WO2024014305A1 - 化学強化ガラス - Google Patents

Abstract

表層部に圧縮応力を有する圧縮応力層を備え、内部に引張応力を有する引張応力層を備える化学強化ガラスであって、式（１）で表される強化充填率Ｆ_IOXが０．７５以上１．００以下である。　Ｕ_CT：化学強化ガラスの引張二乗面積［ＭＰａ²・ｍ］　Ｕ_{CT limit}：化学強化ガラスの爆発しきい値［ＭＰａ²・ｍ］　ｔ：化学強化ガラスの厚み[ｍ]　ＤＯＣ：化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ[ｍ]　ｘ：化学強化ガラスの表面からの深さ［ｍ］　σ（ｘ）：化学強化ガラスの深さｘにおける圧縮応力値［ＭＰａ］　Ｋ_1C：化学強化ガラスの厚み中心部の組成における破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ^1/2］

Description

化学強化ガラス

　本発明は、化学強化ガラスに関する。

　各種電子端末やディスプレイデバイス等のデバイスのカバーガラスとして、化学強化ガラスが広く用いられている。化学強化ガラスは、イオン交換処理によって形成された圧縮応力層を表面に有することにより、表面におけるクラックの形成及び進展を抑制し、高い強度を得られる（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１３／０８８８５６号

　化学強化ガラスは、強度を上げるに連れて、破壊時に粉々に割れるという爆発的挙動を示しやすくなる。そこで、従来では、引張応力層の引張応力値に基づいて、化学強化ガラスの破壊時の爆発的挙動の有無を事前に評価する試みがなされていた。しかしながら、引張応力値では、化学強化ガラスの破壊時の爆発的挙動の有無を事前に正確に評価するのが困難であった。その結果、従来の化学強化ガラスでは、破壊時の爆発的挙動の抑制と、強度の向上とを両立できないという問題があった。

　本発明は、破壊時の爆発的挙動を抑制しつつ、高い強度を実現し得る化学強化ガラスを提供することを課題とする。

（１）　上記の課題を解決するために創案された本発明に係る化学強化ガラスは、表層部に圧縮応力を有する圧縮応力層を備え、内部に引張応力を有する引張応力層を備える化学強化ガラスであって、式（Ａ）で表される強化充填率Ｆ_IOXが０．７５以上１．００以下であることを特徴とする。
　　Ｕ_CT：式（Ｂ）で表される化学強化ガラスの引張二乗面積［ＭＰａ²・ｍ］
　　Ｕ_CT limit：式（Ｃ）で表される化学強化ガラスの爆発しきい値［ＭＰａ²・ｍ］
　　ｔ：化学強化ガラスの厚み[ｍ]
　　ＤＯＣ：化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ[ｍ]
　　ｘ：化学強化ガラスの表面からの深さ［ｍ］
　　σ（ｘ）：化学強化ガラスの深さｘにおける圧縮応力値［ＭＰａ］
　　Ｋ_1C：化学強化ガラスの厚み中心部の組成における破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ^1/2］

　本願発明者等は、鋭意研究の結果、式（Ａ）で表される強化充填率Ｆ_IOXにより、化学強化ガラスの破壊時の爆発的挙動の有無を事前に正確に評価できることを知見するに至った。詳細には、強化充填率Ｆ_IOXが１超となる場合、化学強化ガラスの破損時に爆発的挙動が生じやすく、強化充填率Ｆ_IOXが１以下となる場合、化学強化ガラスの破損時に爆発的挙動が生じにくいことを知見するに至った。したがって、上記の構成のように、強化充填率Ｆ_IOXが１以下であれば、化学強化ガラスの破損時の爆発的挙動をほぼ確実に抑制できる。

　一方、強化充填率Ｆ_IOXが０．７５未満の場合も、化学強化ガラスの破損時の爆発的挙動を抑制できるものの、化学強化が不十分になって高い強度を実現しにくくなる。したがって、高い強度を実現する観点からは、上記の構成のように、強化充填率Ｆ_IOXは０．７５以上とする必要がある。

（２）　上記（１）の構成において、引張二乗面積Ｕ_CTが０．９０ＭＰａ²・ｍ以上であることが好ましい。

（３）　上記（１）又は（２）の構成において、破壊靭性値Ｋ_1Cが０．８０ＭＰａ・ｍ^1/2以上であることが好ましい。

（４）　上記（１）～（３）のいずれかの構成において、圧縮応力層の深さＤＯＣが９０μｍ以上であり、深さｔ／２における引張応力値ＣＴが８０ＭＰａ以上であることが好ましい。

（５）　上記（１）～（４）のいずれかの構成において、厚みｔが０．１～１．５ｍｍであり、表面における圧縮応力値ＣＳが７００ＭＰａ以上であり、深さ３０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₃₀が１４０ＭＰａ以上であり、深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₅₀が１００ＭＰａ以上であることが好ましい。

（６）　上記（１）～（５）のいずれかの構成において、カリウムイオンの拡散深さＤＯＬＫが４μｍ以上であることが好ましい。

（７）　上記（１）～（６）のいずれかの構成において、圧縮応力を正の数、引張応力を負の数として表面から深さ方向に応力を測定して得られる応力プロファイルが屈曲部を有していてもよい。

（８）　上記（１）～（７）のいずれかの構成において、化学強化ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～１０％、Ｎａ₂Ｏ　０．１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　０．１％～２０％、ＭｇＯ　０％～１０％、Ｐ₂Ｏ₅　０％～１０％を含有していてもよい。

（９）　上記（８）の構成において、化学強化ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　５０％～７０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～２０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　３％～１２％、ＭｇＯ　０％～５％、Ｐ₂Ｏ₅　１％～１０％を含有することが好ましい。

（１０）　上記（１）～（７）のいずれかの構成において、化学強化ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　５％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～５．５％、Ｌｉ₂Ｏ　０％～０．０９％、ＭｇＯ　０％～１０％を含有していてもよい。

（１１）　上記（１）～（７）のいずれかの構成において、化学強化ガラスは、結晶化ガラスであってもよい。

（１２）　本発明に係る化学強化ガラスは、別の形態において、表層部に圧縮応力を有する圧縮応力層を備え、内部に引張応力を有する引張応力層を備える化学強化ガラスであって、式（Ｄ）で表される強化充填率Ｆ_IOXが０．７５以上１．００以下であることを特徴とする。
　　Ｕ_CT：式（Ｅ）で表される化学強化ガラスの引張二乗面積［ＭＰａ²・ｍ］
　　Ｕ_CT limit：式（Ｆ）で表される化学強化ガラスの爆発しきい値［ＭＰａ²・ｍ］
　　ｔ：化学強化ガラスの厚み[ｍ]
　　ＤＯＣ：化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ[ｍ]
　　ｘ：化学強化ガラスの表面からの深さ［ｍ］
　　σ（ｘ）：化学強化ガラスの深さｘにおける圧縮応力値［ＭＰａ］
　　Ｋ_1C：化学強化前の化学強化用ガラスの破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ^1/2］

　本発明によれば、破壊時の爆発的挙動を抑制しつつ、高い強度を実現し得る化学強化ガラスを提供できる。

本発明の実施形態に係る化学強化ガラスを示す概略断面図である。 本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの応力プロファイルの一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの応力プロファイルの別の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの製造方法を示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る化学強化ガラスの製造方法を示すフロー図である。 化学強化ガラスの破壊時の破片数と、引張二乗面積Ｕ_CTとの関係を示すグラフである。 ペンドロップ試験を説明するための図である。 化学強化ガラスの爆発しきい値Ｕ_CT limitと、破壊靭性値Ｋ_1Cとの関係を示すグラフである。 加傷四点曲げ強度を測定する際の加傷工程を説明するための図である。 加傷四点曲げ強度を測定する際の曲げ破壊工程を説明するための図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

＜化学強化ガラス＞
　図１に示すように、本実施形態に係る化学強化ガラス１は、イオン交換処理により化学強化された板状又はシート状のガラスである。化学強化ガラス１の厚みｔは、特に限定されるものでないが、例えば０．０１～１．５ｍｍ（好ましくは０．１～１．０ｍｍ）である。

　化学強化ガラス１は、圧縮応力層２と、引張応力層３とを備える。圧縮応力層２は、化学強化ガラス１の主表面１ａ及び端面１ｂを含む表層部に形成されている。引張応力層３は、化学強化ガラス１の内部、すなわち、圧縮応力層２よりも深い位置に形成されている。ここで、主表面１ａとは、ガラス表面全体のうち端面１ｂを除いた表裏の面を指す。

　式（１）で表される化学強化ガラス１の強化充填率Ｆ_IOXは、０．７５以上１．００以下である。強化充填率Ｆ_IOXは、好ましくは、０．７６以上１．００未満、０．８０以上０．９９以下、０．８５以上０．９８以下である。このようにすれば、破壊した時に粉々に割れるという爆発的挙動を抑制しつつ、高い強度を実現し得る化学強化ガラス１を得ることができる。
　　Ｕ_CT：化学強化ガラスの引張二乗面積［ＭＰａ²・ｍ］
　　Ｕ_CT limit：化学強化ガラスの爆発しきい値［ＭＰａ²・ｍ］
　　ｔ：化学強化ガラスの厚み[ｍ]
　　ＤＯＣ：化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ[ｍ]
　　ｘ：化学強化ガラスの表面からの深さ［ｍ］
　　σ（ｘ）：化学強化ガラスの深さｘにおける圧縮応力値［ＭＰａ］
　　Ｋ_1C：化学強化前の化学強化用ガラスの破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ^1/2］

　化学強化ガラス１の引張二乗面積Ｕ_CTは、好ましくは、０．９０ＭＰａ²・ｍ以上、０．９５ＭＰａ²・ｍ以上、１．００ＭＰａ²・ｍ以上、１．０５ＭＰａ²・ｍ以上である。このようにすれば、化学強化ガラス１の曲げ強度などの機械的強度が向上する。

　化学強化ガラス１の破壊靭性値Ｋ_1Cは、好ましくは、０．８０ＭＰａ・ｍ^1/2以上、０．８１ＭＰａ・ｍ^1/2以上、０．８２ＭＰａ・ｍ^1/2以上、０．８３ＭＰａ・ｍ^1/2以上である。このようにすれば、化学強化ガラス１の曲げ強度などの機械的強度が向上する。

　化学強化ガラス１の圧縮応力層深さＤＯＣは、好ましくは、９０μｍ以上、１００μｍ以上、１０５μｍ以上、１１０μｍ以上、１１５μｍ以上であることが好ましい。このようにすれば、化学強化ガラス１の表面に傷が生じても割れにくくなる。

　化学強化ガラス１のＫイオンの拡散深さＤＯＬＫは、好ましくは、４μｍ以上、４．５μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上である。このようにすれば、化学強化ガラス１の表面に傷が生じても割れにくくなる。

　化学強化ガラス１の深さｔ／２（板厚中心）における引張応力値ＣＴは、好ましくは、８０ＭＰａ以上、８５ＭＰａ以上、９０ＭＰａ以上、９５ＭＰａ以上である。このようにすれば、表面圧縮応力を大きくしやすく、高い強度を得やすくなる傾向がある。一方、ＣＴを大きくし過ぎると、化学強化ガラス１が破壊した時に爆発的挙動を示しやすくなる。そのため、ＣＴは、好ましくは、１２５ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以下である。ただし、化学強化ガラス１の破損時の爆発的挙動の有無は、ＣＴの値では正確に評価できないため、上述のＦ_IOXの値を考慮する必要がある。

　化学強化ガラス１の表面における圧縮応力値ＣＳは、好ましくは、７００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、８５０ＭＰａ以上である。化学強化ガラス１の深さ３０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₃₀は、好ましくは、１４０ＭＰａ以上、１５０ＭＰａ以上、１６０ＭＰａ以上、１７０ＭＰａ以上である。化学強化ガラス１の深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₅₀は、好ましくは、１００ＭＰａ以上、１０５ＭＰａ以上、１１０ＭＰａ以上、１１５ＭＰａ以上である。このようにすれば、化学強化ガラス１の曲げ強度や落下強度などの機械的強度が向上する。

　ここで、ＣＳ、ＤＯＣ、ＤＯＬＫ、ＣＴ、Ｕ_CTは、例えば、表面応力計（例えば折原製作所製のＦＳＭ－６０００ＬＥ）を用いて測定された値、又は、表面応力計及び散乱光光弾性応力計（例えば折原製作所製のＳＬＰ－１０００）を用いて測定された値を合成したものに基づいて導出できる。Ｋ_1Cは、ＪＩＳ　Ｒ１６０７に準拠したＩｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ法（ＩＦ法）によって測定した値であり、測定１０回の平均値である。

　破壊靭性値Ｋ_1Cは、例えば、ＪＩＳ　Ｒ１６０７に準拠したＩｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ法（ＩＦ法）によって測定することができる。なお、破壊靭性値Ｋ_1Cは、他の公知の手法を用いて測定することも可能である。例えば、破壊靭性値Ｋ_1Cは、ＳＥＰＢ法を用いて測定することも可能である。

　また、破壊靭性値Ｋ_1Cは、ミラー定数に基づき計算により求めることも可能である。中心部組成における破壊靭性値Ｋ_1Cを測定するためには、当該組成のガラス試料を所定寸法に加工して上述手法の測定試験を行うことになるが、強度の高い強化後のガラスを所定寸法に加工することが困難である場合には、当該ミラー定数に基づく計算を代替手法として用いても良い。ガラスやガラスセラミクスの破壊靭性と、それらのミラー定数には一定の相関関係があることが知られている（Mecholsky et al., J. Mater. Sci., 11, 1310-1319 (1976)）。本発明においては、破壊靭性値Ｋ_1Cは、ミラー定数Ａ_mに基づき下式（４）の関係式から求めることができる。なお、ミラー定数Ａ_mは、任意寸法のガラス試料を所定曲げ応力で破断した断面のミラー半径を観察して求めることができる。
  Ａ_m＝３．４１４１Ｋ_1C＋１．２２８・・・（４）
  Ｋ_1C：破壊靭性値　（ＭＰａ／ｍ^1/2）
  Ａ_m：ミラー定数　（ＭＰａ・ｍ^1/2）

　化学強化ガラス１の加傷四点曲げ強度は、好ましくは、１９０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、２１０ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以上である。このようにすれば、化学強化ガラス１を折り曲げて利用するフォルダブルタイプのデバイスに好適に用いることができる。

　圧縮応力を正の数、引張応力を負の数とした場合に、表面から深さ方向に応力を測定して得られる化学強化ガラス１の応力プロファイルの一例を図２に示す。なお、本明細書においては特に断りがない限り、各応力の大きさは絶対値で示される。

　図２に示すように、大きいＣＳと深いＤＯＣを達成するために、化学強化ガラス１の応力プロファイルは、大きく屈曲する屈曲部Ｘを有する。つまり、化学強化ガラス１の応力プロファイルは、直線近似した場合に傾きの異なる複数の部位に区分される。このようにすれば、化学強化ガラス１の落下強度が大幅に向上する。そのため、化学強化ガラスをスマートフォンのカバーガラスなどに用いて際に、落下時の破損確率を大幅に低下させることができる。

　化学強化ガラス１の応力プロファイルでは、表面において圧縮応力が最大（ＣＳ）となり、表面からの深さが深くなるほど応力が漸減し、ＤＯＣに対応する深さにおいて応力がゼロとなる。すなわち、ＤＯＣは圧縮応力層２の深さと同義である。ＤＯＣより深い領域には引張応力を有する引張応力層３が延在する。

　化学強化ガラス１の応力プロファイルは、図２に示す態様に限定されない。例えば、図３に示すように、第一ピークＰ１、第一ボトムＢ１、第二ピークＰ２、第二ボトムＢ２を表面側から順に有する応力プロファイルであってもよい。第一ピークＰ１は、化学強化ガラス１の表面に形成される。第二ボトムＢ２は、化学強化ガラス１の板厚中心（ｔ／２）に形成される。第一ボトムＢ１及び第二ピークＰ２は、表面からＤＯＣまでの範囲に形成される。このような応力プロファイルの場合、複数の屈曲部Ｘが形成される。

　化学強化ガラス１は、例えば、アルミノシリケートガラスであることが好ましい。

　アルミノシリケートガラスの一例として、化学強化ガラス１は、ガラスの中心部組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～１０％、Ｎａ₂Ｏ　０．１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　０．１％～２０％、ＭｇＯ　０％～１０％、Ｐ₂Ｏ₅　０％～１０％を含有していてもよい。

　なお、本発明において化学強化ガラス１の中心部組成とは、化学強化ガラス１の厚みの中心部におけるガラス組成を指す。化学強化ガラス１の中心部組成は、化学強化前の化学強化用ガラスのガラス組成と同様である。また、本発明における化学強化ガラスの中心部組成における破壊靭性値は、中心部組成を有する未強化状態のガラス試料の破壊靭性値を指し、化学強化前の化学強化用ガラスの破壊靭性値と同様である。

　化学強化ガラス１は、より特定的には、中心部組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　５０％～７０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～２０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　３％～１２％、ＭｇＯ　０％～５％、Ｐ₂Ｏ₅　１％～１０％を含有していてもよい。

　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。よって、ＳｉＯ₂の好適な下限範囲は、モル％で、４０％以上、５０％以上、５５％以上、５７％以上、５９％以上、特に６１％以上である。一方、ＳｉＯ₂の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、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る。よって、ＳｉＯ₂の好適な上限範囲は、モル％で、８０％以下、７０％以下、６８％以下、６６％以下、６５％以下、６４．５％以下である。

　Ａｌ₂Ｏ₃は、イオン交換性能を高める成分であり、また歪点、ヤング率、破壊靱性、ビッカース硬度を高める成分である。よって、Ａｌ₂Ｏ₃の好適な下限範囲は、モル％で、１０％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１４．４％以上、１５％以上、１５．３％以上、１５．６％以上、１６％以上、１６．５％以上、１７％以上、１７．２％以上、１７．５％以上、１７．８％以上、１８％以上、１８％超、１８．３％以上、１８．５％以上、１８．６％以上、１８．７％以上、１８．８％以上である。一方、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が多過ぎると、高温粘度が上昇して、溶融性や成形性が低下し易くなる。また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板状に成形し難くなる。特に、成形体耐火物としてアルミナ系耐火物を用いて、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形する場合、アルミナ系耐火物との界面にスピネルの失透結晶が析出し易くなる。更に耐酸性も低下し、酸処理工程に適用し難くなる。よって、Ａｌ₂Ｏ₃の好適な上限範囲は、モル％で、３０％以下、２５％以下、２１％以下、２０．５％以下、２０％以下、１９．９％以下、１９．５％以下、１９．０％以下、１８．９％以下である。

　Ｂ₂Ｏ₃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。Ｂ₂Ｏ₃の含有量が少な過ぎると、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンのイオン交換における応力深さが深くなり過ぎて、結果として圧縮応力層の圧縮応力値が小さくなり易い。また、ガラスが不安定になり、耐失透性が低下するおそれもある。よって、Ｂ₂Ｏ₃の好適な下限範囲は、モル％で、０％以上、０．１％以上、０．２％以上、０．５％以上、０．６％以上、０．７％以上、０．８％以上、０．９％以上、１％以上である。一方、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が多過ぎると、応力深さが浅くなるおそれがある。特にガラス中に含まれるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンのイオン交換の効率が低下し易くなり、圧縮応力層の深さが小さくなり易い。よって、Ｂ₂Ｏ₃の好適な上限範囲は、モル％で、１０％以下、５％以下、４％以下、３．８％以下、３．５％以下、３．３％以下、３．２％以下、３．１％以下、３％以下、２．９％以下である。

　Ｎａ₂Ｏは、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Ｎａ₂Ｏは、耐失透性を高める成分であり、特にアルミナ系耐火物との反応で生じる失透を抑制する成分である。よって、Ｎａ₂Ｏの好適な下限範囲は、モル％で０．１％以上、１％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、７．５％以上、８％以上、８．５％以上、８．８％以上、９％以上である。一方、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易くなる。またガラス組成の成分バランスが崩れて、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｎａ₂Ｏの好適な上限範囲は、モル％で、２５％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、１８％以下、１５％以下、１３％以下、１１％以下、１０％以下である。

　Ｋ₂Ｏは、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。しかし、Ｋ₂Ｏ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易くなる。また最表面の圧縮応力値が低下し易くなる。よって、Ｋ₂Ｏの好適な上限範囲は、モル％で、１０％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、１％未満、０．５％以下、０．１％未満である。なお、応力深さを深くする観点を重視すると、Ｋ₂Ｏの好適な下限範囲は、モル％で、０％以上、０．１％以上、０．３％以上、０．５％以上である。

　Ｌｉ₂Ｏは、イオン交換成分であり、特にガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンをイオン交換して、深い応力深さを得るための成分である。また、Ｌｉ₂Ｏは、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と共に、ヤング率を高める成分である。よって、Ｌｉ₂Ｏの好適な下限範囲は、モル％で、０．１％以上、３％以上、４％以上、５％以上、５．５％以上、６．５％以上、７％以上、７．３％以上、７．５％以上、７．８％以上、８％以上である。Ｌｉ₂Ｏの好適な上限範囲は、モル％で、２０％以下、１５％以下、１３％以下、１２％以下、１１．５％以下、１１％以下、１０．５％以下、１０％未満、９．９％以下、９％以下、８．９％以下である。

　ＭｇＯは、高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高めたり、歪点やビッカース硬度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、耐失透性が低下し易くなり、特にアルミナ系耐火物との反応で生じる失透を抑制し難くなる。よって、ＭｇＯの好適な含有量は、モル％で、０～１０％、０～５％、０．１～４％、０．２～３．５％、０．５～３％未満である。

　Ｐ₂Ｏ₅は、イオン交換性能を高める成分であり、特に応力深さを深くする成分である。更に耐酸性も向上させる成分である。Ｐ₂Ｏ₅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おそれが生じる。特にガラス中に含まれるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンのイオン交換の効率が低下し易くなり、圧縮応力層の深さが小さくなり易い。また、ガラスが不安定になり、耐失透性が低下するおそれもある。よって、Ｐ₂Ｏ₅の好適な下限範囲は、モル％で、０％以上、０．１％以上、０．４％以上、０．７％以上、１％以上、１．２％以上、１．４％以上、１．６％以上、２％以上、２．３％以上、２．５％以上、３％以上である。一方、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が多過ぎると、ガラスが分相したり、耐水性が低下し易くなる。また、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンのイオン交換における応力深さが深くなり過ぎて、結果として圧縮応力層の圧縮応力値が小さくなり易い。よって、Ｐ₂Ｏ₅の好適な上限範囲は、モル％で、１０％以下、５％以下、４．５％以下、４％以下である。

　別のアルミノシリケートガラスの一例として、化学強化ガラス１は、中心部組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　５％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～５．５％、Ｌｉ₂Ｏ　０％～０．０９％、ＭｇＯ　０％～１０％を含有していてもよい。つまり、化学強化ガラス１は、Ｌｉ₂Ｏを実質的に含有しないものであってもよい。ただし、化学強化ガラス１において、大きいＣＳと深いＤＯＣを達成するためには、化学強化ガラス１は、Ｌｉ₂Ｏを含有していることが好ましい。

　化学強化ガラス１は、結晶化ガラスであってもよい。結晶化ガラスは、非晶質ガラスを加熱処理（結晶化処理）して、無機結晶を析出させたものであり、ガラス中に無機結晶を含有する。ここで、非晶質ガラスとは、粉末Ｘ線回折法によって、結晶を示す回折ピークが認められないガラスをいう。

　アルミノシリケートガラスからなる結晶化ガラスの一例として、化学強化ガラス１は、中心部組成として、質量％で、ＳｉＯ₂　５８％～７０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１５％～３０％、Ｌｉ₂Ｏ　２％～１０％、Ｎａ₂Ｏ　０％～１０％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ　０％～１５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ　０％～１５％、ＳｎＯ₂　０．１％～６％、ＺｒＯ２　０．５％～６％、ＴｉＯ₂　０％～４％、Ｐ₂Ｏ₅　０％～６％を含有し、結晶化度が１～９５％であってもよい。結晶化度は、Ｘ線回折装置（リガク製　全自動多目的水平型Ｘ線回折装置　Ｓｍａｒｔ　Ｌａｂ）を用いて評価できる。

　化学強化ガラス１が上記中心部組成を有するものとするため、化学強化前の化学強化用ガラスは、上記化学強化ガラス１の中心部組成として例示されたガラス組成を有することが好ましい。

＜化学強化ガラスの製造方法＞
　図４に示すように、本実施形態に係る化学強化ガラスの製造方法は、準備工程Ｓ１と、化学強化工程Ｓ２とを含む。

　準備工程Ｓ１では、化学強化用ガラスを準備する。化学強化用ガラスは、上述の化学強化ガラス１と実質的に同じ形状寸法及びガラス組成により構成されたガラスである。化学強化用ガラスは、イオン交換処理を施す前のガラスを指し、化学強化ガラスは、イオン交換処理を施した後のガラスを指す。

　化学強化用ガラスは、例えば、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、フロート法、リドロー法等の成形方法により得られた板状又はシート状のマザーガラスを小片ガラスに切断、加工して得られる。平滑な表面を得るためには成形方法としてオーバーフローダウンドロー法を用いることが好ましい。なお、オーバーフローダウンドロー法で成形された場合、化学強化用ガラスは、内部に成形合流面を有する。

　化学強化工程Ｓ２では、イオン交換処理により化学強化用ガラスを化学強化し、圧縮応力層２と引張応力層３とを有する化学強化ガラス１を得る。イオン交換処理の回数は、特に限定されず、１回のみであってもよいし、複数回であってもよい。イオン交換処理を複数回行う場合、イオン交換処理の回数は２回であることが好ましい。

　化学強化用ガラスがガラス中にＮａイオン及びＬｉイオンを含み、かつ、複数回のイオン交換処理を行う場合、ＮａＮＯ₃溶融塩を含む溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させる第一イオン交換処理を行った後に、ＫＮＯ₃溶融塩を含む溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させる第二イオン交換処理を行うことが好ましい。このようにすれば、大きいＣＳと深いＤＯＣを達成しやすくなる。

　特に、第一イオン交換処理では、ＮａＮＯ₃溶融塩、又は、ＮａＮＯ₃及びＫＮＯ₃の混合溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させ、第二イオン交換処理では、ＫＮＯ₃及びＬｉＮＯ₃の混合溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させることが好ましい。このようにすれば、図２に示すような屈曲部Ｘを有する応力プロファイルを示す化学強化ガラス１を得ることができる。

　第一イオン交換工程では、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンがイオン交換し、ＮａＮＯ₃及びＫＮＯ₃の混合溶融塩を用いる場合、更にガラス中に含まれるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンがイオン交換する。ここで、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンのイオン交換は、ガラス中に含まれるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンのイオン交換よりもスピードが速く、イオン交換の効率が高い。第二イオン交換工程では、ガラス表面近傍（表面から厚さｔの２０％までの浅い領域）におけるＮａイオンと溶融塩中のＬｉイオンがイオン交換し、加えてガラス表面近傍（最表面から板厚の２０％までの浅い領域）におけるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンがイオン交換する。すなわち、第二イオン交換工程では、ガラス表面近傍におけるＮａイオンを離脱させつつ、イオン半径の大きいＫイオンを導入することができる。結果として、深い応力深さを維持しながら、最表面の圧縮応力値を高めることができる。

　第一イオン交換工程では、処理温度（溶融塩の温度）は３６０～４００℃が好ましく、処理時間（イオン交換時間）は３０分～６時間が好ましい。第二イオン交換工程では、処理温度は３７０～４００℃が好ましく、処理時間は１５分～３時間が好ましい。

　屈曲部Ｘを有する応力プロファイルを形成する上で、第一イオン交換工程で用いるＮａＮＯ₃及びＫＮＯ₃の混合溶融塩では、ＮａＮＯ₃の濃度がＫＮＯ₃の濃度よりも高いことが好ましく、第二イオン交換工程で用いるＫＮＯ₃及びＬｉＮＯ₃の混合溶融塩では、ＫＮＯ₃の濃度がＬｉＮＯ₃の濃度よりも高いことが好ましい。

　第一イオン交換工程で用いるＮａＮＯ₃及びＫＮＯ₃の混合溶融塩において、ＫＮＯ₃の濃度は、好ましくは０質量％以上、０．５質量％以上、１質量％以上、５質量％以上、７質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、２０～９０質量％である。ＫＮＯ₃の濃度が高過ぎると、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンがイオン交換する際に形成される圧縮応力値が低下し過ぎるおそれがある。また、ＫＮＯ₃の濃度が低過ぎると、表面応力計による応力測定が困難になるおそれがある。

　第二イオン交換工程で用いるＫＮＯ₃及びＬｉＮＯ₃の混合溶融塩において、ＬｉＮＯ₃の濃度は、好ましくは０超～５質量％、０超～３質量％、０超～２質量％、０．１～１質量％である。ＬｉＮＯ₃の濃度が低過ぎると、ガラス表面近傍におけるＮａイオンが離脱し難くなる。一方、ＬｉＮＯ₃の濃度が高過ぎると、ガラス表面近傍におけるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンのイオン交換によって形成される圧縮応力値が低下し過ぎるおそれがある。

　化学強化用ガラスがガラス中にＮａイオンを含み、１回のみのイオン交換処理を行う場合、ＫＮＯ₃溶融塩を含む溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させるイオン交換処理を行うことが好ましい。この場合、ガラス中に含まれるＮａイオンと溶融塩中のＫイオンがイオン交換する。

　化学強化用ガラスがガラス中にＬｉイオンを含み、１回のみのイオン交換処理を行う場合、ＮａＮＯ₃溶融塩を含む溶融塩に化学強化用ガラスを浸漬させるイオン交換処理を行うことが好ましい。この場合、ガラス中に含まれるＬｉイオンと溶融塩中のＮａイオンがイオン交換する。

　化学強化工程Ｓ２の条件は、化学強化ガラス１の強化充填率Ｆ_IOXが０．７５以上１．００以下になるように適宜調整されることが好ましい。例えば、イオン交換処理における溶融塩の種類や濃度、処理温度、処理時間などを調整する。

　化学強化ガラス１が結晶化ガラスである場合には、図５に示すように、化学強化ガラスの製造方法は、上述のような準備工程Ｓ１の後、化学強化工程Ｓ２の前に、さらに加熱処理（結晶化）工程Ｓ３をさらに含む。加熱処理工程Ｓ３では、例えば、非晶質ガラスの化学強化用ガラスを７００～８４０℃で０．１～１５時間熱処理する。これにより、析出結晶としてβ－ユークリプタイト固溶体、β－スポジュメン固溶体及びジルコニアから選択される少なくとも一種をガラス中に析出させる。

　以下、本発明に係るガラス物品について実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は単なる例示であって、本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

＜化学強化用ガラスの作製＞
　表１に記載のガラス組成を有する化学強化用ガラスを準備した。

　具体的には、表１に記載のガラス原料を調合し、試験溶融炉で溶融した。その後、得られた溶融ガラスを板状又はシート状に成形し、所定サイズに切断して化学強化用ガラスを得た。組成Ｄの化学強化用ガラスは、さらに、７８０℃で３時間の加熱処理を行った後に、８３０℃で１時間の加熱処理を行うことにより、結晶化ガラスとした。なお、組成Ａ～Ｃの化学強化用ガラスの厚みは０．７ｍｍとし、組成Ｄの化学強化用ガラスの厚みは０．６ｍｍとした。また、このようにして得られた化学強化用ガラス試料について、破壊靭性値Ｋ_1Cを測定した。得られた破壊靭性値Ｋ_1Cは、後述の化学強化後の化学強化ガラスの厚み中心部の組成における破壊靭性値を指す。

＜式（１）の導出＞
　上述の化学強化用ガラスを、溶融塩の種類・処理時間（浸漬時間）・処理温度を変化させてイオン交換処理を行って化学強化ガラス（測定試料）を作製した。

　詳細には、すべての化学強化用ガラスに対して、イオン交換処理を１回のみ行った。組成Ａ～Ｂの化学強化用ガラスについては、ＫＮＯ₃溶融塩に浸漬してイオン交換を行った。組成Ｃの化学強化用ガラスについては、ＮａＮＯ₃溶融塩に浸漬してイオン交換を行った。組成Ｄの化学強化用ガラス（結晶化ガラス）については、ＫＮＯ₃及びＬｉＮＯ₃の混合溶融塩に浸漬してイオン交換を行った。

　組成Ａの化学強化用ガラスの処理時間（溶融塩への浸漬時間）は４～９６時間の間で調整した。組成Ｂの化学強化用ガラスの処理時間は２～６４時間の間で調整した。組成Ｃの化学強化用ガラスの処理時間は６～１０時間の間で調整した。組成Ｄの化学強化用ガラスの処理時間は９０時間又は１２０時間とした。

　組成Ａ及びＢの化学強化用ガラスの処理温度（溶融塩の温度）は４５０℃とした。組成Ｃの化学強化用ガラスの処理温度は３８０℃とした。組成Ｄの化学強化用ガラスの処理温度は４３０℃とした。

　そして、以上のように作製された各化学強化ガラスのペンドロップ試験による破壊時の破片数と、引張二乗面積Ｕ_CTとの関係を調べた。その結果を図６に示す。図６では、横軸はＵ_CT、縦軸は破壊時の破片数をそれぞれ示す。

　図７に示すように、ペンドロップ試験では、組成Ａ～Ｄに対応する化学強化ガラス４を石定盤５の上に載置した状態で、ダイヤモンドペン６のペン先を化学強化ガラス４の主表面に落下衝突させ、化学強化ガラス４を破壊した。そして、このときの化学強化ガラス４の破片の数を測定した。化学強化ガラス４は、２６ｍｍ×７６ｍｍの矩形状とした。化学強化ガラス４の厚みは、０．７ｍｍ（組成Ａ～Ｃに対応する測定試料）又は０．６ｍｍ（組成Ｄに対応する測定試料）とした。ダイヤモンドペン６は、東京硝子機械（ＴＧＫ）の品番５７９－５０－６２－１（重さ１０ｇ）を用いた。ダイヤモンドペン６の落下高さＨ１は、２０ｍｍとした。なお、破片数の測定方法としては、目視で化学強化ガラス４の破片数を計測する方法の他に、割れた破片の面積をランダムに測定して破片数を推定する方法などを用いることができる。

　化学強化ガラス４の引張二乗面積Ｕ_CTは、式（２）より求めた。この際、化学強化ガラス４の応力プロファイルは、ＦＳＭ－６０００ＬＥ（折原製作所製）で得られる値、又は、ＦＳＭ－６０００ＬＥとＳＬＰ－２０００（折原製作所製）とで得られる値を合成した値に基づいて導出した。

　図６の結果から、組成Ａ～Ｄの化学強化ガラス４のそれぞれにつき、破片数が必ず５０個未満となる最大の引張二乗面積Ｕ_CTの値（爆発しきい値Ｕ_CT limit）を読み取り、破壊靭性値Ｋ_1Cとの関係を調べた。その結果を、横軸に破壊靭性値Ｋ_1C、縦軸に爆発しきい値Ｕ_CT limitをとってグラフ化したものを図８に示す。なお、破片が破壊直後の１０秒以内に５０個以上測定された場合に、破壊時に粉々に割れる爆発的挙動を示す傾向があることが経験的に分かっている。

　図８の結果からも、破壊靭性値Ｋ_1Cと爆発しきい値Ｕ_CT limitとの間に相関があることが分かる。そして、同図の各プロットを直線近似すると、ｙ＝１．６１８ｘ－０．１２１［ＭＰａ²・ｍ］という関係式が得られる。つまり、式（３）に示すように、Ｕ_CT limit＝１．６１８Ｋ_1C－０．１２１［ＭＰａ²・ｍ］という関係式が得られる。したがって、化学強化ガラスの引張二乗面積Ｕ_CTが、１．６１８Ｋ_1C－０．１２１で表されるＵ_CT limit以下となれば、化学強化ガラスの破損時に爆発的挙動を示しにくくなる。つまり、式（１）に示すように、Ｕ_CT／Ｕ_CT limitで定義される強化充填率Ｆ_IOXが１以下となることが、化学強化ガラスの破損時に爆発的挙動の有無を正確に評価するための指標となり得る。

　ここで、各化学強化ガラスの破壊靭性値Ｋ_1Cと、式（３）から算出される爆発しきい値Ｕ_CT limitとの関係を表２に示す。

＜式（１）を用いた化学強化ガラスの特性評価＞
　上述の化学強化用ガラス（組成Ｂ、Ｃ、Ｄ）に対して表３に示す条件で化学強化を行って化学強化ガラスを作製し、各種特性を評価した。試料Ｎｏ．１～２、４～８は本発明の実施例であり、試料Ｎｏ．３は比較例である。

　試料Ｎｏ．１～４では第一イオン交換工程のみの計１回のイオン交換処理を行い、試料Ｎｏ．５～８では第一イオン交換工程及び第二イオン交換工程の計２回のイオン交換処理を行った。なお、表中の「Ｎａ１００」は、ＮａＮＯ₃の濃度が１００質量％の溶融塩に浸漬してイオン交換処理を行うことを意味し、「Ｎａ９５／Ｌｉ５」は、ＮａＮＯ₃の濃度が９５質量％、ＫＮＯ₃の濃度が５質量％の溶融塩に浸漬してイオン交換処理を行うことを意味し、「Ｋ１００」は、ＫＮＯ₃の濃度が１００質量％の溶融塩に浸漬してイオン交換処理を行うことを意味する。

　Ｋ_1Cは、ＪＩＳ　Ｒ１６０７に準拠したＩｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｆｒａｃｔｕｒｅ法（ＩＦ法）によって測定した値であり、測定１０回の平均値である。なお、Ｋ_1Cは、各ガラス試料をイオン交換する前に測定した値である。

　ＣＳ、ＤＯＬＫ、ＤＯＣ、ＣＴ、ＣＳ₃₀、ＣＳ₅₀は、ＦＳＭ－６０００ＬＥで測定される値から得られる応力プロファイル、又は、ＦＳＭ－６０００ＬＥとＳＬＰ－２０００で測定される値を合成して得られる応力プロファイルに基づいて算出した。

　Ｕ_CT limitは、上述のように測定されたＫ_1C及び式（３）を用いて測定した。

　Ｕ_CTは、上述のように測定された応力プロファイル及び式（２）を用いて測定した。

　Ｆ_IOXは、上述のように測定されたＵ_CT limit、Ｕ_CT及び式（１）を用いて測定した。

　加傷四点曲げ強度は、化学強化ガラスの表面に浅い傷を形成する加傷工程を行った後に、化学強化ガラスに曲げ応力を付与して破壊する曲げ破壊工程を行うことにより測定した。詳細には、加傷工程は、図９に示す試験装置（加傷装置）７によって行った。試験装置７は、重さ５５０ｇのスチール製のハンマ８を備える。ハンマ８は、棒状のアーム部９と、ヘッド部１０とを備える。アーム部９の一端部（上端部）は支持軸１１によって支持され、アーム部９は支持軸１１まわりに回動可能とされている。ヘッド部１０は、アーム部９の他端部（下端部）における側面部に設けられている。ヘッド部１０は、サンドペーパ１２を介して化学強化ガラス１３の主表面１３ａと衝突する衝突面１０ａを有する。化学強化ガラス１３は、主表面が鉛直方向に沿うように、ＳＵＳ製の定盤１４に支持されている。化学強化ガラス１３の一方の主表面１３ａには、サンドペーパ（１８０番）１２が固定されている。

　加傷工程では、アーム部９のヘッド部１０を所定の落下高さＨ２（１００ｍｍ）に配置した後、重力の作用により、アーム部９を化学強化ガラス１３に向かって回動させることで、ヘッド部１０の衝突面１０ａをサンドペーパ１２及び化学強化ガラス１３に衝突させた。これにより、化学強化ガラス１３の主表面１３ａに、圧縮応力層の深さよりも浅い傷を形成した。

　図１０に示すように、曲げ破壊工程では、四点曲げ試験機１５を使用した。四点曲げ試験機１５は、化学強化ガラス１３を押圧する圧治具１６と、化学強化ガラス１３を支持する支持治具１７とを備える。

　曲げ破壊工程では、四点曲げ試験機１５によって化学強化ガラス１３を破壊するために付与される曲げ応力を測定した。四点曲げ試験は、ＪＩＳ－Ｒ１６０１に準じた方法を用いた。四点曲げ試験の具体的条件は、圧冶具１６の幅Ｗ１を２０ｍｍ、支持冶具１７の幅Ｗ２を４０ｍｍ、圧治具１６の下降速度を３ｍｍ／ｍｉｎとした。なお、化学強化ガラス１３は、加傷工程で傷を形成した主表面１３ａが支持治具１７と接触するように配置した。

　爆発的挙動は、上述のペンドロップ試験（図７を参照）により、化学強化ガラスを破壊した際に、破壊直後の１０秒以内に５０個以上の破片が測定された場合に「有」、破壊直後の１０秒以内に５０個未満の破片が測定された場合に「無」とした。

　表３の結果からも、Ｆ_IOXが１以下の試料Ｎｏ．１～２、４～８において、化学強化ガラスが破壊時に爆発的挙動を示さず、Ｆ_IOXが１超の試料Ｎｏ．３において、化学強化ガラスが破壊時に爆発的挙動を示すことが確認できる。また、試料Ｎｏ．５～８は、イオン交換処理を複数回行っているが、このような化学強化ガラスの破壊時の爆発的挙動を評価する上でも、Ｆ_IOXが有効であることが分かる。

　Ｆ_IOXが同程度の値を示す試料Ｎｏ．７と試料Ｎｏ．８とを比較すると、Ｋ_1Cが０．８ＭＰａ・ｍ^1/2以上となる試料Ｎｏ．７が、Ｋ_1Cが０．８ＭＰａ・ｍ^1/2未満となる試料Ｎｏ．８よりも加傷四点曲げ強度が強くなることが確認できる。

　イオン交換処理を２回行った試料Ｎｏ．５～７では、ＣＳが７００ＭＰａ以上、ＣＳ₃₀が１４０ＭＰａ以上、ＣＳ₅₀が１００ＭＰａ以上となる結果を得た。さらに、試料Ｎｏ．６～７では、ＤＯＬＫが４．０μｍ以上となる結果を得た。なお、試料Ｎｏ．５～８の応力プロファイルは、図２に示したような屈曲部Ｘを有する。

　本発明の化学強化ガラスは、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、タッチパネルディスプレイ、その他ディスプレイデバイスのカバーガラス、車載用表示デバイス、車載用パネル等に利用可能である。

１　　　化学強化ガラス
１ａ　　主表面
１ｂ　　端面
２　　　圧縮応力層
３　　　引張応力層
４　　　化学強化ガラス（測定試料）
５　　　石定盤
６　　　ダイヤモンドペン
７　　　試験装置
８　　　ハンマ
９　　　アーム部
１０　　ヘッド部
１１　　支持軸
１２　　サンドペーパ
１３　　化学強化ガラス（測定試料）
１４　　定盤
１５　　試験機
１６　　圧冶具
１７　　支持冶具

Claims (11)

1. 　表層部に圧縮応力を有する圧縮応力層を備え、内部に引張応力を有する引張応力層を備える化学強化ガラスであって、
   　式（Ａ）で表される強化充填率Ｆ_IOXが０．７５以上１．００以下であることを特徴とする化学強化ガラス。
   　　Ｕ_CT：式（Ｂ）で表される化学強化ガラスの引張二乗面積［ＭＰａ²・ｍ］
   　　Ｕ_CT limit：式（Ｃ）で表される化学強化ガラスの爆発しきい値［ＭＰａ²・ｍ］
   　　ｔ：化学強化ガラスの厚み[ｍ]
   　　ＤＯＣ：化学強化ガラスの圧縮応力層の深さ[ｍ]
   　　ｘ：化学強化ガラスの表面からの深さ［ｍ］
   　　σ（ｘ）：化学強化ガラスの深さｘにおける圧縮応力値［ＭＰａ］
   　　Ｋ_1C：化学強化ガラスの厚み中心部の組成における破壊靭性値［ＭＰａ・ｍ^1/2］
2. 　引張二乗面積Ｕ_CTが０．９０ＭＰａ²・ｍ以上である請求項１に記載の化学強化ガラス。
3. 　破壊靭性値Ｋ_1Cが０．８０ＭＰａ・ｍ^1/2以上である請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
4. 　圧縮応力層の深さＤＯＣが９０μｍ以上であり、
   　深さｔ／２における引張応力値ＣＴが８０ＭＰａ以上である請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
5. 　厚みｔが０．１～１．５ｍｍであり、
   　表面における圧縮応力値ＣＳが７００ＭＰａ以上であり、
   　深さ３０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₃₀が１４０ＭＰａ以上であり、
   　深さ５０μｍにおける圧縮応力値ＣＳ₅₀が１００ＭＰａ以上である請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
6. 　カリウムイオンの拡散深さＤＯＬＫが４μｍ以上である請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
7. 　圧縮応力を正の数、引張応力を負の数として表面から深さ方向に応力を測定して得られる応力プロファイルが屈曲部を有する請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
8. 　前記厚み中心部のガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～１０％、Ｎａ₂Ｏ　０．１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　０．１％～２０％、ＭｇＯ　０％～１０％、Ｐ₂Ｏ₅　０％～１０％を含有する請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
9. 　前記厚み中心部のガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　５０％～７０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～２０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　１％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～１０％、Ｌｉ₂Ｏ　３％～１２％、ＭｇＯ　０％～５％、Ｐ₂Ｏ₅　１％～１０％を含有する請求項８に記載の化学強化ガラス。
10. 　前記厚み中心部のガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂　４０％～８０％、Ａｌ₂Ｏ₃　１０％～３０％、Ｂ₂Ｏ₃　０％～３％、Ｎａ₂Ｏ　５％～２５％、Ｋ₂Ｏ　０％～５．５％、Ｌｉ₂Ｏ　０％～０．０９％、ＭｇＯ　０％～１０％を含有する請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。
11. 　結晶化ガラスである請求項１又は２に記載の化学強化ガラス。

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