(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】
(24)【登録日】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】化学強化ガラスおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C03C 21/00 20060101AFI20231219BHJP
C03C 3/097 20060101ALI20231219BHJP
C03C 10/12 20060101ALI20231219BHJP
【ＦＩ】
C03C21/00 101
C03C3/097
C03C10/12
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020040802
(22)【出願日】2020-03-10
(65)【公開番号】P2021143079
(43)【公開日】2021-09-24
【審査請求日】2022-08-04
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000044
【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】馬田 拓実
(72)【発明者】
【氏名】大原 盛輝
【審査官】和瀬田 芳正
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１０１４３７５９（ＣＮ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２３０８８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２１１０５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１６９１８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０３Ｃ ２１／００
Ｃ０３Ｃ １／００－１４／００
ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を５～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％、
Ｐ２Ｏ５を１～４％、
Ｙ ２ Ｏ ３ を０．５％以上含有し、かつ
ケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスを、硝酸カリウムを８０質量％以上含有する塩で強化して化学強化ガラスを得ることを含む、化学強化ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、化学強化ガラスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯端末等の電子機器のカバーガラス等に、化学強化ガラスが用いられている。近年、携帯端末等の電子機器の表示が高精細化されている。化学強化ガラスは、例えばアルカリ金属イオンを含む溶融塩にガラスを接触させて、ガラス中のアルカリ金属イオンと、溶融塩中のアルカリ金属イオンとの間でイオン交換を生じさせ、ガラス表面に圧縮応力層を形成したものである。
【0003】
一般的に化学強化ガラスの表面には、イオン交換処理による屈折率変化が生じる。例えば、Ｎａイオンを含むガラスを、Ｋイオンを含む溶融塩により化学強化した化学強化ガラスは、化学強化された領域での光の屈折率が上昇する。ガラスの表層がイオン交換された化学強化ガラスでは、表層における光の屈折率が変化し、表層から内部にいくにしたがって、バルクのガラスの屈折率に近づいていく（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第５５５６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、近年、携帯端末等の電子機器の表示は高精細化されているが、イオン交換によって屈折率が変化する化学強化ガラスを電子機器のカバーガラスに用いた場合、高精細化された表示画面の画像に歪みが生じることがある。
【0006】
したがって本発明は、上記課題の解決を図るものであり、高精細化された表示画面における画像の歪みを生じにくい化学強化ガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、化学強化ガラスをカバーガラスに用いた場合の高精細化された表示画面における画像の歪みは、化学強化のムラ等によりガラス表層部の組成が不均一となり、ガラス表層部において局所的に屈折率が変化し、光が屈折するためであることを見出した。そして、化学強化ガラスの表層における屈折率の変化量である屈折率分布を特定範囲とすることにより、化学強化のムラが生じたとしても、該画像の歪みを低減できることを見出し、本発明を完成させた。
【0008】
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上の化学強化ガラスであって、
表面から板厚中心までの屈折率分布の絶対値が０．００２以下である、化学強化ガラス。
２．下記式を満たす、前記１に記載の化学強化ガラス。
－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）≦－１
前記式において、ΔＫ２Ｏ及びΔＮａ２Ｏは以下の通りである。
ΔＫ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＫイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＫ２Ｏ（モル％）に換算した値
ΔＮａ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＮａイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＮａ２Ｏ（モル％）に換算した値
３．酸化物基準のモル％表示で、Ｌｉ２Ｏを１５モル％以上含有する前記１または２に記載の化学強化ガラス。
４．厚さ０．７ｍｍ換算の可視光透過率が８５％以上、かつ
厚さ０．７ｍｍ換算のヘーズ値が０．５％以下の結晶化ガラスである、前記１または２に記載の化学強化ガラス。
５．前記結晶化ガラスがケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する、前記４に記載の化学強化ガラス。
６．酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有する、前記１～５のいずれか１に記載の化学強化ガラス。
７．酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有し、かつ
ケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスを、硝酸カリウムを８０質量％以上含有する塩で強化して化学強化ガラスを得ることを含む、化学強化ガラスの製造方法。
１．表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上の化学強化ガラスであって、
表面から板厚中心までの屈折率分布の絶対値が０．００２以下である、化学強化ガラス。
２．下記式を満たす、前記１に記載の化学強化ガラス。
－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）≦－１
前記式において、ΔＫ２Ｏ及びΔＮａ２Ｏは以下の通りである。
ΔＫ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＫイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＫ２Ｏ（モル％）に換算した値
ΔＮａ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＮａイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＮａ２Ｏ（モル％）に換算した値
３．酸化物基準のモル％表示で、Ｌｉ２Ｏを１５モル％以上含有する前記１または２に記載の化学強化ガラス。
４．厚さ０．７ｍｍ換算の可視光透過率が８５％以上、かつ
厚さ０．７ｍｍ換算のヘーズ値が０．５％以下の結晶化ガラスである、前記１または２に記載の化学強化ガラス。
５．前記結晶化ガラスがケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する、前記４に記載の化学強化ガラス。
６．酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有する、前記１～５のいずれか１に記載の化学強化ガラス。
７．酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有し、かつ
ケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスを、硝酸カリウムを８０質量％以上含有する塩で強化して化学強化ガラスを得ることを含む、化学強化ガラスの製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の化学強化ガラスは、表面から板厚中心までの屈折率分布が特定範囲であることにより、ガラス表層部における光の屈折が抑制されるため、化学強化のムラ等が生じたとしても、電子機器のカバーガラスに用いた場合に高精細化された表示画面における画像の歪みを生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
【0012】
本明細書において、「化学強化ガラス」は、化学強化処理を施した後のガラスを指す。化学強化ガラスでは通常、ガラス表面部分にイオン交換による圧縮応力層が形成されるので、イオン交換されていない部分のガラス組成は化学強化前ガラスの母組成と一致する。
【0013】
本明細書において、ガラス組成は酸化物基準のモル百分率表示で示し、モル％を単に％と記載することがある。また、数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
【0014】
＜屈折率分布＞
本発明の化学強化ガラスは、表面から板厚中心までの屈折率分布の絶対値が０．００２以下であり、好ましくは０．００１５以下、より好ましくは０．００１０以下、さらに好ましくは０．０００５以下である。屈折率分布の絶対値の下限は特に制限されないが、典型的には、０．０００１以上である。
本発明の化学強化ガラスは、表面から板厚中心までの屈折率分布の絶対値が０．００２以下であり、好ましくは０．００１５以下、より好ましくは０．００１０以下、さらに好ましくは０．０００５以下である。屈折率分布の絶対値の下限は特に制限されないが、典型的には、０．０００１以上である。
【0015】
化学強化は一般的に高温で溶融された処理液に一定時間ガラス基板を浸漬させて行うため、処理液の対流等による温度ムラにより化学強化のムラが生じる場合がある。化学強化のムラにより付与されるガラス板の内部応力にはバラつきが生じることから、従来、カバーガラスに用いた場合に高精細化された表示画面における画像の歪み（以下、単に表示画面における画像の歪みとも略す。）を抑制するため、化学強化ガラスの応力を評価することにより、化学強化のムラを評価し、化学強化のムラが生じていないものが用いられていた。かかる状況において、本発明者らは、化学強化のムラが生じた化学強化ガラスであっても、表面から板厚中心までの屈折率の変化を抑え、屈折率分布の絶対値を０．００２以下とすることにより、ガラス表層部の光の屈折を抑制して、表示画面における画像の歪みを抑制できることを見出したものである。
【0016】
ガラスの屈折率分布の測定方法としては、例えば、最小偏角法などにより偏角を計測して屈折率を求める方法、および干渉計を構成して透過波面を計測し、屈折率分布を求める方法等が挙げられる。また、シュリーレン法により屈折率分布を求めることができる。
【0017】
ガラス板の厚み方向に存在する微小領域の屈折率分布を測定するには、被測定物に垂直に入射でき、顕微鏡と干渉計の両機能を備えている二光束干渉計により測定することが好ましい。
【0018】
二光束干渉計における屈折率分布に供するガラスのサンプルの調製方法としては、具体的には、例えば、ガラスを切断して断面方向を観測できるように、厚み０．５ｍｍに鏡面研磨することが好ましい。サンプルの調製方法の具体例について、図１に図示する。
【0019】
二光束干渉計は、次の原理により屈折率分布を測定する。同一の光源から出た光を二つに分けて別々の光路を通してから重ね合わせると、それぞれの光路に位相のズレがあれば干渉を起こし、明暗の縞となって表れる。
【0020】
片方の光路に透明な被検物（ガラス）をセットすることにより、光の位相のずれを干渉縞の移動で観測し、屈折率と距離の積として得る。１縞が光の波長に相当するため、干渉縞の移動量または等密度干渉縞の観測によって、密度分布の定量測定が可能となる。
【0021】
光路長（真空中換算した時の光の進む距離）は、伝搬する距離×屈折率の積分値となるため、被測定物の厚みが一様の場合、光路長は屈折率プロファイルを反映することになる。光の位相のズレは、「２π×光路長差／光の波長」であり、屈折率プロファイルは光の位相のズレとなって、干渉縞に反映される。
【0022】
＜表面圧縮応力値＞
本発明の化学強化ガラスは、表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、好ましくは５００ＭＰａ以上であり、より好ましくは６００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは７００ＭＰａ以上、特に好ましくは８００ＭＰａ以上である。本化学強化ガラスは、母ガラス組成が前述のガラスのガラス組成と等しい。
本発明の化学強化ガラスは、表面圧縮応力値が４００ＭＰａ以上であり、好ましくは５００ＭＰａ以上であり、より好ましくは６００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは７００ＭＰａ以上、特に好ましくは８００ＭＰａ以上である。本化学強化ガラスは、母ガラス組成が前述のガラスのガラス組成と等しい。
【0023】
本明細書において「応力プロファイル」は、ガラス表面からの深さを変数として圧縮応力値を表したパターンである。負の圧縮応力値は、引張応力を意味する。本明細書において「応力プロファイル」の測定は、光導波表面応力計と散乱光光弾性応力計とを組み合わせて用いる方法で測定できる。
【0024】
光導波表面応力計は、短時間で正確にガラスの応力を測定できることが知られている。光導波表面応力計としては、たとえば折原製作所製ＦＳＭ－６０００がある。しかし、光導波表面応力計は原理的に、試料表面から内部に向かって屈折率が低くなる場合にのみ応力を測定できる。化学強化ガラスにおいてガラス内部のナトリウムイオンを外部のカリウムイオンで置換して得られた層は、試料表面から内部に向かって屈折率が低くなるので光導波表面応力計で応力を測定できる。しかし、ガラス内部のリチウムイオンを外部のナトリウムイオンで置換して得られた層の応力は、光導波表面応力計では正しく測定できない。
【0025】
散乱光光弾性応力計を用いる方法は、屈折率分布に関係なく応力を測定できる。散乱光光弾性応力計としては、例えば、折原製作所製 ＳＬＰ２０００がある。しかし、散乱光光弾性応力計は表面散乱の影響を受けやすく、表面付近の応力を正確に測定できない場合がある。２種類の測定装置を組み合わせて用いることで正確な応力測定が可能になる。
【0026】
＜組成プロファイル＞
本発明の化学強化ガラスは、式－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）で表される値が－１以下であることが好ましく、より好ましくは－２以下であり、さらに好ましくは－４以下である。
本発明の化学強化ガラスは、式－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）で表される値が－１以下であることが好ましく、より好ましくは－２以下であり、さらに好ましくは－４以下である。
【0027】
前記式において、ΔＫ２Ｏ及びΔＮａ２Ｏは以下の通りである。
ΔＫ２Ｏ：ＥＰＭＡ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏ ａｎａｌｙｚｅｒ）により測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＫイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＫ２Ｏ（モル％）に換算した値
ΔＮａ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＮａイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＮａ２Ｏ（モル％）に換算した値
ΔＫ２Ｏ：ＥＰＭＡ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｍｉｃｒｏ ａｎａｌｙｚｅｒ）により測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＫイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＫ２Ｏ（モル％）に換算した値
ΔＮａ２Ｏ：ＥＰＭＡにより測定される前記化学強化ガラスの板厚方向のＮａイオン濃度プロファイルにおける、表層から深さ１０μｍにおける濃度と板厚中心における濃度との差をＮａ２Ｏ（モル％）に換算した値
【0028】
本発明において、「表層から深さ１０μｍにおける濃度」とは板厚方向において、ガラス表面からの深さが１０μｍの位置における濃度をいう。
【0029】
本発明者らは、例えば、カリウムを含有する溶融塩を用いてリチウム含有ガラスを化学強化した場合、ガラス中のリチウムイオンとナトリウムイオンとの両方がイオン交換されることにより、イオン交換による屈折率変化を抑制できることを見出した。前記式－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）で表される値は、化学強化により溶融塩中のカリウムイオンとイオン交換されたリチウムイオン（Ｌｉ２Ｏ）量に相当する。前記式－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）で表される値が－１以下であることにより、ガラス中のＮａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの両方が化学強化処理によりイオン交換されていることとなり、イオン交換による屈折率の変化を抑制でき、ガラス表層部の光の屈折を抑制して、表示画面における画像の歪みを抑制できる。
【0030】
＜化学強化ガラスの母組成＞
化学強化ガラスの組成は、簡易的には蛍光エックス線法による半定量分析によって求めることも可能であるが、より正確には、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。なお、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のモル百分率表示で表すものとする。
化学強化ガラスの組成は、簡易的には蛍光エックス線法による半定量分析によって求めることも可能であるが、より正確には、ＩＣＰ発光分析等の湿式分析法により測定できる。なお、各成分の含有量は、特に断りのない限り、酸化物基準のモル百分率表示で表すものとする。
【0031】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分であり、ガラス表面に傷（圧痕）がついた時のクラックの発生を低減させる成分であり、ＳｉＯ２の含有量は好ましくは３０％以上である。ＳｉＯ２の含有量は、より好ましくは、以下、段階的に、４０％以上、５０％以上、５４％以上、５８％以上、６０％以上、６３％以上、６６％以上、６８％以上である。一方、ＳｉＯ２の含有量が８０％超であると溶融性が著しく低下する。ＳｉＯ２の含有量は好ましくは７５％以下であり、より好ましくは７４％以下、さらに好ましくは７３％以下、よりさらに好ましくは７２％以下、特に好ましくは７１％以下、最も好ましくは７０％以下である。
【0032】
Ａｌ２Ｏ３を含有することにより、エッチング面における突起数を増加させて、ぎらつきを抑制し、かつ洗浄性を向上できる。突起数の増加などのエッチング面の特性を向上する点から、Ａｌ２Ｏ３の含有量は好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは、以下、段階的に、０．３％以上、０．５％以上、０．７％以上、０．８％以上、０．９％以上、１％以上、２％以上、５％以上である。
【0033】
一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が２５％以下であるとガラスの耐酸性が向上し、または失透温度が高くなるのを抑制できる。また、ガラスの粘性が増大し溶融性が低下する。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１８％以下、特に好ましくは１６％以下、最も好ましくは１４％以下である。
【0034】
Ｙ２Ｏ３は、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。Ｙ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。Ｙ２Ｏ３の含有量は５％以下であると溶融時にガラスが失透するのを抑制できる。Ｙ２Ｏ３の含有量は、５％以下であることが好ましく、より好ましくは４％以下であり、さらに好ましくは３％以下である。
【0035】
ＭｇＯは、化学強化する際に化学強化ガラスの表面圧縮応力を増大させる成分であり、また、破砕性を改善する成分であり、含有させることが好ましい。ＭｇＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは３％以上であり、より好ましくは、以下、段階的に、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上である。一方、ＭｇＯの含有量が２０％以下であるとガラスが溶融時に失透しにくい。ＭｇＯの含有量は好ましくは２０％以下であり、より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１４％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０％以下である。
【0036】
ＣａＯは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、また、化学強化する際に化学ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＣａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＣａＯの含有量が１５％以下であるとイオン交換性能を向上できるため好ましくは１５％以下とする。ＣａＯの含有量は、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは９％以下であり、特に好ましくは８％以下である。
【0037】
Ｌｉ２Ｏは、またイオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、また、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分である。ガラス表面のＬｉイオンをＮａイオンに交換する化学強化処理を行う場合、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは１５％以上であり、より好ましくは１８％以上、さらに好ましくは２０％以上、特に好ましくは２５％以上である。一方、Ｌｉ２Ｏの含有量が４０％以下であるとガラスの耐酸性の低下を抑制できる。Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは４０％以下であり、より好ましくは３８％以下、さらに好ましくは３６％以下、特に好ましくは３４％以下、最も好ましくは３２％以下である。
【0038】
Ｎａ２Ｏを含有することにより、エッチング面における突起数を増加させて、ぎらつきを抑制し、かつ洗浄性を向上できる。また、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、イオン交換する場合には表面圧縮応力層を形成させる。突起数の増加などのエッチング面の特性を向上する点から、Ｎａ２Ｏの含有量は好ましくは１％以上であり、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が２５％以下であるとガラスの耐酸性の低下を抑制できる。耐酸性の点から、Ｎａ２Ｏの含有量は好ましくは２５％以下であり、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１８％以下、特に好ましくは１６％以下、最も好ましくは１４％以下である。
【0039】
Ｋ２Ｏを含有することにより、エッチング面における突起数を増加させて、ぎらつきを抑制し、かつ洗浄性を向上できる。また、Ｋ２Ｏを含有することによりイオン交換性能を向上できる。突起数の増加などのエッチング面の特性を向上する点から、Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましくは１％以上、特に好ましくは２％以上、最も好ましくは３％以上である。一方、Ｋ２Ｏの含有量が２０％以下であると、エッチング面の特性を向上できるため、Ｋ２Ｏの含有量は好ましくは２０％以下である。Ｋ２Ｏの含有量は、より好ましくは１５％以下、より好ましくは１２％以下、さらに好ましくは１０％以下であり、特に好ましくは８％以下であり、最も好ましくは６％以下である。
【0040】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの含有量の合計（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）は３０％以下であることが好ましく、より好ましくは２８％以下、さらに好ましくは２６％以下、特に好ましくは２５％以下である。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏが３０％以下であることにより、洗浄性を向上できる。
【0041】
ＴｉＯ２は、化学強化する際に化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＴｉＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．１％以上であり、より好ましくは０．１５％以上、さらに好ましくは０．２％以上である。一方、ＴｉＯ２の含有量が１％以下であると溶融時に失透しにくくなり、化学強化ガラスの品質を向上できる。ＴｉＯ２の含有量は好ましくは１％以下であり、より好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下、特に好ましくは０．２５％以下である。
【0042】
ＺｒＯ２は、イオン交換による表面圧縮応力を増大させる成分であり、ガラスの破砕性を改善する効果があり、含有させてもよい。ＺｒＯ２を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上である。一方、ＺｒＯ２の含有量が２％以下であると溶融時に失透しにくくなり、化学強化ガラスの品質を向上できる。ＺｒＯ２の含有量は好ましくは２％以下であり、より好ましくは１．８％以下、さらに好ましくは１．６％以下、特に好ましくは１．４％以下であり、最も好ましくは１．２％以下である。
【0043】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのチッピング耐性を向上させ、また溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３は必須ではないが、Ｂ２Ｏ３を含有させる場合の含有量は、溶融性を向上するために好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量を５％以下とすることにより溶融時に脈理が発生するのを抑制し、ガラスの品質が低下しにくいため５％以下が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下であり、特に好ましくは１％以下である。耐酸性を高くするためには含有しないことが好ましい。
【0044】
Ｐ２Ｏ５は、イオン交換性能およびチッピング耐性を向上させる成分である。Ｐ２Ｏ５は含有させなくてもよいが、Ｐ２Ｏ５を含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上である。一方、Ｐ２Ｏ５の含有量が４％以下であることにより、化学強化ガラスの破砕性及び耐酸性が向上するＰ２Ｏ５の含有量は、好ましくは４％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下である。耐酸性を高くするためには含有しないことが好ましい。
【0045】
ＳｒＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、また、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＳｒＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＳｒＯの含有量が２０％以下であるとイオン交換性能が向上するため２０％以下が好ましい。ＳｒＯの含有量は、より好ましくは１４％以下であり、さらに好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
【0046】
ＢａＯは、化学強化用ガラスの溶融性を向上する成分であり、また、化学強化ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。ＢａＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上であり、特に好ましくは３％以上、最も好ましくは５％以上である。一方、ＢａＯの含有量が１５％以下であるとイオン交換性能が向上する。ＢａＯの含有量は１５％以下であることが好ましく、より好ましくは、以下、段階的に、１０％以下、８％以下、６％以下、３％以下、１％以下である。
【0047】
ＺｎＯはガラスの溶融性を向上させる成分であり、含有させてもよい。ＺｎＯを含有させる場合の含有量は、好ましくは０．２５％以上であり、より好ましくは０．５％以上である。一方、ＺｎＯの含有量が１０％以下であるとガラスの耐候性が向上する。ＺｎＯの含有量は１０％以下であることが好ましく、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは２％以下、最も好ましくは１％以下である。
【0048】
Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの破砕性を改善する成分であり、含有させてもよい。これらの成分を含有させる場合のそれぞれの含有量は、好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上であり、特に好ましくは２％以上、最も好ましくは２．５％以上である。一方、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ８％以下であると溶融時にガラスが失透しにくくなりガラスの品質を向上できる。Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５の含有量はそれぞれ、８％以下であることが好ましく、より好ましくは６％以下、さらに好ましくは５％以下、特に好ましくは４％以下であり、最も好ましくは３％以下である。
【0049】
Ｔａ２Ｏ５、Ｇｄ２Ｏ３は、ガラスの破砕性を改善するために少量含有してもよいが、屈折率や反射率が高くなるので１％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましく、含有しないことがさらに好ましい。
【0050】
さらに、ガラスに着色を行い使用する際は、所望の化学強化特性の達成を阻害しない範囲において着色成分を添加してもよい。着色成分としては、例えば、Ｃｏ３Ｏ４、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｅＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等が好適なものとして挙げられる。
【0051】
着色成分の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で、合計で７％以下の範囲が好ましい。７％以下であるとガラスが失透しにくくなり好ましい。この含有量は好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。ガラスの可視光透過率を優先させる場合は、これらの成分は実質的に含有しないことが好ましい。
【0052】
なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原材料等に含まれる不可避の不純物を除いて含有しない、すなわち、意図的に含有させたものではないことを意味する。具体的には、ガラス組成中の含有量が、０．１モル％未満であることを指す。
【0053】
ガラスの溶融の際の清澄剤として、ＳＯ３、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。Ａｓ２Ｏ３は含有しないことが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３を含有する場合は、０．３％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、含有しないことが最も好ましい。
【0054】
＜結晶化ガラス＞
本発明の化学強化ガラスは、結晶化ガラスであってもよい。本発明の化学強化ガラスが結晶化ガラスである場合には、可視光透過率が８５％以上であると、携帯ディスプレイのカバーガラスに用いた場合に、ディスプレイの画面が見えやすいので好ましい。可視光透過率は８８％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
本発明の化学強化ガラスは、結晶化ガラスであってもよい。本発明の化学強化ガラスが結晶化ガラスである場合には、可視光透過率が８５％以上であると、携帯ディスプレイのカバーガラスに用いた場合に、ディスプレイの画面が見えやすいので好ましい。可視光透過率は８８％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
【0055】
可視光透過率はＪＩＳ Ｒ ３１０６：２０１９に準拠して測定する。本明細書において「光透過率」は、波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍの光における平均透過率をいう。
【0056】
本発明の化学強化ガラスが結晶化ガラスである場合には、厚さ０．７ｍｍ換算のヘーズ値が０．５％以下であることが好ましく、より好ましくは０．４％以下、さらに好ましくは０．３％以下である。ヘーズ値が０．５％以下であると、携帯ディスプレイのカバーガラス等に用いた場合に、ディスプレイの画面の視認性が向上する。ヘーズ値はＣ光源を使用し、ＪＩＳ Ｋ３７６１：２０００に準拠して測定する。
【0057】
結晶化ガラスである場合には、メタケイ酸リチウム結晶、アルミノケイ酸リチウム結晶、リン酸リチウム結晶およびβ－スポジュメン結晶からなる群から選ばれる１以上の結晶を含有する結晶化ガラスが好ましい。これらの中でも、大きな圧縮応力を形成しても激しい破壊が生じ難い点から、メタケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶がより好ましい。
【0058】
結晶化ガラスの結晶化率は、機械的強度を高くするために１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましく、２５％以上が特に好ましい。また、透明性を高くするために、７０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、５０％以下が特に好ましい。結晶化率が小さいことは、加熱して曲げ成形等しやすい点でも優れている。
【0059】
結晶化率は、Ｘ線回折強度からリートベルト法で算出できる。リートベルト法については、日本結晶学会「結晶解析ハンドブック」編集委員会編、「結晶解析ハンドブック」（協立出版 １９９９年刊、ｐ４９２～４９９）に記載されている。
【0060】
結晶化ガラスの析出結晶の平均粒径は、透明性を高くするために３００ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以下がさらに好ましく、１００ｎｍ以下が特に好ましい。析出結晶の平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像から求めることができる。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像から推定できる。
【0061】
化学強化ガラスが結晶化ガラスであり、特にケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスである場合は、後述するガラス組成を加熱処理して得られるガラスが好ましい。該ガラス組成は、適切な加熱処理によって結晶化するガラス組成である。その場合の加熱処理は、室温から第一の処理温度まで昇温して一定時間保持した後、第一の処理温度より高温である第二の処理温度に一定時間保持する２段階の加熱処理によることが好ましい。
【0062】
二段階の加熱処理による場合、第一の処理温度は、そのガラス組成において結晶核生成速度が大きくなる温度域が好ましく、第二の処理温度は、そのガラス組成において結晶成長速度が大きくなる温度域が好ましい。また、第一の処理温度での保持時間は、充分な数の結晶核が生成するように長く保持することが好ましい。多数の結晶核が生成することで、各結晶の大きさが小さくなり、透明性の高い結晶化ガラスが得られる。
【0063】
第一の処理温度は、たとえば５５０℃～８００℃であり、第二の処理温度は、たとえば８５０℃～１０００℃であり、第一処理温度で２時間～１０時間保持した後、第二処理温度で２時間～１０時間保持する。
【0064】
化学強化ガラスがケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスである場合は、酸化物基準の質量％表示で、
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有することが好ましい。
以下、前記ガラスの組成を説明する。
ＳｉＯ２を３０～７０％、
Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、
Ｌｉ２Ｏを１５～４０％含有することが好ましい。
以下、前記ガラスの組成を説明する。
【0065】
ＳｉＯ２はガラスのネットワーク構造を形成する成分である。また、化学的耐久性を上げる成分である。ＳｉＯ２の含有量は３０％以上が好ましく、３５％以上が好ましく、より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは４５％以上である。ＳｉＯ２の含有量は、より好ましくは、６０％以上、さらに好ましくは６４％以上である。一方、溶融性を良くするためにＳｉＯ２の含有量は７０％以下が好ましく、より好ましくは６８％以下、さらに好ましくは６６％以下である。
【0066】
Ａｌ２Ｏ３は化学強化による表面圧縮応力を大きくするために有効な成分であり、１％以上が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、より好ましくは、２％以上、さらに好ましくは４％以上、特に好ましくは６％以上、極めて好ましくは８％以上である。一方、ガラスの失透温度が高くなりすぎないためにＡｌ２Ｏ３の含有量は、２５％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１８％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましい。
【0067】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換により表面圧縮応力を形成させる成分であり、β－スポジュメン結晶、メタケイ酸リチウム結晶、リン酸リチウム結晶の構成成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは１０％以上であり、より好ましくは１５％以上である。メタケイ酸リチウムまたはリン酸リチウムを含有する結晶化ガラスにおいては１０％以上が好ましく、１４％以上、１６％以上、１８％以上がより好ましい。一方、ガラスの安定性を高めるためにはＬｉ２Ｏの含有量は、４０％以下が好ましく、より好ましくは３５％以下、さらに好ましくは３０％以下である。
【0068】
＜化学強化ガラスの製造方法＞
本発明の化学強化ガラスは、ガラス板に化学強化処理を施した後、洗浄および乾燥することにより、製造できる。化学強化処理は、公知の方法によって行える。化学強化処理においては、大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｋイオン）を含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってガラス板を接触させる。これにより、ガラス板中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオン）が大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｎａイオンに対してはＫイオン、Ｌｉイオンに対してはＮａイオン）と置換される。
本発明の化学強化ガラスは、ガラス板に化学強化処理を施した後、洗浄および乾燥することにより、製造できる。化学強化処理は、公知の方法によって行える。化学強化処理においては、大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｋイオン）を含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってガラス板を接触させる。これにより、ガラス板中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオン）が大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、Ｎａイオンに対してはＫイオン、Ｌｉイオンに対してはＮａイオン）と置換される。
【0069】
化学強化処理（イオン交換処理）は、例えば、３６０～６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１～５００時間浸漬することによって行うことができる。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５～５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３～２００時間が好ましい。
【0070】
化学強化処理を行うための溶融塩としては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【0071】
化学強化処理の処理条件は、ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られる化学強化ガラスに所望される表面圧縮応力や圧縮応力層の深さ等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。
【0072】
化学強化処理は一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが大きくＣＳが相対的に小さくなる条件で化学強化処理を行う。その後に、２段階目の化学強化処理として、ＤＯＬが小さくＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、化学強化ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、内部引張応力（ＣＴ）を低く抑えることができる。
【0073】
本発明の化学強化ガラスの製造方法の一態様としては、例えば、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２を３０～７０％、Ａｌ２Ｏ３を２～２５％、Ｌｉ２Ｏを１５～４０％、を含有し、かつケイ酸リチウム結晶またはアルミノケイ酸リチウム結晶を含有する結晶化ガラスを、硝酸カリウムを８０質量％以上含有する塩で強化して化学強化ガラスを得ることを含む製造方法が挙げられる。硝酸カリウムの塩における含有量を８０質量％以上とすることによって、高い圧縮応力を入れることができる。塩における硝酸カリウムの含有量は、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上である。
【0074】
本発明の化学強化ガラスが板状（ガラス板）である場合、その板厚（ｔ）は、化学強化の効果を高くする観点から、例えば２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、より好ましくは１ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．９ｍｍ以下であり、特に好ましくは０．８ｍｍ以下であり、最も好ましくは０．７ｍｍ以下である。また、当該板厚は、化学強化処理による十分な強度向上の効果を得る観点からは、例えば０．１ｍｍ以上であり、好ましくは０．２ｍｍ以上であり、より好ましくは０．４ｍｍ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。
【0075】
本発明の化学強化ガラスの形状は、適用される製品や用途等に応じて、板状以外の形状でもよい。またガラス板は、外周の厚みが異なる縁取り形状などを有していてもよい。また、ガラス板の形態はこれに限定されず、例えば２つの主面は互いに平行でなくともよく、また、２つの主面の一方又は両方の全部又は一部が曲面であってもよい。より具体的には、ガラス板は、例えば、反りの無い平板状のガラス板であってもよく、また、湾曲した表面を有する曲面ガラス板であってもよい。
【0076】
本発明の化学強化ガラスは、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット端末等のモバイル機器等に用いられるカバーガラスとして、特に有用である。さらに、携帯を目的としない、テレビ（ＴＶ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タッチパネル等のディスプレイ装置のカバーガラス、エレベータ壁面、家屋やビル等の建築物の壁面（全面ディスプレイ）、窓ガラス等の建築用資材、テーブルトップ、自動車や飛行機等の内装等やそれらのカバーガラスとして、また曲げ加工や成形により板状でない曲面形状を有する筺体等の用途にも有用である。
【実施例】
【0077】
以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0078】
［試料の作製］
（１）ガラスの作製
表１に酸化物基準のモル百分率表示で記載したガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、溶解、研磨加工ガラス板を作製した。ガラス原料としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩等の一般的なガラス原料を適宜選択し、ガラスとして９００ｇとなるように秤量した。混合したガラス原料を白金坩堝に入れ、１７００℃で溶融し、脱泡した。そのガラスをカーボンボード上に流して、ガラスブロックを得た。
（１）ガラスの作製
表１に酸化物基準のモル百分率表示で記載したガラス組成となるように、ガラス原料を調合し、溶解、研磨加工ガラス板を作製した。ガラス原料としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩等の一般的なガラス原料を適宜選択し、ガラスとして９００ｇとなるように秤量した。混合したガラス原料を白金坩堝に入れ、１７００℃で溶融し、脱泡した。そのガラスをカーボンボード上に流して、ガラスブロックを得た。
【0079】
（２）結晶化ガラスの作製
得られたガラスブロックを５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍに加工してから、表２に示す条件で加熱処理して結晶化ガラスを得た。表の結晶化条件欄は、上段が核生成処理条件、下段が結晶成長処理条件であり、例えば上段に５５０－２、下段に７３０－２と記載した場合は、５５０℃で２時間保持した後、７３０℃に２時間保持したことを意味する。得られた結晶化ガラスの一部を用いて、粉末Ｘ線回折によりメタケイ酸リチウムが含まれていることを確認した。
得られたガラスブロックを５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．５ｍｍに加工してから、表２に示す条件で加熱処理して結晶化ガラスを得た。表の結晶化条件欄は、上段が核生成処理条件、下段が結晶成長処理条件であり、例えば上段に５５０－２、下段に７３０－２と記載した場合は、５５０℃で２時間保持した後、７３０℃に２時間保持したことを意味する。得られた結晶化ガラスの一部を用いて、粉末Ｘ線回折によりメタケイ酸リチウムが含まれていることを確認した。
【0080】
（３）試料の作製
（１）または（２）で得られたガラスを加工し、鏡面研磨して厚さｔが０．７ｍｍのガラス板を得た。結晶化ガラスについては、残った結晶化ガラスの一部を粉砕して、析出結晶の分析に用いた。
（１）または（２）で得られたガラスを加工し、鏡面研磨して厚さｔが０．７ｍｍのガラス板を得た。結晶化ガラスについては、残った結晶化ガラスの一部を粉砕して、析出結晶の分析に用いた。
【0081】
前記ガラス板を３５０℃にて１０分間予熱した後、表２に示す条件によりイオン交換処理をし、化学強化ガラスを得た。得られた試料を評価した結果を表２に示す。例１～３は実施例、例４および５は比較例である。「－」は未評価を示す。
【0082】
［評価方法］
（可視光透過率）
分光光度計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製；ＬＡＭＢＤＡ９５０）に検出器として積分球ユニット（１５０ｍｍ ＩｎＧａＡｓ Ｉｎｔ． Ｓｐｔｅｒｅ）を用いた構成で、結晶化ガラス板の波長３８０～７８０ｎｍにおける光透過率を測定した。該光透過率の算術平均値である平均透過率を可視光透過率［単位：％］とした。
（可視光透過率）
分光光度計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製；ＬＡＭＢＤＡ９５０）に検出器として積分球ユニット（１５０ｍｍ ＩｎＧａＡｓ Ｉｎｔ． Ｓｐｔｅｒｅ）を用いた構成で、結晶化ガラス板の波長３８０～７８０ｎｍにおける光透過率を測定した。該光透過率の算術平均値である平均透過率を可視光透過率［単位：％］とした。
【0083】
（ヘーズ値）
ヘーズメーター（スガ試験機製；ＨＺ－Ｖ３）を用いて、Ｃ光源でのヘーズ値［単位：％］測定した。
ヘーズメーター（スガ試験機製；ＨＺ－Ｖ３）を用いて、Ｃ光源でのヘーズ値［単位：％］測定した。
【0084】
（応力プロファイル）
折原製作所製の測定機ＳＬＰ－２０００を用いて応力値を測定し、ガラス表面の圧縮応力値［単位：ＭＰａ］、および圧縮応力層深さＤＯＬ［単位：μｍ］を読み取った。
折原製作所製の測定機ＳＬＰ－２０００を用いて応力値を測定し、ガラス表面の圧縮応力値［単位：ＭＰａ］、および圧縮応力層深さＤＯＬ［単位：μｍ］を読み取った。
【0085】
（屈折率分布）
図１に示すように得られた化学強化ガラスを切断して断面方向を観測できるように、０．５ｍｍに鏡面研磨し、二光束干渉計（マッハツェンダー干渉計、株式会社溝尻光学工業所）により、表面から板厚中心への屈折率分布を測定した。
図１に示すように得られた化学強化ガラスを切断して断面方向を観測できるように、０．５ｍｍに鏡面研磨し、二光束干渉計（マッハツェンダー干渉計、株式会社溝尻光学工業所）により、表面から板厚中心への屈折率分布を測定した。
【0086】
（ＥＰＭＡ表面ＫおよびＮａ濃度）
ガラス表面のＫおよびＮａ濃度は、ＥＰＭＡ（ＪＥＯＬ製ＪＸＡ－８５００Ｆ）を用いて測定した。サンプルに化学強化を施した後、樹脂に包埋して鏡面研磨した。最表面の濃度は正確に測定しにくいことから、含有量の変化がほとんどないと考えられるＳｉの信号強度が板厚中心の信号強度の半分になる位置のＫの信号強度が最表面のＫ濃度に対応すると仮定し、板厚中心の信号強度は強化前のガラス組成に対応するものとして最表面のＫ濃度を算出した。
ガラス表面のＫおよびＮａ濃度は、ＥＰＭＡ（ＪＥＯＬ製ＪＸＡ－８５００Ｆ）を用いて測定した。サンプルに化学強化を施した後、樹脂に包埋して鏡面研磨した。最表面の濃度は正確に測定しにくいことから、含有量の変化がほとんどないと考えられるＳｉの信号強度が板厚中心の信号強度の半分になる位置のＫの信号強度が最表面のＫ濃度に対応すると仮定し、板厚中心の信号強度は強化前のガラス組成に対応するものとして最表面のＫ濃度を算出した。
【0087】
ＥＰＭＡによる測定により得られた組成プロファイルを図３（ａ）および（ｂ）に示す。図３（ａ）は例２、図３（ｂ）は例４の結果をそれぞれ示す。ＥＰＭＡによる測定結果から、Ｋ２ＯおよびＮａ２Ｏの酸化物換算した組成プロファイルを図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４（ａ）は例２、図４（ｂ）は例４の結果をそれぞれ示す。
【0088】
【表1】
【0089】
【表2】
【0090】
表２及び図２（ａ）に示すように、実施例である例１～３は表面から板厚中心までの屈折率分布の絶対値が０．００２以下と小さく、化学強化のムラが生じたとしても、表示画面における画像の歪みが小さく抑えられると考えられる。
【0091】
一方、表２及び図２（ｂ）に示すように、比較例である例４は、ガラス表面の屈折率が内部より０．００６１高くなっており、化学強化のムラが生じた場合に表示画面における画像の歪みが生じると考えられる。また、表２及び図２（ｃ）に示すように、比較例である例５は、ガラス表面の屈折率が内部より０．００５１小さくなっており、化学強化のムラが生じた場合には表示画面における画像の歪みが生じると考えられる。
【0092】
また、図４（ａ）に示すように、実施例である例２はガラス表面の－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）の値が負の値であった。－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）はＬｉ２Ｏに相当し、Ｎａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの両方がイオン交換されていることにより図２（ａ）に示すように、イオン交換により屈折率変化が抑制されていると考えられる。一方、図４（ｂ）に示すように、比較例である例４は、ガラス表面における－（ΔＫ２Ｏ＋ΔＮａ２Ｏ）の値がほぼゼロとなっており、図２（ｂ）に示すように、イオン交換による屈折率変化が大きいものと考えられる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】