特許 6244884 強化ガラス板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244884

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】強化ガラス板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03C 21/00 20060101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   C03C21/00 101

   C03C21/00 A

【請求項の数】2

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-262566(P2013-262566)

(22)【出願日】2013年12月19日

(65)【公開番号】特開2015-117167(P2015-117167A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2016年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】旭硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】舩津 志郎

(72)【発明者】

【氏名】金杉 諭

(72)【発明者】

【氏名】中川 浩司

(72)【発明者】

【氏名】裏地 啓一郎

【審査官】 永田 史泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０３８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５９５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１４６４３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−２３０６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−５０４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０７−５０６３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−３４１０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ１５／００−２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と、アースまたは負極との間に、化学組成においてアルカリ金属酸化物を含有するガラス基板を配置し、前記正極と前記アースまたは負極との間に直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側である第１の主面側の表層部の所定の領域において、アルカリ金属イオンの少なくとも１種を、アースまたは負極側である第２の主面側に向って移動させ、アルカリ金属イオンの少なくとも１種の含有割合が他の領域より低いアルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程と、
前記アルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板を化学強化する化学強化工程と、を備え、
前記アルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程は、
前記ガラス基板の第１の主面に、絶縁材料からなり、所定のパターンの透孔部または極薄部を有するマスクを配設する工程と、
前記マスクが配設されたガラス基板を、前記正極と前記アースまたは負極との間に、前記マスクの表面が前記正極から離間して対向し、かつ第２の主面が前記アースまたは負極に接触するように配置した後コロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側表層部の前記マスクの透孔部または極薄部に対応する領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種をアースまたは負極側に向って移動させる放電処理工程とを有することを特徴とする強化ガラス板の製造方法。

【請求項2】

前記正極はワイヤ状の電極であり、このワイヤ状の電極を前記ガラス基板の前記第１の主面に平行に配置する、請求項１に記載の強化ガラス板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強化ガラス板の製造方法、および強化ガラス板に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンのような携帯電話やＰＤＡ（個人用携帯情報端末）等の携帯機器において、ディスプレイを保護するためにカバーガラスが用いられている。近年、携帯機器の薄型化ならびに軽量化の進行とともに、カバーガラスのさらなる軽量・薄型化が要求されている。一般に、ガラス板は、薄くなるほど強度が低下するため、薄いままでより強度の高いガラス板が求められている。

【0003】

ガラス板の強度不足を補う方法として、イオン交換法などを用いてガラス板を化学強化する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、従来からの化学強化されたガラス板においては、強度は十分であるものの、割れたときの破片の形状が鋭利になるおそれがあり、安全上の問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−０８３０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記した従来からの問題を解決するためになされたもので、強度が高く、かつ破砕したときの破片の形状が鋭利にならず、安全性が高い強化ガラス板、および強化ガラス板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の強化ガラス板の製造方法は、
正極と、アースまたは負極との間に、化学組成においてアルカリ金属酸化物を含有するガラス基板を配置し、前記正極と前記アースまたは負極との間に直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側である第１の主面側の表層部の所定の領域において、アルカリ金属イオンの少なくとも１種を、アースまたは負極側である第２の主面側に向って移動させ、アルカリ金属イオンの少なくとも１種の含有割合が他の領域より低いアルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程と、
前記アルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板を化学強化する化学強化工程と、を備え、
前記アルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程は、
前記ガラス基板の第１の主面に、絶縁材料からなり、所定のパターンの透孔部または極薄部を有するマスクを配設する工程と、
前記マスクが配設されたガラス基板を、前記正極と前記アースまたは負極との間に、前記マスクの表面が前記正極から離間して対向し、かつ第２の主面が前記アースまたは負極に接触するように配置した後コロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側表層部の前記マスクの透孔部または極薄部に対応する領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種をアースまたは負極側に向って移動させる放電処理工程とを有することを特徴とする。

【0007】

本発明の強化ガラス板の製造方法において、前記正極はワイヤ状の電極であり、このワイヤ状の電極を前記ガラス基板の前記第１の主面に平行に配置することが好ましい。

【0008】

また、本発明の強化ガラス板の製造方法において、前記アルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程は、
複数本の針状電極を互いに所定の間隔をおいて所定の配列で、かつ前記ガラス基板の第１の主面から離間して配置してなる正極と、前記ガラス基板の第２の主面に接触するように配置されたアースまたは負極との間にコロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側表層部の、前記各針状電極の先端部に対向する領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種をアースまたは負極側に向って移動させる放電処理工程
を有することができる。

【0009】

本発明の強化ガラス板は、本発明の強化ガラス板の製造方法により得られるガラス基板であり、
少なくとも一方の主面において、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域が、前記アルカリ低濃度領域のパターンに対応する所定のパターンで形成されていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の強化ガラス板は、化学組成においてアルカリ金属酸化物を含有するガラスから構成され、化学強化された強化ガラス板であり、
少なくとも一方の主面において、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域が所定のパターンで形成されていることを特徴とする。

【0011】

本発明において、「コロナ放電」とは、正極と、アースまたは負極との間に、必要かつ十分な大きさの直流電圧（コロナ放電開始電圧）を印加することにより、被処理物であるガラス基板から離間して配置された正極の周りに不均一な電界が生じることによって起こる、持続的な放電をいう。なお、この放電は、電極間に存在する気体の電離が局所的に限られた局部放電（部分放電）で、多数のストリーマの集合体であり、前記電圧を維持している間、継続して発生する。電圧を上げると、コロナ放電はアースまたは負極に向かって進展し、１つのストリーマがアースまたは負極に接近ないし到着すると、火花放電へと瞬時のうちに移行する。本発明では、基本的に、火花放電には移行しない持続的なコロナ放電を行わせるものとする。なお、以下の記載では、「アースまたは負極」を「負極」といい、「アースまたは負極側」を「負極側」という。

【0012】

本明細書において、「パターン」は、所定の平面形状の複数の部位が所定の配列で存在すること、または所定の配列で存在するものを意味する。

【発明の効果】

【0013】

本発明の製造方法によれば、強度が高く、割れたときの破片の形状が鋭利にならず、安全性が高い強化ガラス板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態において、アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で使用されるマスクの一例を示す断面図である。

【図2】本発明の実施形態において、アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で使用されるマスクの別の例を示す平面図である。

【図3】本発明の実施形態において、アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で使用される放電処理装置の一例を示し、図３（ａ）は概略構成を示す正面図であり、図３（ｂ）は、ガラス基板に対する正極の配置を示す上面図である。

【図4】図２のマスクを使用して放電処理を行った場合に、ガラス基板に形成されるアルカリ低濃度領域のパターンを示す断面図である。

【図5】本発明の実施形態において、アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で使用される放電処理装置の別の例を示し、図５（ａ）は概略構成を示す正面図であり、図５（ｂ）は、ガラス基板に対する正極の配置を示す上面図である。

【図6】図５の放電処理装置を使用して放電処理を行った場合に、ガラス基板に形成されるアルカリ低濃度領域のパターンの例を示す断面図である。

【図7】実施例１についての評価結果を示し、（ａ）および（ｂ）は、それぞれ実施例１で得られた強化ガラス板の表面歪み（残留応力）の分布を表わす２Ｄリタデーション画像および３Ｄリタデーション画像のモノクロ写真である。

【図8】実施例２についての評価結果を示し、（ａ）および（ｂ）は、それぞれ実施例２で得られた強化ガラス板の表面歪み（残留応力）の分布を表わす２Ｄリタデーション画像および３Ｄリタデーション画像のモノクロ写真である。

【図9】（ａ）は、実施例１に使用したマスクの孔明パターンの平面図であり、（ｂ）は、実施例２における針状電極の配置を示す平面図である。

【図10】実施例１および２についての破砕試験の評価結果を示し、（ａ）は、実施例１で得られた強化ガラス板の破砕試験における破片の形状を示す写真であり、（ｂ）は、実施例２で得られた強化ガラス板の破砕試験における破片の形状を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態について説明する。

【0016】

［強化ガラス板の製造方法］
本発明の実施形態の強化ガラス板の製造方法は、（Ｉ）アルカリ低濃度領域のパターン形成工程と、（II）化学強化工程とを備える。
（Ｉ）アルカリ低濃度領域のパターン形成工程は、正極と負極との間に、一対の主面（第１の主面と第２の主面）を有し、アルカリ金属酸化物を含有するガラスからなる基板を配置し、正極と負極との間に直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、ガラス基板の第１の主面側（正極側）の表層部の所定の領域において、アルカリ金属イオンの少なくとも１種を、第２の主面側（負極側）に向って移動させ、アルカリ金属イオンの少なくとも１種の含有割合が他の領域より低いアルカリ低濃度領域のパターンを形成する工程である。
また、（II）化学強化工程は、前記（Ａ）工程でアルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板を、化学強化する工程である。

【0017】

本発明の実施形態によれば、（Ｉ）アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で、ガラス基板に対して直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、ガラス基板の正極側である第１の主面側の表層部の所定の領域において、アルカリ金属イオンを負極側である第２の主面側に向って移動させることで、アルカリ金属イオンの含有割合（含有濃度ともいう。）が他の領域（例えば、ガラス母材そのものである周囲の領域）より低いアルカリ低濃度領域がパターン状に形成される。

【0018】

なお、ガラス基板がその組成において複数種のアルカリ金属酸化物を含む場合、複数種のアルカリ金属イオンはいずれもガラス中を負極側に向って移動する結果、いずれのアルカリ金属イオンについても、含有濃度が他の領域より低い低濃度領域がガラス基板の表層部にパターン状に形成される。しかし、ナトリウムイオンは移動しやすいので、本発明においてコロナ放電によって移動させてパターン状の低濃度領域を形成するアルカリ金属イオンの主たるものは、ナトリウムイオンであり、ナトリウムイオンの低濃度領域のパターンを形成するものとする。

【0019】

次いで、このようにコロナ放電による処理がなされ、第１の主面側の表層部にアルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板に対して、（II）化学強化工程でイオン交換がなされ、基板表面（表層部ともいう。）のガラスに含まれるイオン半径が小さいアルカリ金属イオン（例えば、Ｎａイオン）が、イオン半径がより大きいアルカリ金属イオン（例えば、Ｋイオン）に置換されることにより、ガラスの表面に圧縮応力が高い層（以下、圧縮応力層という。）が形成される。そして、イオン半径が小さいアルカリ金属イオン（例えば、Ｎａイオン）の濃度が低いアルカリ低濃度領域では、周囲等の他の領域に比べて、前記したイオン交換量が少なくなる結果、圧縮応力の上昇率が小さくなるので、ガラス基板の第１の主面側の表層部において、イオン交換による強化レベルともいえる圧縮応力が周囲に比べて小さい領域がパターン状に形成される。こうして、少なくとも一方の主面側の表層部に、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域がパターン状に配列された強化ガラス板が得られる。

【0020】

このように、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域がパターン状に形成された強化ガラス板では、衝撃が加わったときに、割れ（破砕線）が衝撃点から放射状には進展しにくい。すなわち、圧縮応力が異なる領域の境界で破砕線の進展が停止し、その領域を迂回するなど複数の経路を通って破砕線が進展するため、破片が適度に細かくなり、かつ破片の形状が鋭利になりにくい。したがって、破砕形状の安全性が高い。
以下、本発明の実施形態に使用されるガラス基板、および実施形態の各工程について説明する。

【0021】

＜ガラス基板＞
実施形態に使用されるガラス基板は、化学組成においてアルカリ金属酸化物を有するガラスから構成される。ガラスの組成は、少なくとも１種のアルカリ金属酸化物を有するものであれば特に限定されない。例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、アルカリバリウムガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等が挙げられる。

【0022】

具体的なガラスとしては、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２を５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を０．５〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３を０〜１０％、Ｎａ_２Ｏを１０〜１６％、Ｋ_２Ｏを０〜８％、Ｌｉ_２Ｏを０〜１６％、ＣａＯを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１２％、その他ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２などを合計で１０％未満含有するガラスを挙げることができる。

【0023】

また、例えば、酸化物基準のモル％表示で以下に示す組成を有する化学強化用ガラスを用いることもできる。
（ｉ）ＳｉＯ_２を５０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を２〜２５％、Ｌｉ_２Ｏを０〜１０％、Ｎａ_２Ｏを０〜１８％、Ｋ_２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜５％、およびＺｒＯ_２を０〜５％を含有するガラス。
（ｉｉ）ＳｉＯ_２を５０〜７４％、Ａｌ_２Ｏ_３を１〜１０％、Ｎａ_２Ｏを６〜１４％、Ｋ_２Ｏを３〜１１％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％、およびＺｒＯ_２を０〜５％含有し、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス。
（ｉｉｉ）ＳｉＯ_２を６８〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３を４〜１０％、Ｎａ_２Ｏを５〜１５％、Ｋ_２Ｏを０〜１％、ＭｇＯを４〜１５％、およびＺｒＯ_２を０〜１％含有するガラス。
（ｉｖ）ＳｉＯ_２を６７〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３を０〜４％、Ｎａ_２Ｏを７〜１５％、Ｋ_２Ｏを１〜９％、ＭｇＯを６〜１４％、およびＺｒＯ_２を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス。

【0024】

ガラス基板の製造方法は、特に限定されず、所望のガラス原料を連続溶融炉に投入し、好ましくは１５００〜１６００℃で加熱して溶融させ、清澄した後、溶融ガラスを成形装置に供給して板状に成形し、徐冷することにより製造することができる。

【0025】

ガラスの成形には種々の方法を採用することができる。例えば、ダウンドロー法（オーバーフローダウンドロー法、スロットダウン法、およびリドロー法など）、フロート法、ロールアウト法、プレス法のような種々の成形方法を採用することができる。

【0026】

ガラス基板の厚さは、特に制限されるものではないが、化学強化処理を効果的に行うためには、ガラス基板の厚さは、５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、０．７ｍｍ以下であることが特に好ましい。

【0027】

ガラス基板の形状は、一対の主面を有する形状であれば特に限定されない。一対の主面が平坦な平面である平板状のものでも、少なくとも一方の主面が曲面である曲板状のものでもよい。

【0028】

＜（Ｉ）アルカリ低濃度領域のパターン形成工程＞
アルカリ低濃度領域のパターンの形成は、以下に示す（１）マスクを配設する工程と（２）放電処理工程を有する第１の方法（Ｉ−１）で行うことができる。
（１）マスク配設工程
ガラス基板の第１の主面に、絶縁材料からなり、所定のパターンの透孔部または極薄部を有するマスクを配設する工程
（２）放電処理工程
マスクが配設されたガラス基板を、正極と負極との間に、マスクの表面が正極から離間して対向し、かつ第２の主面が負極に接触するように配置した後、正極と負極との間に直流電圧を印加してコロナ放電を発生させ、ガラス基板の正極側表層部のマスクの透孔部または極薄部に対応する領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種を負極側に向って移動させる工程

【0029】

（Ｉ−１）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第１の方法
＜（１）マスク配設工程＞
前記ガラス基板の第１の主面に、絶縁材料からなり、所定のパターンの透孔部または極薄部を有するマスクを配設する。マスクは、ガラス基板の表面に接触していても良いし、離れていても良い。マスクをガラス基板の表面から離れて配置する場合、マスクはガラス基板と正極との間にあって正極に接触していなければよく、マスクとガラス基板の表面との距離は特に限定されない。

【0030】

（マスク）
ガラス基板の主面に配設されるマスクは、絶縁性の材料からなり、所定のパターンの透孔部または極薄部を有する。マスクに形成された透孔部または極薄部のパターンは限定されない。すなわち、透孔部や極薄部の平面形状、配列等は限定されない。なお、マスクの透孔部は、マスク本体を貫通して形成された孔部等をいい、極薄部は貫通した孔とはなっていないが、厚さが他の部分に比べて極めて薄い（例えば、厚さが１／１０以下）部分をいう。

【0031】

マスクを構成する材料は、コロナ放電により正極から負極に向かって発生する放電（ストリーマの集合体）を遮蔽する観点から、絶縁材料とする。

【0032】

使用されるマスクとしては、例えば、図１に示すように、ガラス基板１の主面に、所定のピッチＰのＬ／Ｓ（Line and Space）パターン状に形成されたアゾベンゼン樹脂からなるマスク２が挙げられる。このマスク２は、ガラス基板１の主面に形成されたアゾベンゼン樹脂層にレーザービーム等を照射することで、層表面に所定のピッチＰの凹凸パターンを形成することにより得られる。

【0033】

アゾベンゼン樹脂層の表面に形成された凹凸の高低差に相当するマスク２の膜厚Ａは、０．１〜５μｍ（例えば１μｍ）の範囲にできる。また、凹部のピッチに相当する極薄部のピッチＰは、０．３〜１０μｍ（例えば４μｍ）の範囲にできる。
このように、マスク材料としてアゾベンゼン樹脂を使用することで、前記した膜厚ＡおよびピッチＰの微細パターンを有するマスク２を得ることができる。そして、そのようなマスク２を使用することで、ガラス基板１の正極側表層部にアルカリ低濃度領域を微細なパターンで形成できる。

【0034】

また、マスク２を構成する絶縁材料としては、アゾベンゼン樹脂以外に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などの高分子材料も使用できる。例えば、アクリル樹脂からなるマスク２は、ガラス基板１の主面に形成された紫外線硬化型アクリル樹脂（例えば、電気化学工業社製、商品名；ＯＰ−３０１０Ｐ）の層に、所定のパターンで紫外線を照射することにより、層表面に所定のピッチＰの凹凸パターンを形成することにより得られる。また、フォトレジスト（例えば、東京応化工業社のｇ線用レジスト、商品名：ＯＰＲ−８００）を用いて、同様にマスク２を形成することもできる。これらの高分子材料により形成されたマスク２において、膜厚ＡおよびピッチＰは、前記アゾベンゼン樹脂からなるマスクと同様な範囲とすることが好ましい。そして、これらの高分子材料からなるマスク２を使用することで、ガラス基板１の正極側表層部にアルカリ低濃度領域を微細なパターンで形成できる。

【0035】

また、図２に示すように、樹脂フィルム３に円孔等の孔部４が所定のパターンで形成された、孔明きパターンを有するマスク５を使用できる。樹脂フィルム３を構成する絶縁材料としては、耐熱性や耐腐食性の観点からフッ素樹脂が好ましいが、これに限定されない。マスク５としての機能の点から、樹脂フィルム３の厚さは０．１〜１ｍｍが好ましい。また、孔部４の直径ｄおよび配列パターンは、形成すべきアルカリ低濃度領域のパターンの径および配列に合わせて調整でき、特に限定されない。アルカリ低濃度領域のパターン形成の容易性の点から、孔部４の直径ｄは０．１〜３０ｍｍの範囲が好ましい。また、孔明きパターンである孔部４の配列パターンとしては、例えば、各孔部４が六角形の中心および頂点の位置を占めるように配列された千鳥状の配列パターンが挙げられる。

【0036】

このような樹脂フィルム３からなるマスク５を使用した場合は、ガラス基板の正極側表層部において、孔部４に対応する領域においてのみ、アルカリ金属イオン等を負極側に向けて移動させてアルカリ低濃度領域を形成できる。したがって、マスク５の孔部４に対応するパターンのアルカリ低濃度領域を形成できる。

【0037】

＜（２）放電処理工程＞
実施形態の放電処理工程においては、例えば、直流電源に接続される正極と負極を、所定の間隔をおいて対向して配置し、これらの電極間に、前記マスクが配設されたガラス基板を以下に示すように配置する。すなわち、ガラス基板の第１の主面（例えば上面）は正極に対して離間し、この面に配設されたマスクが正極に所定の間隔をおいて対向するようにし、かつ第２の主面（例えば下面）は負極に接触するようにして、ガラス基板を配置する。そして、正極と負極との間に直流電圧を印加し、電極間にコロナ放電を発生させる。

【0038】

（正極と負極）
正極とガラス基板の表面（上面）との距離は、正極の形状や印加電圧等によっても異なるが、前記距離が大きいほど、放電電流が小さくコロナ放電が弱くなるため、０ｍｍより大きくし、かつ３０ｍｍ以下が好ましい。さらには、距離が近いほど、放電電流は大きくなってコロナ放電が強くなるため、０ｍｍより大きく、かつ１０ｍｍ以下がより好ましい。

【0039】

ここで、正極は負極より電極面積が小さいことが好ましい。なお、「電極面積」とは、正極については、被処理物であるガラス基板の主面への投影面積をいい、負極については、ガラス基板の主面に接触する面積をいう。正極が、後述するように、複数本の電極（例えば、ワイヤ状の電極。）の集合体である場合、「電極面積」は、各電極についての前記「電極面積」の合計をいう。

【0040】

正極としては、ワイヤ状の電極を使用できる。ワイヤ状電極は、１本を単独で使用してもよいし、複数本を互いに所定の間隔をおいて配置し、これらの集合体を正極としてもよい。複数本のワイヤ状電極を所定の間隔をおいて配置したものを正極とすることで、ガラス基板の主面（例えば上面）全体を均一に処理できる。
また正極としては、先端に尖鋭部を有する針状の電極の集合体を使用することもできる。すなわち、針状電極の複数本を所定のピッチで配列し集合したものを、正極としてもよい。なお、正極として針状電極を使用した構成については、後述する（Ｉ−２）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第２の方法で説明する。

【0041】

放電処理工程に用いられる装置の例を、図３に示す。図３（ａ）は、放電処理装置１０の構成を概略的に示す正面図である。また、図３（ｂ）は、ガラス基板に対する正極の配置を説明するために、放電処理装置１０の一部を示す上面図である。これらの図に示す放電処理装置１０においては、正極１１としてワイヤ状電極１１ａが設けられている。なお、図３（ａ）において、符号１２は負極を示し、符号１３は被処理物であるガラス基板を示す。また、符号１４はガラス基板１３の主面に配設させたマスクを示す。さらに、符号１５は直流電源を示し、符号１６は回路を流れる電流をモニタするための電流計を示す。

【0042】

図３に示す放電処理装置１０において、正極１１を構成するワイヤ状電極１１ａは、コロナ放電の発生しやすさの観点から、細い方がよいが、強度と取り扱い易さの点で、ワイヤ状電極１１ａの直径は０．０３〜０．１ｍｍが好ましい。ワイヤ状電極１１ａの表面に、金、白金、その他の貴金属等の耐食性の導電性膜を設けると、電界強度の均一性が良好となり、かつ電極としての耐久性が向上する。

【0043】

また、このようなワイヤ状電極１１ａは、ガラス基板１３の上面に平行に配置することが好ましい。正極１１として複数本のワイヤ状電極１１ａを用いる場合、各ワイヤ状電極１１ａは、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板１３とワイヤ状電極１１ａとの距離と同程度の間隔Ｄをおいて互いに平行に、かつガラス基板１３の上面に平行な平面上に配置することが、ガラス基板１３の主面全体を均一に処理するうえで好ましい。後述するように、ガラス基板１３をワイヤ状電極１１ａに対して平行に運動させる場合は、ガラス基板１３が平行運動することで処理ムラが緩和されるので、各ワイヤ状電極１１ａの間隔Ｄはより大きくできる。

【0044】

正極１１として１本のワイヤ状電極１１ａを単独で配置する場合には、ガラス基板１３の表面を均一に処理するために、ガラス基板１３と一体とした負極１２を、正極１１であるワイヤ状電極１１ａに対して相対的に運動させることが好ましい。具体的には、負極１２を、ガラス基板１３を載せた状態で、ワイヤ状電極１１ａの配設方向に対して直交する方向に運動させることが好ましい。この運動は、直線運動や往復直線運動であることがより好ましいが、回転運動や揺動であってもよい。

【0045】

さらに、広く利用されているコロトロン・スコロトロンと呼ばれるコロナ放電を利用した帯電器と同様に、円筒型ないし角形のケーシングを設けることが好ましい。グリッド電極を設けてもよい。前記ケーシングおよびグリッド電極の作用で、コロナ放電のイオンの流れを制御でき、ガラス基板１３への処理の均一性と処理効率を向上できる。

【0046】

図３に示す放電処理装置１０において、負極１２は、平板状や曲板状など、被処理物であるガラス基板１３の主面（下面）に合わせた形状を有するものが好ましい。また、孔あき部を有するメッシュ状のものなど、ガラス基板１３と面内で均一に接触するものでもよい。このような負極１２を、ガラス基板１３の下面に接触するように配置することで、ガラス基板１３への通電性が向上するため、印加電圧を高くできる。負極１２においては、ガラス基板１３との接触面にＩＴＯ等の導電膜を設けることで、さらに通電性を向上できる。

【0047】

次に、（２）放電処理工程における処理の条件（ガラス基板の温度、処理雰囲気など）について説明する。

【0048】

（ガラス基板の温度）
ガラス基板の温度は、常温（２５℃）以上ガラス転移点Ｔｇ以下の温度が好ましく、常温以上でガラス転移点より１５０℃低い温度（Ｔｇ−１５０℃）以下の温度がより好ましい。特に、４００℃以下の温度にすることで、ガラス基板の変形や処理部材の劣化を引き起こすことなく、ガラス基板の表層部に、十分な厚さのアルカリ低濃度領域のパターンを形成できる。また、前記温度範囲は、ガラス基板を構成するガラスのＴｇよりも温度が低く、ガラスは粘性が十分に大きい固体状態を呈する。そのため、ガラス基板中のアルカリ金属イオンが動き過ぎるということがなく、アルカリ金属イオンの移動方向が電界方向である負極に向う方向に限定されるので、コロナ放電による表面処理の効率が高い。ガラス基板の温度は、１００〜３００℃がより好ましい。ただし、ガラスのＴｇが４００℃以下の場合、ガラス基板の温度は、さらに低い温度が好ましい。

【0049】

（印加電圧）
正極と負極との間に印加する直流電圧は、正極と負極との間にコロナ放電を発生させる電圧であり、より具体的には正極からコロナ放電を発生させる電圧である。この印加電圧は、正極の形状や被処理物であるガラス基板の温度によっても変わるが、３〜１２ｋＶの範囲とする。印加電圧が３ｋＶ未満ではコロナ放電が発生しにくい。印加電圧が１２ｋＶを超えると、アーク放電が生じやすくなり、コロナ放電を継続するのが難しい。

【0050】

放電処理工程において、このような直流電圧の印加により被処理物であるガラス基板を流れる電流は、電子の移動による電流と、アルカリ金属イオンの移動による電流の両者を含むものである。放電処理工程でガラス基板を流れる電流は、０．０１〜０．５ｍＡの範囲であり、単位面積当たりの電気量は、１０〜５００ｍＣ／ｃｍ^２の範囲であることが好ましい。

【0051】

（処理雰囲気）
被処理物であるガラス基板が配置された、正極と負極との間は、空気または窒素を主体とする雰囲気に保持する。ここで、「空気または窒素を主体とする雰囲気」とは、空気または窒素の含有割合が雰囲気ガス全体の５０体積％を超える気体状態をいう。
前記したように、負極はガラス基板の主面（例えば下面）に接触するように配置され、負極とガラス基板との間の通電性が高められているので、ヘリウムやアルゴンのようなプラズマ形成ガスの雰囲気にする必要がない。すなわち、空気または窒素を主体とする雰囲気で、正極の周りにコロナ放電を発生させて、ガラス基板の表面を処理できる。

【0052】

このように、（Ｉ−１）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第１の方法においては、被処理物であるガラス基板の、例えば上面に、所定のパターンの透孔部または極薄部（以下、透孔部等という。）を有するマスクを配設し、このマスクに対して、正極であるワイヤ状電極等の正極を離間して配置するとともに、負極をガラス基板の、例えば、下面に接触して配置する。そして、正極からコロナ放電が発生するような直流電圧を電極間に印加することで、電圧印加で生じる電界により、前記マスクの透孔部等に対応する領域において、ガラス中のアルカリ金属イオンを負極側に移動させることにより、アルカリ金属イオンの含有割合が他の領域より低くなったアルカリ低濃度領域が形成される。そして、マスクの透孔部等以外の本体部に接する領域では、アルカリ金属イオンの負極側に向っての移動がなく、あるいは移動するイオンの量および移動距離が極めて少ないので、前記アルカリ低濃度領域は形成されないか、あるいは表面から極めて浅く、すなわち極めて薄くしか形成されない。したがって、ガラス基板の正極側表層部に、前記マスクの透孔部等のパターンに対応するパターンのアルカリ低濃度領域が形成される。

【0053】

より具体的には、例えば図２に示す、円孔等の孔部４が所定のパターンで形成された樹脂フィルム３からなるマスク５を使用した場合は、図４に示すように、ガラス基板１のマスク形成側の表層部において、マスク５の透孔部である孔部４に対応する領域でのみアルカリ低濃度領域６が形成されるので、マスク５の孔部４のパターンと略同じパターンのアルカリ低濃度領域６が形成される。

【0054】

アルカリ低濃度領域のパターンの形成は、以下に示す（２´）放電処理工程を有する第２の方法（Ｉ−２）で行うこともできる。

【0055】

（Ｉ−２）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第２の方法
＜（２´）放電処理工程＞
この工程では、複数本の針状電極を互いに所定の間隔をおいて所定の配列で、かつ前記ガラス基板の第１の主面から離間して配置してなる電極を、正極とする。そして、このような正極と、前記ガラス基板の第２の主面に接触するように配置された負極との間にコロナ放電を発生させ、前記ガラス基板の正極側表層部の、前記各針状電極の先端部に対向する領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種を負極側に向って移動させる。

【0056】

こうして、各針状電極の先端部の対向直下の領域で、アルカリ金属イオンの含有割合が処理前より減少することで、この領域に、含有濃度が他の領域より低くなったアルカリ低濃度領域が形成される。そして、ガラス基板の正極側表層部においても、各針状電極の先端部の対向直下を外れる領域では、前記アルカリ金属イオンの負極側に向っての移動がなく、あるいは移動するイオン量および移動距離が極めて少ないので、前記アルカリ低濃度領域はほとんど形成されない。したがって、ガラス基板の正極側表層部に、針状電極の配列に対応するパターン状のアルカリ低濃度領域が形成される。

【0057】

この放電処理工程に用いられる放電処理装置の例を図５に示す。図５（ａ）は、放電処理装置２１の構成を概略的に示す正面図であり、図５（ｂ）は、ガラス基板に対する正極の配置を説明するために、放電処理装置２１の一部を示す上面図である。

【0058】

図５に示す放電処理装置２１においては、正極２２として、複数本の針状電極２２ｂが互いに所定の間隔（ピッチ）Ｐをおいて平行に、かつ所定の配列で配置された集合電極が設けられている。なお、図５（ａ）において、符号２３は負極を示し、符号２４は被処理物であるガラス基板を示す。また、符号２５は直流電源を示し、符号２６は回路を流れる電流をモニタするための電流計を示す。

【0059】

図５に示す放電処理装置２１において、正極２２を構成する各針状電極２２ｂの表面に、金、白金、その他の貴金属等の耐食性の導電性膜を設けると、電界強度の均一性が良好となり、かつ電極としての耐久性が向上する。針状電極２２ｂの根元部の直径は、０．１〜２ｍｍが好ましい。針状電極２２ｂの先端部の角度（先端角）は５〜２５°が好ましく、７〜１５°がより好ましい。針状電極２２ｂの直径および先端角を上記範囲とすることで、針状電極２２ｂの先端部近傍の電界強度を十分に大きくできる。針状電極２２ｂの先端角が大きすぎると、コロナ放電が生じにくくなる。反対に針状電極２２ｂの先端角が小さすぎると、低電圧でもアーク放電しやすくなり、安定したコロナ放電状態を維持できない。

【0060】

この放電処理装置２１では、このような針状電極２２ｂの複数本が、互いに平行でそれぞれ先端部をガラス基板２４の上面に向け、かつガラス基板２４の上面に垂直で、先端部がガラス基板２４の上面から等しい距離となるように配置されている。複数本の針状電極２２ｂの配列は、特に限定されず、例えば図５（ｂ）に示すような、六角形の中心および頂点の位置を占めるような千鳥状の配列や、碁盤目状等の配列等が例示される。なお、複数本の針状電極２２ｂは等間隔でなくてもよい。

【0061】

ガラス基板２４の正極側表層部において、各針状電極２２ｂの先端部の対向直下領域でのみアルカリ金属イオンを負極側に向って移動させて、アルカリ低濃度領域のパターンを形成するために、各針状電極２２ｂの配列間隔Ｐは、１ｍｍ以上が好ましく、針状電極２２ｂの先端部とガラス基板２４との距離Ｌは０．１〜１５ｍｍが好ましい。より具体的には、各針状電極２２ｂの配列間隔Ｐが１０ｍｍ程度の場合、針状電極２２ｂの先端部とガラス基板２４との距離Ｌは１〜１５ｍｍの範囲とできる。距離Ｌが１０ｍｍを超えると処理に要する時間が長くなるので、処理時間の短縮の観点からは、距離Ｌは１〜１０ｍｍが好ましい。なお、前記したように、各針状電極２２ｂの配列間隔Ｐは、必ずしも全てにおいて等しくなくてもよい。

【0062】

図５に示す放電処理装置２１において、負極２３は、平板状や曲板状など、被処理物であるガラス基板２４の下面に合わせた形状を有するものが好ましい。また、孔あき部を有するメッシュ状のものなど、ガラス基板２４と面内で均一に接触するものでもよい。このような負極２３を、ガラス基板２４の下面に接触するように配置することで、ガラス基板２４への導電性が向上するため、印加電圧を高くできる。負極２３と接触するガラス基板２４の表面にＩＴＯ等の導電膜を設けることで、さらに導電性を向上できる。
負極２３は、固体の導電材料は勿論のこと、溶融金属からなる電極でもよい。溶融金属としては、低融点であるため、Ｉｎ−Ｓｎ合金が特に好ましい。

【0063】

次に、（２´）放電処理工程における処理の条件（ガラス基板の温度、処理雰囲気など）について説明する。

【0064】

（放電処理の条件）
ガラス基板の温度は、前記した（Ｉ−１）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第１の方法の（２）放電処理工程における温度と同様である。
正極と負極との間に印加する直流電圧は、針状電極の先端角や被処理物であるガラス基板の温度によっても変わるが、３〜１２ｋＶの範囲とする。印加電圧が３ｋＶ未満ではコロナ放電が発生しにくい。印加電圧が１２ｋＶを超えると、アーク放電が生じやすくなり、コロナ放電を継続するのが難しい。

【0065】

（２´）放電処理工程において、このような直流電圧の印加により被処理物であるガラス基板を流れる電流は、電子の移動による電流と、アルカリ金属イオンの移動による電流の両者を含むものである。

【0066】

被処理物であるガラス基板が配置された正極と負極との間は、空気、窒素またはアルゴン等の希ガスを主体とする雰囲気に保持する。ここで、「空気、窒素または希ガスを主体とする雰囲気」とは、空気、窒素または希ガスの含有割合が、雰囲気ガス全体の５０体積％を超える気体状態をいう。雰囲気ガス全体の５０体積％を超える気体（空気または窒素または希ガス）以外のガスの種類は特に限定されない。すなわち、アルゴン等の希ガスは、主体ガスとして雰囲気に含まれていてもよいし、主体ガス以外のガスとして、空気または窒素を主体する雰囲気に含まれていてもよい。

【0067】

このように、（Ｉ−２）アルカリ低濃度領域のパターンを形成する第２の方法においては、正極として、複数本の針状電極を所定の間隔をおいて平行に、かつ所定の配列で配置した集合体を使用し、このような正極と負極との間に、被処理物であるガラス基板を配置し、正極からコロナ放電が発生するような直流電圧を電極間に印加することで、電圧印加で生じる電界により、前記針状電極の先端部に対するガラス基板の対向直下の領域において、ガラス中のアルカリ金属イオンを負極側に移動させて、アルカリ低濃度領域を形成しているので、針状電極の配列に対応する同じパターンでアルカリ低濃度領域を形成することができる。

【0068】

より具体的には、図６に示すように、ガラス基板２４の正極側の表層部において、針状電極２２ｂの先端部に対向する直下領域で、アルカリ金属イオンの少なくとも１種が負極側に向って移動し、平面形状が針状電極２２ｂの先端の直下の点を中心とする円形状のアルカリ低濃度領域２７が、針状電極２２ｂの配列と同じ配列パターンで形成される。

【0069】

＜（II）化学強化工程＞
この工程では、前記（Ｉ）アルカリ低濃度領域のパターン形成工程で、第１の主面にアルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板の表面をイオン交換し、圧縮応力が残留する表面層（以下、圧縮応力層ともいう。）を形成する。具体的には、ガラス転移点以下の温度で、ガラス基板の表層部に含まれるイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、イオン半径がより大きなアルカリ金属イオン（例えば、Ｌｉイオンに対してはＮａイオンまたはＫイオンであり、Ｎａイオンに対してはＫイオン）に置換する。これにより、ガラス基板の表面に圧縮応力層が形成され、ガラスの強度が向上する。

【0070】

（II）化学強化工程において、化学強化は、無機カリウム塩の溶融塩にガラス基板を浸漬することにより行なわれる。これにより、ガラス基板の表層部のＮａイオンと溶融塩中のＫイオンとがイオン交換されることで、ガラス基板の表面に高密度で圧縮応力が高い層（圧縮応力層）が形成される。

【0071】

無機カリウム塩としては、化学強化を行うガラスの歪点（通常５００〜６００℃）以下に融点を有するものが好ましく、本発明の実施形態においては、硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）（融点３３０℃）を含有する塩が好ましい。硝酸カリウムを含有する塩は、ガラスの歪点以下で溶融状態を保ち、かつ使用温度領域においてハンドリングが容易となることから、使用が好ましい。溶融塩における硝酸カリウムの含有量は、５０質量％以上であることが好ましい。

【0072】

こうしてガラス基板の表面をイオン交換した場合、表層部のガラスに含まれるイオン半径が小さいアルカリ金属イオン（例えば、Ｎａイオン）が、イオン半径がより大きいアルカリ金属イオン（例えば、Ｋイオン）に置換されることにより圧縮応力層が形成されるが、第１の主面にアルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板において、Ｎａイオンの濃度が低いアルカリ低濃度領域では、他の領域に比べて、前記したイオン交換による圧縮応力の上昇度が小さくなる。そのため、ガラス基板の第１の主面側において、イオン交換による強化レベル（圧縮応力の上昇度）がより小さい領域が、アルカリ低濃度領域のパターンに対応するパターンで形成され、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域がパターン状に形成された強化ガラス板が得られる。

【0073】

［強化ガラス板］
このように、本発明の実施形態で得られた強化ガラス板は、第１の主面に、圧縮応力の大きさが異なる複数の領域がパターン状に形成された構造を有するので、衝撃が加わったときに、割れ（破砕線）が衝撃点から直進しにくい。すなわち、圧縮応力がより小さい領域を迂回するように複数の領域の境界に沿って、複数の経路を通って割れ（破砕線）進展するため、破片が適度に細かくなり、かつ破片の形状が鋭利になりにくい。したがって、破砕の際の安全性が高い。

【実施例】

【0074】

以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0075】

実施例１
フロート法により成形した後に切断して得た、アルミノシリケートガラスをベースとする化学強化用ガラス（旭硝子社製、商品名；Dragontrail）の基板（主面が１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形で厚さ０．８ｍｍ）の第１の主面に、直径５ｍｍの円孔が１０ｍｍのピッチで千鳥状に配列された孔明きパターンを有する片面接着処理フッ素樹脂フィルム（日東電工株式会社製、商品名；ニトフロン、厚さ０．１３ｍｍ）からなるマスクを配置した。

【0076】

次いで、こうして主面に前記フッ素樹脂フィルムからなるマスクが配置されたガラス基板を、図３に示す放電処理装置１０の正極１１と負極１２との間に、マスク１４の上面が正極１１と対向するように配置し、コロナ放電による処理を行った。

【0077】

この放電処理装置１０において、負極１２は接地された平板状電極（電極材料ステンレス鋼、電極サイズ２００ｍｍ×２００ｍｍ）であり、この負極１２の上に前記マスク１４が配置されたガラス基板１３を載せ、水平に配置した。正極１１は、直径５０μｍのワイヤ状電極１１ａ（電極材料タングステン線に金メッキを施したもの）１本により構成し、このワイヤ状電極１１ａを、ガラス基板１３の一方の辺に平行にマスク１４の上面からの距離を５ｍｍとして配置した。そして、ガラス基板１３を載せた負極１２を、水平面上でワイヤ状電極１１ａの配設方向と直交する方向に、５ｍｍ／秒の速度で１００ｍｍのストロークで往復運動させた。正極１１であるワイヤ状電極１１ａと負極１２との間は、窒素雰囲気とした。

【0078】

こうして、ガラス基板１３を２００℃に加熱しつつ、直流電源１５によりワイヤ状電極１１ａと負極１２との間に６．０ｋＶの電圧を印加し、この状態で２４時間放電処理を継続した。

【0079】

次いで、こうして放電処理されたガラス基板を、ＫＮＯ_３溶融塩に浸漬してイオン交換し、化学強化を行った後、室温付近まで冷却した。このとき、ＫＮＯ_３溶融塩の温度は４６５℃とし浸漬時間は８時間とした。得られた強化ガラス板は水洗いした。

【0080】

実施例２
実施例１で使用した基板と同じ化学強化用ガラスの基板を、図５に示す放電処理装置２１の正極２２と負極２３との間に配置し、コロナ放電による処理を行った。

【0081】

この放電処理装置２１において、負極２３は、接地された平板状電極（電極材料ステンレス鋼、電極サイズ２００ｍｍ×２００ｍｍ）であり、この負極２３の上にガラス基板２４を載置し、水平に配置した。また、根元の直径１ｍｍの針状電極２２ｂの１３本を、２０ｍｍの間隔（ピッチ）で千鳥状に配置したものを正極２２とし、このような正極２２を、各々の針状電極２２ｂの先端部をガラス基板２４に向けて、ガラス基板２４の主面に垂直になるように配置した。なお、針状電極２２ｂは、ステンレス鋼からなる針状体の上に、スパッタ法で厚さ０．０５μｍのクロムを下地コートした後、厚さ１μｍの白金をコートしたものを使用した。また、各針状電極２２ｂの先端部とガラス基板２４の上面との距離は５ｍｍとした。

【0082】

そして、このような正極２２と前記負極２３とを直流電源２５に接続した。また、正極２２と負極２３との間は大気雰囲気とした。さらに、このように構成された放電処理装置２１の正極２２と負極２３およびガラス基板２４を、加熱炉により２００℃に加熱した。

【0083】

こうして、直流電源２５により正極２２と負極２３との間に６．０ｋＶの電圧を印加し、この状態で３時間処理を継続した後、ガラス基板２４を裏返し、反対側の面についても同様にして放電処理を行った。

【0084】

次いで、こうして放電処理されたガラス基板を、ＫＮＯ_３溶融塩に浸漬してイオン交換し、化学強化を行った後、室温付近まで冷却した。このとき、ＫＮＯ_３溶融塩の温度は４６５℃とし、浸漬時間は８時間とした。得られた強化ガラス板は水洗いした。

【0085】

次に、実施例１および実施例２で得られた強化ガラス板に対して、以下に示す方法で評価を行った。

【0086】

［評価方法］
＜偏光イメージングによる光弾性（リタデーション）の計測＞
複屈折・位相差評価システム（（株）フォトニックラティス製、製品名：ワイドレンジＷＰＡ−１００）により、強化ガラス板の複屈折／位相差を面分布として計測した。なお、このシステムは、歪み（残留応力）を持った透明体に偏光を通すと、歪みの向きと大きさによって偏光が変化する現象を利用し、透明体を通った偏光のリタデーション（位相差）を測定することで、透明体に存在する歪み（残留応力）の向きと大きさを推定するものである。

【0087】

強化ガラス板表面の歪み（残留応力）の大きさの分布を、実施例１で得られた強化ガラス板については図７（ａ）および（ｂ）に、実施例２で得られた強化ガラス板については図８（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。
なお、図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ実施例１の強化ガラス板のリタデーション（位相差）の大きさを青色から赤色の疑似カラーで表示する２Ｄリタデーション画像および３Ｄリタデーション画像を、モノクロ写真としたものである。また、図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ実施例２の強化ガラス板のリタデーション（位相差）の大きさを青色から赤色の疑似カラーで表示する２Ｄリタデーション画像および３Ｄリタデーション画像を、モノクロ写真としたものである。
さらに、実施例１で使用されたマスクの孔明きパターンを図９（ａ）に、実施例２で使用された針状電極のガラス基板に対する配置を示す図９（ｂ）にそれぞれ示す。図９（ａ）において、符号３１はマスクを示し、３２は孔を示す。図９（ｂ）において、符号３３は針状電極を示し、３４はガラス基板を示す。

【0088】

図７、図８および図９から、実施例１および実施例２で得られた強化ガラス板の表面には、歪み（残留応力）の異なる複数の領域が存在することがわかる。そして、これら複数の領域で形成される歪みの分布パターンは、マスクの孔明きパターンおよび針状電極の配置位置に対応していることがわかる。
また、前記モノクロ写真ではなく、リタデーション画像そのものからは、マスクの孔明きパターンおよび針状電極の配置位置に対応した領域は、周りの領域に比べて歪みが小さく、圧縮応力が小さくなっていることがわかった。

【0089】

このことから、以下のことが確かめられた。
すなわち、放電処理により、ガラス基板の表層部には、マスクの孔明きパターンまたは針状電極の配置位置に対応して、アルカリ低濃度領域のパターンが形成され、このアルカリ低濃度領域のパターンが形成されたガラス基板を化学強化することで、アルカリ低濃度領域では、周囲に比べて強化のレベル（イオン交換による圧縮応力の上昇）が小さくなるので、アルカリ低濃度領域のパターンに対応する歪みの分布パターン、すなわち圧縮応力の分布パターンを持つ強化ガラス板が得られる。

【0090】

＜破砕試験＞
ＪＩＳ Ｒ３２１２に準拠する「強化ガラス破壊試験」に基づいて破砕試験を行った。すなわち、実施例１および実施例２で得られた強化ガラス板の放電処理を行った側の面（両面に放電処理を行った実施例２では、どちら側でもよい。）の中心点を衝撃点として、先端部の曲率半径が０．２±０．０５ｍｍのポンチを用いて衝撃を加え、ガラス基板を破壊した。

【0091】

破砕されたガラス基板の状態を、図１０に示す。図１０（ａ）は、実施例１で得られた強化ガラス板の破片形状を示す写真であり、図１０（ｂ）は、実施例２で得られた強化ガラス板の破片形状を示す写真である。
これらの写真から、以下のことがわかる。すなわち、実施例１および実施例２で得られた強化ガラス板では、衝撃が加わったときの割れ（破砕線）が、アルカリ低濃度領域のパターンに対応した経路と通って多方向に分岐して進展するため、破片が適度に細かいうえに鋭利な角が少ない安全な形状であることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0092】

本発明の方法によれば、強度が高く、割れたときの破片の形状が鋭利にならず、安全性が高い強化ガラス板を得ることができる。

【符号の説明】

【0093】

１，１３，２４…ガラス基板、２…アゾベンゼン樹脂からなるマスク、３…樹脂フィルム、４…孔部、５…孔明きパターンを有する片面接着処理フッ素樹脂フィルムからなるマスク、６，２７…アルカリ低濃度領域、１０，２１…放電処理装置、１１，２２…正極、１１ａ…ワイヤ状電極、１２，２３…負極、１５，２５…直流電源、２２ｂ…針状電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】