玻璃的制造方法和玻璃技術

一種玻璃的制造方法，其中，在水蒸氣壓為1hPa以上的氣氛中，對玻璃組成中的Li2O+Na2O+K2O的含量小于5質量％的玻璃進行熱處理。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及玻璃的制造方法和玻璃，具體而言涉及適于液晶顯示器、有機EL顯示器等的平板顯示器用玻璃基板、觸控面板顯示器、芯片尺寸封裝(CSP)、電荷耦合器件(CCD)、接觸式固體攝像元件(CIS)等的蓋玻璃的玻璃的制造方法以及玻璃。
技術介紹
液晶顯示器、有機EL顯示器等平板顯示器要求更加薄型化、大型化，隨之也要求平板顯示器用玻璃基板更加薄型化、大型化。該用途的玻璃基板通常使用無堿玻璃。現有技術文獻非專利文獻非專利文獻1：J.Am.Ceram.Soc.，69，p.815-821，1986年
技術實現思路
專利技術要解決的問題若玻璃基板得以薄型化、大型化，則容易產生破損。因此，嘗試提高強度變得重要。作為提高玻璃的強度的方法，已知通過堿離子的離子交換(離子交換處理)在表面形成壓縮應力層的方法、即化學強化法，該化學強化玻璃作為觸控面板顯示器的蓋玻璃已經被實用化。然而，無堿玻璃由于在玻璃組成中不含堿金屬氧化物，所以難以應用離子交換處理。另外，作為提高玻璃的強度的方法，已知對高溫的玻璃噴吹低溫的空氣而在表面形成壓縮應力層的方法、即物理強化處理。然而，平板顯示器用玻璃基板由于板厚小，因此難以應用物理強化處理。本專利技術是鑒于上述情況而完成的，本專利技術的技術課題為創建可適當提高薄型的低堿玻璃或無堿玻璃的強度的方法。用于解決問題的手段本專利技術人反復進行了各種實驗，結果發現，通過在水蒸氣壓高的氣氛中對玻璃進行熱處理，能夠解決上述技術課題，從而作為本專利技術而提出。即，本專利技術的玻璃的制造方法的特征在于，在水蒸氣壓為1hPa以上的氣氛中對玻璃組成中的Li2O+Na2O+K2O的含量小于5質量％的玻璃進行熱處理。此處，“Li2O+Na2O+K2O”是指Li2O、Na2O和K2O的總量。需要說明的是，本專利技術中所指的“熱處理”不僅包括獨立的熱處理工序，也包括例如成形時的緩冷工序。若在水蒸氣壓高的氣氛中對玻璃進行熱處理，則松弛的時間常數變小，應力松弛推進，但該應力松弛由于氣氛的影響，玻璃表面比玻璃內部推進的更快。由此，在熱處理后，玻璃內部比玻璃表面更進一步收縮，在玻璃表面形成壓縮應力層。結果能夠適當提高薄型的低堿玻璃或無堿玻璃的強度。第二，本專利技術的玻璃的制造方法中，優選熱處理溫度為150℃以上。熱處理溫度越高，則越容易發生應力松弛。第三，本專利技術的玻璃的制造方法中，優選在成形時進行熱處理，特別優選在實行成形時的緩冷工序時導入水蒸氣壓高的氣氛。由此，不需要另外的熱處理工序，玻璃的制造效率提高。第四，本專利技術的玻璃的制造方法中，優選在利用溢流下拉法的成形時進行熱處理。由此，能夠將玻璃帶的兩個表面暴露于水蒸氣壓高的氣氛，易于提高玻璃的兩個表面的強度。此處，“溢流下拉法”是：使熔融玻璃從具有耐熱性的桶狀成形體的兩側溢出，使溢出的熔融玻璃在桶狀成形體的下端匯合，與此同時邊向下方流下邊進行成形，從而制造玻璃基板的方法。第五，本專利技術的玻璃的制造方法中，優選在成形后進行熱處理，特別優選使用熱處理爐進行成形后的玻璃的熱處理。如果如此設定，則容易控制松弛現象。第六，本專利技術的玻璃的制造方法中，優選在對玻璃賦予負荷應力的狀態下進行熱處理。若在通過外部負荷對玻璃賦予拉伸應力的狀態下進行熱處理，則玻璃表面的應力松弛推進，其拉伸應力變小，但是另一方面，玻璃內部的應力松弛推進得不充分。因此，若在熱處理后卸去負荷應力，則成為僅玻璃內部進行收縮的狀態，可以高效地對玻璃表面賦予壓縮應力。第七，在本專利技術的玻璃的制造方法中，作為玻璃組成，優選玻璃以質量％計含有SiO250～80％、Al2O35～25％、B2O30～20％、Li2O+Na2O+K2O0～小于5％、MgO+CaO+SrO+BaO1～25％。此處，“MgO+CaO+SrO+BaO”是指MgO、CaO、SrO和BaO的總量。第八，本專利技術的玻璃的特征在于，玻璃組成中的Li2O+Na2O+K2O的含量小于5質量％，且距最外表面的深度為1μm的位置處的質子濃度高于距最外表面的深度為10μm的位置處的質子濃度。如上所述，若在水蒸氣壓高的氣氛中對玻璃進行熱處理，則在玻璃表面形成壓縮應力層，這種情況下，玻璃表面的質子濃度高于玻璃內部的質子濃度。因此，若將距最外表面的深度為1μm的位置處的質子濃度與距最外表面的深度為10μm的位置處的質子濃度進行對比，則能夠適當地對玻璃表面與玻璃內部的應力松弛之差進行評價。此處，“質子濃度”能夠利用輝光放電發射光譜法法(GD-OES)等進行測定。第九，本專利技術的玻璃中，(距最外表面的深度為1μm的位置處的質子濃度)/(距最外表面的深度為10μm的位置處的質子濃度)優選為1.1以上。第十，本專利技術的玻璃優選為平板形狀且板厚為0.5mm以下。第十一，作為玻璃組成，本專利技術的玻璃優選以質量％計含有SiO250～80％、Al2O35～25％、B2O30～20％、Li2O+Na2O+K2O0～小于5％、MgO+CaO+SrO+BaO1～25％。如果如此設定，則易于應用于平板顯示器用玻璃基板。第十二，本專利技術的玻璃優選為利用溢流下拉法成形而成的。第十三，本專利技術的玻璃優選未經離子交換處理。如果如此設定，則能夠使玻璃的制造成本低廉化。附圖說明圖1是用于例示本專利技術的實施方式涉及的玻璃的制造方法的側面圖。圖2是用于對[實施例2]的實驗進行說明的立體圖。具體實施方式在本專利技術的玻璃的制造方法中，在水蒸氣壓為1hPa以上的氣氛中對玻璃進行熱處理，水蒸氣壓優選為5hPa以上、10hPa以上、20hPa以上、50hPa以上、100hPa以上或200hPa以上，特別優選為300～2000hPa。若水蒸氣壓低，則應力松弛難以推進。需要說明的是，若提高水蒸氣產生裝置的溫度，則能夠提高水蒸氣壓。熱處理溫度優選為150℃以上、200℃以上、300℃以上、400℃以上或500℃以上，特別優選為600℃以上。若熱處理溫度低，則應力松弛難以推進。另一方面，若熱處理溫度過高，則玻璃表面與玻璃內部的應力松弛之差變小，因此難以提高玻璃的強度。因此，熱處理溫度優選為900℃以下。熱處理時間優選為1分鐘以上、2分鐘以上、3分鐘以上、5分鐘以上、10分鐘以上或30分鐘以上，特別優選為60分鐘以上。若熱處理時間短，則應力松弛難以推進。另一方面，若熱處理時間過長，則玻璃的制造成本上升。因此，熱處理時間優選為15小時以下，特別優選小于2小時。需要說明的是，在成形時對玻璃進行熱處理的情況下的熱處理時間是指，在水...

【技術保護點】
一種玻璃的制造方法，其特征在于，在水蒸氣壓為1hPa以上的氣氛中對玻璃組成中的Li2O+Na2O+K2O的含量小于5質量％的玻璃進行熱處理。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.09 JP 2014-0799681.一種玻璃的制造方法，其特征在于，
在水蒸氣壓為1hPa以上的氣氛中對玻璃組成中的Li2O+Na2O+K2O的含量小于5質量％的
玻璃進行熱處理。
2.根據權利要求1所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
熱處理溫度為150℃以上。
3.根據權利要求1或2所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
在成形時進行熱處理。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
在利用溢流下拉法的成形時進行熱處理。
5.根據權利要求1或2所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
在成形后進行熱處理。
6.根據權利要求1～5中任一項所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
在對玻璃賦予負荷應力的狀態下進行熱處理。
7.根據權利要求1～6中任一項所述的玻璃的制造方法，其特征在于，
作為玻璃組成，玻璃以質量％計含有SiO250％～80％、Al2O35％～25％、B2O30％～
20％、Li2O+Na2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：加藤嘉成，
申請(專利權)人：日本電氣硝子株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP