显示器的防护玻璃板的制作方法

本申请为申请日为2012年8月16日、申请号为201280041422.2的、发明名称为“玻璃板”的申请的分案申请。

本发明涉及一种显示器的防护玻璃板。

背景技术：

近些年，面向液晶显示器、有机el显示器等图像显示装置的玻璃板被量产。所述玻璃板例如作为形成薄膜晶体管(tft)、彩色滤光器(cf)等功能层的玻璃基板、或者作为改善显示器的美观和保护的防护玻璃而采用。

然而，当玻璃板挠曲时，在成为凹面的主平面产生压缩应力，而在成为凸面的主平面产生拉伸应力。拉伸应力集中于成为凸面的主平面和与该主平面相邻的端面的交界部，因此如果在该交界部存在缺陷的话，玻璃板容易破损。

因此，提出下述玻璃基板：在交界部形成倒角面，且使倒角面的表面粗糙度比端面的表面粗糙度小(例如，参照专利文献1)。根据该玻璃基板，抑制破损。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第10/104039号手册

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1中以弯曲强度评价了玻璃板的品质，但存在适合以冲击破坏强度进行评价的情况。例如，在组装到图像显示装置后，玻璃板基本无弯曲，因此冲击破坏强度比弯曲强度重要。

本发明正是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种冲击破坏强度优异的玻璃板。

用于解决课题的方案

一种显示器的防护玻璃板，其具有主平面、相对于该主平面垂直的端面、及形成于所述主平面和所述端面之间并与所述主平面和所述端面相邻的倒角面，其中，在相对于所述主平面和所述端面垂直的剖面中，所述倒角面在与相对于所述主平面的倾角为15°的直线相切的切点处的曲率半径(r1)为20μm～500μm，且所述倒角面在与相对于所述主平面的倾角为45°的直线相切的切点处的曲率半径(r2)为50μm以上。

为了解决上述目的，本发明的一实施方式的玻璃板为，

在具有主平面、相对于该主平面垂直的端面、及形成于所述主平面和所述端面之间并与所述主平面和所述端面相邻的倒角面的玻璃板中，

在相对于所述主平面和所述端面垂直的剖面中，所述倒角面在与相对于所述主平面的倾角为45°的直线相切的切点处的曲率半径为50μm以上，且所述倒角面在与相对于所述主平面的倾角为15°的直线相切的切点处的曲率半径为20～500μm。

发明效果

根据本发明，提供冲击破坏强度优异的玻璃板。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的玻璃板的侧视图。

图2是倒角部的形成方法的一例的说明图。

图3是倒角部的形成方法的另一例的说明图。

图4是曲面部和弯曲部的形成方法的一例的说明图(1)。

图5是曲面部和弯曲部的形成方法的一例的说明图(2)。

图6是倒角面的尺寸形状的一例的说明图(1)。

图7是倒角面的尺寸形状的一例的说明图(2)。

图8是倒角面的尺寸形状的一例的说明图(3)。

图9是倒角面的尺寸形状的一例的说明图(4)。

图10是本发明的一实施方式的变形例的玻璃板的侧视图。

图11是冲击试验机的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的实施方式。在以下的附图中，对于相同或者相对应的结构，标以相同或相对应的标号，省略说明。

图1是本发明的一实施方式的玻璃板的侧视图。在图1中，以两点划线示出玻璃板的原板(原料板)等。

玻璃板10例如为图像显示装置用的玻璃基板或防护玻璃。图像显示装置包括液晶显示器(lcd)、等离子显示器(pdp)、有机el显示器等，包括触屏。

另外，本实施方式的玻璃板10为图像显示装置用，不过例如也可以是太阳电池用、薄膜二次电池用等，并不特别限定用途。

玻璃板10的板厚根据用途设定。例如，在图像显示装置用的玻璃基板的情况下，玻璃板10的板厚为0.3～3mm。而且，在图像显示装置用的防护玻璃的情况下，玻璃板10的板厚为0.5～3mm。

玻璃板10通过浮法、熔合下拉法、再曳引法、冲压法等成形，其成形方法并不特别限定。

玻璃板10具有：彼此平行的两个主平面11、12；相对于各主平面11、12垂直的端面13；以及形成于各主平面11、12与端面13之间的倒角面15、16。倒角面15与主平面11和端面13相邻，倒角面16与主平面12和端面13相邻。

玻璃板10相对于主平面11、12的中心面左右对称地形成，倒角面15、16具有大致相同的尺寸形状。以下，省略对一方的倒角面16的说明。另外，本实施方式的倒角面15、16具有大致相同的尺寸形状，不过也可以具有不同的尺寸形状。而且，也可以没有任意一方的倒角面15、16。

主平面11、12例如形成为矩形形状。在此，“矩形形状”说的是正方形状或者长方形状，包括角部分带有圆角的形状。另外，主平面11、12的形状没有限制，例如也可以是三角形状等多边形状，还可以是圆形形状、椭圆形状等。

端面13为相对于主平面11、12垂直的面，其在俯视(板厚方向观察)下位于比主平面11、12靠外侧的位置。相对于来自与端面13垂直的方向的冲击，可得到良好的耐冲击性。

端面13为平坦面。另外，端面13只要是相对于主平面11、12垂直的面，则也可以是曲面，还可以由平坦面与曲面的组合构成。

倒角面15例如与矩形形状的主平面11的四边对应地设有四个，也可以仅设有一个，其设置数量并不特别限定。

作为倒角面15的形成方法，举例示出下述方法：在将玻璃板10的原板10a的主平面11a和端面13a的角部除去而形成倒角部17b后，加工倒角部17b等而形成。首先，对倒角部17b进行说明。

倒角部17b是相对于与倒角部17b相邻的主平面11b倾斜的平坦面。另外，本实施方式的倒角部17b为平坦面，不过也可以是曲面。曲面例如可以是圆弧面、由具有不同曲率半径的多个圆弧面构成的弧面、或者椭圆弧面等。

倒角部17b在俯视(板厚方向观察)下从主平面11b到端面13b逐渐地向外侧突出。端面13b是相对于主平面11b垂直的面，是与倒角部17b相邻的面。

由于倒角加工的性质的原因，倒角部17b与主平面11b的交界部19b成为前端细的形状。同样地，由于倒角加工的性质的原因，倒角部17b与端面13b的交界部21b成为前端细的形状。

图2是倒角部的形成方法的一例的说明图。图2示出了原板10a和研磨原板10a的片材200。在图2中，以两点划线示出倒角部17b。

倒角部17b通过以带磨粒的片材200研磨原板10a而形成。片材200固定在基座210的固定面211，成为沿着固定面211的形状。固定面211例如为平坦面。片材200中在与固定面211相反的一侧的面包含磨粒。磨粒的种类例如是氧化铝(al2o3)、碳化硅(sic)、金刚石。为了抑制研磨时的损伤，磨粒的粒度例如在#1000以上。粒度越大则粒径越小。

通过将原板10a按压在片材200的包含磨粒的面上并滑动，从而将原板10a倒角，形成倒角部17b。在研磨时可以使用水等冷却液。

另外，本实施方式的片材200固定在基座210上，并将原板10a按压在片材200的含有磨粒的面上并滑动，但也可以将施加张力的状态的片材200的含有磨粒的面按压在原板10a上并滑动。

图3是倒角部的形成方法的另一例的说明图。图3示出了原板10a和研磨原板10a的旋转磨具300。在图3中，以两点划线示出倒角部17b和端面13b。

倒角部17b和端面13b通过以旋转磨具300磨削原板10a的外周部而形成。旋转磨具300为圆盘状，沿外缘具有环状的磨削槽301。磨削槽301的壁面包含磨粒。磨粒的种类例如是氧化铝(al2o3)、碳化硅(sic)、金刚石。为了提高磨削效率，磨粒的粒度(jisr6001：abrasivemicrograinsize：磨粒微观晶粒尺寸)例如为#300～2000。

旋转磨具300以旋转磨具300的中心线为中心旋转，同时沿原板10a的外缘相对移动，以磨削槽301的壁面磨削原板10a的外缘部。在磨削时可以使用水等冷却液。

另外，倒角部的形成方法并不限于图2、图3所示的方法。例如，也可以将图2所示的方法与图3所示的方法组合，还可以在图3所示的方法之后实施图2所示的方法。

如图1所示，倒角面15是将倒角部17b与主平面11b的交界部19b以及倒角部17b与端面13b的交界部21b进一步倒角成曲面而成的。曲面例如可以是圆弧面、由具有不同曲率半径的多个圆弧面构成的弧面、或者椭圆弧面等。前端细的形状的交界部19b、21b被加工成带圆角的曲面，因此如赫兹接触应力(hertziancontactstress)理论所示地，在冲击时产生的应力分散，玻璃板10的耐冲击性提高。作为在对倒角面15施加冲击时的裂纹的形态，虽然存在着“以受到冲击的倒角面15为起点的裂纹a”和“以未受到冲击的倒角面16为起点的裂纹b”这两种，但是本发明的玻璃板10提高了对于前者的裂纹a的耐冲击性。

倒角面15包括：将交界部19b倒角成曲面而形成的曲面部23和将交界部21b倒角成曲面而形成的弯曲部25。

曲面部23在俯视(板厚方向观察)下从主平面11朝向弯曲部25侧逐渐地向外侧突出。同样地，弯曲部25在俯视下从曲面部23侧朝向端面13逐渐向外侧突出。

图4～图5是曲面部和弯曲部的形成方法的一例的说明图。图4示出了形成有倒角部17b的板玻璃10b和研磨板玻璃10b的刷子400。图5将以刷子400研磨板玻璃10b的状态放大示出。在图5中，以两点划线示出曲面部23、弯曲部25和端面13等。

曲面部23、弯曲部25和端面13是以刷子400研磨形成有倒角部17b的板玻璃10b而形成的。为了提高研磨效率，可以是刷子400对将板玻璃10b与间隔件410交替地重叠制成的层叠体420进行研磨。

如图4所示，各板玻璃10b具有大致相同的尺寸形状，并且以在层叠方向观察(图中，箭头x方向)彼此外缘重叠的方式层叠。因而，各板玻璃10b的外缘部被均等地研磨。

各间隔件410采用比板玻璃10b软质的材料，例如由聚丙烯树脂、发泡氨基甲酸乙酯树脂等构成。

各间隔件410具有大致相同的尺寸形状。各间隔件410在层叠方向观察(图中，箭头x方向)配置成比板玻璃10b的外缘靠内侧，在板玻璃10b彼此之间形成有槽状的间隙430。

如图4所示，刷子400为辊刷，由与层叠体420的层叠方向平行的旋转轴401、相对于旋转轴401大致垂直地被保持的刷毛402等构成。刷子400以旋转轴401为中心旋转，同时沿层叠体420的外缘相对地移动，朝向层叠体420的外缘排出含有研磨材料的料浆，对层叠体420的外缘部进行刷研磨。作为研磨材料，采用氧化铈、氧化锆等。研磨材料的平均粒径(d50)例如为5μm以下，优选在2μm以下。

刷子400为通道刷，是将植毛有多个刷毛402的长条状的部件(通道)呈螺旋状地卷绕在旋转轴401而成的。

刷毛402主要由聚酰胺等树脂构成，也可以包含氧化铝(al2o3)、碳化硅(sic)、金刚石等研磨材料。刷毛402形成为线状，也可以具有前端细的形状的前端部。

间隙430的宽度w为刷毛402的最大直径a的1.25倍以上(w≥1.25×a)。因此，如图5所示，刷毛402顺畅地插入到间隙430内，将板玻璃10b的主平面11b与倒角部17b的交界部19b倒角成曲面。此时，倒角部17b与端面13b的交界部21b也被倒角成曲面。

间隙430的宽度w优选为1.33×a以上，更优选为1.5×a以上。为了提高刷研磨的效率，间隙430的宽度w也可以比板玻璃10b的板厚小。

刷子400利用刷毛402的外周面研磨倒角部17b与主平面11b的交界部19b，形成曲面部23。而且，刷子400利用刷毛402的外周面研磨倒角部17b与端面13b的交界部21b，形成弯曲部25。在曲面部23和弯曲部25的形成时，倒角部17b整体被研磨成带圆角的曲面。而且，端面13b被研磨而成为图1所示的端面13。

图6～图9是倒角面的形状尺寸的说明图。

如图6所示，在相对于端面13和主平面11垂直的剖面中，倒角面15形成为相对于端面13垂直的方向上的倒角宽度w例如为20μm以上。

倒角宽度w作为交点p1与交点p2之间的距离而算出，所述交点p1是相对于主平面11倾角为45°且与倒角面15在一点相切的直线l20与主平面11的延长线e11的交点，所述交点p2是主平面11的延长线e11与端面13的延长线e13的交点。相对于主平面11的倾角将与主平面11平行的情况设为0°。

当倒角宽度w为20μm以上时，相对于来自与直线l20垂直的方向的冲击可获得良好的耐冲击性，45°冲击破坏强度(参照实施例)提高。而且，倒角宽度w的上限值并不特别限定，但例如在玻璃板10为相对于板厚方向中心面左右对称的形状的情况下，小于玻璃板10的板厚的1/2即可。倒角宽度w优选为40μm以上。

如图7所示，在相对于端面13和主平面11垂直的剖面中，倒角面15形成为在与相对于主平面11的倾角为15°的直线l10相切的切点s10处的曲率半径r1例如为20～500μm。

切点s10处的曲率半径r1作为通过从切点s10向与直线l10平行的方向两侧离开10μm的倒角面15上的两点s11、s12和切点s10这三点的正圆c10的半径而算出。

当切点s10处的曲率半径r1为20μm以上时，能够充分地得到将倒角部17b与主平面11b的交界部19b倒角成曲面的效果。而且，当曲率半径r1为500μm以下时，能够防止曲面部23与主平面11相交的部分变尖锐，抑制该部分的耐冲击性的降低。曲率半径r1优选为40～500μm。

如图8所示，在相对于端面13和主平面11垂直的剖面中，倒角面15形成为在与相对于主平面11的倾角为45°的直线l20相切的切点s20处的曲率半径r2例如比曲率半径r1大。

切点s20处的曲率半径r2作为通过从切点s20向与直线l20平行的方向两侧离开10μm的倒角面15上的两点s21、s22和切点s20这三点的正圆c20的半径而算出。

当切点s20处的曲率半径r2大于切点s10处的曲率半径r1时，承受来自与直线l20垂直的方向的冲击的面变宽，因此45°冲击破坏强度(参照实施例)变高。

切点s20处的曲率半径r2例如为50μm以上，优选为70μm以上。

如图9所示，在相对于端面13和主平面11垂直的剖面中，倒角面15形成为在与相对于主平面11的倾角为75°的直线l30相切的切点s30处的曲率半径r3例如为20～500μm。

切点s30处的曲率半径r3作为通过从切点s30向与直线l30平行的方向两侧离开10μm的倒角面15上的两点s31、s32和切点s30这三点的正圆c30的半径而算出。

当切点s30处的曲率半径r3为20μm以上时，能够充分地得到将倒角部17b与端面13b的交界部21b倒角成曲面的效果。而且，当曲率半径r3为500μm以下时，能够防止弯曲部25与端面13相交的部分变尖锐，抑制该部分的耐冲击性的降低。曲率半径r3优选为40～500μm。

图10是本发明的一实施方式的变形例的玻璃板的侧视图。与图1所示的玻璃板10同样地，图10所示的玻璃板110具有：主平面111、112；相对于各主平面111、112垂直的端面113；以及形成于各主平面111、112与端面113之间的倒角面115、116。玻璃板110以板厚方向中心面为基准左右对称地形成，倒角面115、116彼此具有相同的尺寸形状。以下，部分省略对一方的倒角面116的说明。

另外，本实施方式的倒角面115、116彼此具有相同的尺寸形状，但也可以具有不同的尺寸形状。而且，也可以没有任意一方的倒角面115、116。

与图1所示的倒角面15同样地，在将玻璃板110的原板110a的主平面111a和端面113a的角部除去而形成倒角部117b后，加工倒角部117b而形成倒角面115。

倒角面115是将交界部119b、交界部121b进一步倒角成曲面而成的，所述交界部119b是与倒角部117b相邻的主平面111b和倒角部117b的交界部，所述交界部121b是与倒角部117b相邻的端面113b和倒角部117b的交界部。前端细的形状的交界部119b、121b被加工成带圆角的曲面，因此如赫兹接触应力理论所示，在冲击时产生的应力分散，玻璃板110的耐冲击性提高。

倒角面115包括：将交界部119b倒角成曲面而形成的曲面部123；和将交界部121b倒角成曲面而形成的弯曲部125。倒角面115在曲面部123和弯曲部125之间还具有相对于主平面111倾斜的平坦部127。相对于来自与平坦部127垂直的方向的冲击，能够获得良好的耐冲击性。

作为倒角面115的形成方法，存在下述等方法：例如在以图2或图3所示的方法形成倒角部117b后，仅对交界部119b、121b用刷子研磨。平坦部127由在曲面部123和弯曲部125的形成时未被加工而剩余的倒角部117b的一部分构成。另外，平坦部127也可以是加工倒角部117b而形成的。

实施例

在以下的各例子中，作为玻璃板，含有以摩尔百分比表示的下述成分：sio2：64.2％、al2o3：8.0％、mgo：10.5％、na2o：12.5％、k2o：4.0％、zro2：0.5％、cao：0.1％、sro：0.1％、bao：0.1％，并且采用没有化学强化层的结构。

[例1]

在例1中，在以图2所示的方法研磨板厚为0.8mm的矩形形状的玻璃原板而形成倒角部后，以图4所示的方法形成曲面部和弯曲部，从而制成冲击破坏强度的试验片。试验片没有化学强化层。

作为用于倒角部的形成的片材，采用住友スリーエム(3m)公司制3m抛光膜片1μm(#8000)。而且，作为用于曲面部和弯曲部的形成的刷子，采用刷毛为聚酰胺制的刷子。刷毛的直径为0.2mm。而且，作为用于刷研磨的研磨材料，采用平均粒径(d50)为2μm的氧化铈。

图11是冲击试验机的说明图，示出了冲击试验机500和试验片600。在图11中，将冲击件503位于中立位置的状态以实线示出，将冲击件503被从中立位置抬起的状态以单点划线示出。

试验片600具有：彼此平行的两个主平面601、602；相对于各主平面601、602垂直且平坦的端面603；以及形成于各主平面601、602与端面603之间的倒角面605、606。该试验片600相对于两个主平面601、602的中心面左右对称地形成，倒角面605、606具有大致相同的尺寸形状。倒角面605、606与图1所示的倒角面15、16同样地构成。

冲击试验机500具有：水平地配置的转动轴501；从转动轴501垂直地延伸的杆502；以及与杆502同轴地固定的圆柱状的冲击件503。冲击件503与试验片600接触的部分的曲率半径为2.5mm，质量为96g，由ss材料构成。冲击件503以旋转轴501为中心转动自如，杆502从成为铅垂的中立位置左右转动自如。

冲击试验机500具有夹具504，该夹具504将试验片600的主平面601、602支承成相对于铅垂面倾斜预定的角度(θ＝45°，或者θ＝30°)。通过夹具504，试验片600的倒角面606的长度方向与旋转轴501平行地配置。

如在图11中以两点划线所示，冲击试验是将冲击件503从中立位置抬起，然后利用重力下落来进行的。冲击件503通过重力而以旋转轴501为中心旋转，如图11中以实线所示地，在中立位置与试验片600(详细来说，下侧的倒角面606)碰撞。

在碰撞时施加于试验片600的冲击能量基于杆502的质量(16g)和冲击件503的质量(80g)、冲击件503的重心505被抬起的高度h而算出。

此后，目视检查在试验片600是否产生裂纹。在未产生裂纹的情况下，升高将冲击件503抬起的高度h，重复进行试验。在每次试验时，改变冲击件503的碰撞位置。将产生裂纹时的最大的冲击能量作为冲击破坏强度(j)记录。

冲击件503碰撞的倒角面606的尺寸形状(图6所示的倒角宽度w、图7所示的曲率半径r1、图8所示的曲率半径r2、以及图9所示的曲率半径r3)是在冲击试验后将试验片600切断并以显微镜观察切断面而测定的。

将评价的结果在表1中示出。在表1中，“45°冲击破坏强度”意味着角度θ为45°的情况下的冲击破坏强度。而且，“30°冲击破坏强度”意味着角度θ为30°的情况下的冲击破坏强度。

[例2]

在例2中，除了改变用于形成倒角部的研磨时间以外与例1同样地制成试验片，测定试验片的冲击破坏强度以及试验片的倒角面的尺寸形状。将评价的结果在表1中示出。

[例3]

在例3中，作为形成倒角部的方法，取代图2所示的方法，采用图3所示的方法，除此以外，与例1同样地制成试验片，测定试验片的冲击破坏强度以及试验片的倒角面的尺寸形状。将评价的结果在表1中示出。

[例4～例5]

在例4～例5中，除了在形成倒角部后未形成曲面部和弯曲部以外，与例1同样地制成试验片。因此，例4～例5的试验片的倒角面仅由倒角部构成，是相对于主平面倾斜的平坦面。在例4～例5中，改变了用于形成倒角部的研磨时间。

将评价的结果在表1中示出。在例4～例5中，由于倒角面为平坦面，因此曲率半径r2为无限大。而且，主平面与倒角面之间以及倒角面与端面之间为没有曲面部和弯曲部的屈曲形状，因此将曲率半径r1和r3看作是0μm。

[例6]

在例6中，将与例1相同的玻璃原板直接作为试验片使用。该试验片具有彼此平行的两个主平面和相对于各主平面垂直的端面，没有倒角面。

将评价的结果在表1中示出。在例6中没有倒角面，因此倒角宽度w为0，不存在与曲率半径r1～r3相当的值。而且，由于在例6中没有倒角面，因此冲击件503与下侧的主平面和端面的角部碰撞，冲击破坏强度显著降低。

【表1】

以上，说明了玻璃板的实施方式等，然而本发明并不限定于上述实施方式等，能够在不脱离权利要求的范围记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形、改良。

例如，上述实施方式的玻璃板10没有化学强化层，但也可以具有化学强化层。化学强化层(压缩应力层)是将玻璃板浸渍在离子交换用的处理液中形成的。将在玻璃表面中含有的较小的离子半径的离子(例如，li离子、na离子)置换为较大的离子半径的离子(例如，k离子)，在玻璃表面从表面起形成预定的深度的压缩应力层。由于应力的平衡，在玻璃板的内部形成拉伸应力层。化学强化后的玻璃，即在主表面具有化学强化层(压缩应力层)的玻璃具备较高的强度和耐擦伤性(scratchresistance)。因此，通过对本发明的形状的玻璃板进行化学强化，能够使本发明的形状的玻璃板变得不易破裂且不易损伤。因此，能够适用于作为保护智能手机、平板pc、pc显示器、电视机等的显示器的防护玻璃。

本申请主张基于2011年8月29日向日本专利局申请的特愿2011-186461号的优先权，将特愿2011-186461号的所有内容援引于本国际申请。

标号说明

10：玻璃板；

11、12：主平面；

13：端面；

15、16：倒角面；

23：曲面部；

25：弯曲部；

10a：原板；

11a、12a：主平面；

13a：端面

10b：板玻璃；

11b：主平面；

13b：端面；

17b：倒角部；

19b、21b：交界部；

110：玻璃板；

127：平坦部。