JP2022058744A - 傷つき難い表面を有する積層ガラス物品 - Google Patents
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Abstract
Description
アルミン酸塩ガラスではAl2O3が主要な網状組織形成体であり、ガラスの安定化にCaOと少量のSiO2が使用される。MgOなどの他の酸化物もガラスの安定化を助けることができる。これらのガラスは、市販のイオン交換強化ガラスに比べてヤング率をおおよそ40%向上させることができる。アルミン酸塩ガラス組成物は典型的には、高価な、または稀な原材料を必要とせず、従って種々の実施形態で有利になり得る。アルミン酸塩ガラスでは、クラッドの形成にアルミナのアイソパイプの使用を必要とし得る。またアルミン酸塩ガラスは特に急勾配の粘度曲線を有し、これが圧密(compaction)を最小にするよう作用する。アルミン酸塩ガラスは一般にイオン交換可能ではなく、より高いCTEのコアガラスと組み合わせることによって強化ガラス積層体を提供する実施形態に適し得る。
オキシナイトライドガラスでは、いくつかの2配位酸素アニオンが3配位窒素に置き換えられる。各架橋酸素原子は、ガラスの網状組織の2つの堅い拘束(rigid constraint)に寄与し、一方各窒素は4.5の堅い拘束に寄与する。オキシナイトライドガラスを利用する実施形態はきわめて高いヤング率を有し、ガラス内に取り込まれた窒素の量次第で、市販のイオン交換強化ガラスに比べて例えば最大で約150%から200%のヤング率の増加を実現することができる。オキシナイトライドガラスの色は一般に黒色であり、そのためカバーガラスとしては適していない可能性がある。しかしながら、これらを例えば電話または他の機器の裏打ち基板として使用してもよい。オキシナイトライドガラスは白金に適合しないため、このガラスは非白金の送出系で使用され得る。
希土類/遷移金属ガラスは、少なくとも1つの希土類または転移金属を含む。例えば、いくつかの実施形態においてこのガラスは、Y2O3と、Ta2O5と、La2O3と、TiO2と、これらの組合せとから成る群から選択された化合物を含む。特定のガラスの化学的性質次第で、これらのガラスは、市販のイオン交換強化ガラスに比べて最大で約100%のヤング率の増加を提供することができ、増加がより小さいものは一般に、より高い液相粘度を伴う。硬度を増加させる実施形態で特に関心のある酸化物は、Y2O3、Ta2O5、および/またはLa2O3である。オキシナイトライドガラスは、Y2O3含有ガラスなどイオン交換可能なものでもよく、例えばこれらの組成は、その全体が参照することにより本書に組み込まれる「イオン交換可能な遷移金属含有ガラス(Ion Exchangeable Transition Metal-Containing Glasses)」と題された国際公開第2013/181122号に開示されている。
ベリルガラスはベリリウムを含む。例えば、ベリリウム・アルミノケイ酸塩(ベリル)を含む実施形態は、硬度、透明度、曲げ剛性、熱的安定性、耐熱透明性、および低密度に対して大きな利益をもたらす。
リチウムおよび/またはジルコニウム含有ガラスは、硬度およびヤング率を改善する。例えばいくつかの実施形態において、このガラスは、約20%のヤング率の増加を実現する。このガラスの例は、その全体が参照することにより本書に組み込まれる「情報記憶装置用のダウンドロー可能な化学強化ガラス(Down-Drawable Chemically Strengthened Glass for Information Storage Devices)」と題された2013年5月29日出願の米国特許出願第13/904808号明細書で得ることができる。
[実施形態1]
第1のガラスクラッド層と第2のガラスクラッド層との間にガラスコア層を配置して備えたガラス物品であって、前記第1のガラスクラッド層および前記第2のガラスクラッド層が、アルミン酸塩ガラスと、希土類/遷移金属ガラスと、これらの組合せとから成る群から選択された、クラッドガラスであって、
25モル%超のAl2O3を含み、および
1モル%超のTiO2、
1モル%超のZrO2、または
5モル%超のLiO2を含むクラッドガラスを含むことを特徴とするガラス物品。
[実施形態2]
前記クラッドガラスが、
50モル%超のCaOまたは15モル%未満のSiO2、
を含むことを特徴とする、請求項1記載のガラス物品。
[実施形態3]
前記クラッドガラスが、
1モル%超のY2O3、
1モル%超のLa2O3、または、
1モル%超のTa2O5、
のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1記載のガラス物品。
[実施形態4]
前記コア層がコアガラスを含み、該コアガラスの25℃から300℃の温度範囲に亘って平均化された熱膨張係数が、前記クラッドガラスのものよりも高いことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項記載のガラス物品。
[実施形態5]
第1のガラスクラッド層と第2のガラスクラッド層との間にガラスコア層を配置して備えたガラス物品であって、
前記ガラスコア層は、平均熱膨張係数CTEcoreを有し、
前記第1のガラスクラッド層および前記第2のガラスクラッド層は、前記平均熱膨張係数CTEcore未満の平均熱膨張係数CTEcladを有し、および
前記第1のガラスクラッド層および前記第2のガラスクラッド層は、
(i)約1モル%超のTiO2、または
(ii)約1モル%超のZrO2、または約5モル%超のLiO2の少なくとも1つを含むガラス物品。
[実施形態6]
前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、イオン交換強化されたものである、請求項5記載のガラス物品。
[実施形態7]
前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、圧縮応力を加えられたものである、請求項5記載のガラス物品。
[実施形態8]
前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、SnO2、As2O3、および、Sb2O3の少なくとも1つを、清澄剤として、更に含むものである、請求項5から7のいずれか1項に記載のガラス物品。
[実施形態9]
前記清澄剤は、SnO2を含み、前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、0モル%超、かつ、0.7モル%以下のSnO2を含むものである、請求項8記載のガラス物品。
[実施形態10]
前記ガラスコア層の第1の表面は、前記第1のガラスクラッド層に直接隣接し、該ガラスコア層の第2の表面は、前記第2のガラスクラッド層に直接隣接するものである、請求項5から7のいずれか1項に記載のガラス物品。
[実施形態11]
前記第1のガラスクラッド層と前記ガラスコア層の間に配置された第1の拡散層、または、前記第2のガラスクラッド層と該ガラスコア層の間に配置された第2の拡散層の少なくとも1つを、更に含み、前記第1の拡散層の平均熱膨張係数は、該ガラスコア層の平均熱膨張係数と該第1のガラスクラッド層の平均熱膨張係数の間であり、前記第2の拡散層の平均熱膨張係数は、該ガラスコア層の平均熱膨張係数と該第2のガラスクラッド層の平均熱膨張係数の間である、請求項5から7のいずれか1項に記載のガラス物品。
[実施形態12]
LCD、LED、OLED、および量子ドットディスプレイ、コンピュータモニタ、サウンドバー、および現金自動預け払い機(ATM)を含む、消費者向けまたは市販の電子機器におけるカバーガラスまたはガラス背面板用途、携帯電話、個人用メディアプレイヤ、およびタブレットコンピュータを含む携帯型電子機器用のタッチスクリーンまたはタッチセンサ用途、半導体ウエハを含む集積回路用途、太陽電池用途、建築用ガラス用途、窓、照明、計器、およびヘルメットバイザーを含む自動車または車両用ガラス用途、市販のまたは家庭用器具用途、照明または標識用途、鉄道および航空宇宙用途を含む輸送機関用途、若しくは、抗菌用途への請求項1から11のいずれか1項に記載のガラス物品の使用。
[実施形態13]
請求項1から11のいずれか1項に記載のガラス物品を含む電子装置、建築用ガラス、自動車用はめ込みガラス、車両用ガラス部材、または、器具。
102 ガラスコア層
104a、104b ガラスクラッド層
200 積層フュージョンドロー装置
Claims (14)
- 第1のガラスクラッド層と第2のガラスクラッド層との間にガラスコア層を配置して備えているガラス物品であって、前記第1のガラスクラッド層および前記第2のガラスクラッド層が、オキシナイトライドガラスと、希土類/遷移金属ガラスと、ベリルガラスと、これらの組合せとから成る群から選択された、クラッドガラスを含むことを特徴とするガラス物品。
- 前記クラッドガラスが、
少なくとも約0.1モル%のN、および、
随意的に、少なくとも5モル%の、Li2O、Na2O、またはこれらの組合せ、
を含むことを特徴とする、請求項1記載のガラス物品。 - 前記クラッドガラスが、
約1モル%超のY2O3、
約1モル%超のLa2O3、または、
約1モル%超のTa2O5、
のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項1記載のガラス物品。 - 前記クラッドガラスが、(i)約1モル%超のTiO2、(ii)約1モル%超のZrO2と約5モル%超のLiO2のうちの少なくとも1つ、または(iii)約1モル%超のBeOを含むことを特徴とする、請求項1記載のガラス物品。
- 前記コア層がコアガラスを含み、該コアガラスの25℃から300℃の温度範囲に亘って平均化された熱膨張係数が、前記クラッドガラスのものよりも高いことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項記載のガラス物品。
- 第1のガラスクラッド層と第2のガラスクラッド層との間にガラスコア層を配置して備えたガラス物品であって、
前記ガラスコア層は、平均熱膨張係数CTEcoreを有し、
第1のガラスクラッド層および第2のガラスクラッド層は、前記平均熱膨張係数CTEcore未満の平均熱膨張係数CTEcladを有し、
前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、1モル%超のBeOを含むベリルガラスを含むものであるガラス物品。 - 前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、イオン交換強化されたものである、請求項6記載のガラス物品。
- 前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、圧縮応力を加 えられたものである、請求項6記載のガラス物品。
- 前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、SnO2、As2O3、および、Sb2O3の少なくとも1つを、清澄剤として、更に含むものである、請求項6から8のいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記清澄剤は、SnO2を含み、前記第1のガラスクラッド層、および、前記第2のガラスクラッド層は、0モル%超、かつ、0.7モル%以下のSnO2を含むものである、請求項9記載のガラス物品。
- 前記ガラスコア層の第1の表面は、前記第1のガラスクラッド層に直接隣接し、該ガラ スコア層の第2の表面は、前記第2のガラスクラッド層に直接隣接するものである、請求 項6から8のいずれか1項に記載のガラス物品。
- 前記第1のガラスクラッド層と前記ガラスコア層の間に配置された第1の拡散層、または、前記第2のガラスクラッド層と該ガラスコア層の間に配置された第2の拡散層の少なくとも1つを、更に含み、前記第1の拡散層の平均熱膨張係数は、該ガラスコア層の平均熱膨張係数と該第1のガラスクラッド層の平均熱膨張係数の間であり、前記第2の拡散層 の平均熱膨張係数は、該ガラスコア層の平均熱膨張係数と該第2のガラスクラッド層の平均熱膨張係数の間である、請求項6から8のいずれか1項に記載のガラス物品。
- LCD、LED、OLED、および量子ドットディスプレイ、コンピュータモニタ、サウンドバー、および現金自動預け払い機(ATM)を含む、消費者向けまたは市販の電子機器におけるカバーガラスまたはガラス背面板用途、携帯電話、個人用メディアプレイヤ、およびタブレットコンピュータを含む携帯型電子機器用のタッチスクリーンまたはタッチセンサ用途、半導体ウエハを含む集積回路用途、太陽電池用途、建築用ガラス用途、窓、照明、計器、およびヘルメットバイザーを含む自動車または車両用ガラス用途、市販のまたは家庭用器具用途、照明または標識用途、鉄道および航空宇宙用途を含む輸送機関用途、若しくは、抗菌用途への請求項1から12のいずれか1項に記載のガラス物品の使用。
- 請求項1から12のいずれか1項に記載のガラス物品を含む電子装置、建築用ガラス、自動車用はめ込みガラス、車両用ガラス部材、または、器具。
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