(57)【要約】【課題】熱をかけてサファイアシートと貼り合せるのに適したガラス板を提供する。【解決手段】下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯを合計で９６％以上含有し、かつＳｉＯ２を５０％以上、Ｎａ２Ｏを３％以上、ＣａＯを０〜１％含有し、屈伏点が８５０℃以下であり、５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数をα１とするとき、前記平均熱膨張係数α１が６０×１０−７〜９０×１０−７／℃、ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数をα２とするとき、比α２／α１で表されるＬの値が５以下であり、表面における１０μｍ以下のパーティクルの個数が２５００個／ｍ２以下であることを特徴とするガラス板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯを合計で９６％以上含有し、かつＳｉＯ２を５０％以上、Ｎａ２Ｏを３％以上、ＣａＯを０〜１％含有し、
屈伏点が８５０℃以下であり、５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数をα１とするとき、前記平均熱膨張係数α１が６０×１０−７〜９０×１０−７／℃、ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数をα２とするとき、比α２／α１で表されるＬの値が５以下であり、
表面における１０μｍ以下のパーティクルの個数が２５００個／ｍ２以下であることを特徴とするガラス板。
【請求項２】
未強化ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のガラス板。
【請求項３】
板厚が２ｍｍ以下である請求項１または２に記載のガラス板。
【請求項４】
ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数α２が４００×１０−７／℃以下である請求項１〜３のいずれかに記載のガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、サファイアシートとの貼り合わせに適したガラス板に関し、特に熱をかけてサファイアシートと貼り合せるに適したガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話、タブレットＰＣ等の携帯端末が広く普及している。携帯端末のディスプレイの表面には、ディスプレイを保護するためのカバー材が必要であり、意匠性が高く、高い耐擦傷性および強度を達成できる化学強化ガラスが採用されている。
しかし、化学強化ガラスは一般的に、硬度の高い鋭角物などの衝撃に弱い。例えば、携帯端末を砂利道などに落とし、カバーガラスが硬く尖った部材や凹凸形状を有する地面と衝突した場合、容易にカバーガラスの破壊が起こってしまう。このように、日常生活の使用時に容易にカバーガラスが割れ、携帯端末の故障につながってしまうという問題がある。
例えば、特許文献１では、携帯端末のカバーガラスとして、サファイアシートとガラス板の積層体が提案されている。特許文献１には、サファイアシートの結晶面を変えることで、ガラスより硬度、弾性率の高い面を表示面として使用することができることが示されている。このようにすることで、上述のような硬度の高い鋭角物などの衝撃加傷による、カバー材の破壊を起こりにくい携帯端末を得ることができると予想される。
【０００３】
特許文献１では、サファイアシートとガラス板とを積層することで、カバーガラスに適したサファイア−ガラス積層体が得られることが記載されている。ガラスとサファイアシートとを貼り合わせる方法は様々な方法が考えられるが、一例として、熱による貼り合わせが考えられる。しかし、ガラスとサファイアシートとの熱による貼り合わせは高温プロセスであり、どのようなガラス板がサファイアシートとの積層に好適であるかは検討されて来なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０２３６６９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱をかけてサファイアシートと貼り合せるのに適したガラス板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態のガラス板は、下記酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯを合計で９６％以上含有し、かつＳｉＯ２を５０％以上、Ｎａ２Ｏを３％以上、ＣａＯを０〜１％含有し、屈伏点が８５０℃以下であり、５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数をα１とするとき、前記平均熱膨張係数α１が６０×１０−７〜９０×１０−７／℃、ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数をα２とするとき、比α２／α１で表されるＬの値が５以下であり、表面における１０μｍ以下のパーティクルの個数が２５００個／ｍ２以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
熱をかけてサファイアシートと貼り合せるのに適したガラス板を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態のガラス板とサファイアシートとの貼り合わせを模式的に示した断面図である。
【図２】パーティクルのサイズを測定するための模式図である。
【図３】本実施形態のガラス板を洗浄する洗浄装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のガラス板を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態のガラス板とサファイアシートとの貼り合わせを模式的に示した断面図である。
図１に示すように、ガラス板１０は、例えば、熱をかけてサファイアシート１２に貼り合わさるものである。ガラス板１０は、サファイア−ガラス積層体を得るのに適している。ガラス板１０の表面１０ａが接着界面になる。
【００１０】
ガラス板１０は、組成として、基本的に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯを合計で９６モル％以上含有し、かつＳｉＯ２を５０モル％以上、Ｎａ２Ｏを３モル％以上、ＣａＯを０〜１モル％含有する。
ガラス板１０は、物性値として、ガラス転移点が７５０℃以下であり、屈服点が８５０℃以下であり、屈折率が１．４７以上１．７５以下である。
また、ガラス板１０は、５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数をα１とするとき、平均熱膨張係数α１は６０〜９０×１０−７／℃である。ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数をα２とするとき、比α２／α１で表されるＬの値が５以下である。
ガラス板１０は、その表面１０ａでの１０μｍ以下のパーティクルの個数が２５００個／ｍ２以下である。
【００１１】
以下、ガラス板１０の組成、物性値、厚さ、表面状態について説明する。
まず、ガラス板の組成についてモル百分率表示含有量を用いて説明する。
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり必須であり、また、ガラス板１０の表面１０ａに傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分である。ＳｉＯ２が５０モル％未満ではガラスとしての安定性や耐酸性、耐候性またはチッピング耐性が低下する。ＳｉＯ２は好ましくは５５モル％以上、より好ましくは６０モル％以上であり、更に好ましくは６２モル％以上、６４モル％以上、６６モル％以上である。
ＳｉＯ２が７２モル％を超えるとガラスの粘性が増大して溶融性が低下する。上限値として、好ましくは６９モル％以下であり、より好ましくは６７モル％以下、典型的には６５モル％以下である。
【００１２】
Ｎａ２Ｏはその含有量が適度な場合、熱膨張係数を増加させることなく、ガラスの溶融性を向上させ、またガラス転移点や屈伏点を低くすることで熱熔着プロセスの負荷を低くすることができる成分であり、必須である。Ｎａ２Ｏが３モル％未満ではガラス転移点や屈伏点が高くなる。好ましくは４モル％以上、より好ましくは５モル％以上である。Ｎａ２Ｏが２５モル％超では熱膨張係数が大きくなり、サファイアシートとの膨張差による貼り合せ不良が起こりやすくなる。また耐候性または耐酸性が低下する。または傷ついたときにクラックが発生しやすくなる。このため、Ｎａ２Ｏの含有量の上限値は２５モル％以下であることが好ましく、より好ましくは２２モル％以下、更に好ましくは２１モル％以下である。
【００１３】
ＣａＯは高温での溶融性を向上させるため、または失透を起こりにくくするために１モル％以下の範囲で含有する。ＣａＯはガラスの高温における熱膨張係数を増加させる特長を有し、含有量が１モル％を超えるとサファイアシートとの膨張差による貼り合せ不良が起こりやすくなる。またクラック発生に対する耐性が低下する。
【００１４】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの耐久性を向上させる成分であり、傷がついた時のクラックの発生を低減させる成分であり必須である。Ａｌ２Ｏ３が２モル％未満であると傷がついたときにクラックが発生し易くなるため、２モル％以上含有することが好ましい。より好ましくは５％以上、さらに好ましくは８％以上である。Ａｌ２Ｏ３が２５モル％超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる、または耐酸性が低下する。Ａｌ２Ｏ３の含有量の上限値は２５モル％以下であることが好ましく、より好ましくは２３モル％以下、２０モル％以下、１６モル％以下であり、更に好ましくは１５モル％以下であり、典型的には１４モル％以下である。
【００１５】
Ｂ２Ｏ３はガラスの耐久性を向上させる効果があり、高温での溶融性またはガラス強度の向上させる成分であり、１５モル％までの範囲で含有してもよい。Ｂ２Ｏ３が１５モル％超では均質なガラスを得にくくなり、ガラスの成型が困難になるおそれ、またはクラック耐性が低下するおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量の上限値は１５モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１０モル％以下、更に好ましくは７モル％以下であり、典型的には５モル％以下である。
【００１６】
ＭｇＯはガラスの耐久性を向上させる成分であり、ガラスの熱膨張係数を適度に維持する特長を有し、また溶融性を向上させる成分である。ガラス板１０は、ＭｇＯを含有する場合、その含有量は好ましくは１モル％以上、より好ましくは２モル％以上、より好ましくは３モル％以上である。また、ＭｇＯの含有量が１５モル％超ではガラスが失透しやすくなるおそれがある。ＭｇＯの含有量の上限値は１５モル％以下であることが好ましく、より好ましくは１０モル％以下、更に好ましくは８モル％以下、７モル％以下、６モル％以下である。
【００１７】
ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＭｇＯの含有量の合計は９６モル％以上である。これにより、ガラスのクラック耐性、チッピング耐性、耐酸性など高い耐久性を維持しつつ、適度な溶融性およびサファイアシートとの貼り合せに好適な熱物性をもつガラス板を得ることができる。当該合計が９６モル％未満では好適な熱物性を維持しつつ、クラック耐性などの必要な耐久性を達成することが困難になる。ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＯおよびＭｇＯの含有量の合計は、好ましくは９７モル％以上、９８モル％以上、９８．３モル％以上である。
【００１８】
ＺｒＯ２は必須ではないが、高温での粘性を低下させるために、または耐酸性を向上させるために、またはガラスの屈折率を向上させるために４モル％までの範囲で含有してもよい。ＺｒＯ２が１０モル％超では、圧痕からクラックが発生する可能性が高まるおそれがある。好ましくは２モル％以下、より好ましくは１．５モル％以下であり、特に好ましくは１モル％以下である。
【００１９】
Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏは必須ではないが、熱膨張係数の調整のため４モル％まで添加してもよい。Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量は、それぞれ好ましくは４モル％以下、３モル％以下、２モル％以下、１．５モル％以下、１モル％以下である。
【００２０】
ＳｒＯはＭｇＯと同様にガラスの熱膨張係数を適度に維持する特長を有し４モル％までの範囲で含有してもよい。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは３モル％以下、２モル％以下、１モル％以下である。
【００２１】
本実施形態のガラス板は実質的に上記成分を含有するものであるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を合計４モル％まで含有してもよい。上記他の成分としては、例えば、ＢａＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２等である。また、ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物、ハロゲン、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３等を適宜含有してもよい。更に、色味の調整のため、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｅ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｄ等を含有してもよい。
【００２２】
次に、本実施形態のガラス板の物性値について説明する。
本実施形態において、熱膨張係数、ガラス転移点、屈伏点は以下の要領で測定する。直径５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状サンプルを作成し、熱膨張計を用いて５℃／分の昇温速度で測定し、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数α１、ガラス転移点、屈伏点、ガラス転移点〜屈伏点の温度における平均熱膨張係数α２を求める。
【００２３】
ガラス転移点Ｔｇについて、ガラス転移点Ｔｇが大きいとサファイアとの積層プロセスの温度が高くなってしまう。そのため、ガラス転移点Ｔｇは、好ましくは７５０℃以下、より好ましくは７００℃以下、さらに好ましくは６００℃以下、特に好ましくは５５０℃以下である。また、低すぎてもサファイアとの反応性が悪くなるおそれがある。このため、ガラス転移点Ｔｇは好ましくは、４５０℃以上、より好ましくは５００℃以上である。
さらに、ガラス板の屈伏点が大きいとサファイアとの積層プロセスの温度が高くなってしまう。屈伏点は、好ましくは８５０℃以下、より好ましくは８００℃以下、さらに好ましくは７００℃以下、特に好ましくは６５０℃以下と温度が低い方が好ましい。
【００２４】
サファイア−ガラス積層体を熱により貼り合わせるとき、ガラス転移点Ｔｇ以下の平均熱膨張係数α１とサファイアの線熱膨張係数（０〜２００℃）との差が大きすぎると、積層−徐冷後に接着界面で発生する歪が大きくなり接着不良を生じやすくなる。このため、ガラスの熱膨張係数も、サファイアの線熱膨張係数（０〜２００℃）にできるだけ近い方が望ましい。ここで、サファイアの線熱膨張係数（０〜２００℃）は、６９×１０−７〜７６×１０−７／℃程度である。このため、５０℃〜３５０℃における平均熱膨張係数α１は６０×１０−７〜９０×１０−７／℃であることが好ましい。より好ましくは６０×１０−７〜８０×１０−７／℃であり、さらに好ましくは６５×１０−７〜７５×１０−７／℃である。
【００２５】
また、サファイアの線熱膨張係数（０〜１０００℃）は１００×１０−７／℃程度であり、ガラスのガラス転移点から屈伏点以下の平均熱膨張係数α２もできるだけ近い方が望ましい。このため、平均熱膨張係数α２は、４００×１０−７／℃以下であることが好ましい。平均熱膨張係数α２は、より好ましくは３００×１０−７／℃以下、さらに好ましくは２００×１０−７／℃以下、特に好ましくは１５０×１０−７／℃以下である。
【００２６】
平均熱膨張係数α１と平均熱膨張係数α２の比α２／α１で表されるＬの値が５以下である。
サファイア−ガラス積層体を熱により貼り合わせるとき、ガラス転移点以上の温度に加熱することが必要であり、一般的にガラス転移点を境にガラスの熱膨張係数は大きく変化する。上述の平均線膨脹係数α２と平均線膨脹係数α１は、それぞれ高温域の熱膨張係数と冷却時の低温域の熱膨張係数を表し、その比Ｌ＝α２／α１の値が大きいほど積層−徐冷後に接着界面で発生する歪が大きくなり接着不良を生じやすくなる。このため、本実施形態では、Ｌの値を５以下とする。好ましくはＬの値は１〜５である。Ｌの値が５を超えると、接着不良が生じやすくなる。
【００２７】
本実施形態のガラス板は、ガラスの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２は好ましくは１８００℃以下、より好ましくは１７００℃以下、さらに好ましくは１６００℃以下、特に好ましくは１５００℃以下である。
本実施形態のガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４は１３５０℃以下、より好ましくは１２００℃以下、さらに好ましくは１１００℃以下である。
【００２８】
本実施形態のガラス板のヤング率は、高強度なサファイア−ガラス積層体を得るために重要なパラメーターであり、６０ＧＰａより低いと曲げ強度が低くなり、９５ＧＰａより高いと衝撃強度が弱くなり好ましくない。ヤング率としては、６０〜９５ＧＰａであることが好ましい。より好ましくは６０〜８５ＧＰａであり、更に好ましくは７０〜８５ＧＰａである。
【００２９】
本実施形態のガラス板の屈折率がサファイアシートより小さい場合、屈折率差が大きいほど、ディスプレイ表示の光が界面で反射され透過性が小さくなり、表示光の輝度が小さくなるおそれがある。また、出来るだけ屈折率が高い方がよい。このため、本実施形態ではガラス板の屈折率を１．４７以上１．７５以下とする。より好ましくは１．５以上１．６以下、更に好ましくは１．５以上１．５６以下である。
【００３０】
ガラスを熱処理すると成分の酸化還元状態が変わり、色味に変化が生じてしまう。従って、本実施形態のガラス板はサファイアとの熱により貼り合わせるプロセスを経た後でも色味に変化が少ないガラスであることが好ましい。
知覚色差の許容範囲を決定することにより、熱処理後のガラスの色味変化の許容範囲を管理できる。色の許容差は一般的に、Ａ級許容差であれば色の離間比較では、ほとんど気付かれない色差のレベルであり、同じ色だと思われているレベルである。Ａ級許容差における色差は３．２以下である（ＪＩＳ  Ｚ  ８７２１およびＪＩＳ  Ｌ  ０８０９等）。色差は、１．６以下であることが好ましく、０．８以下がより好ましく、０．４以下が更に好ましい。
なお、色差値ΔＥ＊ａｂは、ΔＥ＊ａｂ＝（（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２）１／２のように算出できる。Ｌ＊値、ａ＊値、ｂ＊値については、ＣＩＥ（国際照明委員会）で基準化され、日本でもＪＩＳ（ＪＩＳＸ８７２９）に規格化されたＬ＊ａ＊ｂ＊表色系測定に準拠した、色彩計（コニカミノルタ社製：色彩色差計  ＣＲ４００）にて、光源Ｄ６５で、Ｌ＊＝９８．４４、ａ＊＝−０．２０、ｂ＊＝０．２３の白色標準板（株式会社エバーズ、ＥＶＥＲ−ＷＨｌＴＥ  （Ｃｏｄｅ  Ｎｏ．９５８２））の上に１ｍｍ厚のガラスを置いて測定できる。
【００３１】
本実施形態のガラス板は、ディスプレイのカバーガラス等に使用する場合は、可視光域での分散が小さい方が、ディスプレイ光視認性がよく望ましい。アッベ数（νｄ）が大きい方が可視域での分散が小さい。このため、ガラス板のアッベ数νｄは３５以上であることが好ましい。より好ましくは４０以上、さらに好ましくは５０以上、特に好ましくは５５以上である。３５以下であると分散が大きくなり、ディスプレイ光視認性が低下する。
アッベ数（νｄ）は、計算式｛（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）｝により求めることができる。
屈折率ｎｄ、ｎＦ、ｎＣはそれぞれ、
ｎｄ:フラウンホーファーのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ:フラウンホーファーのＦ線（４８６．１ｎｍ）に対する屈折率
ｎＣ:フラウンホーファーのＣ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率
である。
【００３２】
また、光弾性定数が大きいとガラス板に歪が生じた時のディスプレイ表示のゆがみが大きくなる。このため、本実施形態のガラス板の光弾性定数は、好ましくは３．５（×１０−７ｃｍ２／ｋｇ）以下であり、３．０（×１０−７ｃｍ２／ｋｇ）以下、２．９（×１０−７ｃｍ２／ｋｇ）以下、２．８（×１０−７ｃｍ２／ｋｇ）以下である。光弾性定数は円盤圧縮法により測定できる。
また、熱処理後、積層後にヘイズ値が悪化すると好ましくない。そこで、ガラス板のヘイズ値としては１．５％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．６％以下が更に好ましい。
ヘイズ値Ｈ（％）は、ガラスサンプルに光を入射したときの全光線透過光に占める拡散透過光の割合であり、次式で表される。
Ｈ（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００
Ｔｄ：拡散透過率
Ｔｔ：全光線透過率
ヘイズ値は、例えば、ヘイズメーターＨＺ−２型などを用いて測定できる。
【００３３】
図１に記載のように、熱をかけてサファイア１２とガラス板１０を貼り合わせて積層体を製造する場合、ガラス板表面の清浄度には特に注意する必要がある。本実施形態のガラス板の貼り合わせ面（主面）１０ａの１０μｍ以上のパーティクルの個数は２５００個／ｍ２以下である。パーティクル数が２５００個／ｍ２を超えてしまうと、貼り合わせ時に泡欠点等の欠陥を生じやすいためである。パーティクル数が１０００個／ｍ２以下ではより効果的に欠陥を抑制することができ、１００個／ｍ２とすることで高い効果を得ることが出来る。ガラス板表面の清浄度を高めるための方法は、洗浄液を使用して洗浄した後に純水、或いはイオン交換水を用いてリンスをすることが好ましい。洗浄液の種類や洗浄時間、リンス時間等を調整することでパーティクル数を抑えることが出来る。
【００３４】
なお、本実施形態のガラス板は、化学強化用のガラスであることが好ましい。従来の化学強化用のガラスは、強化工程前の洗浄におけるガラス板表面の清浄度はそれほど高い水準が求められていなかった。本実施形態のガラス板は、未強化のガラスである。化学強化ガラスの場合、熱をかけてサファイア−ガラス積層体を製造する際に、熱により強化が緩和されてしまう。従って、強化をする場合は、サファイアとの貼り合わせ後に強化を行う。本実施形態において、１０μｍ以上のパーティクルの個数は、例えば、特開２０１３−２２８２３２号公報に記載の基板外観検査方法を用いて測定出来る。
【００３５】
ここで、パーティクルのサイズは図２のように、パーティクル１４の外形に接する円の直径ｘμｍをさす。サイズの測定方法としてはスケール付きの光学顕微鏡、レーザー顕微鏡、一般的な基板用表面欠点検査機などで測定できる。パーティクルの種類としては、有機物、無機物、微小なガラス片などを含む。
【００３６】
ガラス板の洗浄には、例えば、クラス１００のクリーンルーム内にてスピードファムクリーンシステム社製の枚様式洗浄実験装置を用いることができる。ガラス板１０の洗浄には、例えば、図３に示す洗浄装置２０が用いられる。なお、洗浄方法は図３に示す洗浄装置２０を用いることに限定されるものではない。
図３に示す洗浄装置２０では、まず、ガラス板１０を第１のユニット２２で純水を用いた高圧シャワーで洗浄する。次に、第２のユニット２４で３連のブラシによるガラス板の両面の洗浄を純水シャワーと併用して行う。次に、第３のユニット２６で純水を用いた高圧シャワーをかけ、その後、第４のユニット２８で純水を用いたシャワーをかけ、最後に第４のユニット４０でエアナイフにより乾燥させる。このようにして、ガラス板１０を洗浄することができる。
【００３７】
ガラス板１０の表面１０ａのＯＨ基が多いもの、またはアルカリカチオンを多く含むガラス板１０の表面１０ａであれば、ガラス板−サファイアシート界面において各成分の相互拡散層を形成し易くなるためサファイアシートとガラス板の接着時の反応性が高く、サファイア−ガラスの積層体を得るのに適している。
このため、ガラス板表面のβ−ＯＨ値は、０．１〜１．０／ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．７５／ｍｍがより好ましく、０．１〜０．５／ｍｍが更に好ましい。
「β−ＯＨ値」は、ＦＴ−ＩＲを用いてガラスの透過率を測定し、下記数式を用いて求めた値のことである。β−ＯＨ値＝（１／ｔ）ｌｏｇ１０（Ｔ１１／Ｔ２１）
ここで、ｔ：ガラス板厚、Ｔ１１：波長４０００ｃｍ−１における透過率（％）、Ｔ２１：波長３５００ｃｍ−１における透過率（％）である。
【００３８】
また、ガラス板１０の表面１０ａの算術平均粗さ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１）が大きすぎると接着時に泡欠点等貼り合せ欠陥を生じやすく、小さい方がサファイア−ガラスの積層体を得るのに適している。算術平均粗さＲａは、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、更に好ましくは１０ｎｍ以下である。
【００３９】
本実施形態のガラス板は、製造方法は特に限定されないが、例えば、種々の原料を適量調合し、約１４００〜１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌等により均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法、プレス法等によって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断して製造される。上述のフロート法、フュージョン、ダウンドロー法等、板状で大量に安価に生産できる製造方法が望ましい。
【００４０】
ガラス板またはサファイアシートが厚すぎると重量が大きくなり、携帯端末等のモバイル用途には不向きであるため、本実施形態のガラス板１０の厚さｈ（図１参照）は２ｍｍ以下であることが好ましい。
ガラス板とサファイアシートとの組み合わせとしては、例えば、ガラス板の厚さが０．２〜１．５ｍｍ、サファイアシートの厚さが１μｍ〜１．０ｍｍであり、ガラス板の厚さが０．２〜１．０ｍｍ、サファイアシートの厚さが１μｍ〜１．０ｍｍであることがより好ましく、更に好ましくは、ガラス板の厚さが０．２〜０．５ｍｍ、サファイアシートの厚さが１μｍ〜０．５ｍｍである。
【００４１】
本実施形態のガラス板は、組成、物性値および形態を規定することにより、サファイアシートを熱により貼り合わせた際に、接着界面での歪、および貼り合せ欠陥の発生を抑制することでき、接着不良を生じさせることなく接着することができ、かつ高強度なサファイア−ガラス積層体を得ることができる。
【００４２】
本実施形態は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本実施形態のガラス板について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例】
【００４３】
以下、本実施形態のガラス板の効果について説明する。
表１に示す実施例(Ｎｏ．１〜１４)、および表２に示す比較例（Ｎｏ．１〜９）のガラス板の組成および含有量を示す。
各成分の原料を、成形後のガラス板が表１、２に示す組成および含有量となるように調合し、白金坩堝を用いて１５００〜１６６０℃の温度で溶解した。溶解にあたっては、白金スターラーを用い撹拌しガラスの均質化を行った。次いで溶解ガラスをそのまま流し出し所望の厚さの板状に成形した後、徐冷して実施例および比較例のガラス板を得た。
実施例および比較例のガラス板のうち、比較例Ｎｏ．６のガラス板以外は、上述のように図３に示す洗浄装置を用いたガラス板の洗浄方法にてガラス板表面を洗浄した。
【００４４】
実施例Ｎｏ．１〜１４のガラス板、および比較例Ｎｏ．１〜９のガラス板について、下記表１、２に示すように平均熱膨張係数α１、α２、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点、ヤング率、屈折率、光弾性定数およびパーティクルの個数を測定した。
【００４５】
［平均熱膨張係数α１、α２、ガラス転移点（Ｔｇ）、屈伏点］
５０℃〜３５０℃の平均線膨脹係数α１と、ガラス転移点（Ｔｇ）と、屈伏点と、ガラス転移点から屈伏点以下での平均熱膨張係数α２は、指差熱膨張計（ＴＭＡ）を用いて測定した。
平均線膨脹係数α１と平均熱膨張係数α２の測定結果を基に、比α２／α１で表されるＬの値を算出した。
［ヤング率］
ヤング率は、超音波パルス法（ＪＩＳ  Ｒ１６０２）により測定した。
［屈折率］
波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）における屈折率（ｎｄ）は次のように測定した。
一辺が２０ｍｍ、厚みが１０ｍｍの直方体形状に加工したサンプルを、精密屈折率計（島津製作所社製、商品名：ＫＰＲ−２０００）を用いて測定した。
［光弾性定数］
光源は水銀ランプ（波長５４６．１ｎｍ）、サンプルはΦ２０〜１５ｍｍ×１０〜１５ｍｍの円柱形状に加工したものを用い、円盤圧縮法により測定した。
［パーティクルの個数］
パーティクルの個数（個／ｍ２）は、特開２０１３−２２８２３２号公報に記載の基板外観検査方法を用いて測定した。
【００４６】
【表１】
2016016996.tif 000003
【００４７】
【表２】
2016016996.tif 000004
【００４８】
上記表１に示す実施例Ｎｏ．１〜１４のガラス板は、本発明の範囲内にあるものであり、熱接着によりサファイアシートと貼り合せた際に、接着界面での歪、および貼り合せ欠陥の発生を抑制することでき、接着不良が生じない。
一方、比較例Ｎｏ．１、２は、ＣａＯの含有量が多く、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯの総量が少なく、かつα２／α１の値が５を超えているため、クラック耐性が乏しく、かつ接着不良を生じやすい。このため、サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ．３は、ＣａＯの含有量が多く、α１の値が下限値未満であり、かつα２／α１の値が５を超えているため、クラック耐性が乏しく、かつ接着不良をより生じやすい。このため、サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ．４は、ＣａＯの含有量が多く、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯの総量が少なく、α１の値が上限値を超え、かつα２／α１の値が５を超えているため、クラック耐性が乏しく、かつ接着不良をより生じやすい。このため、サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ．５、６は、ＣａＯの含有量が多く、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＭｇＯの総量が少ないため、クラック耐性が乏しく、サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ．７はα１の値が低く、サファイアシートとの熱膨張係数の差が大きい為、接着不良を生じやすい。このため、サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ.８はα２／α１の値が５を超えているため、接着不良を生じやすい。サファイアシートとの積層に不向きである。
比較例Ｎｏ.９は屈伏点の値が８５０℃を超えているため、熱熔着プロセスへの負荷が大きく、サファイアシートとの積層に不向きである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ガラス板
１２  サファイアシート
１４  パーティクル
２０  洗浄装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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