(57)【要約】  一実施形態によると、ガラスは：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；約０．３モル％〜約０．７モル％のＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏ；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含んでよく、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含み、また（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は０．４以上０．６以下である。上記ガラスは、比較的低い高温抵抗率及び比較的高い低温抵抗率を有してよい。
2019501859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；
約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；
約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；
０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏが前記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；
約０．３モル％〜約０．７モル％のＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏ；並びに
０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物であって、前記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む、総２価酸化物
を含む、ガラスであって、
（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である、ガラス。
【請求項２】
約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；
約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；
約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；
０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏが前記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；
約０．２モル％〜約０．７モル％のＫ２Ｏ；並びに
０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物であって、前記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む、総２価酸化物
を含む、ガラスであって、
（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である、ガラス。
【請求項３】
前記ガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項４】
前記ガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項５】
前記ガラスは、約４０×１０-７／℃未満の熱膨張係数、及び約６５ＧＰａ未満のヤング率を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項６】
前記ガラスのヤング率は、前記ガラスの最大ヤング率の＋／-０．２以内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項７】
前記ガラスの硬度は、最大硬度の＋／-０．２以内である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項８】
コアガラス；
前記コアガラスに融着したクラッドガラスであって、前記クラッドガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、及び０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物を含む、クラッドガラス
を含む、ガラス積層体であって、
Ｌｉ２Ｏは前記アルカリ金属酸化物の約２０％以上であり；
前記クラッドガラスは第１の熱膨張係数を有し；
前記コアガラスは、前記第１の熱膨張係数より大きい第２の熱膨張係数を有する、ガラス積層体。
【請求項９】
前記クラッドガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である、請求項８に記載のガラス積層体。
【請求項１０】
前記クラッドガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である、請求項８又は９に記載のガラス積層体。
【請求項１１】
前面、背面及び側面を有する、ハウジング；
少なくとも一部が前記ハウジング内に設けられた、電子構成部品；並びに
ディスプレイを覆うように配置された、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス
を備える、消費者向け電子製品。
【請求項１２】
前面、背面及び側面を有する、ハウジング；
少なくとも一部が前記ハウジング内に設けられた、電子構成部品；並びに
ディスプレイを覆うように配置された、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス積層体
を備える、消費者向け電子製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１５年１２月２１日出願の米国仮特許出願第６２／２７０２５６号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は一般にホウケイ酸ガラスに関し、より具体的にはアルカリ含有量が比較的低いホウケイ酸ガラスに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス基板は一般に、ＬＥＤ及びＬＣＤディスプレイ、タッチスクリーン用途等に使用される基板を含む、多様な電子機器用途に採用されている。このような用途に使用されるガラス基板の化学強化は、イオン交換プロセスによって達成でき、このプロセスでは、ガラス中の小さなアルカリ金属イオンを、上記ガラスを入れる溶融塩浴中に存在する大きなアルカリ金属イオンで交換する。イオン交換による強化に対するガラスの順応性（即ちガラスの「イオン交換性（ｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｉｌｉｔｙ）」）は、少なくとも部分的には、ガラス中のアルカリイオンの可動性が原因である。即ちガラス中のアルカリ金属イオンの可動性が高いほど、イオン交換による強化に対するガラスの順応性が高まる。
【０００４】
ガラス中のアルカリ金属イオンの可動性によって化学強化を促進できる一方で、高いアルカリ金属イオン可動性は、特定の用途においては、常に望ましい特性であるわけではない。例えば一部のガラス基板は、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をガラス基板の表面上に堆積させた、ディスプレイデバイス用途のために使用される場合がある。ガラス基板が高可動性のアルカリ金属イオンを含有する場合、上記アルカリ金属イオンは、ＴＦＴ材料中へと移動してＴＦＴを「汚染（ｐｏｉｓｏｎ）」し、ＴＦＴを動作不能にする場合がある。従っていくつかの用途に関しては、ガラス中のアルカリ金属イオンの量を低減するか、又はアルカリ金属イオンを排除する。
【０００５】
しかしながら、ガラスからアルカリ金属イオンを排除すると、負の影響もある。例えば、ガラスは典型的には、ガラスを通して電流を流すことによって溶融される。高可動性アルカリ金属イオンをガラスから低減又は排除すると、ガラスの高温抵抗率が、ガラスの溶融に必要な電圧と共に大幅に上昇し、これは、ガラスを内包する耐火材料をより急速に劣化させるか、又は破損させる場合さえある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、溶融を補助するための比較的低い高温抵抗率、及びガラス中のアルカリ金属イオンの可動性を低減するための比較的高い低温抵抗率を有する、代替的なガラスに対する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様は：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；約０．３モル％〜約０．７モル％のＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏ；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含む、ガラスを含み、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含み、（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は０．４以上０．６以下である。
【０００８】
第１の態様に係る第２の態様では、上記ガラスの低温抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上である。
【０００９】
第１又は第２の態様に係る第３の態様では、上記ガラスの高温抵抗率は、１８０Ω・ｃｍ以下である。
【００１０】
第１〜第３の態様のうちのいずれか１つに係る第４の態様では、上記ガラスの熱膨張係数は約４０×１０−７／℃未満であり、ヤング率は約６５ＧＰａ未満である。
【００１１】
第１〜第４の態様のうちのいずれか１つに係る第５の態様では、上記ガラスの液相粘度は１００ｋＰ以上である。
【００１２】
第１〜第５の態様のうちのいずれか１つに係る第６の態様では、Ｌｉ２Ｏの濃度は、上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である。
【００１３】
第１〜第６の態様のうちのいずれか１つに係る第７の態様では、上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の＋／−０．２以内である。
【００１４】
第１〜第７の態様のうちのいずれか１つに係る第８の態様では、上記ガラスの硬度は、最大硬度の＋／−０．２以内である。
【００１５】
第１〜第８の態様のうちのいずれか１つに係る第９の態様では、上記ガラスは、０．５モル％以下のアルカリ金属酸化物を含む。
【００１６】
第１〜第９の態様のうちのいずれか１つに係る第１０の態様では、上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度＋１モル％以下である。
【００１７】
第１〜第１０の態様のうちのいずれか１つに係る第１１の態様では、上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度以下である。
【００１８】
第１２の態様は：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは、上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；約０．２モル％〜約０．７モル％のＫ２Ｏ；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含む、ガラスを含み、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含み、（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である。
【００１９】
第１２の態様に係る第１３の態様では、上記ガラスの低温抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上である。
【００２０】
第１２又は第１３の態様に係る第１４の態様では、上記ガラスの高温抵抗率は、１８０Ω・ｃｍ以下である。
【００２１】
第１２〜第１４の態様のうちのいずれか１つに係る第１５の態様では、上記ガラスの熱膨張係数は約４０×１０−７／℃未満であり、ヤング率は約６５ＧＰａ未満である。
【００２２】
第１２〜第１５の態様のうちのいずれか１つに係る第１６の態様では、上記ガラスの液相粘度は１００ｋＰ以上である。
【００２３】
第１２〜第１６の態様のうちのいずれか１つに係る第１７の態様では、Ｌｉ２Ｏの濃度は、上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である。
【００２４】
第１２〜第１７の態様のうちのいずれか１つに係る第１８の態様では、上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の＋／−０．２以内である。
【００２５】
第１２〜第１８の態様のうちのいずれか１つに係る第１９の態様では、上記ガラスの硬度は、最大硬度の＋／−０．２以内である。
【００２６】
第１２〜第１９の態様のうちのいずれか１つに係る第２０の態様では、上記ガラスは、０．５モル％以下のアルカリ金属酸化物を含む。
【００２７】
第１２〜第２０の態様のうちのいずれか１つに係る第２１の態様では、上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度＋１モル％以下である。
【００２８】
第１２〜第２１の態様のうちのいずれか１つに係る第２２の態様では、上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度以下である。
【００２９】
第２３の態様は：コアガラスと；上記コアガラスに融着したクラッドガラスであって、上記クラッドガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３及び０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物を含む、クラッドガラスとを含む、ガラス積層体を含み、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上であり；上記クラッドガラスは第１の熱膨張係数を有し；上記コアガラスは、上記第１の熱膨張係数より大きい第２の熱膨張係数を有する。
【００３０】
第２３の態様に係る第２４の態様では、上記クラッドガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である。
【００３１】
第２３又は第２４の態様に係る第２５の態様では、上記クラッドガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である。
【００３２】
第２３〜第２５の態様のうちのいずれか１つに係る第２６の態様では、Ｌｉ２Ｏの濃度は、上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である。
【００３３】
第２３〜第２６の態様のうちのいずれか１つに係る第２７の態様では、（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．３以上０．７以下である。
【００３４】
第２３〜第２７の態様のうちのいずれか１つに係る第２８の態様では、上記クラッドガラスの弾性率は、上記クラッドガラスの最大弾性率の＋／−０．２以内である。
【００３５】
第２３〜第２８の態様のうちのいずれか１つに係る第２９の態様では、上記クラッドガラスは、少なくとも４０ＭＰａの圧縮応力下にある。
【００３６】
第３０の態様は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた電子構成部品；並びにディスプレイを覆うように配置された、第１〜第２２の態様のうちのいずれか１つのガラスを備える、消費者向け電子製品を含む。
【００３７】
第３１の態様は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた電子構成部品；並びにディスプレイを覆うように配置された、第２３〜第２９の態様のうちのいずれか１つのガラス積層体を備える、消費者向け電子製品を含む。
【００３８】
本明細書に記載のガラスの更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、「発明を実施するための形態」から、又は以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲及び添付の図面を含む本明細書に記載されている実施形態を実践することによって、当業者には容易に明らかとなるだろう。
【００３９】
上述の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」の両方は、様々な実施形態を説明し、請求対象の主題の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、上記様々な実施形態の更なる理解を提供するために含まれており、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本明細書に記載の様々な実施形態を図示しており、本説明と併せて、請求対象の主題の原理及び動作を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本明細書中で図示及び記載されている１つ以上の実施形態による、ガラス積層体の概略図
【図２】比Ｍ＋：（Ｎａ＋＋Ｍ＋）（ここでＭはＬｉ＋はＫ＋である）として表現されるガラスのカリウム又はリチウム含有量の関数としての、ガラスの高温抵抗率のグラフ
【図３】ガラスのリチウム含有量の関数としての、ガラスの高温抵抗率のグラフ
【図４】比Ｌｉ＋：（Ｎａ＋＋Ｌｉ＋）として表されるリチウム含有量の関数としての、ガラスの低温抵抗率のグラフ
【図５】アルカリ金属酸化物含有量の関数としての、３００℃における抵抗率のグラフ；
【図６】比Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）の関数としての、ガラスのヤング率及び硬度のグラフ
【図７】Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）の関数としての、ガラスの硬度に対するヤング率の比のグラフ
【図８】ヤング率の変化の関数としての、リチウム含有ガラスに関する硬度の変化のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００４１】
これより、ホウケイ酸ガラス及びこれを含むガラス物品の実施形態について詳細に言及する。実施形態の例は、添付の図面に図示されている。図面全体を通して、可能な限り、同一又は類似の部分を指すために同一の参照番号を用いる。一実施形態によると、ガラスは：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含んでよく、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む。他の実施形態では、ガラスは：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；約０．３モル％〜約０．７モル％のＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏ；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含んでよく、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含み、（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である。更に他の実施形態では、ガラスは：約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；約０．２モル％〜約０．７モル％のＫ２Ｏ；及び０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物を含んでよく、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含み、（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である。ホウケイ酸ガラス及びこれを含むガラスの様々な実施形態を、添付の図面を具体的に参照しながら説明する。
【００４２】
特段明記されていない限り、「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「外向き（ｏｕｔｗａｒｄ）」、「内向き（ｉｎｗａｒｄ）」等の用語は、利便性のための単語であり、限定的な用語として解釈してはならないことを理解されたい。更に、ある群が、複数の要素の少なくとも１つの群及びその組み合わせを含むものとして記載されている場合は常に、上記群は、列記されている要素のうちのいずれの個数のもの（個別に又は互いに組み合わせて）を含むか、これらから本質的になるか、又はこれらからなることが理解される。同様に、ある群が、複数の要素の少なくとも１つの群及びその組み合わせからなるものとして記載されている場合は常に、上記群は、列記されている要素のうちのいずれの個数のもの（個別に又は互いに組み合わせて）からなってよいことが理解される。
【００４３】
特段明記されていない限り、値の範囲が記載されている場合、これは上記範囲の上限及び下限並びにその間のいずれの範囲を含む。本明細書中で使用される場合、名詞は、特段明記されていない限り、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」の対象を指す。また、本明細書及び図面中で開示される様々な特徴は、いずれの、及びあらゆる組み合わせで使用できることも理解される。
【００４４】
本明細書中で使用される場合、用語「ガラス（ｇｌａｓｓ及びｇｌａｓｓｅｓ）」並びに「ガラス物品（ｇｌａｓｓ  ａｒｔｉｃｌｅ及びｇｌａｓｓ  ａｒｔｉｃｌｅｓ）」はその最も広い意味で使用され、全体又は一部がガラス製であるいずれの物体を含む。
【００４５】
本明細書中で使用される場合、用語「軟化点（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）」は、ガラスの粘度が１×１０７．６ポアズとなる温度を指す。軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ１３５１Ｍ‐９６（２０１２）の平行板粘度法を用いて決定した。
【００４６】
本明細書中で使用される場合、用語「アニール点（ａｎｎｅａｌｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）」は、ガラスの粘度が１×１０１３ポアズとなる温度を指す。アニール点は、ＡＳＴＭ  Ｃ５９８‐９３（２０１３）のビーム屈曲粘度法を用いて決定した。
【００４７】
本明細書中で使用される場合、用語「歪み点（ｓｔｒａｉｎ  ｐｏｉｎｔ）」及び「Ｔｓｔｒａｉｎ」は、ガラスの粘度が３×１０１４ポアズとなる温度を指す。歪み点は、ＡＳＴＭ  Ｃ５９８‐９３（２０１３）のビーム屈曲粘度法を用いて決定した。
【００４８】
熱膨張係数（ＣＴＥ）は、１０−７／℃を単位として表現され、特段明記されていない限り、約２０℃〜約３００℃の温度範囲にわたって測定した値を指す。温度範囲２０〜３００℃にわたる直線熱膨張係数（ＣＴＥ）は、ｐｐｍ／Ｋを単位として表現され、ＡＳＴＭ  Ｅ２２８‐１１に従って、プッシュロッド膨張計を用いて決定した。
【００４９】
用語「略、実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」は本明細書では、いずれの量的比較、値、測定値又は他の表現に付随し得る不可避的な不確実性を表すために使用される場合があることに留意されたい。これらの用語はまた、ある量的表現が、問題となっている主題の基本的な機能を変化させることなく、言明されている基準から変動できる程度を表すためにも使用される。よって「アルカリ金属酸化物を実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ  ｏｆ  Ａｌｋａｌｉ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅｓ）」又は「Ｐ２Ｏ５を実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ  ｏｆ  Ｐ２Ｏ５）」ガラスは、これらの酸化物がガラスに能動的に添加又はバッチ配合されないものの、汚染物質としてごく少量存在し得る、ガラスである。
【００５０】
本明細書に記載のガラスは、一般にＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の組み合わせを含んでよい、ホウケイ酸ガラスである。このガラスはまた、少なくともＬｉ２Ｏを含むアルカリ金属酸化物も含む。ガラスはまた、少なくとも１つのアルカリ土類酸化物も含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラスは更に、例えばＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３等といった、微量の１つ以上の更なる酸化物を含んでよい。これらの成分は例えば清澄剤として、及び／又はガラスの特性を更に改善するために、添加してよい。本明細書に記載のガラスは、比較的高い低温抵抗率を有し、これにより、上記ガラスから形成されるガラス物品は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が上に堆積される基板としての使用に順応したものとなる。ガラスは比較的低い高温抵抗率も有し、これによりガラスは容易に溶融可能となる。更に、ガラスの比較的低い高温抵抗率は、溶融中にガラスを内包するために使用される耐火性容器及び構造体の「焼成貫通（ｆｉｒｅ‐ｔｈｒｏｕｇｈ）」の低減又は回避を補助する。即ち、ガラスは比較的低い高温抵抗率を有するため、所望の溶融を達成するためにガラスに印加される電圧を比較的低くすることができる。比較的低い電圧の使用により、耐火材料の誘電破壊を緩和できる。
【００５１】
本明細書に記載のガラスの実施形態では、ＳｉＯ２はガラスの最大構成成分であり、従ってＳｉＯ２はガラスネットワークの主要な構成成分である。ＳｉＯ２は、ガラスの耐化学性、並びに特に酸中での分解に対するガラスの耐性及び水中での分解に対するガラスの耐性を増強する。従って一般に、高いＳｉＯ２濃度が望ましい。しかしながら、ＳｉＯ２の含有量が高すぎると、ＳｉＯ２の濃度が高いほどガラスの溶融が困難になり、これがガラスの成形性に悪影響を及ぼすため、ガラスの成形性が低減される場合がある。本明細書に記載の実施形態では、ガラスは一般に、ＳｉＯ２を、５０モル％以上、又は更には５５モル％以上、かつ約７０モル％以下の濃度で含む。いくつかの実施形態では、ガラス中のＳｉＯ２の濃度は、約５６モル％超、約５７モル％超、又は約５８モル％超でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、ガラス中のＳｉＯ２の濃度は、５９モル％超、６０モル％超、又は６１モル％超でさえあってよい。例えば、いくつかの実施形態では、ガラスは約５８モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２を含んでよい。他のいくつかの実施形態では、ガラスは約６０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２を含んでよい。更に他の実施形態では、ガラスは約６５モル％のＳｉＯ２〜約７０モル％のＳｉＯ２を含んでよい。
【００５２】
ＳｉＯ２に加えて、本明細書に記載のガラスは、ガラスネットワーク形成剤Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を含む。Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を添加することにより、安定したガラス形成を支援でき、また溶融及び成形を容易にすることができる。ネットワーク形成剤を適当な濃度で混合することにより、ガラスのＣＴＥ及び弾性率を増大させるよう作用するアルカリ又はアルカリ土類酸化物等のネットワーク修飾剤の必要を最小限としながら、安定したバルクガラス成形を達成できる。
【００５３】
ＳｉＯ２と同様、Ａｌ２Ｏ３は、ガラス溶融物中で主に四面体配位となることにより、ガラスネットワークの剛性に寄与し、ガラスの粘度を上昇させる。更に、ガラス中のアルカリ酸化物又はアルカリ土類酸化物に対するＡｌ２Ｏ３の濃度の上昇は、一般にガラスのＣＴＥを低下させ、ガラスの耐久性を上昇させる。ガラス中のＡｌ２Ｏ３の濃度が高い（例えば約１２モル％超である）場合、ガラスは溶融が困難になり得る。ガラス中のＡｌ２Ｏ３の濃度が低い（例えば約５モル％未満である）場合、ガラス中の修飾剤がＢ２Ｏ３を３重配位から４重配位へと変換し、これによりガラスの損傷耐性が低下する。
【００５４】
本明細書に記載のガラスの実施形態では、ガラス中のＡｌ２Ｏ３の濃度は一般に、約１２モル％以下である。例えば、いくつかの実施形態では、ガラス中のＡｌ２Ｏ３の濃度は約４モル％以上約１２モル％以下である。いくつかの実施形態では、ガラス中のＡｌ２Ｏ３の濃度は約５モル％以上約１０モル％以下であってよい。他のいくつかの実施形態では、Ａｌ２Ｏ３の濃度は約６モル％以上約８モル％以下であってよい。
【００５５】
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３と同様、Ｂ２Ｏ３は、ガラスネットワークの形成に寄与する。Ｂ２Ｏ３をガラスに添加することにより、ガラスの粘度及び液相線温度が低下する。具体的には、Ｂ２Ｏ３の濃度を１モル％上昇させると、等しい粘度を得るために必要な温度を、ガラスの具体的な組成に応じて１０℃〜１４℃低下させることができる。しかしながら、Ｂ２Ｏ３は、ガラスの液相線粘度を、Ｂ２Ｏ３１モル％あたり１８℃〜２２℃低下させることができる。従ってＢ２Ｏ３は、ガラスの液相粘度を低下させるよりも迅速に、ガラスの液相線温度を低下させ、液相粘度を効果的に上昇させる。Ｂ２Ｏ３をガラスに添加することにより、ＣＴＥには最小限しか影響を与えずに、ガラスネットワークを軟化させることができる。従って、Ｂ２Ｏ３は、低温ＣＴＥ（即ち２０℃〜３００℃のＣＴＥ）を上昇させることなく溶融特性を改善するために有用である。ガラスへのＢ２Ｏ３の添加はまた、ガラスのヤング率を低下させ、ガラスの損傷耐性を改善させる。Ｂ２Ｏ３の添加はまた、ガラスネットワーク中のイオン（アルカリ金属イオン等）の拡散性を低下させる。
【００５６】
ガラス中のＢ２Ｏ３の濃度が低い（例えば約１２モル％未満である）場合、ガラスの損傷耐性は低下する。しかしながら、ガラス中のＢ２Ｏ３の濃度が高い（例えば約３５モル％超である）場合、ガラスは柔らかくなりすぎ、ガラスの成形性が低下する。更にガラス内に、大きな望ましくない相分離が発生し得る。
【００５７】
従って本明細書に記載の実施形態では、Ｂ２Ｏ３は一般に、ガラス中に約３５モル％以下の濃度で存在する。例えば、いくつかの実施形態では、Ｂ２Ｏ３はガラス中に約１２モル％以上約３５モル％以下の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、ガラス中のＢ２Ｏ３の濃度は、約１５モル％以上、かつ約３０モル％以下、又は約３０モル％以下でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、ガラス中のＢ２Ｏ３の濃度は、約１５モル％以上、かつ約２５モル％以下、又は約２０モル％以下でさえあってよい。
【００５８】
本明細書に記載の実施形態では、ガラスは比較的低濃度のアルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏを含有し、Ｒは、Ｎａ、Ｋ及びＬｉ等のアルカリ金属である。具体的には、本明細書に記載の実施形態では、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度（即ちガラス中の全てのアルカリ金属酸化物の濃度の合計）は、０モル％超かつ１モル％以下である。いくつかの実施形態では、０モル％超、かつ０．９モル％以下、又は０．８モル％以下でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度は、０モル％超、かつ０．７モル％以下、又は０．６モル％以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度は、０モル％超、かつ０．５モル％以下、又は０．４モル％以下でさえあってよい。他の実施形態では、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度は、０モル％超、かつ０．３モル％以下、又は０．２モル％以下でさえあってよい。
【００５９】
一般に、小さなアルカリ金属イオンほどガラスネットワーク中での可動性が高く、その結果、大きなアルカリ金属イオンに対する小さなアルカリ金属イオンの濃度を上昇させると、ガラスの抵抗率が低下することが予測される。例えば、ガラス中のＮａ２Ｏの濃度を低下させ、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度を上昇させると、ガラス中の可動性が高いリチウムイオンの濃度の上昇により、得られるガラスの抵抗率が低下することが予測される。
【００６０】
実際、Ｌｉ２Ｏの添加は、ガラス中でのリチウムイオンの可動性を上昇させることにより、昇温下（例えば融点）におけるガラスの抵抗率を低下させることが分かっている。これにより、ガラスを比較的低い電圧の印加によって溶融させることができ、これにより、溶融中にガラスを内包する耐火性容器の耐用年数が延長され、製造コストが低減される。
【００６１】
しかしながら、予想外にも、本明細書に記載のガラス中のＬｉ２Ｏの濃度を上昇させると、実際には、比較的低い温度（即ちガラスの融点に比べて低い２５０℃〜５００℃の範囲の温度）におけるガラスの抵抗率が上昇することが分かった。抵抗率の上昇は一般に、上で示した温度範囲におけるガラスネットワーク中のアルカリ金属イオンの可動性の低下の指標である。ＴＦＴが上に堆積される基板を形成するためにガラスを使用する場合、アルカリ金属イオンの可動性の低減により、基板加工温度（即ちＴＦＴ堆積中又はその後にＴＦＴを有する基板を加工する温度であり、典型的には２５０℃〜５００℃）においてアルカリ金属イオンがガラスからＴＦＴへと移動するのを緩和できる。従って本明細書に記載のガラスは、比較的高温において比較的低い抵抗率を有し、また比較的低い温度において予想外に高い抵抗率を有し、これにより、例えばＴＦＴが上に堆積されたガラス基板の典型的な加工温度において、アルカリ金属イオンの移動を緩和しながら、ガラスを容易に溶融及び成形できるようにすることができる。
【００６２】
従って本明細書に記載の実施形態では、ガラス中のアルカリ金属酸化物は、比較的低温における抵抗率を上昇させるために十分な濃度で、Ｌｉ２Ｏを含む。実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度の２０％以上の濃度で存在する。例えば、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度が１．０モル％である場合、少なくとも０．２モル％の総アルカリ金属酸化物濃度がＬｉ２Ｏからなる。実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度の２０％以上、又は３０％以上でさえある濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度の４０％以上、又は５０％以上でさえある濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度の６０％以上の濃度で存在してよい。いくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、総アルカリ金属酸化物濃度の２０％以上１００％以下の濃度で存在してよい。他のいくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、総アルカリ金属酸化物濃度の３５％以上６５％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、総アルカリ金属酸化物濃度の４０％以上５０％以下の濃度で存在してよい。
【００６３】
ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度が低い（例えば約０．０４モル％未満である）場合、ガラスの溶融性が低下する。しかしながら、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度が高い（例えば約１モル％超である場合）、ガラスの抵抗性が、約２５０℃〜約５００℃の温度において低くなり、ガラスがいくつかの用途にとって望ましくないものとなる。従って本明細書に記載の実施形態では、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、０．０４モル％以上１．０モル％以下の濃度で存在する。例えば、Ｌｉ２Ｏはガラス中に、０．１モル％以上、又は更には０．２モル以上、かつ１．０モル％以下の濃度で存在してよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は、０．３モル％以上、又は更には０．４モル以上、かつ１．０モル％以下であってよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は、０．５モル％以上、又は更には０．６モル以上、かつ１．０モル％以下であってよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は、０．７モル％以上、又は更には０．８モル以上、かつ１．０モル％以下であってよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は、０．９モル％以上１．０モル％以下であってよい。いくつかの実施形態では、ガラスは１モル％のＬｉ２Ｏを含有してよい（即ち総アルカリ金属酸化物の１００％がＬｉ２Ｏである）。
【００６４】
他のいくつかの実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０．１モル％以上０．９モル％以下であってよい。例えば、いくつかの実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０．２モル％以上０．８モル％以下であってよい。いくつかの実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０．３モル％以上０．７モル％以下であってよい。更に他の実施形態では、０．４モル％以上０．６モル％以下であってよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０．４モル％以上０．５モル％以下であってよい。実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０モル％超かつ０．３モル％以下であってよい。更に他の実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度は０モル％超かつ０．２モル％以下であってよい。
【００６５】
実施形態では、アルカリ金属酸化物は任意に、Ｌｉ２Ｏに加えてＫ２Ｏを含んでよい。ガラス中のＫ２Ｏの濃度が高い（例えば約０．８モル％超である）場合、約２５０℃〜約５００℃の温度におけるガラスの抵抗率が低くなり、ガラスがいくつかの用途にとって望ましくないものとなる。Ｋ２Ｏが含まれる実施形態では、ガラス中のＫ２Ｏの濃度は約０モル％以上約０．８モル％以下である。これらの実施形態のうちのいくつかでは、ガラス中のＫ２Ｏの濃度は、０．２モル％以上、かつ０．７モル％以下、又は０．６モル％以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、ガラス中のＫ２Ｏの濃度は０．２モル％以上、かつ０．５モル％以下、又は０．４モル％以下でさえあってよい。他の実施形態では、ガラス中のＫ２Ｏの濃度は０．２モル％以上０．３モル以下であってよい。実施形態では、ガラスはＫ２Ｏを実質的に含まなくてよい。
【００６６】
実施形態では、アルカリ金属酸化物は任意に、Ｌｉ２Ｏに加えてＮａ２Ｏを含んでよい。ガラス中のＮａ２Ｏの濃度が高い（例えば約０．８モル％超である）場合、約２５０℃〜約５００℃の温度におけるガラスの抵抗率が低くなり、ガラスがいくつかの用途にとって望ましくないものとなる。従って、本明細書に記載のガラスの実施形態では、ガラス中のＮａ２Ｏの濃度は約０モル％以上約０．８モル％以下である。いくつかの実施形態では、ガラス中のＮａ２Ｏの濃度は、０．２モル％以上、かつ０．７モル％以下、又は０．６モル％以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、ガラス中のＮａ２Ｏの濃度は０．２モル％以上、かつ０．５モル％以下、又は０．４モル％以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、ガラス中のＮａ２Ｏの濃度は０．２モル％以上０．３モル以下であってよい。実施形態では、ガラスはＮａ２Ｏを実質的に含まなくてよい。
【００６７】
本明細書に記載の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．２以上１．０以下である。例えば、実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．３以上、又は更には０．４以上、かつ１．０以下であってよい。いくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．５以上、又は更には０．６以上、かつ１．０以下であってよい。他のいくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．７以上、又は更には０．８以上、かつ１．０以下であってよい。更に他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．９以上１．０以下であってよい。他のいくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．３以上０．７以下であってよい。更に他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下であってよい
本明細書に記載のガラスは、２価酸化物ＭＯを更に含んでよく、ここでＭはアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒ等）並びに／又はＺｎである。２価酸化物は、ガラスの溶融挙動を改善するが、平均熱膨張係数を増大させる。２価酸化物がアルカリ土類金属酸化物を含む場合、これらのアルカリ土類金属酸化物は、ガラス中に含有される１つ以上のアルカリ金属酸化物ほどには、ガラスの平均熱膨張係数を増大させない。
【００６８】
本明細書に記載の実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度（即ち全ての２価酸化物の合計）は、０モル％以上約１２モル％以下である。いくつかの実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度は、１モル％以上約１０モル％以下であってよい。他のいくつかの実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度は、３モル％以上約８モル％以下であってよい。
【００６９】
本明細書に記載の実施形態では、総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む。
【００７０】
実施形態では、ＭｇＯはガラス中に、約０モル％以上約５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約４モル％以下の濃度で存在してよい。他のいくつかの実施形態では、ＭｇＯはガラス中に、約０．５モル％以上約３．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約３モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＭｇＯはガラス中に、約０．５モル％以上約２．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約２モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＭｇＯはガラス中に、約０．５モル％以上約１．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約１モル％以下の濃度で存在してよい。
【００７１】
ＣａＯはガラス中に、約０モル％以上約１２モル％以下の濃度、又は更には約１モル％以上約１０モル％以下の濃度で存在してよい。いくつかの実施形態では、ＣａＯはガラス中に、約１．５モル％以上約９モル％以下の濃度、又は更には約２．０モル％以上約８モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＣａＯはガラス中に、約２．０モル％以上約７モル％以下の濃度、又は更には約２．０モル％以上約６．５モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＣａＯはガラス中に、約２．０モル％以上約６．０モル％以下の濃度、又は更には約２．５モル％以上約６モル％以下の濃度で存在してよい。
【００７２】
ＳｒＯはガラス中に、約０モル％以上約３モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約２．５モル％以下の濃度で存在してよい。他のいくつかの実施形態では、ＳｒＯはガラス中に、約０．５モル％以上約２．０モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約１．５モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＳｒＯはガラス中に、約０．５モル％以上約１．０モル％以下の濃度で存在してよい。
【００７３】
実施形態では、ＺｎＯはガラス中に、約０モル％以上約５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約４モル％以下の濃度で存在してよい。他のいくつかの実施形態では、ＺｎＯはガラス中に、約０．５モル％以上約３．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約３モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＺｎＯはガラス中に、約０．５モル％以上約２．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約２モル％以下の濃度で存在してよい。更に他の実施形態では、ＺｎＯはガラス中に、約０．５モル％以上約１．５モル％以下の濃度、又は更には約０．５モル％以上約１モル％以下の濃度で存在してよい。
【００７４】
実施形態では、本明細書に記載のガラスは、比較的高い損傷耐性を有することができる。これは、ガラス中の総２価酸化物濃度（即ちＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの濃度の合計）を確実にＡｌ２Ｏ３の濃度＋１モル％以下にすることにより、ガラス中のＢ２Ｏ３の大半を３重配位状態に維持することによって、達成できる。いくつかの実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度（即ちＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの濃度の合計）は、４．０モル％以上、かつＡｌ２Ｏ３の濃度＋１モル％以下であってよい。他のいくつかの実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度（即ちＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの濃度の合計）を確実にＡｌ２Ｏ３の濃度以下にすることによって、ガラス中のＢ２Ｏ３の大半を３重配位状態に維持できる。更に他の実施形態では、ガラス中の総２価酸化物濃度（即ちＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの濃度の合計）は、４．０モル％以上、かつＡｌ２Ｏ３の濃度以下であってよい。
【００７５】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度と総２価酸化物濃度との合計は、４モル％以上である。他のいくつかの実施形態では、総アルカリ金属酸化物濃度と総２価酸化物濃度との合計は、４モル％以上、かつＡｌ２Ｏ３の濃度以下であってよい。
【００７６】
本明細書に記載のガラスは任意に、１つ以上の清澄剤を含んでよい。清澄剤は例えば、ＳｎＯ２、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びこれらの組み合わせを含んでよい。清澄剤はガラス中に、約０モル％以上約０．７モル％以下の量で存在してよい。例示的実施形態では、清澄剤はＳｎＯ２である。ＳｎＯ２はガラス中に、約０モル％以上約０．７モル％以下の濃度で存在してよい。これらの実施形態では、ＳｎＯ２はガラス中に、約０モル％超、かつ約０．７モル％以下、又は約０．１５モル％以下でさえある濃度で存在してよい。
【００７７】
溶融ガラスと溶融器中のジルコニア系耐火材料との接触によって、少量のＺｒＯ２をガラスに導入してよい。ガラス中のＺｒＯ２のレベルの監視により、長期間にわたる耐火物の摩耗の速度を推定するための基準を提供できる。本明細書に記載の実施形態では、ガラスは、０モル％以上０．２モル％以下のＺｒＯ２を含んでよい。
【００７８】
ガラスは更に、低濃度のＦｅ２Ｏ３を含む場合がある。というのは、Ｆｅ２Ｏ３はバッチ材料中の一般的な不純物であるためである。いくつかの実施形態では、ガラスは最高約０．５モル％のＦｅ２Ｏ３を含んでよく、また他の実施形態では、最高約０．２モル％のＦｅ２Ｏ３を含んでよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラスはＰ２Ｏ５を含まなくてよい。
【００８０】
上述のように、Ｌｉ２Ｏをガラスに添加すると、比較的低い高温抵抗率及び比較的高い低温抵抗率が得られる。本明細書に記載の実施形態では、ガラスの高温抵抗率とは、１６３０℃における抵抗率（オーム・ｃｍ（Ω・ｃｍ））である。実施形態では、低温抵抗率とは、２５０℃におけるガラス物品の抵抗率（Ω・ｃｍ）である。抵抗率（高温又は低温）は、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７‐１４及びＡＳＴＭ  Ｃ６５７‐９３（２０１３）を用いて決定した。
【００８１】
本明細書に記載の実施形態では、ガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である。いくつかの実施形態では、高温抵抗率は１７０Ω・ｃｍ以下、又は１６０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、高温抵抗率は１５０Ω・ｃｍ以下、又は１４０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、高温抵抗率は１３０Ω・ｃｍ以下、又は１２０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、高温抵抗率は１１０Ω・ｃｍ以下であってよい。いくつかの実施形態では、高温抵抗率は１００Ω・ｃｍ以下、又は９０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、高温抵抗率は８０Ω・ｃｍ以下、又は７０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。更に他の実施形態では、高温抵抗率は６０Ω・ｃｍ以下、又は５０Ω・ｃｍ以下でさえあってよい。これらの実施形態それぞれにおいて、高温抵抗率は４０Ω・ｃｍ以上である。
【００８２】
本明細書に記載の実施形態では、ガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である。いくつかの実施形態では、低温抵抗率は２．５×１０９Ω・ｃｍ以上、又は５．０×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。いくつかの実施形態では、低温抵抗率は１０．０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は１５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。他のいくつかの実施形態では、低温抵抗率は２０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は２５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。更に他の実施形態では、低温抵抗率は３０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は３５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。他の実施形態では、低温抵抗率は４０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は４５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。更に他の実施形態では、低温抵抗率は５０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は５５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。更に他の実施形態では、低温抵抗率は６０×１０９Ω・ｃｍ以上、又は６５×１０９Ω・ｃｍ以上でさえあってよい。これらの実施形態それぞれにおいて、低温抵抗率は８０×１０９Ω・ｃｍ以下である。
【００８３】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラスは、スロットドロー及びフュージョンドロープロセス等のダウンドロープロセスによって成形可能である。フュージョンドロープロセスは、薄型ガラスシートの大規模製造に一般的に使用されている。フロート又はスロットドロープロセスといった他のフラットガラス製造技法に比べて、フュージョンドロープロセスでは、優れた平坦性及び表面品質を有する薄型ガラスシートが得られる。従ってフュージョンドロープロセスは、液晶ディスプレイ用、及びノートブック、エンタテインメントデバイス、タブレット、ラップトップ等の個人向け電子デバイスのためのカバーガラス用の、薄型ガラス基板の製作において、主流の製造技法となっている。
【００８４】
フュージョンドロープロセスは、例えば米国特許第３，１４９，９４９号明細書に概説されており、上記特許は参照によりその全体が本出願に援用される。フュージョンドロープロセスは、典型的にはジルコン又は別の耐火材料製である、「アイソパイプ」として知られるトラフ上の、溶融ガラスの流れを伴う。溶融ガラスはアイソパイプの上部の両側から溢れ、アイソパイプの底部で出会い、単一のシートを形成するが、ここで最終的なシートの内側のみがアイソパイプと直接接触する。ドロープロセス中、最終的なガラスシートの露出する表面をいずれも、アイソパイプ材料に接触させていないため、ガラスの外側表面はいずれも完全な品質のものとなり、後続の仕上げを必要としない。
【００８５】
フュージョンドロー加工可能とするために、ガラスは十分に高い液相粘度（即ち液相線温度における溶融ガラスの粘度）を有する必要がある。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラスの液相粘度は、少なくとも約１００キロポアズ（ｋｐｏｉｓｅ）であり、他の実施形態では少なくとも約１２０ｋｐｏｉｓｅであり、更に他の実施形態では、これらのガラスの液相粘度は少なくとも約３００ｋｐｏｉｓｅである。本明細書に記載のガラスをガラス積層体のクラッド層として使用し、温度に対するコアガラスの粘度挙動がクラッドガラスのものとおおよそ同一である例では、クラッドガラスの液相粘度は、約７０ｋＰｏｉｓｅ以上であってよい。液相粘度は以下の方法で決定される。まず、ガラスの液相線温度を、「勾配炉法によるガラスの液相線温度の測定のための標準的技法」という名称のＡＳＴＭ  Ｃ８２９‐８１（２０１５）に従って測定する。次に上記液相線温度におけるガラスの粘度を、「軟化点を超えたガラスの粘度の測定のための標準的技法」という名称のＡＳＴＭ  Ｃ９６５‐９６（２０１２）に従って測定する。
【００８６】
従来のフュージョンドローは単一のアイソパイプを用いて実施され、均質なガラス製品が得られる。更に複雑なフュージョン積層プロセスが、米国特許第４，２１４，８８６号明細書に概説されており、上記特許は参照によりその全体が本出願に援用される。このフュージョン積層プロセスは、２つのアイソパイプを利用して、外側クラッド層によって片側（又は両側）が取り囲まれたコアガラス組成物を備える、積層ガラスシートを形成する。フュージョン積層の主な利点の１つは、クラッドガラスの熱膨張係数がコアガラスより低い場合に、ＣＴＥの差により、１つ以上の外側クラッド層内に圧縮応力が発生することである。この圧縮応力は、イオン交換処理を必要とすることなく、最終的なガラス製品の強度を上昇させる。イオン交換とは異なり、この強化は、ガラス中のアルカリイオンを利用せずに達成できる。
【００８７】
従っていくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラスを用いて、図１に概略図で示されているようなガラス積層体を形成してよい。ガラス積層体１００は、本明細書に記載のガラスから形成されたクラッドガラス１２０又は「クラッド層」に融着したコアガラス１１０を備える。コアガラス１１０は、クラッドガラス１２０より高いＣＴＥを有する。いくつかの実施形態では、コアガラスは例えばアルカリアルミノケイ酸ガラスであってよい。ある非限定的な実施形態では、コアガラスは、６６．９モル％のＳｉＯ２、１０．１モル％のＡｌ２Ｏ３、０．５８モル％のＢ２Ｏ３、７．４５モル％のＮａ２Ｏ、８．３９モル％のＫ２Ｏ、５．７８モル％のＭｇＯ、０．５８モル％のＣａＯ、０．２モル％のＳｎＯ２、０．０１モル％のＺｒＯ２、及び０．０１モル％のＦｅ２Ｏ３という組成を有する、歪み点５７２℃、アニール点６２９℃、軟化点８８８℃、及びＣＴＥ＝９５．５×１０−７／℃の、アルカリアルミノケイ酸ガラスである。
【００８８】
ガラス積層体のクラッドガラスとして使用する場合、本明細書に記載のガラスは、クラッド層に高い圧縮応力を提供できる。本明細書に記載のガラスのＣＴＥは一般に、約４０×１０−７／℃以下、及びいくつかの実施形態では約３５×１０−７／℃以下である。このようなガラスを、例えばＣＴＥが９０×１０−７／℃のアルカリアルミノケイ酸ガラス（例えばＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ製Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス）と組み合わせた場合、クラッドガラス内の予想される圧縮応力は、以下：
【００８９】
【数１】
2019501859.tif 000003
【００９０】
及び
【００９１】
【数２】
2019501859.tif 000004
【００９２】
によって与えられる弾性応力式（添字１及び２はそれぞれコアガラス及びクラッドガラスを指す）を用いて算出でき、Ｅはヤング率であり、νはポアソン比であり、ｔはガラス厚さであり、σは応力であり、ｅ２−ｅ１は、クラッドガラスとコアガラスとの間の熱膨張の差である。クラッドガラス及びコアガラスに関して同一の弾性率及びポアソン比を用いることにより、上述の式は更に簡略化される。
【００９３】
クラッドガラスとコアガラスとの間の熱膨張の差を算出するために、応力がクラッド及びコアのうちの柔らかい方のガラスの歪み点未満となるものと仮定する。クラッドガラス内の応力は、この仮定及び上述の式を用いて推定できる。クラッドガラスとしてＣＴＥが３０×１０−７／℃であり、ＣＴＥが９０×１０−７／℃のアルカリアルミノケイ酸コアガラスを有し、全体の厚さが０．５〜１．０ｍｍであり、クラッドガラスの厚さが１０〜１００μｍである、典型的なディスプレイガラスに関して、クラッドガラスの圧縮応力は、約２００ＭＰａ〜約３１５ＭＰａであると推定される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラスの熱膨張係数は、約４０×１０−７／℃未満、及びいくつかの実施形態では約３５×１０−７／℃未満である。これらのガラスに関して、クラッドガラス層の圧縮応力は、少なくとも約４０ＭＰａ、及び他の実施形態では少なくとも約８０ＭＰａである。
【００９４】
本明細書に記載のガラスは、特に低い熱膨張係数を有する。いくつかの実施形態では、ガラスのＣＴＥは、約４０×１０−７／℃未満であり、また他の実施形態では、約３５×１０−７／℃未満である。より高いＣＴＥを有するコアガラスと組み合わせた場合、本明細書に記載のガラスは、最終的な積層ガラス製品のクラッド層内に、高いレベルの圧縮応力をもたらす。これにより、ガラス積層体製品の強度が上昇する。積層体のクラッド層に、本明細書において開示されるガラスを使用することによって、少なくとも約４０ＭＰａ、及びいくつかの実施形態では少なくとも約８０ＭＰａの室温圧縮応力を得ることができる。クラッド層として使用する場合、本明細書に記載のガラスの液相粘度要件を低くすることができる。温度に対するコアガラスの粘度挙動がクラッドガラスとおおよそ同一である（即ち「一致する（ｍａｔｃｈｅｄ  ｗｉｔｈ）」）実施形態では、クラッドガラスの液相粘度は約７０ｋＰｏｉｓｅ以上であってよい。
【００９５】
本明細書に記載のガラスは、他の市販のフュージョンドローガラスよりも大幅に低い、ヤング率（即ち弾性率）及び剛性率の値を有する。いくつかの実施形態では、ヤング率は約６５ギガパスカル（ＧＰａ）未満、及び更に他の実施形態では約６０ＧＰａ未満である。弾性率が低いことにより、ガラスに高いレベルの損傷耐性が与えられる。
【００９６】
本明細書に記載の実施形態では、ガラス中のＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの相対濃度を調整することによって、ガラスのヤング率の値を制御できる（従ってある特定の値へと調整できる）と判断されている。実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比が０．３以上０．７以下である場合、ガラスのヤング率は、ガラスの最大ヤング率の＋／−０．２以内である。他のいくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比が０．４以上０．６以下である場合、ガラスのヤング率は、ガラスの最大ヤング率の＋／−０．１以内である。
【００９７】
本明細書に記載のガラスから形成されたガラス物品の硬度は一般に、約５ＧＰａ以上、例えば約５．５ＧＰａ以上、約６ＧＰａ以上、又は約６．５ＧＰａ以上でさえある。これらの実施形態では、硬度は約８ＧＰａ以下、又は７ＧＰａ以下でさえあることが多い。
【００９８】
本明細書に記載の実施形態では、ガラスの硬度及びヤング率は、ナノ押込法によって決定される。上記ナノ押込法は：バーコビッチ圧子をガラスの表面に押し込み、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの押し込み深さのインデントを形成するステップ；並びにＯｌｉｖｅｒ，  Ｗ．Ｃ．  ａｎｄ  Ｇ．  Ｍ．  Ｐｈａｒｒ，  “Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｈａｒｄｎｅｓｓ  ａｎｄ  ｅｌａｓｔｉｃ  ｍｏｄｕｌｕｓ  ｂｙ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ  ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ：  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｓ  ｔｏ  ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ”，  Ｊ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｒｅｓ．，  Ｖｏｌ  １９  Ｎｏ．  １，  Ｊａｎ  ２００４の手順を用いて、測定された押し込み機器の応答に基づいて硬度及びヤング率を決定するステップを含む。
【００９９】
ヤング率と同様、ガラス中のＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの相対濃度を調整することによって、ガラスの硬度を制御できる（従ってある特定の値へと調整できる）と判断されている。実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比が０．３以上０．７以下である場合、ガラスの硬度は、ガラスの最大硬度の＋／−０．２以内である。他のいくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ（モル％）とＮａ２Ｏ（モル％）との合計に対するガラス中のＬｉ２Ｏ（モル％）の比が０．４以上０．６以下である場合、ガラスの硬度は、ガラスの最大硬度の＋／−０．１以内である。
【実施例】
【０１００】
本明細書に記載の実施形態を、以下の実施例によって更に明らかにする。
【０１０１】
実施例１
異なる複数のアルカリ種を含有するガラスの高温抵抗率を評価するために、ベースガラス組成物中のＮａ２Ｏを、Ｋ２Ｏ又はＬｉ２Ｏで徐々に置換し、得られるガラスの抵抗率を、比Ｍ＋：（Ｎａ＋＋Ｍ＋）（ここでＭはＬｉ＋又はＫ＋である）の関数として測定した。具体的には、上記ベースガラス組成物は、６７．０４モル％のＳｉＯ２、１９．７９モル％のＢ２Ｏ３、６．２５モル％のＡｌ２Ｏ３、０．５７モル％のＭｇＯ、４．８５モル％のＣａＯ、０．４５モル％のＳｒＯ、０．８８モル％のＮａ２Ｏ、０．０１モル％のＫ２Ｏ、０．０８モル％のＳｎＯ２、及び０．０３モル％のＺｒＯ２からなっていた。第１の試行では、ベースガラス組成物中のＮａ２Ｏを徐々にＫ２Ｏで置換し、異なる値の比Ｋ＋：（Ｎａ＋＋Ｋ＋）に関して、抵抗率を１６３０℃で測定した。この第１の試行の最終的なガラス組成物は、６６．６４モル％のＳｉＯ２、１９．８２モル％のＢ２Ｏ３、６．２０モル％のＡｌ２Ｏ３、０．５６モル％のＭｇＯ、４．８３モル％のＣａＯ、０．４４モル％のＳｒＯ、０．４５モル％のＮａ２Ｏ、０．４２モル％のＫ２Ｏ、０．０８モル％のＳｎＯ２、及び０．０４モル％のＺｒＯ２からなっていた。第２の試行では、ベースガラス組成物中のＮａ２ＯをＬｉ２Ｏで徐々に置換し、異なる値の比Ｌｉ＋：（Ｎａ＋＋Ｌｉ＋）に関して、抵抗率を１６３０℃で測定した。この第２の試行の最終的なガラス組成物は、６７．２６モル％のＳｉＯ２、２０．００モル％のＢ２Ｏ３、６．２８モル％のＡｌ２Ｏ３、０．６１モル％のＭｇＯ、４．８５モル％のＣａＯ、０．４５モル％のＳｒＯ、０．０３モル％のＮａ２Ｏ、０モル％のＫ２Ｏ、０．７６モル％のＬｉ２Ｏ、０．１４モル％のＳｎＯ２、及び０．０７モル％のＺｒＯ２からなっていた。これら２つの試行に関するガラスの高温抵抗率を、図２に、比Ｍ＋：（Ｎａ＋＋Ｍ＋）の関数としてグラフで示す。
【０１０２】
本明細書に記載の組成物に関して、融点において、ガラス中に混合アルカリ効果は観察されない。ガラスは液体であり、陽イオン（Ｌｉ＋、Ｋ＋）は自在に移動して導電できるためである。小さなイオン（例えばＬｉ＋）の方が大きなイオン（例えばＫ＋）よりも導電性が高い。従ってリチウムは、他の種に比べて、融点において同一モル％のアルカリ金属酸化物に対して最低の電圧を実現できる。例えば図２に示すように、ガラス高温抵抗率は、モル比Ｋ＋：（Ｎａ＋＋Ｋ＋）が上昇するに従って上昇する。モル比Ｌｉ＋：（Ｎａ＋＋Ｌｉ＋）が上昇すると、ガラスの高温抵抗率は実際に低下する。理論によって束縛されることを望むものではないが、これらの傾向は、アルカリ金属イオンそれぞれのサイズによるものであると考えられる。特に、比較的大きいＫ＋イオンは、Ｎａ＋イオンよりもガラス中での可動性が低く、Ｎａ＋イオンはＬｉ＋イオンよりも可動性が低い。しかしながら、比較的小さなＬｉ＋イオンはガラス中での可動性が比較的高く、またその可動性は、Ｌｉ＋イオンの濃度が上昇するに従って上昇する。
【０１０３】
実施例２
高温抵抗率に対するＬｉ２Ｏの影響を調査するために、実施例１の第２の試行のガラスと同様のガラスを、０．８モル％のＬｉ２Ｏを用い、他のアルカリ金属酸化物を用いずにバッチ形成した。溶融器内においてＬｉ２Ｏ濃度を０．８モル％から低下させ、溶融器内の動作電圧を、１６３０℃におおいて固定電流に対して監視した。溶融器内において、最低０．２１モル％のＬｉ２Ｏ濃度に到達した。０．２１モル％未満のリチウム濃度を調査するために、るつぼ溶融物を０．２モル％、０．１モル％及び０．０モル％のＬｉ２Ｏを有するガラスで作製し、抵抗率を１６３０℃で試験した。全ての試料（即ち０．８モル％→０．０モル％のＬｉ２Ｏ）に関する抵抗率データが、図３にプロットされている。図３に示すように、ガラスの高温抵抗率は、ガラス中のＬｉ２Ｏの濃度が０．８モル％から低下するに従って上昇し、これは、Ｌｉ２Ｏの濃度が高いほど、ガラスが容易に溶融可能であることを示している。
【０１０４】
実施例３
ガラスの抵抗率を、ガラスが固体形態である、比較的低い温度でも調査した。具体的には、ガラスの抵抗率を、２５０℃、３００℃、４００℃及び５００℃において評価した。試験したガラスは、実施例１に記載のベースガラスと同様の組成を有し、０．１モル％のＮａ２Ｏを含んでいた。Ｎａ２ＯをＬｉ２Ｏで徐々に置換し、ガラスの抵抗率を上記温度において測定した。試験の結果を図４にグラフで示す。具体的には、上記温度におけるガラスの抵抗率は、モル比Ｌｉ＋：（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋）の関数としてプロットされている。
【０１０５】
ガラス中のＬｉ２ＯとＮａ２Ｏとの混合物は、混合アルカリ効果によって抵抗率を低下させると予想されていた。しかしながら図４に示すように、比較的低い温度では（即ち２５０℃及び３００℃では）予想外に、モル比Ｌｉ＋：（Ｌｉ＋＋Ｎａ＋）が上昇するに従って、ガラスの抵抗率は実際には上昇することが分かった。即ちガラスはこれらの温度では混合アルカリ効果を呈さず、これは予想外のことであった。というのは、上記効果はケイ酸ガラスにおいて十分に実証されているためである。実際には、Ｌｉ２Ｏの濃度及びＮａ２Ｏの濃度の関数として、ガラスの抵抗率を３００℃で別個にプロットすると（図５）、Ｌｉ２Ｏを含有するガラスは、同一濃度のＮａ２Ｏを含有するガラスより抵抗率が高いことが実際に示され、これもまた、ナトリウムイオンに比べてリチウムイオンのガラス中での可動性が高いことから、予想外のことであった。
【０１０６】
実施例４
Ｌｉ２ＯとＮａ２Ｏとの異なる複数の比を有するガラスに関して、ヤング率及び硬度を調査した。具体的には、実施例１のベースガラス組成物を、比Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）を変化させることによって修正し、ヤング率及び硬度を決定した。総アルカリ金属酸化物含有量は、０．８６モル％であった。結果を図６にグラフで示し、ここではヤング率（Ｅ）及び硬度（Ｈ）が、ガラス中の比Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）の関数としてプロットされている。
【０１０７】
図６に示すように、ヤング率及び硬度はいずれも、比Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）に対して概ね放物線状の挙動を呈した。このデータは、ガラスの機械的特性を、総アルカリ金属酸化物含有量を維持したままＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの相対濃度を調整することによって、調整できることを示している。
【０１０８】
例えば図７は、様々な値の比Ｌｉ２Ｏ：（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）に関して、硬度に対するヤング率の比をグラフで示しており、ガラス中の総アルカリ金属酸化物濃度が同一である場合に、Ｌｉ２Ｏの濃度が低下するに従って硬度に対するヤング率の比が低下することを示している。図８は、アルカリ金属酸化物の組成変化に基づいて、ヤング率の％変化の関数として硬度の％変化を示す。このデータは、ガラスの機械的特性を、総アルカリ金属酸化物含有量を維持したままガラス中のＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの相対濃度を調整することによって、調整できることを示している。例えば、（総アルカリ金属酸化物濃度を一定に保ったまま）Ｌｉ２Ｏ濃度を総アルカリ金属酸化物濃度の４０％まで上昇させることにより、ヤング率を１０％しか上昇させずに硬度を約１４％上昇させることができ、これにより予想外に高い硬度を有するガラスが得られる。
【０１０９】
本明細書に記載のガラスの作製方法も提供される。この方法は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、少なくともＬｉ２Ｏを含むアルカリ金属酸化物、及び２価酸化物を含む、ガラス溶融物を提供するステップを含む。上記ガラス溶融物をダウンドロー加工して、ガラスを形成する。いくつかの実施形態では、上記ガラスをダウンドロー加工する上記ステップは、上記ガラス溶融物をスロットドロー加工するステップ、及び他の実施形態では上記ガラス溶融物をフュージョンドロー加工するステップを含む。
【０１１０】
特定の実施形態では、上記方法は更に：コアガラス溶融物を提供するステップ；及び上記コアガラス溶融物をフュージョンドロー加工して、クラッドガラスの熱膨張係数未満の熱膨張係数を有するコアガラスを形成するステップを含む。続いてクラッドガラス溶融物をフュージョンドロー加工してクラッドガラス層を形成し、上記コアガラスと融着させてガラス積層体を形成する。上記クラッドガラス層は、少なくとも約４０ＭＰａ、及びいくつかの実施形態では少なくとも約８０ＭＰａの圧縮応力下にある。
【０１１１】
約２５０℃〜５００℃において本明細書に記載のガラスの抵抗率が比較的高いことにより、ガラスは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイ用途における基板としての使用に好適となる。約２５０℃〜５００℃においてガラスの抵抗率が比較的高いことにより、ＴＦＴ内へのアルカリイオンの移動が緩和され、これによってＴＦＴへの損傷が防止される。いくつかの実施形態では、ガラスは高いアニール点及び歪み点も有し、これは熱圧縮を低減し、ＴＦＴディスプレイ基板に望ましい特性である。本明細書に記載のガラスはまた、様々な電子デバイスの色フィルタ基板、カバーガラス又はタッチインタフェースにも使用され得る。
【０１１２】
本明細書で開示されているガラス及び積層体は、薄膜トランジスタを含む若しくは含まないディスプレイを備えた物品（即ちディスプレイ物品）（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等を含む消費者向け電子機器）、建築用物品、輸送用物品（例えば自動車、鉄道、航空機、船舶等）、家電物品、又はある程度の透明性、耐擦傷性、耐摩擦性若しくはこれらの組み合わせを必要とするいずれの物品といった、別の物品に組み込むことができる。例えば、消費者向け電子デバイスは：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に又は全体的に上記ハウジング内にある、少なくともコントローラ、メモリ及びディスプレイを上記ハウジングの前面に又は前面に隣接して含む、電子構成部品（図示せず）；並びに上記ハウジングの前面に又は前面全体に亘り、上記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板を含む。いくつかの実施形態では、上記消費者向け電子デバイスは、薄膜トランジスタも含んでよい。いくつかの実施形態では、カバー基板は、本明細書で開示されているガラス又は積層体のうちのいずれを含んでよい。
【０１１３】
請求対象の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に対して様々な修正及び変更を実施できることは、当業者には明らかであろう。よって本明細書は、本明細書に記載の様々な実施形態の修正形態及び変形形態が、添付の請求項及びその均等物の範囲内である場合には、上記修正形態及び変形形態を包含することが意図されている。
【０１１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１１５】
実施形態１
約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；
約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；
約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；
０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏが上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；
約０．３モル％〜約０．７モル％のＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏ；並びに
０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物であって、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む、総２価酸化物
を含む、ガラスであって、
（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である、ガラス。
【０１１６】
実施形態２
上記ガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である、実施形態１に記載のガラス。
【０１１７】
実施形態３
上記ガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である、実施形態１又は２に記載のガラス。
【０１１８】
実施形態４
上記ガラスは、約４０×１０−７／℃未満の熱膨張係数、及び約６５ＧＰａ未満のヤング率を有する、実施形態１〜３のいずれか１つに記載のガラス。
【０１１９】
実施形態５
上記ガラスの液相粘度は１００ｋＰ以上である、実施形態１〜４のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２０】
実施形態６
Ｌｉ２Ｏの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である、実施形態１〜５のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２１】
実施形態７
上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の＋／−０．２以内である、実施形態１〜６のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２２】
実施形態８
上記ガラスの硬度は、最大硬度の＋／−０．２以内である、実施形態１〜７のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２３】
実施形態９
０．５モル％以下の上記アルカリ金属酸化物を含む、実施形態１〜８のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２４】
実施形態１０
上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３＋１モル％の濃度以下である、実施形態１〜９のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２５】
実施形態１１
上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度以下である、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載のガラス。
【０１２６】
実施形態１２
約５０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ２；
約１２モル％〜約３５モル％のＢ２Ｏ３；
約４モル％〜約１２モル％のＡｌ２Ｏ３；
０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物であって、Ｌｉ２Ｏが上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上である、アルカリ金属酸化物；
約０．２モル％〜約０．７モル％のＫ２Ｏ；並びに
０モル％超かつ１２モル％未満の総２価酸化物であって、上記総２価酸化物は、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳｒＯのうちの少なくとも１つを含む、総２価酸化物
を含む、ガラスであって、
（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．４以上０．６以下である、ガラス。
【０１２７】
実施形態１３
上記ガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である、実施形態１２に記載のガラス。
【０１２８】
実施形態１４
上記ガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である、実施形態１２又は１３に記載のガラス。
【０１２９】
実施形態１５
上記ガラスは、約４０×１０−７／℃未満の熱膨張係数、及び約６５ＧＰａ未満のヤング率を有する、実施形態１２〜１４のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３０】
実施形態１６
上記ガラスの液相粘度は１００ｋＰ以上である、実施形態１２〜１５のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３１】
実施形態１７
Ｌｉ２Ｏの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である、実施形態１２〜１６のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３２】
実施形態１８
上記ガラスのヤング率は、上記ガラスの最大ヤング率の＋／−０．２以内である、実施形態１２〜１７のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３３】
実施形態１９
上記ガラスの硬度は、最大硬度の＋／−０．２以内である、実施形態１２〜１８のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３４】
実施形態２０
０．５モル％以下の上記アルカリ金属酸化物を含む、実施形態１２〜１９のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３５】
実施形態２１
上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３＋１モル％の濃度以下である、実施形態１２〜２０のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３６】
実施形態２２
上記総２価酸化物は、Ａｌ２Ｏ３の濃度以下である、実施形態１２〜２１のいずれか１つに記載のガラス。
【０１３７】
実施形態２３
コアガラス；
上記コアガラスに融着したクラッドガラスであって、上記クラッドガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、及び０モル％超かつ１モル％以下のアルカリ金属酸化物を含む、クラッドガラス
を含む、ガラス積層体であって、
Ｌｉ２Ｏは上記アルカリ金属酸化物の約２０％以上であり；
上記クラッドガラスは第１の熱膨張係数を有し；
上記コアガラスは、上記第１の熱膨張係数より大きい第２の熱膨張係数を有する、ガラス積層体。
【０１３８】
実施形態２４
上記クラッドガラスの低温抵抗率は１×１０９Ω・ｃｍ以上である、実施形態２３に記載のガラス積層体。
【０１３９】
実施形態２５
上記クラッドガラスの高温抵抗率は１８０Ω・ｃｍ以下である、実施形態２３又は２４に記載のガラス積層体。
【０１４０】
実施形態２６
Ｌｉ２Ｏの濃度は上記アルカリ金属酸化物の約４０％以上である、実施形態２３〜２５のいずれか１つに記載のガラス積層体。
【０１４１】
実施形態２７
（Ｌｉ２Ｏ（モル％）＋（Ｎａ２Ｏ（モル％））に対するＬｉ２Ｏ（モル％）の比は、０．３以上０．７以下である、実施形態２３〜２６のいずれか１つに記載のガラス積層体。
【０１４２】
実施形態２８
上記クラッドガラスの弾性率は、上記クラッドガラスの最大弾性率の＋／−０．２以内である、実施形態２３〜２７のいずれか１つに記載のガラス積層体。
【０１４３】
実施形態２９
上記クラッドガラスは少なくとも４０ＭＰａの圧縮応力下にある、実施形態２３〜２８のいずれか１つに記載のガラス積層体。
【０１４４】
実施形態３０
前面、背面及び側面を有する、ハウジング；
少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた、電子構成部品；並びに
ディスプレイを覆うように配置された、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載のガラス
を備える、消費者向け電子製品。
【０１４５】
実施形態３１
前面、背面及び側面を有する、ハウジング；
少なくとも一部が上記ハウジング内に設けられた、電子構成部品；並びに
ディスプレイを覆うように配置された、実施形態２３〜２９のいずれか１つに記載のガラス積層体
を備える、消費者向け電子製品。
【符号の説明】
【０１４６】
１００    ガラス積層体
１１０    コアガラス
１２０    クラッドガラス
【図１】
2019501859.tif 000005
【図２】
2019501859.tif 000006
【図３】
2019501859.tif 000007
【図４】
2019501859.tif 000008
【図５】
2019501859.tif 000009
【図６】
2019501859.tif 000010
【図７】
2019501859.tif 000011
【図８】
2019501859.tif 000012
【国際調査報告】
2019501859.tif 000013
2019501859.tif 000014