化学强化玻璃及可折叠装置

文档序号:173810 发布日期:2021-10-29 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 化学强化玻璃及可折叠装置 (Chemically strengthened glass and foldable device ) 是由 鹿岛出 藤原祐辅 于 2020-03-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种化学强化玻璃,其特征在于,具备第1主面和第1主面的相反侧的第2主面,所述化学强化玻璃的厚度为0.30mm以下,所述化学强化玻璃具有以第1主面呈凸面且第2主面呈凹面的方式弯曲的形状,所述化学强化玻璃在以第1主面为下侧的方式载置于水平面、且无重力以外的外力作用的状态下,第1主面的一部分不与水平面接触。(The present invention relates to a chemically strengthened glass, which is characterized by comprising a 1 st main surface and a 2 nd main surface on the opposite side of the 1 st main surface, wherein the chemically strengthened glass has a thickness of 0.30mm or less, the chemically strengthened glass has a shape that the 1 st main surface is convex and the 2 nd main surface is concave, and a part of the 1 st main surface is not in contact with a horizontal surface in a state that the 1 st main surface is placed on the horizontal surface as a lower side and no external force other than gravity acts.)

化学强化玻璃及可折叠装置

技术领域

本发明涉及化学强化玻璃及可折叠装置。

背景技术

以智能手机为首的各种电子设备的显示器用的保护罩中,从提高美观的观点出发,大多使用玻璃制的罩(护罩玻璃)。玻璃的理论强度高,但强度会因损伤而大幅降低。因此,要求耐冲击性等强度的护罩玻璃使用了通过离子交换等在玻璃表面形成有压缩应力层的化学强化玻璃。

另外,近年具备可弯曲的显示器的可折叠的电子设备(可折叠装置)上市了。为了作为这种显示器用的护罩玻璃的应用,期望具有挠性的化学强化玻璃。

例如,专利文献1中公开了挠性的超薄板化学强化玻璃。该玻璃为下述超薄板化学强化玻璃:其厚度t不足500μm,具有不足30μm的离子交换层的深度DOL,表面压缩应力CS为100MPa~700MPa,并且中心拉伸应力CT不足120MPa,并且DOL、CS及CT满足特定的关系。

另外,专利文献2中公开了一种超薄板化学强化玻璃,其中,玻璃的厚度t为0.4mm以下,具有不足30μm的DOL,CS为100MPa~700MPa,并且CT不足120MPa,并且DOL、CS及CT满足特定的关系。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2016-508954号公报

专利文献2:日本特表2017-529304号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于这种具有挠性的化学强化玻璃,为了提高强度,优选在能够确保挠性的范围内增厚玻璃。但是,若使玻璃增厚,则在弯曲时产生强的回复力。若将这样被弯曲时的回复力大的玻璃用于可折叠装置用的护罩玻璃,则会产生难以将可折叠装置折叠、即使折叠也会自然地打开、在打开时会猛烈地打开等不良情况。

这样,对于挠性玻璃,难以兼顾强度的提高和被弯曲时的回复力的抑制。

本发明鉴于上述情况,其目的在于,提供具有挠性、强度优异、并且被弯曲时的回复力小的化学强化玻璃。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的本发明的化学强化玻璃的特征在于,具备第1主面和第1主面的相反侧的第2主面,所述化学强化玻璃的厚度为0.30mm以下,所述化学强化玻璃具有以第1主面呈凸面且第2主面呈凹面的方式弯曲的形状,所述化学强化玻璃在以第1主面为下侧的方式载置于水平面、且无重力以外的外力作用的状态下,第1主面的一部分不与水平面接触。

本发明的化学强化玻璃的一方式可以为:其为弯曲的矩形状,第1主面和第2主面均具有不弯曲的相对的一对端部,所述化学强化玻璃在以第1主面为下侧的方式载置于水平面、且无重力以外的外力作用的状态下,能够被通过下述点的平面切断:第1点,其为第2主面的不弯曲的一个端部的中心点;第2点,其为第2主面的不弯曲的另一端部的中心点;第3点,其为第1主面的不弯曲的一个端部的中心点;及第4点,其为第1主面的不弯曲的另一端部的中心点,在被所述平面切断的剖面图中,第1点、第5点以及第2点所成的角θ为165°以下,所述第5点是处于第2主面上且距离连接第1点和第2点的直线的距离最大的点。

本发明的化学强化玻璃的一方式中,通过下述的方法测定的10mm弯曲时回复力可以为1.0kgf以下。

(10mm弯曲时回复力的测定方法)

使用制成将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的化学强化玻璃,将第1支撑盘和第2支撑盘以第1支撑盘的支撑面与第2支撑盘的支撑面相互平行地相对的方式配置,在第1支撑盘的支撑面和第2支撑盘的支撑面,分别将化学强化玻璃的第1主面的不弯曲的一个端部和第1主面的不弯曲的另一端部以它们在俯视下重叠的方式固定,测定将第1支撑盘的支撑面与第2支撑盘的支撑面的间隔D设为10mm时的回复力,将其作为10mm弯曲时回复力。

本发明的化学强化玻璃的一方式中,通过下述的方法测定的平面时回复力可以为1.0kgf以下。

(平面时回复力的测定方法)

使用制成将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的化学强化玻璃,将第1支撑盘和第2支撑盘以第1支撑盘的支撑面与第2支撑盘的支撑面相互平行地相对的方式配置,在第2支撑盘的支撑面上以第2主面成为下侧的方式载置化学强化玻璃,测定将第1支撑盘的支撑面与第2支撑盘的支撑面的间隔D设为与化学强化玻璃的厚度相同时的回复力,将其作为平面时回复力。

另外,本发明的可折叠装置具备柔性显示器和具有变形部的壳体,所述可折叠装置能够沿变形部折叠,

柔性显示器具备由本发明的化学强化玻璃形成的护罩玻璃,

该护罩玻璃以在可折叠装置被折叠时弯曲的部分发生变形的方式配置。

发明的效果

本发明的化学强化玻璃具有挠性、强度优异、并且被弯曲时的回复力小。

附图说明

图1为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的立体图。

图2为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的侧视图。

图3为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式经变形的状态的侧视图。

图4为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的变形例的侧视图。

图5为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的立体图。

图6为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的剖面图。

图7为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的变形例的剖面图。

图8为表示本发明的化学强化玻璃的一实施方式的变形例的剖面图。

图9为用于对弯曲试验装置进行说明的图。

图10为用于对10mm弯曲时回复力的测定方法进行说明的图。

图11为用于对平面时回复力的测定方法进行说明的图。

图12为用于对平面时回复力的测定方法进行说明的图。

图13为表示本发明的可折叠装置的一实施方式的闭合状态的示意图。

图14为表示本发明的可折叠装置的一实施方式的打开状态的示意图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明不限定于以下说明的实施方式。另外,在以下的附图中,有时对发挥相同作用的构件·部位标记相同符号进行说明,有时省略或简化重复的说明。另外,附图中记载的实施方式为了明确地说明本发明而进行了示意化,并不正确表示实际的尺寸、缩尺。

[化学强化玻璃]

将本实施方式的化学强化玻璃(以下也称为“本实施方式的玻璃”)的示意图示于图1及图2。图1为立体图,图2为侧视图。本实施方式的玻璃1为具备第1主面2和第1主面2的相反侧的第2主面3、且厚度为0.30mm以下的化学强化玻璃。

另外,本实施方式的玻璃1的特征在于,实施了弯曲加工。即,本实施方式的玻璃1的特征在于,具有以第1主面2呈凸面且第2主面3呈凹面的方式弯曲的形状。弯曲的形状优选的是从侧面看时玻璃1为例如V字形状、U字形状、大致U字形状。

因此,本实施方式的玻璃1在以第1主面2为下侧的方式载置于水平面H、且无重力以外的外力作用的状态下,第1主面2的一部分不与水平面H接触。以往的未实施弯曲加工的挠性玻璃在没有弯曲时为平面状,因此在载置于水平面、且无重力以外的外力作用的状态下,水平面侧的主面的整体与水平面接触。在这点上以往的挠性玻璃与本实施方式的玻璃1不同。

具有上述构成的本实施方式的玻璃1在闭合的方向(弯曲的程度变大的方向)变形时的变形量比平面状的玻璃以相同形状变形时的变形量小,因此因该变形而产生的回复力也小。

例如,使以往的平面状的玻璃如图3所示那样以折叠形状变形的情况下,需要将玻璃弯曲180°而变形,产生大的回复力。另一方面,本实施方式的玻璃1自弯曲前具有弯曲的形状,因此其弯曲时的变形量少,产生的回复力也小。

这样,本实施方式的玻璃1通过制成在无重力以外的外力作用的状态下弯曲的形状这样不伴有强度降低的方法、而不是减薄板厚等伴有强度降低的方法,抑制了被弯曲时的回复力。由此,本实施方式的玻璃1能够兼顾强度的提高和回复力的抑制。

本实施方式的玻璃1的形状只要满足上述的条件,就没有特别限定,例如可以如图1、图2所示,具有平面状的部分和弯曲的部分,另外,也可以如图4所示的变形例那样,为整体弯曲的形状。

另外,从作为可折叠装置用的护罩玻璃使用的观点出发,本实施方式的玻璃1的第1主面2和第2主面3优选弯曲的矩形状,所述主面更优选具有:弯曲成U字形状、大致U字形状、或V字形状的相对的一对端部;和不弯曲的相对的一对端部。

另外,本实施方式的玻璃1的弯曲的程度也没有特别限定,为了抑制在闭合的方向弯曲时的回复力,优选弯曲的程度大。

另一方面,弯曲的程度过大的情况下,在打开方向变形时产生的回复力变大,在应用于可折叠装置用的护罩玻璃时,会产生难以打开、即使打开也会自然地折叠、在闭合时猛烈地打开等不良情况。

本实施方式的玻璃1的弯曲的程度可以通过各种指标进行评价,例如可以使用角θ进行评价。以下,参照附图对角θ进行说明。

图5中,为了角θ的说明用,示出本实施方式的玻璃1的立体图。所述玻璃为弯曲的矩形状,第1主面2和第2主面3均具有不弯曲的相对的一对端部。

首先,以第1主面2为下侧的方式载置于水平面、且无重力以外的外力作用的状态的化学强化玻璃1中,将第2主面3的不弯曲的一个端部3a的中心点设为第1点P1、将第2主面3的不弯曲的另一端部3b的中心点设为第2点P2、将第1主面2的不弯曲的一个端部2a的中心点设为第3点P3、将第1主面2的不弯曲的另一端部2b的中心点设为第4点P4。接着,对被通过第1点P1、第2点P2、第3点P3、及第4点P4的平面(即,通过图5的虚线的平面)切断的剖面图进行研究。

可以被通过所述第1点P1~第4点P4的平面切断为下述情况:相对于连接第2主面上的第1点P1和第2点P2的线段(虚线),化学强化玻璃1的弯曲部垂直地相交。这也可以换言之为下述情况:相对于连接第1主面上的第3点P3和第4点P4的线段(虚线),化学强化玻璃1的弯曲部垂直地相交。

就相对于连接第1点P1和第2点P2的线段(虚线),化学强化玻璃1的弯曲部垂直地相交而言,在化学强化玻璃1如图6那样弯曲成V字形状的情况下,是指作为谷的弯曲线与所述线段正交。另外,在化学强化玻璃1如图8那样弯曲成U字形状或大致U字形状的情况下,是指作为弯曲的轴的直线与所述线段垂直。

图6中示出将图5所示的玻璃1如上所述地切断而得的剖面图。在该剖面图中,将第1点P1、第5点P5以及第2点P2所成的角设为角θ,所述第5点P5是处于第2主面3上且距离连接第1点P1和第2点P2的直线L的距离d最大的点。

该角θ越小,弯曲的程度越大。

需要说明的是,图5及图6中示出了具有平面状的部分、且在中央附近弯曲的玻璃的例子。该例子是第2主面3上的弯曲部为线状的情况、即弯曲成V字形状的情况。

另一方面,也可以用弯曲的方式不同的玻璃同样地求出角θ。将形状不同的变形例的剖面图示于图7及图8。图7所示的变形例的玻璃为在远离中央附近的部位弯曲的形状,但也可以用这样的玻璃同样地求出角θ。另外,图8所示的变形例的玻璃为不具有平面状的部分且整体弯曲的形状、即弯曲成平缓的U字形状的情况。即使以这样的玻璃,如图8所示,也能够同样地根据第1点P1、第5点P5、及第2点P2求出角θ。

角θ的大小可以根据本实施方式的玻璃1的用途来适宜调整,例如,优选为15°以上、更优选为30°以上、进一步优选为45°以上,另外,优选为165°以下、更优选为150°以下、进一步优选为135°以下。

另外,化学强化玻璃1弯曲成U字形状或大致U字形状时的、上述的剖面图的第5点P5的曲率半径也没有特别限定,可以根据本实施方式的玻璃1的用途来适宜调整。

对于本实施方式的玻璃1的厚度,为了获得挠性,设为0.30mm以下。另外,为了挠性的进一步的提高、轻量化、及抑制回复力,本实施方式的化学强化玻璃1的厚度优选0.25mm以下、更优选0.20mm以下、进一步优选0.17mm以下。

另一方面,从强度的观点出发,本实施方式的玻璃1的厚度优选0.03mm以上、更优选0.04mm以上、进一步优选0.05mm以上、进一步优选0.07mm以上。

对于本实施方式的玻璃1的表面压缩应力值(CS),从强度的观点出发,优选较大。通过增大CS从而提高强度,由此耐擦伤性、抗裂性提高,进而即使弯曲也不易破裂,因此挠性也提高。本实施方式的玻璃1的CS优选为400MPa以上、更优选为450MPa以上、进一步优选为500MPa以上。

另一方面,若CS过大,则变得难以减小后述的内部拉伸应力(CT),因此本实施方式的玻璃1的CS优选为1200MPa以下、更优选为1100MPa以下、进一步优选为1000MPa以下。

另外,对于本实施方式的玻璃1的压缩应力层的深度(DOL),为了提高强度从而提高耐擦伤性、抗裂性、挠性,优选为3μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为7μm以上、特别优选为8μm以上。

另一方面,若DOL过大,则变得难以减小后述的内部拉伸应力(CT),因此本实施方式的玻璃1的DOL优选为25μm以下、更优选为20μm以下、进一步优选为18μm以下。

另外,对于本实施方式的玻璃1的内部拉伸应力(CT),为了抑制在破碎时碎片剧烈地飞散,优选为250MPa以下、更优选为200MPa以下、进一步优选为180MPa以下、更进一步优选为150MPa以下、特别优选为120MPa以下。

对于本实施方式的玻璃1的组成,只要母组成、即实施化学强化处理前的组成包含碱金属离子,就没有特别限定。关于本实施方式的玻璃1的母组成的例子,在后面详细地进行说明。

本实施方式的玻璃1的回复力可以通过各种值进行评价,例如可以通过利用以下所示的弯曲试验测定的值进行评价。

<弯曲试验>

(弯曲试验装置)

图9中示出弯曲试验中使用的弯曲试验装置的示意图。弯曲试验装置为使本实施方式的化学强化玻璃1变形(弯曲)的装置。

弯曲试验装置具备:基底12、第1支撑盘(上侧支撑盘)14、第2支撑盘(下侧支撑盘)16、调整部300、支撑部50、及载置部60。

第1支撑盘14具有作为朝下的平坦的面的支撑面14a,第2支撑盘16具有作为朝上的平坦的面的支撑面16a。在这些支撑面根据试验的方法设置与化学强化玻璃1的端部抵接的止挡件。详细情况在后面叙述。

调整部300对相互平行的第1支撑盘14的支撑面14a与第2支撑盘16的支撑面16a的间隔D进行调整。调整部300例如由缩放式的升降机(jack)构成。

支撑部50被固定于基底12,借助铰链等连结部52转动自由地支撑第1支撑盘14。第1支撑盘14在第1支撑盘14的支撑面14a相对于第2支撑盘16的支撑面16a平行的试验位置(第1位置)与第1支撑盘14的支撑面14a相对于第2支撑盘16的支撑面16a倾斜的设置位置(第2位置)之间自由转动。第1支撑盘14从试验位置向设置位置转动期间,由第1支撑盘14及第2支撑盘16支撑的化学强化玻璃的弯曲部的曲率半径逐渐变大。

载置部60固定于基底12,并载置于比第2支撑盘16更靠上方配设的第1支撑盘14。第1支撑盘14处于试验位置时,可载置于载置部60的上端面。为了使第1支撑盘14的姿势稳定,第1支撑盘14可以载置于多个载置部60。在各载置部60形成有将螺栓62的轴部62b拧紧的螺栓孔。另外,在第1支撑盘14形成有使螺栓62的轴部62b贯通的贯通孔。第1支撑盘14被螺栓62的头部62a和各载置部60夹持,能够使第1支撑盘14的姿势稳定。

可以通过测定使用上述的弯曲试验装置在各种条件下使本实施方式的玻璃1变形(弯曲)时所需的载荷来评价本实施方式的玻璃1的被弯曲时的回复力。载荷的测定可以使用例如负荷传感器(省略图示)。

例如可以将使用负荷传感器在以下所示的条件下测定的10mm弯曲时回复力、平面时回复力用作被弯曲时的回复力的评价的指标。

(10mm弯曲时回复力)

试样使用制成将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的化学强化玻璃。在测定10mm弯曲时回复力时,首先,在第1支撑盘14的支撑面14a设置与化学强化玻璃1的不弯曲的一个端部1a抵接的止挡件17a,在第2支撑盘16的支撑面16a设置与化学强化玻璃1的不弯曲的另一端部1b抵接的止挡件17b。止挡件17a及止挡件17b以在试验中化学强化玻璃1的端部1a和端部1b被固定在俯视下重叠的位置的方式来设置。接着,如图9所示,以端部1a与止挡件17a抵接、且端部1b与止挡件17b抵接的方式来设置化学强化玻璃1。其后,使第1支撑盘14与第2支撑盘接近,将如图10所示使第1支撑盘14的支撑面14a与第2支撑盘16的支撑面16a的间隔D为10mm时的回复力作为10mm弯曲时回复力。

本实施方式的玻璃1的10mm弯曲时回复力小。

对于本实施方式的玻璃1的10mm弯曲时回复力,为了抑制在闭合的方向弯曲时的回复力,优选为1.0kgf以下、更优选为0.9kgf以下、进一步优选为0.8kgf以下。另外,下限没有特别限定,通常为0.2kgf以上。

需要说明的是,上述的10mm弯曲时回复力为:使用将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的玻璃测定的回复力。对于与上述尺寸不同的尺寸的玻璃,在测定上述的10mm弯曲时回复力时,可以实施相同评价并根据玻璃尺寸进行换算。回复力与短边的长度成比例。

上述的10mm弯曲时回复力可以通过适宜调整本实施方式的玻璃1的厚度、角θ的大小、弯曲部分的曲率半径、组成(母组成)、后述的制造方法中的各种处理的条件等来进行调整。关于后述的平面时回复力也同样。

(平面时回复力)

本实施方式的玻璃1在无外力作用的状态下具有弯曲的形状,因此在制成与平面状的玻璃不同的平面状时也会产生回复力。

制成平面状时的回复力(以下,也记载为“平面时回复力”)的测定时的试样使用制成将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的化学强化玻璃。

首先,如图11所示,在弯曲试验装置的第2支撑盘16的支撑面16a上以第2主面3成为下侧的方式载置玻璃1。其后,使第1支撑盘14与第2支撑盘16接近,将如图12所示使第1支撑盘14的支撑面14a与第2支撑盘16的支撑面16a的间隔D为与玻璃1的厚度相同时的回复力作为平面时回复力。本实施方式的玻璃1在该平面时回复力不为零这点上与平面状的玻璃不同。

对于本实施方式的玻璃1的平面时回复力,为了抑制在打开方向弯曲时的回复力,优选为1.0kgf以下、更优选为0.9kgf以下、进一步优选为0.8kgf以下。另外,下限没有特别限定,通常为0.2kgf以上。

需要说明的是,上述的平面时回复力为:使用将短边60mm×长边120mm的长方形的玻璃沿着连接长边中心的线弯曲的形状的玻璃测定的回复力。对于与上述尺寸不同的尺寸的玻璃,在测定平面时回复力时,可以实施相同评价并根据玻璃尺寸进行换算。回复力与短边的长度成比例。

[可折叠装置]

本实施方式的玻璃的用途没有特别限定,作为适合的用途的一例,可列举出可折叠装置的柔性显示器用的护罩玻璃。

图13及图14中示出具备由本实施方式的化学强化玻璃形成的护罩玻璃的可折叠装置(以下也称为“本实施方式的可折叠装置”)的示意图。图13为表示闭合状态的示意图,图14为表示打开状态的示意图。

本实施方式的可折叠装置5具备壳体6和柔性显示器7。

壳体6具备由铰链、挠性构件构成的变形部6a,柔性显示器7为挠性的显示器。因此,本实施方式的可折叠装置5能够沿着壳体6的变形部6a折叠,能变形为图13所示的闭合状态、图14所示的打开状态等各种状态。需要说明的是,在图13中,壳体6仅具备1个变形部,但壳体6也可以具备多个变形部。

柔性显示器7具备由本实施方式的玻璃1形成的护罩玻璃1。护罩玻璃1以在可折叠装置5在变形部6a变形时本实施方式的玻璃1的弯曲的部分发生弯曲的方式来配置。

由于这样构成,因此对于本实施方式的可折叠装置5,闭合状态下的护罩玻璃1所引起的回复力与使用平面状的玻璃作为护罩玻璃的可折叠装置相比较小。因此,本实施方式的可折叠装置5不易发生难以折叠、即使折叠也会自然地打开、在打开时会猛烈地打开等不良情况。

[化学强化玻璃的制造方法]

本实施方式的化学强化玻璃的制造方法没有特别限定,可以在给平面状的化学强化用玻璃赋予弯曲形状后实施化学强化处理,也可以在对平面状的化学强化用玻璃实施化学强化处理后赋予弯曲形状。需要说明的是,“化学强化用玻璃”是指实施化学强化前的玻璃。

以下,对给平面状的化学强化用玻璃赋予弯曲形状后实施化学强化处理的本实施方式的化学强化玻璃的制造方法的一例进行说明。

以下说明的本实施方式的化学强化玻璃的制造方法的一例具备以下的(1)~(4)的工序。

(1)化学强化用玻璃准备工序

(2)切断工序

(3)弯曲加工工序

(4)化学强化处理工序

(1)化学强化用玻璃准备工序为准备实施化学强化的化学强化用玻璃的工序。

(2)切断工序为将化学强化用玻璃切断为期望的尺寸及形状的工序。

(3)弯曲加工工序为对化学强化用玻璃实施弯曲加工从而赋予弯曲形状的工序。

(4)化学强化处理工序为对赋予了弯曲形状的化学强化用玻璃实施化学强化处理从而在表面形成压缩应力层的工序。

(1)化学强化用玻璃准备工序

化学强化用玻璃的制造方法没有特别限定,例如可列举出下述方法:以得到期望的组成的方式适宜调整种类、分量并将玻璃原料投入至连续熔融炉,进行加热熔融、澄清后,供给至成形装置,然后使熔融玻璃成形为板状,并缓慢冷却的方法。

需要说明的是,玻璃的成形可以采用各种方法。例如,可列举出下拉法(例如,溢流下拉法、狭缝下拉法及平拉法等)、浮法、轧平(roll out)法及压制法等。

可以通过该玻璃的成形成形为期望的厚度,也可以在玻璃的成形后进而实施薄板化处理(薄化处理)来成为期望的厚度。作为薄化处理的方法,可列举出化学蚀刻、磨削、研磨等。通过实施薄化处理,玻璃表面的微细的损伤被去除,可得到强度高的玻璃,因此是优选的,特别优选实施化学蚀刻。

化学强化用玻璃的组成只要为通过化学强化处理可以形成压缩应力层的组成,就没有特别限定。作为化学强化玻璃,例如可列举出铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、碱钡玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等。

另外,作为化学强化用玻璃的组成,例如可列举出以下的组成。需要说明的是,以下的组成均为用氧化物基准的摩尔%表示的组成。

(1)含有SiO2 50~80%、Al2O3 2~25%、Li2O 0~10%、Na2O 0~18%、K2O 0~10%、MgO 0~15%、CaO 0~5%及ZrO2 0~5%的玻璃。

(2)含有SiO2 50~74%、Al2O3 1~10%、Na2O 6~14%、K2O 3~11%、MgO 2~15%、CaO 0~6%及ZrO2 0~5%,且SiO2及Al2O3的含量的合计为75%以下、Na2O及K2O的含量的合计为12~25%、MgO及CaO的含量的合计为7~15%的玻璃。

(3)含有SiO2 68~80%、Al2O3 4~10%、Na2O 5~15%、K2O 0~1%、MgO4~15%及ZrO2 0~1%的玻璃。

(4)含有SiO2 67~75%、Al2O3 0~4%、Na2O 7~15%、K2O 1~9%、MgO6~14%及ZrO2 0~1.5%,且SiO2及Al2O3的含量的合计为71~75%、Na2O及K2O的含量的合计为12~20%、含有CaO时其含量不足1%的玻璃。

(5)含有SiO2 65~75%、Al2O3 0.1~5%、MgO 1~6%、CaO 1~15%,且Na2O及K2O的含量的合计为10~18%的玻璃。

(6)含有SiO2 60~72%、Al2O3 1~10%、MgO 5~12%、CaO 0.1~5%、Na2O 13~19%、K2O 0~5%,且RO/(RO+R2O)为0.20~0.42(式中,RO表示碱土金属氧化物的含量的合计,R2O表示碱金属氧化物的含量的合计。)的玻璃。

(7)含有SiO2 55.5~80%、Al2O3 12~20%、Na2O 8~25%、P2O5 2.5%以上、碱土金属RO(RO为MgO+CaO+SrO+BaO)1%以上的玻璃。

(8)含有SiO2 57~76.5%、Al2O3 12~18%、Na2O 8~25%、P2O5 2.5~10%、碱土金属RO 1%以上的玻璃。

(9)含有SiO2 56~72%、Al2O3 8~20%、B2O3 3~20%、Na2O 8~25%、K2O 0~5%、MgO 0~15%、CaO 0~15%、SrO2 0~15%、BaO 0~15%及ZrO2 0~8%的玻璃。

(2)切断工序

切断工序为将得到的化学强化用玻璃切断为期望的尺寸的工序,包括通过化学蚀刻或短脉冲激光对化学强化用玻璃进行切断的工序。若使用化学蚀刻或短脉冲激光对玻璃进行切断,则不易在端面(切截面)产生微裂纹,因此可得到高强度的玻璃。

通过化学蚀刻对化学强化用玻璃进行切断的情况下,首先在化学强化用玻璃的两表面涂布抗蚀材料,隔着期望的形状图案的光掩模对抗蚀材料进行曝光,对曝光后的抗蚀材料进行显影从而在被蚀刻区域以外的区域形成抗蚀图案。接着,对被蚀刻区域实施蚀刻而将化学强化用玻璃切断。

蚀刻剂只要能够将玻璃蚀刻切断,就没有特别限制,例如,可以使用在氢氟酸中添加硫酸、硝酸、盐酸、氟硅酸中的至少一种酸而得者。需要说明的是,抗蚀材料只要对蚀刻剂具有耐性,就没有特别限定,可以从公知的材料中适宜选择。另外,作为抗蚀材料的剥离液,例如,可列举出KOH或NaOH等碱溶液。

另外,上述的蚀刻切断工序为采用湿式蚀刻的例子,但也可以采用使用了氟气的干式蚀刻。这样通过化学蚀刻对玻璃进行切断时,可得到端面(切截面)的微裂纹非常少、平滑性非常高的玻璃。

利用短脉冲激光对化学强化用玻璃进行切断的情况下,例如使用皮秒激光、飞秒激光、阿秒激光等作为短脉冲激光并使用公知的装置对玻璃进行切断。这样,利用短脉冲激光对玻璃进行切断时,可得到端面的微裂纹非常少、平滑性非常高的玻璃。

需要说明的是,可以在切断工序后、化学强化处理工序前实施以使端面成为圆弧状的方式实施化学蚀刻的工序(端面处理工序)。

例如通过化学蚀刻切断的玻璃的端面由于从两面被各向同性地蚀刻,因此有时呈尖的形状。这种情况下有容易发生自端面的破坏的担心,因此优选通过端面处理工序使端面为足够圆的形状。

(3)弯曲加工工序

在弯曲加工工序中,对经切断加工的化学强化用玻璃实施弯曲加工从而赋予弯曲形状。弯曲加工的方法没有特别限定。例如可以通过将化学强化用玻璃在弯曲成期望的角度及曲率的状态下实施热处理来实施弯曲加工。弯曲加工时的加热温度、加热时间适宜调整即可。可以采用将玻璃加热至玻璃化转变点温度以上并用模具进行成形的方法。

需要说明的是,在先进行(4)的化学强化处理工序后进行(3)的弯曲加工工序的情况下,化学强化玻璃被供于(3)的工序。此时的弯曲加工工序的方法与上述化学强化用玻璃的情况同样。

(4)化学强化处理工序

化学强化处理通过使实施了弯曲加工的化学强化用玻璃与包含离子半径比该玻璃中所含的碱金属离子大的其他碱金属离子的无机盐组合物接触来进行。通过该处理,玻璃中所含的碱金属离子(Li离子和/或Na离子)被交换为无机盐组合物中所含的大的碱金属离子(Na离子和/或K离子),从而形成密度高的压缩应力层。

需要说明的是,化学强化玻璃的密度从存在于玻璃的中心的未进行离子交换的区域(中间层)的外缘向压缩应力层的表面逐渐增加,因此,在中间层与压缩应力层之间没有密度急剧变化的明确的边界。另外,在先进行(4)的化学强化处理工序后进行(3)的弯曲加工工序的情况下,未实施弯曲加工的化学强化用玻璃被供于(4)的工序。此时的化学强化处理工序的方法与实施了弯曲加工的化学强化用玻璃的情况同样。

作为使无机盐组合物与化学强化用玻璃接触的方法,例如可列举出将糊状的无机盐组合物涂布于化学强化用玻璃的方法、对化学强化用玻璃喷射无机盐组合物的水溶液的方法、使化学强化用玻璃浸渍于加热至熔点以上从而熔融的无机盐组合物(以下也记载为“熔融盐”)的方法等。这些方法之中,优选使化学强化用玻璃浸渍于熔融盐的方法。

化学强化用玻璃含有Na离子的情况下,可以使用含有硝酸钾(KNO3),且还含有选自由K2CO3、Na2CO3、KHCO3、NaHCO3、K3PO4、Na3PO4、K2SO4、Na2SO4、KOH及NaOH组成的组中的至少一种熔剂的无机盐组合物。

硝酸钾的熔点为330℃,比化学强化用玻璃的应变点(通常500~600℃)低。

将化学强化用玻璃浸渍于熔融盐来进行化学强化处理时,将化学强化用玻璃预热至例如100℃以上,在加热至规定温度的熔融盐中浸渍规定的时间,然后从熔融盐中提起、自然冷却。

化学强化温度为化学强化用玻璃的应变点(通常500~600℃)以下即可,为了得到深的压缩应力层,优选350℃以上,为了缩短处理时间及形成低密度层,更优选400℃以上、进一步优选430℃以上。

对于化学强化用玻璃在熔融盐中的浸渍时间,若考虑得到的化学强化玻璃的强度与压缩应力层深度的平衡,则优选1分钟~10小时、更优选5分钟以上、进一步优选10分钟以上,另外,更优选8小时以下、进一步优选4小时以下。

需要说明的是,本化学强化用玻璃的制造方法优选在化学强化处理工序后具备对玻璃进行清洗的工序(清洗工序)。清洗工序中,使用根据需要进行处理的工业用水、离子交换水等进行玻璃的清洗,特别优选使用离子交换水。优选的清洗的条件因使用的清洗液而异,为了将附着的盐完全去除,例如在使用离子交换水时优选在0~100℃下进行清洗。清洗工序可以通过下述方法等各种方法来进行:将化学强化玻璃浸渍于放入有离子交换水等的水槽中的方法、将玻璃表面暴露于流水的方法、通过喷淋向玻璃表面喷射清洗液的方法等。

实施例

(实施例1)

对短边60mm×长边120mm×厚度0.05mm的平板状的含碱玻璃进行化学强化处理以使表面的压缩应力值成为900MPa、压缩应力层的厚度成为7μm。对得到的化学强化玻璃进行加热,使用模具进行弯曲加工以使前述的第1点、第5点及第2点所成的角θ为90°,制作弯曲的矩形状的化学强化玻璃。测定得到的化学强化玻璃的10mm弯曲时回复力,结果10mm弯曲时回复力为0.41kgf。

(比较例1)

不实施弯曲加工,除此以外,与实施例1同样的操作,制作不弯曲的平板状且矩形状的化学强化玻璃。测定得到的化学强化玻璃的10mm弯曲时回复力,结果10mm弯曲时回复力为1.22kgf。

这样,实施了弯曲加工的化学强化玻璃能够减小被弯曲时的回复力。

参照特定的实施方式对本发明详细地进行说明,但对于本领域技术人员而言明确的是,可以在不脱离本发明的主旨和范围的情况下加以各种变更、修正。本申请基于2019年3月18日申请的日本专利申请(特愿2019-050003),将其内容作为参照并入此处。

附图标记说明

1 化学强化玻璃(护罩玻璃)、

1a、1b 化学强化玻璃的端部、

2 第1主面、

2a 第1主面的不弯曲的一个端部、

2b 第1主面的不弯曲的另一端部、

3 第2主面、

3a 第2主面的不弯曲的一个端部、

3b 第2主面的不弯曲的另一端部、

P1 第1点、

P2 第2点、

P3 第3点、

P4 第4点、

P5 第5点、

5 可折叠装置、

6 壳体、

6a 变形部、

7 柔性显示器、

12 基底、

14 第1支撑盘(上侧支撑盘)、

14a 第1支撑盘的支撑面、

16 第2支撑盘(下侧支撑盘)、

16a 第2支撑盘的支撑面、

17a、17b 止挡件、

50 支撑部、

52 连结部、

60 载置部、

62 螺栓、

62a 螺栓的头部、

62b 螺栓的轴部、

300 调整部。

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