TW202419415A - 蓋玻璃 - Google Patents
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Abstract
本發明的蓋玻璃的特徵在於：於玻璃組成中包含SiO
2、Al
2O
3、B
2O
3、Li
2O、Na
2O、K
2O、MgO、CaO、BaO、TiO
2、Y
2O
3、ZrO
2、P
2O
5內的至少三種成分以上，且藉由下述式而算出的X值為7400以上。再者，X值為藉由61.1×[SiO
2]+174.3×[Al
2O
3]+11.3×[B
2O
3]+124.7×[Li
2O]-5.2×[Na
2O]+226.7×[K
2O]+139.4×[MgO]+117.5×[CaO]+89.6×[BaO]+191.8×[TiO
2]+226.7×[Y
2O
3]+157.9×[ZrO
2]-42.2×[P
2O
5]而計算的值。
Description
本發明是有關於一種蓋玻璃，尤其是有關於一種適合於行動電話、數位相機、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）（行動終端機）等的觸控面板顯示器的蓋玻璃。
行動電話、數位相機、PDA（行動終端機）等有日益普及的傾向。於該些用途中，作為觸控面板顯示器的蓋玻璃，使用的是經離子交換處理的強化玻璃（參照專利文獻1、非專利文獻1）。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-83045號公報
[專利文獻2]日本專利特表2016-524581號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]泉谷徹郎等、「新型玻璃與其物性」、初版、經營系統研究所股份有限公司、1984年8月20日、p.451-498
[發明所欲解決之課題]
蓋玻璃、尤其是智慧型手機中使用的蓋玻璃多數情況下於室外使用，因此容易產生硬擦傷（hard scratch），即寬度或深度大的劃痕。結果，以該損傷為起點而蓋玻璃容易破損。因此，重要的是提高蓋玻璃的耐損傷性。
作為提高耐損傷性的方法，對提高蓋玻璃的硬度進行了研究。詳細而言，先前的玻璃的硬度大幅低於地面上大量存在的二氧化矽（砂），因此有容易因二氧化矽而產生表面損傷的性質。因此，認為若提高蓋玻璃的硬度，則難以於表面產生損傷。但，若欲提高蓋玻璃的硬度，則玻璃的高溫黏度上昇，熔融性或成形性大幅降低。進而，玻璃組成的平衡崩潰，於成形時容易產生失透異物。結果難以進行良品採取。
另外，已知若於玻璃表面形成硬質的薄膜，則蓋玻璃的硬度會變高（例如參照專利文獻2）。但，若於玻璃表面形成硬質的薄膜，則有蓋玻璃的透明性降低，或因膜應力而於蓋玻璃中產生翹曲之虞。
再者，藍寶石的硬度高，故似乎適合於蓋構件。但，藍寶石難以大量生產大尺寸的板狀體。
本發明是鑑於所述情況而成，其技術課題在於創作一種耐損傷性高的蓋玻璃。
[解決課題之手段]
本發明者等人進行了各種研究，結果發現根據下述式1而算出的X值與損傷的大小的關係密切，並且發現藉由將該X值限制為規定值以上而可解決所述技術課題，並作為本發明而提出。即，本發明的蓋玻璃的特徵在於：於玻璃組成中包含SiO
2、Al
2O
3、B
2O
3、Li
2O、Na
2O、K
2O、MgO、CaO、BaO、TiO
2、Y
2O
3、ZrO
2、P
2O
5內的至少三種成分以上，且藉由下述式1而算出的X值為7400以上。若如上所述，則難以產生表面損傷，並且即便於產生硬擦傷的情況下，亦可降低該損傷的寬度或深度。再者，於下述式1中，[SiO
2]是指SiO
2的莫耳%含量，[Al
2O
3]是指Al
2O
3的莫耳%含量，[B
2O
3]是指B
2O
3的莫耳%含量，[Li
2O]是指Li
2O的莫耳%含量，[Na
2O]是指Na
2O的莫耳%含量，[K
2O]是指K
2O的莫耳%含量，[MgO]是指MgO的莫耳%含量，[CaO]是指CaO的莫耳%含量，[BaO]是指BaO的莫耳%含量，[TiO
2]是指TiO
2的莫耳%含量，[Y
2O
3]是指Y
2O
3的莫耳%含量，[ZrO
2]是指ZrO
2的莫耳%含量，[P
2O
5]是指P
2O
5的莫耳%含量。
（式1）
X=61.1×[SiO
2]+174.3×[Al
2O
3]+11.3×[B
2O
3]+124.7×[Li
2O]-5.2×[Na
2O]+226.7×[K
2O]+139.4×[MgO]+117.5×[CaO]+89.6×[BaO]+191.8×[TiO
2]+226.7×[Y
2O
3]+157.9×[ZrO
2]-42.2×[P
2O
5]
圖1是表示X值與破裂的寬度（Width）的關係的圖表，圖2是表示X值與破裂的深度（Depth）的關係的圖表。如根據圖1、圖2而明確般，可知若X值大，則損傷的寬度與深度顯著降低。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為作為玻璃組成，以莫耳%表示而含有20%～80%的SiO
2、5%～30%的Al
2O
3、0%～20%的B
2O
3、0%～20%的Li
2O、0%～30%的Na
2O、0%～20%的K
2O、0.1%～40%的MgO、0%～20%的CaO、0%～20%的BaO、0%～20%的TiO
2、0%～20%的Y
2O
3、0%～20%的ZrO
2、0%～20%的P
2O
5。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為玻璃組成中的MgO的含量為10莫耳%以上。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為玻璃組成中的P
2O
5的含量為1莫耳%以上。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為斷裂韌性為0.8 MPa･m
0.5以上。若如上所述，則難以產生表面損傷，並且即便於產生硬擦傷的情況下，亦可降低該損傷的寬度或深度。此處，「斷裂韌性K
1C」為基於日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）R1607「精細陶瓷的斷裂韌性試驗方法」，使用預裂紋導入斷裂試驗法（單邊預裂紋梁法：SEPB法（Single-Edge-Precracked-Beam method））測定而得者。SEPB法為如下方法：藉由預裂紋導入試驗片的3點彎曲斷裂試驗來測定至試驗片斷裂為止的最大荷重，根據最大荷重、預裂紋長度、試驗片尺寸及彎曲支點間距離來求出平面應變斷裂韌性K
1C。再者，各玻璃的斷裂韌性值設為藉由5點的平均值而求出者。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為破裂阻抗為500 gf以上。此處，所謂「破裂阻抗」是指破裂產生率為50%的荷重。另外，「破裂產生率」是指如以下般測定而得的值。首先，於保持為濕度30%、溫度25℃的恆溫恆濕槽內，將設定為規定荷重的維氏壓頭（penetrator）擊入至玻璃表面（光學研磨面）15秒，於該15秒後對自壓痕的4角產生的破裂的數目進行計數（每一個壓痕最大設為4）。如上所述將壓頭擊入50次並求出總破裂產生數，之後藉由（總破裂產生數/200）×100（%）的式子而求出所述破裂產生率。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為板厚為0.1 mm～2.0 mm。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為於表面具有藉由離子交換形成的壓縮應力層。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為壓縮應力層的壓縮應力值為300 MPa以上，且應力深度為15 μm以上。此處，「壓縮應力值」與「應力深度」是指根據使用表面應力計（東芝股份有限公司製造的FSM-6000）觀察到的干涉條紋的根數及其間隔而算出的值，當進行該計算時，將玻璃的折射率設為1.50，將光學彈性常數設為29.4[（nm/cm）/MPa]。
另外，本發明的蓋玻璃較佳為用於觸控面板顯示器。
於本發明的蓋玻璃中，藉由所述式1而算出的X值為7400以上，較佳為8000以上、8250以上、8500以上、9000以上、9500以上、10000以上，尤其為11000～20000。若X值過小，則容易於蓋玻璃的表面產生損傷。另外，損傷的寬度、深度容易變大。
本發明的蓋玻璃較佳為具有下述特性。
破裂阻抗較佳為500 kgf以上、800 kgf以上、1000 kgf以上、1500 kgf以上，尤其為2000 kgf以上。若破裂阻抗過低，則容易於蓋玻璃的表面產生損傷。另外，損傷的寬度、深度容易變大。
斷裂韌性K
1C較佳為0.8 MPa･m
0.5以上，更佳為0.9 MPa･m
0.5以上，進而較佳為1.0 MPa･m
0.5以上，尤其較佳為1.1 MPa･m
0.5～3.5 MPa･m
0.5。尤其未經離子交換處理的狀態下的斷裂韌性K
1C較佳為0.8 MPa･m
0.5以上，更佳為0.9 MPa･m
0.5以上，進而較佳為1.0 MPa･m
0.5以上，尤其較佳為1.1 MPa･m
0.5～3.5 MPa･m
0.5。若斷裂韌性K
1C過小，則容易於蓋玻璃的表面產生損傷。另外，損傷的寬度、深度容易變大。
楊氏模量較佳為80 GPa以上、85 GPa以上、90 GPa以上、100 GPa以上，尤其為105 GPa～150 GPa。若楊氏模量低，則於板厚薄的情況下，蓋玻璃容易撓曲。
密度較佳為3.50 g/cm
3以下、3.25 g/cm
3以下、3.00 g/cm
3以下、2.60 g/cm
3以下、2.55 g/cm
3以下、2.50 g/cm
3以下、2.49 g/cm
3以下，尤其為2.40 g/cm
3～2.47 g/cm
3。密度越低，蓋玻璃越可輕量化。再者，若增加玻璃組成中的SiO
2、B
2O
3、P
2O
5的含量，或減少鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、ZnO、ZrO
2、TiO
2的含量，則密度容易降低。
30℃～380℃的溫度範圍內的熱膨張係數較佳為120×10
-7/℃以下、110×10
-7/℃以下、100×10
-7/℃以下，尤其為40×10
-7/℃～95×10
-7/℃。若熱膨脹係數過低，則容易因熱衝擊而破損，因此難以縮短離子交換處理前的預熱或離子交換處理後的徐冷所需的時間。再者，「30℃～380℃的溫度範圍內的熱膨脹係數」是指使用膨脹計測定平均熱膨脹係數而得的值。
高溫黏度10
2.5dPa･s下的溫度較佳為1660℃以下、小於1640℃、1630℃以下，尤其較佳為1400℃～1620℃。若高溫黏度10
2.5dPa･s下的溫度過高，則熔融性或成形性降低，難以將熔融玻璃成形為板狀。
液相黏度較佳為10
2.0dPa･s以上、10
3.0dPa･s以上、10
4.0dPa･s以上、10
4.4dPa･s以上、10
4.8dPa･s以上、10
5.0dPa･s以上、10
5.3dPa･s以上，尤其為10
5.5dPa･s以上。再者，液相黏度越高，越能提高耐失透性，於成形時越不易產生失透異物。此處，所謂「液相黏度」是指利用鉑球提拉法對液相溫度下的黏度進行測定而得的值。所謂「液相溫度」是設為如下溫度：將通過標準篩30目（500 μm）而殘留於50目（300 μm）的玻璃粉末裝入鉑舟，於溫度梯度爐中保持24小時後，將鉑舟取出，藉由顯微鏡觀察而於玻璃內部確認到失透（失透異物）的最高溫度。
波長400 nm下的經板厚0.8 mm換算的分光透過率較佳為80%以上、83%以上、85%以上、87%以上，尤其為90%以上。若波長400 nm下的經板厚0.8 mm換算的分光透過率過低，則難以應用於觸控面板顯示器的蓋玻璃中。
本發明的蓋玻璃較佳為作為玻璃組成，以莫耳%計含有20%～80%的SiO
2、5%～30%的Al
2O
3、0%～20%的B
2O
3、0%～20%的Li
2O、0%～30%的Na
2O、0%～20%的K
2O、0.1%～40%的MgO、0%～20%的CaO、0%～20%的BaO、0%～20%的TiO
2、0%～20%的Y
2O
3、0%～20%的ZrO
2、0%～20%的P
2O
5。以下示出限定各成分的含有範圍的理由。再者，於各成分的含有範圍的說明中，只要不作特別限定，則%的表達是指莫耳%。
SiO
2是形成玻璃的網狀結構的成分。SiO
2的含量較佳為20%～80%、30%～70%、32%～61%、33%～55%、34%～小於50%，尤其為35%～45%。若SiO
2的含量過少，則難以玻璃化，而且熱膨脹係數變得過高，耐熱衝擊性容易降低。另一方面，若SiO
2的含量過多，則熔融性或成形性容易降低，而且熱膨脹係數變得過低，難以與周邊材料的熱膨脹係數匹配。
Al
2O
3是提高耐損傷性的成分，而且是提高離子交換性能、應變點、楊氏模量的成分。若Al
2O
3的含量過少，則耐損傷性容易降低，而且有產生無法充分發揮離子交換性能之虞。因此，Al
2O
3的含量較佳為5%以上、8%以上、10%以上、12%以上、14%以上，尤其為15%以上。另一方面，若Al
2O
3的含量過多，則高溫黏度上昇，熔融性、成形性容易降低。另外，玻璃中容易析出失透結晶，難以利用溢流下拉法等成形為板狀。尤其於作為成形體耐火物而使用氧化鋁系耐火物，並利用溢流下拉法成形為板狀的情況下，在與氧化鋁系耐火物的界面容易析出尖晶石的失透結晶。進而，耐酸性亦降低，難以應用於酸處理步驟中。因此，Al
2O
3的含量較佳為30%以下、25%以下，尤其為21%以下。
B
2O
3是使高溫黏度或密度降低且使玻璃穩定化、使液相溫度降低的成分。但，若B
2O
3的含量過多，則楊氏模量容易降低。因此，B
2O
3的含量較佳為0%～20%、0%～15%、0.1%～10%、1%～7%，尤其為2%～5%。
Li
2O是離子交換成分，且是使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的成分，並且是提高耐損傷性的成分。另一方面，若Li
2O的含量過多，則耐失透性容易降低，且有於離子交換處理時溶出至離子交換溶液中而使離子交換溶液劣化之虞。因此，Li
2O的含量較佳為0%～20%、0%～7%、0%～3%、0%～1.5%、0%～小於1%、0%～0.5%、0%～0.3%、0%～小於0.1%，尤其為0.01%～0.05%。另外，於允許耐失透性的降低而優先使耐損傷性提高的情況下，Li
2O的含量較佳為0%～20%、1%～18%、2%～16%、3%～14%、4%～12%，尤其為5%～10%。
Na
2O是離子交換成分，且是提高壓縮應力層的壓縮應力值的成分，而且是使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的成分。另外，Na
2O是提高耐失透性的成分，尤其是抑制因與氧化鋁系耐火物的反應而產生的失透的成分。若Na
2O的含量過多，則耐損傷性容易降低。另一方面，若Na
2O的含量過少，則高溫黏度上昇，熔融性、成形性容易降低，或壓縮應力層的壓縮應力值容易降低。因此，Na
2O的含量較佳為0%～30%、0%～20%、1%～17%，尤其為5%～15%。
K
2O是使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性，並且提高耐損傷性的成分，但於鹼金屬氧化物中，是使壓縮應力層的壓縮應力值降低、使應力深度增大的成分，因此就提高壓縮應力值的觀點而言並不有利。因此，K
2O的含量較佳為0%～20%、0%～10%、0%～5%，尤其為0%～小於1%。
MgO是大幅提高耐損傷性的成分，且是提高熔融性或成形性的成分。但，若MgO的含量過多，則耐失透性容易下降，尤其難以抑制在與氧化鋁系耐火物的反應中產生的失透。因此，MgO的含量較佳為0.1%～50%、1%～40%、5%～35%、10%～40%、15%～45%、20%～42%、25%～40%，尤其為30%～35%。
Al
2O
3與MgO的含量較佳為超過20%～55%，較佳為25%～50%、30%～45%、32%～42%，尤其為35%～40%。若Al
2O
3與MgO的含量過少，則耐損傷性容易降低。
CaO是與其他成分相比較，不會伴有耐失透性的降低地使高溫黏度降低、提高熔融性或成形性的效果大的成分。但，若CaO的含量過多，則離子交換性能容易降低，或者於離子交換處理時容易使離子交換溶液劣化。因此，CaO的含量較佳為0%～20%、0%～10%、0%～5%、0%～4%、0%～3.5%、0%～3%、0%～2%、0%～1%，尤其為0%～0.5%。
BaO是使高溫黏度降低，並提高熔融性或成形性或提高應變點或楊氏模量的成分，但若其含量過多，則除耐損傷性容易降低外，密度或熱膨脹係數亦容易增高，或玻璃容易失透。因此，BaO的較佳含量為0%～20%、0%～5%、0%～2%、0%～1.5%、0%～1%、0%～0.5%、0%～0.1%，尤其為0%～小於0.1%。
TiO
2是提高離子交換性能或耐損傷性的成分，且是使高溫黏度降低的成分，但若其含量過多，則透明性或耐失透性容易降低。因此，TiO
2的含量較佳為0%～20%、0%～10%、0%～4.5%、0%～小於1%、0%～0.5%，尤其為0%～0.3%。
Y
2O
3是提高耐損傷性的成分。但，Y
2O
3的原料自身的成本高，且若大量添加，則耐失透性容易降低。因此，Y
2O
3的含量較佳為0%～20%、0%～15%、0.1%～12%、1%～10%、1.5%～8%，尤其為2%～6%。
ZrO
2是提高楊氏模量的成分，並且是提高液相黏度附近的黏性或應變點的成分，但若其含量過多，則有耐失透性顯著降低之虞。因此，ZrO
2的含量為0%～20%、0%～10%、0%～3%，較佳為0%～1%，尤其為0%～0.1%。
P
2O
5是提高離子交換性能的成分，且是尤其增大應力深度的成分。另外，有提高破裂阻抗的傾向。但，若P
2O
5的含量過多，則玻璃容易分相，或耐水性容易降低。因此，P
2O
5的含量較佳為0%～20%、0%～10%、0%～3%、0%～1%，尤其為0%～0.5%。再者，在重視破裂阻抗的提高的情況下，P
2O
5的較佳含量較佳為0.1%～18%、0.5%～17%、1%～16%，尤其為2%～15.5%。
除所述成分以外，例如亦可添加以下的成分。
SrO是使高溫黏度降低，並提高熔融性或成形性或提高應變點或楊氏模量的成分，但若其含量過多，則除耐損傷性容易降低外，密度或熱膨脹係數亦容易增高，或玻璃容易失透。因此，SrO的較佳含量為0%～2%、0%～1.5%、0%～1%、0%～0.5%、0%～0.1%，尤其為0%～小於0.1%。
ZnO是不會降低低溫黏性而使高溫黏性降低的成分。且是提高離子交換性能的成分，尤其是提高壓縮應力值的效果大的成分。但，若ZnO的含量過多，則有玻璃分相，或耐失透性降低，或密度增高，或者應力深度減小的傾向。因此，ZnO的含量較佳為0%～3%、0%～2%、0%～1%，尤其為0%～小於1%。
SnO
2是提高離子交換性能的成分，但若其含量過多，則耐失透性容易降低。因此，SnO
2的含量較佳為0%～3%、0.01%～3%，0.05%～3%、0.1%～3%，尤其為0.2%～3%。
作為澄清劑，可添加0.001%～1%的選自Cl、SO
3、CeO
2的群組（較佳為Cl、SO
3的群組）中的一種或兩種以上。
Fe
2O
3的較佳含量為小於1000 ppm（小於0.1%）、小於800 ppm、小於600 ppm、小於400 ppm，尤其為30 ppm～小於300 ppm。進而，較佳為在將Fe
2O
3的含量限制於所述範圍內的基礎上，將莫耳比SnO
2/（Fe
2O
3+SnO
2）限制為0.8以上、0.9以上、尤其為0.95以上。若如此，則可見光線透過率容易提高。
Gd
2O
3、Nb
2O
5、La
2O
3、Ta
2O
5是提高耐損傷性的成分。但，Gd
2O
3、Nb
2O
5、La
2O
3、Ta
2O
5的原料自身的成本高，且若大量添加，則耐失透性容易降低。因此，Gd
2O
3、Nb
2O
5、La
2O
3、Ta
2O
5的較佳含量分別為3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下，尤其為0.1%以下。
關於本發明的蓋玻璃，自環境方面考慮，作為玻璃組成，較佳為實質上不含As
2O
3、Sb
2O
3、PbO、F等。另外，自環境方面考慮，亦較佳為實質上不含Bi
2O
3。所謂「實質上不含～」為以下主旨：雖不積極地添加明示的成分作為玻璃成分，但容許雜質水準的添加，具體而言是指明示的成分的含量小於0.05%的情況。
於本發明的蓋玻璃中，板厚較佳為2.0 mm以下、1.5 mm以下、1.3 mm以下、1.1 mm以下、1.0 mm以下，尤其為0.9 mm以下。板厚越小，蓋玻璃越可輕量化。另一方面，若板厚過薄，則難以獲得所期望的機械強度。因此，板厚較佳為0.1 mm以上、0.3 mm以上、0.4 mm以上、0.5 mm以上、0.6 mm以上，尤其為0.7 mm以上。
製造本發明的蓋玻璃的方法例如為如下所述。較佳為首先將以成為所期望的玻璃組成的方式進行調配而成的玻璃原料投入至連續熔融爐中，以1550℃～1700℃進行加熱熔融，澄清後，將熔融玻璃供給至成形裝置並成形為板狀，並進行冷卻。於成形為板狀後切斷加工為規定尺寸的方法可採用周知的方法。
作為將熔融玻璃成形為板狀的方法，較佳為採用溢流下拉法。溢流下拉法為可大量地製作高品質的蓋玻璃的方法。此處，「溢流下拉法」是自成形體耐火物的兩側使熔融玻璃溢出，使所溢出的熔融玻璃一邊於成形體耐火物的下端合流，一邊向下方進行延伸成形而成形為板狀的方法。於溢流下拉法中，應成為蓋玻璃的表面的面不與成形體耐火物的表面接觸而以自由表面的狀態成形為板狀。因此，可廉價地製造未研磨且表面品質良好的蓋玻璃。
除溢流下拉法以外，亦可採用各種成形方法。例如可採用浮法、下拉法（流孔下拉法（slot down draw process）、再拉法等）、輾平（rollout）法、壓製法等成形方法。
本發明的蓋玻璃對有無離子交換處理並無限制，但若進行離子交換處理，則可於表面形成壓縮應力層，因此可進一步提高耐損傷性。離子交換處理的條件並無特別限定，考慮玻璃的黏度特性、厚度、內部的拉伸應力、尺寸變化等而選擇最佳的條件即可。尤其，若將KNO
3熔融鹽中的K離子與玻璃中的Na成分進行離子交換，則可效率良好地形成壓縮應力層。當進行離子交換處理時，離子交換溶液的溫度較佳為400℃～450℃，離子交換時間較佳為2小時～6小時。若如此，則可效率良好地於表面形成壓縮應力層。
本發明的蓋玻璃較佳為於表面具有藉由離子交換形成的壓縮應力層，且較佳為壓縮應力層的壓縮應力值為300 MPa以上、400 MPa以上、500 MPa以上、600 MPa以上，尤其為700 MPa以上。壓縮應力值越大，斷裂韌性K
1C越高。另一方面，若於表面形成極大的壓縮應力，則有內部所存在的拉伸應力變得極高，且離子處理前後的尺寸變化變大之虞。因此，壓縮應力層的壓縮應力值為1800 MPa以下、1650 MPa以下，尤其較佳為1500 MPa以下。再者，若縮短離子交換時間，或降低離子交換溶液的溫度，則有壓縮應力值變大的傾向。
壓縮應力層的應力深度較佳為15 μm以上、20 μm以上、25 μm以上、30 μm以上，尤其為35 μm以上。應力深度越大，機械強度的不均越小。另一方面，應力深度越大，內部所存在的拉伸應力越高，且有於離子處理前後尺寸變化變大之虞。進而，若應力深度過大，則有壓縮應力值降低的傾向。因此，應力深度較佳為60 μm以下、50 μm以下，尤其為45 μm以下。再者，若延長離子交換時間，或提高離子交換溶液的溫度，則有應力深度增大的傾向。
內部的拉伸應力值較佳為150 MPa以下、120 MPa以下、100 MPa以下、80 MPa以下、70 MPa以下，尤其為60 MPa以下。若內部的拉伸應力值過高，則因硬擦傷而蓋玻璃容易自斷裂。另一方面，若內部的拉伸應力值過低，則難以確保蓋玻璃的機械強度。內部的拉伸應力值較佳為15 MPa以上、25 MPa以上、35 MPa以上，尤其為40 MPa以上。再者，內部的拉伸應力可利用下述式2來計算。
（式2）
內部的拉伸應力值=（壓縮應力值×應力深度）/（板厚-2×應力深度）
[實施例]
以下，基於實施例對本發明加以說明。再者，以下的實施例僅為例示。本發明並不受以下的實施例任何限定。
表1～表4表示本發明的實施例（試樣No.1～試樣No.42），表4表示本發明的比較例（試樣No.43～試樣No.45）。再者，表中的「N.A.」是指未測定。
[表1]
| （mol%） | No.1 | No.2 | No.3 | No.4 | No.5 | No.6 | No.7 | No.8 | No.9 | No.10 | No.11 | No.12 | No.13 | No.14 |
| SiO 2 | 38.0 | 38.0 | 38.0 | 38.0 | 60.0 | 54.0 | 54.0 | 51.0 | 51.0 | 51.0 | 50.5 | 38.0 | 38.0 | 41.5 |
| Al 2O 3 | 16.0 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 20.0 | 25.0 | 20.0 | 23.0 | 21.0 | 19.0 | 22.9 | 12.5 | 12.5 | 12.5 |
| B 2O 3 | 0.0 | 3.5 | 7.0 | 9.0 | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 6.0 | 4.0 | 0.0 | 3.7 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Li 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Na 2O | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 5.0 | 2.8 | 0.0 | 6.0 | 6.0 |
| K 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| MgO | 34.5 | 34.5 | 34.5 | 34.5 | 20.0 | 20.0 | 25.0 | 18.0 | 21.0 | 23.0 | 18.3 | 34.5 | 34.5 | 34.5 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| BaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| TiO 2 | 3.5 | 3.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 10.0 | 7.0 | 3.5 |
| ZrO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.0 | 0.0 | 0.0 |
| Y 2O 3 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| P 2O 5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| SnO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Fe 2O 3（ppm） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. |
| X | 11013 | 10443 | 9811 | 9380 | 9940 | 10456 | 10282 | 9951 | 9993 | 9857 | 9880 | 12155 | 11075 | 10617 |
| E（GPa） | 106 | 103 | 98 | 94 | 102 | 105 | 104 | 101 | 100 | 100 | 100 | 122 | 115 | 104 |
| K 1C（MPa･m 0.5） | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 1.1 | 1.0 | 1.0 |
| 破裂阻抗（gf） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | 1500 | 2000 | 1300 | 3000 | 1800 | 500 | 1300 | N.A. | N.A. | N.A. |
[表2]
| （mol%） | No.15 | No.16 | No.17 | No.18 | No.19 | No.20 | No.21 | No.22 | No.23 | No.24 | No.25 | No.26 | No.27 | No.28 |
| SiO 2 | 45.0 | 47.0 | 38.0 | 38.0 | 50.7 | 43.2 | 35.7 | 47.2 | 39.7 | 32.2 | 54.2 | 46.7 | 39.2 | 58.2 |
| Al 2O 3 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 |
| B 2O 3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Li 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Na 2O | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 16.4 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 |
| K 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| MgO | 34.5 | 34.5 | 34.5 | 34.5 | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 10.0 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.5 |
| BaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| TiO 2 | 0.0 | 0.0 | 3.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| ZrO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Y 2O 3 | 2.0 | 0.0 | 5.5 | 9.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| P 2O 5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| SnO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Fe 2O 3（ppm） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. |
| X | 10160 | 9829 | 11197 | 11319 | 8239 | 8826 | 9414 | 8065 | 8652 | 9239 | 8472 | 9059 | 9646 | 8082 |
| E（GPa） | 101 | 97 | 110 | 113 | 83 | 91 | 93 | 80 | 85 | 92 | 83 | 89 | 96 | 82 |
| K 1C（MPa･m 0.5） | 1.0 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.8 |
| 破裂阻抗（gf） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. |
[表3]
| （mol%） | No.29 | No.30 | No.31 | No.32 | No.33 | No.34 | No.35 | No.36 | No.37 | No.38 | No.39 |
| SiO 2 | 50.7 | 43.2 | 35.7 | 58.2 | 50.7 | 43.2 | 35.7 | 57.7 | 50.2 | 42.7 | 71.6 |
| Al 2O 3 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 13.4 | 9.9 | 9.9 | 9.9 | 14.3 |
| B 2O 3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Li 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 8.1 |
| Na 2O | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 12.9 | 0.5 |
| K 2O | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.2 |
| MgO | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 10.0 | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 17.5 | 25.0 | 32.5 | 1.1 |
| CaO | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| BaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.5 |
| TiO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.7 |
| ZrO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.2 |
| Y 2O 3 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 0.0 |
| P 2O 5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.7 |
| SnO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.1 |
| Fe 2O 3（ppm） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. |
| X | 8669 | 9256 | 9844 | 7984 | 8571 | 9159 | 9746 | 8076 | 8663 | 9250 | 8612 |
| E（GPa） | 88 | 94 | 98 | 81 | 86 | 92 | 96 | 82 | 89 | 95 | 86 |
| K 1C（MPa･m 0.5） | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.8 |
| 破裂阻抗（gf） | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | N.A. | 1390 |
[表4]
| （mol%） | No.40 | No.41 | No.42 | No.43 | No.44 | No.45 |
| SiO 2 | 39.0 | 53.0 | 63.6 | 65.4 | 66.4 | 46.2 |
| Al 2O 3 | 33.0 | 31.0 | 16.6 | 15.4 | 11.4 | 19.4 |
| B 2O 3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.5 | 0.0 |
| Li 2O | 1.0 | 1.0 | 8.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Na 2O | 0.0 | 0.0 | 8.1 | 16.4 | 15.3 | 23.4 |
| K 2O | 0.0 | 0.0 | 0.5 | 0.0 | 1.4 | 6.3 |
| MgO | 13.0 | 12.0 | 0.3 | 2.6 | 4.7 | 0.0 |
| CaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.0 |
| BaO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| TiO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| ZrO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| Y 2O 3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| P 2O 5 | 14.0 | 3.0 | 2.7 | 0.0 | 0.0 | 4.7 |
| SnO 2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.2 | 0.2 | 0.0 |
| Fe 2O 3（ppm） | 60 | 60 | 480 | 60 | 60 | N.A. |
| X | 9481 | 10313 | 7799 | 6952 | 6955 | 7312 |
| E（GPa） | 96 | 99 | 77 | 70 | 70 | 75 |
| K 1C（MPa･m 0.5） | 0.9 | 1.0 | N.A. | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
| 破裂阻抗（gf） | 2900 | 2800 | 1100 | 1200 | 1100 | N.A. |
如以下般製作表中的各試樣。首先，以成為表中的玻璃組成的方式調配玻璃原料，使用鉑罐（pot）以1550℃進行21小時熔融。繼而，將所獲得的熔融玻璃流出至碳板之上，成形為平板形狀後，於徐冷爐中進行徐冷。關於所獲得的板狀玻璃，以板厚成為0.8 mm的方式對表面進行光學研磨後對各種特性進行評價。
楊氏模量E是利用周知的共振法而測定的值。
斷裂韌性K
1C為基於JIS R1607「精細陶瓷的斷裂韌性試驗方法」，藉由SEPB法測定而得者。再者，各試樣的斷裂韌性值是藉由5點的平均值而求出。
破裂阻抗（破裂產生率為50%的荷重）是以如下方式算出者：將設定為規定荷重的維氏壓頭擊入至玻璃表面（光學研磨面）15秒，在該15秒後對自壓痕的4角產生的破裂的數目進行計數（每一個壓痕最大設為4）。
如根據表格而明確般，試樣No.1～試樣No.42的X值大，因此認為耐損傷性高。另一方面，試樣No.43～試樣No.45的X值小，因此認為耐損傷性低。
無
圖1是表示X值與破裂的寬度（Width）的關係的圖表。
圖2是表示X值與破裂的深度（Depth）的關係的圖表。
Claims (10)
- 一種蓋玻璃，其特徵在於：於玻璃組成中包含SiO 2、Al 2O 3、B 2O 3、Li 2O、Na 2O、K 2O、MgO、CaO、BaO、TiO 2、Y 2O 3、ZrO 2、及P 2O 5內的至少三種成分以上，且藉由下述式而算出的X值為7400以上， X=61.1×[SiO 2]+174.3×[Al 2O 3]+11.3×[B 2O 3]+124.7×[Li 2O]-5.2×[Na 2O]+226.7×[K 2O]+139.4×[MgO]+117.5×[CaO]+89.6×[BaO]+191.8×[TiO 2]+226.7×[Y 2O 3]+157.9×[ZrO 2]-42.2×[P 2O 5]。
- 如請求項1所述的蓋玻璃，其中作為玻璃組成，以莫耳%表示而含有20%～80%的SiO 2、5%～30%的Al 2O 3、0%～20%的B 2O 3、0%～20%的Li 2O、0%～30%的Na 2O、0%～20%的K 2O、0.1%～40%的MgO、0%～20%的CaO、0%～20%的BaO、0%～20%的TiO 2、0%～20%的Y 2O 3、0%～20%的ZrO 2、及0%～20%的P 2O 5。
- 如請求項1或2所述的蓋玻璃，其中玻璃組成中的MgO的含量大於10莫耳%。
- 如請求項1至3中任一項所述的蓋玻璃，其中玻璃組成中的P 2O 5的含量為1莫耳%以上。
- 如請求項1至4中任一項所述的蓋玻璃，其中斷裂韌性為0.8 MPa･m 0.5以上。
- 如請求項1至5中任一項所述的蓋玻璃，其中破裂阻抗為500 gf以上。
- 如請求項1至6中任一項所述的蓋玻璃，其中板厚為0.1 mm～2.0 mm。
- 如請求項1至7中任一項所述的蓋玻璃，其中於表面具有藉由離子交換形成的壓縮應力層。
- 如請求項8所述的蓋玻璃，其中壓縮應力層的壓縮應力值為300 MPa以上，且應力深度為15 μm以上。
- 如請求項1至9中任一項所述的蓋玻璃，其用於觸控面板顯示器。
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