JP2019512444A - 表面圧縮応力が高いイオン交換可能なガラス - Google Patents

Abstract

ダウンドロー法、例えば、スロットドロー法およびフュージョンドロー法によって、１２５μｍ以下の厚さに成形可能であり、イオン交換により化学強化されて、その表面で少なくとも９５０ＭＰａ、いくつかの実施の形態において、少なくとも約１０００ＭＰａ、そして他の実施の形態において、少なくとも約１１００ＭＰａの圧縮応力を達成することのできるアルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品が提供される。その高い表面圧縮応力により、ガラスは、正味の圧縮を維持し、ガラスが小さい半径の曲げに曝されたときに表面傷を封じ込めることができる。そのガラスは、折り畳み式ディスプレイ用途に使用できる。

Description

関連出願の説明

本出願は、その内容が依拠され、ここに全てが引用される、２０１６年３月４日に出願された米国仮特許出願第６２／３０３６７１号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。

本開示は、イオン交換可能なガラスに関する。より詳しくは、本開示は、高い表面圧縮応力を達成できるイオン交換可能なアルカリアルミノケイ酸塩ガラスに関する。

電子機器のディスプレイに使用されるガラスは、典型的に、表面圧縮層を製造するために、化学的または熱的にテンパリングされている。この圧縮層は、ガラスの破損を生じ得る傷を阻むように働く。電子用途の折り畳み式ディスプレイは、薄い曲げられるガラスから恩恵を受けるであろう。

しかしながら、表面圧縮層の有益な傷阻止効果は、曲げに施されたときに、表面傷が圧縮層より深くなる程度まで低下し、それゆえ、曲げられたときにガラスが破損しまう。

本開示は、ダウンドロー法、例えば、スロットドロー法およびフュージョンドロー法によって、約１２５μｍ以下の厚さに成形可能であり、イオン交換により化学強化されて、その表面で少なくとも約９５０ＭＰａ、いくつかの実施の形態において、少なくとも約１０００ＭＰａ、そして他の実施の形態において、少なくとも約１１００ＭＰａの圧縮応力を達成することのできるアルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品を提供する。その高い表面圧縮応力により、ガラスは、正味の圧縮を維持し、ガラスがきつい半径の曲げに曝されたときに表面傷を封じ込めることができる。そのガラスは、折り畳み式ディスプレイ用途に使用できる。

したがって、本開示の１つの態様は、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品を提供することにある。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏである。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、イオン交換可能である。

本開示の第２の態様は、イオン交換済みガラスを提供することにある。そのイオン交換済みガラスは、約１ｍｍまでの厚さを有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｐ_２Ｏ_５を含まないアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであり、ここで、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏである。そのイオン交換済みガラスは、ガラスの表面からガラス内の約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層を有する。その圧縮層は、その表面で、少なくとも約９５０ＭＰａ、いくつかの実施の形態において、少なくとも約１０００ＭＰａ、そして他の実施の形態において、少なくとも約１１００ＭＰａの最大圧縮応力を有する。

本開示の第３の態様は、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、Ｐ_２Ｏ_５を含まないアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを提供することにある。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約１２５μｍ以下の厚さｔを有し、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面での、少なくとも約９５０ＭＰａ、いくつかの実施の形態において、少なくとも約１０００ＭＰａ、そして他の実施の形態において、少なくとも約１１００ＭＰａの圧縮応力、およびそのガラスの表面からそのガラス内の約０．２５ｔ以下の層の深さまで延在する圧縮層を達成するようにイオン交換可能である。

これらと他の態様、利点、および顕著な特色は、以下の詳細な説明、添付図面、および付随の特許請求の範囲から明白になるであろう。

イオン交換済みガラス物品の断面図 曲げ誘起応力下のイオン交換済みガラス物品の断面図 曲げ誘起応力下のガラス物品におけるイオン交換応力および曲げ誘起応力の重畳を示すグラフ 消費家電製品の概略図

以下の説明において、図面に示されたいくつかの図に亘り、同様の参照文字が、同様または対応する部品を示す。特に明記のない限り、「上部」、「底部」、「外方」、「内方」などの用語は、便宜上の単語であり、制限用語と解釈すべきではないことも理解されよう。それに加え、群が、複数の要素およびその組合せの群の少なくとも１つを含むと記載されているときはいつでも、その群は、個別か、または互いとの組合せのいずれかで、列挙されたそれらの要素のいくつを含んでも、から実質的になっても、またはからなってもよいことが理解されよう。同様に、群が、複数の要素またはその組合せの群の少なくとも１つからなると記載されているときはいつでも、その群は、個別か、または互いとの組合せのいずれかで、列挙されたそれらの要素のいくつからなってもよいことが理解されよう。特に明記のない限り、値の範囲は、列挙されている場合、その範囲の上限と下限の両方、並びにそれらの間の任意の範囲を含む。ここに用いたように、名詞は、特に明記のない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」の対象を指す。明細書および図面に開示された様々な特徴は、どの組合せと全ての組合せで使用しても差し支えないことも理解されよう。

ここに用いたように、「ガラス物品」という用語は、ガラスから全体がまたは部分的に製造されたどの物体も含むように、最も広い意味で使用される。特に明記のない限り、ここに記載されたガラスの全ての組成は、モルパーセント（モル％）で表される。熱膨張係数（ＣＴＥ）は、１０^−７／℃で表され、特に明記のない限り、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り測定された値を示す。

特に明記のない限り、全ての温度は、摂氏温度（℃）で表される。ここに用いたように、「軟化点」という用語は、ガラスの粘度が約１０^７．６ポアズ（Ｐ）である温度を称し、「徐冷点」という用語は、ガラスの粘度が約１０^１３．２ポアズである温度を称し、「３５ｋＰ温度（Ｔ^３５ｋＰ）」という用語は、ガラスの粘度が約３５キロポアズ（ｋＰ）である温度を称し、「仮想温度」という用語は、ガラスの粘度が約１０^１１ポアズである温度を称する。

ここに用いたように、「ジルコン分解温度」または「Ｔ^分解」という用語は、ジルコン−ガラス処理および製造において耐火材料として一般に使用されている−が分解して、ジルコニアおよびシリカを形成する温度を称し、「ジルコン分解粘度」という用語は、Ｔ^分解でのガラスの粘度を称する。「液相粘度」という用語は、液相温度での溶融ガラスの粘度を称し、ここで、その液相温度は、溶融ガラスが溶融温度から冷めるときに、結晶が最初に現れる温度、または温度を室温から上昇させるときに、一番最後の結晶が溶ける温度を称する。

「実質的に」および「約」という用語は、任意の定量的比較、値、測定、または他の表現に帰することがある不確定性の固有の程度を表すためにここに使用してよいことに留意のこと。これらの用語も、定量的表現が、問題となっている主題の基本機能を変化させずに、規定の基準から変動してもよい程度を表すためにここに使用される。それゆえ、例えば、「Ｂ_２Ｏ_３を含まない」または「Ｂ_２Ｏ_３を実質的に含まない」ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３が、ガラスに積極的に加えられていないまたはバッチ配合されていないが、汚染物質として非常に少量（例えば、０．００１モル％未満）で存在するかもしれないものである。Ｂ_２Ｏ_３と同様に、他の成分も、同じ様式で、「含まない」または「実質的に含まない」と特徴付けることができる。

ここに用いたように、「最大圧縮応力」は、圧縮層内で測定された最高の圧縮応力値を称する。圧縮応力および層の深さは、当該技術分野で公知の手段を使用して測定される。そのような手段としては、以下に限られないが、例えば、株式会社ルケオ（日本国、東京都）により製造されているＦＳＭ−６０００などの市販の計器を使用する表面応力測定（ＦＳＭ）が挙げられ、圧縮応力および層の深さを測定する方法は、その内容がここに全て引用される、「Standard Specification for Chemically Strengthened Flat Glass」と題するＡＳＴＭ １４２２Ｃ−９９、および「Standard Test Method for Non-Destructive Photoelastic Measurement of Edge and Surface Stresses in Annealed, Heat-Strengthened, and Fully-Tempered Flat Glass」と題するＡＳＴＭ １２７９．１９７７９に記載されている。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する。ＳＯＣは、次に、当該技術分野で公知の方法、例えば、その両方の方法が、その内容がここに全て引用される、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」と題する、ＡＳＴＭ基準Ｃ７７０−９８（２００８）に記載されたファイバおよび４点曲げ法、並びにバルクシリンダ法により測定される。

概して図面を、特に、図１を参照すると、図解は、特定の実施の形態を記載する目的のためであり、本開示または付随の特許請求の範囲をそれに制限する意図はないことが理解されよう。図面は、必ずしも、一定の縮尺で描かれておらず、図面の特定の特徴および特定の視野は、明確さおよび簡潔さのために、尺度および図式が誇張されて示されていることがある。

曲げられる薄いガラス（すなわち、０．１５０ｍｍ（１５０μｍ）以下）において、曲げ半径が減少するときに、正味の圧縮を全表面に維持できるので、高レベルの表面圧縮応力が望ましい。表面近くの傷がこの正味の圧縮下にまたは好適な表面圧縮層内に封じ込められれば、それらの傷は、破損を生じるまで延在し得ない。

高い表面圧縮応力を達成するためにイオン交換によって化学強化することのできる、フュージョン成形可能なアルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品が提供される。この高い表面圧縮応力は、ガラスの全表面に正味の圧縮を維持しつつ、より小さい曲げ半径を可能にし、それゆえ、薄いガラス（０．１ｍｍ以下）が使用される用途におけるガラスの曲げ性能を改善するように働く。いくつかの実施の形態において、これらのガラスは、約５００ｋＰ以上の液相粘度およびその３５ｋＰ温度（Ｔ３５ｋＰ）未満のジルコン分解温度と粘度を有する。

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスの厚さｔは、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１５０ｍｍ（１５０μｍ）の範囲、またはいくつかの実施の形態において、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１２５ｍｍ（１２５μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲にある。

ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス（ここでは「ガラス」とも称される）は、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏである。いくつかの実施の形態において、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≦０．９５、他の実施の形態において、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≦０．９０、さらに他の実施の形態において、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≦０．５０。アルカリ酸化物のＫ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、およびＣｓ_２Ｏは、必ずしも、そのガラスに含まれなくてもよい；それゆえ、これらの酸化物の添加は随意的である。

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２（６０モル％≦ＳｉＯ_２≦７０モル％）、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３（１０モル％≦Ａｌ_２Ｏ_３≦１６モル％）、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ（２モル％≦Ｌｉ_２Ｏ≦１０モル％）、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ（８モル％≦Ｎａ_２Ｏ≦１３モル％）、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ（０モル％＜ＭｇＯ≦６モル％）、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯ（２モル％≦ＺｎＯ≦６モル％）を含むか、またはそれらから実質的になる。

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２（６２モル％≦ＳｉＯ_２≦６８モル％）、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３（１２モル％≦Ａｌ_２Ｏ_３≦１４モル％）、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ（２モル％≦Ｌｉ_２Ｏ≦６モル％）、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ（８モル％≦Ｎａ_２Ｏ≦１３モル％）、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ（０モル％＜ＭｇＯ≦３モル％）、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯ（２モル％≦ＺｎＯ≦５モル％）を含むか、またはそれらから実質的になる。

いくつかの実施の形態において、そのガラスは、清澄剤として、約１モル％未満のＳｎＯ_２（０モル％≦ＳｎＯ_２＜１モル％）、および他の実施の形態において、約０．５モル％までのＳｎＯ_２（０モル％≦ＳｎＯ_２≦０．５モル％）をさらに含むことがある。いくつかの実施の形態において、これらのガラスは、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、ＣａＯ、およびＢａＯの内の少なくとも１つを含まない。

表１には、ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの非限定的な例示の組成が列挙されている。表２には、表１に列挙された例について決定した選択された物理的性質が列挙されている。表２に列挙された物理的性質としては、密度；低温ＣＴＥ；歪み点、徐冷点、および軟化点；仮想（１０^１１ポアズ）温度；ジルコン分解粘度および液相粘度；ポアソン比；ヤング率；剛性率；屈折率；並びに応力光学係数が挙げられる。

ここに記載されたベースとイオン交換済みのガラスの酸化物成分の各々は、ある機能を果たす、および／またはガラスの製造可能性および物理的性質にある影響がある。例えば、シリカ（ＳｉＯ₂）は、主要なガラス形成酸化物であり、溶融ガラスの網目構造骨格を形成する。純粋なＳｉＯ₂は、低いＣＴＥを有し、アルカリ金属を含まない。しかしながら、純粋なＳｉＯ₂は、その溶融温度が極めて高いために、フュージョンドロー法に不適合である。粘度曲線もずっと高すぎて、積層構造におけるどのコアガラスとも合わない。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスは、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、他の実施の形態において、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２を含む。

シリカに加え、ここに記載されたガラスは、安定なガラスの形成、低いＣＴＥ、低いヤング率、低い剛性率を達成し、溶融および成形を促進するために、網目構造形成材のＡｌ₂Ｏ₃を含む。Ａｌ₂Ｏ₃は、ＳｉＯ₂のように、ガラスの網目構造に対する剛性に寄与する。アルミナは、四配位または五配位のいずれかでガラス中に存在し得、これにより、ガラスの網目構造の充填密度が増し、それゆえ、化学強化から生じる圧縮応力が増す。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスは、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、他の実施の形態において、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

ここに記載されたガラスは、いくつかの実施の形態において、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）を含まない。何故ならば、ガラスがイオン交換により強化される場合、その存在には、圧縮応力に悪影響があるからである。

ここに記載されたガラスは、約６モル％までのＬｉ_２Ｏを含む。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、他の実施の形態において、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、いくつかの実施の形態において、約２．５モル％から約５．５モル％のＬｉ_２Ｏを含む。Ｎａ_２Ｏの代わりに使用される場合、Ｌｉ_２Ｏは、ジルコン分解温度を低下させ、ガラスを軟化し、これにより、ガラスに追加のＡｌ_２Ｏ_３を添加することが可能になる。他のアルカリ酸化物（Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、およびＣｓ_２Ｏ）と比べると、Ｌｉ_２Ｏは、Ａｌ_２Ｏ_３の添加により相殺される場合、ガラスの充填密度が増し、イオン交換済みガラスにおける圧縮応力が増すように、所定の温度でガラスの粘度を低下させる。ここに記載されたガラスにおいて、Ｌｉ_２Ｏは、そのガラスの全アルカリ酸化物含有量の少なくとも約２０％を占める。それゆえ、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、いくつかの実施の形態において、０．３≧Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏ。いくつかの実施の形態において、そのガラス中に存在するＮａ_２Ｏの量は、Ｌｉ_２Ｏの量を超える（すなわち、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）＜Ｎａ_２Ｏ（モル％）、またはＬｉ_２Ｏ（モル％）／Ｎａ_２Ｏ（モル％）＜１、いくつかの実施の形態において、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｎａ_２Ｏ（モル％）＜０．７５）。

アルカリ酸化物のＮａ_２Ｏは、前記ガラスのイオン交換による化学強化を達成するために使用される。ここに記載されたガラスはＮａ_２Ｏを含み、これは、例えば、ＫＮＯ_３を含有する溶融塩浴中に存在するカリウム陽イオンと交換されるべきＮａ^＋陽イオンを与える。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、いくつかの実施の形態において、約９モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏを含む。

前記ガラス中のカリウム酸化物の存在には、イオン交換によりガラス物品中に高レベルの表面圧縮応力を達成する能力に悪影響がある。したがって、最初に形成されたままの、ここに記載されたガラスは、Ｋ_２Ｏを含有しない、またはＫ_２Ｏを含まない。しかしながら、カリウム含有溶融塩（例えば、ＫＮＯ_３を含有する）浴中でイオン交換されるときに、Ｋ_２Ｏ（約１モル％未満）を添加してよく、実際の量は、イオン交換条件（例えば、イオン交換浴中のカリウム塩濃度、浴の温度、イオン交換時間、およびＫ^＋イオンがＬｉ^＋および／またはＮａ^＋イオンを置換する程度）による。結果として生じた圧縮層はカリウムを含有する；ガラスの表面近くのイオン交換層は、ガラス表面で１０モル％以上のＫ₂Ｏを含有することがあるのに対し、圧縮層の深さより深い深さでガラスの内部は、カリウムを実質的に含まないままである。

ここに記載されたガラスは、約２モル％から約６モル％までのＺｎＯ、他の実施の形態において、約２モル％から約５モル％までのＺｎＯ、さらに他の実施の形態において、約２．５モル％から約４．５モル％までのＺｎＯを含むことがある。二価酸化物のＺｎＯは、２００ポアズ粘度での温度（２００Ｐ温度、またはＴ^２００Ｐ）を低下させることによって、ガラスの溶融挙動を改善する。ＺｎＯは、Ｐ_２Ｏ_５および／またはＮａ_２Ｏと比べて、ガラスの歪み点の改善においてより有益である。

ＭｇＯが、歪み点に対する同様な効果を達成するために、ＺｎＯの代わりに使用されることがある。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスは、０モル％超から約６モル％までのＭｇＯ、他の実施の形態において、０モル％超から約３モル％のＭｇＯを含む、またはさらに他の実施の形態において、これらのガラスは、０モル％超から約２．５モル％のＭｇＯを含む。ＺｎＯの代わりに、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを含む他のアルカリ土類酸化物も使用してよいが、それらは、ＺｎＯまたはＭｇＯほど、２００ポアズ粘度での溶融温度を低下させるのに効果的ではなく、また歪み点の上昇にも、ＺｎＯおよびＭｇＯほど効果的ではない。それゆえ、ここに記載されたガラスは、いくつかの実施の形態において、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを含まない。

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、当該技術分野で公知のダウンドロー法、例えば、スロットドロー法およびフュージョンドロー法により成形できる。６モル％以下のＬｉ_２Ｏを含有するガラス組成物は、フュージョンドロー法に完全に適合しており、問題なく製造できる。リチウムは、いくつかの実施の形態において、スポジュメンまたは炭酸リチウムのいずれかとして溶融物にバッチ配合してよい。

フュージョンドロー法は、薄いガラスシートの大規模製造に使用されてきた産業技術である。他の平板ガラス製造技術、例えば、フロート法やスロットドロー法と比べると、フュージョンドロー法は、平面度と表面品質が優れた薄いガラスシートを生成する。その結果、フュージョンドロー法は、液晶ディスプレイ用の薄いガラス基板、並びに以下に限られないが、ノートブック型コンピュータ、エンターテイメント機器、タブレット、ラップトップ型コンピュータなどの個人用電子機器向けのカバーガラスの製造において主要な製造技術となってきた。

通常実施されているような、フュージョンドロー法は、典型的に、ジルコンまたは別の耐火材料から製造された「アイソパイプ」としても知られているガラス成形装置を越える溶融ガラスの流れを含む。その溶融ガラスは、２つの面を有する樋中に流れ込み、次に、アイソパイプの上部をその両側から溢れ出て、アイソパイプの底部で融合して、１枚のシートを形成する。ここで、最終的なシートの内部しかアイソパイプと直接接触していない。最終的なガラスシートのどの露出表面も、ドロー過程中にアイソパイプの材料と接触していないので、そのガラスの両方の外面は、それに続く仕上げ、例えば、研磨および／または研削を必ずしも必要とせずに、無垢な品質のものである。

ここに記載されたガラスは、ジルコン製アイソパイプおよびダウンドロー法に使用される他の機械設備に化学的に適合している；すなわち、ガラス溶融物は、ジルコンが分解して、引き伸ばされたガラス中にジルコニアなどの固体含有物を生じるほど、そのアイソパイプおよび機械設備と目に付くほど反応しない。そのような実施の形態において、Ｔ^分解−ジルコンが分解し、ガラス溶融物と反応する温度−は、ガラスまたはガラス溶融物の粘度が３５ｋＰである温度（Ｔ^３５ｋＰ）より高い；すなわち、Ｔ^分解＞Ｔ^３５ｋＰ。

フュージョンドローができるためには、ガラスは、十分に高い液相粘度（すなわち、液相温度での溶融ガラスの粘度）を有さなければならない。いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラスは、少なくとも約２００キロポアズ（ｋＰ）の、他の実施の形態において、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する。

別の態様において、先に記載されたガラスは、強化ガラスを提供するために、化学強化される。ガラスを化学強化するために、イオン交換が広く使用されている。１つの特別な例において、アルカリ陽イオンの供給源（例えば、溶融塩浴、すなわち「イオン交換」浴）内のアルカリ陽イオンは、ガラス内のより小さいアルカリ陽イオンと交換されて、ガラスの表面近くの圧縮応力（ＣＳ）下にある層を形成する。その圧縮層は、その表面からガラス内の層の深さ（ＤＯＬ）または圧縮の深さまで延在する。ここに記載されたガラスにおいて、例えば、以下に限られないが、硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）などのカリウム塩を含む溶融塩浴中にガラスを浸漬することによって、イオン交換中に、陽イオン源からのカリウムイオンが、ガラス内のナトリウムおよびリチウムイオンと交換される。イオン交換過程に使用してよい他のカリウム塩としては、以下に限られないが、塩化カリウム（ＫＣｌ）、硫酸カリウム（Ｋ_２ＳＯ_４）、その組合せなどが挙げられる。ここに記載されたイオン交換浴は、カリウム以外のアルカリイオンおよびその対応する塩を含有してもよい。例えば、そのイオン交換浴は、以下に限られないが、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウムなどのナトリウム塩も含んでよい。

平面のイオン交換済みガラス物品の断面概略図が図１に示されている。ガラス物品１００は、厚さｔ、第一面１１０、および第二面１１２を有し、その厚さｔは、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１５０ｍｍ（１５０μｍ）の範囲、またはいくつかの実施の形態において、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１２５ｍｍ（１２５μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０１０ｍｍ（１０μｍ）から約０．０７５ｍｍ（７５μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０２０ｍｍ（２０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０３０ｍｍ（３０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０４０ｍｍ（４０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０５０ｍｍ（５０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０６０ｍｍ（６０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０７０ｍｍ（７０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲、またはさらに他の実施の形態において、約０．０８０ｍｍ（８０μｍ）から約０．１００ｍｍ（１００μｍ）の範囲にある。図１に示された実施の形態は、平らで平面のシートまたは板としてガラス物品１００を示しているが、ガラス物品は、他の形態、例えば、三次元形状または非平面形態を有してもよい。ガラス物品１００は、第一面１１０からガラス物品１００の内部の層の深さｄ_１まで延在する第１の圧縮層１２０を有する。図１に示された実施の形態において、ガラス物品１００は、第二面１１２から第２の層の深さｄ_２まで延在する第２の圧縮層１２２も有する。ガラス物品１００は、ｄ_１からｄ_２まで延在する中央領域１３０も有する。中央領域１３０は、引張応力または中央張力（ＣＴ）下にあり、これが、層１２０および１２２の圧縮応力と釣り合うまたは対抗する。第１と第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ_１、ｄ_２は、ガラス物品１００の第一面１１０と第二面１１２に対する鋭い衝撃により導入される傷の伝搬からガラス物品１００を保護する一方で、圧縮応力は、第１と第２の圧縮層１２０、１２２の深さｄ_１、ｄ_２を傷が貫通する可能性を最小にする。

１つの実施の形態において、先に記載された組成を有するイオン交換済みガラスの厚さｔは、約１ｍｍである。圧縮層１２０、１２２の各々は、それぞれガラス１００の面１１０、１１２から、３０μｍまでの層の深さｄ_１、ｄ_２まで延在する。各圧縮層は、表面で少なくとも９５０ＭＰａの最大圧縮応力ＣＳを有する。いくつかの実施の形態において、最大圧縮応力は、少なくとも約１０００ＭＰａ、さらに他の実施の形態において、少なくとも約１１００ＭＰａである。特定の実施の形態において、最大圧縮応力は、約９５０ＭＰａから約１２５０ＭＰａの範囲、他の実施の形態において、約１０００ＭＰａから約１２５０ＭＰａの範囲にある。

表１に列挙されたガラスを、異なるイオン交換条件下でイオン交換し、得られた圧縮応力および層の深さを、６８．９６モル％のＳｉＯ_２、０モル％のＢ_２Ｏ_３、１０．２８モル％のＡｌ_２Ｏ_３、１５．２１モル％のＮａ_２Ｏ、０．０１２モル％のＫ_２Ｏ、５．３７モル％のＭｇＯ、０モル％のＣａＯ、および０．１７モル％のＳｎＯ_２の公称組成を有する対照ガラスに得られたものと比較した。イオン交換済み試料の各々は、１ｍｍの厚さおよび１０^１１ポアズの仮想温度を有した。一組の実験において、表１のガラスおよび対照ガラスを、４５分間に亘り４１０℃で純粋な（１００質量％の）ＫＮＯ_３浴中でイオン交換した。これらの実験に関する、最大圧縮応力、圧縮層の深さ、および対照試料に対する圧縮応力の増加百分率が、表３に列挙されている。

第二組のイオン交換実験において、表１のガラスおよび対照ガラスを、８時間に亘り４１０℃で純粋なＫＮＯ_３浴中でイオン交換した。これらの実験に関する、最大圧縮応力、圧縮層の深さ、および対照試料に対する圧縮応力の増加百分率が、表４に列挙されている。

研究したイオン交換条件下において、ここに記載されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスをイオン交換して、対照ガラスに得られたものより実質的に大きい圧縮応力を達成した。例えば、組成Ｇ〜ＰおよびＲに観察された圧縮応力は、４５分間に亘り４１０℃でイオン交換した場合、対照ガラスについて観察された１００７ＭＰａの圧縮応力と比べて、１１００ＭＰａを超えた。

いくつかの実施の形態において、前記イオン交換済みガラスは、約１５０μｍ（０．１５０ｍｍ）以下、または約１２５μｍ（１２５ｍｍ）以下、または約１００μｍ以下の厚さｔを有し、その表面で、少なくとも約９５０ＭＰａ、いくつかの実施の形態において、少なくとも約１０００ＭＰａの最大圧縮応力を有する。いくつかの実施の形態において、これらのガラスにおける圧縮層の深さは約０．２５ｔであり、いくつかの実施の形態において、層の深さは１０μｍ以下である。約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられ、曲げ誘起応力に曝されたときに、これらのイオン交換済みガラスの層の重畳または有効深さ（ガラスの圧縮について）は、曲げの外面で約１μｍ以下である。

図２は、曲げ誘起応力下にあるイオン交換済みガラスシートの概略断面図である。曲げ半径Ｒに曲げられたときに、イオン交換済みガラスシート１００の外面１１０ａは、曲げにより誘起された引張応力に曝され、これにより、外面１１０ａの圧縮層の層の深さが層の有効深さまで減少し、一方で、内面１１２ａは追加の圧縮応力に曝される。ガラスが外面１１０ａで圧縮に曝される層の有効深さは、曲げ半径の増加とともに増し、曲げ半径の減少と共に減る。

薄いガラス板を曲げた場合、曲げ誘起応力は、式：

により与えられ、式中、σはガラスの外面の引張応力であり、Ｅはガラスのヤング率であり、νはポアソン比であり、ｈはガラスの厚さ（図１のｔに相当する）であり、Ｒはガラスの外面の曲げ半径である。曲げ誘起応力は、表２に列挙されたヤング率とポアソン比（ガラスの組成に依存し、半径には依存しない）および７５μｍのガラスの厚さを使用することによって、様々な曲げ半径Ｒついてに計算できる。

その曲げ誘起応力は、イオン交換により生じた圧縮応力と重畳して、図２の厚さｔと内半径ｒの合計である、所定の曲げ半径Ｒについて正味の応力プロファイル（外面に層の有効深さを有する）を生じることができる。図３は、表１に与えられたような組成Ｃを有する７５μｍ厚のガラス試料に決定したこれらの応力の重畳を示す。図３に示されるように、圧縮応力は負（＜０）であり、引張応力は正（＞０）である。ガラスＣの７５μｍ厚の試料の外面（図２の１１０ａ）からの距離の関数としての、イオン交換により生じた応力（Ａ）、曲げ誘起引張応力（Ｂ）、および正味の応力（Ｃ）が、図３にプロットされている。ガラスの外面を３．５８ｍｍの曲げ半径Ｒまで曲げ、その時点で、外面の圧縮層の有効深さは、１０μｍから１μｍまで低下する（図３の３００）。イオン交換プロファイル（Ａ）は、相補誤差関数にしたがい、−９４５ＭＰａの最大圧縮応力および１０μｍの圧縮層の深さを有する。上記式（１）を使用すると、曲げ誘起引張応力は、外面の曲げ半径Ｒが３．５８ｍｍである場合、外面で＋８４２ＭＰａであると計算される。したがって、内面の圧縮応力は、−８４２ＭＰａと等しい。曲げ誘起応力Ｂのプロットは、外面から内面までの距離に関して線形であり、試料の厚さの半分でゼロである（図３の３１０）。これらの応力の重畳は、３．５８ｍｍの外面での曲げ半径Ｒについて、ガラスの外面の圧縮層の有効深さは１μｍまで減少することを示す。

ガラスを注意深く取り扱い、処理すると、外面の傷のサイズは、１μｍ未満に制限でき、それゆえ、層の有効深さは曲げ中に１μｍであるので、ガラスを、曲げ誘起破損に対して耐性にすることができる。１μｍの層の有効深さを有する外面は、典型的に、折り畳み式装置内に保護されているので、この層の深さは、３．５８ｍｍの曲げ半径まで繰り返し曲げられた場合に適していると考えられる。比較において、対照ガラスの重畳は、１μｍの有効深さまでの層の深さの曲げ誘起減少には、３．６７ｍｍの外面でのより大きい曲げ半径Ｒが必要であることを示す。

表１に列挙された７５ｍｍ厚のガラスＣおよびＥ〜Ｌ、および対照ガラスに関するイオン交換データ、並びに圧縮層の有効深さＤＯＬを１０μｍから１μｍに減少させる外面の曲げ半径Ｒが、表５に列挙されている。全ての試料は、７５μｍの厚さを有し、４１０℃で１００％のＫＮＯ_３浴中でイオン交換した。表５の試料ＣおよびＥ〜Ｌのより高い表面圧縮応力により、よりきつい曲げ半径Ｒが可能により、これにより、１μｍの層の有効深さが生じる。

いくつかの実施の形態において、ここに記載されたガラス物品およびイオン交換済みガラスは、消費家電製品、例えば、携帯電話またはスマートフォン、ラップトップ型コンピュータ、タブレットなどの一部を形成する。消費家電製品（例えば、スマートフォン）の概略図が、図４に示されている。消費家電製品４００は、典型的に、前面４１２、背面４１４、および側面４１６を有する筐体４１０を備え、筐体４１０の少なくとも部分的に内部にある、電子部品（図示せず）を含む。その電子部品としては、少なくとも電源、制御装置、メモリ、およびディスプレイ４２０が挙げられる。ディスプレイ４２０は、いくつかの実施の形態において、筐体の前面４１２にまたはそれに隣接して設けられる。ここに記載されたイオン交換済みガラスから作られた、カバーガラス４３０は、そのカバーガラス４３０がディスプレイ４２０の上に配置され、衝撃または打撃により生じる損傷からディスプレイ４２０を保護するように、筐体４００の前面４１２に、またはその上に設けられている。いくつかの実施の形態において、ディスプレイ４２０および／またはカバーガラス４３０は曲げられる。

説明の目的のために、典型的な実施の形態を述べてきたが、先の記載は、本開示の範囲または付随の特許請求の範囲に対する制限と考えるべきではない。したがって、本開示または付随の特許請求の範囲の精神および範囲から逸脱せずに、様々な改変、適用、および代替手段が当業者に想起されるであろう。さらなる例示の実施の形態には、以下がある。

実施の形態１。アルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品であって、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、イオン交換可能である、ガラス物品。

実施の形態２。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面から約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層およびその表面で少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を達成するようにイオン交換可能である、実施の形態１のガラス物品。

実施の形態３。その厚さｔが約１２５μｍ以下である、実施の形態１または２のガラス物品。

実施の形態４。その層の深さが約０．２５ｔ以下である、実施の形態１から３いずれか１つのガラス物品。

実施の形態５。その層の深さが約１０μｍ以下である、実施の形態１から４いずれか１つのガラス物品。

実施の形態６。その圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施の形態１から５いずれか１つのガラス物品。

実施の形態７。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施の形態１から６いずれか１つのガラス物品。

実施の形態８。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する、実施の形態１から７いずれか１つのガラス物品。

実施の形態９。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ジルコン分解温度Ｔ^分解および３５キロポアズ温度Ｔ^３５ｋＰを有し、Ｔ^分解がＴ^３５ｋＰより高い、実施の形態１から８いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１０。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスがダウンドロー可能である、実施の形態１から９いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１１。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含む、実施の形態１から１０いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１２。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含む、実施の形態１から１０いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１３。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、およびＣａＯの内の少なくとも１つを含まない、実施の形態１から１２いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１４。そのガラス物品が、消費家電製品用のカバーガラスの少なくとも一部を形成し、その消費家電製品が、筐体と；その筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電子部品とを含み、その電子部品が、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイを含み、そのディスプレイが、筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられ、そのカバーガラスは、筐体の前面にまたはその上であって、ディスプレイの上に設けられている、実施の形態１から１３いずれか１つのガラス物品。

実施の形態１５。イオン交換済みガラスであって、そのイオン交換済みガラスは、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであり、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスはＰ_２Ｏ_５を含まず、そのイオン交換済みガラスは、ガラスの表面からガラス内の約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層を有し、その圧縮層は、その表面で、少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を有する、イオン交換済みガラス。

実施の形態１６。その最大圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施の形態１５のイオン交換済みガラス。

実施の形態１７。その厚さｔが約１２５μｍ以下であり、そのイオン交換済みガラスの層の深さが約０．２５ｔ以下である、実施の形態１５または１６のイオン交換済みガラス。

実施の形態１８。その層の深さが約１０μｍ以下である、実施の形態１５から１７いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態１９。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、イオン交換済みガラスが約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施の形態１５から１８いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態２０。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含む、実施の形態１５から１９いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態２１。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含む、実施の形態１５から１９いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態２２。そのイオン交換済みガラスが、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、およびＣａＯの内の少なくとも１つを含まない、実施の形態１５から２１いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態２３。そのイオン交換済みガラスが、消費家電製品用のカバーガラスの少なくとも一部を形成し、その消費家電製品が、筐体と；その筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電子部品とを含み、その電子部品が、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイを含み、そのディスプレイが、筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられ、そのカバーガラスは、筐体の前面にまたはその上であって、ディスプレイの上に設けられている、実施の形態１５から２２いずれか１つのイオン交換済みガラス。

実施の形態２４。約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであって、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約１２５μｍ以下の厚さｔを有し、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面での、少なくとも約９５０ＭＰａの圧縮応力、および約０．２５ｔ以下の圧縮層の層の深さを達成するようにイオン交換可能であり、その圧縮層は表面から層の深さまで延在している、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態２５。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏである、実施の形態２４のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態２６。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する、実施の形態２４または２５のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態２７。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ジルコン分解温度Ｔ^分解および３５キロポアズ温度Ｔ^３５ｋＰを有し、Ｔ^分解がＴ^３５ｋＰより高い、実施の形態２４から２６いずれか１つのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態２８。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスがダウンドロー可能である、実施の形態２４から２７いずれか１つのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態２９。その圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施の形態２４から２８いずれか１つのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施の形態３０。そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、そのアルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施の形態２４から２９いずれか１つのアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
アルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品であって、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、イオン交換可能である、ガラス物品。

実施形態２
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面から約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層および前記表面で少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を達成するようにイオン交換可能である、実施形態１に記載のガラス物品。

実施形態３
前記厚さｔが約１２５μｍ以下である、実施形態１または２に記載のガラス物品。

実施形態４
前記層の深さが約０．２５ｔ以下である、実施形態１から３いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態５
前記層の深さが約１０μｍ以下である、実施形態１から４いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態６
前記圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施形態１から５いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態７
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施形態１から６いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態８
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する、実施形態１から７いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態９
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ジルコン分解温度Ｔ^分解および３５キロポアズ温度Ｔ^３５ｋＰを有し、Ｔ^分解がＴ^３５ｋＰより高い、実施形態１から８いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１０
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスがダウンドロー可能である、実施形態１から９いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１１
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含む、実施形態１から１０いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１２
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含む、実施形態１から１０いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１３
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、およびＣａＯの内の少なくとも１つを含まない、実施形態１から１２いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１４
前記ガラス物品が、消費家電製品用のカバーガラスの少なくとも一部を形成し、該消費家電製品が、筐体と；該筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電子部品とを含み、該電子部品が、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが、前記筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられ、前記カバーガラスは、該筐体の前面にまたはその上であって、前記ディスプレイの上に設けられている、実施形態１から１３いずれか１つに記載のガラス物品。

実施形態１５
イオン交換済みガラスであって、該イオン交換済みガラスは、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであり、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスはＰ_２Ｏ_５を含まず、前記イオン交換済みガラスは、該ガラスの表面から該ガラス内の約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層を有し、該圧縮層は、前記表面で、少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を有する、イオン交換済みガラス。

実施形態１６
前記最大圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施形態１５に記載のイオン交換済みガラス。

実施形態１７
前記厚さｔが約１２５μｍ以下であり、前記イオン交換済みガラスの層の深さが約０．２５ｔ以下である、実施形態１５または１６に記載のイオン交換済みガラス。

実施形態１８
前記層の深さが約１０μｍ以下である、実施形態１５から１７いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態１９
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、前記イオン交換済みガラスが約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施形態１５から１８いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態２０
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含む、実施形態１５から１９いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態２１
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含む、実施形態１５から１９いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態２２
前記イオン交換済みガラスが、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、およびＣａＯの内の少なくとも１つを含まない、実施の形態１５から２１いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態２３
前記イオン交換済みガラスが、消費家電製品用のカバーガラスの少なくとも一部を形成し、該消費家電製品が、筐体と；該筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電子部品とを含み、該電子部品が、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが、前記筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられ、前記カバーガラスは、該筐体の前面にまたはその上であって、前記ディスプレイの上に設けられている、実施形態１５から２２いずれか１つに記載のイオン交換済みガラス。

実施形態２４
約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであって、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約１２５μｍ以下の厚さｔを有し、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面での、少なくとも約９５０ＭＰａの圧縮応力、および約０．２５ｔ以下の圧縮層の層の深さを達成するようにイオン交換可能であり、該圧縮層は前記表面から該層の深さまで延在している、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態２５
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６２モル％から約６８モル％のＳｉＯ_２、約１２モル％から約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約６モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約３モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約５モル％のＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏである、実施形態２４に記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態２６
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する、実施形態２４または２５に記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態２７
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ジルコン分解温度Ｔ^分解および３５キロポアズ温度Ｔ^３５ｋＰを有し、Ｔ^分解がＴ^３５ｋＰより高い、実施形態２４から２６いずれか１つに記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態２８
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスがダウンドロー可能である、実施形態２４から２７いずれか１つに記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態２９
前記圧縮応力が少なくとも約１０００ＭＰａである、実施形態２４から２８いずれか１つに記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

実施形態３０
前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、実施形態２４から２９いずれか１つに記載のアルカリアルミノケイ酸塩ガラス。

１００ ガラス物品、イオン交換済みガラスシート
１１０ 第一面
１１０ａ ガラスシートの外面
１１２ 第二面
１１２ａ ガラスシートの内面
１２０ 第１の圧縮層
１２２ 第２の圧縮層
１３０ 中央領域
４００ 消費家電製品
４１０ 筐体
４１２ 前面
４１４ 背面
４１６ 側面
４２０ ディスプレイ
４３０ カバーガラス

Claims (12)

1. アルカリアルミノケイ酸塩ガラスから作られたガラス物品であって、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含み、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、イオン交換可能である、ガラス物品。
2. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面から約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層および前記表面で少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を達成するようにイオン交換可能である、請求項１記載のガラス物品。
3. イオン交換済みガラス物品であって、該イオン交換済みガラスは、約１ｍｍまでの厚さｔを有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、ＭｇＯ、およびＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラスであり、Ｌｉ_２Ｏ（モル％）／Ｒ_２Ｏ（モル％）≧０．２、式中、Ｒ_２Ｏ＝Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｒｂ_２Ｏ＋Ｃｓ_２Ｏであり、前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスはＰ_２Ｏ_５を含まず、前記イオン交換済みガラスは、該ガラスの表面から該ガラス内の約３０μｍまでの層の深さまで延在する圧縮層を有し、該圧縮層は、前記表面で、少なくとも約９５０ＭＰａの最大圧縮応力を有する、イオン交換済みガラス物品。
4. 前記厚さｔが約１２５μｍ以下である、請求項１から３いずれか１項記載のガラス物品。
5. 前記層の深さが約０．２５ｔ以下である、請求項１から４いずれか１項記載のガラス物品。
6. 約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品であって、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を含まず、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、約１２５μｍ以下の厚さｔを有し、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの表面での、少なくとも約９５０ＭＰａの圧縮応力、および約０．２５ｔ以下の圧縮層の層の深さを達成するようにイオン交換可能であり、該圧縮層は前記表面から該層の深さまで延在している、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品。
7. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約３．６ｍｍ以下の曲げ半径に曲げられたときに、該アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約１μｍ以下の層の有効深さを有する、請求項１から６いずれか１項記載のガラス物品。
8. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、少なくとも約５００ｋＰの液相粘度を有する、および
   前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、ジルコン分解温度Ｔ^分解および３５キロポアズ温度Ｔ^３５ｋＰを有し、Ｔ^分解がＴ^３５ｋＰより高い、
   の少なくとも一方を特徴とする、請求項１から７いずれか１項記載のガラス物品。
9. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスがダウンドロー可能である、請求項１から８いずれか１項記載のガラス物品。
10. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、約６０モル％から約７０モル％のＳｉＯ_２、約１０モル％から約１６モル％のＡｌ_２Ｏ_３、約２モル％から約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、約８モル％から約１３モル％のＮａ_２Ｏ、０モル％超から約６モル％のＭｇＯ、および約２モル％から約６モル％のＺｎＯを含む、請求項１から９いずれか１項記載のガラス物品。
11. 前記アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが、Ｂ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、およびＣａＯの内の少なくとも１つを含まない、請求項１から１０いずれか１項記載のガラス物品。
12. 前記ガラス物品が、消費家電製品用のカバーガラスの少なくとも一部を形成し、該消費家電製品が、筐体と；該筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電子部品とを含み、該電子部品が、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイを含み、該ディスプレイが、前記筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられ、前記カバーガラスは、該筐体の前面にまたはその上であって、前記ディスプレイの上に設けられている、請求項１から１１いずれか１項記載のガラス物品。

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