JP6376443B2 - 強化ガラス板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、強化ガラス板の製造方法に関し、特に、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（携帯端末）等の表示デバイスのカバーガラスに好適な強化ガラス板の製造方法に関する。

携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、タッチパネルディスプレイ、大型テレビ等の表示デバイスは、益々普及する傾向にある。

従来、これらの用途では、ディスプレイを保護するための保護部材としてアクリル等の樹脂板が用いられていた。しかし、樹脂板は、ヤング率が低いため、ペンや人の指等でディスプレイの表示面が押された場合に撓み易い。このため、樹脂板が内部のディスプレイに接触して、表示不良が発生することがあった。また、樹脂板は、表面に傷が付き易く、視認性が低下し易いという問題もあった。これらの問題を解決する方法は、保護部材としてガラス板を用いることである。この用途のガラス板には、（１）高い機械的強度を有すること、（２）低密度で軽量であること、（３）安価で多量に供給できること、（４）泡品位に優れること、（５）可視域において高い光透過率を有すること、（６）ペンや指等で表面を押した際に撓み難いように高いヤング率を有すること等が要求される。特に、（１）の要件を満たさない場合は、保護部材として用を足さなくなるため、従来からイオン交換処理した強化ガラス板が用いられている（特許文献１、２、非特許文献１参照）。

従来まで、強化ガラス板は、予め強化用ガラス板を所定形状に切断した後、イオン交換処理を行う方法、所謂、「強化前切断」で作製されていたが、近年、大型の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、所定サイズに切断する方法、所謂、「強化後切断」が検討されている。強化後切断を行うと、強化ガラス板や各種デバイスの製造効率が飛躍的に向上するという利点が得られる。

特開２００６−８３０４５号公報 特開２０１１−８８７６３号公報

泉谷徹郎等、「新しいガラスとその物性」、初版、株式会社経営システム研究所、１９８４年８月２０日、ｐ．４５１−４９８

ところで、フロート法は、大型、薄型のガラス板を安価、且つ大量に作製し得るため、強化ガラス板の成形方法として一般的である。例えば、特許文献２には、フロート法で成形されてなると共に、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ６７〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜４％、Ｎａ_２Ｏ ７〜１５％、Ｋ_２Ｏ １〜９％、ＭｇＯ ６〜１４％、ＣａＯ ０〜１％、ＺｒＯ_２ ０〜１．５％、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３ ７１〜７５％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ １２〜２０％を含有し、且つ厚み１．５ｍｍ以下の強化ガラス板が開示されている。

しかし、フロート法で成形された強化用ガラス板をイオン交換処理すると、ガラス製造工程中でスズ浴に接した側、所謂ボトム面と、その反対側、所謂トップ面とでは、表面近傍の性状、組成が相違し、強化ガラス板がトップ面側に凸に反るという問題が生じる。強化ガラス板の反り量が大きいと、強化ガラス板の歩留まりが低下する。

一方、フロート法以外の方法、例えばオーバーフローダウンドロー法で強化用ガラス板を成形すれば、おもて面と裏面の性状差、組成差を低減し得るため、これによる反り量を低減することができる。しかし、フロート法以外の方法で成形する場合であっても、強化用ガラス板が大型化及び／又は薄型化すると、強化ガラス板に反りが発生してしまうことがある。

この現象は、薄型の強化用ガラス板をイオン交換処理して、強化ガラス板を得る場合に、顕在化し易くなる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み成されたものであり、技術的課題は、薄型の強化用ガラス板をイオン交換処理して、強化ガラス板を得る場合であっても、反り量を可及的に低減し得る強化ガラス板の製造方法を創案することである。

本発明者等は、鋭意検討の結果、薄型の強化ガラス板に対して、所定の熱処理を行うことにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の強化ガラス板の製造方法は、板厚２．０ｍｍ以下の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、５０℃以上、且つ強化用ガラス板の歪点未満の温度で熱処理することを特徴とする。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。

ガラス板は、歪点以下の温度では、熱変形しないことが知られている。本発明者等が鋭意検討したところ、強化ガラス板の場合、意外なことに、歪点未満の温度で熱処理した場合でも、反り量を低減し得ることを見出した。反り量を低減し得る理由は、不明であり、現在、調査中である。本発明者等は、強化ガラス板の場合、アルカリイオンが、イオン交換処理の際に、圧縮応力層の表層部分において偏析した状態で固定されることが、反りの一因になり、熱処理を行うと、アルカリイオンの移動が進むことにより、アルカリイオンの偏析状態が徐々に解消されて、結果として、反り量が低減されるものと推定している。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、８０℃以上、且つ（歪点−２００）℃未満の温度で熱処理することが好ましい。このようにすれば、反り量を低減し易くなると共に、熱処理によりイオン交換反応が進行し難くなり、所望の圧縮応力値を得易くなる。

また、本発明の強化ガラス板の製造方法は、ＫＮＯ_３溶融塩を含むイオン交換溶液を用いて、板厚２．０ｍｍ以下の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が０．６７超〜０．９５になるように熱処理することを特徴とする。上記の通り、圧縮応力層の表層部分において、アルカリイオンの濃度勾配が緩やかであると、アルカリイオンの偏析が少ないものと考えられる。そこで、熱処理により、強化ガラス板の（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比を０．６７超〜０．９５に規制すれば、アルカリイオンの移動が進み、アルカリイオンの偏析状態が徐々に解消されて、結果として、反り量が低減されるものと推定される。なお、「（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）」は、表面でのＫの発光強度を１とした場合（この場合、深部のＫの発光強度が０とする）、深さ方向における表面から内部に至るＫ濃度の減少が略収束したときの内部のＫの発光強度（例えば応力深さよりも１０μｍ深い領域のＫ発光強度）の割合を表し、ＧＤ−ＯＥＳで測定可能である。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、イオン交換処理後、熱処理前に、２００℃未満の温度まで冷却する工程を有することが好ましい。このようにすれば、イオン交換処理後に、強化ガラス板の反り量を検査し易くなるため、反り量が小さい強化ガラス板を良品採取し、反り量が大きい強化ガラス板（不良品）のみを熱処理することができる。結果として、強化ガラス板の製造効率を高めることができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、熱処理後に、所定サイズに切断する工程を有することが好ましい。このようにすれば、大型の強化ガラス板の反り量を低減し得ることに起因して、強化後切断の効率を高め易くなる。結果として、強化ガラス板の製造効率を高めることができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、イオン交換処理後、熱処理前に、所定サイズに切断する工程を有することが好ましい。強化後切断によって、強化ガラス板の製造効率が向上すると共に、強化後切断後に、強化ガラス板の取り扱いが容易になる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、イオン交換処理前に、所定サイズに切断する工程を有することが好ましい。このようにすれば、強化用ガラス板（強化ガラス板）の取り扱いが容易になる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の応力深さが１５μｍ以上になるように、強化用ガラス板をイオン交換処理することが好ましい。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値」および「圧縮応力層の応力深さ」は、表面応力計（例えば、有限会社折原製作所製ＦＳＭ−６０００）を用いて、試料を観察した際に、観察される干渉縞の本数とその間隔から算出される値を指す。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法又はフロート法で強化用ガラス板を成形することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法で成形すれば、未研磨で表面品位が良好なガラス板を作製し易くなり、結果として、強化ガラスの表面の機械的強度を高め易くなる。また大型、薄型のガラス板を作製し易くなる。更におもて面と裏面の表面近傍の性状差、組成差が同等になり易く、これによる反りを抑制し易くなる。ここで、「オーバーフローダウンドロー法」は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を成形する方法である。また、フロート法で成形すれば、大型及び／又は薄型のガラス板を安価に作製することができる。そして、上記の通り、フロート法で成形すると、強化ガラス板がトップ面側に凸に反り易くなるが、本発明であれば、この反りもある程度解消することができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成中にＮａ_２Ｏを１〜２０質量％含むように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有するように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。このようにすれば、イオン交換性能と耐失透性を高いレベルで両立することができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、歪点が５００℃以上になるように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。このようにすれば、耐熱性が向上するため、強化ガラス板が反り難くなる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、β−ＯＨ値が０．４５／ｍｍ以下になるように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。β−ＯＨ値が小さい程、歪点が高くなると共に、イオン交換性能が向上する。ここで、「β−ＯＨ値」は、ＦＴ−ＩＲを用いてガラスの透過率を測定し、下記の式を用いて求めた値を指す。
β−ＯＨ値 ＝ （１／Ｘ）ｌｏｇ（Ｔ_１／Ｔ_２）
Ｘ：試料厚み（ｍｍ）
Ｔ_１：参照波長３８４６ｃｍ^−１における透過率（％）
Ｔ_２：水酸基吸収波長３６００ｃｍ^−１付近における最小透過率（％）

本発明の強化ガラス板の製造方法は、表面の全部又は一部を研磨しないことが好ましい。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、表示デバイスのカバーガラスに用いることが好ましい。

本発明の強化ガラス板は、板厚が０．７ｍｍ未満であり、且つ（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が０．６７超〜０．９５であることを特徴とする。上記の通り、強化用ガラス板が薄型化すると、強化ガラス板に反りが発生し易くなる。そこで、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比を０．６７超〜０．９５に規制すると、強化ガラス板が薄型化した場合でも、反りの発生を抑制することができる。

強化ガラス板を鉛直方向に配置するための固定冶具を示す概念図である。 強化ガラス板を鉛直方向から１０〜１５°程度傾いた状態に配置するための固定冶具を示す概念図である。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１３の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１４の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１５の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１６の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１７の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１８の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．１９の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。 ［実施例２］に係る試料Ｎｏ．２０の表層近傍のアルカリ成分のＧＤ−ＯＥＳのデータである。

本発明の強化ガラス板の製造方法において、ＫＮＯ_３溶融塩を含むイオン交換溶液を用いて、板厚２．０ｍｍ以下の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、熱処理する。この熱処理は、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が０．６７超〜０．９５になるように行うことが好ましい。（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の好適な下限比は０．６８以上、０．７０以上、０．７２以上、０．７４以上、特に０．７５以上であり、好適な上限比は０．９２以下、０．９０以下、０．８８以下、特に０．８６以下である。（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）が小さ過ぎると、アルカリイオンが、圧縮応力層の表層部分において偏析した状態で固定されるため、強化ガラス板の反り量が大きくなり易い。一方、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）が大き過ぎると、圧縮応力値が小さくなり易く、機械的強度を維持し難くなる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、５０℃以上、且つ強化用ガラス板の歪点未満の温度で熱処理するが、８０℃以上、且つ（歪点−５０）℃未満の温度、８０℃以上、且つ（歪点−１００）℃未満の温度、１００℃以上、且つ（歪点−１５０）℃未満の温度、１５０℃以上、且つ（歪点−２００）℃未満の温度、特に８０℃以上、且つ（歪点−２０５）℃以下の温度で熱処理することが好ましい。熱処理温度が低過ぎると、強化ガラス板の反り量を低減し難くなる。一方、熱処理温度が高過ぎると、熱処理時にイオン交換反応が進行し、圧縮応力値が低下し易くなる。

熱処理時間は、１０分〜２４時間、３０分〜１０時間、３０分〜５時間、特に４５分〜２時間が好ましい。熱処理時間が短過ぎると、強化ガラス板の反り量を低減し難くなる。一方、熱処理時間が長過ぎると、熱処理の効率が低下する。

熱処理温度までの昇温速度は、１℃／分以上、３分／℃以上、特に５分／℃以上、且つ１時間／℃以下が好ましく、熱処理温度に保持された電気炉内に直接投入することによって行ってもよい。昇温速度が速過ぎると、強化ガラス板が熱衝撃により破損する虞が生じる。一方、昇温速度が遅過ぎると、熱処理の効率が低下する。

熱処理温度からの降温速度は、１℃／分以上、３分／℃以上、特に５分／℃以上、且つ１時間／℃以下が好ましい。なお、熱処理温度からの降温は、熱処理が施された電気炉内で自然冷却することにより行ってもよい。降温速度が速過ぎると、反り量を低減し難くなると共に、強化ガラス板が熱衝撃により破損する虞が生じる。一方、降温速度が遅過ぎると、熱処理の効率が低下する。

本発明の強化ガラス板の製造方法において、イオン交換処理後、熱処理前に、２００℃未満の温度（望ましくは１５０℃以下の温度、１００℃以下の温度、８０℃以下の温度、特に５０℃以下の温度）まで冷却する工程を有することが好ましい。本発明の強化ガラス板の製造方法は、イオン交換処理と熱処理を連続的に行う態様を含む。しかし、イオン交換処理と熱処理を連続的に行うと、反っていない強化ガラス板に対しても、熱処理を行うことになり、かえって強化ガラス板の反り量を増大させる虞がある。そこで、一旦、強化ガラス板を冷却する工程を設けると、反り量が小さい強化ガラス板を良品採取し、反り量が大きい強化ガラス板のみを熱処理することができる。結果として、強化ガラス板の製造効率を高めることができる。

熱処理を行うために強化ガラス板を配置する方法は特に限定されないが、複数の強化ガラス板を同時に熱処理する場合は、固定冶具内に強化ガラス板を配置することが好ましい。固定冶具として、イオン交換処理の際に強化用ガラス板を固定するバスケットを用いることができる。強化ガラス板を配置する方向は、反り量を低減する観点から、図１に示すように、鉛直方向が好ましいが、図２に示すように、鉛直方向から１０〜１５°程度傾いた状態でも構わない。

複数の強化ガラス板を同時に熱処理する場合、特に複数の強化ガラス板間の間隔が狭い場合（例えば、複数の強化ガラス板間の間隔が１０ｍｍ以下、特に７ｍｍ以下の場合）は、強化ガラス板間の均熱性を確保しながら、降温することが好ましく、この場合、降温速度は１５℃／分以下、１０分／℃以下、特に１〜５分／℃が好ましい。また、強化ガラス板間の均熱性を確保する観点から、強化ガラス間に送風するための送風手段を講じることも好ましい。

本発明の強化ガラス板の製造方法では、強化用ガラス板（強化ガラス板）の板厚を２．０ｍｍ以下に規制し、好ましくは１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．７ｍｍ未満、０．６ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下に規制する。このようにすれば、表示デバイスの軽量化を図り易くなると共に、強化後切断を行う場合に、表面の圧縮応力層の影響により、切断面に圧縮応力が生じ易くなり、切断面の機械的強度が低下し難くなる。一方、板厚が小さ過ぎると、所望の機械的強度を得難くなる。よって、板厚は０．１ｍｍ以上が好ましい。なお、板厚が小さい程、強化ガラス板が反り易くなるため、本発明の効果を享受し易くなる。

強化用ガラス板（強化ガラス板）の板面積を０．０１ｍ^２以上、０．１ｍ^２以上、０．２５ｍ^２以上、０．３５ｍ^２以上、０．４５ｍ^２以上、０．８ｍ^２以上、１．２ｍ^２以上、１．５ｍ^２以上、２ｍ^２以上、１．２．５ｍ^２以上、３ｍ^２以上、３．５ｍ^２以上、４ｍ^２以上、４．５ｍ^２以上、特に５〜１０ｍ^２に規制することが好ましい。板面積が大きい程、強化後切断による強化ガラス板の採取枚数が多くなり、強化ガラス板や各種デバイスの製造効率が飛躍的に向上する。ここで、「板面積」とは、端面を除く板表面の面積を指し、おもて面と裏面の何れか一方の面積を指す。なお、板面積が大きい程、強化ガラス板が反り易くなるため、本発明の効果を享受し易くなる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法で強化用ガラス板を成形することが好ましい。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラス板を成形し易くなり、結果として、強化ガラス板の表面の機械的強度を高め易くなる。この理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、表面となるべき面が樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるからである。樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラスリボンに対して力を印加する方法は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラスリボンに接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラスリボンの端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、フロート法で強化用ガラス板を成形することが好ましい。このようにすれば、大型及び／又は薄型のガラス板を安価に作製することができる。そして、上記の通り、フロート法で成形すると、強化ガラス板がトップ面側に凸に反り易くなるが、本発明であれば、この反りもある程度解消することができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法、フロート法以外にも、スロットダウンドロー法、ロールアウト法、リドロー法等で成形してもよい。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成中にＮａ_２Ｏを１〜２０質量％含むように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。Ｎａ_２Ｏは、主要なイオン交換成分であり、また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。また、Ｎａ_２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。しかし、Ｎａ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。一方、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有するように、強化用ガラス板を作製することが好ましい。上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは５０〜８０％、５２〜７５％、５５〜７２％、５５〜７０％、特に５５〜６７．５％である。ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点やヤング率を高める成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は５〜２５％が好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下し易くなることに加えて、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は７％以上、８％以上、１０％以上、１２％以上、１４％以上、１５％以上、特に１６％以上である。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、オーバーフローダウンドロー法等でガラス板を成形し難くなる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなり、更には高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は２２％以下、２０％以下、１９％以下、１８％以下、特に１７％以下である。なお、イオン交換性能を重視する場合、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を可及的に増加させることが好ましく、例えばＡｌ_２Ｏ_３の含有量を１７％以上、１８％以上、１９％以上、２０％以上、特に２１％以上とすることが好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は、高温粘度や密度を低下させると共に、ガラスを安定化させて結晶を析出させ難くし、液相温度を低下させる成分である。またクラックレジスタンスを高める成分である。しかし、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、イオン交換処理によって、ヤケと呼ばれる表面の着色が発生したり、耐水性が低下したり、圧縮応力層の圧縮応力値が低下したり、圧縮応力層の応力深さが小さくなる傾向がある。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０〜１５％、０．１〜１２％、１〜１０％、１超〜８％、１．５〜６％、特に２〜５％である。なお、イオン交換性能を重視する場合、Ｂ_２Ｏ_３の含有量を可及的に増加させることが好ましく、例えばＢ_２Ｏ_３の含有量を２．５％以上、３％以上、３．５％以上、４％以上、特に４．５％以上とすることが好ましい。

Ｎａ_２Ｏは、主要なイオン交換成分であり、また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。また、Ｎａ_２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ_２Ｏの含有量は１〜２０％である。Ｎａ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下したり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏを導入する場合、Ｎａ_２Ｏの好適な下限範囲は１０％以上、１１％以上、特に１２％以上である。一方、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ_２Ｏの好適な上限範囲は１７％以下、特に１６％以下である。

Ｋ_２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力層の応力深さを増大させる効果が大きい成分である。また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。更には、耐失透性を改善する成分でもある。Ｋ_２Ｏの含有量は０〜１０％である。Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。よって、Ｋ_２Ｏの好適な上限範囲は８％以下、６％以下、４％以下、特に２％未満である。

上記成分以外にも、例えば以下の成分を導入してもよい。

Ｌｉ_２Ｏは、イオン交換成分であると共に、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。またヤング率を高める成分である。更にアルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を増大させる効果が大きい。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなる。また、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に、低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなると、かえって圧縮応力値が小さくなる場合がある。従って、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは０〜３．５％、０〜２％、０〜１％、０〜０．５％、特に０．０１〜０．２％である。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの好適な含有量は５〜２５％、１０〜２２％、１５〜２２％、特に１７〜２２％である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、イオン交換性能や溶融性が低下し易くなる。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎて、高い圧縮応力値が得られ難くなる場合がある。更に液相温度付近の粘性が低下して、高い液相粘度を確保し難くなる場合もある。なお、「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量である。

ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分であり、アルカリ土類金属酸化物の中では、イオン交換性能を高める効果が大きい成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり易く、またガラスが失透し易くなる。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は１２％以下、１０％以下、８％以下、５％以下、特に４％以下である。なお、ガラス組成中にＭｇＯを導入する場合、ＭｇＯの好適な下限範囲は０．１％以上、０．５％以上、１％以上、特に２％以上である。

ＣａＯは、他の成分と比較して、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める効果が大きい。ＣａＯの含有量は０〜１０％が好ましい。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなり、またガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなったり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、ＣａＯの好適な含有量は０〜５％、０．０１〜４％、０．１〜３％、特に１〜２．５％である。

ＳｒＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＳｒＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＳｒＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％未満である。

ＢａＯは、耐失透性の低下を伴うことなく、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やヤング率を高める成分である。しかし、ＢａＯの含有量が多過ぎると、密度や熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能が低下したり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、かえってガラスが失透し易くなる。ＢａＯの好適な含有範囲は０〜５％、０〜３％、０〜１％、特に０〜０．１％未満である。

ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力値を増大させる効果が大きい成分である。また低温粘性を低下させずに、高温粘性を低下させる成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなったり、圧縮応力層の応力深さが小さくなる傾向がある。よって、ＺｎＯの含有量は０〜６％、０〜５％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．１％未満が好ましい。

ＺｒＯ_２は、イオン交換性能を顕著に高める成分であると共に、液相粘度付近の粘性や歪点を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、耐失透性が著しく低下する虞があり、また密度が高くなり過ぎる虞がある。よって、ＺｒＯ_２の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下である。なお、イオン交換性能を高めたい場合、ガラス組成中にＺｒＯ_２を導入することが好ましく、その場合、ＺｒＯ_２の好適な下限範囲は０．０１％以上、０．５％、特に１％以上である。

Ｐ_２Ｏ_５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に圧縮応力層の応力深さを大きくする成分である。しかし、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、６％以下、４％以下、２％以下、１％以下、特に０．１％未満である。

清澄剤として、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３の群（好ましくはＳｎＯ_２、Ｃｌ、ＳＯ_３の群）から選択された一種又は二種以上を０〜３００００ｐｐｍ（３％）導入してもよい。ＳｎＯ_２＋ＳＯ_３＋Ｃｌの含有量は、清澄効果を的確に享受する観点から、好ましくは０〜１００００ｐｐｍ、５０〜５０００ｐｐｍ、８０〜４０００ｐｐｍ、１００〜３０００ｐｐｍ、特に３００〜３０００ｐｐｍである。ここで、「ＳｎＯ_２＋ＳＯ_３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３及びＣｌの合量を指す。

ＳｎＯ_２の好適な含有範囲は０〜１００００ｐｐｍ、０〜７０００ｐｐｍ、特に５０〜６０００ｐｐｍである、Ｃｌの好適な含有範囲は０〜１５００ｐｐｍ、０〜１２００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、０〜５００ｐｐｍ、特に５０〜３００ｐｐｍである。ＳＯ_３の好適な含有範囲は０〜１０００ｐｐｍ、０〜８００ｐｐｍ、特に１０〜５００ｐｐｍである。

Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分であり、また補色となる色を加えると、消色して、ガラスの色味をコントロールし得る成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に導入すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の含有量は、好ましくは４％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下である。

本発明では、環境面の配慮から、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｆ、ＰｂＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３を含有しないことが好ましい。ここで、「実質的にＡｓ_２Ｏ_３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＡｓ_２Ｏ_３を添加しないものの、不純物レベルで混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ａｓ_２Ｏ_３の含有量が５００ｐｐｍ未満であることを指す。「実質的にＦを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＦを添加しないものの、不純物レベルで混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｆの含有量が５００ｐｐｍ未満であることを指す。「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＰｂＯを添加しないものの、不純物レベルで混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、ＰｂＯの含有量が５００ｐｐｍ未満であることを指す。「実質的にＢｉ_２Ｏ_３を含有しない」とは、ガラス成分として積極的にＢｉ_２Ｏ_３を添加しないものの、不純物レベルで混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が５００ｐｐｍ未満であることを指す。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、以下の特性を有するように、強化用ガラスを作製することが好ましい。

密度は、２．６ｇ／ｃｍ^３以下、特に２．５５ｇ／ｃｍ^３以下が好ましい。密度が低い程、強化ガラス板を軽量化することができる。なお、ガラス組成中のＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２の含有量を低減すれば、密度が低下し易くなる。なお、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。

熱膨張係数は、好ましくは８０×１０^−７〜１２０×１０^−７／℃、８５×１０^−７〜１１０×１０^−７／℃、９０×１０^−７〜１１０×１０^−７／℃、特に９０×１０^−７〜１０５×１０^−７／℃である。熱膨張係数を上記範囲に規制すれば、金属、有機系接着剤等の部材の熱膨張係数に整合し易くなり、金属、有機系接着剤等の部材の剥離を防止し易くなる。ここで、「熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定した値を指す。なお、ガラス組成中のＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を増加すれば、熱膨張係数が高くなり易く、逆にアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物の含有量を低減すれば、熱膨張係数が低下し易くなる。

歪点は、好ましくは５００℃以上、５２０℃以上、５３０℃以上、特に５５０℃以上である。歪点が高い程、耐熱性が向上して、強化ガラス板が反り難くなる。更にタッチパネルセンサー等のパターニングにおいて、高品位な膜を形成し易くなる。なお、ガラス組成中のアルカリ土類金属酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５の含有量を増加させたり、アルカリ金属酸化物の含有量を低減すれば、歪点が高くなり易い。

１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１２８０℃以下、１２３０℃以下、１２００℃以下、１１８０℃以下、特に１１６０℃以下である。ここで、「１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、成形設備への負担が軽減されて、成形設備が長寿命化し、結果として、強化用ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を低減すれば、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。

１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６２０℃以下、１５５０℃以下、１５３０℃以下、１５００℃以下、特に１４５０℃以下である。ここで、「１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温溶融が可能になり、溶融窯等のガラス製造設備への負担が軽減されると共に、泡品位を高め易くなる。よって、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、強化用ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。なお、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当する。また、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を低減すれば、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低下し易くなる。

液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、１０５０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、特に８８０℃以下である。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を指す。なお、液相温度が低い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３の含有量を増加させたり、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２の含有量を低減すれば、液相温度が低下し易くなる。

液相粘度は、好ましくは１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．４ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．４ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．６ｄＰａ・ｓ以上、１０^６．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^６．２ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^６．３ｄＰａ・ｓ以上である。ここで、「液相粘度」は、液相温度における粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。なお、液相粘度が高い程、耐失透性や成形性が向上する。また、ガラス組成中のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの含有量を増加させたり、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２の含有量を低減すれば、液相粘度が高くなり易い。

β−ＯＨ値は０．４５ｍｍ^−１以下、０．４ｍｍ^−１以下、０．３ｍｍ^−１以下、０．２８ｍｍ^−１以下、０．２５ｍｍ^−１以下、特に０．１０〜０．２２ｍｍ^−１が好ましい。β−ＯＨ値が小さい程、歪点が高くなると共に、イオン交換性能が向上する。

β−ＯＨ値を低下させる方法として、例えば、以下の（１）〜（７）の方法が挙げられる。（１）含水量の低い原料を選択する。（２）原料中に水分を添加しない。（３）水分量を減少させる成分（Ｃｌ、ＳＯ_３等）の添加量を増やす。（４）炉内雰囲気中の水分量を低下させる。（５）溶融ガラス中でＮ_２バブリングを行う。（６）小型溶融炉を採用する。（７）溶融ガラスの流量を速くする。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、表面の一部又は全部を研磨しないことが好ましく、特に表面の全部を研磨しないことがより好ましく、また未研磨の表面の平均表面粗さ（Ｒａ）は好ましくは１０Å以下、より好ましくは５Å以下、より好ましくは４Å以下、更に好ましくは３Å以下、最も好ましくは２Å以下に制御することが望ましい。なお、平均表面粗さ（Ｒａ）はＳＥＭＩ Ｄ７−９７「ＦＰＤガラス板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法により測定すればよい。ガラスの理論強度は本来非常に高いが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。これは、ガラス表面にグリフィスフローと呼ばれる小さな欠陥が成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。それ故、強化ガラス板の表面を未研磨とすれば、イオン交換処理後に、強化ガラス板の機械的強度が維持されて、強化ガラス板が破壊し難くなる。また、イオン交換処理後にスクライブ切断を行う際に、表面が未研磨であると、スクライブ切断時に不当なクラック、破損等が生じ難くなる。更に、強化ガラス板の表面を未研磨とすれば、研磨工程を省略し得るため、強化ガラス板の製造コストを低廉化することができる。なお、未研磨の表面を得るためには、オーバーフローダウンドロー法で強化用ガラス板を成形すればよい。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、イオン交換処理により、その表面に圧縮応力層を形成する。イオン交換処理は、強化用ガラス板の歪点以下の温度でガラス表面にイオン半径が大きいアルカリイオンを導入する方法である。イオン交換処理で圧縮応力層を形成すれば、板厚が小さい場合でも、圧縮応力層を適正に形成することができる。

イオン交換溶液、イオン交換温度及びイオン交換時間は、ガラスの粘度特性等を考慮して決定すればよい。特に、強化用ガラス板中のＮａ成分をＫＮＯ_３溶融塩中のＫイオンとイオン交換処理すると、表面に圧縮応力層を効率良く形成することができる。

本発明の強化ガラス板の製造方法において、圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上（望ましくは５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、特に７００ＭＰａ以上）、且つ圧縮応力層の応力深さが１５μｍ以上（望ましくは２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、特に３５μｍ以上）になるように、強化用ガラス板をイオン交換処理することが好ましい。圧縮応力値が大きい程、強化ガラス板の機械的強度が高くなる。一方、圧縮応力値が大き過ぎると、強化ガラス板をスクライブ切断し難くなる。よって、圧縮応力層の圧縮応力値は、好ましくは１５００ＭＰａ以下、１２００ＭＰａ以下、特に１０００ＭＰａ以下である。なお、ガラス組成中のＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、ＺｎＯの含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を短くしたり、イオン交換溶液の温度を下げれば、圧縮応力値が大きくなる傾向がある。

応力深さが大きい程、強化ガラス板に深い傷が付いても、強化ガラス板が割れ難くなると共に、機械的強度のばらつきが小さくなる。応力深さは、好ましくは１０μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、特に４０μｍ以上である。一方、応力深さが大き過ぎると、強化ガラス板をスクライブ切断し難くなる。応力深さは、好ましくは１００μｍ以下、８０μｍ未満、６０μｍ以下、特に５０μｍ未満である。なお、ガラス組成中のＫ_２Ｏ、Ｐ_２Ｏ_５の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すれば、応力深さが大きくなる傾向がある。また、イオン交換時間を長くしたり、イオン交換溶液の温度を上げれば、応力深さが大きくなる傾向がある。

本発明の強化ガラス板の製造方法において、強化ガラス板を所定サイズに切断する時期は特に限定されない。イオン交換処理前、イオン交換処理後熱処理前、熱処理後の何れであってもよい。熱処理後に、所定サイズに切断する工程を設けると、大型の強化ガラス板の反り量を低減し得ることに起因して、強化後切断の効率を高め易くなる。結果として、強化ガラス板の製造効率を高めることができる。また、イオン交換処理後熱処理前に、所定サイズに切断する工程を設けると、強化後切断によって、強化ガラス板の製造効率が向上すると共に、強化ガラス板の取り扱いが容易になる。更に、イオン交換処理前に、所定サイズに切断する工程を設けると、強化用ガラス板(強化ガラス板)の取り扱いが容易になる。

本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化ガラス板の製造効率の観点から、強化後切断、特に強化後スクライブ切断されてなることが好ましい。強化ガラス板をスクライブ切断する場合、スクライブ傷の深さが応力厚みより大きく、且つ内部の引っ張り応力値が１００ＭＰａ以下（望ましくは８０ＭＰａ以下、７０ＭＰａ以下、６０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以下）であることが好ましい。また、強化ガラス板の端面からスクライブを開始することが好ましく、対向する端面から５ｍｍ以上内側の領域で、スクライブを終了することが好ましい。このようにすれば、スクライブ時に意図しない割れが発生し難くなり、強化後スクライブ切断を適正に行い易くなる。ここで、内部の引っ張り応力値は、以下の式で算出される値である。

内部の引っ張り応力値＝（圧縮応力値×応力深さ）／（厚み−応力深さ×２）

強化後スクライブ切断する場合、強化ガラス板の表面にスクライブラインを形成した後、該スクライブラインに沿って、分断することが好ましい。このようにすれば、切断時に意図しないクラックが進展し難くなる。スクライブラインに沿って、強化ガラス板を分断するには、スクライブラインの形成中に、強化ガラスが自己破壊しないことが重要になる。自己破壊とは、強化ガラス板の表面に存在する圧縮応力、内部に存在する引っ張り応力の影響により、応力深さより深いダメージを受けた場合に、強化ガラス板が自発的に破壊される現象である。スクライブラインの形成中に強化ガラス板の自己破壊が始まると、所望の切断を行うことが困難になる。このために、スクライブラインの深さを応力深さの１０倍以内、５倍以内、特に３倍以内に規制することが好ましい。なお、スクライブラインの形成には、作業性の点で、ダイヤモンドホイールチップ等を用いることが好ましい。

強化後切断される場合、強化ガラス板の端面（切断面）と表面が交差する端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましく、少なくとも表示側の端縁領域の一部又は全部に面取り加工が施されていることが好ましい。面取り加工として、Ｒ面取りが好ましく、この場合、曲率半径０．０５〜０．５ｍｍのＲ面取りが好ましい。また、０．０５〜０．５ｍｍのＣ面取りも好適である。更に、面取り面の表面粗さＲａは１ｎｍ以下、０．７ｎｍ以下、０．５ｎｍ以下、特に０．３ｎｍ以下が好ましい。このようにすれば、端縁領域を起点としたクラックを防止し易くなる。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。

本発明の強化ガラス板は、板厚が０．７ｍｍ未満であり、且つ（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が０．６７超〜０．９５であることを特徴とする。本発明の強化ガラス板の技術的特徴（好適な構成、効果）は、本発明の強化ガラス板の製造方法の技術的特徴と同様になる。ここでは、便宜上、本発明の強化ガラス板について詳細な説明を省略する。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１２）を示している。

次のようにして、強化用ガラス板を作製した。まずガラス原料を調合し、ガラスバッチを作製した。次に、このガラスバッチを連続溶融炉に投入し、清澄工程、攪拌工程、供給工程を経て、オーバーフローダウンドロー法又はフロート法により板状に成形した後、７インチサイズに切断して、強化用ガラス板を作製した。

試料Ｎｏ．１〜６、８〜１２はオーバーフローダウンドロー法、試料Ｎｏ．７はフロート法で成形されている。試料Ｎｏ．１〜５、８〜１２は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５７．４％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、Ｂ_２Ｏ_３ ２％、ＭｇＯ ２％、ＣａＯ ２％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１％、Ｎａ_２Ｏ １４．５％、Ｋ_２Ｏ ５％、ＺｒＯ_２ ４％を含有し、密度が２．５４ｇ／ｃｍ^３、歪点が５１７℃、熱膨張係数が９９．９×１０^−７／℃、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１０９８℃、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１３９２℃、液相温度が９１０℃、液相粘度が１０^５．５ｄＰａ・ｓである。試料Ｎｏ．６は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６１．４％、Ａｌ_２Ｏ_３ １８％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．５％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１％、Ｎａ_２Ｏ １４．５％、Ｋ_２Ｏ ２％、ＭｇＯ ３％、ＢａＯ ０．１％、ＳｎＯ_２ ０．４％を含有し、密度が２．４５ｇ／ｃｍ^３、歪点が５６３℃、熱膨張係数が９１．３×１０^−７／℃、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２５５℃、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５９０℃、液相温度が９７０℃、液相粘度が１０^６．３ｄＰａ・ｓである。試料Ｎｏ．７は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５８．４％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１％、Ｎａ_２Ｏ １４．５％、Ｋ_２Ｏ ５．５％、ＭｇＯ ２％、ＣａＯ ２％、ＺｒＯ_２ ４．５％を含有し、密度が２．５４ｇ／ｃｍ^３、歪点が５３３℃、熱膨張係数が１０２．２×１０^−７／℃、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１１４１℃、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１４２９℃、液相温度が８８０℃、液相粘度が１０^６．４ｄＰａ・ｓである。なお、試料Ｎｏ．１〜６、８〜１２は、表面が未研磨であり、試料Ｎｏ．７は、表面が研磨されている。

次に、得られた強化用ガラス板を４４０℃のＫＮＯ_３溶融塩中に６時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った後、各試料の表面を洗浄し、強化ガラス板を作製した。続いて、表面応力計（有限会社折原製作所製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値と応力深さを算出した。算出に当たり、試料Ｎｏ．１〜５、７〜１２の屈折率を１．５２、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とし、試料Ｎｏ．６の屈折率を１．５０、光学弾性定数を２９．５［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。そして、この強化ガラス板を斜めに立て掛けて載置した後、レーザーでスキャンし、スキャン幅に対する反りの割合を算出した。なお、試料Ｎｏ．５、８では、２４枚の強化用ガラス板が、直立姿勢で厚み方向に６ｍｍの間隔を置いて、図１に示すような固定冶具に配列された状態でイオン交換処理されている。この場合の反りの割合は、２４枚の強化ガラス板の平均値とした。

更に、得られた強化ガラス板に対して、表１に記載の熱処理を行い、試料Ｎｏ．１〜１２を作製した。具体的に説明すると、試料Ｎｏ．１、２は、室温で電気炉に投入し、昇温速度５℃／分で４１０℃まで昇温し、４１０℃で1時間保持した後、自然冷却（炉冷）により室温まで冷却したものである。試料Ｎｏ．３〜７は、室温で電気炉に投入し、昇温速度５℃／分で３１０℃まで昇温し、３１０℃で1時間保持した後、自然冷却により室温まで冷却したものである。試料Ｎｏ．８、９は、室温で電気炉に投入し、昇温速度５℃／分で３１０℃まで昇温し、３１０℃で1時間保持した後、３１０℃で電気炉から直接取り出したものである。試料Ｎｏ．１０は、３１０℃に加熱された電気炉に直接投入し、３１０℃で1時間保持した後、３１０℃で電気炉から直接取り出したものである。試料Ｎｏ．１１は、室温で電気炉に投入し、昇温速度５℃／分で２１０℃まで昇温し、２１０℃で1時間保持した後、２１０℃で電気炉から直接取り出したものである。試料Ｎｏ．１２は、室温で電気炉に投入し、昇温速度５℃／分で１００℃まで昇温し、１００℃で1時間保持した後、１００℃で電気炉から直接取り出したものである。なお、試料Ｎｏ．５、８では、２４枚の強化ガラス板が、直立姿勢で厚み方向に６ｍｍの間隔を置いて、図１に示すような固定冶具に配列された状態で熱処理されている。

熱処理後に、表面応力計（有限会社折原製作所製ＦＳＭ−６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から表面の圧縮応力層の圧縮応力値と応力深さを算出した。算出に当たり、試料Ｎｏ．１〜５、７〜１２の屈折率を１．５２、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とし、試料Ｎｏ．６の屈折率を１．５０、光学弾性定数を２９．５［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。そして、試料Ｎｏ．１〜１２を斜めに立て掛けて載置した後、レーザーでスキャンし、スキャン幅に対する反りの割合を算出した。なお、試料Ｎｏ．５、８の反りの割合は、２４枚の強化ガラス板の平均値とした。

表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１２では、熱処理により、反り量が改善された。

また、表１から、熱処理温度が高いと、反り量が改善し易いものの、圧縮応力層の圧縮応力値が低下し、応力深さが大きくなり易いため、熱処理によりイオン交換反応が進行し易いと考えられる。

なお、表１で示された傾向は、表２に記載の強化用ガラス板（試料ａ〜ｅ）でも同様であると考えられる。

まずガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６１．４％、Ａｌ_２Ｏ_３ １８％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．５％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１％、Ｎａ_２Ｏ １４．５％、Ｋ_２Ｏ ２％、ＭｇＯ ３％、ＢａＯ ０．１％、ＳｎＯ_２ ０．４％を含有するように、ガラス原料を調合し、ガラスバッチを作製した。次に、このガラスバッチを連続溶融炉に投入し、清澄工程、攪拌工程、供給工程を経て、オーバーフローダウンドロー法にて板状に成形した後、１８００ｍｍ×１５００ｍｍ×厚み０．５ｍｍの寸法に切断して、強化用ガラス板（親板）を作製した。なお、この強化用ガラス板は、密度が２．４５ｇ／ｃｍ^３、歪点が５６３℃、熱膨張係数が９１．３×１０^−７／℃、１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度が１２５５℃、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１５９０℃、液相温度が９７０℃、液相粘度が１０^６．３ｄＰａ・ｓである。

続いて、得られた強化用ガラス板（親板）について、４３０℃のＫＮＯ_３溶融塩中に４時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った後、上記と同様の方法により、圧縮応力層の圧縮応力値と応力深さを算出したところ、圧縮応力値が９００ＭＰａ、応力深さが４３μｍであった。なお、算出に当たり、試料の屈折率を１．５０、光学弾性定数を２９．５［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。

更に、得られた強化ガラス板の表面にスクライブラインを形成し、そのスクライブラインに沿って、折り割り操作を行い、所定サイズの個片（７インチサイズ）に分断した。なお、スクライブラインの形成に際し、端面からスクライブを開始し、対向する端面から５ｍｍ以上内側の領域で、スクライブを終了するようにした。また、スクライブ切断に際し、スクライブ傷の深さを応力深さより大きくなるようにした。

更に、得られた強化ガラス板（個片）に対して、表３に記載の熱処理（昇温速度：５℃／分、降温速度：炉冷）を行い、試料Ｎｏ．１４〜２０を作製した。得られた熱処理試料につき、ＧＤ−ＯＥＳ（堀場製作所製ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）により（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比を測定した。その結果を表３、図３〜１０に示す。なお、試料Ｎｏ．１３は、熱処理を行う前の強化ガラス板である。また、測定条件は、放電電力：８０Ｗ、放電圧力：２００Ｐａとした。

表３、図３〜１０から明らかなように、試料Ｎｏ．１４〜２１は、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が適正であった。一方、試料Ｎｏ．１３は、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が不適であった。

本発明に係る強化ガラス板は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等の表示デバイスのカバーガラスに好適である。また、本発明に係る強化ガラス板は、これらの用途以外にも、高い機械的強度が要求される用途、例えば窓ガラス、磁気ディスク用基板、フラットパネルディスプレイ用基板、固体撮像素子用カバーガラス、食器等への応用が期待できる。

Claims (14)

1. 板厚２．０ｍｍ以下の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、５０℃以上、且つ強化用ガラス板の歪点未満の温度で熱処理する方法であって、該イオン交換処理後、該熱処理前に、２００℃未満の温度まで冷却する工程を有することを特徴とする強化ガラス板の製造方法。
2. ＫＮＯ_３溶融塩を含むイオン交換溶液を用いて、板厚２．０ｍｍ以下の強化用ガラス板をイオン交換処理した後、（内部のＫ発光強度）／（表層のＫ発光強度）の比が０．６７超〜０．９５になるように熱処理する方法であって、該イオン交換処理後、該熱処理前に、２００℃未満の温度まで冷却する工程を有することを特徴とする強化ガラス板の製造方法。
3. ８０℃以上、且つ（歪点−２００）℃未満の温度で熱処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板の製造方法。
4. 熱処理後に、所定サイズに切断する工程を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
5. イオン交換処理後、熱処理前に、所定サイズに切断する工程を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
6. イオン交換処理前に、所定サイズに切断する工程を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
7. オーバーフローダウンドロー法又はフロート法で強化用ガラス板を成形することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
8. 圧縮応力層の圧縮応力値が４００ＭＰａ以上、且つ圧縮応力層の応力深さが１５μｍ以上になるように、強化用ガラス板をイオン交換処理することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
9. ガラス組成中にＮａ_２Ｏを１〜２０質量％含むように、強化用ガラス板を作製することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
10. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ １〜２０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有するように、強化用ガラス板を作製することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
11. 歪点が５００℃以上になるように、強化用ガラス板を作製することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
12. β−ＯＨ値が０．４５／ｍｍ以下になるように、強化用ガラス板を作製することを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
13. 表面の全部又は一部を研磨しないことを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。
14. 表示デバイスのカバーガラスに用いることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の強化ガラス板の製造方法。