显示装置用化学强化玻璃的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度1mm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%，并且厚度1mm下的激发纯度Pe小于0.5。
【专利说明】显示装置用化学强化玻璃
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示装置的保护玻璃中，典型地为手机、个人数字助理(PDA)或触控面板等小型显示装置的保护玻璃中所使用的玻璃板。
【背景技术】
[0002]近年来，正在对手机或PDA等移动设备大量使用用于显示器的保护和提高美观的保护玻璃(保护用玻璃)。另一方面，要求这样的便携信息设备实现轻型、薄型化。因此，要求用于显示器保护用途的保护玻璃也变薄。
[0003]但是，存在如下的问题:当将保护玻璃的厚度变薄时，强度降低，有时保护玻璃自身会由于使用中或便携中 的掉落等而破裂，变得无法实现保护显示装置这样的本来作用。
[0004]为了解决上述问题，考虑提高保护玻璃的强度，作为其方法，通常已知在玻璃表面形成压缩应力层的方法。作为在玻璃表面形成压缩应力层的方法，具有代表性的是:通过风冷等将加热至软化点附近的玻璃板表面迅速冷却的风冷强化法(物理强化法)、和在玻璃化转变温度以下的温度下通过离子交换将玻璃板表面的离子半径小的碱金属离子(典型地为Li离子、Na离子)替换为离子半径更大的碱离子(典型地为K离子)的化学强化法。
[0005]如前所述，要求保护玻璃的厚度薄。对薄的玻璃板应用风冷强化法时，由于很难产生表面与内部的温度差，因此难以形成压缩应力层，从而无法得到作为目标的高强度的特性。因此，通常使用通过后者的化学强化法进行强化的保护玻璃(参考专利文献I)。
[0006]如上所述，将玻璃化学强化而得到的化学强化玻璃，非常有效地用于手机或PDA等移动设备中显示器的保护和提高美观。
[0007]通常的玻璃、典型地是广泛应用于窗玻璃等中的钠钙硅玻璃等，由于微量地含有Fe或Ti等着色成分，因此与塑料不同，着色为黄色、绿色或蓝色等，从而难以得到透明感、外观不良。特别地，在剖面露出的结构的情形下，从侧面观察保护玻璃时，可见到产生着色、外观不良。
[0008]另外，垂直于显示器观察的情形下、与相对于显示器从侧面观察的情形下，光程长度改变，因此，当玻璃如前所述那样着色时，存在色调由于角度而改变的问题。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:美国专利申请公开US2008/0286548号说明书
【发明内容】
[0012]发明所要解决的问题
[0013]将如前所述的通常玻璃进行化学强化后的玻璃中存在上述与色调有关的问题，但近年来作为移动设备的保护玻璃使用的化学强化玻璃板中，存在具有非常高的透明性的玻璃，从而可以说已解决了所述问题。
[0014]这样的保护玻璃的高透明性是通过进行杂质的控制，例如将Fe的含量抑制至200质量ppm以下等，而得以实现。但是，为了像这样控制杂质的量，需要使用纯度非常高的原料，从而存在制造成本升高的问题。
[0015]另外，Fe是吸收热线的成分，因此，促进了熔融玻璃的热对流从而提高了玻璃的均质性、并通过防止熔融窑的底砖的高温化而延长了窑寿命等，是优选在玻璃的熔融工艺中含有的成分。即，可以说，以往作为保护玻璃使用的化学强化玻璃板的高透明性，是通过在某种程度上牺牲玻璃的均质性或窑寿命来得到的。
[0016]另外，这样的保护玻璃的高透明性，有可能在具有背光等光源的移动设备的液晶显示装置等的保护玻璃中引起从其侧面泄光的问题。即，通常由壳体侧面与位于其上方的保护玻璃侧面构成的移动设备侧面本来是不应该发光的，但当背光等光从移动设备侧面中的保护玻璃侧面漏光时，有可能显著损害移动设备使用时的外观。
[0017]图1是用于说明产生所述漏光的机理的示意图。如图1所示,显示装置10具有:设置在壳体11内的背光12、设置成覆盖液晶元件13的整个面并且包围壳体11的前方的保护玻璃14。来自背光12的光应以光程15的方式通过保护玻璃14，但保护玻璃14的透明度过高时，则存在以光程16的方式从保护玻璃14的侧面漏光的情形。
[0018]本发明的目的在于提供一种显示装置用化学强化玻璃，其在含有而不是极端地减少Fe等着色成分的同时不损害显示器的色调，即在作为显示装置的保护玻璃等使用方面具有透明感或可以说是无彩色。
[0019]本发明的目的还在于提供能够抑制所述漏光的显示装置用化学强化玻璃。
[0020]解决问题的手段
[0021]本发明人对上述课题进一步进行了广泛深入的研究，结果发现，通过将可见光透射率和激发纯度设为特定的范围，能够得到在将化学强化玻璃作为显示装置的保护玻璃等使用时具有透明感的玻璃。.
[0022]本发明人发现，在含有Fe等着色成分的同时，通过含有多种着色成分以使得不损害显示器的色调，可以得到外观优良的显示装置用化学强化玻璃。
[0023]本发明人发现了能够判断是否损害显示器的色调的化学强化玻璃的色调评价方法，并发现，通过使用该方法，可以得到更加不损害显示器的色调的显示装置用化学强化玻
3? ο
[0024]本发明人发现，即使在仅含有Fe作为着色成分的情形下，通过将其含量设为特定的范围，也可以使化学强化玻璃成为不损害显示器的色调的玻璃。
[0025]即，本发明的要旨如以下的A和I?13所述。
[0026]A.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%。
[0027]1.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于90%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%。
[0028]2.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe为0.25%以下。
[0029]3.如前项A、1或2所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:
[0030]0.03质量%以上的Fe2O3,合计0.005质量%以上的选自由Ti02、MnO2, V2O5' Ni。、CoO和Cr2O3组成的组中的一种以上成分，合计0.001质量％以上的选自上述组中的两种以上成分。
[0031]4.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva小于91%，厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%，并且(92-Tva) /Pe为5.8以上。
[0032]5.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，不含有Co0、Ni0和Cr2O3，并且以氧化物换算计含有0.1?0.6质量％以上的Fe2O3,并且Redox为55%以下。
[0033]6.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有0.03质量％以上的Fe203、0.0007质量%以上的CoO,0.0025质量%以上的NiO0
[0034]7.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有0.03质量％以上的Fe203、0.00050质量%以上的CoO,0.005质量%以上的Cr2O30
[0035]8.如前项A或I?7中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔%表示，含有50?74%的SiO2,4?16%的A1203、0?10%的B203、0?16%的Li2O'4 ?16% 的 Na20、0 ?8% 的 K20、3 ?15% 的 Mg0、0 ?10% 的 Ca0、0 ?5% 的 ZrO2,并且 SiO2和Al2O3的含量的合计为82%以下。
[0036]9.如前项A或I?8中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，不含有BaO，或者以氧化物基准的摩尔％表示含有小于1%的BaO。
[0037]10.如前项A或I?9中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有小于0.05质量％的SnO2。
[0038]11.如前项A或I?10中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其为将通过浮法、下拉法、熔融法或辊铺法制造的玻璃板化学强化后的玻璃。
[0039]12.如前项A或I?11中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其为保护玻璃。
[0040]13.一种显示装置，其具有前项12所述的保护玻璃。
[0041]发明效果
[0042]根据本发明，可以得到具有透明感或可以说是无彩色的显示装置用化学强化玻璃。另外，根据本发明，由于在含有Fe等着色成分的同时，含有多种着色成分以使得不损害显示器的色调，因此可以得到外观优良的显示装置用化学强化玻璃[后述的(I)的化学强化玻璃]。另外，根据本发明，即使在仅含有Fe作为着色成分的情形下，也可以使化学强化玻璃成为不损害显示器的色调的玻璃。另外，本发明的化学强化玻璃由于为不具有色调的无彩色、且具有高透明度、并且漏光少，因此外观和实用性优良。
[0043]另外，本发明的化学强化玻璃由于含有作为吸收热线的成分的Fe，因此，在浮法、下拉法、熔融法或辊铺法等中使用的大型窑中的制造变得容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为使用本发明的化学强化玻璃作为平板显示器用保护玻璃的显示装置的剖面图。
【具体实施方式】
[0045]本发明的第一实施方式为厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%的显示装置用化学强化玻璃。
[0046]在本发明的第一实施方式中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%。
[0047]Tva优选小于90%。通过使Tva小于90%，Pe即使为例如超过0.25%且小于0.5%的较大的值，也不易损害显示器的色调，Tva更优选为小于88%。另外，Tva优选为60%以上、更优选70%以上、特别优选80%以上。
[0048]要使Tva为91%以上，需要提高原料的纯度，从而耗费制造成本。另外，由于无法含有Fe等着色成分，因此无法含有吸收热线的成分，从而在大型窑中的制造变得困难。另夕卜，通过将Tva设为50%以上，可以抑制亮度变低，在作为保护玻璃等使用时可防止作为显示器的特性受损。
[0049]当将Tva设为90%以上至91%时，为了不损害显示器的色调，优选将Pe设为0.25%以下。
[0050]在本发明 的第一实施方式中，厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%，优选小于0.4%，更优选为0.25%以下。如果使Pe为0.25%以下，则即使例如Tva为90%以上至91%的较大的值，也不会损害显示器的色调。激发纯度Pe通常使用C光源进行测定。
[0051]激发纯度Pe为0.5%以上时，在作为显示器的保护玻璃等使用时，难以得到透明感，从而外观不良。特别是在保护玻璃的剖面露出的显示器罩结构的情形下，从侧面观察保护玻璃时可见着色，从而外观不良。另外，在垂直于显示器观察的情形下与相对于显示器从侧面观察的情形下，光程长度改变，从而色调由于角度而改变。
[0052]Tva可以在通过分光光度计得到分光透射率曲线后，基于JIS R-3106 (1998年)来求出。同样地，激发纯度Pe可以由分光透射率曲线基于JIS Z-8722(2009年)来求出。
[0053]根据本发明的第一实施方式的优选实施方式，在含有Fe等着色成分的同时，通过含有多种着色成分以使得不损害显示器的色调，从而使可见光透射率Tva和激发纯度Pe达到所述范围，可以得到外观优良的无彩色的化学强化玻璃。
[0054]本发明的第二实施方式为厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva小于91%，厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%，并且(92-Tva)/Pe为5.8以上的显示装置用化学强化玻璃。激发纯度Pe通常使用C光源进行测定。
[0055]根据本发明的第二实施方式，可以提供为不具有色调的无彩色且实现高透明度的同时能够抑制漏光的化学强化玻璃。
[0056]保护玻璃的透明度过高时，从保护玻璃的侧面产生漏光，外观不良。但是，如果降低透明度，则通常玻璃会发生着色，从而如上所述在垂直于显示器观察的情形下、与相对于显示器从侧面观察的情形下，光程长度改变，存在由于玻璃的着色使得色调根据观察显示器的角度而改变的问题。
[0057]在本发明的第二实施方式中，能够抑制漏光。本发明第二实施方式中的可见光透射率Tva小于91%、优选小于90%、更优选小于88%，另外，通常优选为50%以上、更优选60%以上、进一步优选70%以上、特别优选80%以上。
[0058]另外，本发明人发现，通过进行如后面实施例的项中所述的使用卤素光源的色调评价，能够判断显示器的色调是否受损。本发明人发现，通过使用该评价并将厚度Imm下的激发纯度Pe设为小于0.5%，并且将(92-Tva) /Pe设为5.8以上，则成为不具有色调的无彩色的化学强化玻璃。
[0059]在第二实施方式中，厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%，优选为0.4%以下，更优选为0.25%以下，特别更优选为0.2%以下。激发纯度Pe为0.5%以上时，不成为无彩色，从而产生由于玻璃的着色而使色调根据观察显示器的角度而改变的问题。
[0060]对式(92-Tva)/Pe的技术意义进行说明。本发明的可见光透射率Tva由JISR-3106 (1998年)定义，由波长380?780nm的光的透射率根据JIS R-3106 (1998年)中定义的计算公式进行计算。根据该计算公式，对于各波长的透射率乘以权重系数，对全部波长的光的透射率越高，作为结果，可见光透射率Tva越高。
[0061]本发明的第二实施方式中的激发纯度Pe由JIS Z-8722(2009年)定义，可以由波长380?780nm的光的透射率计算。与前述同样地，对于各波长的透射率乘以权重系数，对全部波长的光的透射率越高，作为结果，当可见光透射率Tva越高时则没有差别，因此作为结果，激发纯度Pe越小。
[0062]激发纯度Pe是表示距离色坐标的白色点的距离的指标，玻璃发生着色时，激发纯度Pe上升。通常玻璃发生着色时，在特定的波长下可见光透射率下降，因此可见光透射率下降。因此，通常由于玻璃的着色，激发纯度Pe上升，因此可见光透射率Tva下降，从而在使玻璃的激发纯度Pe降低的同时使可见光透射率Tva降低是困难的。
[0063]式(92-Tva)/Pe是表示激发纯度与可见光透射率的相关关系的公式，表示将纵轴设为激发纯度Pe、将横軸设为可见光透射率Tva时的图表的斜率。92是指，一般的硅酸盐玻璃的反射率为8%(背面与表面的反射率的合计)、光入射时无玻璃引起的吸收的情形下，透射率通常为92%。
[0064]在本发明的第二实施方式中，式(92-Tva)/Pe为5.8以上，优选为6以上，更优选为8以上，特别优选为10以上。通过使式(92-Tva)/Pe为5.8以上，在可见光透射率Tva变小的同时，能够使激发纯度Pe减小，从而可以形成不具有色调的无彩色的化学强化玻璃。
[0065]作为本发明中优 选的化学强化玻璃的实施方式，可以列举以下的⑴?⑷。需要说明的是，在本说明书中，例如“以氧化物换算计含有0.03质量％以上的Fe2O3”是指，设Fe以Fe2O3的形式存在于玻璃中的情形下，该Fe2O3含量为0.03质量％以上。
[0066](I) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe2O3，合计0.005质量％以上的选自由Ti02、Mn02、V2O5, NiO, CoO和Cr2O3组成的组中的一种以上成分，合计0.001质量％以上的选自上述组中的两种以上成分；
[0067](2) 一种化学强化玻璃，其中，不含有CoO、NiO和Cr2O3,以氧化物换算计，含有0.1?0.6质量％以上的Fe2O3,并且Redox为55%以下；
[0068](3) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe203、0.0007质量％以上的Co0、0.0025质量％以上的NiO ；
[0069](4) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe203、0.00050质量%以上的CoO,0.005质量%以上的Cr2O30
[0070]所述(I)的化学强化玻璃，优选应用于本发明的第一实施方式，在作为保护玻璃使用的情形下等，可以得到在含有Fe等着色成分的同时，不损害显示器的色调、即为无彩色的效果。
[0071]另外，所述(2)?(4)的化学强化玻璃优选应用于本发明的第二实施方式，可以得到为不具有色调的无彩色、且实现高透明度的同时能够抑制漏光的效果。以下对(I)?(4)的化学强化玻璃进行说明。[0072](I) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe2O3，合计0.005质量％以上的选自由Ti02、Mn02、V2O5, NiO, CoO和Cr2O3组成的组中的一种以上成分，合计0.001质量％以上的选自上述组中的两种以上成分
[0073]以下述氧化物换算计，Fe203、TiO2, MnO2, V2O5, NiO、CoO、Cr2O3的总量优选为0.05质量％以上、更优选0.1质量％以上、进一步优选0.15质量％以上、特别优选0.2质量％以上。上述成分为着色成分。通过将这些成分的总量设为0.05质量％以上，能够调节色调。
[0074]以Fe2O3换算的质量％表示，Fe含量优选为0.03%以上、更优选0.05%以上、进一步优选0.08%以上、特别优选0.15%以上。另外，优选1.5%以下、更优选1.0%以下、特别优选0.5%以下。
[0075]Fe为吸收热线的成分，因此，其促进熔融玻璃的热对流从而提高玻璃的均质性、并通过防止熔融窑的底砖的高温化来延长窑寿命等，对于玻璃的熔融工艺而言是必需的成分。
[0076]通过将Fe含量设为0.03%以上，热线吸收变得充分，所述熔融工艺的优势得以发挥。另一方面，通过将Fe含量设为1.5%以下，可以在防止Tva变小的同时，防止为使Pe减小致着色成分的量变多从而容易产生颜色不均的问题。
[0077]以下述氧化物换算计，优选含有:合计0.`005质量％以上的选自由Ti02、Mn02、V205、NiOXoO和Cr2O3组成的组中的一种以上成分，合计0.001质量％以上的选自上述组中的两种以上成分。
[0078]另外，更优选含有合计0.008质量％以上的一种以上成分，合计0.002质量％以上的两种以上成分，特别优选含有合计0.01质量％以上的一种以上成分，合计0.003质量％以上的两种以上成分。
[0079]上述成分为着色成分，通过调节含量，能够调节色调，另外，由于吸收热线的成分多，因此通过使玻璃中含有这些成分，促进了熔融玻璃的热对流从而提高了玻璃的均质性、并通过防止熔融窑的底砖的高温化而延长了窑寿命等，变得易于通过大型窑进行制造。
[0080]作为优选的实施方式，可以列举例如:以NiO换算的质量％表示，Ni含量为0.005?0.05% ；以CoO换算的质量％表示，Co含量为0.001?0.1%的实施方式。作为特别优选的实施方式，可以列举例如:以NiO换算的质量％表示，Ni含量为0.01?0.03% ;以CoO换算的质量％表示，Co含量为0.005?0.07%的实施方式。
[0081](2) 一种化学强化玻璃，其中，不含有CoO、NiO和Cr2O3，并且以氧化物换算计含有0.1?0.6质量％以上的Fe2O3,并且Redox为55%以下
[0082]通过以氧化物换算计含有0.1质量％以上的Fe2O3，可以得到具有高透明度、并且漏光少的保护玻璃。另外，通过设为0.6质量％以下，可以形成不具有色调的无彩色，并且可以维持作为显示器所必要的透明性、可见光透射率。
[0083]以Fe2O3换算的质量％表示,Fe含量为0.1质量％以上,优选0.15质量％以上、进一步优选0.3质量％以上。另外，为0.6质量％以下、优选0.5质量％以下。
[0084]需要说明的是，(2)的化学强化玻璃虽然不含有NiO、CoO和Cr2O3,但可以含有TiO2、MnO2 和 V2O5。
[0085]Redox为Fe2+与Fe3 +的比率，玻璃的色调随玻璃中的Fe含量以及Fe2+与Fe3 +的比率即Redox的值而变化。Redox通过用Fe2+含量的FeO换算质量除以玻璃中总Fe量的FeO换算质量来求出。总Fe量通过荧光X射线求出。
[0086]Fe2+含量通过湿式分析法以以下的顺序求出。在湿式分析法中，首先，将玻璃粉碎，用HF水溶液将粉碎后的玻璃粉末溶解，制作试验液体。将该试验液体、2，2’-联吡啶溶液和乙酸铵溶液混合并进行发色，测定其吸收峰强度，以预先利用标准试样制作的校准曲线为基础对二价铁的量进行定量。
[0087]Redox为55%以下、优选50%以下、更优选40%以下。另外，通常优选为10%以上、更优选15%以上、进一步优选20%以上。
[0088]Redox超过55%时，玻璃的色调变差，透明度降低。另外，通过将Redox设为80%以上，有可能在玻璃中产生着色。
[0089](3) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe203、0.0007质量％以上的Co0、0.0025质量％以上的NiO
[0090]以Fe2O3换算的质量％表示，Fe含量为0.03%以上、优选0.05%以上、更优选0.08%以上、特别优选0.15%以上。另外，优选为1.5%以下、更优选1.0%以下、特别优选0.5%以下。
[0091]Fe2O3小于0.03质量％时，产生漏光，外观不良。
[0092]CoO的含量为0.0007质量％以上、优选0.001质量％以上、更优选0.002质量％以
上。CoO的含量小于0.0007质量％时，难以得到无彩色，容易产生由于玻璃的着色而使色调随观察显示器的角度变化的问题。
[0093]NiO的含量为 0.0025质量％以上、优选0.005质量％以上、更优选0.01质量％以
上。NiO的含量小于0.0025质量％时，容易产生漏光，并且难以得到无彩色，容易产生由于玻璃的着色而使色调随观察显示器的角度变化的问题。
[0094](4) 一种化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有:0.03质量％以上的Fe203、0.00050质量%以上的CoO,0.005质量%以上的Cr2O3
[0095]以Fe2O3换算的质量％表示，Fe含量为0.03%以上、优选0.05%以上、更优选0.08%以上、特别优选0.15%以上。另外，优选为1.5%以下、更优选1.0%以下、特别优选0.5%以下。
[0096]Fe2O3小于0.03质量％时，产生漏光，外观不良。另外，通过设为1.5质量％以下，可以形成为无彩色，不易产生由于玻璃的着色而使色调随观察显示器的角度变化的问题。
[0097]CoO的含量为0.00050质量％以上、更优选0.001质量％以上、进一步优选0.0015质量％以上、特别优选0.002质量％以上。CoO的含量小于0.00050质量％时，难以形成无彩色，容易产生由于玻璃的着色而使色调随观察显示器的角度变化的问题。
[0098]Cr2O3的含量为0.005质量％以上、优选0.01质量％以上、更优选0.015质量％以上、进一步优选0.02质量％以上。Cr2O3的含量小于0.005质量％时，难以形成无彩色，容易产生由于玻璃的着色而使色调随观察显示器的角度变化的问题。
[0099]所述(3)和(4)的化学强化玻璃中，Redox优选为15%以上且80%以下、更优选15%以上且60%以下、进一步优选20%以上且55%以下。另外，通过使Redox为15%以上，可以吸收热线，且加速熔融玻璃的热对流，由此变得容易在大型窑中熔解。另外，通过使Redox为80%以下，可以防止着色。
[0100]另外，本发明的玻璃中可以含有Se、Au、Ag或Cd等基于胶体着色的着色成分。在含有Se、Au、Ag或Cd等基于胶体着色的着色成分的情形下，以下述金属换算计,优选Se、Au、Ag和Cd中的至少一种以上为0.0Ol质量％以上。
[0101]本发明的玻璃为玻璃板的情形下，其厚度典型地优选为0.2?2.0mm，更优选为0.4?1.3_。小于0.2mm时，即使进行化学强化,从实用强度的观点来看也有可能引起问题。
[0102]对于本发明的玻璃而言,表面压缩应力层厚度(有时也称为压缩应力层深度或表面应力层深度等)t优选为30 μ m以上。在小于30 μ m的情形下，存在由与物体的接触产生的裂纹穿透表面压缩应力层而引起显著的强度降低的可能性。更优选为40 μ m以上、进一步优选45 μ m以上、特别优选50 μ m以上。
[0103]将玻璃化学强化的目的在于带来充分的强度提高。因此，优选表面压缩应力S与压缩应力层深度t中的每一项均大。
[0104]对于本发明的玻璃而言，表面压缩应力S优选为300MPa以上。小于300MPa时，强度提高不充分，存在由于与物体的接触等而容易破裂等问题。更优选为400MPa以上、进一步优选500MPa以上、特别优选600MPa以上。另外，表面压缩应力S优选小于llOOMPa。当为IlOOMPa以上时，内部张应力T变大，在破裂时会爆炸性地破裂，因而危险。
[0105]对于本发明的玻璃而言，在进行玻璃的研磨等情形下，t优选为40μπι以上。制造保护玻璃时通常进行玻璃的研磨，但在其第一阶段的研磨中所用磨粒的粒径典型地为100 μ m，认为通过利用这样的磨粒的研磨会形成深度40 μ m的微裂纹(山根正之等编著，《玻璃工学〃 ^ K寸y々(玻璃工学手册)》，首次出版株式会社朝仓书店，1999年7月5日，参考第397页的图1.18)。在t小于40 μ m的情形下，有可能在研磨工序中发生破裂。更优选为50 μ m以上、特别优选60 μ m以上。
[0106]对于本发明的玻璃而言，优选内部张应力T小于lOOMPa。当为IOOMPa以上时，有时在破裂时会爆炸性地破裂，因而危险。更优选小于80MPa、特别优选小于50MPa。
[0107]表面压缩应力S、表面应力层深度t、内部张应力T例如可以通过以下的方法求出。即，使用表面应力计FSM-6000 (折原制作所制)测定化学强化玻璃板的S和t，由其测定值通过以下式(I)计算求出内部张应力T。需要说明的是，d为玻璃的厚度。
[0108]T=(SXt)/(d-2Xt) (I)
[0109]本发明的玻璃用于保护玻璃等时，优选为板状。板状的本发明玻璃的制造方法没有特别限定，例如通过如下方式制造:适量配合各种原料，连续投入大型窑中，加热至约1400?约1600°C熔融后，通过消泡或搅拌等均质化，并通过公知的浮法、下拉法、熔融法或辊铺法等成形为板状，缓慢冷却后切割为期望的尺寸，并实施研磨加工。
[0110]本发明的玻璃通过将具有预定物性的玻璃化学强化而得到。
[0111]作为化学强化的方法，只要是能够将玻璃表层的碱离子以熔融盐中具有更大离子半径的碱离子进行离子交换的方法，则没有特别限定。例如，进行玻璃表层的Na离子与熔融盐中的K离子的交换，或者进行玻璃表层的Li离子与熔融盐中的Na离子、K离子的交换。
[0112]像这样化学强化的方法没有特别限定，在后述的实施例中，为了将玻璃表层的Na2O与熔融盐中的K2O进行离子交换，通过将玻璃板浸溃到加热后的硝酸钾(KNO3)熔融盐中的方法来进行化学强化。
[0113]用于使玻璃板形成具有期望的表面压缩应力的化学强化层(表面压缩应力层)的条件，随玻璃板的厚度而不同，但典型的是将玻璃基板在400?550°C的KNO3熔融盐中浸溃2?20小时。从经济性的观点来看，优选在400?500°C、2?16小时的条件下浸溃，更优选的浸溃时间为2?10小时。
[0114]接下来，使用摩尔百分比表示的含量对本发明玻璃的优选组成进行说明。需要说明的是，该组成相当于所谓的基质玻璃的组成。
[0115]SiO2是构成玻璃骨架的成分。SiO2的含量优选为50%以上、更优选60%以上、进一步优选62%以上、特别优选63%以上。通过将SiO2的含量设为50%以上，在提高作为玻璃的稳定性的同时，可以防止耐候性降低。
[0116]SiO2的含量优选为74%以下、更优选72%以下。通过将SiO2的含量设为74%以下，可以抑制玻璃的粘性、提高熔融性。
[0117]Al2O3是提高离子交换速度的成分。本发明玻璃中的Al2O3的含量优选为4%以上、更优选5%以上、进一步优选5.5%以上。另外，优选为16%以下、更优选12%以下、进一步优选10%以下、特别优选9%以下。
[0118]通过将Al2O3的含量设为4%以上，可以提高离子交换速度。另外，通过将Al2O3的含量设为16%以下，可以抑制玻璃的粘性、实现均质的熔融。
[0119]本发明保护玻璃中的SiO2和Al2O3的含量的合计优选为82%以下、更优选80.5%以下。另外，优选为66%以上、更优选68%以上、特别优选70%以上。
[0120]通过将SiO2和Al2O3的含量的合计设为82%以下，可抑制高温下的玻璃的粘性、使熔融变得容易。另外，通过设为66%以上，易于得到稳定的玻璃，并且可提高耐候性。
[0121]B2O3不是必.需成分，但为了提高高温下的熔融性或玻璃强度，也可以含有。在含有B2O3的情形下，B2O3的含量更优选为0.5%以上、进一步优选为1%以上。
[0122]另外，B2O3的含量优选为10%以下、更优选6%以下、进一步优选1.5%以下。通过将B2O3的含量设为10%以下，可以抑制B2O3因与碱成分的共存而变容易的蒸发、能够得到均质的玻璃。为了特别地改善均质性，优选不含有B203。
[0123]Li2O不是必需成分，但其是通过离子交换形成表面压缩应力层、并且提高玻璃的熔融性的成分，从而可以含有。在含有Li2O的情形下，Li2O的含量更优选为1%以上、更加优选3%以上。
[0124]另外，Li2O的含量优选为16%以下、更优选14%以下、特别优选12%以下。通过将Li2O的含量设为16%以下，可以抑制应变点变低、防止应力缓和、得到稳定的表面压缩应力层。
[0125]另外，Li2O在化学强化处理时有时会溶出到KNO3等熔融盐中，当熔融盐含有仅仅微量的、例如0.005质量％的Li离子，表面压缩应力就会显著降低。因此，从该观点来看，优选不含有Li20。
[0126]Na2O为通过离子交换形成表面压缩应力层、并且提高玻璃的熔融性的成分。Na2O的含量优选为4%以上、更优选7%以上、特别优选8%以上。通过设为4%以上，变得容易通过离子交换形成期望的表面压缩应力层。
[0127]另外，Na2O的含量优选为16%以下、更优选15%以下、进一步优选13%以下、特别优选12%以下、最优选11%以下。通过将Na2O的含量设为16%以下，可以抑制玻璃化转变温度Tg及由此抑制应变点的降低，并可以防止耐候性降低。[0128]K2O不是必需的成分，但其是提高熔融性的成分，并且增大了化学强化中的离子交换速度、使得得到期望的S和t，因此可以含有。在含有K2O的情形下，K2O的含量更优选为1%以上、进一步优选3%以上。
[0129]另外，K2O的含量优选为8%以下、更优选5%以下。通过设为8%以下，可以防止耐
候性降低。
[0130]Li2O, Na2O和K2O的含量的合计R2O优选为12?25%、更优选13%以上、进一步优选14%以上，另外，优选为22%以下、更优选20%以下、特别优选18%以下。
[0131]通过将R2O设为12以上，可以得到期望的离子交换特性。另外，通过将R2O设为25%以下，可以防止以玻璃的耐候性为代表的化学耐久性的降低。
[0132]碱土金属氧化物为提高熔融性的成分，并且为有效调节Tg、因而有效调节应变点的成分。
[0133]其中，MgO为提闻杨氏|旲量从而提闻强度、并提闻溶解性的成分。MgO的含量优选为3%以上、更优选5%以上、特别优选8%以上。通过设为3%以上，强度的提高、熔解性的提高变得充分。
[0134]另外，MgO的含量优选为15%以下、更优选14%以下、进一步优选13%以下、特别优选12%以下。通过将MgO的含量设为15%以下，可以防止离子交换速度降低。
[0135]另外，CaO为非必须成分，但在含有的情形下，其含量典型地优选为0.05%以上。另外，CaO的含量优选为10%以下、更优选6%以下、进一步优选2%以下、特别优选0.5%以下。通过设为10%以下，可以防止离子交换速度降低。
[0136]ZrO2为非必须成 分，但其增大了离子交换速度、并且提高了化学强化处理后的玻璃的维氏硬度，因此可以含有。在含有ZrO2的情形下，ZrO2的含量更优选为0.1%以上、进一步优选0.3%以上、特别优选1.5%以上。
[0137]另外，ZrO2的含量优选为5%以下、更优选3%以下。通过将ZrO2的含量设为5%以下，抑制了增大离子交换速度的效果的饱和，并且防止了熔融性的变差、从而抑制了以未熔融物的形式残留在玻璃中的情形发生。
[0138]本发明的玻璃优选实质上包含以上说明的成分，但在不损害本发明目的的范围内也可以含有其他成分。在含有这样的成分的情形下，这些成分的含量的合计优选为10%以下、典型地为5%以下。以下，对所述其他成分进行例示性说明。
[0139]SrO可以根据需要含有，但其降低离子交换速度的效果大于MgO和CaO，因此即使在含有的情形下，其含量也优选小于1%、更优选小于0.5%、特别优选小于0.2%。
[0140]在碱土金属氧化物中，BaO降低离子交换速度的效果最大，因此，优选设为不含有BaO，或者即使在含有的情形下其含量也设为小于1%、更优选小于0.5%、特别优选小于
0.2%。
[0141]在含有SrO或BaO的情形下，它们的含量的合计优选小于1%、更优选小于0.5%、特别优选小于0.2%。
[0142]为了提高玻璃在高温下的熔融性，有时可以含有高至例如2%的ZnO，但优选为1%以下。在通过浮法进行制造的情形下等，优选设为0.5%以下。通过设为0.5%以下，可以防止在浮法成型时还原而形成制品缺陷。典型的是不含有ZnO。
[0143]可以合适地含有SO3、氯化物或氟化物作为玻璃熔融时的澄清剂。[0144]对于本发明的玻璃而言，在含有Sn的情形下，以SnO2换算的质量％表示，优选小于0.05%、更优选小于0.01%。通过设为小于0.05%，可以防止由于Fe等着色成分的价数变化而导致的色调调节变得困难。
[0145]对于本发明的玻璃而言，在含有Sb的情形下，以Sb2O3换算的重量％表示，优选小于0.05%、更优选小于0.01%。通过设为小于0.05%，可以防止由于Fe等着色成分的价数变化而导致的色调调节变得困难。
[0146]实施例
[0147]通过将熔融玻璃缓慢冷却至室温，然后进行切割、切削、双面镜面研磨等，准备下述玻璃板:
[0148]在摩尔％ 表示的组成为 SiO2:64.5%、Al2O3:6.0%、Na2O:12.0%、K2O:4.0%、MgO:11.0%、Ca O:0.1%、SrO:0.1%、ZrO2:2.5%的基质玻璃100质量份中，以表I的相应栏中以质量份表示显示的比例含有Fe203>NiO,CoO的例1、3?5、7、10、16、17、20?22,28的玻璃板(厚度为4mm、0.7mm等，大小为50mm X 50mm等)。
[0149]需要说明的是，在表I中，每100质量份基质玻璃的以质量份表示显示的数值等于质量％表示的数值。例如实施例1的Fe2O3为0.20质量％。另外，Sn02、Sb203的含量均为检测限以下，小于0.01质量％。
[0150]然后，将厚度为0.7mm的玻璃板在KNO3与NaNO3以97:3 (质量比)的比例混合所得的450°C熔融盐中浸溃3小时，进行离子交换处理。在离子交换后，冷却至室温附近，制作化学强化玻璃板。测定化学强化玻璃板的表面压缩应力S、压缩应力层深度t和内部张应力T，结果，S=730MPa、t=33 μ m、T=38MPa。
[0151]表I?4的Tva、Pe栏中示出各玻璃的厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva (%)、厚度Imm下的激发纯度Pe。需要说明的是，Pe为厚度Imm下的使用C光源的激发纯度。
[0152]例1、3?5、7、10、16、17、21、22、28为所述第一实施方式的例子，例20为该第一实施方式的比较例。另外，例1、3?5、7、10、16、17、22、28为所述项I?9中任一项的显示装置用化学强化玻璃的发明的实施例，例20、21为该发明的比较例。另外，这些表中的例2、6、
8、9、11、18、23?27,29也为该发明的实施例，例12?15、19、30、31为该发明的比较例。
[0153]作为例32，对典型地以摩尔％表示含有70.7%的Si02、0.8%的Al203、12.9%的Na20、
6.3%的MgO,9.3%的CaO,以氧化物质量%表示分别含有0.12%、0.04%,0.004%,0.005%的Fe2O3^TiO2,NiOXoO,以金属质量％表示含有0.001%的Se的汽车挡风玻璃用青铜色玻璃进行考察，可知Tva为85.9%、Pe为0.77。
[0154]另外，对于例1、3?5、7、10、16、17、20?22、28的玻璃，通过以下的方法评价漏光和色调。另外，其他玻璃的漏光和色调的评价也示于表中。
[0155](漏光试验I)
[0156]将玻璃板镜面研磨至约4mmt,在上表面粘贴无木衆纸。使用卤素光源装置LA-50UE(林时计工业株式会社制)以20%的输出从下表面入射光，从镜面加工后的边缘观察漏光。在光源从距离边缘15_的位置入射时，将光从边缘漏光的情形评价为X、将未漏光的情形评价为〇.[0157](漏光试验2)[0158]在将所述光源的输出设为10%并与漏光试验I同样地实施试验的情形下，将光从边缘漏光的情形评价为X、将未漏光的情形评价为〇。
[0159](色调)
[0160]将玻璃板镜面研磨至约4mmt,使用齒素光源装置LA_50UE(林时计工业株式会社制)以20%的输出从下表面入射光，观察色调。将明确感觉到色调的情形评价为X、将稍带色调的情形评价为Λ、将感觉不到色调的情形评价为〇。
[0161][表 I]
[0162]`
【权利要求】
1.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于90%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%。
2.—种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva为50%以上且小于91%，并且厚度Imm下的激发纯度Pe为0.25%以下。
3.如权利要求1或2所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有: 0.03质量%以上的Fe2O3,合计0.005质量%以上的选自由Ti02、Mn02、V205、Ni0、Co0和Cr2O3组成的组中的一种以上成分，合计0.001质量％以上的选自上述组中的两种以上成分。
4.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，厚度Imm下的使用A光源的可见光透射率Tva小于91%，厚度Imm下的激发纯度Pe小于0.5%，并且(92-Tva) /Pe为5.8以上。
5.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，不含有Co0、Ni0和Cr2O3，并且以氧化物换算计含有0.1?0.6质量％以上的Fe2O3,并且Redox为55%以下。
6.一种显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有0.03质量％以上的Fe203、0.0007质量%以上的CoO,0.0025质量%以上的NiO0
7.—种显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有0.03质量％以上的Fe203、0.00050质量%以上的CoO,0.005质量%以上的Cr2O30
8.如权利要求1?7中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔%表示，含有50?74%的SiO2,4?16%的A1203、0?10%的B203、0?16%的Li2O'4 ?16% 的 Na20、0 ?8% 的 K20、3 ?15% 的 Mg0、0 ?10% 的 Ca0、0 ?5% 的 ZrO2,并且 SiO2和Al2O3的含量的合计为82%以下。
9.如权利要求1?8中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，不含有BaO，或者以氧化物基准的摩尔％表示含有小于1%的BaO。
10.如权利要求1?9中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其中，以氧化物换算计含有小于0.05质量％的SnO2。
11.如权利要求1?10中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其为将通过浮法、下拉法、熔融法或辊铺法制造的玻璃板化学强化后的玻璃。
12.如权利要求1?11中任一项所述的显示装置用化学强化玻璃，其为保护玻璃。
13.—种显示装置，其具有权利要求12所述的保护玻璃。
【文档编号】C03C3/085GK103429545SQ201280014210
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年3月18日
【发明者】小池章夫, 岛田勇也, 斋藤勋 申请人:旭硝子株式会社