(57)【要約】【課題】割断線に沿って割断される用途に好適に用いることのできる化学強化ガラス、化学強化用のガラス物品、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法を提供する。【解決手段】板状の化学強化ガラス１１は、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２を有する。化学強化ガラス１１の端部１２は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備える。化学強化用のガラス物品１５は、板状の化学強化用ガラス１６の端面１７に、化学強化を抑制する被覆層１８を積層した構成を有する。化学強化ガラス１１の製造方法は、例えば、化学強化用ガラス１６の端面に、被覆層１８を積層する積層工程と、被覆層１８が積層された化学強化用ガラス１６を化学強化する化学強化工程とを備える。化学強化ガラス１１の割断方法は、端部１２から割断線を形成する割断線形成工程と、割断線に沿って化学強化ガラス１１を割断する割断工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
割断線に沿って割断される用途に用いられる板状の化学強化ガラスであって、
前記割断線を形成する際に前記割断線の形成開始部分となる端部を有し、
前記端部は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面を備えることを特徴とする化学強化ガラス。
【請求項２】
前記化学強化ガラスの有する主面の圧縮応力値は、５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の化学強化ガラス。
【請求項３】
板状の化学強化用ガラスの端面の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層を積層してなることを特徴とする化学強化用のガラス物品。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の化学強化ガラスの製造方法であって、
板状の化学強化用ガラスの端面の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層を積層する積層工程と、
前記被覆層が積層された化学強化用ガラスを化学強化する化学強化工程と、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５】
請求項１又は請求項２に記載の化学強化ガラスの製造方法であって、
端面を含む外面が化学強化された化学強化ガラスの端面の少なくとも一部を研磨又はエッチングする工程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６】
請求項１又は請求項２に記載の化学強化ガラスの割断方法であって、
前記端部から割断線を形成する割断線形成工程と、
前記割断線に沿って前記化学強化ガラスを割断する割断工程と、を備えることを特徴とする化学強化ガラスの割断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学強化ガラス、化学強化用のガラス物品、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディスプレイのカバーガラス等には、化学強化ガラスを所定の寸法に割断した分割体が用いられる場合がある。化学強化ガラスを所定の寸法に割断する際には、化学強化ガラスに割断線（スクライブライン）を形成した後、その割断線に沿って割断（スクライブ）する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−００７３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
化学強化ガラスの端部は、圧縮応力層から構成されているため、化学強化ガラスの端部から圧縮応力層を貫通するように割断線を形成する際に、化学強化ガラスの端部に比較的強い衝撃が加わることになる。また、化学強化ガラスの端部から割断線を形成する際に、化学強化ガラスの端部の内部に比較的大きな引張応力が残留していると、その引張応力が作用することで割断線が想定外の方向に進展し易い。なお、化学強化ガラスに対して想定どおりの方向に割断線が形成されるように、割断線の形成条件を緩和した場合、割断線に沿って割断しようとしても、割断線が進展し難く、化学強化ガラスの割断自体が困難となる。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、割断線に沿って割断される用途に好適に用いることのできる化学強化ガラス、化学強化用のガラス物品、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する化学強化ガラスは、割断線に沿って割断される用途に用いられる板状の化学強化ガラスであって、前記割断線を形成する際に前記割断線の形成開始部分となる端部を有し、前記端部は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面を備える。
【０００７】
この構成によれば、上記の端面の表面応力値としての圧縮応力値が１００ＭＰａ以下の場合、割断線を形成する条件を緩和することが可能となる。これにより、化学強化ガラスの端部から割断線を形成する際に、端部に加わる衝撃を緩和することが可能となる。
【０００８】
また、上記の端面の表面応力値としての圧縮応力値が１００ＭＰａ以下の場合、化学強化ガラスの端部の内部に残留する引張応力が小さくなる。これにより、化学強化ガラスの端部から形成される割断線は、想定外の方向に進展し難くなる。なお、上記端部は、引張応力層から構成されるとともに引張応力値が１００ＭＰａ以下の端面を備える場合であっても、同様の作用が得られる。
【０００９】
上記化学強化ガラスにおいて、前記化学強化ガラスの有する主面の圧縮応力値は、５００ＭＰａ以上であることが好ましい。
この構成によれば、化学強化ガラスの主面の機械的強度がより確保され易い。
【００１０】
上記課題を解決する化学強化用のガラス物品は、板状の化学強化用ガラスの端面の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層を積層してなる。
この構成によれば、化学強化用ガラスの端面の化学強化は、被覆層によって抑制される。
【００１１】
上記化学強化ガラスの製造方法は、板状の化学強化用ガラスの端面の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層を積層する積層工程と、前記被覆層が積層された化学強化用ガラスを化学強化する化学強化工程と、を備えることが好ましい。
【００１２】
この方法によれば、上記化学強化ガラスを容易に製造することができる。
上記化学強化ガラスの製造方法は、端面を含む外面が化学強化された化学強化ガラスの端面の少なくとも一部を研磨又はエッチングする工程を備えることが好ましい。
【００１３】
この方法によれば、上記化学強化ガラスの端面を容易に形成することができる。
上記化学強化ガラスの割断方法は、前記端部から割断線を形成する割断線形成工程と、前記割断線に沿って前記化学強化ガラスを割断する割断工程と、を備える。
【００１４】
この方法によれば、上記化学強化ガラスの端面を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、割断される用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態における化学強化ガラス、化学強化用のガラス物品、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法を説明する説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２実施形態における化学強化ガラス、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、化学強化ガラス、化学強化用のガラス物品、並びに化学強化ガラスの製造方法及び割断方法の第１実施形態について図１を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、板状の化学強化ガラス１１は、割断線に沿って割断される用途に用いられる。化学強化ガラス１１は、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２を有している。化学強化ガラス１１の端部１２は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備えている。化学強化ガラス１１に残留している表面応力は、圧縮応力又は引張応力であり、表面応力値は、可能な限り「０」に近いことが望ましい。化学強化ガラス１１の表面応力値は、市販の表面応力測定装置を用いて測定することができる。
【００１９】
なお、図１（ａ）に示す一例では、非圧縮応力層１１ａ（引張応力層）から構成される端面１２ａを模式的に示しているが、表面応力値が１００ＭＰａ以下であれば、圧縮応力層から構成される端面１２ａであってもよい。
【００２０】
化学強化ガラス１１の第１主面１３、及び第１主面１３とは反対側の第２主面１４は、圧縮応力層１１ｂにより構成されている。化学強化ガラス１１の主面（第１主面１３及び第２主面１４）の圧縮応力値は、化学強化ガラス１１の機械的強度をより確保するという観点から、５００ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、化学強化ガラス１１の主面（第１主面１３及び第２主面１４）の圧縮応力値は、例えば、１５００ＭＰａ以下である。
【００２１】
次に、化学強化用のガラス物品について説明する。
図１（ｂ）に示すように、化学強化用のガラス物品１５は、化学強化が可能な板状の化学強化用ガラス１６の端面１７に、化学強化を抑制する被覆層１８を積層したものである。被覆層１８が積層される端面１７は、上述した割断線の形成開始部分となる端部１２を構成している。
【００２２】
化学強化用ガラス１６は、例えば、質量％において、ＳｉＯ２：５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２５％、Ｂ２Ｏ３：０〜１５％、Ｎａ２Ｏ：１〜２０％、Ｋ２Ｏ：０〜１０％を含有する。化学強化用ガラス１６の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．３ｍｍ以上、２．５ｍｍ以下の範囲である。
【００２３】
被覆層１８を構成する材料は、化学強化用ガラス１６の端面１７におけるアルカリイオンの交換を抑制し得る材料であり、また圧縮応力層よりも脆性の高い材料が好適であり、その材料の具体例としては、金属、及び金属酸化物が挙げられる。金属としては、例えば、金及び銀が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ジルコニア、酸化チタン、炭化ケイ素、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ハフニウム、及び酸化スズが挙げられる。なお、例えば、ベークライト等の樹脂材料を被覆層１８として用いてもよい。
【００２４】
被覆層１８の厚さは、化学強化用ガラス１６中のアルカリイオンの交換を抑制し得る厚さに設定される。被覆層１８の厚さは、化学強化用ガラス１６中のアルカリイオンの交換をより抑制するという観点から、例えば、１０ｎｍ以上に設定される。このような被覆層１８は、化学強化（アルカリイオンの交換）を完全に抑止するように構成することもできる。
【００２５】
次に、化学強化ガラス１１の製造方法について説明する。
化学強化ガラス１１の製造方法は、化学強化用ガラス１６の端面１７の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層１８を積層する積層工程と、被覆層１８が積層された化学強化用ガラス１６（化学強化用のガラス物品１５）を化学強化する化学強化工程とを備えている。
【００２６】
被膜層の形成方法としては、例えば、スパッタリング、蒸着、ディッピング、コーティング等の周知の成膜方法を用いることができる。
化学強化工程には、化学強化用ガラス１６中のアルカリイオン（例えば、ナトリウムイオン）とそのアルカリイオンよりもイオン半径の大きいイオン（例えば、カリウムイオン、銀イオン）とをイオン交換させる周知の方法を用いることができる。例えば、ナトリウムイオンを含む化学強化用ガラス１６を硝酸カリウム液等の化学強化液に浸漬する方法を用いることができる。
【００２７】
次に、化学強化ガラス１１の割断方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、化学強化ガラス１１の割断方法は、化学強化ガラス１１の端部１２から割断線を形成する割断線形成工程と、割断線に沿って化学強化ガラス１１を割断する割断工程とを備えている。割断線は、いわゆるスクライブラインであり、片側の主面（第１主面１３）を構成する圧縮応力層１１ｂを厚さ方向に貫通し、その圧縮応力層１１ｂの内側の非圧縮応力層１１ａ（引張応力層）に進入する深さになるように形成される。すなわち、割断線は、端部１２を構成する第１主面１３と、同じく端部１２を構成し、表面応力値が１００ＭＰａの端面１２ａに開口するように形成される。本実施形態では、ホイールカッターＣを用いて割断線を形成する一例を示している。
【００２８】
割断工程は、化学強化ガラス１１が割断線に沿って折り割られるように、化学強化ガラス１１に、例えば、曲げ応力、衝撃力、又は熱応力を加える工程である。なお、化学強化ガラス１１の割断方法は、割断線形成工程や割断工程よりも前に行われる前工程を備えていてもよい。前工程としては、化学強化ガラス１１に機能層を積層する工程、及び化学強化ガラス１１に孔等を形成する工程が挙げられる。機能層としては、例えば、センサ回路、導電層、装飾や識別を目的とした印刷層が挙げられる。
【００２９】
上述した化学強化ガラス１１の割断方法により化学強化ガラス１１を割断することで、化学強化ガラス１１の分割体が得られる。化学強化ガラス１１（化学強化ガラス１１の分割体）の用途としては、例えば、ディスプレイ用途、タッチパネル用途、光電変換パネル用途、電子デバイス用途、窓ガラス用途、建材用途、及び車両用途が挙げられる。
【００３０】
次に、化学強化ガラス１１の主な作用について説明する。
化学強化ガラス１１は、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２を有している。化学強化ガラス１１の端部１２は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備えている。
【００３１】
この構成によれば、上記の端面１２ａの表面応力値としての圧縮応力値が１００ＭＰａ以下の場合、割断線を形成する条件を緩和することが可能となる。これにより、化学強化ガラス１１の端部１２から割断線を形成する際に、端部１２に加わる衝撃を緩和することが可能となる。
【００３２】
また、上記の端面１２ａの表面応力値としての圧縮応力値が１００ＭＰａ以下の場合、化学強化ガラス１１の端部１２の内部に残留する引張応力が小さくなる。これにより、化学強化ガラス１１の端部１２から形成される割断線は、想定外の方向に進展し難くなる。なお、上記端部１２は、引張応力層から構成されるとともに引張応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備える場合であっても、同様の作用が得られる。
【００３３】
以上詳述した第１実施形態によれば、次のような作用効果が発揮される。
（１）板状の化学強化ガラス１１は、割断線に沿って割断される用途に用いられる。化学強化ガラス１１は、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２を有している。化学強化ガラス１１の端部１２は、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備えている。この構成によれば、上述した作用が得られるため、割断線に沿って割断される用途に好適に用いることができる。例えば、化学強化ガラス１１に割断線を形成する条件を緩和することで化学強化ガラス１１の端部に加わる衝撃を緩和したとしても、化学強化ガラス１１に対して想定どおりの方向に割断線を形成し易く、また割断線に沿って容易に割断することが可能となる。
【００３４】
（２）化学強化ガラス１１の有する主面の圧縮応力値は、５００ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、化学強化ガラス１１の主面の機械的強度がより確保され易い。
（３）化学強化用のガラス物品１５は、板状の化学強化用ガラス１６の端面１７の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層１８を積層した構成を有している。この構成によれば、化学強化用ガラス１６の端面１７の化学強化は、被覆層１８によって抑制される。これにより、上記の化学強化ガラス１１を容易に得ることができる。従って、化学強化用のガラス物品１５は、割断線に沿って割断される用途に好適に用いることができる。
【００３５】
（４）化学強化ガラス１１の製造方法は、板状の化学強化用ガラス１６の端面１７の少なくとも一部に、化学強化を抑制する被覆層１８を積層する積層工程と、被覆層１８が積層された化学強化用ガラス１６を化学強化する化学強化工程とを備えている。この方法によれば、上記化学強化ガラス１１を容易に製造することができる。
【００３６】
（５）化学強化ガラス１１の割断方法は、化学強化ガラス１１の端部１２から割断線を形成する割断線形成工程と、割断線に沿って化学強化ガラス１１を割断する割断工程とを備えている。この方法によれば、上述した化学強化ガラス１１の作用が発揮されるため、化学強化ガラス１１の割断を容易に行うことができる。また、こうした方法によれば、割断線を形成する条件を緩和することが可能となるため、例えば、特殊な凹凸形状の外周縁を有するホイールカッターを用いずに、円形状の外周縁を有する汎用のホイールカッターＣを用いることが可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、化学強化ガラス１１、その製造方法及び割断方法の第２実施形態について図２を参照して説明する。本実施形態では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の化学強化ガラス１１は、第１実施形態の化学強化ガラス１１と同様に、化学強化ガラス１１の端部１２において、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備えている。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、本実施形態の化学強化ガラス１１は、端面強化ガラス１９を用いて製造される。端面強化ガラス１９は、端面を含む外面が化学強化されている。化学強化ガラス１１の製造方法は、端面強化ガラス１９の端面の少なくとも一部を研磨する研磨工程を備えている。
【００４０】
図２（ｃ）に示すように、研磨工程は、砥石Ｓを用いて端面強化ガラス１９の端面を研磨する周知の方法を用いることができる。すなわち、砥石Ｓは、端面強化ガラス１９の端面を研磨可能であれば、溝無し砥石であってもよいし、溝付砥石であってもよい。なお、研磨工程は、サンドブラストを用いて行ってもよい。
【００４１】
本実施形態の化学強化ガラス１１は、第１実施形態と同様の割断方法で割断することができる。なお、上記のように得られた化学強化ガラス１１は、端面１２ａへ近づくにつれて圧縮応力層１１ｂが漸減するため、より容易に切断可能となる。
【００４２】
本実施形態によれば、第１実施形態の（１），（２），（５）欄に記載した作用効果、及び以下の作用効果が発揮される。
（６）化学強化ガラス１１の製造方法は、端面を含む外面が化学強化された化学強化ガラス（端面強化ガラス１９）の端面の少なくとも一部を研磨する工程を備えている。この方法によっても、上記化学強化ガラス１１を容易に製造することができる。また、この方法によれば、外面全体の圧縮応力値が５００ＭＰａ以上の化学強化ガラス、すなわち、常法にしたがって化学強化された化学強化ガラス（端面強化ガラス１９）を用いて、割断線に沿って割断される用途に好適な化学強化ガラス１１を製造することができる。
【００４３】
（変更例）
上記実施形態を次のように変更してもよい。
・第１及び第２実施形態では、ホイールカッターＣを用いて化学強化ガラス１１に割断線を形成しているが、レーザー光を用いて割断線を形成してもよい。
【００４４】
・第１実施形態の化学強化ガラス１１の端面１２ａには、被覆層１８が積層されているが、割断線を形成する前に化学強化ガラス１１から被覆層１８を、例えば研磨等の方法によって除去してもよい。化学強化ガラス１１から被覆層１８を除去した場合、図２（ａ）に示すように、端面１２ａへ近づくにつれて圧縮応力層１１ｂが漸減するため、より容易に切断可能となる。なお、第１実施形態のように、被覆層１８が積層された化学強化ガラス１１を割断工程に供することにより、割断工程の前工程において化学強化ガラス１１の端面１２ａを被覆層１８で保護することもできる。
【００４５】
・第１実施形態における化学強化用のガラス物品１５において、化学強化用ガラス１６の端面１７に被覆層１８が積層されるが、この被覆層１８を化学強化液中に浸漬している際に化学強化用ガラス１６から剥離可能に設けることもできる。この場合、化学強化用ガラス１６の端面１７と化学強化液との接触時間を、化学強化用ガラス１６の主面と化学強化液との接触時間よりも短くすることができるため、上述した化学強化ガラス１１を得ることが可能である。例えば、化学強化用ガラス１６と被覆層１８との間に易剥離層を設けることで、上述したように被覆層１８を剥離可能に構成することができる。このように構成した場合、被覆層１８が除去された化学強化ガラス１１を容易に得ることができる。
【００４６】
・第２実施形態では、端面強化ガラス１９の端面を研磨することで、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを形成しているが、化学強化された端面（端面を構成する圧縮応力層１１ｂの一部又は全体）をエッチングするエッチング工程により溶解させることで、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを形成することもできる。エッチング工程は、必要に応じて端面強化ガラス１９の主面をマスキングした後、その端面強化ガラス１９をエッチング液に浸漬したり、端面強化ガラス１９の端部１２のみをエッチング液に浸漬したりすることで行うことができる。エッチング液としては、例えば、フッ化水素酸を含む水溶液を用いることができる。
【００４７】
・第１及び第２実施形態の化学強化ガラス１１では、上記端部１２を構成する端面のうち、第１主面１３を構成する圧縮応力層１１ｂと、第２主面１４を構成する圧縮応力層１１ｂとの間に位置する端面１２ａの表面応力値が１００ＭＰａ以下に設定されている。すなわち、上記端部１２を構成する端面の一部（端面１２ａ）の表面応力値が１００ＭＰａ以下に設定されているが、第１実施形態において、例えば、化学強化の条件を調整することで、上記端部１２を構成する端面全体の表面応力値が１００ＭＰａ以下に設定することも可能である。
【００４８】
・第１及び第２実施形態の化学強化ガラス１１において、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２以外の端部の構成は、特に限定されない。また、化学強化ガラス１１において、割断線を形成する際に割断線の形成開始部分となる端部１２が複数存在する場合、少なくとも一つの端部１２に上記の表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを適用すれば有効となる。例えば、化学強化ガラス１１が四角板状を有する場合、割断線の形成開始部分となる端部１２は、格子状の割断線を形成するために隣り合う一対の辺を構成する一対の端部に設定されることが多いため、そうした一対の端部を、表面応力値が１００ＭＰａ以下の端面１２ａを備えるように構成することが好ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１１…化学強化ガラス、１２…端部、１２ａ…端面、１３…第１主面、１４…第２主面、１５…ガラス物品、１６…化学強化用ガラス、１７…端面、１８…被覆層、１９…端面強化ガラス。
【図１】
2016216294.tif 000003
【図２】
2016216294.tif 000004