7825348 フュージョン成形及び蒸気強化処理が可能な白金適合性のあるガラス組成物

(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】2026-02-26

(45)【発行日】2026-03-06

(54)【発明の名称】フュージョン成形及び蒸気強化処理が可能な白金適合性のあるガラス組成物

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/097 20060101AFI20260227BHJP

   C03B 17/06 20060101ALI20260227BHJP

   C03C 21/00 20060101ALI20260227BHJP

【ＦＩ】

C03C3/097

C03B17/06

C03C21/00 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022568594

(86)(22)【出願日】2021-05-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-16

(86)【国際出願番号】 US2021031524

(87)【国際公開番号】W WO2021231267

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2024-05-09

(31)【優先権主張番号】63/023,518

(32)【優先日】2020-05-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】グロス，ティモシー マイケル

(72)【発明者】

【氏名】ウー，ジンシー

【審査官】磯部 香

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２７７０８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１０４４５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５０２６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４４２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０９９８１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｃ ３／０９７

Ｃ０３Ｂ １７／０６

Ｃ０３Ｃ ２１／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層と、
前記ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、
前記組成は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ _２ Ｏと、を含み、
前記圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、
前記水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から前記層深さに向かって減少し、
前記層深さが５μｍを上回っている、ガラス系物品。

【請求項2】

前記組成が、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３を有している、請求項１に記載のガラス系物品。

【請求項3】

前記ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、請求項１又は２に記載のガラス系物品。

【請求項4】

前記ガラス系物品が相分離を示さず、
前記ガラス系物品がヘイズのない外観を有している、請求項１又は２に記載のガラス系物品。

【請求項5】

前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、請求項１又は２に記載のガラス系物品。

【請求項6】

前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、
５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、
１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、
６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、
を含む、請求項１又は２に記載のガラス系物品。

【請求項7】

前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、請求項６に記載のガラス系物品。

【請求項8】

前面、背面及び側面を有する筐体と、
前記筐体の内部に少なくとも一部が収容される電気部品であって、コントローラ、メモリ、及び前記筐体の前記前面またはその隣接部に設けられるディスプレイを少なくとも含む電気部品と、
ディスプレイを覆うように配置されるカバー基板と、
を備える消費者向け電子機器製品であって、
前記筐体及び前記カバー基板の少なくとも一方が、その少なくとも一部に、請求項１～７のいずれか１項に記載の前記ガラス系物品を備えている、消費者向け電子機器製品。

【請求項9】

ガラス系基板を、０．１ＭＰａ以上の圧力と、０．０５ＭＰａ以上の水分分圧と、８５℃超の温度を有する処理環境に曝露することにより、ガラス系物品を形成するステップを含む方法であって、
前記ガラス系基板は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含み、
前記ガラス系物品は、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層であって、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層であって、該水素含有層の水素濃度が最大水素濃度から前記層深さに向かって減少する、水素含有層と、を有しており、
前記層深さが５μｍを上回っている、方法。

【請求項10】

前記処理環境が飽和蒸気環境であり、
前記処理環境が１ＭＰａ以上の圧力を有しており、
前記処理環境が１５０℃以上の温度を有している、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記ガラス系基板をフュージョン成形プロセスにより製造するステップをさらに含む、請求項９又は１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０２０年５月１２日を出願日とする米国仮特許出願第６３／０２３５１８号の米国特許法第１１９条に基づく優先権の利益を主張するものであり、この仮出願のすべての開示内容は、本明細書の依拠するところとし、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

【技術分野】

【0002】

本開示は、蒸気処理で強化したガラス系物品、ガラス系物品の形成のために用いるガラス組成物、及びガラス系物品を強化するための蒸気処理方法に関する。

【背景技術】

【0003】

スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルデバイス（例えば、腕時計型やフィットネストラッカなど）などの携帯電子デバイスの小型化・複雑化が進んでいる。また、これを受け、そのような携帯電子デバイスの外面の少なくとも１つにおいて従来から使用されている材料の複雑化も進んでいる。例えば、消費者のニーズに合わせて携帯電子デバイスの小型化・薄型化が進むにつれて、携帯電子デバイスに使用されるディスプレイカバーや筐体も小型・薄型化され、その結果、これらの部品の形成に使用される材料に対する性能要件も高くなってきている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、携帯電子デバイスに使用する材料として、耐損傷性などの性能が高く、しかも低コストかつ容易に製造可能な材料が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

態様（１）において、ガラス系物品が提供される。ガラス系物品は、ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、ガラス系物品の表面から層深さまで延在する水素含有層と、ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、ガラス系物品の中心部の組成は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｋ_２Ｏと、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含む。圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から層深さに向かって減少し、層深さが５μｍを上回っている。

【0006】

態様（２）において、融合線をさらに有している、態様（１）に記載のガラス系物品が提供される。

【0007】

態様（３）において、ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、態様（１）又は（２）に記載のガラス系物品が提供される。

【0008】

態様（４）において、ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、態様（１）又は（２）に記載のガラス系物品が提供される。

【0009】

態様（５）において、ガラス系物品の中心部の組成が、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、態様（１）～（４）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0010】

態様（６）において、ガラス系物品の中心部の組成が、Ｎａ_２Ｏをさらに含む、態様（１）～（５）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0011】

態様（７）において、ガラス系物品の中心部の組成が、ＳｎＯ_２をさらに含む、態様（１）～（６）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0012】

態様（８）において、ガラス系物品の中心部の組成が、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、態様（１）～（７）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0013】

態様（９）において、ガラス系物品の中心部の組成が、５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、を含む、態様（１）～（８）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0014】

態様（１０）において、ガラス系物品の中心部の組成が、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、態様（１）～（９）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0015】

態様（１１）において、ガラス系物品の中心部の組成が、０モル％超３．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、態様（１）～（１０）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0016】

態様（１２）において、ガラス系物品の中心部の組成と同一の組成を有するガラスのジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、態様（１）～（１１）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0017】

態様（１３）において、ガラス系物品の中心部の組成と同一の組成を有するガラスの液相粘度が１００ｋＰ以上である、態様（１）～（１２）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0018】

態様（１４）において、ガラス系物品が実質的にヘイズのない外観を有している、態様（１）～（１３）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0019】

態様（１５）において、圧縮深さが５μｍを上回っている、態様（１）～（１４）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0020】

態様（１６）において、圧縮応力層が、２００ＭＰａ以上の圧縮応力を有している、態様（１）～（１５）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0021】

態様（１７）において、組成が、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３を有している、態様（１）～（１６）のいずれか１つに記載のガラス系物品が提供される。

【0022】

態様（１８）において、消費者向け電子機器製品が提供される。消費者向け電子機器製品は、前面、背面及び側面を有する筐体と、筐体の内部に少なくとも一部が収容される電気部品であって、コントローラ、メモリ、及び筐体の前面またはその隣接部に設けられるディスプレイを少なくとも含む電気部品と、ディスプレイを覆うように配置されるカバー基板と、を備える。そして、筐体及びカバー基板の少なくとも一方が、その少なくとも一部に、態様（１）～（１７）のいずれか１つに記載のガラス系物品を備えている。

【0023】

態様（１９）において、ガラス系物品が提供される。ガラス系物品は、ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、ガラス系物品の表面から層深さまで延在する水素含有層と、ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、組成は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｋ_２Ｏと、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含む。圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から層深さに向かって減少し、層深さが５μｍを上回っている。

【0024】

態様（２０）において、ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、態様（１９）に記載のガラス系物品が提供される。

【0025】

態様（２１）において、ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、態様（１９）又は（２０）に記載のガラス系物品が提供される。

【0026】

態様（２２）において、ガラス系物品が提供される。ガラス系物品は、ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、ガラス系物品の表面から層深さまで延在する水素含有層と、ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、組成は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｋ_２Ｏと、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、を含む。圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から層深さに向かって減少し、層深さが５μｍを上回っている。

【0027】

態様（２３）において、ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、態様（２２）に記載のガラス系物品が提供される。

【0028】

態様（２４）において、ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、態様（２２）又は（２３）に記載のガラス系物品が提供される。

【0029】

態様（２５）において、方法が提供される。本方法は、ガラス系基板を、０．１ＭＰａ以上の圧力と、０．０５ＭＰａ以上の水分分圧と、８５℃超の温度を有する処理環境に曝露することにより、ガラス系物品を形成するステップを含む。ガラス系基板は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｋ_２Ｏと、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含む。ガラス系物品は、ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層であって、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有する圧縮応力層と、ガラス系物品の表面から層深さまで延在する水素含有層であって、該水素含有層の水素濃度が最大水素濃度から層深さに向かって減少する、水素含有層と、を有しており、層深さが５μｍを上回っている。

【0030】

態様（２６）において、処理環境が飽和蒸気環境である、態様（２５）に記載の方法が提供される。

【0031】

態様（２７）において、処理環境が１ＭＰａ以上の圧力を有している、態様（２５）又は（２６）に記載の方法が提供される。

【0032】

態様（２８）において、処理環境が１５０℃以上の温度を有している、態様（２５）～（２７）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0033】

態様（２９）において、ガラス系基板をフュージョン成形プロセスにより製造するステップをさらに含む、態様（２５）～（２８）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0034】

態様（３０）において、ガラス系基板に対して、アルカリイオン源を用いたイオン交換処理を行わない、態様（２５）～（２９）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0035】

態様（３１）において、ガラス系基板が、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、態様（２５）～（３０）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0036】

態様（３２）において、ガラス系基板が、Ｎａ_２Ｏをさらに含む、態様（２５）～（３１）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0037】

態様（３３）において、ガラス系基板が、ＳｎＯ_２をさらに含む、態様（２５）～（３２）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0038】

態様（３４）において、ガラス系基板が、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、態様（２５）～（３３）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0039】

態様（３５）において、ガラス系基板が、５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、を含む、態様（２５）～（３４）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0040】

態様（３６）において、ガラス系基板が、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、態様（２５）～（３５）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0041】

態様（３７）において、ガラス系基板が、０モル％超３．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、態様（２５）～（３６）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0042】

態様（３８）において、ガラス系基板が融合線を有している、態様（２５）～（３７）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0043】

態様（３９）において、ガラス系基板が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、態様（２５）～（３８）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0044】

態様（４０）において、ガラス系基板のジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、態様（２５）～（３９）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0045】

態様（４１）において、ガラス系基板の液相粘度が１００ｋＰ以上である、態様（２５）～（４０）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0046】

態様（４２）において、ガラス系物品が実質的にヘイズのない外観を有している、態様（２５）～（４１）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0047】

態様（４３）において、圧縮深さが５μｍを上回っている、態様（２５）～（４２）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0048】

態様（４４）において、圧縮応力層が、２００ＭＰａ以上の圧縮応力を有している、態様（２５）～（４３）のいずれか１つに記載の方法が提供される。

【0049】

態様（４５）において、ガラスが提供される。本ガラスは、５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、を含む。

【0050】

態様（４６）において、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、態様（４５）に記載のガラスが提供される。

【0051】

態様（４７）において、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、態様（４５）又は（４６）に記載のガラスが提供される。

【0052】

態様（４８）において、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、態様（４５）～（４７）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0053】

態様（４９）において、０モル％超３モル％以下のＢ_２Ｏ_３をさらに含む、態様（４５）～（４８）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0054】

態様（５０）において、Ｎａ_２Ｏをさらに含む、態様（４５）～（４９）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0055】

態様（５１）において、０モル％以上１１モル％以下のＮａ_２Ｏをさらに含む、態様（４５）～（５０）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0056】

態様（５２）において、ＳｎＯ_２をさらに含む、態様（４５）～（５１）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0057】

態様（５３）において、ジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、態様（４５）～（５２）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0058】

態様（５４）において、液相粘度が１００ｋＰ以上である、態様（４５）～（５３）のいずれか１つに記載のガラスが提供される。

【0059】

上記及び上記以外の態様、利点、及び顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】一実施形態に係るガラス系物品の代表的断面を示す図

【図2A】本明細書に開示のガラス系物品のいずれかを組み込んだ例示的な電子デバイスを示す平面図

【図2B】図２Ａに示す例示的な電子デバイスの斜視図

【図3】水の飽和条件を圧力と温度の関数で示すプロット図

【図4】ガラス１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たりの玉鎖状白金欠陥の数をリン含有量の関数として示すプロット図

【図5】ガラス中の玉鎖状白金欠陥を示す顕微鏡画像

【図6A】本開示の一実施形態に係るガラス組成物と比較ガラス組成物についての、拡散散乱透過率対波長プロット図

【図6B】本開示の一実施形態に係るガラス組成物と比較ガラス組成物についての、散乱比対波長プロット図

【図7A】相分離の所見がある比較ガラス組成物の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像

【図7B】相分離の所見がある比較ガラス組成物の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像

【発明を実施するための形態】

【0061】

以下の説明において、図面に示す複数の図全体において同様の又は対応する部分については、同様の参照符号で示す。また、特に断りのない限り、「上（top）」、「下（bottom）」、「外（outward）」、「内（inward）」などの用語は便宜的なものであり、限定するための用語として解釈すべきものではないことも理解される。特に断りのない限り、値の範囲を記載する場合、当該範囲は、その上下限をいずれも含むと共に、その間の任意の部分範囲も含むものとする。また、特に断りのない限り、本明細書において、不定冠詞「a」、「an」及びこれに対応する定冠詞「the」は、「少なくとも１つ（at least one）」又は「１つ以上（one or more）」を意味する。また、本明細書及び図面に開示する種々の特徴は、ありとあらゆる組み合わせで使用することができることも理解される。

【0062】

本明細書において、「ガラス系（glass-based）」という用語は広義で用いており、（結晶相と残留非晶質ガラス相とを含む）ガラスセラミックなどの、全体又は一部がガラスでできたあらゆる物体を含むものとする。特に断りのない限り、本明細書に記載のガラスの組成は、いずれもモルパーセント（モル％）で表し、その成分は酸化物基準で示す。また、特に断りのない限り、温度はすべて摂氏（℃）で表す。

【0063】

本明細書において、「実質的に（substantially）」および「約（about）」という用語を用いる場合、あらゆる定量的比較、値、測定値などの表現において生じる得るそれらに特有の不確実性の程度を表す場合があることに留意されたい。また、本明細書では、ある定量的表現が、対象となる主題の基本的な機能を変化させることのない範囲で、記載した基準値から変動できる程度を表すためにも、「実質的に」及び「約」という用語を使用している。例えば、「Ｋ_２Ｏを実質的に含まない」ガラスとは、Ｋ_２Ｏがガラスに積極的には添加又はバッチ処理されていないが、不純物としてごく少量、例えば約０．０１モル％未満の量で存在し得るガラスのことである。また、本明細書において、ある値を用語「約（about）」で修飾している場合、厳密な当該値そのものも開示している。例えば、「約１０モル％を上回る」という用語によって、「１０モル％以上」も開示していることになる。

【0064】

次に、種々の実施形態について詳細に説明する。添付の例及び図面は、これら種々の実施形態の例を示すものである。

【0065】

本明細書に開示のガラス系物品は、ガラス系基板を蒸気処理することにより、物品の表面から圧縮深さ（depth of compression：ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力層を生成することにより形成される。ガラス系基板の組成は、ガラス系基板をフュージョン成形することができ、かつ、成形プロセス時に白金欠陥が発生することがないように、ガラス系基板がフュージョン成形可能かつ白金適合性を有するように選択される。さらに、ガラス系基板の組成及び処理方法は、ガラス系物品の表面にヘイズが生成されることがないように選択される。圧縮応力層が有する応力は最大応力から圧縮深さに向かって減少する。いくつかの実施形態では、最大圧縮応力の位置をガラス系物品の表面とすることができる。本明細書において、圧縮深さ（ＤＯＣ）とは、ガラス系物品内の応力が圧縮応力から引張応力に変化する深さを意味している。つまり、ガラス系物品は、最大中心張力（central tension：ＣＴ）を有する引張応力領域も有しており、これによりガラス系物品内の力を均衡させている。

【0066】

また、ガラス系物品は、物品の表面から層深さまで延在する水素含有層をさらに有している。水素含有層が有する水素濃度は、ガラス系物品の最大水素濃度から層深さに向かって減少する。いくつかの実施形態では、最大水素濃度の位置を、ガラス系物品の表面とすることができる。

【0067】

ガラス系物品は、水蒸気を含有する環境にガラス系基板を曝露することにより形成することができ、これにより水素種がガラス系基板に浸透し、水素含有層及び／又は圧縮応力層を有するガラス系物品を形成することが可能となる。本明細書において、「水素種（hydrogen species）」という用語は、水分子、ヒドロキシル、水素イオン、及びヒドロニウムを含む用語である。ガラス系基板の組成は、ガラス内への水素種の相互拡散を促進するように選択される。本明細書において、「ガラス系基板（glass-based substrate）」という用語は、水素含有層及び／又は圧縮応力層を有するガラス系物品を形成するために水蒸気含有環境に曝露する前の前駆体を指す。同様に、「ガラス系物品（glass-based article）」という用語は、水素含有層及び／又は圧縮応力層を有する、曝露後の物品を指す。

【0068】

本明細書に開示のガラス系物品では、従来のイオン交換や、熱焼戻し、積層加工処理を行わずに、圧縮応力層を作ることができる。イオン交換プロセスの場合、使用済み溶融塩浴の形で多量の廃棄物が発生し、その処理にコストがかかるということや、一部のガラス組成にしか適用できないということがある。熱焼戻しに関しては、薄板を熱焼戻しすると、焼き入れ（quenching）プロセスでの隙間（air gap）が小さいため、擦り傷がつきやすく、性能や歩留まりが低下するため、実際の熱焼戻し処理では厚いガラス試料が必要であるということがあった。さらに、薄いガラス板を熱焼戻し処理する場合、表面から縁までの全域で圧縮応力を均一にすることが難しいということもある。また、積層加工プロセスでは、大判の板を使用可能なサイズに切断する際に、引張応力領域が露出してしまうという問題があった。

【0069】

一方、水蒸気処理でガラス系物品を形成する場合、溶融塩を使用しないため、イオン交換処理に比べて廃棄物やコストの削減が可能となる。また、水蒸気処理は、熱焼戻しには適さない薄い（＜２ｍｍ）厚さのガラスの強化も可能である。さらに、水蒸気処理は部品レベルで行うことができるため、積層加工プロセスで問題となっていた引張応力領域の露出を回避することもできる。つまり、本明細書に開示のガラス系物品は、高い圧縮応力と深い圧縮深さを有しながら、板厚を抑え低コストで製造することができる。

【0070】

図１に、いくつかの実施形態に係るガラス系物品１００の代表的な断面を示す。ガラス系物品１００は、第１の表面１１０と第２の表面１１２との間に延びる厚さｔを有している。第１の圧縮応力層１２０は、第１の表面１１０から第１の圧縮深さまで延在している。第１の圧縮深さは、第１の表面１１０からガラス系物品１００の内部に向かって測定される深さｄ_１を有している。第２の圧縮応力層１２２は、第２の表面１１２から第２の圧縮深さまで延在している。第２の圧縮深さは、第２の表面１１２からガラス系物品１００の内部に向かって測定される深さｄ_２を有している。第１の圧縮深さと第２の圧縮深さの間には、引張応力領域１３０が存在している。複数の実施形態において、第１の圧縮深さｄ_１は、第２の圧縮深さｄ_２と実質同等又は同等とすることができる。

【0071】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品の圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有することができ、例えば、３０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以上、７０ＭＰａ以上、８０ＭＰａ以上、９０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、１１０ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以上、１３０ＭＰａ以上、１４０ＭＰａ以上、１４５ＭＰａ以上、１５０ＭＰａ以上、１６０ＭＰａ以上、１７０ＭＰａ以上、１８０ＭＰａ以上、１９０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、２１０ＭＰａ以上、２２０ＭＰａ以上、２３０ＭＰａ以上、２４０ＭＰａ以上、２５０ＭＰａ以上、２６０ＭＰａ以上、２７０ＭＰａ以上、２８０ＭＰａ以上、２９０ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、３１０ＭＰａ以上、３２０ＭＰａ以上、３３０ＭＰａ以上、３４０ＭＰａ以上、３５０ＭＰａ以上、３６０ＭＰａ以上、３７０ＭＰａ以上、３８０ＭＰａ以上、３９０ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、４１０ＭＰａ以上、４２０ＭＰａ以上、又は４２０ＭＰａ超の圧縮応力を有することができる。いくつかの実施形態では、圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上４５０ＭＰａ以下の圧縮応力を有することができ、例えば、３０ＭＰａ以上４４０ＭＰａ以下、４０ＭＰａ以上４３０ＭＰａ以下、５０ＭＰａ以上４２０ＭＰａ以下、６０ＭＰａ以上４１０ＭＰａ以下、７０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下、８０ＭＰａ以上３９０ＭＰａ以下、９０ＭＰａ以上３８０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上３７０ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上３６０ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上３５０ＭＰａ以下、１３０ＭＰａ以上３４０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以上３３０ＭＰａ以下、１５０ＭＰａ以上３２０ＭＰａ以下、１６０ＭＰａ以上３１０ＭＰａ以下、１７０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下、１８０ＭＰａ以上２９０ＭＰａ以下、１９０ＭＰａ以上２８０ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以上２７０ＭＰａ以下、２１０ＭＰａ以上２６０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以上２４０ＭＰａ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の部分範囲の圧縮応力を有することができる。

【0072】

いくつかの実施形態では、圧縮応力層の圧縮深さは５μｍ以上とすることができ、例えば、７μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、又は３０μｍ超とすることができる。いくつかの実施形態では、圧縮応力層の圧縮深さは５μｍ以上１００μｍ以下とすることができ、例えば、７μｍ以上９０μｍ以下、１０μｍ以上８０μｍ以下、１５μｍ以上７０μｍ以下、２０μｍ以上６０μｍ以下、２５μｍ以上５０μｍ以下、３０μｍ以上４０μｍ以下、３０μｍ以上３５μｍ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成可能な任意の部分範囲の圧縮深さとすることができる。

【0073】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、深い圧縮深さと高い圧縮応力を有することができる。例えば、ガラス系物品は、本明細書に記載の複数の圧縮深さのうちのいずれかと複数の圧縮応力のうちのいずれかの組み合わせを有することができる。

【0074】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品の厚さをｔとすると、ガラス系物品は、０．０５ｔ以上の圧縮深さを有することができ、例えば、０．０６ｔ以上、０．０７ｔ以上、０．０８ｔ以上、０．０９ｔ以上、０．１０ｔ以上、０．１１ｔ以上、０．１２ｔ以上、０．１３ｔ以上、０．１４ｔ以上、０．１５ｔ以上、０．１６ｔ以上、０．１７ｔ以上、０．１８ｔ以上、０．１９ｔ以上、又は０．１９ｔ超の圧縮深さを有してよい。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、０．０５ｔ以上０．２０ｔ以下の圧縮深さを有することができ、例えば、０．０６ｔ以上０．１９ｔ以下、０．０７ｔ以上０．１８ｔ以下、０．０８ｔ以上０．１７ｔ以下、０．０９ｔ以上０．１６ｔ以下、０．１０ｔ以上０．１５ｔ以下、０．１１ｔ以上０．１４ｔ以下、０．１２ｔ以上０．１３ｔ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の部分範囲の圧縮深さを有してよい。

【0075】

圧縮応力（表面圧縮応力を含む）は、有限会社折原製作所（日本）製のＦＳＭ－６０００などの市販の機器を用いて、表面応力計（ＦＳＭ）で測定される。表面応力を測定するためには、ガラスの複屈折に関係している応力光学係数（stress optical coefficient：ＳＯＣ）の正確な測定が必要である。一方、応力光学係数は、ＡＳＴＭ規格Ｃ７７０－１６「ガラスの応力光学係数測定の標準試験法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」に記載される手順Ｃ（ガラスディスク法）に従って測定される。なお、本記載のすべての内容は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。圧縮深さは表面応力計で測定される。最大中心張力（ＣＴ）値はいずれも、当分技術分野において公知の散乱光偏光器（scattered light polariscope：ＳＣＡＬＰ）技術を使用して測定される。

【0076】

ガラス系物品の水素含有層は、５μｍ超の層深さ（depth of layer：ＤＯＬ）を有することができる。いくつかの実施形態では、層深さを１０μｍ以上とすることができ、例えば、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上、５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、又は９５μｍ超の層深さとすることができる。いくつかの実施形態では、層深さを５μｍ超１００μｍ以下とすることができ、例えば、１０μｍ以上９５μｍ以下、１５μｍ以上９０μｍ以下、２０μｍ以上８５μｍ以下、２５μｍ以上８０μｍ以下、３０μｍ以上７５μｍ以下、３５μｍ以上７０μｍ以下、４０μｍ以上６５μｍ以下、４５μｍ以上６０μｍ以下、５０μｍ以上５５μｍ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点によって形成される任意の部分範囲の層深さとすることができる。この水素層深さは、上述の表面応力計技術で測定した圧縮深さ以上である。一般に、ガラス系物品が示す層深さは、周囲環境への曝露によって生成することのできる層深さよりも大きくなる。

【0077】

ガラス系物品の水素含有層は、ガラス系物品の厚さをｔとすると、０．００５ｔ超の層深さ（ＤＯＬ）を有することができる。いくつかの実施形態では、層深さを０．０１０ｔ以上とすることができ、例えば、０．０１５ｔ以上、０．０２０ｔ以上、０．０２５ｔ以上、０．０３０ｔ以上、０．０３５ｔ以上、０．０４０ｔ以上、０．０４５ｔ以上、０．０５０ｔ以上、０．０５５ｔ以上、０．０６０ｔ以上、０．０６５ｔ以上、０．０７０ｔ以上、０．０７５ｔ以上、０．０８０ｔ以上、０．０８５ｔ以上、０．０９０ｔ以上、０．０９５ｔ以上、０．１０ｔ以上、０．１５ｔ以上、以上０．２０ｔ、又は０．２０ｔ超の層深さとすることができる。いくつかの実施形態では、層深さを０．００５ｔ超０．２０５ｔ以下とすることができ、例えば、０．０１０ｔ以上０．２００ｔ以下、０．０１５ｔ以上０．１９５ｔ以下、０．０２０ｔ以上０．１９０ｔ以下、０．０２５ｔ以上０．１８５ｔ以下、０．０３０ｔ以上０．１８０ｔ以下、０．０３５ｔ以上０．１７５ｔ以下、０．０４０ｔ以上０．１７０ｔ以下、０．０４５ｔ以上０．１６５ｔ以下、０．０５０ｔ以上０．１６０ｔ以下、０．０５５ｔ以上０．１５５ｔ以下、０．０６０ｔ以上０．１５０ｔ以下、０．０６５ｔ以上０．１４５ｔ以下、０．０７０ｔ以上０．１４０ｔ以下、０．０７５ｔ以上０．１３５ｔ以下、０．０８０ｔ以上０．１３０ｔ以下、０．０８５ｔ以上０．１２５ｔ以下、０．０９０ｔ以上０．１２０ｔ以下、０．０９５ｔ以上０．１１５ｔ以下、０．１００ｔ以上０．１１０ｔ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点によって形成される任意の部分範囲の層深さとすることができる。

【0078】

層深さと水素濃度は、当技術分野において公知の二次イオン質量分析（secondary ion mass spectrometry：ＳＩＭＳ）技術で測定される。ＳＩＭＳ技術は、ある深さにおける水素濃度を測定することはできるが、ガラス系物品に存在する水素種を区別することはできない。このため、ＳＩＭＳ法で測定した水素濃度は、すべての水素種が関係する濃度となる。本明細書において、層深さ（ＤＯＬ）は、ガラス系物品の中心部の水素濃度と等しい水素濃度が初めて現れるガラス系物品の表面下の深さを指す。この定義は、処理前のガラス系基板中の水素濃度を考慮して、処理プロセスで加入した水素の深さが層深さとなるように定めたものである。ただし実務上は、ガラス系物品の中心部の水素濃度は、水素濃度が実質的に一定となるガラス系物品の表面からの深さ位置での水素濃度で近似的に求めることができる。これは、当該深さ位置とガラス系物品の中心部とで水素濃度は変化しないと考えられるためである。この近似により、ガラス系物品の水素濃度を全深さで測定しなくても、層深さを求めることが可能となる。そして、水蒸気処理によってガラス系物品に圧縮応力層が形成されると、水素含有層が生成されたことがわかる。

【0079】

特定の理論に束縛されることを望むものではないが、ガラス系物品の水素含有層は、ガラス系基板の組成に含まれる水素イオン種の相互拡散によって得られると考えられる。Ｈ_３Ｏ^＋、Ｈ_２Ｏ、及び／又はＨ^＋などの水素含有種をガラス系基板に拡散させることにより、ガラス系物品を形成することができる。水はシラノール基を形成してガラス系基板に浸透し、ネットワーク構造を破壊してガラスの体積を膨張させることがある。そして、このような体積膨張によって、ガラス系物品に圧縮応力層を生成することができる。圧縮応力層の圧縮応力と圧縮深さは、ガラス系物品の形成に使用するガラス系基板の組成や水蒸気処理条件（例えば、温度、圧力、水分含有量や処理時間など）によって変化し得る。水蒸気処理により製造したガラス系物品は、ナトリウムとカリウムとのイオン交換強化プロセスにより生成される応力プロファイルと同様の応力プロファイルを有することができる。

【0080】

また、圧縮応力層を有するガラス系物品は、水蒸気処理プロセス前のガラス系基板と比べて、質量の増加も見られる。このガラス系物品の質量増加は、水蒸気処理によって水素含有層が形成されたことを示している。そして、この質量の増加量に直接関係しているのが、水蒸気処理プロセスによってガラス系物品に加入した水素種の量である。

【0081】

本明細書に開示のガラス系物品は、別の物品に組み込むことができる。そのような別の物品としては、例えば、ディスプレイを有する物品（又は、ディスプレイ物品）（例えば、携帯電話、タブレット端末、コンピュータ、ナビゲーションシステム、ウェアラブルデバイス（例えば、腕時計型）などの家電機器）や、建築用物品、運輸用物品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化物品などの、一定の透明性、耐擦傷性、耐摩耗性、又はそれらの組み合わせを必要とする任意の物品が挙げられる。図２Ａ及び図２Ｂに、本明細書に開示のガラス系物品のいずれかを組み込んだ例示的な物品を示す。具体的には、図２Ａ及び図２Ｂは消費者向け電子デバイス２００を示している。消費者向け電子デバイス２００は、前面２０４、背面２０６及び側面２０８を有する筐体２０２と、筐体の内部に少なくとも一部又は全体が収容され、かつコントローラ、メモリ、及び筐体の前面またはその隣接部に設けられるディスプレイ２１０を少なくとも含む電気部品（図示せず）と、ディスプレイを覆うように筐体の前面に設けられる又は前面を覆うカバープレート２１２と、を備えている。いくつかの実施形態では、カバープレート２１２及び筐体２０２の少なくとも一方が、その少なくとも一部に、本明細書に開示のガラス系物品のいずれかを備えることができる。

【0082】

ガラス系物品は、任意の適切な組成を有するガラス系基板から形成することができる。ガラス系基板の組成は、水素含有種の拡散を促進して水素含有層と圧縮応力層とを有するガラス系物品を効率よく形成できることと、ガラス系物品をフュージョン成形できることと、製造プロセス時に白金欠陥が発生することがないことと、水蒸気処理プロセスによりヘイズが発生することがないこととが達成されるように、特に選択することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、ＳｉＯ_２と、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ｐ_２Ｏ_５と、Ｋ_２Ｏと、そして任意選択的にＬｉ_２Ｏとを含む組成を有することができる。いくつかの実施形態では、水素種は、ガラス系物品の中心部までは拡散しない。換言すれば、ガラス系物品の中心部は、水蒸気処理の影響を最も受けにくい部分である。このため、ガラス系物品の中心部は、含水環境での処理を行う前のガラス系基板の組成と実質同一又は同一の組成を有することができる。ガラス系物品の中心部の組成とは、ガラス系物品の厚さをｔとした場合に、ガラス系物品の各表面から少なくとも０．５ｔの距離にある任意の点で測定した組成を指す。ガラス系物品の中心部の組成は、マイクロプローブ分析などの任意の適切なプロセスにより測定することができ、ガラス系物品の形成に使用するガラス系基板の組成で近似的に求めることもできる。

【0083】

ガラス系基板は、任意の適切な量のＳｉＯ_２を含むことができる。ＳｉＯ_２は最も多く含まれる成分であり、よって、ガラス組成物から形成されるガラスネットワークの主成分もＳｉＯ_２である。ガラス組成物に占めるＳｉＯ_２の濃度が高すぎると、ガラス組成物の成形性が低下する場合がある。これは、ＳｉＯ_２濃度が高いほどガラスが溶融しにくくなり、ひいてはガラスの成形性に悪影響を及ぼすためである。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、５５．０モル％以上６５．０モル％以下の量のＳｉＯ_２を含むことができ、例えば、５５．５モル％以上６４．５モル％以下、５６．０モル％以上６４．０モル％以下、５６．５モル％以上６３．５モル％以下、５７．０モル％以上６３．０モル％以下、５７．５モル％以上６２．５モル％以下、５８．０モル％以上６２．０モル％以下、５８．５モル％以上６１．５モル％以下、５９．０モル％以上６１．０モル％以下、５９．５モル％以上６０．５モル％以下、６０．０モル％以上６５．０モル％以下、又はこれら範囲のいずれかの端点によって形成される任意の部分範囲の量のＳｉＯ_２を含むことができる。

【0084】

ガラス系基板は、任意の適切な量のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。ＳｉＯ_２と同様、Ａｌ_２Ｏ_３もガラスネットワーク形成物質として機能することができる。Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラス組成物から形成されるガラス融液中で四面体配位するため、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎるとガラス組成物の粘度が上昇し、ガラス組成物の成形性を低下させる恐れがある。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度が、ガラス組成物中のＳｉＯ_２濃度及びアルカリ酸化物濃度に対してバランスしている場合、Ａｌ_２Ｏ_３によってガラス融液の液相温度が下がるため、液相粘度が上昇し、フュージョン成形プロセスなどの特定の成形プロセスとのガラス組成物の適合性を向上させることができる。ガラス系基板にＡｌ_２Ｏ_３を含めることにより、相分離が妨げられ、ガラス中の非架橋酸素（non-bridging oxygen：ＮＢＯ）の数が減少する。さらに、Ａｌ_２Ｏ_３はイオン交換の効果も向上させることができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、１０．０モル％以上１５．０モル％以下の量のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができ、例えば、１０．５モル％以上１４．５モル％以下、１１．０モル％以上１４．０モル％以下、１１．５モル％以上１３．５モル％以下、１２．０モル％以上１３．０モル％以下、１２．５モル％以上１３．０モル％以下、又はこれら範囲のいずれかの端点によって形成される任意の部分範囲の量のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。

【0085】

ガラス系基板は、所望の水素拡散性を得るのに十分な任意の量のＰ_２Ｏ_５を含むことができる。ガラス系基板にリンを含めることにより、相互拡散の高速化が促進される。したがって、リンを含有するガラス系基板を用いることにより、水素含有層を有するガラス系物品を効率的に形成することができる。また、Ｐ_２Ｏ_５を含めることにより、比較的短い処理時間で深い層深さ（例えば、約１０μｍ超）のガラス系物品を製造することができる。しかし、Ｐ_２Ｏ_５の量が６．０モル％を上回っている場合、商用ガラス製造に一般的に使用されている、白金を含有するガラス形成装置（例えば、溶融装置や清澄装置）への接触によって白金欠陥が形成されやすいガラスとなってしまう。換言すれば、Ｐ_２Ｏ_５を６．０モル％より多く含むガラスは白金適合性を持たない。一方、Ｐ_２Ｏ_５の量が３．５モル％未満の場合、ガラスは、拡散性や、液相温度、ジルコン適合性が所望のものとならない。ジルコン適合性は、フュージョン成形設備のジルコンアイソパイプなどの、一般的なガラス成形装置を使用する際に重要である。複数の実施形態において、ガラス系基板は、３．５モル％以上６．０モル％以下の量のＰ_２Ｏ_５を含むことができ、例えば、３．５モル％以上５．５モル％以下、３．６モル％以上５．９モル％以下、３．７モル％以上５．８モル％以下、３．８モル％以上５．７モル％以下、３．９モル％以上５．６モル％以下、４．０モル％以上５．５モル％以下、４．１モル％以上５．４モル％以下、４．２モル％以上５．３モル％以下、又はこれら範囲のいずれかの端点によって形成される任意の部分範囲の量のＰ_２Ｏ_５を含むことができる。

【0086】

ガラス系基板は、任意の適切な量のＬｉ_２Ｏを含むことができる。ガラス系基板の他の実施形態では、意図的なＬｉ_２Ｏ添加を行わない。ガラス系基板にＬｉ_２Ｏを含めることにより、蒸気強化によってヘイズが発生してしまうことに対するガラス系物品の耐性を向上させることができる。ガラス系基板中のＬｉ_２Ｏ含有量は、ガラス系基板の２００Ｐ温度の低下に直接相関しており、よって、Ｌｉ_２Ｏを含めることによりガラスの溶融性が向上する。また、ガラス系基板中のＬｉ_２Ｏ含有量は、ガラス系基板の熱膨張係数とも直接相関している。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、２．０モル％以上５．０モル％以下の量のＬｉ_２Ｏを含むことができ、例えば、２．１モル％以上４．９モル％以下、２．２モル％以上４．８モル％以下、２．３モル％以上４．７モル％以下、２．４モル％以上４．６モル％以下、２．５モル％以上４．５モル％以下、２．６モル％以上４．４モル％以下、２．７モル％以上４．３モル％以下、２．８モル％以上４．２モル％以下、２．９モル％以上４．１モル％以下、３．０モル％以上４．０モル％以下、３．１モル％以上３．９モル％以下、３．２モル％以上３．８モル％以下、３．３モル％以上３．７モル％以下、３．４モル％以上３．６モル％以下、３．０モル％以上３．５モル％以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の量のＬｉ_２Ｏを含むことができる。

【0087】

ガラス系基板は、任意の適切な量のＫ_２Ｏを含むことができる。ガラス系基板にＫ_２Ｏを含めることにより、他のアルカリ金属酸化物に比べてガラス系物品の蒸気強化率が大きく向上する。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、６．０モル％以上１５．０モル％以下の量のＫ_２Ｏを含むことができ、例えば、６．５モル％以上１４．５モル％以下、７．０モル％以上１４．０モル％以下、７．５モル％以上１３．５モル％以下、８．０モル％以上１３．０モル％以下、８．５モル％以上１２．５モル％以下、９．０モル％以上１２．０モル％以下、９．５モル％以上１１．５モル％以下、１０．０モル％以上１１．０モル％以下、１０．５モル％以上１１．０モル％以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の量のＫ_２Ｏを含むことができる。

【0088】

ガラス系基板は、任意の適切な量のＮａ_２Ｏを含むことができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、０モル％以上１１．０モル％以下の量のＮａ_２Ｏを含むことができ、例えば、０．５モル％以上１０．５モル％以下、１．０モル％以上９．０モル％以下、１．５モル％以上８．５モル％以下、２．０モル％以上８．０モル％以下、２．５モル％以上７．５モル％以下、３．０モル％以上７．０モル％以下、３．５モル％以上６．５モル％以下、４．０モル％以上６．０モル％以下、４．５モル％以上５．５モル％以下、４．０モル％以上５．０モル％以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の量のＮａ_２Ｏを含むことができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、Ｎａ_２Ｏを実質含まないか、又はＮａ_２Ｏを含まないものとすることができる。

【0089】

ガラス系基板は、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含むこともできる。ガラス系基板にＢ_２Ｏ_３を含めることにより、ガラス系基板の耐損傷性を向上させ、ひいてはガラス系基板から形成されるガラス系物品の耐損傷性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、０モル％以上１０．０モル％以下の量のＢ_２Ｏ_３を含むことができ、例えば、０．５モル％以上９．５モル％以下、１．０モル％以上９．０モル％以下、１．５モル％以上８．５モル％以下、２．０モル％以上８．０モル％以下、２．５モル％以上７．５モル％以下、３．０モル％以上７．０モル％以下、３．５モル％以上６．５モル％以下、４．０モル％以上６．０モル％以下、４．５モル％以上５．５モル％以下、４．０モル％以上５．０モル％以下、０．０モル％以上３．０モル％以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の量のＢ_２Ｏ_３を含むことができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、Ｂ_２Ｏ_３を実質含まないか、又はＢ_２Ｏ_３を含まないものとすることができる。

【0090】

ガラス系基板は、清澄剤をさらに含むこともできる。いくつかの実施形態では、清澄剤はスズを含むことができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、０モル％以上０．５モル％以下の量のＳｎＯ_２を含むことができ、例えば、０モル％超０．１モル％以下、又はこれらの範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の量のＳｎＯ_２を含むことができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、ＳｎＯ_２を実質含まないか、又はＳｎＯ_２を含まないものとすることができる。

【0091】

ガラス系基板は、アルカリ金属酸化物などの一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとすると、Ｒ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を特徴とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を１．４以下とすることができ、例えば、１．３以下、１．２以下、１．１以下、又は１．１未満とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を１．０以上１．４以下とすることができ、例えば、１．１以上１．４以下、１．２以上１．３以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲のモル比とすることができる。ガラス系基板のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を１．４以下に維持することで、ガラス系基板内に第２のガラス相が形成されてしまう、一般に相分離と呼ばれる望ましくない現象を回避することができる。

【0092】

ガラス系基板は、アルカリ金属酸化物などの一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとすると、（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を特徴とすることもできる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を１．４超１．９未満とすることができ、例えば、１．４１～１．８９、１．４２５～１．８７５、１．４５～１．８５、及びこれらの値の間のすべての値及び部分範囲のモル比とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を、１．４１、１．４２、１．４３、１．４４、１．４５、１．５、１．５５、１．６、１．６５、１．７０、１．７５、１．８０、１．８５、１．８６、１．８７、１．８８、１．８９、及び１．４～１．９のすべての値とすることができる。ガラス系基板の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３モル比を１．４～１．９に維持することで、相分離を回避することができる。

【0093】

ガラス系基板は、アルカリ修飾物質（alkali modifier）の平均電界強度を特徴とすることもできる。ガラス系基板の電界強度は、下式により算出される：
Ｚ／（ｒ_Ａ＋ｒ_Ｏ）^２
式中、Ｚはアルカリ修飾物質の電荷（定数１に固定）、ｒ_Ａはアルカリイオンのイオン半径（オングストローム）、ｒ_Ｏは酸素のイオン半径（オングストローム）である。これにより求められる電界強度は、Ｌｉが０．２３、Ｎａが０．１９、Ｋが０．１３となる。ガラス系基板におけるアルカリ修飾物質の平均電界強度は、全アルカリ含有量を基準とする加重平均として求められる。複数の実施形態において、ガラス系基板におけるアルカリ修飾物質の平均電界強度は、０．１８以下であり、例えば、０．１７以下、０．１６以下、０．１５以下、又は０．１５未満である。ガラス系基板中のアルカリ修飾物質の平均電界強度が０．１８以下の場合、ガラス系基板は相分離しにくく、特にＲ_２Ｏ含有量がＡｌ_２Ｏ_３含有量より多い場合に相分離しにくい。複数の実施形態において、ガラス系基板におけるアルカリ修飾物質の平均電界強度は、０．１４以上０．１８以下であり、例えば、０．１５以上０．１７以下、０．１６以上０．１８以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲にある。

【0094】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、Ｌｉ_２Ｏ及びＰ_２Ｏ_５を含むか、あるいはＰ_２Ｏ_５を含むがＬｉ_２Ｏを含まない構成をとり、相分離を示さない。本明細書において、「相分離（phase separation）」、「相分離ガラス（phase-separated glass）」などは、第２のガラス相が形成されたガラス系基板を指す。なお、「相分離ガラス」は、分光光度計による光学測定やＳＥＭ分析により特定することができる。前者については、厚さ１ｍｍのガラス基板又はガラス系基板を試料とした場合に、波長３００ｎｍにおける拡散透過率及び／又は散乱比（すなわち、拡散透過率％／透過率％×１００）が０．２％を上回る任意のガラス基板又はガラス系基板が、「相分離ガラス」とされる。後者については、ガラス系基板の断面を約１００ｋｘの倍率でＳＥＭ分析することにより相分離を特定することができる。ガラス系基板が相分離を起こすと、ガラス系基板の外観が乳白色となったり、青みを帯びたりしてしまう場合があるため、ガラス系基板に相分離が生じるのは望ましいものではない。よって、ガラス系基板の組成は、相分離を起こさないように特に選択することができる。例えば、Ｒ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３モル比及びアルカリ修飾物質の平均電界強度が本明細書に記載の範囲内となるようにガラス系基板の組成を選択することにより、相分離を防止することができる。

【0095】

複数の実施形態において、ガラス系基板は白金適合性を有している。この適合性により、白金含有装置を用いてガラス系基板の溶融、清澄、成形処理を行った場合に、ガラス系基板に玉鎖状の白金欠陥が発生するのを回避することができる。本明細書において、「玉鎖状白金欠陥（globular chain platinum defect）」とは、反射光による光学顕微鏡法や走査電子顕微鏡／エネルギー分散型Ｘ線（scanning electron microscopy energy-dispersive x-ray：ＳＥＭ－ＥＤＸ）分析によって測定した場合にガラス系基板に観察される、１００μｍを超える大きさの玉鎖状の白金を指す。さらに、この玉鎖状の白金は通常、「玉状（globular）」に見える部分が２つ以上繋がった内包異物として観察される。これらの玉状部分は、十分な間隔を空けて配置されている場合もあれば、複数の面で繋がってぴったりと巻き付いている場合もある。さらに、本明細書では、「玉鎖状白金欠陥」の数を、ガラス系基板の光学顕微鏡検査やＳＥＭ－ＥＤＸ検査により測定し、検査対象のガラスの総質量で正規化することにより、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たりの欠陥数の値として生成している。玉鎖状白金の大きさは、その最大寸法により定義する。いくつかの実施形態によれば、玉鎖状欠陥は、白金と、ロジウム、スズ及び鉄のうちの１つ以上とを含み得る。複数の実施形態において、ガラス系基板が含む玉鎖状白金欠陥は、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満であり、例えば、ガラス系基板は、玉鎖状白金欠陥を実質的含まない、又は玉鎖状白金欠陥を含まない。

【0096】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、５０ＧＰａ以上のヤング率を有することができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、５１ＧＰａ以上のヤング率を有することができ、例えば、５２ＧＰａ以上、５３ＧＰａ以上、５４ＧＰａ以上、５５ＧＰａ以上、５６ＧＰａ以上、５７ＧＰａ以上、５８ＧＰａ以上、５９ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以上、６１ＧＰａ以上、６２ＧＰａ以上、６３ＧＰａ以上、６４ＧＰａ以上、６５ＧＰａ以上、又は６５ＧＰａ超のヤング率を有することができる。複数の実施形態において、ガラス系基板は、５０ＧＰａ以上７０ＧＰａ以下の範囲のヤング率を有することができ、例えば、５１ＧＰａ以上６９ＧＰａ以下、５２ＧＰａ以上６８ＧＰａ以下、５３ＧＰａ以上６７ＧＰａ以下、５４ＧＰａ以上６６ＧＰａ以下、５５ＧＰａ以上６５ＧＰａ以下、５６ＧＰａ以上６４ＧＰａ以下、５７ＧＰａ以上６３ＧＰａ以下、５８ＧＰａ以上６２ＧＰａ以下、５９ＧＰａ以上６１ＧＰａ以下、５９ＧＰａ以上６０ＧＰａ以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲のヤング率を有することができる。

【0097】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、１７２５℃以下の２００Ｐ温度を有することができ、例えば、１７２０℃以下、１７１５℃以下、１７１０℃以下、１７０５℃以下、１７００℃以下、１６９５℃以下、１６９０℃以下、１６８５℃以下、１６８０℃以下、１６７５℃以下、１６７０℃以下、１６６５℃以下、１６６０℃以下、１６５５℃以下、１６５０℃以下、１６４５℃以下、１６４０℃以下、１６３５℃以下、１６３０℃以下、１６２５℃以下、１６２０℃以下、１６１５℃以下、１６１０℃以下、１６０５℃以下、１６００℃以下、又は１６００℃未満の２００Ｐ温度を有することができる。２００Ｐ温度が低いと、ガラス系基板の組成物の溶融性ひいては製造性が向上する。

【0098】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、１０ｋＰ以上の液相粘度を有することができ、例えば１００ｋＰ以上、１０００ｋＰ以上、又は１０００ｋＰ超の液相粘度を有することができる。ガラス系基板中のＬｉ_２Ｏ含有量が高くなると、ガラス系基板組成物の液相粘度が低下する。ガラス系基板の液相粘度を約１０ｋＰ超に維持することにより、ガラス系基板の製造をフュージョン成形プラットフォームなどの様々な製造プラットフォームで行うことが可能となる。なお、フュージョン成形との適合性を確保するため、ガラス系基板の液相粘度を１００ｋＰ以上とすることが特に好ましい。液相粘度が低すぎると、ガラス系基板の製造性が損なわれる。

【0099】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、３５ｋＰ以下のジルコン分解（zircon breakdown）粘度を有することができ、例えば、３０ｋＰ以下、２５ｋＰ以下、２０ｋＰ以下、１９ｋＰ以下、１８ｋＰ以下、１７ｋＰ以下、１６ｋＰ以下、１５ｋＰ以下、１４ｋＰ以下、１３ｋＰ以下、１２ｋＰ以下、１１ｋＰ以下、１０ｋＰ以下、９ｋＰ以下、８ｋＰ以下、７ｋＰ以下、６ｋＰ以下、５ｋＰ以下、４ｋＰ以下、３ｋＰ以下、２ｋＰ以下、１ｋＰ以下、又は１ｋＰ未満のジルコン分解粘度を有することができる。ジルコン分解粘度は、ジルコン分解温度におけるガラスの粘度である。ジルコン分解粘度を３５ｋＰ以下の範囲に維持することにより、ジルコンアイソパイプなどのようなジルコンを含有する要素を用いるフュージョン成形プロセスに適合性のある組成物とすることができる。

【0100】

ガラス系基板は、任意の適切な形状を有することができる。いくつかの実施形態では、２．０ｍｍ以下の厚さを有することができ、例えば、１．９ｍｍ以下、１．８ｍｍ以下、１．７ｍｍ以下、１．６ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．４ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．２ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１ｍｍ以下、９００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、又は３００μｍ未満の厚さを有することができる。複数の実施形態において、３００μｍ以上２ｍｍ以下の厚さを有することができ、例えば、４００μｍ以上１．９ｍｍ以下、５００μｍ以上１．８ｍｍ以下、６００μｍ以上１．７ｍｍ以下、７００μｍ以上１．６ｍｍ以下、８００μｍ以上１．５ｍｍ以下、９００μｍ以上１．４ｍｍ以下、１ｍｍ以上１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、又はこれら範囲の端点から形成されるありとあらゆる部分範囲の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、板状又はシート状の形状を有することができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス系基板は、２．５次元形状又は３次元形状を有することができる。本明細書において、「２．５次元形状（2.5D shape）」は、少なくとも１つの主面の少なくとも一部が非平面であり、第２の主面が実質的に平面であるシート状の物品を指す。本明細書において、「３次元形状（3D shape）」は、互いに反対側の主面として、少なくとも一部が非平面である第１の主面と第２の主面とを有する物品を指す。ガラス系物品は、元となるガラス系基板と実質的に同様又は同一の寸法及び形状を有することができる。

【0101】

ガラス系基板は、スロット成形、フロート成形、圧延プロセス、フュージョン成形プロセスなどの任意の適切な方法で成形することができる。本発明のガラス系基板、及び該ガラス系基板から製造されるガラス系物品は、その成形方法を特徴とすることができる。例えば、ガラス系基板を、フロート成形可能な（すなわち、フロートプロセスにより成形を行う）ものや、ダウンドロー可能、特に、フュージョン成形可能又はスロットドロー可能な（すなわち、フュージョンドロープロセスやスロットドロープロセスなどのダウンドロープロセスにより成形を行う）ものとして特徴付けることができる。

【0102】

本明細書に記載のガラス系基板のいくつかの実施形態は、ダウンドロープロセスにより成形することができる。ダウンドロープロセスで製造したガラス系基板は、均一な厚さと比較的清浄な表面を有している。ガラス系基板の平均曲げ強度は、表面欠陥の量と大きさによって決まるため、接触を最小限に抑えた清浄な表面の方が初期強度が高くなる。また、ダウンドローで製造したガラス系基板は、非常に平坦かつ平滑な表面を有しているため、コストをかけて研削や研磨を行うことなく最終用途に供することができる。

【0103】

ガラス系基板のいくつかの実施形態を、フュージョン成形可能（すなわち、フュージョンドロープロセスで成形可能）と記載することもできる。フュージョンドロープロセスでは、溶融したガラス原料を受ける流路を有する延伸槽が使用される。流路の両側には、上部が開口した堰が流路の長さ方向に沿って設けられる。流路が溶融材料で満杯になると、溶融ガラスが堰を越えて溢れ出る。そして重力により、溶融ガラスは２枚のガラス膜流となって延伸槽の外面を流れ落ちる。これらの延伸槽の外面は下方にかつ内側に向かって延び、延伸槽下側の縁端で外面同士が合わさっている。２枚のガラス膜流はこの縁端で合流し、融合して１枚のガラス物品流となる。そして、このガラス膜の融合によりガラス系基板内に融合線が形成されるため、フュージョン成形ガラス系基板は、製造履歴を別途確認しなくてもこの融合線から、フュージョン成形されたものであることを識別することができる。フュージョンドロー法は、流路から越流する２枚のガラス膜を融合させる方法であるため、得られるガラス物品の外面が装置のどの部分にも接触しないという利点がある。したがって、フュージョンドローにより製造したガラス物品の表面特性は、このような接触の影響を受けることがない。

【0104】

本明細書に記載のガラス系基板の組成は、フュージョン成形プロセスと適合するように特に選択される。この適合性は、ガラス系基板組成物の液相粘度とジルコン分解粘度とに依存する。複数の実施形態において、ガラス系基板は、１００ｋＰ以上の液相粘度と３５ｋＰ以下のジルコン分解粘度とを有している。

【0105】

本明細書に記載のガラス系基板のいくつかの実施形態は、スロットドロープロセスにより成形することができる。スロットドロープロセスは、フュージョンドロー法とは全く異なるプロセスである。スロットドロープロセスでは、溶融した原料ガラスを延伸槽に供給する。延伸槽は、底部にノズルを有する開口部を備えており、ノズルは開口部の全長に延在している。溶融ガラスはスロット（ノズル）を通過して流れ、下方向に延伸されてガラス系基板の連続体となり、アニール領域に送られる。

【0106】

ガラス系物品は、ガラス系基板を任意の適切な条件下で水蒸気に曝露することにより製造することができる。曝露は、相対湿度が制御された炉などの任意の適切な装置で行うことができる。また、高圧で曝露を行ってもよく、例えば、相対湿度と圧力とが制御された炉やオートクレーブで高圧曝露を行うことができる。

【0107】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、周囲圧力より高い圧力の水蒸気含有環境にガラス系基板を曝露することにより製造することができる。曝露環境は、０．１ＭＰａを上回る圧力を有するとともに、０．０５ＭＰａ以上、例えば０．０７５ＭＰａ以上の水分分圧を有することができる。特に温度が上昇した場合に、曝露環境の圧力を高くすることにより、曝露環境中の水蒸気濃度を高くすることができる。炉やオートクレーブの内部などのように容積が一定である場合には、温度が上昇すると、ガラス系基板に拡散させてガラス系物品の形成に供することのできる水分量が低減する。したがって、水蒸気処理環境の温度が上がると、ガラス系基板への水素種の拡散速度は上昇するかもしれないが、圧力が一定のままであれば、高温での全水蒸気濃度の低下と応力緩和により、圧縮応力が低下してしまう。よって、曝露環境の温度が上昇して、例えば大気圧飽和条件を上回るような高温になったときに、飽和条件に達するまで圧力を上げれば、曝露環境の水蒸気濃度は大きく上昇する。

【0108】

大気圧（０．１ＭＰａ）での水蒸気飽和条件は９９．６１℃である。炉やオートクレーブの内部などのように容積が一定である場合には、温度が上昇すると、ガラス系基板に拡散させてガラス系物品の形成に供することのできる水分量が低減する。したがって、水蒸気処理環境の温度が上がると、ガラス系基板への水素種の拡散速度は上昇するかもしれないが、処理効果が低下してしまう恐れがある。

【0109】

よって、温度が上昇して、例えば大気圧飽和条件を上回るような高温になったときに、飽和条件に達するまで曝露環境の圧力を上げれば、曝露環境の水蒸気濃度は大きく上昇する。図３に、水蒸気の飽和条件を圧力と温度の関数で示す。図３に示すように、曲線より上側の領域は、水蒸気が凝結して液化する、望ましくない領域である。したがって、本明細書で用いる水蒸気処理条件は、好ましくは図３の曲線上の位置又は曲線より下側の位置とすることができ、さらに好ましくは、水蒸気含有量を最大化するために曲線上の位置又は曲線のすぐ下側の位置とすることができる。上記の理由から、ガラス系基板の水蒸気処理は、圧力を上げて行うことができる。

【0110】

高温高圧の条件下で製造したガラス系物品は、ヘイズのある外観となることが分かっている。ヘイズのある外観は、ガラス系物品に加入する水素種の濃度と相関しており、ガラス系物品中の水素種の濃度は、温度や圧力が高い条件になるほど高くなる。水分処理プロセス時に起こるヘイズの発生は、本明細書に記載のリチウム含有組成物を採用することによって、又は、処理条件を選択してガラス系物品に加入する水素種の量を管理することによって対処することができる。例えば、高温では、処理圧力を飽和圧力未満として、ガラス系物品における水素種の濃度を低下させることができる。水素種の濃度は、ガラス系物品に拡散させる水素種の総量を減少させることによって低下させることができ、水蒸気処理時の質量増加が抑えられていること、又は同一の質量増加量に対して層深さが大きくなっていることによって、水素種の濃度低下が起きたことを確かめることができる。ヘイズ緩和策は、組成や処理条件を組み合わせて行うことができる。

【0111】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載のリチウム含有ガラス系基板は、８５℃以上の温度の飽和蒸気環境において水蒸気処理に曝露することができる。リチウムを含有するガラス系基板は、ヘイズを発生させることなく、温度や圧力の高い、より広い処理条件範囲（process window）で処理することができるため、処理時間の短縮と強化プロセスの効率向上が可能となる。上述のヘイズ緩和策を講じながら製造したガラス系物品は、実質的にヘイズのない外観又はヘイズのない外観を有している。

【0112】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、０．１ＭＰａ以上の圧力の環境に曝露することができ、例えば、０．２ＭＰａ以上、０．３ＭＰａ以上、０．４ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以上、０．６ＭＰａ以上、０．７ＭＰａ以上、０．８ＭＰａ以上、０．９ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以上、１．１ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以上、１．３ＭＰａ以上、１．４ＭＰａ以上、１．５ＭＰａ以上、１．６ＭＰａ以上、１．７ＭＰａ以上、１．８ＭＰａ以上、１．９ＭＰａ以上、２．０ＭＰａ以上、２．１ＭＰａ以上、２．２ＭＰａ以上、２．３ＭＰａ以上、２．４ＭＰａ以上、２．５ＭＰａ以上、２．６ＭＰａ以上、２．７ＭＰａ以上、２．８ＭＰａ以上、２．９ＭＰａ以上、３．０ＭＰａ以上、３．１ＭＰａ以上、３．２ＭＰａ以上、３．３ＭＰａ以上、３．４ＭＰａ以上、３．５ＭＰａ以上、３．６ＭＰａ以上、３．７ＭＰａ以上、３．８ＭＰａ以上、３．９ＭＰａ以上、４．０ＭＰａ以上、４．１ＭＰａ以上、４．２ＭＰａ以上、４．３ＭＰａ以上、４．４ＭＰａ以上、４．５ＭＰａ以上、４．６ＭＰａ以上、４．７ＭＰａ以上、４．８ＭＰａ以上、４．９ＭＰａ以上、５．０ＭＰａ以上、５．１ＭＰａ以上、５．２ＭＰａ以上、５．３ＭＰａ以上、５．４ＭＰａ以上、５．５ＭＰａ以上、５．６ＭＰａ以上、５．７ＭＰａ以上、５．８ＭＰａ以上、５．９ＭＰａ以上、６．０ＭＰａ以上、又は６．０ＭＰａ超の圧力の環境に曝露することができる。複数の実施形態において、ガラス系基板を、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の圧力の環境に曝露することができ、例えば、０．２ＭＰａ以上２４ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以上２３ＭＰａ以下、０．４ＭＰａ以上２２ＭＰａ以下、０．５ＭＰａ以上２１ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以上１９ＭＰａ以下、０．８ＭＰａ以上１８ＭＰａ以下、０．９ＭＰａ以上１７ＭＰａ以下、１．０ＭＰａ以上１６ＭＰａ以下、１．１ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下、１．２ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下、１．４ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下、１．５ＭＰａ以上１１ＭＰａ以下、１．６ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、１．７ＭＰａ以上９ＭＰａ以下、１．８ＭＰａ以上８ＭＰａ以下、１．９ＭＰａ以上７ＭＰａ以下、１．９ＭＰａ以上６．９ＭＰａ以下、２．０ＭＰａ以上６．８ＭＰａ以下、２．１ＭＰａ以上６．７ＭＰａ以下、２．２ＭＰａ以上６．６ＭＰａ以下、２．３ＭＰａ以上６．５ＭＰａ以下、２．４ＭＰａ以上６．４ＭＰａ以下、２．５ＭＰａ以上６．３ＭＰａ以下、２．６ＭＰａ以上６．２ＭＰａ以下、２．７ＭＰａ以上６．１ＭＰａ以下、２．８ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下、２．９ＭＰａ以上５．９ＭＰａ以下、３．０ＭＰａ以上５．８ＭＰａ以下、３．１ＭＰａ以上５．７ＭＰａ以下、３．２ＭＰａ以上５．６ＭＰａ以下、３．３ＭＰａ以上５．５ＭＰａ以下、３．４ＭＰａ以上５．４ＭＰａ以下、３．５ＭＰａ以上５．３ＭＰａ以下、３．６ＭＰａ以上５．２ＭＰａ以下、３．７ＭＰａ以上５．１ＭＰａ以下、３．８ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下、３．９ＭＰａ以上４．９ＭＰａ以下、４．０ＭＰａ以上４．８ＭＰａ以下、４．１ＭＰａ以上４．７ＭＰａ以下、４．２ＭＰａ以上４．６ＭＰａ以下、４．３ＭＰａ以上４．５ＭＰａ以下、４．４ＭＰａ、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の及びすべての部分範囲内の圧力の環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、０．１ＭＰａなどの周囲圧力の環境に曝露することができる。

【0113】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、０．０５ＭＰａ以上の水分分圧を有する環境に曝露することができ、例えば、０．０７５ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、０．２ＭＰａ以上、０．３ＭＰａ以上、０．４ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以上、０．６ＭＰａ以上、０．７ＭＰａ以上、０．８ＭＰａ以上、０．９ＭＰａ以上、１．０ＭＰａ以上、１．１ＭＰａ以上、１．２ＭＰａ以上、１．３ＭＰａ以上、１．４ＭＰａ以上、１．５ＭＰａ以上、１．６ＭＰａ以上、１．７ＭＰａ以上、１．８ＭＰａ以上、１．９ＭＰａ以上、２．０ＭＰａ以上、２．１ＭＰａ以上、２．２ＭＰａ以上、２．３ＭＰａ以上、２．４ＭＰａ以上、２．５ＭＰａ以上、２．６ＭＰａ以上、２．７ＭＰａ以上、２．８ＭＰａ以上、２．９ＭＰａ以上、３．０ＭＰａ以上、３．１ＭＰａ以上、３．２ＭＰａ以上、３．３ＭＰａ以上、３．４ＭＰａ以上、３．５ＭＰａ以上、３．６ＭＰａ以上、３．７ＭＰａ以上、３．８ＭＰａ以上、３．９ＭＰａ以上、４．０ＭＰａ以上、４．１ＭＰａ以上、４．２ＭＰａ以上、４．３ＭＰａ以上、４．４ＭＰａ以上、４．５ＭＰａ以上、４．６ＭＰａ以上、４．７ＭＰａ以上、４．８ＭＰａ以上、４．９ＭＰａ以上、５．０ＭＰａ以上、５．１ＭＰａ以上、５．２ＭＰａ以上、５．３ＭＰａ以上、５．４ＭＰａ以上、５．５ＭＰａ以上、５．６ＭＰａ以上、５．７ＭＰａ以上、５．８ＭＰａ以上、５．９ＭＰａ以上、６．０ＭＰａ以上、７．０ＭＰａ以上、８．０ＭＰａ以上、９．０ＭＰａ以上、１０．０ＭＰａ以上、１１．０ＭＰａ以上、１２．０ＭＰａ以上、１３．０ＭＰａ以上、１４．０ＭＰａ以上、１５．０ＭＰａ以上、１６．０ＭＰａ以上、１７．０ＭＰａ以上、１８．０ＭＰａ以上、１９．０ＭＰａ以上、２０．０ＭＰａ以上、２１．０ＭＰａ以上、２２．０ＭＰａ以上、又は２２．０ＭＰａ超の水分分圧を有する環境に曝露することができる。複数の実施形態において、ガラス系基板を、０．０５ＭＰａ以上２２ＭＰａ以下の水分分圧を有する環境に曝露することができ、例えば、０．０７５ＭＰａ以上２２ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以上２１ＭＰａ以下、０．２ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下、０．３ＭＰａ以上１９ＭＰａ以下、０．４ＭＰａ以上１８ＭＰａ以下、０．５ＭＰａ以上１７ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以上１６ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下、０．８ＭＰａ以上１４ＭＰａ以下、０．９ＭＰａ以上１３ＭＰａ以下、１．０ＭＰａ以上１２ＭＰａ以下、１．１ＭＰａ以上１１ＭＰａ以下、１．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、１．３ＭＰａ以上９ＭＰａ以下、１．４ＭＰａ以上８ＭＰａ以下、１．５ＭＰａ以上７ＭＰａ以下、１．６ＭＰａ以上６．９ＭＰａ以下、１．７ＭＰａ以上６．８ＭＰａ以下、１．８ＭＰａ以上６．７ＭＰａ以下、１．９ＭＰａ以上６．６ＭＰａ以下、２．０ＭＰａ以上６．５ＭＰａ以下、２．１ＭＰａ以上６．４ＭＰａ以下、２．２ＭＰａ以上６．３ＭＰａ以下、２．３ＭＰａ以上６．２ＭＰａ以下、２．４ＭＰａ以上６．１ＭＰａ以下、２．５ＭＰａ以上６．０ＭＰａ以下、２．６ＭＰａ以上５．９ＭＰａ以下、２．７ＭＰａ以上５．８ＭＰａ以下、２．８ＭＰａ以上５．７ＭＰａ以下、２．９ＭＰａ以上５．６ＭＰａ以下、３．０ＭＰａ以上５．５ＭＰａ以下、３．１ＭＰａ以上５．４ＭＰａ以下、３．２ＭＰａ以上５．３ＭＰａ以下、３．３ＭＰａ以上５．２ＭＰａ以下、３．４ＭＰａ以上５．１ＭＰａ以下、３．５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ以下、３．６ＭＰａ以上４．９ＭＰａ以下、３．７ＭＰａ以上４．８ＭＰａ以下、３．８ＭＰａ以上４．７ＭＰａ以下、３．９ＭＰａ以上４．６ＭＰａ以下、４．０ＭＰａ以上４．５ＭＰａ以下、４．１ＭＰａ以上４．４ＭＰａ以下、４．２ＭＰａ以上４．３ＭＰａ以下、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の及びすべての部分範囲内の水分分圧を有する環境に曝露することができる。

【0114】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、１０％以上の相対湿度を有する環境に曝露することができ、例えば、２５％以上、５０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、９９％以上、又は９９％超の相対湿度を有する環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、１００％の相対湿度を有する環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、曝露環境を飽和蒸気環境とすることができる。

【0115】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、８５℃以上の温度を有する環境に曝露することができ、例えば、９０℃以上、１００℃以上、１１０℃以上、１２０℃以上、１３０℃以上、１４０℃以上、１５０℃以上、１６０℃以上、１７０℃以上、１８０℃以上、１９０℃以上、２００℃以上、２１０℃以上、２２０℃以上、２３０℃以上、２４０℃以上、２５０℃以上、２６０℃以上、２７０℃以上、２８０℃以上、２９０℃以上、３００℃以上、３１０℃以上、３２０℃以上、３３０℃以上、３４０℃以上、３５０℃以上、３６０℃以上、３７０℃以上、３８０℃以上、３９０℃以上、４００℃以上、又は４００℃超の温度を有する環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、８５℃以上４００℃以下の温度を有する環境に曝露することができ、例えば、１００℃以上３９０℃以下、１１０℃以上３８０℃以下、１１５℃以上３７０℃以下、１２０℃以上３６０℃以下、１２５℃以上３５０℃以下、１３０℃以上３４０℃以下、１３５℃以上３３０℃以下、１４０℃以上３２０℃以下、１４５℃以上３１０℃以下、１５０℃以上３００℃以下、１５５℃以上２９５℃以下、１６０℃以上２９０℃以下、１６５℃以上２８５℃以下、１７０℃以上２８０℃以下、１７５℃以上２７５℃以下、１８０℃以上２７０℃以下、１８５℃以上２６５℃以下、１９０℃以上２６０℃以下、１９５℃以上２５５℃以下、２００℃以上２５０℃以下、２０５℃以上２４５℃以下、２１０℃以上２４０℃以下、２１５℃以上２３５℃以下、２２０℃以上２３０℃以下、２２０℃以上２２５℃以下、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の及びすべての部分範囲内の温度を有する環境に曝露することができる。

【0116】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板が所望の程度の水素含有種の拡散を起こして所望の圧縮応力層を生成するのに十分な時間にわたり、ガラス系基板を水蒸気含有環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、２時間以上にわたって水蒸気含有環境に曝露することができ、例えば、４時間以上、６時間以上、８時間以上、１０時間以上、１２時間以上、１４時間以上、１６時間以上、１８時間以上、２０時間以上、２２時間以上、２４時間以上、３０時間以上、３６時間以上、４２時間以上、４８時間以上、５４時間以上、６０時間以上、６６時間以上、７２時間以上、７８時間以上、８４時間以上、９０時間以上、９６時間以上、１０２時間以上、１０８時間以上、１１４時間以上、１２０時間以上、１２６時間以上、１３２時間以上、１３８時間以上、１４４時間以上、１５０時間以上、１５６時間以上、１６２時間以上、１６８時間以上、又は１６８時間超にわたって水蒸気含有環境に曝露することができる。いくつかの実施形態では、ガラス系基板は、２時間以上１０日以下の期間にわたって水蒸気含有環境に曝露することができ、例えば、４時間以上９日以下、６時間以上８日以下、８時間以上１６８時間以下、１０時間以上１６２時間以下、１２時間以上１５６時間以下、１４時間以上１５０時間以下、１６時間以上１４４時間以下、１８時間以上１３８時間以下、２０時間以上１３２時間以下、２２時間以上１２６時間以下、２４時間以上１２０時間以下、３０時間以上１１４時間以下、３６時間以上１０８時間以下、４２時間以上１０２時間以下、４８時間以上９６時間以下、５４時間以上９０時間以下、６０時間以上８４時間以下、６６時間以上７８時間以下、７２時間、又はこれら範囲のいずれかの端点から形成される任意の及びすべての部分範囲内の期間にわたって水蒸気含有環境に曝露することができる。

【0117】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板を、複数の水蒸気含有環境に曝露することができる。複数の実施形態において、ガラス系基板を第１の環境に曝露して、第１のガラス系物品を形成することができる。第１のガラス系物品は、第１のガラス系物品の表面から第１の圧縮深さまで延在する第１の圧縮応力層を有している。そして次に、第１のガラス系物品を第２の環境に曝露して、第２のガラス系物品を形成することができる。第２のガラス系物品は、第２のガラス系物品の表面から第２の圧縮深さまで延在する第２の圧縮応力層を有している。第１の環境は、第１の水分分圧と第１の温度とを有しており、ガラス系基板の第１の環境への曝露は、第１の期間にわたって行う。第２の環境は、第２の水分分圧と第２の温度とを有しており、第１のガラス系物品の第２の環境への曝露は、第２の期間にわたって行う。

【0118】

第１の水分分圧及び第２の水分分圧は、任意の適切な分圧とすることができ、例えば、０．０５ＭＰａ以上又は０．０７５ＭＰａ以上とすることができる。第１の水分分圧及び第２の水分分圧は、本明細書において処理方法で採用する水分分圧に関して開示した値のうちのいずれかの値をとることができる。また、複数の実施形態において、第１の環境及び第２の環境は、独立に、１０％以上の相対湿度を有することができ、例えば、２５％以上、５０％以上、７５％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上の相対湿度、又は１００％に等しい相対湿度を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の環境及び第２の環境の少なくとも一方が、１００％の相対湿度を有する。複数の実施形態において、第１の環境及び第２の環境を、独立に、飽和蒸気環境とすることができる。

【0119】

第１の圧縮応力層は、第１の最大圧縮応力を有し、第２の圧縮応力層は、第２の最大圧縮応力を有している。複数の実施形態において、第１の最大圧縮応力は、第２の最大圧縮応力よりも小さい。第２の最大圧縮応力は、多段階イオン交換又は混合浴イオン交換技術により形成されるタイプの圧縮応力の「急上昇（spike）」に匹敵し得るものである。第１の最大圧縮応力及び第２の最大圧縮応力は、本明細書においてガラス系物品の圧縮応力に関して開示した値のうちのいずれかの値をとることができる。複数の実施形態において、第２の最大圧縮応力は、５０ＭＰａ以上とすることができる。

【0120】

第１の圧縮深さは、第２の圧縮深さ以下とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の圧縮深さは、第２の圧縮深さよりも小さい。第１の圧縮深さ及び第２の圧縮深さは、本明細書において圧縮深さに関して開示した値のうちのいずれかの値をとることができる。複数の実施形態において、第２の圧縮深さは５μｍを上回る。

【0121】

第１の温度は、第２の温度以上とすることができる。複数の実施形態において、第１の温度は、第２の温度よりも高い。第１の温度及び第２の温度は、処理方法に関連して開示した温度のうちのいずれかの温度とすることができる。

【0122】

第１の期間は、第２の期間以下とすることができる。複数の実施形態において、第１の期間は、第２の期間よりも短い。第１の期間及び第２の期間は、高圧処理方法に関連して開示した期間のうちのいずれかの期間とすることができる。

【0123】

複数の実施形態において、水蒸気含有環境への多重曝露のうちいずれか又はすべての曝露を高圧で行うことができる。例えば、第１の環境と第２の環境の少なくとも一方が、０．１ＭＰａを上回る圧力を有することができる。第１の環境及び第２の環境は、処理方法に関連して開示した圧力のうちのいずれかの圧力を有することができる。

【0124】

いくつかの実施形態では、多重水蒸気環境曝露法において、３つ以上の曝露環境を用いることができる。複数の実施形態において、第２のガラス系物品を、第３の環境に曝露して、第３のガラス系物品を形成することができる。第３の環境は、第３の水分分圧と第３の温度とを有しており、第２のガラス系物品の第３の環境への曝露は、第３の期間にわたって行う。第３のガラス系物品は、第３のガラス系物品の表面から第３の圧縮深さまで延在し、第３の最大圧縮応力を有する第３の圧縮応力層を有している。第３の水分分圧は、０．０５ＭＰａ以上又は０．０７５ＭＰａ以上とすることができる。第３の環境及び第３のガラス系物品の任意の特性の値は、高圧処理方法に関連して開示した対応する特性の値から選択することができる。

【0125】

いくつかの実施形態では、第１の期間の終了後かつ第２の環境への曝露の前に、第１のガラス系物品を周囲温度まで冷却したり、又は他の方法で第１のガラス系物品を第１の環境から取り出したりすることができる。いくつかの実施形態では、第１の期間の終了後、第１のガラス系物品を周囲温度まで冷却したり、水蒸気含有環境から取り出したりすることなく、第１のガラス系物品を第１の環境内に残したまま第１の環境条件を第２の環境条件に変更することもできる。

【0126】

本明細書に開示のガラス系物品の製造方法では、アルカリイオン源を用いたイオン交換処理を行う必要がない。複数の実施形態において、ガラス系物品は、アルカリイオン源とのイオン交換を含まない方法により製造される。換言すれば、いくつかの実施形態では、ガラス系基板及びガラス系物品に対して、アルカリイオン源を用いたイオン交換処理を行わない。

【0127】

曝露条件を変更して、ガラス系基板に所望の量の水素含有種を拡散させるのに要する時間を短縮することもできる。例えば、温度や相対湿度を高くして、ガラス系基板内への水素含有種の拡散度と層深さが所望の拡散度や層深さになるまでに要する時間を短縮することができる。

【0128】

本明細書に開示の方法及びガラス系基板組成物により、実質的にヘイズのない又はヘイズのない外観を有するガラス系物品を製造することができる。

【0129】

例示的な実施形態
本明細書に記載のガラス系物品の形成に特に適したガラス組成物から、ガラス系基板を形成した。そのガラス組成物を以下の表１に示す（実施例Ａ～Ｖ）。ガラス組成物の密度は、ＡＳＴＭ規格Ｃ６９３－９３（２０１３）の浮力法を用いて測定した。歪点及びアニール点は、ＡＳＴＭ規格Ｃ５９８－９３（２０１３）のビーム曲げ粘度法を用いて測定した。ヤング率の値は、ＡＳＴＭ規格Ｅ２００１－１３「金属及び非金属部品の欠陥を検出するための共振超音波スペクトロスコピー法標準ガイド（Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts）」に記載の汎用型の共振超音波スペクトロスコピー法により測定した値を示している。応力光学係数（ＳＯＣ）は、ＡＳＴＭ規格Ｃ７７０－１６「ガラスの応力光学係数測定の標準試験法（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient）」に記載の手順Ｃ（ガラスディスク法）に従って測定した。屈折率は、５８９．３ｎｍの波長で測定した。液相温度は、ＡＳＴＭ規格Ｃ８２９－８１（２０１５）「勾配炉法によるガラスの液相温度測定の標準実施法（Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method）」に従って測定した。液相粘度は、測定した液相温度（Ｔ）から、下記式により求めた：
ｌｏｇ_１０η＝Ａ＋Ｂ／（Ｔ－Ｔ_０）
式中、ここで、ηは粘度であり、Ａ、Ｂ、Ｔ_０は、高温粘度（high-temperature viscosity：ＨＴＶ）測定からフィッティングにより求めた。高温粘度は、ＡＳＴＭ規格Ｃ９６５－９６（２０１２）「軟化点より高い温度でのガラスの粘度測定の標準実施法（Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point）」に従って回転粘度計で測定した。ジルコン分解温度は、耐火性のジルコン片をガラス屑で囲んだＰｔ／Ｒｈボート内に入れ、液相温度と同様に測定した。７２時間の試験時間後、試験スラブを偏光顕微鏡、反射光顕微鏡、走査電子顕微鏡で観察して二次ジルコニアを検出し、ジルコニアを生成した温度を特定した。ジルコン分解粘度は、上述の液相粘度と同様に、測定したジルコン分解温度から求めた。

【0130】

【表1-1】

【0131】

【表1-2】

【0132】

【表1-3】

【0133】

表１に示す組成を有する試料（実施例Ａ～Ｔ）を水蒸気含有環境に曝露し、圧縮応力層を有するガラス物品を形成した。試料の蒸気処理への曝露は、圧力１．６ＭＰａ、温度２００℃で１６時間にわたり行った。曝露環境は飽和状態であった。これにより得た最大圧縮応力と圧縮深さを表面応力計（ＦＳＭ）で測定した結果を表２に示す。なお、応力光学係数（ＳＯＣ）や屈折率（ＲＩ）を取得できない場合には、それらのデフォルト値である応力光学係数３．０ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａや屈折率１．５を使用して測定を行った。処理後の物品の水素含有層の深さは、測定した圧縮深さ（ＤＯＣ）以上であった。

【0134】

【表2】

【0135】

表１に示す組成を有する試料（実施例Ｇ～Ｔ）を水蒸気含有環境に曝露し、圧縮応力層を有するガラス物品を形成した。試料の蒸気処理への曝露は、圧力２．６ＭＰａ、温度２２５℃で１６時間にわたり行った。曝露環境は飽和状態であった。これにより得た最大圧縮応力と圧縮深さを表面応力計（ＦＳＭ）で測定した結果を表３に示す。なお、応力光学係数（ＳＯＣ）や屈折率（ＲＩ）を取得できない場合には、それらのデフォルト値である応力光学係数３．０ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａや屈折率１．５を使用して測定を行った。処理後の物品の水素含有層の深さは、測定した圧縮深さ（ＤＯＣ）以上であった。

【0136】

【表3】

【0137】

表１に示す組成を有する試料（実施例Ｄ～Ｔ）を水蒸気含有環境に曝露し、圧縮応力層を有するガラス物品を形成した。試料の蒸気処理への曝露は、圧力０．７６ＭＰａ、温度１７５℃で９６時間にわたり行った。これにより得た最大圧縮応力と圧縮深さを表面応力計（ＦＳＭ）で測定した結果を表４に示す。なお、応力光学係数（ＳＯＣ）や屈折率（ＲＩ）を取得できない場合には、それらのデフォルト値である応力光学係数３．０ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａや屈折率１．５を使用して測定を行った。処理後の物品の水素含有層の深さは、測定した圧縮深さ（ＤＯＣ）以上であった。

【0138】

【表4】

【0139】

表１に示す組成を有する試料（実施例Ａ～Ｔ）を水蒸気含有環境に曝露し、圧縮応力層を有するガラス物品を形成した。試料の蒸気処理への曝露は、圧力０．１ＭＰａ、温度３００℃で１６時間にわたり行った。これにより得た最大圧縮応力と圧縮深さを表面応力計（ＦＳＭ）で測定した結果を表５に示す。なお、応力光学係数（ＳＯＣ）や屈折率（ＲＩ）を取得できない場合には、それらのデフォルト値である応力光学係数３．０ｎｍ／ｍｍ／ＭＰａや屈折率１．５を使用して測定を行った。処理後の物品の水素含有層の深さは、測定した圧縮深さ（ＤＯＣ）以上であった。

【0140】

【表5】

【0141】

表６に示す組成で比較例を調製した（比較例１～５）。比較例の製造はガラス溶融装置で行い、ガラス融液の組成を徐々に変化させながら、所望の組成となるように製造した。比較例４を除くすべての比較例の組成物において、有意量の玉鎖状白金欠陥が見られた。また、比較例４は、含まれるリンが不十分であったため所望の水素種拡散性が得られず、またやはりリン含有量不足のため、フュージョン成形粘度ではジルコン装置との適合性に欠けると認められた。また、これらの比較ガラス組成物は、いずれもＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３比が１．４を上回っており、比較例４を除いて、（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３比が１．９を上回っていることを確認した。

【0142】

【表6】

【0143】

図４に、測定した玉鎖状白金欠陥（１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり）の数をリン（Ｐ_２Ｏ_５）含有量の関数として示す。図４に示すように、Ｐ_２Ｏ_５含有量が約６モル％を超えるガラスには、問題の玉鎖状白金欠陥が含まれている。なお、玉鎖状白金欠陥の測定は、幅１２ｃｍ、長さ５０ｃｍ、厚さ０．４ｃｍ、質量約１．２５ポンド（０．５７ｋｇ）のガラス片で行った。そして、観察で得た欠陥数を検査対象のガラスの質量で正規化し、表に示す１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たりの玉鎖状白金欠陥の数を求めた。図５に、１０ｘの倍率で検出した玉鎖状白金欠陥を示す。

【0144】

さらに、表７に示す組成で追加の比較例を調製した（比較例６Ａ～６Ｆ）。比較例の製造はガラス溶融装置で行い、ガラス融液の組成を徐々に変化させながら、所望の組成となるように製造した。これらの比較例の組成物は、いずれも相当量の相分離を有していた。また、これらの比較ガラス組成物は、いずれもＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３比が１．４を上回っており、（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３比が１．９を上回っていることを確認した。

【0145】

【表7】

【0146】

図６Ａは、表１の本発明のガラス組成物（実施例Ｖ）と比較ガラス組成物（比較例６Ａ～６Ｆ）についての、拡散散乱透過率（％）対波長（すなわち、３００ｎｍ～８５０ｎｍ）プロット図である。図６Ｂは、上記と同じガラス組成物についての散乱比（％）対波長プロット図である。図６Ａ及び図６Ｂに示す測定は、厚さ１ｍｍの試料を用いて、積分球又は標準軸検出器を備えた紫外可視近赤外（UV-Vis-NIR）分光光度計により行った。図６Ａ及び図６Ｂには、３００ｎｍ～８５０ｎｍの光波長を使用したデータを示しているが、３８０～７８０ｎｍや４００～７００ｎｍといったより一般的な可視波長域でもデータの分析を行った。さらに、図６Ａに示す拡散散乱透過率（％）のデータは、分光光度計で生成したものである。図６Ｂに示す散乱比（％）については、図６Ａに示す拡散透過率をＴ_diffuse、試料の全透過率をＴ_totalとした場合に、（Ｔ_diffuse（％）／Ｔ_total（％））×１００で与えられる値である。図６Ａ及び図６Ｂに示すデータに関して、相分離を示す比較ガラス組成物（比較例６Ａ～６Ｆ）は、３００ｎｍにおける散乱比と拡散透過率がともに０．２％を大きく上回っており、一方、本発明のガラス組成物（実施例Ｖ）は、３００ｎｍにおける散乱比と拡散透過率が０．２％を下回っていることが分かる。よって、散乱比や拡散透過率の測定値を用いて、本開示のガラス組成物における相分離の程度を定量化することができる。理論に束縛されるものではないが、１ｍｍとは異なる厚みを有する試料では、相分離の閾値も０．２％から変化すると考えられる。

【0147】

ここで図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、図７Ａ及び図７Ｂは、相分離の所見がある２つの比較ガラス組成物の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示しており、図７Ａが比較例６Ｂの画像、図７Ｂが比較例６Ｃの画像を示す（上記表７も参照されたい）。これらの画像は、上記の比較試料を断面切断し、その断面に導電性炭素被膜を蒸着した後、Ｚｅｉｓｓ Ｇｅｍｉｎｉ ＳＥＭ ４５０を用いて２ｋＶ、最大１００ｋｘの倍率で撮像したものである。これらのＳＥＭ画像から明らかなように、上記の比較ガラス組成物では、約１０～４０ｎｍの範囲の二次相が見られる。

【0148】

以上、典型的な実施形態を説明の目的で記載したが、上述の説明は、本開示又は添付の特許請求の範囲を限定するものと見なすべきではない。したがって、当業者であれば、本開示又は添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲で、様々な変形例、修正例、及び代替例を想到するものと考えられる。

【0149】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0150】

実施形態１
ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層と、
前記ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、
前記組成は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含み、
前記圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、
前記水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から前記層深さに向かって減少し、
前記層深さが５μｍを上回っている、ガラス系物品。

【0151】

実施形態２
融合線をさらに有している、実施形態１に記載のガラス系物品。

【0152】

実施形態３
前記ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、実施形態１又は２に記載のガラス系物品。

【0153】

実施形態４
前記ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、実施形態１又は２に記載のガラス系物品。

【0154】

実施形態５
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、実施形態１～４のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0155】

実施形態６
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、Ｎａ_２Ｏをさらに含む、実施形態１～５のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0156】

実施形態７
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、ＳｎＯ_２をさらに含む、実施形態１～６のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0157】

実施形態８
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、実施形態１～７のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0158】

実施形態９
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、
５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、
１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、
６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、
を含む、実施形態１～８のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0159】

実施形態１０
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、実施形態１～９のいずれかに記載のガラス系物品。

【0160】

実施形態１１
前記ガラス系物品の中心部の前記組成が、０モル％超３．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、実施形態１～１０のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0161】

実施形態１２
前記ガラス系物品の中心部の前記組成と同一の組成を有するガラスのジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、実施形態１～１１のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0162】

実施形態１３
前記ガラス系物品の中心部の前記組成と同一の組成を有するガラスの液相粘度が１００ｋＰ以上である、実施形態１～１２のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0163】

実施形態１４
前記ガラス系物品が実質的にヘイズのない外観を有している、実施形態１～１３のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0164】

実施形態１５
前記圧縮深さが５μｍを上回っている、実施形態１～１４のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0165】

実施形態１６
前記圧縮応力層が、２００ＭＰａ以上の圧縮応力を有している、実施形態１～１５のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0166】

実施形態１７
前記組成が、一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３を有している、実施形態１～１６のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0167】

実施形態１８
前面、背面及び側面を有する筐体と、
前記筐体の内部に少なくとも一部が収容される電気部品であって、コントローラ、メモリ、及び前記筐体の前記前面またはその隣接部に設けられるディスプレイを少なくとも含む電気部品と、
ディスプレイを覆うように配置されるカバー基板と、
を備える消費者向け電子機器製品であって、
前記筐体及び前記カバー基板の少なくとも一方が、その少なくとも一部に、実施形態１～１７のいずれか１つに記載の前記ガラス系物品を備えている、消費者向け電子機器製品。

【0168】

実施形態１９
ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層と、
前記ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、
前記組成は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含み、
前記圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、
前記水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から前記層深さに向かって減少し、
前記層深さが５μｍを上回っている、ガラス系物品。

【0169】

実施形態２０
前記ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、実施形態１９に記載のガラス系物品。

【0170】

実施形態２１
前記ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、実施形態１９又は２０に記載のガラス系物品。

【0171】

実施形態２２
ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層と、
前記ガラス系物品の中心部の組成と、を有しており、
前記組成は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、を含み、
前記圧縮応力層は、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有し、
前記水素含有層の水素濃度は、最大水素濃度から前記層深さに向かって減少し、
前記層深さが５μｍを上回っている、ガラス系物品。

【0172】

実施形態２３
前記ガラス系物品が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、実施形態２２に記載のガラス系物品。

【0173】

実施形態２４
前記ガラス系物品が実質的には相分離を示さない、実施形態２２又は２３に記載のガラス系物品。

【0174】

実施形態２５
ガラス系基板を、０．１ＭＰａ以上の圧力と、０．０５ＭＰａ以上の水分分圧と、８５℃超の温度を有する処理環境に曝露することにより、ガラス系物品を形成するステップを含む方法であって、
前記ガラス系基板は、
ＳｉＯ_２と、
Ａｌ_２Ｏ_３と、
Ｋ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４以下のＲ_２Ｏ／Ａｌ_２Ｏ_３と、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、を含み、
前記ガラス系物品は、
前記ガラス系物品の表面から圧縮深さまで延在する圧縮応力層であって、２５ＭＰａ以上の圧縮応力を有する圧縮応力層と、
前記ガラス系物品の前記表面から層深さまで延在する水素含有層であって、該水素含有層の水素濃度が最大水素濃度から前記層深さに向かって減少する、水素含有層と、を有しており、
前記層深さが５μｍを上回っている、方法。

【0175】

実施形態２６
前記処理環境が飽和蒸気環境である、実施形態２５に記載の方法。

【0176】

実施形態２７
前記処理環境が１ＭＰａ以上の圧力を有している、実施形態２５又は２６に記載の方法。

【0177】

実施形態２８
前記処理環境が１５０℃以上の温度を有している、実施形態２５～２７のいずれか１つに記載の方法。

【0178】

実施形態２９
前記ガラス系基板をフュージョン成形プロセスにより製造するステップをさらに含む、実施形態２５～２８のいずれか１つに記載の方法。

【0179】

実施形態３０
前記ガラス系基板に対して、アルカリイオン源を用いたイオン交換処理を行わない、実施形態２５～２９のいずれか１つに記載の方法。

【0180】

実施形態３１
前記ガラス系基板が、Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、実施形態２５～３０のいずれか１つに記載の方法。

【0181】

実施形態３２
前記ガラス系基板が、Ｎａ_２Ｏをさらに含む、実施形態２５～３１のいずれか１つに記載の方法。

【0182】

実施形態３３
前記ガラス系基板が、ＳｎＯ_２をさらに含む、実施形態２５～３２のいずれか１つに記載の方法。

【0183】

実施形態３４
前記ガラス系基板が、０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、実施形態２５～３３のいずれか１つに記載の方法。

【0184】

実施形態３５
前記ガラス系基板が、
５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、
１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、
６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、
を含む、実施形態２５～３４のいずれか１つに記載の方法。

【0185】

実施形態３６
前記ガラス系基板が、４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、実施形態２５～３５のいずれか１つに記載の方法。

【0186】

実施形態３７
前記ガラス系基板が、０モル％超３．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、実施形態２５～３６のいずれか１つに記載の方法。

【0187】

実施形態３８
前記ガラス系基板が融合線を有している、実施形態２５～３７のいずれか１つに記載の方法。

【0188】

実施形態３９
前記ガラス系基板が含む玉鎖状白金欠陥が、１ポンド（約０．４５ｋｇ）当たり１個未満である、実施形態２５～３８のいずれか１つに記載の方法。

【0189】

実施形態４０
前記ガラス系基板のジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、実施形態２５～３９のいずれか１つに記載の方法。

【0190】

実施形態４１
前記ガラス系基板の液相粘度が１００ｋＰ以上である、実施形態２５～４０のいずれか１つに記載の方法。

【0191】

実施形態４２
前記ガラス系物品が実質的にヘイズのない外観を有している、実施形態２５～４１のいずれか１つに記載の方法。

【0192】

実施形態４３
前記圧縮深さが５μｍを上回っている、実施形態２５～４２のいずれか１つに記載の方法。

【0193】

実施形態４４
前記圧縮応力層が、２００ＭＰａ以上の圧縮応力を有している、実施形態２５～４３のいずれか１つに記載の方法。

【0194】

実施形態４５
５５．０モル％以上６５．０モル％以下のＳｉＯ_２と、
１０．０モル％以上１５．０モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３と、
０モル％以上１０．０モル％以下のＢ_２Ｏ_３と、
６．０モル％以上１５．０モル％以下のＫ_２Ｏと、
３．５モル％以上６．０モル％以下のＰ_２Ｏ_５と、
２．０モル％以上５．０モル％以下のＬｉ_２Ｏと、
一価の金属酸化物の総量をＲ_２Ｏとした場合に、１．４＜（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３＜１．９の（Ｒ_２Ｏ＋Ｐ_２Ｏ_５）／Ａｌ_２Ｏ_３と、
を含むガラス。

【0195】

実施形態４６
０．１８以下のアルカリ修飾物質の平均電界強度を有している、実施形態４５に記載のガラス。

【0196】

実施形態４７
４．５モル％以上５．５モル％以下のＰ_２Ｏ_５を含む、実施形態４５又は４６に記載のガラス。

【0197】

実施形態４８
Ｂ_２Ｏ_３をさらに含む、実施形態４５～４７のいずれか１つに記載のガラス。

【0198】

実施形態４９
０モル％超３モル％以下のＢ_２Ｏ_３をさらに含む、実施形態４５～４８のいずれか１つに記載のガラス。

【0199】

実施形態５０
Ｎａ_２Ｏをさらに含む、実施形態４５～４９のいずれか１つに記載のガラス。

【0200】

実施形態５１
０モル％以上１１モル％以下のＮａ_２Ｏをさらに含む、実施形態４５～５０のいずれか１つに記載のガラス。

【0201】

実施形態５２
ＳｎＯ_２をさらに含む、実施形態４５～５１のいずれか１つに記載のガラス。

【0202】

実施形態５３
ジルコン分解粘度が３５ｋＰ以下である、実施形態４５～５２のいずれか１つに記載のガラス。

【0203】

実施形態５４
液相粘度が１００ｋＰ以上である、実施形態４５～５３のいずれか１つに記載のガラス。

【符号の説明】

【0204】

１００ ガラス系物品
１１０ 第１の表面
１１２ 第２の表面
１２０ 第１の圧縮応力層
１２２ 第２の圧縮応力層
１３０ 引張応力領域
２００ 消費者向け電子デバイス
２０２ 筐体
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバープレート

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】