WO2015050054A1 - 強化ガラス板及びこれを用いた携帯端末 - Google Patents

強化ガラス板及びこれを用いた携帯端末 Download PDF

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WO2015050054A1
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hole
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glass
infrared
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隆 村田
佐藤　史雄
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日本電気硝子株式会社
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Definitions

  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Devices such as mobile phones, digital cameras, and mobile terminals are widely used and are becoming increasingly popular.
  • a resin substrate made of acrylic or the like has been used as a protective member for protecting the display.
  • the acrylic resin substrate has a low Young's modulus, it tends to bend when the display surface of the display is pressed with a pen or a human finger, and the resin substrate may come into contact with the internal display and display defects may occur. there were.
  • the acrylic resin substrate has a problem in that the surface is easily scratched and the visibility is easily lowered.
  • One method for solving these problems is to use a glass plate as a protective member.
  • This glass plate (cover glass) has (1) high mechanical strength, (2) low density and light weight, (3) low cost and a large amount of supply, and (4) excellent foam quality. (5) It is required to have a high light transmittance in the visible range, and (6) to have a high Young's modulus so that it is difficult to bend when the surface is pushed with a pen or a finger. In particular, when the requirement (1) is not satisfied, a glass plate (so-called tempered glass plate) that has been tempered by ion exchange treatment or the like has been conventionally used because the use as a protective member is insufficient.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its technical problem is to create a tempered glass that is suitable for protecting displays and the like and transmits infrared rays having a wavelength of 5 to 20 ⁇ m.
  • the present inventors have found that the above technical problem can be solved by forming a through-hole penetrating through the surface of the tempered glass (compressive stress layer), and proposed as the present invention.
  • the tempered glass of the present invention is characterized in that in the tempered glass having a compressive stress layer on the surface, a through-hole penetrating through the surface is formed.
  • the number of “through-holes” is not limited to one, and a plurality of “through-holes” may be used for the purpose of increasing infrared transmittance.
  • a through hole 3 penetrating the surface compressive stress layer is formed in the tempered glass (tempered glass plate) 2, and an infrared sensor 4 is disposed below the tempered glass 2.
  • a through-hole 3 is formed in an infrared detection region (region colored in gray) 1 in which the light receiving angle of the infrared sensor 4 is within 45 °.
  • the infrared transmitting member is preferably formed of any one of oxide glass, chalcogenide glass, halogen glass, silicon, germanium, ZnSe, ZnS, and polyethylene.
  • the infrared transmitting member is bonded and fixed in the through hole with an adhesive.
  • the infrared transmitting member is preferably fixed in the through hole by softening deformation of the infrared transmitting member and / or the tempered glass.
  • the total area of the openings of the through holes on one surface is preferably 0.1 to 100 mm 2 .
  • the total area of the openings of the through holes refers to the total of the areas when there are a plurality of through holes.
  • the ratio of [total area of through-hole openings on one surface (mm 2 )] / [thickness (mm)] is preferably 0.5 to 800.
  • the inner peripheral surface of the through hole is preferably a tapered surface.
  • the inner peripheral surface of the through-hole is a tapered surface, and the surface of the tempered glass on the side where the area of the opening of the through-hole is small is arranged upward, and the through-hole
  • an infrared transmitting member is disposed inside, and the infrared transmitting member is supported by a support member from below the through hole.
  • the tempered glass of the present invention preferably has a compressive stress layer on the inner peripheral surface of the through hole. If it does in this way, it will become difficult for a tempered glass to start from a through-hole and to be damaged.
  • the tempered glass of the present invention has a flat plate shape and a plate thickness of 2 mm or less.
  • the mobile terminal of the present invention is provided with an infrared sensor so as to correspond to the position of the through hole.
  • the tempered glass of the present invention has a compressive stress layer on the surface.
  • a method for forming a compressive stress layer on the surface there are a physical strengthening method and a chemical strengthening method.
  • the tempered glass of the present invention preferably forms a compressive stress layer on the surface by a chemical tempering method.
  • a chemical tempering method a method of introducing alkali ions having a large ion radius to the surface by ion exchange at a temperature below the strain point, that is, ion exchange treatment is preferable. If it is an ion exchange process, even if the thickness of glass is thin, a compressive-stress layer can be appropriately formed on the surface, and as a result, desired mechanical strength can be ensured. Furthermore, even if the tempered glass is cut after the compression stress layer is formed on the surface, the tempered glass is not easily broken as in a physical tempering method such as an air cooling tempering method.
  • the total area of the opening of the through hole is 100 mm 2 or less, 50 mm 2 or less, 30 mm 2 or less, 20 mm 2 or less, 15 mm 2 or less, 10 mm 2 or less, 5 mm 2 or less, 2 mm 2 or less or 1 mm 2 or less, particularly preferably 0.5 mm 2 or less.
  • the smaller the total area of the opening of the through hole the more difficult it is to visually recognize the through hole, and it is difficult to impair the design of the mobile terminal and the like, and it is difficult for dust and moisture to enter the device from the through hole. Reliability of portable terminals and the like is improved.
  • the total area of the openings of the through holes is too small, infrared rays are difficult to transmit through the tempered glass.
  • the total area of the openings of the through holes on one surface may not be the same as the total area of the openings of the through holes on the other surface.
  • the inner peripheral surface of the through-hole may be a tapered surface, and the direction in which the total area of the opening becomes larger may be the infrared sensor side, and the direction in which the total area of the opening becomes smaller may be the viewing side (outside). If it does in this way, while design property, such as a portable terminal, will not be impaired easily, dust, a water
  • the ratio of [total area of through-hole openings on one surface (mm 2 )] / [thickness (mm)] is preferably 0.5 or more, 1 or more, 3 or more, 5 Or more, 10 or more, particularly preferably 15 or more.
  • the ratio of [total area of through-hole openings on one surface (mm 2 )] / [thickness (mm)] is too small, infrared rays hardly pass through the tempered glass.
  • the ratio of [total area (mm 2 ) of openings of through holes on one surface] / [thickness (mm)] is preferably 800 or less, 600 or less, 500 or less, 300 or less, or 200 or less, particularly preferably.
  • oxide glass such as oxide glass, chalcogenide glass, and halogen glass, metal such as silicon and germanium, crystal such as ZnSe and ZnS, and resin such as polyethylene
  • oxide-based glass is preferable from the viewpoints of appearance and mechanical strength.
  • the oxide-based glass preferably has, as a glass composition, one or more of TeO 2 , Bi 2 O 3 , Al 2 O 3 , and TiO 2 as main components, and the total amount of the above components is 20 mol% or more. In particular, 30 mol% or more is preferable.
  • alkali metal oxides alkaline earth metal oxides, ZnO, rare earth oxides, and the like can be added to promote vitrification.
  • SiO 2 , B 2 O 3 , and P 2 O 5 are components that promote vitrification but reduce infrared transmittance. Therefore, the total amount of these components is preferably less than 5 mol%, particularly preferably less than 1 mol%.
  • the surface of the infrared transmissive member is preferably disposed so as to be flush with the surface of the tempered glass that should be viewed, and also prevents the infrared transmissive member from being damaged.
  • the surface of the infrared transmitting member is located at a position on the deeper side of the through-hole than the surface that should be the viewing side of the tempered glass (preferably a position on the deep side of 10 ⁇ m or more, particularly preferably a position on the deep side of 100 ⁇ m or more). It is also preferable to arrange them as follows.
  • the infrared transmitting member is preferably fixed in the through hole. In this way, it is possible to prevent the infrared transmitting member from falling off the tempered glass.
  • an inorganic material such as a two-component mixed system, an organic resin such as a UV curing system, a low-melting glass, or a ceramic as the adhesive. If an organic resin is used, the bonding operation is facilitated.
  • Adhesives that are consistent other member and refractive index, and particularly preferably equal to the refractive index n d of tempered glass ( ⁇ 0.5).
  • the adhesive is preferably transparent. When the transparent adhesive is used, the through hole is hardly visually recognized, so that the design of the mobile terminal or the like is hardly impaired.
  • the infrared transmitting member may be fixed in the through hole by softening and deforming the infrared transmitting member and / or the tempered glass (preferably the infrared transmitting member). In this way, no adhesive is required. Further, the inner peripheral surface of the through hole is processed into a tapered surface, and the surface of the tempered glass on the side where the area of the opening of the through hole is small is disposed upward, and then the infrared transmitting member is inserted into the through hole from below. The infrared transmitting member can be supported by the support member from below the through hole.
  • SiO 2 is a component that forms a network of glass.
  • the content of SiO 2 is preferably 40 to 71%, 40 to 70%, 40 to 65%, 45 to 65% or 55 to 64%, particularly preferably 55 to 62%. If the content of SiO 2 is too large, the meltability and moldability are likely to be lowered, or the thermal expansion coefficient is too low, so that it is difficult to match the thermal expansion coefficient with the surrounding materials. On the other hand, if the content of SiO 2 is too small, it becomes difficult to vitrify. In addition, the thermal expansion coefficient increases, and the thermal shock resistance of the glass tends to decrease.
  • Al 2 O 3 is a component that increases ion exchange performance, strain point, and Young's modulus.
  • the content of Al 2 O 3 is preferably 3 to 30%.
  • the thermal expansion coefficient becomes too low, and it becomes difficult for the peripheral material and the thermal expansion coefficient to be matched, or the high-temperature viscosity becomes high and the meltability tends to decrease.
  • the content of Al 2 O 3 is too small, resulting is a possibility which can not be sufficiently exhibited ion exchange performance.
  • the preferable upper limit range of Al 2 O 3 is 28% or less, 26% or less, 24% or less or 22% or less, particularly 19% or less. Further, the preferable lower limit range is 7.5% or more, 11% or more, 12% or more, 15% or more, 16% or more, or 17% or more, particularly 18% or more.
  • the content of Li 2 O is preferably 0 to 10%, 0 to 3.5%, 0 to 2%, 0 to 1% or 0 to 0.5%, particularly preferably 0 to 0.1%. It is desirable that it is not substantially contained, that is, suppressed to less than 0.01%.
  • Na 2 O is an ion exchange component and a component that lowers the high-temperature viscosity and improves the meltability and moldability.
  • Na 2 O is also a component that improves devitrification resistance.
  • the content of Na 2 O is preferably 7 to 20%, 10 to 20%, 10 to 19%, 12 to 19%, 12 to 17% or 13 to 17%, particularly preferably 14 to 17%.
  • the thermal expansion coefficient becomes too high, or the thermal shock resistance decreases, the peripheral material and the coefficient of thermal expansion is hardly consistent.
  • the strain point is excessively lowered, the balance of the glass composition is lacking, and the devitrification resistance is lowered.
  • too small content of Na 2 O lowered the melting property, become too coefficient of thermal expansion is low, it tends to decrease the ion exchange performance.
  • K 2 O has an effect of promoting ion exchange, and has a large effect of increasing the stress depth among alkali metal oxides. Moreover, it is a component which reduces high temperature viscosity and improves meltability and moldability. It is also a component that improves devitrification resistance.
  • the content of K 2 O is preferably 0 to 15%. When the content of K 2 O is too large, the thermal expansion coefficient becomes high, or the thermal shock resistance is lowered, the peripheral material and the coefficient of thermal expansion is hardly consistent. Further, the strain point is excessively lowered or the balance of the glass composition is lost, and the devitrification resistance of the glass tends to be lowered. Therefore, the preferable upper limit range of K 2 O is 12% or less, 10% or less, 8% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, or 3% or less, particularly 2% or less.
  • the total amount of the alkali metal oxide R 2 O (R is one or more selected from Li, Na, K) is too large, the glass tends to devitrify, and the thermal expansion coefficient becomes too high. Thermal shock resistance decreases, and it becomes difficult to match the thermal expansion coefficient with the surrounding materials. Further, there is a case where when the total content of R 2 O is too large, the strain point excessively lowers, not obtain a high compression stress value. Furthermore, the viscosity in the vicinity of the liquidus temperature may decrease, making it difficult to ensure a high liquidus viscosity. Therefore, the total amount of R 2 O is preferably 22% or less or 20% or less, and particularly preferably 19% or less.
  • the total amount of R 2 O is preferably 8% or more, 10% or more, or 13% or more, and particularly preferably 15% or more.
  • the mass ratio K 2 O / Na 2 O is preferably 0-2.
  • the mass ratio K 2 O / Na 2 O is preferably regulated to 0 to 0.5, particularly 0 to 0.3 or 0 to 0.2.
  • the mass ratio K 2 O / Na 2 O is set to 0.3-2, 0.5-2. It is preferable to regulate to 1, 2 or 1.2 to 2, particularly 1.5 to 2.
  • the mass ratio K 2 O / Na 2 O is too large, lacks the balance of the composition of the glass, tends glass devitrified.
  • Alkaline earth metal oxide R′O (R ′ is one or more selected from Mg, Ca, Sr, and Ba) is a component that can be introduced for various purposes.
  • R′O is preferably 0 to 9.9%, 0 to 8% or 0 to 6%, particularly preferably 0 to 5%.
  • MgO is a component that lowers the high-temperature viscosity to increase meltability and moldability, and increases the strain point and Young's modulus.
  • MgO has a large effect of improving ion exchange performance among alkaline earth metal oxides.
  • the MgO content is preferably 0 to 6%.
  • the content of MgO is preferably 4% or less, 3% or less, or 2% or less, and particularly preferably 1.5% or less.
  • CaO is a component that increases the strain point and Young's modulus as well as lowering the high-temperature viscosity to increase meltability and moldability.
  • CaO has a large effect of improving ion exchange performance among alkaline earth metal oxides.
  • the CaO content is preferably 0 to 6%.
  • the content of CaO is preferably 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less, or less than 1%, particularly preferably 0.5% or less.
  • SrO is a component that lowers the high-temperature viscosity to increase the meltability and moldability, and also increases the strain point and Young's modulus.
  • the content of SrO is preferably 3% or less, 2% or less, 1.5% or less, 1% or less, 0.5% or less or 0.2% or less, particularly preferably 0.1% or less. .
  • ZnO is a component that enhances ion exchange performance, and is particularly a component that has a large effect of increasing the compressive stress value. Moreover, it is a component which has the effect of reducing high temperature viscosity, without reducing low temperature viscosity.
  • the ZnO content is preferably 8% or less, 6% or less, or 4% or less, and particularly preferably 3% or less.
  • the mass ratio R′O / R 2 O is preferably 0.5 or less or 0.4 or less, particularly preferably 0.3 or less. If the mass ratio R′O / R 2 O is too large, the devitrification resistance tends to be lowered.
  • SnO 2 has the effect of increasing the ion exchange performance, particularly the compressive stress value.
  • the SnO 2 content is preferably 0.01 to 3% or 0.01 to 1.5%, particularly preferably 0.1 to 1%.
  • ZrO 2 is a component that increases ion exchange performance, Young's modulus, and strain point, and lowers high-temperature viscosity. It also has the effect of increasing the viscosity in the vicinity of the liquid phase viscosity. For this reason, when a predetermined amount of ZrO 2 is introduced, the ion exchange performance and the liquid phase viscosity can be simultaneously increased. However, when the content of ZrO 2 is too high, there are cases where the devitrification resistance is extremely lowered. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0 to 10%, 0.001 to 10%, 0.1 to 9%, 0.5 to 7% or 1 to 5%, particularly preferably 2.5 to 5%. %.
  • B 2 O 3 is a component that lowers the liquidus temperature, high-temperature viscosity, and density, and is a component that increases ion exchange performance, particularly the compressive stress value.
  • the content of B 2 O 3 is preferably 0 to 6% or 0 to 4%, particularly preferably 0 to 3%.
  • TiO 2 is a component that enhances ion exchange performance. It is also a component that lowers the high temperature viscosity. However, when the content of TiO 2 is too large, or glass is colored, lowered resistance to devitrification, the density is high. In particular, when used for a cover glass of a display, when the content of TiO 2 is increased, the transmittance is likely to change when the melting atmosphere or the raw material is changed. Therefore, in the process of bonding the tempered glass to the device using light such as an ultraviolet curable resin, the ultraviolet irradiation conditions are likely to fluctuate, making it difficult to stably produce the device.
  • light such as an ultraviolet curable resin
  • the content of TiO 2 is preferably 10% or less, 8% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, 2% or less, 0.7% or less, 0.5% or less, or 0.1% % Or less, particularly preferably 0.01% or less.
  • P 2 O 5 is a component that improves ion exchange performance, and in particular, a component that increases the stress depth.
  • the content of P 2 O 5 is preferably 5% or less, 4% or less, or 3% or less, and particularly preferably 2% or less.
  • the fining agent it is preferable to introduce 0.001 to 3% of one or more selected from the group of As 2 O 3 , Sb 2 O 3 , CeO 2 , F, SO 3 , and Cl.
  • the content of As 2 O 3 is preferably less than 0.1%, particularly preferably less than 0.01%, and the content of Sb 2 O 3 is preferably 0.1%.
  • CeO 2 is a component that decreases the transmittance. Therefore, the content of CeO 2 is preferably less than 0.1%, particularly preferably less than 0.01%.
  • F is a component that lowers the low temperature viscosity and lowers the compressive stress value.
  • the content of F is preferably less than 0.1%, particularly preferably less than 0.01%.
  • Particularly preferred fining agents are SO 3 and Cl, and one or both of SO 3 and Cl is 0.001 to 3%, 0.001 to 1%, or 0.01 to 0.5%, especially 0. It is preferable to introduce 05 to 0.4%.
  • Rare earth oxides such as Nd 2 O 3 and La 2 O 3 are components that increase the Young's modulus. However, the cost of the raw material itself is high, and if it is introduced in a large amount, the devitrification resistance tends to decrease. Therefore, the rare earth oxide content is preferably 3% or less, 2% or less, 1% or less, or 0.5% or less, and particularly preferably 0.1% or less.
  • Transition metal elements such as CoO 3 and NiO are components that reduce the transmittance.
  • the content of the transition metal element is preferably 0.5% or less or 0.1% or less, particularly preferably 0.05% or less.
  • PbO and Bi 2 O 3 are each preferably limited to a content of less than 0.1% in consideration of the environment.
  • the tempered glass of the present invention has a compressive stress layer on the surface.
  • the stress value of the compressive stress layer on the surface is preferably 200 MPa or more, 300 MPa or more, 500 MPa or more, 600 MPa or more, 700 MPa or more, 800 MPa or more, 900 MPa or more, or 1000 MPa or more, particularly preferably 1100 MPa or more.
  • the greater the stress value of the compressive stress layer the higher the mechanical strength of the tempered glass.
  • microcracks are generated on the surface, which may lower the mechanical strength. Further, the stress value of the tensile stress layer inherent in the tempered glass may become extremely high.
  • the stress value of the compressive stress layer is preferably 2500 MPa or less or 2000 MPa or less, and particularly preferably 1500 MPa or less.
  • the content of Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , MgO, ZnO, SnO 2 may be increased, or the content of SrO, BaO may be reduced.
  • the ion exchange time may be shortened or the temperature of the ion exchange solution may be lowered.
  • the stress depth of the compressive stress layer on the surface is preferably 5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, 15 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, or 30 ⁇ m or more, particularly preferably 40 ⁇ m or more.
  • the greater the stress depth the more difficult it is to break the tempered glass even if the tempered glass is deeply damaged.
  • the stress depth of the compressive stress layer is too large, it becomes difficult to cut the tempered glass, or the stress value of the internal tensile stress layer becomes extremely high, and the tempered glass is easily damaged by mechanical impact.
  • the stress value of the internal tensile stress layer is preferably 200 MPa or less, 150 MPa or less or 100 MPa or less, particularly preferably 50 MPa or less.
  • the tempered glass of the present invention preferably has a flat plate shape, in which case the plate thickness is preferably 2 mm or less, 1.5 mm or less, 1.3 mm or less, 1.1 mm or less, 0.9 mm or less, 0.7 mm or less, 0 0.5 mm or less or 0.4 mm or less, particularly preferably 0.05 to 0.3 mm.
  • molding a glass plate by the overflow down-draw method even if it does not grind
  • the tempered glass of the present invention preferably has an unpolished surface, and the average surface roughness Ra of the unpolished surface is preferably 10 mm or less, 5 mm or less, 4 mm or less, or 3 mm or less, particularly preferably 2 mm or less.
  • the average surface roughness Ra of the surface can be measured by a method based on, for example, SEMI D7-97 “Measurement method of surface roughness of FPD glass plate”.
  • the theoretical strength of glass is inherently very high, but breakage often occurs even at a stress much lower than the theoretical strength. This is because a small defect called Griffith flow is generated on the surface of the glass in a post-molding process such as a polishing process.
  • Liquidus viscosity preferably of 10 4.0 dPa ⁇ s or more, 10 4.3 dPa ⁇ s or more, 10 4.5 dPa ⁇ s or more, 10 5.0 dPa ⁇ s or more, 10 5.4 dPa ⁇ s 10 5.8 dPa. s or more or 10 6.0 dPa ⁇ s or more, particularly preferably 10 6.2 dPa ⁇ s or more.
  • the content of Na 2 O or K 2 O may be increased, or the content of Al 2 O 3 , Li 2 O, MgO, ZnO, TiO 2 or ZrO 2 may be reduced. .
  • the liquidus temperature is 1200 ° C. or less, if the liquidus viscosity of 10 4.0 dPa ⁇ s or more, it is possible to form the glass sheet by an overflow down draw method.
  • the “liquid phase temperature” is obtained by passing the glass powder that passes through a standard sieve 30 mesh (a sieve opening of 500 ⁇ m) and remains in 50 mesh (a sieve opening of 300 ⁇ m) into a platinum boat and puts it in a temperature gradient furnace for 24 hours. This is a value obtained by measuring the temperature at which crystals are deposited.
  • “Liquid phase viscosity” refers to the viscosity of the glass at the liquidus temperature.
  • the density is preferably 2.8 g / cm 3 or less or 2.6 g / cm 3 or less, particularly preferably 2.5 g / cm 3 or less.
  • density refers to a value measured by the well-known Archimedes method. In order to decrease the density, the content of SiO 2 , P 2 O 5 , B 2 O 3 is increased, or the content of alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, ZnO, ZrO 2 , TiO 2 is included. The amount may be reduced.
  • the “density” can be measured by a known Archimedes method.
  • the thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 to 380 ° C. is preferably 70 to 110 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 75 to 110 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or 80 to 105 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., particularly preferably 85 to 100 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • thermal expansion coefficient in a temperature range of 30 to 380 ° C.” refers to a value obtained by measuring an average thermal expansion coefficient using a dilatometer.
  • the strain point is preferably 500 ° C or higher, 510 ° C or higher, 520 ° C or higher, 540 ° C or higher, 550 ° C or higher, 560 ° C or higher, 580 ° C or higher, or 600 ° C or higher, particularly preferably 620 ° C or higher.
  • the strain point is higher, the heat resistance is improved, and even if the tempered glass is subjected to a heat treatment, the compressive stress is hardly lost. Further, when the strain point becomes high, it becomes difficult for stress relaxation to occur in the ion exchange treatment, and it becomes easy to secure a high compressive stress value.
  • the content of alkaline earth metal oxide, Al 2 O 3 , ZrO 2 , P 2 O 5 may be increased, or the content of alkali metal oxide may be reduced.
  • the “strain point” is a measured value based on the method of ASTM C336.
  • the temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s is preferably 1650 ° C. or lower, 1500 ° C. or lower, 1450 ° C. or lower, 1430 ° C. or lower, or 1420 ° C. or lower, particularly preferably 1400 ° C. or lower.
  • the temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s corresponds to the melting temperature, and the lower the temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s, the more the glass can be melted. Therefore, the lower the temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s, the smaller the load on glass manufacturing equipment such as a melting furnace, and the higher the bubble quality of the glass. As a result, glass can be manufactured at low cost.
  • temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s In order to decrease the temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s, the content of alkali metal oxide, alkaline earth metal oxide, ZnO, B 2 O 3 , TiO 2 is increased, or SiO 2 , Al The content of 2 O 3 may be reduced.
  • temperature at 10 2.5 dPa ⁇ s refers to a value measured by a platinum ball pulling method.
  • the Young's modulus is preferably 70 GPa or more or 73 GPa or more, and particularly preferably 75 GPa or more.
  • the higher the Young's modulus the smaller the amount of deformation when the surface of the cover glass is pushed with a pen, finger, or the like when using it for the cover glass of the display, thereby reducing damage to the internal display.
  • the “Young's modulus” can be measured by a known resonance method.
  • the glass according to the present invention has a through-hole penetrating through the surface, and is used for a strengthening treatment.
  • the glass composition is SiO 2 40 to 71% by mass, Al 2 O 3 3 to 3 % by mass. It preferably contains 30%, Li 2 O 0-3.5%, Na 2 O 7-20%, K 2 O 0-15%, SiO 2 40-71%, Al 2 O 3 7.5- 25%, Li 2 O 0-2%, Na 2 O 10-19%, K 2 O 0-15%, MgO 0-6%, CaO 0-6%, SrO 0-3%, BaO 0-3% ZnO 0 to 8%, SnO 2 0.01 to 3% is more preferable, SiO 2 40 to 71%, Al 2 O 3 13 to 25%, Li 2 O 0 to 1%, Na 2 O 10-19%, K 2 O 0-10%, MgO 0-6%, CaO 0-6%, SrO 0- More preferably, it contains 3%, BaO 0 to 3%, ZnO 0 to
  • the glass according to the present invention is obtained by, for example, putting a glass raw material prepared so as to have a desired glass composition into a continuous melting furnace, heating and melting at 1500 to 1600 ° C., clarification, and supplying to a molding apparatus. It can be produced by forming into a shape and slowly cooling.
  • the overflow down draw method is a method in which molten glass is overflowed from both sides of a heat-resistant bowl-shaped structure, and the overflowed molten glass is merged at the lower top end of the bowl-shaped structure and stretched downward. This is a method for producing a glass plate.
  • the structure and material of the bowl-shaped structure are not particularly limited as long as the dimensions and surface accuracy of the glass plate can be set to a desired state and the quality usable for the glass plate can be realized.
  • the method of extending and forming downward is not particularly limited. For example, a method of rotating and stretching a heat-resistant roll having a sufficiently large width in contact with the glass ribbon may be adopted, or a plurality of pairs of heat-resistant rolls may be used only near the end face of the glass ribbon. A method of stretching by contacting with the substrate may be adopted.
  • a molding method other than the overflow downdraw method can be adopted.
  • a molding method such as a downdraw method (slot down method, redraw method, etc.), a float method, a rollout method, or a press method can be adopted.
  • a glass plate is formed by a press method, a small glass plate can be efficiently produced.
  • the tempered glass of the present invention can be produced by forming molten glass and forming glass, and then forming through holes in the obtained glass and performing tempering treatment.
  • the time for cutting the glass into a predetermined size may be before the tempering treatment, but if it is after the tempering treatment, the production cost can be reduced.
  • the strengthening treatment is preferably an ion exchange treatment, and the ion exchange treatment can be performed, for example, by immersing the glass in KNO 3 molten salt at 400 to 550 ° C. for 1 to 8 hours.
  • the conditions for the ion exchange treatment may be selected in consideration of the viscosity characteristics, application, thickness, internal tensile stress, etc. of the glass.
  • the timing for forming the through-hole may be after the strengthening treatment, but if it is before the strengthening treatment, compressive stress can be formed on the inner peripheral surface of the through-hole by the strengthening treatment. Strength can be increased.
  • a method of forming a through-hole penetrating the surface through the glass For example, an initial crack is formed on the surface of the glass with a laser so as to have a desired through hole shape, and then rapidly cooled, and the initial crack propagates in the thickness direction of the glass and penetrates in the thickness direction of the glass. A method can be adopted.
  • the surface of the glass is irradiated with a short pulse laser (for example, a femtosecond laser) so as to obtain a desired through-hole shape, and component volatilization is promoted in the thickness direction of the irradiated portion.
  • a method of forming can also be adopted. In this way, minute through holes can be formed efficiently.
  • the glass is immersed in an etching solution, and the part not subjected to the masking process is dissolved by etching to form a through hole. It is also possible to adopt a method to do so. If it does in this way, the inner peripheral surface of a through-hole will become smooth and a crack will become difficult to advance from a through-hole. Furthermore, a method of forming a through-hole penetrating through the surface of the glass with a drill having a predetermined shape can be adopted.
  • the through hole is formed by mechanical means, it is preferable to perform etching, fire polishing, polishing or the like on the inner peripheral surface of the through hole. If it does in this way, the crack source which exists in the internal peripheral surface of a through-hole can be reduced, and it becomes difficult for a crack to advance from a through-hole.
  • an infrared transmitting member may be disposed in the through hole as necessary.
  • the infrared transmitting member may be fitted as it is, but it is preferable that the infrared transmitting member is bonded and fixed in the through hole through the adhesive as described above.
  • the portable terminal of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned tempered glass.
  • an infrared sensor is disposed so as to correspond to the position of the through hole formed in the tempered glass. In this way, a small amount of infrared rays emitted from the human body can pass through the through hole and be detected by the infrared sensor.
  • a speaker is further arranged so as to correspond to the position of the through hole formed in the tempered glass. If it does in this way, it will become easy to detect voice information with a speaker. Furthermore, in the portable terminal of the present invention, it is preferable that both the infrared sensor and the speaker are arranged so as to correspond to the position of the through hole. In this way, the number of through holes is reduced, and the drilling process can be simplified.
  • FIG. 2 is a schematic view of the surface of tempered glass (tempered glass plate) as viewed from above.
  • tempered glass tempered glass plate
  • two through holes 6 and 7 are formed in the tempered glass 5 so as to pass through the compressive stress layer on the surface, and the infrared sensor 8 corresponds to the position of one through hole 6.
  • a speaker 9 is arranged so as to correspond to the position of the other through hole 7.
  • one through hole 11 is formed in the tempered glass 10 so as to pass through the surface compressive stress layer, and the infrared sensor 12 and the speaker 13 are both connected to correspond to the position of the through hole 11. Has been placed.
  • Table 1 shows sample No. 1 to 9 are shown.
  • Each sample was prepared as follows. First, the glass raw material was prepared so that it might become the glass composition in a table
  • the density is a value measured by the well-known Archimedes method.
  • strain point Ps and the annealing point Ta are measured values based on the method of ASTM C336.
  • the softening point Ts is a measured value based on the method of ASTM C338.
  • the liquid phase temperature TL passes through a standard sieve 30 mesh (a sieve opening of 500 ⁇ m), puts the glass powder remaining in 50 mesh (a sieve opening of 300 ⁇ m) in a platinum boat, and holds it in a temperature gradient furnace for 24 hours. This is a value obtained by measuring the temperature at which crystals precipitate.
  • the liquid phase viscosity log ⁇ TL indicates the viscosity of each glass at the liquid phase temperature.
  • the Young's modulus is a value measured by a bending resonance method.
  • the thermal expansion coefficient ⁇ is a value obtained by measuring an average thermal expansion coefficient in a temperature range of 30 to 380 ° C. using a dilatometer.
  • each sample was immersed in 3 tanks of KNO held at 430 ° C. for 4 hours to perform ion exchange treatment. After the ion exchange treatment, the stress value CS and the stress depth DOL of the compressive stress layer on the surface were measured. The stress value CS and stress depth DOL of the compressive stress layer were calculated by observing the number of interference fringes and their intervals using a surface stress meter (FSM-6000 manufactured by Toshiba Corporation). In the calculation, the sample No. No. 1 has a refractive index of 1.52 and an optical elastic constant of 28 [(nm / cm) / MPa].
  • FIG. 3 is a diagram showing dimensions of through holes formed in the tempered glass plate in [Example 2].
  • sample No. The material of No. 2 was used.
  • a tempered glass plate having a through-hole can be produced in the same manner with the materials of 1, 3 to 9.
  • TeO 2 -based glass contains 80 mol% TeO 2 and 20 mol% ZnO as a glass composition, has a disk shape with a diameter of 4.9 mm and a thickness of 0.5 mm, and both surfaces are mirror-finished.
  • the outer peripheral side surface of the infrared transmitting member is finished to be a mirror surface in appearance.
  • the TeO 2 type mounting of glass after placing a disc-shaped TeO 2 type glass in the center position of the through hole, injecting a UV-curable resin into the gap between the through-hole, UV curable resin by UV light was cured to adhere and fix TeO 2 -based glass in the through hole.
  • the adhesive protrudes from the through hole, it is preferably removed before UV curing or removed by mechanical polishing after UV curing.
  • FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view showing an embodiment according to [Example 4].
  • the tempered glass plate 21 is formed with a through hole 22 that passes through the surface compressive stress layer and an infrared sensor 23 is disposed below the through hole 22.
  • the inner peripheral surface of the through-hole 22 is a taper surface, and while the surface of the tempered glass board 21 with the small hole area of the through-hole 22 is arranged above, the reinforcement with the large hole area of the through-hole 22 is strengthened.
  • the surface of the glass plate 21 is arrange
  • Example 5 Except that the thickness of the TeO 2 type glass to 0.4mm, in the same manner as Example 3 was bonded and fixed to TeO 2 type glass in the through hole.
  • the thickness of the TeO 2 -based glass since the thickness of the TeO 2 -based glass is thin, the surface of the TeO 2 -based glass is positioned 100 ⁇ m deeper than the surface that should be the viewing side of the tempered glass (from the surface). Both were to be bonded and fixed so that the height position was lower by 100 ⁇ m.

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Abstract

　ディスプレイ等の保護に好適であり、且つ波長５～２０μｍの赤外線を透過させる強化ガラスであって、表面に圧縮応力層を有すると共に、表面を通過して貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

Description

強化ガラス板及びこれを用いた携帯端末
　本発明は、強化ガラス及びこれを用いた携帯端末に関し、具体的には、赤外線を適正に透過させるための工夫が講じられた強化ガラス及びこれを用いた携帯端末に関する。
　携帯電話、デジタルカメラ、携帯端末等のデバイスは、広く使用されており、ますます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、アクリル等の樹脂基板が用いられていた。しかし、アクリル樹脂基板は、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く、樹脂基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。またアクリル樹脂基板は、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一つの方法は、保護部材としてガラス板を用いることである。このガラス板（カバーガラス）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、が要求される。特に（１）の要件を満たさない場合は、保護部材としての用を足さなくなるため、従来からイオン交換処理等で強化処理したガラス板（所謂、強化ガラス板）が用いられている。
特開２００６－８３０４５号公報
　近年、人の動きを検知してＯＮ／ＯＦＦを制御する赤外線センサーが研究開発されている。このような赤外線センサーでは、人体から発せられる僅かな赤外線の有無を検知することでＯＮ／ＯＦＦの制御が可能になる。この検知技術の応用として、デバイスの消費電力を低下させるために、画面の前に人が居る／居ないを赤外線センサーで判定し、この判定に基づきデバイスの電源のＯＮ／ＯＦＦを自動制御することが検討されている。
　しかし、この赤外線センサーを携帯端末に用いると、波長５～２０μｍ、特に５～７μｍの赤外線の検知が問題になる。具体的には、携帯端末では、ディスプレイを保護するために、強化ガラスからなるカバーガラスが使用されるが、このカバーガラスは、波長５～２０μｍの赤外線を透過させないため、赤外線の検知の障害となる。なお、波長５～２０μｍは、ノイズが入り難い波長域であり、この波長域を採択すると、赤外センサーの感度を高めることができる。
　本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、ディスプレイ等の保護に好適であり、且つ波長５～２０μｍの赤外線を透過させる強化ガラスを創案することである。
　本発明者等は、鋭意検討の結果、強化ガラスの表面（圧縮応力層）を通過して貫通する貫通孔を形成することにより、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は、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、表面を通過して貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。ここで、「貫通孔」は、一つである場合に限られず、赤外線の透過性を高める目的等のために、複数であってもよい。
　強化ガラスに表面の圧縮応力層を通過する貫通孔を形成し、その貫通孔の下方（貫通孔の一方の開口部側）に赤外線センサーを配置すると、人体から発せられる僅かな赤外線が貫通孔を透過して、赤外線センサーで検知可能になり、結果として、画面の前に人が居る／居ないを赤外線センサーで判定し、この判定に基づきデバイスの電源のＯＮ／ＯＦＦを自動制御することが可能になる。
　第二に、本発明の強化ガラスは、貫通孔が赤外線センサーを動作させるために形成されていることが好ましい。そして、例えば、赤外線センサーの受光角（赤外線センサーの光軸と入射角の間の角度）が４５°以内の領域が赤外線検知領域になる場合、この領域に貫通孔を形成すると、赤外線センサーで赤外線を検知可能になり、赤外線センサーを動作させることが可能になる。図１は、赤外線検知領域１（網掛け領域）を示すための断面概念図である。図１では、強化ガラス（強化ガラス板）２に表面の圧縮応力層を貫通する貫通孔３が形成されると共に、強化ガラス２の下方に赤外線センサー４が配置されている。図１から把握できるように、赤外線センサー４の受光角が４５°以内の赤外線検知領域（灰色に着色した領域）１に、貫通孔３が形成されている。
　第三に、本発明の強化ガラスは、貫通孔内に赤外線透過部材が配置されていることが好ましい。ここで、「赤外線透過部材」とは、波長５～７μｍにおける透過率（厚み方向の透過率）が１０％以上の部材を指す。
　第四に、本発明の強化ガラスは、赤外線透過部材が、酸化物系ガラス、カルコゲナイド系ガラス、ハロゲン系ガラス、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ポリエチレンの何れかで形成されていることが好ましい。
　第五に、本発明の強化ガラスは、赤外線透過部材が、貫通孔内に、接着剤により接着固定されていることが好ましい。
　第六に、本発明の強化ガラスは、赤外線透過部材が、赤外線透過部材及び／又は強化ガラスの軟化変形により、貫通孔内に固定されていることが好ましい。
　第七に、本発明の強化ガラスは、赤外線透過部材が、強化ガラスの視認側になるべき表面よりも貫通孔の奥側の位置で固定されていることが好ましい。
　第八に、本発明の強化ガラスは、一方の表面における貫通孔の開口部の総面積が０．１～１００ｍｍ２であることが好ましい。ここで、「貫通孔の開口部の総面積」は、貫通孔が複数である場合は、その面積の合計を指す。
　第九に、本発明の強化ガラスは、[一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率が０．５～８００であることが好ましい。
　第十に、本発明の強化ガラスは、貫通孔の内周面がテーパー面であることが好ましい。
　第十一に、本発明の強化ガラスは、貫通孔の内周面がテーパー面であり、該貫通孔の開口部の面積が小さい側の強化ガラスの表面を上方に配置すると共に、該貫通孔内に赤外線透過部材を配置し、更に該赤外線透過部材を該貫通孔の下方から支持部材により支持することが好ましい。
　第十二に、本発明の強化ガラスは、貫通孔の内周面に圧縮応力層を有することが好ましい。このようにすれば、強化ガラスが貫通孔を起点して破損し難くなる。
　第十三に、本発明の強化ガラスは、平板形状であり、且つ板厚が２ｍｍ以下であることが好ましい。
　第十四に、本発明の強化ガラスは、表面の圧縮応力層の応力値が２００ＭＰａ以上であり、且つ表面の圧縮応力層の応力深さが５μｍ以上であることが好ましい。「表面の圧縮応力層の応力値及び応力深さ」は、表面応力計（例えば、株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて、干渉縞の本数とその間隔を観察することで算出した値を指す。
　第十五に、本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　３～３０％、Ｌｉ２Ｏ　０～１０％、Ｎａ２Ｏ　７～２０％、Ｋ２Ｏ　０～１５％を含有することが好ましい。
　第十六に、本発明の携帯端末は、上記の強化ガラスを備えることを特徴とする。
　第十七に、本発明の携帯端末は、貫通孔の位置に対応するように、赤外線センサーが配置されていることが好ましい。
　第十八に、本発明の携帯端末は、貫通孔の位置に対応するように、更にスピーカーが配置されていることが好ましい。
強化ガラスにおける赤外線検知領域を示すための断面概念図である。 強化ガラスの表面を上方から見た模式図である。 強化ガラスの表面を上方から見た模式図である。 ［実施例２］における強化ガラス板に形成された貫通孔の寸法を示す図である。 ［実施例４］に係る実施態様を示す断面概念図である。 ［実施例５］に係る実施態様を示す断面概念図である。
　本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する。表面に圧縮応力層を形成する方法には、物理強化法と化学強化法がある。本発明の強化ガラスは、化学強化法で表面に圧縮応力層を形成することが好ましい。化学強化法として、歪点以下の温度で、イオン交換により表面にイオン半径の大きいアルカリイオンを導入する方法、つまりイオン交換処理が好ましい。イオン交換処理であれば、ガラスの厚みが薄くても、表面に圧縮応力層を適正に形成することができ、結果として、所望の機械的強度を確保することができる。更に、表面に圧縮応力層を形成した後に強化ガラスを切断しても、風冷強化法等の物理強化法のように、強化ガラスが容易に破壊しない。
　イオン交換処理の条件は、ガラスの粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力等を考慮して、最適な条件を選択すればよい。特に、ＫＮＯ３溶融塩中のＫイオンをガラス中のＮａ成分とイオン交換すると、ガラスの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は、表面の圧縮応力層を通過して貫通する貫通孔を有することを特徴とする。一方の表面における貫通孔の開口部の総面積は、好ましくは２００ｍｍ２以下、１５０ｍｍ２以下、１００ｍｍ２以下、５０ｍｍ２以下、３０ｍｍ２以下、２０ｍｍ２以下、１５ｍｍ２以下、１０ｍｍ２以下、５ｍｍ２以下、２ｍｍ２以下または１ｍｍ２以下、特に好ましくは０．５ｍｍ２以下であり、一方の表面における赤外線センサーを動作させるための貫通孔の開口部の総面積は、好ましくは２００ｍｍ２以下、１５０ｍｍ２以下、１００ｍｍ２以下、５０ｍｍ２以下、３０ｍｍ２以下、２０ｍｍ２以下、１５ｍｍ２以下、１０ｍｍ２以下、５ｍｍ２以下、２ｍｍ２以下または１ｍｍ２以下、特に好ましくは０．５ｍｍ２以下である。貫通孔の開口部の総面積が小さい程、貫通孔が視認され難くなるため、携帯端末等のデザイン性が損なわれ難くなると共に、埃や水分等が貫通孔からデバイス内に入り込み難くなるため、携帯端末等の信頼性が向上する。一方、貫通孔の開口部の総面積が小さ過ぎると、赤外線が強化ガラス中を透過し難くなる。よって、貫通孔の開口部の総面積は、好ましくは０．１ｍｍ２以上または０．２ｍｍ２以上、特に好ましくは０．３ｍｍ２以上であり、赤外線センサーを動作させるための貫通孔の開口部の総面積は、好ましくは０．１ｍｍ２以上または０．２ｍｍ２以上、特に好ましくは０．３ｍｍ２以上である。
　一方の表面における貫通孔の開口部の総面積は、他方の表面における貫通孔の開口部の総面積と同じでなくてもよく、異なっていてもよい。例えば、貫通孔の内周面をテーパー面にして、開口部の総面積が大きくなる方を赤外線センサー側とし、開口部の総面積が小さくなる方を視認側（外側）としてもよい。このようにすれば、携帯端末等のデザイン性が損なわれ難くなると共に、埃や水分等が貫通孔からデバイス内に入り込み難くなる。また、貫通孔の内周面をテーパー面にして、開口部の総面積が小さくなる方を赤外線センサー側とし、開口部の総面積が大きくなる方を視認側としてもよい。このようにすれば、貫通孔内に赤外線を効率良く透過させることができる。なお、テーパー角（９０°からのズレ角度）は、好ましくは０．１～２０°または０．５～１５°、特に好ましくは１～１０°である。
　本発明の強化ガラスにおいて、 [一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率は、好ましくは０．５以上、１以上、３以上、５以上または１０以上、特に好ましくは１５以上である。[一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率が小さ過ぎると、赤外線が強化ガラス中を透過し難くなる。一方、[一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率は、好ましくは８００以下、６００以下、５００以下、３００以下または２００以下、特に好ましくは１００以下である。[一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率が大き過ぎると、貫通孔が視認され易くなるため、携帯端末等のデザイン性が損なわれ易くなる。更に埃や水分等が貫通孔からデバイス内に入り込み易くなるため、携帯端末等の信頼性が低下し易くなる。
　本発明の強化ガラスは、貫通孔内に赤外線透過部材が配置されていることが好ましい。貫通孔内に赤外線透過部材が配置されていると、埃や水分等が貫通孔からデバイス内に入り込み難くなるため、携帯端末等の信頼性が向上する。
　赤外線透過部材として、酸化物系ガラス、カルコゲナイド系ガラス、ハロゲン系ガラス等のガラス、シリコン、ゲルマニウム等の金属、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ等の結晶、ポリエチレン等の樹脂を用いることができる。その中でも、酸化物系ガラスは、外観と機械的強度の観点から好ましい。酸化物系ガラスは、ガラス組成として、ＴｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２の一種又は二種以上を主要成分とすることが好ましく、上記成分の合量は２０モル％以上、特に３０モル％以上が好ましい。上記成分以外にも、ガラス化を促進するためにアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、希土類酸化物等を添加することができる。なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５は、ガラス化を促進するが、赤外線透過率を低下させる成分である。よって、これらの成分の合量は５モル％未満、特に１モル％未満が好ましい。
　赤外線透過部材を貫通孔内に配置する場合、赤外線透過部材の表面は、強化ガラスの視認側になるべき表面と面一状態となるように配置することが好ましく、また赤外線透過部材の破損を防止するために、赤外線透過部材の表面が、強化ガラスの視認側になるべき表面よりも貫通孔の奥側の位置（望ましくは１０μｍ以上奥側の位置、特に望ましくは１００μｍ以上奥側の位置）になるように配置することも好ましい。
　本発明の強化ガラスは、貫通孔内に赤外線透過部材を固定することが好ましい。このようにすれば、赤外線透過部材が強化ガラスから脱落する事態を防止することができる。貫通孔内に赤外線透過部材を固定する場合、赤外線透過部材と貫通孔の内周面と間の隙間に接着剤を注入して、接着固定することが好ましい。接着剤として、２液混合系、ＵＶ硬化系等の有機系樹脂、低融点ガラス、セラミック等の無機系材料を用いることが好ましい。なお、有機系樹脂を用いると、接着作業が容易になる。無機系材料を用いると、気密性が向上するため、水分等が貫通孔からデバイス内に入り込み難くなる。接着剤は、他部材と屈折率が整合していること、特に強化ガラスの屈折率ｎｄと同等（±０．５）であることが好ましい。また、接着剤は、透明であることが好ましい。透明接着剤を用いると、貫通孔が視認され難くなるため、携帯端末等のデザイン性が損なわれ難くなる。
　更に、赤外線透過部材及び／又は強化ガラス（好ましくは赤外線透過部材）を軟化変形させることにより、貫通孔内に赤外線透過部材を固定してもよい。このようにすれば、接着剤が不要になる。また、貫通孔の内周面をテーパー面に加工し、貫通孔の開口部の面積が小さい側の強化ガラスの表面を上方に配置した上で、赤外線透過部材を下方から貫通孔内に挿入し、貫通孔の下方から赤外線透過部材を支持部材により支持することもできる。
　本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　３～３０％、Ｌｉ２Ｏ　０～１０％、Ｎａ２Ｏ　７～２０％、Ｋ２Ｏ　０～１５％を含有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以下に説明する。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、質量％を意味する。
　ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは４０～７１％、４０～７０％、４０～６５％、４５～６５％または５５～６４％、特に好ましくは５５～６２％である。ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性が低下し易くなったり、熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。一方、ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなる。また熱膨張係数が高くなって、ガラスの耐熱衝撃性が低下し易くなる。
　Ａｌ２Ｏ３は、イオン交換性能、歪点、ヤング率を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は３～３０％が好ましい。Ａｌ２Ｏ３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による成形が困難になる。また熱膨張係数が低くなり過ぎて、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなったり、高温粘性が高くなって溶融性が低下し易くなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、イオン交換性能を十分に発揮できない虞が生じる。上記観点から、Ａｌ２Ｏ３の好適な上限範囲は２８％以下、２６％以下、２４％以下または２２％以下、特に１９％以下である。また好適な下限範囲は７．５％以上、１１％以上、１２％以上、１５％以上、１６％以上または１７％以上、特に１８％以上である。
　Ｌｉ２Ｏ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、成形性を高める成分である。また、Ｌｉ２Ｏは、ヤング率を高める成分である。更に、Ｌｉ２Ｏは、アルカリ金属酸化物の中では圧縮応力値を高める効果が大きい。しかし、Ｌｉ２Ｏ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、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなったりする。更に、低温粘性が低下し過ぎて、イオン交換処理の際に応力緩和が生じ易くなり、その場合、圧縮応力値が低くなる場合がある。従って、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０～１０％、０～３．５％、０～２％、０～１％または０～０．５％、特に好ましくは０～０．１％であり、実質的に含有しないこと、つまり０．０１％未満に抑えることが望ましい。
　Ｎａ２Ｏ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、成形性を高める成分である。また、Ｎａ２Ｏは、耐失透性を改善する成分でもある。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは７～２０％、１０～２０％、１０～１９％、１２～１９％、１２～１７％または１３～１７％、特に好ましくは１４～１７％である。Ｎａ２Ｏ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、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成のバランスを欠き、かえって耐失透性が低下する傾向がある。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低くなり過ぎたり、イオン交換性能が低下し易くなる。
　Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する効果があり、アルカリ金属酸化物の中では応力深さを増加させる効果が大きい。また高温粘度を低下させて、溶融性、成形性を高める成分である。更に耐失透性を改善する成分でもある。Ｋ２Ｏの含有量は０～１５％が好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなって、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。更に歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成のバランスを欠き、かえってガラスの耐失透性が低下し易くなる。よって、Ｋ２Ｏの好適な上限範囲は１２％以下、１０％以下、８％以下、６％以下、５％以下、４％以下または３％以下、特に２％以下である。
　アルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる一種以上）の合量が多過ぎると、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、周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。また、Ｒ２Ｏの合量が多過ぎると、歪点が低下し過ぎて、高い圧縮応力値が得られない場合がある。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することが困難になる場合がある。よって、Ｒ２Ｏの合量は、好ましくは２２％以下または２０％以下、特に好ましくは１９％以下である。一方、Ｒ２Ｏの合量が少な過ぎると、イオン交換性能、溶融性が低下する場合がある。よって、Ｒ２Ｏの合量は、好ましくは８％以上、１０％以上または１３％以上、特に好ましくは１５％以上である。
　質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３の値は、好ましくは０．７～２、０．８～１．６、０．９～１．６または１～１．６、特に好ましくは１．２～１．６である。質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３の値が大き過ぎると、低温粘性が低下し過ぎて、イオン交換性能が低下したり、ヤング率が低下したり、熱膨張係数が高くなって、耐熱衝撃性が低下し易くなる。またガラス組成のバランスを欠いて、ガラスが失透し易くなる。一方、質量比（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３の値が小さ過ぎると、溶融性、耐失透性が低下し易くなる。
　質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏは０～２が好ましい。質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを調整すると、圧縮応力値と応力深さを調整することができる。応力深さよりも圧縮応力値を優先的に高めたい場合は、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを０～０．５、特に０～０．３または０～０．２に規制することが好ましい。一方、圧縮応力値よりも応力深さを優先的に高めたり、短時間で応力深さを高めたい場合は、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏを０．３～２、０．５～２、１～２または１．２～２、特に１．５～２に規制することが好ましい。なお、質量比Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが大き過ぎると、ガラスの組成のバランスを欠いて、ガラスが失透し易くなる。
　上記成分以外にも、例えば、以下の成分を導入してもよい。
　アルカリ土類金属酸化物Ｒ’Ｏ（Ｒ’はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる１種以上）は、種々の目的で導入可能な成分である。しかし、Ｒ’Ｏの合量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、耐失透性、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｒ’Ｏの合量は、好ましくは０～９．９％、０～８％または０～６％、特に好ましくは０～５％である。
　ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性を高めると共に、歪点、ヤング率を高める成分である。特に、ＭｇＯは、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。ＭｇＯの含有量は０～６％が好ましい。しかし、ＭｇＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは４％以下、３％以下または２％以下、特に好ましくは１．５％以下である。
　ＣａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性を高めると共に、歪点、ヤング率を高める成分である。特に、ＣａＯは、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。ＣａＯの含有量は０～６％が好ましい。しかし、ＣａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、耐失透性、イオン交換性能が低下する場合がある。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは４％以下、３％以下、２％以下、１％以下または１％未満、特に好ましくは０．５％以下である。
　ＳｒＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性を高めると共に、歪点、ヤング率を高める成分である。ＳｒＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは３％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、０．５％以下または０．２％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
　ＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性を高めると共に、歪点、ヤング率を高める成分である。ＢａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、イオン交換性能、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは３％以下、２．５％以下、２％以下、１％以下、０．８％以下、０．５％以下または０．２％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
　イオン交換性能を高める観点から、ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＳｒＯとＢａＯの合量）の好適な範囲は３％以下、２．５％以下、２％以下、１％以下または０．２％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
　ＺｎＯは、イオン交換性能を高める成分であり、特に、圧縮応力値を高め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効果を有する成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多くなると、ガラスが分相したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは８％以下、６％以下または４％以下、特に好ましくは３％以下である。
　質量比Ｒ’Ｏ／Ｒ２Ｏは、好ましくは０．５以下または０．４以下、特に好ましくは０．３以下である。質量比Ｒ’Ｏ／Ｒ２Ｏが大き過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。
　ＳｎＯ２は、イオン交換性能、特に圧縮応力値を高める効果がある。一方、ＳｎＯ２の含有量が多過ぎると、ＳｎＯ２に起因する失透が発生したり、ガラスが着色し易くなる。よって、ＳｎＯ２の含有量は、好ましくは０．０１～３％または０．０１～１．５％、特に好ましくは０．１～１％である。
　ＺｒＯ２は、イオン交換性能、ヤング率、歪点を高めると共に、高温粘性を低下させる成分である。また液相粘度付近の粘性を高める効果もある。このため、ＺｒＯ２を所定量導入すると、イオン交換性能と液相粘度を同時に高めることができる。但し、ＺｒＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が極端に低下する場合がある。よって、ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０～１０％、０．００１～１０％、０．１～９％、０．５～７％または１～５％、特に好ましくは２．５～５％である。
　Ｂ２Ｏ３は、液相温度、高温粘度、密度を低下させる成分であると共に、イオン交換性能、特に圧縮応力値を高める成分である。しかし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、イオン交換によって表面にヤケが発生したり、耐水性が低下したり、液相粘度が低下する虞がある。また応力深さが低下する傾向にある。よってＢ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０～６％または０～４％、特に好ましくは０～３％である。
　ＴｉＯ２は、イオン交換性能を高める成分である。また高温粘度を低下させる成分である。しかし、ＴｉＯ２の含有量が多過ぎると、ガラスが着色したり、耐失透性が低下したり、密度が高くなる。特にディスプレイのカバーガラスに用いる場合、ＴｉＯ２の含有量が多くなると、溶融雰囲気や原料を変更した時に、透過率が変化し易くなる。そのため紫外線硬化樹脂等の光を利用して、強化ガラスをデバイスに接着する工程において、紫外線照射条件が変動し易くなり、デバイスの安定生産が困難になる。よって、ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１０％以下、８％以下、６％以下、５％以下、４％以下、２％以下、０．７％以下、０．５％以下または０．１％以下、特に好ましくは０．０１％以下である。
　Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能を高める成分であり、特に、応力深さを高める成分である。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多くなると、ガラスが分相したり、耐水性、耐失透性が低下し易くなる。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは５％以下、４％以下または３％以下、特に好ましくは２％以下である。
　清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｆ、ＳＯ３、Ｃｌの群から選択された一種又は二種以上を０．００１～３％導入することが好ましい。但し、環境に対する配慮から、Ａｓ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満であり、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。ＣｅＯ２は、透過率を低下させる成分である。よって、ＣｅＯ２の含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。Ｆは、低温粘性を低下させて、圧縮応力値を低下させる成分である。よって、Ｆの含有量は、好ましくは０．１％未満、特に好ましくは０．０１％未満である。特に好ましい清澄剤は、ＳＯ３とＣｌであり、ＳＯ３とＣｌの１者又は両者を、０．００１～３％、０．００１～１％または０．０１～０．５％、特に０．０５～０．４％導入することが好ましい。
　Ｎｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。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３％以下、２％以下、１％以下または０．５％以下、特に好ましくは０．１％以下である。
　ＣｏＯ３、ＮｉＯ等の遷移金属元素は、透過率を低下させる成分である。特に、タッチパネルディスプレイに用いる場合、遷移金属元素の含有量が多いと、タッチパネルディスプレイの視認性が損なわれる。よって、遷移金属酸化物の含有量は、好ましくは０．５％以下または０．１％以下、特に好ましくは０．０５％以下である。
　ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３は、環境に対する配慮から、その含有量をそれぞれ０．１％未満に限定することが好ましい。
　本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する。表面の圧縮応力層の応力値は、好ましくは２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上または１０００ＭＰａ以上、特に好ましくは１１００ＭＰａ以上である。圧縮応力層の応力値が大きい程、強化ガラスの機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな応力値の圧縮応力層が形成されると、表面にマイクロクラックが発生し、かえって機械的強度が低下する虞がある。また強化ガラスに内在する引っ張り応力層の応力値が極端に高くなる虞がある。よって、圧縮応力層の応力値は、好ましくは２５００ＭＰａ以下または２０００ＭＰａ以下、特に好ましくは１５００ＭＰａ以下である。なお、圧縮応力層の応力値を大きくするには、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すればよい。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よい。
　表面の圧縮応力層の応力深さは、好ましくは５μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上または３０μｍ以上、特に好ましくは４０μｍ以上である。応力深さが大きい程、強化ガラスに深い傷が付いても、強化ガラスが割れ難くなる。一方、圧縮応力層の応力深さが大き過ぎると、強化ガラスを切断し難くなったり、内部の引っ張り応力層の応力値が極端に高くなって、機械的な衝撃により強化ガラスが破損し易くなるため、圧縮応力層の応力深さは、好ましくは５００μｍ以下、１００μｍ以下または８０μｍ以下、特に好ましくは６０μｍ以下である。なお、圧縮応力層の応力深さを大きくするには、Ｋ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を増加させたり、ＳｒＯ、ＢａＯの含有量を低減すればよい。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高めればよい。
　内部の引っ張り応力層の応力値は、好ましくは２００ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以下または１００ＭＰａ以下、特に好ましくは５０ＭＰａ以下である。内部の引っ張り応力層の応力値が小さい程、内部欠陥により強化ガラスが破損し難くなるが、内部の引っ張り応力層の応力値が小さ過ぎると、表面の圧縮応力層の応力値や応力深さが低下する。よって、内部の引っ張り応力層の応力値は、好ましくは１ＭＰａ以上または１０ＭＰａ以上、特に好ましくは１５ＭＰａ以上である。
　本発明の強化ガラスは、平板形状が好ましく、その場合、板厚は、好ましくは２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、０．９ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下または０．４ｍｍ以下、特に好ましくは０．０５～０．３ｍｍである。板厚が小さい程、強化ガラスを軽量化することできる。なお、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形する場合、表面を研磨、エッチングしなくても、ガラス板の薄肉化、平滑化を達成することができる。
　本発明の強化ガラスは、未研磨の表面を有することが好ましく、未研磨の表面の平均表面粗さＲａは、好ましくは１０Å以下、５Å以下、４Å以下または３Å以下、特に好ましくは２Å以下である。ここで、表面の平均表面粗さＲａは、例えばＳＥＭＩ　Ｄ７－９７「ＦＰＤガラス板の表面粗さの測定方法」に準拠した方法で測定することができる。ガラスの理論強度は本来非常に高いが、この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、ガラスの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、表面を未研磨とすれば、本来のガラスの機械的強度が損なわれず、ガラスが破壊し難くなる。また、ガラスの表面を未研磨とすれば、研磨工程を省略できるため、強化ガラスの製造コストを下げることができる。本発明の強化ガラスにおいて、強化ガラスの両表面全体を未研磨とすれば、強化ガラスが更に破壊し難くなる。また切断面（端面）から破壊に至る事態を防止するため、切断面に面取り加工やエッチング処理等を行ってもよい。なお、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形すれば、未研磨でも表面品位を高めることができる。
　本発明の強化ガラスにおいて、液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１０５０℃以下、１０３０℃以下、１０１０℃以下、１０００℃以下、９５０℃以下または９００℃以下、特に好ましくは８７０℃以下である。液相温度を低下させるには、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３の含有量を増加したり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。
　液相粘度は、好ましくは１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．３ｄＰａ・ｓ以上、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、１０５．８ｄＰａ．ｓ以上または１０６．０ｄＰａ・ｓ以上、特に好ましくは１０６．２ｄＰａ・ｓ以上である。液相粘度を上昇させるには、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を増加したり、Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の含有量を低減すればよい。
　なお、液相粘度が高く、液相温度が低い程、耐失透性、成形性が良好になる。そして、液相温度が１２００℃以下、液相粘度が１０４．０ｄＰａ・ｓ以上であれば、オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形することができる。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時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値を指す。「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を指す。
　本発明の強化ガラスにおいて、密度は、好ましくは２．８ｇ／ｃｍ３以下または２．６ｇ／ｃｍ３以下、特に好ましくは２．５ｇ／ｃｍ３以下である。密度が小さい程、ガラスを軽量化することができる。ここで、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。なお、密度を低下させるには、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３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、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２の含有量を低減すればよい。ここで、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。
　３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは７０～１１０×１０－７／℃、７５～１１０×１０－７／℃または８０～１０５×１０－７／℃、特に好ましくは８５～１００×１０－７／℃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と熱膨張係数が整合し易くなり、これらの部材の剥離を防止することができる。ここで、「３０～３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、平均熱膨張係数を測定した値を指す。なお、熱膨張係数を上記範囲に規制するには、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調整すればよい。具体的には、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やすと、熱膨張係数が上昇し、逆に減らすと、熱膨張係数が低下する。
　歪点は、好ましくは５００℃以上、５１０℃以上、５２０℃以上、５４０℃以上、５５０℃以上、５６０℃以上、５８０℃以上または６００℃以上、特に好ましくは６２０℃以上である。歪点が高い程、耐熱性が向上し、強化ガラスに熱処理を施したとしても、圧縮応力が消失し難くなる。また歪点が高くなると、イオン交換処理で応力緩和が生じ難くなり、高い圧縮応力値を確保し易くなる。歪点を高めるには、アルカリ土類金属酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｐ２Ｏ５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よい。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ　Ｃ３３６の方法に基づく測定値である。
　１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６５０℃以下、１５００℃以下、１４５０℃以下、１４３０℃以下または１４２０℃以下、特に好ましくは１４００℃以下である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当しており、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温でガラスを溶融することができる。よって、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、溶融窯等のガラス製造設備への負荷が小さくなる共に、ガラスの泡品位を高めることができる。結果として、ガラスを安価に製造することができる。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度を低下させるには、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を増加させたり、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減すればよい。ここで、「１０２．５ｄＰａ・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。
　ヤング率は、好ましくは７０ＧＰａ以上または７３ＧＰａ以上、特に好ましくは７５ＧＰａ以上である。ヤング率が高い程、ディスプレイのカバーガラスに用いる場合に、ペンや指等により、カバーガラスの表面を押した際の変形量が小さくなるため、内部のディスプレイに与えるダメージが軽減される。ここで、「ヤング率」は、周知の共振法で測定可能である。
　本発明に係るガラスは、表面を通過して貫通する貫通孔を有し、強化処理に用いることを特徴にし、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　３～３０％、Ｌｉ２Ｏ　０～３．５％、Ｎａ２Ｏ　７～２０％、Ｋ２Ｏ　０～１５％を含有することが好ましく、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　７．５～２５％、Ｌｉ２Ｏ　０～２％、Ｎａ２Ｏ　１０～１９％、Ｋ２Ｏ　０～１５％、ＭｇＯ　０～６％、ＣａＯ　０～６％、ＳｒＯ　０～３％、ＢａＯ　０～３％、ＺｎＯ　０～８％、ＳｎＯ２　０．０１～３％を含有することがより好ましく、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　１３～２５％、Ｌｉ２Ｏ　０～１％、Ｎａ２Ｏ　１０～１９％、Ｋ２Ｏ　０～１０％、ＭｇＯ　０～６％、ＣａＯ　０～６％、ＳｒＯ　０～３％、ＢａＯ　０～３％、ＺｎＯ　０～８％、ＳｎＯ２　０．０１～３％を含有することが更に好ましい。本発明に係るガラスの技術的特徴（好適な特性、成分範囲等）は、本発明の強化ガラスの技術的特徴と重複する。ここでは、その重複の部分について、その記載を省略する。
　本発明に係るガラスは、例えば、所望のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、１５００～１６００℃で加熱溶融し、清澄した後、成形装置に供給した上で板状に成形し、徐冷することにより作製することができる。
　ガラス板を成形するには、オーバーフローダウンドロー法を採択することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形すれば、未研磨で表面品位が良好なガラス板を作製することができる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス板の表面となるべき面は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。ここで、オーバーフローダウンドロー法は、溶融状態のガラスを耐熱性の樋状構造物の両側から溢れさせて、溢れた溶融ガラスを桶状構造物の下頂端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を製造する方法である。桶状構造物の構造や材質は、ガラス板の寸法や表面精度を所望の状態とし、ガラス板に使用できる品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方へ延伸成形する方法は特に制限されない。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択してもよいし、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択してもよい。
　高い表面品位が要求されない場合には、オーバーフローダウンドロー法以外の成形方法を採択することができる。例えば、ダウンドロー法（スロットダウン法、リドロー法等）、フロート法、ロールアウト法、プレス法等の成形方法を採択することができる。例えば、プレス法でガラス板を成形すれば、小型のガラス板を効率良く作製することができる。
　本発明の強化ガラスは、溶融ガラスを成形して、ガラスを作製した後、得られたガラスに貫通孔を形成すると共に、強化処理を行うことにより作製することができる。ガラスを所定サイズに切断する時期は、強化処理前でもよいが、強化処理後であれば、製造コストを低減することができる。強化処理は、イオン交換処理が好ましく、イオン交換処理は、例えば４００～５５０℃のＫＮＯ３溶融塩中にガラスを１～８時間浸漬することにより行うことができる。イオン交換処理の条件は、ガラスの粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力等を考慮して、最適な条件を選択すればよい。貫通孔を形成する時期は、強化処理後でもよいが、強化処理前であれば、強化処理により、貫通孔の内周面にも圧縮応力を形成することができ、結果として貫通孔の機械的強度を高めることができる。
　ガラスに表面を通過して貫通する貫通孔を形成する方法として、種々の方法を採択することができる。例えば、所望の貫通孔の形状になるように、レーザーによりガラスの表面に初期クラックを形成した後、急冷して、この初期クラックをガラスの厚み方向に進展させて、ガラスの厚み方向に貫通させる方法を採択することができる。また、所望の貫通孔の形状になるように、短パルスのレーザー（例えばフェムト秒レーザー）をガラスの表面に照射して、照射部分について厚み方向に成分揮発を促進し、最終的に貫通孔を形成する方法を採択することもできる。このようにすれば、微小な貫通孔を効率良く形成することができる。また、貫通孔を形成すべき部分以外の表面部分について、マスキング処理を行った後、ガラスをエッチング液に浸漬して、マスキング処理を行っていない部分をエッチングにより溶解させることにより、貫通孔を形成する方法を採択することもできる。このようにすれば、貫通孔の内周面が滑らかになり、貫通孔からクラックが進展し難くなる。更に、所定形状のドリルによりガラスに表面を通過して貫通する貫通孔を形成する方法を採択することもできる。例えば、治具又は樹脂によりガラスをステージに固定した上で、ドリルを装着した孔開けマシンを用いて、所定の回転数でドリルを回転させながら、ガラスに表面を通過して貫通する貫通孔を形成する方法を採択することもできる。このようにすれば、ガラスに容易に貫通孔を形成することができる。なお、必要に応じて、ステージを運動させると、貫通孔の形状を調整することができる。
　機械的手段により貫通孔を形成する場合、貫通孔の内周面に対して、エッチング、ファイアポリッシュ、研磨等を行うことが好ましい。このようにすれば、貫通孔の内周面に存在するクラックソースを低減することができ、貫通孔からクラックが進展し難くなる。
　ガラスに貫通孔を形成すると共に、イオン交換処理により圧縮応力を形成した後に、必要に応じて、赤外線透過部材を貫通孔内に配置してもよい。その場合、赤外線透過部材をそのまま嵌合してもよいが、上記の通り接着剤を介して、赤外線透過部材を貫通孔内に接着固定することが好ましい。
　本発明の携帯端末は、上記の強化ガラスを備えることを特徴とする。本発明の携帯端末の技術的特徴の一部は、本発明の強化ガラスの説明欄に記載済みであり、ここでは、その説明を省略する。
　本発明の携帯端末は、強化ガラスに形成された貫通孔の位置に対応するように、赤外線センサーが配置されていることが好ましい。このようにすれば、人体から発せられる僅かな赤外線が貫通孔を透過して、赤外線センサーで検知可能になる。
　また、本発明の携帯端末は、強化ガラスに形成された貫通孔の位置に対応するように、更にスピーカーが配置されていることが好ましい。このようにすれば、音声情報をスピーカーで検知し易くなる。更に、本発明の携帯端末は、貫通孔の位置に対応するように、赤外線センサーとスピーカーが共に配置されることが好ましい。このようにすれば、貫通孔の数が少なくなり、孔開け工程を簡略化することができる。
　図２は、強化ガラス（強化ガラス板）の表面を上方から見た模式図である。図２ａでは、強化ガラス５に表面の圧縮応力層を通過して貫通する貫通孔６、７が二つ形成されており、一方の貫通孔６の位置に対応するように、赤外センサー８が下方に配置されており、他方の貫通孔７の位置に対応するように、スピーカー９が配置されている。図２ｂでは、強化ガラス１０に表面の圧縮応力層を通過して貫通する貫通孔１１が一つ形成されており、この貫通孔１１の位置に対応するように、赤外線センサー１２とスピーカー１３が共に配置されている。
　以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例に何ら限定されない。以下の実施例は単なる例示である。
　表１は、試料Ｎｏ．１～９を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次のようにして各試料を作製した。まず、表中のガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、白金ポットを用いて１５８０℃で８時間溶融した。その後、溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板状に成形し、ガラス板を得た。得られたガラス板について、種々の特性を評価した。
　密度は、周知のアルキメデス法による測定値である。
　歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ　Ｃ３３６の方法に基づく測定値である。
　軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ　Ｃ３３８の方法に基づく測定値である。
　高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法による測定値である。
　液相温度ＴＬ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時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。液相粘度ｌｏｇηＴＬは、液相温度における各ガラスの粘度を示している。
　ヤング率は、曲げ共振法による測定値である。
　熱膨張係数α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である。
　各試料を４３０℃に保持されたＫＮＯ３槽に４時間浸漬し、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後、表面の圧縮応力層の応力値ＣＳ及び応力深さＤＯＬを測定した。圧縮応力層の応力値ＣＳ及び応力深さＤＯＬは、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて、干渉縞の本数とその間隔を観察することで算出した。算出に際し、試料Ｎｏ．１の屈折率を１．５２、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］、試料Ｎｏ．７の屈折率を１．５１、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］、それ以外の試料の屈折率を１．５０、光学弾性定数を３０［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。
　試料Ｎｏ．２のガラス組成になるようにガラス原料を調合、溶融、清澄、供給した後、オーバーフローダウンドロー法により成形、切断し、０．７ｍｍのガラス板を得た。このガラス板について、所定のドリルを用いて、表面を通過して貫通する貫通孔（総面積約５０ｍｍ２）を形成した後、貫通孔の内周面について研磨加工を行うと共に、ガラス板の切断面についてコーナーカット（表面方向）、面取り加工（厚み方向）を行った。続いて、得られたガラス板を４３０℃に保持されたＫＮＯ３槽に４時間浸漬することにより、強化ガラス板を得た。最後に、強化ガラス板の赤外線センサー側になるべき表面に所定の印刷処理を行った後、強化ガラス板の下方に赤外線センサーとスピーカーを配置した。ここで、貫通孔は、強化ガラス板の上方から、スピーカーの全部が見えると共に、赤外線センサーの一部が見えるような形状とした。更に強化ガラス板と赤外センサーの離間距離が１ｍｍになるように、赤外センサーを配置した。図３は、［実施例２］における強化ガラス板に形成された貫通孔の寸法を示す図である。なお、［実施例２］では、試料Ｎｏ．２の材質を使用したが、試料Ｎｏ．１、３～９の材質でも、同様にして貫通孔を有する強化ガラス板を作製することができる。
　［実施例２］と同様の方法にて、試料Ｎｏ．２の材質について、直径φ５ｍｍの貫通孔を有する強化ガラス板（板厚０．７ｍｍ）を作製した。次に、強化ガラス板の赤外線センサー側になるべき表面に所定の印刷処理を行った後、貫通孔の下方に赤外線センサーを配置すると共に、貫通孔内にＴｅＯ２系ガラスを取り付けた。ＴｅＯ２系ガラスは、ガラス組成として、ＴｅＯ２　８０モル％、ＺｎＯ　２０モル％を含有し、直径φ４．９ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円盤形状を有し、両表面が鏡面仕上げされている。なお、赤外線透過部材の外周側面についても、外観上、鏡面に仕上げることが好ましい。ＴｅＯ２系ガラスの取り付けに際しては、円盤状のＴｅＯ２系ガラスを貫通孔の中心位置に配置した後、貫通孔との間の隙間にＵＶ硬化系樹脂を注入し、ＵＶ光によりＵＶ硬化系樹脂を硬化させることにより、ＴｅＯ２系ガラスを貫通孔内に接着固定した。なお、接着剤が貫通孔から食み出した場合は、ＵＶ硬化前に取り除くか、或いはＵＶ硬化後に機械研磨によって取り除くことが好ましい。
　［実施例２］と同様の方法にて、試料Ｎｏ．２の材質について、視認側になるべき表面の開口部の直径がφ５ｍｍの貫通孔を有する強化ガラス板を作製した。貫通孔の内周面をテーパー面に加工し、そのテーパー角を２°とした。なお、貫通孔は、視認側になるべき表面から赤外線センサー側になるべき表面に向けて、厚み方向に徐々に広がっていく形状とした。次に、強化ガラス板の赤外線センサー側になるべき表面に所定の印刷処理を行った後、貫通孔の下方に赤外線センサーを配置すると共に、貫通孔内にＴｅＯ２系ガラスを取り付けた。ＴｅＯ２系ガラスは、ガラス組成として、ＴｅＯ２　８０モル％、ＺｎＯ　２０モル％を含有し、貫通孔の内径寸法と略同等の外径寸法を有し、つまり厚み方向にテーパー角２°のテーパー面を有すると共に、両表面が鏡面仕上げされている。ＴｅＯ２系ガラスの取り付けに際しては、接着剤を使用せずに、ＴｅＯ２系ガラスを支持するために、貫通孔の赤外線センサー側になるべき表面に支持部材を取り付けることにより、ＴｅＯ２系ガラスを貫通孔内に固定した。
　図４は、［実施例４］に係る実施態様を示す断面概念図である。図４から分かるように、強化ガラス板２１には、表面の圧縮応力層を通過して貫通する貫通孔２２が形成されており、貫通孔２２の下方には赤外線センサー２３が配置されている。そして、貫通孔２２の内周面はテーパー面であり、貫通孔２２の孔面積が小さい側の強化ガラス板２１の表面が上方に配置されると共に、貫通孔２２の孔面積の大きい側の強化ガラス板２１の表面が下方に配置されている。そして、強化ガラス板２１の貫通孔２２内には赤外線透過部材２４（ＴｅＯ２系ガラス）が配置されており、赤外線透過部材２４は、外周面がテーパー面となるように加工されており、このテーパー面は、貫通孔２２のテーパー面と略整合している。赤外線透過部材２４は、貫通孔２２の下方から貫通孔２２内に挿入された後、貫通孔２２の下方から支持部材２５により支持されることで貫通孔２２内に固定されている。
　ＴｅＯ２系ガラスの厚みを０．４ｍｍにした以外は、［実施例３］と同様にして、ＴｅＯ２系ガラスを貫通孔内に接着固定した。［実施例５］では、ＴｅＯ２系ガラスの厚みが薄いため、ＴｅＯ２系ガラスの表面が、強化ガラスの視認側になるべき表面よりも１００μｍだけ貫通孔の奥側の位置（当該表面よりも１００μｍだけ低い高さ位置）になるように両者が接着固定されることになった。
　図５は、［実施例５］に係る実施態様を示す断面概念図である。図５から分かるように、強化ガラス板３１には、表面の圧縮応力層を通過して貫通する貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２の下方には、赤外線センサー３３が配置されており、強化ガラス板３１の貫通孔３２内には、赤外線透過部材３４（ＴｅＯ２系ガラス）が配置されている。赤外線透過部材３４は、接着剤（ＵＶ硬化系樹脂）３５により強化ガラス板３１の貫通孔３２の内部に固定されている。そして、赤外線透過部材３４の表面は、強化ガラス板３１の視認側になるべき表面３６よりも１００μｍだけ低い高さ位置になるように両者３４、３６が接着固定されている。
　本発明の強化ガラス板は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ等のカバーガラスとして好適である。本発明の強化ガラス板は、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、磁気ディスクの基板、フラットパネルディスプレイの基板、タッチパネルディスプレイ用基板、太陽電池のカバーガラス、固体撮像素子のカバーガラス、食器等への応用が期待される。
１　赤外線検知領域
２、５、１０　強化ガラス
３、６、７、１１、２２、３２　貫通孔
４、８、１２、２３、３３　赤外線センサー
９、１３　スピーカー
２１、３１　強化ガラス板
２４、３４　赤外線透過部材
２５　支持部材
３６　視認側になるべき表面

Claims (18)

  1. 　表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、
    　表面を通過して貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする強化ガラス。
  2. 　貫通孔が赤外線センサーを動作させるために形成されていることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス。
  3. 　貫通孔内に赤外線透過部材が配置されてい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。
  4. 　赤外線透過部材が、酸化物系ガラス、カルコゲナイド系ガラス、ハロゲン系ガラス、シリコン、ゲルマニウム、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ポリエチレンの何れかにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載の強化ガラス。
  5. 　赤外線透過部材が、貫通孔内に、接着剤により接着固定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の強化ガラス。
  6. 　赤外線透過部材が、赤外線透過部材及び／又は強化ガラスの軟化変形により、貫通孔内に固定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の強化ガラス。
  7. 　赤外線透過部材が、強化ガラスの視認側になるべき表面よりも貫通孔の奥側の位置で固定されていることを特徴とする請求項４～６の何れかに記載の強化ガラス。
  8. 　一方の表面における貫通孔の開口部の総面積が０．１～１００ｍｍ２であ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。
  9. 　[一方の表面における貫通孔の開口部の総面積（ｍｍ２）]／[厚み（ｍｍ）]の比率が０．５～８００であ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。
  10. 　貫通孔の内周面がテーパー面であ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。
  11. 　貫通孔の内周面がテーパー面であり、該貫通孔の開口部の面積が小さい側の強化ガラスの表面を上方に配置すると共に、該貫通孔内に赤外線透過部材を配置し、更に該赤外線透過部材を該貫通孔の下方から支持部材により支持することを特徴とする請求項１０に記載の強化ガラス。
  12. 　貫通孔の内周面に圧縮応力層を有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。
  13. 　平板形状であり、且つ板厚が２ｍｍ以下である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。
  14. 　表面の圧縮応力層の応力値が２００ＭＰａ以上であり、且つ表面の圧縮応力層の応力深さが５μｍ以上であ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。
  15. 　ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２　４０～７１％、Ａｌ２Ｏ３　３～３０％、Ｌｉ２Ｏ　０～１０％、Ｎａ２Ｏ　７～２０％、Ｋ２Ｏ　０～１５％を含有することを特徴とする請求項１～１４の何れかに記載の強化ガラス。
  16. 　請求項１～１５の何れかに記載の強化ガラスを備えることを特徴とする携帯端末。
  17. 　貫通孔の位置に対応するように、赤外線センサーが配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の携帯端末。
  18. 　貫通孔の位置に対応するように、更にスピーカーが配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の携帯端末。
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