特許 6886127 強化ガラス板および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】6886127

(24)【登録日】2021年5月18日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】強化ガラス板および強化ガラス板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03C 21/00 20060101AFI20210603BHJP

【ＦＩ】

   C03C21/00 101

【請求項の数】21

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-523912(P2018-523912)

(86)(22)【出願日】2017年6月13日

(86)【国際出願番号】JP2017021729

(87)【国際公開番号】WO2017217388

(87)【国際公開日】20171221

【審査請求日】2020年1月21日

(31)【優先権主張番号】特願2016-120489(P2016-120489)

(32)【優先日】2016年6月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168550

【弁理士】

【氏名又は名称】友廣 真一

(72)【発明者】

【氏名】梶岡 利之

(72)【発明者】

【氏名】深田 睦

(72)【発明者】

【氏名】木下 清貴

【審査官】 長谷川 真一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９３９２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／００２２８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５１００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１５６５７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １５／００ − ２３／００

Ｂ２３Ｂ １／００ − ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮応力を有する圧縮応力層を主面に備え、引張応力を有する引張応力層を内部に備えた強化ガラス板であって、
端縁部の少なくとも一部に設けられ、主面と平行な面内で異方性を示す応力を有する高異方性応力領域と、
前記高異方性応力領域に隣接して主面方向の中央側に設けられ、主面と平行な同一面内において前記高異方性応力領域より低い異方性を示す応力を有する低異方性応力領域とを備えることを特徴とする、強化ガラス板。

【請求項2】

前記高異方性応力領域内において、前記端縁部の輪郭形状に沿った方向に異方的な応力を有することを特徴とする、請求項１に記載の強化ガラス板。

【請求項3】

板厚方向に見た場合の輪郭形状に沿う第一方向の前記圧縮応力を第一圧縮応力とし、主面と平行な面内において前記第一方向に対し垂直な第二方向の前記圧縮応力を第二圧縮応力とした場合、
前記高異方性応力領域内の前記圧縮応力層において、前記第一圧縮応力が、前記第二圧縮応力より大きいことを特徴とする、請求項２に記載の強化ガラス板。

【請求項4】

前記高異方性応力領域における前記第一圧縮応力が７００ＭＰａ以上であり、
前記高異方性応力領域における前記第一圧縮応力から前記第二圧縮応力を減じた差が１５ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項３に記載の強化ガラス板。

【請求項5】

主面と平行な面内で、前記高異方性応力領域と前記低異方性応力領域との境界から等距離の任意の観測点において前記第一圧縮応力および前記第二圧縮応力を測定した場合に、 前記低異方性応力領域内の前記観測点における前記第一圧縮応力から当該点における前記第二圧縮応力を減じた差が、前記高異方性応力領域内の前記観測点における前記第一圧縮応力から当該点における前記第二圧縮応力を減じた差より小さいことを特徴とする、請求項３または４に記載の強化ガラス板。

【請求項6】

前記低異方性応力領域における前記第一圧縮応力と前記第二圧縮応力との差が、４０ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項３から５の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項7】

板厚方向に見た場合の前記高異方性応力領域内の任意の点において、前記第一圧縮応力がゼロとなる主面からの深さが、前記第二圧縮応力がゼロとなる主面からの深さより深いことを特徴とする、請求項３から６の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項8】

前記高異方性応力領域内における板厚方向のリタデーションをＲ（ｎｍ）、強化ガラス板の光弾性定数をα（ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ）、板厚をｔ（ｃｍ）とした場合に、式（１）を満たすことを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載の強化ガラス板。
Ｒ／αｔ≧１０ …（１）

【請求項9】

前記高異方性応力領域が前記端縁部全域に亘って設けられ、
前記低異方性応力領域が前記高異方性応力領域に包囲されていることを特徴とする、請求項１から８の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項10】

前記高異方性応力領域と前記低異方性応力領域との境界が、板厚方向に見た場合の強化ガラス板端部から８ｍｍ以内に位置することを特徴とする、請求項１から９の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項11】

板厚方向に見た場合に直線状の辺部を含む輪郭形状を有し、
前記辺部の長さが１０〜５０００ｍｍであり、
前記板厚が０．１〜２．０ｍｍであり、
前記高異方性応力領域が前記辺部に沿って帯状に設けられていることを特徴とする、請求項１から１０の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項12】

前記高異方性応力領域における前記圧縮応力層の深さが、前記低異方性応力領域における前記圧縮応力層の深さより深いことを特徴とする、請求項１から１１の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項13】

前記高異方性応力領域内における前記引張応力が、前記低異方性応力領域における前記引張応力より大きいことを特徴とする、請求項１から１２の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項14】

前記高異方性応力領域と前記低異方性応力領域との境界において各領域の光学主軸の方向が異なることを特徴とする、請求項１から１３の何れか１項に記載の強化ガラス板。

【請求項15】

板厚方向に見た場合に、前記高異方性応力領域内の前記圧縮応力層における光学主軸方向が、前記端縁部の輪郭形状に沿った方向であることを特徴とする、請求項１４に記載の強化ガラス板。

【請求項16】

板厚方向に見た場合に、前記高異方性応力領域内の前記圧縮応力層における光学主軸と、前記低異方性応力領域内の前記圧縮応力層における光学主軸とが成す角度が４５度以上であることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の強化ガラス板。

【請求項17】

強化用ガラス板をイオン交換して化学強化する強化ガラス板の製造方法であって、
オーバーフローダウンドロー法を用いて成形された強化用ガラス板を準備する準備工程と、
前記イオン交換を抑制するイオン交換抑制膜を、前記強化用ガラス板の表裏主面で対称となるように、前記強化用ガラス板の表裏主面の各々について、端縁部の少なくとも一部の領域を除いた成膜領域に形成して膜付ガラス板を得る成膜工程と、
前記膜付ガラス板をイオン交換法により化学強化して強化ガラス板を得る強化工程と、を備えることを特徴とする、強化ガラス板の製造方法。

【請求項18】

前記強化用ガラス板は、板厚方向に見た場合に直線状の辺部を含む輪郭形状を有し、
前記主面における前記成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、前記非成膜領域を前記辺部に沿って帯状に設定することを特徴とする、請求項１７に記載の強化ガラス板の製造方法。

【請求項19】

前記主面における前記成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、前記非成膜領域を前記強化用ガラス板の端縁部全域に亘り、前記成膜領域を包囲するように設定することを特徴とする、請求項１７または１８に記載の強化ガラス板の製造方法。

【請求項20】

前記主面における前記成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、前記成膜領域と前記非成膜領域との境界を、板厚方向に見た場合の前記強化用ガラス板の端部から８ｍｍ以内に位置に設定することを特徴とする、請求項１７から１９の何れか１項に記載の強化ガラス板の製造方法。

【請求項21】

前記強化工程後に、前記イオン交換抑制膜を除去する除去工程をさらに備えることを特徴とする、請求項１７から２０の何れか１項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、強化ガラス板およびその製造方法に関し、より具体的には、イオン交換法によって化学強化された強化ガラス板およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、スマートフォンやタブレットＰＣなどの電子機器に搭載されるタッチパネルディスプレイには、カバーガラスとして化学強化された強化ガラス板が用いられている。

【0003】

このような強化ガラス板は、一般的に、アルカリ金属を組成として含むガラス板を強化液で化学的に処理し、表面に圧縮応力層を形成することによって製造される。このような強化ガラス板は、主面に圧縮応力層を有するために主面への衝撃耐性が向上している。一方、このような強化ガラス板の内部には、主面の圧縮応力層に対応して引張応力層が形成される。そして、この引張応力に起因して端面に形成されたクラックが進展することによる破損（所謂、自己破壊）が問題となっていた。また、このような引張応力を小さくしようとガラス板全体的に圧縮応力層を浅く形成した場合、端面において十分な耐衝撃性を得られないという問題があった。

【0004】

上記のような問題を解決すべく、強化ガラス板の主面と端面の圧縮応力のバランスを適切に設定して内部引張応力を適切な範囲で低減する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、主面に予め膜を形成して、化学強化の進度を端面より抑制することによって、端面の圧縮応力層は低減させることなく、主面の圧縮応力層の深さを制御して内部引張応力を低減する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−２０８５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、スマートフォン等の電子機器にカバーガラスとして備えられた強化ガラス板にクラックが形成された場合、当該クラックの進展範囲が部分的であればスマートフォン全体の機能が害されることなく、ある程度継続して使用できる場合がある。すなわち、このようなクラックの進展態様を制御可能であれば、電子機器の致命的な破損を抑制し得ると考えられる。しかしながら、従来の技術ではこのようなクラックの進展態様を制御することについて検討されていなかった。

【0007】

本発明は、このような事情を考慮して成されたものであり、高い強度を有し、且つ、クラックの進展態様を制御し得る強化ガラス板およびその製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の強化ガラス板は、圧縮応力を有する圧縮応力層を主面に備え、引張応力を有する引張応力層を内部に備えた強化ガラス板であって、端縁部の少なくとも一部に設けられ、主面と平行な面内で異方性を示す応力を有する高異方性応力領域と、高異方性応力領域に隣接して主面方向の中央側に設けられ、主面と平行な同一面内において高異方性応力領域より低い異方性を示す応力を有する低異方性応力領域とを備えることを特徴とする。

【0009】

本発明の強化ガラス板によれば、異なる異方性を有する領域を備えるため、領域を跨ぐクラックの進展を抑制できる。したがって、クラックの進展態様を制御し、当該強化ガラス板が搭載される電子機器の致命的な破損を抑制し得る。

【0010】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域内において、端縁部の輪郭形状に沿った方向に異方的な応力を有することが好ましい。

【0011】

本発明の強化ガラス板は、板厚方向に見た場合の輪郭形状に沿う第一方向の圧縮応力を第一圧縮応力とし、主面と平行な面内において第一方向に対し垂直な第二方向の圧縮応力を第二圧縮応力とした場合、高異方性応力領域内の圧縮応力層において、第一圧縮応力が、第二圧縮応力より大きいことが好ましい。

【0012】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域における第一圧縮応力が７００ＭＰａ以上であり、高異方性応力領域における第一圧縮応力から第二圧縮応力を減じた差が１５ＭＰａ以上であることが好ましい。

【0013】

本発明の強化ガラス板は、主面と平行な面内で、高異方性応力領域と低異方性応力領域との境界から等距離の任意の観測点において第一圧縮応力および第二圧縮応力を測定した場合に、低異方性応力領域内の観測点における第一圧縮応力から当該点における第二圧縮応力を減じた差が、高異方性応力領域内の観測点における第一圧縮応力から当該点における第二圧縮応力を減じた差より小さいことが好ましい。

【0014】

本発明の強化ガラス板は、低異方性応力領域における第一圧縮応力と第二圧縮応力との差が、４０ＭＰａ以下であることが好ましい。

【0015】

本発明の強化ガラス板は、板厚方向に見た場合の高異方性応力領域内の任意の点において、第一圧縮応力がゼロとなる主面からの深さが、第二圧縮応力がゼロとなる主面からの深さより深いことが好ましい。

【0016】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域内における板厚方向のリタデーションをＲ（ｎｍ）、強化ガラス板の光弾性定数をα（ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ）、板厚をｔ（ｃｍ）とした場合に、式（１）を満たすことが好ましい。
Ｒ／αｔ≧１０ …（１）

【0017】

これらの構成によれば、クラックの進展態様を、より制御し易くなる。

【0018】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域が端縁部全域に亘って設けられ、低異方性応力領域が高異方性応力領域に包囲されていることが好ましい。

【0019】

このような構成によれば、クラックの起点となる端縁部全域において、クラックの進展態様を制御可能である。

【0020】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域と低異方性応力領域との境界が、板厚方向に見た場合の強化ガラス板端部から８ｍｍ以内に位置することが好ましい。

【0021】

本発明の強化ガラス板は、板厚方向に見た場合に直線状の辺部を含む輪郭形状を有し、辺部の長さが１０〜５０００ｍｍであり、板厚が０．１〜２．０ｍｍであり、高異方性応力領域が辺部に沿って帯状に設けられていることが好ましい。

【0022】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域における圧縮応力層の深さが、低異方性応力領域における圧縮応力層の深さより深いことが好ましい。

【0023】

このような構成によれば、端縁部におけるクラックの発生および進展を、より抑制し易くなる。

【0024】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域内における引張応力が、低異方性応力領域における引張応力より大きいことが好ましい。

【0025】

このような構成によれば、例えば、衝撃により端縁部においてクラックが発生或いは進展した場合に、高異方性応力領域内でクラックを分散的に進展させて当該衝撃のエネルギーを分散し、低異方性応力領域までのクラックの進展を抑制し易い。また、強化ガラス板が電子機器に搭載されている場合、当該衝突エネルギーの分散により電子機器の破損を抑制し易くなる。

【0026】

本発明の強化ガラス板は、高異方性応力領域と低異方性応力領域との境界において各領域の光学主軸の方向が異なることが好ましい。

【0027】

本発明の強化ガラス板は、板厚方向に見た場合に、高異方性応力領域内の圧縮応力層における光学主軸方向が、端縁部の輪郭形状に沿った方向であることが好ましい。

【0028】

本発明の強化ガラス板は、板厚方向に見た場合に、高異方性応力領域内の圧縮応力層における光学主軸と、低異方性応力領域内の圧縮応力層における光学主軸とが成す角度が４５度以上であることが好ましい。

【0029】

本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化用ガラス板をイオン交換して化学強化する強化ガラス板の製造方法であって、イオン交換を抑制するイオン交換抑制膜を、強化用ガラス板の主面の端縁部の少なくとも一部の領域を除いた成膜領域に形成して膜付ガラス板を得る成膜工程と、膜付ガラス板をイオン交換法により化学強化して強化ガラス板を得る強化工程と、を備えることを特徴とする。

【0030】

本発明の強化ガラス板の製造方法によれば、上記本発明の強化ガラス板を容易に製造できる。

【0031】

本発明の強化ガラス板の製造方法では、強化用ガラス板は、板厚方向に見た場合に直線状の辺部を含む輪郭形状を有し、主面における成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、非成膜領域を辺部に沿って帯状に設定することが好ましい。

【0032】

本発明の強化ガラス板の製造方法では、主面における成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、非成膜領域を強化用ガラス板の端縁部全域に亘り、成膜領域を包囲するように設定することが好ましい。

【0033】

本発明の強化ガラス板の製造方法では、主面における成膜領域以外の領域を非成膜領域とした場合に、成膜領域と非成膜領域との境界を、板厚方向に見た場合の強化用ガラス板の端部から８ｍｍ以内に位置に設定することが好ましい。

【0034】

これらの構成によれば、得られる強化ガラス板において端縁部におけるクラックの発生および進展を抑制し易くなる。

【0035】

本発明の強化ガラス板の製造方法は、強化工程後に、イオン交換抑制膜を除去する除去工程をさらに備えることが好ましい。

【0036】

このような構成によれば、透明性が高く平滑な主面を有する強化ガラス板を得られる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】板厚方向に見た本発明の実施形態に係る強化ガラス板の一例を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の図１におけるＡＡ断面を示す図である。

【図3A】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の製造方法の一例に含まれる工程を示す図である。

【図3B】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の製造方法の一例に含まれる工程を示す図である。

【図3C】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の製造方法の一例に含まれる工程を示す図である。

【図3D】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の製造方法の一例に含まれる工程を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係る強化ガラス板の板厚方向のリタデーションを示す拡大写真、および光学主軸の角度の測定結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本発明の実施形態の強化ガラス板Ｇ４およびその製造方法について説明する。図１は、板厚方向（図２に示すＺ方向）に見た本発明の強化ガラス板Ｇ４の一例を示す図である。図２は、本発明の強化ガラス板Ｇ４の図１におけるＡ−Ａ断面を示す図である。

【0039】

強化ガラス板Ｇ４は、圧縮応力を有する圧縮応力層Ｃ（Ｃａ、Ｃｂ）、および引張応力を有する引張応力層Ｔ（Ｔａ、Ｔｂ）を有する強化ガラス板である。上記表面には主面Ｓおよび端面を含む。図１、２中において応力の主たる作用方向を概念的に示したものである。強化ガラス板Ｇ４は、略矩形の板状を成す。具体的には、板厚方向に見た場合に直線状の長辺部Ｅ１、長辺部Ｅ１より短い直線状の短辺部Ｅ２、および長辺部Ｅ１と短辺部Ｅ２とを接続する円弧状または楕円弧状のコーナー部Ｅ３を含む輪郭形状を有する。

【0040】

強化ガラス板Ｇ４の板厚は、例えば、１．５ｍｍ以下であり、好ましくは１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．６ ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、特に０ ．１ｍｍ以下である。強化ガラス基板の板厚が小さい程、強化ガラス基板を軽量化することでき、結果として、デバイスの薄型化、軽量化を図ることができる。なお、生産性等を考慮すれば強化ガラス板Ｇ４の板厚は０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。強化ガラス板Ｇ４の幅および長さ寸法は、例えば、１０×１０ｍｍ〜５０００×５０００ｍｍであり、好ましくは４８０×３２０ｍｍ〜３３５０×３９５０ｍｍである。

【0041】

強化ガラス板Ｇ４は、高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂを有する。高異方性応力領域Ｑａは、ガラス板Ｇ４の端縁部に設けられる。低異方性応力領域Ｑｂは、高異方性応力領域Ｑａより主面方向の中央側に隣接して設けられる。本実施形態では、高異方性応力領域Ｑａは、長辺部Ｅ１、短辺部Ｅ２、およびコーナー部Ｅ３に沿って一定幅の帯状に、強化ガラス板Ｇ４の端縁部全体に亘って設けられている。また、低異方性応力領域Ｑｂは、高異方性応力領域Ｑａに包囲されるように位置している。高異方性応力領域Ｑａと低異方性応力領域Ｑｂとの境界Ｎは、例えば、強化ガラス板Ｇ４のエッジＫから８ｍｍ以内に位置する。なお、エッジＫとは、強化ガラス板Ｇ４の板厚方向に見た場合の端部を意味し、本実施形態では強化ガラス板Ｇ４の端面の断面視頂部を指す。

【0042】

高異方性応力領域Ｑａは、主面Ｓと平行な同一面内において低異方性応力領域Ｑｂより高い異方性を示す応力を有する領域である。なお、本発明では、所定領域内の任意の観測点で複数方向に測定した応力の大きさに差があり、複数観測点において応力が最大となる方向が一致する場合に、当該領域における応力に異方性があるものとする。また、所定領域内の任意の観測点における応力の最大値と最小値の差が大きいほど当該領域における応力の異方性が高いものとする。

【0043】

高異方性応力領域Ｑａ内の圧縮応力層Ｃａは、主面Ｓと平行な面内（図１、２におけるＸＹ平面内）で異方的な圧縮応力を有する。本実施形態では、圧縮応力層Ｃａは、高異方性応力領域Ｑａ内において、端縁部の輪郭形状に沿った方向、すなわち長辺部Ｅ１、短辺部Ｅ２、およびコーナー部Ｅ３に沿った方向に異方的な圧縮応力を有する。また、高異方性応力領域Ｑａ内の引張応力層Ｔａは、主面Ｓと平行な面内で端縁部の輪郭形状に沿った方向に異方的な引張応力を有する。

【0044】

低異方性応力領域Ｑｂは、主面Ｓと平行な同一面内（図１、２におけるＸＹ平面内）で高異方性応力領域Ｑａより異方性の低い応力を有する領域である。本実施形態では、低異方性応力領域Ｑｂ内の圧縮応力層Ｃｂは、主面Ｓと平行な面内で、端縁部の輪郭形状に対して略垂直な方向、すなわち長辺部Ｅ１、短辺部Ｅ２に垂直な方向に異方的な圧縮応力を有する。

【0045】

具体的には、長辺部Ｅ１に沿った高異方性応力領域内Ｑａ１内の圧縮応力層Ｃａでは、長辺部Ｅ１と平行なＹ方向の圧縮応力が、主面Ｓと平行面内でＹ方向に垂直なＸ方向の圧縮応力より大きい。なお、短辺部Ｅ２に沿った高異方性応力領域内Ｑａ２内の圧縮応力層Ｃａでは、短辺部Ｅ２に沿ったＸ方向の圧縮応力が、Ｙ方向の圧縮応力より大きい。

【0046】

板厚方向（Ｚ方向）に見た場合の輪郭形状に沿う第一方向の圧縮応力を第一圧縮応力ＣＳ１とし、主面Ｓと平行な面（ＸＹ平面）内において第一方向に対し垂直な第二方向の圧縮応力を第二圧縮応力ＣＳ２とした場合、第一圧縮応力ＣＳ１から第二圧縮応力ＣＳ２を減じた差ΔＣＳは異方性の高さを示す指標となる。輪郭形状に沿った方向についての圧縮応力の異方性が高いほどΔＣＳは大きくなる。

【0047】

高異方性応力領域Ｑａ内におけるΔＣＳ（ΔＣＳａ）は１０ＭＰａ以上であることが好ましい。高異方性応力領域ＱａにおけるΔＣＳ（ΔＣＳａ）は、より好ましくは２０ＭＰａ以上、さらに好ましくは３０ＭＰａ以上である。また、高異方性応力領域Ｑａ内における第一圧縮応力ＣＳ１は７００ＭＰａ以上であることが好ましい。

【0048】

板厚方向に見た場合の高異方性応力領域Ｑａ内の任意の点において、第一圧縮応力ＣＳ１がゼロとなる主面Ｓからの深さＤＯＬｚｅｒｏ１は、第二圧縮応力ＣＳ２がゼロとなる主面Ｓからの深さＤＯＬｚｅｒｏ２より深いことが好ましい。すなわち、異なる方向に異なる大きさの応力成分を有する強化ガラスＧ４においては、圧縮応力と引張応力とがつり合う深さ方向の位置が、各方向の応力成分ごとに異なっている。このような構成によれば、クラックの進展態様を好適に制御し得る。

【0049】

また、高異方性応力領域Ｑａ内における板厚方向のリタデーションをＲ（ｎｍ）、強化ガラス板Ｇ４の光弾性定数をα（ｎｍ／ｃｍ／ＭＰａ）、板厚をｔ（ｃｍ）とした場合に、式（１）を満たすことが好ましい。高異方性応力領域内Ｑａにおける応力の異方性が高いほどＲ／αｔが大きくなる。
Ｒ／αｔ≧１０ …（１）

【0050】

低異方性応力領域Ｑｂは、高異方性応力領域Ｑａより異方性の小さい応力、あるいは非異方的な応力を有する領域である。低異方性応力領域Ｑｂ内の圧縮応力層Ｃｂは、主面Ｓと平行な面内（図１、２におけるＸＹ平面内）で高異方性応力領域Ｑａより異方性の小さい圧縮応力を有する。低異方性応力領域ＱｂにおけるΔＣＳ（ΔＣＳｂ）は、高異方性応力領域ＱａにおけるΔＣＳ（ΔＣＳａ）より小さいことが好ましい。また、高異方性応力領域ＱａにおけるΔＣＳ（ΔＣＳａ）の絶対値と、低異方性応力領域ＱｂにおけるΔＣＳ（ΔＣＳｂ）の絶対値との差分値は、３０ＭＰａ以上であることが好ましい。このような構成であれば、高異方性応力領域Ｑａと低異方性応力領域Ｑｂの異方性の高さおよび方向の差が顕著となり、より効果的にこれらの領域の境界を横断するクラックの進展を抑制できる。

【0051】

異方的な応力を有するガラスは当該応力に応じたリタデーションおよび光学主軸を有する。本実施形態の強化ガラス板Ｇ４では、板厚方向に見た場合に、応力が異方性を示す方向と、当該領域における光学主軸の方向が略一致する（図１における太矢印伸長方向）。強化ガラス板Ｇ４では、高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの境界Ｎ近傍において各領域が異方性を示す方向が異なるため、高異方性応力領域Ｑａと低異方性応力領域Ｑｂとではその境界Ｎにおいて各領域の光学主軸の方向が異なる。また、高異方性応力領域Ｑａ内の圧縮応力層Ｃａにおける光学主軸方向は、輪郭形状に沿った方向である。なお、板厚方向に見た場合に、圧縮応力層Ｃａにおける光学主軸と、圧縮応力層Ｃｂにおける光学主軸とが成す角度は４５度以上であることが好ましい。

【0052】

以上のように、本発明の実施形態に係る強化ガラス板Ｇ４は、異方性の異なる高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂを備えるため、これらの領域を横断してクラックが進展し難い。したがって、端縁部から主面中央部へのクラックの進展を抑制し、搭載される電子機器の致命的な破損を抑制できる。

【0053】

また、低異方性応力領域Ｑｂにおける第一圧縮応力ＣＳ１と第二圧縮応力ＣＳ２との差ΔＣＳｂは、４０ＭＰａ以下であることが好ましい。ΔＣＳｂは、より好ましくは２５ＭＰａ以下、さらに好ましくは１５ＭＰａ以下である。このような構成によれば、高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの異方性の差が顕著となり、より効果的にこれらの領域を横断するクラックの進展を抑制できる。

【0054】

高異方性応力領域Ｑａにおける圧縮応力層Ｃａの深さＤａは、低異方性応力領域Ｑｂにおける圧縮応力層Ｃｂの深さＤｂより深いことが好ましい。強化ガラスの破損は、端面に限らず、端縁部を起点とするクラックの進展に起因する場合も多いが、このような構成によれば、端縁部において従来の強化ガラスに比べ高い強度を有し、端縁部を起点とする破損を好適に抑制できる。

【0055】

詳細は後述するが、強化ガラス板Ｇ４の製造過程において、高異方性応力領域Ｑａは、低異方性応力領域Ｑｂに比べて深くまでイオン交換がなされるため、上記のようにＤａがＤｂより深くなる。これに伴い、高異方性応力領域Ｑａは、低異方性応力領域Ｑｂに比べて膨張している場合がある。したがって、高異方性応力領域Ｑａにおける強化ガラス板Ｇ４の板厚は、低異方性応力領域Ｑｂにおける板厚より大きいものであっても良い。この場合、高異方性応力領域Ｑａにおける板厚と低異方性応力領域Ｑｂにおける板厚との差である板厚差ΔＱｔは、好ましくは０〜２μｍ、より好ましくは０．１〜１．８μｍである。板厚差ΔＱｔが上記範囲内であれば、強化ガラス板Ｇ４をタッチパネルディスプレイ等として用いた場合に過剰な段差とならず、操作性や視認性を低下させることがない。また、高異方性応力領域Ｑａにおける板厚が低異方性応力領域Ｑｂにおける板厚より大きい場合、すなわち、強化ガラス板Ｇ４の端縁部が中央部より厚い場合、例えば、強化ガラス板Ｇ４を落下した際に主面中央部における衝突を抑制し、主面を起点とする致命的な破損を抑制し易くなる。

【0056】

高異方性応力領域Ｑａにおける圧縮応力層Ｃａの深さＤａは、強化ガラス板Ｇ４の板厚の１／４以下であることが好ましい。また、低異方性応力領域Ｑｂにおける圧縮応力層Ｃｂの深さＤｂは、強化ガラス板Ｇ４の板厚の１／８以下であることが好ましい。

【0057】

高異方性応力領域Ｑａ内の引張応力層Ｔａの引張応力ＣＴａは、低異方性応力領域Ｑｂにおける引張応力層Ｔｂの引張応力ＣＴｂより大きいことが好ましい。このような構成によれば、仮に端縁部に衝撃が与えられて端縁部からクラックが進展した場合であっても、高異方性応力領域Ｑａ内でクラックが分岐拡散して進展しやすいため、衝撃のエネルギーが吸収され易く、低異方性応力領域Ｑｂまでのクラックの進展を抑制できる。すなわち強化ガラス板Ｇ４の主面中央部における致命的な分断を抑制できる。

【0058】

また、板厚方向（Ｚ方向）に見た場合の、低異方性応力領域Ｑｂの面積は高異方性応力領域Ｑａの面積より大きいことが好ましい。低異方性応力領域Ｑｂの面積が相対的に大きいほど、低異方性応力領域Ｑｂにおける主面方向の応力の異方性が低下し易くなるため、高異方性応力領域Ｑａとの異方性の差が顕著となり、より効果的にこれらの領域を横断するクラックの進展を抑制できる。

【0059】

なお、強化ガラス板Ｇ４の上記形状は一例であり、適宜変形されていて良い。例えば、強化ガラス板Ｇ４は、主面の一部に貫通孔や凹穴を有していても良いし、いわゆるＣ面取りやＲ面取り等の面取り加工がなされた端面形状であって良い。

【0060】

また、上記実施形態では、高異方性応力領域Ｑａが強化ガラス板Ｇ４の端縁部全体に亘って設けられている場合を一例として説明したが、ガラス板Ｇ４の端縁部の少なくとも一部の任意の位置に高異方性応力領域Ｑａを設けても良い。また、高異方性応力領域Ｑａの形状は任意に変形して良い。例えば、高異方性応力領域Ｑａは、短辺部Ｅ２に沿った部分のみにおいて幅を太く設定されたり、コーナー部Ｅ３に沿った部分のみ幅を狭く設定されたり、部分的にその幅や形状を変形されて良い。

【0061】

なお、上記実施形態では、低異方性応力領域Ｑｂにおいて、異方的な応力を有する場合を一例として説明したが、低異方性応力領域Ｑｂにおける応力は必ずしも異方性を有していなくて良い。すなわち、本発明は低異方性応力領域ＱｂにおけるΔＣＳｂがゼロとなる態様を含み得る。

【0062】

次いで、本発明の強化ガラス板の製造方法について説明する。図３は、本発明の強化ガラス板Ｇ４の製造方法の一例を示す図である。

【0063】

先ず、図３Ａに示す準備工程の処理を実施する。準備工程は、強化用ガラス板Ｇ１を準備する工程である。強化用ガラス板Ｇ１は、イオン交換法を用いて強化可能なガラスである。

【0064】

強化用ガラス板Ｇ１は、ガラス組成として質量％で、ＳｉＯ₂ ４５〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃ １〜３０％、Ｎａ₂Ｏ ０〜２０％、Ｋ₂Ｏ ０〜２０％を含有することが好ましい。上記のようにガラス組成範囲を規制すれば、イオン交換性能と耐失透性を高いレベルで両立し易くなる。

【0065】

強化用ガラス板Ｇ１の形状および寸法は、例えば、上述した強化ガラス板Ｇ４と同様の内容で設定可能である。なお、強化用ガラス板Ｇ１は、面取りや孔開け等の加工がなされた箇所を除き一定の厚みを有するものとして良い。

【0066】

強化用ガラス板Ｇ１は、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形され、その主面Ｓが研磨されていないものであることが好ましい。このように成形された強化用ガラス板Ｇ１であれば低コストで高い表面品位を有する強化ガラス板を得られる。なお、強化用ガラス板Ｇ１の成形方法や加工状態は任意に選択しても良い。例えば、強化用ガラス板Ｇ１はフロート法を用いて成形され、主面が研磨加工されたものであっても良い。

【0067】

次いで、上記準備工程の後、図３Ｂに示す成膜工程の処理を実施する。成膜工程は、強化用ガラス板Ｇ１の表面にイオン交換抑制膜Ｍを形成して膜付ガラス板Ｇ２を得る工程である。イオン交換抑制膜Ｍは、後述の強化工程において、イオン交換されるアルカリ金属イオンの透過を抑制する膜層である。イオン交換抑制膜Ｍは、イオン交換されるイオンを適度に透過させるものであって当該イオンの透過を完全に遮断するものではないことが好ましい。

【0068】

イオン交換抑制膜Ｍは、強化用ガラス板Ｇ１の両主面において、端縁部の少なくとも一部の領域を除いて任意に設定された成膜領域に形成される。すなわち、端縁部の少なくとも一部はイオン交換抑制膜Ｍが形成されていない非成膜領域となる。強化ガラス板Ｇ４における高異方性応力領域Ｑａは、非成膜領域に略一致するように形成される。また、強化ガラス板Ｇ４における低異方性応力領域Ｑｂは、成膜領域に略一致するように形成される。したがって、図１に示すような強化ガラス板Ｇ４のような高異方性応力領域Ｑａを得るためには、長辺部Ｅ１、短辺部Ｅ２、およびコーナー部Ｅ３に沿って一定幅の帯状に非成膜領域を設定し、非成膜領域に包囲されるよう主面中央部にのみイオン交換抑制膜Ｍを形成する。また、成膜領域と非成膜領域との境界の位置を、エッジＫから８ｍｍ以内に設定することで、高異方性応力領域Ｑａと低異方性応力領域Ｑｂとの境界Ｎを同位置となるよう設定できる。

【0069】

イオン交換抑制膜Ｍの材質としては、アルカリ金属イオンの透過を抑制可能であれば任意の材質を用いて良いが、加工工程および強化工程において破損し難い機械的強度および化学的耐久性を有することが好ましい。具体的には、イオン交換抑制膜Ｍのヤング率は強化用ガラス板Ｇ１ヤング率の０．５〜２．０倍であることが好ましい。イオン交換抑制膜Ｍのヤング率が強化用ガラス板Ｇ１のヤング率の０．５倍未満である場合、加工工程等で強化用ガラス板Ｇ１を十分に保護できず、傷等の欠陥が生じ易くなる。一方、イオン交換抑制膜Ｍのヤング率が強化用ガラス板Ｇ１のヤング率の２．０倍以上である場合、加工工程等でイオン交換抑制膜Ｍが割れて破損し易くなる。

【0070】

上記のような強度特性を得るために、イオン交換抑制膜Ｍは、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸窒化物、金属酸炭化物、金属炭窒化物膜などであることが好ましい。この場合、イオン交換抑制膜Ｍの材質としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＨｆＯ₂、ＳｎＯ₂の中から１種類以上を含む膜とすることができる。

【0071】

イオン交換抑制膜Ｍは、ＳｉＯ₂のみから成る膜としても良い。具体的には、イオン交換抑制膜Ｍは質量％でＳｉＯ₂を９９％以上含有する組成を有するものとして良い。このような組成であればイオン交換抑制膜Ｍを容易且つ安価に形成できる。一方で、このような構成とした場合、イオン透過抑制効果を十分に得難かったり、高い機械的強度を得難かったりするという場合がある。したがって、ＳｉＯ₂をイオン交換抑制膜Ｍの主成分とする場合、ＳｉＯ₂の他に、ＳｉＯ₂よりヤング率が高い任意の添加物を添加することが好ましい。このような添加物の一例としては、上述のＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＨｆＯ₂、ＳｎＯ₂が挙げられるが、特に屈折率が比較的低いＡｌ₂Ｏ₃を選択することが好ましい。

【0072】

イオン交換抑制膜ＭとしてＳｉＯ₂を主成分としＡｌ₂Ｏ₃を含有する無機膜を用いる場合、イオン交換抑制膜Ｍは、組成として質量％で、ＳｉＯ₂を６０〜９６％、Ａｌ₂Ｏ₃を４〜４０％含有することが好ましい。この場合、ＳｉＯ₂の含有量は、質量％で６０〜９６％が好ましく、より好ましくは６５〜９０％、さらに好ましくは７０〜８５％である。ＳｉＯ₂の含有量を上記範囲とすれば良好な反射防止効果を得られる。また、イオン交換抑制膜Ｍの均一性が向上し易くなるため、強化工程にいて強化用ガラス板Ｇ１の強化具合がばらつきにくく、製品の強度品位を安定化できる。Ａｌ₂Ｏ₃の添加量は４〜４０％であることが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量を上記範囲とすれば、イオン透過抑制効果や、機械的強度および耐薬品性を向上しつつ、適度にイオンの透過を可能とし、成膜領域においてもイオン交換が可能となる。

【0073】

上記のような組成のイオン交換抑制膜Ｍであれば、所望のイオン透過抑制効果、機械的強度、および耐薬品性を、比較的薄い膜厚で得ることができる。したがって、イオン交換抑制膜Ｍの成膜時間を短縮したり膜材料費を低減したりして強化ガラス板の生産効率を向上できる。

【0074】

イオン交換抑制膜Ｍの厚さは、好ましくは５〜２０００ｎｍ、より好ましくは５０〜１０００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜６００ｎｍ、最も好ましくは１５０〜５００ｎｍである。イオン交換抑制膜Ｍの厚さが５ｎｍ未満である場合、十分にアルカリ金属イオンの透過を抑制できない場合がある。一方、イオン交換抑制膜Ｍの厚さが３００ｎｍより厚い場合、アルカリ金属イオンの透過が過度に阻害されてしまい、十分な強度の強化ガラス板を得難くなる。

【0075】

なお、膜付ガラス板Ｇ２の表裏の各主面（板厚方向に対向する表面）に各々形成されるイオン交換抑制膜Ｍの厚さは同程度とすることができる。具体的には、膜付ガラス板Ｇ２において表裏のイオン交換抑制膜Ｍの膜厚差は１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１〜８０ｎｍの範囲内である。表裏の膜厚差が上記範囲内であれば、膜付ガラス板Ｇ２の表裏主面におけるイオン交換の進度を同程度に調整することができ、イオン交換の進度のばらつきに起因する膜付ガラス板Ｇ２の反り等を抑制できる。

【0076】

イオン交換抑制膜Ｍの成膜方法は、スパッタ法や真空蒸着法などのＰＶＤ法(物理気相成長法)、熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法（化学気相成長法）、ディップコート法やスリットコート法などのウェットコート法を用いることができる。特にスパッタ法、ディップコート法が好ましい。スパッタ法を用いた場合、イオン交換抑制膜Ｍを容易に均一に形成できる。ディップコート法を用いた場合、ガラス板の対向する両主面にイオン交換抑制膜Ｍを同時に高い生産性で成膜できる。

【0077】

次いで、上記成膜工程の後、図３Ｃに示す強化工程の処理を実施する。強化工程は、膜付ガラス板Ｇ２をイオン交換法により化学強化して、膜付きの強化ガラス板Ｇ３を得る工程である。具体的には、膜付ガラス板Ｇ２を３５０〜５００℃の硝酸カリウム溶融塩の強化液Ｌ中に、例えば０．１〜１５０時間、好ましくは１〜１５０時間、より好ましくは２〜２４時間浸漬する。なお、強化液Ｌは、硝酸カリウム溶融塩と硝酸ナトリウム溶融塩の混合液（混合塩）であっても良い。

【0078】

上記強化工程では、膜付ガラス板Ｇ２の表面のナトリウムイオンと強化液Ｌ中のカリウムイオンとが交換され、表面に圧縮応力層Ｃを有する強化ガラス板Ｇ３が得られる。ここで、膜付ガラス板Ｇ２の表面のうち、イオン交換抑制膜Ｍが設けられた成膜領域（すなわち主面Ｓの中央部）は、強化用ガラス板Ｇ１の表面が露出した非成膜領域（すなわち端縁部および端面）に比べてイオン交換が抑制される。一方、非成膜領域は、イオン交換抑制膜Ｍが設けられた部位に比べてイオン交換が進み易い。膜付ガラス板Ｇ２はイオン半径の大きなアルカリ金属イオンが導入されることにより膨張しようとするが、当該導入量が相対的に多い非成膜領域の方が、当該導入量が相対的に少ない成膜領域よりも大きく膨張変形しようとする。しかしながら、非成膜領域の変形は隣接する成膜領域によって拘束されるため、当該膨張および拘束の力に基づいた応力が非成膜領域に生ずる。さらに、当該応力は、膜付ガラス板Ｇ２の膨張および拘束の方向に応じて異方性を有するものとなる。このようにして、非成膜領域において高異方性応力領域Ｑａが形成される。

【0079】

なお、輪郭形状に沿った形状に成膜領域が設定された場合、当該輪郭形状に沿った方向に膨張および拘束の力が作用し易くなるため、輪郭形状に沿った方向に異方的な応力が生じ易くなる。

【0080】

また、上述のようなイオン交換の進度の差によって、強化ガラス板Ｇ３では、成膜領域（低異方性応力領域Ｑｂ）の圧縮応力層Ｃｂの深さＤｂは、非成膜領域（高異方性応力領域Ｑａおよび端面）の圧縮応力層Ｃａの深さＤａに比べ小さくなる。また、このような圧縮応力層の深さの差に応じて、高異方性応力領域Ｑａ内の引張応力層Ｔａの引張応力ＣＴａは、低異方性応力領域Ｑｂ内の引張応力層Ｔｂの引張応力ＣＴｂより小さくなる。

【0081】

上記強化工程における処理温度や浸漬時間等の処理条件は、強化ガラス板Ｇ３に要求される特性に応じて適宜定めて良い。上記処理条件は、強化ガラス板Ｇ３の成膜領域の圧縮応力層の深さが、非成膜領域の圧縮応力層の深さより小さくなるよう調整することが好ましい。

【0082】

イオン交換抑制膜Ｍは電子デバイスの保護コートや反射防止膜としても機能し得るため、強化ガラス板Ｇ３は、そのまま製品として使用することも可能であるが、用途に応じてイオン交換抑制膜Ｍを除去することが好ましい。図３Ｄに示す除去工程では、強化ガラス板Ｇ３からイオン交換抑制膜Ｍを除去して強化ガラス板Ｇ４を得る。

【0083】

具体的には、周知の手法を用いて強化ガラス板Ｇ３を研磨したり、エッチング液を付着させたりしてイオン交換抑制膜Ｍを除去する。除去工程では、一方の主面側のイオン交換抑制膜Ｍのみを除去しても良いし、両方の主面のイオン交換抑制膜Ｍを除去しても良い。また各主面においてイオン交換抑制膜Ｍを部分的に除去しても良いし、イオン交換抑制膜Ｍを全て除去しても良い。

【0084】

以上に説明した通り、本発明の実施形態に係る強化ガラス板の製造方法によれば、強化ガラス板Ｇ３、Ｇ４を効率良く製造できる。なお、強化ガラス板Ｇ３はイオン交換抑制膜Ｍを有する点を除き、上述した強化ガラス板Ｇ４と同程度の応力特性を有する。

【0085】

なお、上述したイオン交換抑制膜Ｍの材質は一例であり、アルカリ金属イオンの透過を抑制可能な膜であれば任意の材質を用いて良い。

【0086】

また、イオン交換抑制膜Ｍの成膜領域、および非成膜領域は、形成すべき高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの形状に応じて任意に変形して良い。

【0087】

また、上述した各工程の前後において、加工工程、洗浄工程、および乾燥工程を適宜設けて良い。加工工程では、端面研削加工、端面研磨加工、コーナーカット加工、面取り加工、孔開け加工、レーザー加工、エッチング加工等、従来周知の技術を用いた任意の処理が、強化用ガラス板Ｇ１、膜付ガラス板Ｇ２、および強化ガラス板Ｇ３、Ｇ４に対して行われて良い。

【0088】

また、上記実施形態では強化用ガラス板Ｇ１の板厚を一定とする場合を一例として説明したが、強化用ガラス板Ｇ１の板厚は任意に設定して構わない。例えば、高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの膨張量の差を考慮し、予め、高異方性応力領域Ｑａ、すなわち非成膜領域の厚みを薄くしておき、強化工程後に高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの板厚差ΔＱｔが小さくなるよう、あるいはゼロとなるよう調整しても良い。

【0089】

また、上記除去工程において、イオン交換抑制膜Ｍを除去すると同時に、高異方性応力領域Ｑａおよび低異方性応力領域Ｑｂの膨張量の差を小さくなるよう、あるいはゼロとなるよう、強化ガラス板Ｇ３の主面を加工しても良い。例えば、イオン交換抑制膜Ｍとともに高異方性応力領域Ｑａを研磨する加工を行って良い。このような加工によれば、平坦な主面を有する強化ガラス板Ｇ４を得られる。

【0090】

また、上記実施形態では、ナトリウムイオンとカリウムイオンとを交換して化学強化する場合を例示したが、任意のイオンの交換により化学強化しても良い。例えば、リチウムイオンとナトリウムイオンとを交換したり、リチウムイオンとカリウムイオンとを交換したりして化学強化しても良い。この場合、膜付きガラス板Ｇ２（強化用ガラス板Ｇ１）は、ガラス組成として、質量％でＬｉＯ₂を０．５〜７．５％含有することが好ましく、例えば３．０％或いは４．５％含有する。

【0091】

また、強化ガラス板の応力特性は、例えば折原製作所製ＦＳＭ−６０００を用いて測定することができる。アルミノシリケート系ガラスの圧縮応力層の深さが１００μｍを超える場合や、リチウムイオンとナトリウムイオンのイオン交換を行った場合は、強化ガラス板の応力特性は、例えば折原製作所製ＳＬＰ−１０００を用いて測定することができる。強化ガラス板を切断する等して断面試料を作製できる場合は、例えばフォトニックラティス社製ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏや東京インスツルメンツ社製Ａｂｒｉｏを用いて内部応力分布を観測し、応力深さを確認することが望ましい。

【実施例】

【0092】

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

【0093】

表１においてＮｏ.１は本発明の実施例を示し、Ｎｏ.２は比較例を示している。

【0094】

【表1】

【0095】

表１中の各試料は以下のようにして作製した。先ず、ガラス組成として質量％で、ＳｉＯ₂ ６１．６％、Ａｌ₂Ｏ₃ １９．６％、Ｂ₂Ｏ₃ ０．８％、Ｎａ₂Ｏ １６％、Ｋ₂Ｏ ２％を含有するようガラス原料を混合および溶融し、オーバーフローダウンドロー法を用いて厚さ０．８ｍｍの板状に成形し、スクライブ割断によって６５×１３０ｍｍ寸法の矩形状に切り出して端面研削および研磨を行い、形状の複数の強化用ガラス板を得た。次いで、ＳｉＯ₂１００％の組成を有し厚さ２００ｎｍのイオン交換抑制膜を上記強化用ガラス板の表裏にスパッタ法を用いて成膜して膜付ガラス板を得た。成膜領域は、板厚方向に見た場合に強化用ガラス板のエッジ部から６ｍｍの領域を除いた両主面の中央部に設定した。なお、Ｎｏ.２の試料については成膜を行わなかった。次いで、得られた強化用ガラス板を４３０℃の硝酸カリウム溶液に１時間浸漬して化学強化し、純水洗浄および自然乾燥して表１記載のＮｏ．１、２の強化ガラス板試料を得た。

【0096】

上記のようにして得た各ガラス試料について、下記測定試験を行った。

【0097】

試料の長辺部Ｅ１の長手方向中央部近傍において境界Ｎから４ｍｍの観測点における、第一圧縮応力ＣＳ１、第二圧縮応力ＣＳ２、第一圧縮応力ＣＳ１がゼロとなる主面Ｓからの深さＤＯＬｚｅｒｏ１、第二圧縮応力ＣＳ２がゼロとなる主面Ｓからの深さＤＯＬｚｅｒｏ２、および第一圧縮応力ＣＳ１と同方向の引張応力ＣＴ１、第二圧縮応力ＣＳ２と同方向の引張応力ＣＴ２を応力測定装置（折原製作所製のＦＳＭ−６０００ＬＥおよびＦｓｍＸＰ）で測定した。なお、ＣＴ１およびＣＴ２は、下式（２）および下式（３）に基づいて算出した値である。
ＣＴ１＝ＣＳ１×ＤＯＬｚｅｒｏ１／（ｔ−２ＤＯＬｚｅｒｏ１） …（２）
ＣＴ２＝ＣＳ２×ＤＯＬｚｅｒｏ２／（ｔ−２ＤＯＬｚｅｒｏ２） …（３）

【0098】

表１に示すように試料Ｎｏ．１の高異方性応力領域ＱａにおけるΔＣＳの値は、低異方性応力領域Ｑｂや試料Ｎｏ．２のΔＣＳより大きく、試料Ｎｏ．１は端縁部において高い異方性を有することが示された。

【0099】

なお、試料Ｎｏ．１の応力分布は、偏光顕微鏡（株式会社フォトニックラティス製ＷＰＡ−ｍｉｃｒｏ）を用いて観察および測定した。図４中上方に示す画像は、当該偏光顕微鏡を用いて撮像したものである。当該画像中において、白い部分、すなわち輝度値が大きい部分ほど板厚方向のリタデーションＲが大きく、応力の異方性が高い領域である。図４中下方に示すグラフにおいて、実線は上記画像のＢＢ線上におけるＲ／αｔの大きさを示すものである。また、同グラフの破線は板厚方向に見た場合の光学主軸と長辺部Ｅ１とが成す角度θの値を示すものである。

【0100】

高異方性応力領域Ｑａ内では、低異方性応力領域Ｑｂに比べてリタデーションＲが大きく、異方性が高いことが示された。また、高異方性応力領域Ｑａ内ではθの値が１．５°以下であり、一方、低異方性応力領域Ｑｂ内ではθの値が８５°以上であった。すなわち、高異方性応力領域Ｑａにおいて応力が異方性を示す方向と、低異方性応力領域Ｑｂにおいて応力が異方性を示す方向とは、略直行していることが示された。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明の強化ガラス板および強化ガラス板の製造方法は、タッチパネルディスプレイ等に用いられるガラス基板およびその製造方法等として有用である。

【符号の説明】

【0102】

Ｇ１ 強化用ガラス板
Ｇ２ 膜付ガラス板
Ｇ３、Ｇ４ 強化ガラス板
Ｓ 主面
Ｅ１ 長辺部
Ｅ２ 短辺部
Ｅ３ コーナー部
Ｋ エッジ
Ｃ 圧縮応力層
Ｔ 引張応力層
Ｑａ 高異方性応力領域
Ｑｂ 低異方性応力領域
Ｎ 境界
Ｌ 強化液
Ｍ イオン交換抑制膜

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】