TW201414577A - 化學強化玻璃板及其衝擊試驗方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種化學強化玻璃板，其特徵在於：其係包含正面、背面及端面，且於上述端面包含倒角部者，於將上述化學強化玻璃板配置成使上述正面及背面相對於鉛垂方向成20度以下之角度，一面使上述背面與平板接觸一面固定上述化學強化玻璃板，以上述化學強化玻璃板已固定之狀態使直徑40 mm之衝擊器碰撞上述正面與倒角部之邊界的衝擊試驗中，上述化學強化玻璃板之破壞時之平均能為0.1 J以上。

Description

化學強化玻璃板及其衝擊試驗方法

本發明係關於一種藉由化學強化而形成有壓縮應力層之化學強化玻璃板及其衝擊試驗方法。

近年來，於行動電話、個人數位助理(PDA，personal digital assistant)等之平板顯示裝置中，為了保護顯示器及增強美觀，將較薄之板狀之蓋玻璃以成為較圖像顯示部分更廣之區域之方式而配置於顯示器之前表面。對於此種平板顯示裝置，要求輕量．薄型化，因此，要求用於顯示器保護用之蓋玻璃亦較薄。然而，若減薄蓋玻璃之厚度，則會使強度降低，於使用中或攜帶中因落下等而會導致蓋玻璃自身破裂，從而存在無法發揮保護顯示裝置之原本之作用之問題。

因此，對於先前之蓋玻璃，藉由對玻璃板進行化學強化而於正面形成壓縮應力層以提高蓋玻璃之強度(例如，專利文獻1)。然而，即便為化學強化後之蓋玻璃，於使用者不留神而使平板顯示裝置落下之情形時等亦會導致蓋玻璃破損。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011-105598號公報

此前，於對如上所述之蓋玻璃之破損之研究及耐破損之蓋玻璃 之開發中，已嘗試各種強度試驗方法。具體而言，將平板顯示裝置組裝之後，使相當數量之平板顯示裝置落下至地面等上以將其破壞，對其等破裂之玻璃進行評估，且以彎曲強度或面強度等進行評估。

然而，使作為最終製品之平板顯示裝置落下至地面上不僅效率差，而且亦導致平板顯示裝置自身之浪費。又，僅以彎曲強度或面強度之評估而難以進行可抑制實際搭載於平板顯示裝置上之蓋玻璃之破損之評估。此外，僅以先前之試驗方法而難以使蓋玻璃之破損狀況無遺漏地再現。因此，於平板顯示裝置成為製品之前之階段，較理想的是對於化學強化玻璃板使實際搭載於平板顯示裝置上之情形時之破損再現。

因此，本發明之目的在於提供一種化學強化玻璃板，其再現將蓋玻璃實際搭載於平板顯示裝置上之情形時之破損之一狀況，且於該狀況下難以破損。

本發明之一態樣之化學強化玻璃板之特徵在於：其包含正面、背面及端面，且於上述端面包含倒角部，於將上述化學強化玻璃板配置成使上述正面及背面相對於鉛垂方向成20度以下之角度，一面使上述背面與平板接觸一面固定上述化學強化玻璃板，以上述化學強化玻璃板已固定之狀態使直徑40mm之衝擊器碰撞上述正面與倒角部之邊界的衝擊試驗中，上述化學強化玻璃板之以背面與倒角部之邊界為起點之破壞時之平均能為0.1J以上。

又，本發明之一態樣之化學強化玻璃板之衝擊試驗方法之特徵在於：該化學強化玻璃板包含正面、背面及端面，且於上述端面包含倒角部，該化學強化玻璃板之衝擊試驗方法包含以下步驟：將上述化學強化玻璃板配置成使上述正面及背面相對於鉛垂方向成20度以下之角度，一面使上述背面與平板接觸一面固定上述化學強化玻璃板；以 上述化學強化玻璃板已固定之狀態使衝擊器碰撞上述正面與倒角部之邊界；及於上述衝擊器之碰撞後，確認上述化學強化玻璃板上有無以背面與倒角部之邊界為起點之破壞。

本發明可提供一種化學強化玻璃板，其再現將蓋玻璃實際搭載於平板顯示裝置上之情形時之破損之一態樣，且於該狀況下難以破損。

1‧‧‧平板顯示裝置

2‧‧‧蓋玻璃

3‧‧‧地面

10‧‧‧玻璃板

11、12‧‧‧主面

13‧‧‧端面

13a、13b‧‧‧端面之特定部分

14‧‧‧平坦部

15、16‧‧‧倒角部

17‧‧‧蝕刻面

18‧‧‧凹坑

19‧‧‧理想面

21、22‧‧‧化學強化層(壓縮應力層)

23‧‧‧拉伸應力層

110、110A、110B、110C‧‧‧玻璃板

111、112、111A、112A、111B、112B、111C、112C‧‧‧主平面

113、113A、113B、113C‧‧‧側面

114A、114B、114C‧‧‧平坦部

115A、116A、115B、116B、115C、116C‧‧‧倒角部

120‧‧‧間隔件

130、130B‧‧‧積層體

140‧‧‧電刷

141‧‧‧旋轉軸

142‧‧‧電刷毛

160、160B‧‧‧間隙

240‧‧‧旋轉磨石

241‧‧‧外周面

242‧‧‧研削槽

300‧‧‧衝擊試驗機

301‧‧‧旋轉軸

302‧‧‧支持構件

303‧‧‧衝擊器

304‧‧‧夾具

305‧‧‧重心

400‧‧‧化學強化玻璃板

401‧‧‧正面

402‧‧‧背面

403‧‧‧端面

404、405‧‧‧倒角部

A‧‧‧電刷毛之最大直徑

E‧‧‧板厚

H‧‧‧高度

W1、W2‧‧‧間隙之寬度

X‧‧‧方向

圖1係模式性表示平板顯示裝置落下之狀況之說明圖。

圖2係模式性表示本發明之實施形態之化學強化玻璃板之衝擊試驗方法之說明圖。

圖3係表示玻璃表面之壓縮應力(CS，compressive stress)不同之4種樣品之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。

圖4係表示與圖3所示之玻璃板不同之4種玻璃板之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。

圖5係表示對厚度不同之玻璃板實施CNC(computer numerical control，電腦數值控制)研磨或電刷研磨，該等玻璃板之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。

圖6係表示本發明之一實施形態之玻璃板之概略圖。

圖7係表示本發明之一實施形態之玻璃板蝕刻後之狀態之概略圖。

圖8係將本發明之一實施形態之玻璃板蝕刻後之狀態之一部分放大而表示之概略圖。

圖9係圖8之一部分放大圖，其係表示本發明之一實施形態之玻璃板蝕刻後之狀態之概略圖。

圖10係電刷研磨方法之說明圖。

圖11係電刷研磨方法之說明圖。

圖12係電刷研磨方法之說明圖。

圖13係將圖10中之研磨放大而表示之說明圖。

圖14係以實線表示電刷研磨後之玻璃板、以兩點鏈線表示電刷研磨前之玻璃板之剖面圖。

以下，對本發明之化學強化玻璃之破裂再現方法進行說明，首先，對本發明者等人發現的於使平板顯示裝置落下時產生之蓋玻璃之破損之機制進行說明。再者，此處將蓋玻璃之外側之面稱為正面，將顯示側之面稱為背面。

圖1係模式性表示平板顯示裝置1落下之狀況之說明圖。如圖1所示，於平板顯示裝置1落下至地面3(瀝青．混凝土)上時，蓋玻璃2之端面與正面之邊界部(以下稱為正面端部)最初接觸到地面3。於此種情形時，於蓋玻璃正面端部上產生衝擊應力。本發明者等人發現，於藉由伴有此種衝擊應力之落下等而導致蓋玻璃破損之情形時，多以蓋玻璃2之端面與背面之邊界之區域(以下稱為背面端部)為起點而產生，而並非最初接觸到地面3之蓋玻璃之正面端部。

以下，對再現如該圖1所示之平板顯示裝置1落下至地面3上時施加至蓋玻璃2上之衝擊力、進行衝擊強度試驗之方法進行說明。

<衝擊試驗方法>

圖2係模式性表示本發明之實施形態之化學強化玻璃板之衝擊試驗方法之說明圖。圖中顯示有衝擊試驗機300、及作為試驗片之化學強化玻璃板400。於圖2中，以實線表示衝擊器303位於中立位置之狀態，以一點鏈線表示衝擊器303自中立位置抬升之狀態。

化學強化玻璃板400包含：相互平行之主平面即正面401、背面402；相對於各主平面401、402而垂直且平坦之端面403；及形成於各 主平面401、402與端面403之間之倒角部404、405。該化學強化玻璃板400形成為相對於兩主平面401、402之中心面而左右對稱，倒角部404、405具有大致相同之尺寸形狀。

衝擊試驗機300包含：水平配置之旋轉軸301；自旋轉軸301垂直延伸之支持構件302；及與支持構件302同軸固定之圓柱狀之衝擊器303。衝擊器303例如半徑為20mm，質量為307g。衝擊器303以旋轉軸301為中心而旋轉自如，支持構件302自鉛垂之中立位置而向左右旋轉自如。

衝擊試驗機300包含將化學強化玻璃板400之主平面401、402相對於鉛垂方向以20度以下之角度傾斜支持之夾具304。將化學強化玻璃板400藉由夾具304而固定以使背面402不會自夾具304上浮起。又，以不會藉由衝擊而使玻璃產生彎曲之方式加以固定。此於將蓋玻璃組裝入平板顯示裝置中時，會再現蓋玻璃之背面被固定之狀況。因此較化學強化玻璃板400之由倒角部405包圍之面積，夾具304之主面之面積更大，且較佳為將夾具304以向倒角部405之外側(圖2中之上方)延伸之方式而配置。此處，藉由將化學強化玻璃板400之主平面401、402相對於鉛垂方向以20度以下之角度傾斜支持而再現平板顯示裝置落下時之衝擊。

如圖2中一點鏈線所示，衝擊試驗係使衝擊器303自中立位置抬升，因重力而降落。衝擊器303藉由重力而以旋轉軸301為中心進行旋轉，如圖2中實線所示，於中立位置上碰撞到化學強化玻璃板400之正面401與倒角部404之邊界部(正面端部)。如上所述，藉由將化學強化玻璃板400之主平面401、402相對於鉛垂方向以20度以下之角度傾斜支持，而可使衝擊器303碰撞到正面端部，測試衝擊強度。

碰撞時施加至化學強化玻璃板400上之衝擊能量係根據支持構件302之重量(16g)及衝擊器303之重量(307g)、以及衝擊器303之重心 305抬升之高度H而計算。

其後，目測檢查化學強化玻璃板400之背面端部是否已產生龜裂。於未產生龜裂之情形時，將衝擊器303舉起抬升之高度H，重複進行試驗。較佳為每次抬升衝擊器303時，以使化學強化玻璃板400之位置均勻地稍有偏移，而不於相同位置上衝擊之方式重複試驗。將產生龜裂時之最大之衝擊能量作為衝擊破壞強度(J)而記錄。

圖3係表示玻璃表面之壓縮應力(CS)不同之4種玻璃板之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。如圖3所示，可知若CS變大則衝擊破壞強度提高。各樣品分別使用以下表1中所示者。表1中所謂CNC(Computer Numerical Control，電腦數值控制)，係於玻璃板端面之研磨最後加工中使用CNC控制之方法，且係指使用有磨石之CNC研磨。

其次，圖4係表示與圖3所示之玻璃板不同之4種玻璃板之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。此處，作為與圖3所示之玻璃板較大之不同點，係在於樣品之端面之最後加工由CNC研磨變為電刷研磨之點。

將所使用之各樣品分別示於以下之表2中。關於電刷研磨之詳細情形將於以下描述。

如圖4所示，可知藉由實施電刷研磨而可使衝擊破壞強度大幅提 高。與CNC研磨相比較，藉由將端面之最後加工設為電刷研磨而可去除存在於端面上之成為龜裂之起點之微小之損傷，故而認為衝擊破壞強度提高。

其次，圖5係表示對厚度不同之玻璃板實施CNC研磨或電刷研磨，該等玻璃板之衝擊破壞強度與CS之關係之圖表。如圖5所示，可知作為提高上述衝擊破壞強度之要素，玻璃板之厚度亦係與CS及端面之最後加工一起為變更衝擊破壞強度之要因。再者，該情形時之玻璃板之厚度係指玻璃之端面之厚度。因此，可遍及玻璃板整體而使厚度變厚，亦可僅使端面之板厚變厚。

再者，背面端部之衝擊破壞強度於實用上較佳為0.1J以上。為了滿足該衝擊破壞強度，可將CS、電刷研磨之有無、及板厚等之參數適當組合而實施，但自彎曲強度等之觀點而言，CS較佳為500MPa以上。又，玻璃板之厚度較佳為0.35mm以上，更佳為0.6mm以上，進而更佳為1.0mm以上。

此處，對已實施電刷研磨之化學強化玻璃進行說明。圖6係表示本發明之一實施形態之玻璃板之概略圖。玻璃板10包含正背之主面11、12；及與2個主面11、12鄰接之端面13。2個主面11、12係相互平行之平坦面。

端面13包含：相對於2個主面11、12而垂直之平坦部14；及形成於各主面11、12與平坦部14之間之倒角部15、16。平坦部14可為將較玻璃板10更大面積之板玻璃切斷而獲得之切斷面之原樣，亦可為將切斷面加工而獲得之加工面。

倒角部15、16例如可與矩形狀之主面11、12之4邊對應而設置4個，亦可僅設置1個，其設置數量並無特別限定。為了適當地減少破損，較佳為於所有邊上設置。

倒角部15、16係去除切斷面或加工面與主面之角部而成。倒角 部15、16例如係相對於主面11、12而傾斜之平坦面或曲面。於圖6中倒角部15、16具有相同之尺寸形狀，但亦可具有不同之尺寸形狀。

再者，本實施形態之倒角部15、16係相對於主面11、12而傾斜之平坦面，但只要係於板厚方向觀察(X方向觀察)時自主面11、12至平坦部14而向外側逐漸突出之面即可，亦可為彎曲面。該情形時，亦可為倒角部15、16彼此連結而不存在平坦部14，倒角部15、16亦可具有大致相同之曲率半徑。

玻璃板10之兩主面11、12上包含自各主面11、12以特定之深度而形成之化學強化層(壓縮應力層)21、22。壓縮應力層係將玻璃浸漬於離子交換用之處理液中而形成。將玻璃表面所含之較小離子半徑之離子(例如Li離子、Na離子)置換為較大離子半徑之離子(例如K離子)，於玻璃表面以自表面起之特定深度而形成壓縮應力層。為了應力之均衡，於玻璃之內部形成有拉伸應力層。

再者，本實施形態之2個壓縮應力層21、22具有相同之表面壓縮應力、及相同之厚度，但亦可具有不同之表面壓縮應力、不同之厚度。圖7係表示本發明之一實施形態之玻璃板蝕刻後之狀態之概略圖。於圖7中，以實線表示玻璃板10蝕刻後之狀態，以兩點鏈線表示玻璃板10蝕刻前之狀態。圖8係圖7之一部分放大圖，其表示蝕刻面17、形成於蝕刻面17上之凹坑18、及蝕刻面17之理想面19之關係。

本實施形態中，於已對端面13之特定部分13a、13b進行蝕刻時，蝕刻面17上不存在深度為1μm以上(較佳為深度為0.8μm以上，更佳為深度為0.6μm以上)之凹坑18。特定部分13a、13b係端面13中，自與倒角部15、16鄰接之主面11、12起之板厚方向之距離H為板厚E之1/5以內(H≦1/5×E)之部分。

「蝕刻」係將玻璃板10之整體浸漬於蝕刻液中並於室溫(25℃)下進行。作為蝕刻液，使用含有5質量%之氫氟酸(HF)、與95質量%之純 水之水溶液。使蝕刻液滲入至形成於玻璃板10之正面或內部之潛傷中，使潛傷擴展而明瞭化。

「蝕刻量」係根據浸漬時間而控制。具體而言，預先使用同一組成之玻璃進行特定時間蝕刻而計算蝕刻速率之後，以成為所需之蝕刻量之方式調整浸漬時間而進行蝕刻。再者，為了調整上述蝕刻速率，有根據玻璃之種類而變更氫氟酸濃度之情形。

所謂「凹坑之深度」，係根據JIS B0671-2：2002中規定之突出谷部深度Rvk之測定法而求出。

此處，之所以將檢查有無深度為1μm以上之凹坑18之對象限定於端面13之上述特定部分13a、13b，係因於上述特定部分13a、13b上存在微小損傷之情形時，玻璃板10會以該微小損傷為基點而破損。

本實施形態中，測定已將上述特定部分13a、13b蝕刻例如深度為10μm時之蝕刻面17之正面之凹坑18。蝕刻係為了使潛傷明瞭化而實施，深度並不限定於10μm。

又，無論有無蝕刻，測定上述特定部分13a、13b之潛傷，進行該潛傷深度之測定。

此處，「潛傷深度」係藉由以下步驟而進行測定。首先蝕刻玻璃板10之後，將玻璃基板之主平面進行特定量研磨且進行洗淨與乾燥，以光學顯微鏡觀察經蝕刻處理後成為圓形狀凹坑或橢圓形狀凹坑之加工變質層。此處，所謂「加工變質層」，係於賦予形狀或倒角及研削等之加工步驟中，於玻璃基板上產生之損傷或龜裂等存在之層。例如，光學顯微鏡係使用20倍物鏡、635μm×480μm之觀察視野進行觀察。將該步驟重複執行複數次，將觀察不到圓形狀凹坑或橢圓形狀凹坑之時間點之玻璃板10之蝕刻量設為「潛傷深度」。

於本實施形態之玻璃板10中，以使潛傷深度相對於壓縮應力層之深度即DOL而成為0.9以下之方式進行化學強化，故而即便於倒角 部存在潛傷亦可取得壓縮應力層之效果，因此較佳。作為更適宜之實施形態，潛傷深度相對於DOL為0.7以下，更佳為0.5以下。此處之DOL較佳為測定倒角部之DOL，但亦可測定自倒角部與主面之邊界區域起10mm內側之DOL。該區域之DOL只要相對於倒角部之潛傷深度為0.9以下則可取得相同之效果。作為更詳細之評估，亦可於玻璃板之4邊之各邊之中央處，自倒角部與主面之邊界區域起10mm內側之DOL與倒角部之潛傷深度分別成為0.9以下。

其次，對電刷研磨方法進行說明。圖9~圖11係電刷研磨方法之說明圖。圖9表示包含作為原板之玻璃板110之積層體130、及對積層體130之外緣部進行研磨之電刷140。圖10係放大表示以電刷140研磨積層體130之外緣部之狀態。圖11中以實線表示電刷研磨後之玻璃板110A，以兩點鏈線表示電刷研磨前之玻璃板110。

本實施形態之玻璃板之電刷研磨方法包含：積層步驟，其係使玻璃板110彼此之間介存有間隔件120，而製作積層體130；及研磨步驟，其係以電刷140研磨積層體130之外緣部。又，玻璃板之製造方法更包含分離步驟，其係將對玻璃板110以電刷140研磨後所得之玻璃板110A與間隔件120分離。

如圖9所示，積層體130包含：複數之玻璃板110；及介存於玻璃板110彼此之間之板狀之間隔件120。將玻璃板110與間隔件120交替重疊之後，以夾鉗等之夾具夾持而固定。於玻璃板110與間隔件120之間，亦可配設用以防止玻璃板110損傷之保護片材。保護片材包含樹脂等。

再者，本實施形態之玻璃板110與間隔件120係以夾具而固定，但固定方法並無特別限定。例如，固定方法亦可為將玻璃板110與間隔件120加以接著之方法。作為接著劑，使用於研磨步驟後之分離步驟中可去除者，例如使用熱軟化性之樹脂。亦可代替於玻璃板110與間 隔件120之間形成接著劑層，而將間隔件120自身用作接著劑層。

各玻璃板110例如係將較玻璃板110更大面積之板玻璃進行化學強化之後，切斷而取得複數塊。關於板玻璃之種類、化學強化方法、及切斷方法，與上述內容為相同，故而省略說明。

如圖10所示，各玻璃板110包含：2個主平面111、112；及與2個主平面111、112鄰接之側面113。2個主平面111、112係相互平行之平坦面。側面113係切斷面，且係與主平面111、112垂直之平坦面。

各玻璃板110與圖6所示之玻璃板10同樣地，於兩主平面111、112上包含自各主平面111、112以特定之深度而形成之壓縮應力層。於壓縮應力層之間，為了應力之均衡而形成有拉伸應力層。又，各玻璃板110與圖6所示之玻璃板10同樣地，於側面113上，存在因化學強化而形成之拉伸應力殘留之區域。

如圖10所示，各玻璃板110具有大致相同之尺寸形狀，且於積層方向(圖中，為箭頭X方向)觀察時以使外緣相互重疊之方式積層。由此，各玻璃板110之外緣部均勻地受到研磨。

各間隔件120係使用較玻璃板更軟質之材料，例如，包含聚丙烯樹脂或發泡胺基甲酸酯樹脂等。

各間隔件120具有大致相同之尺寸形狀。各間隔件120於積層方向觀察(圖中，於箭頭X方向觀察)時配置於較玻璃板110之外緣更靠內側，於玻璃板110彼此之間形成槽狀之間隙160。

電刷140如圖9所示係輥電刷，其包含與積層體130之積層方向平行之旋轉軸141、及相對於旋轉軸141而大致垂直地保持之電刷毛142等。電刷140一面以旋轉軸141為中心而旋轉，一面沿積層體130之外緣進行相對移動，向積層體130之外緣噴出含有研磨材之漿料，對積層體130之外緣部進行電刷研磨。作為研磨材，使用氧化鈰、氧化鋯等。研磨材之粒徑(D50)例如為5μm以下，較佳為2μm以下。

電刷140係通道電刷，係將植毛有複數之電刷毛142之長條構件(通道)螺旋狀地纏繞於旋轉軸141上而成。

電刷毛142主要包含聚醯胺等之樹脂，亦可包含氧化鋁(Al₂O₃)或碳化矽(SiC)、金剛石等之研磨材。電刷毛142形成為線狀，且亦可包含前端越來越細狀之前端部。

本實施形態中，間隙160之寬度W1係電刷毛142之最大直徑A之1.25倍以上(W1≧1.25×A)。因此，如圖5所示，電刷毛142被順利地插入至間隙160內，利用電刷毛142將玻璃板110之主平面111、112與側面113之角部倒角成曲面。

間隙160之寬度W1較佳為1.33×A以上，更佳為1.5×A以上。為了提高電刷研磨之效率，間隙160之寬度W1可小於玻璃板110之板厚E。

如圖11中實線所示，經電刷140研磨後之玻璃板110A包含：2個主平面111A、112A；及與2個主平面111A、112A鄰接之側面113A。2個主平面111A、112A係相互平行之平坦面。側面113A包含：相對於主平面111A、112A而垂直之平坦部114A；及形成於各主平面111A、112A與平坦部114A之間之倒角部115A、116A。倒角部115A、116A係於板厚方向觀察(X方向觀察)時自主平面111A、112A至平坦部114A而向外側逐漸突出之曲面。

平坦部114A係將圖11中兩點鏈線所示之玻璃板110之側面以柔軟之電刷毛142研磨而成。倒角部115A、116A係將圖11中兩點鏈線所示之玻璃板110之主平面與側面之角部以電刷毛142之外周面研磨而成。

對玻璃板110A之側面113A而言，向藉由間隔件120而調整後之間隙中插入電刷毛142，使用含有粒徑為5μm以下之研磨材之漿料進行研磨，故而於已對側面113A之特定部分進行深度為10μm之蝕刻時，蝕刻面上不存在深度為1μm以上之凹坑。特定部分係側面113A中，自與倒角部115A、116A鄰接之主平面111A、112A起之板厚方向之距 離為板厚之1/5以內之部分。

又，如以下記載般於形成用於電刷研磨之積層體之前，亦可更包含研削玻璃板之外緣部之步驟。圖12~圖14係本發明之第3實施形態之玻璃板之製造方法之說明圖。圖12表示作為原板之玻璃板110及研削玻璃板110之外緣部之旋轉磨石240。圖13係放大表示以電刷140(參照圖10)研磨包含經旋轉磨石240研削後之玻璃板110B之積層體130B之外緣部之狀態。圖14中，以實線表示電刷研磨後之玻璃板110C，以兩點鏈線表示電刷研磨前之玻璃板110B。

玻璃板之製造方法包含：研削步驟，其係以圓盤狀之旋轉磨石240研削玻璃板110之外緣部；積層步驟，其係使對玻璃板110研削所得之玻璃板110B彼此之間介存有間隔件120，而製作積層體130B；及研磨步驟，其係以電刷140研磨積層體130B之外緣部。又，玻璃板之製造方法更包含分離步驟，其係將對玻璃板110B以電刷140研磨後所得之玻璃板110C與間隔件120分離。

於旋轉磨石240之外周面241上，形成有向周方向延伸之環狀之研削槽242。研削槽242之壁面包含氧化鋁或碳化矽、金剛石等之研磨粒。研磨粒之粒度(JIS R6001：1998)例如為#300~#2000。粒度係根據JIS R6002：1998而測定。粒度越小時粒徑越大，故而研削效率較佳。

旋轉磨石240係一面以旋轉磨石240之中心線為中心而旋轉，一面沿玻璃板110之外緣進行相對移動，以研削槽242之壁面研削玻璃板110之外緣部。於研削時可使用水等之冷卻液。

如圖13所示，經旋轉磨石240研削後之玻璃板110B包含：2個主平面111B、112B；及與2個主平面111B、112B鄰接之側面113B。側面113B係經旋轉磨石240研削後之研削面，其包含：相對於主平面111B、112B而垂直之平坦部114B；及形成於各主平面111B、112B與 平坦部114B之間之倒角部115B、116B。倒角部115B、116B例如係相對於主平面111B、112B而傾斜之平坦面。

再者，本實施形態之倒角部115B、116B係相對於主平面111B、112B而傾斜之平坦面，但只要係於板厚方向觀察(X方向觀察)時自主平面111B、112B至平坦部114B而向外側逐漸突出之面即可，亦可為彎曲面。該情形時，亦可為倒角部115B、116B彼此連結而不存在平坦部114B，倒角部115B、116B亦可具有大致相同之曲率半徑。

積層體130B包含：經旋轉磨石240研削後之複數之玻璃板110B；及介存於玻璃板110B彼此之間之板狀之間隔件120。將玻璃板110B與間隔件120交替重疊之後，以夾鉗等之夾具夾持而固定。於玻璃板110B與間隔件120之間，亦可配設用以防止玻璃板110B損傷之保護片材。保護片材包含樹脂等。再者，作為固定玻璃板110B與間隔件120之方法，亦可使用其他固定方法。

經旋轉磨石240研削後之各玻璃板110B具有大致相同之尺寸形狀，且於積層方向(圖中，為箭頭X方向)觀察時以使外緣相互重疊之方式積層。由此，各玻璃板110B之外緣部均勻地受到研磨。於研磨時可使用水等之冷卻液。

各間隔件120具有大致相同之尺寸形狀，且於積層方向觀察(圖中，於箭頭X方向觀察)時，配置於較各玻璃板110B之研削面(平坦部114B及倒角部115B、116B)更靠內側，於玻璃板110B彼此之間形成有間隙160B。

本實施形態中，間隙160B之寬度W2為電刷毛142之最大直徑A之1.25倍以上(W2≧1.25×A)。因此，如圖13所示，電刷毛142被順利地插入至間隙160B內，利用電刷毛142將玻璃板110B之主平面111B、112B與倒角部115B、116B之邊界部倒角成曲面。此時，倒角部115B、116B與平坦部114B之邊界部亦利用電刷毛142而倒角成曲面。

間隙160B之寬度W2較佳為1.33×A以上，更佳為1.5×A以上。為了提高電刷研磨之效率，間隙160B之寬度W2可小於玻璃板110B之板厚E。

如圖14中實線所示，經電刷140研磨後之玻璃板110C包含：2個主平面111C、112C；及與2個主平面111C、112C鄰接之側面113C。2個主平面111C、112C係相互平行之平坦面。側面113C包含：相對於主平面111C、112C而垂直之平坦部114C；及形成於各主平面111C、112C與平坦部114C之間之倒角部115C、116C。倒角部115C、116C係於板厚方向觀察(X方向觀察)時自主平面111C、112C至平坦部114C而向外側逐漸突出之面。

對玻璃板110C之側面113C而言，向藉由間隔件120而調整後之間隙中插入電刷毛，使用含有粒徑為5μm以下之研磨材之漿料進行研磨，故而於已對側面113C之特定部分進行蝕刻時，蝕刻面上不存在深度為1μm以上之凹坑。特定部分係側面113C中，自與倒角部115C、116C鄰接之主平面111C、112C起之板厚方向之距離為板厚之1/5以內之部分。由此，獲得與第1實施形態同樣之彎曲強度優異之玻璃板110C。

以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限制於上述實施形態，可不脫離本發明之範圍而對上述實施形態實施種種變形或置換。

例如，於實施形態之旋轉磨石之外周面上形成有研削槽，但亦可不形成該研削槽。於無研削槽之情形時，經旋轉磨石之外周面研削後之玻璃板之側面成為與主平面垂直之面。因此，於無研削槽之情形時，藉由研削而獲得與圖11中兩點鏈線所示之玻璃板110大致相同形狀之玻璃板，且藉由其後之電刷研磨而獲得與圖11中實線所示之玻璃板110A大致相同形狀之玻璃板。

又，亦可代替以具有研削槽之旋轉磨石進行研削，而以片材對玻璃板之角部進行研磨。又，亦可代替以具有研削槽之旋轉磨石進行研削，而於以無研削槽之旋轉磨石進行研削之後，以片材對研削後之玻璃板之角部進行研磨。

作為用以獲得本發明之強化玻璃板之化學強化處理之方法，只要係可將玻璃表層之Na與熔鹽中之K進行離子交換者則並無特別限定，可列舉例如將玻璃浸漬於加熱後之硝酸鉀熔鹽中之方法。再者，本發明中硝酸鉀熔鹽或硝酸鉀鹽除包含KNO₃之外，亦包含含有KNO₃與10質量%以下之NaNO₃者等。

關於在玻璃上用以形成具有所需之表面壓縮應力之化學強化層(壓縮應力層)之化學強化處理條件，若為玻璃板則根據其厚度等而不同，但典型而言係使玻璃基板浸漬於350~550℃之硝酸鉀熔鹽中2~20小時。自經濟之觀點而言，較佳為以350~500℃、2~16小時之條件而浸漬，更佳之浸漬時間為2~10小時。

本發明之玻璃板呈概略矩形，但於前視時即便角隅成曲線狀，於邊部朝面方向外側或內側亦可具有突出或凹陷。

本發明之玻璃板之製造方法並無特別限制，例如以如下方式而製造：適量調合各種原料，加熱至約1400~1800℃使其熔融之後，藉由消泡、攪拌等而使其均質化，且藉由眾所周知之浮式法、下拉法、壓製法等而成形為板狀，於徐冷後切斷成所需之尺寸。

本發明之玻璃板之玻璃之玻璃轉移點Tg較佳為400℃以上。若未滿400℃則於離子交換時會使表面壓縮應力緩和，從而存在無法獲得充分之應力之虞。更佳為550℃以上。

使本發明之玻璃板之玻璃之黏度成為10²dPa．s之溫度T2較佳為1800℃以下，更佳為1750℃以下。

使本發明之玻璃之黏度成為10⁴dPa．s之溫度T4較佳為1350℃以 下。

本發明之玻璃板之玻璃之比重ρ較佳為2.37~2.55。

本發明之玻璃板之玻璃之楊氏模數E較佳為65GPa以上。若未滿65GPa則存在玻璃之作為蓋玻璃之剛性或破壞強度不充分之虞。

本發明之玻璃板之玻璃之泊鬆比σ較佳為0.25以下。若超過0.25則存在玻璃之耐龜裂性不充分之虞。

其次，對本發明之玻璃板之玻璃組成，只要無特別說明則使用莫耳百分率表示含量而說明。

SiO₂係構成玻璃之骨架之成分且為必需，又，其係使於玻璃表面帶有損傷(壓痕)時龜裂之產生減少、或使化學強化後帶有壓痕時之破壞率減小之成分。若SiO₂之含量未滿56%，則作為玻璃之穩定性或耐候性或耐崩裂性降低。SiO₂之含量較佳為58%以上，更佳為60%以上。若SiO₂之含量超過75%，則玻璃之黏性增大而導致熔融性降低。

Al₂O₃係用以使離子交換性能及耐崩裂性提高之有效之成分，且係使表面壓縮應力加大之成分，或係使於110°壓頭上帶有壓痕時之龜裂產生率減小之成分，且為必需。若Al₂O₃之含量未滿5%，則無法藉由離子交換而獲得所需之表面壓縮應力值或壓縮應力層厚度。較佳為9%以上。若Al₂O₃之含量超過20%，則玻璃之黏性變高而難以進行均質之熔融。Al₂O₃之含量較佳為15%以下，典型而言為14%以下。

SiO₂及Al₂O₃之含量之合計SiO₂+Al₂O₃較佳為80%以下。若超過80%則高溫下之玻璃之黏性增大，從而存在難以熔融之虞，較佳為79%以下，更佳為78%以下。又，SiO₂+Al₂O₃較佳為70%以上。若未滿70%則帶有壓痕時之龜裂耐性降低，更佳為72%以上。

Na₂O係藉由離子交換而形成表面壓縮應力層、又使玻璃之熔融性提高之成分，且為必需。若Na₂O之含量未滿8%則難以藉由離子交換而形成所需之表面壓縮應力層，較佳為10%以上，更佳為11%以 上。若Na₂O之含量超過22%則耐候性降低，或易由壓痕產生龜裂。較佳為21%以下。

K₂O並非必需，但為了使離子交換速度增大，亦可以10%以下之範圍而含有。若K₂O之含量超過10%，則存在如下之虞：易由壓痕產生龜裂，或由硝酸鉀熔鹽中之NaNO₃濃度而導致表面壓縮應力之變化變大。K₂O之含量為5%以下，更佳為0.8%以下，進而更佳為0.5%以下，典型而言為0.3%以下。於欲減小由硝酸鉀熔鹽中之NaNO₃濃度而導致之表面壓縮應力之變化之情形時，較佳為不含有K₂O。

MgO係使表面壓縮應力增大之成分，又係使熔融性提高之成分，且為必須。於欲抑制應力緩和之情形時等，較佳為含有MgO。於不含有MgO之情形時，進行化學強化處理時因熔鹽溫度之不均而導致之應力緩和之程度易根據化學強化處理槽之場所而變化，其結果存在難以獲得穩定之壓縮應力值之虞。又，若MgO之含量超過14%，則存在如下之虞：玻璃易失透，或者由硝酸鉀熔鹽中之NaNO₃濃度而導致之表面壓縮應力之變化變大，較佳為13%以下。

上述SiO₂與MgO之含量之差SiO₂-MgO較佳為64%以下，更佳為62%以下，典型而言為61%以下。

上述Al₂O₃與MgO之含量之差Al₂O₃-MgO較佳為9%以下，更佳為8%以下。

SiO₂、Al₂O₃、Na₂O及MgO之含量之合計較佳為98%以上。若該合計未滿98%，則存在難以一方面維持龜裂耐性一方面獲得所需之壓縮應力層之虞。典型而言為98.3%以上。

ZrO₂並非必需，但為了使高溫下之黏性降低，或為了使表面壓縮應力增大，亦可以5%或其以下之範圍而含有。若ZrO₂之含量超過5%，則存在使由壓痕產生龜裂之可能性提高之虞。因此，ZrO₂之含量較佳為2%以下，更佳為1%以下，典型而言不含有ZrO₂。

B₂O₃並非必需，但為了使高溫下之熔融性或玻璃強度提高等，亦可以6%以下之範圍而含有。若B₂O₃之含量超過6%，則難以獲得均質之玻璃，從而存在玻璃之成型困難之虞，或存在龜裂耐性降低之虞。典型而言不含有B₂O₃。

SiO₂、Al₂O₃、Na₂O及MgO之含量之合計較佳為98%以上。

本發明之玻璃板之較佳之玻璃成分本質上包含以上說明之成分，但於不損及本發明之目的之範圍內亦可含有其他成分。於含有其他成分之情形時，其等成分之含量之合計較佳為未滿2%，更佳為1%以下。以下，對上述其他成分進行例示性說明。

為了提高玻璃於高溫下之熔融性，存在亦可以例如2%或2%以下而含有ZnO之情形，但較佳為1%以下，於以浮式法製造之情形時等較佳為0.5%以下。若ZnO之含量超過0.5%，則存在於浮式成型時會還原而成為製品缺陷之虞。典型而言不含有ZnO。

TiO₂藉由與存在於玻璃中之Fe離子共存，而存在如下之虞：使可視光穿透率降低，且將玻璃著色成褐色，故而即便含有，較佳亦為1%以下，典型而言不含有。

Li₂O係使應變點降低而易引起應力緩和、其結果無法獲得穩定之表面壓縮應力層之成分，故而較佳為不含有，即便於含有之情形時，其含量較佳亦為未滿1%，更佳為0.05%以下，特佳為未滿0.01%。

又，Li₂O於化學強化處理時會於KNO₃等之熔鹽中溶出，但若使用含有Li之熔鹽進行化學強化處理，則表面壓縮應力會顯著降低。由此觀點而言，較佳為不含有Li₂O。

為了使高溫下之熔融性提高，或為了難以引起失透，亦可以5%以下之範圍而含有CaO。若CaO之含量超過5%，則離子交換速度或相對於龜裂產生之耐性會降低。典型而言不含有CaO。

SrO視需要亦可含有，但與MgO、CaO相比，使離子交換速度降 低之效果較大，故而即便於含有之情形時，其含量較佳亦為未滿1%。典型而言不含有SrO。

BaO係鹼土類金屬氧化物中使離子交換速度降低之效果最大者，故而較佳為不含有BaO，或者即便於含有之情形時，其含量較佳亦為未滿1%。

於含有SrO或BaO之情形時，其等之含量之合計較佳為1%以下，更佳為未滿0.3%。

於含有CaO、SrO、BaO及ZrO₂之任一種以上之情形時，其等4成分之含量之合計較佳為未滿1.5%。若該合計為1.5%以上，則存在離子交換速度降低之虞，典型而言為1%以下。

作為玻璃熔融時之澄清劑，亦可適當含有SO₃、氯化物、氟化物等。但是，為了提高觸控面板等顯示裝置之視認性，較佳為儘可能減少作為於可見光範圍具有吸收之Fe₂O₃、NiO、Cr₂O₃等原料中之雜質而混入之成分，各自以質量百分率表示較佳為0.15%以下，更佳為0.05%以下。

實施例

以下，藉由實施例而具體地說明本發明，但本發明並非藉由該等例而限定。

作為實施例，準備複數之板厚不同之玻璃板(0.38mm、0.6mm、1.0mm、1.1mm)，對各玻璃板進行化學強化處理。準備有對該化學強化後之樣品進行端面之電刷研磨而成者與進行CNC研磨而成者，分別測定衝擊強度。將其結果示於以下之表3中。再者，表3中各數值表示平均值，於CNC研磨中使用#600之磨石進行研磨。

實施例1~6、8~10中端面最後加工係藉由電刷研磨而進行，任一者均具有高0.1J以上之較高之衝擊強度。另一方面，比較例1~8之任一者中端面最後加工係藉由CNC研磨而進行，任一者之衝擊強度均 為小於0.1J之值。

實施例7具有1000MPa以上之較高之CS，於端面最後加工中即便不進行電刷研磨，亦具有0.1J以上之較高之衝擊強度。

由以上之實施例可知，衝擊強度分別依存於端面最後加工、CS及板厚，藉由調整其等而可製作具有0.1J以上之衝擊強度之玻璃板。

本申請係基於2012年8月31日申請之日本專利申請2012-190994者，其內容作為參照併入本文。

產業上之利用可能性

本發明可利用於顯示裝置之蓋玻璃等。又，亦可利用於太陽電池基板或航空機用窗玻璃等。

1‧‧‧平板顯示裝置

2‧‧‧蓋玻璃

3‧‧‧地面

Claims (6)

1. 一種化學強化玻璃板，其特徵在於：其係包含正面、背面及端面，且於上述端面包含倒角部者，於將上述化學強化玻璃板配置成使上述正面及背面相對於鉛垂方向成20度以下之角度，一面使上述背面與平板接觸一面固定上述化學強化玻璃板，以上述化學強化玻璃板已固定之狀態使直徑40mm之衝擊器碰撞上述正面與倒角部之邊界的衝擊試驗中，上述化學強化玻璃板之破壞時之平均能為0.1J以上。
2. 如請求項1之化學強化玻璃板，其中於上述倒角部之自與上述倒角部鄰接之上述正面或背面起算之於板厚方向之距離為板厚之1/5以內之部分，於蝕刻後之蝕刻面上無深度為1μm以上之凹坑。
3. 如請求項1或2之化學強化玻璃板，其中上述化學強化玻璃板之端面之厚度為0.35mm以上。
4. 如請求項1至3中任一項之化學強化玻璃板，其中上述化學強化玻璃板於表面包含壓縮應力層，上述壓縮應力層之壓縮應力為500MPa以上。
5. 一種化學強化玻璃板之衝擊試驗方法，其特徵在於：該化學強化玻璃板係包含正面、背面及端面，且於上述端面包含倒角部，該化學強化玻璃板之衝擊試驗方法包含以下步驟：將化學強化玻璃板配置成使上述正面及背面相對於鉛垂方向成20度以下之角度，一面使上述背面與平板接觸一面固定上述化學強化玻璃板；以上述化學強化玻璃板已固定之狀態使衝擊器碰撞上述正面與倒角部之邊界；及 於上述衝擊器之碰撞後，確認上述化學強化玻璃板有無以背面與倒角部之邊界為起點之破壞。
6. 如請求項5之化學強化玻璃板之衝擊試驗方法，其中上述衝擊器經由支持構件而與於水平方向延伸之旋轉軸連接，抬升上述衝擊器使其以上述旋轉軸為中心而旋轉，且於上述支持構件成為鉛垂之中立位置上與上述化學強化玻璃板碰撞。