(57)【要約】  第１の外側領域圧縮応力およびその上に第１のコーティングを有する第一面を備えた強化ガラス系基板が開示されている。その第１のコーティングは、第１の外側領域圧縮応力の絶対値が第１のコーティングの圧力の絶対値よりも大きくなるような、第１のコーティングのヤング率値、第１のコーティングの厚さ、および中立または圧縮のいずれかの第１のコーティングの圧力を有するように選択された材料から作られている。ガラス系物品を製造する方法が提供され、ガラス系物品の異なる面に異なる強度値および／または信頼性を与えるコーティングを有するガラス系物品も開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス系物品において、
ガラス系基板であって、その上に第１のコーティングを有する第一面であり、該第１のコーティングと該ガラス系基板との間に第１の界面を提供する第一面、および該第一面と反対の第二面を有するガラス系基板、
を備え、前記第１のコーティングは、第１の表面から前記第１の界面まで延在する第１のコーティングの厚さを有し、前記ガラス系基板は、前記第１の界面から第２の表面まで延在する基板の厚さを有し、該ガラス系基板は、該第１の界面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する第１の外側領域を有し、該第１の外側領域は、第１の外側領域の圧縮応力を有し、前記第１のコーティングは、第１のコーティングのヤング率値、第１のコーティングの厚さ、および中性または圧縮いずれかの第１のコーティングの応力を有するように選択された材料から作られ、前記第１の外側領域の圧縮応力の絶対値は、前記第１のコーティングの応力の絶対値より大きい、ガラス系物品。
【請求項２】
前記第１のコーティングの応力の絶対値が、前記第１の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さい、請求項１記載のガラス系物品。
【請求項３】
前記ガラス系基板が、前記第１のコーティングのヤング率値と異なる基板のヤング率値を有する、請求項１または２記載のガラス系物品。
【請求項４】
前記ガラス系基板が、前記第１のコーティングのヤング率値以下の基板のヤング率値を有する、請求項１から３いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項５】
前記第１のコーティングの厚さが、約５ナノメートルから約５マイクロメートルの範囲内にある、請求項１から４いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項６】
前記第１のコーティングが、シリカ、インジウムスズ酸化物、酸窒化アルミニウム、多孔質シリカ、ガラスセラミック、セラミックまたはその組合せからなる群より選択される、請求項１から５いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項７】
前記ガラス系物品が、積層ガラス基板、化学強化ガラス基板、熱的強化ガラス基板、およびその組合せからなる群より選択される強化ガラス系基板を備える、請求項１から６いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項８】
前記ガラス系基板が、厚さｔを有する化学強化されたガラス系基板から作られ、前記第１の外側領域において前記第１の界面から約０．０５ｔから約０．２５ｔの範囲のＤＯＣまでイオン交換されている、請求項１から７いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項９】
前記第１の外側領域が、約１００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲の圧縮応力（ＣＳ）を有する、請求項８記載のガラス系物品。
【請求項１０】
前記ガラス系基板が、引張応力を有する中央領域であって、前記ＤＯＣから延在する中央領域、および該中央領域から延在する第２の外側領域であって、圧縮応力を有する第２の外側領域をさらに有する、請求項１から９いずれか１項記載のガラス系物品。
【請求項１１】
前記第２の外側領域上に第２のコーティングを、該第２の外側領域と該第２のコーティングとの間に第２の界面をさらに備え、該第２のコーティングは、第２のコーティングのヤング率値、第２のコーティングの厚さ、および中立または圧縮いずれかの第２のコーティングの応力を有する材料から作られ、前記第２の外側領域の圧縮応力の絶対値は、前記第２のコーティングの応力の絶対値より大きい、請求項１０記載のガラス系物品。
【請求項１２】
前記第２のコーティングの応力の絶対値が、前記第２の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さい、請求項１１記載のガラス系物品。
【請求項１３】
家庭用電化製品において、
前面、背面および側面を有する筐体、
前記筐体内に少なくとも部分的に設けられた電気部品であって、少なくとも、制御装置、メモリ、および該筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品、および
前記ディスプレイ上に配置されたカバーガラス、
を備え、
前記筐体の一部または前記そのカバーガラスの少なくとも一方が、請求項１から１２いずれか１項記載のガラス系物品から作られている、家庭用電化製品。
【請求項１４】
所望の強度を有するガラス系物品を形成する方法において、
コーティングの不在下で前記ガラス系物品における最大予測欠陥寸法を決定する工程、
前記ガラス系物品上にコーティングが配置されたときの、該ガラス系物品における最大予測欠陥寸法に対応するコーティングの厚さ値およびコーティングのヤング率値を決定する工程、
前記コーティングが施されたときに、前記ガラス系物品に前記所望の強度および所望の機械的信頼性を与えるヤング率値および厚さ値を有するコーティングを選択する工程、および
前記コーティングを前記ガラス系物品に施す工程、
を有してなる方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１６年９月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４００２２８号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示の実施の形態は、広く、設計された応力プロファイルを有するガラス系物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
強化ガラス系物品が、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ビデオプレーヤー、情報端末（ＩＴ）機器、ラップトップコンピュータ、ナビゲーションシステムなどの手持ち式または携帯型電子通信機器およびエンタテイメント装置用のカバープレートまたは窓として、電子機器に、並びに建築（例えば、窓、シャワーパネル、天板など）、輸送（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化製品、または優れた破壊抵抗を要求するが、薄く軽量の物品を必要とする任意の用途に、広く使用されている。
【０００４】
化学強化されたガラス物品などの強化ガラス系物品において、圧縮応力は、ガラス表面で最高すなわちピークにあり、その表面から離れるとピーク値から減少し、ガラス物品内の応力が引張になる前の、ガラス物品のある内部位置で応力がゼロになる。そのような応力プロファイルを有するガラス物品について、二軸試験において破壊荷重の幅を示す特定のワイブル係数について、ワイブルプロットが得られる。ガラス物品の異なる試料の破壊荷重の幅がより狭くなり、それによって、製品の信頼性が増すので、より高いワイブル係数が一般に魅力的である。言い換えると、その製品は、取扱いからのものを含む、初期欠陥寸法分布の影響を受けにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス系物品の応力プロファイルを変更して、初期欠陥個体数に対する感受性を減少させるために、イオン交換過程の改良を使用することができる。この目的にイオン交換過程の改良を使用することができるが、強化ガラスがますます使用されるにつれて、信頼性が改善された強化ガラス材料を提供するが、その強化ガラスの平均強度に著しくは影響しない他の方法を開発することが、より重要になってきた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、ガラス系物品において、このガラス系物品は、ガラス系基板であって、その上に第１のコーティングを有する第一面、その第１のコーティングとそのガラス系基板との間の第１の界面、および第一面と反対の第二面を有するガラス系基板を備え、この第１のコーティングは、第１の表面から第１の界面まで延在する第１のコーティングの厚さを有し、そのガラス系基板は、その第１の界面から第２の表面まで延在する基板の厚さを有し、そのガラス系基板は、その第１の界面から圧縮深さ（以後、「ＤＯＣ」）まで延在する第１の外側領域を有し、その第１の外側領域は、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値を有し、その第１のコーティングは、第１のコーティングのヤング率値、および中性または圧縮いずれかの第１のコーティングの応力を有するように選択された材料から作られ、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値は、第１のコーティングの応力の絶対値より大きい、ガラス系物品に関する。
【０００７】
本開示の別の態様は、ガラス系物品において、基板のヤング率、第一面と第二面、および引張応力を有する中央領域を有するガラス系基板であって、第一面は、第１のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第一面の外側領域を有し、第二面は、第一面の外側領域と反対の第二面の外側領域を有し、その第二面の外側領域は、第２のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する、ガラス系基板；第一面上の第１のコーティングであって、その第１のコーティングとガラス系基板との間に第１の界面があり、第一面が第一面の強度および第一面の機械的信頼性を有するように第１のコーティングの厚さおよび第１のコーティングのヤング率を有する第１のコーティング；および第二面上の第２のコーティングであって、その第２のコーティングとガラス系基板との間に第２の界面があり、第二面が第二面の強度および第二面の機械的信頼性を有するように第２のコーティングの厚さおよび第２のコーティングのヤング率を有する第２のコーティング；を備え、第一面の強度が第二面の強度と異なり、第一面の機械的信頼性が第二面の機械的信頼性と異なる、ガラス系物品に関する。
【０００８】
本開示の別の態様は、ガラス系物品の機械的信頼性を変更する方法において、ガラス系基板の許容欠陥寸法を決定する工程であって、その許容欠陥寸法は、ガラス系基板の機械的信頼性および強度を決定し、そのガラス系基板は、基板のヤング率、基板の強度と基板の機械的信頼性、第１の表面、基板の厚さおよび第一面の表面から第１のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第一面の外側領域、引張応力を有する中央領域、および第二面の表面から第２のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第二面の外側領域を有する、工程；ガラス系基板のヤング率と異なる第１のコーティングのヤング率を有する第１のコーティング材料を選択する工程；第１のコーティングのヤング率およびガラス系基板のヤング率に基づいて、第一面上のガラス系基板の機械的信頼性または第一面上のガラス系基板の機械的強度の一方を増加させる第１のコーティングの計算厚さを決定する工程；およびその第１のコーティングの計算厚さで第１のコーティングを施して、第一面上のガラス系基板の機械的信頼性または第一面上のガラス系基板の機械的強度のいずれかを増加させる工程を有してなる方法に関する。
【０００９】
本開示の別の態様は、所望の強度を有するガラス系物品を形成する方法において、コーティングの不在下でそのガラス系物品における最大予測欠陥寸法を決定する工程；ガラス系物品上にコーティングが配置されたときの、ガラス系物品における最大予測欠陥寸法に対応するコーティングの厚さ値およびコーティングのヤング率値を決定する工程；コーティングが施されたときに、ガラス系物品に所望の強度および所望の機械的信頼性を与えるヤング率値および厚さ値を有するコーティングを選択する工程；およびそのコーティングをガラス系物品に施す工程を有してなる方法に関する。
【００１０】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、本開示の実施の形態を提示し、説明され、請求項に記載されたような実施の形態の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する目的であることが理解されよう。添付図面は、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、本開示の様々な実施の形態を示しており、説明と共に、そ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】
【００１１】
【図１】複数の亀裂を有する表面を備えたガラス系基板の断面図
【図２Ａ】いくつかの実施の形態による、片面にコーティングを有する強化ガラス系基板の説明図
【図２Ｂ】いくつかの実施の形態による、両面にコーティングを有する強化ガラス系基板の説明図
【図３Ａ】被覆前のガラス系基板の応力プロファイル
【図３Ｂ】いくつかの実施の形態による、コーティングを有するガラス系基板の応力プロファイル
【図４】いくつかの実施の形態による、未被覆と被覆されたガラス系基板のデータを示すワイブルプロット
【図５】いくつかの実施の形態による、モデル化データに基づく欠陥寸法に対する残留強度をプロットしたグラフ
【図６】基板の強度を測定するためのリング・オン・リング試験構成
【図７Ａ】ここに開示された強化物品のいずれかを組み込んだ例示の電子機器の上面図
【図７Ｂ】図７Ａの例示の電子機器の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
いくつかの例示の実施の形態を説明する前に、本開示は、以下の開示に述べられた構成または工程段階の詳細に限定されないことを理解すべきである。ここに与えられた開示は、他の実施の形態も可能であり、様々な様式で実行または実施されることが可能である。以下の詳細な説明において、限定ではなく、説明目的のために、様々な原理および態様の完全な理解を与えるために、具体的な詳細を開示する例示の実施の形態が述べられている。しかしながら、請求項の主題は、ここに開示された具体的な詳細から逸脱する他の実施の形態で実施してもよいことが、本開示の恩恵を受けた当業者には、明白であろう。さらに、周知の装置、方法および材料の記載は、ここに述べられた様々な原理の記載を分かりにくくしないように、省略されることがある。最後に、適用できる限り、同様の参照番号は同様の要素を指す。
【００１３】
ここに用いたような方向の用語−例えば、上、下、右、左、前、後ろ、頂部、底部−は、描かれた図面に関してのみ使用され、絶対的な向きを示唆する意図はない。
【００１４】
本明細書に亘る「１つの実施の形態」、「特定の実施の形態」、「様々な実施の形態」、「１つ以上の実施の形態」または「ある実施の形態」への言及は、その実施の形態に関して記載された特定の性質、構造、材料、または特徴が、本開示の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書に亘る様々な場所おける「１つ以上の実施の形態」、「特定の実施の形態」、「様々な実施の形態」、「１つの実施の形態」または「ある実施の形態」などの句の出現は、必ずしも、同じ実施の形態を称するものではない。さらに、その特定の性質、構造、材料、または特徴（異なる実施の形態に記載されたものを含む）は、１つ以上の実施の形態においてどの適切な様式で（任意のおよび全ての組合せを含む）組み合わされてもよい。
【００１５】
本開示の１つ以上の実施の形態は、コーティングを備えた、設計された応力プロファイルを有するガラス系物品を提供する。１つ以上の実施の形態において、強化ガラス系基板の片面または両面に施されるコーティングは、強化ガラス系基板と同じ、それより低い、または高いヤング率を有する材料から作られる。１つ以上の実施の形態によれば、そのコーティングは、残留応力がないか、または圧縮残留応力を有する。コーティングに残留応力がない場合、コーティングを有するガラス系物品の全体の応力プロファイルは、ガラス系物品中に特定の距離だけイオン交換プロファイルをシフトさせることにより得られる、ガラス系物品の外側領域に圧縮がない応力プロファイルと似ている。モデル化およびいくつかの予備実験データによる、この構成は、元の化学強化されたガラス系基板がコーティングを有さず、ほぼ同じ平均強度を有する場合と比べて、初期ガラス欠陥を受けにくいであろう。
【００１６】
１つ以上の実施の形態によれば、初期欠陥を受けにくい、化学強化されたガラス系物品が提供される。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系物品は、より高い信頼性およびより一貫した製品性能を有し、その上にコーティングを備えていない既存の製品と比べて、強度のばらつきが低くなる。
【００１７】
１つ以上の実施の形態によれば、ガラス系基板または物品の片面または両面上のコーティングは、コーティングのパラメータを調節することによって、薄いガラス系物品（例えば、約１ｍｍ以下の厚さを有する）およびより厚いガラス系物品の信頼性を改善することができる。さらに、１つ以上の実施の形態によれば、厚さおよびヤング率などのコーティングの性質を調整して、欠陥を所定の長さまで成長させることができ、この所定の長さは、モデル化により決定することができ、このことは転じて、（ｉ）初期欠陥個体数に対して低い感度を有する、（ｉｉ）高い信頼性を有する、（ｉｉｉ）一貫した製品性能を有する、および／または（ｉｖ）強度のばらつきが低い、ガラス系物品をもたらす、設計された応力プロファイルを有するガラス系物品を可能にする。ある実施の形態において、ガラス系物品の強度および信頼性は、コーティングのヤング率およびコーティングの厚さの選択によって、正確に調整することができる。１つ以上の実施の形態において、ガラス系物品の異なる面に異なるパラメータを有するようにコーティングのパラメータを選択することによって、ガラス系物品の互いに反対側に異なる信頼性を有するガラス系物品を提供することができる。１つの実施の形態において、ここに提供されるガラス系物品は、荷重下でガラス系物品が破損する前に、所定のおよび公知の観察できる欠陥を示す、一貫した性能を有するように製品が設計された、安全性用途に適している。
【００１８】
図１は、表面下の損傷がどのように破損をもたらし得るかを示す、複数の亀裂を有する例示の強化ガラス系基板１０を示している。ガラス系基板１０の外面５５からＤＯＣ６２まで延在する圧縮応力領域６０は、圧縮応力（ＣＳ）下にある。ガラスの中央張力領域８０中まで延在しない、例示の強化ガラス系基板１０の圧縮応力領域６０内の亀裂５０が、ガラスの中央張力領域８０（引張応力または中央張力（ＣＴ）下にある領域）に入り込む亀裂９０と共に示されている。ガラスの表面近くの領域にＣＳを含むと、亀裂の伝播およびガラス系基板の破損を防ぐことができるが、損傷がＤＯＣ６２を超えて延在する場合、およびＣＴが十分に大きい大きさものである場合、欠陥は、材料の臨界応力強度レベル（破壊靭性）に到達するまで、時間の経過と共に伝播し、最終的にガラスを破損させてしまう。
【００１９】
ここで図２Ａを参照すると、本開示の第１の実施の形態は、ガラス系物品１００、例えば、第一面１１５、および第一面１１５と反対の第二面２１５を有するガラス系基板１１０を備えたガラス系物品に関する。第１のコーティング１２０が第一面１１５上に配置され、第１の界面１２５が第１のコーティングとガラス系基板１１０の第一面との間に配置されている。第１のコーティング１２０は、第１の表面１３０から第１の界面１２５まで延在する第１のコーティングの厚さｔ１を有する。ガラス系基板１１０は、第１の界面１２５から第２の表面１３５まで延在する基板の厚さｔｓを有し、第１の界面１２５からＤＯＣ１４２まで延在する第１の外側領域１４０を有する。第１の実施の形態によれば、第１の外側領域１４０は、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値を有する。第１のコーティング１２０は、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値が第１のコーティングの応力の絶対値より大きくなるような、第１のコーティングのヤング率値、第１のコーティングの厚さｔ１および中立または圧縮いずれかの第１のコーティングの応力を有するように選択された材料からなる。中立応力は、ゼロ応力、すなわち、圧縮応力がなく、かつ引張応力がないことを称する。ガラス基板について、ヤング率は、典型的に、約６０ＧＰａから約８０ＧＰａの範囲にある。ガラスセラミック物品のヤング率は、典型的に、約６０から約１２０ＧＰａの範囲にあり、いくつかの実施の形態において、約１２０ＧＰａより大きいことがある。
【００２０】
第２の実施の形態において、第１の実施の形態は、第１のコーティングの応力の絶対値が、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さいように特徴付けられる。第３の実施の形態において、第１の実施の形態のガラス系物品は、第１のコーティングの応力の絶対値が、第１の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約５０％小さいようにさらに特徴付けられる。
【００２１】
第４の実施の形態によれば、第１から第３の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、第１のコーティングのヤング率値と異なる基板のヤング率値を有するという点でさらに特徴付けられる。第５の実施の形態によれば、第１から第３の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、第１のコーティングのヤング率値以下の基板のヤング率値を有するという点でさらに特徴付けられる。
【００２２】
第６の実施の形態によれば、第１から第５の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングのヤング率値が、第１のコーティングによりガラス系物品の機械的信頼性が改善されるように選択されるという点でさらに特徴付けられる。第７の実施の形態によれば、第１から第６の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングの厚さが、約５ナノメートルから約５マイクロメートル（以後、マイクロメートル、ミクロンまたはμｍ）の範囲にあるという点でさらに特徴付けられる。第８の実施の形態によれば、第１から第６の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングの厚さが、約１０ナノメートルから約２マイクロメートルの範囲にあるという点でさらに特徴付けられる。
【００２３】
第９の実施の形態によれば、第１から第８の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングが、シリカ、インジウムスズ酸化物、酸窒化アルミニウム、多孔質シリカ、ガラスセラミックまたはセラミックからなる群より選択されるという点でさらに特徴付けられる。第１０の実施の形態によれば、第１から第９の実施の形態のいずれかは、ガラス系物品が、積層ガラス系基板、化学強化ガラス系基板、熱的強化ガラス系基板、およびその組合せからなる群より選択される強化ガラス系基板を備えるという点でさらに特徴付けられる。
【００２４】
第１１の実施の形態によれば、第１から第１０の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、イオン交換可能なアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物から作られるという点でさらに特徴付けられる。第１２の実施の形態によれば、第１から第１０の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、イオン交換可能なアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物から作られるという点でさらに特徴付けられる。
【００２５】
第１３の実施の形態において、第１から第１２の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、厚さｔｓを有する化学強化されたガラス系基板から作られ、第１の外側領域において第１の界面から約０．０５ｔｓから約０．２５ｔｓの範囲のＤＯＣまでイオン交換されているという点でさらに特徴付けられる。第１５の実施の形態において、第１４の実施の形態は、第１の外側領域が、約１００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲の圧縮応力（ＣＳ）の大きさを有するという点でさらに特徴付けられる。第１５の実施の形態において、第１４の実施の形態は、ＣＳが約６００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲にあるいう点でさらに特徴付けられる。
【００２６】
ここで図２Ｂを参照すると、第１６の実施の形態において、第１から第１５の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が中央領域１５０および第２の外側領域２４０を有するという点でさらに特徴付けることができる。中央領域１５０は、引張応力を有し、ＤＯＣ１４２から第２の外側領域２４０まで延在する。第２の外側領域２４０は、中立または圧縮いずれかの応力を有する。第１７の実施の形態において、第１６の実施の形態のガラス系物品は、第２の外側領域２４０上に第２のコーティング２２０をさらに備えて、第２の外側領域２４０および第２のコーティング２２０の間に第２の界面２２５を提供する。第２のコーティング２２０は、第２のコーティングのヤング率値、第２のコーティングの厚さｔ２、および中立または圧縮いずれかの第２のコーティングの応力を有する材料から作られる。第２の外側領域の圧縮応力の絶対値は、第２のコーティングの応力の絶対値より大きい。
【００２７】
第１８の実施の形態において、第１７の実施の形態のガラス系物品は、第２のコーティングの応力の絶対値が、第２の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さいという点で特徴付けられる。第１９の実施の形態において、第１７の実施の形態のガラス系物品は、第２のコーティングの応力の絶対値が、第２の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約５０％小さいという点でさらに特徴付けられる。
【００２８】
第２０の実施の形態において、第１７から第１９の実施の形態のいずれかのガラス系物品は、ガラス系基板が、第２のコーティングのヤング率値と異なる基板のヤング率値を有するようにさらに特徴付けられる。第２１の実施の形態において、第１７から第１９の実施の形態のいずれかのガラス系物品は、ガラス系基板が、第２のコーティングのヤング率値未満の基板のヤング率値を有するようにさらに特徴付けられる。
【００２９】
第２２の実施の形態において、第１７から第２１の実施の形態のいずれかのガラス系物品は、第１のコーティングのヤング率値が、第１のコーティングにより第一面上のガラス系物品の機械的信頼性が改善されるように選択されるという点でさらに特徴付けられる。第２３の実施の形態において、第１７から第２１の実施の形態のいずれかのガラス系物品は、ガラス系基板の第一面１１５および第二面２１５が、第１のコーティング１２０および第２のコーティング２２０によりもたらされる異なる強度値および信頼性値を有するという点でさらに特徴付けられる。
【００３０】
第２４の実施の形態において、第２３の実施の形態は、第一面１１５が第二面２１５より高い強度を有し、第一面１１５が第二面２１５より低い機械的信頼性を有するという点でさらに特徴付けられる。第２５の実施の形態において、第２３の実施の形態は、第一面１１５が第二面２１５より低い強度を有し、第一面１１５が第二面２１５より高い機械的信頼性を有するという点でさらに特徴付けられる。
【００３１】
第２６の実施の形態は、基板のヤング率、第一面および第二面を有するガラス系基板を備えたガラス系物品に関する。この第一面は、第１のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第一面の外側領域を有する。中央領域は引張応力を有する。この第二面は、第一面の外側領域と反対の第二面の外側領域であって、第２のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第二面の外側領域を有する。第１のコーティングが、第一面上に配置され、この第１のコーティングとガラス系基板との間に第１の界面を提供する。この第１のコーティングは、第一面が第一面の強度および第一面の機械的信頼性を有するような第１のコーティングの厚さおよび第１のコーティングのヤング率を有する。第２のコーティングが、第二面上に配置され、この第２のコーティングとガラス系基板との間に第２の界面を提供する。この第２のコーティングは、第二面が第二面の強度および第二面の機械的信頼性を有するような第２のコーティングの厚さおよび第２のコーティングのヤング率を有する。この第一面の強度は第二面の強度と異なり、第一面の機械的信頼性は第二面の機械的信頼性と異なる。
【００３２】
第２７の実施の形態において、第２６の実施の形態は、第一面の強度が第二面の強度以下であり、第一面の機械的信頼性が第二面の機械的信頼性より高いという点でさらに特徴付けられる。第２８の実施の形態において、第２６の実施の形態は、第一面の強度が第二面の強度より大きく、第一面の機械的信頼性が第二面の機械的信頼性より低いという点でさらに特徴付けられる。第２９の実施の形態において、第２６から第２８の実施の形態のいずれかのガラス系物品は、第１のコーティングの厚さが約５ナノメートルから約５マイクロメートルの範囲内にあり、第２のコーティングの厚さが約５ナノメートルから約５マイクロメートルの範囲内にあるという点でさらに特徴付けることができる。第３０の実施の形態において、第２６から第２８の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングの厚さが約１０ナノメートルから約２マイクロメートルの範囲内にあり、第２のコーティングの厚さが約１０ナノメートルから約２マイクロメートルの範囲内にあるという点でさらに特徴付けることができる。
【００３３】
第３１の実施の形態において、第２６から第３０の実施の形態のいずれかは、第１のコーティングおよび第２のコーティングが、シリカ、インジウムスズ酸化物、酸窒化アルミニウム、多孔質シリカ、ガラスセラミック、セラミックまたはその組合せからなる群より選択されるという点でさらに特徴付けることができる。第３２の実施の形態において、第２６から第３１の実施の形態のいずれかは、ガラス系物品が、積層ガラス基板、化学強化ガラス基板、熱的強化ガラス基板、およびその組合せからなる群より選択される強化ガラス系基板を備えるという点でさらに特徴付けることができる。第３３の実施の形態において、第２６から第３１の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板がイオン交換可能なアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物から作られているという点でさらに特徴付けることができる。第３４の実施の形態において、第２６から第３１の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板がイオン交換可能なアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物から作られているという点でさらに特徴付けることができる。
【００３４】
第３５の実施の形態において、第２６から第３１の実施の形態のいずれかは、ガラス系基板が、第一面の外側領域において、第１の界面から約１０マイクロメートルから約９０マイクロメートルの範囲の第１のＤＯＣまでイオン交換された、化学強化ガラス基板から作られているという点でさらに特徴付けることができる。
【００３５】
第３６の実施の形態において、第３５の実施の形態は、第一面の外側領域が、約１００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲内の圧縮応力（ＣＳ）の大きさを有するという点でさらに特徴付けられる。第３７の実施の形態において、第３６の実施の形態は、そのＣＳが約６００ＭＰａから約１０００ＭＰａの範囲内にあるという点でさらに特徴付けられる。第３８の実施の形態において、実施の形態１〜３７のいずれかのガラス系物品が、表示画面を有する手持ち式携帯型電子機器、建築用ガラス基板、車両内装用ガラス基板、および電化製品用ガラス基板の内の１つに配置されている。
【００３６】
第３９の実施の形態は、ガラス系物品の機械的信頼性を変更する方法に関する。この方法は、ガラス系基板の許容欠陥寸法を決定する工程を有してなり、この許容欠陥寸法により、そのガラス系基板の機械的信頼性および強度が決まる。このガラス系基板は、基板のヤング率、基板の強度、基板の機械的信頼性、第１の表面、基板の厚さ、第一面の表面から第１のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第一面の外側領域、引張応力を有する中央領域、第二面の表面から第２のＤＯＣまで延在する圧縮応力を有する第二面の外側領域を有する。この方法は、第１の表面上に第１のコーティングを配置する工程をさらに含む。この第１のコーティングの材料は、ガラス基板のヤング率と異なる第１のコーティングのヤング率を有する。第１のコーティングのヤング率およびガラス系基板のヤング率に基づいて、第一面上のガラス系基板の機械的信頼性または第一面上のガラス系基板の機械的強度の内の一方を増加させる第１のコーティングの計算厚さを決定する工程、およびその第１のコーティングの計算厚さで第１のコーティングを施して、第一面上のガラス系基板の機械的信頼性または第一面上のガラス系基板の機械的強度のいずれかを増加させる工程。
【００３７】
第４０の実施の形態において、第３９の実施の形態の方法は、ガラス系基板のヤング率と異なる第２のコーティングのヤング率を有する第２のコーティングの材料を選択する工程；第２のコーティングのヤング率およびガラス系基板のヤング率に基づいて、第二面上のガラス系基板の機械的信頼性または第二面上のガラス系基板の機械的強度の内の一方を増加させる第２のコーティングの計算厚さを決定する工程；およびその第２のコーティングの計算厚さで第２のコーティングを施して、第二面上のガラス系基板の機械的信頼性または第二面上のガラス系基板の機械的強度のいずれかを増加させる工程をさらに含む。第４１の実施の形態において、第４０の実施の形態の方法は、第一面上のガラス系基板の機械的信頼性および第二面上のガラス系基板の機械的信頼性が異なるように、コーティングの材料および厚さを選択する工程をさらに含む。第４２の実施の形態において、第４０の実施の形態の方法は、第一面上のガラス系基板の強度および第二面上のガラス系基板の強度が異なるように、コーティングの材料および厚さを選択する工程をさらに含む。
【００３８】
第４３の実施の形態は、所望の強度を有するガラス系物品を形成する方法において、コーティングの不在下でそのガラス系物品における最大予測欠陥寸法を決定する工程；ガラス系物品上にコーティングが配置されたときの、ガラス系物品における最大予測欠陥寸法に対応するコーティングの厚さ値およびコーティングのヤング率値を決定する工程；コーティングが施されたときに、ガラス系物品に所望の強度および所望の機械的信頼性を与えるヤング率値および厚さ値を有するコーティングを選択する工程；およびそのコーティングをガラス系物品に施す工程を有してなる方法に関する。
【００３９】
第４４の実施の形態によれば、家庭用電化製品において、
前面、背面および側面を有する筐体、
その筐体内に少なくとも部分的に設けられた電気部品であって、少なくとも、制御装置、メモリ、および筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品、および
そのディスプレイ上に配置されたカバーガラス、
を備え、
その筐体の一部またはそのカバーガラスの少なくとも一方が、実施の形態１〜３７のいずれか１つのガラス系物品から作られている、家庭用電化製品が提供される。
【００４０】
このように、１つ以上の実施の形態によれば、下にあるガラス系物品に関して目標とするヤング率および厚さを有するコーティングを選択し、施すことによって、ガラス系物品の強度および信頼性を正確に調整することができ、設計された予測できる損傷挙動を有するガラス系材料を提供できる。図３Ａは、圧縮応力下にある圧縮層または第１の領域、および表面からある深さにある、中央張力領域を有する、化学強化されたガラス系物品の応力プロファイルを示す。この応力プロファイルは、その物品が、物品の表面でピークすなわち最大残留応力を有することを示す。図３Ｂは、物品の表面の残留応力がゼロである被覆区域を提供するコーティングが設けられた、１つ以上の実施の形態による設計された応力プロファイルを示している。
【００４１】
図４は、シリカの層を有するイオン交換済みガラスに関する増加した信頼性（ワイブル係数）を示す実験データを示す。図４は、化学強化ガラスの強度および信頼性に対するコーティングの施用の効果を示す。対照試料は、コーティングを有していない、厚さが０．７ｍｍの化学強化されたガラス系基板であった（黒丸のデータ点）。次に、対照と同じガラスから製造されたガラス系基板に、厚さ１０ｎｍ（正方形のデータ点）および３０ｎｍ（薄い灰色の菱形のデータ点）のシリカコーティングを被覆した。図４に示されるように、コーティングを有する試料は、未被覆の化学強化ガラス（未被覆試料について、約２３９Ｋｇｆ（約２３４２Ｎ）のＢ１０値を参照）とほぼ同じ強度（例えば、１０ｎｍ厚のコーティングについて、約３０７Ｋｇｆ（約３００９Ｎ）、および３０ｎｍのコーティングについて、約３１８Ｋｇｆ（約３１１６Ｎ）のＢ１０値を参照）を有するが、ワイブルプロット上の急勾配およびより緻密な分布（境界線の間のより小さい値幅）からも明らかなように、ずっと高い信頼性を有する。例えば、図４を見ると、Ｂ１０線では、未被覆試料について、高低の境界線（実線）の間の値幅は、約１７５Ｋｇｆ（約１７１５Ｎ）と約３１０Ｋｇｆ（約３０３８Ｎ）にあり、約１３５Ｋｇｆ（約１３２３Ｎ）の値幅を示す。他方で、Ｂ１０線では、１０ｎｍ厚のコーティングについ、高低の境界線（黒色の長い破線）の間の値幅は、約２８０Ｋｇｆ（約２７４４Ｎ）および約３２５Ｋｇｆ（約３１８５Ｎ）にあり、未被覆試料に関する約１３５Ｋｇｆ（約１３２３Ｎ）の値幅より著しく小さい、約４５Ｋｇｆ（約４４１Ｎ）の値幅を示す。１０ｎｍ厚のコーティングの場合と同様に、Ｂ１０線での３０ｎｍ厚のコーティングは、約２９０Ｋｇｆ（約２８４２Ｎ）から約３２５Ｋｇｆ（約３１８５Ｎ）の高低の境界線（灰色の短い破線）の値幅を有し、未被覆試料についての約１３５Ｋｇｆ（約１３２３Ｎ）の値幅より著しく小さいが、１０ｎｍ厚のコーティングの約４５Ｋｇｆ（約４４１Ｎ）の値幅と同様の、約３５Ｋｇｆ（約３４３Ｎ）の値幅を示す。先の１０ｎｍ厚と３０ｎｍ厚のシリカコーティングは、下にあるガラスのものと同様のヤング率を有した。他方で、高剛性コーティング（ヤング率、例えば、約１３０ＧＰａ）の追加により、強度が低下するが、信頼性は増加する。
【００４２】
１つ以上の実施の形態において、ガラス系基板と同じ、より高い、またはより低いヤング率を有する材料から製造されたコーティングが、強化済みガラス系基板、例えば、イオン交換により強化された化学強化済みガラス系基板の片面または両面に配置されている。そのコーティングは、両面で同じであってもよいが、その必要はない。そのコーティングは、以下に限られないが、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、スパッタリング堆積法、物理化学的気相成長法（ＨＰＣＶＤ）、イオンメッキ、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）を含む様々な技術によって堆積させることができる。特定の方法について、堆積パラメータを変更することによって、ヤング率を含む様々な材料特性を達成できる。シリカコーティングは、ほとんどのガラス系基板と実質的に同じ弾性率を有し、したがって、シリカはコーティングの材料の良好な候補であるが、他のコーティングの材料も可能である。１つ以上の実施の形態において、コーティングの厚さは、約５ｎｍから５マイクロメートル、例えば、１０ｎｍから２マイクロメートルの範囲内にある。そのガラス系基板がイオン交換済みガラスである場合、コーティングを施すための加工温度は、既存のイオン交換応力プロファイルが影響を受けないようなものであるべきである。それゆえ、被覆製品は、元のイオン交換されたガラス系基板とほぼ同じ平均強度を有しそうであるが、今ではより高いワイブル係数を有し、それによって、ガラスにおける初期欠陥個体数に対して低い感受性を示すであろう。
【００４３】
１つ以上の実施の形態において、ガラス系物品、およびガラス系物品の平均強度を改善しつつ、より高いワイブル係数を達成も達成する圧縮残留応力をコーティングに生じる高低を含む方法が提供される。
【００４４】
図５は、未被覆の化学強化ガラス（長い破線、５００）と比べた、化学強化ガラス上の３つのコーティングの厚さに関する欠陥深さの関数（Ｘ軸に沿ってマイクロメートルまたはミクロンで表されている）としての複合系残留強度（Ｙ軸に沿ってＭＰａで表されている）のモデル化されたＲ曲線を示す。図５から分かるように、線５００から、被覆試料において欠陥寸法が成長するにされた、残留強度が連続的に減少する。対称的に、図５のモデル化データは、１つ以上の実施の形態による被覆基板に関する増加した信頼性を与える見掛けの上昇するＲ曲線挙動（すなわち、欠陥寸法が成長するにつれて、残留強度が、減少する前の地点まで上昇する）を示す。３つの異なるコーティングの厚さをシミュレーションして、所望の応答を生じるようにどのようにパラメータを調整できるかを示した。全てのコーティングは、応力がなく、ガラス系基板と同じヤング率を有すると仮定した。その上、３つの場合の全てについて、同じ残留強度プロファイルをシミュレーションした：深いＤＯＣを達成するための二重イオン交換、これは、９００ＭＰａの表面での最大圧縮応力および約８０μｍのＤＯＣを有した。選択したイオン交換応力プロファイルから観察された傾向は、他のプロファイルと矛盾しないであろうが、その結果は、直接的に転換できない。０．５マイクロメートル（黒い実線、５０２）、２マイクロメートル（点線、５０４）、および４マイクロメートル（破線、５０６）のコーティングの厚さは全て、見掛けの上昇するＲ曲線挙動を示す。例えば、最小のモデル化された欠陥寸法から約２マイクロメートルの欠陥寸法まで上昇する線５０２；約２．５マイクロメートルの欠陥寸法から約５マイクロメートルの欠陥寸法まで上昇する線５０４；および約４マイクロメートルの欠陥寸法から約１０マイクロメートルの欠陥寸法まで上昇する線５０６を参照のこと。残留応力のないコーティングにおいて亀裂成長が始まった後、亀裂は、コーティングと基板（イオン交換済みガラス）との間の界面まで直ちに伝播する。表面亀裂が一旦イオン交換済みガラスに入ったら、亀裂を伝播させるのに要する応力が増加し、それゆえ、より高い歪み要件が満たされるまで、亀裂を留める。このようにして、ガラスは、最大安定欠陥寸法より小さい欠陥のために、破損できない。最大安定欠陥の寸法は、既定のイオン交換プロファイルについてコーティング特性（厚さおよびヤング率）の関数になる。したがって、信頼性および強度は、図面に示されるように、既定の用途に最適化することができる。厚さの小さいコーティングは、より小さい許容欠陥寸法を有するがより高い強度を有し、一方で、より厚いコーティングは、最大許容欠陥寸法を増加させるが、それは、強度を犠牲にして生じるであろう。選択されたコーティングのコーティングの厚さおよびヤング率を最適化することにより、ガラス系物品の様々な応力プロファイルおよび特性を設計し、製造することができる。
【００４５】
１つ以上の実施の形態によれば、ガラス系基板の片面での強度の増減は、最新式リング・オン・リング（ＡＲＯＲ）試験を用いて決定される。材料の強度は、破壊が起こる応力として定義される。このＡＲＯＲ試験は、平らなガラスサンプルを試験するための表面強度測定であり、「Standard Test Method for Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature」と題するＡＳＴＭ  Ｃ１４９９−０９（２０１３）が、ここに記載されたＡＲＯＲ試験方法論の土台として働く。ＡＳＴＭ  Ｃ１４９９−０９の内容が、ここに全て引用される。このガラスサンプルは、リング・オン・リング試験の前に、「Standard Test Methods for Strength of Glass by Flexure (Determination of Modulus of Rupture)」と題するＡＳＴＭ  Ｃ１５８−０２（２０１２）の「abrasion Procedures」と題するＡｎｎｅｘ  Ａ２に記載された方法および装置を使用して、ガラス試料に送達される９０グリットの炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子で研磨される。ＡＳＴＭ  Ｃ１５８−０２の内容および特に、Ａｎｎｅｘ  ２の内容が、ここに全て引用される。
【００４６】
リング・オン・リング試験の前に、ガラス系物品の表面を、ＡＳＴＭ  Ｃ１５８−０２の図Ａ２．１に示された装置を使用して、試料の表面欠陥条件を標準化および／または制御するために、ＡＳＴＭ  Ｃ１５８−０２、Ａｎｎｅｘ  ２に記載されたように研磨する。研磨材を、概して、３０４ｋＰａ（４４ｐｓｉ）の空気圧を使用して、１０３ｋＰａ（１５ｐｓｉ）の荷重でガラス系物品４１０の表面４１３０に吹き付ける。気流を確立した後、５ｃｍ3の研磨材を漏斗に入れ、研磨材の導入後、５秒間に亘り試料を砂吹き機で磨く。
【００４７】
ＡＲＯＲ試験について、少なくとも１つの研磨面４１３０を有するガラス系物品４１０を、図６に示されたように、異なるサイズの２つの同心のリングの間に配置して、等二軸曲げ強度（すなわち、２つの同心のリングの間の湾曲に曝されたときに材料が維持できる最大応力）を決定する。ＡＲＯＲ構成４００において、研磨されたガラス系物品４１０は、直径Ｄ２を有する支持リング４２０により支持されている。ロードセル（図示せず）によって、直径Ｄ１を有する荷重リング４３０に力Ｆを印加し、その結果、ガラス系物品４１０の表面４１３０に力が印加される。
【００４８】
荷重リングと支持リングの直径比Ｄ１／Ｄ２は、約０．２から約０．５の範囲にあるであろう。いくつかの実施の形態において、Ｄ１／Ｄ２は約０．５である。荷重および支持リング４３０、４２０は、支持リングの直径Ｄ２の０．５％以内に同心状に揃えるべきである。試験に使用されるロードセルは、選択された範囲内の任意の荷重で±１％以内まで正確であるべきである。試験は、２３±２℃の温度および４０±１０％の相対湿度で行われる。
【００４９】
器具の設計について、荷重リング４３０の突出面の半径ｒは、ｈ／２≦ｒ≦３ｈ／２であり、式中、ｈはガラス系物品４１０の厚さである。荷重および支持リング４３０、４２０は、硬度ＨＲｃ＞４０の硬化鋼から作られている。ＡＲＯＲ器具は市販されている。
【００５０】
ＡＲＯＲ試験の目的の破壊メカニズムは、第１の表面４２３０と荷重リング４３０との間の接触区域４３０ａから発生するガラス系物品４１０の割れを観察することである。荷重リング４３０と支持リング４２０との間の領域の外で生じる割れは、データ解析から除外する。しかしながら、ガラス系物品４１０の薄さと高強度のために、サンプルの厚さｈの１／２を超える大きい撓みが観察されることがある。したがって、荷重リング４３０の下から生じる割れの百分率が高いと観察することは、珍しいことではない。リングの内側と下側の両方での応力の発生（歪みゲージ分析により収集）および各サンプルにおける破損の始点を知らずには、応力は正確に計算できない。したがって、ＡＲＯＲ試験は、測定反応としての破損時の最大荷重に焦点を当てる。
【００５１】
ガラス系物品の強度は、表面傷の存在に依存する。しかしながら、ガラスの強度は実際には統計に基づくので、存在する既定のサイズの傷の傾向は正確に予測できない。したがって、確率分布を、得られたデータの統計的表示として一般に使用することができる。
【００５２】
基準に記載されたように破壊荷重を得た後、ワイブルプロットの形態で、荷重または等二軸曲げ強度をプロットする（詳しくは、http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/eda/section3/weibplot.htmを参照のこと）。最尤推定量（ＭＬＥ）法を使用して、ワイブル分布の２つのパラメータ：形状パラメータおよび尺度母数を決定する。統計モデルのパラメータのＭＬＥは、パラメータに対する尤度、または同等に対数尤度を最大化する工程を含む。最大値が生じるパラメータ値は、モデルパラメータのＭＬＥである。Sirvanci, M. and Yang, G. (1984), Estimation of the Weibull parameters under type I censoring, Journal of the American Statistical Association 79, 183-187を参照のこと。尤度は、パラメータとデータの関数である。形状パラメータが増加すると、ひいては、信頼性が、増加させられる（より緻密な強度分布）と言われている。尺度母数が増加すると、ひいては、強度が増加すると言われている。
【００５３】
ガラス系物品の各面が、その物品の他方の面と異なる強度および／または信頼性を有する、１つ以上の実施の形態により記載されたガラス系物品は、様々な最終用途を有し得る。１つ以上の実施の形態において、そのようなガラス系物品としては、建築用板ガラス、自動車のフロントガラスおよび板ガラスが挙げられ、ここで、チップおよび衝撃に抵抗するのにフロントガラスの外側に、より大きい強度が必要であろう。フロントガラスまたは自動車用板ガラスの内側では、ヒトがフロントガラスに衝突したときに、積層板が破壊することを保証するために、より高い信頼性（より緻密な強度分布）並びにより低い強度が必要であろう。１つ以上の実施の形態によれば、強度のより緻密な分布により、フロントガラスが割れるのにより大きい力を要し、それによって、自動車の乗員に対する怪我の機会を減少させる低確率が確実になる。１つ以上の実施の形態によれば、ガラス系物品の互いに反対の表面は、所望の強度および信頼性を有するように設計し、合わせることができる。同様の検討事項が、建築構造に使用される建築用板ガラスに当てはまる。
【００５４】
欠陥寸法は、以下のようにフラクトグラフィーを使用して決定される。欠陥寸法は、４点曲げ試験（ＡＳＴＭ  Ｃ１１６１：Standard Test Method for Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature）を使用して壊された試料またはリング・オン・リング試験（ＡＳＴＭ  Ｃ１４９９−１５）を使用して壊された試料について、欠陥寸法（原寸法）を決定するために、ＡＳＴＭ基準：Ｃ１３２２−１５（Standard Practice for Fractography and Characterization of Fracture Origns in Advanced Ceramics）を使用することによって、フラクトグラフィーを用いて決定される。これにより、対象とする用途におけるガラスシートの欠陥寸法分布が確立される。破壊試験に使用される試料が多いほど、試験からの欠陥寸法分布データの信頼が良好になる。欠陥寸法は、強度試験および破壊機構解析を用いて決定される。強度データは、適切な強度試験（エッジ強度に関する４点曲げ試験および表面強度に関するリング・オン・リング試験）を使用して実行可能なだけ多くの試料を使用して得られる。適切な破壊解析モデル（解析または有限要素解析）を使用して、強度試験において試料の破損を生じたに違いない欠陥寸法を予測することができる。これにより、特定の欠陥寸法、形状、および位置が推測され、それゆえ、この手法は、フラクトグラフィー手法ほど正確ではないが、欠陥個体数を確立するのがより容易である。
【００５５】
ここに用いられているように、「ガラス系物品」および「ガラス系基板」という用語は、全体がまたは部分的にガラスから製造された任意の物体を含むために最も広い意味で使用される。ガラス系物品は、ガラス材料と非ガラス材料の積層板、ガラス材料と結晶質材料の積層板、およびガラスセラミック（非晶相および結晶相を含む）を含む。特に明記のない限り、全ての組成は、モルパーセント（モル％）で表される。
【００５６】
ここに開示されたガラス系物品は、ディスプレイを備えた物品（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家庭用電化製品）、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に組み込まれることがある。ここに開示されたガラス系物品のいずれかを組み込んだ例示の物品が、図７Ａおよび７Ｂに示されている。詳しくは、図７Ａおよび７Ｂは、前面７１０４、背面７１０６、および側面７１０８を有する筐体７１０２；筐体内に少なくとも部分的に内部にあるまたは完全に中にある電気部品（図示せず）であって、少なくとも、制御装置、メモリ、および筐体の前面にまたはそれに隣接したディスプレイ７１１０を含む電気部品；およびディスプレイ上にあるように、筐体の前面またはその上にあるカバー基板７１１２を備えた家庭用電子機器７１００を示している。いくつかの実施の形態において、カバー基板７１１２は、ここに開示された強化物品のいずれを含んでもよい。いくつかの実施の形態において、その筐体の一部またはカバーガラスの少なくとも一方は、ここに開示された強化物品を含む。
【００５７】
「実質的に」および「約」という用語は、任意の量的比較、値、測定、または他の表現に帰することがある不確定性の固有の程度を表すためにここに使用してよいことに留意のこと。これらの用語は、量的表現が、問題となっている主題の基本機能を変化させずに、規定の基準から変動してもよい程度を表すためにもここに使用される。それゆえ、例えば、「ＭｇＯを実質的に含まない」ガラス系物品は、ＭｇＯが、ガラス系物品に能動的に加えられていないまたはバッチ配合されていないが、汚染物質として非常に少量で存在するかもしれないものである。
【００５８】
ここに用いられているように、ＤＯＣ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称する。ＤＯＣでは、応力は、負の（圧縮）応力から正の（引張）応力に交差し、それゆえ、ゼロの応力値を示す。当該技術分野に通常使用される慣例によれば、圧縮は、負の（＜０）応力として表され、引張は、正の（＞０）応力として表される。しかしながら、本記載中ずっと、ＣＳは絶対値として表され−すなわち、ここに挙げたように、ＣＳ＝｜ＣＳ｜−それゆえ、負の数で示されていない。圧縮応力（ガラスの表面での）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）により測定される。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。次に、ＳＯＣは、その内容がここに全て引用される、「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。ＤＯＣは、イオン交換処理に応じて、ＦＳＭまたは散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）により測定することができる。ガラス物品における応力が、ガラス物品中にカリウムイオンを交換することによって生じる場合、ＤＯＣを測定するために、ＦＳＭが使用される。応力が、ガラス物品中にナトリウムイオンを交換することによって生じる場合、ＤＯＣを測定するために、ＳＣＡＬＰが使用される。ガラス物品における応力が、ガラス中にカリウムイオンとナトリウムイオンの両方を交換することによって生じる場合、ＤＯＣはＳＣＡＬＰにより測定される。何故ならば、ナトリウムの交換深さはＤＯＣを表し、カリウムイオンの交換深さは、圧縮応力の大きさの変化（圧縮から引張への応力の変化ではない）を表すと考えられるからである；そのようなガラス物品におけるカリウムイオンの交換深さは、ＦＳＭにより測定される。
【００５９】
ここに用いられているように、「化学的深さ」、「化学的ＤＯＣ」、および「化学層の深さ」という用語は、交換可能に使用してよく、金属酸化物またはアルカリ金属酸化物のイオン（例えば、金属イオンまたはアルカリ金属イオン）がガラス系物品中に拡散する深さおよびそのイオンの濃度が、電子プローブマイクロアナリシス（ＥＰＭＡ）により測定して、最小値に到達する深さを称する。具体的には、Ｎａ２Ｏ拡散またはＮａ＋イオン濃度の深さは、ＥＰＭＡおよび表面応力計を使用して決定することができる。
【００６０】
ここに記載された基板は、非晶質基板または結晶質基板であって差し支えない。１つ以上の実施の形態による非晶質基板は、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスから選択することができる。１つ以上の実施の形態において、その基板はガラスであり、そのガラスは、強化された、例えば、熱強化された、焼入れガラス(tempered glass)、または化学強化ガラスであり得る。１つ以上の実施の形態において、強化されたガラス系基板は圧縮応力（ＣＳ）層を有し、ＣＳは、化学強化ガラス内で、その化学強化ガラスの表面から、少なくとも１０μｍから数十マイクロメートルの深さの圧縮応力ＤＯＣまで延在している。１つ以上の実施の形態において、そのガラス系基板は、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスなどの化学強化されたガラス系基板である。結晶質材料の例に、サファイアおよびスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などのガラスセラミック基板がある。
【００６１】
強化されたガラス系基板において、ガラスの表面に圧縮応力（ＣＳ）が、そして中央には引張応力（中央張力またはＣＴ）がある応力プロファイルが存在する。１つ以上の実施の形態によれば、そのガラス系基板は、熱的に強化されても、化学強化されても、熱的強化と化学強化の組合せが施されても差し支えない。ここに用いられているように、「熱的に強化された」とは、基板の強度を改善するために、熱処理された基板を称し、「熱的に強化された」は、焼入れ基板および熱強化された基板、例えば、焼入れガラスおよび熱強化ガラスを含む。焼入れガラスは、加速冷却過程を含み、これにより、ガラスにより高い表面圧縮および／またはエッジ圧縮が生じる。表面圧縮の程度に影響する要因としては、空気クエンチ温度、体積、および少なくとも約６８．９ＭＰａ（１０，０００ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ））の表面圧縮を生じる他の変数が挙げられる。焼入れガラスは、典型的に、徐冷または未処理ガラスよりも４から５倍強力である。熱強化ガラスは、焼入れガラスよりも遅い冷却によって製造され、これにより、表面での圧縮強度が低くなる。熱強化ガラスは、徐冷または未処理ガラスの約２倍ほど強力である。
【００６２】
強化されたガラス系基板は、様々な異なる過程を使用して提供することができる。例えば、例示のガラス系基板形成方法としては、フロートガラス法、フュージョンドロー法やスロットドロー法などのダウンドロー法、アップドロー法、および圧延法が挙げられる。フロートガラス法により調製されるガラス系基板は、滑らかな表面、並びに均一な厚さにより特徴付けられ、溶融金属、典型的に、スズの床上に溶融ガラスを浮かせることによって製造される。例示の過程において、溶融スズ床の表面上に供給された溶融ガラスが、浮遊するガラスリボンを形成する。そのガラスリボンがスズ浴に沿って流動するにつれて、ガラスリボンがスズからローラ上に持ち上げられる固体のガラス系基板に固化するまで、温度が徐々に低下する。一旦浴から離れたら、ガラス系基板は、さらに冷却し、徐冷して、内部応力を減少させることができる。
【００６３】
ダウンドロー法により、比較的無垢な表面を有する均一な厚さを持つガラス系基板が製造される。そのガラス系基板の平均曲げ強度は表面傷の量とサイズにより制御されるので、接触が最小であった無垢な表面は、より高い初期強度を有する。次いで、この高強度のガラス系基板をさらに強化（例えば、化学的に）すると、得られた強度は、フロートガラス基板に一般に行われるような、ラップ仕上げされ、研磨された表面を有するガラス系基板の強度よりも高くなり得る。ダウンドロー法により製造されたガラス系基板は、約２ｍｍ未満、例えば、約１．５ｍｍ、または約１ｍｍ、または約７５０マイクロメートル、または約５００マイクロメートル、または約４００マイクロメートル、または約３００マイクロメートル、または約２００マイクロメートル、または約１５０マイクロメートル、または約１２５マイクロメートル、または約１００マイクロメートル、または約７５マイクロメートル、または約５０マイクロメートル、または約２５マイクロメートルの厚さまで延伸されることがある。その上、ダウンドロー法により製造されたガラス系基板は、費用のかかる研削および研磨を使用せずに、最終用途に使用できる非常に平らで滑らかな表面を有する。
【００６４】
フュージョンドロー法は、例えば、溶融ガラス原材料を受け容れるための通路を有する成形装置を使用する。この通路は、通路の両側で通路の長さに沿って上部で開いた堰を有する。この通路が溶融材料で満たされると、溶融ガラスは堰を溢れる。この溶融ガラスは、重力のために、２つの流動するガラス膜として、延伸槽の外面を流下する。この成形装置のこれらの外面は、成形装置の下のエッジで接合するように、下方かつ内方に延在する。２つの流動するガラス膜は、このエッジで接合して、融合し、１つの流動するガラス系基板を形成する。このフュージョンドロー法は、通路を越えて流れる２つのガラス膜が互いに融合するので、得られるガラス系基板の外面のいずれも、成形装置の外面とは接触しないという利点を提示する。それゆえ、フュージョンドロー法により製造されたガラス系基板の表面特性は、そのような接触によって影響を受けない。
【００６５】
スロットドロー法は、フュージョンドロー法とは異なる。スロットドロー法において、溶融原材料が延伸槽に供給される。この延伸槽の底部には、開いたスロットであって、そのスロットの長さに延在するノズルを有するスロットを有する。溶融ガラスが、スロット／ノズルを通って流れ、連続基板として、徐冷領域へと下方に延伸される。スロットドロー法により製造されたガラス系基板の表面は、スロット／ノズルと接触している。
【００６６】
いくつかの実施の形態において、ガラス系基板に使用される組成物に、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒ、およびＳｎＯ２を含む群から選択される少なくとも１種類の清澄剤が約０から約２モル％配合されることがある。
【００６７】
ガラス系基板は、一旦形成されたら、強化して、強化されたガラス系基板を形成することができる。ガラスセラミック基板も、ガラス系基板と同様の様式で強化できることに留意のこと。そのガラス系基板は、例えば、ガラス系またはガラス基板の表面にあるより小さいイオンをより大きいイオンでイオン交換することによって、化学強化してもよい。しかしながら、先に述べたように、ガラス基板を強化するために、熱的焼入れまたは熱強化など、当該技術分野で公知の熱的強化方法も利用してよい。いくつかの実施の形態において、それらの基板は、化学強化過程および熱的強化過程の組合せを使用して強化されることがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス系基板は、コアガラスとクラッドガラスが異なる熱膨張係数を有する、コアガラスとクラッドガラスの積層板としてその基板を形成することによって、強化されることがある。そのコアガラスとクラッドガラスは、熱いときに一緒にされ、冷まされる。コアガラスとクラッドガラスが冷めるにつれて、熱膨張係数の差により、ガラス系基板中に圧縮応力と引張応力の領域が形成されて、強化されたガラス系基板が形成される。
【００６８】
基板に使用してよいガラスの例としては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物が挙げられるが、他のガラス組成物も考えられる。そのようなガラス組成物は、イオン交換可能であると特徴付けられる。ここに用いられているように、「イオン交換可能」とは、その組成物から作られた基板が、その基板の表面またはその近くに位置する陽イオンを、サイズがより大きいか小さい同じ価数の陽イオンと交換することができることを意味する。ガラス組成物の一例は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、およびＮａ２Ｏを含み、ここで、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）≧約６６モル％、およびＮａ２Ｏ≧約９モル％である。適切なガラス組成物は、いくつかの実施の形態において、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの内の少なくとも１つをさらに含む。いくつかの実施の形態において、基板に使用されるガラス組成物は、約６１から約７５モル％のＳｉＯ２、約７から約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０から約１２モル％のＢ２Ｏ３、約９から約２１モル％のＮａ２Ｏ、０から約４モル％のＫ２Ｏ、０から約７モル％のＭｇＯ、および０から約３モル％のＣａＯを含み得る。
【００６９】
前記基板に適した別の例示のガラス組成物は、約６０から約７０モル％のＳｉＯ２、約６から約１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０から約１５モル％のＢ２Ｏ３、０から約１５モル％のＬｉ２Ｏ、０から約２０モル％のＮａ２Ｏ、０から約１０モル％のＫ２Ｏ、０から約８モル％のＭｇＯ、０から約１０モル％のＣａＯ、０から約５モル％のＺｒＯ２、０から約１モル％のＳｎＯ２、０から約１モル％のＣｅＯ２、約５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および約５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、約１２モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦約２０モル％、および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦約１０モル％である。
【００７０】
前記基板に適した別の例示のガラス組成物は、約６３．５から約６６．５モル％のＳｉＯ２、約８から約１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０から約３モル％のＢ２Ｏ３、０から約５モル％のＬｉ２Ｏ、約８から約１８モル％のＮａ２Ｏ、０から約５モル％のＫ２Ｏ、約１から約７モル％のＭｇＯ、０から約２．５モル％のＣａＯ、０から約３モル％のＺｒＯ２、約０．０５から約０．２５モル％のＳｎＯ２、約０．０５から約０．５モル％のＣｅＯ２、約５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および約５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、約１４モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦約１８モル％、および約２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦約７モル％である。
【００７１】
いくつかの実施の形態において、前記基板に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも１種類のアルカリ金属およびいくつかの実施の形態において、約５０モル％超のＳｉＯ２、他の実施の形態において、少なくとも約５８モル％のＳｉＯ２、そしてさらに他の実施の形態において、少なくとも約６０モル％のＳｉＯ２を含み、比（（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤）＞約１であり、この比において、成分はモル％で表され、改質剤はアルカリ金属酸化物である。このガラス組成物は、特定の実施の形態において、約５８から約７２モル％のＳｉＯ２、約９から約１７モル％のＡｌ２Ｏ３、約２から約１２モル％のＢ２Ｏ３、約８から約１６モル％のＮａ２Ｏ、および０から約４モル％のＫ２Ｏを含み、比（（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤）＞約１である。
【００７２】
さらに他の実施の形態において、前記基板は、約６４から約６８モル％のＳｉＯ２、約１２から約１６モル％のＮａ２Ｏ、約８から約１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０から約３モル％のＢ２Ｏ３、約２から約５モル％のＫ２Ｏ、約４から約６モル％のＭｇＯ、および０から約５モル％のＣａＯを含み、約６６モル％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦約６９モル％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞約１０モル％、約５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦約８モル％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≦約２モル％、約２モル％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦約６モル％、および約４モル％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦約１０モル％である、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００７３】
いくつかの実施の形態において、前記基板は、約２モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２、もしくは約４モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２を含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００７４】
ここに記載された強化基板は、イオン交換過程によって化学強化されることがある。イオン交換過程において、一般に、ガラスまたはガラスセラミック基板を所定の期間に亘り溶融塩浴中に浸漬することによって、ガラスまたはガラスセラミック基板の表面またはその近くにあるイオンが、その塩浴からのより大きい金属イオンと交換される。いくつかの実施の形態において、溶融塩浴の温度は約４００から約４３０℃であり、その所定の期間は約４から約８時間である。より小さいイオンの代わりにより大きいイオンをそのガラスまたはガラスセラミック基板中に含ませると、その基板の表面に近い領域またはその表面の領域およびそれと隣接した領域に圧縮応力を生じることによって、基板が強化される。その圧縮応力と釣り合うために、基板の中央領域すなわちその表面からある距離にある領域内に、対応する引張応力が誘発される。この強化過程を利用したガラスまたはガラスセラミック基板は、化学強化またはイオン交換されたガラスまたはガラスセラミック基板とより詳しく記載されることがある。
【００７５】
いくつかの実施の形態において、強化されるガラスまたはガラスセラミック基板中のナトリウムイオンは、硝酸カリウム塩浴などの溶融浴からのカリウムイオンにより交換されるが、ルビジウムまたはセシウムなど、原子半径がより大きい他のアルカリ金属イオンが、ガラス中のより小さいアルカリ金属イオンを置換しても差し支えない。いくつかの実施の形態によれば、ガラスまたはガラスセラミック中のより小さいアルカリ金属イオンが、Ａｇ＋イオンにより置換されて、抗菌効果を提供することができる。同様に、以下に限られないが、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物などの他のアルカリ金属塩をイオン交換過程に使用してもよい。
【００７６】
いくつかの実施の形態において、前記強化基板は、約３００ＭＰａ以上、例えば、約４００ＭＰａ以上、約４５０ＭＰａ以上、約５００ＭＰａ以上、約５５０ＭＰａ以上、約６００ＭＰａ以上、約６５０ＭＰａ以上、約７００ＭＰａ以上、約７５０ＭＰａ以上、または約８００ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有し得る。１つ以上の実施の形態において、第１の強化基板は、約３００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲内、約５００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲内、約６００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲内、約４００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲内、約４５０ＭＰａから約８５０ＭＰａの範囲内、約４５０ＭＰａから約８００ＭＰａの範囲内、約４５０ＭＰａから約７５０ＭＰａの範囲内の圧縮応力値を有し得る。その強化されたガラス系またはガラスセラミック系基板は、約５０μｍ以下、例えば、約４５μｍ以下、約４０μｍ以下、約３５μｍ以下、約３０μｍ以下、約２５μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、または約４μｍ以下の圧縮ＤＯＣを有することがある。圧縮深さの下限は、約０．５μｍ、または約１μｍ、または約２μｍであり得、および／または中央領域は、０から約４０ＭＰａ、例えば、約５から約２０ＭＰａ、または約５から約１５ＭＰａ、または約１０から約２０ＭＰａ、または約１０から約１５ＭＰａ、または約１５から約２０ＭＰａの範囲内にあり得る。いくつかの実施の形態において、そのガラス系基板は、約２０ＭＰａから約３００ＭＰａの範囲内の圧縮応力値、および約２０μｍから約１００μｍの範囲内のＤＯＣ値；約３００ＭＰａから約９００ＭＰａの範囲内の圧縮応力値、および約２μｍから約２０μｍの範囲内のＤＯＣ値；または約５００ＭＰａから約９００ＭＰａの範囲内の圧縮応力値、および約２μｍから約１２μｍの範囲内のＤＯＣ値を有する。いくつかの実施の形態において、そのガラス系基板は、約４００ＭＰａから約８００ＭＰａの範囲内の圧縮応力値、約０．０５ｍｍから約０．７ｍｍ、例えば、約０．１ｍｍから約０．６ｍｍの範囲内の厚さ、約１μｍから約２０μｍ、例えば、約１μｍから約１５μｍ、約１μｍから約１４μｍ、約１μｍから約１３μｍ、約１μｍから約１２μｍ、約１μｍから約１１μｍ、約１μｍから約１０μｍ、約１μｍから約９μｍ、約１μｍから約８μｍ、約１μｍから約７μｍ、約１μｍから約６μｍ、および約１μｍから約５μｍの範囲内のＤＯＣ値、および約０から約２０ＭＰａ、約１から約２０ＭＰａ、約１から約１９ＭＰａ、約１から約１８ＭＰａ、約１から約１７ＭＰａ、約１から約１６ＭＰａ、約１から約１５ＭＰａ、約１から約１４ＭＰａ、約１から約１３ＭＰａ、約１から約１２ＭＰａ、約１から約１１ＭＰａ、および約１から約１０ＭＰａの範囲内の中央張力値を有する。
【００７７】
本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示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、本発明は、本開示の改変および変更を、それらが、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るという条件で、包含することが意図されている。
【００７８】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７９】
実施形態１
ガラス系物品において、
ガラス系基板であって、その上に第１のコーティングを有する第一面であり、該第１のコーティングと該ガラス系基板との間に第１の界面を提供する第一面、および該第一面と反対の第二面を有するガラス系基板、
を備え、前記第１のコーティングは、第１の表面から前記第１の界面まで延在する第１のコーティングの厚さを有し、前記ガラス系基板は、前記第１の界面から第２の表面まで延在する基板の厚さを有し、該ガラス系基板は、該第１の界面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する第１の外側領域を有し、該第１の外側領域は、第１の外側領域の圧縮応力を有し、前記第１のコーティングは、第１のコーティングのヤング率値、第１のコーティングの厚さ、および中性または圧縮いずれかの第１のコーティングの応力を有するように選択された材料から作られ、前記第１の外側領域の圧縮応力の絶対値は、前記第１のコーティングの応力の絶対値より大きい、ガラス系物品。
【００８０】
実施形態２
前記第１のコーティングの応力の絶対値が、前記第１の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さい、実施形態１に記載のガラス系物品。
【００８１】
実施形態３
前記ガラス系基板が、前記第１のコーティングのヤング率値と異なる基板のヤング率値を有する、実施形態１または２に記載のガラス系物品。
【００８２】
実施形態４
前記ガラス系基板が、前記第１のコーティングのヤング率値以下の基板のヤング率値を有する、実施形態１から３いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８３】
実施形態５
前記第１のコーティングの厚さが、約５ナノメートルから約５マイクロメートルの範囲内にある、実施形態１から４いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８４】
実施形態６
前記第１のコーティングが、シリカ、インジウムスズ酸化物、酸窒化アルミニウム、多孔質シリカ、ガラスセラミック、セラミックまたはその組合せからなる群より選択される、実施形態１から５いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８５】
実施形態７
前記ガラス系物品が、積層ガラス基板、化学強化ガラス基板、熱的強化ガラス基板、およびその組合せからなる群より選択される強化ガラス系基板を備える、実施形態１から６いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８６】
実施形態８
前記ガラス系基板が、厚さｔを有する化学強化されたガラス系基板から作られ、前記第１の外側領域において前記第１の界面から約０．０５ｔから約０．２５ｔの範囲のＤＯＣまでイオン交換されている、実施形態１から７いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８７】
実施形態９
前記第１の外側領域が、約１００ＭＰａから約１１００ＭＰａの範囲の圧縮応力（ＣＳ）を有する、実施形態８に記載のガラス系物品。
【００８８】
実施形態１０
前記ガラス系基板が、引張応力を有する中央領域であって、前記ＤＯＣから延在する中央領域、および該中央領域から延在する第２の外側領域であって、圧縮応力を有する第２の外側領域をさらに有する、実施形態１から９いずれか１つに記載のガラス系物品。
【００８９】
実施形態１１
前記第２の外側領域上に第２のコーティングを、該第２の外側領域と該第２のコーティングとの間に第２の界面をさらに備え、該第２のコーティングは、第２のコーティングのヤング率値、第２のコーティングの厚さ、および中立または圧縮いずれかの第２のコーティングの応力を有する材料から作られ、前記第２の外側領域の圧縮応力の絶対値は、前記第２のコーティングの応力の絶対値より大きい、実施形態１０に記載のガラス系物品。
【００９０】
実施形態１２
前記第２のコーティングの応力の絶対値が、前記第２の外側領域の圧縮応力の絶対値より少なくとも約４０％小さい、実施形態１１に記載のガラス系物品。
【００９１】
実施形態１３
家庭用電化製品において、
前面、背面および側面を有する筐体、
前記筐体内に少なくとも部分的に設けられた電気部品であって、少なくとも、制御装置、メモリ、および該筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品、および
前記ディスプレイ上に配置されたカバーガラス、
を備え、
前記筐体の一部または前記そのカバーガラスの少なくとも一方が、実施形態１から１２いずれか１つに記載のガラス系物品から作られている、家庭用電化製品。
【００９２】
実施形態１４
所望の強度を有するガラス系物品を形成する方法において、
コーティングの不在下で前記ガラス系物品における最大予測欠陥寸法を決定する工程、
前記ガラス系物品上にコーティングが配置されたときの、該ガラス系物品における前記最大予測欠陥寸法に対応するコーティングの厚さ値およびコーティングのヤング率値を決定する工程、
前記コーティングが施されたときに、前記ガラス系物品に前記所望の強度および所望の機械的信頼性を与えるヤング率値および厚さ値を有するコーティングを選択する工程、および
前記コーティングを前記ガラス系物品に施す工程、
を有してなる方法。
【符号の説明】
【００９３】
１０    ガラス系基板
５０    圧縮応力領域内の亀裂
５５    外面
６０    圧縮応力領域
６２    ＤＯＣ
８０    中央張力領域
９０    中央張力領域に入り込む亀裂
１００、４１０    ガラス系物品
１１５    第一面
１２０    第１のコーティング
１２５    第１の界面
１３０    第１の表面
１３５    第２の表面
１４０    第１の外側領域
１５０    中央領域
２１５    第二面
２２０    第２のコーティング
２４０    第２の外側領域
４００    ＡＲＯＲ構成
４２０    支持リング
４３０    荷重リング
４３０ａ    接触区域
４３１０    研磨面
７１００    家庭用電子機器
７１０２    筐体
７１０４    前面
７１０６    背面
７１０８    側面
７１１０    ディスプレイ
７１１２    カバー基板
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019536719.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2019536719.tif 000011
【図７Ｂ】
2019536719.tif 000012
【国際調査報告】
2019536719.tif 000013
2019536719.tif 000014
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