[发明专利]强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻璃的制造方法、强化玻璃

说明书

本应力测量装置具有：偏振相位差可变部件，能够将激光的偏振相位差相对于上述激光的波长改变1个波长以上；拍摄元件，以规定的时间间隔对通过改变上述偏振相位差后的激光入射至强化玻璃而产生的散射光进行多次拍摄，并获取多个图像；以及运算部，使用上述多个图像测量上述散射光的周期性的亮度变化，并计算上述亮度变化的相位变化，并基于上述相位变化计算上述强化玻璃的从表面起的深度方向的应力分布。

技术领域

本发明涉及强化玻璃的应力测量装置、强化玻璃的应力测量方法、强化玻璃的制造方法以及强化玻璃。

背景技术

在移动电话、智能手机等电子设备中，在显示部、壳体主体使用玻璃的情况较多，该玻璃为了提高强度，使用通过在玻璃表面形成基于离子交换的表面层(离子交换层)来提高了强度的所谓化学强化玻璃。表面层至少包含存在于玻璃表面侧并产生基于离子交换的压缩应力的压缩应力层，也可以包含与该压缩应力层邻接地存在于玻璃内部侧并产生拉伸应力的拉伸应力层。

作为测量强化玻璃的表面层的应力的技术，例如，能够举出在强化玻璃的表面层的折射率高于内部的折射率的情况下，利用光波导效应和光弹性效应，非破坏地测量表面层的压缩应力的技术(以下，称为非破坏测量技术)。在该非破坏测量技术中，将单色光入射至强化玻璃的表面层并根据光波导效应产生多个模式，取出按各模式确定了光线轨迹的光，通过凸透镜使与各模式对应的亮线成像。此外，成像的亮线存在模式数量份。

另外，在该非破坏测量技术中，从表面层取出的光构成为能够观察有关光的振动方向相对于射出面水平和垂直的两种光成分的亮线。而且，利用次数最低的模式1的光通过表面层的最接近表面的一侧的性质，根据两种光成分的与模式1对应的亮线的位置，计算有关各个光成分的折射率，根据该两种折射率之差和玻璃的光弹性常数求出强化玻璃的表面附近的应力(例如，参照专利文献1)。

另一方面，提出了基于上述的非破坏测量技术的原理，根据与模式1和模式2对应的亮线的位置，通过外推求出玻璃的最表面处的应力(以下，称为表面应力值)，并且，假定表面层的折射率分布线性变化，根据亮线的总根数求出压缩应力层的深度的方法(例如，参照专利文献3以及非专利文献1)。

另外，提出了基于通过利用上述的表面导波光的测量技术测量出的表面应力值和压缩应力层的深度，来定义玻璃内部的拉伸应力CT，并用CT值来管理强化玻璃的强度的方法(例如，参照专利文献2)。在该方法中，通过“CT＝(CS×DOL)/(t×1000－2×DOL)”(式0)来计算拉伸应力CT。在这里，CS是表面应力值(MPa)，DOL是压缩应力层的深度(单位：μm)，t为板厚(单位：mm)。

一般地若未施加外力，则应力的总和为0。因此，大致均衡地产生拉伸应力，以使得在深度方向上对通过化学强化形成的应力进行积分所得的值在未进行化学强化的中心部分取得平衡。

另外，也提出了测量比应力分布弯曲的位置的玻璃深度(DOL_TP)靠玻璃表层侧的应力分布，并基于玻璃表层侧的应力分布的测量结果(测量图像)预测比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布的方法(例如，参照专利文献4)。然而，在该方法中，由于未进行比DOL_TP靠玻璃深层侧的应力分布的实际测量，所以存在测量再现性较差的问题。

专利文献1：日本特开昭53－136886号公报

专利文献2：日本特表2011－530470号公报

专利文献3：日本特开2016－142600号公报

专利文献4：美国专利公开2016/0356760

非专利文献1：Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)87{3}1979

非专利文献2：Yogyo-Kyokai-Shi(窑业协会期刊)80{4}1972