有MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一种的情况下，MgO、CaO、SrO和BaO的含量的合计 为5~25%，Na20与K20的含量之和与Ah〇3的含量之比（Na20+K2〇)/Al2〇3为1.5以上。
[0029] 6.根据前项5所述的方法，其中，所述(Na20+K20)/Al203为10以下。
[0030] 7 .根据前项1~6中任一项所述的方法，其中，所述玻璃基板含有CaO、SrO和BaO中 的至少一种，且CaO、SrO和BaO的含量的合计以氧化物基准的质量百分率计为1~10 %。
[0031] 8.根据前项1~7中任一项所述的方法，其中，所述膜为通过常压CVD法形成的膜。
[0032]9. -种化学强化玻璃的制造方法，其包括如下工序：
[0033]成膜工序，对于利用浮法成形、具有成形时与熔融金属接触的底面和与该底面相 对的顶面、且利用硝酸钾熔盐在420°C下进行150分钟化学强化处理时的压应力层深度为20 μπι以下的玻璃基板，在该玻璃基板的所述顶面上形成至少一层膜;和
[0034]化学强化工序，对形成有所述膜的所述玻璃基板进行化学强化处理；
[0035]其特征在于，在所述成膜工序中，形成所述膜使得所述膜含有至少一种以上包含 硅的氧化物及复合氧化物且膜厚为17nm以上，由此减小所述化学强化工序中的所述玻璃基 板的翘曲。
[0036] 10.根据前项9的化学强化玻璃所述的制造方法，其中，在所述成膜工序中，形成所 述膜使得膜密度为1 · 9~2 · 3g/cm3 〇
[0037] 11.根据前项9或10所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，
[0038]所述玻璃基板含有Si02，
[0039] 在所述化学强化工序中，将化学强化温度设为T(单位:K)，并将化学强化时间设为 t(单位:小时），进行处理使得使用所述玻璃基板的Si02、Al203、Mg0、Ca0、Sr0、Ba0、Zr02、Na20 和K2O各自的以质量百分率计的含量利用下式求出的dol为20以下，
[0040]dol=-0 · 13XAI2O3-I· 88XMg〇-2 · 41XCa〇-l· 85XSr〇-l· 35XBa〇-l· 59XZr〇2+ 1 · 50XNa20+2 · 42XK20-129359/T+9 · 28Xt0.5+182 · 88。
[0041]12.根据前项9~11中任一项所述的化学强化玻璃的制造方法，其中，在所述成膜 工序中，通过常压CVD法形成所述膜。
[0042]13.-种化学强化玻璃，其为通过对于利用浮法成形、具有成形时与熔融金属接触 的底面和与该底面相对的顶面、且利用硝酸钾熔盐在420°C下进行150分钟化学强化处理时 的压应力层深度为20μπι以下的玻璃基板，在该玻璃基板的所述顶面上形成至少一层膜，并 对形成有所述膜的所述玻璃基板进行化学强化处理而得到的化学强化玻璃，其特征在于，
[0043]所述膜含有至少一种以上包含硅的氧化物及复合氧化物，且膜厚为17nm以上，化 学强化处理后的从距离所述膜的表层的深度为5nm起至距离所述膜的表层为膜厚的80 %的 位置存在的K量的平均值(单位:原子％ )除以距离所述玻璃基板与所述膜的界面的深度为 20nm至30nm存在的K量的平均值(单位:原子％ )所得的值为0 · 2以上，或者
[0044]化学强化处理后的从距离所述膜的表层的深度为5nm起至距离所述膜的表层为膜 厚的80%的位置存在的Na量的平均值(单位:原子％ )除以距离所述玻璃基板与所述膜的界 面的深度为20nm至30nm存在的Na量的平均值(单位:原子％)所得的值为0.2以上。
[0045]14.根据前项13所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率计，所述 玻璃基板含有60~80%的Si02、0.01~8%的Ah〇3、8~22%的Na20、0~7%的K20、0~17%的 Mg0、0~22% 的Ca0、0~8% 的Sr0、0~8% 的Ba0、0~5% 的Zr〇2。
[0046]15.根据前项13或14所述的化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的质量百分率计， 所述玻璃基板含有60~80%的Si02、0.01~8%的Al2〇3、8~22%的Na20、0~7%的K20、0~ 5 %的Zr02，在含有MgO、CaO、SrO和BaO中的至少一种的情况下，MgO、CaO、SrO和BaO的含量的 合计为5~25%，Na20与K20的含量之和与Al2〇3的含量之比(Na20+K20)/Al203为1.5以上。 [0047]16.根据前项15所述的化学强化玻璃，其中，所述(Na20+K20)/Al203为10以下。
[0048]17.根据前项13~16中任一项所述的化学强化玻璃，其中，所述玻璃基板含有CaO、 SrO和BaO的至少一种，且Ca0、Sr0和BaO的含量的合计以氧化物基准的质量百分率计为1~ 10%〇
[0049]发明效果
[0050]根据本发明，通过在玻璃基板的至少顶面形成至少一层具有特定膜厚的膜，可以 调