減小由化學(xué)強(qiáng)化處理導(dǎo)致的玻璃基板的翹曲的方法、化學(xué)強(qiáng)化玻璃及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種減小由化學(xué)強(qiáng)化處理導(dǎo)致的玻璃基板翹曲的方法、翹曲減小的化 學(xué)強(qiáng)化玻璃及減小翹曲的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，平板個(gè)人電腦、智能手機(jī)及電子書閱讀器等便攜式信息設(shè)備中，具備觸控 面板顯示器的設(shè)備成為主流。觸控面板顯示器具有在顯示器用玻璃基板上重疊觸摸感應(yīng)器 玻璃與保護(hù)玻璃的結(jié)構(gòu)、或使觸摸感應(yīng)器玻璃與保護(hù)玻璃一體化的結(jié)構(gòu)。
[0003] 對于這樣的便攜式信息設(shè)備，要求輕量及薄型化，因此，要求用于顯示器保護(hù)用的 保護(hù)玻璃也變薄。
[0004] 然而，使保護(hù)玻璃的厚度變薄時(shí)，存在的問題是，強(qiáng)度下降，因使用中或攜帶中的 掉落等而使保護(hù)玻璃本身破裂。
[0005] 因此，為了提高耐擦傷性，以往的保護(hù)玻璃通過對利用浮法制造的浮法玻璃進(jìn)行 化學(xué)強(qiáng)化而在表面形成壓應(yīng)力層，從而提高保護(hù)玻璃的耐擦傷性。
[0006] 作為化學(xué)強(qiáng)化的方法，通常使用通過在KN〇3的熔鹽中浸漬玻璃板而將玻璃中的Na 離子置換為熔鹽中的K離子的離子交換工藝。在這種情況下，通過使離子半徑大于Na離子的 K離子滲入至玻璃的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，而在玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力（以下，記作CS)。此處，將通過化學(xué)強(qiáng) 化而產(chǎn)生的壓應(yīng)力層的深度稱為層的深度(DepthofLayer，以下，記作D0L)。
[0007] 對于浮法玻璃而言，已經(jīng)報(bào)道了在該化學(xué)強(qiáng)化處理后產(chǎn)生翹曲而損害平坦性（專 利文獻(xiàn)1)。認(rèn)為該翹曲是由于浮法成形時(shí)不與熔融錫接觸的玻璃面（以下，也稱為頂面)及 與熔融錫接觸的玻璃面(以下，也稱為底面)的壓應(yīng)力層的狀態(tài)不同而產(chǎn)生的。
[0008] 以往，作為浮法玻璃的頂面與底面壓應(yīng)力層的狀態(tài)不同的原因，認(rèn)為是由于在浮 法成形時(shí)，熔融金屬滲入至與熔融金屬接觸的玻璃面內(nèi)（專利文獻(xiàn)1)。
[0009] 在專利文獻(xiàn)1中，公開了不對利用浮法方式制造、加工的板狀體進(jìn)行表面拋光，而 使其浸漬于或接觸Li離子或Na離子或它們的混合無機(jī)鹽后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，從而改善上述翹 曲。
[0010] 另外，以往，為了減小上述翹曲，采取如下應(yīng)對方法:通過減小由化學(xué)強(qiáng)化產(chǎn)生的 壓應(yīng)力而減小兩表面間的應(yīng)力差，或者通過對浮法玻璃的頂面及底面進(jìn)行磨削處理或拋光 處理等而去除表面異質(zhì)層后進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，從而不會(huì)產(chǎn)生離子交換反應(yīng)的差異等。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特公平7-72093號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的問題
[0015]然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，需要在化學(xué)強(qiáng)化前將浮法玻璃在混合無機(jī)鹽 中進(jìn)行浸漬處理，較為繁雜。而且，對于減小壓應(yīng)力的方法而言，有可能化學(xué)強(qiáng)化后的浮法 玻璃的強(qiáng)度變得不足。
[0016]另外，從提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，在化學(xué)強(qiáng)化前對浮法玻璃的頂面及底面進(jìn)行磨 削處理或拋光處理等的方法存在問題，優(yōu)選省略這些磨削處理或拋光處理等。
[0017]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種通過簡便的方法可以有效地抑制化學(xué)強(qiáng)化后的 翹曲、也可以充分地提高生產(chǎn)率的方法、抑制翹曲的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法及化學(xué)強(qiáng)化 玻璃。
[0018]用于解決問題的手段
[0019]本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過在玻璃基板的至少頂面形成至少一層具有特定膜厚的膜， 可以有效地減小化學(xué)強(qiáng)化后的浮法玻璃的翹曲，基于該發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
[0020]g卩，本發(fā)明如下所述。
[0021] 1.-種減小玻璃基板的翹曲的方法，其通過在利用浮法成形且具有成形時(shí)與熔融 金屬接觸的底面和與該底面相對的頂面的玻璃基板的至少頂面上形成至少一層膜，從而減 小之后的化學(xué)強(qiáng)化處理所導(dǎo)致的玻璃基板的翹曲，其中，
[0022]所述玻璃基板為利用硝酸鉀熔鹽在420°C下進(jìn)行150分鐘化學(xué)強(qiáng)化處理時(shí)的壓應(yīng) 力層深度為20μηι以下的玻璃基板，
[0023]所述膜含有至少一種以上包含硅的氧化物及復(fù)合氧化物，且膜厚為17nm以上。 [0024] 2.根據(jù)前項(xiàng)1所述的方法，其中，所述膜的膜密度為1.9~2.3g/cm3。
[0025] 3.根據(jù)前項(xiàng)1或2所述的方法，其中，所述玻璃基板用于化學(xué)強(qiáng)化溫度為T(單位：K)、化學(xué)強(qiáng)化時(shí)間為t(單位:小時(shí)）的化學(xué)強(qiáng)化處理，且所述玻璃基板含有Si02,使用Si02、 A12〇3、MgO、CaO、Sr0、BaO、Zr02、Na20和K20各自的以質(zhì)量百分率計(jì)的含量利用下式求出的do1 為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.根據(jù)前項(xiàng)1~3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)，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.根據(jù)前項(xiàng)1~4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)，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中的至少一種的情況下，MgO、CaO、SrO和BaO的含量的合計(jì) 為5~25%，Na20與K20的含量之和與Ah〇3的含量之比（Na20+K2〇)/Al2〇3為1.5以上。
[0029] 6.根據(jù)前項(xiàng)5所述的方法，其中，所述(Na20+K20)/Al203為10以下。
[0030] 7 .根據(jù)前項(xiàng)1~6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述玻璃基板含有CaO、SrO和BaO中 的至少一種，且CaO、SrO和BaO的含量的合計(jì)以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)為1~10 %。
[0031] 8.根據(jù)前項(xiàng)1~7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述膜為通過常壓CVD法形成的膜。
[0032]9. -種化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其包括如下工序：
[0033]成膜工序，對于利用浮法成形、具有成形時(shí)與熔融金屬接觸的底面和與該底面相 對的頂面、且利用硝酸鉀熔鹽在420°C下進(jìn)行150分鐘化學(xué)強(qiáng)化處理時(shí)的壓應(yīng)力層深度為20 μπι以下的玻璃基板，在該玻璃基板的所述頂面上形成至少一層膜;和
[0034]化學(xué)強(qiáng)化工序，對形成有所述膜的所述玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理；
[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種以上包含 硅的氧化物及復(fù)合氧化物且膜厚為17nm以上，由此減小所述化學(xué)強(qiáng)化工序中的所述玻璃基 板的翹曲。
[0036] 10.根據(jù)前項(xiàng)9的化學(xué)強(qiáng)化玻璃所述的制造方法，其中，在所述成膜工序中，形成所 述膜使得膜密度為1 · 9~2 · 3g/cm3 〇
[0037] 11.根據(jù)前項(xiàng)9或10所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中，
[0038]所述玻璃基板含有Si02，
[0039] 在所述化學(xué)強(qiáng)化工序中，將化學(xué)強(qiáng)化溫度設(shè)為T(單位:K)，并將化學(xué)強(qiáng)化時(shí)間設(shè)為 t(單位:小時(shí)），進(jìn)行處理使得使用所述玻璃基板的Si02、Al203、Mg0、Ca0、Sr0、Ba0、Zr02、Na20 和K2O各自的以質(zhì)量百分率計(jì)的含量利用下式求出的dol為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.根據(jù)前項(xiàng)9~11中任一項(xiàng)所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃的制造方法，其中，在所述成膜 工序中，通過常壓CVD法形成所述膜。
[0042]13.-種化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其為通過對于利用浮法成形、具有成形時(shí)與熔融金屬接觸 的底面和與該底面相對的頂面、且利用硝酸鉀熔鹽在420°C下進(jìn)行150分鐘化學(xué)強(qiáng)化處理時(shí) 的壓應(yīng)力層深度為20μπι以下的玻璃基板，在該玻璃基板的所述頂面上形成至少一層膜，并 對形成有所述膜的所述玻璃基板進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理而得到的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其特征在于，
[0043]所述膜含有至少一種以上包含硅的氧化物及復(fù)合氧化物，且膜厚為17nm以上，化 學(xué)強(qiáng)化處理后的從距離所述膜的表層的深度為5nm起至距離所述膜的表層為膜厚的80 %的 位置存在的K量的平均值(單位:原子％ )除以距離所述玻璃基板與所述膜的界面的深度為 20nm至30nm存在的K量的平均值(單位:原子％ )所得的值為0 · 2以上，或者
[0044]化學(xué)強(qiáng)化處理后的從距離所述膜的表層的深度為5nm起至距離所述膜的表層為膜 厚的80%的位置存在的Na量的平均值(單位:原子％ )除以距離所述玻璃基板與所述膜的界 面的深度為20nm至30nm存在的Na量的平均值(單位:原子％)所得的值為0.2以上。
[0045]14.根據(jù)前項(xiàng)13所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)，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.根據(jù)前項(xiàng)13或14所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)， 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中的至少一種的情況下，MgO、CaO、SrO和BaO的含量的 合計(jì)為5~25%，Na20與K20的含量之和與Al2〇3的含量之比(Na20+K20)/Al203為1.5以上。 [0047]16.根據(jù)前項(xiàng)15所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其中，所述(Na20+K20)/Al203為10以下。
[0048]17.根據(jù)前項(xiàng)13~16中任一項(xiàng)所述的化學(xué)強(qiáng)化玻璃，其中，所述玻璃基板含有CaO、 SrO和BaO的至少一種，且Ca0、Sr0和BaO的含量的合計(jì)以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分率計(jì)為1~ 10%〇
[0049]發(fā)明效果
[0050]根據(jù)本發(fā)明，通過在玻璃基板的至少頂面形成至少一層具有特定膜厚的膜，可以 調(diào)