特表 2023-551815 ポアソン比が高いガラス組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-13

(54)【発明の名称】ポアソン比が高いガラス組成物

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/091 20060101AFI20231206BHJP

   C03C 3/087 20060101ALI20231206BHJP

   C03C 3/085 20060101ALI20231206BHJP

   C03C 3/064 20060101ALI20231206BHJP

   C03C 3/062 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

C03C3/091

C03C3/087

C03C3/085

C03C3/064

C03C3/062

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023531542

(86)(22)【出願日】2021-11-24

(85)【翻訳文提出日】2023-07-21

(86)【国際出願番号】 US2021060755

(87)【国際公開番号】W WO2022115555

(87)【国際公開日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】63/119,062

(32)【優先日】2020-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】グオ，シアオジュー

(72)【発明者】

【氏名】レッツィ，ピーター ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】ルオ，ジエン

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA01

4G062BB01

4G062CC10

4G062DA05

4G062DA06

4G062DB03

4G062DB04

4G062DC01

4G062DC02

4G062DC03

4G062DC04

4G062DD01

4G062DE01

4G062DF01

4G062EA03

4G062EA04

4G062EB03

4G062EC01

4G062EC02

4G062ED03

4G062ED04

4G062ED05

4G062EE01

4G062EE02

4G062EE03

4G062EF01

4G062EG01

4G062FA01

4G062FA10

4G062FB01

4G062FC01

4G062FD01

4G062FE01

4G062FE02

4G062FF01

4G062FG01

4G062FH01

4G062FJ01

4G062FK01

4G062FL01

4G062GA01

4G062GA10

4G062GB01

4G062GC01

4G062GD01

4G062GE01

4G062HH01

4G062HH03

4G062HH05

4G062HH07

4G062HH09

4G062HH11

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062HH20

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM27

4G062NN33

(57)【要約】

ガラス組成物は、５０モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ_２、２モル％以上から２５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、１モル％以上から４０モル％以下のＭｇＯ、３モル％以上から１７モル％以下のＬｉ_２Ｏ、および１モル％以上から１０モル％以下のＮａ_２Ｏを含む。そのガラス組成物は、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３を実質的に含まない。そのガラス組成物は、０．２４以上のポアソン比を有する。そのガラス組成物は、イオン交換可能である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３４モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ_２、
２モル％以上から２５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
１モル％以上から４０モル％以下のＭｇＯ、
１モル％以上から１０モル％以下のＮａ_２Ｏ、および
３モル％以上から１７モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
を含むガラスであって、
前記ガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３を実質的に含まず、０．２４以上のポアソン比を有する、ガラス。

【請求項2】

前記ポアソン比が０．２５以上である、請求項１記載のガラス。

【請求項3】

前記ポアソン比が０．３０以下である、請求項１または２記載のガラス。

【請求項4】

２モル％以上から１６モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、請求項１から３いずれか１項記載のガラス。

【請求項5】

１モル％以上から６モル％以下のＣａＯを含む、請求項１から４いずれか１項記載のガラス。

【請求項6】

０モル％以上から１モル％以下のＫ_２Ｏを含む、請求項１から５いずれか１項記載のガラス。

【請求項7】

０モル％以上から０．２モル％以下のＳｎＯ_２を含む、請求項１から６いずれか１項記載のガラス。

【請求項8】

前記ガラスが、ＣａＯ、Ｋ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＨｆＯ_２、およびＺｒＯ_２の少なくとも１つを実質的に含まない、請求項１から７いずれか１項記載のガラス。

【請求項9】

前記ガラスが、７５ＧＰａ以上から１０５ＧＰａ以下のヤング率を有する、請求項１から８いずれか１項記載のガラス。

【請求項10】

前記ガラスが、３０ＧＰａ以上から４１ＧＰａ以下の剛性率を有する、請求項１から９いずれか１項記載のガラス。

【発明の詳細な説明】

【優先権】

【0001】

本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０２０年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／１１９０６２号の恩恵を主張するものである。

【技術分野】

【0002】

本明細書は、広く、電子機器用のカバーガラスとして使用するのに適したガラス組成物に関する。より詳しくは、本明細書は、電子機器用のカバーガラスに成形できるイオン交換可能なガラスに関する。

【背景技術】

【0003】

スマートフォン、タブレット、携帯型メディアプレーヤー、パーソナルコンピュータ、およびカメラなどの携帯型機器は、性質上、持ち運べるので、特に、地面などの硬い表面に偶発的に落下し易い。これらの機器には、典型的に、カバーガラスが組み込まれ、このカバーガラスは、硬い表面と衝突した際に、損傷を受けることがある。これらの機器の多くでは、カバーガラスは、ディスプレイカバーの機能を果たし、タッチ機能を備えることがあり、よって、カバーガラスが損傷を受けると、機器の使用が悪影響を受けてしまう。

【0004】

関連する携帯機器が硬い表面に落とされたときのカバーガラスの破壊モードは、主に２つある。モードの１つは屈曲破壊であり、これは、機器が、硬い表面との衝突による動荷重に曝されたときのガラスの曲げにより生じる。他のモードは急激な接触破壊であり、これは、ガラス表面への損傷の導入により生じる。アスファルト、花崗岩などの硬い粗面とガラスが衝突すると、ガラス表面に鋭い圧痕が生じ得る。これらの圧痕は、ガラス表面の破壊部位となり、そこから、亀裂が発生し伝播することがある。

【0005】

ガラスは、ガラス表面に圧縮応力を導入することを含む、イオン交換技術によって、屈曲破壊に耐性を持たせることができる。しかしながら、イオン交換済みのガラスは、それでも、急激な接触でガラス内の局所的な圧痕により生じる高度の応力集中のために、動的で急激な接触を受けやすくなる。

【0006】

ガラスメーカーと手持ち型機器の製造業者は、急激な接触破壊に対する手持ち型機器の耐性を改善するために持続的に取り組んできた。解決策は、カバーガラスへのコーティングから、機器が硬い表面に落とされたときに、カバーガラスが硬い表面に直接衝突するのを防ぐベゼルまでに及ぶ。しかしながら、審美的要件と機能的要件の制約のために、カバーガラスが硬い表面に衝突するのを完全に防ぐことは非常に難しい。

【0007】

携帯型機器ができるだけ薄いことも望ましい。したがって、強度に加え、携帯型機器においてカバーガラスとして使用すべきガラスは、できるだけ薄く作られることも望ましい。それゆえ、カバーガラスの強度を増加させることに加え、ガラスが、薄いガラスシートなどの薄いガラス物品を製造できるプロセスによって形成できる機械的特徴を有することも望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、イオン交換などによって強化することができ、薄いガラス物品として形成できるようにする機械的性質を有するガラスが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

態様（１）によれば、ガラスが提供される。そのガラスは、３４モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ_２、２モル％以上から２５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、１モル％以上から４０モル％以下のＭｇＯ、１モル％以上から１０モル％以下のＮａ_２Ｏ、および３モル％以上から１７モル％以下のＬｉ_２Ｏを含み、そのガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３を実質的に含まず、０．２４以上のポアソン比を有する。

【0010】

態様（２）によれば、ポアソン比が０．２５以上である、態様（１）のガラスが提供される。

【0011】

態様（３）によれば、ポアソン比が０．３０以下である、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0012】

態様（４）によれば、ポアソン比が０．２７以下である、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0013】

態様（５）によれば、０モル％以上から１６モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0014】

態様（６）によれば、ガラスがＢ_２Ｏ_３を実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0015】

態様（７）によれば、２モル％以上から１６モル％のＢ_２Ｏ_３を含む、態様（１）から態様（５）のいずれかのガラスが提供される。

【0016】

態様（８）によれば、０モル％以上から７モル％以下のＣａＯを含む、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0017】

態様（９）によれば、ガラスがＣａＯを実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0018】

態様（１０）によれば、１モル％以上から６モル％以下のＣａＯを含む、態様（１）から態様（８）のいずれかのガラスが提供される。

【0019】

態様（１１）によれば、０モル％以上から１モル％以下のＫ_２Ｏを含む、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0020】

態様（１２）によれば、ガラスがＫ_２Ｏを実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0021】

態様（１３）によれば、０モル％以上から０．２モル％以下のＳｎＯ_２を含む、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0022】

態様（１４）によれば、ガラスがＳｎＯ_２を実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0023】

態様（１５）によれば、ガラスがＳｒＯを実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0024】

態様（１６）によれば、ガラスがＢａＯを実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0025】

態様（１７）によれば、ガラスがＨｆＯ_２を実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0026】

態様（１８）によれば、ガラスがＺｒＯ_２を実質的に含まない、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0027】

態様（１９）によれば、ガラスが、７５ＧＰａ以上から１０５ＧＰａ以下のヤング率を有する、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0028】

態様（２０）によれば、ガラスが、３０ＧＰａ以上から４１ＧＰａ以下の剛性率を有する、態様（１）から前態様のいずれかのガラスが提供される。

【0029】

追加の特徴と利点が、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。

【0030】

先の一般的な説明および以下の詳細な説明は両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項の主題の性質と特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることを理解すべきである。添付図面は、様々な実施の形態のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、ここに記載された様々な実施の形態を図解しており、説明と共に、請求項の主題の原理および作動を説明する働きをする。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】ここに開示され、記載された実施の形態による、その表面上に圧縮応力層を有するガラスの断面図

【図2A】ここに開示されたガラス物品のいずれかを組み込んだ例示の電子機器の平面図

【図2B】図２Ａの例示の電子機器の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0032】

ここで、様々な実施の形態によるリチウムアルミノケイ酸塩ガラスを詳しく参照する。リチウムアルミノケイ酸塩ガラスは、良好なイオン交換可能性を有し、リチウムアルミノケイ酸塩ガラス中に高い強度と高い靱性特性を達成するために、化学強化過程が使用されてきた。リチウムアルミノケイ酸塩ガラスは、ガラス品質が高い高度にイオン交換可能なガラスである。ケイ酸塩ガラス網状構造中にＡｌ_２Ｏ_３を置換すると、イオン交換中に一価陽イオンの相互拡散性が増す。溶融塩浴（例えば、ＫＮＯ_３またはＮａＮＯ_３）中で化学強化することによって、高強度、高い靱性、および高い圧入亀裂抵抗を有するガラスを得ることができる。化学強化によって達成される圧力プロファイルは、ガラス物品の落下性能、強度、靱性、および他の属性を増す様々な形状を有することがある。

【0033】

したがって、物理的性質、化学的耐久性、およびイオン交換可能性が良好なリチウムアルミノケイ酸塩ガラスは、カバーガラスとしての用途のために注目を集めている。具体的に、高い破壊靱性および速いイオン交換可能性を有する、リチウム含有アルミノケイ酸塩ガラスが、ここに提供される。異なるイオン交換過程により、より大きい中央張力（ＣＴ）、圧縮深さ（ＤＯＣ）、および高い圧縮応力（ＣＳ）を達成することができる。しかしながら、アルミノケイ酸塩ガラスにリチウムを加えると、ガラスの融点、軟化点、または液相粘度が低下することがある。

【0034】

ここに記載されたガラス組成物の実施の形態において、構成成分（例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏなど）の濃度は、特に明記のない限り、酸化物基準のモルパーセント（モル％）で与えられている。実施の形態によるアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの成分゛は、下記に個別に述べられる。ある成分の様々に列挙された範囲のいずれも、任意の他の成分の様々に列挙された範囲のいずれと個別に組み合わされてもよいことを理解すべきである。ここに用いられているように、数の後に付く０は、その数の有効桁を表すことを意図している。例えば、数「１．０」は、二桁の有効数字を含み、数「１．００」は、三桁の有効数字を含む。

【0035】

高いポアソン比を示すリチウムアルミノケイ酸塩ガラス組成物がここに開示されている。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、０．２４以上のポアソン比により特徴付けられる。

【0036】

ある材料の損傷抵抗は、一般に、強度と靱性（または延性）の関数である。高強度は、新たな亀裂の導入を妨げ、高靱性は、既存の亀裂の伝播を阻害する。ケイ酸塩ガラスの損傷抵抗を改善するために、原子結合または原子構造と無関係な２つの一般手法が広く使用されている。第１の外因性手法は、イオン交換過程、ＣＴＥに差がある積層構造、または熱的焼き鈍し方法などにより、ガラスの表面に圧縮応力を印加することである。この手法は、ガラスの強度を改善するが、潜在的に、壊れやすさを増すことがある。別の広く使用されている外因性手法は、ガラス－高分子－ガラス配列の積層構造を製造することである。そのような積層体が破壊されると、延性高分子は、粉々になったガラス片をまとめて保持し、破滅的な破壊を防ぐことができる。

【0037】

前記ガラスの原子結合／構造に固有の別の著しく異なる手段は、損傷抵抗を増加させることもできる。例えば、「フロッピー(floppy)」モードを導入し、塑性／圧密変形を促進するために、三配位ホウ素の含有量が最大化されている、ホウ素含有アルミノケイ酸塩ガラスは、改善された損傷抵抗を示す。剪断変形を促進するために局部幾何学的に不安定な構造を最大にすることによって、非常に高い破壊靱性（１５０ＭＰａ√ｍ超）が達成される類似の手法が、Ｚｒ系金属ガラスの設計に見出されている。これらの手法は、延性挙動を示し、それによって、破壊靱性を増加させる材料を提供しようとしている。

【0038】

脆性／延性挙動の根源は、剪断と開裂との間の競合によって制御される。亀裂の先端では、剪断に必要なエネルギーまたは応力が、開裂に必要なものより低い場合、亀裂の先端は、剪断のために丸くなり、結果として、その材料は、延性すなわち高い破壊靱性を示すことになる。そのような基本的な手法は、全ての種類のガラスの固有の延性に適用できる。

【0039】

原子レベルでは、ガラスの脆性／延性挙動は、結合強度とガラス網状構造における角度拘束との間の競合によって制御される。結合強度の相対的な増加または角度拘束の相対的な減少は、開裂を防ぐことにより、または剪断変形を促進することにより、延性を増加させるはずである。剪断は別として、圧密は、圧入または引っ掻き抵抗を増加させることもできるが、圧密は、引張荷重下では剪断ほど効果的ではないかもしれないことに留意されたい。したがって、酸素に強力に結合でき、角度拘束を減少させることもできる、特定の種類の金属元素を加えることにより、強度（硬度）を犠牲にせずに、靱性（延性）が増加するであろう。

【0040】

表Ｉに示されるように、酸素に対するＴａ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｙ、ＢａおよびＢの結合エネルギーは、非常に高い。酸素に対する結合エネルギーは、ケイ酸塩ガラス中に通常含まれている、ＮａおよびＫについては低い。低い結合エネルギーは、ガラスの開裂または脆性破壊を促進するであろう。

【0041】

【表1】

【0042】

Ｔａ、Ｌａ、Ｙ、ＢａおよびＨｆなど、酸素結合エネルギーが高い金属元素を含有する酸化物ガラスの調査により、「フロッピー」モードの手法は、増加した靱性を提供することが示された。Ｔａ、Ｌａ、Ｙ、ＢａおよびＨｆの酸化物を含有する組成空間の過去の調査では、１．２ＭＰａ√ｍまでのＫ_ＩＣを有する透明ガラスが得られた。現在、原子結合の「角度拘束」または「方向柔軟性(directional flexibility)」には明白な定量化できる定義がないので、特に、高価な希土類酸化物を含有しないガラスにおいて、方向柔軟結合が良好なガラスを区別することは、難しいであろう。ポアソン比は、どの材料が延性挙動を示すことになるかを判定するための大雑把な指針であり得ることが分かった。

【0043】

モデル化の取組みにより、延性挙動に非常に重要なポアソン比は、系依存であろうことが示された。ケイ酸塩系について、延性挙動を生じるための非常に重要なポアソン比は、約０．２５である。ここに記載されたガラス組成物は、従来のケイ酸塩ガラスよりも高いポアソン比を有し、これにより、そのガラスは、より高い延性および改善された損傷抵抗を有することが示される。

【0044】

引っ掻き性能は望ましいが、落下性能は、携帯型電子機器に組み込まれるガラス物品にとって主要な属性である。破壊靱性およびある深さでの応力は、粗面上への落下性能を改善する上で非常に重要である。それに加え、延性挙動を示すガラスを選択することによっても、落下性能が改善される。ここに記載されたガラス組成空間は、高いポアソン比を達成する能力について選択した。

【0045】

ここに記載されたガラス組成物において、ＳｉＯ_２は、最大成分であり、それゆえ、ＳｉＯ_２は、そのガラス組成物から形成されるガラス網状構造の主成分である。純粋なＳｉＯ_２は、比較的低いＣＴＥを有する。しかしながら、純粋なＳｉＯ_２は、高い融点を有する。したがって、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度が高すぎると、より高濃度のＳｉＯ_２により、ガラスを溶融する困難さが増すので、ガラス組成物の成形性が低下するであろう。このことにより、次に、ガラスの成形性が悪影響を受ける。実施の形態において、ガラス組成物は、概して、３４モル％以上から６５モル％以下、例えば、３５モル％以上から６４モル％以下、３６モル％以上から６３モル％以下、３７モル％以上から６２モル％以下、３８モル％以上から６１モル％以下、３９モル％以上から６０モル％以下、４０モル％以上から５９モル％以下、４１モル％以上から５８モル％以下、４２モル％以上から５７モル％以下、４３モル％以上から５６モル％以下、４４モル％以上から５５モル％以下、４５モル％以上から５４モル％以下、４６モル％以上から５３モル％以下、４７モル％以上から５２モル％以下、４８モル％以上から５１モル％以下、４９モル％以上から５０モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＳｉＯ_２を含む。

【0046】

前記ガラス組成物は、Ａｌ_２Ｏ_３を含む。Ａｌ_２Ｏ_３は、ＳｉＯ_２と同様に、ガラスの網状構造形成材の機能を果たすことがある。Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラス組成物から形成されたガラス溶融物における四面体配位のために、ガラス組成物の粘度を増加させ、Ａｌ_２Ｏ_３の量が多すぎると、ガラス組成物の成形性を低下させることがある。しかしながら、Ａｌ_２Ｏ_３の濃度が、ガラス組成物中のＳｉＯ_２の濃度とアルカリ酸化物の濃度に対して釣り合わされている場合、Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラス溶融物の液相温度を低下させ、それによって、液相粘度を高め、特定の成形過程とのガラス組成物の適合性を改善することができる。実施の形態において、ガラス組成物は、概して、２モル％以上から２５モル％以下、例えば、３モル％以上から２４モル％以下、４モル％以上から２３モル％以下、５モル％以上から２２モル％以下、６モル％以上から２１モル％以下、７モル％以上から２０モル％以下、８モル％以上から１９モル％以下、９モル％以上から１８モル％以下、１０モル％以上から１７モル％以下、１１モル％以上から１６モル％以下、１２モル％以上から１５モル％以下、１３モル％以上から１４モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の濃度でＡｌ_２Ｏ_３を含む。

【0047】

前記ガラス組成物は、Ｌｉ_２Ｏを含む。ガラス組成物にＬｉ_２Ｏを含ませると、イオン交換過程をよりよく制御することが可能になり、さらに、ガラスの軟化点を低下させ、それによって、ガラスの製造可能性を高める。ガラス組成物中にＬｉ_２Ｏが存在すると、放物形の応力プロファイルを形成することもできる。実施の形態において、ガラス組成物は、３モル％以上から１７モル％以下、例えば、４モル％以上から１６モル％以下、５モル％以上から１５モル％以下、６モル％以上から１４モル％以下、７モル％以上から１３モル％以下、８モル％以上から１２モル％以下、９モル％以上から１１モル％以下、１０モル％以上から１７モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＬｉ_２Ｏを含む。

【0048】

前記ガラス組成物は、Ｎａ_２Ｏも含む。Ｎａ_２Ｏは、ガラス組成物のイオン交換可能性を支援し、ガラス組成物の成形性、およびそれによって、製造可能性も改善する。しかしながら、ガラス組成物に添加されるＮａ_２Ｏの量が多すぎると、熱膨張係数（ＣＴＥ）が低すぎることがあり、融点が高すぎることがある。ガラス組成物にＮａ_２Ｏを含ませると、イオン交換強化によって、高い圧縮応力値を達成することも可能になる。実施の形態において、そのガラス組成物は、１モル％以上から１０モル％以下、例えば、１．５モル％以上から９．５モル％以下、２モル％以上から９モル％以下、２．５モル％以上から８．５モル％以下、３モル％以上から８モル％以下、３．５モル％以上から７．５モル％以下、４モル％以上から７モル％以下、４．５モル％以上から６．５モル％以下、５モル％以上から６モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＮａ_２Ｏを含む。

【0049】

前記ガラスはＭｇＯを含む。ＭｇＯを含ませると、ガラスの粘度が低下し、これによりガラスの成形性と製造可能性が向上することがある。ガラス組成物にＭｇＯを含ませると、ガラス組成物の歪み点とヤング率も改善され、ガラスのイオン交換能力も改善されることがある。しかしながら、ガラス組成物に添加されるＭｇＯの量が多すぎると、ガラス組成物の密度とＣＴＥが望ましくなく増加してしまう。実施の形態において、そのガラス組成物は、１モル％以上から４０モル％以下、例えば、２モル％以上から３９モル％以下、３モル％以上から３８モル％以下、４モル％以上から３７モル％以下、５モル％以上から３６モル％以下、６モル％以上から３５モル％以下、７モル％以上から３４モル％以下、８モル％以上から３３モル％以下、９モル％以上から３２モル％以下、１０モル％以上から３１モル％以下、１１モル％以上から３０モル％以下、１２モル％以上から２９モル％以下、１３モル％以上から２８モル％以下、１４モル％以上から２７モル％以下、１５モル％以上から２６モル％以下、１６モル％以上から２５モル％以下、１７モル％以上から２４モル％以下、１８モル％以上から２３モル％以下、１９モル％以上から２２モル％以下、２０モル％以上から２１モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＭｇＯを含む。

【0050】

前記ガラス組成物は、Ｙ_２Ｏ_３を実質的に含まないか、または含まない。Ｙ_２Ｏ_３は、ガラスの費用を増加させる成分であり、Ｙ_２Ｏ_３含有原材料の入手可能性が限定されることがある。ここに記載されたガラスは、Ｙ_２Ｏ_３を含まずに、所望のポアソン比および損傷抵抗を達成することができる。ここに用いられているように、「実質的に含まない」という用語は、その成分が、０．０１モル％未満など、汚染物質として非常に少量で最終的なガラス中に存在するかもしれないが、その成分はバッチ材料の成分として添加されないことを意味する。

【0051】

前記ガラス組成物は、Ｌａ_２Ｏ_３を実質的に含まないか、または含まない。Ｌａ_２Ｏ_３は、ガラスの費用を増加させる成分であり、Ｌａ_２Ｏ_３含有原材料の入手可能性が限定されることがある。ここに記載されたガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３を含まずに、所望のポアソン比および損傷抵抗を達成することができる。

【0052】

前記ガラス組成物は、Ｂ_２Ｏ_３を含むことがある。ガラス中にＢ_２Ｏ_３を含ませると、引っ掻き性能が改善され、ガラスの圧入破壊閾値も増す。ガラス組成物中のＢ_２Ｏ_３は、ガラスの破壊靱性も増加させる。ガラス中のＢ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラスをイオン交換したときに達成されるであろう最大中央張力が低下する。Ｂ_２Ｏ_３のレベルが過剰に高いと、ガラスの溶融および成形過程中にヴォリティビティ(volitivity)問題も生じ得る。実施の形態において、ガラスは、０モル％以上から１６モル％以下、例えば、０モル％超から１５モル％以下、１モル％以上から１４モル％以下、２モル％以上から１３モル％以下、３モル％以上から１２モル％以下、４モル％以上から１１モル％以下、５モル％以上から１０モル％以下、６モル％以上から９モル％以下、７モル％以上から８モル％以下、２モル％以上から１６モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＢ_２Ｏ_３を含む。実施の形態において、そのガラス組成物は、Ｂ_２Ｏ_３を実質的に含まないか、または含まない。

【0053】

前記ガラス組成物は、ＣａＯを含むことがある。ＣａＯを含ませると、ガラスの粘度が低下し、これにより、成形性、歪み点およびヤング率が向上し、イオン交換能力が改善されることがある。しかしながら、ガラス組成物に添加されるＣａＯの量が多すぎると、ガラス組成物の密度とＣＴＥが増加する。実施の形態において、そのガラス組成物は、０モル％以上から７モル％以下、例えば、０モル％超から６．５モル％以下、０．５モル％以上から６モル％以下、１モル％以上から５．５モル％以下、１．５モル％以上から５モル％以下、２モル％以上から４．５モル％以下、２．５モル％以上から４モル％以下、３モル％以上から４モル％以下、３．５モル％以上から７モル％以下、１モル％以上から６モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＣａＯを含む。実施の形態において、そのガラス組成物は、ＣａＯを実質的に含まないか、または含まない。

【0054】

前記ガラス組成物は、Ｋ_２Ｏを含むことがある。ガラス中に少量のＫ_２Ｏを含ませると、ガラスのイオン交換効率が改善されることがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、０モル％以上から１モル％以下、例えば、０モル％超から１．０モル％以下、０．１モル％以上から０．９モル％以下、０．２モル％以上から０．８モル％以下、０．３モル％以上から０．７モル％以下、０．４モル％以上から０．６モル％以下、０．５モル％以上から１．０モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＫ_２Ｏを含む。実施の形態において、そのガラス組成物は、Ｋ_２Ｏを実質的に含まないか、または含まないことがある。

【0055】

前記ガラス組成物は、必要に応じて、１種類以上の清澄剤を含むことがある。実施の形態において、清澄剤の例としては、ＳｎＯ_２が挙げられるであろう。そのような実施の形態において、ＳｎＯ_２は、０．２モル％以下、例えば、０．１モル％以下、０モル％以上から０．２モル％以下、０モル％以上から０．１モル％以下、０モル％以上から０．０５モル％以下、０．１モル％以上から０．２モル％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でガラス組成物中に存在することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、ＳｎＯ_２を実質的に含まないか、または含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、ヒ素およびアンチモンの一方または両方を実質的に含まないことがある。他の実施の形態において、そのガラス組成物は、ヒ素およびアンチモンの一方または両方を含まないことがある。

【0056】

実施の形態において、前記ガラス組成物は、ＺｒＯ_２、ＳｒＯ、ＢａＯ、およびＨｆＯ_２の少なくとも１つを実質的に含まないか、または含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、ＺｒＯ_２を実質的に含まないか、または含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、ＳｒＯを実質的に含まないか、または含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、ＢａＯを実質的に含まないか、または含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、ＨｆＯ_２を実質的に含まないか、または含まないことがある。

【0057】

実施の形態において、前記ガラス組成物は、ＴｉＯ_２を実質的に含まないか、または含まないことがある。ガラス組成物にＴｉＯ_２を含ませると、失透しやすい、および／または望ましくない着色を示すガラスが得られることがある。

【0058】

実施の形態において、前記ガラス組成物は、Ｐ_２Ｏ_５を実質的に含まないか、または含まないことがある。ガラス組成物にＰ_２Ｏ_５を含ませると、ガラス組成物の溶融性および成形性が望ましくなく低下し、それによって、ガラス組成物の製造可能性が損なわれることがある。所望のイオン交換性能を達成するために、ここに記載されたガラス組成物中にＰ_２Ｏ_５を含ませる必要はない。この理由のために、所望のイオン交換性能を維持しつつ、ガラス組成物の製造可能性に悪影響を及ぼすのを避けるために、ガラス組成物からＰ_２Ｏ_５が排除されることがある。

【0059】

実施の形態において、前記ガラス組成物は、Ｆｅ_２Ｏ_３を実質的に含まないか、または含まないことがある。鉄は、ガラス組成物を形成するために利用される原材料中に多くの場合で存在し、その結果、ガラスバッチに能動的に添加されていない場合でさえ、ここに記載されたガラス組成物中に検出されることがある。

【0060】

先に開示されたガラス組成物の物理的性質をこれから説明する。

【0061】

ここに記載されたガラス組成物は、高いポアソン比を有する。先に記載されたように、そのガラス組成物の高いポアソン比は、ガラスの損傷抵抗を増加させる延性挙動を示す。実施の形態において、そのガラス組成物のポアソン比は、０．２４以上、例えば、０．２５以上、０．２６以上、０．２７以上、０．２８以上、０．２９以上、またはそれより大きい。実施の形態において、そのガラス組成物のポアソン比は、０．３０以下、例えば、０．２９以下、０．２８以下、０．２７以下、０．２６以下、０．２５以下、またはそれより小さい。実施の形態において、そのガラス組成物のポアソン比は、０．２４以上から０．３０以下、例えば、０．２５以上から０．２９以下、０．２６以上から０．２８以下、０．２５以上から０．２７以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲にある。本開示に列挙されたポアソン比の値は、「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」と題する、ＡＳＴＭ Ｅ２００１－１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術によって測定された値を称する。

【0062】

実施の形態において、前記ガラス組成物のヤング率（Ｅ）は、７５ＧＰａ以上、例えば、８０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上、９５ＧＰａ以上、１００ＧＰａ以上、またはそれより大きい。実施の形態において、そのガラス組成物のヤング率（Ｅ）は、７５ＧＰａ以上から１０５ＧＰａ以下、例えば、８０ＧＰａ以上から１００ＧＰａ以下、８５ＧＰａ以上から９５ＧＰａ以下、９０ＧＰａ以上から１０５ＧＰａ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲であることがある。本開示に列挙されたヤング率の値は、「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」と題する、ＡＳＴＭ Ｅ２００１－１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術によって測定された値を称する。

【0063】

実施の形態において、前記ガラス組成物は、３０ＧＰａ以上、例えば、３１ＧＰａ以上、３２ＧＰａ以上、３３ＧＰａ以上、３４ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以上、３６ＧＰａ以上、３７ＧＰａ以上、３８ＧＰａ以上、３９ＧＰａ以上、４０ＧＰａ以上、またはそれより大きい剛性率（Ｇ）を有する。実施の形態において、そのガラス組成物は、３０ＧＰａ以上から４１ＧＰａ以下、例えば、３１ＧＰａ以上から４０ＧＰａ以下、３２ＧＰａ以上から３９ＧＰａ以下、３３ＧＰａ以上から３８ＧＰａ以下、３４ＧＰａ以上から３７ＧＰａ以下、３５ＧＰａ以上から３６ＧＰａ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の剛性率（Ｇ）を有することがある。本開示に列挙された剛性率の値は、「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」と題する、ＡＳＴＭ Ｅ２００１－１３に述べられた一般型の共鳴超音波スペクトロスコピー技術によって測定された値を称する。

【0064】

上述した組成物から、実施の形態によるガラス物品は、どの適切な方法によって成形されてもよい。実施の形態において、そのガラス組成物は、圧延過程によって成形されることがある。

【0065】

前記ガラス組成物およびそれから製造された物品は、それを成形する様式によって、特徴付けられることがある。例えば、そのガラス組成物は、フロート成形可能（すなわち、フロート法で成形される）または圧延成形可能（すなわち、圧延法によって成形される）と特徴付けられることがある。

【0066】

１つ以上の実施の形態において、ここに記載されたガラス組成物は、非晶質微細構造を示し、結晶または晶子を実質的に含まないことがあるガラス物品を形成することができる。言い換えると、ここに記載されたガラス組成物から形成されるガラス物品は、ガラスセラミック材料を排除することがある。

【0067】

先に述べたように、実施の形態において、ここに記載されたガラス組成物は、イオン交換などによって強化し、以下に限られないが、ディスプレイカバーなどの用途のために損傷抵抗であるガラス物品を製造することができる。図１を参照すると、ガラス物品の表面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する、圧縮応力下にある第１の領域（例えば、図１の第１と第２の圧縮層１２０、１２２）およびＤＯＣからガラス物品の中央または内部領域まで延在する、引張応力または中央張力（ＣＴ）下にある第２の領域（例えば、図１の中央領域１３０）を有するガラス物品が示されている。ここに用いられているように、ＤＯＣは、ガラス物品内の応力が圧縮から引張に変化する深さを称する。ＤＯＣでは、応力は、正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に交差し、それゆえ、ゼロの応力値を示す。

【0068】

当該技術分野で通常使用されている慣例によれば、圧縮または圧縮応力は、負の（＜０）応力として表され、張力または引張応力は、正の（＞０）応力として表される。しかしながら、本説明を通じて、ＣＳは、正の値または絶対値として表される－すなわち、ここに列挙されたように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜である。圧縮応力（ＣＳ）は、ガラス物品の表面で、またはその近くで最大値を有し、ＣＳは、関数にしたがって、表面からの距離ｄで変化する。再び図１を参照すると、第１のセグメント１２０は、第一面１１０から深さｄ_１まで延在し、第２のセグメント１２２は、第二面１１２から深さｄ_２まで延在する。これらのセグメントは共に、ガラス物品１００の圧縮またはＣＳを規定する。圧縮応力（表面ＣＳを含む）は、有限会社折原製作所（日本国）により製造されているＦＳＭ－６０００などの市販の計器を使用して表面応力計（ＦＳＭ）によって測定することができる。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する。ＳＯＣは、次に、ここにその内容が全て引用される、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」と題する、ＡＳＴＭ基準Ｃ７７０－１６に記載された手順Ｃ（ガラスディスク法）にしたがって測定される。

【0069】

実施の形態において、圧縮応力層は、４００ＭＰａ以上から１２００ＭＰａ以下、例えば、４２５ＭＰａ以上から１１５０ＭＰａ以下、４５０ＭＰａ以上から１１００ＭＰａ以下、４７５ＭＰａ以上から１０５０ＭＰａ以下、５００ＭＰａ以上から１０００ＭＰａ以下、５２５ＭＰａ以上から９７５ＭＰａ以下、５５０ＭＰａ以上から９５０ＭＰａ以下、５７５ＭＰａ以上から９２５ＭＰａ以下、６００ＭＰａ以上から９００ＭＰａ以下、６２５ＭＰａ以上から８７５ＭＰａ以下、６５０ＭＰａ以上から８５０ＭＰａ以下、６７５ＭＰａ以上から８２５ＭＰａ以下、７００ＭＰａ以上から８００ＭＰａ以下、７２５ＭＰａ以上から７７５ＭＰａ以下、７５０ＭＰａ以上から１２００ＭＰａ以下、５５０ＭＰａ以上から９２５ＭＰａ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲のＣＳを含む。実施の形態において、圧縮応力層は、４００ＭＰａ以上、例えば、４５０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、５５０ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上、８００ＭＰａ以上、８５０ＭＰａ以上、９００ＭＰａ以上、またはそれより大きいＣＳを含む。

【0070】

１つ以上の実施の形態において、Ｎａ^＋およびＫ^＋イオンがガラス物品中に交換され、Ｎａ^＋イオンは、Ｋ^＋イオンよりも深い深さまでガラス物品中に拡散する。Ｋ^＋イオンの貫通深さ（「ＤＯＬ_Ｋ」）は、イオン交換過程の結果としてのカリウムの貫通深さを表すので、ＤＯＣとは区別される。カリウムＤＯＬは、典型的に、ここに記載された物品について、ＤＯＣより小さい。カリウムＤＯＬは、ＣＳ測定に関して先に述べたように、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する、有限会社折原製作所（日本国）により製造されている市販のＦＳＭ－６０００表面応力計などの表面応力計を使用して測定される。カリウムＤＯＬ（ＤＯＬ_Ｋ）は、圧縮応力スパイクの深さ（ＤＯＬ_ＳＰ）を規定することがあり、ここで、応力プロファイルは、急峻なスパイク領域からそれほど急峻ではない深い領域へと移行する。この深い領域は、スパイクの底部から圧縮深さまで延在する。実施の形態において、そのガラス物品のＤＯＬ_Ｋは、４μｍ以上から１１μｍ以下、例えば、５μｍ以上から１０μｍ以下、６μｍ以上から９μｍ以下、７μｍ以上から８μｍ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲にあることがある。実施の形態において、そのガラス物品のＤＯＬ_Ｋは、４μｍ以上、例えば、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、またはそれより大きいことがある。実施の形態において、そのガラス物品のＤＯＬ_Ｋは、１１μｍ以下、例えば、１０μｍ以下、９μｍ以下、８μｍ以下、７μｍ以下、６μｍ以下、５μｍ以下、またはそれより小さいことがある。

【0071】

両方の主面（図１の１１０、１１２）の圧縮応力は、ガラス物品の中央領域（１３０）中に貯蔵された張力により釣り合わされる。最大中央張力（ＣＴ）およびＤＯＣの値は、当該技術分野で周知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を使用して測定することができる。ガラス物品の応力プロファイルを決定するために、屈折近視野（ＲＮＦ）法またはＳＣＡＬＰを使用することができる。応力プロファイルを測定するために、ＲＮＦ法が使用される場合、ＳＣＡＬＰにより与えられる最大ＣＴ値が、ＲＮＦ法に利用される。詳しくは、ＲＮＦによって決定される応力プロファイルは、ＳＣＡＬＰ測定により与えられる最大ＣＴ値に対して力平衡され、較正される。このＲＮＦ法は、ここに全てが引用される、「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」と題する米国特許第８８５４６２３号明細書に記載されている。詳しくは、このＲＮＦ法は、基準ブロックに隣接してガラス物品を配置する工程、１Ｈｚと５０Ｈｚの間の速度で直交偏光の間で切り換えられる偏光切替光線を生成する工程、その偏光切替光線の出力量を測定する工程、および偏光切替基準信号を生成する工程を含み、直交偏光の各々の出力の測定量は互いの５０％以内にある。この方法は、偏光切替光線を、ガラス試料中の異なる深さについて、ガラス試料および基準ブロックに透過させ、次いで、リレー光学系を使用して、透過した偏光切替光線を信号光検出器に中継する工程をさらに含み、その信号光検出器は偏光切替検出器信号を生成する。この方法は、検出器信号を基準信号で割って、正規化検出器信号を形成する工程、およびその正規化検出器信号からガラス試料の特徴を示すプロファイルを決定する工程も含む。

【0072】

ガラス物品中の最大中央張力の量は、イオン交換過程によって生じた強化の程度を表し、最大ＣＴ値の上昇が、強化の程度の増加に相関する。最大ＣＴ値が高すぎると、ガラス物品は、望ましくない脆性挙動を示すことがある。実施の形態において、そのガラス物品は、９０ＭＰａ以上、例えば、９５ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、１０５ＭＰａ以上、１１０ＭＰａ以上、１１５ＭＰａ以上、１２０ＭＰａ以上、１２５ＭＰａ以上、１３０ＭＰａ以上、１３５ＭＰａ以上、１４０ＭＰａ以上、１４５ＭＰａ以上、１５０ＭＰａ以上、１５５ＭＰａ以上、またはそれより大きい最大ＣＴを有することがある。実施の形態において、そのガラス物品は、９０ＭＰａ以上から１６０ＭＰａ以下、例えば、９５ＭＰａ以上から１５５ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１５０ＭＰａ以下、１０５ＭＰａ以上から１４５ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以上から１４０ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以上から１３５ＭＰａ以下、１２０ＭＰａ以上から１３０ＭＰａ以下、１２５ＭＰａ以上から１６０ＭＰａ以下、１００ＭＰａ以上から１６０ＭＰａ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の最大ＣＴを有することがある。

【0073】

ＤＯＣは、いくつかの実施の形態において、ガラス物品の厚さ（ｔ）の一部としてここに与えられる。実施の形態において、そのガラス物品は、０．１５ｔ以上から０．２５ｔ以下、例えば、０．１８ｔ以上から０．２２ｔ以下、または０．１９ｔ以上から０．２１ｔ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の圧縮深さ（ＤＯＣ）を有することがある。

【0074】

ガラスをイオン交換媒体に曝露することによって、ガラスに圧縮応力層を形成することができる。実施の形態において、イオン交換媒体は、溶融硝酸塩であることがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、溶融塩浴であることがあり、ＫＮＯ_３、ＮａＮＯ_３、またはその組合せを含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、９５質量％以下、例えば、９０質量％以下、８５質量％以下、８０質量％以下、７５質量％以下、またはそれより少ない量のＫＮＯ_３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、７５質量％以上、例えば、８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、またはそれより多い量のＫＮＯ_３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、７５質量％以上から９５質量％以下、例えば、８０質量％以上から９０質量％以下、７５質量％以上から８５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＫＮＯ_３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、２５質量％以下、例えば、２０質量％以下、１５質量％以下、１０質量％以下、５質量％以下、またはそれより少ない量のＮａＮＯ_３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、５質量％以上、例えば、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、またはそれより多い量のＮａＮＯ_３を含むことがある。実施の形態において、イオン交換媒体は、５質量％以上から２５質量％以下、例えば、１０質量％以上から２０質量％以下、１５質量％以上から２５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量のＮａＮＯ_３を含むことがある。イオン交換媒体は、先の範囲のどの組合せにより規定されてもよいことを理解すべきである。実施の形態において、イオン交換媒体に、例えば、ナトリウムまたはカリウムの亜硝酸塩、リン酸塩、または硫酸塩など、他のナトリウムおよびカリウムの塩を使用してもよい。実施の形態において、イオン交換媒体は、ＬｉＮＯ_３など、リチウム塩を含むことがある。イオン交換媒体は、それに加え、ケイ酸など、ガラスをイオン交換するときに通常含まれる添加剤をさらに含んでもよい。

【0075】

前記ガラス組成物は、ガラス組成物から製造されたガラス基板をイオン交換媒体の浴中に浸漬することにより、ガラス組成物から製造されたガラス基板にイオン交換媒体を吹き付けることにより、またはガラス組成物から製造されたガラス基板にイオン交換媒体を他のやり方で物理的に施すことにより、イオン交換媒体に曝露されて、イオン交換済みガラス物品を形成することができる。イオン交換媒体は、実施の形態によれば、ガラス組成物に曝露される際に、３６０℃以上から５００℃以下、例えば、３７０℃以上から４９０℃以下、３８０℃以上から４８０℃以下、３９０℃以上から４７０℃以下、４００℃以上から４６０℃以下、４１０℃以上から４５０℃以下、４２０℃以上から４４０℃以下、４３０℃以上から４７０℃以下、４３０℃以上から４５０℃以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の温度であることがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、４時間以上から４８時間以下、例えば、４時間以上から２４時間以下、８時間以上から４４時間以下、１２時間以上から４０時間以下、１６時間以上から３６時間以下、２０時間以上から３２時間以下、２４時間以上から２８時間以下、４時間以上から１２時間以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の期間に亘りイオン交換媒体に曝露されることがある。

【0076】

イオン交換過程は、例えば、ここに全てが引用される、米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１１号明細書に開示されているような、改善された圧縮応力プロファイルを提供する処理条件下でイオン交換媒体内で行うことができる。いくつかの実施の形態において、イオン交換過程は、ここに全て引用される、米国特許出願公開第２０１６／０１０２０１４号明細書に記載されている応力プロファイルなどの、放物線応力プロファイルをガラス物品に形成するように選択されることがある。

【0077】

イオン交換過程が行われた後、イオン交換済みのガラス物品の表面での組成は、形成されたままのガラス基板（すなわち、イオン交換過程を経る前のガラス基板）の組成とは異なることを理解すべきである。これは、例えば、Ｌｉ^＋やＮａ^＋など、形成されたままのガラス基板中の１種類のアルカリ金属イオンが、それぞれ、例えば、Ｎａ^＋やＫ^＋などのより大きいアルカリ金属イオンと交換されたことにより生じる。しかしながら、ガラス物品の深さの中心またはその近くのガラス組成は、ガラス物品を形成するために利用される形成されたままのイオン交換されていないガラス基板の組成をまだ有することになる。ここに用いられているように、ガラス物品の中心は、ｔがガラス物品の厚さである、その全ての表面から少なくとも０．５ｔの距離であるガラス物品中の任意の位置を称する。

【0078】

ここに開示されたガラス物品は、ディスプレイを有する物品（またはディスプレイ物品）（例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステムなどを含む消費者用電子機器）、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化製品、またはある程度の透明性、耐引掻性、耐摩耗性またはその組合せを必要とする任意の物品などの別の物品中に組み込まれることがある。ここに開示されたガラス物品のいずれかを組み込んだ例示の物品が、図２Ａおよび２Ｂに示されている。詳しくは、図２Ａおよび２Ｂは、前面２０４、背面２０６、および側面２０８を有する筐体２０２；その筐体内に少なくとも一部がまたは全てがあり、少なくとも制御装置、メモリ、および筐体の前面またはそれに隣接したディスプレイ２１０を含む電気部品（図示せず）；およびディスプレイの上にあるように筐体の前面にあるまたはそれを覆うカバー２１２を備えた消費者用電子機器２００を示す。実施の形態において、カバー２１２および筐体２０２の少なくとも一方の少なくとも一部は、ここに記載されたガラス物品のいずれかを含むことがある。

【実施例】

【0079】

実施の形態を、以下の実施例によりさらに明白にする。これらの実施例は、上述した実施の形態に限定されないことを理解すべきである。

【0080】

ガラス組成物を調製し、分析した。分析したガラス組成物は、下記の表ＩＩに列挙された成分を含み、従来のガラス成形方法によって調製した。表ＩＩにおいて、全ての成分はモル％で表され、ガラス組成物のポアソン比（ν）、ヤング率（Ｅ）、および剛性率（Ｇ）は、ここに開示された方法にしたがって測定した。

【0081】

【表2-1】

【0082】

【表2-2】

【0083】

【表2-3】

【0084】

【表2-4】

【0085】

【表2-5】

【0086】

【表2-6】

【0087】

【表2-7】

【0088】

【表2-8】

【0089】

【表2-9】

【0090】

本明細書に記載された全ての組成成分、関係、および比は、特に明記のない限り、モル％で与えられている。本明細書に開示された全ての範囲は、範囲が開示される前または後に明白に述べられていようとなかろうと、広く開示された範囲により包含される任意と全ての範囲および部分的範囲を含む。

【0091】

請求項の主題の精神と範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に、様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るという前提で、包含することが意図されている。

【0092】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0093】

実施形態１
３４モル％以上から６５モル％以下のＳｉＯ_２、
２モル％以上から２５モル％以下のＡｌ_２Ｏ_３、
１モル％以上から４０モル％以下のＭｇＯ、
１モル％以上から１０モル％以下のＮａ_２Ｏ、および
３モル％以上から１７モル％以下のＬｉ_２Ｏ、
を含むガラスであって、
前記ガラスは、Ｌａ_２Ｏ_３およびＹ_２Ｏ_３を実質的に含まず、０．２４以上のポアソン比を有する、ガラス。

【0094】

実施形態２
前記ポアソン比が０．２５以上である、実施形態１に記載のガラス。

【0095】

実施形態３
前記ポアソン比が０．３０以下である、実施形態１または２に記載のガラス。

【0096】

実施形態４
前記ポアソン比が０．２７以下である、実施形態１から３のいずれか１つに記載のガラス。

【0097】

実施形態５
０モル％以上から１６モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、実施形態１から４のいずれか１つに記載のガラス。

【0098】

実施形態６
前記ガラスがＢ_２Ｏ_３を実質的に含まない、実施形態１から５のいずれか１つに記載のガラス。

【0099】

実施形態７
２モル％以上から１６モル％以下のＢ_２Ｏ_３を含む、実施形態１から５のいずれか１つに記載のガラス。

【0100】

実施形態８
０モル％以上から７モル％以下のＣａＯを含む、実施形態１から７のいずれか１つに記載のガラス。

【0101】

実施形態９
前記ガラスがＣａＯを実質的に含まない、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラス。

【0102】

実施形態１０
１モル％以上から６モル％以下のＣａＯを含む、実施形態１から８のいずれか１つに記載のガラス。

【0103】

実施形態１１
０モル％以上から１モル％以下のＫ_２Ｏを含む、実施形態１から１０のいずれか１つに記載のガラス。

【0104】

実施形態１２
前記ガラスがＫ_２Ｏを実質的に含まない、実施形態１から１１のいずれか１つに記載のガラス。

【0105】

実施形態１３
０モル％以上から０．２モル％以下のＳｎＯ_２を含む、実施形態１から１２のいずれか１つに記載のガラス。

【0106】

実施形態１４
前記ガラスがＳｎＯ_２を実質的に含まない、実施形態１から１３のいずれか１つに記載のガラス。

【0107】

実施形態１５
前記ガラスがＳｒＯを実質的に含まない、実施形態１から１４のいずれか１つに記載のガラス。

【0108】

実施形態１６
前記ガラスがＢａＯを実質的に含まない、実施形態１から１５のいずれか１つに記載のガラス。

【0109】

実施形態１７
前記ガラスがＨｆＯ_２を実質的に含まない、実施形態１から１６のいずれか１つに記載のガラス。

【0110】

実施形態１８
前記ガラスがＺｒＯ_２を実質的に含まない、実施形態１から１７のいずれか１つに記載のガラス。

【0111】

実施形態１９
前記ガラスが、７５ＧＰａ以上から１０５ＧＰａ以下のヤング率を有する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載のガラス。

【0112】

実施形態２０
前記ガラスが、３０ＧＰａ以上から４１ＧＰａ以下の剛性率を有する、実施形態１から１９のいずれか１つに記載のガラス。

【符号の説明】

【0113】

１００ ガラス物品
１１０ 第一面
１１２ 第二面
１２０ 第１の圧縮層、第１のセグメント
１２２ 第２の圧縮層、第２のセグメント
１３０ 中央領域
２００ 消費者用電子機器
２０４ 前面
２０６ 背面
２０８ 側面
２１０ ディスプレイ
２１２ カバー

【図1】

【図2A】

【図2B】

【国際調査報告】