JP5926749B2 - 薄いガラスの制御された化学的強化 - Google Patents

Description

従来、いくつかの携帯型電子機器は、それらの機器の一部として内部又は外部のいずれかにガラスを使用する。外部的には、ガラス部分はハウジングの一部として設けられてもよく、このようなガラス部分はしばしばカバーガラスと呼ばれる。ガラスの透明性及び耐引っ掻き性の特性により、このような用途によく適するようになる。内部的には、ガラス部分は、表示技術を支持するために設けられてもよい。より具体的には、ディスプレイを支持するために、携帯型電子機器は、外側カバーガラスの下に表示技術層を設けることができる。検知装置が、表示技術層と共に又は隣接して設けられてもよい。例として、表示技術層は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでもよく、又はこれに関してもよい。ＬＣＭは、一般的に、液晶層を間に挟む上部ガラスシート及び下部ガラスシートを含む。検知装置は、タッチスクリーンを形成するために使用されるもののような、接触検知装置であってもよい。例えば、容量検知タッチスクリーンは、ガラスのシートの近くに分散された実質的に透明な検知点又はノードを含むことができる。

しかしながら残念なことに、携帯型電子機器でガラスを使用するには、ガラスが比較的薄い必要がある。一般的に言って、ガラスが薄くなればなる程、携帯型電子機器が応力を加えられたり、有意な力の下に置かれたりした場合、ガラスが損傷を受けやすくなる。化学的強化が、ガラスを強化するために使用されている。化学的強化は有効であるが、ガラスすなわち薄いガラスを強化するために改善された方法を提供することが引き続き必要である。

本発明は、全体として、ガラスの強度を高めることに関する。

一実施形態では、電子機器、すなわち、携帯型電子機器用のガラス品を選択的に強化する技術が説明される。例えば、ガラス品は、携帯型電子機器用のカバーガラスに関係してもよく、このようなガラスは薄くなる傾向にある。

一実施形態では、ガラス品のための多浴化学処理の使用は、制御された化学的強化を促進させることができる。多浴（又は多工程）化学処理によって、異なるレベルの強化を、ガラス品の異なる部分に対して達成することができる。多浴化学処理を、連続した化学浴の使用によって達成することができる。したがって、多浴化学処理が施されたガラス品は、薄くすることができるだけでなく、十分な強度にすることができ、損傷に耐えることができる。強化ガラス品は、民生用電子機器（例えば、携帯型電子機器）のような民生品での使用によく適している。

本発明は、方法、システム、機器又は装置を含む多数のやり方で実施することができる。本発明のいくつかの実施形態を以下に論じる。

ガラス片を化学的に強化する方法として、一実施形態は、例えば、少なくとも、ガラス片を提供する工程であって、ガラス片は第１の部分及び第２の部分を有し、第１の部分は第１の厚さを有し、第２の部分は第２の厚さを有し、第２の厚さは第１の厚さと異なる、工程と、第１の部分を第１のレベルに化学的に強化する工程と、第２の部分を第２のレベルに化学的に強化する工程であって、第２のレベルは第１のレベルと異なる、工程とを含むことができる。

ガラス片を化学的に強化する方法として、ガラス片は第１の厚さを有する第１の領域及び第２の厚さを有する第２の領域を有し、一実施形態は、例えば、少なくとも、ガラス片の第２の領域に第１のマスクを適用する工程と、第１の領域を化学的に強化する工程と、その後、第２の領域から第１のマスクを除去する工程と、第１の領域に第２のマスクを適用する工程と、第２の領域を化学的に強化する工程と、その後、第１の領域から第２のマスクを除去する工程とを含むことができる。

ガラス片を化学的に強化する方法として、ガラス片はより薄い領域及びより厚い領域を有し、他の実施形態は、例えば、少なくとも、ガラス片のより薄い領域に第１のマスクを適用する工程と、より薄い領域を化学的に強化する工程と、その後、より薄い領域から第１のマスクを除去する工程と、より薄い領域及びより厚い領域の両方を化学的に強化する工程とを含むことができる。

その強度を向上させるためにガラス片を処理する方法として、一実施形態は、例えば、少なくとも、イオン交換を妨げるためにガラス片の第１の部分をマスキングする工程と、マスキングされた第１の部分以外のガラス片の少なくとも一部とのイオン交換を促進させるために、ガラス片を加熱されたイオン浴に浸漬させる工程と、第１の予め決められた期間後にガラス片を加熱されたイオン浴から除去する工程と、ガラス片を加熱されたイオン浴から除去した後、ガラス片の第１の部分からマスクを外す（アンマスクする）工程と、その後、ガラス片の少なくとも第１の部分とのイオン交換を促進させるために、加熱されたイオン浴又は別の加熱されたイオン浴中にガラス片を浸漬させる工程と、第２の予め決められた期間後に加熱されたイオン浴又は別の加熱されたイオン浴からガラス片を除去する工程とを含むことができる。

民生用電子製品として、一実施形態は、例えば、少なくとも、前面、背面、及び側面を有するハウジングを含む。少なくとも部分的にハウジングの内部に電気部品がある。電気部品は、少なくとも、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを含むことができる。ディスプレイは、ハウジングの前面に又はこれに隣接して設けられてよい。カバーガラスが、ディスプレイ上に設けられるように、ハウジングの前面に又はハウジングの前面上に設けられてよい。カバーガラスは、複数の異なる部分で様々な厚さを有してよく、複数の異なる部分は、異なって強化するように化学的に強化されてよい。

民生用電子製品として、一実施形態は、例えば、少なくとも、ハウジング、ハウジングの内部に少なくとも部分的に配置された電子部品、及びハウジングに結合されたカバーガラスを含むことができる。カバーガラスは、選択的に化学的に強化された表面領域を含む。

電子製品を組み立てる方法として、一実施形態は、例えば、少なくとも、カバーガラスを得る工程と、カバーガラスのある表面領域を、カバーガラスの他の表面領域を化学的に強化するのと異なって選択的に化学的に強化する工程とを含むことができる。その後、カバーガラスを、電子製品用のハウジングに取り付けることができる。

電子製品を組み立てる方法として、一実施形態は、例えば、少なくとも、カバーガラスを得る工程と、カバーガラスの一部をシールドする工程とを含むことができる。シールドする工程は、少なくとも１つのシールドされた部分及び少なくとも１つのシールドされていない部分を有するカバーガラスを提供する。この実施形態は、また、カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分を化学的に強化する工程を含むことができる。その後、カバーガラスを、電子製品用のハウジングに取り付けることができる。

電子製品を組み立てる方法として、一実施形態は、例えば、少なくとも、カバーガラスを得る工程と、カバーガラスを化学的に強化する工程とを含むことができる。カバーガラスの選択された部分の強化を、選択的に高めることができる。その後、カバーガラスを、電子製品用のハウジングに取り付けることができる。

本発明の他の態様及び利点が、例として本発明の原理を示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明は、同じ参照番号が同じ構造的要素を示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明によって容易に理解されるであろう。

一実施形態によるガラス強化システムを示す。 一実施形態によるガラス品を示す。 別の実施形態によるガラス品を示す。 依然として別の実施形態によるガラス品の断面図である。 一実施形態によるガラス強化プロセスの流れ図である。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 別の実施形態によるガラス強化プロセスの流れ図である。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 ガラス品を化学的に強化するための処理を示す。 化学的に強化された層が一実施形態にしたがって形成されるように化学的に処理されているガラスカバーの断面図である。 カリウムイオンが一実施形態にしたがって注入されている化学的に処理された部分を含むように示されるような、化学的に処理されているガラスカバーの断面図である。 一実施形態による、ガラスカバーをイオン浴中に浸漬させる工程を含む化学処理プロセスの概略図である。 一実施形態による電子機器の概略図である。 一実施形態による電子機器の概略図である。 別の一実施形態による電子機器の概略図である。 別の一実施形態による電子機器の概略図である。 一実施形態による電子機器の種々の図である。 一実施形態による電子機器の種々の図である。 カバーガラスの露出した表面部分の選択的強化の詳細な部分的断面図を示す。 一実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 一実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 一実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 一実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 一実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 さらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 依然としてさらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 依然としてさらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 依然としてさらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 依然としてさらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 依然としてさらに別の実施形態によるカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。 組み立てプロセスの一実施形態を示す流れ図である。 組み立てプロセスの別の実施形態を示す流れ図である。 組み立てプロセスのさらに別の実施形態を示す流れ図である。 組み立てプロセスの依然として別の実施形態を示す流れ図である。 別の実施形態による電子機器の斜視図である。

本発明は、全体として、ガラスの強度を高めることに関する。

一実施形態では、電子機器、すなわち、携帯型電子機器用のガラス品を選択的に強化するための技術が説明される。例えば、ガラス品は、携帯型電子機器用のカバーガラスに関してよく、このようなガラスは薄くなる傾向にある。

一実施形態では、ガラス品のための多浴化学処理の使用は、制御された化学的強化を促進させることができる。多浴（又は多工程）化学処理によって、異なるレベルの強化を、ガラス品の異なる部分に対して達成することができる。多浴化学処理を、連続した化学浴の使用によって達成することができる。したがって、多浴化学処理が施されたガラス品は、薄くすることができるだけでなく、十分な強度にすることができ、損傷に耐えることができる。強化ガラス品は、民生用電子機器（例えば、携帯型電子機器）のような民生品での使用によく適している。

本発明の実施形態は、民生用電子機器のような民生品用の薄いガラス部材の強度を強化するための装置、システム及び方法に関係することができる。一実施形態では、ガラス部材は、民生用電子機器の外側表面であってよい。例えば、ガラス部材は、例えば、電子機器の表示領域の一部の形成を助ける（すなわち、別個の部分として、又はディスプレイ内に組み込まれた部分として、ディスプレイの前面に配置される）ガラスカバーに対応してよい。別の例として、ガラス部材は、民生用電子機器用のハウジングの一部を形成してよい（例えば、表示領域以外の外側表面を形成してよい）。別の実施形態では、ガラス部材は、民生用電子機器の内部部品であってよい。例えば、ガラス部材は、民生用電子機器のハウジングの内部に設けられたＬＣＤディスプレイのガラス片部品であってよい。

薄いガラスの強度を向上させるための装置、システム及び方法は、ガラスカバー又はディスプレイ（例えば、ＬＣＤディスプレイ）に、特に、ハンドヘルド電子機器（例えば、携帯電話、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント、リモコン等）のような小さいフォームファクタの電子機器内に組み立てられるものに特に適している。ガラスは、これらの小さいフォームファクタの実施形態では、３ｍｍ未満、又はより具体的には０．３ｍｍ〜２．５ｍｍの間のように薄くてもよい。装置、システム及び方法を、比較的大きいフォームファクタの電子機器（例えば、携帯型コンピュータ、タブレットコンピュータ、ディスプレイ、モニタ、テレビ等）を含むがこれらを含むことに限定されない他の機器用のガラスカバー又はディスプレイに使用することもできる。ガラスは、これらのより大きいフォームファクタの実施形態では、５ｍｍ未満、又はより具体的には０．３〜３ｍｍの間のように薄くてもよい。

本発明の実施形態を、図１〜２３を参照して以下に説明する。しかしながら、当業者は、これらの図に関連して本明細書で与えられる詳細な説明は、本発明がこれらの限定された実施形態を越えて拡大するように、例示的な目的のためであることを容易に理解するであろう。これらの図で与えられる例示は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、例示は、提示を容易にする方法で与えられている。

図１は、一実施形態によるガラス強化システム１００を示す。ガラス強化システム１００は、化学的処理によって強化されるべきガラス品１０２を受ける。ガラス品１０２は、第１の浴１０４が設けられた第１の浴ステーションに供給される。ガラス品１０２は、カリウム溶液１０６を含む第１の浴１０４内に挿入（例えば、浸漬）されてよい。次に、ガラス品１０２は、第１の浴ステーションから除去され、第２の浴ステーションに供給される。第２の浴ステーションは第２の浴１０８を提供する。ガラス品は、カリウム溶液１１０を含む第２の浴１０８内に挿入（例えば、浸漬）されてよい。その後、ガラス品１０２は第２の浴ステーション１０８から除去される。この時点で、ガラス品は、最初に増強され、次いで強化されている。化学的強化の複数の段階の使用、ならびに、ガラス品１０２の一部をマスキングすることによって、化学的強化をガラス品１０２内に制御可能に引き起こすことができる。

さらに、第２の浴１０８からのガラス品の除去に続いて、後処理をガラス品１０２に実行することができる。後処理は、ガラス品に対して意図される用途に応じて広範囲に異なってよい。しかしながら、後処理は、例えば、水洗、研磨、焼き鈍し等のうちの１つ又は複数を含むことができる。

第１の浴１０４内のカリウム溶液１０６は、予め決められた温度に加熱されてよく、ガラス品１０２は、予め決められた期間（持続時間）中、第１の浴１０４内に浸漬されてよい。ガラス品１０２の化学的強化の程度は、（１）ガラスの種類、（２）浴の濃度（例えば、Ｋ濃度）、（３）第１の浴１０４内での時間、及び（４）第１の浴の温度に依存する。同様に、第２の浴１０８内のカリウム溶液１１０は、予め決められた温度に加熱されてよく、ガラス品１０２は、予め決められた期間中、第２の浴１０８内に浸漬されてよい。第２の浴１０８によってガラス品に提供される化学的強化の程度は、同様に、（１）ガラスの種類、（２）浴の濃度（例えば、Ｋ濃度）、（３）第２の浴１０８内での時間、及び（４）第２の浴１０８の温度に依存する。

一実施態様では、ガラス品１０２用のガラスは、例えば、アルミナケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、又はリチウム系ガラスであってよい。また、同じ種類のガラスであっても、異なる供給業者からのガラスは、異なる特性を有する可能性があり、したがって異なる値を必要とする可能性がある。一実施形態では、第１の浴１０４及び第２の浴１０８は、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）浴であってよい。ガラス品１０２を第１の浴１０４内に浸漬させたままにする時間は、例えば、約２〜２０時間であってよく、第１の浴１０４のための温度は、摂氏約３５０〜４５０度であってよい。ガラス品１０２を第２の浴１０８内に浸漬させたままにする時間は、例えば、約２〜２０時間であってよく、第２の浴１０８のための温度は、摂氏約３５０〜４５０度であってよい。また、化学強化処理を補助するために電界が誘導されることができ、これはガラス品１０２がイオン交換浴内に浸漬されるべき期間を短くすることになり、及び／又は向上された化学的強化を促進させる。

図２は、一実施態様によるガラス品２００を示す。ガラス品２００は、均一な厚さ（ｔ）を有する。典型的には、ガラス品２００の厚さはその使用法に依存する。例として、ガラス品２００が、携帯型電子機器の一部としての使用に予定されている場合、厚さはむしろ、０．５〜５．０ｍｍ程度のように薄くなる傾向にある。ガラス品２００は外側表面２０２を有する。ガラス品２００が、ガラス品２００を加熱されたイオン浴内に配置すること等によって化学的に強化される場合、他のイオンとのイオン交換がガラス品の外側表面２０２に存在する。したがって、化学的強化中、イオン交換は、決定された層の深さ（ＤｏＬ）に生じるように制御され得る。その結果は、ガラス品２００の外側の強化された領域２０４である。化学的強化の量、及び、層の深さ（ＤｏＬ）の深さは、ガラス品２００の厚さ、ガラス品２００の意図される使用法、ガラスの種類、イオン浴の濃度、イオン浴の温度等を含む種々の基準に依存する。例として、層の深さは、１０〜２００μｍの範囲にわたってよい。

図３は、別の実施形態によるガラス品３００を示す。ガラス品３００は、外側表面３０２及び可変の厚さを有する。図２とは異なり、ガラス品３００は可変の厚さを有する。具体的には、ガラス品３００は、側部領域３０４及び中央領域３０６を含んでよい。図３に示す例では、中央領域３０６は、側部領域３０４の厚さ（ｔ）と実質的に異なる厚さを有する。例えば、中央領域３０６の厚さは、側部領域３０４の厚さ（ｔ）の２０〜７０％であってよい。典型的には、ガラス品３００の厚さ（ｔ）は、その使用法に依存する。一例として、ガラス品３００が携帯型電子機器の一部としての使用に予定されている場合、厚さはむしろ、０．３〜２．０ｍｍ程度のように薄くなる傾向にある。

それにもかかわらず、ガラス品３００が、ガラス品３００を加熱されたイオン浴内に配置することによって強化されると、ガラス品の表面３０２で他のイオンとのイオン交換が生じることができる。イオン交換は、決定された層の深さ（ＤＬＬ）を与えるように発生する。したがって、図２と同様に、化学的強化は、ガラス品３００の外周領域３０８を強化するように機能する。この実施形態では、層の深さ（ＤｏＬ）は、ガラス品３００の外周にわたって全体的に均一である。しかしながら、中央領域３０６は側部領域３０４より薄い厚さを有するため、層の深さは、中央領域３０６（より薄い領域である）が大き過ぎる中央張力下に置かれないように制限されてよい。したがって、ガラス品３００に関して、化学的強化が図３に示すように均一なやり方で実行されると、このような化学的強化に関する層の深さは、過度に制限されるか、最適化されない可能性がある。

図４は、依然として別の実施形態によるガラス品４００の断面図である。図４に示すガラス品４００は外側表面４０２を有する。ガラス品４００は、側部領域４０４が内側領域４０６より厚い可変の厚さを有する。図４に示す例では、中央領域４０６は、側部領域４０４の厚さ（ｔ）と実質的に異なる厚さを有する。例えば、中央領域４０６の厚さは、側部領域４０４の厚さ（ｔ）の２０〜７０％であってよい。典型的には、ガラス品４００の厚さ（ｔ）は、その使用法に依存する。一例として、ガラス品４００が携帯型電子機器の一部としての使用に予定されている場合、厚さはむしろ、０．５〜５．０ｍｍ程度のように薄くなる傾向にある。

化学的強化によって、ガラス品４００をより強くすることができる。ガラス品４００が可変の厚さを有するとすると、異なった領域に与えられる化学的強化は別々に制御されてよい。例えば、異なった領域に対する化学的強化は、その特徴、特性又は使用法に対して最適化されてよい。

図４に示す実施形態では、中央領域４０６より厚い側部領域４０４は、中央領域４０６より大きい程度に化学的強化されてよい。具体的には、図４に示すように、側部領域４０４は、化学的に強化された領域４０８が第１の層の深さ（ＤｏＬ−１）に設けられていることを示し、中央領域４０６は、化学的に強化された領域４１０が第２の層の深さ（ＤｏＬ−２）を有することを示している。図４に明らかに示すように、第１の層の深さ（ＤｏＬ−１）は第２の層の深さ（ＤｏＬ−２）よりも大きい。側部領域４０４はガラス品４００のより厚い領域であるため、より多量の化学的強化が側部領域４０４に安全に提供されてよい。中央領域４０６に関して、化学的強化は行われてよいが、その相対的な薄さのため、化学的強化の量、レベル又は程度は、側部領域４０４のものより小さくてよい。

一実施形態では、ガラス品の異なる領域に提供される化学的強化の量を別々に制御する能力は、化学的強化を、領域毎に最適化することを可能にする。したがって、可変の厚さを有するガラス品を、異なる領域毎に化学的強化を最適化するように化学的に強化することができる。

図５は、一実施形態によるガラス強化プロセス５００の流れ図である。ガラス強化プロセス５００は、異なる厚さの領域を有するガラス品を強化するために特によく適している。例えば、ガラス強化プロセス５００は、異なる領域に異なる程度、量、又はレベルの化学的強化が適用された図４に示すガラス品４００をもたらすことができる。

ガラス強化プロセス５００は、最初に、強化されるべきガラス品を得ることができる（５０２）。ガラス品は、第１の厚さを有する第１の領域及び第２の厚さを有する第２の領域を有するように構成されてよい。すなわち、ガラス品は、可変の厚さを有するように考慮されてよい。

ガラス品が得られた（５０２）後、第１のマスクがガラス品の第２の領域に適用されてよい（５０４）。ガラス品は次に化学的に強化されてよい（５０６）。より具体的には、ガラス品の第１の領域は化学的に強化されていることができ（５０６）、一方で第２の領域は化学的に強化されない。第１のマスクは、化学的強化が第２の領域に対して行われるのを抑制するように機能することができる。化学的強化（５０６）が終了した後、第１のマスクは第２の領域から除去されてよい（５０８）。次に、第２のマスクがガラス品の第１の領域に適用されてよい（５１０）。第２のマスクは、化学的強化が第１の領域に対して実行されるのを抑制するように機能することができる。

第２のマスクが適用された（５１０）後、ガラス品は再び化学的に強化されてよい（５１２）。この時点で、ガラス品の第２の領域は化学的に強化されており（５１２）、第２のマスクは、クラス品の第１の領域への追加の化学的強化を防ぐように機能する。化学的強化が終了した（５１２）後、第２のマスクは第１の領域から除去されてよい（５１４）。第１の領域からの第２のマスクの除去（５１４）に続いて、ガラス強化プロセス５００は終了してよい。

加えて、図示されてないが、追加の後処理がガラス部材に対して実行されてよい。依然としてさらに、ガラス品は、最終的に、ガラス品が例えば前記外側ハウジングの一部を形成することができるハンドヘルド電子機器のような民生用電子機器に使用されてよい。

第１のマスク及び第２のマスクは、化学的強化がマスク材料によって完全に妨げられるように形成されてよいが、マスク材料は化学的強化を減少させるだけでもよいことを理解すべきである。マスキング材料は様々であってよく、金属層（例えば、箔）及びポリイミド等を含む。フォトリソグラフィによるパターニング及びエッチングが、マスク材料をパターニングするために使用されてよい。金属層は、例えば、アルミニウムであってよい。

図６Ａ〜６Ｆは、ガラス品６００を化学的に強化するための処理を示す。処理は、図５に示すガラス強化プロセス５００に対応してよい。図６Ａでは、可変の厚さを有するガラス品６００が示される。ガラス品６００は、厚さｔ１を有する厚い領域６０２及び厚さｔ２を有する薄い領域６０４を有する。図６Ｂでは、次に、マスク６０６がガラス品６００の薄い領域６０４に適用されてよい。次に図６Ｃに示すように、マスク６０６が適用されたガラス品６００を化学的強化浴内に置く際に、厚い領域６０２の縁部領域６０８が化学的に強化され得る。縁部領域６０８での化学的強化は、制御された第１の層の深さを有する。結果として厚い領域６０２の縁部領域６０８を生じる化学的強化に続いて、ガラス品６００は化学的強化浴から除去されてよく、マスク６０６は除去されてよい。図６Ｄでは、第２のマスク６１０がガラス品６００の厚い領域６０２に適用されてよい。次に、図６Ｅに示すように、第２のマスク６１０が適用されたガラス品６００を化学的強化浴（上述した化学的強化浴と同じであってもよく、又は新たな化学的強化浴であってもよい）内に置く際に、薄い領域６０４の縁部領域６１２が化学的に強化され得る。縁部領域６１２の化学的強化は、第２の層の深さを有する。この例では、第２の層の深さは、第１の層の深さよりも小さい。結果として薄い領域６０４の縁部領域６１２を生じる化学的強化に続いて、ガラス品６００は化学的強化浴から除去されて、マスク６１０は除去されてよい。したがって、図６Ｆに示すように、結果として生じるガラス品６００’は、ガラス品６００の強化されたバージョンを表し、ガラス品６００’では、厚い領域６０２は、薄い領域６０４よりも大きい程度に化学的に強化されている。有利には、ガラス品６００の異なる領域は、よりよい性能のために異なって化学的に強化されることができる。

このような化学的強化に続いて、ガラスの種類に応じて、１ｍｍの厚さを有するガラス品６００’は、中央部分で約２０〜１００ＭＰａ（メガパスカル）の中央張力（ＣＴ）を有することができ、周辺部分６１２は、表面６０２で約３００〜１１００ＭＰａのピーク圧縮応力を有することができ、圧縮層の深さ（すなわち、層の深さ）は約２０〜１５０ミクロンであることができる。例として、ガラス品６００’は、アルミノケイ酸塩ガラス又はリチウムアルミノケイ酸塩ガラスで形成されてよい。より具体的な実施形態では、１ｍｍの厚さを有するガラス品６００’は、中央部分で約５０〜６０ＭＰａ（メガパスカル）の中央張力（ＣＴ）を有することができ、周辺部分６１２は、表面６０２で約７００〜８００ＭＰａのピーク圧縮応力を有することができ、圧縮層の深さ（すなわち、層の深さ）は、厚い領域６０２に関しては約５０〜６０ミクロン、薄い領域６０４に関しては約３０〜４０ミクロンであることができる。

図７は、別の実施形態によるガラス強化プロセス７００の流れ図である。ガラス強化プロセス７００は、最初に、化学的に強化されるべきガラス品を得ることができる（７０２）。

ガラス強化プロセス７００は、異なる厚さの領域を有するガラス品を強化するために特によく適している。例えば、ガラス強化プロセス７００は、異なる領域に異なる程度、量、又はレベルの化学的強化が適用された図４に示すガラス品４００をもたらすことができる。

この実施形態では、ガラス品は、少なくとも複数の別個の領域を有し、領域の１つはより薄い領域に対応し、領域の別のものはより厚い領域に対応する。一旦ガラス品が得られたら（７０２）、マスクがより薄い領域に適用されてよい（７０４）。次に、ガラス品のより厚い領域は、化学的に強化されてよい（７０６）。この時点で、ガラス品のより薄い領域に適用されている（７０４）マスクは、より薄い領域の化学的強化を抑制するように機能する。より厚い領域の化学的強化（７０６）が終了した後、マスクはより薄い領域から除去されてよい（７０８）。その後、より薄い領域及びより厚い領域の両方を含むガラス品は、化学的に強化されてよい（７１０）。化学的強化（７１０）に続いて、ガラス強化プロセス７００は終了してよい。

加えて、図示されていないが、追加の後処理がガラス部材に対して実行されてよい。依然としてさらに、ガラス品は、最終的に、ガラス品が例えば前記外側ハウジングの一部を形成することができるハンドヘルド電子機器のような民生用電子機器に使用されてよい。

より薄い領域に適用される（７０４）マスクは、化学的強化がマスク材料によって完全に妨げられるように形成されてよい。代わりに、より厚い領域に適用される（７０４）マスクは、化学的強化を部分的に妨げてよい。マスキング材料は様々であってよく、金属層（例えば、箔）及びポリイミド等を含む。フォトリソグラフィによるパターニング及びエッチングが、マスク材料をパターニングするために使用されてよい。金属層は、例えば、アルミニウムであってよい。

図８Ａ〜８Ｅは、ガラス品８００を化学的に強化するプロセスを示す。プロセスは、図７に示すガラス強化プロセス７００に対応してよい。図８Ａには、可変の厚さを有するガラス品８００が示されている。ガラス品８００は、厚さｔ１を有する厚い領域８０２、及び、厚さｔ２を有する薄い領域８０４を有する。図８Ｂでは、次に、マスク８０６がガラス品８００の薄い領域８０４上に適用されてよい。次に、図８Ｃに示すように、マスク８０６が適用されたガラス品８００を化学的強化浴内に置く際に、厚い領域８０２の縁部領域８０８は化学的に強化され得る。縁部領域８０８での化学的強化は、制御された第１の層の深さ（ＤｏＬ−１）を有する。結果として厚い領域８０２の縁部領域８０８を生じる化学的強化に続いて、ガラス品８００は化学的強化浴から除去されてよく、マスク８０６は除去されてよい。図８Ｃは、化学的強化及びマスク８０６の除去の後のガラス品８００を示す。

次に、図８Ｅに示すように、ガラス品８００（マスクが適用されていない）を化学的強化浴（上述した化学的強化浴と同じであってもよく、又は新たな化学的強化浴であってもよい）内に置く際に、厚い領域８０２の縁部領域８０８、ならびに、薄い領域８０４の縁部領域８１０が、化学的に強化され得る。後続の化学的強化後の縁部領域８１０の化学的強化は、第２の層の深さ（ＤｏＬ−２）を有する。加えて、縁部領域８０８の化学的強化は、厚い領域８０２の縁部領域８０８にさらなる化学的強化を提供することができる。後続の化学的強化後の縁部領域８０８の化学的強化は、第３の層の深さ（ＤｏＬ−３）を有する。この例では、第２の層の深さは第３の層の深さより小さい。結果として薄い領域８０４の縁部領域８１０を生じる後続の化学的強化に続いて、ガラス品８００は化学的強化浴から除去されてよい。したがって、図８Ｅに示すように、結果として生じるガラス品８００’は、ガラス品８００の強化されたバージョンを表し、ガラス品８００’では、厚い領域８０２は、薄い領域８０４より大きい程度に化学的に強化されている。有利には、ガラス品８００の異なる領域は、よりよい性能のために異なって化学的に強化されてよい。

このような化学的強化に続いて、ガラスの種類に応じて、１ｍｍの厚さを有するガラス品８００’は、中央部分で約２０〜１００ＭＰａ（メガパスカル）の中央張力（ＣＴ）を有することができ、周辺部分８０８は、その表面で約３００〜１１００ＭＰａのピーク圧縮応力を有することができ、圧縮層の深さ（すなわち、層の深さ）は約２０〜１５０ミクロンであることができる。例として、ガラス品８００’は、アルミノケイ酸塩ガラス又はリチウムアルミノケイ酸塩ガラスで形成されてよい。より具体的な実施形態では、１ｍｍの厚さを有するガラス品８００’は、中央部分で約５０〜６０ＭＰａ（メガパスカル）の中央張力（ＣＴ）を有することができ、周辺部分８０８は、表面で約７００〜８００ＭＰａのピーク圧縮応力を有することができ、圧縮層の深さ（すなわち、層の深さ）は、厚い領域８０２に関しては約５０〜６０ミクロン、薄い領域８０４に関しては約３０〜４０ミクロンであることができる。

化学的強化処理が施されたガラスカバーは、一般に、上述したように、化学的に強化された層を含む。図９Ａは、化学的に強化された層が一実施形態にしたがって形成されるように化学的に処理されたガラスカバーの断面図である。ガラスカバー９００は、化学的に強化された層９２８、及び、化学的に強化されていない部分９２６を含む。ガラスカバー９００は、一実施形態では、全体として化学的強化を施されているが、外側表面が強化を受けている。強化の効果は、化学的に強化されていない部分９２６が引っ張られており、一方化学的に強化された層９２８が圧縮されていることである。図９Ａのガラスカバー９００は、丸められたエッジ形状９０２を有するように示されているが、エッジの丸められた形状は、ガラスカバー９００のエッジの増加した強化を可能にする可能性があるが、ガラスカバー９００は一般的に任意の形状を有してよいことを理解すべきである。丸められたエッジ形状９０２は、例として示されており、限定の目的のためではない。

図９Ｂは、一実施形態に従ってカリウムイオンが注入された化学的に処理された部分を含むように示されている、化学的に処理されているガラスカバーの断面図である。化学的に強化された層９２８は、ガラスカバー９００が利用されることになる特定のシステムの要件に応じて変化してよい厚さ（ｙ）を有する。化学的に強化されていない部分９２６は、一般的に、Ｎａ^＋イオン９３４を含むが、アルカリ金属イオン９３６を含まない。化学的強化プロセスは、化学的に強化された層９２８がＮａ^＋イオン９３４及びアルカリ金属イオン９３６の両方を含むように、化学的に強化された層９２８を形成させる。

図１０は、一実施形態による、ガラスカバーをイオン浴内に浸漬させる工程を含む化学的処理プロセスの概略図である。部分的に断面で示されるガラスカバー１０００が、加熱されたイオン浴１０３２内に浸漬又は浸けられると、拡散が生じる。図示のように、カバーガラス１０００内に存在するアルカリ金属イオン１０３４（例えば、ナトリウム（Ｎａ））はイオン浴１０３２中に拡散し、化学的に強化された層１０２８が形成されるように、イオン浴１０３２内のアルカリ金属イオン１０３６（例えば、カリウム（Ｋ））はガラスカバー１０００中に拡散する。すなわち、イオン浴１０３２からのアルカリ金属イオン１０３６は、化学的に強化された層１０２８を形成するように、Ｎａ^＋イオン１０３４と交換され得る。アルカリ金属イオン１０３６は、典型的には、ガラスカバー１０００の中心部分１０２６中には拡散しないであろう。化学的強化処理の持続時間（すなわち、時間）、温度、及び／又は、イオン浴１０３２内のアルカリ金属イオン１０３６の濃度を制御することによって、化学的に強化された層１０２８の厚さ（ｙ）を実質的に制御することができる。

イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は、ガラスカバーがイオン浴内に浸けられている間、変化してもよい。すなわち、本発明の要旨又は範囲から逸脱することなく、ガラスカバーがイオン浴内に浸漬されている間、イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は、実質的に一定に維持されてもよく、増加されてもよく、及び／又は、減少されてもよい。例えば、アルカリ金属イオンがガラス中のＮａ^＋イオンを置換するにつれて、Ｎａ^＋イオンはイオン浴の一部になる。したがって、追加のアルカリ金属イオンがイオン浴内に追加されない限り、イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は変化し得る。

上述したように、ガラスカバーは、携帯型電子機器のような電子機器のハウジングの一部の外側表面として使用されてよい。小型で携帯性に優れたこれらの携帯型電子機器を、ハンドヘルド電子機器と呼ぶことができる。ハンドヘルド電子機器は、例えば、メディアプレーヤ、電話、インターネットブラウザ、電子メールユニット、又はこれらの２つ以上の組み合わせとして機能してよい。ハンドヘルド電子機器は、一般的には、ハウジング及び表示領域を含む。

図１１Ａ及び１１Ｂは、一実施形態による電子機器１１００の概略図である。図１１Ａは電子機器１１００の上面図を示し、図１１Ｂは、基準線Ａ〜Ａ’に対する電子機器１１００の断面側面図を示す。電子機器１１００は、上部表面としてガラスカバー窓１１０４（ガラスカバー）を有するハウジング１１０２を含んでよい。カバー窓１１０４は、ディスプレイ組立品１１０６がカバー窓１１０４を通して可視であるように、主に透明である。カバー窓１１０４は、本明細書に記載の多浴化学処理を使用して化学的に強化されてよい。ディスプレイ組立品１１０６は、例えば、カバー窓１１０４に隣接して配置されてよい。ハウジング１１０２は、ディスプレイ組立品の他に、コントローラ（プロセッサ）、メモリ、通信回路網、等のような、内部電子部品を含んでもよい。ディスプレイ組立品１１０６は、例えば、ＬＣＤモジュールを含んでよい。例として、ディスプレイ組立品１１０６は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでよい。一実施形態では、カバー窓１１０４は、ＬＣＭと一体に形成されてよい。ハウジング１１０２は、電子機器１１００に電子的能力を提供するために、内部電子部品を収容するための開口部１１０８を含んでもよい。一実施形態では、ハウジング１１０２は、カバー窓１１０４用のベゼルを含む必要はない。代わりに、カバー窓１１０４は、カバー窓１１０４のエッジをハウジング１１０２の側部と整列（又は実質的に整列）させることができるように、ハウジング１１０２の上部表面を横切って延在してよい。カバー窓１１０４のエッジは露出されたままでよい。カバー窓１１０４のエッジは、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように露出されてよいが、代わりの実施形態では、エッジはさらに保護されてよい。一例として、カバー窓１１０４のエッジは、ハウジング１１０２の外側から（水平に又は垂直に）後退していてもよい。別の例として、カバー窓１１０４のエッジは、カバー窓１１０４のエッジの周囲に又は隣接して配置された追加の材料によって保護されてよい。

カバー窓１１０４は、一般的には、様々な方法で配置又は具体化されてよい。例として、カバー窓１１０４は、フラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤ）又はタッチスクリーンディスプレイ（例えばＬＣＤ及びタッチ層）のような下にあるディスプレイ（例えば、ディスプレイ組立品１１０６）を覆って配置される保護ガラス片として構成されてよい。代わりに、カバー窓１１０４は、ディスプレイと効果的に一体化されてよく、すなわち、ガラス窓は、ディスプレイの少なくとも一部として形成されてよい。加えて、カバー窓１１０４は、タッチスクリーンに関連付けられたタッチ層のような接触感知機器と実質的に一体化されてよい。いくつかの場合では、カバー窓１１０４は、ディスプレイの最外層として機能することができる。

図１２Ａ及び１２Ｂは、本発明の別の実施形態による電子機器１２００の概略図である。図１２Ａは、電子機器１２００の上面図であり、図１２Ｂは、基準線Ｂ〜Ｂ’に対する電子機器１２００の断面側面図を示す。電子機器１２００は、ガラスカバー窓１２０４（ガラスカバー）を上部表面として有するハウジング１２０２を含んでよい。本実施形態では、カバー窓１２０４は、ハウジング１２０２の側部表面１２０３によって保護されてよい。ここで、カバー窓１２０４は、ハウジング１２０２の上部表面を完全には横切って延在しないが、側面１２０３の上部表面は、カバー窓１２０４の外側表面に隣接して垂直に整列されてよい。カバー窓１２０４のエッジは、強度を増すために丸められてもよいため、側部表面１２０３及びカバー窓１２０４の周辺エッジ間に存在するギャップ１２０５が存在してよい。ギャップ１２０５は、典型的には、カバー窓１２０４の厚さが薄い（例えば、３ｍｍ未満）とすれば、非常に小さい。しかしながら、望まれるならば、ギャップ１２０５は材料によって満たされてよい。材料は、プラスチック、ゴム、金属等であってよい。カバー窓１２０４の周辺エッジに近接するギャップ１２０５をさらに横切って、電子機器１２００の前部表面全体が同一平面になるように、材料はギャップ１２０５内に適合してよい。ギャップ１２０５を充填する材料は柔軟であってよい。ギャップ１２０５内に配置される材料はガスケットを実現してもよい。ギャップ１２０５を充填することによって、ハウジング１２０２内のそうでなければおそらく望ましくないギャップを、ギャップ１２０５内に生じる汚染（例えば、汚れ、水）を防ぐために、充填又は密封することができる。側部表面１２０３は、ハウジング１２０２と一体であってよいが、代わりに、側部表面１２０３はハウジング１２０２から分離されてもよく、例えば、カバー窓１２０４用のベゼルとして機能してよい。

カバー窓１２０４は、ディスプレイ組立品１２０６がカバー窓１２０４を通して可視であるように、主に透明である。ディスプレイ組立品１２０６は、例えば、カバー窓１２０４に隣接して配置されてよい。ハウジング１２０２は、ディスプレイ組立品の他に、コントローラ（プロセッサ）、メモリ、通信回路網、等のような、内部電子部品を含んでもよい。ディスプレイ組立品１２０６は、例えば、ＬＣＤモジュールを含んでよい。例として、ディスプレイ組立品１２０６は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでよい。一実施形態では、カバー窓１２０４は、ＬＣＭと一体に形成されてよい。ハウジング１２０２は、電子機器１２００に電子的能力を提供するために、内部電子部品を収容するための開口部１２０８を含んでもよい。

電子機器１２００の前部表面は、ユーザインタフェース制御部１２０８（例えば、クリックホイール制御部）を含んでもよい。この実施形態では、カバー窓１２０４は、電子機器１２００の前部表面全体を覆わない。電子機器１２００は、基本的に、前部表面の一部を覆う部分表示領域を含む。

カバー窓１２０４は、一般的には、様々な方法で配置又は具体化されてよい。例として、カバー窓１２０４は、フラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤ）又はタッチスクリーンディスプレイ（例えばＬＣＤ及びタッチ層）のような下にあるディスプレイ（例えば、ディスプレイ組立品１２０６）を覆って配置される保護ガラス片として構成されてよい。代わりに、カバー窓１２０４は、ディスプレイと効果的に一体化されてよく、すなわち、ガラス窓は、ディスプレイの少なくとも一部として形成されてよい。加えて、カバー窓１２０４は、タッチスクリーンに関連付けられたタッチ層のような接触感知機器と実質的に一体化されてよい。いくつかの場合では、カバー窓１２０４は、ディスプレイの最外層として機能することができる。

図１３Ａ及び１３Ｂは、一実施形態による電子機器１３００の様々な図である。電子機器１３００は、例えば、薄いフォームファクタ（又は、ロープロファイル）を有する携帯型又はハンドヘルド電子機器として具体化されてよい。電子機器１３００は、例えば、メディアプレーヤ、メディア記憶装置、ポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、タブレットＰＣ、コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、ＧＰＳユニット、リモコン、等に対応してよい。

図１３Ａの断面図に示すように、電子機器１３００は、電子機器１３００の外側表面として機能するハウジング１３０２を含んでよい。電子部品１３０３が、ハウジング１３０２内に配置されてよい。電子部品は、コントローラ（プロセッサ）、メモリ、バッテリ、カメラ、及び、フラッシュのような照明器を含んでよいが、これらに限定されない。

加えて、電子機器１３００は、カバーガラス１３０４を有してよい。カバーガラス１３０４は、電子機器１３００のための外側表面、すなわち、上部表面として機能することができる。カバーガラス１３０４は、また、引っ掻きに抵抗することができ、したがって、電子機器１３００用のハウジング１３０２の上部表面のための実質的に耐引っ掻き性の表面を提供することができる。カバーガラス１３０４はハウジング１３０２に、例えば接着剤１３０５を使用して結合されてよい。

電子機器１３００は、図１３Ｂの斜視図に示されている。カバーガラス１３０４は、表示領域上に設けられてよい。カバーガラス１３０４は、表示領域を、カバーガラス１３０４を通して見ることができるように、実質的に透明であってよい。表示領域は、電子機器１３００のハウジング１３０２内に配置されてよい。電子機器１３００は、電子機器１３００の前部表面の大部分を消費する全表示又は実質的に全表示の表示領域を含んでよい。表示領域は、様々な方法で具体化されてよい。一実施形態では、表示領域は、フラットパネルディスプレイ、より具体的にはＬＣＤディスプレイのような、少なくとも１つのディスプレイを備えてよい。

表示領域は、代わりに又は加えて、表示画面上に配置された接触感知機器を含んでよい。例えば、表示領域は、静電容量感知点が分布された１つ又は複数のガラス層を含んでよい。これらの構成要素の各々は、別個の層であってよく、又は、これらは、１つ又は複数のスタックに組み込まれてよい。一実施形態では、カバーガラス１３０４は、表示領域の最外層として機能してよい。接着剤１３０５は、表示領域に光学的に干渉しないように、半透明であって、周辺部に広げられてよい。

電子機器１３００は、様々な層を含む表示領域（例えば、前記表示領域）を含んでよい。様々な層は、少なくとも１つのディスプレイを含んでよく、加えて、ディスプレイ上に配置された感知装置を含んでよい。いくつかの場合では、層は積み重ねられ、互いに隣接し、さらに積層されて、それによって単一のユニットを形成してよい。他の場合では、層の少なくともいくつかは、空間的に分離され、直接隣接しない。

例えば、感知装置はディスプレイ上に、それらの間にギャップが存在するように配置されてよい。例として、ディスプレイは、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでよい。ＬＣＭは、一般的には、少なくとも、上部ガラスシート及び下部ガラスシートを含み、上部ガラスシート及び下部ガラスシートは、それらの間に液晶層を少なくとも部分的に挟む。感知装置は、タッチスクリーンを形成するために使用されるもののような接触感知装置であってよい。

例えば、静電容量感知タッチスクリーンは、カバーガラス１３０４に分散された実質的に透明な感知点又はノードを含んでよい。カバーガラス１３０４は、表示領域のための外側保護バリアとして機能することができる。典型的には、カバーガラス１３０４は、表示領域に隣接してよいが、別の層（外側保護層）のような表示領域と一体化されてもよい。

図１３Ｂに示すように、カバーガラス１３０４は、ハウジング１３０２の上部表面全体にわたって延在してよい。このような場合では、カバーガラス１３０４のエッジは、ハウジング１３０２の側部と整列、又は実質的に整列されてよい。カバーガラス１３０４の厚さがむしろ薄くて（すなわち、数ミリメートル未満）よいとすると、カバーガラス１３０４用のガラス材料は、より強い利用可能なガラスから選択されてよい。例えば、アルミノケイ酸ガラス（例えば、ＣｏｒｎｉｎｇからのＤＶＴＳ）が、カバーガラス１３０４用のガラス材料に適切な１つの選択である。ガラス材料の他の例は、ソーダ石灰、ホウケイ酸塩等を含むがこれらに限定されない。ガラス材料の依然として別の例は、リチウム系ガラスであってよい。加えて、カバーガラス１３０４のエッジは、特定の予め決められた形状に対応するように構成されてよい。カバーガラス１３０４のエッジを特定の予め決められた形状に対応するように機械加工することによって、カバーガラス片はより強くなることができる。予め決められた形状の使用についての追加の情報に関しては、参照により本明細書に組み込まれる２００９年３月２日に出願された「Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｖｅｒｓ ｆｏｒ Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許仮出願第６１／１５６，８０３号を参照されたい。

さらに、本明細書により詳細に説明されるように、カバーガラス１３０４は、さらなる強化のために選択的に化学的に強化されてよい。１つの好適な化学的処理は、カバーガラスの１つ又は複数の表面部分を、カリウム（例えばＫＮＯ３）を含む化学的浴内で、上昇された温度で、ある期間（例えば、数時間）中に選択的に露出させることである。加えて、ナトリウムを含む浴が、リチウム浴と組み合わせて、この組み合わせが圧縮応力層を生成することができるために、使用されてよい。いずれの場合でも、選択的な化学的処理は、望ましくは、カバーガラス片の選択的に露出された表面部分で、より高い圧縮応力を生じることができる。より高い圧縮応力は、結果としてイオン交換を生じることができ、イオン交換では、カバーガラスの選択的に露出された部分で、又はカバーガラスの選択的に露出された部分の近くで、Ｋ^＋イオンは効果的にいくつかのＮａ^＋イオンを置換する。

図１３Ｂに特に示すように、選択的に強化された表面領域１３１０Ａは、カバーガラスの選択的に強化されたエッジ末端１３１０Ａを備えてよい。選択的に化学的に強化された表面領域１３１０Ａは、カバーガラスの周辺エッジから内側に延びる幅寸法ｗを有してよい。すなわち、選択的に強化されたエッジ末端１３１０Ａは、幅寸法ｗを有してよい。幅寸法は、約２〜５ミリメートル、又はそれより長くてよい。例えば、幅寸法は約１０ミリメートルであってよい。図１３Ｂ中の概念的な破線は、選択的に化学的に強化された表面領域１３１０Ａの内側の範囲を代表的に示す。

本明細書に記載の実施形態による装置、システム及び方法は、ハンドヘルド電子機器（例えば、携帯電話、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント、リモコン等）のような小さいフォームファクタの電子機器内に組み立てられるカバーガラス又はディスプレイ（例えば、ＬＣＤディスプレイ）に特に適している。装置、システム及び方法は、他の比較的より大きいフォームファクタの電子機器（例えば、携帯型コンピュータ、タブレットコンピュータ、ディスプレイ、モニタ、テレビ等）用のカバーガラス又はディスプレイに使用されてもよい。

一実施形態では、ガラスカバーのサイズは、関連する電子機器のサイズに依存する。例えば、ハンドヘルド電子機器に対して、ガラスカバーは、しばしば、５インチ（約１２．７ｃｍ）以下の対角線である。別の例では、より小さい携帯型コンピュータ又はタブレットコンピュータのような携帯型電子機器に関して、ガラスカバーは、しばしば、４インチ（約１０．２ｃｍ）〜１２インチ（約３０．５ｃｍ）の間の対角線である。依然として別の例として、フルサイズの携帯型コンピュータ、ディスプレイ、又はモニタのような携帯型電子機器に関して、ガラスカバーは、しばしば、１０インチ（約２５．４ｃｍ）〜２０インチ（約５０．８ｃｍ）の間又はさらにより大きい対角線である。ガラスカバーは、典型的には、約５ｍｍ未満、又はより具体的には約３ｍｍ未満、又はより具体的には約１ｍｍ未満の厚さを有するように、むしろ薄い。

図１４は、カバーガラス１４０４の露出した表面部分の選択的強化の詳細な部分断面図を示す。図１４は、カバーガラス１４０４を選択的に化学的に強化するための、加熱されたカリウム浴１４０３（例えば、溶融ＫＮＯ３浴）内にカバーガラス１４０４を浸漬させる化学的処理プロセスを概略的に示す。例えば、カリウム浴は、摂氏約３８０度〜摂氏約４５０度に加熱されてよい。カバーガラス１４０４が加熱されたカリウム浴１４０３内に浸漬される又は浸されると、拡散及びイオン交換が、カバーガラス１４０４の露出した表面部分で生じ得る。カバーガラスの対応する表面部分が化学的浴に露出されないマスキングされた領域では、イオン交換は抑制され得る。

図１４に示すように、カバーガラス１４０４内に存在するＮａ^＋イオン１４０５は、カリウム浴１４０３中に拡散することができ、カリウム浴１４０３内のＫ^＋イオン１４０７は、圧縮表面層１４０９が形成され得るようにカバーガラス１４０４中に拡散することができる。すなわち、カリウム浴１４０３からのＫ^＋イオン１４０７は、圧縮表面層１４０９を形成するように、Ｎａ^＋イオン１４０５と交換され得る。Ｋ^＋イオン１４０７は、カバーガラス１４０４の圧縮表面層１４０９を化学的に強化する圧縮表面層１４０９の圧縮応力表面応力（ＣＳ）を提供することができる。

カバーガラス１４０４は、厚さ（ｔ）を有するとして図１４に示される。化学的強化処理の時間の長さ及び／又はカリウム浴１４０３内のＫ^＋イオン１４０７の濃度のような化学的処理パラメータを制御することによって、圧縮表面層１４０９の深さ（ｄ）及び圧縮表面層１４０９の圧縮応力表面応力（ＣＳ）を実質的に制御することができる。イオン交換の深さ（ｄ）は、種々のカバーガラス厚さのために種々の方法で、例えば、高イオン濃度及び／若しくは浴温度及び／若しくは延長された浴浸漬時間を使用することによって、並びに／又は、拡散を増大するために印加される電界を使用することによって制御され得る。例えば、浴浸漬時間は約６時間であってよい。図１４では、イオン交換を受ける圧縮表面層１４０９は、クロスハッチングを用いて示されている。

いくつかの場合では、Ｋ^＋イオン１４０７は、カバーガラス１４０４の中央部分１４１１中に拡散しない可能性がある。図１４では、中央部分１４１１は、クロスハッチングなしで示されている。カバーガラス１４０４の中央部分１４１１は、圧縮表面層１４０９の圧縮応力表面応力（ＣＳ）に応じて中心張力（ＣＴ）を有することができる。

本明細書で上述したように、イオン交換は、カバーガラスの対応する表面部分が化学的浴に露出されないマスキングされた領域では抑制され得る。例えば、箔をマスキングのために使用することができる。さらに、カバーガラスのイオン交換のフォトリソグラフィパターニング（選択的化学的強化）が、カバーガラス上のマスクをフォトリソグラフィパターニングすることによって行われてよい。このような場合では、感光性ポリイミドがマスキングのために使用されてよく、又は、適用されたアルミニウムの被覆層（スパッタリングによって適用されてよい）が、フォトレジスト及びアルミニウムのエッチングを用いて、フォトリソグラフィで、パターニングされたマスクへとパターニングされてよい。

図１５Ａ〜１５Ｅは、一実施形態でのカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。図１５Ａは、第１の強化処理の前のカバーガラス１５０４を示す。図１５Ｂは、本明細書で上述したような第１の期間中の第１の加熱されたカリウム浴内での処理のような第１の強化処理後のカバーガラス１５０４を示す。

図１５Ｂ〜１５Ｅでは、イオン交換を受けてからの圧縮表面層１５０９が、クロスハッチングを使用して示されている。圧縮表面層１５０９は、圧縮層の対応する深さを有することができる。いくつかの場合では、カリウムイオンは、カバーガラス１５０４の中央部分１５１１中に拡散しない可能性がある。図１５Ｂでは、中央部分１５１１は、クロスハッチングなしで示されている。カバーガラス１５０４の中央部分１５１１は、圧縮表面層１５０９の圧縮応力表面応力（ＣＳ）に応じて中心張力（ＣＴ）を有することができる。例えば、仮定的に言えば、第１の強化処理の可能な効果に関して以下のことが理論付けられ、すなわち、圧縮表面層１５０９は、約７３０メガパスカルのピーク圧縮応力、及び、約３８．６ミクロンの圧縮層の深さを有することができ、中央部分１５１１は、約５４メガパスカルの中心張力を有することができる。

図１５Ｃは、カバーガラス１５０４の一部のシールディング１５０６を示し、シールディング１５０６は、カバーガラス１５０４に、少なくとも１つのシールドされた部分１５０８及び少なくとも１つのシールドされていない部分１５１０を設ける。本明細書で上述したように、カバーガラスの適切なマスキング１５０６が、カバーガラス１５０４のシールディング１５０６のために使用されてよい。例えば、図１５Ｃに示すように、カバーガラスの主要な対向面が、カバーガラスのシールドされた部分１５０８を提供するために、適用されたマスク材料１５０６によってシールドされてよい。カバーガラス１５０４のエッジ末端１５１０が、シールドされていない部分１５１０であってよい。マスク１５０６は、シールドされた部分１５０８及びシールドされていない部分１５１０に望まれるように適切にパターニングされてよい。例えば、シールドされていない部分１５１０は、約２〜５ミリメートル、又はそれ以上の幅寸法を有してよい。例えば、幅寸法は約１０ミリメートルであってよい。

図１５Ｄは、本明細書で上述したような第２の期間中の第２の加熱されたカリウム浴内での処理のような第２の強化処理後のカバーガラス１５０４を示す。カバーガラスの選択されたシールドされていない部分１５１０Ａの強化は、第２の強化処理によって選択的に向上され得る。シールドされていないため、シールドされていない部分１５１０Ａは、選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａを提供するように、第２の強化処理によって実質的に影響され得る。一方、シールドされているため、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａのシールドされた部分１５０８Ａは、第２の強化処理によって実質的に影響されないだろう。したがって、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの強化よりも大きい、向上された強化を受けることができる。上記に照らして、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａと異なって強化され得ることを理解すべきである。第２の強化処理の後、シールディング１５０６は、図１５Ｅに示すように除去されてよい。

図１５Ｄ及び１５Ｅでは、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの圧縮層の深さより深い圧縮層の増大された深さを伴う向上された強化を受けることができる。例えば、仮定的に言えば、選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａの圧縮層の増大された深さは約１００ミクロンである可能性があり、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの圧縮層の深さは約３８．６ミクロンである可能性があることが理論付けられる。

第２の強化処理の影響を説明するために図１５Ｃと図１５Ｄを比較すると、選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａの圧縮層の増大されたより深い深さが、選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａ内の拡大したクロスハッチングによって強調されている。同様に、図１５Ｄ中の変更された中央領域１５１１Ａは、図１５Ｃ中の対応する中央領域１５１１に対してより小さいものとして示されている。もちろん、圧縮層の深さの差は数１０ミクロン程度であり得るため、図１５Ｃ及び１５Ｄ間の差は説明を容易にするために大きく誇張されて示されている可能性があることを理解すべきである。

さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの圧縮応力よりも大きい増大された圧縮応力を伴う向上された強化を受けることができることを理解すべきである。例えば、仮定的に言えば、２つの領域１５１０Ａ、１５０８Ａは、約７３０メガパスカルの同様のピーク圧縮応力を有する可能性があることが理論付けられる。しかしながら、上述した圧縮層のより深い深さのため、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの対応する合計の累積された圧縮応力よりも大きい合計の累積された圧縮応力を有することができる。

さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの中心張力よりも大きい増大された中心張力を伴う向上された強化を受けることができる。例えば、仮定的に言えば、選択的に化学的に強化された表面領域１５１０Ａの増大された中心張力は約９１メガパスカルであり得、他の化学的に強化された表面領域１５０８Ａの中心張力は約５１メガパスカルであり得ることが理論付けられる。

図１６Ａ〜１６Ｅは、別の実施形態でのカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。図１６Ａは、第１の強化処理の前のカバーガラス１６０４を示す。第１の化学的強化の前に、図１６Ｂは、カバーガラス１６０４の一部のシールディング１６０６を示し、シールディング１６０６は、カバーガラス１６０４に、少なくとも１つのシールドされた部分１６０８及び少なくとも１つのシールドされていない部分１６１０を設ける。本明細書で上述したように、カバーガラスの適切なマスキング１６０６が、カバーガラス１６０４のシールディング１６０６のために使用されてよい。例えば、図１６Ｂに示すように、カバーガラスの主要な対向面が、カバーガラスのシールドされた部分１６０８を提供するために、適用されたマスク材料１６０６によってシールドされてよい。カバーガラス１６０４のエッジ末端１６１０が、シールドされていない部分１６１０であってよい。マスク１６０６は、シールドされた部分１６０８及びシールドされていない部分１６１０に望まれるように適切にパターニングされてよい。

図１６Ｃは、本明細書で上述したような第１の期間中の第１の加熱されたカリウム浴内での処理のような第１の強化処理後のカバーガラス１６０４を示す。シールドされていない部分１６１０Ａでイオン交換を受けてからの圧縮表面層１６０９が、クロスハッチングを使用して示されている。いくつかの場合では、カリウムイオンは、カバーガラス１６０４の中央部分１６１１中に拡散しない可能性がある。図１６Ｃでは、中央部分１６１１は、クロスハッチングなしで示されている。

シールドされていないため、シールドされていない部分１６１０Ａは、第１の強化処理によって実質的に影響され得る。一方、シールドされているため、シールドされた部分１６０８Ａは、第１の強化処理によって実質的に影響されないだろう。第１の強化処理の後、シールディング１６０６は、図１６Ｄに示すように除去されてよい。

図１６Ｅは、本明細書で上述したような第２の期間中の第２の加熱されたカリウム浴内での処理のような第２の強化処理後のカバーガラス１６０４を示す。既に第１の強化処理が施されているため、選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、第２の強化処理によって実質的に影響され得る。具体的には、選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂの強化は、第２の強化処理によって選択的に向上され得る。しかしながら、前にシールドされていたため、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂは、第１の化学的強化処理によって影響されておらず、第２の強化処理の後に比較的少ない影響を示す可能性があることを理解すべきである。したがって、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂの強化よりも大きい向上された強化を受けることができる。上記に照らして、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂと異なって強化され得ることを理解すべきである。

図１６Ｄ及び１６Ｅでは、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂの圧縮層の深さより深い圧縮層の増大された深さを伴う向上された強化を受けることができる。第２の強化処理の影響を説明するために図１６Ｄを図１６Ｅと比較すると、選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂの圧縮層の増大されたより深い深さが、選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂ内の拡大したクロスハッチングによって強調されている。同様に、図１６Ｅ中の変更された中央領域１６１１Ａは、図１６Ｄ中の対応する中央領域１６１１に対してより小さいものとして示されている。

さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂの圧縮応力よりも大きい増大された圧縮応力を伴う向上された強化を受けることができることを理解すべきである。さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１６１０Ｂは、他の化学的に強化された表面領域１６０８Ｂの中心張力よりも大きい増大された中心張力を伴う向上された強化を受けることができる。

図１７Ａ〜１７Ｇは、さらに別の実施形態でのカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。図１７Ａは、第１の強化処理の前のカバーガラス１７０４を示す。図１７Ｂは、本明細書で上述したような第１の期間中の第１の加熱されたカリウム浴内での処理のような第１の強化処理後のカバーガラス１７０４を示す。イオン交換を行ったことによる圧縮表面層１７０９が、クロスハッチングを使用して示されている。圧縮表面層１７０９は、圧縮層の対応する深さを有することができる。いくつかの場合では、カリウムイオンは、カバーガラス１７０４の中央部分１７１１中に拡散しない可能性がある。図１７Ｂでは、中央部分１７１１は、クロスハッチングなしで示されている。

図１７Ｃは、電気炉のような加熱された環境での電界によって補助されるイオン交換強化の第２の強化処理を使用するカバーガラス１７０４の選択された表面部分１７１０の選択的強化を示す。電極の配置は、他の表面部分１７０８が実質的に影響されないように選択されてよい。アノードペースト１７２０及びカソードペースト１７２２は、適切な厚さ、例えば、約０．５〜１ミリメートルの厚さを各々有してよく、ペーストは、ＫＮＯ３及びＡｌ２Ｏ３、及び適切な結合剤を含んでよく、カバーガラス１７０４と接触して塗布されてよい。アノードペースト１７２０及びカソードペースト１７２２は、適切なマスク１７２４、例えば、フッ化ゴムのような高温ゴムによって、互いに分離されてよい。

適切な電圧は、おおよそ、約１００ボルト〜３００ボルトの範囲内であってよく、この電圧は、アノード電極１７２６（アノードペースト１７２０に結合された）及びカソード電極１７２８（カソードペースト１７２２に結合された）に、十分な期間、例えば、約６時間、印加されてよい。アノード電極１７２６及びカソード電極１７２８は、適切な金属を用いてよい。プラチナのような貴金属が用いられてよく、又は、タングステン若しくはモリブデンのような耐熱性材料が用いられてよい。

図１７Ｄは、電界によって補助されるイオン交換強化を使用するカバーガラス１７０４の選択された表面部分１７１０の選択的強化を説明するために、図１７Ｃの詳細な図を示す。図１７Ｄでは、概念的な破線矢印が、選択された表面部分内への電界によって補助されるＫ^＋イオンの拡散を説明するために示される。

図１７Ｅは、電界によって補助されるイオン交換強化の第２の強化処理後のカバーガラス１７０４を示す。図１７Ｆは、図１７Ｅの詳細な図である。図１７Ｇは、第２の強化処理後に除去された電極を示す。カバーガラスの選択された表面領域１７１０Ａの強化を、第２の強化処理によって選択的に向上させることができる。選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、第１の及び第２の強化処理を受けることによって実質的に影響され得る。しかしながら、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａは、第２の強化処理によって実質的に影響されないだろう。したがって、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａの強化よりも大きい向上された強化を受けることができる。上記に照らして、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａと異なって強化され得ることを理解すべきである。

カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａの圧縮層の深さより深い圧縮層の増大された深さを伴う向上された強化を受けることができる。第２の強化処理の影響を説明するために図１７Ｃを図１７Ｅと比較すると（そして、詳細な図１７Ｄを詳細な図１７Ｆと比較すると）、選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａの圧縮層の増大されたより深い深さが、選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａ内の拡大したクロスハッチングによって強調されている。同様に、図１７Ｅ中の変更された中央領域１７１１Ａは、図１７Ｃ中の対応する中央領域１７１１に対してより小さいものとして示されている。

さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａの圧縮応力よりも大きい増大された圧縮応力を伴う向上された強化を受けることができることを理解すべきである。さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１７１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１７０８Ａの中心張力よりも大きい増大された中心張力を伴う向上された強化を受けることができる。

図１８Ａ〜１８Ｅは、依然としてさらに別の実施形態でのカバーガラスの選択的強化を示す単純化した断面図である。図１８Ａは、第１の強化処理の前のカバーガラス１８０４を示す。図１８Ｂは、本明細書で上述したような第１の期間中の第１の加熱されたカリウム浴内での処理のような第１の強化処理後のカバーガラス１８０４を示す。

イオン交換を受けてからの圧縮表面層１８０９が、クロスハッチングを使用して示されている。圧縮表面層１８０９は、圧縮層の対応する深さを有することができる。いくつかの場合では、カリウムイオンは、カバーガラス１８０４の中央部分１８１１中に拡散しない可能性がある。図１８Ｂでは、中央部分１８１１は、クロスハッチングなしで示されている。

図１８Ｃは、カバーガラス１８０４の一部のシールディング１８０６を示し、シールディング１８０６は、カバーガラス１８０４に、少なくとも１つのシールドされた部分１８０８及び少なくとも１つのシールドされていない部分１８１０を設ける。本明細書で上述したように、カバーガラスの適切なマスキング１８０６が、カバーガラス１８０４のシールディング１８０６のために使用されてよい。例えば、図１８Ｃに示すように、カバーガラスの底部の主要な表面が、カバーガラスのシールドされた部分１８０８を提供するために、適用されたマスク材料１８０６によってシールドされてよい。カバーガラス１８０４のエッジ末端及び上部の主要な表面１８１０が、シールドされていない部分１８１０であってよい。マスク１８０６は、シールドされた部分１８０８及びシールドされていない部分１８１０に望まれるように適切にパターニングされてよい。

図１８Ｄは、本明細書で上述したような第２の期間中の第２の加熱されたカリウム浴内での処理のような第２の強化処理後のカバーガラス１８０４を示す。カバーガラスの選択されたシールドされていない部分１８１０Ａは、第２の強化処理によって選択的に強化され得る。シールドされていないため、シールドされていない部分１８１０Ａは、選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａを提供するように、第２の強化処理によって実質的に影響され得る。一方、シールドされているため、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａのシールドされた部分１８０８Ａは、第２の強化処理によって実質的に影響されないだろう。したがって、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａの強化よりも大きい、向上された強化を受けることができる。上記に照らして、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａと異なって強化され得ることを理解すべきである。第２の強化処理の後、シールディング１８０６は、図１８Ｅに示すように除去されてよい。

図１８Ｄ及び１８Ｅでは、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａの圧縮層の深さより深い圧縮層の増大された深さを伴う向上された強化を受けることができる。第２の強化処理の影響を説明するために図１８Ｃを図１８Ｄと比較すると、選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａの圧縮層の増大されたより深い深さが、選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａ内の拡大したクロスハッチングによって強調されている。同様に、図１８Ｄ中の変更された中央領域１８１１Ａは、図１８Ｃ中の対応する中央領域１８１１に対してより小さいものとして示されている。

さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａの圧縮応力よりも大きい増大された圧縮応力を伴う向上された強化を受けることができることを理解すべきである。さらに、カバーガラスの選択的に化学的に強化された表面領域１８１０Ａは、他の化学的に強化された表面領域１８０８Ａの中心張力よりも大きい増大された中心張力を伴う向上された強化を受けることができる。

図１９は、一実施形態の組み立てプロセス１９００を示す流れ図である。組み立てプロセス１９００は、カバーガラスを得る工程１９０２で開始してよい。組み立てプロセス１９００は、カバーガラスの一部をシールドする工程１９０４を続けてよい。シールドする工程は、カバーガラスに、少なくとも１つのシールドされた部分及び少なくとも１つのシールドされていない部分を設けてよい。一実施形態では、このようなシールドする工程１９０４は、カバーガラス上でパターニングする工程（又は、より具体的には、フォトリソグラフィでパターニングする工程）を含んでよい。

組み立てプロセス１９００は、カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分を化学的に強化する工程１９０６を続けてよい。カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分は、イオン交換するために露出されてよい。組み立てプロセス１９００は、その後、カバーガラスをハウジングに取り付ける工程１９０８を続けてよい。一旦カバーガラスがハウジングに取り付けられたら、組み立てプロセス１９００は終了してよい。

図２０は、組み立てプロセス２０００の別の実施形態を示す流れ図である。組み立てプロセス２０００は、カバーガラスを得る工程２００２で開始してよい。組み立てプロセス２０００は、カバーガラスの一部をシールドする工程２００４を続けてよい。シールドする工程は、カバーガラスに、少なくとも１つのシールドされた部分及び少なくとも１つのシールドされていない部分を設けてよい。一実施形態では、このようなシールドする工程２００４は、カバーガラス上でパターニングする工程（又は、より具体的には、フォトリソグラフィでパターニングする工程）を含んでよい。

組み立てプロセス２０００は、カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分を化学的に強化する工程２００６を続けてよい。カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分は、イオン交換するために露出されてよい。組み立てプロセス２０００は、シールドを除去する工程２００８を続けてよい。組み立てプロセス２０００は、カバーガラスの第２の化学的強化工程２０１０を続けてよい。組み立てプロセス２０００は、その後、カバーガラスをハウジングに取り付ける工程２０１２を続けてよい。一旦カバーガラスがハウジングに取り付けられたら、組み立てプロセス２０００は終了してよい。

図２１は、組み立てプロセス２１００のさらに別の実施形態を示す流れ図である。組み立てプロセス２１００は、カバーガラスを得る工程２１０２で開始してよい。プロセス２１００は、カバーガラスの第１の化学的強化工程２１０４を開始してよい。組み立てプロセス２１００は、カバーガラスの一部をシールドする工程２１０６を続けてよい。シールドする工程は、カバーガラスに、少なくとも１つのシールドされた部分及び少なくとも１つのシールドされていない部分を設けてよい。一実施形態では、このようなシールドする工程２１０６は、カバーガラス上でパターニングする工程（又は、より具体的には、フォトリソグラフィでパターニングする工程）を含んでよい。

組み立てプロセス２１００は、第２の化学的強化工程を続けてよい。具体的には、組み立てプロセス２１００は、カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分を化学的に強化する工程２１０８を続けてよい。カバーガラスの少なくとも１つのシールドされていない部分は、イオン交換するために露出されてよい。組み立てプロセス２１００は、シールドを除去する工程２１１０を続けてよい。組み立てプロセス２１００は、その後、カバーガラスをハウジングに取り付ける工程２１１２を続けてよい。一旦カバーガラスがハウジングに取り付けられたら、組み立てプロセス２１００は終了してよい。

図２２は、組み立てプロセス２２００の依然として別の実施形態を示す流れ図である。組み立てプロセス２２００は、カバーガラスを得る工程２２０２で開始してよい。組み立てプロセス２２００は、カバーガラスを化学的に強化する工程２２０４を続けてよい。組み立てプロセス２２００は、カバーガラスの選択された部分の強化を選択的に増大させる工程２２０６を続けてよい。組み立てプロセス２２００は、その後、カバーガラスをハウジングに取り付ける工程２２０８を続けてよい。一旦カバーガラスがハウジングに取り付けられたら、組み立てプロセス２２００は終了してよい。

図２３は、別の実施形態による電子機器の斜視図である。図２３に部分的に示すように、選択的に化学的に強化された表面領域２３１０Ａは、カバーガラスの選択的に強化されたエッジ末端２３１０Ａを備えてよい。選択的に化学的に強化された表面領域２３１０Ａは、カバーガラスの周囲エッジから内側に延びる幅寸法ｗを有してよい。すなわち、選択的に強化されたエッジ末端２３１０Ａは、幅寸法ｗを有してよい。幅寸法は、約２〜５ミリメートル、又はそれ以上であってよい。例えば、幅寸法は１０ミリメートルであってよい。図２３中の概念的な破線は、選択的に化学的に強化された表面領域２３１０Ａの内側の範囲を代表的に示す。

同様に、カバーガラスは、カバーガラスを通って延びる１つ又は複数の開口部２３３０Ｂ、２３３０Ｃ、並びに、それぞれ開口部２３３０Ｂ、２３３０Ｃの１つに隣接する１つ又は複数の開口部エッジ領域２３１０Ｂ、２３１０Ｃを有してよい。選択的に化学的に強化された表面領域は、さらに、それぞれ個々の幅寸法ｗの、カバーガラスの開口部エッジ領域２３１０Ｂ、２３１０Ｃを備えてよい。

上述したように、電子機器は、ハンドヘルド電子機器又は携帯型電子機器であってよい。本発明は、カバーガラスを薄くすることができるだけでなく、十分な強度にすることもできるように機能することができる。ハンドヘルド電子機器及び携帯型電子機器は可動であるため、これらは、設置型の機器が受けない種々の異なる衝撃イベント及び応力を潜在的に受ける。このように、本発明は、薄くなるように設計されるハンドヘルド電子機器又は携帯型電子機器用のガラス表面の実装によく適している。

強化されたガラス、例えば、ガラスカバー又はカバー窓は、薄いガラスの用途に特に有用である。例えば、強化されているガラスカバーの厚さは、約０．５〜２．５ｍｍの間であってよい。他の実施形態では、強化は、その厚さが約２ｍｍ未満、又はさらに約１ｍｍ未満、又は依然としてさらに約０．６ｍｍ未満であるガラス製品に適している。

ガラス、例えば、ガラスカバー又はカバー窓を化学的に強化することは、ガラスのエッジの角に適用される厚さの少なくとも１０％の予め決められた曲率（又はエッジ半径）を有する予め決められたエッジ形状によって丸められたガラスのエッジにより効果的であり得る。他の実施形態では、予め決められた曲率は、ガラスの厚さの２０％〜５０％の間であってよい。５０％の予め決められた曲率は、連続的な湾曲と考えることもでき、その一実施形態が図３Ｅに示されている。

一実施形態では、ガラスカバーのサイズは、関連する電子機器のサイズに依存する。例えば、ハンドヘルド電子機器に対して、ガラスカバーのサイズは、しばしば、５インチ（約１２．７ｃｍ）以下の対角線である。別の例として、より小さい携帯型コンピュータ又はタブレットコンピュータのような携帯型電子機器に関して、ガラスカバーのサイズは、しばしば、４インチ（約１０．２ｃｍ）〜１２インチ（約３０．５ｃｍ）の間の対角線である。依然として別の例として、フルサイズの携帯型コンピュータ、ディスプレイ（テレビジョンを含む）、又はモニタのような携帯型電子機器に関して、ガラスカバーのサイズは、しばしば、１０インチ（約２５．４ｃｍ）〜２０インチ（約５０．８ｃｍ）の間又はさらにより大きい対角線である。

しかしながら、より大きい画面サイズについては、ガラス層の厚さをより大きくする必要がある可能性があることを理解すべきである。より大きいガラス層の平面性を維持するために、ガラス層の厚さを増加させる必要がある可能性がある。ディスプレイは依然として比較的薄いままでもよいが、最小の厚さは画面サイズが増大すると共に増大する可能性がある。例えば、ガラスカバーの最小の厚さは、再び画面のサイズに依存して、小型のハンドヘルド電子機器に関しては約０．３ｍｍ、より小型の携帯型コンピュータ又はタブレットコンピュータに関しては約０．５ｍｍ、フルサイズの携帯型コンピュータ、ディスプレイ又はモニタに関しては約１．０ｍｍ以上に対応する可能性がある。しかしながら、より一般的には、ガラスカバーの厚さは、電子機器の用途及び／又はサイズに依存する可能性がある。

上述したように、ガラスカバー、又はより一般的にはガラス片を、ガラスの表面が効果的に強化されるように、化学的に処理することができる。このような強化を通じて、より薄いガラス片を民生用電子機器に使用することができるように、ガラス片をより強くすることができる。十分な強度を有するより薄いガラスは、民生用電子機器をより薄くすることを可能にする。

本明細書に記載の技術を、ハンドヘルド電子機器、携帯型電子機器、及び実質的に設置型の電子機器を含むがこれらに限定されない種々の電子機器の任意のものによって使用されるガラス表面に用いることができる。これらの例は、ディスプレイを含む任意の既知の民生用電子機器を含む。例として、限定としてではなく、電子機器は、メディアプレーヤ、携帯電話（例えばセルラ電話）、ＰＤＡ、リモコン、ノートブック、タブレットＰＣ、モニタ、オールインワンコンピュータ等に対応することができる。

上述した本発明の種々の態様、特徴、実施形態又は実装を、単独で又は種々の組み合わせで使用することができる。

本発明のいくつかの実施形態のみを説明してきたが、本発明は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形態で具体化されてもよいことを理解すべきである。例として、本発明の方法に関連する工程は、広範囲に変化してもよい。本発明の範囲の要旨から逸脱することなく、工程を加えることができ、除去することができ、変更することができ、組み合わせることができ、並べ替えることができる。同様に、動作が図面に特定の順序で示されているが、これを、これらのような動作が示された特定の順序で若しくは連続した順序で実行されることを必要とするものとして、又は、示されたすべての動作が所望の結果を達成するために実行されることを必要とするものとして理解すべきではない。

本明細書は多くの詳細を含むが、これらを、本開示の又は特許請求することができるものの範囲への限定として解釈すべきではなく、本開示の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈すべきである。別個の実施形態の文脈で記載された特定の特徴を、組み合わせて実施することもできる。一方、単一の実施形態の文脈で記載された種々の特徴を、複数の実施形態で別々に、又は、任意の適切なサブコンビネーションで実施することもできる。さらに、特徴を、特定の組合せで作用するものとして上述したかもしれないが、特許請求の組み合わせからの１つ又は複数の特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから削除されてもよく、特許請求の組み合わせは、サブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形に向けられてもよい。

本発明をいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲に含まれる変更、置換、及び均等物が存在する。本発明の方法及び装置を実施する多くの代替の方法が存在することにも留意すべきである。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の要旨及び範囲内に含まれるすべてのこのような変更、置換、及び均等物を含むものとして解釈されることが意図される。

Claims (32)

1. ガラス片を化学的に強化する方法であって、
   第１の厚さを有する第１の部分と、前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する第２の部分と、を有するガラス片を準備する工程と、
   前記第１の部分を第１のレベルへと化学的に強化する工程と、
   前記第２の部分を前記第１のレベルとは異なる第２のレベルへと化学的に強化する工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１の部分を化学的に強化する工程は、前記第１の部分を前記第１のレベルへと強化するように働き、前記第１のレベルは前記第１の部分に第１の所定の特性を準備することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の部分を化学的に強化する工程は、前記第２の部分を前記第２のレベルへと強化するように働き、前記第２のレベルは前記第２の部分に第２の所定の特性を準備することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の所定の特性は、前記第１の部分を前記第１のレベルへと化学的に強化することに関する第１の深さの層に関し、前記第２の所定の特性は、前記第２の部分を前記第２のレベルへと化学的に強化することに関する第２の深さの層に関することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の所定の特性は、前記第１の部分を前記第１のレベルへと化学的に強化することに関する第１の中央張力限界に関し、前記第２の所定の特性は、前記第２の部分を前記第２のレベルへと化学的に強化することに関する第２の中央張力限界に関することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
6. 前記ガラス片は１．５ｍｍを超えない厚さを有することを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
7. 前記第２の厚さは前記第１の厚さの２０％から７０％の間にあることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
8. 第１の厚さを有する第１の領域と、第２の厚さを有する第２の領域とを有するガラス片を強化する方法であって、
   前記ガラス片の前記第２の領域に第１のマスクを適用する工程と、
   前記第１の領域を化学的に強化する工程と、
   続いて前記第２の領域から前記第１のマスクを取り除く工程と、
   前記第１の領域に第２のマスクを適用する工程と、
   前記第２の領域を化学的に強化する工程と、
   続いて前記第１の領域から前記第２のマスクを取り除く工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
9. 前記ガラス片の前記第１の厚さは１ｍｍを超えないことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の領域を化学的に強化する工程は、前記ガラス片を第１のカリウム溶液に入れる工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２の領域を化学的に強化する工程は、前記ガラス片を前記第１のカリウム溶液又は第２のカリウム溶液に入れる工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２の厚さは前記第１の厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
13. 前記ガラス片を携帯型電子機器に取り付ける工程をさらに含み、前記ガラス片は前記携帯型電子機器のハウジングの外面の一部として働くことを特徴とする、請求項８乃至１２の何れか１項に記載の方法。
14. 薄い方の領域及び厚い方の領域を有するガラス片を強化する方法であって、
    前記ガラス片の前記薄い方の領域に第１のマスクを適用する工程と、
    前記厚い方の領域を化学的に強化する工程と、
    続いて前記薄い方の領域から前記第１のマスクを取り除く工程と、
    前記薄い方の領域と前記厚い方の領域との双方を化学的に強化する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
15. 前記厚い方の領域の厚さは２ｍｍを超えないことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記薄い方の領域の厚さは０．３ｍｍから１．２ｍｍであることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記厚い方の領域を化学的に強化する工程は、前記ガラス片を第１のカリウム溶液に入れる工程を含み、
    前記薄い方の領域を化学的に強化する工程は、前記ガラス片を前記第１のカリウム溶液又は第２のカリウム溶液に入れる工程を含む
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
18. 前記ガラス片を携帯型電子機器に取り付ける工程をさらに含み、前記ガラス片は前記携帯型電子機器のハウジングの外面の一部として働くことを特徴とする、請求項１４乃至１７の何れか１項に記載の方法。
19. 強度を向上させるためにガラス片を処理する方法であって、
    イオン交換を妨げるように前記ガラス片の第１の部分をマスクする工程と、
    マスクされた前記第１の部分とは異なる前記ガラス片の少なくとも一部とのイオン交換を促進するように、前記ガラス片を加熱されたイオン浴に浸漬する工程と、
    第１の所定の期間の後に、前記加熱されたイオン浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
    前記加熱されたイオン浴から前記ガラス片を取り除いた後に、前記ガラス片の前記第１の部分からマスクを外す工程と、
    続いて、前記ガラス片の少なくとも前記第１の部分とのイオン交換を促進するように、前記加熱されたイオン浴又は他の加熱されたイオン浴に前記ガラス片を浸漬する工程と、
    第２の所定の期間の後に、前記加熱されたイオン浴又は前記他の加熱されたイオン浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記加熱されたイオン浴又は前記他の加熱されたイオン浴から前記ガラス片を取り除くのに続いて、前記ガラス片に後処理を行う工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 前記ガラス片を携帯型電子機器に取り付ける工程をさらに含み、前記ガラス片は前記携帯型電子機器のハウジングの外面の一部として働くことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
22. 前記ガラス片を携帯型電子機器において用いる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
23. 前記ガラス片は２ｍｍを超えない厚さを有することを特徴とする、請求項１９乃至２２の何れか１項に記載の方法。
24. ハウジングと、
    少なくとも部分的に前記ハウジングの内部に配置された電気部品と、
    第１の部分と第２の部分を有する主要表面を備える、前記ハウジングと結合されたカバーガラスとを備え、
    前記第１の部分は第１のレベルへと化学的に強化されており、前記第２の部分は前記第１のレベルとは異なる第２のレベルへと化学的に強化され、
    前記第１の部分の厚さは前記第２の部分の厚さより大きく、
    前記第１の部分と第２の部分は、化学的強化に関連するそれぞれの圧縮層の深さを有し、前記化学的強化に由来する前記第１の部分の前記圧縮層の前記深さは、前記第２の部分の前記圧縮層の前記深さよりも深い
    ことを特徴とする消費者電子製品。
25. 前記第１の部分は、前記第２の部分の強化よりも大きい向上した強化を有することを特徴とする、請求項２４に記載の消費者電子製品。
26. 前記第１の部分と第２の部分は、化学的に強化され、及びそれぞれの圧縮応力を有し、
    前記第１の部分は、前記第２の部分の前記圧縮応力よりも大きい増大した圧縮応力での向上した強化を有することを特徴とする、請求項２４に記載の消費者電子製品。
27. 前記第１の部分と第２の部分は、化学的に強化され、及びそれぞれの中心張力を有し、
    前記第１の部分は、前記第２の部分の前記中心張力よりも大きい、増大した中心張力での向上した強化を有することを特徴とする、請求項２４に記載の消費者電子製品。
28. 前記カバーガラスの前記第１の部分はパターニングされていることを特徴とする、請求項２４に記載の消費者電子製品。
29. 前記カバーガラスの前記第１の部分は、前記カバーガラス上に設けられたフォトリソグラフィックパターンを用いて形成されていることを特徴とする、請求項２４乃至２８の何れか１項に記載の消費者電子製品。
30. 前記第１の部分は、前記カバーガラスのエッジ末端を含むことを特徴とする、請求項２４乃至２８の何れか１項に記載の消費者電子製品。
31. 前記カバーガラスは、前記カバーガラスを通って延びる少なくとも１つの開口部と、前記開口部に隣接する開口部エッジ領域とを有し、
    前記第１の部分は、前記カバーガラスの前記開口部エッジ領域を含むことを特徴とする、請求項２４乃至２８の何れか１項に記載の消費者電子製品。
32. 前記カバーガラスは、化学的に強化された第１の主要表面を有し、
    前記カバーガラスの前記第１の部分と第２の部分を有する主要表面は、前記カバーガラスの前記第１の主要表面の強度よりも大きい、向上した強化を有する前記カバーガラスの反対側の主要表面を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の消費者電子製品。