(57)【要約】  化学強化ガラス系物品の形成方法を提供する。特定位の方法は：厚さ（ｔ）、長さ寸法、幅及び重量を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面を備える、ガラス系基板を提供するステップ；並びに複数のアルカリイオンを上記ガラス系基板中へとイオン交換することによって、上記厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を形成するステップを含む。上記イオン交換するステップは、ガラス系基板を、少なくとも約９０重量％のＫＮＯ３及び約１０重量％未満のＮａＮＯ３を含む溶融塩浴に、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の７０％〜１３０％の時間にわたって浸漬させるステップを含む。上記方法によって調製されるイオン交換済みガラス系物品も提供する。
2019517977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学強化ガラス系物品の形成方法であって、前記方法は：
複数のアルカリイオンをガラス系基板中へとイオン交換することによって、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を有するガラス系物品を形成するステップであって、前記アルカリ金属酸化物濃度は、前記ガラス系基板の厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ステップ
を含み、
前記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、溶融塩浴に、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の５０％〜１３０％の時間にわたって、浸漬させるステップを含み、
前記溶融塩浴は：
（ａ）２．５：１及び（ｂ）前記ガラス系基板中のモル比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：Ｎａ２Ｏのうちの小さい方より大きい、カリウム塩とナトリウム塩との重量比
を備え、
前記ガラス系基板は：
厚さ（ｔ）を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；
長さ寸法；
幅；並びに
重量
を備える、方法。
【請求項２】
前記溶融塩浴は約２重量％未満のリチウム塩を更に含み、及び／又は
前記方法は、カリウム塩を含む第２の溶融塩浴中での第２のイオン交換を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記厚さは約２ｍｍ未満であり、及び／又は
前記ガラス基板は２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記カリウム塩はＫＮＯ３であり、前記ナトリウム塩はＮａＮＯ３であり、前記リチウム塩はＬｉＮＯ３であり、前記イオン交換するステップの前に比べて、前記イオン交換するステップの後には、前記重量が１．６％未満だけ増加し；
前記イオン交換するステップの前に比べて、前記イオン交換するステップの後には、前記長さ寸法が０．２４％未満だけ変化し；及び／又は
前記イオン交換するステップの前に比べて、前記イオン交換するステップの後には、前記幅が０．２４％未満だけ変化し；及び／又は
前記イオン交換するステップの前に比べて、前記イオン交換するステップの後には、前記長さ寸法が約０．１％〜約０．２％だけ変化し；及び／又は
前記イオン交換するステップの前の前記ガラス基板に比べて、前記イオン交換するステップの後には、前記ガラス系物品が２００μｍ未満だけねじれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記カリウム塩は少なくとも約９０重量％の量で存在し、前記ナトリウム塩は約１０重量％以下の量で存在し；及び／又は
前記ガラス系物品は約１２時間未満にわたってイオン交換される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記イオン交換するステップは、前記ガラス基板の中心点のＮａ２Ｏ濃度の、１．３モル％未満の上昇を生成し；及び／又は
前記ガラス系物品は圧縮応力スパイク及びスパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）を備え、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００６〜約０．０１４であり；及び／又は
前記ガラス系物品の前記中心点におけるＮａ２Ｏモル濃度は、前記中心点における前記ガラス系物品の合計アルカリ金属酸化物モル濃度の４５％未満であり；及び／又は
前記ガラス系物品の前記中心点におけるＮａ２Ｏ濃度は４．５モル％未満である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガラス系物品はリチウムを含み；及び／又は
前記ガラス系物品は７１．５／√（ｔ）以上の最大中心張力を有し、前記厚さｔは単位ｍｍで与えられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び前記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；
Ｌｉ２Ｏ；並びに
Ｎａ２Ｏ
を含む、ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏの濃度は、約４．５モル％未満である、ガラス系物品。
【請求項９】
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び前記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに
Ｎａ２Ｏ
を含む、ガラス系物品であって、
前記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏのモル濃度は、前記ガラス系物品の前記中心点における合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４５％未満である、ガラス系物品。
【請求項１０】
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び前記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに
圧縮応力スパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）
を含む、ガラス系物品であって、
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００６〜約０．０１４である、ガラス系物品。
【請求項１１】
ｔは約０．０３ｍｍ〜約１．３ｍｍであり；及び／又は
前記ガラス系物品は２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有し；及び／又は
約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を更に備え；及び／又は
約２００μｍ未満のねじれを更に備える、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス系物品。
【請求項１２】
中心張力ＣＴ下の内部領域；及び
圧縮応力ＣＳ下の少なくとも１つの圧縮応力層
を備える、強化ガラス系物品であって、
前記圧縮応力層は、前記ガラス系物品の表面から圧縮深さＤＯＣまで延在し、ｔ＜０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧０．１ｔ、ｔ≧０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧５０μｍであり、前記内部領域に隣接し、
前記強化ガラス系物品は、直径１０ｍｍの４．２ｇステンレス鋼製ボールを用いた、高さ１００ｃｍから３０グリットのサンドペーパー（これは、前記サンドペーパーと前記ガラスの前記表面との間に１００μｍの空隙が存在するように、前記ガラスの表面上に位置決めされる）上への逆ボール落下試験に供した場合に、少なくとも６０％の残存率を有し、前記残存率は少なくとも５個の試料の試験に基づく強化ガラス系物品。
【請求項１３】
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前記ハウジングの内側にある、電気部品；
前記ハウジングの前記前面の、又は前記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに
前記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板
を備える、デバイスであって、
前記カバー基板又は前記ハウジングは、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のガラス系物品を含む、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１６年４月２０日出願の米国特許出願第６２／３２５，３５３号に対する優先権を主張するものであり、上記特許出願は参照によりその全体が本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、改善された破壊抵抗を含む改善された損傷耐性を示すガラス系物品に関し、より詳細には、ゼロでない金属酸化物濃度勾配、又は厚さのうちの有意な部分に沿って変化する濃度を示す、ガラス及びガラスセラミック物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス系物品は、上記物品の表面に傷を導入し得る、強い衝撃を受けることがある。このような傷は、表面から最大約２００マイクロメートルの深さまで延在し得る。従来は、ガラス内へのこのような傷の導入によって引き起こされる破損を防止するために、熱強化ガラスが使用されてきた。というのは、熱強化ガラスは大きな圧縮応力（ＣＳ）層（例えばガラスの総厚さのおよそ２１％）を呈することが多く、これは傷がガラス内へと更に伝播するのを防止でき、従って破損を防止できるためである。熱強化によって生成される応力プロファイルの一例を図１に示す。図１では、熱処理済みガラス系物品１００は、第１の表面１０１、厚さｔ１及び表面ＣＳ１１０を含む。熱処理済みガラス系物品１００は、第１の表面１０１から圧縮深さ（ＤＯＣ）１３０に向かって減少するＣＳを示し、本明細書中で定義されているように、この深さにおいて応力が圧縮応力から引張応力に変化し、最大中心張力（ＣＴ）１２０に到達する。
【０００４】
熱強化は現在、厚いガラス系物品（即ち厚さｔ１が約３ミリメートル以上のガラス系物品）に限定されている。というのは、熱強化及び所望の残留応力を達成するためには、このような物品のコアと表面との間に十分な熱勾配を形成する必要があるためである。このような厚い物品は、ディスプレイ（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）、建築用材（例えば窓、シャワーパネル、カウンタートップ等）、輸送（例えば自動車、鉄道、航空機、船舶等）、電気製品、又は破壊抵抗に優れているものの薄く軽い物品を必要とするいずれの用途といった、多くの用途において、望ましくないか又は実用的でない。
【０００５】
化学強化は、熱強化のようにガラス系物品の厚さによって制限されていないが、公知の化学強化ガラス系物品は、熱強化ガラス系物品の応力プロファイルを示さない。化学強化によって（例えばイオン強化プロセスによって）生成される応力プロファイルの例を、図２に示す。図２では、化学強化ガラス系物品２００は、第１の表面２０１、厚さｔ２及び表面ＣＳ２１０を含む。ガラス系物品２００は、第１の表面２０１からＤＯＣ２３０に向って低下するＣＳを示し、ＤＯＣ２３０は本明細書では、応力が圧縮応力から引張応力へと変化して、最大ＣＴ２２０に到達する深さと定義される。図２に示すように、このようなプロファイルは、略平坦なＣＴ領域、又はＣＴ領域の少なくとも一部分に沿って引張応力が一定若しくは略一定となるＣＴ領域を示す。多くの場合、公知の化学強化ガラス系物品は、図１に示す最大中央値に比べて、最大ＣＴ値が低い。
【０００６】
更に、化学強化において使用できるイオン交換プロセス、特に大きく重いイオンをガラス中に入れて比較的小さいイオンと交換するイオン強化プロセスは、基板の重量及び寸法の望ましくない増加をもたらす場合がある。これらの変化は特に、斜面状の縁部又は他の非対称の特徴部分を有するガラス系物品に関して問題となり得る。このようなガラス系物品において、重量及び寸法の変化はねじれをもたらす。イオン交換後の最終的な（大型の及び／又はねじれを有する）部品の、このような望ましくない形状変化を低減するための方法は、優先的に材料を除去することによって、所望の特徴を有する部品を生産するための、エッチング又は研磨を伴う場合がある。しかしながらこれらの手順は必然的に、更なるプロセスステップを製造工程に付加し、これにはコストがかかり、また取り扱いの機会の増加により、最終的な部品の収率が低くなる場合がある。更に上記手順は通常、特にスパイクＣＳの望ましくない低下、場合によってはスパイク厚さの望ましくない低下を招くことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、改善された破壊抵抗を示す薄型ガラス系物品、及び上記ガラス系物品の望ましくない変化を低減する改善されたイオン交換プロセスの方法が、必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の第１の態様は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面と；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、金属酸化物の濃度と；７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを備える中心張力（ＣＴ）領域とを備える、ガラス系物品に関し、上記ガラス系物品が破砕された場合、上記ガラス系物品は少なくとも２断片／インチ２（断片／平方インチ）（０．３１断片／ｃｍ２）に破砕される。本明細書中で使用される場合、金属酸化物濃度の上記変動は、金属酸化物濃度勾配と呼ばれる場合もある。１つ以上の実施形態では、上記金属酸化物の上記濃度は、ゼロではなく、かつ上記厚さ全体に沿って変動する。１つ以上の実施形態では、上記ＣＴ領域は、ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、金属酸化物濃度を含んでよい。１つ以上の実施形態の上記ガラス系物品は、約３ミリメートル（ｍｍ）以下、２ｍｍ以下又は約１以下の厚さｔを含んでよい。
【０００９】
本開示の第２の態様は：約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面と；上記厚さに沿って延在する応力プロファイルとを備える、ガラス系物品に関し、上記応力プロファイルの、約０・ｔから０．３・ｔまでの間及び０．７・ｔ超の厚さ範囲の全ての点は、絶対値が約０．１ＭＰａ／マイクロメートル超である正接を有し、上記応力プロファイルは、最大ＣＳ、ＤＯＣ、及び７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを含み、最大ＣＳに対する最大ＣＴの比は、約０．０１〜約０．２であり、上記ＤＯＣは約０．１・ｔ以上である。
【００１０】
本開示の第３の態様は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面と；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜約０．３・ｔ（又は約０・ｔ〜約０．４・ｔ、又は約０・ｔ〜約０．４５・ｔ）の厚さ範囲に沿って変動する、金属酸化物の濃度と；約２００ＭＰａ以上の表面圧縮応力と；７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを有するＣＴ領域とを備える、ガラス系物品に関する。
【００１１】
本開示の第４の態様は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面と；濃度勾配を形成する金属酸化物とを備える、ガラス系物品に関し、上記金属酸化物の上記濃度は、上記第１の表面から、上記第１の表面と上記第２の表面との間のある点に向かって低下し、上記点から上記第２の表面に向かって増大し、上記点における上記金属酸化物の上記濃度はゼロではなく、上記ガラス系物品は、約０Ｊ／ｍ２超から２０Ｊ／ｍ２未満の蓄積引張エネルギ及び約７０ＧＰａ以上の弾性率を備える。
【００１２】
本開示の第５の態様は：約３ミリメートル未満の厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面と；上記厚さに沿って延在する応力プロファイルとを備える、ガラス系物品に関し、約０ｔから０．３ｔまでの間及び０．７ｔ超の厚さ範囲の全ての点における上記応力プロファイルは、絶対値が約０．１ＭＰａ／マイクロメートル超である正接を有し、上記応力プロファイルは、最大ＣＳ、ＤＯＣ及び最大ＣＴを含み、最大ＣＳに対する最大ＣＴの比は、約０．０１〜約０．２であり、上記ＤＯＣは約０．１・ｔ以上であり、上記ガラス系物品は、約０Ｊ／ｍ２超から２０Ｊ／ｍ２未満の蓄積引張エネルギ及び約７０ＧＰａ以上の弾性率を備える。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、上記厚さ全体に沿って連続的に変動する、金属酸化物のゼロではない濃度を備える。いくつかの例では、金属酸化物の上記ゼロではない濃度は、約１０マイクロメートル未満の厚さセグメントに沿って連続的に変動する。
【００１３】
本開示の第６の態様は、ＣＳ領域及びＣＴ領域を含む応力プロファイルを備える、ガラス系物品に関し、上記ＣＴ領域は、式：応力（ｘ）＝ＭａｘＴ−（（（ＣＴｎ・（ｎ＋１））／０．５ｎ）・｜（ｘ／ｔ）‐０．５｜ｎ）によって定義され、ここで：ＭａｘＴは最大引張値であり；ＣＴｎはＭａｘＴ以下であり、かつＭＰａを単位とする正の値として与えられ；ｘはマイクロメートルを単位とする、厚さ（ｔ）に沿った位置であり；ｎは１．５〜５である。いくつかの実施形態では、最大ＣＴ値は約５０ＭＰａ〜約２５０ＭＰａであり、また上記最大ＣＴ値は、約０．４ｔ〜約０．６ｔの深さにおけるものである。１つ以上の実施形態では約０ｔ〜約０．１ｔの厚さにおいて、上記応力プロファイルは、約２０ＭＰａ／マイクロメートル〜約２００ＭＰａ／マイクロメートルの範囲の傾斜を含む。１つ以上の実施形態では、上記応力プロファイルは、０．５ｔから表面までで測定された複数の誤差関数によって定義される。
【００１４】
本明細書に記載のガラス系物品の１つ以上の実施形態によると、上記金属酸化物の１価イオンは、約０・ｔ〜約０．３・ｔ、約０・ｔ〜約０．４・ｔ又は約０・ｔ〜約０．４５・ｔの厚さ範囲に沿って応力を生成する。１つ以上の実施形態の上記金属酸化物の濃度は、上記第１の表面から、上記第１の表面と上記第２の表面との間のある点に向かって低下し、上記点から上記第２の表面に向かって上昇する。
【００１５】
１つ以上の実施形態では、上記金属酸化物の上記濃度は、上記厚さ全体にわたって約０．０５モル％以上である。例えば１つ以上の実施形態では、上記第１の表面における上記金属酸化物の上記濃度は、深さ約０．５・ｔにおける上記金属酸化物の上記濃度の約１．５倍高い。例示的実施形態では、上記ガラス系物品は、上記金属酸化物の合計濃度が約１モル％〜約１５モル％である。１つ以上の実施形態では、上記金属酸化物の例としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ及びＣｓ２Ｏのうちのいずれの１つ以上が挙げられる。１つ以上の実施形態では、上記金属酸化物は、上記ガラス系基板又は物品中の全金属酸化物の中で最大のイオン直径を有する。
【００１６】
１つ以上の実施形態では、上記ＣＴ領域は、ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、上記金属酸化物を含む。本明細書に記載のガラス系物品の１つ以上の実施形態では、上記最大ＣＴは７１．５／√（ｔ）以上である。
【００１７】
いくつかの実施形態のガラス物品は、第１の金属酸化物濃度及び第２の金属酸化物濃度を備える。いくつかの実施形態では、上記第１の金属酸化物濃度は、約０・ｔ〜約０．５・ｔである第１の厚さ範囲において、約０モル％〜約１５モル％である。いくつかの実施形態では、上記第２の金属酸化物濃度は、約０マイクロメートル〜約２５マイクロメートルである第２の厚さ範囲において、約０モル％〜約１０モル％である。上記ガラス系物品は、任意の第３の金属酸化物を含んでよい。
【００１８】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、最大ＣＴより大きな表面圧縮応力（ＣＳ）を示してよい。本明細書に記載のガラス系物品の１つ以上の実施形態は、約３００ＭＰａ以上の表面ＣＳを含んでよい。いくつかの例では、この表面ＣＳは、上記ガラス系物品の厚さが約２ｍｍ以下である場合に示される。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、約２００ＭＰａ以上の表面ＣＳと、約０．４・ｔ以上の化学層深さ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｌａｙｅｒ）との組み合わせを示す。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、上記第１の表面からＤＯＣまで延在するＣＳを含み、上記ＤＯＣは約０．１・ｔ以上である。いくつかの例では、表面ＣＳに対する最大ＣＴの比は約０．１〜約０．８である。
【００１９】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は非晶質構造を有する。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は結晶質構造を含んでよい。
【００２０】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの波長にわたって、約８８％以上の透過率を示してよい。いくつかの例では、本明細書に記載のガラス系物品は、ＣＩＥ光源Ｆ０２の下で、Ｌ＊値約８８以上、ａ＊値約−３〜約＋３、及びｂ＊値約−６〜約＋６の、ＣＩＥＬＡＢ色空間座標を示してよい。
【００２１】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、約７０ＧＰａ以上の弾性率を含んでよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、約１００キロポアズ（ｋＰ）未満の液相粘度を備える。１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は約０．６５ＭＰａ・ｍ１／２以上の破壊靭性（Ｋ１Ｃ）を示す。１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は：合計量約１５モル％以下のＡｌ２Ｏ３及びＮａ２Ｏを含む組成物；約４モル％以上のＮａ２Ｏを含む組成物；Ｂ２Ｏ３及びＺｎＯのうちのいずれの１つ以上を含む組成物；並びにＰ２Ｏ５を略含まない組成物のうちのいずれの１つ以上を含む。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、約４６０℃において、約４５０μｍ２／時間（平方マイクロメートル／時間）以上の１価イオン拡散性を備える。いくつかの実施形態では、この１価イオン拡散性は、約０．１５・ｔ以上のＤＯＣと、上記最大ＣＴの１．５倍以上の表面ＣＳとの組み合わせにおいて示される。
【００２２】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は特定の破砕挙動を示す。例えば、１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品が１回のイベント（即ち落下又は器具との１回の衝突等の、１回の衝撃）で破砕される場合、上記ガラス系物品は少なくとも２断片／インチ２（断片／平方インチ）（０．３１断片／ｃｍ２）に破砕される。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品が破砕される場合、上記ガラス系物品は少なくとも少なくとも１断片／インチ２（０．１５５断片／ｃｍ２）〜４０断片／インチ２（断片／平方インチ）（６．２断片／ｃｍ２）に破砕される。
【００２３】
本開示の第７の態様は、強化ガラス系物品中でのガラス基板の使用に関する。１つ以上の実施形態では、上記ガラス基板は（モル％で）：約６８％〜約７５％のＳｉＯ２；約１２％〜約１５％のＡｌ２Ｏ３；約０．５％〜約５％のＢ２Ｏ３；約２％〜約１０％のＬｉ２Ｏ；約０％〜約６％のＮａ２Ｏ；約１％〜約４％のＭｇＯ；約０％〜約３％のＺｎＯ；及び約０％〜約５％のＣａＯを含み、上記ガラス基板はイオン交換可能であり、非晶質である。１つ以上の実施形態では、上記ガラス基板は：約０．４５〜約１である、Ｒ２Ｏに対するＬｉ２Ｏの比；約‐５％〜約０％である、Ｒ２Ｏの総量とＡｌ２Ｏ３の量との差；約０％〜約３％である、ＲｘＯの総量（モル％）とＡｌ２Ｏ３の量との差；及び約０％〜約１％である、ＲＯの総量（モル％）に対するＭｇＯの量（モル％）の比のうちのいずれの１つ以上を示し、上記ガラス基板は核形成剤を略含まない。
【００２４】
本開示の第８の態様は、モル％で：約６８％〜約７５％のＳｉＯ２；約１２％〜約１５％のＡｌ２Ｏ３；約０．５％〜約５％のＢ２Ｏ３；約２％〜約１０％のＬｉ２Ｏ；約０％〜約６％のＮａ２Ｏ；約１％〜約４％のＭｇＯ；約０％〜約３％のＺｎＯ；及び約０％〜約５％のＣａＯを含む組成物を含む、ガラス基板に関し、上記ガラス基板はイオン交換可能であり、非晶質である。１つ以上の実施形態では、上記ガラス基板は：約０．４５〜約１である、Ｒ２Ｏに対するＬｉ２Ｏの比；約−５％〜約０％である、Ｒ２Ｏの総量とＡｌ２Ｏ３の量との差；約０％〜約３％である、ＲｘＯの総量（モル％）とＡｌ２Ｏ３の量との差；及び約０％〜約１％である、ＲＯの総量（モル％）に対するＭｇＯの量（モル％）の比のうちのいずれの１つ以上を示す。１つ以上の実施形態では、上記ガラス基板は核形成剤を略含まない。
【００２５】
本開示の第９の態様は、モル％で：約６８％〜約７５％のＳｉＯ２；約１２％〜約１５％のＡｌ２Ｏ３；約０．５％〜約５％のＢ２Ｏ３；約２％〜約１０％のＬｉ２Ｏ；約０％〜約６％のＮａ２Ｏ；約１％〜約４％のＭｇＯ；約０％〜約３％のＺｎＯ；及び約０％〜約５％のＣａＯを含む、ガラス基板に関し、上記ガラス基板は非晶質であり、強化される。１つ以上の実施形態では、上記Ｎａ２Ｏ濃度は上記ガラス基板内で変動する。１つ以上の実施形態では、上記ガラス基板は核形成剤を略含まない。１つ以上の実施形態によると、上記強化ガラス基板は、以下の組成的関係：約０．４５〜約１である、Ｒ２Ｏに対するＬｉ２Ｏの比；約‐５％〜約０％である、Ｒ２Ｏの総量とＡｌ２Ｏ３の量との差；約０％〜約３％である、ＲｘＯの総量（モル％）とＡｌ２Ｏ３の量との差；及び約０％〜約１％である、ＲＯの総量（モル％）に対するＭｇＯの量（モル％）の比のうちのいずれの１つ以上を示す。
【００２６】
本開示の第１０の態様は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に上記ハウジングの内側にある、電気部品；上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに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備える、デバイスに関し、上記カバー基板又は上記ハウジングは、本明細書に記載の実施形態によるガラス系物品を含む。
【００２７】
本開示の第１１の態様は、化学強化ガラス系物品の形成方法に関する。１つ以上の実施形態では、上記方法は：厚さ（ｔ）、長さ寸法、幅及び重量を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面を備える、ガラス系基板を提供するステップ；並びに複数のアルカリイオンを上記ガラス系基板中へとイオン交換することによって、上記厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を形成するステップを含み、上記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、少なくとも約９０重量％のカリウム塩（例えばＫＮＯ３）及び約１０重量％未満のナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）を含む溶融塩浴に、約１２時間未満にわたって浸漬させるステップを含む。
【００２８】
１つ以上の実施形態では、上記溶融塩浴は更に、約２重量％未満のリチウム塩（例えばＬｉＮＯ３）を含む。いくつかの実施形態では、上記厚さは約２ｍｍ未満である。１つ以上の実施形態では、上記厚さは約１ｍｍ未満である。いくつかの実施形態では、上記厚さは約０．８ｍｍ未満である。１つ以上の実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記重量が１．６％未満だけ増加する。いくつかの実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が０．２４％未満だけ変化する。１つ以上の実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記幅が０．２４％未満だけ変化する。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は、上記イオン交換するステップの前の上記ガラス基板に比べて、上記イオン交換するステップの後に、２００μｍ未満だけねじれる。１つ以上の実施形態では、上記カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は少なくとも９２重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、上記カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は少なくとも９４重量％の量で存在する。１つ以上の実施形態では、上記カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は約９５重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、上記ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は約８重量％未満の量で存在する。１つ以上の実施形態では、上記ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は約５重量％未満の量で存在する。いくつかの実施形態では、上記ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は約５重量％の量で存在する。１つ以上の実施形態では、上記カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は約９０％〜約９７重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は約１０％〜約３重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は約１２時間未満にわたってイオン交換される。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は約１０時間未満にわたってイオン交換される。いくつかの実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が約０．２％〜約０．１５重量％だけ変化する。１つ以上の実施形態では、上記方法は更に、カリウム塩（例えばＫＮＯ３）を含む第２の溶融塩浴中での第２のイオン交換を含む。
【００２９】
本開示の第１２の態様は、本明細書に記載の方法で調製されたガラス系物品に関する。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は：長さ寸法；幅寸法；重量；厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを備える中心張力（ＣＴ）領域を備える、イオン交換済みガラス系物品であり、上記厚さｔは単位ｍｍで与えられる。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品の上記厚さ（ｔ）が０．８ｍｍである場合：（１）イオン交換前のガラス系基板の重量に比べて、上記イオン交換済み金属酸化物から得られる上記ガラス系物品の上記重量が、１．６％未満だけ増加し；（２）イオン交換前のガラス系基板の長さ寸法に比べて、上記イオン交換済みガラス系物品の上記長さ寸法が、０．２４％未満だけ変化し；（３）イオン交換前のガラス系基板の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の上記幅寸法が、０．２４％未満だけ変化する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、イオン交換前のガラス系基板の重量に比べて、上記イオン交換済み金属酸化物から得られる上記ガラス系物品の上記重量が、１．４％未満だけ増加する。１つ以上の実施形態では、イオン交換前のガラス系基板の上記長さ寸法に比べて、上記イオン交換済みガラス系物品の上記長さ寸法が、０．１５％未満だけ変化する。いくつかの実施形態では、イオン交換前のガラス系基板の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の上記幅寸法が、０．１５％未満だけ変化する。１つ以上の実施形態では、上記物品は更に、約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を備える。いくつかの実施形態では、上記表面ＣＳは約４００ＭＰａ以上である。１つ以上の実施形態では、ｔは約１ミリメートル以下である。
【００３１】
本開示の第１３の態様は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に上記ハウジングの内側にある、電気部品；上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに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備える、デバイスに関し、上記カバー基板又は上記ハウジングは、上述の実施形態のうちのいずれに記載のガラス系物品を含む。
【００３２】
本開示の第１の実施形態では、化学強化ガラス系物品の形成方法が提供される。上記方法は：厚さ（ｔ）、長さ寸法、幅及び重量を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面を備える、ガラス系基板を提供するステップ；並びに複数のアルカリイオンを上記ガラス系基板中へとイオン交換することによって、上記厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を形成するステップを含む。上記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、少なくとも約９０重量％のカリウム塩及び約１０重量％未満のナトリウム塩を含む溶融塩浴に、約１２時間未満にわたって浸漬させるステップを含む。
【００３３】
本開示の実施形態（２）では、上記溶融塩浴が約２重量％未満のリチウム塩を更に含む、実施形態（１）の方法が提供される。
【００３４】
本開示の実施形態（３）では、上記厚さが約２ｍｍ未満である、実施形態（１）又は（２）の方法が提供される。
【００３５】
本開示の実施形態（４）では、上記厚さが約１ｍｍ未満である、実施形態（１）〜（３）のいずれか１つの方法が提供される。
【００３６】
本開示の実施形態（５）では、上記厚さが約０．８ｍｍである、実施形態（１）〜（４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００３７】
本開示の実施形態（６）では、上記カリウム塩がＫＮＯ３であり、上記ナトリウム塩がＮａＮＯ３であり、上記リチウム塩がＬｉＮＯ３であり、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記重量が１．６％未満だけ増加する、実施形態（１）〜（４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００３８】
本開示の実施形態（７）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が０．２４％未満だけ変化する、実施形態（１）〜（６）のいずれか１つの方法が提供される。
【００３９】
本開示の実施形態（８）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記幅が０．２４％未満だけ変化する、実施形態（１）〜（７）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４０】
本開示の実施形態（９）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記ガラス系物品が２００μｍ未満だけねじれる、実施形態（１）〜（８）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４１】
本開示の実施形態（１０）では、上記カリウム塩が少なくとも９２重量％の量で存在する、実施形態（１）〜（９）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４２】
本開示の実施形態（１１）では、上記カリウム塩が少なくとも９４重量％の量で存在する、実施形態（１）〜（１０）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４３】
本開示の実施形態（１２）では、上記カリウム塩が約９５重量％の量で存在する、実施形態（１）〜（１１）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４４】
本開示の実施形態（１３）では、上記ナトリウム塩が約８重量％未満の量で存在する、実施形態（１）〜（１２）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４５】
本開示の実施形態（１４）では、上記ナトリウム塩が約６重量％未満の量で存在する、実施形態（１）〜（１３）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４６】
本開示の実施形態（１５）では、上記ナトリウム塩が約５重量％の量で存在する、実施形態（１）〜（１４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４７】
本開示の実施形態（１６）では、上記カリウム塩が約９０〜約９７重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩が約１０〜約３重量％の量で存在する、実施形態（１）〜（１５）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４８】
本開示の実施形態（１７）では、上記ガラス系物品が約１２時間未満にわたってイオン交換される、実施形態（１）〜（１６）のいずれか１つの方法が提供される。
【００４９】
本開示の実施形態（１８）では、上記ガラス系物品が約１０時間未満にわたってイオン交換される、実施形態（１）〜（１７）のいずれか１つの方法が提供される。
【００５０】
本開示の実施形態（１９）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が約０．２〜約０．１５重量％だけ変化する、実施形態（１）〜（１８）のいずれか１つの方法が提供される。
【００５１】
本開示の実施形態（２０）では、カリウム塩を含む第２の溶融塩浴中での第２のイオン交換を更に含む、実施形態（１）〜（１９）のいずれか１つの方法が提供される。
【００５２】
本開示の実施形態（２１）では、実施形態（１）〜（２０）のうちのいずれか１つの方法によって調製される、ガラス系物品が提供される。
【００５３】
本開示の実施形態（２２）では、イオン交換済みガラス系物品が提供される。上記イオン交換済みガラス系物品は：長さ寸法；幅寸法；重量；厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを備える中心張力（ＣＴ）領域を備える、イオン交換済みガラス系物品であり、上記厚さｔは単位ｍｍで与えられる。上記ガラス系物品の上記厚さ（ｔ）は、０．８ｍｍである。イオン交換前のガラス系基板の重量に比べて、上記イオン交換済み金属酸化物から得られる上記ガラス系物品の上記重量は、１．６％未満だけ増加し；イオン交換前のガラス系基板の長さ寸法に比べて、上記イオン交換済みガラス系物品の上記長さ寸法は、０．２４％未満だけ変化し；イオン交換前のガラス系基板の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の上記幅寸法は、０．２４％未満だけ変化する。
【００５４】
本開示の実施形態（２３）では、イオン交換前のガラス系基板の重量に比べて、上記イオン交換済み金属酸化物から得られる上記ガラス系物品の上記重量が、１．４％未満だけ増加する、実施形態（２２）のガラス系物品が提供される。
【００５５】
本開示の実施形態（２４）では、イオン交換前のガラス系基板の上記長さ寸法に比べて、上記イオン交換済みガラス系物品の上記長さ寸法が、０．１５％未満だけ変化する、実施形態（２２）又は（２３）のガラス系物品が提供される。
【００５６】
本開示の実施形態（２５）では、イオン交換前のガラス系基板の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の上記幅寸法が、０．１５％未満だけ変化する、実施形態（２２）〜（２４）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【００５７】
本開示の実施形態（２６）では、約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を更に備える、実施形態（２２）〜（２５）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【００５８】
本開示の実施形態（２７）では、上記表面ＣＳが約４００ＭＰａ以上である、実施形態（２２）〜（２６）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【００５９】
本開示の実施形態（２８）では、ｔが約１ミリメートル以下である、実施形態（２２）〜（２７）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【００６０】
本開示の実施形態（２９）では：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上記ハウジングの内側にある、電気部品；上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに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備える、デバイスであって、上記カバー基板又は上記ハウジングは、実施形態（２２）〜（２８）のいずれか１つのガラス系物品を含む、デバイスが提供される。
【００６１】
本開示の態様（１）では、化学強化ガラス系物品の形成方法が提供される。上記方法は、複数のアルカリイオンをガラス系基板中へとイオン交換することによって、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を有するガラス系物品を形成するステップであって、上記アルカリ金属酸化物濃度は、上記ガラス系物品の厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ステップを含む。上記ガラス系基板は、厚さ（ｔ）を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面、長さ寸法、幅並びに重量を備える、ガラス系基板を含む。上記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、（ａ）２．５：１及び（ｂ）上記ガラス系基板中のモル比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：Ｎａ２Ｏのうちの小さい方より大きい、カリウム塩とナトリウム塩との重量比を備える溶融塩浴に、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の５０％〜１３０％の時間にわたって、浸漬させるステップを含む。
【００６２】
本開示の態様（２）では、上記溶融塩浴が約２重量％未満のリチウム塩を更に含む、態様（１）の方法が提供される。
【００６３】
本開示の態様（３）では、上記厚さが約２ｍｍ未満である、態様（１）又は（２）の方法が提供される。
【００６４】
本開示の態様（４）では、上記厚さが約１ｍｍ未満である、態様（１）〜（３）のいずれか１つの方法が提供される。
【００６５】
本開示の態様（５）では、上記厚さが約０．８ｍｍである、態様（１）〜（４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００６６】
本開示の態様（６）では、上記カリウム塩がＫＮＯ３であり、上記ナトリウム塩がＮａＮＯ３であり、上記リチウム塩がＬｉＮＯ３であり、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記重量が１．６％未満だけ増加する、態様（１）〜（５）のいずれか１つの方法が提供される。
【００６７】
本開示の態様（７）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が０．２４％未満だけ変化する、態様（１）〜（６）のいずれか１つの方法が提供される。
【００６８】
本開示の態様（８）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記幅が０．２４％未満だけ変化する、態様（１）〜（７）のいずれか１つの方法が提供される。
【００６９】
本開示の態様（９）では、上記イオン交換するステップの前のガラス基板に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記ガラス系物品が２００μｍ未満だけねじれる、態様（１）〜（８）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７０】
本開示の態様（１０）では、上記カリウム塩が少なくとも９２重量％の量で存在する、態様（１）〜（９）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７１】
本開示の態様（１１）では、上記カリウム塩が少なくとも９４重量％の量で存在する、態様（１）〜（１０）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７２】
本開示の態様（１２）では、上記カリウム塩が約９５重量％の量で存在する、態様（１）〜（１１）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７３】
本開示の態様（１３）では、上記ナトリウム塩が約８重量％未満の量で存在する、態様（１）〜（１２）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７４】
本開示の態様（１４）では、上記ナトリウム塩が約６重量％未満の量で存在する、態様（１）〜（１３）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７５】
本開示の態様（１５）では、上記ナトリウム塩が約５重量％の量で存在する、態様（１）〜（１４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７６】
本開示の態様（１６）では、上記カリウム塩が少なくとも約９０重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩が約１０重量％以下の量で存在する、態様（１）〜（１５）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７７】
本開示の態様（１７）では、上記カリウム塩が約９０重量％〜約９７重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩が約１０重量％〜約３重量％の量で存在する、態様（１）〜（１６）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７８】
本開示の態様（１８）では、上記ガラス系物品が、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の７０％〜１３０％の時間にわたって、イオン交換される、態様（１）〜（１７）のいずれか１つの方法が提供される。
【００７９】
本開示の態様（１９）では、上記ガラス系物品が約１２時間未満にわたってイオン交換される、態様（１）〜（１８）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８０】
本開示の態様（２０）では、上記ガラス系物品が約１０時間未満にわたってイオン交換される、態様（１）〜（１９）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８１】
本開示の態様（２１）では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が約０．１％〜約０．２％だけ変化する、態様（１）〜（２０）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８２】
本開示の態様（２２）では、カリウム塩を含む第２の溶融塩浴中での第２のイオン交換を更に含む、態様（１）〜（２１）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８３】
本開示の態様（２３）では、上記ガラス基板が２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有する、態様（１）〜（２２）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８４】
本開示の態様（２４）では、上記イオン交換するステップが、上記ガラス基板の中心点のＮａ２Ｏ濃度の、１．３モル％未満の上昇を生成する、態様（１）〜（２３）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８５】
本開示の態様（２５）では、上記ガラス系物品が圧縮応力スパイク及びスパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）を備え、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが約０．００６〜約０．０１４である、態様（１）〜（２４）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８６】
本開示の態様（２６）では、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが約０．００８〜約０．０１２である、態様（２５）の方法が提供される。
【００８７】
本開示の態様（２７）では、上記ガラス系物品がリチウムを含む、態様（１）〜（２６）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８８】
本開示の態様（２８）では、上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏモル濃度が、上記中心点における上記ガラス系物品の合計アルカリ金属酸化物モル濃度の４５％未満である、態様（１）〜（２７）のいずれか１つの方法が提供される。
【００８９】
本開示の態様（２９）では、上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏ濃度が４．５モル％未満である、態様（１）〜（２８）のいずれか１つの方法が提供される。
【００９０】
本開示の態様（３０）では、上記ガラス系物品が７１．５／√（ｔ）以上の最大中心張力を有し、上記厚さｔが単位ｍｍで与えられる、態様（１）〜（２９）のいずれか１つの方法が提供される。
【００９１】
本開示の態様（３１）では、態様（１）〜（３０）のいずれか１つの方法によって調製された、ガラス系物品が提供される。
【００９２】
本開示の態様（３２）では、ガラス系物品が提供される。上記ガラス系物品は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；Ｌｉ２Ｏ；並びにＮａ２Ｏを含む。上記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏの含有量は、約４．５モル％未満である。
【００９３】
本開示の態様（３３）では、上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記含有量が約４．０モル％未満である、態様（３２）のガラス系物品が提供される。
【００９４】
本開示の態様（３４）では、上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記含有量が約３．０モル％未満である、態様（３２）又は（３３）のガラス系物品が提供される。
【００９５】
本開示の態様（３５）では、ガラス系物品が提供される。上記ガラス系物品は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びにＮａ２Ｏを含む。上記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏのモル濃度は、上記中心点における上記ガラス系物品の合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４５％未満である。
【００９６】
本開示の態様（３６）では、上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記モル濃度が、上記中心点における上記ガラス系物品の上記合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４０％未満である、態様（３５）のガラス系物品が提供される。
【００９７】
本開示の態様（３７）では、ガラス系物品が提供される。上記ガラス系物品は：厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに圧縮応力スパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）を含む。ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００６〜約０．０１４である。
【００９８】
本開示の態様（３８）では、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが約０．００８〜約０．０１２である、態様（３７）のガラス系物品が提供される。
【００９９】
本開示の態様（３９）では、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが約０．００９〜約０．０１１である、態様（３７）又は（３８）のガラス系物品が提供される。
【０１００】
本開示の態様（４０）では、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが約０．０１である、態様（３７）〜（３９）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０１】
本開示の態様（４１）では、ｔが約０．０３ｍｍ〜約１．３ｍｍである、態様（３２）〜（４０）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０２】
本開示の態様（４２）では、ｔが約０．８ｍｍである、態様（３２）〜（４１）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０３】
本開示の態様（４３）では、約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を更に備える、態様（３２）〜（４２）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０４】
本開示の態様（４４）では、上記表面ＣＳが約４００ＭＰａ以上である、態様（３２）〜（４３）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０５】
本開示の態様（４５）では、上記ガラス系物品が２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有する、態様（３２）〜（４４）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０６】
本開示の態様（４６）では、Ｎａ２Ｏ濃度が上記ガラス系物品の中心で最小となる、態様（３２）〜（４５）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０７】
本開示の態様（４７）では、約２００μｍ未満のねじれを更に備える、態様（３２）〜（４６）のいずれか１つのガラス系物品が提供される。
【０１０８】
本開示の態様（４８）では、強化ガラス系物品が提供される。上記強化ガラス系物品は：
中心張力ＣＴ下の内部領域；及び圧縮応力ＣＳ下の少なくとも１つの圧縮応力層を備え、上記圧縮応力層は、上記ガラス系物品の表面から圧縮深さＤＯＣまで延在し、ｔ＜０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧０．１ｔ、ｔ≧０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧５０μｍであり、上記内部領域に隣接する。上記強化ガラス系物品は、直径１０ｍｍの４．２ｇステンレス鋼製ボールを用いた、高さ１００ｃｍから３０グリットのサンドペーパー（これは、上記サンドペーパーと上記ガラスの上記表面との間に１００μｍの空隙が存在するように、上記ガラスの表面上に位置決めされる）上への逆ボール落下試験に供した場合に、少なくとも６０％の残存率（ｓｕｒｖｉｖａｂｉｌｉｔｙ  ｒａｔｅ）を有し、上記残存率は少なくとも５個の試料の試験に基づく。
【０１０９】
本開示の態様（４９）では、上記強化ガラス系物品が、高さ１５０ｃｍからの上記逆ボール落下試験に供した場合に、少なくとも６０％の残存率を有する、態様（４８）のガラス系物品が提供される。
【０１１０】
本開示の態様（５０）では、デバイスが提供される。上記デバイスは：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上記ハウジングの内側にある、電気部品；上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに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備え、上記カバー基板又は上記ハウジングは、態様（３１）〜（４９）のいずれか１つのガラス系物品を含む。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、単なる例であり、特許請求の範囲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、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、１つ以上の実施形態を図示しており、本説明と併せて、これら様々な実施形態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】
【０１１３】
【図１】公知の熱強化ガラス系物品の、厚さを横断する断面図
【図２】公知の化学強化ガラス系物品の、厚さを横断する断面図
【図３】本開示の１つ以上の実施形態による化学強化ガラス系物品の、厚さを横断する断面図
【図４】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、本開示の１つ以上の実施形態による様々な応力プロファイルを示す深さの関数としてグラフ
【図５】リング・オン・リング試験装置の概略断面図
【図６】本開示に記載の逆ボール・オン・サンドペーパー（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ボール  ｏｎ  ｓａｎｄｐａｐｅｒ：ＩＢｏＳ）試験を実施するために使用される装置の実施形態の概略断面図
【図７】移動体又はハンドヘルド電子デバイスで使用されるガラス系物品に典型的に発生する、損傷の導入及び屈曲による破損の主要な機序の概略断面図
【図８】本明細書に記載の装置でＩＢｏＳ試験を実施する方法に関するフローチャート
【図９】公知の化学強化ガラス系物品及び本開示の１つ以上の実施形態によるガラス系物品における、Ｎａ２Ｏの濃度を示すグラフ
【図１０】本開示の１つ以上の実施形態によるＣＴ値及びＤＯＣ値をイオン交換時間の関数として示すグラフ
【図１１】公知の化学強化ガラス系物品と、正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、本開示の１つ以上の実施形態によるガラス系物品との、深さの関数としての応力プロファイルを比較するグラフ
【図１２】公知の化学強化ガラス及びガラスセラミックの応力プロファイルのグラフ
【図１３】本開示の１つ以上の実施形態によるガラス及びガラスセラミックの応力プロファイルのグラフ
【図１３Ａ】実施例３Ｄの落下試験における破損高さのグラフ
【図１４】化学強化ガラス系物品と、本開示の１つ以上の実施形態によるガラス系物品との、深さの関数としての公知の応力プロファイルを比較するグラフ
【図１５】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例４Ａ〜４Ｄの応力プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図１６】実施例４Ｂ〜４Ｄに関する離散蓄積引張エネルギデータ点を示すグラフ
【図１７】実施例４Ａ〜４ＤにおけるＫ２Ｏ及びＮａ２Ｏの濃度を深さの関数として示すグラフ
【図１８】図１７と同一のデータを示すものの、深さの関数としてのＮａ２Ｏの濃度をより明確に示すための異なるスケールを用いたグラフ
【図１９】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例４Ａ及び４Ｃ〜４Ｆの応力プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図２０】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、図１９と同一のデータを異なるスケールで示すグラフ
【図２１】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例５Ａ〜５Ｇの応力プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図２２】第２及び／又は第３のイオン交換ステップの持続時間の関数として、実施例５Ａ〜５Ｇに関するＤＯＣ値を示すグラフ
【図２３】第２及び／又は第３のイオン交換ステップの持続時間の関数として、実施例５Ａ〜５Ｇに関するＣＴ値を示すグラフ
【図２４】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例７Ａ〜７Ｇに関する応力プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図２５】実施例７Ａ〜７Ｇに関する中心張力値及び蓄積引張エネルギを、いずれもイオン交換時間の関数として示すグラフ
【図２６】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、比較例８Ａ及び実施例８Ｂの応力プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図２７】比較例８Ａ及び実施例８Ｂの蓄積引張エネルギをＣＴの関数として示すグラフ
【図２８】比較例８Ｃ及び実施例８Ｄの蓄積引張エネルギをＣＴの関数として示すグラフ
【図２９】実施例２及び９、並びに比較例９Ａ及び９Ｂに関する破損落下高さを示すグラフ
【図３０】実施例２及び９、並びに比較例９Ｂ及び９Ｃに関する摩耗リング・オン・リング試験結果を示すグラフ
【図３１】実施例２及び９に関する４点曲げ試験結果を示す、ワイブル分布プロット
【図３２】実施例１０Ａ〜１０Ｅに関する最大ＣＴ値をイオン交換時間の関数として示すグラフ
【図３３】実施例１０Ｄのガラス系物品の表面から上記ガラス系物品内へと延在する深さの関数として、実施例１０Ｄの測定された応力を示すグラフ
【図３４】様々な荷重又は圧力で摩耗させた後の、実施例１１Ａによるガラス系物品に関する破損時荷重値（ｌｏａｄ  ｔｏ  ｆａｉｌｕｒｅ  ｖａｌｕｅ）を示すグラフ
【図３５】１８０グリットのサンドペーパー及び３０グリットのサンドペーパー上に落下させた後に、実施例１１Ａによるガラス系物品が破損する高さを示すグラフ
【図３６】３０グリットのサンドペーパー上に落下させた後に、実施例１１Ａ及び比較例１１Ｂによるガラス系物品が破損する高さを示すグラフ
【図３７】２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）の荷重又は圧力で摩耗させた後の、実施例１１Ａ及び比較例１１Ｂによるガラス系物品の平均破損時荷重を比較するグラフ
【図３８】４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）の荷重又は圧力で摩耗させた後の、実施例１１Ａ及び比較例１１Ｂによるガラス系物品の平均破損時荷重を比較するグラフ
【図３９】本明細書に記載のガラス系物品の１つ以上の実施形態を組み込んだ電子デバイスの正面平面図
【図４０】実施例１３Ａ〜Ｅによるガラス系物品に関するＮａ２Ｏ組成物プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図４１】実施例１３Ａ〜Ｅによるガラス系物品に関するＣＴ、ＤＯＣ及びＣＳを示すグラフ
【図４２】実施例１４Ａ１〜１４Ａ５及び１４Ｂ１〜１４Ｂ４によるガラス系物品に関する、ＣＴ対イオン交換時間を示すグラフ
【図４３】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４によるガラス系物品に関するＳＣＡＬＰデータを示すグラフ
【図４４】実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４によるガラス系物品に関する、ＦＳＭによって得られた表面応力及び折れ曲がり応力（ｋｎｅｅ  ｓｔｒｅｓｓ）値の範囲を示すグラフ
【図４５】正の応力を有するＣＴ領域及び負の応力を有するＣＳ領域を有する、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３によるガラス系物品に関するＳＣＡＬＰデータを示すグラフ
【図４６】実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３によるガラス系物品に関する落下試験結果を示すプロット
【図４７】イオン交換の結果としてねじれを生じ得る、ガラス部品の斜面状縁部の概略図
【図４８】実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３によるガラス系物品に関するＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ組成プロファイルを深さの関数として示すグラフ
【図４９】実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３によるガラス系物品に関するＮａ２Ｏプロファイルの水平スキャンを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０１１４】
これより様々な実施形態に対する詳細な言及を行う。これらの実施形態の例は、添付の実施例及び図面に例示される。
【０１１５】
本明細書に記載の実施形態は、落下性能の改善、イオン交換によるねじれの低減、及びイオン交換による重量増加の低減を示す。ガラス系物品のこれらの改善された特性は、少なくとも部分的には、ガラスの組成、イオン交換に使用される溶融塩浴の組成、及びイオン交換の持続時間によるものである。溶融塩浴の組成及びイオン交換時間は、ガラス系物品の中心張力、ねじれ及び重量増加が最適化されるように選択される。中心張力の量は、ガラス系物品の総圧縮応力に関連し、中心張力が高いほど、力の平衡化により、圧縮応力の程度が高くなる。高い程度の圧縮応力は、ガラス系物品の落下性能の改善に寄与する。本明細書に記載されるように、イオン交換の持続時間は、ガラス系物品中への金属酸化物拡散の総量を最小化しながら、高い中心張力が達成されるように選択され、これにより、結果として得られるねじれ及び重量増加も最小化される。
【０１１６】
以下の記載では、同様の参照記号は、図面において示す複数の図を通して、同様の又は対応する部分を指す。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も理解される。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。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。
【０１１７】
本明細書中で使用される場合、用語「ガラス系物品（ｇｌａｓｓ‐ｂａｓｅｄ  ａｒｔｉｃｌｅ）」及び「ガラス系基板（ｇｌａｓｓ‐ｂａｓｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」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。ガラス系物品としては、ガラス及び非ガラス材料の積層体；ガラス及び結晶質材料の積層体；並びに（非晶質層及び結晶質層を含む）ガラスセラミックが挙げられる。特段の記載がない限り、全ての組成はモルパーセント（モル％）を単位として表される。
【０１１８】
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。よって例えば、「ＭｇＯを実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ  ｏｆ  ＭｇＯ）」ガラス系物品は、これらの酸化物がガラス系物品に能動的に添加又は混入されないものの、汚染物質としてごく少量存在し得る、ガラス系物品である。
【０１１９】
特段の記載がない限り、全ての温度はセルシウス度（℃）を単位として表される。本明細書中で使用される場合、用語「軟化点（ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）」は、ガラスの粘度がおよそ１０７．６ポアズ（Ｐ）となる温度を指し、用語「アニール点（ａｎｎｅａｌ  ｐｏｉｎｔ）」は、ガラスの粘度がおよそ１０１３．２ポアズとなる温度を指し、用語「２００ポアズ温度（２００  ｐｏｉｓｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（Ｔ２００Ｐ）」は、ガラスの粘度がおよそ２００ポアズとなる温度を指し、用語「１０１１ポアズ温度（１０１１  ｐｏｉｓｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」は、ガラスの粘度がおよそ１０１１ポアズとなる温度を指し、用語「３５ｋＰ温度（３５  ｋＰ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（Ｔ３５ｋＰ）」は、ガラスの粘度がおよそ３５キロポアズ（ｋＰ）となる温度を指し、用語「１６０ｋＰ温度（１６０  ｋＰ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（Ｔ１６０ｋＰ）」は、ガラスの粘度がおよそ１６０ｋＰとなる温度を指す。
【０１２０】
図面全体、特に図１〜３に関して、これらの図示は、特定の実施形態を説明する目的のものであり、本開示又は添付の特許請求の範囲を限定することを意図したものではないことが理解されるだろう。これらの図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、図面の特定の特徴部分及び特定の視野を、明瞭さ及び簡潔さのために、拡大して又は概略的に示す場合がある。
【０１２１】
本明細書中で使用される場合、圧縮深さ（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ：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指す。ＤＯＣでは、応力は正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に遷移し（例えば図１の１３０）、従って応力値０を示す。しかしながら図面のうちのいくつか、例えば図４、１１、１４、１５、１９、２０、２１、２４、２６、４３及び４５では、圧縮応力が負として示されており、また引張応力が正として示されている。
【０１２２】
本明細書中で使用される場合、用語「化学深さ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｅｐｔｈ）」、「化学層深さ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｌａｙｅｒ）」及び「化学層の深さ（ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ）」は、相互交換可能なものとして使用でき、金属酸化物又はアルカリ金属酸化物のイオン（例えば金属イオン又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、及び電子線プローブ微小分析（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ‐Ａｎａｌｙｓｉｓ：ＥＰＭＡ）又はグロー放電発光表面分析（Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＧＤ−ＯＥＳ）で決定されるような上記イオンの濃度が最小値に到達する深さを指す。特にＮａ２Ｏ拡散の深さ又はＮａ＋イオンの濃度は、ＥＰＭＡ及び表面応力メータを用いて決定できる（以下で更に詳細に説明する）。
【０１２３】
当該技術分野において通常用いられてきた慣例によると、圧縮は負（＜０）の応力として表され、張力は正（＞０）の応力として表される。しかしながら本記載全体を通して、ＣＳは正の値又は絶対値として表される。即ち本明細書中に記載される場合、特段の注記がない限りＣＳ＝｜ＣＳ｜である。
【０１２４】
本明細書において記載されるのは、アルカリ含有ガラスを含むシリケートガラスといったガラス、並びに移動体電子デバイス及びタッチ式ディスプレイのためのカバーガラスとして使用できるガラスセラミックを含む、薄型の化学強化ガラス系物品である。上記ガラス系物品は、ディスプレイ（又はディスプレイ物品として）（例えば掲示板、店頭システム、コンピュータ、ナビゲーションシステム等）、建築用物品（壁、取付具、パネル、窓等）、輸送用物品（例えば自動車用途、鉄道、航空機、船舶等）、家電製品（例えば洗濯機、乾燥機、食器洗浄機、冷蔵庫等）又はある程度の破壊抵抗を必要とするいずれの物品にも使用できる。
【０１２５】
特に本明細書に記載のガラス系物品は薄型であり、典型的には厚い（例えば厚さ約２ｍｍ又は３ｍｍ以上の）ガラス系物品を強化することによってしか達成できない応力プロファイルを示す。上記ガラス系物品は、その厚さに沿って、独特な応力プロファイルを示す。場合によっては、本明細書に記載のガラス系物品は、強化ガラス系物品よりも高い表面ＣＳを示す。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、（公知の化学強化ガラス系物品よりも漸進的にＣＳの低下及び増大が起こる）上記ガラス系物品内に比較的深く延在する圧縮応力層を有し、これにより上記ガラス系物品は、上記ガラス系物品又は上記ガラス系物品を含むデバイスを硬質表面（例えば花崗岩）又は硬質粗面（例えばアスファルト）上に落下させた場合であっても、有意に改善された破壊抵抗を示す。１つ以上の実施形態のガラス系物品は、いくつかの公知の化学強化ガラス基板よりも高い最大ＣＴ値を示す。
【０１２６】
ＤＯＣは、（１）株式会社ルケオ（日本、東京）製のＦＳＭ‐６０００等の市販の機器を用いた表面応力メータ（一般にＦＳＭ技法と呼ばれる）、又は（２）イオン交換処理に依存する散乱光偏光器（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｐｏｌａｒｉｓｃｏｐｅ：ＳＣＡＬＰ）によって測定できる。ガラス物品中の応力が、ガラス物品中へのカリウムイオンの交換によって生成される場合、ＦＳＭを用いてＤＯＣを測定する。応力が、ガラス物品中へのナトリウムイオンの交換によって生成される場合、ＳＣＡＬＰを用いてＤＯＣを測定する。ガラス物品中の応力が、ガラス中へのカリウム及びナトリウムイオン両方の交換によって生成される場合、ＤＯＣはＳＣＡＬＰで測定される。というのは、ナトリウムの交換深さがＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さが圧縮応力の大きさの変化（ただし圧縮応力から引張応力への応力の変化ではない）を示すと考えられるためであり、このようなガラス物品中のカリウムイオンの交換深さ（「カリウムＤＯＬ（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ＤＯＬ）」は、ＦＳＭで測定される。
【０１２７】
表面ＣＳを含むＣＳは、ＦＳＭ技法で測定してよい。表面応力測定は、応力光係数（ｓｔｒｅｓｓ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：ＳＯＣ）の正確な測定に依存し、これはガラスの複屈折に関係する。ＳＯＣは、ガラスの応力光係数の測定のための標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｔｒｅｓｓ‐Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）」という名称のＡＳＴＭ規格Ｃ７７０‐１６（その内容全体は参照により本出願に援用される）に記載された手順Ｃ（ガラスディスク法）に従って測定される。
【０１２８】
１つ以上の実施形態では、最大ＣＴ値は、当該技術分野において公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技法を用いて測定してよい。
【０１２９】
上述のように、本明細書に記載のガラス系物品はイオン交換によって化学強化され、公知の強化ガラス系物品が示すものとは異なる応力プロファイルを示す。本開示では、ガラス系基板は一般に強化されておらず、ガラス系物品は一般に、（例えばイオン交換によって）強化されたガラス系基板を指す。このプロセスでは、ガラス系物品の表面の又は表面付近のイオンを、価数又は酸化状態が同一の、より大きなイオンで置換する‐即ち上記イオンと交換する。ガラス系物品がアルカリアルミノシリケートガラスを含む実施形態では、ガラスの表面層のイオンと、上記より大きなイオンとは、Ｌｉ＋（ガラス系物品中に存在する場合）、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、及びＣｓ＋といった、１価のアルカリ金属陽イオンである。あるいは、上記表面層中の１価陽イオンを、Ａｇ＋等といった、アルカリ金属陽イオンではない１価陽イオンで置換してもよい。このような実施形態では、ガラス系基板中へと交換される１価イオン（又は陽イオン）は、結果として得られるガラス系物品中に応力を生成する。
【０１３０】
イオン交換プロセスは典型的には、ガラス系基板を、ガラス系基板中の比較的小さなイオンと交換されることになる比較的大きなイオンを含有する溶融塩浴（又は２つ以上の溶融塩浴）に浸漬させることによって実施される。なお、水性塩浴を利用してもよい。更に、１つ以上の浴の組成は、２種類以上の比較的大きなイオン（例えばＮａ＋及びＫ＋）を含んでもよく、又は単一の比較的大きなイオンを含んでもよい。浴の組成及び温度；浸漬時間；塩浴（又は複数の浴）中でのガラス系物品の浸漬回数；複数の塩浴の使用；アニーリング、洗浄等の追加のステップを含むがこれらに限定されない、イオン交換プロセスに関するパラメータが、一般に、ガラス系物品の組成（物品の構造及び存在するいずれの結晶質相を含む）、並びに強化によって得られるガラス系物品の所望のＤＯＬ又はＤＯＣ及びＣＳによって決定されることは、当業者には理解されるであろう。例えばガラス系基板のイオン交換は、上記比較的大きなアルカリ金属イオンの、限定するものではないが硝酸塩、硫酸塩及び塩化物といった塩を含有する、少なくとも１つの溶融浴に、上記ガラス系基板を浸漬させることによって達成できる。典型的な塩としては、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＳＯ４及びこれらの組み合わせが挙げられる。溶融塩浴の温度は典型的には約３８０℃〜約４５０℃であり、その一方で浸漬時間は、ガラスの厚さ、浴の温度及びガラス（又は１価イオン）の拡散性に応じて、約１５分〜約１００時間である。しかしながら、上述のものとは異なる温度及び浸漬時間を用いてもよい。
【０１３１】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス系基板を、温度が約３７０℃〜約４８０℃である１００％ＮａＮＯ３の溶融塩浴に浸漬させてよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス系基板を、約５％〜約９０％のＫＮＯ３及び約１０％〜約９５％のＮａＮＯ３を含む溶融混合塩浴に浸漬させてよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス系基板を、Ｎａ２ＳＯ４及びＮａＮＯ３を含む、より幅広い温度範囲（例えば最高約５００℃）を有する溶融混合塩浴に浸漬させてよい。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品を、第１の浴中での浸漬後に第２の浴に浸漬させてよい。第２の浴中での浸漬は、１００％ＫＮＯ３を含む溶融塩浴中での１５分〜８時間の浸漬を含んでよい。
【０１３２】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス系基板を、ＮａＮＯ３及びＫＮＯ３（例えば４９％／５１％、５０％／５０％、５１％／４９％）を含む、約４２０℃未満の温度（例えば約４００℃又は約３８０℃）の溶融混合塩浴に、約５時間未満、又は約４時間未満にわたって浸漬させてよい。
【０１３３】
イオン交換条件を調整することによって、「スパイク（ｓｐｉｋｅ）」を提供でき、即ち結果として得られるガラス系物品の表面又は表面付近の応力プロファイルの傾斜を増大させることができる。このスパイクは、本明細書に記載のガラス系物品で使用されるガラス組成物の独特の特性により、単一の浴又は複数の浴によって達成でき、ここで上記１つ以上の浴は、単一組成又は混合組成を有する。
【０１３４】
図３に示すように、１つ以上の実施形態のガラス系物品３００は、厚さｔを画定する、第１の表面３０２及び上記第１の表面の反対側の第２の表面３０４を含む。１つ以上の実施形態では、上記厚さｔは、約３ミリメートル以下、例えば約０．０１ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．１ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．２ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．３ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．４ミリメートル〜約３ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約２．５ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約２ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約１．５ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約１ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．９ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．８ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．７ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．６ミリメートル、約０．０１ミリメートル〜約０．５ミリメートル、約０．１ミリメートル〜約０．５ミリメートル、約０．３ミリメートル〜約０．５ミリメートル、又はこれらに含まれるいずれの部分範囲内であってよい。
【０１３５】
上記ガラス系物品は、第１の表面３０２から第２の表面３０４まで（即ち上記厚さｔの長さ全体に沿って）延在する応力プロファイル３１２を含む。図３では、ｘ軸は応力値を表し、ｙ軸はガラス系物品内の厚さ又は深さを表す。
【０１３６】
図３に示すように、応力プロファイル３１２は、（表面ＣＳ３１０を有する）ＣＳ層３１５、（最大ＣＴ３２０を有する）ＣＴ層３２５、及び応力プロファイル３１２が３３０において圧縮応力から引張応力に変化するＤＯＣ３１７を含む。ＣＴ層３２５はまた、関連する深さ又は長さ３２７（ＣＴ領域又は層）を有する。本明細書中で使用される場合、ＤＯＣ及びＤＯＬに関する言及は、一方の表面（第１の表面３０２又は第２の表面３０４）からの深さに関するものであり、ＤＯＣ又はＤＯＬは他方の表面からも存在し得ることを理解されたい。
【０１３７】
表面ＣＳ３１０は、約１５０ＭＰａ以上又は約２００ＭＰａ以上（例えば約２５０ＭＰａ以上、約３００ＭＰａ以上、約４００ＭＰａ以上、約４５０ＭＰａ以上、約５００ＭＰａ以上又は約５５０ＭＰａ以上）であってよい。表面ＣＳ３１０は、最大約９００ＭＰａ、最大約１０００ＭＰａ、最大約１１００ＭＰａ又は最大約１２００ＭＰａであってよい。本明細書中で提供される表面ＣＳ値は、最大ＣＳを含んでもよい。いくつかの実施形態では、表面ＣＳは最大ＣＳ未満である。
【０１３８】
最大ＣＴ３２０は、約７１．５／√（ｔ）以上であってよい。いくつかの実施形態では、最大ＣＴ３２０は、約８０ＭＰａ以上、約８５ＭＰａ以上又は約９０ＭＰａ以上である。いくつかの実施形態では、最大ＣＴ３２０は約８０ＭＰａ超〜約１００ＭＰａ（例えば約８５ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約９０ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約８０ＭＰａ〜約９５ＭＰａ、約８０ＭＰａ〜約９０ＭＰａ、約８５ＭＰａ〜約９５ＭＰａ、又は約８８ＭＰａ〜約９２ＭＰ）であってよい。最大ＣＴ３２０は、約０．３・ｔ〜約０．７・ｔ、約０．４・ｔ〜約０．６・ｔ又は約０．４５・ｔ〜約０．５５・ｔの範囲に位置設定してよい。なお、表面ＣＳ３１０及び最大ＣＴ３２０のうちのいずれの１つ以上は、ガラス系物品の厚さに依存し得る。例えば、厚さ約０．８ｍｍのガラス系物品は、約８５ＭＰａ〜約１００ＭＰａの最大ＣＴを有してよい。ガラス系物品の厚さを低減すると、最大ＣＴは増大し得る。換言すれば、最大ＣＴは厚さの低減と共に（即ちガラス系物品が薄くなるに従って）増大する。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、表面ＣＳ３１０に対する最大ＣＴ３２０の比は、約０．１〜約０．８（例えば約０．１〜約０．７、約０．１〜約０．６、約０．１〜約０．５、約０．１〜約０．４、約０．１〜約０．３、約０．１〜約０．２５、約０．１〜約０．２、約０．１５〜約０．８、約０．２〜約０．８、約０．３〜約０．８、約０．４〜約０．８、約０．５〜約０．８、又は約０．６〜約０．８）であってよい。公知の化学強化ガラス系物品では、表面ＣＳ３１０に対する最大ＣＴ３２０の比は０．１以下である。いくつかの実施形態では、表面ＣＳは最大ＣＴの４倍（例えば５倍、６倍又は６．５倍）以上であってよい。いくつかの実施形態では、表面ＣＳは最大で、最大ＣＴの約４７．５倍であってよい。表面ＣＳは、最大ＣＴの約４倍〜約７．５倍であってよい。
【０１４０】
１つ以上の実施形態では、応力プロファイル３１２は最大ＣＳを備え、これは典型的には表面ＣＳ３１０であり、第１の表面３０２及び第２の表面３０４のうちの一方又は両方において見ることができる。１つ以上の実施形態では、ＣＳ層又は領域３１５は、厚さの一部分に沿って、ＤＯＣ３１７及び最大ＣＴ３２０まで延在する。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣ３１７は約０．１・ｔ以上であってよい。例えばＤＯＣ３１７は、約０．１２・ｔ以上、約０．１４・ｔ以上、約０．１５・ｔ以上、約０．１６・ｔ以上、０．１７・ｔ以上、０．１８・ｔ以上、０．１９・ｔ以上、０．２０・ｔ以上、約０．２１・ｔ以上、又は最大約０．２５・ｔであってよい。１つ以上の実施形態では、応力プロファイル３１２は、放物線状の形状として説明され得る。いくつかの実施形態では、引張応力を示すガラス系物品の領域又は深さに沿った応力プロファイルは、放物線状の形状を示す。１つ以上の具体的実施形態では、応力プロファイル３１２は、平坦応力（即ち圧縮若しくは引張応力）部分、又は略一定の応力（即ち圧縮若しくは引張応力）を示す部分を含まない。いくつかの実施形態では、ＣＴ領域は、平坦応力を略含まない、又は略一定の応力を含まない、応力プロファイルを示す。１つ以上の実施形態では、約０・ｔから０．２・ｔまでの間及び０．８・ｔ超（又は約０・ｔから約０．３・ｔまでの間及び０．７・ｔ超）の厚さ範囲の応力プロファイル３１２の全ての点は、絶対値が約０．１ＭＰａ／マイクロメートル超の正接を備える。いくつかの実施形態では、上記正接の絶対値は約０．２ＭＰａ／マイクロメートル超であってよい。いくつかのより具体的な実施形態では、上記正接の絶対値は０．３ＭＰａ／マイクロメートル超であってよい。更に具体的な実施形態では、上記正接の絶対値は０．５ＭＰａ／マイクロメートル超であってよい。換言すれば、これらの厚さ範囲（即ち０・ｔから約２・ｔまでの間及び０．８・ｔ超、又は約０・ｔから０．３・ｔまでの間及び０．７・ｔ以上）に沿った、１つ以上の実施形態の応力プロファイルは、本明細書に記載の正接を有する点を排除する。理論によって束縛されるものではないが、公知の誤差関数又は準線形応力プロファイルは、約０．１ＭＰａ／マイクロメートル未満、約０．２ＭＰａ／マイクロメートル未満、約０．３ＭＰａ／マイクロメートル未満、又は約０．５ＭＰａ／マイクロメートル未満であってよい正接を有する、これらの厚さ範囲（即ち約０・ｔから約２・ｔまでの間及び０．８・ｔ超、又は約０・ｔから０．３・ｔまでの間及び０．７・ｔ以上）に沿った点を有する（図２の２２０で示すような、厚さ範囲に沿った平坦な又はゼロ傾斜の応力プロファイルを示す）。本開示の１つ以上の実施形態のガラス系物品は、図３に示すように、これらの厚さ範囲に沿った、平坦な又はゼロ傾斜の応力プロファイルを有する、このような点を示さない。
【０１４１】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、約０．１・ｔ〜０．３・ｔ及び約０．７・ｔ〜０．９・ｔの厚さ範囲において、最大正接及び最小正接を備える応力プロファイルを示す。いくつかの例では、最大正接と最小正接との間の差は、約３．５ＭＰａ／マイクロメートル以下、約３ＭＰａ／マイクロメートル以下、約２．５ＭＰａ／マイクロメートル以下又は約２ＭＰａ／マイクロメートル以下である。
【０１４２】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、深さ方向に又はガラス系物品の厚さｔの少なくとも一部分に沿って延在するいずれの線形セグメントを実質的に含まない、応力プロファイル３１２を含む。換言すれば、応力プロファイル３１２は、厚さｔに沿って略連続的に増大又は減少する。いくつかの実施形態では、上記応力プロファイルは、約１０マイクロメートル以上、約５０マイクロメートル以上、約１００マイクロメートル以上又は約２００マイクロメートル以上の長さの、深さ方向のいずれの線形セグメントを実質的に含まない。本明細書中で使用される場合、用語「線形（ｌｉｎｅａｒ）」は、上記線形セグメントに沿った、約５ＭＰａ／マイクロメートル未満又は約２ＭＰａ／マイクロメートル未満の大きさを有する傾斜を指す。いくつかの実施形態では、深さ方向のいずれの線形セグメントを実質的に含まない応力プロファイルの１つ以上の部分は、ガラス系物品内の、第１の表面及び第２の表面のうちの一方又は両方から約５マイクロメートル以上（例えば１０マイクロメートル以上、又は１５マイクロメートル以上）の深さに存在する。例えば、第１の表面から約０マイクロメートル〜約５マイクロメートル未満の深さに沿って、上記応力プロファイルは線形セグメントを含んでよいが、第１の表面から約５マイクロメートル以上の深さでは、上記応力プロファイルは線形セグメントを実質的に含み得ない。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、上記応力プロファイルは約０ｔ〜約０．１ｔの深さに線形セグメントを含んでよく、約０．１ｔ〜約０．４ｔの深さにおいては線形セグメントを含み得ない。いくつかの実施形態では、約０ｔ〜約０．１ｔの範囲の厚さにおいて、上記応力プロファイルは、約２０ＭＰａ／マイクロメートル〜約２００ＭＰａ／マイクロメートルの傾斜を有してよい。本明細書中で後に記載されるように、このような実施形態は、浴が２つ以上のアルカリ塩を含む、若しくは浴が混合アルカリ塩浴である、単回のイオン交換プロセス、又は複数回（例えば２回以上）のイオン交換プロセスによって形成してよい。
【０１４４】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品を、ＣＴ領域（図３の３２７）に沿った応力プロファイルの形状に関して説明できる。例えばいくつかの実施形態では、（応力が張力である）ＣＴ領域に沿った応力プロファイルは、等式によって近似できる。いくつかの実施形態では、ＣＴ領域に沿った応力プロファイルは、式（１）：
応力（ｘ）＝ＭａｘＴ−（（（ＣＴｎ・（ｎ＋１））／０．５ｎ）・｜（ｘ／ｔ）−０．５｜ｎ）    （１）
によって近似できる。式（１）では、応力（ｘ）は位置ｘにおける応力値である。ここで応力は正（張力）である。式（１）では、ＭａｘＴは最大張力値であり、ＣＴｎはｎにおける張力値であり、ＭａｘＴ以下である。ＭａｘＴ及びＣＴｎはいずれも、ＭＰａを単位とする正の値として表される。値ｘは、マイクロメートルを単位とする、厚さ（ｔ）に沿った位置であり、その範囲は０〜ｔであり、ｘ＝０は一方の表面（図３の３０２）であり、ｘ＝０．５ｔはガラス系物品の中心であり、ｘ＝ｔは反対側の表面（図３の３０４）である。式（１）で使用されているＭａｘＴは最大ＣＴに等しく、約７１．５／√（ｔ）以上であってよい。いくつかの実施形態では、式（１）で使用されているＭａｘＴは、約８０ＭＰａ超〜約１００ＭＰａ（例えば約８５ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約９０ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約８０ＭＰａ超〜約９５ＭＰａ、約８０超〜約９０ＭＰａ又は約８５ＭＰａ〜約９５ＭＰａ）であってよく、ｎは、１．５〜５（例えば２〜４、２〜３若しくは１．８〜２．２）又は約１．５〜約２であるフィッティングパラメータである。１つ以上の実施形態では、ｎ＝２は放物線状の応力プロファイルを提供でき、ｎ＝２から逸脱した指数は、放物線状に近い形状を有する応力プロファイルを提供する。図４は、フィッティングパラメータｎの変化に基づく、本開示の１つ以上の実施形態による様々な応力プロファイルを示すグラフである。
【０１４５】
１つ以上の実施形態では、ＣＴｎは、ガラス系物品の主表面のうちの一方又は両方に圧縮応力スパイクが存在するＭａｘＴ未満であってよい。１つ以上の実施形態では、ガラス系物品の一方又は両方の主表面に圧縮応力スパイクが存在しない場合、ＣＴｎはＭａｘＴに等しい。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、応力プロファイルを熱処理によって修正してよい。このような実施形態では、熱処理は、いずれのイオン交換プロセスの前、イオン交換プロセスとイオン交換プロセスとの間、又は全てのイオン交換プロセスの後に実施してよい。いくつかの実施形態では、熱処理は、表面又は表面付近の応力プロファイルの傾斜の低減をもたらすことができる。表面における傾斜がより急峻であること又はより大きいことが望ましいいくつかの実施形態では、熱処理後のイオン交換プロセスを利用して、表面又は表面付近に、「スパイク」を提供する、即ち応力プロファイルの傾斜を増大させることができる。
【０１４７】
１つ以上の実施形態では、応力プロファイル３１２は、厚さの一部分に沿って変動する、１つ以上の金属酸化物のゼロではない濃度によって生成される。上述のように、金属酸化物濃度の変動は、本明細書では金属酸化物濃度勾配と呼ばれる場合もある。いくつかの実施形態では、金属酸化物の濃度は、ゼロではなく、約０・ｔ〜約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する。いくつかの実施形態では、金属酸化物の濃度はゼロではなく、約０・ｔ〜約０．３５・ｔ、約０・ｔ〜約０．４・ｔ、約０・ｔ〜約０．４５・ｔ又は約０・ｔ〜約０．４８・ｔの厚さ範囲に沿って変動する。金属酸化物は、ガラス系物品中に応力を生成するものとして説明できる。濃度の変動は、上述の厚さ範囲に沿って連続的なものであってよい。濃度の変動は、約１００マイクロメートルの厚さセグメントに沿った、約０．２モル％の金属酸化物濃度の変化を含んでよい。この変化は、実施例１に示すように、マイクロプローブを含む、当該技術分野で公知の方法で測定してよい。濃度がゼロではなく、かつ厚さの一部分に沿って濃度が変動する金属酸化物は、ガラス系物品中に応力を生成するものとして説明できる。
【０１４８】
濃度の変動は、上述の厚さ範囲に沿って連続的であってよい。いくつかの実施形態では、濃度の変動は、約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの厚さセグメントに沿って連続的であってよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物の濃度は、第１の表面から、第１の表面と第２の表面との間の点に向かって低下し、上記点から第２の表面に向かって上昇する。
【０１４９】
金属酸化物の濃度は、２つ以上の金属酸化物（例えばＮａ２ＯとＫ２Ｏとの組み合わせ）を含んでよい。２つの金属酸化物が利用され、イオンの半径が互いに異なるいくつかの実施形態では、深さが浅い位置では、半径が大きいイオンの濃度が、半径が小さいイオンの濃度より高いが、深さが深い位置では、半径が小さいイオンの濃度が、半径が大きいイオンの濃度より高い。例えば単一のＮａ及びＫ含有浴をイオン交換プロセスで使用する場合、深さが浅い位置では、ガラス系物品中のＫ＋イオンの濃度がＮａ＋イオンの濃度より高いが、深さが深い位置では、Ｎａ＋の濃度がＫ＋イオンの濃度より高い。その原因の一部は、比較的小さい１価イオンと交換されてガラス中に入る１価イオンのサイズである。このようなガラス系物品では、表面又は表面付近の領域には、比較的大きなイオン（即ちＫ＋イオン）がより多く存在するため、表面又は表面付近の領域は比較的高いＣＳを備える。この比較的高いＣＳは、表面又は表面付近の、比較的急峻な傾斜を有する応力プロファイル（即ち表面における応力プロファイルのスパイク）によって示され得る。
【０１５０】
１つ以上の金属酸化物の濃度勾配又は変動は、本明細書中で既に説明したように、ガラス系基板の化学強化によって生成され、ここでは、ガラス系基板中の複数の第１の金属イオンが、複数の第２の金属イオンによって交換される。上記第１のイオンは、リチウム、ナトリウム、カリウム及びルビジウムのイオンであってよい。上記第２の金属イオンは、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムのうちの１つのイオンであってよいが、ただし上記第２のアルカリ金属イオンは、第１のアルカリ金属イオンのイオン半径より大きなイオン半径を有する。上記第２の金属イオンは、ガラス系基板中に、その酸化物（例えばＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ又はこれらの組み合わせ）として存在する。
【０１５１】
１つ以上の実施形態では、金属酸化物濃度勾配は、ＣＴ層３２７を含むガラス系物品の厚さｔの大部分又は厚さｔ全体を通って延在する。１つ以上の実施形態では、金属酸化物の濃度は、ＣＴ層３２７において約０．５モル％以上である。いくつかの実施形態では、金属酸化物の濃度は、ガラス系物品の厚さ全体に沿って約０．５モル％以上（例えば約１モル％以上）であってよく、第１の表面３０２及び／又は第２の表面３０４において最大であり、第１の表面３０２と第２の表面３０４との間の点に向かって略一定に低下する。上記点では、金属酸化物の濃度は、厚さｔ全体に沿って最小であるが、濃度は上記点においてもゼロではない。換言すれば、上記特定の金属酸化物のゼロではない濃度は、（本明細書に記載されているように）厚さｔの大部分、又は厚さｔ全体に沿って延在する。いくつかの実施形態では、上記特定の金属酸化物は、ＣＴ層３２７において濃度が最低となる。ガラス系物品中の上記特定の金属酸化物の合計濃度は、約１モル％〜約２０モル％であってよい。
【０１５２】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、第１の金属酸化物濃度及び第２の金属酸化物濃度を、上記第１の金属酸化物濃度が約０ｔ〜約０．５ｔの第１の厚さ範囲に沿って約０モル％〜約１５モル％となり、かつ上記第２の金属酸化物濃度が約０マイクロメートル〜約２５マイクロメートル（又は約０マイクロメートル〜約１２マイクロメートル）の第２の厚さ範囲に沿って約０モル％〜約１０モル％となるように含む。しかしながら、上記第１の金属酸化物及び上記第２の金属酸化物のうちの一方又は両方の濃度は、ガラス系物品の厚さの大部分又は全体に沿ってゼロではない。ガラス系物品は、任意の第３の金属酸化物濃度を含んでよい。第１の金属酸化物はＮａ２Ｏを含んでよく、第２の金属酸化物はＫ２Ｏを含んでよい。
【０１５３】
金属酸化物の濃度は、上記金属酸化物の上記濃度勾配を含むように修正を行う前の、ガラス系物品中の上記金属酸化物のベースライン量から決定してよい。
【０１５４】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、ガラス系物品の中点におけるＮａ２Ｏ濃度の、イオン交換済みでないガラス基板に比べて約１．３モル％未満の上昇、例えば約１．２モル％未満、約１．１モル％未満又は約１．０モル％未満の上昇を示し得る。中点におけるＮａ２Ｏ濃度の上昇が１．３モル％超であることは、ガラス系物品中へのナトリウムイオンの過剰な拡散が発生したことを示し、これにより望ましくないねじれ及び重量増加が発生し得る。更に、本明細書に記載されているように、ナトリウムイオンの過剰な拡散は、改善された圧縮深さ、損傷耐性又は落下性能を提供しない。本明細書中で使用される場合、「中点（ｃｅｎｔｅｒ  ｐｏｉｎｔ）」は、ガラス系物品内の深さが０．５ｔ（垂直方向）であり、かつガラス系物品の最も近い周縁部から少なくとも５ｔ（水平方向）である位置にある、ガラス物品内のいずれの点を指す。垂直方向は、ある線に沿って測定され、この線は：（１）第１の表面と第２の表面とを結び、上記中点を通過する；並びに（２）上記線が第１の表面及び第２の表面と交差する点において、上記第１及び第２の表面に対して垂直である線である。水平方向は、周縁部と中点との間の線に沿って測定され、垂直方向の測定に使用される線に対して垂直である。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、ガラス系物品の中点におけるＮａ２Ｏモル濃度は、中点におけるガラス系物品の合計アルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）モル濃度の約４５％未満、例えば合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４０％未満である。Ｎａ２Ｏに起因し得る、合計アルカリ金属酸化物モル濃度の上記パーセンテージは、ガラス系物品中へのナトリウムイオン交換が行われた程度を示す。というのは、イオン交換は１：１プロセスであり、合計アルカリ金属酸化物モル濃度は変化しないためである。中点における合計アルカリ金属酸化物の約４５％より高い、中点におけるＮａ２Ｏ濃度は、ガラス系物品中へのナトリウムイオンの過剰な拡散が発生したことを示すことができ、これにより望ましくないねじれ及び重量増加が発生し得る。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、ガラス系物品の中点におけるＮａ２Ｏモル濃度は、約４．５モル％未満、例えば約４モル％未満、約３モル％未満又は約２．５モル％未満である。例えばいくつかの実施形態では、ガラス系物品の中点におけるＮａ２Ｏモル濃度が約４．５モル％未満であるガラス系物品を、リチウム含有ガラス系基板から形成できる。４．５モル％超である、中点におけるＮａ２Ｏモル濃度は、ガラス系物品中へのナトリウムイオンの過剰な拡散が発生したことを示すことができ、これにより望ましくないねじれ及び重量増加が発生し得る。
【０１５７】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品を、その破砕様式及び上記破砕によって得られた断片に関して説明できる。１つ以上の実施形態では、破砕された場合、ガラス系物品は、２個以上の断片／ガラス系物品（破砕前）の平方インチ（又は６．４５１６平方センチメートルあたり）に破砕される。場合によっては、ガラス系物品は、３個以上、４個以上、５個以上又は１０個以上の断片／ガラス系物品（破砕前）の平方インチ（又は６．４５１６平方センチメートルあたり）に破砕される。いくつかの例では、破砕された場合、ガラス系物品は、断片の５０％以上が、ガラス系物品（破砕前）の表面積の５％未満、２％未満又は１％未満の表面積を有するように、複数の断片に破砕される。いくつかの実施形態では、破砕された場合、ガラス系物品は、断片の９０％以上、又は１００％が、ガラス系物品（破砕前）の表面積の５％未満、２％未満又は１％未満の表面積を有するように、複数の断片に破砕される。
【０１５８】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品の化学強化後、結果として得られたガラス系物品の応力プロファイル３１７は、改善された破壊抵抗を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、破砕時、ガラス系物品は、平均最長断面寸法が約２・ｔ以下（例えば１．８・ｔ、１．６・ｔ、１．５・ｔ、１．４・ｔ、１．２・ｔ又は１・ｔ以下）の断片を含む。
【０１５９】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は約０．６５ＭＰａ・ｍ１／２以上の破壊靭性（Ｋ１Ｃ）を示してよい。場合によっては、破壊靭性は約０．６９ＭＰａ・ｍ１／２以上、約０．７ＭＰａ・ｍ１／２以上、約０．８ＭＰａ・ｍ１／２以上又は約０．９ＭＰａ・ｍ１／２以上であってよい。いくつかの実施形態では破壊靭性は約０．６５ＭＰａ・ｍ１／２〜約１ＭＰａ・ｍ１／２であってよい。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、基板は、荷重２００ｇでのビッカース硬度試験で測定した場合に、約５００ＨＶＮ〜約８００ＨＶＮ（ｋｇｆ／ｍｍ２）の硬度を有することを特徴としてもよい。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、約６００ＨＶＮ〜約８００ＨＶＮのビッカース硬度を有してよい。
【０１６１】
本明細書に記載のガラス系物品は、０Ｊ／ｍ２超〜約４０Ｊ／ｍ２の蓄積引張エネルギを示してよい。いくつかの例では、蓄積引張エネルギは、約５Ｊ／ｍ２〜約４０Ｊ／ｍ２、約１０Ｊ／ｍ２〜約４０Ｊ／ｍ２、約１５Ｊ／ｍ２〜約４０Ｊ／ｍ２、約２０Ｊ／ｍ２〜約４０Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約３５Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約３０Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約２５Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約２０Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約１５Ｊ／ｍ２、約１Ｊ／ｍ２〜約１０Ｊ／ｍ２、約１０Ｊ／ｍ２〜約３０Ｊ／ｍ２、約１０Ｊ／ｍ２〜約２５Ｊ／ｍ２、約１５Ｊ／ｍ２〜約３０Ｊ／ｍ２、約１５Ｊ／ｍ２〜約２５Ｊ／ｍ２、約１８Ｊ／ｍ２〜約２２Ｊ／ｍ２、約２５Ｊ／ｍ２〜約４０Ｊ／ｍ２又は約２５Ｊ／ｍ２〜約３０Ｊ／ｍ２であってよい。１つ以上の実施形態の熱及び化学強化ガラス系物品は、約６Ｊ／ｍ２以上、約１０Ｊ／ｍ２以上、約１５Ｊ／ｍ２以上又は約２０Ｊ／ｍ２以上の蓄積引張エネルギを示してよい。
【０１６２】
蓄積引張エネルギは、以下の式（２）：
蓄積引張エネルギ（Ｊ／ｍ２）＝１−νＥ∫σ＾２ｄｔ    （２）
を用いて算出でき、ここで  νはポアソン比であり、Ｅは弾性率であり、積分は引張領域のみに関して計算される。
【０１６３】
本明細書に記載のガラス系物品は一般に、約７０ＧＰａ以上（例えば約７０ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約７２ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約７５ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約７６ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約７８ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約８０ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約８２ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約８４ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約８６ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約８８ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約９０ＧＰａ〜約１００ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約９５ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約９０ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８８ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８６ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８４ＧＰａ、約７０ＧＰａ〜約８２ＧＰａ、又は約７０ＧＰａ〜約８０ＧＰａ）の弾性率又はヤング率を有する。ガラス系物品の組成が元来有する弾性率は、上記ガラス系物品から生産される最終的なガラス系物品に、所望の高い剛性（これは外因的な特性である）を提供できる。明瞭性のために、弾性率測定値の具体的なタイプが明示されていない場合、本明細書に記載の弾性率は、例えばせん断弾性率、バルク弾性率、ポアソン比等ではなく、材料のヤング率である。
【０１６４】
いくつかの実施形態では、ガラス系物品の液相粘度は低く、これにより、薄型圧延技法によるガラス系物品の形成が可能である。本明細書中で使用される場合、用語「液相粘度（ｌｉｑｕｉｄｕｓ  ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）」は、液相線温度における溶融ガラスの粘度を指し、用語「液相線温度（ｌｉｑｕｉｄｕｓ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」は、溶融ガラスを融点（即ち室温から温度を上昇させる際に最後の結晶が溶融する温度）から冷却するに従って結晶が最初に出現する温度を指す。一般に、本明細書に記載のガラス系物品（又は上記物品の形成に使用される組成物）は、約１００キロポアズ（ｋＰ）未満の液相粘度を示す。いくつかの実施形態では、ガラス系物品（又は上記物品の形成に使用される組成物）は、約８０ｋＰ、約６０ｋＰ未満、約４０ｋＰ未満、約３０ｋＰ未満（例えば約１５ｋＰ〜約３０ｋＰ）の液相粘度を示す。
【０１６５】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、約４Ｎ〜約７Ｎ、約４．５Ｎ〜約７Ｎ、約５Ｎ〜約７Ｎ、約４Ｎ〜約６．５Ｎ、約４Ｎ〜約６Ｎ、又は約５Ｎ〜約６Ｎの、ヌープ引掻き‐横方向割れ閾値を示す。本明細書中で使用される場合、「ヌープ引掻き‐横方向割れ閾値（Ｋｎｏｏｐ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）」は、ヌープ圧子を用いて形成された微小展性引掻き溝の幅の２倍以上にわたって延在する横方向の割れの、（５回の押込みイベント中３回以上における）開始時点の荷重である。
【０１６６】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、約１０ｋｇｆ（９８．０６６５Ｎ）以上、約１２ｋｇｆ（１１７．６７９８Ｎ）以上、又は約１５ｋｇｆ（１４７．０９９７５Ｎ）以上のビッカース押込み破砕閾値を示す。いくつかの例では、ガラス系物品は約１５ｋｇｆ（１４７．０９９７５Ｎ）〜約２５ｋｇｆ（２４５．１６６２５Ｎ）のビッカース押込み破砕閾値を示す。本明細書中で使用される場合、「ビッカース押込み破砕閾値（Ｖｉｃｋｅｒ’ｓ  Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｆｒａｃｔｕｒｅ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は、押込み部位の少なくとも１つの隅から延在する中央／径方向割れの、（５回の押込みイベント中３回以上における）開始時点の荷重である。
【０１６７】
１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、摩耗リング・オン・リング（ａｂｒａｄｅｄ  ｒｉｎｇ‐ｏｎ‐ｒｉｎｇ：ＡＲＯＲ）試験に供した場合に、改善された表面強度を示す。材料の強度は、破砕が発生する応力として定義される。ＡＲＯＲ試験は、平坦なガラス試験片に関する表面強度測定法であり、「環境温度における改質セラミックの単調等二軸曲げ強さの標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｏｔｏｎｉｃ  Ｅｑｕｉｂｉａｘｉａｌ  Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｔ  Ａｍｂｉｅｎｔ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」という名称のＡＳＴＭ  Ｃ１４９９‐０９（２０１３年）が、本明細書に記載のＡＲＯＲ試験方法の基礎となっている。ＡＳＴＭ  Ｃ１４９９‐０９  の内容は、その全体が参照により本出願に援用される。
【０１６８】
一実施形態では、ＡＳＴＭ  Ｃ１５８‐０２（２０１２年）「曲げによるガラスの強度の標準試験法（破壊係数の決定）（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  ｂｙ  Ｆｌｅｘｕｒｅ（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  Ｒｕｐｔｕｒｅ））」の「摩耗手順（ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）」という名称の添付書類Ａ２に記載の方法及び装置を用いてガラス試料まで送達される９０グリットのシリコンカーバイド（ＳｉＣ）粒子を用いて、ガラス試験片をリング・オン・リング試験の前に摩耗させて、表面欠陥条件を平準化及び／又は制御する。ＡＳＴＭ  Ｃ１５８‐０２の内容及び特に添付書類２の内容は、その全体が参照により本出願に援用される。摩耗材料は典型的には、３０４ｋＰａ（４４ｐｓｉ）の空気圧を用いて、１５ｐｓｉ（１０３．４２１４ｋＰａ）の荷重でガラス系物品の表面上にサンドブラストされるが、以下の実施例では、摩耗材料を他の荷重（例えば２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）又は４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ））で表面にサンドブラストした。空気流が確立された後、５ｃｍ３の摩耗材料を漏斗に入れ、摩耗材料の導入後５秒間にわたって試料をサンドブラストする。
【０１６９】
ＡＲＯＲ試験のために、図５に示すような少なくとも１つの摩耗済み表面を有するガラス系物品４１０を、サイズが異なる２つの同心リング間に配置し、等二軸曲げ強度（即ち２つの同心リング間での曲げに供した場合に材料が耐えることのできる最大応力）を、これもまた図５に示すように決定する。ＡＲＯＲ構成４００では、摩耗済みガラス系物品４１０は、直径Ｄ２の支持リング４２０によって支持される。直径Ｄ１の荷重印加リング４３０によって、ガラス系物品の表面に、荷重計（図示せず）によって力Ｆが印加される。
【０１７０】
荷重印加リング及び支持リングの直径の比Ｄ１／Ｄ２は、約０．２〜約０．５であってよい。いくつかの実施形態では、Ｄ１／Ｄ２は約０．５である。荷重印加リング４３０及び支持リング４２０は、同心となるよう、支持リングの直径Ｄ２の０．５％以内に位置合わせする必要がある。試験用のロードセルは、選択された範囲内のいずれの荷重において±１％以内となるよう正確でなければならない。いくつかの実施形態では、試験は、温度２３±２℃及び相対湿度４０±１０％で実施される。
【０１７１】
器具の設計に関して、荷重印加リング４３０の突出表面の半径ｒは、ｈ／２≦ｒ≦３ｈ／２であり、ここでｈはガラス系物品４１０の厚さである。荷重印加リング４３０及び支持リング４２０は典型的には、硬度ＨＲｃ＞４０の硬化鋼製である。ＡＲＯＲ器具は市販されている。
【０１７２】
ＡＲＯＲ試験のために意図される破損機構は、荷重印加リング４３０内の表面４３０ａから開始するガラス系物品４１０の破砕を観察するというものである。この領域以外、即ち荷重印加リング４３０と支持リング４２０との間から発生する破損は、データ分析から省略される。しかしながら、ガラス系物品４１０の薄さ及び高い強度により、試験片厚さｈの１／２を超える大きな偏向が観察されることがある。従って、荷重印加リング４３０の下側から発生する破損の高いパーセンテージが観察されることは珍しくない。リングの内側及びリングの下側の両方における応力の進展（歪みゲージの分析によって収集される）、並びに各試験片の破損の始点が分からなければ、応力を正確に算出することはできない。従ってＡＲＯＲ試験は、測定される応答として、破損時のピーク荷重に焦点を当てている。
【０１７３】
ガラス系物品の強度は、表面の傷の存在に左右される。しかしながら、所与のサイズの傷が存在する可能性は正確に予測できない。というのは、ガラスの強度は統計的な性質のものであるためである。従って、得られたデータの統計的表現として、確率分布を一般に使用できる。
【０１７４】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、表面の摩耗に２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）又は４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）の荷重を用いたＡＲＯＲで決定されるものとして、少なくとも２０ｋｇｆ（１９６．１３３Ｎ）及び最大約３０ｋｇｆ（２９４．１９９５Ｎ）の表面又は等二軸曲げ強度を有する。他の実施形態では、表面強度は少なくとも２５ｋｇｆ（２４５．１６６２５Ｎ）であり、更に他の実施形態では少なくとも３０ｋｇｆ（２９４．１９９５Ｎ）である。
【０１７５】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品を、逆ボール・オン・サンドペーパー（ＩＢｏＳ）試験における性能に関して説明できる。ＩＢｏＳ試験は、図６に概略図で示すように、移動体又はハンドヘルド電子デバイスに使用されるガラス系物品に典型的に発生する、損傷の導入及び屈曲による破損に関する主要な機序を模倣した、動的成分レベル試験である。使用現場では、損傷の導入（図７のａ）は、ガラス系物品の上面で発生する。破砕はガラス系物品の頂面で開始され、損傷はガラス系物品を貫通する（図７のｂ）か、又は破砕がガラス系物品の頂面の屈曲から若しくはガラス系物品の内部から伝播する（図７のｃ）。ＩＢｏＳ試験は、ガラスの表面への損傷の導入、及び動的荷重下での屈曲の印加を同時に行うよう設計される。いくつかの例では、ガラス系物品は、同一のガラス系物品が仮に圧縮応力を含んでいない場合に比べて、圧縮応力を含んでいる場合に、改善された落下性能を示す。
【０１７６】
ＩＢｏＳ試験装置を図６に概略図で示す。装置５００は、試験スタンド５１０及びボール５３０を含む。ボール５３０は、例えばステンレス鋼ボール等の、剛性又は硬質のボールである。一実施形態では、ボール５３０は直径１０ｍｍの４．２グラムステンレス鋼ボールである。ボール５３０を、所定の高さｈから、ガラス系物品試料５１８上に直接落下させる。試験スタンド５１０は、花崗岩等の硬質かつ剛性の材料からなる硬質ベース５１２を含む。表面上に配置された摩耗材料を有するシート５１４を硬質ベース５１２の上面に配置し、上記摩耗材料を備えた表面が上を向くようにする。いくつかの実施形態では、シート５１４は３０グリットの表面を有するサンドペーパーであり、他の実施形態では１８０グリットの表面を有するサンドペーパーである。ガラス系物品試料５１８は、空隙５１６がガラス系物品試料５１８とシート５１４との間に存在するように、試料ホルダ５１５によってシート５１４の上の所定の位置に保持される。シート５１４とガラス系物品試料５１８との間の空隙５１６により、ボール５３０の衝突時にガラス系物品試料５１８をシート５１４の摩耗表面へと屈曲させることができる。一実施形態では、ガラス系物品試料５１８を全ての隅にわたってクランプ係留することにより、屈曲をボールの衝突点のみに内包されたまま維持し、また繰り返し性を保証する。いくつかの実施形態では、試料ホルダ５１４及び試験スタンド５１０は、最大約２ｍｍの試料厚さを収容するよう適合される。空隙５１６は約５０μｍ〜約１００μｍである。空隙５１６は、材料の剛度（ヤング率Ｅ）の差に関して調整されるように適合されるものの、上記弾性率及び試料の厚さも含む。接着テープ５２０を用いて、ガラス系物品試料の上面を覆い、ボール５３０の衝突時にガラス系物品試料５１８が破砕された場合に断片を回収できる。
【０１７７】
摩耗表面として様々な材料を用いてよい。１つの特定の実施形態では、摩耗表面は、シリコンカーバイド若しくはアルミナサンドペーパーといったサンドペーパー、加工済みサンドペーパー、又は相当な硬度及び／若しくは鋭利さを有することが当業者に公知であるいずれの摩耗材料である。いくつかの実施形態では、３０グリットのサンドペーパーを用いてよい。というのはこれが、コンクリート又はアスファルトよりも一貫した表面トポグラフィ、並びに所望のレベルの試験片表面損傷を生成する粒径及び鋭利さを有するためである。
【０１７８】
ある態様では、上述の装置５００を用いたＩＢｏＳ試験を実施する方法６００が図８に示されている。ステップ６１０では、ガラス系物品試料（図６の５１８）を上述の試験スタンド５１０に配置し、ガラス系物品試料５１８と摩耗表面を有するシート５１４との間に空隙５１６が形成されるように、試料ホルダ５１５に固定する。方法６００は、摩耗表面を有するシート５１４が既に試験スタンド５１０に配置されていることを前提としている。しかしながらいくつかの実施形態では、方法は、シート５１４を試験スタンド５１０に、摩耗材料を有する表面が上を向くように配置するステップを含んでよい。いくつかの実施形態では（ステップ６１０ａ）、ガラス系物品試料５１８を試料ホルダ５１０に固定する前に、接着テープ５２０をガラス系物品試料５１８の上面に付着させる。
【０１７９】
ステップ６２０では、所定の質量及びサイズの硬質ボール５３０を、所定の高さｈからガラス系物品試料５１８の上面に、ボール５３０が上記上面（又は上記上面に取り付けられた接着テープ５２０）の概ね幾何学的中心（即ち幾何学的中心の１ｍｍ以内、又は３ｍｍ以内、又は５ｍｍ以内、又は１０ｍｍ以内）に衝突するように落下させる。ステップ６２０での衝突に続いて、ガラス系物品試料５１８の損傷の程度を決定する（ステップ６３０）。上述のように、本明細書では、用語「破砕（ｆｒａｃｔｕｒｅ）は、基板を落下させるか又は基板に物体を衝突させた場合に、基板の厚さ全体及び／又は表面全体にわたって割れが伝播することを意味する。
【０１８０】
方法６００では、他のタイプ（例えばコンクリート又はアスファルト）の落下試験表面の反復使用時に観察されている「経年劣化」降下を回避するために、各落下後に、摩耗表面を有するシート５１４を交換してよい。
【０１８１】
様々な所定の落下高さｈ及び増分が、方法６００において典型的に使用される。この試験は例えば、開始時に最小落下高さ（例えば約１０〜２０ｃｍ）を用いる。続いて、連続する複数回の落下に関して、設定された増分又は可変増分だけ、高さを増加させてよい。方法６００に記載の試験は、ガラス系物品試料５１８が破壊又は破砕された時に停止する（ステップ６３１）。あるいは落下高さｈが、破砕を引き起こすことなく、最大落下高さ（例えば約１００ｃｍ）に到達した場合、方法６００の落下試験を停止してもよく、又はステップ６２０を、破砕が発生するまで上記最大高さで繰り返してよい。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、方法６００のＩＢｏＳ試験は、各所定の高さｈにおいて、各ガラス系物品試料５１８に対して１回しか実施されない。しかしながら他の実施形態では、各試料を各高さにおいて複数回の試験に供してよい。
【０１８３】
ガラス系物品試料５１８の破砕が発生した場合（図８のステップ６３１）、方法６００に従ったＩＢｏＳ試験を終了する（ステップ６４０）。所定の落下高さにおけるボール落下によって引き起こされた破砕が観察されない場合（ステップ６３２）、落下高さを所定の増分、例えば５、１０又は２０ｃｍだけ増加させ（ステップ６３４）、ステップ６２０及び６３０を、試料の破砕が観察される（６３１）まで、又は試料の破壊が発生しないまま最大試験高さに到達する（６３６）まで、繰り返す。ステップ６３１又は６３６に到達すると、方法６００に従った試験を終了する。
【０１８４】
上述の逆ボール・オン・サンドペーパー（ＩＢｏＳ）試験に供した場合、本明細書に記載のガラス系物品の実施形態は、ボールを高さ１００ｃｍからガラスの表面に落下させたとき、少なくとも約６０％の残存率を有する。例えばガラス系物品は、５個の同一の（又は略同一の）試料（即ち上述のように、概ね同一の組成と、強化されている場合は概ね同一の圧縮応力及び圧縮深さ又は圧縮応力とを有する試料）のうちの３個が、所定の高さ（ここでは１００ｃｍ）から落下させた場合に破砕されることなくＩＢｏＳ落下試験に耐える場合に、「所与の高さから落下させた場合に６０％の残存率を有する」と記述される。他の実施形態では、強化されたガラス系物品の１００ｃｍでのＩＢｏＳ試験での残存率は、少なくとも約７０％、他の実施形態では少なくとも約８０％、更に他の実施形態では少なくとも約９０％である。他の実施形態では、ＩＢｏＳ試験において高さ１００ｃｍから落下させた強化ガラス系物品の残存率は、少なくとも約６０％、他の実施形態では少なくとも約７０％、更に他の実施形態では少なくとも約８０％、他の実施形態では少なくとも約９０％である。１つ以上の実施形態では、ＩＢｏＳ試験において高さ１５０ｃｍから落下させた強化ガラス系物品の残存率は、少なくとも約６０％、他の実施形態では少なくとも約７０％、更に他の実施形態では少なくとも約８０％、他の実施形態では少なくとも約９０％である。
【０１８５】
上述のＩＢｏＳ試験法及び装置を用いて所定の高さから落下させた場合の、ガラス系物品の残存率を決定するために、ガラス系物品の少なくとも５個の同一の（又は略同一の）試料（即ち上述のように、概ね同一の組成と、強化されている場合は概ね同一の圧縮応力及び圧縮深さ又は層とを有する試料）が試験されるが、試験結果の信頼レベルを高めるために、更に多数の（例えば１０個、２０個、３０個等の）試料を試験に供してよい。他の実施形態では、残存率を決定するために少なくとも１０個の試料を試験する。各試料を、所定の高さ（例えば１００ｃｍ又は１５０ｃｍ）から１回落下させるか、あるいは上記所定の高さに到達するまで破砕を引き起こすことなく漸進的に高くなる高さから落下させ、破砕のエビデンス（試料の厚さ全体及び／又は表面全体にわたる割れの形成及び伝播）を視覚的に（即ち目視で）検査する。所定の高さからの落下後に破砕が観察されない場合、試料は落下試験に「耐えた」と見做され、試料を上記所定の高さ以下の高さから落下させたときに破砕が観察される場合、試料は「破損した」（又は「耐えられなかった」）と見做される。残存率は、落下試験に耐えた試料集団のパーセンテージとなるように決定される。例えば、所定の高さから落下させた場合に、１０個のグループのうち７個の試料が破砕されなかった場合、ガラスの残存率は７０％となる。
【０１８６】
本明細書に記載のガラス系物品は透明であってよい。１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は約１ミリメートル以下の厚さを有してよく、また約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの波長にわたって約８８％以上の透過率を示してよい。
【０１８７】
ガラス系物品は、略白色であってもよい。例えばガラス系物品は、ＣＩＥ光源Ｆ０２の下で、Ｌ＊値約８８以上、ａ＊値約−３〜約＋３、及びｂ＊値約−６〜約＋６の、ＣＩＥＬＡＢ色空間座標を示してよい。あるいはガラス系物品は、ＣＩＥ光源Ｆ０２の下で、Ｌ＊値約４０以下、ａ＊値約−３〜約＋３、及びｂ＊値約−６〜約＋６の、ＣＩＥＬＡＢ色空間座標を示してよい。このような色空間座標は、他のＣＩＥ光源（例えばＤ６５）下において存在してもよい。
【０１８８】
基板の選択は特に限定されない。いくつかの例では、ガラス系物品を、イオン交換に関して高い陽イオン拡散性を有するものとして説明できる。１つ以上の実施形態では、ガラス又はガラスセラミックは、迅速なイオン交換性を有し、即ちガラス又はガラスセラミックは、４６０℃において約４５０μｍ２／時間以上の、又は４６０℃において約５００μｍ２／時間以上の、１価イオン拡散性を示す。
【０１８９】
ある特定の温度において、拡散性は式（３）：
拡散性＝ＤＯＬＩＯＸ＾２／５．６＊Ｔ    （３）
を用いて算出され、ここでＤＯＬＩＯＸはイオン交換層の深さであり、Ｔは上記ＤＯＬＩＯＸに到達するためにかかるＩＯＸ時間である。
【０１９０】
ガラス系物品は、非晶質基板、結晶質基板又はこれらの組み合わせ（例えばガラスセラミック基板）を含んでよい。１つ以上の実施形態では、（本明細書に記載されているように化学強化される前のガラス系物品基板は、モルパーセント（モル％）で：約４０〜約８０のＳｉＯ２、約１０〜約３０のＡｌ２Ｏ３、約０〜約１０のＢ２Ｏ３、約０〜約２０のＲ２Ｏ、約０〜約１５のＲＯというガラス組成を含んでよい。本明細書中で使用される場合、Ｒ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ及びＣｓ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物の合計量を指す。本明細書中で使用される場合、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ等のアルカリ土類金属酸化物の合計量を指す。いくつかの例では、上記組成物は、約０モル％〜約５モル％のＺｒＯ２及び約０〜約１５モル％のＰ２Ｏ５のうちの一方又は両方を含んでよい。ＴｉＯ２は、約０モル％から約２モル％まで存在してよい。
【０１９１】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、ＳｉＯ２を、モル％で約４５〜約８０、約４５〜約７５、約４５〜約７０、約４５〜約６５、約４５〜約６０、約５０〜約７０、約５５〜約７０、約６０〜約７０、約７０〜約７５、約７０〜約７２、約５０〜約６５、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲の量だけ含んでよい。
【０１９２】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を、モル％で約５〜約２８、約５〜約２６、約５〜約２５、約５〜約２４、約５〜約２２、約５〜約２０、約６〜約３０、約８〜約３０、約１０〜約３０、約１２〜約３０、約１２〜約１８、約１２〜約１４、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲の量だけ含んでよい。
【０１９３】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を、モル％で約０〜約８、約０〜約６、約０〜約４、約０．１〜約８、約０．１〜約６、約０．１〜約４、約１〜約１０、約２〜約１０、約４〜約１０、約２〜約８、約０．１〜約５、約１〜約３、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲の量だけ含んでよい。いくつかの例では、上記ガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を含まないか又は略含まなくてよい。本明細書中で使用される場合、ガラス組成物の成分に関する句「略含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ）」は、初期バッチ形成又は後続のイオン交換中に上記成分がガラス組成物に能動的又は意図的に添加されないものの、不純物としては存在し得ることを意味する。例えばある成分が約０．１モル％未満の量で存在する場合、ガラスは上記成分を略含まないと記述できる。
【０１９４】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯ等の１つ以上のアルカリ土類金属酸化物を含んでよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のアルカリ土類金属酸化物の合計量は、最大約１５モル％のゼロではない量であってよい。１つ以上の具体的実施形態では、いずれのアルカリ土類金属酸化物の合計量は、最大約１４モル％、最大約１２モル％、最大約１０モル％、最大約８モル％、最大約６モル％、最大約４モル％、最大約２モル％、又は最大約１．５モル％の、ゼロではない量であってよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のアルカリ土類金属酸化物の合計量は、モル％で、約０．１〜１０、約０．１〜８、約０．１〜６、約０．１〜５、約１〜１０、約２〜１０、約２．５〜８、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。ＭｇＯの量は、約０モル％〜約５モル％、約２モル％〜約４モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。ＺｎＯの量は、約０〜約２モル％、約０．１モル％〜約２モル％、約０．１モル％〜約１モル％、約０．５モル％〜約１．５モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。ＣａＯの量は約０モル％〜約２モル％であってよい。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物はＭｇＯを含んでよく、かつＣａＯ及びＺｎＯを略含まなくてよい。一実施形態では、ガラス組成物はＣａＯ又はＺｎＯのいずれか一方を含んでよく、かつＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯのうちの他のものを略含まなくてよい。１つ以上の具体的実施形態では、ガラス組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯのうちの２つの金属酸化物のみを含んでよく、上記アルカリ土類金属酸化物のうちの第３のものを略含まなくてよい。
【０１９５】
ガラス組成物中のアルカリ金属酸化物Ｒ２Ｏの合計量は、モル％で、約５〜約２０、約５〜約１８、約５〜約１６、約５〜約１５、約５〜約１４、約５〜約１２、約５〜約１０、約５〜約８、約６〜約２０、約７〜約２０、約８〜約２０、約８〜約１８、約８〜約１６、約８〜約１４、約８〜約１２、約８〜約１１、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。
【０１９６】
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０モル％〜約１８モル％、約０モル％〜約１６モル％、約０モル％〜約１４モル％、約０モル％〜約１２モル％、約１モル％〜約１８モル％、約１モル％〜約１６モル％、約１モル％〜約１４モル％、約１モル％〜約１２モル％、約１モル％〜約１０モル％、約１モル％〜約８モル％、約１モル％〜約５モル％、約１モル％〜約４モル％、約１モル％〜約３モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の量のＮａ２Ｏを含む。いくつかの実施形態では、上記組成物は、約４モル％未満のＮａ２Ｏを含んでよい。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの量は、成形性及びイオン交換性のバランスを取るために、ある具体的な量又は比に制御される。例えばＬｉ２Ｏの量が増加すると、液相粘度が低下する場合があり、従って一部の成形方法が使用できなくなる。しかしながらこのようなガラス組成物は、本明細書に記載されているように、より深いＤＯＣレベルまでイオン交換される。Ｎａ２Ｏの量は、液相粘度を修正できるものの、より深いＤＯＣレベルまでのイオン交換を阻害し得る。１つ以上の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含有ガラス組成物（又はＮａ＋‐Ｌｉ＋間の交換が主要な強化機序である組成物）中の深部における十分な応力のために、１つ以上の実施形態のガラス組成物は、約０．３超、約０．４５以上、約０．５以上又は約０．７以上の組成比Ｌｉ２Ｏ／（Ｒ２Ｏ）を含む。本明細書に記載のガラス系物品中、特にＮａ２Ｏを含むガラス系物品（又はＫ＋‐Ｎａ＋間の交換が主要な強化機序である組成物）の、比較的深い深部において、比較的高いＣＳ値を維持するために、１つ以上の実施形態のガラス組成物は、約０．３超、約０．５以上又は約０．７以上の組成比Ｎａ２Ｏ／（Ｒ２Ｏ）を含んでよい。
【０１９８】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、Ｋ２Ｏを、約５モル％未満、約４モル％未満、約３モル％未満、約２モル％未満、又は約１モル％未満の量で含んでよい。１つ以上の代替実施形態では、上記ガラス組成物はＫ２Ｏを含まないか、又は本明細書中で定義されているように略含まなくてよい。
【０１９９】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを、約０モル％〜約１８モル％、約０モル％〜約１５モル％、約０モル％〜約１０モル％、約０モル％〜約８モル％、約０モル％〜約６モル％、約０モル％〜約４モル％、約０モル％〜約２モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の量で含んでよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物はＬｉ２Ｏを、約２モル％〜約１０モル％、約４モル％〜約１０モル％、約６モル％〜約１０モル％、約５モル％〜約８モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の量で含んでよい。１つ以上の代替実施形態では、上記ガラス組成物はＬｉ２Ｏを含まないか、又は本明細書中で定義されているように略含まなくてよい。
【０２００】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＦｅ２Ｏ３を含んでよい。このような実施形態では、Ｆｅ２Ｏ３は、約１モル％未満、約０．９モル％未満、約０．８モル％未満、約０．７モル％未満、約０．６モル％未満、約０．５モル％未満、約０．４モル％未満、約０．３モル％未満、約０．２モル％未満、約０．１モル％未満、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲内の量で存在してよい。１つ以上の代替実施形態では、上記ガラス組成物はＦｅ２Ｏ３を含まないか、又は本明細書中で定義されているように略含まなくてよい。
【０２０１】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＺｒＯ２を含んでよい。このような実施形態では、ＺｒＯ２は、約１モル％未満、約０．９モル％未満、約０．８モル％未満、約０．７モル％未満、約０．６モル％未満、約０．５モル％未満、約０．４モル％未満、約０．３モル％未満、約０．２モル％未満、約０．１モル％未満、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲内の量で存在してよい。１つ以上の代替実施形態では、上記ガラス組成物はＺｒＯ２を含まないか、又は本明細書中で定義されているように略含まなくてよい。
【０２０２】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、Ｐ２Ｏ５を、約０モル％〜約１０モル％、約０モル％〜約８モル％、約０モル％〜約６モル％、約０モル％〜約４モル％、約０．１モル％〜約１０モル％、約０．１モル％〜約８モル％、約２モル％〜約８モル％、約２モル％〜約６モル％、約２モル％〜約４モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の量で含んでよい。いくつかの例では、上記ガラス組成物は、Ｐ２Ｏ５を含まないか又は略含まなくてよい。
【０２０３】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物はＴｉＯ２を含んでよい。このような実施形態では、ＴｉＯ２は、約６モル％未満、約４モル％未満、約２モル％未満、又は約１モル％未満の量で存在してよい。１つ以上の代替実施形態では、上記ガラス組成物はＴｉＯ２を含まないか、又は本明細書中で定義されているように略含まなくてよい。いくつかの実施形態ではＴｉＯ２は、約０．１モル％〜約６モル％、約０．１モル％〜約４モル％、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の量で存在する。
【０２０４】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、様々な組成関係を含んでよい。例えば上記ガラス組成物は、約０〜約１、約０．４〜約１、約０．４５〜約１、約０．５〜約１、約０．６〜約１、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の、Ｒ２Ｏの合計量（モル％）に対するＬｉ２Ｏの量（モル％）の比を含んでよい。
【０２０５】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、約−５〜約２、約−５〜約１．５、約−５〜約１、約−５〜約０、約−５〜約−１、約−５〜約−２、約−４〜約２、約−３〜約２、約−２〜約２、約−３〜約−１、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の、Ｒ２Ｏの合計量（モル％）とＡｌ２Ｏ３の量（モル％）との間の差（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）を含んでよい。
【０２０６】
いくつかの実施形態では上記ガラス組成物は、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約１〜約３、約１〜約２、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の、ＲｘＯの合計量（モル％）とＡｌ２Ｏ３の量（モル％）との間の差（ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３）を含んでよい。本明細書中で使用される場合、ＲｘＯは、本明細書中で定義されているように、Ｒ２Ｏ及びＲＯを含む。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、約−４〜約５、約−２〜約４、約０．１〜約５、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内の、Ａｌ２Ｏ３の量（モル％）に対するＲ２Ｏの合計量（モル％）比（Ｒ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３）を含んでよい。例えば、Ａｌ２Ｏ３の量（モル％）に対するＲ２Ｏの合計量（モル％）比（Ｒ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３）は、約−４〜約４．５、約−４〜約４、約−４〜約３．５、約−４〜約３、約−４〜約２．５、約−４〜約２、約−４〜約１．５、約−４〜約１、約−３．５〜約５、約−３〜約５、約−２．５〜約５、約−２〜約５、約−１．５〜約５、約−１〜約５、約０〜約５、約０〜約４、約０〜約３、約０．１〜約４、約０．１〜約３、約０．１〜約２、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。
【０２０８】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス組成物は、約１５モル％以下、１４モル％以下、１３モル％以下、１２モル％以下、１１モル％以下、又は約１０．５モル％以下の、Ａｌ２Ｏ３とＮａ２Ｏとの合計量を含む。Ａｌ２Ｏ３とＮａ２Ｏとの合計量は約５モル％超であってよい。
【０２０９】
１つ以上の実施形態のガラス組成物は、約０〜約１の範囲内の、ＲＯの合計量（モル％）に対するＭｇＯの量（モル％）の比を示してよい。いくつかの実施形態では、比ＭｇＯ／ＲＯは、約０〜約０．９、約０〜約０．８、約０〜約０．７、約０〜約０．６、約０〜約０．５、約０．１〜約１、約０．２〜約１、約０．３〜約１、約０．４〜約１、約０．５〜約１、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内である。
【０２１０】
いくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は、核形成剤を含まないか又は略含まなくてよい。典型的な核形成剤の例は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２等である。核形成剤は、ガラス中の微結晶の形成を開始させることができるガラス中の構成成分としての機能に関して説明できる。
【０２１１】
いくつかの実施形態では、ガラス基板に使用される組成物は、約０モル％〜約２モル％の、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、及びＳｎＯ２のうちのいずれの１つ以上から選択された少なくとも１つの清澄剤と共にバッチ形成してよい。１つ以上の実施形態によるガラス組成物は更に、約０〜約２、約０〜約１、約０．１〜約２、約０．１〜約１、約１〜約２、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内のＳｎＯ２を含んでよい。本明細書中で開示されるガラス組成物は、Ａｓ２Ｏ３及び／又はＳｂ２Ｏ３を含まないか又は略含まなくてよい。
【０２１２】
１つ以上の実施形態では、上記組成物は具体的には：６２モル％〜７５モル％のＳｉＯ２；１０．５モル％〜約１７モル％のＡｌ２Ｏ３；５モル％〜約１３モル％のＬｉ２Ｏ；０モル％〜約４モル％のＺｎＯ；０モル％〜約８モル％のＭｇＯ；２モル％〜約５モル％のＴｉＯ２；０モル％〜約４モル％のＢ２Ｏ３；０モル％〜約５モル％のＮａ２Ｏ；０モル％〜約４モル％のＫ２Ｏ；０モル％〜約２モル％のＺｒＯ２；０モル％〜約７モル％のＰ２Ｏ５；０モル％〜約０．３モル％のＦｅ２Ｏ３；０モル％〜約２モル％のＭｎＯｘ；及び０．０５モル％〜約０．２モル％のＳｎＯ２を含んでよい。本明細書中で使用される場合、ＭｎＯｘは、あらゆる種類の酸化マンガンを指す。
【０２１３】
１つ以上の実施形態では、上記組成物は：６７モル％〜約７４モル％のＳｉＯ２；１１モル％〜約１５モル％のＡｌ２Ｏ３；５．５モル％〜約９モル％のＬｉ２Ｏ；０．５モル％〜約２モル％のＺｎＯ；２モル％〜約４．５モル％のＭｇＯ；３モル％〜約４．５モル％のＴｉＯ２；０モル％〜約２．２モル％のＢ２Ｏ３；０モル％〜約１モル％のＮａ２Ｏ；０モル％〜約１モル％のＫ２Ｏ；０モル％〜約１モル％のＺｒＯ２；０モル％〜約４モル％のＰ２Ｏ５；０モル％〜約０．１モル％のＦｅ２Ｏ３；０モル％〜約１．５モル％のＭｎＯｘ；及び０．０８モル％〜約０．１６モル％のＳｎＯ２を含んでよい。
【０２１４】
１つ以上の実施形態では、上記組成物は、７０モル％〜７５モル％のＳｉＯ２；１０モル％〜約１５モル％のＡｌ２Ｏ３；５モル％〜約１３モル％のＬｉ２Ｏ；０モル％〜約４モル％のＺｎＯ；０．１モル％〜約８モル％のＭｇＯ；０モル％〜約５モル％のＴｉＯ２；０．１モル％〜約４モル％のＢ２Ｏ３；０．１モル％〜約５モル％のＮａ２Ｏ；０モル％〜約４モル％のＫ２Ｏ；０モル％〜約２モル％のＺｒＯ２；０モル％〜約７モル％のＰ２Ｏ５；０モル％〜約０．３モル％のＦｅ２Ｏ３；０モル％〜約２モル％のＭｎＯｘ；及び０．０５モル％〜約０．２モル％のＳｎＯ２を含んでよい。
【０２１５】
本明細書に記載されているように化学強化する前のガラス系物品の他の例示的な組成を表１Ａに示す。表１Ｂは、表１Ａに列挙した例に関して決定された、選択された物理的特性を列挙したものである。表１Ｂに列挙されている物理的特性としては：密度；低温及び高温ＣＴＥ；歪み点、アニール点及び軟化点；１０１１ポアズ温度、３５ｋＰ温度、２００ｋＰ温度、液相線温度及びジルコン破壊温度；ジルコン破壊粘度及び液相粘度；ポアソン比；ヤング率；屈折率；並びに応力光係数が挙げられる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品及びガラス基板は、３０ｐｐｍ／℃以下の高温ＣＴＥ、及び／又は少なくとも７０ＧＰａの弾性率、いくつかの実施形態では最大８０ＧＰａの弾性率を有する。
【０２１６】
【表１Ａ】
2019517977.tif 000003
【０２１７】
【表１Ｂ】
2019517977.tif 000004
【０２１８】
【表１Ｃ】
2019517977.tif 000005
【０２１９】
ガラス系物品がガラスセラミックを含む場合、結晶相はβスポジュメン、ルチル、ガーナイト又は他の公知の結晶相及びこれらの組み合わせを含んでよい。
【０２２０】
ガラス系物品は略平面状であってよいが、他の実施形態は、湾曲した、又はその他の形状に成形若しくは彫刻された基板を利用してよい。いくつかの例では、ガラス系物品は、３次元（「３Ｄ」）又は２．５次元（「２．５Ｄ」）形状を有してよい。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、非平面状、皿状又はソリ状の３Ｄ形状を有してよく、基板の両主表面は非平面状である。いくつかの他の実施形態では、ガラス系物品は、基板の主表面のうちの一方が非平面状となるようにガラス物品の少なくとも１つの縁部が非対称プロファイルを有する、２．５Ｄ形状を有してよい。ガラス系物品は、光学的に略透明であり、透過性であり、かつ光を散乱させないものであってよい。ガラス系物品は、約１．４５〜約１．５５の屈折率を有してよい。本明細書中で使用される場合、屈折率値は５５０ｎｍの波長に関するものである。
【０２２１】
更に、又はあるいは、ガラス系物品の厚さは１つ以上の寸法に沿って一定であってよく、又は美観上及び／若しくは機能上の理由から、その寸法のうちの１つ以上に沿って変動してよい。例えばガラス系物品の縁部は、ガラス系物品の中心に近い領域に比べて厚くなっていてよい。ガラス系物品の長さ、幅及び厚さ寸法もまた、物品の用途又は使用法に応じて変動してよい。
【０２２２】
ガラス系物品は、成形方法によって特性決定できる。例えばガラス系物品は、フロート成形可能である（即ちフロートプロセスによって成形される）こと、ダウンドロー可能であること、及び特にフュージョン成形可能であるか又はスロットドロー可能である（即ちフュージョンドロープロセス又はスロットドロープロセスによって成形される）ことを特徴としてよい。
【０２２３】
フロート成形可能なガラス系物品は、平滑な表面を特徴としてよく、溶融ガラスを典型的にはスズである溶融金属床上でフロート加工することによって均一な厚さが作製される。ある例示的なプロセスでは、溶融スズ床上に供給された溶融ガラスは、フロートガラスリボンを形成する。このガラスリボンがスズ床に沿って流れるに従って、ガラスリボンが固体ガラス系物品へと固化するまで温度が徐々に低下し、上記固体ガラス系物品は、スズからローラ上へと持ち上げることができる。床から離れた後、ガラス系物品を更に冷却し、アニーリングすることによって、内部応力を低減できる。ガラス系物品がガラスセラミックである場合、フロートプロセスで成形されたガラス系物品をセラミック化プロセスに供してよく、このプロセスによって１つ以上の結晶質相が生成される。
【０２２４】
ダウンドロープロセスは、比較的美しい状態の表面を有する均一な厚さのガラス系物品を生成する。ガラス系物品の平均曲げ強度は、表面の傷の量及びサイズによって制御されるため、接触が最小限である美しい状態の表面は、比較的高い初期強度を有する。その後、この高強度ガラス系物品を更に（例えば化学的に）強化した場合、得られる強度は、ラップ仕上げし、研磨した表面を有するガラス系物品の強度よりも高いものとなり得る。ダウンドロー加工されたガラス系物品は、約２ｍｍ未満の厚さにダウンドロー加工されていてよい。更に、ダウンドロー加工されたガラス系物品は、極めて平坦で平滑な表面を有し、これはその最終的な用途において、コストがかかる研削及び研磨を行うことなく使用できる。ガラス系物品がガラスセラミックである場合、ダウンドロープロセスで成形されたガラス系物品をセラミック化プロセスに供してよく、このプロセスによって１つ以上の結晶質相が生成される。
【０２２５】
フュージョンドロープロセスは例えば、溶融ガラス原材料を受け入れるためのチャネルを有する、ドロー加工用タンクを使用する。このチャネルは、チャネルの両側に、チャネルの長さに沿って、頂部で開口した堰を有する。チャネルが溶融材料で満たされると、溶融ガラスはこの堰からあふれる。溶融ガラスは重力によって、ドロー加工用タンクの外側表面を、２つの流動ガラスフィルムとして流れ落ちる。ドロー加工用タンクのこれらの外側表面は、下方かつ内向きに延在して、ドロー加工用タンクの下方の縁部において接合する。これら２つの流動ガラスフィルムはこの縁部で接合して融合し、単一の流動ガラス系物品を形成する。フュージョンドロー法は、チャネルを越えて流れる２つのガラスフィルムが１つに融合するため、結果として得られるガラス系物品の外側表面が装置のいずれの部分にも接触しないという利点を提供する。従ってフュージョンドロー加工されたガラス系物品の表面特性は、このような接触に影響されない。ガラス系物品がガラスセラミックである場合、フュージョンプロセスで成形されたガラス系物品をセラミック化プロセスに供してよく、このプロセスによって１つ以上の結晶質相が生成される。
【０２２６】
スロットドロープロセスは、フュージョンドロー法とは異なっている。スロットドロープロセスでは、溶融原材料ガラスをドロー加工用タンクに供給する。ドロー加工用タンクの底部は開放スロットを有し、これは、上記スロットの長さに沿って延在するノズルを備える。溶融ガラスはこのスロット／ノズルを通って流れ、連続したガラス系物品として、アニーリング領域内に向かって下方へと流れる。ガラス系物品がガラスセラミックである場合、スロットドロープロセスで成形されたガラス系物品をセラミック化プロセスに供してよく、このプロセスによって１つ以上の結晶質相が生成される。
【０２２７】
いくつかの実施形態では、ガラス系物品を、米国特許第８，７１３，９７２号明細書「精密ガラス圧延成形プロセス及び装置（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｒｏｌｌ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」、米国特許第９，００３，８３５号明細書「表面特徴加工シートガラスの精密圧延成形（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｒｏｌｌ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｅｘｔｕｒｅｄ  Ｓｈｅｅｔ  Ｇｌａｓｓ）」、米国公開特許第２０１５００２７１６９号明細書「ガラスリボンを成形するための装置及び方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａ  Ｇｌａｓｓ  Ｒｉｂｂｏｎ）」、及び米国公開特許第２００５００９９６１８号明細書「薄型ガラス物品を成形するための装置及び方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｔｈｉｎ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅ）」に記載されているような薄型圧延プロセスを用いて成形してよく、これらの文献の内容は参照によりその全体が本出願に援用される。より具体的には、ガラス系物品は：溶融ガラスの垂直な流れを供給するステップ；溶融ガラス又はガラスセラミックの供給された流れを、約５００℃以上又は約６００℃以上の表面温度に維持された成形用ロールのペアを用いて成形して、成形済み厚さを有する成形済みガラスリボンを形成するステップ；ガラスの上記成形済みリボンを、約４００℃以下の表面温度に維持されたサイズ調整用ロールのペアを用いてサイズ調整して、上記成形済み厚さ未満の所望の厚さ及び所望の厚さ均一性を有する、サイズ調整済みガラスリボンを製造するステップによって成形してよい。ガラスリボンの成形に使用される装置は：溶融ガラスの供給される流れを供給するためのガラス供給デバイス；約５００℃以上の表面温度に維持された成形用ロールのペアであって、上記成形用ロールは互いに近接して離間して、成形用ロール間にガラス成形用間隙を画定し、このガラス成形用間隙は、上記ガラス供給デバイスの垂直方向下側に位置し、これにより、溶融ガラスの供給された流れを受承し、溶融ガラスの供給された流れを上記成形用ロール間で薄く加工して、成形済み厚さを有する成形済みガラスリボンを形成する、成形用ロールのペア；並びに約４００℃以下の表面温度に維持されたサイズ調整用ロールのペアであって、上記サイズ調整用ロールは、互いに近接して離間して、サイズ調整用ロール間にガラスサイズ調整用間隙を画定し、このガラスサイズ調整用間隙は、上記成形用ロールの垂直方向下側に位置し、これにより、上記成形済みガラスリボンを受承し、上記成形済みガラスリボンを薄く加工して、所望の厚さ及び所望の厚さ均一性を有するサイズ調整済みガラスリボンを製造する、サイズ調整用ロールのペアを含んでよい。
【０２２８】
いくつかの例では、薄型圧延プロセスは、ガラスの粘度によってフュージョン又はスロットドロー法を使用できない場合に利用できる。例えば薄型圧延を利用して、ガラスが１００ｋＰ未満の液相粘度が示す場合にガラス系物品を成形できる。
【０２２９】
ガラス系物品に酸研磨又は他の処理を施すことによって、表面の傷の影響を除去又は低減してよい。
【０２３０】
本開示の別の態様は、本明細書に記載のガラス系物品を含むデバイスに関する。例えば上記デバイスとしては、ディスプレイを含む又は強化薄型ガラスを必要とするデバイスが挙げられる。１つ以上の実施形態では、上記デバイスは電子デバイスであり、これは、携帯電話、ラップトップ、タブレット、ｍｐ３プレイヤー、ナビゲーションデバイス等といった移動体デバイス、又はコンピュータ、電子ディスプレイ、車両内情報／エンターテインメントシステム、掲示板、店頭システム、ナビゲーションシステム等といった静置型デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のガラス系物品は、建築用物品（壁、取付具、パネル、窓等）、輸送用物品（例えば自動車用途、鉄道、航空機、船舶等の窓ガラス若しくは内部表面）、家電製品（例えば洗濯機、乾燥機、食器洗浄機、冷蔵庫等）又はある程度の破壊抵抗を必要とするいずれの物品に組み込んでよい。図３９に示すように、電子デバイス１０００は、本明細書に記載の１つ以上の実施形態によるガラス系物品１００を含んでよい。デバイス１０００は：前面１０４０、背面１０６０及び側面１０８０を有するハウジング１０２０；並びに少なくとも一部又は全体が上記ハウジング内にあり、かつ少なくとも１つのコントローラ、メモリ、及び上記ハウジングの上記前面上の又は上記前面に隣接するディスプレイ１１２０を含む、電気部品（図示せず）を含む。ガラス系物品１００は、上記ハウジングの上記前面上に又は上記前面を覆うように配置されてディスプレイ１１２０を覆う、カバー基板として図示されている。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品を、ハウジング１０２０のバックカバーとして又はハウジング１０２０の一部として使用してよい。
【０２３１】
本開示の別の態様は、耐破砕性ガラス系物品の形成方法に関する。上記方法は：約１ミリメートル以下の厚さを画定する第１の表面及び第２の表面を有するガラス系基板を提供するステップ；並びに本明細書に記載されているように、上記ガラス系基板内に応力プロファイルを生成することによって、耐破砕性ガラス系物品を提供するステップを含む。１つ以上の実施形態では、上記応力プロファイルを生成するステップは、複数のアルカリイオンを上記ガラス系基板中へとイオン交換することによって、（本明細書に記載されているように）厚さの大部分に沿って又は厚さ全体に沿って変動する、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を形成するステップを含む。一例として、上記応力プロファイルを生成するステップは、温度が約３５０℃以上（例えば約３５０℃〜約５００℃）の、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｃｓ＋又はこれらの組み合わせの硝酸塩を含む溶融塩浴中にガラス系基板を浸漬させるステップを含む。一例として、上記溶融浴はＮａＮＯ３、ＫＮＯ３又はこれらの組み合わせを含んでよく、また約４８５℃以下の温度を有してよい。別の例として、上記浴はＮａＮＯ３及びＫＮＯ３の混合物を含んでよく、約４６０℃の温度を有してよい。上記ガラス系基板は上記浴中に、約２時間以上、最大約４８時間（例えば約２時間〜約１０時間、約２時間〜約８時間、約２時間〜約６時間、約３時間〜約１０時間、又は約３．５時間〜約１０時間）にわたって浸漬させてよい。
【０２３２】
いくつかの実施形態では、上記方法は、単一の浴で、又は２つ以上の浴での連続的な浸漬ステップを用いた２つ以上のステップで、ガラス系基板に化学強化又はイオン交換を施すステップを含んでよい。例えば、２つ以上の浴を連続的に使用してよい。１つ以上の浴の組成は、単一の金属（例えばＡｇ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋若しくはＣｓ＋）又は複数の金属の組み合わせを、同一の浴中に含んでよい。２つ以上の浴を利用する場合、これらの浴は、互いに同一の又は異なる組成及び／又は温度を有してよい。各上記浴中での浸漬時間は同一であってよく、又は所望の応力プロファイルを提供するために変動させてもよい。
【０２３３】
上記方法の１つ以上の実施形態では、第２の浴又は後続の複数の浴を利用して、より高い表面ＣＳを生成してよい。いくつかの例では、上記方法は、上記ガラス系基板を上記第２の又は後続の浴に浸漬させて、化学層深さ及び／又はＤＯＣに有意な影響を及ぼすことなく、より高い表面ＣＳを生成するステップを含む。このような実施形態では、上記第２の又は後続の浴は、単一の金属（例えばＫＮＯ３若しくはＮａＮＯ３）又は複数の金属（ＫＮＯ３及びＮａＮＯ３）の混合物を含んでよい。上記第２の又は後続の浴の温度は、より高い表面ＣＳを生成できるように調整できる。いくつかの実施形態では、上記第２の又は後続の浴中での上記ガラス系基板の浸漬時間もまた、化学層深さ及び／又はＤＯＣに有意な影響を及ぼすことなく、より高い表面ＣＳを生成できるように調整できる。例えば、上記第２の又は後続の浴中での浸漬時間は、１０時間未満（例えば約８時間以下、約５時間以下、約４時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約３０分以下、約１５分以下、又は約１０分以下）であってよい。
【０２３４】
１つ以上の代替実施形態では、上記方法は、本明細書に記載のイオン交換プロセスと併用してよい１つ以上の熱処理ステップを含んでよい。この熱処理は、所望の応力プロファイルが得られるように上記ガラス系物品を熱処理するステップを含む。いくつかの実施形態では、上記熱処理するステップは、上記ガラス系基板を、約３００℃〜約６００℃の温度までアニーリング、焼戻し又は加熱するステップを含む。上記熱処理は、１分〜約１８時間にわたって継続してよい。いくつかの実施形態では、上記熱処理は、１つ以上のイオン交換プロセスの後、又はイオン交換プロセスとイオン交換プロセスとの間に使用してよい。  
【０２３５】
本開示の別の態様は、化学強化ガラス系物品を形成する方法に関し、上記方法は：厚さ（ｔ）、長さ寸法、幅及び重量を画定する第１の表面及び上記第１の表面と反対側の第２の表面を備えるガラス系基板を提供するステップ；並びに複数のアルカリイオンを上記ガラス系基板中へとイオン交換することによって、上記厚さ（ｔ）の少なくとも大部分に沿って変動するゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を形成するステップを含み、上記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、少なくとも約９０重量％のカリウム塩（例えばＫＮＯ３）及び約１０重量％未満のナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）を含む溶融塩浴中に、約１２時間未満にわたって浸漬するステップを含む。本方法の詳細は、上述の実施形態のいずれと組み合わせてもよい。
【０２３６】
イオン交換することによって、圧縮表面スパイクを伴って又は伴わずに深い圧縮深さ（厚さの＞１０％）を達成できるガラス組成物は、落下試験、摩耗リング・オン・リング試験及び４点曲げ試験において、改善された機械的性能を示す。このようにして達成された応力プロファイルは、ガラスの深部へのイオン交換の結果である。場合によっては、交換したイオンが十分に拡散することによって、部品の中点又は中点付近がイオン交換を受け、極めて深い圧縮深さが得られる。
【０２３７】
ガラス中の比較的小さいイオンを大きく重いイオンで交換するプロセスは、重量及び寸法の部分的な増加ももたらし得る。例えば斜角になった縁部又は他の非対称特徴部分を有するガラス又はガラスセラミック部品は、様々な問題を提示し得る。このようなガラス系物品では、重量及び寸法の変化により、２次元又は３次元的な上記部品の望ましくないねじれが誘発され得る。このようなねじれは、システムの組み立てに関して問題となり得、従ってイオン交換誘発型のねじれを低減するためのプロセスが必要となる。イオン交換誘発型の寸法変化及び／又はねじれは、上記部品中へと交換されるイオンの数に比例する。イオン交換プロファイルが深いことにより、イオン交換中に０．３％を超える有意な重量増加が発生し得る。（２段階又は混合浴イオン交換を用いることによって得られる場合がある）圧縮応力の表面スパイクの存在は、重量増加／寸法変化及びねじれに関して、測定可能ではあるものの比較的小さい影響しか有しない。
【０２３８】
更に、ガラス系物品が極めて高いＣＴ値を達成できる場合、断片の数が少ない、ガラスの好ましい（「非脆性（ｎｏｎ‐ｆｒａｎｇｉｂｌｅ）」）最終破砕パターンを達成するために十分にＣＴが低下するまで、ガラス系基板を、最大ＣＴの達成に必要な時間より大幅に長い時間にわたってイオン交換する。その結果、ガラス系基板はこの比較的低いＣＴ値を達成するためにイオン交換浴中に長時間置かれ、Ｎａ‐Ｌｉ間置換によって有意な、例えば２重量％の重量増加を蓄積する。この重量増加は、イオン交換済み部品の過剰な変形／ねじれにつながり得る。
【０２３９】
本明細書に記載の方法の１つ以上の実施形態は、「２．５Ｄ」（例えば斜角付き）及び３Ｄ部品の寸法変化及び／又はねじれを軽減することが発見されている。イオン交換条件は、イオン交換時間、従ってガラス中へと交換されるイオンの数を最小としながら、既に概説したように最大の又は最大付近のＤＯＣを有する応力プロファイルが達成されるように定義される。これらの方法は、寸法変化及び／又はねじれを管理するためのいずれの二次的なイオン交換後加工のための労力を大幅に低減し、又はその必要を除去しさえする。機械的性能とねじれの制御とを同時に最適化するために、イオン交換浴の組成、時間及び温度を入念に選択する必要がある。
【０２４０】
１つ以上の実施形態は一般に、厚さ寸法が約３ｍｍ未満、約２．５ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１．５ｍｍ未満、約１．４ｍｍ未満、約１．３ｍｍ未満、約１．２ｍｍ未満、約１．１ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．９ｍｍ未満、約０．８ｍｍ未満、約０．７ｍｍ未満、約０．６ｍｍ未満、又は約０．５ｍｍ未満のガラス系物品基板に関する。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品の厚さは約０．３ｍｍ〜約１．３ｍｍである。いくつかの実施形態では、上記厚さは約１ｍｍ又は約０．８ｍｍである。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は不均一な厚さを有してよく、これにより上記ガラス系物品の局所的領域は、上記ガラス系物品の大半の部分の厚さより小さい又は大きい厚さを有してよい。１つ以上の実施形態では、上記方法は、非脆性のガラス系物品を提供し、従ってこのガラス系物品は比較的少数の断片へと破壊される。
【０２４１】
比較的迅速なイオン拡散性（＞３００μｍ２／時間）を有するガラスを、本明細書に記載の方法を用いてイオン交換できる。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、リチウム含有ガラスを含む。いくつかの実施形態では、上記方法はＬｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏ＞０．６５を有するガラス系物品に適用される。
【０２４２】
溶融塩浴の温度は、３８０℃〜約４５０℃であってよい。更なる実施形態では、上記温度は約４００℃〜約４６０℃若しくは４２０℃〜約４４０℃、約４３０℃、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内である。
【０２４３】
上記溶融塩浴は様々であってよい。１つ以上の実施形態では、上記溶融塩浴は更に、約２重量％、１．５重量％又は１重量％未満のリチウム塩（例えばＬｉＮＯ３）を含む。いくつかの実施形態では、カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は、少なくとも９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％、９５重量％、又は９６重量％の量で存在し、残部がナトリウム塩及び任意にリチウム塩である。１つ以上の実施形態では、カリウム塩（例えばＫＮＯ３）は、約９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％、９５重量％、９６重量％、又は９７重量％の量で存在する。更なる実施形態では、基本的にカリウム塩（例えばＫＮＯ３）からなる溶融浴を使用する。カリウム塩（例えばＫＮＯ３）の例示的な範囲は、少なくとも約９０重量％、例えば約９０重量％〜約９７重量％である。ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）の量も様々であってよい。１つ以上の実施形態では、ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は、約７０重量％、９重量％、８重量％、７重量％、６重量％、又は５重量％未満の量で存在する。いくつかの実施形態では、ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）は、８重量％、７重量％、６重量％、５重量％、４重量％、又は３重量％の量で存在する。ナトリウム塩（例えばＮａＮＯ３）の例示的な範囲は、約１０重量％未満、例えば約１０重量％〜約３重量％である。いくつかの実施形態では、溶融塩浴中のナトリウム塩に対するカリウム塩の重量比は、（ａ）２．５：１、及び（ｂ）ガラス系基板中のモル比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：Ｎａ２Ｏのうちの、小さい方より大きい。換言すれば、溶融塩浴の組成は部分的に、ガラス基板の組成に基づいて決定され得る。浴中のカリウム塩の量が本明細書に記載のものよりも少ない場合、ガラス系物品中への過剰なナトリウム拡散が発生する場合があり、これは望ましくないねじれ及び重量増加を生成する。
【０２４４】
同様に、浴時間は様々であってよい。１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、約１２時間、１１時間、１０時間、９時間、８時間、７時間、６時間、５時間又は４時間未満かつ１時間超にわたってイオン交換される。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は約７時間にわたってイオン交換される。いくつかの実施形態では、浴時間は、同一のガラス基板並びに浴条件（組成及び温度）に関して、ガラス系物品中に最大中心張力を生成する浴時間に対して定義できる。このような状況において、浴時間は、最大中心張力を生成する浴時間の約５０％〜約１３０％、例えば最大中心張力浴時間の約５５％〜約１３０％、最大中心張力浴時間の約６０％〜約１３０％、最大中心張力浴時間の約６５％〜約１３０％、最大中心張力浴時間の約７０％〜約１３０％、最大中心張力浴時間の約７５％〜約１２５％、最大中心張力浴時間の約８０％〜約１２０％、最大中心張力浴時間の約８５％〜約１１５％、最大中心張力浴時間の約９０％〜約１１０％、最大中心張力浴時間の約９５％〜約１０５％、最大中心張力浴時間の約１００％、又はこれらに内包される若しくはこれらの端点によって画定されるいずれの部分範囲内であってよい。浴時間が最大中心張力浴時間の５０％未満である場合、ガラス系物品は、所望の損傷耐性及び落下性能を提供するには低すぎる中心張力及び対応する合計圧縮応力を示す。浴時間が最大中心張力浴時間の１３０％を超える場合、ガラス系物品は、イオン交換時間の延長に関連する中心張力の降下により、所望の損傷耐性及び落下性能を提供するには低すぎる中心張力及び対応する合計圧縮応力と、ガラス系物品中への更なる金属イオンの拡散により、所望の範囲を超えた程度の歪み及び重量増加とを示す。更に、最大中心張力浴時間の１３０％を超えた浴時間は、望ましくないねじれ及び重量増加を相殺する、圧縮深さの増大を提供しない。
【０２４５】
いくつかの実施形態では、上記方法は第２のイオン交換を更に含み、これは上述のイオン交換の前又は後に実施してよい。上記第２のイオン交換は、本明細書に記載の実施形態のうちのいずれを含むことができる。ある例示的な方法は、例えば７時間、６時間、５時間、又は４時間にわたる、４３０℃の８０重量％カリウム塩／２０重量％ナトリウム塩（例えば８０重量％ＫＮＯ３／２０重量％ＮａＮＯ３）中での第１のイオン交換と、これに続く、混合カリウム塩／ナトリウム塩（例えばＫＮＯ３／ＮａＮＯ３）又は純ナトリウム塩（例えばＫＮＯ３）浴中での第２のステップとを含む。別の例示的な方法は、純ＫＮＯ３中での第１のイオン交換と、これに続く、例えば９５重量％カリウム塩／５重量％ナトリウム塩（例えば９５重量％ＫＮＯ３／５重量％ＮａＮＯ３）中での、例えば７時間、６時間、５時間、又は４時間にわたる第２のイオン交換とを含む。
【０２４６】
上述のように、上記方法は、所望の応力プロファイルを維持しながら、イオン交換前物品基板に比べて小さい重量増加、長さ若しくは幅寸法の変化、又はねじれを示す、ガラス系物品を提供する。１つ以上の実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１％、又は０．９％未満の重量増加がある。更なる実施形態では、少なくとも０．３％の重量増加がある。いくつかの実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、０．２４％、０．２３％、０．２０％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、又は０．１０％未満の長さ寸法の変化がある。更なる実施形態では、少なくとも０．１％の長さ寸法の変化、例えば少なくとも０．２％の長さ寸法の変化がある。いくつかの実施形態では、長さ寸法の変化は、約０．１％〜約０．２％、例えば約０．１５％〜約０．０．２％である。１つ以上の実施形態では、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、０．２４％、０．２３％、０．２０％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、又は０．１０％未満の幅の変化がある。更なる実施形態では、少なくとも０．１％の幅寸法の変化、例えば０．２％の幅寸法の変化がある。１つ以上の実施形態では、ガラス系物品は、イオン交換前のガラス系基板に比べてイオン交換後に２００μｍ未満だけ、例えばイオン交換前のガラス系基板に比べてイオン交換後に１８０μｍ、１６０μｍ、１５０μｍ、１３０μｍ、又は１２０μｍ未満だけ、ねじれる。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、ガラスの主軸へのフィットによって画定された平坦な平面から測定した場合に約２００μｍ未満の、例えば約１８０μｍ、約１６０μｍ、約１５０μｍ、約１３０μｍ、又は約１２０μｍ未満の、ねじれを示し得る。
【０２４７】
これらの方法の１つの利点は、ガラス系物品の所望の特性（優れた機械的性能の属性をもたらすＣＴ、ＣＳ、ＤＯＣ及びＤＯＬ値）を維持したまま、ガラス系物品の歪みが最小化されることである。ガラス部品のイオン交換誘発型ねじれは、イオン交換後の研磨又はエッチングを注意深く用いることによって低減できるものであったが、このスキームは、応力プロファイルの重要な特徴を犠牲にすることなく除去してよい材料の量によって、制限される場合がある。イオン交換後の研磨又はエッチングが有効な場合であっても、これらの方法は、製造プロセスを複雑化する余分なステップである。これらの追加のステップは時間及びコストがかかり、また最終的な部品の歩留まりにマイナスの影響を及ぼし得る、追加の作業ステップを導入するものである。本明細書に記載の方法は、イオン交換プロセス自体におけるねじれを最小化するイオン交換のレシピ（時間、温度、浴組成）を規定することによって、イオン交換誘発型ガラス変形の問題に根本から対処する。本発明のイオン交換プロセスにより、イオン交換浴の時間も短縮でき、これにより、リチウム被毒に関して、イオン交換時間及び浴の寿命という点で作業効率を理想化できる。本明細書に記載の方法は、斜角を有する又はその他の成形を施された特徴部分（これは相当なイオン交換を行った場合にねじれる傾向がある）を有するガラス系物品に関して特に有利である。
【０２４８】
本開示の別の態様は、本明細書に記載の方法で調製されたガラス系物品に関する。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は：長さ寸法；幅寸法；重量；厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに７１．５／√（ｔ）以上の最大ＣＴを備える中心張力（ＣＴ）領域を備える、イオン交換済みガラス系物品であり、厚さｔはｍｍを単位として与えられる。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品の厚さ（ｔ）が０．８ｍｍである場合、イオン交換前のガラス系物品の重量に比べて、イオン交換済み金属酸化物によってもたらされる、ガラス系物品の１．６％未満の重量増加がある。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品の厚さ（ｔ）が０．８ｍｍである場合、イオン交換前のガラス系物品の長さ寸法に比べて、イオン交換済みガラス系物品の長さ寸法に０．２４％未満の変化がある。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品の厚さ（ｔ）が０．８ｍｍである場合、イオン交換前のガラス系物品の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の幅寸法に０．２４％未満の変化がある。これらの特性の測定は、室温（例えば約２５℃〜約３５℃）で実施してよい。
【０２４９】
上述のような様々な変形例が、イオン交換済みガラス系物品に適用可能である。例えば、いくつかの実施形態では、イオン交換前のガラス系物品の重量に比べて、イオン交換済み金属酸化物によってもたらされる、ガラス系物品の１．４％未満の重量増加がある。１つ以上の実施形態では、イオン交換前のガラス系物品の長さ寸法に比べて、イオン交換済みガラス系物品の長さ寸法に０．１５％未満の変化がある。いくつかの実施形態では、イオン交換前のガラス系物品の幅寸法に比べて、上記ガラス系物品の幅寸法に０．１５％未満の変化がある。
【０２５０】
１つ以上の実施形態では、上記物品は更に、約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を備える。いくつかの実施形態では、表面ＣＳは、約４００ＭＰａ、４５０ＭＰａ又は５００ＭＰａ以上である。１つ以上の実施形態では表面ＣＳは、約４００ＭＰａ〜約７５０ＭＰａ、４５０ＭＰａ〜約７５０ＭＰａ、５００ＭＰａ〜約７５０ＭＰａ、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内である。
【０２５１】
いくつかの実施形態では、ＣＴは、約５０ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約６０ＭＰａ〜約９０ＭＰａ、約７０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。更なる実施形態では、ＣＴは、厚さ約０．８ｍｍのガラス系物品に関して、約５０ＭＰａ〜約１００ＭＰａ、約６０ＭＰａ〜約９０ＭＰａ、約７０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ、又はこれらに内包されるいずれの部分範囲内であってよい。
【０２５２】
１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、少なくとも１５％のＤＯＣを有してよい。更なる実施形態では、ＤＯＣは、厚さ約０．８ｍｍのガラス系物品に関して少なくとも１５％であってよい。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は、約５μｍ〜約１５μｍの圧縮応力スパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）を有してよい。更なる実施形態では、上記ガラス系物品は、厚さ約０．８ｍｍのガラス系物品に関して、約５μｍ〜約１５μｍのＤＯＬｓｐｉｋｅを有してよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は、厚さの約０．６２５％〜約１．８７５％のＤＯＬｓｐｉｋｅを有してよい。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品は、約０．００６〜約０．０１４、例えば約０．００８〜約０．０１２、約０．００９〜約０．０１１、約０．０１、又はこれらに内包される若しくはこれらの端点から形成されるいずれの部分範囲内のＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔを有してよい。本明細書中で使用される場合、ＤＯＬｓｐｉｋｅは、上記ガラス系物品に形成された圧縮応力スパイクの深さを指す。ＤＯＬｓｐｉｋｅは、ＦＳＭで測定される上記ガラス系物品内のカリウムイオン交換の深さ（「カリウムＤＯＬ（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ＤＯＬ）」）に基づいて定義してよく、おおよそ折れ曲がり応力の深さであってもよい。ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが０．００６未満である場合、上記ガラス系物品は、低い損傷耐性及び落下性能を示し、望ましくない。ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔが０．０１４より大きい場合、上記ガラス系物品は、過剰なイオン交換を受けており、これは望ましくないねじれ及び重量増加を生成し得る。１つ以上の実施形態では、上記ガラス系物品は、１００ＭＰａ、１１０ＭＰａ、１２０ＭＰａ、又は１３０ＭＰａ超の折れ曲がり応力（ＣＳｋｎｅｅ）を有してよい。本明細書中で使用される場合、ＣＳｋｎｅｅは、応力プロファイルの「折れ曲がり（ｋｎｅｅ）」（これは、応力プロファイルの傾斜が大きく変化する位置である）における圧縮応力を指す。図３３に示すように、ＤＯＬｓｐｉｋｅは約１２μｍであり、ＣＳｋｎｅｅは約１５１ＭＰａである。
【０２５４】
本開示の別の態様は：前面、背面及び側面を有するハウジング；少なくとも部分的に上記ハウジングの内側にある、電気部品；上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに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備える、デバイスに関し、上記カバー基板は、上述のイオン交換済みガラス系物品のうちのいずれを含む。
【実施例】
【０２５５】
以下の実施例によって、様々な実施形態を更に明らかにする。実施例では、強化前の実施例を「基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」と呼ぶ。強化に供された後の実施例を「物品（ａｒｔｉｃｌｅ）」又は「ガラス系物品（ｇｌａｓｓ‐ｂａｓｅｄ  ａｒｔｉｃｌｅ）」と呼ぶ。
【０２５６】
実施例１
以下の表２に示すような公称組成を有するガラスセラミック基板を提供した。これらのガラスセラミック基板は０．８ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有し、また、主要な結晶相としてのβスポジュメン固溶体と、ルチルを含む１つ以上の微量相とを含む、結晶相集合体を含んでいた。上記ガラスセラミック基板を、ＮａＮＯ３を含む４８５℃の溶融塩浴中に、１０時間（条件Ａ）、１３時間（条件Ｂ）若しくは２４時間（条件Ｃ）にわたって、又はＮａＮＯ３を含む４３０℃の溶融塩浴中に、２時間（比較条件Ｄ）にわたって浸漬させて、強化ガラスセラミック物品を形成した。
【０２５７】
【表２】
2019517977.tif 000006
【０２５８】
上記ガラスセラミック物品の化学プロファイルを、マイクロプローブで測定した。これを図９に示す。応力（σ）は、試料の厚さに沿った位置において、式（４）：
σ（ｚ）＝ＢＥ／１−ν（Ｃａｖｇ−Ｃ（ｚ））    （４）
によって濃度（ｚ）に比例する。式（４）中、Ｂは格子膨張係数であり、Ｅは弾性率であり、νはポアソン比であり、Ｃａｖｇは、試料にわたる濃度の積分である。図９に示すように、比較的高温の浴を利用する場合（即ち条件Ａ〜Ｃ）、Ｎａ＋イオンは、物品の厚さの略全体を通ってイオン交換される。このようなガラスセラミックでは、Ｎａ２ＯはＣＴ領域中に、約１．２モル％以上の量で存在する。比較的低温の浴でイオン交換されたガラスセラミック物品（比較条件Ｄ）は、公知の応力プロファイルに類似した応力プロファイルを示した。
【０２５９】
実施例２
表２に示されているものと同一の組成、及び０．８ｍｍの厚さを有するものの、非晶質構造を有する（そして結晶相を有しない）ガラス基板を、１００％ＮａＮＯ３を含む約４３０℃の溶融塩浴中に様々な持続時間にわたって浸漬させることによって化学強化して、ガラス系物品を提供した。上記ガラス系物品のＤＯＣ及び最大ＣＴ値を、散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）を用いて測定した。図１０に示すように、ＤＯＣ及び最大ＣＴの上昇は、浸漬又はイオン交換の長さに左右される。最大ＣＴ値は、ガラスを約１６時間にわたって浸漬させた後で観察された。
【０２６０】
実施例２のガラス系物品の応力プロファイルを、ＳＣＡＬＰを用いて測定した。これを図１１に示す。正の応力値を示すｘ軸の上部はＣＴ値であり、負の応力値を示すｘ軸の下部はＣＳ値である。１６時間にわたって化学強化したガラス系物品の応力プロファイルは、最大ＣＴ値（即ち１７５ＭＰａ）と、放物線状の形状とを示し、上記形状は、１００マイクロメートル（μｍ）の深さ方向の線形部分を略含んでいなかった。ＳＣＡＬＰで測定した表面ＣＳは、約４１０ＭＰａであった。従って、実施例２の表面ＣＳに対する最大ＣＴの比は、約０．４３７５であった。
【０２６１】
実施例３
比較のために、それぞれ厚さが約０．８ｍｍである実施例１のガラスセラミック基板及び実施例２のガラス基板を、３５０℃のＮａＮＯ３の溶融塩浴に３．５時間浸漬することによる化学強化に供した（それぞれ実施例３Ａ及び３Ｂ）。図１２に示されている、得られたガラスセラミック物品及びガラス系物品の応力プロファイル（式４を用いて、マイクロプローブで測定した化学プロファイルによって近似）は、誤差関数（ｅｒｆｃ）又は準線形形状に類似している。更に、ＤＯＣは、上記ガラス又はガラスセラミック中へとイオン交換されたアルカリの深さ（即ち化学イオン交換深さ）より小さい。
【０２６２】
それぞれ厚さが約０．８ｍｍである実施例１のガラスセラミック基板及び実施例２のガラス基板を、４３０℃のＮａＮＯ３の溶融塩浴に２４時間浸漬することによる化学強化に供した（それぞれ実施例３Ｃ及び３Ｄ）場合得られたガラス系物品は、図１３に示されているような（ＥＰＭＡによって得られた）金属酸化物濃度プロファイルを示した。これらの金属酸化物濃度プロファイルは放物線状であり、厚さ全体にわたるＮａ＋イオンのイオン交換を示す。化学プロファイルはＥＭＰＡを用いて測定され、Ｎａ２Ｏ拡散の化学的深さは、４００マイクロメートル以上として示されている。更に、Ｎａ２Ｏは、ＣＴ層中を含む厚さ全体を通して、約１モル％以上の濃度で存在している。実施例３Ｄの、結果として得られたガラスセラミック物品は、ガラスセラミック基板を同一の複数の携帯電話ハウジングに組み込んだ落下試験において、優れた破壊抵抗を示した。具体的には、実施例３Ｄの５個の試料を携帯電話デバイスに組み付け、高さ５０ｃｍから開始される連続した複数回の落下のために、サンドペーパー上に落下させた。各試料がある高さからの落下に耐えた場合、試料が破砕されるまで、各試料を増大させた高さから再び落下させ、各試料が破砕された時点で、該試料の破損高さを図１３Ａに記録した。実施例３Ｄは、平均破損高さ１７２．５ｃｍを示した。
【０２６３】
図１４は、公知のプロセスに従って化学強化されたガラス系基板、及び本明細書に記載の方法に従って化学強化されたガラス系基板の、応力プロファイルを示す。図１４に示すように、本明細書に記載の実施形態のガラス系物品の応力プロファイルは、（約５０マイクロメートル以上の長さ又は絶対値としての深さを有する）線形セグメントを略含まない放物線状であり、約０．２・ｔのＤＯＣを示すが、ｅｒｆｃ、準線形形状を有する公知の応力プロファイルは、（約０．６ミリメートル、即ち６００マイクロメートルの全長に対して）深さ約０．１ミリメートル〜約０．７ミリメートルの略線形の部分を示す。公知の応力プロファイルはまた、比較的低いＣＴ値及び比較的低いＤＯＣも示す。
【０２６４】
実施例４
表２の組成を有する（それぞれ厚さ約１ｍｍの）ガラス基板を、４３０℃のＮａＮＯ３の第１の溶融塩浴に２４時間にわたって浸漬させることによる化学強化に供した。１個のガラス系物品は、いずれの追加の強化ステップに供されなかった（実施例４Ａ）。３個のガラス系物品を、約４３０℃のＫＮＯ３の第２の溶融塩浴に０．７５時間、４時間又は８時間（それぞれ実施例４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄ）にわたって浸漬させることによる、第２の強化ステップに供した。ＳＣＡＬＰで測定された、結果として得られたガラス系物品の応力プロファイルを、図１５に示し、ここではガラス系物品の深さ又は厚さがｘ軸上にプロットされ、応力がｙ軸上にプロットされている。正の応力値はＣＴ値であり、負の応力値はＣＳ値である。機器の空間分解能により、第２のＫＮＯ３イオン交換ステップに関連するＣＳの測定は不可能となっている。実施例４Ａ及び４Ｂのガラス系物品は、同様のプロファイルを示した。実施例４Ｃ及び４Ｄのガラス系物品は、時間と共に、及び第２の強化ステップにおける浸漬の後、（実施例４Ａ及び４Ｂに比べて）低下したＣＴ及び（実施例４Ａ及び４Ｂに比べて）低下したＣＳを示した。実施例４Ｃ及び４Ｄのガラス系物品はまた、実施例４Ａ及び４Ｂに比べて増大したＤＯＣも示し、このＤＯＣ値は０．２・ｔ超であった。
【０２６５】
図１６は、実施例４Ｂ〜４Ｄのそれぞれに関する蓄積引張エネルギを、Ｊ／ｍ２を単位として示し、これらはＫＮＯ３の第２の溶融塩浴中に浸漬される時間に応じて、１５Ｊ／ｍ２超である。蓄積引張エネルギは、測定されたＳＣＡＬＰ応力プロファイルから、上述の式（３）を用いて算出できる。
【０２６６】
図１７及び１８は、実施例４Ｂ〜４Ｄのそれぞれに関する、深さ（マイクロメートル）の関数としてのＫ２Ｏ及びＮａ２Ｏのそれぞれの濃度プロファイルを示す。図１７に示すように、Ｋ２Ｏの化学深さは、実施例４Ｂ（ＫＮＯ３浴中で０．７５時間浸漬）に関して３マイクロメートル、実施例４Ｃ（ＫＮＯ３浴中で４時間浸漬）に関して６マイクロメートル、及び実施例４Ｄ（ＫＮＯ３浴中で８時間浸漬）に関して５マイクロメートルである。図１８に示すように、Ｎａ２Ｏは深さ全体に貫入し、実施例４Ｂ〜４Ｄのそれぞれに関して、濃度はガラス系物品の深さ全体に沿って約１モル％以上である。
【０２６７】
実施例４Ｅ及び４Ｆは、４３０℃のＮａＮＯ３の第１の溶融塩浴中に２４時間浸漬させることによる化学強化、及びこれに続いて４３０℃までの温度でそれぞれ４時間又は８．２５時間にわたる熱処理に供された、表２の組成を有するガラス基板（それぞれ厚さ約１ｍｍ）を含んでいた。実施例４Ｅ及び４Ｆのガラス系物品の応力プロファイルを図１９に示し、実施例４Ａ、４Ｃ及び４Ｄに関する応力プロファイルが比較のために示されている。図２０は、０．５・ｔの深さ又はその付近における応力プロファイルの違いを示すために、より小さいスケールで、図１９と同一のグラフを示す。
【０２６８】
実施例５
表２の組成を有する（それぞれ厚さ約１ｍｍの）ガラス基板を、４３０℃のＮａＮＯ３の第１の溶融塩浴に２４時間にわたって浸漬させることによる化学強化に供した。１個のガラス系物品は、いずれの追加の強化ステップに供されなかった（実施例５Ａ）。２個のガラス系物品を、３９０℃の炉内にガラス系物品を入れて上記ガラス系物品を上記炉内に約８時間又は２８時間（それぞれ実施例５Ｂ及び５Ｃ）維持することによる、第２の強化ステップに供した。４個のガラス系物品を、４３０℃のＮａＮＯ３の第２の溶融塩浴に４時間又は８時間（それぞれ実施例５Ｄ及び５Ｇ）にわたって浸漬させることによる、（第１の強化ステップ及び異なる第２の強化ステップの後の）第３の強化ステップに供した。実施例５Ａ〜５Ｇそれぞれに関する強化ステップを表３に示す。測定されたＣＴ値も表３に示す。
【０２６９】
【表３】
2019517977.tif 000007
【０２７０】
結果として得られたガラス系物品の応力プロファイルを図２１に示し、ここではガラス系物品の深さ又は厚さがｘ軸上にプロットされ、応力がｙ軸上にプロットされている。正の応力値はＣＴ値であり、負の応力値はＣＳ値である。図２１に示すように、第２及び／又は第３の熱処理の持続時間が増大するに従って、ＤＯＣは増大し、ＣＴは低下した。ＤＯＣの増大及びＣＴの低下は、イオン交換後の合計熱処理時間の関数として、それぞれ図２２及び２３に更に明確に示されている。
【０２７１】
次に、実施例５Ａ〜５Ｇのガラス系物品をポーク（ｐｏｋｅ）試験に供した。このポーク試験では、ガラス系物品の片側をテープに接着し、もう片方のむき出しの側部に、鋭利な器具を衝突させて破砕する。結果として得られた断片の個数は、ガラス系物品の蓄積引張エネルギに相関し得る。実施例５Ａ、５Ｂ及び５Ｄは多数の（即ち５０を超える、更には１００を超える）断片を呈したが、実施例５Ｆは１０個の断片を呈し、実施例５Ｃは３個の断片を呈し、実施例５Ｅ及び５Ｇは４個の断片を呈した。多数の断片へと破砕された実施例５Ａ、５Ｂ及び５Ｄは、全て約１００ＭＰａ以下のＣＴ値を有する実施例５Ｃ、５Ｅ、５Ｆ及び５Ｇに比べて、高いＣＴ（約１００ＭＰａ超）を示した。
【０２７２】
実施例７
表２に示されているような公称組成を有し、それぞれ厚さ約１ｍｍであるガラス基板を、１００％ＮａＮＯ３を含む４３０℃の溶融塩浴中での化学強化に供した。ガラス基板を溶融塩浴中に浸漬させる持続時間を表５に示す。
【０２７３】
【表４】
2019517977.tif 000008
【０２７４】
実施例７Ａ〜７Ｇのガラス系物品の応力プロファイルを図２４に示す。上記応力プロファイルは、ＳＣＡＬＰを用いて測定した。ＣＴ値及び蓄積引張エネルギの変化をいずれもイオン交換時間の関数として示すグラフを、図２５に示す。図２５に示すように、１６時間及び２４時間にわたる、溶融塩浴中でのガラス基板の浸漬により、絶対値で最大表面ＣＳ値及び最大ＣＴ値を示すガラス系物品が得られる。
【０２７５】
実施例８
表２に示されているような公称組成を有し、それぞれ厚さ約０．８ｍｍであるガラス基板を、ＮａＮＯ３とＮａＳＯ４との混合物を含む５００℃の溶融塩浴中での、１５分（比較例８Ａ）及び１６時間（実施例８Ｂ）にわたる化学強化に供した。実施例８Ａ及び８Ｂのガラス系物品の応力プロファイルを図２６に示す。図２６に示すように、比較例８Ａは公知の応力プロファイルを示したが、実施例８Ｂは本開示の１つ以上の実施形態による応力プロファイルを示した。実施例８Ａ及び８Ｂのガラス系物品の蓄積引張エネルギは、実施例４Ｂ〜４Ｄと同一の方法で算出した。算出された蓄積引張エネルギを、図２７に示すように、測定されたＣＴ（ＭＰａ）の関数としてプロットする。
【０２７６】
図２７に示すように、比較例８Ａは、所与のＣＴ値に関して、（同一のＣＴ値に関する）実施例８Ｂよりもはるかに高い蓄積引張エネルギを示した。具体的には、約５５ＭＰａのＣＴにおいて、比較例８Ａは約８Ｊ／ｍ２の蓄積引張エネルギを示したが、実施例８Ｂは約３．５Ｊ／ｍ２の蓄積引張エネルギを示した。比較例８Ａ及び実施例８Ｂは破砕され、実施例８Ｂは比較例８Ａよりも少ない個数の片へと破砕され、比較例８Ａは大幅に多数の片へと破砕された。従って、理論によって束縛されるものではないが、蓄積引張エネルギの制御により、破砕によってもたらされる断片化のパターン又は断片の個数を制御又は予測するための方法を提供できる。
【０２７７】
表２に示されているような公称組成を有し、それぞれ厚さ約１ｍｍであるガラス基板を、ＮａＮＯ３を含む４３０℃の溶融塩浴中での、４時間（比較例８Ｃ）及び６１．５時間（実施例８Ｄ）にわたる化学強化に供した。比較例８Ｃは公知の応力プロファイルを示したが、実施例８Ｄは本開示の１つ以上の実施形態による応力プロファイルを示した。実施例８Ｃ及び８Ｄの蓄積引張エネルギを、実施例４Ｂ〜４Ｄと同一の方法で算出し、図２８に示すように、測定されたＣＴ（ＭＰａ）の関数としてプロットした。
【０２７８】
図２８に示すように、比較例８Ｃは、所与のＣＴ値に関して、（同一のＣＴ値に関する）実施例８Ｄよりもはるかに高い蓄積引張エネルギを示した。比較例８Ｃ及び実施例８Ｄは破砕され、実施例８Ｄは比較例８Ｃよりも少ない個数の片へと破砕され、比較例８Ｃは大幅に多数の片へと破砕された。
【０２７９】
実施例９
７０．９モル％のＳｉＯ２、１２．８モル％のＡｌ２Ｏ３、１．９５モル％のＢ２Ｏ３、７．９５モル％のＬｉ２Ｏ、２．４３モル％のＮａ２Ｏ、２．９８モル％のＭｇＯ、０．８９モル％のＺｎＯ及び０．１モル％のＳｎＯ２という公称組成を有する、厚さが約０．８ｍｍのガラス基板を、表５のイオン交換条件に供した。表６において、実施例９の様々な特性を実施例２と比較する。
【０２８０】
【表５】
2019517977.tif 000009
【０２８１】
【表６】
2019517977.tif 000010
【０２８２】
実施例９のガラス系物品の応力プロファイが測定され、これは本明細書に記載の形状を示した。
【０２８３】
実施例９と同一の厚さを有する、実施例２、比較例９Ａ及び９Ｂによるガラス基板を提供した。実施例２によるガラス基板を、４３０℃の１００％ＮａＮＯ３の溶融浴中で３３時間にわたってイオン交換した。比較例９Ａは、３９０℃の１００％ＮａＮＯ３の溶融浴中で１６時間にわたってイオン交換され、これもまた公知の誤差関数応力プロファイルを示した。実施例９Ｂのガラス基板は、５７．５モル％のＳｉＯ２、１６．５モル％のＡｌ２Ｏ３、１６．７モル％のＮａ２Ｏ、２．５モル％のＭｇＯ及び６．５モル％のＰ２Ｏ５という公称組成を有し、イオン交換されて公知の誤差関数応力プロファイルを示した。本明細書中で使用される場合、用語「誤差関数応力プロファイル（ｅｒｒｏｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｔｒｅｓｓ  ｐｒｏｆｉｌｅ）」は、図１に類似した応力プロファイルを指す。
【０２８４】
次に、実施例２、実施例９並びに比較例９Ａ及び９Ｂによるガラス系物品を、同一の携帯電話デバイスに組み込んだ。これらの携帯電話デバイスを、２０センチメートルから開始されて増大する高さから、３０グリットのサンドペーパー上に落下させた。ガラス系物品がある高さ（例えば２０ｃｍ）からの落下に耐えた場合、更に高い高さ（例えば３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ等）から携帯電話を再び落下させた。ガラス系物品が破損した高さを図２９にプロットする。この図は、実施例２、実施例９並びに比較例９Ａ及び９Ｂの試料に関する平均破損高さも示す。図２９に示すように、実施例２及び９は、比較例９Ａ及び９Ｂよりも大幅に高い落下高さにおいて破損を呈した。具体的には、比較例９Ａ及び９Ｂはそれぞれ約３８ｃｍ及び５５ｃｍの落下高さで破損を示したが、実施例２及び９はそれぞれ約１４７ｃｍ及び１３２ｃｍの落下高さで破損を示した。
【０２８５】
同一の携帯電話デバイス及び１８０グリットのサンドペーパーを用いて、同一の試験を新しい試料で繰り返した。比較例９Ａに関する平均破損高さは２０４ｃｍであり、比較例９Ｂに関する平均破損高さは１９０ｃｍであり、実施例２に関する平均破損高さは２１４ｃｍであり、実施例９に関する平均破損高さは２１４ｃｍであった。
【０２８６】
６５モル％のＳｉＯ２、５モル％のＢ２Ｏ３、１４モル％のＡｌ２Ｏ３、１４モル％のＮａ２Ｏ、２モル％のＭｇＯ及び０．１モル％のＳｎＯ２という公称組成を有する、厚さ０．８ｍｍの比較例９Ｃによるガラス基板をイオン交換すると、公知の誤差関数応力プロファイルを示した。実施例２及び（本実施例において上述した応力プロファイルを示す）比較例９Ｂ、比較例９Ｃのガラス系物品試料、並びに表５に示す条件４に従ってイオン交換された実施例９のガラス系物品を、本明細書に記載のＡＲＯＲ試験に供した。
【０２８７】
実施例６及び９並びに比較例９Ｃを、２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）及び４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）の荷重又は圧力を用いて摩耗させ、実施例２を、２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）の荷重のみを用いて摩耗させた。ＡＲＯＲデータを図３０に示す。図３０に示すように、実施例２及び９は、各摩耗荷重又は圧力において、比較例９Ｂ及び比較例９Ｃよりも高い破損時荷重を示した。
【０２８８】
（本実施例において上述されているようにイオン交換された）実施例２及び（条件４に従ってイオン交換された）９のガラス系物品試料を、４点曲げ試験に供した。結果を図３１のワイブル分布プロットに示す。図３１に示すように、実施例９は、比較的高い破損時応力又は荷重（例えば約４００ＭＰａ超）を示した。
【０２８９】
既に示したように、歪み点が５２５℃より高い組成物から作製したガラス系物品では、約３５０℃〜約４８０℃のイオン交換温度（又はイオン交換浴温度）が可能である。いくつかの実施形態では、１価イオン拡散性が約８００平方マイクロメートル／時間超であるガラス組成物は、金属酸化物をガラス系物品中に拡散させて、物品の深さ又は厚さ全体に迅速に貫入させることができ、これにより応力緩和が最小化される。過剰な応力緩和は、ガラス系物品の表面圧縮応力を低下させる場合がある。
【０２９０】
本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。
【０２９１】
実施例１０
実施例９と同一の組成を有する、厚さ約０．８ｍｍのガラス基板を、表７に提供した条件に従った、４３０℃の１００％ＮａＮＯ３溶融塩浴中での浸漬によるイオン交換に供した。結果として得られたガラス系物品は最大ＣＴ値を示した。これを図３２に、イオン交換時間の関数としてプロットする。
【０２９２】
【表７】
2019517977.tif 000011
【０２９３】
実施例１０Ｄに関する応力プロファイルは、米国特許第８，８５４，６２３号「ガラス試料のプロファイル特徴の測定のためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ａ  ｐｒｏｆｉｌｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｏｆ  ａ  ｇｌａｓｓ  ｓａｍｐｌｅ）」（その内容は参照によりその全体が本出願に援用される）に記載されているような、屈折ニアフィールド（ｒｅｆｒａｃｔｅｄ  ｎｅａｒ‐ｆｉｅｌｄ）測定法を用いて測定した。図３３は、測定された応力を、実施例１０Ｄのガラス系物品の表面から上記ガラス系物品の中へと延在する深さの関数として示す。具体的な深さにおける応力が表８に示されているが、これは、応力の傾斜が大きく変化する位置である「折れ曲がり」におけるものを含む。
【０２９４】
【表８】
2019517977.tif 000012
【０２９５】
実施例１１
実施例１１Ａは、実施例１と同一の組成を有する厚さ０．８ｍｍのガラス基板を含んでいた。このガラス基板を、８０％ＫＮＯ３及び２０％ＮａＮＯ３を含む４３０℃の単一の溶融塩浴中で、１６時間にわたってイオン交換した。結果として得られたガラス系物品は、表９に記載の応力プロファイルを示した。
【０２９６】
【表９】
2019517977.tif 000013
【０２９７】
実施例１１Ａによるガラス系物品を、本明細書に記載のＡＲＯＲ試験に供した。ガラス系物品の第１のセットを、５ｐｓｉ（３４．４７３８ｋＰａ）の荷重又は圧力を用いて摩耗させ、ガラス系物品の第２のセットを、２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）の荷重又は圧力を用いて摩耗させ、ガラス系物品の第３のセットを、４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）の荷重又は圧力を用いて摩耗させた。ＡＲＯＲデータを図３４に示す。図３４に示すように、実施例１１Ａによるガラス系物品は全て、約２５ｋｇｆ（２４５．１６６２５Ｎ）超の平均破損時荷重を示した。
【０２９８】
実施例１１Ａによるガラス系物品を、同一の携帯電話デバイスに組み込んだ。これらの携帯電話デバイスを、２０ｃｍから開始されて増大する高さから、１８０グリットのサンドペーパー上に落下させた。ガラス系物品がある高さ（例えば２０ｃｍ）からの落下に耐えた場合、最大で高さ２２５ｃｍである更に高い高さ（例えば３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ等）から、携帯電話を再び落下させた。１８０グリットのサンドペーパー及び３０グリットのサンドペーパーの両方においてガラス系物品が破損した高さを、図３５にプロットする。図３５に示すように、実施例１１Ａのガラス系物品は、実施例１１Ａの３つ全てのガラス系物品が、高さ約２２５ｃｍまでの、１８０グリットのサンドペーパーへの落下に耐えた（平均耐久落下高さ約２１５ｃｍが得られた）。３０グリットのサンドペーパー上への平均耐久落下高さは１３２ｃｍであった。
【０２９９】
実施例１１Ａによるガラス系物品は、約４８０ｍＨｚ〜約３０００ｍＨｚの周波数範囲にわたって、約５．８〜約６の誘電率を示した。実施例１１Ａによるガラス系物品は、約４８０ｍＨｚ〜約３０００ｍＨｚの周波数範囲にわたって、約０．０１０〜約０．０１３の誘電損失正接を示した。
【０３００】
実施例１１Ａによるガラス系物品の屈折率は、約３８０ｎｍ〜約１５５０ｎｍにわたって約１．４９６〜約１．５２３であり、約３８０ｎｍ〜約８００ｎｍにわたって約１．４９６〜約１．５０３である。
【０３０１】
実施例１１Ａによるガラス系物品を、表１０に示す様々な化学処理に供した。上記ガラス系物品の耐化学性を、比較例１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄと比較した。比較例１１Ｂは、６４．３モル％のＳｉＯ２、７．０２モル％のＢ２Ｏ３、１４モル％のＡｌ２Ｏ３、１４モル％のＮａ２Ｏ、０．５モル％のＫ２Ｏ、０．０３モル％のＦｅ２Ｏ３及び０．１モル％のＳｎＯ２という公称組成を有するガラス基板であった。比較例１１Ｃは、６４．７５モル％のＳｉＯ２、５モル％のＢ２Ｏ３、１４モル％のＡｌ２Ｏ３、１３．７５モル％のＮａ２Ｏ、２．４モル％のＭｇＯ及び０．０８モル％のＳｎＯ２という公称組成を有するガラス基板であった。比較例１１Ｄは、５７．５モル％のＳｉＯ２、１６．５モル％のＡｌ２Ｏ３、１６．７１モル％のＮａ２Ｏ、２．８モル％のＭｇＯ、０．０５モル％のＳｎＯ２及び６．５モル％のＰ２Ｏ５という公称組成を有するガラス基板を含んでいた。
【０３０２】
【表１０】
2019517977.tif 000014
【０３０３】
実施例１２
実施例１２Ａは、実施例１と同一の組成を有する厚さ０．８ｍｍのガラス基板を含んでいた。比較例１２Ｂは、比較例１１Ｄと同一の組成を有する厚さ０．８ｍｍのガラス基板を含んでいた。実施例１２Ａのガラス基板を、表１１に記載の単一の浴を用いて、単一のステップで化学強化した。比較例１２Ｂのガラス基板を、表１１に記載されているように、２段階プロセスでイオン交換した。
【０３０４】
【表１１】
2019517977.tif 000015
【０３０５】
実施例１２Ａ及び比較例１２Ｂによるガラス系物品を、同一の携帯電話デバイスに組み込んだ。これらの携帯電話デバイスを、２０センチメートルから開始されて増大する高さから、３０グリットのサンドペーパー上に落下させた。３０グリットのサンドペーパーにおいてガラス系物品が破損した高さを、図３６にプロットする。図３６に示すように、実施例１２Ａのガラス系物品は、比較例１２Ｂの平均耐久高さ（即ち３８ｃｍ）の３倍超（即ち１２７ｃｍ）の平均耐久落下高さを示した。
【０３０６】
実施例１２Ａ及び比較例１２Ｂによるガラス系物品を、２５ｐｓｉ（１７２．３６９ｋＰａ）の荷重又は圧力を用いて、本明細書に記載のＡＲＯＲ試験に供した。図３７に示すように、実施例１２Ａのガラス系基板は、約３１．３ｋｇｆ（３０６．９４８１４５Ｎ）の平均破損時荷重を示したが、比較例１２Ｂのガラス系基板は、約２７．４ｋｇｆ（２６８．７０２２１Ｎ）の平均破損時荷重を示した。摩耗荷重又は圧力を４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）まで上昇させると、実施例１２Ａと比較例１２Ｂとの間の平均破損時荷重の差は増大した。具体的には、４５ｐｓｉ（３１０．２６４２ｋＰａ）の荷重又は圧力の下では、図３８に示すように、実施例１２Ａは約２８．９ｋｇｆ（２８３．４１２１８５Ｎ）の平均破損時荷重を示したが、比較例１２Ｂは、約１９．６ｋｇｆ（１９２．２１０３４Ｎ）の平均破損時荷重を示した。
【０３０７】
実施例１３
実施例１３Ａ〜Ｅは、厚さが０．８ｍｍであり、相互Ｎａ／Ｌｉ拡散性が〜９００μｍ２／時間であり、Ｌｉ２Ｏ／Ｒ２Ｏが０．７７であるガラス基板を特徴としていた。化学組成を以下の表１２に示す。
【０３０８】
【表１２】
2019517977.tif 000016
【０３０９】
次に、実施例１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ及び１３Ｅのガラス基板を、４３０℃において、ＮａＮＯ３を含む溶融塩浴中で、それぞれ２時間、４時間、８時間、１６時間、及び２４時間にわたってイオン交換した。実施例１３Ａ〜Ｅに関するＮａ２Ｏ組成プロファイルを図４０に示す。この図から分かるように、上記組成プロファイルは、イオン交換時間の増大と共に進化する。実施例１３Ａ〜Ｅのイオン交換条件に関するＣＴ、ＤＯＣ及びＣＳを図４１に示す。負の数は圧縮応力であり、正の数はＣＴ及びＤＯＣである。
【０３１０】
図４１は、図４０に示したガラスに関するＣＴ及びＤＯＣの、イオン交換時間の関数としてのプロットを示す。同様のデータを、混合浴（例えば９５％ＫＮＯ３／５％ＮａＮＯ３又は８０％ＫＮＯ３／２０％ＮａＮＯ３）中でイオン交換した試料について得る。応力プロファイルに関して、中心張力（ＣＴ）はイオン交換時間の関数として最大値を通過することが分かり、圧縮深さ（ＤＯＣ）は、図４１に示すようにピークＣＴに近くかつこれを上回るため、厚さの約１５％を超えた深さで安定する。Ｌｉ含有ガラスのイオン交換に純Ｎａ浴を使用すると、表面圧縮応力（ＣＳ）は、イオン交換時間の増大と共に低下する。
【０３１１】
実施例１４
実施例１４Ａ１〜１４Ａ５及び１４Ｂ１〜１４Ｂ４は、厚さが０．８ｍｍであり、上の表１２に示されているものと同一の組成を有するガラス基板を特徴としていた。次に、実施例１４Ａ１、１４Ａ２、１４Ａ３、１４Ａ４及び１４Ａ５のガラス基板を、４３０℃において、８０％ＫＮＯ３／２０％ＮａＮＯ３を含む溶融塩浴中で、それぞれ２時間、４時間、８時間、１６時間及び２４時間にわたってイオン交換した。実施例１４Ｂ１、１４Ｂ２、１４Ｂ３及び１４Ｂ４のガラス基板を、４３０℃において、９５％ＫＮＯ３／５％ＮａＮＯ３を含む溶融塩浴中で、それぞれ５時間、６時間、７時間及び８時間にわたってイオン交換した。
【０３１２】
図４２は、実施例１４Ａ１〜１４Ａ５及び１４Ｂ１〜１４Ｂ４に関する、ＣＴ対イオン交換時間（時間）を示す。８０％ＫＮＯ３／２０％ＮａＮＯ３中でイオン交換された実施例１４Ａ１〜１４Ａ５、は、１６時間のイオン交換後に、〜１００ＭＰａのＣＴを示す。９５％ＫＮＯ３／５％ＮａＮＯ３中でイオン交換された実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４は、わずか７時間で同等のＣＴを示す。イオン交換浴中での時間の減少及び重量増加の低下により、いくつかの実施形態では、上記９５／５浴におけるスケジュールが好ましい場合がある。
【０３１３】
図４３は、実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４に関するＳＣＡＬＰデータを示す。負の数は圧縮を表し、正の数は張力を表す。圧縮深さは、部品の厚さの１８％超である。この図は、比較的広範囲のイオン交換時間にわたって、制御された狭い範囲のＣＴ値を達成できる、本方法の柔軟さを示している。更に、イオン交換時間に対する圧縮深さは、全てのスケジュールにおいて厚さの１５％を大幅に超えており、また関心対象の範囲内のイオン交換時間の関数として、極めて安定している。安定したＣＴ及びＤＯＣを有するこの幅広いプロセスウィンドウにより、このイオン交換法は、多様な製造条件に適用でき、またイオン交換プロセスに高いレベルの堅牢性を与える。
【０３１４】
図４４は、ＦＳＭ実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４に関する、ＦＳＭで得られた表面応力及び折れ曲がり応力値の範囲を示す。１００Ｍｐａ未満の折れ曲がり応力値はこれまで、＞１３０ＭＰａといった相当に高い折れ曲がり応力値と、厚さの１５％超という大きなＤＯＣとの組み合わせによって達成される、優れた落下性能を実現できなかった。実施例１４Ｂ１〜１４Ｂ４は、少なくとも１４０ＭＰａの折れ曲がり応力を達成する。
【０３１５】
図４５は、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３に関するＳＣＡＬＰデータを示す。図４５に示すように、実施例１４Ｂ３（９５％ＫＮＯ３／５％ＮａＮＯ３浴、７時間）は、実施例１４Ａ４（８０％ＫＮＯ３／２０％ＮａＮＯ３浴、１６時間）に見られる所望のＣＴを維持できた。
【０３１６】
以下の表１３は、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３について、斜角付き縁部を有するおよそ６０ｍｍ×１３０ｍｍ×０．８ｍｍの部品に関するパーセント重量増加、パーセント寸法変化及び測定されたねじれを示す。図４２に示すように、重量増加、寸法増大及びねじれの全てが、実施例１４Ｂ３において、ＣＴを維持したまま大幅に低減されている。ねじれは、Ｔｒｏｐｅｌ  Ｆｌａｔｍａｓｔｅｒ  ＦＭ２００干渉計を用いて、平坦なプレートから最小二乗フィットを採用して測定した。
【０３１７】
【表１３】
2019517977.tif 000017
【０３１８】
表１４は、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３についての、比較例のイオンと本発明のイオンとに関する表面ＣＳの比較である。実施例１４Ｂ３は、２００ＭＰａもの高い表面応力を示し、これは４点曲げ試験性能、及びいくつかのタイプの引掻きに対する耐性の上昇に関して有利となり得る。
【０３１９】
【表１４】
2019517977.tif 000018
【０３２０】
図４６は、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３に関する落下試験結果を示す。重量増加及びねじれが小さい実施例１４Ｂ３は、実施例１４Ａ４に比べて、１８０グリット及び３０グリットのサンドペーパーにおいて同等の落下性能を有することが分かる。
【０３２１】
図４７は、イオン交換の結果としてねじれが発生し得る、ガラス部品の斜角付き縁部の概略図である。点線は、以下で議論する図４８及び４９に示す垂直方向及び水平方向の組成スキャンを得たおおよその領域を表す。
【０３２２】
図４８は、２．５Ｄ形状の部品の０．８ｍｍ厚の領域を通してマイクロプローブで得た、実施例１４Ａ４及び１４Ｂ３に関するＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ組成プロファイルを示し、これらは同様の組成プロファイルを実証しているが、実施例１４Ｂ３においてＮａ２Ｏ濃度が低い。これは表１３で開示されている重量増加データと一致する。
【０３２３】
図４９は、図４７に示されている水平方向に沿った、表１４に記載のスケジュールに関するＮａ２Ｏプロファイルを示す。
【０３２４】
実施例１４Ｂ３は、部品の縁部周辺において、ＣＳが低い「外皮（ｒｉｎｄ）」を維持し、これは破損モードに関して有利である。また実施例１４Ｂ３の縁部には、張力が見られる点が存在しない。
【０３２５】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０３２６】
実施形態１
化学強化ガラス系物品の形成方法であって、上記方法は：
複数のアルカリイオンをガラス系基板中へとイオン交換することによって、ゼロではないアルカリ金属酸化物濃度を有するガラス系物品を形成するステップであって、上記アルカリ金属酸化物濃度は、上記ガラス系基板の厚さ（ｔ）の少なくとも１つの有意な部分に沿って変動する、ステップ
を含み、
上記イオン交換するステップは、上記ガラス系基板を、溶融塩浴に、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の５０％〜１３０％の時間にわたって、浸漬させるステップを含み、
上記溶融塩浴は：
（ａ）２．５：１及び（ｂ）上記ガラス系基板中のモル比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）：Ｎａ２Ｏのうちの小さい方より大きい、カリウム塩とナトリウム塩との重量比
を備え、
上記ガラス系基板は：
厚さ（ｔ）を画定する第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；
長さ寸法；
幅；並びに
重量
を備える、方法。
【０３２７】
実施形態２
上記溶融塩浴は約２重量％未満のリチウム塩を更に含む、実施形態１に記載の方法。
【０３２８】
実施形態３
上記厚さは約２ｍｍ未満である、実施形態１又は２に記載の方法。
【０３２９】
実施形態４
上記厚さは約１ｍｍ未満である、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【０３３０】
実施形態５
上記厚さは約０．８ｍｍである、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【０３３１】
実施形態６
上記カリウム塩はＫＮＯ３であり、上記ナトリウム塩はＮａＮＯ３であり、上記リチウム塩はＬｉＮＯ３であり、上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記重量が１．６％未満だけ増加する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の方法。
【０３３２】
実施形態７
上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が０．２４％未満だけ変化する、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【０３３３】
実施形態８
上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記幅が０．２４％未満だけ変化する、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【０３３４】
実施形態９
上記イオン交換するステップの前の上記ガラス基板に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記ガラス系物品が２００μｍ未満だけねじれる、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【０３３５】
実施形態１０
上記カリウム塩は少なくとも９２重量％の量で存在する、実施形態１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【０３３６】
実施形態１１
上記カリウム塩は少なくとも９４重量％の量で存在する、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０３３７】
実施形態１２
上記カリウム塩は約９５重量％の量で存在する、実施形態１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【０３３８】
実施形態１３
上記ナトリウム塩は約８重量％未満の量で存在する、実施形態１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
【０３３９】
実施形態１４
上記ナトリウム塩は約６重量％未満の量で存在する、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【０３４０】
実施形態１５
上記ナトリウム塩は約５重量％の量で存在する、実施形態１〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【０３４１】
実施形態１６
上記カリウム塩は少なくとも約９０重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩は約１０重量％以下の量で存在する、実施形態１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【０３４２】
実施形態１７
上記カリウム塩は約９０重量％〜約９７重量％の量で存在し、上記ナトリウム塩は約１０重量％〜約３重量％の量で存在する、実施形態１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
【０３４３】
実施形態１８
上記ガラス系物品は、同一の溶融塩浴組成及び温度でピーク中心張力（ＣＴ）が生成されるイオン交換時間の７０％〜１３０％の時間にわたって、イオン交換される、実施形態１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
【０３４４】
実施形態１９
上記ガラス系物品は約１２時間未満にわたってイオン交換される、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【０３４５】
実施形態２０
上記ガラス系物品は約１０時間未満にわたってイオン交換される、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【０３４６】
実施形態２１
上記イオン交換するステップの前に比べて、上記イオン交換するステップの後には、上記長さ寸法が約０．１％〜約０．２％だけ変化する、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【０３４７】
実施形態２２
カリウム塩を含む第２の溶融塩浴中での第２のイオン交換を更に含む、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法。
【０３４８】
実施形態２３
上記ガラス基板は２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有する、実施形態１〜２２のいずれか１つに記載の方法。
【０３４９】
実施形態２４
上記イオン交換するステップは、上記ガラス基板の中心点のＮａ２Ｏ濃度の、１．３モル％未満の上昇を生成する、実施形態１〜２３のいずれか１つに記載の方法。
【０３５０】
実施形態２５
上記ガラス系物品は圧縮応力スパイク及びスパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）を備え、ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００６〜約０．０１４である、実施形態１〜２４のいずれか１つに記載の方法。
【０３５１】
実施形態２６
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００８〜約０．０１２である、実施形態２５の方法。
【０３５２】
実施形態２７
上記ガラス系物品はリチウムを含む、実施形態１〜２６のいずれか１つに記載の方法。
【０３５３】
実施形態２８
上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏモル濃度は、上記中心点における上記ガラス系物品の合計アルカリ金属酸化物モル濃度の４５％未満である、実施形態１〜２７のいずれか１つに記載の方法。
【０３５４】
実施形態２９
上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏ濃度は４．５モル％未満である、実施形態１〜２８のいずれか１つに記載の方法。
【０３５５】
実施形態３０
上記ガラス系物品は７１．５／√（ｔ）以上の最大中心張力を有し、上記厚さｔは単位ｍｍで与えられる、実施形態１〜２９のいずれか１つに記載の方法。
【０３５６】
実施形態３１
実施形態１〜３０のいずれか１つに記載の方法によって調製された、ガラス系物品。
【０３５７】
実施形態３２
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；
Ｌｉ２Ｏ；並びに
Ｎａ２Ｏ
を含む、ガラス系物品であって、
上記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏの濃度は、約４．５モル％未満である、ガラス系物品。
【０３５８】
実施形態３３
上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記含有量は約４．０モル％未満である、実施形態３２に記載のガラス系物品。
【０３５９】
実施形態３４
上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記含有量は約３．０モル％未満である、実施形態３２又は３３に記載のガラス系物品。
【０３６０】
実施形態３５
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに
Ｎａ２Ｏ
を含む、ガラス系物品であって、
上記ガラス系物品の中心点におけるＮａ２Ｏのモル濃度は、上記ガラス系物品の上記中心点における合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４５％未満である、ガラス系物品。
【０３６１】
実施形態３６
上記ガラス系物品の上記中心点におけるＮａ２Ｏの上記モル濃度は、上記ガラス系物品の上記中心点における上記合計アルカリ金属酸化物モル濃度の約４０％未満である、実施形態３５に記載のガラス系物品。
【０３６２】
実施形態３７
厚さ（ｔ）を画定する、第１の表面及び上記第１の表面の反対側の第２の表面；
ゼロではなく、かつ約０・ｔ〜少なくとも約０．３・ｔの厚さ範囲に沿って変動する、イオン交換済み金属酸化物の濃度；並びに
圧縮応力スパイク層深さ（ＤＯＬｓｐｉｋｅ）
を含む、ガラス系物品であって、
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００６〜約０．０１４である、ガラス系物品。
【０３６３】
実施形態３８
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００８〜約０．０１２である、実施形態３７に記載のガラス系物品。
【０３６４】
実施形態３９
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．００９〜約０．０１１である、実施形態３７又は３８に記載のガラス系物品。
【０３６５】
実施形態４０
ＤＯＬｓｐｉｋｅ／ｔは約０．０１である、実施形態３７〜３９のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３６６】
実施形態４１
ｔは約０．０３ｍｍ〜約１．３ｍｍである、実施形態３２〜４０のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３６７】
実施形態４２
ｔは約０．８ｍｍである、実施形態３２〜４１のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３６８】
実施形態４３
約３００ＭＰａ以上の表面圧縮応力（ＣＳ）を更に備える、実施形態３２〜４２のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３６９】
実施形態４４
上記表面ＣＳは約４００ＭＰａ以上である、実施形態３２〜４３のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３７０】
実施形態４５
上記ガラス系物品は２．５Ｄ又は３Ｄ形状を有する、実施形態３２〜４４のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３７１】
実施形態４６
Ｎａ２Ｏ濃度は上記ガラス系物品の中心で最小となる、実施形態３２〜４５のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３７２】
実施形態４７
約２００μｍ未満のねじれを更に備える、実施形態３２〜４６のいずれか１つに記載のガラス系物品。
【０３７３】
実施形態４８
中心張力ＣＴ下の内部領域；及び
圧縮応力ＣＳ下の少なくとも１つの圧縮応力層
を備える、強化ガラス系物品であって、
上記圧縮応力層は、上記ガラス系物品の表面から圧縮深さＤＯＣまで延在し、ｔ＜０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧０．１ｔ、ｔ≧０．５ｍｍである場合にＤＯＣ≧５０μｍであり、上記内部領域に隣接し、
上記強化ガラス系物品は、直径１０ｍｍの４．２ｇステンレス鋼製ボールを用いた、高さ１００ｃｍから３０グリットのサンドペーパー（これは、上記サンドペーパーと上記ガラスの上記表面との間に１００μｍの空隙が存在するように、上記ガラスの表面上に位置決めされる）上への逆ボール落下試験に供した場合に、少なくとも６０％の残存率を有し、上記残存率は少なくとも５個の試料の試験に基づく強化ガラス系物品。
【０３７４】
実施形態４９
上記強化ガラス系物品は、高さ１５０ｃｍからの上記逆ボール落下試験に供した場合に、少なくとも６０％の残存率を有する、実施形態４８に記載の強化ガラス系物品。
【０３７５】
実施形態５０
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上記ハウジングの内側にある、電気部品；
上記ハウジングの上記前面の、又は上記前面に隣接する、ディスプレイ；並びに
上記ディスプレイを覆うように配置されたカバー基板
を備える、デバイスであって、
上記カバー基板又は上記ハウジングは、実施形態２９〜４９のいずれか１つに記載のガラス系物品を含む、デバイス。
【符号の説明】
【０３７６】
１００    熱処理済みガラス系物品
１０１    第１の表面
１１０    表面ＣＳ
１３０    圧縮深さ（ＤＯＣ）
１２０    最大中心張力（ＣＴ）１２０
３００    ガラス系物品
３０２    第１の表面
３０４    第２の表面
３１０    表面ＣＳ
３１２    応力プロファイル
３１５    ＣＳ層、ＣＳ領域
３１７    ＤＯＣ
３２０    最大ＣＴ
３２５    ＣＴ層
３２７    ＣＴ層３２５の深さ又は長さ、ＣＴ領域、ＣＴ層
４１０    少なくとも１つの摩耗済み表面を有するガラス系物品、摩耗済みガラス系物品
４２０    支持リング
４３０    荷重印加リング
４３０ａ  ガラス系物品４１０の、荷重印加リング４３０内の表面
５００    ＩＢｏＳ試験装置
５１０    試験スタンド
５１２    硬質ベース
５１４    シート
５１６    空隙
５１８    ガラス系物品試料
５２０    接着テープ
５３０    ボール、硬質ボール
１０００  電子デバイス
１０２０  ハウジング
１０４０  ハウジング１０２０の前面
１０６０  ハウジング１０２０の背面
１０８０  ハウジング１０２０の側面
１１２０  ディスプレイ
【図１】
2019517977.tif 000019
【図２】
2019517977.tif 000020
【図３】
2019517977.tif 000021
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2019517977.tif 000027
【図１０】
2019517977.tif 000028
【図１１】
2019517977.tif 000029
【図１２】
2019517977.tif 000030
【図１３】
2019517977.tif 000031
【図１３Ａ】
2019517977.tif 000032
【図１４】
2019517977.tif 000033
【図１５】
2019517977.tif 000034
【図１６】
2019517977.tif 000035
【図１７】
2019517977.tif 000036
【図１８】
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【図１９】
2019517977.tif 000038
【図２０】
2019517977.tif 000039
【図２１】
2019517977.tif 000040
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2019517977.tif 000045
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2019517977.tif 000049
【図３１】
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【図３２】
2019517977.tif 000051
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2019517977.tif 000057
【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【国際調査報告】
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