TW201819333A - 強化玻璃板的製造方法、附膜玻璃板及強化玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本方法，係具備：遮罩步驟，係分別在玻璃板(G1)的第一主表面(Sa)的至少一部分設置抑制或是防止離子的交換的第一遮罩(Ma)，在第二主表面(Sb)的至少一部分設置抑制或是防止離子的交換的第二遮罩(Mb)；以及離子交換步驟，係在遮罩步驟後，將玻璃板(G2)浸漬於用以交換離子的熔鹽。於遮罩步驟中，第一主表面(Sa)的第一遮罩(Ma)的形成面積，以及第二主表面(Sb)的第二遮罩(Mb)的形成面積，係對應於玻璃板(G1)剖面形狀而設定為不同大小。
Description
[0001] 本發明係關於強化玻璃板的製造方法，更具體而言，係關於藉由離子交換法進行玻璃板的化學強化的強化玻璃板的製造方法、附膜玻璃板及強化玻璃板。
[0002] 近年來，於行動電話、照相機等電子機器，或是大型顯示器或個人電腦等顯示面或手錶等之穿戴式終端的蓋玻璃，係使用受到化學強化的強化玻璃板。 [0003] 如此之強化玻璃板，一般而言，係將包含鹼金屬作為組成之玻璃板藉由強化液作化學性處理，而在表面形成壓縮應力層而藉此製造。如此之強化玻璃板，因在表面具有壓縮應力層，故衝擊耐性等獲得提升。然而，即使是如此之強化玻璃板，與主表面的衝擊耐性相比，邊緣部或周緣部的衝擊耐性低，會成為強化玻璃板破損的原因。在為了防止如此破損而使強化玻璃板表面的壓縮應力層整體變深的情形下，於玻璃板內部形成的拉伸應力會變得過大，而有因該拉伸應力所導致的破損(即所謂自我破壞)容易產生之問題。 [0004] 為了解決前述般之問題，開發了僅在強化玻璃板表面的一部分選擇性地將壓縮應力層形成得較深的技術。例如，於專利文獻1所揭示的方法中，係僅將主表面的中央部分以遮罩材料進行屏蔽，藉此能夠僅使未受到屏蔽的周緣部進行離子交換而進行強化處理(第一強化處理)。之後將屏蔽去除，並再度進行強化處理(第二強化處理)，藉此能夠於預先受到強化處理的邊緣部形成比主表面更深的壓縮應力層。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］ [0005] [專利文獻1]日本特表2014-510012號公報
［發明所欲解決的技術課題］ [0006] 然而，在使用如專利文獻1之手法的情形下，會有玻璃板產生無法預期的變形，而生產性降低之虞。 [0007] 例如，如第9圖所示，在玻璃板的剖面形狀於厚度方向為非對稱的情形下，會有於離子交換之際玻璃板以翹曲的方式彎曲變形之虞。以下，參照第9圖，針對以往之強化玻璃板的製造方法及其問題點進行具體說明。 [0008] 第9A圖，係表示剖面形狀在厚度方向非對稱的玻璃板G10的步驟。玻璃板G10，係在板厚方向以中央線(該圖中的單點虛線)X10作為軸而表裏為非對稱形狀。第9B圖，係表示獲得了在玻璃板G10的表裏的主表面分別設置具有相同厚度及相同面積的屏蔽Mc的附膜玻璃板G20的步驟。第9C圖，係表示將附膜玻璃板G20浸漬於熔鹽T10，進行離子交換處理而獲得在表層部具有壓縮應力層CP的強化玻璃板G30的強化步驟(第一強化處理)。 [0009] 若依據該等處理，雖然強化玻璃板G30的剖面形狀在厚度方向非對稱，亦即表裏面形狀不同，然而因所形成的屏蔽Mc的面積等在表裏為相同，故強化玻璃板G30的表裏的應力平衡會成為不均衡的狀態。因此，強化玻璃板G30會朝向應力平衡為均衡的形狀自行變形(參照第9C圖)。 [0010] 本發明，係考慮到如此情事所完成者，以提供一種能夠穩定製造具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板之強化玻璃的製造方法及附膜玻璃板為目的。另外，本發明，係以提供一種具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板為目的。 ［用以解決課題的技術方案］ [0011] 本發明係用以解決前述課題者，係一種強化玻璃板的製造方法，其係交換在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的玻璃板表層的離子的強化玻璃板的製造方法，其特徵為，具備：遮罩步驟，係分別在前述第一主表面的至少一部分設置抑制或是防止前述離子的交換的第一遮罩，在前述第二主表面的至少一部分設置抑制或是防止前述離子的交換的第二遮罩；以及離子交換步驟，係在前述遮罩步驟後，將該玻璃板浸漬於用以交換前述離子的熔鹽；於前述遮罩步驟中，前述第一主表面的前述第一遮罩的形成面積，以及前述第二主表面的前述第二遮罩的形成面積，係對應於前述剖面形狀而設定為不同大小。 [0012] 如前述般，對於在厚度方向具有非對稱形狀的玻璃板(原料玻璃板)，對應於其非對稱形狀，將面積不同的第一遮罩及第二遮罩形成在各主表面，藉此能夠使在進行離子交換法所致之強化時之玻璃板的變形盡可能地小。藉此，能夠穩定製造具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板。 [0013] 於前述製造方法中，前述第一主表面，係具有第一平坦面，前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面，前述第一遮罩，係設置於前述第一平坦面內，前述第二遮罩，係設置於前述第二平坦面內，前述第二遮罩的形成面積，係比前述第一遮罩的形成面積更大為佳。 [0014] 如此，對於構成為第一平坦面的面積小、第二平坦面的面積大的原料玻璃板，將面積小的第一遮罩形成於第一平坦面，並將面積大的第二遮罩形成於第二平坦面，藉此能夠使在進行離子交換法所致之強化時之玻璃板的變形盡可能地小。 [0015] 進而，於本製造方法中，前述第一平坦面係位於前述第一主表面的中央部，前述第一遮罩係設置於前述第一平坦面的中央部，前述第二平坦面係位於前述第二主表面的中央部，前述第二遮罩係設置於前述第二平坦面的中央部，前述第一主表面，係具備沿著前述第一平坦面的外緣設置的第一倒角面，前述第二主表面，係具備沿著前述第二平坦面的外緣設置的第二倒角面，前述第一倒角面的面積，係比前述第二倒角面的面積更大為佳。 [0016] 依據該構成，藉由沿著面積比第二平坦面更小的第一平坦面的外緣，形成面積比第二倒角面更大的第一倒角面，能夠對於具有第一平坦面及第一倒角面的第一主表面、具有第二平坦面及第二倒角面的第二主表面均勻地施加離子交換的處理。 [0017] 於前述製造方法中，前述第一遮罩及前述第二遮罩，係包含以質量%計SiO2
60～100%、以及Al2
O3
0～40%作為組成的無機膜層為佳。藉由使用該組成之第一遮罩及第二遮罩，能夠確實遮蔽或抑制離子交換時之離子的穿透。 [0018] 第一遮罩的厚度與第二遮罩的厚度，設定為相同亦可，為不同亦可。例如，於前述製造方法中，相對於前述第一遮罩的厚度，前述第二遮罩的厚度為0.8～1.2倍為佳。 [0019] 於前述製造方法中，前述玻璃板表層的離子係鈉離子，前述熔鹽係包含鉀離子，前述熔鹽，係以濃度為20質量%的方式與水混合成水溶液時，pH值為6.5～11為佳。如此，藉由恰當地進行離子交換，能夠確保玻璃板達到所要求的強度。 [0020] 於前述製造方法中，前述玻璃板，係含有以質量%計SiO2
45～75%、Al2
O3
1～30%、Na2
O 1～20%、以及K2
O 0～20%作為玻璃板組成的玻璃板為佳。藉此，容易以高程度兼顧離子交換性能及耐失透性。 [0021] 另外，前述玻璃板，雖能夠構成為各種形狀，然而考慮其加工性等，特別是構成為俯視觀察圓盤狀或是矩形為佳。 [0022] 本發明係用以解決前述課題者，係一種附膜玻璃板，其係在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的附膜玻璃板，其特徵為，具備：形成在前述第一主表面的至少一部分，並且抑制或是防止離子的交換的第一遮罩，以及形成在前述第二主表面的至少一部分，並且抑制或是防止離子的交換的第二遮罩；前述第一主表面的前述第一遮罩的形成面積，以及前述第二主表面的前述第二遮罩的形成面積，係對應於前述剖面形狀而設定為不同大小。 [0023] 如前述般，對於在厚度方向具有非對稱形狀的玻璃板，對應於其非對稱形狀，將面積不同的第一遮罩及第二遮罩形成在各主表面，藉此能夠使在進行離子交換法所致之強化時之玻璃板的變形盡可能地小。藉此，能夠穩定製造具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板。 [0024] 於前述附膜玻璃板中，前述第一主表面，係具有第一平坦面，前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面，前述第一遮罩，係設置於前述第一平坦面內，前述第二遮罩，係設置於前述第二平坦面內，前述第二遮罩的形成面積，係比前述第一遮罩的形成面積更大為佳。如此，對於構成為第一平坦面的面積小、第二平坦面的面積大的玻璃板，將面積小的第一遮罩形成於第一平坦面，並將面積大的第二遮罩形成於第二平坦面，藉此能夠使在進行離子交換法所致之強化時之玻璃板的變形盡可能地小。 [0025] 本發明係用以解決前述課題者，係一種強化玻璃板，其係在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的強化玻璃板，其特徵為，具備：前述第一主表面，係具有第一平坦面，前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面，前述第一平坦面，係具有形成於其周緣部的第一壓縮應力層，以及形成在其中央部並且層深度比前述第一壓縮應力層更小的第二壓縮應力層，前述第二平坦面，係具有形成於其周緣部的第一壓縮應力層，以及形成在其中央部並且層深度比前述第一壓縮應力層更小的第二壓縮應力層，前述第二平坦面的前述第二壓縮應力層的形成面積，係比前述第一平坦面的前述第二壓縮應力層的形成面積更大。 [0026] 如前述般，對應於強化玻璃板的非對稱形狀，將面積不同的第二壓縮應力層，形成在面積不同的第一平坦面及第二平坦面，藉此能夠對於該強化玻璃板賦予高平坦性。進而，在各平坦面的周緣部，形成層深度比第二壓縮應力層更大的第一壓縮應力層，藉此，強化玻璃板係在局部具有高強度。 ［發明之效果］ [0027] 依據本發明，能夠穩定製造具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板。
[0029] 以下，針對用以實施本發明之強化玻璃板的製造方法的形態，一邊參照圖式一邊進行說明。第1圖至第6圖，係表示本發明之強化玻璃板的製造方法之第一實施形態。 [0030] 本發明之板玻璃的製造方法，係具備：原料玻璃板的準備步驟；將原料玻璃板的一部分選擇性強化的選擇強化步驟；以及在該選擇強化步驟後，將該玻璃板整體強化的整體強化步驟。以下，針對各步驟進行說明。首先，實施第1A圖所示之準備步驟的處理。該準備步驟，係準備預定形狀之原料玻璃板G1的步驟。 [0031] 原料玻璃板G1，係能夠使用離子交換法強化，且剖面形狀在厚度方向非對稱的玻璃板。於本實施形態中，係以原料玻璃板G1為如第2圖所示般的圓盤狀的玻璃板之情形作為一例進行說明。原料玻璃板G1，係具備彼此為表裏關係之第一主表面Sa，以及第二主表面Sb。又，於本實施形態中，以第一主表面Sa側為表面側，以第二主表面Sb側作為裏面側進行說明。 [0032] 第一主表面Sa，係具備第一平坦面Fa、第一倒角面Ca。第一平坦面Fa，係設置於第一主表面Sa的中央部的平坦的圓形面。第一倒角面Ca，係沿著第一平坦面Fa的外緣設置的平坦的傾斜面。 [0033] 第二主表面Sb，係具備第二平坦面Fb、第二倒角面Cb。第二平坦面Fb，係設置於第二主表面Sb的中央部的平坦的圓形面。第二倒角面Cb，係沿著第二平坦面Fb的外緣設置的平坦的傾斜面。 [0034] 第一倒角面Ca及第二倒角面Cb，係藉由所謂C倒角加工所形成的平坦面。第一倒角面Ca的面積，係比第二倒角面Cb的面積更大。另外，第一平坦面Fa的面積，係比第二平坦面Fb的面積更小。藉由該構成，原料玻璃板G1的剖面，係如第1A圖所示般對於板厚方向的中央線(該圖中的單點虛線)X在第一主表面Sa側及第二主表面Sb側為表裏非對稱形狀。 [0035] 又，前述形狀係一例，第一倒角面Ca及第二倒角面Cb，係藉由所謂R倒角加工形成的彎曲面亦可，藉由具有複數個曲率半徑的曲面構成亦可。另外，原料玻璃板G1，係不限於圓盤狀之任意的形狀，例如矩形狀的玻璃板亦可。另外，原料玻璃板G1，係具有從第一平坦面Fa貫穿至第二平坦面Fb的孔的構成亦可。 [0036] 原料玻璃板G1，係含有以質量%計SiO2
45～75%、Al2
O3
1～30%、Na2
O 1～20%、以及K2
O 0～20%作為玻璃板組成為佳。若如前述般限制玻璃板的組成範圍，則容易高程度地兼顧離子交換性能及耐失透性。 [0037] 原料玻璃板G1的板厚，係例如為2.0mm以下，較佳為1.5mm以下、1.3mm以下、1.0mm以下、0.8mm以下、0.7mm以下、0.6mm以下、0.5mm以下、0.4mm以下、0.3mm以下、0.2mm以下，特別是0.1mm以下。原料玻璃板G1的板厚越小，越能夠使強化玻璃板基板輕量化，因此，能夠達成裝置的薄型化、輕量化。又，若考慮到生產性等，原料玻璃板G1的板厚為0.01mm以上為佳。 [0038] 原料玻璃板G1，係例如使用溢流下拉法成形，使用切割刀尖切斷，並藉由旋轉磨石工具受到倒角及端面研磨加工。又，原料玻璃板G1的成形方法或加工方法可任意選擇。例如，原料玻璃板G1係使用浮製法成形亦可，使用雷射光切斷亦可，使用研磨帶受到研磨加工亦可。 [0039] 接著，在前述準備步驟之後，實施第1B圖、第1C圖所示之選擇強化步驟的處理。選擇強化步驟，係包含第1B圖所示之遮罩步驟，以及第1C圖所示之選擇離子交換步驟。 [0040] 遮罩步驟，係在原料玻璃板G1的第一主表面Sa及第二主表面Sb的一部分形成第一遮罩Ma及第二遮罩Mb而獲得附膜玻璃板G2的步驟。第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，係於後述之選擇離子交換步驟中，在進行原料玻璃板G1表層離子交換之際抑制或遮蔽離子的穿透的膜層。 [0041] 如第3圖所示，第一遮罩Ma，係以被覆第一平坦面Fa的中央部Fa1，並使第一平坦面Fa的周緣部Fa2以及第一倒角面Ca露出的方式，形成於第一主表面Sa。又，第一平坦面Fa的周緣部Fa2，係包含對於第一倒角面Ca的第一平坦面Fa的邊界部，自該邊界部起數mm～數十mm的範圍之第一平坦面Fa的一部分(以下，於第二平坦面Fb亦同)。 [0042] 第一平坦面Fa的周緣部Fa2，係以包圍第一平坦面Fa的中央部Fa1的周圍的方式構成為環狀。在第一平坦面Fa為圓形的情形，周緣部Fa2亦對應於形狀而構成為圓形(圓環狀)。當然，在第一平坦面Fa為矩形的情形，周緣部Fa2亦對應此而構成為矩形。 [0043] 如第4圖所示，第二遮罩Mb，係以被覆第二平坦面Fb的中央部Fb1，並使第二平坦面Fb的周緣部Fb2以及第二倒角面Cb露出的方式，形成於第二主表面Sb。 [0044] 如第3圖及第4圖所示，第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，係以對應於第一平坦面Fa及第二平坦面Fb的形狀的方式構成為圓形。第一遮罩Ma的直徑Wma，係比第一平坦面Fa的直徑Wfa更小，第二遮罩Mb的直徑Wmb，係比第二平坦面Fb的直徑Wfb更小。因此，第一遮罩Ma的面積，係比第一平坦面Fa的面積更小，第二遮罩Mb的面積，係比第二平坦面Fb的面積更小。另外，第二遮罩Mb的直徑Wmb，係比第一遮罩Ma的直徑Wma更大。因此，第二遮罩Mb的面積，係比第一遮罩Ma的面積更大。 [0045] 第一平坦面Fa的直徑Wfa與第一遮罩Ma的直徑Wma的差(Wfa-Wma)，係0.1mm以上且5mm以下為佳。另外，第二平坦面Fb的直徑Wfb與第二遮罩Mb的直徑Wmb的差(Wfb-Wmb)，係0.1mm以上且10mm以下為佳。另外，第一遮罩Ma的直徑Wma與第二遮罩Mb的直徑Wmb的差(Wmb-Wma)，係0.1mm以上且3mm以下為佳。然而，該等數值，係不限於前述的範圍，能夠對應於原料玻璃板G1的尺寸而適當設定。 [0046] 第一遮罩Ma，係位於第一平坦面Fa的面內，具體而言，係位於與第一平坦面Fa呈同心狀。同樣地，第二遮罩Mb，係位於第二平坦面Fb的面內，並位於與第二平坦面Fb呈同心狀。又，於第3圖及第4圖中，為強調第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，於該等施加影線。 [0047] 作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的材質，只要能夠抑制或遮蔽受到離子交換的離子的穿透，使用任意的材質皆可。在受到交換的離子為鹼金屬離子的情形下，第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，係例如金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氧氮化物、金屬氧碳化物、金屬碳氮化物膜等為佳。另外，亦能夠使用耐熱性或化學耐久性優異的碳材料或金屬、合金作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb。更詳細言之，作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的材質，係能夠為包含例如SiO2
、Al2
O3
、SiN、SiC、AlN、ZrO2
、TiO2
、Ta2
O5
、Nb2
O5
、HfO2
、SnO2
、碳奈米管、石墨烯、類鑽碳、不鏽鋼之中1種以上的膜。 [0048] 特別是，若以SiO2
作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的主成分，則能夠廉價且輕易地形成第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，並能夠發揮作為防反射膜的功能，故較佳。第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，係可為僅由SiO2
所成的膜。具體而言，第一遮罩Ma及第二遮罩Mb係可為具有以質量%計含有99%以上的SiO2
的組成者。 [0049] 另外，在欲確實遮蔽離子的穿透的情形下，使用以SiO2
作為主成分並含有Al2
O3
的無機膜層作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb為佳。此時，第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，係質量%計含有SiO2
20～99%、以及Al2
O3
1～80%，更佳為SiO2
60～99%、以及Al2
O3
1～40%的組成。 [0050] 作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的厚度，只要能夠遮蔽及抑制離子穿透，為任意的厚度皆可。然而，若第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的厚度過大，則成膜時間或材料成本等會增大，故在能夠遮蔽及抑制離子穿透的範圍內形成為盡可能地薄為佳。具體而言，第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的膜厚，例如1～5000nm為佳，更佳為50～4000nm。第一遮罩Ma的膜厚與第二遮罩Mb的膜厚，設定為相同亦可，設定為不同亦可。例如，相對於第一遮罩Ma的厚度，第二遮罩Mb的厚度為0.8～1.2倍為佳。 [0051] 第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的成膜方法，係能夠使用濺鍍法或真空蒸鍍法等PVD法(物理氣相沉積法)、熱CVD法或電漿CVD法等CVD法(化學氣相沉積法)、浸漬塗佈法或狹縫塗佈法等濕式塗佈法。特別以濺鍍法、浸漬塗佈法為佳。在使用濺鍍法的情形下，能夠輕易地均勻形成第一遮罩Ma及第二遮罩Mb。第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的成膜部位，係可藉由任意的手法設定。另外，將預先成形為薄片狀的第一遮罩Ma及第二遮罩Mb接合於原料玻璃板G1的主表面Sa、Sb而成膜亦可。 [0052] 又，於本實施形態中，係將形成了含有SiO2
及Al2
O3
、膜厚為100nm以上、能夠遮蔽鹼金屬離子的穿透之第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的情形作為一例進行說明。 [0053] 接著，在前述遮罩步驟之後，實施第1C圖所示之選擇離子交換步驟的處理。選擇離子交換步驟，係將附膜玻璃板G2藉由離子交換法進行化學強化而獲得附膜強化玻璃板G3的步驟。具體而言，係將附膜玻璃板G2浸漬於含有鹼金屬離子的熔鹽T1而進行離子交換。本實施形態中之熔鹽T1，係例如硝酸鉀熔鹽。該熔鹽T1，係以濃度為20質量%的方式與水混合成水溶液時，pH值為6.5～11為佳。 [0054] 於該選擇離子交換步驟中，係將受到各遮罩Ma、Mb所被覆的各主表面Sa、Sb的一部分作為非選擇區域，並將未受到各遮罩Ma、Mb所被覆而露出的部分作為選擇區域。具體而言，非選擇區域，係第一平坦面Fa的中央部Fa1及第二平坦面Fb的中央部Fb1。選擇區域，係第一平坦面Fa的周緣部Fa2、第二平坦面Fb的周緣部Fb2、第一倒角面Ca、第二倒角面Cb及端面E。 [0055] 選擇離子交換步驟中之熔鹽T1的溫度可任意訂定，例如350～500℃，較佳為370～480℃，更佳為380～450℃，又更佳為380～400℃。另外，將附膜玻璃板G2浸漬於熔鹽T1中的時間可任意訂定，例如0.1～150小時，較佳為0.3～100小時，更佳為0.5～50小時。 [0056] 於前述選擇離子交換步驟中，於附膜玻璃板G2的表面當中，在未設置有第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的選擇區域，玻璃板中的鈉離子與熔鹽T1中的鉀離子係受到交換。藉此，於選擇區域形成有第一壓縮應力層CP1。另一方面，於附膜玻璃板G2的表面當中，在設置有第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的中央部Fa1、Fb1，因離子受到遮蔽，故未形成壓縮應力層。藉由以上之選擇離子交換步驟，獲得於選擇區域形成有第一壓縮應力層CP1而成的附膜強化玻璃板G3。 [0057] 接著，在前述選擇離子交換步驟之後，實施第1D圖所示之遮罩去除步驟的處理。遮罩去除步驟，係從附膜強化玻璃板G3去除各遮罩Ma、Mb的步驟。具體而言，係藉由研磨去除各遮罩Ma、Mb。作為研磨裝置，係能夠使用週知之研磨裝置，特別是使用兩面研磨裝置為佳。 [0058] 又，不限於研磨，使用其他手法去除各遮罩Ma、Mb亦可。例如，使蝕刻液附著而去除各遮罩Ma、Mb亦可。在各遮罩Ma、Mb為含有SiO2
的膜之情形下，能夠使用含有例如氟、四甲基氫氧化銨(TMAH)、乙二胺鄰苯二酚(EDP)、氫氧化鉀、氫氧化鈉等的溶液作為蝕刻液，特別是使用氫氟酸溶液作為蝕刻液為佳。又，在欲使用氫氟酸溶液，且不變更玻璃尺寸地僅去除各遮罩Ma、Mb的情形下，使該氫氟酸溶液的HF濃度為10%以下為佳。 [0059] 若藉由前述遮罩去除步驟的處理去除各遮罩Ma、Mb，則獲得在各平坦面Fa、Fb的各中央部Fa1、Fb1未形成壓縮應力層，並在各平坦面Fa、Fb的各周緣部Fa2、Fb2、各倒角面Ca、Cb及端面E形成有第一壓縮應力層CP1而成的強化玻璃板G4(參照第1D圖)。 [0060] 接著，為了將該強化玻璃板G4整體強化，係實施整體強化步驟的處理。整體強化步驟，係如第1E圖所示，為使強化玻璃板G4的表面整體接觸熔鹽T2而使表層的離子交換的步驟。具體而言，係將強化玻璃板G4浸漬於含有鹼金屬離子的熔鹽T2而進行離子交換，並於各平坦面Fa、Fb的各中央部Fa1、Fb1形成第二壓縮應力層CP2。進而，於第一壓縮應力層CP1亦進行離子交換，而使其深度增大。又，熔鹽T2，係例如為硝酸鉀熔鹽。 [0061] 整體強化步驟中之熔鹽T2的溫度可任意訂定，例如350～500℃，較佳為370～480℃，更佳為380～450℃。另外，將強化玻璃板G4浸漬於熔鹽T2中的時間可任意訂定，例如0.1～72小時，較佳為0.3～50小時，更佳為0.5～24小時。 [0062] 熔鹽T2，為與前述之熔鹽T1相同者亦可。亦即，將強化玻璃板G4再度浸漬於選擇強化步驟中所使用的熔鹽T1亦可。此時，因能夠藉由單一的鹽浴進行複數步驟的處理，故能夠抑制製造設備的成本。 [0063] 另外，熔鹽T2，為與熔鹽T1不同者亦可，於整體強化步驟中的處理溫度及處理時間，與選擇離子交換步驟的處理溫度及處理時間不同亦可。例如，整體強化步驟的離子交換的處理時間，比選擇離子交換步驟的處理時間更短為佳。藉由如此之處理，使各平坦面Fa、Fb的各中央部Fa1、Fb1的第二壓縮應力層CP2的深度不致過剩，而能夠抑制拉伸應力的增加。 [0064] 藉由以上之整體強化步驟，獲得在半徑方向的端部(各周緣部Fa2、Fb2、各倒角面Ca、Cb及端面E)形成有層深度(DOL1)大的第一壓縮應力層CP1，並在其中央部(各平坦面Fa、Fb的各中央部Fa1、Fb1)形成有層深度(DOL2)小的第二壓縮應力層CP2而成的強化玻璃板G5。於該強化玻璃板G5的各主表面Sa、Sb，係以對應於第一遮罩Ma及第二遮罩Mb的面積的方式，形成有面積不同的第二壓縮應力層CP2。亦即，強化玻璃板G5的第二平坦面Fb的第二壓縮應力層CP2的形成面積，係變得比第一平坦面Fa的第二壓縮應力層CP2的形成面積更大。第一壓縮應力層CP1的層深度(DOL1)，係強化玻璃板G5的厚度的1/4以下為佳。另外，第二壓縮應力層CP2的層深度(DOL2)，係強化玻璃板G5的厚度的1/8以下為佳。 [0065] 如以上般，於本實施形態之強化玻璃板G5的製造方法中，對於在厚度方向具有非對稱形狀的原料玻璃板G1，對應於其非對稱形狀，將面積不同的第一遮罩Ma及第二遮罩Mb形成在各主表面Sa、Sb，藉此能夠使在進行離子交換法所致之強化時之玻璃板(附膜玻璃板G2)的變形盡可能地小。具體而言，在構成為第一平坦面Fa的面積小、第二平坦面Fb的面積大的原料玻璃板G1的情形下，係將面積小的第一遮罩Ma形成於第一平坦面Fa，並將面積大的第二遮罩Mb形成於第二平坦面Fb，而構成附膜玻璃板G2為佳。藉此，能夠穩定製造具有高平坦性且局部具有高強度的強化玻璃板G5。 [0066] 在本實施形態的情形下，原料玻璃板G1，係與各倒角面Ca、Cb相比，第一平坦面Fa及第二平坦面Fb的面積更大，故在離子交換時形成於各倒角面Ca、Cb的壓縮應力層對於附膜玻璃板G2的變形所造成的影響，比形成於第一平坦面Fa及第二平坦面Fb的壓縮應力層所造成的影響可謂極小。因此，於本實施形態，僅藉由在各主表面Sa、Sb當中，第一平坦面Fa及第二平坦面Fb的中央部Fa1、Fb1形成面積不同的第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，便能夠防止附膜玻璃板G2的變形。 [0067] 另外，於整體強化步驟中，雖亦將去除各遮罩Ma、Mb而成的強化玻璃板G4浸漬於熔鹽T2以進行離子交換，然而因於選擇強化步驟中選擇區域受到強化，故整體強化步驟中強化玻璃板G4的變形係極度輕微。 [0068] 前述之事項，係不僅限於形成具有各倒角面Ca、Cb的圓盤狀之強化玻璃板G5的情形，而能夠運用於製造各種形狀的強化玻璃板G5的情形。第5圖，係表示製造不具有倒角面Ca、Cb的強化玻璃板G5的情形的原料玻璃板G1及附膜玻璃板G2之例。 [0069] 如第5A圖所示，原料玻璃板G1，係半徑方向的端部的厚度構成為比中途部的厚度更大。該端部係構成為於剖面觀察下為大致圓形，且其直徑構成為比原料玻璃板G1的中途部的厚度更大。藉由該構成，原料玻璃板G1，係於第一主表面Sa具有與第一平坦面Fa連接之凸狀的曲面CS。另外，附膜玻璃板G2的第一遮罩Ma，係以不僅被覆第一平坦面Fa，亦被覆該曲面CS的一部分的方式形成。除此之外，於該例中，係將第一遮罩Ma的面積(直徑Wma)設定為比第二遮罩Mb的面積(直徑Wmb)更大。另外，於第5B圖所示之原料玻璃板G1，係以連接至其第一主表面Sa的第一平坦面Fa的方式形成傾斜面IS。於該例中，附膜玻璃板G2的第一遮罩Ma，係不僅第一平坦面Fa，亦形成於該傾斜面IS的一部分。 [0070] 又，整體強化步驟之後，進一步實施精製加工步驟的處理亦可。依據本實施形態之強化玻璃板G5的製造方法，於選擇強化步驟的選擇離子交換步驟中，不僅防止附膜強化玻璃板G3的變形，藉由調整第一遮罩Ma與第二遮罩Mb的面積的大小關係，亦能夠調整附膜強化玻璃板G3的變形量。因此，亦能夠使經過整體強化步驟而成的強化玻璃板G5成為若干變形的狀態，並對其施予精製加工步驟。 [0071] 以下，針對該精製加工步驟，以藉由兩面研磨裝置PA研磨強化玻璃板G5的情形為例進行說明。如第6圖所示，兩面研磨裝置PA，係具備：保持強化玻璃板G5的遊星輪CA、研磨強化玻璃板G5的第一主表面Sa的上研磨定盤SP1、研磨第二主表面Sb的下研磨定盤SP2。遊星輪CA，係具有將強化玻璃板G5保持為無法旋轉的保持孔CAh。 [0072] 強化玻璃板G5，係如第6圖所示，在以第一平坦面Fa為上側、以第二平坦面Fb為下側的情形下，以上方凸出若干的方式變形的狀態，嵌合於遊星輪CA的保持孔CAh。在該狀態，使上研磨定盤SP1接觸第一主表面Sa，使下研磨定盤SP2接觸第二主表面Sb。之後，使上研磨定盤SP1、下研磨定盤SP2及遊星輪CA相對移動，而研磨強化玻璃板G5的兩面Sa、Sb。 [0073] 如前述般，藉由在強化玻璃板G5殘留有若干變形的狀態進行兩面研磨，能夠使各主表面Sa、Sb皆獲得良好的研磨面。例如，在不使強化玻璃板G5變形的狀態而進行相同的兩面研磨的情形下，因其上下位置關係，位於下方側的第二主表面Sb會比第一主表面Sa受到過剩地研磨，故有在上側的第一主表面Sa及下側的第二主表面Sb研磨量變得不平均之虞。對此，因藉由如前述般進行研磨，能夠使各主表面Sa、Sb的研磨量平均，故能夠進行高精度的兩面研磨。 [0074] 第7圖，係表示強化玻璃板的製造方法之第二實施形態。於前述第一實施形態，係藉由選擇強化步驟及整體強化步驟，將玻璃板(附膜玻璃板G2、強化玻璃板G4)浸漬於熔鹽T1、T2兩次，於本實施形態中，係藉由一次浸漬製造強化玻璃板G5。 [0075] 於本實施形態，在如第7A圖所示，準備原料玻璃板G1後，如第7B圖所示，在各主表面Sa、Sb形成第一遮罩Ma及第二遮罩Mb而獲得附膜玻璃板G2。與第一實施形態不同，於本實施形態，係使用抑制離子穿透的功能性膜作為第一遮罩Ma及第二遮罩Mb。 [0076] 之後，如第7C圖所示，將具有各遮罩Ma、Mb的附膜玻璃板G2浸漬於熔鹽T1。藉此，於未受各遮罩Ma、Mb被覆的各平坦面Fa、Fb的各周緣部Fa2、Fb2、各倒角面Ca、Cb及端面E進行離子交換，並且在受到各遮罩Ma、Mb被覆的中央部Fa1、Fb1亦於離子穿透受到抑制的狀態實施離子交換。藉此，獲得在半徑方向的端部(各周緣部Fa2、Fb2、各倒角面Ca、Cb及端面E)形成有層深度(DOL1)大的第一壓縮應力層CP1，並在其中央部(各平坦面Fa、Fb的各中央部Fa1、Fb1)形成有層深度(DOL2)小的第二壓縮應力層CP2而成的附膜強化玻璃板G3(參照第7C圖)。之後，藉由去除附膜強化玻璃板G3的第一遮罩Ma及第二遮罩Mb，獲得第7D圖所示之強化玻璃板G4。 [0077] 又，本發明，係不限於前述實施形態之構成，亦不限於前述之作用效果。本發明，可在不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。 [0078] 於前述實施形態，雖例示將鈉離子與鉀離子進行離子交換而化學強化的情形，然而不限於此，能夠交換任意的離子。例如，藉由鋰離子與鈉離子的離子交換，或是鋰離子與鉀離子的離子交換來製造強化玻璃板G4、G5亦可。此時，強化玻璃板G4、G5，係較佳為以質量%計以0.5～7.5%含有LiO2
，更佳為含有3.0%，或是4.5%的LiO2
作為組成。 [0079] 強化玻璃板的應力特性，係能夠使用例如折原製作所製之FSM-6000進行測定。在矽鋁酸鹽系玻璃的壓縮應力層的深度超過100μm的情形，或是在進行鋰離子與鈉離子的離子交換或鋰離子與鉀離子的離子交換的情形，強化玻璃板的應力特性，係能夠使用例如折原製作所製之SLP-1000進行測定。在能夠將強化玻璃板切斷等而製作剖面試料的情形下，使用例如Photonic Lattice公司製之WPA-micro或Tokyo Instruments公司製之Abrio觀測內部應力分佈並確認應力深度為佳。 [實施例] [0080] 本發明者們，係以使用本製造方法所製造的情形之強化板玻璃作為實施例，將未運用本製造方法(未於原料玻璃板形成遮罩)製造的情形之強化板玻璃作為比較例，並藉由運算(模擬)求取各例中翹曲(垂直方向位移)的大小。實施例及比較例之各強化玻璃板，係具有在厚度方向非對稱的剖面形狀的圓盤。實施例及比較例的強化玻璃板的尺寸，係厚度1mm，外徑40mm。另外，使實施例所使用之第一遮罩的直徑為30mm，使第二遮罩的直徑為36mm。 [0081] 運算的結果，可知相對於實施例之翹曲為0.0μm，比較例之翹曲為23.7μm。第8圖，係將該運算結果藉由灰階作可視化。第8A圖係表示實施例，而第8B圖係表示比較例。如第8A圖及第8B圖所示，可知比較例之強化玻璃板係翹曲量(垂直方向位移)隨著朝向半徑方向外方變大，而實施例之強化玻璃板完全未產生翹曲。又，第8A圖所示之實施例之強化玻璃板，其邊緣係以實線鑲邊而顯示。該實線係用以使強化玻璃板的邊界明確而附加者，與強化玻璃板的翹曲並無關係。
[0082]
Ca‧‧‧第一倒角面
Cb‧‧‧第二倒角面
Fa‧‧‧第一平坦面
Fb‧‧‧第二平坦面
G1‧‧‧原料玻璃板
G2‧‧‧附膜玻璃板
G3‧‧‧附膜強化玻璃板
G4‧‧‧強化玻璃板
G5‧‧‧強化玻璃板
Ma‧‧‧第一遮罩
Mb‧‧‧第二遮罩
Sa‧‧‧第一主表面
Sb‧‧‧第二主表面
T1‧‧‧熔鹽
T2‧‧‧熔鹽
[0028] [第1A圖]第1A圖，係表示本發明之第一實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第1B圖]第1B圖，係表示本發明之第一實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第1C圖]第1C圖，係表示本發明之第一實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第1D圖]第1D圖，係表示本發明之第一實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第1E圖]第1E圖，係表示本發明之第一實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第2圖]第2圖，係原料玻璃板的立體圖。 [第3圖]第3圖，係附膜玻璃板的俯視圖。 [第4圖]第4圖，係附膜玻璃板的仰視圖。 [第5A圖]第5A圖，係表示附膜玻璃板的其他例的特取部分剖面圖。 [第5B圖]第5B圖，係表示附膜玻璃板的其他例的特取部分剖面圖。 [第6圖]第6圖，係表示精製加工步驟的圖。 [第7A圖]第7A圖，係表示本發明之第二實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第7B圖]第7B圖，係表示本發明之第二實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第7C圖]第7C圖，係表示本發明之第二實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第7D圖]第7D圖，係表示本發明之第二實施形態之強化玻璃板的製造方法。 [第8A圖]第8A圖，係表示強化玻璃板的實施例的俯視圖。 [第8B圖]第8B圖，係表示強化玻璃板的比較例的俯視圖。 [第9A圖]第9A圖，係表示以往之強化板玻璃的製造方法。 [第9B圖]第9B圖，係表示以往之強化板玻璃的製造方法。 [第9C圖]第9C圖，係表示以往之強化板玻璃的製造方法。
Claims (11)
- 一種強化玻璃板的製造方法，係交換在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的玻璃板表層的離子的強化玻璃板的製造方法，其特徵為，具備： 遮罩步驟，係分別在前述第一主表面的至少一部分設置抑制或是防止前述離子的交換的第一遮罩，在前述第二主表面的至少一部分設置抑制或是防止前述離子的交換的第二遮罩；以及 離子交換步驟，係在前述遮罩步驟後，將該玻璃板浸漬於用以交換前述離子的熔鹽； 於前述遮罩步驟中，前述第一主表面的前述第一遮罩的形成面積，以及前述第二主表面的前述第二遮罩的形成面積，係對應於前述剖面形狀而設定為不同大小。
- 如請求項1所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述第一主表面，係具有第一平坦面， 前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面， 前述第一遮罩，係設置於前述第一平坦面內， 前述第二遮罩，係設置於前述第二平坦面內， 前述第二遮罩的形成面積，係比前述第一遮罩的形成面積更大。
- 如請求項2所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述第一平坦面係位於前述第一主表面的中央部， 前述第一遮罩係設置於前述第一平坦面的中央部， 前述第二平坦面係位於前述第二主表面的中央部， 前述第二遮罩係設置於前述第二平坦面的中央部， 前述第一主表面，係具備沿著前述第一平坦面的外緣設置的第一倒角面， 前述第二主表面，係具備沿著前述第二平坦面的外緣設置的第二倒角面， 前述第一倒角面的面積，係比前述第二倒角面的面積更大。
- 如請求項1至3任一項中所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述第一遮罩及前述第二遮罩，係包含以質量%計SiO2 60～100%、以及Al2 O3 0～40%作為組成的無機膜層。
- 如請求項1至3任一項中所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 相對於前述第一遮罩的厚度，前述第二遮罩的厚度為0.8～1.2倍。
- 如請求項1至3任一項中所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述玻璃板表層的離子係鈉離子， 前述熔鹽係包含鉀離子， 前述熔鹽，係以濃度為20質量%的方式與水混合成水溶液時，pH值為6.5～11。
- 如請求項1至3任一項中所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述玻璃板，係含有以質量%計SiO2 45～75%、Al2 O3 1～30%、Na2 O 1～20%、以及K2 O 0～20%作為玻璃板組成的玻璃板。
- 如請求項1至3任一項中所述之強化玻璃板的製造方法，其中， 前述玻璃板，係俯視觀察圓盤狀或是矩形。
- 一種附膜玻璃板，係在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的附膜玻璃板，其特徵為，具備： 形成在前述第一主表面的至少一部分，並且抑制或是防止離子的交換的第一遮罩，以及形成在前述第二主表面的至少一部分，並且抑制或是防止離子的交換的第二遮罩； 前述第一主表面的前述第一遮罩的形成面積，以及前述第二主表面的前述第二遮罩的形成面積，係對應於前述剖面形狀而設定為不同大小。
- 如請求項9所述之附膜玻璃板，其中， 前述第一主表面，係具有第一平坦面， 前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面， 前述第一遮罩，係設置於前述第一平坦面內， 前述第二遮罩，係設置於前述第二平坦面內， 前述第二遮罩的形成面積，係比前述第一遮罩的形成面積更大。
- 一種強化玻璃板，係在表裏分別具有第一主表面及第二主表面且在厚度方向具有非對稱的剖面形狀的強化玻璃板，其特徵為，具備： 前述第一主表面，係具有第一平坦面， 前述第二主表面，係具有比前述第一平坦面更大的第二平坦面， 前述第一平坦面，係具有形成於其周緣部的第一壓縮應力層，以及形成在其中央部並且層深度比前述第一壓縮應力層更小的第二壓縮應力層， 前述第二平坦面，係具有形成於其周緣部的第一壓縮應力層，以及形成在其中央部並且層深度比前述第一壓縮應力層更小的第二壓縮應力層， 前述第二平坦面的前述第二壓縮應力層的形成面積，係比前述第一平坦面的前述第二壓縮應力層的形成面積更大。
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