化学强化用浮法玻璃转让专利

申请号 : CN201410830179.3

文献号 : CN104591523B9

文献日 :

基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 山中一彦小池章夫藤原祐辅小林大介网野阳介秋山良司白井正信

申请人 : 旭硝子株式会社

摘要 :

本发明提供一种能够有效地抑制化学强化后的翘曲,并且能够省略或简化化学强化前的研磨处理等的化学强化用浮法玻璃。本发明涉及一种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面相对的顶面,其中,顶面的深度5~10μm处的标准化氢浓度与底面的深度5~10μm处的标准化氢浓度之差的绝对值为0.35以下,底面的深度5~10μm处的平均H/Si强度相对于顶面的深度5~10μm处的平均H/Si强度之比为1.65以下,以及底面的深度5~30μm处的表层β-OH相对于顶面的深度5~30μm处的表层β-OH之比为1.27以下。

权利要求 :

1. 一种浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面相对的顶面,该顶面的氢浓度比该底面的氢浓度低,板厚为I. 5mm以下,其中, 底面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH之比为1.25以下。

2. 如权利要求1所述的浮法玻璃,其中, 所述底面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β-OH之比为1. 23以下。

3. 如权利要求1所述的浮法玻璃,其中, 所述底面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β-OH之比为1. 19以下。

4. 如权利要求1〜3中任一项所述的浮法玻璃,其中,以摩尔%表示的组成计,该玻璃含有 SiO2 50 〜74%、Al2O3 1 〜10%、Na2O 6 〜14%、K2O 3 〜11%、MgO 2 〜15%、CaO0〜6%及ZrO2 0〜5%,SiOj Al2O3的含量合计为75%以下,Na2O及K2O的含量合计为12〜25%,MgO及CaO的含量合计为7〜15%。

说明书 :

化学强化用浮法玻璃

[0001] 本申请是申请日为2012年6月22日、申请号为201280031658. 8的中国专利申请 的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种化学强化用浮法玻璃。

背景技术

[0003] 近年来,在手机或便携式信息终端(PDA)等平板显示装置中,为了保护显示器及 提升美观,而以成为比图像显示部分更广的区域的方式将薄的板状盖板玻璃(力A—力'7 只)配置在显示器的前面。
[0004] 对于这样的平板显示装置,要求轻量及薄型化,因此,要求用于显示器保护用的盖 板玻璃也变薄。
[0005] 但是,使盖板玻璃的厚度变薄时,强度降低,有时会因使用中或携带中的掉落等而 盖板玻璃自身破裂,存在不能发挥保护显示装置的本来的作用的问题。
[0006] 因此,现有的盖板玻璃为了提高耐划伤性,而通过对通过浮法制造的浮法玻璃进 行化学强化而在表面形成压缩应力层从而提高盖板玻璃的耐划伤性。
[0007] 近年来,在盖板玻璃等中,所要求的耐划伤性变得更高。对现有的钠钙玻璃进行 化学强化而成的化学强化浮法玻璃的表面压缩应力为约500MPa,压缩应力层的深度为约 10 μm,但为了适应对高耐划伤性的要求,而开发了表面压缩应力为600MPa以上,压缩应力 层的深度为15 μm以上的化学强化浮法玻璃。
[0008] 据报道,浮法玻璃在化学强化后产生翘曲而损害平坦性(专利文献1)。该翘曲 由于浮法成形时不与熔融锡接触的玻璃面(以下,也称为顶面)和与熔融锡接触的玻璃面 (以下,也称为底面)的化学强化的程度(入卩方)不同而产生。
[0009] 由于化学强化的程度越强,上述浮法玻璃的翘曲越大,因此,在为了适应对高耐划 伤性的要求而开发的、上述表面压缩应力为600MPa以上,压缩应力层的深度为15 μπι以 上的化学强化浮法玻璃中,与现有的表面压缩应力为约500MPa且压缩应力层的深度为约 10 μ m的化学强化浮法玻璃相比,翘曲的问题更加明显。
[0010] 目前,作为浮法玻璃的顶面与底面化学强化的程度不同的理由,认为是由于在浮 法成形时熔融金属侵入与熔融金属接触的玻璃面(专利文献1)。
[0011] 在专利文献1中,公开了通过不对由浮法方式制造、加工的板状体进行表面研磨, 而是在浸渍于或接触Li离子或者Na离子或它们的混合无机盐后进行化学强化,从而改善 上述翘曲。
[0012] 另外,目前,为了减少上述翘曲,而有如下应对方法:减小由化学强化而引起的强 化应力,或在通过对浮法玻璃的顶面及底面进行磨削处理或研磨处理等而除去表面异质层 后进行化学强化。
[0013] 现有技术文献
[0014] 专利文献
[0015] 专利文献1 :日本专利第2033034号公报

发明内容

[0016] 发明所要解决的问题
[0017] 但是,在专利文献1记载的方法中,需要在化学强化前在混合无机盐中对浮法玻 璃进行浸渍处理,较为繁杂。另外,在减小强化应力的方法中化学强化后的浮法玻璃的强度 可能会变得不充分。
[0018] 另外,在化学强化前对浮法玻璃的顶面及底面进行磨削处理或研磨处理等的方 法,从提高生产率的观点考虑,存在问题,优选省略这些研削处理或研磨处理等。
[0019] 因此,本发明的目的在于,提供一种能够有效地抑制化学强化后的翘曲,并且能够 省略或简化化学强化前的研磨处理等的化学强化用浮法玻璃。
[0020] 用于解决问题的手段
[0021] 本发明人等发现:浮法玻璃的底面和顶面的化学强化的程度产生差异的主要原因 并非在浮法成形时侵入与熔融金属接触的玻璃面的该金属,而是顶面和底面的氢浓度差。 另外发现:通过减小该氢浓度差,而使顶面和底面的利用化学强化的强化容易度均衡化,能 够减少化学强化后的浮法玻璃的翘曲。另外发现:通过测定表层β-OH,能够使误差范围更 窄地评价浮法玻璃的底面和顶面的氢浓度,根据这些发现,完成了本发明。
[0022] SP,本发明如下所述。
[0023] 1. —种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面 相对的顶面,其中,顶面的深度5〜10 μ m处的标准化氢浓度与底面的深度5〜10 μ m处的 标准化氢浓度之差的绝对值为0. 35以下,所述深度5〜10 μ m处的标准化氢浓度为深度 5〜10 μ m处的氢浓度除以深度50〜55 μ m处的氢浓度所得的值。
[0024] 在此,深度5〜10 μ m处的氢浓度及深度50〜55 μ m处的氢浓度为在以下的分析 条件下测定的值(平均值)。
[0025] (分析条件)
[0026] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0027] 初级离子种类:Cs+
[0028] 初级加速电压:5. OkV
[0029] 初级离子电流:1μΑ
[0030] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0031] 光栅尺寸:200Χ200 μπι2
[0032] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0033] 次级离子极性:负
[0034] 使用中和用的电子枪
[0035] 2. —种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面 相对的顶面,其中,顶面的深度5〜10 μ m处的标准化强度与底面的深度5〜10 μ m处的标 准化强度之差为0. 35以下,所述深度5〜10 μ m处的标准化强度为使用次级离子质谱分析 装置在以下的分析条件下测定的至深度60μπι为止的[1Hz^Si ]分布的深度5〜ΙΟμπι处 的[1H /3°Si ]除以深度50〜55 μπι处的[1H /3°Si ]所得的值。在此,[1H /3°Si ]分布为在 以下的分析条件下测定的氢H的次级离子强度的分布与硅同位素3°Si的次级离子强度的分 布之比,所述标准化强度相当于所述标准化氢浓度。
[0036] (分析条件)
[0037] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0038] 初级离子种类:Cs+
[0039] 初级加速电压:5. OkV
[0040] 初级离子电流:1 μ A
[0041] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0042] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0043] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0044] 次级离子极性:负
[0045] 使用中和用的电子枪
[0046] 3. —种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面 相对的顶面,其中,底面的深度5〜10 μ m处的平均H/Si强度相对于顶面的深度5〜10 μ m 处的平均H/Si强度之比为1. 65以下。
[0047] 4. —种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面 相对的顶面,其中,底面的深度5〜30 μπι处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μπι处 的表层β -OH之比(底面的表层β -OH/顶面的表层β -0Η)为1. 27以下。
[0048] 5. —种化学强化用浮法玻璃,其具有在成形时与熔融金属接触的底面和与该底面 相对的顶面,其中,底面的深度5〜30μπι处的通过以下的(1)〜(3)的步骤算出的表层 β-OH相对于顶面的深度5〜30 μπι处的通过以下的(1)〜(3)的步骤算出的表层β-OH 之比(底面的表层β -OH/顶面的表层β -0Η)为1. 27以下。
[0049] (1)将浮法玻璃的测定面研磨5 μπι并进行IR测定,从Si-OH峰顶的吸光度中减去 3955cm 1的基底的吸光度算出存在于3500cm 1附近的Si-OH峰的吸光度。
[0050] (2)进而,将浮法玻璃的测定面研磨25 μ m,与步骤(1)同样地测定Si-OH峰的吸 光度。
[0051] (3)根据由步骤⑴及⑵得到的研磨前后的Si-OH峰的吸光度之差和研磨厚度, 通过下式算出目标区域的表层β-〇Η。
[0052] (表层β -0Η)=[(研磨5 μ m的Si-OH吸光度)-(研磨30 μ m的Si-OH吸光度)]/ 研磨厚度(mm)
[0053] 6. —种化学强化浮法玻璃的制造方法,其包括对具有在成形时与熔融金属接触的 底面和与该底面相对的顶面的浮法玻璃进行化学强化而制造化学强化浮法玻璃,其特征在 于,该浮法玻璃的顶面的深度5〜10 μ m处的标准化氢浓度与底面的深度5〜10 μ m处的标 准化氢浓度之差的绝对值为0. 35以下,所述深度5〜10 μ m处的标准化氢浓度为深度5〜 10 μ m处的氢浓度除以深度50〜55 μ m处的氢浓度所得的值。
[0054] 在此,深度5〜10 μ m处的氢浓度及深度50〜55 μ m处的氢浓度为在以下的分析 条件下测定的值。
[0055] (分析条件)
[0056] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0057] 初级离子种类:Cs+
[0058] 初级加速电压:5. OkV
[0059] 初级离子电流:1 μ A
[0060] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0061] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0062] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0063] 次级离子极性:负
[0064] 使用中和用的电子枪
[0065] 7. —种化学强化浮法玻璃的制造方法,其包括对具有在成形时与熔融金属接触的 底面和与该底面相对的顶面的浮法玻璃进行化学强化而制造化学强化浮法玻璃,其特征在 于,该浮法玻璃的顶面的深度5〜10 μ m处的标准化强度与底面的深度5〜10 μ m处的标 准化强度之差的绝对值为0. 35以下,所述深度5〜10 μ m处的标准化强度为[1H /3°Si ]分 布的深度5〜10 μπι处的[1H/3°Si ]除以在以下的分析条件下测定的深度50〜55 μπι处 的[1HZ^Si]所得的值。
[0066] (分析条件)
[0067] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0068] 初级离子种类:Cs+
[0069] 初级加速电压:5. OkV
[0070] 初级离子电流:1 μ A
[0071] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0072] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0073] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0074] 次级离子极性:负
[0075] 使用中和用的电子枪
[0076] 8. —种化学强化用浮法玻璃的制造方法,其中,该化学强化用浮法玻璃具有在成 形时与熔融金属接触的底面和与该底面相对的顶面,且底面的深度5〜10 μ m处的平均H/ Si强度相对于顶面的深度5〜10 μ m处的平均H/Si强度之比为1. 65以下。
[0077] 9. —种化学强化浮法玻璃的制造方法,其包括对具有在成形时与熔融金属接触的 底面和与该底面相对的顶面的浮法玻璃进行化学强化而制造化学强化浮法玻璃,其特征在 于,该浮法玻璃的底面的深度5〜30 μπι处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μπι处 的表层β -OH之比(底面的表层β -OH/顶面的表层β -0Η)为1. 27以下。
[0078] 10.如前项6〜9中任一项所述的化学强化浮法玻璃的制造方法,其中,化学强化 浮法玻璃的表面压缩应力为600MPa以上,压缩应力层的深度为15 μm以上。
[0079] 发明效果
[0080] 本发明的化学强化用浮法玻璃由于顶面和底面的氢浓度差小,因此,不减小由化 学强化引起的应力,另外,即使简化或省略化学强化前的研磨处理等,也能够减少化学强化 后的浮法玻璃的翘曲,得到优异的平坦度。

附图说明

[0081] 图1是本发明的化学强化用浮法玻璃的制造装置的纵剖视图;
[0082] 图2是对本发明的化学强化用浮法玻璃进行化学强化后,用作平板显示器用的盖 板玻璃的平板显示器的剖视图;
[0083] 图3是表示基于比较例1(玻璃材料B)的浮法玻璃的次级离子质谱分析的 [1HZ^Si ]分布的图,另外,图中的T面为顶面,B面为底面。
[0084] 图4是表示将比较例1 (玻璃材料B)的浮法玻璃的顶面蚀刻至各种深度,且对其 顶面被蚀刻的浮法玻璃进行化学强化,并测定化学强化前后的翘曲量的差(△翘曲量1)的 结果的图;
[0085] 图5(a)〜(d)是表示基于实施例、比较例中使用的浮法玻璃的次级离子质谱分析 的[1HZ^Si]分布的图;
[0086] 图6是表示研磨IR法的概要的图;
[0087] 图7是对深度0〜40 μ m的区域算出β -0H,并与由S頂S法算出的同区域的 lH/3°Si平均计数进行比较而得到的图。在图7中,β -OH利用质量换算法算出。在图7中, 读取误差为±2. 5〜3. 5%。另外,图7的图线为y = 2. 0977Χ+0. 0566, R2= 0. 985。
[0088] 图8是表不表层β -0H和后述的Δ翅曲量2的相关关系的图;
[0089] 图9是表示通过分析条件A测定的H/Si强度分布的图;(实施例3)
[0090] 图10是表示通过分析条件B测定的H/Si强度分布的图。(实施例3)
[0091] 附图标记
[0092] 1熔融玻璃
[0093] 5熔融金属浴槽
[0094] 10显示装置
[0095] 15 壳体
[0096] 20显示面板
[0097] 30盖板玻璃

具体实施方式

[0098] 1.利用sms分析的氢浓度的评价
[0099] 1A.利用标准化氢浓度的氢浓度的评价
[0100] 本发明的化学强化用浮法玻璃通过浮法成形,并具有在成形时与熔融金属接触的 底面和与该底面相对的顶面。本发明人等发现:通过对浮法玻璃进行化学强化而产生的翘 曲的主要原因如以下说明那样为顶面和底面的氢浓度差。
[0101] 在利用浮法的玻璃的制造中,通过从上游侧将熔融玻璃连续供给至贮存于金属液 槽的熔融金属的表面而成形玻璃带,同时从该金属液槽的下游侧端部引出成形后的玻璃 带,并用退火炉进行退火而制造板玻璃。
[0102] 在利用浮法的玻璃的制造中,通常使用玻璃池窑和金属液槽之间用管道及斜槽连 接的、流道集中的类型的装置。
[0103] 在该情况下,由于需要在金属液槽内铺展玻璃,因此,与后述的其它类型的装置相 比,使更高温的熔融玻璃流出至熔融金属表面而成形。
[0104] 但是,由于上述金属液槽内的露点低,因此,H2O从玻璃表面扩散,H2O从顶面扩散 至环境中,H2O从底面扩散至熔融金属中。因此,通过这种类型的装置制造的浮法玻璃,与内 部(典型的为深度约50 μ m以上)的氢浓度相比,表面(5〜10 μ m)的氢浓度变小。由于 温度越高H2O的扩散系数越高,因此,来自与露点低或温度高的环境接触的顶面的H2O的扩 散量比与更低温的熔融金属接触的浮法玻璃的底面的H2O的扩散量多,因而与浮法玻璃的 底面相比,顶面的氢浓度变低。
[0105] 另一方面,在利用浮法的玻璃的制造中,有时使用不在玻璃池窑和金属液槽之间 集中流道的类型的装置。在通过这种类型的装置进行制造的情况下,由于不需要在金属液 槽内铺展玻璃,因此,与以上所述的类型的装置相比,使更低温的熔融玻璃流出至高温的熔 融金属而成形。由于温度越高H2O的扩散系数越高,因此,有时与浮法玻璃的顶面相比底面 的温度变高,在这种情况下,来自底面的H2O的扩散量比顶面多,与浮法玻璃的顶面相比,底 面的氢浓度变低。
[0106] 因此,通过浮法制造的玻璃根据制造条件而顶面的氢浓度比底面低或底面的氢浓 度比顶面低,产生顶面和底面的氢浓度差。以下,主要对于与浮法玻璃的底面相比,顶面的 氢浓度变低的情况进行说明,但本发明并非限定于此。
[0107] 但是,玻璃中的氢浓度高时,氢以SiOH的形式进入玻璃的Si-O-Si的键合网络中, Si-O-Si的键合被切断。玻璃中的氢浓度高时,则Si-O-Si的键合被切断的部分变多,玻璃 化转变温度等热特性降低,因此,在在高温下加热玻璃的化学强化时应力缓和,应力降低。
[0108] 因此,在浮法玻璃的顶面及底面中,对于氢浓度高的玻璃面,在化学强化时应力的 产生小,对于氢浓度低的玻璃面,在化学强化时容易产生应力。
[0109] S卩,对顶面的氢浓度比底面低的浮法玻璃进行化学强化时,在氢浓度低的顶面产 生比氢浓度高的底面强的应力,玻璃以在顶面侧凸出的方式翘曲,而认为产生翘曲。
[0110] 另一方面,对底面的氢浓度比顶面低的浮法玻璃进行化学强化时,在氢浓度低的 底面产生比氢浓度高的顶面强的应力,相反,玻璃以在底面侧凸出的方式翘曲,而认为产生 翘曲。
[0111] 因此,浮法玻璃的顶面和底面的氢浓度越接近,即,顶面和底面的氢浓度差的绝对 值的值越小,化学强化后的顶面和底面的应力的产生越接近均衡的状态,因而翘曲减少。
[0112] 另外,在本发明中,由于高精度地测定氢浓度本身及上述氢浓度差本身存在困难, 因此,分别将与氢浓度成比例的[1H /3°Si ]作为氢浓度的直接的指标,将与上述氢浓度差成 比例的“顶面的标准化氢浓度与底面的标准化氢浓度之差”及“顶面的标准化强度与底面的 标准化氢浓度之差”作为上述氢浓度差的直接的指标使用。
[0113] 在此,在本说明书中,[1HZ^Si ]是指在以下的分析条件下测定的值。
[0114] (分析条件)
[0115] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0116] 初级离子种类:Cs+
[0117] 初级加速电压:5. OkV
[0118] 初级离子电流:1 μ A
[0119] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0120] 光栅尺寸:200Χ200 μπι2
[0121] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0122] 次级离子极性:负
[0123] 使用中和用的电子枪
[0124] 下面,对[1HZ^Si ]、标准化强度及标准化氢浓度进行说明。次级离子质谱中的 元素M的同位素乂的次级离子强度I „与初级离子强度I P、基质的溅射率Y、元素M的浓度 Cm(相对于总浓度的比)、同位素M1的存在概率a i、元素M的次级离子化率βΜ、及质谱仪的 穿透效率η(包含检测器的检测效率)成比例。
[0125] Imi=A. IP.Y.CM. Ct1 · βΜ· q (式1)
[0126] 在此,A为次级离子的检测面积相对于初级离子束的扫描范围的比。
[0127] 一般而言,由于求出装置的η存在困难,因此,无法求出β M的绝对值。因此,通 过将相同试样中的主成分元素等用作参比元素,并获取与(式1)的比从而消去η。
[0128] 在此,在将参比元素设为R,将其同位素设为&的情况下,得到(式2)。
[0129] lM1/lRj= (Cm · a i · PMV(CR · a j · βκ) = CM/K(式 2)
[0130] 在此,K为相对于元素R的元素M的相对灵敏度因子。
[0131] K = (Cr · a j · βκν(α 工· βΜ)(式 3)
[0132] 在该情况下,元素M的浓度通过(式4)求出。
[0133] Cm= K · IM1/IRj(式4)
[0134] 在本发明中,1H对应于M1^Si对应于R ,。因此,根据(式2),两者的强度比 [1H /3°Si ]等于氢浓度Ch除以K所得的值。即,[1H /3°Si ]为氢浓度的直接的指标。
[0135] 标准化强度为某一深度X处的[1Hz^Si ]除以深度50〜55 μ m处的[1Hz^Si ]所 得的值,即某一深度X处的CH/K除以深度50〜55 μ m处的CH/K所得的值。由于K被消去, 因此,结果标准化强度与深度X处的Ch除以深度50〜55 μ m处的Ch所得的值相同,S卩,为 深度X处的标准化氢浓度。
[0136] 另外,在算出标准化氢浓度时将深度50〜55 μ m处的氢浓度作为基准是由于考虑 到深度50〜55 μm的区域为氢浓度不发生变动的内部区域,这一点也可以由图5的各分布 得到证明。
[0137] 浮法玻璃的顶面的标准化强度(Normalized Intensity)与底面的标准化强度之 差的绝对值通过次级离子质谱分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS分析),例 如,以以下的(i)〜(iii)的顺序求出。另外,以下所示的分析条件为例示,应根据测定装 置、样品等而适当变更。
[0138] (i)在顶面及底面各自中,根据下述分析条件从表层起至深度60 μ m为止进行次 级离子质谱分析。
[0139] (分析条件)
[0140] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0141] 初级离子种类:Cs+
[0142] 初级加速电压:5. OkV
[0143] 初级离子电流:1 μ A
[0144] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0145] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0146] 检测区域:40Χ40 μπι2
[0147] 次级离子极性:负
[0148] 使用中和用的电子枪
[0149] 另外,在深度55μπι处的3°Si的强度比深度5μπι处的3°Si的强度小超过3%的 情况下,优选以预先将玻璃基板的表面蚀刻约45 μπι的样品进行分析。
[0150] 更具体的分析条件例如如下所示。
[0151] (分析条件)
[0152] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0153] 初级离子种类:Cs+
[0154] 初级加速电压:5. OkV
[0155] 初级离子电流:1 μ A
[0156] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0157] 光栅尺寸:200Χ200 μπι2
[0158] 检测区域:40Χ40 μπι2
[0159] 派射速率:14nm/sec
[0160] 次级离子极性:负
[0161] 使用中和用的电子枪
[0162] 作为具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置,例如可列举ULVAC-PHI公司 制造的 ADEPT1010。
[0163] (ii)将通过次级离子质谱分析得到的[1HZ^Si]分布的深度5〜ΙΟμπι处的 [1H /3°Si ]除以深度50〜55 μ m的[1H /3°Si ]所得的值作为深度5〜10 μ m的次级离子质 谱分析的标准化强度。
[0164] (iii)对于通过次级离子质谱分析得到的深度5〜10 μπι处的标准化强度,算出顶 面的深度5〜10 μ m处的标准化强度和底面的深度5〜10 μ m处的标准化强度之差的绝对 值。
[0165] 本发明的浮法玻璃,关于通过次级离子质谱分析得到的深度5〜10 μπι处的标准 化强度或标准化氢浓度,顶面和底面之差的绝对值为0. 35以下,更优选为0. 32以下,进一 步优选为〇. 30以下,特别优选为0. 28以下,最优选为0. 26以下。
[0166] 关于通过次级离子质谱分析得到的深度5〜10 μπι处的标准化强度或标准化氢 浓度,通过将顶面和底面之差设为0. 35以下,从而即使简化或省略化学强化前的研磨处理 等,也能够减少化学强化后的浮法玻璃的翘曲,得到优异的平坦度。
[0167] 另外,根据1Α.的标准化氢浓度评价氢浓度的方法,与根据在1Β.中所述的平均H/ Si强度评价氢浓度的方法相比较,能够缩短测定时间,因而优选在要求迅速测定的情况下 使用,特别是对于从表层起至深度30 μπι的氢浓度可得到一定程度准确的值。
[0168] 1Β.根据平均H/Si强度的氢浓度的评价
[0169] 在1A.中,如上所述,在浮法玻璃表面的脱水状态的评价中,根据上述的标准化氢 浓度的评价是有效的,但通过根据平均H/Si强度评价氢浓度,从而提高sms分布的深度方 向分辨率及重复测定精度。
[0170] 浮法玻璃的顶面和底面处的氢浓度越接近,S卩,顶面和底面的氢浓度比越接近1, 化学强化后的顶面和底面的应力的产生越接近均衡的状态,从而减少翘曲。
[0171] 另外,在本发明中,由于高精度地测定氢浓度本身及上述氢浓度比本身存在困难, 因此,将与氢浓度成比例的平均H/Si强度作为氢浓度的直接的指标,将与上述氢浓度比成 比例的“底面的平均H/Si强度相对于顶面的平均H/Si强度之比”作为上述氢浓度比的直 接的指标使用。
[0172] 浮法玻璃的底面的平均H/Si强度相对于顶面的平均H/Si强度之比通过次级离子 质谱分析(Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS 分析),例如,以以下的(I)及(II)顺 序求出。另外,以下所示的分析条件为例示,应根据测定装置或样品等而适当变更。
[0173] (I)在顶面及底面各自中,根据下述分析条件,从表层起至深度5〜10 μm为止进 行次级离子质谱分析。
[0174] (分析条件)
[0175] 测定装置:具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置
[0176] 初级离子种类:Cs+
[0177] 初级加速电压:5. OkV
[0178] 初级离子电流:1 μ A
[0179] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0180] 光栅尺寸:400Χ400 μπι2
[0181] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0182] 次级离子极性:负
[0183] 使用中和用的电子枪
[0184] 检测器的 Field Aperture :1
[0185] 检测器的 ESA Input Lens :0
[0186] 作为具有四极质谱分析仪的次级离子质谱分析装置,可以列举例如ULVAC-PHI公 司制 ADEPT1010。
[0187] 另外,通过将初级离子的光栅尺寸设为400X400 μπι2,将检测器的Field Aperture设为1,将检测器的ESA Input Lens设为0,从而能够抑制凹坑边缘 (夕卜一夕一工,> )成分的检测而以高精度进行测定。
[0188] (II)关于通过⑴的次级离子质谱分析得到的H/Si强度分布的深度5〜10 μπι 处的平均H/Si强度,算出底面的深度5〜10 μ m处的平均H/Si强度相对于顶面的深度5〜 10 μπι处的平均H/Si强度之比。
[0189] 本发明的浮法玻璃的〜底面的深度5〜10 μ m处的平均H/Si强度相对于顶面的 深度5〜10 μπι处的平均H/Si强度之比为1. 65以下,更优选为1. 60以下,进一步优选为 1. 55以下。
[0190] 通过将底面的深度5〜10 μπι处的平均H/Si强度相对于顶面的深度5〜10 μπι 处的平均H/Si强度之比设为1. 65以下,从而即使简化或省略化学强化前的研磨处理等,也 能够减少化学强化后的浮法玻璃的翘曲,得到优异的平坦度。
[0191] 另外,根据1B.的平均H/Si强度评价氢浓度的方法与根据1A.的标准化氢浓度评 价氢浓度的方法相比较,能够抑制凹坑边缘成分的检测或撞击效应(,〉夕才>効果):,能 够提高S頂S分布的深度方向分辨率及重复测定精度。在此,凹坑边缘成分是指从分析凹坑 的边缘部释放的次级离子,通过抑制凹坑边缘成分的检测,能够获得某一深度的准确的氢 浓度。另外,撞击效应是指初级离子将试样内的原子反弹(反跳)的现象,通过抑制撞击效 应而提高SIMS分布的陡度。
[0192] 2.根据表层β-OH的氢浓度的评价
[0193] 如上所述,对于浮法玻璃表面的脱水状态的评价来说,根据上述标准化氢浓度的 评价是有效的,但根据表层β -OH的氢浓度的评价,误差范围更窄,因而优选。
[0194] 作为玻璃中的水分量的指标有利用IR法测定的β-〇Η。β-OH测定主要为适用 于大块板的方法,虽然可在短时间简便及高精度地进行评价,但不能测定玻璃表面数十μ m 的区域中的β-0H。
[0195] 只要能够利用IR法测定该区域中的β -0H,则可期待用通用的装置高精度地分析 大量的试样。因此,本发明人等设计了研磨IR法的方法,并研究了玻璃表面的β-OH(表层 β-OH)的测定。
[0196] 关于研磨IR法的概要,以下进行说明(图6)。在研磨IR法中,通过研磨处理除去 欲评价玻璃基板表面的β -OH的区域,对研磨前后的基板进行IR测定,读取在3500cm 1附 近检测的Si-OH峰的吸光度。
[0197] 由研磨前后的Si-OH峰的吸光度差和研磨厚度,算出目标区域的β -0H。与研磨前 的试样相比,确认研磨后的试样的Si-OH峰的强度减少。该减少的部分相当于研磨的区域 中的玻璃的吸收。
[0198] 存在于3500cm 1附近的Si-OH峰的吸光度从Si-OH峰顶的吸光度减去3955cm 1的 基底的吸光度而算出。图7是对于深度0〜40 μπι的区域算出β-OH,且与由S頂S法算出 的同区域的1H/3°Si平均计数相比较的图。由于β-OH和[1Hz^Si ]平均计数之间存在正 相关,因此,利用研磨IR法算出的表层β -OH可与sms法同样地用于玻璃表面的氢浓度的 评价中。
[0199] 在本发明中,具体而言,通过求出由以下(1)〜(3)步骤算出的深度5〜30 μπι处 的表层β -0Η,从而评价顶面和底面浮法玻璃表面的脱水状态。
[0200] (1)将浮法玻璃的测定面研磨5 μπι并进行IR测定,从Si-OH峰顶的吸光度减去 3955cm 1的基底的吸光度而算出Si-OH峰的吸光度(图6B)。Si-OH峰顶的吸光度为存在 于3500cm 1附近的吸光度。
[0201] (2)进而,将浮法玻璃的测定面研磨25 μ m,与步骤(1)同样地测定Si-OH峰的吸 光度(图6C)。
[0202] (3)根据通过步骤(1)及(2)得到的研磨前后的Si-OH峰的吸光度差和研磨厚度, 并通过下式算出目标区域的表层β-〇Η。
[0203] (表层β -0Η)=[(研磨5 μ m的Si-OH吸光度)-(研磨30 μ m的Si-OH吸光度)]/ 研磨厚度(mm)
[0204] 对于浮法玻璃的表面(深度0〜数μπι)来说,由于风化(亇)而Si-O-Na+少。 因此,用于计算β -OH的3500cm 1附近的峰顶的吸光度可能在浮法玻璃的表面和本体不同。 因此,将浮法玻璃的表面的IR光谱用于计算β-OH时,不能正确地评价氢浓度。根据本发 明的测定表层β -OH的方法即研磨IR法,通过在将浮法玻璃的测定面研磨5 μπι后进行IR 测定,从而能够评价除去表面的试样。
[0205] 在上述步骤(1)〜(3)中,优选研磨相同的玻璃基板以制作图6的(A)〜(C)的 试样,并由图6的⑶及(C)试样的IR光谱算出表层β-OH。或者,也可以准备多块相同的 玻璃基板,改变研磨厚度以分别准备图6的(B)及(C)的试样,进行IR测定及β-OH计算。
[0206] 作为用于研磨的研磨剂,可以列举例如Ce02、Si02、Al203或Zr02。
[0207] 作为算出研磨厚度的方法,有由研磨前后的玻璃板的质量差算出研磨厚度的质量 换算法、及由研磨前后的板厚差算出的板厚换算法。板厚换算法通过板厚计测定板厚,与此 相对,质量换算法通过电子天平测定玻璃的质量。
[0208] 考虑到板厚计及电子天平的精度,质量换算法可以更高精度地算出玻璃板的平均 研磨厚度。因此,在本发明中,研磨厚度优选通过由研磨前后的玻璃板的质量差而算出研磨 厚度的质量换算法算出。
[0209] 或者,也可以使用激光板厚计。
[0210] 在本发明中,通过上述步骤⑴〜⑶求出的底面的深度5〜30 μπι处的表层 β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH之比(底面的表层β -OH/顶面的表层 β-OH)为1.27以下,优选为1.25以下,更优选为1.23以下。
[0211] 底面的深度5〜30 μπι处的表层β-OH相对于顶面的深度5〜30 μπι处的表层 β -OH之比超过1. 27时,在化学强化后的浮法玻璃中可能会产生翘曲。通过将底面的深度 5〜30 μ m处的表层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH之比设为1. 27以 下,从而即使简化或省略化学强化前的研磨处理等,也能够减少化学强化后的浮法玻璃的 翘曲,得到优异的平坦度。
[0212] IR测定利用公知的方法使用市售的装置(例如,Thermo Fisher Scientific公司 制造的Nicolet 6700)进行测定。
[0213] 3.玻璃的制造方法
[0214] 作为使浮法玻璃的顶面和底面的氢浓度差变小的、即用于使顶面和底面的通过上 述次级离子质谱分析得到的深度5〜10 μ m处的标准化强度或标准化氢浓度的差的绝对值 更小的方法,用于使底面的平均H/Si强度相对于顶面的平均H/Si强度之比更接近1的方 法,及使浮法玻璃的顶面和底面的水分量差变小的、即用于使底面的深度5〜30 μ m处的表 层β -OH相对于顶面的深度5〜30 μ m处的表层β -OH之比(底面的表层β -OH/顶面的 表层β-OH)更小的方法,可以列举例如以下的⑴〜(6)所示的方法。这些方法可以单独 使用,也可以组合使用。
[0215] (1)将氢氧化物等包含氢的原料替换为不包含氢的原料,降低原来的玻璃中的氢 浓度。
[0216] (2)使流入金属液槽的熔融玻璃的温度和金属液槽上游的熔融金属的温度差变 小。
[0217] (3)使水蒸汽流入金属液槽上游。
[0218] (4)通过退火炉,使水蒸汽喷射至顶面侧。
[0219] (5)通过退火炉,使502喷射至顶面侧。
[0220] (6)使金属液槽中的熔融玻璃的停留时间变短。
[0221] 对上述(2)进行具体说明。本发明人等发现=H2O从浮法玻璃中向环境或熔融金属 的扩散受温度的支配。目前,在玻璃池窑和金属液槽用管道及斜槽连接的类型的浮法中,由 于较高温的熔融玻璃流入比较低温的熔融金属上,因此,H2O的从顶面侧的扩散量比H2O从 底面的扩散量多。因此,根据使比目前低温的熔融玻璃流入比目前高温的熔融金属上的浮 法成形,能够制造化学强化后的翘曲小的浮法玻璃。
[0222] 以下,基于附图进行说明,但本发明并非限定于此。图1是本发明的浮法玻璃的制 造装置的纵剖视图。在图1中,12为流道控制闸板、22为位于流道控制闸板的下方的固定 耐火物、23为斜槽的切口。
[0223] 虽然在附图中省略,但将原料连续地供给至玻璃池窑内,在玻璃池窑内的高温区 域熔解原料,并将得到的熔融玻璃引导至冷却区域调节温度。接着,温度调节后的熔融玻璃 1通过连接槽11,并且通过由流道控制闸板12和位于其下方的固定耐火物22形成的间隙 2。接着,经过斜槽的切口 23供给至熔融金属浴槽5,成形为玻璃带4。
[0224] 目前,金属液槽最上游(IBay)的熔融玻璃1的温度和熔融金属浴槽5的温度之差 为100°C以上,但在此,优选使其减小。
[0225] 更具体而言,金属液槽最上游(IBay)的熔融玻璃1的温度(tl)和熔融金属浴槽 5的温度(t2)之差的绝对值优选为80°C以下,更优选为70°C以下。通过将该温度差设为 80°C以下,能够使顶面和底面的氢浓度差变小。
[0226] 对上述(6)进行具体说明。自金属液槽内的玻璃顶面的脱水遵循扩散方程。因 此,通过使金属液槽内的玻璃温度更低,且在高温区域的玻璃的停留时间更短,从而抑制自 顶面的脱水,结果,通过减小顶面和底面的玻璃表面的表层β-OH差而可减少翘曲量。
[0227] S卩,只要在液槽上游不铺展玻璃带宽,通过提高线速度等而迅速送至下游侧,且在 中、下游区域铺展玻璃带宽,将板厚控制在规定的范围内即可。
[0228] 浮法玻璃的板厚优选为I. 5mm以下,更优选为I. Imm以下。另外,典型地为0. 7_ 以上,但也可以根据需要使用更薄的浮法玻璃。
[0229] 本发明的化学强化用浮法玻璃不论组成均能够减少化学强化后的翘曲,但作为化 学强化用浮法玻璃的组成,可以列举例如以下的玻璃的组成。
[0230] (丨)一种玻璃,以摩尔%表示的组成计,包含3丨02 50〜80%)1203 2〜25%、1^20 0 〜10%、Na2O 0 〜18%、K2O 0 〜10%、MgO 0 〜15%、CaO 0 〜5%及 ZrO2 0 〜5%
[0231] (ii) 一种玻璃,以摩尔%表示的组成计,含有SiO2 50〜74%、Al2O3 1〜10%、 Na2O 6 〜14%、K20 3 〜ll%、MgO 2 〜15%、Ca0 0 〜6%及 ZrO2 0 〜5%,Si02&Al 203的 含量合计为75%以下,Na2O及K2O的含量合计为12〜25%,MgO及CaO的含量合计为7〜 15%
[0232] (iii) 一种玻璃,以摩尔%表示的组成计,含有SiO2 68〜80%、Al2O3 4〜10%、 Na2O 5 〜15%、K2O 0 〜1%、MgO 4 〜15%及 ZrO2 0 〜1%
[0233] (^)一种玻璃,以摩尔%表示的组成计,含有3102 67〜75%、厶1203 0〜4%、似20 7 〜15%、K20 1 〜9%、Mg0 6 〜14%及 ZrO2 0 〜I. 5%,Si02& Al 203的含量合计为 71 〜 75 %,Na2O及K2O的含量合计为12〜20 %,在含有CaO的情况下其含量不足1 %
[0234] 通过对成形的浮法玻璃由未图示的切割机切成规定的尺寸后,进行化学强化从而 能够得到化学强化浮法玻璃。
[0235] 化学强化为通过在玻璃化转变温度以下的温度下通过离子交換将玻璃表面的离 子半径小的碱金属离子(典型地为Li离子或Na离子)交换成离子半径较大的碱离子(典 型地为K离子),从而在玻璃表面形成压缩应力层的处理。化学强化处理能够通过目前公知 的方法进行。
[0236] 本发明的化学强化用浮法玻璃为化学强化后的翘曲量小的浮法玻璃。浮法玻璃的 翘曲量用三维形状测定器(例如三鹰光器株式会社制)测定。
[0237] 翘曲量在用三维形状测定器测定时,作为最高点和最低点的差而测定。在向顶面 凸方向翘曲的情况下表现为正,在向底面凸方向翘曲的情况下表现为负。
[0238] 化学强化前后的浮法玻璃的翘曲量的变化能够通过△翘曲量[(化学强化后翘 曲量)_(化学强化前翘曲量)]而测定。A翘曲量存在与化学强化程度[CS(C0mpreSsive stress,表面压缩应力)XD0L(depth of layer,压缩应力深度)]大致成比例的关系,为了 消除化学强化的程度(CSXDOL)的差异的影响,优选将△翘曲量除以(CSXDOL)后进行比 较。
[0239] 在本发明中,使用5cm见方的浮法玻璃进行测定,换算成板厚0. 7mm时的(△翘曲 量lV(CSXDOL) [μ ni/(Mpa· μ m)]的绝对值优选为0.001以下,更优选为0.0007以下。通 过将该值设为〇. 001以下,能够减小化学强化后的翘曲。
[0240] 另外,在本发明中,使用IOcm见方的浮法玻璃进行测定,换算成板厚0.7mm时的 (A翘曲量2) ACS XD0L) [μ mAMpa· μ m)]的绝对值优选为0.005以下,更优选为0.0047 以下。通过将该值设为0.005以下,能够减小化学强化后的翘曲。
[0241] CS(表面压缩应力)和DOL(压缩应力层的深度)能够通过表面应力计进行测定。 化学强化浮法玻璃的表面压缩应力优选为600MPa以上,压缩应力层的深度优选为15 μ m以 上。通过将化学强化浮法玻璃的表面压缩应力及压缩应力层的深度设为该范围,能得到优 异的耐划伤性。
[0242] 以下,对将本发明的浮法玻璃进行化学强化后,用作平板显示器用的盖板玻璃的 例子进行说明。图2是配置有盖板玻璃的显示装置的剖视图。另外,在以下的说明中,前后 左右以图中箭头的朝向为基准。
[0243] 如图2所示,显示装置10大体具备设置于壳体15内的显示面板20、以覆盖显示面 板20的整个面且包围壳体15的前方的方式设置的盖板玻璃30。
[0244] 盖板玻璃30主要为了提升显示装置10的美观及强度,防止冲击破损等目的而设 置,且由整体形状为大致平面形状的一块板状玻璃形成。如图2所示,盖板玻璃30可以以 与显示面板20的显示侧(前侧)分离的方式(有空气层的方式)设置,也可以通过具有透 光性的胶粘膜(未图示)安装于显示面板20的显示侧。
[0245] 在盖板玻璃30的出射来自显示面板20的光的前面设有功能膜41,在入射来自显 示面板20的光的背面,在与显示面板20对应的位置设有功能膜42。另外,功能膜41、42在 图2中设于两面,但并非限定于此,也可以设于前面或背面,还可以省略。
[0246] 功能膜41、42具有例如防止周围光的反射、防止冲击破损、屏蔽电磁波、屏蔽近红 外线、修正色调、和/或提高耐划伤性等功能,厚度及形状等可根据用途适当选择。功能膜 41、42例如通过将树脂制的膜贴付于盖板玻璃30而形成。或者,可以通过蒸镀法、溅射法或 CVD法等薄膜形成法形成。
[0247] 符号44为黒色层,例如为通过将包含颜料粒子的油墨涂布在盖板玻璃30上,并对 其进行紫外线照射、或加热烧结后进行冷却而形成的被膜,从壳体15的外侧观察不到显示 面板等,提高了外观的审美性。
[0248] 实施例
[0249] 以下,对本发明的实施例进行具体说明,但本发明并非限定于此。
[0250] [实施例1]
[0251] (1)浮法玻璃的制造
[0252] 通过浮法制造以下组成的玻璃材料A〜D的玻璃板以得到表1所示的板厚,并切 成50X 50mm,从而制作实施例1、2和比较例1〜3的浮法板玻璃。
[0253] (玻璃材料A) —种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 73%、A1203 7%、Na20 14%、MgO 6%
[0254] (玻璃材料B) —种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 64.3 %、Al2O3 8%、Na2O 12. 5%、K2O 4%、MgO 10. 5%、CaO 0· 1%、SrO 0· 1%、BaO 0· 1%及 ZrO2 0.5%
[0255] (玻璃材料C) 一种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 71.5%、Al2O3 1.8%、Na2O 12% ^ K2O 0.9% ^ MgO 4. 2% ^ CaO 8.7%
[0256] (玻璃材料D) —种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 64·4%、Α1203 6%、Na20 12%、 K2O 4%、MgO 11%、CaO 0· 1%、SrO 0· 1%、及 ZrO2 0· 5%
[0257] (玻璃材料E) —种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 72. 5 %、Al2O3 6. 2%、Na2O 12. 8%^Mg0 8. 5%
[0258] 另外,在图1中,测定浮法成形时的金属液槽最上游(IBay)的熔融玻璃1的温度 (tl)、熔融金属浴槽5的温度(t2),算出其差的绝对值|tl-t2|。例如,对于实施例1,将用 热电偶测定斜槽切口上的环境温度所得的值和用辐射温度计测定2Bay的玻璃带温度所得 的值的平均值作为tl。对于实施例2,将用热电偶测定IBay的玻璃带温度作为tl。
[0259] 对于比较例1〜3,使用用热电偶测定Canal内的玻璃毛坯温度所得的值(t3)和 用辐射温度计测定3Bay内的玻璃带的温度所得的值(t4),并使用以下的计算式算出tl。
[0260] tl = t3_ (t3_t4) + 3
[0261] 对于熔融金属浴槽的温度(t2),使用用热电偶测定IBay的左侧、右侧所得的值的 平均值。
[0262] (2)次级离子质谱分析
[0263] 另外,通过次级离子质谱分析对实施例1、2及比较例1〜3的各浮法玻璃的氢浓 度进行分析至深度60 μ m。
[0264] 次级离子质谱分析的分析条件设为以下。
[0265] 测定装置:ULVAC-PHI 公司制 ADEPT 1010
[0266] 初级离子种类:Cs+
[0267] 初级加速电压:5. OkV
[0268] 初级离子电流:1μΑ
[0269] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0270] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0271] 检测区域:40Χ40 μπι2
[0272] 派射速率:14nm/sec
[0273] 次级离子极性:负
[0274] 使用中和用的电子枪
[0275] 测定深度5〜10 μπι及50〜55 μπι的[1Hz^0Si ],算出底面(B面)的深度5〜 10 μ m处的标准化强度和顶面(Τ面)的深度5〜10 μ m处的标准化强度之差。
[0276] 另外,典型地,检测器的Field Aperture为1,检测器的ESA Input Lens为550〇
[0277] (3)翘曲量的测定
[0278] 在化学强化前用三鹰光器株式会社制三维形状测定器(NH-3MA)对翘曲量进行测 定后,通过硝酸钾熔融盐对各浮法玻璃在表1所示的条件下进行化学强化,同样地对化学 强化后的翘曲量进行测定,并算出下式表示的A翘曲量=化学强化后翘曲量-化学强化前 翘曲量。另外,将5cm见方的浮法玻璃的△翘曲量作为△翘曲量1。
[0279] 对于化学强化后的浮法玻璃,测定表面应力的平均值(CS)、压缩应力层的深度 (DOL),并将顶面及底面的平均值示于表1。表面应力的平均值(CS)及压缩应力层的深度使 用折原制作所公司制表面应力计(FSM-6000LE)进行测定。
[0280] 由于Δ翘曲量1与板厚的平方成反比例,因此,为了消除板厚的影响,通过以下的 计算式,将△翘曲量1换算成板厚〇. 7mrn的情况。
[0281] (Δ 翘曲量 1,)= (Δ 翘曲量 1)X(板厚)2 + 〇·72
[0282] 另外,由于Δ翘曲量1与边长的平方成比例,因此,板厚〇. 7mm、IOcm见方的翘曲 量的△翘曲量1”可由下式算出。
[0283] (Δ 翘曲量 1”)= (Δ 翘曲量 Γ ) Xl〇2 + 52
[0284] Δ翘曲量1由于存在与化学强化程度(CSXDOL)大致成比例的关系,因此,为了 消除化学强化程度的差异(CSXDOL)的影响,而算出△翘曲量除以(CSXDOL)的值。只要 (A翘曲量Γ V(CSXDOL)为0.001以下则没有问题。
[0285] 将得到的结果示于图3〜5及表1。
[0286] 图3基于比较例1 (玻璃材料B)的浮法玻璃的根据次级离子质谱分析的氢浓度的 分布(对应于图5中的玻璃材料B)而制作。
[0287] 玻璃材料B的顶面的DOL为45. 5 μ m,认为在化学强化时由于离子交換而侵入玻璃 中的K离子受到直至深度45. 5 μπι的氢浓度的影响。
[0288] 因此,需要考虑从表层至45. 5 μπι的氢浓度整体,因此,为方便而决定以从表层至 45. 5 μπι的氢浓度的平均值来考虑。关于在化学强化前已蚀刻的基板,需要以从其表面至 45. 5 μπι深度的氢浓度的平均值来考虑。
[0289] 例如,对于蚀刻IOym的基板,在图5的玻璃材料B的图表中,需要考虑从深度 10 μ m至55. 5 μ m的氢浓度的平均值。图3的深度0 μ m的氢浓度表示图5的玻璃材料B的 从0 μ m至45. 5 μ m的氢浓度的平均值,图3的深度10 μ m的氢浓度表示图5的玻璃材料B 的从10 ym至55. 5 μπι的氢浓度的平均值。这样,将各点作图并绘制图形,从而得到图3。
[0290] 另外,图4是将比较例1 (玻璃材料Β)的浮法玻璃的顶面蚀刻至各种深度后进行 化学强化时的、测定化学强化前后的翘曲量的差(A翘曲量)的结果。为了容易与图3进 行比较,使纵轴(△翘曲量)相反。
[0291] 图3基于比较例1(玻璃材料Β)的浮法玻璃的根据次级离子质谱分析的氢浓度的 分布(图5的玻璃材料Β)而制作。
[0292] 如图4所示,浮法玻璃的顶面的蚀刻量增大时,Δ翘曲量减少。另外,伴随该蚀刻 量的增大而△翘曲量减少的倾向与图3所示的氢浓度分布非常类似。因此,认为氢浓度支 配Δ翘曲量,氢浓度和△翘曲量存在相关关系。
[0293] 图5(a)〜(d)中表示实施例及比较例中使用的浮法玻璃的根据次级离子质谱分 析的[1HZwSi ]分布,该分布可以与氢浓度分布同样看待。
[0294] 如图5所示,实施例1和2的浮法玻璃与比较例1〜3相比,关于通过次级离子质 谱分析得到的[1Hz^Si ],顶面和底面的差较小。另外,如表1所示,可知:由于实施例1及 2的浮法玻璃的化学强化后的翘曲与比较例1〜3相比较小,因此,通过使浮法玻璃的顶面 和底面的氢浓度差变小,可减少化学强化后的翘曲。
[0295] 另外,如表1所示,实施例1及2的浮法玻璃,关于通过次级离子质谱分析得到的 [1Hz^Si ]分布的深度5〜IOym处的[1H/30Si ]除以深度50〜55 μm处的[1Hz^Si ] 所得的值即深度5〜10 μ m处的标准化强度,顶面和底面的差为0. 35以下,△翘曲量除以 (CSXDOL)所得的值(换算成板厚0. 7mm)小至0. 0004,化学强化后的翘曲小。
[0296] 另一方面,关于上述标准化强度,顶面和底面的差超过0. 35的比较例1〜3的浮 法玻璃与实施例1和2相比,化学强化后的翘曲较大。
[0297] 从该结果可知:关于通过次级离子质谱分析得到的[1HZ^Si ]分布的深度5〜 10 μπι处的[1Hz^Si ]除以深度50〜55 μπι处的[1Hz^Si ]所得的值即深度5〜IOym处 的标准化强度,通过将浮法玻璃的顶面和底面之差的绝对值设为〇. 35以下,能够减少化学 强化后的翘曲。
[0298] 另外,可知:在浮法成形时,将上述(tl_t2)的绝对值设为80°C以下的实施例1和 2的浮法玻璃与该值超过80°C的比较例1〜3相比,化学强化后的翘曲较小,因此,优选为 将上述(tl_t2)的绝对值设为80°C以下。
[0299] [实施例2]
[0300] (1)浮法玻璃的制造
[0301] 通过浮法制造以下组成的玻璃材料B的玻璃板以得到表2所示的板厚,并切成 100X 100mm,从而制作实施例3〜4、比较例4的浮法板玻璃。
[0302] (玻璃材料B) —种玻璃,以摩尔%表示,含有SiO2 64.3 %、Al2O3 8%、Na2O 12. 5%、K2O 4%、MgO 10. 5%、CaO 0· 1%、SrO 0· 1%、BaO 0· 1%及 ZrO2 0.5%
[0303] 使用用热电偶测定Canal内的玻璃毛坯温度所得的值(t3)和用辐射温度计测定 3Bay内的玻璃带的温度所得的值(t4),并使用以下的计算式算出tl。
[0304] tl = t3_ (t3_t4) + 3
[0305] 关于熔融金属浴槽的温度(t2),使用用热电偶测定IBay的左侧、右侧所得的值的 平均值。
[0306] 比较例4和实施例3在同样被采板的玻璃中部位不同。比较例4为板宽度方向中 央部,实施例3为端部。由于辐射温度计仅测定玻璃板宽度方向中央部,因此,没有实施例 2的|tl-t2|的数据,但认为如下。
[0307] 端部的玻璃带温度比中央部低,另一方面,由于锡的热导率高,因此,在中央部和 端部相对温度均匀,结果认为,端部的|tl_t2 I比中央部的|tl_t2 I小。
[0308] (2)表层β-OH的测定
[0309] 将浮法玻璃的测定面研磨5 μ m,进行IR测定,从Si-OH峰顶的吸光度减去 3955cm 1的基底的吸光度算出Si-OH峰的吸光度,然后,再研磨25 μ m,同样地测定Si-OH峰 的吸光度。
[0310] .IR 法
[0311] 装置:Thermo Fisher Scientific 株式会社制 Nicolet 6700
[0312] 检测器:电子冷却DTGS
[0313] 累计:64次
[0314] 波数分辨率:4cm1
[0315] 根据研磨前后的Si-OH峰的吸光度差和研磨厚度,通过下述式算出目标区域(深 度 5 〜30μπι)的 β-〇Η。
[0316] (表层β -0Η)=[(研磨5 μ m的Si-OH吸光度)-(研磨30 μ m的Si-OH吸光度)]/ 研磨厚度
[0317] (3)翘曲量的测定
[0318] 在化学强化前用三鹰光器株式会社制三维形状测定器(NH-3MA)对翘曲量进行测 定后,使各浮法玻璃浸渍在435°C的1^03熔融盐中4小时而进行化学强化,同样地对化学强 化后的翘曲量进行测定,将从化学强化后的翘曲量减去化学强化前的翘曲量所得的值作为 A翘曲量。另外,将IOcm见方的浮法玻璃的Δ翘曲量作为Δ翘曲量2。
[0319] 由于Δ翘曲量2与板厚的平方成反比例,因此,为了比较不同板厚的基板的翘曲 量,而如下进行板厚0. 7mm换算的计算。
[0320] (板厚换算Δ翘曲量2) = (Δ翘曲量2) X (板厚)2 + 0.72
[0321] Δ翘曲量2由于存在与化学强化程度(CSXDOL)大致成比例的关系,因此,为了 消除化学强化程度的差(CSXDOL)的影响,算出△翘曲量除以(CSXDOL)所得的值。只要 (A翘曲量2) ACSXDOL)为0.005以下,则没有问题。
[0322] 将得到的结果示于表2及图7。另外,将与[实施例2]同样地测定[实施例1]中 制作的实施例1和2、比较例1〜3的浮法玻璃的表层β -OH所得的结果示于表1。
[0323] 表 1
[0324]
[0325] *为以板厚〇· 7mm换算的值
[0326] **为以板厚0· 7mm、IOOmm □换算的值
[0327] 表 2
[0328]
[0329] *为以板厚0· 7mm换算的值
[0330] 如图7所示,可知:通过将浮法玻璃的底面的表层β -OH相对于顶面的表层β -OH 之比(底面的表层β -OH/顶面的表层β -0Η)设为1. 27以下,可减少化学强化后的翘曲。
[0331] 另外,如表2所示,可知:在浮法成形时,将上述(tl_t2)的绝对值设为80°C以下 的实施例3和4的浮法玻璃与该值超过80°C的比较例4相比较,化学强化后的翘曲较小,因 此,优选为将上述(tl-t2)的绝对值设为80°C以下。
[0332] 另外,从实施例3及4的结果可知:通过使在高温区域的玻璃的停留时间更短,而 抑制自顶面的脱水,结果,通过减小顶面和底面的玻璃表面的表层β -OH差可减少翘曲量。
[0333] [参考例1]
[0334] 关于浮法玻璃的平均H/Si强度,为了比较以与实施例1相同的分析条件(分析条 件A)测定的情况和以改变分析条件A中的光栅尺寸及检测器的ESA Input Lens的分析条 件(分析条件B)测定的情况,而进行以下的试验。
[0335] (1)浮法玻璃的制造
[0336] 通过浮法制造摩尔%表示的组成大致为Si02:66%、Al 203:5 %、Na2O :5%、K2O : 5%、MgO :3%、CaO :6%、SrO :5%、BaO :4%、Zr02:2% 的玻璃以使板厚为 I. 8臟,切害誠 IOmmX 10mm,制作浮法板玻璃。作为测定平均H/Si强度的浮法板玻璃的样品,准备未研磨 的“未研磨品”、通过氧化铈将未研磨品研磨10 μ m、21 μ m、32 μπκ49 μ m的各种“研磨品”。
[0337] (2A)平均H/Si强度的测定
[0338] 通过次级离子质谱分析在下述条件(分析条件A)或(分析条件B)下测定得到的 浮法玻璃的平均H/Si强度。
[0339] (分析条件A)
[0340] 测定装置:ULVAC-PHI 公司制 ADEPT 1010
[0341] 初级离子种类:Cs+
[0342] 初级加速电压:5. OkV
[0343] 初级离子电流:1 μ A
[0344] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0345] 光栅尺寸:200 X 200 μ m2
[0346] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0347] 次级离子极性:负
[0348] 使用中和用的电子枪
[0349] 检测器的 Field Aperture :1
[0350] 检测器的 ESA Input Lens :550
[0351] 另外,派射速率为14nm/sec〇
[0352] (分析条件B)
[0353] 测定装置:ULVAC-PHI 公司制 ADEPT 1010
[0354] 初级离子种类:Cs+
[0355] 初级加速电压:5. OkV
[0356] 初级离子电流:1 μ A
[0357] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0358] 光栅尺寸:400 X 400 μ m2
[0359] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0360] 次级离子极性:负
[0361] 使用中和用的电子枪
[0362] 检测器的 Field Aperture :1
[0363] 检测器的 ESA Input Lens :0
[0364] 另外,派射速率为3nm/sec〇
[0365] 关于未研磨品、10 μ m研磨品、21 μ m研磨品、32 μ m研磨品、49 μ m研磨品,将使用 分析条件A获得的H/Si强度分布示于图9,将使用分析条件B获得的H/Si强度分布示于 图10。研磨品的H/Si强度分布为接合各研磨品的H/Si强度分布而成。图9、10的纵轴为 将49 μ m研磨品的深度55〜60 μ m(将研磨前的表面设为0 μ m的情况下的深度)处的平 均H/Si强度设为1的标准化H/Si强度。
[0366] 如图9所示,在根据分析条件A的测定中,研磨品和未研磨品的标准化H/Si强度 产生偏差。另一方面,如图10所示,在根据分析条件B的测定中,标准化H/Si强度完全一 致。
[0367] 通过图9及图10的比较,可知:以分析条件B测定平均H/Si强度比以分析条件 A测定更能抑制凹坑边缘成分的检测且可提高整体值的可靠性,并且,能够抑制撞击效应而 提高分布的陡度。
[0368] [实施例3]
[0369] (1)浮法板玻璃的制造
[0370] 与实施例1同样地,通过浮法制造以使板厚为1. 8_,切成10 X 10_2,制作浮法板 玻璃。
[0371] (2)次级离子质谱分析
[0372] 另外,通过次级离子质谱分析对实施例1、2及比较例1〜3的各浮法玻璃的氢浓 度进行分析至深度10 μ m以上。
[0373] 次级离子质谱分析的分析条件如下。
[0374] 测定装置:ULVAC-PHI 公司制 ADEPT 1010
[0375] 初级离子种类:Cs+
[0376] 初级加速电压:5. OkV
[0377] 初级离子电流:1 μ A
[0378] 初级离子入射角(与试样面的垂直方向的角度):60°
[0379] 光栅尺寸:400 X 400 μ m2
[0380] 检测区域:40 X 40 μ m2
[0381] 次级离子极性:负
[0382] 使用中和用的电子枪
[0383] 检测器的 Field Aperture :1
[0384] 检测器的 ESA Input Lens :0
[0385] 另外,派射速率为3nm/sec〇
[0386] (3)翘曲量的测定
[0387] 将得到的浮法玻璃切成100X IOOmm的尺寸,用Surfcon 1400D (东京精密株式会 社制)测定对角120mm的基板起伏(3 卩),且在修正基线后,用三鹰光器株式会社制三 维形状测定器(NH-3MA)测量翘曲量的最大值及最小值并将平均值作为翘曲量。
[0388] 测定化学强化前的浮法玻璃的翘曲量后,将各浮法玻璃浸渍在加热至435°C的硝 酸钾熔融盐4小时而进行化学强化,同样地测定化学强化后的翘曲量,将从化学强化后的 翘曲量减去化学强化前的翘曲量所得的值作为A翘曲量。另外,将IOcm见方的浮法玻璃 的A翘曲量作为△翘曲量2。
[0389] 由于Δ翘曲量2与板厚的平方成反比例,因此,为了比较不同板厚的基板的翘曲 量,如下进行板厚〇. 7mm换算的计算。
[0390] (板厚换算Δ翘曲量2) = (Δ翘曲量2) X (板厚)2 + 0.72
[0391] Δ翘曲量2由于存在与化学强化程度(CSXDOL)大致成比例的关系,因此,为了消 除化学强化程度的差(CSXDOL)的影响,而算出△翘曲量除以(CSXDOL)所得的值。只要 (A翘曲量2) ACSXDOL)为0.005以下,则没有问题。
[0392] 将得到的结果示于表3。
[0393] 表 3
[0394]
[0395] *为以板厚〇· 7mm换算的值
[0396] 如表3所示可知:将通过次级离子质谱分析得到的H/Si强度分布的底面的深度 5〜10 μ m处的平均H/Si强度相对于顶面的深度5〜10 μ m处的平均H/Si强度之比设为 1.65以下,由此,可减少化学强化后的翘曲。
[0397] 虽然使用特定的方式对本发明进行了详细说明,但对于本领域的技术人员而言, 很明显只要不脱离本发明的意图和范围则可以进行各种改变及变形。另外,本申请基于 2011年7月1日提出申请的日本专利申请(特愿2011-147494)及2011年12月8日提出 申请的日本专利申请(特愿2011-268931),通过引用而引用其整体。