JP5293908B1 - ディスプレイ用カバーガラス、ディスプレイ用カバーガラスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、圧縮応力が大きく且つ圧縮応力深さが深くても、スロークラック割れに対する耐性が高く、且つ加傷強度に強いディスプレイ用カバーガラスを提供する。
本発明は、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上、表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たすディスプレイ用カバーガラスに関する。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
【選択図】なし
本発明は、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上、表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たすディスプレイ用カバーガラスに関する。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
【選択図】なし
Description
本発明は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）などのモバイル機器等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置のカバーガラスなどに好適なディスプレイ用カバーガラスガラスおよび該ディスプレイ用カバーガラスの製造方法に関する。
近年、携帯電話または携帯情報端末（ＰＤＡ）等のフラットパネルディスプレイ装置において、ディスプレイの保護または美観を高めるために、画像表示部分よりも広い領域となるように薄い板状のカバーガラスをディスプレイの前面に配置することが行なわれている。このようなフラットパネルディスプレイ装置に対しては、軽量および薄型化が要求されており、そのため、ディスプレイ保護用に使用されるカバーガラスも薄くすることが要求されている。
しかし、カバーガラスの厚さを薄くしていくと、強度が低下し、使用中または携帯中の落下などによりカバーガラス自身が割れてしまうことがあり、ディスプレイ装置を保護するという本来の役割を果たすことができなくなるという問題があった。
このため従来のカバーガラスは、ガラス板を化学強化することで表面に圧縮応力層を形成しカバーガラスの耐傷性を高めていた（特許文献１）。ガラス基板の機械的強度を高くするためには、ガラス表面に大きな圧縮応力を付与することが必要とされている（特許文献２）。また、機械的強度を高めるために、圧縮応力層を深くすることが提案されている（特許文献３）。
一方、特許文献４には、ガラスの切断性を向上させるために、イオン交換後に、初めの浸漬処理温度より高い温度で浸漬処理した後、熱処理する化学強化ガラスの製造方法が記載されている。また、特許文献５には、ガラスの切断性を向上させるために、イオン交換後に、初めの浸漬処理温度より高い温度に保持する方法が記載されている。
また、特許文献６には、イオン交換処理してガラス表面層に表面圧縮応力層を形成せしめ、ガラスを４８０〜６００℃の温度にて加熱処理を施し、圧縮応力層をガラス表面より内部へ移動させた後、ガラスをイオン交換してガラス表面層に圧縮応力層を形成せしめることを特徴とするイオン交換強化方法が記載されている。
フラットパネルディスプレイ装置は持ち運びをするため、カバーガラスが破壊する場合は落下によりガラス面に石などが当たり、その圧入により入るクラックを起点に破壊することが多いと考えられる。すなわち、カバーガラスの強度といっても、曲げ強度よりも圧入に対する高い耐性が求められる。
実際に、ユーザーがフラットパネルディスプレイ装置を誤って落下させた場合などカバーガラスに衝撃を与えた際に、化学強化したカバーガラスであっても、圧縮応力層を突き抜ける傷を起点にガラスが比較的遅い速度で割れるスロークラックが生じることがある（以下、このようなガラスの割れ方をスロークラック割れと呼ぶ。）。
スロークラック割れは、いわゆるエッジ割れおよび後述するスパイダー割れなどと比較して、より低荷重またはより低所からの落下で発生する点で、従来問題とされてきたものとは顕著に異なる。
スロークラック割れは、破壊起点が圧縮応力層を超えた領域に発生するため（傷の深さは典型的には数十〜数百マイクロメートルで、化学強化による圧縮応力層は数〜数十マイクロメートル）スロークラック割れに強い機械特性を有するカバーガラスを開発する必要がある。
また、圧縮応力層より深い位置において傷が入った際にガラスが粉々になるのを防ぐため、スロークラック割れに強い機械特性とともに、加傷に対する強度（以下、加傷強度ともいう）にも優れたカバーガラスが求められる。
本発明者らは、特許文献２および３に記載のように、圧縮応力を大きくし、圧縮応力深さを大きくすると、スロークラック割れし易くなることを見出した。
一方、特許文献４および特許文献５に記載の方法では、圧縮応力深さを深くすることはできるが、表面の圧縮応力が小さくなるため、加傷強度が低くなるという問題点がある。また、特許文献６に記載の方法では、熱処理の温度がカバーガラスに用いるガラスの転移点より高く、熱処理によりガラスが緩和してしまうため、応力緩和を防ぐという点では十分ではなかった。
したがって、本発明は、圧縮応力が大きく且つ圧縮応力深さが深くても、スロークラック割れに対する耐性が高く、且つ加傷強度に強いディスプレイ用カバーガラスを提供する。
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上、表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たすディスプレイ用カバーガラス。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
２．表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１５μｍ以上である圧縮応力層を有し、板厚が０．８ｍｍ未満であり、サイズが１５０〜３５０ｍｍ×１００〜２５０ｍｍ、且つ質量が１５０〜１０００ｇであるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスであって、表面圧縮応力（ＣＳ）×圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３５ＭＰａ・ｍｍ以下であるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラス。
３．以下の工程（１）〜（３）を順次含む、圧縮応力深さが３０μｍ以上であり且つ表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上であるディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
４．工程（１）および（３）におけるイオン交換処理が、ガラス転移点より５０℃以上低い温度における処理である前項３に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
５．得られるディスプレイ用カバーガラスの圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たし、且つ圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置がガラス表面から８μｍ以上の位置である、前項３または４に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
１．圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上、表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たすディスプレイ用カバーガラス。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
２．表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１５μｍ以上である圧縮応力層を有し、板厚が０．８ｍｍ未満であり、サイズが１５０〜３５０ｍｍ×１００〜２５０ｍｍ、且つ質量が１５０〜１０００ｇであるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスであって、表面圧縮応力（ＣＳ）×圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３５ＭＰａ・ｍｍ以下であるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラス。
３．以下の工程（１）〜（３）を順次含む、圧縮応力深さが３０μｍ以上であり且つ表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上であるディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
４．工程（１）および（３）におけるイオン交換処理が、ガラス転移点より５０℃以上低い温度における処理である前項３に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
５．得られるディスプレイ用カバーガラスの圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たし、且つ圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置がガラス表面から８μｍ以上の位置である、前項３または４に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、表面圧縮応力が高く、かつ圧縮応力深さが深い場合にも高いスロークラック割れに対する耐性を示すとともに、優れた加傷強度を有する。
すなわち、本発明のディスプレイ用カバーガラスは、スロークラック割れおよび加傷強度に強いガラスである。
１．スロークラック割れ
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、スロークラック割れに対して高い耐性を示す。スロークラック割れのメカニズムについて、フラットパネルディスプレイ装置を落下させたときに発生するスロークラック割れを具体例として説明する。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、スロークラック割れに対して高い耐性を示す。スロークラック割れのメカニズムについて、フラットパネルディスプレイ装置を落下させたときに発生するスロークラック割れを具体例として説明する。
図１はフラットパネルディスプレイ装置が落下した際にカバーガラスにスロークラック割れが発生する状況を示す模式図であり、図２はスロークラック割れが発生するメカニズムを模式的に示す図である。また、図３（ａ）はスロークラック割れが発生したタッチセンサ機能付タブレットＰＣの写真を示す図であり、図３（ｂ）は破壊起点を上方から見た拡大写真を示す図、図３（ｃ）は破壊起点を側方から見た写真を示す図である。
フラットパネルディスプレイ装置は、画像表示部を囲うように略矩形状のフレームが設けられ、カバーガラスがフレーム上に支持されている。図１に示すように、タッチセンサ機能付タブレットＰＣ１が地面（アスファルト・コンクリートなど）に落下して、カバーガラス２が下を向いた状態でアスファルト・コンクリート３中の小石４上の砂５等に接触すると、破壊起点Ｏに圧縮応力が作用しカバーガラスの画像表示部側に引張応力が作用する［図２（ａ）］。続いて、破壊起点Ｏには引張応力が作用しクラックＣが伸びて、カバーガラス２が割れる［図２（ｂ）］。
なお、破壊起点は、カバーガラスの中央部に発生することもあるが、フレームによりカバーガラスの撓みが拘束され、破壊起点に生じる応力が大きくなるため、フレームに支持された領域の一部に発生することが多い。このようなカバーガラス２の割れは、地面に落下する場合に限らず、会議室、リビングまたはキッチン等の床面でも発生する。
このときのカバーガラス２の割れは、図３（ｃ）の破断面から明らかなように、圧縮応力層の深さより深い傷が破壊起点となっている。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、破壊起点から一本のクラックが延びてカバーガラスが２つに割れている。この図３（ｃ）に示す破断面をさらに観察すると、圧縮応力層の深さより深い破壊起点の回りには、鏡のように滑らかな鏡面半径（ｍｉｒｒｏｒ ｒａｄｉｕｓ）の長い鏡面（ｍｉｒｒｏｒ）が見られる。
図４は、図３（ｃ）の破断面を模式的に示す図である。破断面には、破壊の過程、すなわち、破壊起点、破壊の進行方向、破壊が緩やかに進んだか、急速に進んだかなどの要因が反映される。このスロークラック割れの破断面解析によれば、鏡面半径の長い鏡面は小さな応力により破壊が進行したことを意味しており、このような滑らかな破断面は、クラックがゆっくり音速に比べてずっと遅い速度で成長したことを意味している。
従って、図３（ｃ）の破断面によれば、カバーガラスには、圧縮応力層の深さより深い起点が形成された後、クラックがゆっくり成長し、小さな応力で破壊が進行したことが分かる。このようなスロークラック割れにより割れたカバーガラスは、割れ破片が数ピース〜（場合によっては）数十ピースになる。
典型的には、２ピースから２０ピースであり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す破壊起点から一本のクラックが延びてカバーガラスが２つに割れた例は、スロークラック割れの象徴的な例である。
スロークラック割れであるか否かは、よりミクロには次のようにして判別される。まず、破壊起点がわかるようなものでなければスロークラック割れとはいえない。また、その破壊起点付近を観察して圧縮応力層を突き抜けるような傷すなわち圧縮応力層深さ（いわゆるＤＯＬ）よりも深い傷が破壊起点であることが確認された場合はスロークラック割れである。また、鏡面半径が長く、破面断面が鏡面でありミストまたはハックルが認められない場合はスロークラック割れである。
次に、スロークラック割れとの対比のため、スロークラック割れではないカバーガラスの割れ方（以下、非スロークラック割れとも呼ぶ。）について説明する。非スロークラック割れとして、ヌープ圧子をガラス表面に押し込んで生じたカバーガラスの割れについて説明する。図５は、非スロークラック割れによるカバーガラスの破壊起点を側方から見た写真を示す図であり、図６は図５の破断面を模式的に示す図である。
この非スロークラック割れの破断面を観察すると、圧縮応力層内に破壊起点が形成され、回りに鏡のように滑らかな鏡面半径の短い鏡面が見られ、さらに鏡面の回りには、ミスト面（ｍｉｓｔ）が存在する。この非スロークラック割れの破断面解析によれば、鏡面半径の短い鏡面は大きな応力により破壊が進行したことを意味し、ミスト面は、クラックが急速に成長したことを意味している。
従って、図５の破断面によれば、カバーガラスには、圧縮応力層の深さより浅い破壊起点が形成された後、大きな応力で破壊が進行しクラックが急速に成長したことが分かる。非スロークラック割れが生じると、カバーガラスは図７に示すように、蜘蛛の巣状に延びた複数のクラックにより複数（２０枚以上）のガラス片となる（以下、このような割れ方をスパイダー割れとも呼ぶ。）。このように、スロークラック割れと非スロークラック割れとは、全く異なるモードで破壊が生じていることが分かる。
非スロークラック割れについては、破壊起点が圧縮応力層内に発生するため、これを防ぐためには表面圧縮応力を大きくすることや圧縮応力層を深くすることが効果的である。しかし、スロークラック割れについては、破壊起点が圧縮応力層を超えた領域、即ち引張応力層に発生するため（傷の深さは典型的には数十〜数百マイクロメートルで、化学強化による圧縮応力層が数〜数十マイクロメートル）、スロークラック割れの発生しやすいタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスにおいては、スロークラック割れにも強い機械特性を有するカバーガラスを選択する必要がある。
そこで、本発明者らは、このスロークラック割れを再現するための方法として、以下に説明するサンドペーパー落球試験を見出した。そして、そのサンドペーパー落球試験から、閾値を求め、閾値以上のカバーガラスをタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスとすることで、薄型化しつつもスロークラック割れに強いタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスを提供することを可能とした。
サンドペーパー落球試験は、図８に示すように、表面に圧縮応力層が形成された化学強化ガラス１０を基台１１上に配置し、圧縮応力層の深さ以上の大きさの研磨材を含むサンドペーパー１２の擦り面１２ａに化学強化ガラス１０を接触させ、鉄球等の球体１３を上方から落下させるものである。
このとき、サンドペーパー１２は、好ましくは化学強化ガラス１０の上方に配置され、化学強化ガラス１０の上面１０ａがサンドペーパー１２の擦り面１２ａと接触しており、球体１３がサンドペーパー１２の擦り面１２ａとは反対側の面１２ｂに落下する。
基台１１としては、花崗岩のような硬い石から形成されることが好ましい。これにより、破壊起点となる傷が発生しやすいフレームに支持されたカバーガラスの領域と同じように、応力の逃げ場を排除することができる。ただし、基台１１の材質は弾性率またはたわみを目的にあわせて変更することができ、ストレート材、ガラス、中央がくりぬかれたフレーム等、適宜選択することができる。
本発明におけるサンドペーパーは研磨紙（紙やすり、ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６年）に限られず基材に研磨材が接着剤によって塗装されたもの、あるいはそれに相当するものを含み、たとえば研磨布（ＪＩＳ Ｒ６２５１：２００６年）、耐水研磨紙（ＪＩＳ Ｒ６２５３：２００６年）などを含む。
サンドペーパー１２には、含まれる研磨材の粒度に応じてＰ１２〜Ｐ２５００番が存在する（ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６年）。研磨材は、典型的には、アルミナ、炭化ケイ素である。アスファルト・コンクリートに含まれる砂の粒径を０．０６ｍｍ〜１ｍｍと想定すると、サンドペーパー１２に含まれる研磨材の粒度としてＰ３０〜Ｐ６００が概ねこれと対応する。
例えば、圧縮応力層の深さを３０μｍと想定すると、圧縮応力層の深さよりも大きい研磨材を含むサンドペーパーとしては、Ｐ３０（Ｄ３：７１０μｍ）、Ｐ１００（Ｄ３：１８０μｍ）、Ｐ３２０（ｄ３：６６．８μｍ）、Ｐ６００（ｄ３：４３．０μｍ）などのサンドペーパーが選択される。
球体１３の材質や重量は目的にあわせて変更可能であるが、典型的には、ステンレス鋼製の４〜１５０ｇのステンレス球が用いられる。
このように基台１１上に配置された化学強化ガラス１０に、球体１３を落下させることで、化学強化ガラス１０にはサンドペーパー１２に含まれる研磨材により、上面１０ａ側の圧縮応力層より深いところに破壊起点Ｏが発生する。
このとき、破壊起点Ｏに圧縮応力が作用しその周りに引張応力が作用する［図９（ａ）］。続いて、破壊起点Ｏには引張応力が作用しクラックＣが伸びて、カバーガラスが割れる［図９（ｂ）］。即ち、破壊起点の面が上面と下面の違いはあるが、図２（ａ）及び（ｂ）で説明したスロークラック割れと同じメカニズムで割れが発生する。
図１０（ａ）は、化学強化ガラス１０を花崗岩からなる基台上に配置し、Ｐ３０のサンドペーパー１２の擦り面に化学強化ガラス１０の上面を接触させた状態で、Φ０．７５インチ、４ｇのステンレス鋼からなる球体１３を高さ１７ｍｍから落下させてスロークラック割れが発生したカバーガラスの写真を示す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の破壊起点を側方から見た写真を示す図である。
化学強化ガラスは、一本のクラックが延びてカバーガラスが２つに割れており、また図１０（ｂ）は図３（ｃ）と同様の破断面を示しており、スロークラック割れと同じメカニズムで割れが発生していることが分かる。
図１１（ａ）はＰ３０のサンドペーパーの拡大写真であり、図１１（ｂ）は、アスファルト・コンクリート（横浜にて採取）の拡大写真であり、図１１（ｃ）は、Ｐ３０のサンドペーパー先端の角度分布と砂の先端の角度分布を示すグラフである。
図１１（ｃ）は、それぞれサンドペーパーを１４４箇所、砂を１４９箇所観測し、サンドペーパー又は砂の先端角度を横軸に、頻度を縦軸に示したものである。本発明では、Ｐ３０のサンドペーパーに含まれる研磨材としてのアルミナと、アスファルト・コンクリートに含まれる小石等の形状の近似性から、Ｐ３０のサンドペーパーを選択する。
２．ディスプレイ用カバーガラス
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上であり、４０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。圧縮応力深さが３０μｍ未満であると、ガラスの傷が深い場合にガラスが割れやすい。圧縮応力深さは、実施例において後述する方法により測定する。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上であり、４０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。圧縮応力深さが３０μｍ未満であると、ガラスの傷が深い場合にガラスが割れやすい。圧縮応力深さは、実施例において後述する方法により測定する。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、表面圧縮応力（ＣＳ）が３００ＭＰａ以上であり、３５０ＭＰａ以上であることが好ましく、４００ＭＰａ以上であることがより好ましい。表面圧縮応力が３００ＭＰａ未満であると、ディスプレイ用カバーガラスに要求される十分な強度が保持できない。表面圧縮応力は実施例において後述する方法により測定する。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、１０μｍ以上の位置であることが好ましく、１２μｍ以上の位置であることがより好ましい。圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ未満の位置であると、傷に対する強度が不十分である。圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置は、実施例において後述する方法により測定する。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たす。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
表面圧縮応力（ＣＳ）、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）、および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）の関係を、図１２を用いて説明する。図１２に示すグラフの横軸はガラス表面からガラス内部に向かった距離を表し、縦軸は圧縮応力を正とした応力値である。負の値は引っ張り応力であることを示す。
ここで、表面圧縮応力（ＣＳ）はガラス表面での圧縮応力であり、この値が３００ＭＰａ以上である。また、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）は、ガラス表面から応力が圧縮である領域、つまりは図１２において、応力値が正から負に変わる深さを表す。また、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）は、表面の圧縮応力の半分となる応力値が、ガラス内部のどの深さにあるかを表す。
ＨＷ／ＤＯＬが低くなるほど傷に対する耐性が不十分となり、加傷強度が低下することとなる。また、図１３は、Ｆｉｃｋの法則に従った応力分布を持った場合の表面圧縮応力（ＣＳ）、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）およびスロークラック割れ高さの関係であり、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）を大きくし、表面圧縮応力（ＣＳ）を大きくすると、スロークラック割れ高さが低くなることから、ＨＷ／ＤＯＬが高くなるほどスロークラック割れ高さに対する耐性が低下することとなる。
式（Ｉ）はカバーガラスのスロークラック割れ高さに対する耐性を高め、且つ十分な加傷強度が得られるプロファイルを表すものである。式（Ｉ）において、ＨＷ／ＤＯＬは０．０５以上であり、０．０８以上であることが好ましく、０．１以上であることがより好ましい。
ＨＷ／ＤＯＬが０．０５未満であると、加傷強度が不十分となり、圧縮応力層より深い位置においてガラスに傷が入った際にガラスが割れるおそれがある。なお、加傷強度は、実施例において後述する三点曲げ試験により評価することができる。
また、式（Ｉ）において、ＨＷ／ＤＯＬは０．２３以下であり、０．２１以下であることが好ましい。ＨＷ／ＤＯＬが０．２３を超えると、スロークラック割れが発生し易くなる。
ディスプレイ用カバーガラスのＨＷ／ＤＯＬを０．０５以上０．２３以下とする方法としては、具体的には、例えば、後述するように、下記工程（１）〜（３）を順次含む方法でガラスを処理し、且つ圧縮応力深さを３０μｍ、表面圧縮応力を３００ＭＰａ以上とする方法が挙げられる。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、板厚が１．２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．８ｍｍ以下、特に好ましくは０．６ｍｍ以下である。
本発明のディスプレイ用カバーガラスは、特に、タッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスに典型的に見られるスロークラック割れの発生を抑制することができ、より大きな効果を得ることができるが、これに限定されず、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、携帯電話、携帯情報端末、デスクトップＰＣまたはラップトップＰＣ等のフラットパネルディスプレイ装置に用いてもよい。
３．タッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラス
タッチセンサ機能付タブレットＰＣは立てかけて使用されることが多く、使用者が誤ってタッチセンサ機能付タブレットＰＣを倒してしまった場合など通常は割れるほどではない衝撃をカバーガラスに与えた際に、化学強化したカバーガラスであっても、割れが発生することが報告されている。この割れはスロークラック割れであると考えられる。
タッチセンサ機能付タブレットＰＣは立てかけて使用されることが多く、使用者が誤ってタッチセンサ機能付タブレットＰＣを倒してしまった場合など通常は割れるほどではない衝撃をカバーガラスに与えた際に、化学強化したカバーガラスであっても、割れが発生することが報告されている。この割れはスロークラック割れであると考えられる。
このようなスロークラック割れは従来問題にされていなかったものであり、これをより起こりにくくすることが求められている。また、タッチセンサ機能付タブレットＰＣは携帯電話または携帯情報端末に比べてサイズが大きいので、軽量化のためガラスをより薄くすることが求められており、実際そのカバーガラスとしては厚みが０．６ｍｍのものが使用されている。その結果、タッチセンサ機能付タブレットＰＣにおいてスロークラック割れの問題が顕著なものとなっている。
スロークラック割れがタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスに顕著な問題となるのは、次の理由による。例えば、ＰＤＰ、ＬＣＤ、デスクトップＰＣ、またはラップトップＰＣなどはテレビ台や机において使用するものであるため、圧縮応力層を突き抜ける傷を生じさせるような物質と接触するおそれが低く、また、カバーガラスにスロークラック割れが発生するほどの衝撃が与えられるおそれは少なく、そのためスロークラック割れが比較的発生しにくい。
一方で、携帯電話または携帯情報端末などは、ユーザーが持ち歩くものであるため、圧縮応力層を突き抜ける傷を生じさせるような物質と接触するおそれが高く、また、落下等により衝撃が与えられるおそれが高い。
しかしながら、携帯電話または携帯情報端末などは、サイズが小さく、高所から落下することが多いため、誤って落下させた場合に、エッジを起点にした衝撃割れ（典型的にはガラスが粉々になる）の発生が支配的である。そのため、携帯電話または携帯情報端末などにおいてもスロークラック割れは比較的発生しにくい。
これに対し、タッチセンサ機能付タブレットＰＣにおいては、サイズが１５０〜３５０ｍｍ×１００〜２５０ｍｍ、且つ、質量が１５０〜１０００ｇであり、携帯電話または携帯情報端末などに比べてサイズが大きく質量が重いにもかかわらず、ユーザーが持ち歩くものである。
なお、サイズとは、ディスプレイ面の面積をいい、サイズが１５０〜３５０ｍｍ×１００〜２５０ｍｍとは、縦または一辺が１５０〜３５０ｍｍ、横または他の一辺が１００〜２５０ｍｍであることを意味する。
使用方法の例としては、例えば、キッチンでタッチセンサ機能付タブレットＰＣを立てかけて、レシピを見ながら料理をする、または会議室でタッチセンサ機能付タブレットＰＣを立てかけて、資料を見ながら打合せをするなどの使われ方がされている。
従って、タッチセンサ機能付タブレットＰＣを誤って、落下させてしまった場合または倒してしまった場合に、タッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスは、携帯電話や携帯情報端末に比べ、ガラスの面積が大きいため破壊起点との接触可能性が高く、ガラスが薄いため化学強化時の内部引張応力が高く、製品が重いためひざの上からなど比較的低い高さから落とす場合でもその時に発生する衝撃エネルギーが高くなり、それゆえ表面圧縮応力層を突き抜けるキズが生じやすく、スロークラック割れが発生しやすい。
図１３に示すように、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）を大きくし、表面圧縮応力（ＣＳ）を大きくすると、スロークラック割れ高さが低くなる。したがって、圧縮応力を低くし、且つ表面圧縮応力深さを低くすることにより、タッチセンサ機能付タブレットＰＣのスロークラック割れに対する耐性を高めることができる。
より具体的には、表面圧縮応力および圧縮応力深さの積（ＤＯＬ×ＣＳ）の値を３５ＭＰａ・ｍｍ以下、好ましくは３０ＭＰａ・ｍｍ以下、より好ましくは２５ＭＰａ・ｍｍ以下とすることにより、スロークラック割れに対する耐性の高いタッチセンサ機能付タブレットＰＣとなる。
表面圧縮応力および圧縮応力深さの積（ＤＯＬ×ＣＳ）の値を３５ＭＰａ・ｍｍ以下とする方法としては、例えば、イオン交換処理の処理温度および処理時間を調整する方法、溶融塩を調整する方法またはガラス組成を調整する方法が挙げられる。
本発明のセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスは、加傷性を高めるために、化学強化を行った際の圧縮応力層の深さが、１５μｍ以上であり、２０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。また、表面圧縮応力は、３００ＭＰａ以上であり、４００ＭＰａ以上が好ましく、５００ＭＰａ以上がより好ましい。
４．ディスプレイ用カバーガラスの製造方法
本発明のディスプレイ用カバーガラスの製造方法では、化学強化処理工程以外は特に限定されず適切に選択すればよく、典型的には従来公知の工程を適用できる。
本発明のディスプレイ用カバーガラスの製造方法では、化学強化処理工程以外は特に限定されず適切に選択すればよく、典型的には従来公知の工程を適用できる。
例えば、各成分の原料を後述する組成となるように調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。バブリング、撹拌、清澄剤の添加等によりガラスを均質化し、従来公知の成形法により所定の厚さのガラス板に成形し、徐冷する。
ガラスの成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法およびダウンドロー法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好ましい。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好ましい。
成形したガラスを必要に応じて研削および研磨処理し、化学強化処理をした後、洗浄および乾燥する。
（ガラスの組成）
化学強化処理に供するガラスとしては、イオン半径の小さなアルカリイオン（例えば、イオン半径がカリウムより小さいアルカリ金属イオン、またはナトリウムより小さいアルカリ金属イオン）を含有するガラスを用いる。当該ガラスの組成は、表面圧縮応力を十分付与するとともに、圧縮応力層の厚みを短時間で入れることができるようにするという観点から、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、およびＭｇＯ、または、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、およびＭｇＯを含むことが好ましい。
化学強化処理に供するガラスとしては、イオン半径の小さなアルカリイオン（例えば、イオン半径がカリウムより小さいアルカリ金属イオン、またはナトリウムより小さいアルカリ金属イオン）を含有するガラスを用いる。当該ガラスの組成は、表面圧縮応力を十分付与するとともに、圧縮応力層の厚みを短時間で入れることができるようにするという観点から、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、およびＭｇＯ、または、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、およびＭｇＯを含むことが好ましい。
ＳｉＯ２は、ガラス骨格を形成する必須成分である。
Ｎａ２Ｏは、イオン交換処理において主としてカリウムイオンと置換されることによってガラスを化学強化するとともに、熱膨張係数を制御し、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換処理において主としてナトリウムイオンと置換されることによってガラスを化学強化するとともに、熱膨張係数を制御し、ガラスの高温粘度を低下させて溶融性や成形性を高める成分である。
Ａｌ２Ｏ３は、Ｔｇ、耐候性、ヤング率を高くする効果を有し、さらにガラス表面のイオン交換性能を向上させる成分である。
ＭｇＯは、ガラスを傷つきにくくするとともに、ガラスの溶解性を向上させる成分である。
ＺｒＯ２は、イオン交換速度を向上させ、ガラスの化学的耐久性や硬さを向上させる成分であり、含有した方が好ましい場合がある。
また、化学強化処理に供するガラスとしては、例えば、以下の組成のガラスが使用される。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス
（ｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を５〜１５％、ＭｇＯを０〜１２％、ＣａＯを０〜３％、ＺｒＯ２を０〜３％、Ｌｉ２Ｏを１０〜２０％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが２５％以下、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５〜１．０であるガラス
（ｖｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６１〜７２％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１７％、Ｌｉ２Ｏを６〜１８％、Ｎａ２Ｏを２〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＭｇＯを０〜６％、ＣａＯを０〜６％、ＴｉＯ２を０〜４％、ＺｒＯ２を０〜２．５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが１５〜２５％、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５〜０．８、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が０〜９％であるガラス
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を５０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を２〜２５％、Ｌｉ２Ｏを０〜１０％、Ｎａ２Ｏを０〜１８％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％およびＺｒＯ２を０〜５％を含むガラス
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を５０〜７４％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１０％、Ｎａ２Ｏを６〜１４％、Ｋ２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ２を０〜５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６８〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を４〜１０％、Ｎａ２Ｏを５〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ２を０〜１％含有するガラス
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜４％、Ｎａ２Ｏを７〜１５％、Ｋ２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス
（ｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を５〜１５％、ＭｇＯを０〜１２％、ＣａＯを０〜３％、ＺｒＯ２を０〜３％、Ｌｉ２Ｏを１０〜２０％、Ｎａ２Ｏを０〜８％、Ｋ２Ｏを０〜５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが２５％以下、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．５〜１．０であるガラス
（ｖｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ２を６１〜７２％、Ａｌ２Ｏ３を８〜１７％、Ｌｉ２Ｏを６〜１８％、Ｎａ２Ｏを２〜１５％、Ｋ２Ｏを０〜８％、ＭｇＯを０〜６％、ＣａＯを０〜６％、ＴｉＯ２を０〜４％、ＺｒＯ２を０〜２．５％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計Ｒ２Ｏが１５〜２５％、Ｌｉ２Ｏの含有量とＲ２Ｏの比Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．３５〜０．８、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が０〜９％であるガラス
（化学強化処理）
化学強化処理とは、ガラスの表面のイオン半径が小さいアルカリイオン（例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン）をイオン半径の大きなアルカリイオン（例えば、カリウムイオン、または、ナトリウムイオン）に置換する処理をいう。例えば、ナトリウムイオンを含有するガラスを、カリウムイオンを含む溶融処理塩で処理することにより行うことができる。また、リチウムイオンを含有するガラスを、ナトリウムイオンを含む溶融処理塩で処理することにより行うことができる。このようなイオン交換処理が行われることにより、ガラス表面の圧縮応力層の組成はイオン交換処理前の組成と若干異なるが、基板深層部の組成はイオン交換処理前の組成とほぼ同じである。
化学強化処理とは、ガラスの表面のイオン半径が小さいアルカリイオン（例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン）をイオン半径の大きなアルカリイオン（例えば、カリウムイオン、または、ナトリウムイオン）に置換する処理をいう。例えば、ナトリウムイオンを含有するガラスを、カリウムイオンを含む溶融処理塩で処理することにより行うことができる。また、リチウムイオンを含有するガラスを、ナトリウムイオンを含む溶融処理塩で処理することにより行うことができる。このようなイオン交換処理が行われることにより、ガラス表面の圧縮応力層の組成はイオン交換処理前の組成と若干異なるが、基板深層部の組成はイオン交換処理前の組成とほぼ同じである。
本発明のディスプレイ用カバーガラスの製造方法は、以下の工程（１）〜（３）を順次含む。本発明の製造方法により得られるディスプレイ用カバーガラスは圧縮応力深さが３０μｍ以上であり、且つ表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上である。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
以下、各工程について説明する。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
以下、各工程について説明する。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
工程（１）は、化学強化処理に供するガラスをそのガラス中に含まれるアルカリ金属イオン（例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン）よりイオン半径の大きなアルカリ金属イオンを含む溶融塩（例えば、カリウム塩、または、ナトリウム塩）とガラスの転移温度を超えない温度域で接触させて、ガラス中のアルカリ金属イオンとアルカリ金属塩のイオン半径の大きなアルカリ金属塩とをイオン交換させ、アルカリ金属イオンの占有面積の差によりガラス表面に圧縮応力を発生させ圧縮応力層を形成する工程である。
工程（１）は、化学強化処理に供するガラスをそのガラス中に含まれるアルカリ金属イオン（例えば、ナトリウムイオン、または、リチウムイオン）よりイオン半径の大きなアルカリ金属イオンを含む溶融塩（例えば、カリウム塩、または、ナトリウム塩）とガラスの転移温度を超えない温度域で接触させて、ガラス中のアルカリ金属イオンとアルカリ金属塩のイオン半径の大きなアルカリ金属塩とをイオン交換させ、アルカリ金属イオンの占有面積の差によりガラス表面に圧縮応力を発生させ圧縮応力層を形成する工程である。
ガラスとアルカリ金属イオンを含む溶融塩とを接触させる処理温度および処理時間は、ガラスおよび溶融塩の組成に応じて適宜調整する。溶融塩の加熱温度は、通常３５０℃以上が好ましく、３７０℃以上がより好ましい。また、通常５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましい。
溶融塩の加熱温度を３５０℃以上とすることにより、イオン交換速度の低下により化学強化が入りにくくなるのを防ぐ。また、５００℃以下とすることにより溶融塩の分解・劣化を抑制することができる。
ガラスを溶融塩に接触させる時間は、十分な圧縮応力を付与するためには、通常１０分以上が好ましく、１５分以上がより好ましい。また、長時間のイオン交換では、生産性が落ちるとともに、緩和により圧縮応力値が低下するため、１２時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、２時間以下がさらに好ましい。
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
工程（２）は、工程（１）で得られたガラス表面に圧縮応力層を形成したガラスを加熱処理することにより、表面の圧縮応力層に存在するより大きなアルカリ金属イオン、例えば、カリウムイオンをガラスの表面からガラス内部に移動させることにより、圧縮応力層をガラス表面からガラス内部に移動させる工程である。
工程（２）は、工程（１）で得られたガラス表面に圧縮応力層を形成したガラスを加熱処理することにより、表面の圧縮応力層に存在するより大きなアルカリ金属イオン、例えば、カリウムイオンをガラスの表面からガラス内部に移動させることにより、圧縮応力層をガラス表面からガラス内部に移動させる工程である。
圧縮応力層がガラス表面からガラス内部に移動することにより、ガラス表面の圧縮応力が低下するが、ガラス表面から好ましくは０〜２０μｍの層に、好ましくは５０μｍ以上の圧縮応力層が形成される。
ガラスを加熱処理する温度はガラス転移点より５０℃以上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは１００℃以上低い温度とする。ガラス転移点より５０℃以上低い温度でガラスを加熱処理することにより、ガラスの応力緩和を防ぐことができる。
ガラスを加熱処理する時間は、加熱処理温度により適宜調整することが好ましく、通常３０分〜２０００分であることが好ましく、３０〜３００分であることがより好ましい。
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程
工程（３）は工程（２）で得られたガラスをイオン交換することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する工程である。工程（３）において再度イオン交換することにより、ガラス表面およびその内部に圧縮応力層を形成することができる。
工程（３）は工程（２）で得られたガラスをイオン交換することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する工程である。工程（３）において再度イオン交換することにより、ガラス表面およびその内部に圧縮応力層を形成することができる。
工程（３）のイオン交換処理は工程（１）において上述したイオン交換処理と同様の方法により行ってもよいし、別の方法であってもよい。また、別の溶融塩を用いてもよい。
本発明の製造方法における工程（１）〜（３）は、連続的な工程、例えばガラス板製造工程において連続的に移動するガラスリボンに対してオンラインで順次行ってもよいし、または非連続的にオンラインで行ってもよい。
イオン交換処理を行うための溶融塩は、少なくともカリウムイオン、または、ナトリウムイオンを含む処理塩を用いることが好ましい。このような処理塩としては、例えば、硝酸カリウム、または、硝酸ナトリウムが好適に挙げられる。なお、以下では特に断らない限り各成分の含有量は質量百分率で表示する。
また、混合溶融塩には、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、硫酸ナトリウムおよび硫酸カリウム等のアルカリ硫酸塩、並びに塩化ナトリウムおよび塩化カリウム等のアルカリ塩化塩などが挙げられる。
上記工程（１）〜（３）を順次含む本発明の製造方法により得られる圧縮応力深さが３０μｍであり、且つ表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上であるディスプレイ用カバーガラスは、上記式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（評価方法）
（１）表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）
表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、折原製作所製ガラス表面応力計（ＦＳＭ−６０００ＬＥ）を用いて測定した。
（１）表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）
表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）は、折原製作所製ガラス表面応力計（ＦＳＭ−６０００ＬＥ）を用いて測定した。
（２）表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）、引張応力
表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）、引張応力は、複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏ（東京インスツルメンツ社製）により、化学強化ガラスの化学強化層に光を通すことで表面圧縮応力層のリタデーションを計測し、ガラスの光弾性定数を用いて、算出した。
表面圧縮応力（ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）、引張応力は、複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏ（東京インスツルメンツ社製）により、化学強化ガラスの化学強化層に光を通すことで表面圧縮応力層のリタデーションを計測し、ガラスの光弾性定数を用いて、算出した。
（３）スロークラック割れ高さ
スロークラック割れ高さは、サンドペーパー落球試験により測定した。サイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍに切断した化学強化ガラスを１５枚用意し、１５枚のガラスを順次花崗岩からなる基台上に配置し、Ｐ３０（ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６年）のサンドペーパーの擦り面にガラスの上面を接触させた状態で、Φ０．７５インチ、２８ｇまたは４ｇのステンレス鋼からなる球体を上方から落下させ、破壊時の落球高さの単純平均を算出して平均破壊高さとした。
スロークラック割れ高さは、サンドペーパー落球試験により測定した。サイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍに切断した化学強化ガラスを１５枚用意し、１５枚のガラスを順次花崗岩からなる基台上に配置し、Ｐ３０（ＪＩＳ Ｒ６２５２：２００６年）のサンドペーパーの擦り面にガラスの上面を接触させた状態で、Φ０．７５インチ、２８ｇまたは４ｇのステンレス鋼からなる球体を上方から落下させ、破壊時の落球高さの単純平均を算出して平均破壊高さとした。
（４）三点曲げ強度
三点曲げ強度は、スパン３０ｍｍ、クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／分の条件で３点曲げ試験の方法で行った。厚みが１ｍｍ、大きさが５ｍｍ×４０ｍｍで両面を酸化セリウムで鏡面研磨したガラス板を化学強化した後、各ガラス板の中心に温度２０〜２８℃、湿度４０〜６０％の条件で、ビッカース硬度計を用いて２０ｋｇｆ＝１９６Ｎの力でビッカース圧子を打ち込み、圧痕を形成し、曲げ強度（単位：ＭＰａ）を測定した。
三点曲げ強度は、スパン３０ｍｍ、クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／分の条件で３点曲げ試験の方法で行った。厚みが１ｍｍ、大きさが５ｍｍ×４０ｍｍで両面を酸化セリウムで鏡面研磨したガラス板を化学強化した後、各ガラス板の中心に温度２０〜２８℃、湿度４０〜６０％の条件で、ビッカース硬度計を用いて２０ｋｇｆ＝１９６Ｎの力でビッカース圧子を打ち込み、圧痕を形成し、曲げ強度（単位：ＭＰａ）を測定した。
（５）スロークラック割れ高さとＣＳ×ＤＯＬとの相関関係
フロート法で製造した、以下に示す組成の化学強化用ガラスをサイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍに切り分けたあと、＃１０００の砥石を用いて研削し、その後酸化セリウムを用いて研磨して表面を鏡面とし、厚みが１ｍｍの板状ガラスとした。
化学強化用ガラスの組成：モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を７２．５％、Ａｌ２Ｏ３を６．２％、ＭｇＯを８．５％、Ｎａ２Ｏを１２．８％。
フロート法で製造した、以下に示す組成の化学強化用ガラスをサイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍに切り分けたあと、＃１０００の砥石を用いて研削し、その後酸化セリウムを用いて研磨して表面を鏡面とし、厚みが１ｍｍの板状ガラスとした。
化学強化用ガラスの組成：モル％で表示した組成で、ＳｉＯ２を７２．５％、Ａｌ２Ｏ３を６．２％、ＭｇＯを８．５％、Ｎａ２Ｏを１２．８％。
その後、得られたガラスを、硝酸カリウム塩を用いてイオン交換処理した後、得られた化学強化ガラスの物性を評価した。圧縮等力と圧縮応力深さは折原製作所製ガラス表面応力計（ＦＳＭ−６０００ＬＥ）を用いて測定した。その結果を表１および図１３に示す。
表１および図１３に示すように、ガラスの圧縮応力を大きくするとともに圧縮応力深さを大きくすると、スロークラック割れし易くなることがわかった。
表２に示す組成の化学強化用ガラスをサイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍに切り分けたあと、＃１０００の砥石を用いて研削し、その後酸化セリウムを用いて研磨して表面を鏡面とし、厚みが１ｍｍの板状ガラスとした。
その後、得られたガラスを表３〜４に示す条件にて処理した後、得られた化学強化ガラスの物性を評価した。その結果を表３〜４に示す。なお、圧縮応力、圧縮応力深さ、引っ張り応力は複屈折イメージングシステムＡｂｒｉｏ（東京インスツルメンツ社製）により測定した。表３〜４において、「ＨＷ」とは、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（μｍ）である。
また、図１４に、例７〜１３について、横軸をＣＳ×ＤＯＬとし、縦軸をスロークラック割れ高さとしてプロットした結果を示す。図１４において、●は例９、１０、１２、１３を、○は例７、８、１１をプロットした結果である。
表３に示すように、ＨＷ／ＤＯＬが０．０５未満である例３および例６は、ＨＷ／ＤＯＬが０．０５以上である場合と比較して、３点曲げ強度が低かった。また、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３超えである例１、２、５は、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３以下である例４と比較して、スロークラック割れ高さが低かった。
また、図１４に示すように、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３以下である例９、１０、１２、１３、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３超えである例７、８、１１のいずれの場合も同様にＣＳ×ＤＯＬの値が大きくなるに従ってスロークラック割れ高さが低くなるが、同じＣＳ×ＤＯＬで比較すると、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３以下である例９、１０、１２、１３は、ＨＷ／ＤＯＬが０．２３超えである例７、８、１１と比較してスロークラック割れ高さが高く維持できることがわかった。
これらの結果から、ガラスのＨＷ／ＤＯＬを０．０５以上とすることにより、加傷強度を向上できることがわかった。また、ガラスのＨＷ／ＤＯＬを０．２３以下とすることにより、スロークラック割れに対する耐性を向上できることがわかった。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお本出願は、２０１１年１２月１６日付で出願された日本特許出願（特願２０１１−２７６２０３）に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (5)
- 圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３０μｍ以上、表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）がガラス表面から８μｍ以上の位置であり、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たすディスプレイ用カバーガラス。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３ - 表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が１５μｍ以上である圧縮応力層を有し、板厚が０．８ｍｍ未満であり、サイズが１５０〜３５０ｍｍ×１００〜２５０ｍｍ、且つ質量が１５０〜１０００ｇであるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラスであって、表面圧縮応力（ＣＳ）×圧縮応力深さ（ＤＯＬ）が３５ＭＰａ・ｍｍ以下であるタッチセンサ機能付タブレットＰＣ用カバーガラス。
- 以下の工程（１）〜（３）を順次含む、圧縮応力深さが３０μｍ以上であり且つ表面圧縮応力が３００ＭＰａ以上であるディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
（１）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層を形成する第１の化学強化工程
（２）ガラスをガラス転移点より５０℃以上低い温度で加熱処理する加熱工程
（３）ガラスをイオン交換処理することにより、ガラス表面に圧縮応力層をさらに形成する第２の化学強化工程 - 工程（１）および（３）におけるイオン交換処理が、ガラス転移点より５０℃以上低い温度における処理である請求項３に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
- 得られるディスプレイ用カバーガラスの圧縮応力深さ（ＤＯＬ）および圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置（ＨＷ）が下記式（Ｉ）を満たし、且つ圧縮応力が表面圧縮応力の半値である位置がガラス表面から８μｍ以上の位置である、請求項３または４に記載のディスプレイ用カバーガラスの製造方法。
式（Ｉ） ０．０５≦ＨＷ／ＤＯＬ≦０．２３
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