保护玻璃的制作方法

保护玻璃的制作方法
【专利摘要】一种保护玻璃，其为最表面的压应力为500MPa以上、具有深度为15μm以上的压应力层且板厚小于0.8mm的保护玻璃，其中，在砂纸落球试验中，破坏时的平均落球高度为17cm以上，所述砂纸落球试验如下：将保护玻璃配置在包含花岗岩的基台上，在使保护玻璃的上表面与P30(JIS?R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下，使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下。
【专利说明】保护玻璃
【技术领域】
[0001]本发明涉及保护玻璃，特别是涉及平板显示装置中使用的保护玻璃。
【背景技术】
[0002]近年来，对于F1DP (Plasma Display Panel,等离子体显不面板)、LCD (LiquidCrystal Display,液晶显示器)、手机、便携信息终端(PDA)、台式电脑、笔记本电脑、带触控传感器功能的平板电脑等平板显示装置而言，为了保护显示器以及改善美观，将薄的板状保护玻璃配置于显示器的正面(例如专利文献I)。
[0003]近年来，对于这些装置要求轻量、薄型化，因此，保护玻璃也具有要求变得更薄的倾向。例如，手机的保护玻璃的厚度一般为1.1mm，但正在要求减薄至约0.7mm。
[0004]另外，对于rop、IXD的保护玻璃而言，正在要求其厚度减薄至约0.7mm。[0005]但是，如果使保护玻璃的厚度变薄，则强度降低，有时会由于使用时或携带时落下等而导致保护玻璃自身破裂，存在不能发挥保护显示装置这样的本来的作用的问题。
[0006]因此，现有的保护玻璃通过对玻璃板进行化学强化而在表面形成压应力层，提高保护玻璃的耐擦伤性。即，通过进行化学强化来抑制玻璃粉碎或破裂(例如专利文献2)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:美国专利公开2011/045961号公报
[0010]专利文献2:美国专利公开2011/0165393号公报

【发明内容】

[0011]发明所要解决的问题
[0012]但是，在使用者误使平板显示装置落下等情况下，对保护玻璃造成冲击时，即使是化学强化后的保护玻璃，有时也会产生以穿透压应力层的伤痕为起点使玻璃以较慢的速度破裂的慢速裂纹(以下，将这种玻璃的裂纹称为慢速裂纹)。需要说明的是，该慢速裂纹为一般破裂碎片少、最典型地为一条裂纹从破坏起点开始延伸而使保护玻璃破裂为两个的现象。
[0013]特别是有报道称，对于多立起来使用的带触控传感器功能的平板电脑而言，在使用者误将带触控传感器功能的平板电脑弄倒等情况下，对保护玻璃施加通常不使其破裂的程度的冲击时，即使是化学强化后的保护玻璃也会产生裂纹。认为该裂纹为慢速裂纹。
[0014]这种慢速裂纹以往没有被视为问题，要求使其更难以产生。
[0015]另外，带触控传感器功能的平板电脑与手机、便携信息终端相比尺寸更大，因此，为了轻量化而要求使玻璃更薄，实际上，作为其保护玻璃，使用厚度为0.6_的玻璃。结果，在带触控传感器功能的平板电脑中，慢速裂纹的问题变得显著。
[0016]虽然要求使保护玻璃的厚度进一步变薄，但这种情况下，存在慢速裂纹更容易产生的问题。[0017]因此，本发明的目的在于提供耐慢速裂纹性强的带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃等保护玻璃。
[0018]用于解决问题的手段
[0019]本发明人在对慢速裂纹进行考察、研究的基础上发现，该慢速裂纹在带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中是显著的问题，并完成了本发明。
[0020]该慢速裂纹在带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中是显著的问题的理由如下。
[0021]例如，rop、IXD、台式电脑、笔记本电脑等在电视柜、书桌上使用，因此，与产生穿透压应力层的伤痕的物质接触的可能性低，另外，经受使保护玻璃产生慢速裂纹的程度的冲击的可能性小，因此比较不容易产生慢速裂纹。另一方面，手机、便携信息终端等由于是使用者随身携带的设备，因此与产生穿透压应力层的伤痕的物质接触的可能性高，并且由于落下等而经受冲击的可能性高。但是，手机、便携信息终端等的尺寸小、从高处落下的情况多，因此，在误使其落下的情况下主要产生以边缘为起点的冲击裂纹(典型的是玻璃粉碎)。因此可知，在手机、便携信息终端等中也比较不容易产生慢速裂纹。
[0022]与此相对，对于带触控传感器功能的平板电脑而言，尺寸为150~350mmX100~250mm并且重量为150~lOOOg，尽管与手机、便携信息终端等相比，尺寸更大且重量更重，但也是使用者随身携带的设备。需要说明的是，尺寸是指显示器面的面积，尺寸为150~350mmX 100~250_是指纵向或者一边为150~350_、横向或者另一边为100~250_。作为使用方法的例子，例如有:在厨房将带触控传感器功能的平板电脑立起来边看菜谱边做料理，在会议室将带触控传感器功能的平板电脑立起来边看资料边讨论等的使用方式。 [0023]因此可知，在误使带触控传感器功能的平板电脑落下的情况、误使其倒下的情况下，带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃与手机、便携信息终端相比，玻璃的面积更大，因此与破坏起点的接触可能性更高，由于玻璃薄而使化学强化时的内部拉应力高，由于产品重而在即使从膝盖上等较低的高度下落的情况下，此时产生的冲击能量也高，因此容易产生穿透表面压应力层的伤痕，从而容易产生慢速裂纹。
[0024]本发明提供以下的方式。
[0025](I) 一种保护玻璃，其为最表面的压应力为500MPa以上、具有深度为15 μ m以上的压应力层且板厚小于0.8mm的保护玻璃，其中，
[0026]在砂纸落球试验中，破坏时的平均落球高度为17cm以上，
[0027]所述砂纸落球试验如下:将所述保护玻璃配置在包含花岗岩的基台上，在使所述保护玻璃的上表面与P30 (JIS R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下，使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下。
[0028](2)如(I)所述的保护玻璃，其特征在于，板厚为0.6mm以下。
[0029](3)如(I)或⑵所述的保护玻璃，其用于尺寸为150~350mmX100~250mm且重量为150~1000g的带触控传感器功能的平板电脑。
[0030](4) 一种保护玻璃，其为最表面的压应力为500MPa以上、具有深度为15 μ m以上的压应力层且板厚小于0.8mm的保护玻璃，其中，
[0031]将化学强化后的玻璃的破坏韧性设SKk(单位:Pa*mV2)并将其拉应力设为oTS (单位:MPa)时，由下式⑴求出的Λ为_3MPa以上，[0032]Δ =94.9 X Kic-Q TS (I)。
[0033](5)如(4)所述的保护玻璃，其板厚为0.6mm以下。
[0034](6)如⑷或(5)所述的保护玻璃，其用于尺寸为150~350mmX 100~250mm且重量为150~1000g的带触控传感器功能的平板电脑。
[0035]发明效果
[0036]本发明的保护玻璃的板厚小于0.8mm,因此可以满足薄型化的要求。另外，即使在对保护玻璃施加大的冲击的情况下，也可以抑制慢速裂纹的产生。即，利用本发明的保护玻璃，可以实现薄型化、轻量化，并且可以抑制慢速裂纹的产生。
[0037]特别是通过在尺寸为150~350mmX 100~250mm且重量为150~1000g的带触
控传感器功能的平板电脑中使用，可以抑制带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中典型出现的慢速裂纹的产生，可以得到更显著的效果。
【专利附图】

【附图说明】
[0038]图1是表示在带触控传感器功能的平板电脑落下时保护玻璃产生慢速裂纹的状况的示意图。
[0039]图2(a)是表示产生慢速裂纹时的破坏起点的示意图，图2(b)是表示从图2(a)的破坏起点产生的裂纹的示意图。 [0040]图3(a)是表示产生慢速裂纹后的带触控传感器功能的平板电脑的照片的图，图3(b)是表示从上方观察破坏起点而得到的放大照片的图，图3(c)是表示从侧面观察破坏起点而得到的照片的图。
[0041]图4是示意地表示图3(c)的断裂面的图。
[0042]图5是表示从侧面观察产生非慢速裂纹后的保护玻璃的破坏起点的照片的图。
[0043]图6是示意地表示图5的断裂面的图。
[0044]图7是表示产生蛛网状裂纹后的保护玻璃的照片的图。
[0045]图8是慢速裂纹的再现方法的示意图。
[0046]图9(a)是表示在图8的慢速裂纹的再现方法中化学强化玻璃的产生裂纹时的破坏起点的示意图，图9(b)是表示从图9(a)的破坏起点产生的裂纹的示意图。
[0047]图10(a)是表示在将化学强化玻璃配置在包含花岗岩的基台上、在使化学强化玻璃的上表面与P30的砂纸的摩擦面接触的状态下使Φ0.75英寸、4g的不锈钢性的球体从17cm的高度落下从而产生慢速裂纹后的保护玻璃的照片的图，图10(b)是从侧面观察图10(a)的破坏起点而得到的照片的图。
[0048]图11 (a)是表示P30的砂纸的放大照片的图，图11 (b)是表示浙青混凝土的放大照片的图，图11(c)是表示P30的砂纸前端的角度分布与砂的前端的角度分布的图表。
[0049]图12是表示实施例1~10和比较例I~3的特性、砂纸落球试验中的平均破坏高度、以及Λ的表。
[0050]图13是表示实施例1~10和比较例I~3中的、砂纸落球试验中的平均破坏高度与Λ的关系的图表。
【具体实施方式】[0051]首先，对在带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中作为显著的问题的慢速裂纹的机制进行说明。
[0052]图1是表示在带触控传感器功能的平板电脑落下时保护玻璃产生慢速裂纹的状况的示意图。图2 (a)是表示产生慢速裂纹时的破坏起点的示意图，图2(b)是表示从图2 (a)的破坏起点产生的裂纹的示意图。图3(a)是表示产生慢速裂纹后的带触控传感器功能的平板电脑的照片的图，图3(b)是表示从上方观察破坏起点而得到的放大照片的图，图3(c)是表示从侧面观察破坏起点而得到的照片的图。
[0053]带触控传感器功能的平板电脑以包围图像显示部的方式设置有近似矩形的框架，保护玻璃被支撑于框架上。如图1所示，带触控传感器功能的平板电脑I在落下到地面(浙青混凝土等)而以保护玻璃2朝下的状态与浙青混凝土 3中的碎石4上的砂5等接触时，压应力作用于破坏起点0，拉应力作用于保护玻璃的图像显示部侧(图2(a))。接着，拉应力作用于破坏起点0，裂纹C延伸，保护玻璃2破裂(图2(b))。需要说明的是，破坏起点有时也产生在保护玻璃的中央部，但框架会限制保护玻璃的弯曲，产生在破坏起点的应力增大，因此多产生在由框架支撑的区域的一部分。这种保护玻璃2的裂纹不仅在落下到地面上的情况下产生，在落下到会议室、起居室、厨房等的地板面上时也会产生。
[0054]此时的保护玻璃2的裂纹由图3(c)的断裂面可知，比压应力层的深度深的伤痕成为破坏起点。在图3(a)和(b)中，一条裂纹从破坏起点开始延伸，保护玻璃破裂为2个。进一步观察该图3(c)所示的断裂面时，在比压应力层的深度深的破坏起点的周围，观察到如镜子般光滑的镜面半径(mirror radius)长的镜面(mirror)。
[0055]图4是示意性地表示图3(c)的断裂面的图。断裂面反映破坏的过程、即破坏起点、破坏的进行方向、破坏缓慢进行还是快速进行等因素。根据对该慢速裂纹的断裂面的分析，镜面半径长的镜面意味着利用小的应力使破坏进行，这样光滑的断裂面意味着裂纹以比音速慢得多的速度缓慢地增长。因此，根据图3(c)的断裂面可知，在保护玻璃上形成比压应力层的深度深的起点后，裂纹缓慢增长，以小的应力使破坏进行。通过这样的慢速裂纹，破裂的保护玻璃变成数片至(根据情况)数十片破裂碎片。典型地为2片至20片，一条裂纹从图3(a)和(b)所示的破坏起点开始延伸从而使保护玻璃破裂为2个的例子是慢速裂纹的象征性的例子。
[0056]是否是慢速裂纹以下述方式更细微地进行辨别。首先，如果不是破坏起点可知的裂纹则不能称为慢速裂纹。另外，观察其破坏起点附近，在穿透压应力层的伤痕即比压应力层深度(所谓D0L)深的伤痕被确认为破坏起点时，是慢速裂纹。另外，在镜面半径长、断裂面为镜面且未观察到雾面、锯齿时，是慢速裂纹。
[0057]接着，为了与慢速裂纹进行对比，对不是慢速裂纹的保护玻璃的裂纹(以下也称为非慢速裂纹)进行说明。作为非慢速裂纹，对将努氏压头压入玻璃表面而产生的保护玻璃的裂纹进行说明。图5是表示从侧面观察非慢速裂纹所致的保护玻璃的破坏起点而得到的照片的图，图6是不意地表不图5的断裂面的图。
[0058]观察该非慢速裂纹的断裂面时，在压应力层内形成破坏起点，在周围观察到如镜子般光滑的镜面半径短的镜面，进而在镜面的周围存在雾面(mist)。根据该非慢速裂纹的断裂面的分析，镜面半径短的镜面意味着利用大的应力使破坏进行，雾面意味着裂纹急速增长。因此，根据图5的断裂面可知，在保护玻璃上形成比压应力层的深度浅的破坏起点后，以大的应力进行破坏，裂纹急速增长。如果产生非慢速裂纹，则如图7所示，保护玻璃通过以蜘蛛网状延伸的多条裂纹而成为多片(20片以上)的玻璃片(以下，将这样的裂纹也称为蛛网状裂纹)。由此可知，慢速裂纹和非慢速裂纹以完全不同的模式产生破坏。
[0059]对于非慢速裂纹而言，破坏起点产生在压应力层内，因此，为了防止这一点，增大表面压应力、加深压应力层是有效的。但是，对于慢速裂纹而言，破坏起点产生在超过压应力层的区域、即拉应力层(伤痕的深度典型地为数十微米至数百微米，基于化学强化的压应力层为数微米至数十微米)，因此，需要在容易产生慢速裂纹的带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中选择出具有耐慢速裂纹性强的机械特性的保护玻璃。
[0060]因此，本发明人发现了以下说明的砂纸落球试验作为用于再现该慢速裂纹的方法。而且，通过由该砂纸落球试验求出阈值并将阈值以上的保护玻璃作为带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃，能够提供即使薄型化、耐慢速裂纹性也强的带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃。
[0061]砂纸落球试验中，如图8所示，将表面形成有压应力层的化学强化玻璃10配置于基台11上，使化学强化玻璃10与包含大小为压应力层的深度以上的研磨材料的砂纸12的摩擦面12a接触，使铁球等球体13从上方落下。此时，砂纸12优选配置于化学强化玻璃10的上方，化学强化玻璃10的上表面IOa与砂纸12的摩擦面12a接触，球体13落下到砂纸12的与摩擦面12a相反的一侧的面12b。
[0062]作为基台11，优选由花岗岩这样的硬的石头形成。由此，与容易产生作为破坏起点的伤痕的由框架支撑的保护玻璃的区域相同地，能够排除应力消除的部位。但是，基台11的材质可以根据目的来改变弹性模量、挠曲，可以适当选择直材、玻璃、中央被挖空的框架
坐 寸O
[0063]本发明中的砂纸不限于研磨纸(纸锉、JIS R6252:2006)，包括在基材上利用胶粘剂涂布有研磨材料的研磨纸或与其相当的研磨纸，例如包括研磨布(Jis R6251:2006)、耐水研磨纸(JIS R6253:2006)等。
[0064]在砂纸12中，根据所包含的研磨材料的粒度，存在P12~P2500号(JIS R6252、2006)。研磨材料典型地是氧化铝、碳化硅。如果将浙青混凝土中含有的砂的粒径假定为
0.06mm~1mm，则作为砂纸12中含有的研磨材料的粒度，P30~P600大致与此对应。
[0065]例如，若将压应力层的深度假定为30 μ m，则作为含有比压应力层的深度大的研磨材料的砂纸，可选择 P30 (D3:710 μ m)、PlOO (D3:180μπι)、Ρ320 (d3:66.8 μ m)、P600 (d3:43.0 μ m)等砂纸。
[0066]球体13的材质、重量可以根据目的而改变，典型地，使用不锈钢制的4~150g的不锈钢球。
[0067]这样，通过使球体13落下到配置于基台11上的化学强化玻璃10，在化学强化玻璃10上利用砂纸12中含有的研磨材料在上表面IOa侧的比压应力层深的部位产生破坏起点O0
[0068]此时，压应力作用于破坏起点0，拉应力作用于其周围(图9(a))。接着，拉应力作用于破坏起点0，裂纹C延伸，保护玻璃破裂(图9(b))。即，破坏起点的面存在上表面和下表面的差异，但以与图2(a)和(b)中说明过的慢速裂纹相同的机制产生裂纹。
[0069]图10 (a)是表示将化学强化玻璃10配置于包含花岗岩的基台上、在使化学强化玻璃10的上表面与P30的砂纸12的摩擦面接触的状态下使包含Φ0.75英寸、4g的不锈钢的球体13从17cm的高度落下从而产生慢速裂纹后的保护玻璃的照片的图，图10(b)是从侧面观察图10(a)的破坏起点而得到的照片的图。
[0070]化学强化玻璃中，一条裂纹延伸从而保护玻璃破裂为2个，另外，图10(b)中示出与图3(c)同样的断裂面，可知以与慢速裂纹相同的机制产生裂纹。
[0071]图11 (a)是P30的砂纸的放大照片，图11 (b)是浙青混凝土(采于横滨)的放大照片，图11 (C)是表示P30的砂纸前端的角度分布与砂的前端的角度分布的图表。图11 (C)中，分别在144处观测砂纸，在149处观测砂，并以砂纸或砂的前端角度为横轴、以频率为纵轴进行表示。本发明中，基于P30的砂纸中含有的作为研磨材料的氧化铝与浙青混凝土中含有的碎石等的形状的近似性，选择P30的砂纸。
[0072]本发明的带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃是在砂纸落球试验中破坏时的平均落球高度为17cm以上的玻璃，所述砂纸落球试验如下:将保护玻璃配置在包含花岗岩的基台上，在使保护玻璃的上表面与P30(JIS R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下，使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下。需要说明的是，在砂纸落球试验中破坏时的平均落球高度为17cm以上的理由在后述实施例中进行说明。
[0073]对于本发明的带传感器功能的平板电脑用保护玻璃而言，为了提高耐损伤性，进行化学强化时的压应力层的深度为15 μ m以上，优选为20 μ m以上，更优选为30 μ m以上。另外，化学强化玻璃的压应力为500MPa以上，优选为600MPa以上，更优选为700MPa以上。化学强化例如通过在435°C的硝酸钾(KNO3)熔盐中浸溃4小时来进行，但可以通过改变硝酸钾(KNO3)熔盐的温度 、浸溃时间、熔盐等来调整达到化学强化的方法。
[0074]化学强化玻璃的板厚小于0.8mm,更优选为0.6mm以下,进一步优选为0.5mm以下。另外，例如使用以下组成的玻璃。
[0075](i) 一种玻璃，以由摩尔％表示的组成计，含有50~80%的SiO2、2~25%的A1203、O ~10% 的 Li20、0 ~18% 的 Na20、0 ~10% 的 K20、0 ~15% 的 Mg0、0 ~5% 的 CaO 和 O ~5%的Zr02。在此，例如“含有O~10%的K20”是指，K2O不是必须的，可以在10%以下的范围内且不损害本发明的目的的范围内含有(下同)。
[0076](ii) 一种玻璃，由摩尔％表示的组成为:含有50~74%的SiO2U~10%的Al2O3'6 ~14% 的 Na20、3 ~11% 的 K20、2 ~15% 的 Mg0、0 ~6% 的 CaO 和 O ~5% 的 ZrO2,且 SiO2和Al2O3的含量的合计为75%以下，Na2O和K2O的含量的合计为12~25%，MgO和CaO的含量的合计为7~15%。
[0077](iii) 一种玻璃，由摩尔％表示的组成为:含有68~80%的Si02、4~10%的A1203、5 ~15% 的 Na20、0 ~1% 的 K20、4 ~15% 的 MgO 和 O ~1% 的 Zr02。
[0078](iv) 一种玻璃，由摩尔%表示的组成为:含有67~75%的Si02、0~4%的Al2O3'7~15%的Na2O, I~9%的K20,6~14%的MgO和O~1.5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合计为71~75%，Na2O和K2O的含量的合计为12~20%，含有CaO时其含量小于1%。
[0079]实施例
[0080]以下对本发明的实施例进行说明。
[0081]首先，使用目前市售的带传感器功能的平板电脑中耐慢速裂纹性比较强的带传感器功能的平板电脑进行倾倒试验。倾倒试验中，在撒有砂的桌上，将垂直支撑的带传感器功能的平板电脑的支撑取下，目视观察保护玻璃在倾倒时有无产生慢速裂纹。结果，市售的带传感器功能的平板电脑用的保护玻璃未产生慢速裂纹。
[0082]接着，以与该带传感器功能的平板电脑中搭载的保护玻璃相同的玻璃材料A，对板厚相同且破坏韧性(Kic)相同的玻璃以达到大致相同的压应力(σκ)、压应力层深度(DOL)的方式进行化学强化，并进行砂纸落球试验。将该玻璃作为比较例1，将玻璃材料、板厚、压应力(。《)、压应力层深度(DOL)、拉应力(oTS)、破坏韧性(Kic)与砂纸落球试验中的平均破坏高度一起示出于图12。
[0083]使用折原制作所制玻璃表面应力计(FSM-6000LE)来测定压应力值(σ cs)和压应力层的深度(DOL)。另外，通过使光通过化学强化玻璃的化学强化层来测量表面压应力层的折射率，使用玻璃的光弹性常数按照理论公式来计算拉应力(σ TS)。
[0084]玻璃材料A为具有以下组成的材料。[0085]SiO2:66.7 摩尔 ％
[0086]Al2O3:10.8 摩尔 ％
[0087]NaO:13.2 摩尔 ％
[0088]KO: 2.4 摩尔 ％
[0089]MgO:6.2 摩尔 ％
[0090]CaO:0.6 摩尔 ％
[0091]砂纸落球试验中，准备15片切割为尺寸:50mmX50mm的化学强化玻璃，将15片玻璃依次配置于包含花岗岩的基台上，在使玻璃的上表面与P30(JIS R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下，计算出破坏时的落球高度的简单平均数，作为平均破坏高度。结果，对于比较例I的玻璃而言，砂纸落球试验中的平均破坏高度为17cm。由此可以判断，若砂纸落球试验中的平均破坏高度为17cm以上，则具有与目前市售的带传感器功能的平板电脑用保护玻璃同等的耐慢速裂纹性能。
[0092]接着，使用板厚为0.6mm的相同组成的玻璃(比较例2)，在化学强化后进行砂纸落球试验，结果，砂纸落球试验中的平均破坏高度为14cm。因此，对于该玻璃组成和化学强化条件而言，在板厚为0.6mm的情况下，耐慢速裂纹性能不充分，可知，若进行薄型化则存在产生慢速裂纹的频率升高的可能性。
[0093]接着，对玻璃材料B的玻璃进行化学强化，各制作15片实施例1~10和比较例3的玻璃。将玻璃材料、板厚、压应力(σκ)、压应力层深度(DOL)、拉应力(oTS)、破坏韧性(Kic)与砂纸落球试验中的平均破坏高度一起示出于图12。
[0094]玻璃材料B为具有以下组成的材料。
[0095]SiO2:72.5 摩尔 ％
[0096]Al2O3:6.2 摩尔 ％
[0097]NaO:12.8 摩尔 ％
[0098]MgO:8.5 摩尔 ％
[0099]结果可知，实施例1~10中，砂纸落球试验中的平均破坏高度均为17cm以上，即使进行薄型化，也具有与目前市售的带传感器功能的平板电脑用保护玻璃同等以上的耐慢速裂纹强度。与此相对，对于比较例3的玻璃而言，砂纸落球试验中的平均破坏高度为16cm，可知，若进行薄型化则存在产生慢速裂纹的频率升高的可能性。[0100]慢速裂纹的特征在于，以超出压应力层的深度(DOL)的伤痕为起点，换言之以在拉应力层中产生的伤痕为起点，伤痕缓慢地发展。因此，本发明人在建立表示耐慢速裂纹性能的砂纸落球试验中的平均破坏高度与拉应力层的拉应力(Ots)具有某种关系的假说并进行深入研究的过程中发现，在使用拉应力层的拉应力(Ots)和化学强化后的玻璃的破坏韧性(Kk)并由下述(I)式表示的Λ与砂纸落球试验中的平均破坏高度之间存在比例关系O
[0101]Δ =94.9 X Kic- σ TS (I)
[0102]图13是表示实施例1~10和比较例I~3中的、砂纸落球试验中的平均破坏高度与(I)式所示的△的关系的图表。纵轴为砂纸落球试验中的平均破坏高度，横轴为(I)式所示的Λ。根据图13可知，若砂纸落球试验中的平均破坏高度变高，则(I)式所示的Λ也增大，在两者间比例关系成立。
[0103]另外，返回到图12的表，对砂纸落球试验中的平均破坏高度和(I)式所示的Λ的值进行比较可知，若(I)式所示的Λ为-3MPa以上，则砂纸落球试验中的平均破坏高度必为17cm以上。
[0104]因此可以判断，若(I)式所示的Λ为-3MPa以上，则砂纸落球试验中的平均破坏高度为17cm以上，具有与目前市售的带传感器功能的平板电脑用保护玻璃同等的耐慢速裂纹性能。
[0105]另外，关于(I)式所示的Λ，若为破坏韧性(Krc)大的组成的玻璃，则其增大，并且即使以使拉应力层的拉应力(Ots)减小的方式进行化学强化，其也增大。换言之，可知，为了抑制慢速裂纹的产生，仅仅对破坏韧性(Krc)大的玻璃进行化学强化是不充分的，还需要使拉应力层的拉应力( Ots)适当地减小。
[0106]关于⑴式所示的△，其值越大，则越能抑制慢速裂纹，因此，其下限优选为5MPa以上，更优选为15MPa以上，进一步优选为25MPa以上。另一方面，若其值过大，则有可能化学强化变得不充分，弯曲强度、落球强度降低，因此，其上限优选为60MPa以下，更优选为50MPa以下。
[0107]如以上所说明的那样，根据本实施方式的保护玻璃，最表面的压应力为500MPa以上，具有深度为15 μ m以上的压应力层，且板厚小于0.8mm,因此可以满足薄型化的要求。另外，在砂纸落球试验中，破坏时的平均落球高度为17cm以上，因此可以抑制慢速裂纹，所述砂纸落球试验如下:将保护玻璃配置在包含花岗岩的基台上，在使保护玻璃的上表面与P30(JIS R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下，使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下。
[0108]另外，根据本实施方式的保护玻璃，将化学强化后的玻璃的破坏韧性设为Krc(单位:Pa.m1/2)并将其拉应力设为σ TS (单位:MPa)时，由⑴式求出的Λ为-3MPa以上，因此，可以实现薄型化、轻量化，并且可以抑制慢速裂纹的产生。
[0109]另外，特别是通过将本实施方式的保护玻璃用于尺寸为150~350mmX100~250mm且重量为150~1000g的带触控传感器功能的平板电脑，可以抑制带触控传感器功能的平板电脑用保护玻璃中典型出现的慢速裂纹的产生，可以得到更显著的效果，但并不限定于此，也可以用于TOP、IXD、手机、便携信息终端、台式电脑、笔记本电脑等平板显示装置。
[0110]需要说明的是，本发明不受上述实施方式的任何限定，在不脱离其主旨的范围内可以以各种方式实施。
[0111]本申请基于2011年10月4日提出的日本专利申请2011-220466，并将其内容作为参考并入本说明书中。
[0112]标号说明
[0113]2 保护玻璃
[0114]3 浙青混凝土
[0115]4 碎石
[0116]5 砂
[0117]10化学强化玻璃
[0118]IOa上表面
[0119]11 基台
[0120]12 砂纸
[0121]12a摩 擦面
[0122]13 球体
[0123]O 破坏起点
[0124]C 裂纹
【权利要求】
1.一种保护玻璃，其为最表面的压应力为500MPa以上、具有深度为15 μ m以上的压应力层且板厚小于0.8mm的保护玻璃，其中， 在砂纸落球试验中，破坏时的平均落球高度为17cm以上， 所述砂纸落球试验如下:将所述保护玻璃配置在包含花岗岩的基台上，在使所述保护玻璃的上表面与P30 (JIS R6252、2006)的砂纸的摩擦面接触的状态下，使Φ0.75英寸、4g的包含不锈钢的球体从上方落下。
2.如权利要求1所述的保护玻璃，其板厚为0.6mm以下。
3.如权利要求1或2所述的保护玻璃，其用于尺寸为150~350mmX100~250mm且重量为150~1000g的带触控传感器功能的平板电脑。
4.一种保护玻璃，其为最表面的压应力为500MPa以上、具有深度为15 μ m以上的压应力层且板厚小于0.8mm的保护玻璃，其中， 将化学强化后的玻璃的破坏韧性设为Kk (单位:Pa.m1/2)并将其拉应力设为ο TS (单位:MPa)时，由下式⑴求出的Λ为-3MPa以上，
Δ =94.9 X Kic- ο TS (I)。
5.如权利要求4所述的保护玻璃，其板厚为0.6mm以下。
6.如权利要求4或5所述的保护玻璃，其用于尺寸为150~350mmX100~250mm且重量为150~1000g的带触控传感器功能的平板电脑。
【文档编号】C03C21/00GK103842311SQ201280049190
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年10月1日 优先权日:2011年10月4日
【发明者】大川博之, 中岛哲也, 山中一彦, 中川文 申请人:旭硝子株式会社