玻璃組合物、化學強化用玻璃組合物、強化玻璃物品及顯示器用保護玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及適合于化學強化的玻璃組合物，更詳細而言，設及具有適合作為顯示 器的保護玻璃的特性的玻璃組合物。另外，本發(fā)明還設及化學強化用玻璃組合物、化學強化 后的強化玻璃物品及顯示器用的保護玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，搭載有液晶顯示器、有機化顯示器等的電子設備、搭載有觸控面板式顯 示器的電子設備正在廣泛普及。玻璃材料由于具有高表面硬度而被廣泛用作該些電子設備 的顯示器的保護玻璃。有時為了增強機械強度而對顯示器的保護玻璃實施化學強化。
[0003] 化學強化是通過W半徑更大的一價陽離子置換玻璃表面所含的堿金屬離子而在 玻璃表面形成壓縮應力層的技術(shù)。化學強化大多通過W鋼離子（Na+)置換裡離子an或 者W鐘離子〇〇置換鋼離子來實施。
[0004] 專利文獻1中公開的適于化學強化的玻璃組合物含有64~68mol%的Si化、12~ 16mol%的化2〇、8~12mol%的AI2O3,Na2〇比AI2O3多2~6mol%，且堿±金屬的氧化物的含 有率之和（MgO+CaO+SrO)被調(diào)整為5~8mol% (權(quán)利要求1)。另外，專利文獻1中記載的 玻璃組合物為了適合于采用下引法的制造而顯示烙融溫度低于1650°CW及至少13kPa?S 的液相粘度。專利文獻1中作為實施例而記載的玻璃組合物的AI2O3及化2〇的含有率分別 為8. 9mol%W上且 14. 38mol%W下。
[0005] 專利文獻2中公開的適合于觸控面板顯示器的強化玻璃基板W質(zhì)量％計含有 45~75%的Si〇2、1~30%的Al2〇3、〇~20%的化2〇、0~20%的K20 (權(quán)利要求3)。另外， 在實施例中，粘度104dPa，s時的溫度為1122~1414°C。該玻璃基板適合于采用下引法的 制造。
[0006] 但是，作為顯示玻璃的高溫粘性的指標，已知操作溫度及烙融溫度。在浮法中，操 作溫度為玻璃粘度達到1〇 4沁a?S時的溫度，W下有時標記為T4。另外，烙融溫度為玻璃粘 度達到102dPa?S時的溫度，W下有時標記為T2。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 [000引專利文獻
[0009] 專利文獻1 ;日本特表2010-527892號公報
[0010] 專利文獻2 ;日本特開2010-116276號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 在采用浮法的制造中適合采用具有低T2及T4、尤其低T4的玻璃組合物。另一方面， 對于化學強化用的玻璃組合物要求能夠通過陽離子的交換而引入大耐裂紋載荷、大表面壓 縮應力及厚壓縮應力層。
[0013] 鑒于W上的情況，本發(fā)明的目的在于提供適合于采用浮法的制造、和采用化學強 化的大耐裂紋載荷、大表面壓縮應力及厚壓縮應力層的引入的玻璃組合物。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種一種玻璃組合物，其Wmol%表示計含有
[0016]
[0017]Li2〇+Na2〇+K2〇在18. 5~24%的范圍。
[001引另外，本發(fā)明從另一側(cè)面還提供一種強化玻璃物品，其通過使本發(fā)明的包含玻璃 組合物的玻璃物品與包含具有比鋼離子的離子半徑更大的離子半徑的一價陽離子的烙融 鹽接觸，從而所述玻璃組合物所含的鋼離子與所述一價陽離子進行離子交換并在表面形成 壓縮應力層。
[0019] 進而，本發(fā)明還提供一種顯示器用保護玻璃，其使用了本發(fā)明的強化玻璃物品。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 本發(fā)明的玻璃組合物顯示較低的T4并且適合于采用浮法的制造。進而，本發(fā)明的 玻璃組合物適合于得到耐裂紋載荷大、且壓縮應力層厚、表面壓縮應力大的強化玻璃物品。
【具體實施方式】
[0022] W下，表示玻璃組合物的成分的"％"標記只要無特別說明均是指mol%。另外， 在本說明書中，"實質(zhì)上構(gòu)成"是指所列舉的成分的含有率的總和占99. 5mol%W上、優(yōu) 選99. 9mol%W上、更優(yōu)選99. 95mol%W上。"實質(zhì)上不含有"是指該成分的含有質(zhì)量為 0.Imol%W下、優(yōu)選 0. 〇5mol%W下。
[0023] 在專利文獻1及專利文獻2所公開的玻璃中，高溫粘性高，且顯示高了4。高T4在 利用浮法制造顯示器的保護玻璃的方面是不利的，并且在使作為顯示器的保護玻璃的玻璃 較薄地成形的方面也是不利的。
[0024] 為此，在本發(fā)明中，通過在考慮各氧化物對特性帶來的影響的情況下?？谥匦卵?究Al2〇3、Na20、堿±氧化物、堿金屬氧化物的含有率，同時綜合調(diào)整其他成分的含有率，由此 提供降低T4、適合于采用浮法的制造、尤其在將作為顯示器用的保護玻璃的玻璃較薄地成 形（例如1mmW下）的方面有利的、不易產(chǎn)生損傷或破裂的玻璃組合物。
[0025]W下的觀點并非本發(fā)明中所必需的觀點。但是，本發(fā)明可W根據(jù)情況而著眼于W 下的觀點。
[0026] 本發(fā)明提供一種玻璃組合物，其顯示較低的TsW便易于適用于在W往的利用浮法 的制造設備中使用的玻璃烙融畜。另外，還提供一種玻璃組合物，其從T4減去液相溫度化 所得的值顯示不會負向過大的值、或正值（例如-10°Cw上、優(yōu)選〇°cw上、更優(yōu)選10°cw上）w便易于適用于利用浮法的玻璃成形。
[0027] W下，對構(gòu)成本發(fā)明的玻璃組合物的各成分進行說明。
[002引 （Si02)
[0029] Si化是構(gòu)成玻璃組合物的主要成分，若其含有率過低，則玻璃的耐水性等化學耐 久性及耐熱性降低。另一方面，若Si〇2的含有率過高，則在高溫下的玻璃組合物的粘性變 高，溶解及成形變得困難。因此，Si〇2的含有率適合為56~66%的范圍，優(yōu)選為57~64%， 更優(yōu)選為57~62%。
[0030] (AI2O3)
[0031]Al2〇3使玻璃組合物的耐水性等化學耐久性提高、并且使玻璃中的堿金屬離子容易 移動。另外，還是有助于維持化學強化后的強度的成分。另一方面，若Al2〇3的含有率過高， 則使玻璃烙液的粘度增加，使T,、T4增加，并且玻璃烙液的澄清性變差，難W制造高品質(zhì)的 玻璃板。
[00對因此，Al203的含有率適合為6~12%的范圍。Al203的含有率優(yōu)選為下、 更優(yōu)選為10%W下。另外，Al203的含有率優(yōu)選為7%W上，更優(yōu)選為8%W上。
[0033] 另外，關(guān)于Si〇2和Al2〇3的含量，在包含本發(fā)明的玻璃組合物的其附近的組成范圍 內(nèi)可W觀察到W下的傾向。
[0034] 從利用浮法制造玻璃板的觀點、W及想要W較低溫度且短時間進行化學強化處理 的觀點出發(fā)，需要在玻璃組合物中W某種程度的含有率含有Na2〇。因此，本發(fā)明的玻璃組合 物含有17%W上的Na2〇。
[0035] 另一方面，在化學強化后的玻璃物品中，從表面壓縮應力?壓縮應力層的深度和作 為在由維氏壓頭產(chǎn)生的壓痕上產(chǎn)生裂紋的概率達到50%時壓痕載荷所定義的耐裂紋載荷 的觀點出發(fā)，可知將玻璃組合物分成2個組合物組。
[0036] 第1玻璃組合物組包含可W通過所研究過的任意化學強化處理來得到750MPaW 上的表面壓縮應力的玻璃組合物。在第1玻璃組合物組中，未觀察到表面壓縮應力?壓縮 應力層的深度與化學強化后的玻璃物品的耐裂紋載荷之間的相關(guān)關(guān)系，該耐裂紋載荷主要 由其玻璃組成來決定。
[0037] 第2玻璃組合物組包含通過所研究過的所有化學強化處理而使表面壓縮應力停 留在低于750MI^a的玻璃組合物。在第2玻璃組合物組中，化學強化后的玻璃物品的耐裂紋 載荷與表面壓縮應力具有較強的正相關(guān)，隨著表面壓縮應力的降低，該耐裂紋載荷急劇地 降低。進而，在屬于第2玻璃組合物組的全部玻璃組合物中，該耐裂紋載荷停留在非常低的 值。
[003引基于上述的見解，在本發(fā)明中選擇屬于上述第1玻璃組合物組且Si化的含有率為 66%W下、Al203的含有率為6%W上的玻璃組合物。通過使Si02和A1203滿足該條件，并進 一步適當調(diào)整其他成分，由此可W從本發(fā)明的玻璃組合物得到表面壓縮應力為900M