(57)【要約】【課題】引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上である化学強化ガラスを容易に切断できる化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスを提供する。【解決手段】切断されるべき化学強化ガラスを製造する化学強化ガラスの製造方法は、ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部であって切断されるべき部分に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成することで１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を形成するマスク形成工程と、該無機酸化物層が形成されたガラス基板を、該無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化を行う化学強化工程と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断されるべき化学強化ガラスを製造する化学強化ガラスの製造方法であって、
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部であって切断されるべき部分に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成することで１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を形成するマスク形成工程と、
前記無機酸化物層が形成されたガラス基板を、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化を行う化学強化工程と、を備えることを特徴とする化学強化ガラスの製造方法。
【請求項２】
タッチパネル機能を有するディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法であって、
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成することで１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を形成するマスク形成工程と、
前記無機酸化物層が形成されたガラス基板を、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化を行う化学強化工程と、
化学強化されたガラス基板にタッチパネル機能を形成するタッチパネル機能形成工程と、
タッチパネル機能が付加されたガラス基板を前記無機酸化物層が形成されている領域で切断する切断工程と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記切断工程は、タッチパネル機能が付加されたガラス基板の前記無機酸化物層が形成されている領域に切り線を形成する切り線形成工程と、
前記切り線でガラス基板を切断する切り折り工程と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記切断工程は、ホイールカッターを用いることを特徴とする請求項２又は３に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記無機酸化物は、ガラスフリットであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項６】
前記ガラスフリットは、フィラーを含むことを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項７】
前記フィラーの含有割合は、前記ガラスフリット１００質量部に対して５質量部以上であることを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項８】
前記無機酸化物層の厚さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
【請求項９】
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部であって切断されるべき部分に、Ｎａ２Ｏ含有ガラスと、Ｃｕ複合酸化物と、ホウ酸アルミニウムと、酸化チタンと、を含み、１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を備え、
前記無機酸化物層が形成された状態で、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化されたことを特徴とする化学強化ガラス。
【請求項１０】
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含み、１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を備え、
前記無機酸化物層が形成された状態で、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化されたことを特徴とする化学強化ガラス。
【請求項１１】
前記無機酸化物は、ガラスフリットであることを特徴とする請求項１０に記載の化学強化ガラス。
【請求項１２】
前記ガラスフリットは、Ｎａ２Ｏ含有ガラス又はＫ２Ｏ含有ガラスを含むことを特徴とする請求項１１に記載の化学強化ガラス。
【請求項１３】
前記ガラスフリットは、さらにＦｅ複合酸化物又はＣｕ複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の化学強化ガラス。
【請求項１４】
前記ガラスフリットは、さらにホウ酸アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の化学強化ガラス。
【請求項１５】
前記ガラスフリットは、さらに酸化チタンを含むことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の化学強化ガラス。
【請求項１６】
前記ガラス基板の両方の表面の同じ部分に前記無機酸化物層が形成されていることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の化学強化ガラス。
【請求項１７】
前記無機酸化物層の膜厚が５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の化学強化ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラス、特にフラットパネルディスプレイ装置に好適に用いられる化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりタッチパネル機能を有するディスプレイ装置が知られている。この従来のディスプレイ装置は、タッチパネル機能を付与したガラス基板を液晶ディプレイ（ＬＣＤ）上に配置し、さらにその上に化学強化ガラスをカバーガラスとして搭載することで構成されていた（図９（ａ））。ディスプレイ装置に使用される化学強化ガラスとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
このディスプレイ装置は、図１０に示すように、カバーガラス用のガラス基板（カバーガラス用基板）を所望のサイズに切断し、続いて化学強化を行い、外枠となる黒枠を形成して化学強化ガラスを製造するとともに、タッチパネル用のガラス基板（タッチパネル用基板）にタッチパネル機能を形成し、所望のサイズに切断してタッチパネル機能付ガラスを製造して、それぞれのガラス基板を貼り合わせることで製造されていた。
【０００４】
このディスプレイ装置用の化学強化ガラスの製造方法は、カバーガラス製造者とタッチパネル製造者とが、別々に化学強化ガラスとタッチパネル機能付ガラスを製造する必要があるため、工数が多く、異なる設備が必要となるため製造コストが嵩むという問題があった。
【０００５】
近年、より軽量化、薄型化するため、タッチパネル機能を化学強化ガラスに直接付与することでガラス基板を省略し、このタッチパネル機能を直接付与した化学強化ガラスを液晶ディプレイ（ＬＣＤ）上に配置する、いわゆる２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置が開発されている（図９（ｂ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１/０４５９６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまでの２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置用の化学強化ガラスの製造は、図１１に示すように、ガラス基板を化学強化し、且つ、タッチパネル機能及び黒枠を形成した後、所望のサイズにガラス基板を切断し、外形加工する方法である。
【０００８】
しかしながら、従来のガラス基板の製造設備に搭載されているホイールカッターでは、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ未満の化学強化ガラスしか切断することができなかった。従って、これまでの設備を利用して製造された２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置用の化学強化ガラスでは、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ未満であり、十分に化学強化させることができなかった。
【０００９】
一方で、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化した化学強化ガラスは、通常のホイールカッターでは切断することが困難であるため、専用のレーザー装置で切断する必要があった。専用のレーザー装置を導入すると、製造コストが増大するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上である化学強化ガラスを容易に切断できる化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の態様を提供するものである。
（１）切断されるべき化学強化ガラスを製造する化学強化ガラスの製造方法であって、
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部であって切断されるべき部分に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成することで１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を形成するマスク形成工程と、
前記無機酸化物層が形成されたガラス基板を、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化を行う化学強化工程と、を備えることを特徴とする化学強化ガラスの製造方法。
（２）タッチパネル機能を有するディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法であって、
ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成することで１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を形成するマスク形成工程と、
前記無機酸化物層が形成されたガラス基板を、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化を行う化学強化工程と、
化学強化されたガラス基板にタッチパネル機能を形成するタッチパネル機能形成工程と、
タッチパネル機能が付加されたガラス基板を前記無機酸化物層が形成されている領域で切断する切断工程と、を備えることを特徴とするディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（３）前記切断工程は、タッチパネル機能が付加されたガラス基板の前記無機酸化物層が形成されている領域に切り線を形成する切り線形成工程と、
前記切り線でガラス基板を切断する切り折り工程と、を備えることを特徴とする（２）に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（４）前記切断工程は、ホイールカッターを用いることを特徴とする（２）又は（３）に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（５）前記無機酸化物は、ガラスフリットであることを特徴とする（２）〜（４）のいずれかに記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（６）前記ガラスフリットは、フィラーを含むことを特徴とする（５）に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（７）前記フィラーの含有割合は、前記ガラスフリット１００質量部に対して５質量部以上であることを特徴とする（６）に記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（８）前記無機酸化物層の厚さが５０μｍ以上であることを特徴とする（２）〜（７）のいずれかに記載のディスプレイ装置用化学強化ガラスの製造方法。
（９）ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部であって切断されるべき部分に、Ｎａ２Ｏ含有ガラスと、Ｃｕ複合酸化物と、ホウ酸アルミニウムと、酸化チタンと、を含み、１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を備え、
前記無機酸化物層が形成された状態で、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化されたことを特徴とする化学強化ガラス。
（１０）ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含み、１０μｍより大きな膜厚を有する無機酸化物層を備え、
前記無機酸化物層が形成された状態で、前記無機酸化物層が形成されていない領域の引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化されたことを特徴とする化学強化ガラス。
（１１）前記無機酸化物は、ガラスフリットであることを特徴とする（１０）に記載の化学強化ガラス。
（１２）前記ガラスフリットは、Ｎａ２Ｏ含有ガラス又はＫ２Ｏ含有ガラスを含むことを特徴とする（１１）に記載の化学強化ガラス。
（１３）前記ガラスフリットは、さらにＦｅ複合酸化物又はＣｕ複合酸化物を含むことを特徴とする（１１）又は（１２）に記載の化学強化ガラス。
（１４）前記ガラスフリットは、さらにホウ酸アルミニウムを含むことを特徴とする（１１）〜（１３）のいずれかに記載の化学強化ガラス。
（１５）前記ガラスフリットは、さらに酸化チタンを含むことを特徴とする（１１）〜（１４）のいずれかに記載の化学強化ガラス。
（１６）前記ガラス基板の両方の表面の同じ部分に前記無機酸化物層が形成されていることを特徴とする（１０）〜（１５）のいずれかに記載の化学強化ガラス。
（１７）前記無機酸化物層の膜厚が５０μｍ以上であることを特徴とする（１０）〜（１６）のいずれかに記載の化学強化ガラス。
また、本発明は以下の態様を提供するものである。
（１８）ガラスを化学強化し、得られた化学強化ガラスを切断して化学強化ガラス製品を製造する方法であって、そのガラスの化学強化後に切断されるべき部分にガラス層またはガラスセラミックス層が焼き付けられていることを特徴とする化学強化ガラス製品の製造方法。なお、ガラスセラミックス層とはガラス粉末およびセラミックフィラーを含有するガラスフリット（以下、本発明のガラスフリットということがある。）を焼成して得られるものである。
（１９）焼成されて前記ガラス層または前記ガラスセラミックス層を構成するガラスとなるべきガラス粉末が、下記酸化物基準のモル百分率表示でＳｉＯ２３０〜６０％、Ｂ２Ｏ３を０〜４０％、Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏを合計で５〜４０％、ＺｎＯを０〜４０％含有し、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の含有量の合計が３０〜７０％であるガラス（以下、このガラスを本発明のガラスということがある。）の粉末である（１８）の化学強化ガラス製品の製造方法。なお、たとえば「Ｂ２Ｏ３を０〜４０％含有する」とは、Ｂ２Ｏ３は必須ではないが４０％まで含有してもよい、の意である。
本発明のガラスの好ましい態様は以下の通りである。
ＳｉＯ２は好ましくは４０％以上であり、また、５５％以下である。
Ｂ２Ｏ３を含有する場合、典型的には５％以上であり、また、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下、典型的には１３％以下である。
ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３の含有量の合計は、好ましくは４０％以上、典型的には４５％以上であり、また、好ましくは６５％以下、典型的には６０％以下である。
Ｌｉ２Ｏは０〜４０％であるが、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上、典型的には１５％以上であり、また、好ましくは３５％以下、より好ましくは３０％以下、典型的には２５％以下である。
Ｎａ２Ｏは０〜４０％であるが、典型的には１％以上であり、また、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下、典型的には１０％以下である。
Ｌｉ２ＯおよびＮａ２Ｏの含有量の合計は、好ましくは１５％以上、典型的には１８％以上であり、また、好ましくは３５％以下、より好ましくは３０％以下、典型的には２８％以下である。
ＺｎＯを含有する場合、好ましくは１０％以上、典型的には１２％以上であり、また、好ましくは３０％以下、典型的には２３％以下である。
本発明のガラスフリットの好ましい態様は以下の通りである。
本発明のガラスフリットは通常は有機溶媒と混合してガラスペーストの形で使用される。たとえばガラスペーストをガラス板に塗布又は印刷して焼成しガラス板にガラス層またはガラスセラミックス層が焼き付けられる。
本発明のガラスフリットのガラス粉末とセラミックフィラーの質量合計を１００質量部として、ガラスフリット中のガラス粉末の含有割合は６０〜９０質量部であることが好ましい。ガラス粉末の含有割合は典型的には２０質量部以上であり、また３５質量部以下である。同含有割合は典型的には６５質量部以上であり、また８０質量部以下である。
セラミックフィラーの含有割合は１０〜４０質量部であることが好ましい。同含有割合は典型的には２０質量部以上であり、また３５質量部以下である。
セラミックフィラーとしてはアルミナ、酸化チタンなどの粉末、無機顔料粉末、ホウ酸アルミニウム繊維状フィラーなどが例示される。ホウ酸アルミニウム繊維状フィラーは含有する場合は１〜１０質量部の割合であることが好ましく、典型的には３質量部以上、また８質量部以下である。
前記ガラス層または前記ガラスセラミックス層の５０〜３５０℃における平均線膨張係数と化学強化される前記ガラスの同平均線膨張係数の差は−２０×１０−７／℃〜２０×１０−７／℃であることが好ましく、−１５×１０−７／℃〜１５×１０−７／℃であることがより好ましい。
(２０)前記ガラス層またはガラスセラミックス層の厚みが１０μｍ以上である（１８）または（１９）の化学強化ガラス製品の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の化学強化ガラスの製造方法及び化学強化ガラスによれば、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上であっても既存の製造設備を利用して切断することができるので、高強度の２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置用の化学強化ガラスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の化学強化ガラスの平面図である。
【図２】化学強化ガラスの応力と深さの関係を示す図である。
【図３】上面に黒色セラミック層を形成した化学強化ガラスにおける、黒色セラミック層を通る部分の蛍光Ｘ線強度分析の結果を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の化学強化ガラスの製造方法を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施形態の化学強化ガラスの製造方法を説明するための部分断面図である。
【図６】（ａ）基板Ａの写真を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の基板Ａにホイールカッターを用いてフリット焼結部で切断した写真を示す図である。
【図７】（ａ）基板Ｂの写真を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の基板Ｂにホイールカッターを用いてフリット焼結部で切断した写真を示す図である。
【図８】（ａ）基板Ｃの写真を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の基板Ｃにホイールカッターを用いて切断した写真を示す図である。
【図９】（ａ）は従来のタッチパネル機能を有するディスプレイ装置の構成を示す模式図であり、（ｂ）は２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置の構成を示す模式図である。
【図１０】従来のタッチパネル機能を有するディスプレイ装置の製造方法を示す模式図である。
【図１１】従来の２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置の製造方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の化学強化ガラス及び化学強化ガラスの製造方法について説明する。なお、以下の説明で、「ディスプレイ装置用化学強化ガラス」とは、１つのディスプレイ装置に使用される化学強化ガラスを意味し、単に「化学強化ガラス」と呼ぶ場合は、それぞれのディスプレイ装置用化学強化ガラスに分割される前のディスプレイ装置用化学強化ガラスが１枚のガラス板に複数形成された化学強化ガラスを意味する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の化学強化ガラスの平面図である。
図１に記載の化学強化ガラス１０は、６つのディスプレイ装置用化学強化ガラス２０が一体に形成されたものであり、図中の点線Ｙで切断することにより６つのディスプレイ装置用化学強化ガラス２０が形成される。それぞれのディスプレイ装置用化学強化ガラス２０は、一方側の面（以下、上面とも呼ぶ。）に、中央部を除く上下左右の縁部に連続して外枠として黒色セラミック層２１が形成されており、黒色セラミック層２１に囲まれた中央部が液晶表示領域２２として機能することとなる。
【００１６】
化学強化ガラス１０は、複数の液晶表示領域２２（図１の実施例では６個）が、それぞれ黒色セラミック層２１を介して隣り合う液晶表示領域２２と区画されている。なお、図１の例では、化学強化ガラス１０は、６つのディスプレイ装置用化学強化ガラス２０を一体に形成したものであるが、分割されるディスプレイ装置用化学強化ガラス２０の数は化学強化ガラスの大きさ及びディスプレイ装置用化学強化ガラスの大きさに応じて、任意に設定され得る。また、黒色セラミック層２１の幅や形状についても、任意に設定され得る。なお、本発明では、便宜上、ガラス基板の一方側の面を上面、一方側の面と反対側の他方側の面を下面と呼ぶが、これらは、製造時及び製品の上下方向を意味するものではない。従って、黒色セラミック層２１は、上面に限らず、下面に形成してもよく、さらに上面と下面の同じ部分に形成することで、両面に形成してもよい。以下の説明では、上面にのみ黒色セラミック層２１を形成する場合を例に説明する。
【００１７】
化学強化ガラス１０は、好ましくはアルミノシリケートガラスであり、例えば以下の組成のガラスが使用される。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス
【００１８】
また、化学強化ガラス１０は、板厚が１．５ｍｍ以下、より好ましくは、０．３〜１．１ｍｍである。
【００１９】
化学強化ガラス１０は、ガラス基板１１に黒色セラミック層２１を形成した後に化学強化されることで、図２に示すように、上面には、液晶表示領域２２に圧縮応力層ＣＳが形成され、下面には、全面に圧縮応力層ＣＳが形成される。上面の表面に形成される圧縮応力層ＣＳと下面の表面に形成される圧縮応力層ＣＳとの間には、引張応力層ＣＴが形成され、液晶表示領域２２の引張応力層ＣＴの引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化が施されている。液晶表示領域２２の引張応力層ＣＴの引張応力は、４０ＭＰａ以上が好ましく、５０〜６０ＭＰａがさらに好ましい。また、液晶表示領域２２の表面の圧縮応力層ＣＳの圧縮応力が６００ＭＰａ以上で、その際の圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）が、１５μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがさらに好ましい。なお、ガラス基板１１は、フロート法、ダウンドロー法等、任意の成形方法で製造され得る。
【００２０】
図３は、上面に黒色セラミック層が形成された化学強化ガラスにおける、黒色セラミック層を通る部分（図中、線Ｘ）の蛍光Ｘ線強度分析の結果を示す図である。
図３から、黒色セラミック層が形成されていない下面は、表面（０μｍ）から約２５μｍの領域に、Ｎａに対しＫが多く存在し、化学強化によりＮａがＫに置換されていることが確認できる。これに対し、黒色セラミック層が形成された上面は、深さによらずＫに対しＮａが多く存在し、黒色セラミック層を形成した部分については、ＮａがＫに置換されておらずほとんど化学強化されていないことが確認できる。
【００２１】
本発明の化学強化ガラス１０は、ガラス基板１１の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含み、１０μｍより大きな膜厚を有するマスクが形成されており、マスクが形成された部分のガラス面が化学強化されずに存在していることを特徴とするものである。
【００２２】
本実施形態では、マスクとして黒色セラミック層２１を形成したものであるが、マスクとしては、黒色セラミック層に限らず、ガラスフリット等の無機酸化物を含む無機酸化物層を用いることができる。無機酸化物層は、ガラス面の一部を化学強化させずに存在させるためのものであり、言い換えると、無機酸化物層は、ガラス面の一部を化学強化させずに存在させることができる限り、任意の無機酸化物を含むことができる。無機酸化物に好適に含まれるガラスフリットは、Ｎａ２Ｏ含有ガラス又はＫ２Ｏ含有ガラス等のガラス粉末を含むことが好ましく、さらにガラス粉末に加えて、ホウ酸アルミニウム、酸化チタン、Ｆｅ複合酸化物又はＣｕ複合酸化物を含むことが好ましい。これらのガラスフリット等は、有機溶媒に混和してガラスペーストとした状態でガラス面に塗布又は印刷され、焼成されることが好ましい。
【００２３】
本実施形態でマスクとして例示された黒色セラミック層２１は、黒色または暗色のセラミック製の皮膜であり、化学強化に対するマスクとして機能するほか、可視光を遮ることで外観の審美性を向上させる外枠としての機能を果たしている。なお、黒色セラミック層２１は、後工程で形成してもよい。即ち、ガラス面の一部を化学強化されない状態で存在させるために、マスクとしての無機酸化物層をガラス面の一部に形成し、後に外枠としての黒色セラミック層を形成してもよい。
【００２４】
続いて、化学強化ガラス１０及びディスプレイ装置用化学強化ガラス２０の製造方法について図４及び図５を参照しながら説明する。
先ず、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、ガラス基板１１の上面に、液晶表示領域２２を囲うように液晶表示領域２２以外の外枠とする部分にマスクとして無機酸化物を含む有機溶媒を塗布又は印刷し、焼成することで黒色セラミック層２１を形成する（マスク形成工程）。
【００２５】
続いて、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、上面にマスクとしての黒色セラミック層２１が形成されたガラス基板に化学強化処理を行う（化学強化工程）。化学強化処理は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的にはＬｉイオン、Ｎａイオン）をイオン半径のより大きなアルカリイオン（典型的にはＫイオンに交換する）に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層を、ガラス内部に引張応力層を形成する処理である。例えば、４２５〜４６５℃の硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩に２〜４ｈｒ浸漬させることで化学強化を行う。これにより、マスクが形成された部分のみ化学強化されないガラス基板が形成される。
【００２６】
続いて、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、化学強化されたガラス基板の液晶表示領域２２にタッチパネル機能を形成する（タッチパネル機能形成工程）。
【００２７】
続いて、図４（ｄ）及び図５（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、タッチパネル機能が付加されたガラス基板（化学強化ガラス１０）のマスクが形成されている領域で切断装置を用いて、複数のディスプレイ装置用化学強化ガラス２０に切断する（切断工程）。この際、切断装置の種類は、特に限定されるものではないが、上述したようにマスクにより切断する部分のガラス基板が化学強化されていないことで、化学強化ガラスの引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上であっても、従来の製造設備に典型的に搭載されているホイールカッターで切断することができる。切断工程は、タッチパネル機能が付加されたガラス基板のマスク上に切り線を形成し（切り線形成工程）、切り線でガラス基板を切断する（切り折り工程）ことが好ましい。
【００２８】
これにより、図４（ｅ）及び図５（ｅ）に示すように、化学強化ガラス１０が、複数のディスプレイ装置用化学強化ガラス２０に切断され、必要に応じて外形加工が施される。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について説明する。
先ず、表１に示す組成及び特性を有する２種類のガラスＡ、Ｂを用意した。ガラスＡのモル百分率表示組成は、ＳｉＯ２：４６．７％、Ｂ２Ｏ３：８．２％、ＺｎＯ：１７．２％、Ｌｉ２Ｏ：２０．０％、Ｎａ２Ｏ：４．０％、Ｂｉ２Ｏ３：１．０％、ＴｉＯ２：２．５％、ＣｅＯ２：０．４％、ガラスＢの同表示組成は、ＳｉＯ２：２８．６％、Ｂ２Ｏ３：４６．１％、ＺｎＯ：７．８％、Ａｌ２Ｏ３：４．９％、Ｂｉ２Ｏ３：６．６％、ＴｉＯ２：５．４％、ＣｅＯ２：０．６％、である。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
続いて、２種類のガラスＡ，Ｂを用いて表２に示す構成を有する２種類のガラスフリットＡ、Ｂを用意した。なお、ガラスフリットＡ、Ｂは有機溶媒で混和してガラスペーストＡ、Ｂとした。これらのガラスペーストＡ、Ｂを焼成して得られた焼成体の５０〜３５０℃における平均線膨張係数はそれぞれ８７×１０−７／℃、８５×１０−７／℃であった。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
続いて、５０×５０ｍｍで厚み０．７ｍｍのガラス基板（Ｄｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（旭硝子株式会社製、５０〜３５０℃における平均線膨張係数は９８×１０−７／℃）上に、ガラスペーストＡ、Ｂを＃３２５のスクリーン版を用いて幅１ｍｍのラインを２本印刷した後、１２０℃×１０分乾燥し、ｉｎ−ｏｕｔ／１５分すなわちガラス基板が焼成炉に入ってから出てくるまでの時間が１５分、ピーク温度５８０℃、キープ時間５分の条件でリンドバーグ社製ベルト焼成炉にて焼成した。得られた基板を、１００％ＫＮＯ３溶融塩を用いて４３５℃、４ｈｒの条件で化学強化を実施した。化学強化後の引張応力層の引張応力は５６ＭＰａであった。
【００３４】
ガラスペーストＡを印刷したガラス基板を基板Ａ、ガラスペーストＢを印刷したガラス基板を基板Ｂ、ガラスペーストＡもガラスペーストＢも印刷しなかったガラス基板を基板Ｃとすると、基板Ａ、Ｂ、Ｃは、表３に示す構成であった。得られた基板Ａ、Ｂのライン状に形成されたフリット焼結部と、基板Ｃの表面にホイールカッターでクラックを入れ、その後曲げて基板が切断できるかどうかを確認した。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
その結果、基板Ａは問題なく切断することができた。基板Ｂ、基板Ｃはうまく切断できず、基板が粉々に割れてしまった。
【００３７】
図６（ａ）は、基板Ａの写真を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の基板Ａにホイールカッターを用いてフリット焼結部で切断した写真を示す図である。このように、本実施例によれば、引張応力が５６ＭＰａとなるように化学強化した化学強化ガラスであっても、フリット焼結部が形成された部分のガラス面は化学強化がされずに残るため、フリット焼結部にホイールカッターを当てても化学強化ガラスが破損することなく、所望の位置で化学強化ガラスを切断することができた。
【００３８】
一方、図７（ａ）は、基板Ｂの写真を示す図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の基板Ｂにホイールカッターを用いてフリット焼結部で切断した写真を示す図である。基板Ｂでは、基板Ａと同様にホイールカッターを用いて切断しても、化学強化ガラスが粉々に割れてしまい、実際に所望の形状に切断することはできなかった。これは、基板Ｂに形成されたガラスペーストＢの膜厚が１０μｍ以下であり、基板Ａに形成されたガラスペーストＡの膜厚よりも薄いためと考えられる。
【００３９】
一方、図８（ａ）は、基板Ｃの写真を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の基板Ｃにホイールカッターを用いて切断した写真を示す図である。このように、基板Ｃでは、ホイールカッターを用いて切断しても、化学強化ガラスが粉々に割れてしまい、実際に所望の形状に切断することはできなかった。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、ガラス基板の少なくとも一方の表面の一部に、無機酸化物を含む有機溶媒を焼成し、１０μｍより大きな膜厚を有するマスク（無機酸化物層）を形成することで、マスクが形成された部分のガラス面を化学強化されない状態で存在させることができる。そして、マスクが形成された状態で、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となるように化学強化した高強度の化学強化ガラスであっても、マスクが形成されている領域であればホイールカッターを備える既存の製造設備を利用してガラス基板を切断することができる。また、引張応力層の引張応力が２５ＭＰａ以上となる高強度の２−ｉｎ−１方式のディスプレイ装置用の化学強化ガラスを容易に製造することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【符号の説明】
【００４２】
１０    化学強化ガラス
２０    ディスプレイ装置用化学強化ガラス
２１    黒色セラミック層（無機酸化物層）
２２    液晶表示領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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