(57)【要約】  ガラスの化学的強化を改善する装置、システム及び方法が開示される。一実施形態では、化学的強化を行なっている間、機械的応力をガラス物品に誘導することができる。他の実施形態では、ガラス物品の化学的強化中、超音波振動のような振動を誘導することができる。ガラス物品の化学的強化中の機械的応力及び／又は振動の使用は、化学的強化プロセスの効果を高めることができる。したがって、化学的強化処理を施されたガラス物品は、薄くできるだけでなく、十分な強度にすることができ、損傷に耐えることができる。強化ガラス物品は、消費者電子機器（例えば、可搬電子機器）のような消費者製品での使用によく適している。
2013544220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス片を強化する方法であって、
化学的に強化されるガラス片を取得する工程と、
前記ガラス片に一時的な機械的応力を誘導する工程と、
少なくとも前記ガラス片に一時的に前記機械的応力が誘導されている間に、前記ガラス片を化学的に強化する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス片がおよそ０．３ｍｍから５．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一時的な機械的応力が、前記ガラス片の少なくとも１つの縁部領域に誘導されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス片を化学的に強化する工程が、前記ガラス片をカリウム溶液内に置く工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記一時的な機械的応力が、前記ガラス片が化学的に強化されている間に、前記ガラス片の少なくとも一部に動的に誘導されることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記一時的な機械的応力を誘導する工程が、前記化学的な強化をより効果的にすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ガラス物品のためのガラス強化システムであって、
ガラス物品に機械的応力を誘導するように働く応力取付具と、
アルカリ金属溶液を与える浴ステーションであって、前記ガラス物品を有する前記応力取付具を受け入れるように働き、及びその後前記浴ステーション内のアルカリ金属イオンと前記ガラス物品内のナトリウムイオンとの交換を促進するように働く浴ステーションと、
を備えることを特徴とするガラス強化システム。
【請求項９】
前記アルカリ金属イオンがカリウムイオンであることを特徴とする、請求項８に記載のガラス強化システム。
【請求項１０】
前記アルカリ金属溶液が、所定の温度まで加熱されることを特徴とする、請求項８乃至１０の何れか１項に記載のガラス強化システム。
【請求項１１】
前記ガラス強化システムが、
ナトリウム溶液を与える後続浴ステーションであって、前記浴ステーションの後に前記ガラス物品を受け入れるように働き、前記ガラス物品の表面にアルカリ金属イオンの代わりにナトリウムイオンを再導入するように働く後続浴ステーション
を備えることを特徴とする、請求項８に記載のガラス強化システム。
【請求項１２】
ガラス片の強度を向上させるように該ガラス片を処理する方法であって、
前記ガラス片を応力誘導取付具に固定する工程と、
前記ガラス片が固定された前記応力誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきであると判定された場合には、前記加熱されたアルカリ金属浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
続いて前記ガラス片を前記応力誘導取付具から取り除く工程と、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴及び前記応力誘導取付具から取り除いたことに続いて、前記ガラス片に後処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記方法が、前記ガラス片を可搬電子機器に取り付ける工程をさらに含み、
前記ガラス片は、前記可搬電子機器のハウジングの外側表面の一部として働くことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法が、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除いた後かつ前記後処理を行う前に、前記ガラス片を加熱されたナトリウム浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたナトリウム浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
ガラス片を強化する方法であって、
化学的に強化されるガラス片を取得する工程と、
イオン交換により前記ガラス片を化学的に強化する工程であって、少なくとも（ｉ）前記ガラス片をアルカリ金属イオン浴に置く工程と、（ｉｉ）前記ガラス片に又は前記ガラス片近傍に振動状態を誘導する工程と、を含む工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
少なくとも前記アルカリ金属イオン浴中に位置する前記ガラス片を保持する取付具を介して前記振動状態が誘導されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記振動状態が、前記アルカリ金属イオン浴中の流体の振動を介して誘導されることを特徴とする、請求項１６乃至１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記振動状態が超音波振動であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ガラス物品のためのガラス強化システムであって、
ガラス物品を保持するように構成された取付具と、
ガラス物品上に又はガラス物品について振動状態を誘導するように構成された振動要素と、
アルカリ金属溶液を与える浴ステーションであって、前記ガラス物品を有する前記取付具を受け入れるように働き、及び前記振動要素が前記振動状態を前記ガラス物品上に又は前記ガラス物品について誘導している間に、前記浴ステーション内のアルカリ金属イオンと前記ガラス物品内のナトリウムイオンとの交換を促進するように働く浴ステーションと、
を備えることを特徴とするガラス強化システム。
【請求項２１】
前記振動状態が超音波振動であることを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２２】
前記ガラス物品がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２３】
前記ガラス物品がおよそ０．３ｍｍから５．０ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２４】
ガラス片の強度を向上させるように該ガラス片を処理する方法であって、
前記ガラス片を振動誘導取付具に固定する工程と、
前記ガラス片が固定された前記振動誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきであると判定された場合には、前記加熱されたアルカリ金属浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
続いて前記ガラス片を前記振動誘導取付具から取り除く工程と、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴及び前記振動誘導取付具から取り除いたことに続いて、前記ガラス片に後処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記方法が、前記ガラス片を可搬電子機器に取り付ける工程をさらに含み、
前記ガラス片は、前記可搬電子機器のハウジングの外側表面の一部として働くことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法が、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除いた後かつ前記後処理を行う前に、前記ガラス片を加熱されたナトリウム浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたナトリウム浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項２４乃至２６の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来、いくつかの可搬電子機器は、それらの機器の一部として内部又は外部のいずれかにガラスを使用する。外部的には、ガラス部分はハウジングの一部として設けられてもよく、このようなガラス部分はしばしばカバーガラスと呼ばれる。ガラスの透明性及び対引っかき性の特性により、このような用途によく適するようになる。内部的には、ガラス部分は、表示技術を支持するために設けられてもよい。より具体的には、ディスプレイを支持するために、可搬電子機器は、外側カバーガラスの下に表示技術層を設けることができる。検知配置が、表示技術層と共に又は隣接して設けられてもよい。例として、表示技術層は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでもよく、又はこれに属してもよい。ＬＣＭは、一般的に、液晶層を間に挟む上部ガラスシート及び下部ガラスシートを含む。検知配置は、タッチスクリーンを形成するために使用されるもののような、接触検知配置であってもよい。例えば、容量検知タッチスクリーンは、ガラスのシートの近くに分散された実質的に透明な検知点又はノードを含むことができる。
【０００２】
しかしながら残念なことに、可搬電子機器でガラスを使用するには、ガラスが比較的薄い必要がある。一般的に言って、ガラスが薄くなればなる程、可搬電子機器が応力を加えられたり、有意な力の下に置かれたりした場合、ガラスが損傷を受けやすくなる。化学的強化が、ガラスを強化するために使用されている。化学的強化は有効であるが、ガラスすなわち薄いガラスを強化するために改善された方法を提供することが引き続き必要である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は全体的に、ガラスの化学強化を改善する技術に関する。一実施形態では、化学強化を受けながら、機械的応力をガラス物品に誘導することができる。他の実施形態では、ガラス物品の化学強化時に、超音波振動のような振動を誘導することができる。ガラス物品の化学強化時の機械的応力及び／又は振動の使用は、化学強化プロセスの効果を高めることができる。したがって、化学強化処理が施されたガラス物品は、薄くできるだけでなく、十分な強度にすることができ、損傷に耐えることができる。強化ガラス物品は、消費者電子機器（例えば、可搬電子機器）のような消費者製品での使用によく適している。
【０００４】
本発明は、方法、システム、機器又は装置を含む多数のやり方で実施することができる。本発明のいくつかの実施形態を以下に論じる。
【０００５】
ガラス片を強化する方法として、一実施形態は、例えば、化学的に強化されるガラス片を取得する工程と、ガラス片に一時的な機械的応力を誘導する工程と、少なくとも一時的な機械的応力がガラス片に誘導されている間、ガラス片を化学的に強化する工程とを少なくとも含むことができる。
【０００６】
ガラス片用のガラス強化システムとして、一実施形態は、例えば、ガラス物品に機械的応力を誘導するように機能する応力取付具と、アルカリ金属溶液を提供する浴ステーションとを含むことができる。浴ステーションは、ガラス物品を有する応力取付具を受けるように機能し、次に、浴ステーション内のアルカリ金属イオンのガラス物品内のナトリウムイオンへの交換を促進させるように機能する。
【０００７】
ガラス片をその強度を改善するために処理する方法として、一実施形態は、例えば、ガラス片を応力誘導取付具に固定する工程と、ガラス片を固定した応力誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴内に浸漬する工程と、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきかどうかを決定する工程と、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきであることが決定された場合、ガラス片を加熱されたアルカリ金属浴から除去する工程と、その後、ガラス片を応力誘導取付具から除去する工程と、加熱されたアルカリ金属浴及び応力誘導取付具からのガラス片の除去に続いて、ガラス片に後処理を行う工程とを少なくとも含むことができる。
【０００８】
ガラス片を強化する方法として、一実施形態は、例えば、化学的に強化すべきガラス片を取得する工程と、ガラス片をイオン交換で化学的に強化する工程とを少なくとも含むことができる。化学的強化は、少なくとも、（ｉ）ガラス片をアルカリ金属イオン浴内に配置する工程と、（ｉｉ）ガラス片に又はその近傍に振動状態を誘導する工程とを含むことができる。
【０００９】
ガラス物品用のガラス強化システムとして、一実施形態は、例えば、ガラス物品を保持するように構成されて機能する取付具と、ガラス物品上に、又はそれについて振動状態を誘導するように構成された振動要素と、アルカリ金属溶液を提供する浴ステーションとを少なくとも含むことができる。浴ステーションは、ガラス物品を有する器具を受けるように機能することができ、振動要素がガラス物品上に、又はそれについて振動状態を誘導する間、浴ステーション内のアルカリ金属イオンのガラス物品内のナトリウムイオンへの交換を促進させるように機能することもできる。
【００１０】
ガラス片をその強度を改善するために処理する方法として、一実施形態は、例えば、ガラス片を振動誘導取付具に固定する工程と、ガラス片を固定した振動誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴内に浸漬する工程と、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきかどうかを決定する工程と、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきであることが決定された場合、ガラス片を加熱されたアルカリ金属浴から除去する工程と、その後、ガラス片を振動誘導取付具から除去する工程と、加熱されたアルカリ金属浴及び振動誘導取付具からのガラス片の除去に続いて、ガラス片に後処理を行う工程とを少なくとも含むことができる。
【００１１】
本発明の他の態様及び利点は、本発明の原理を例として示す添付図面と併せて理解される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、同じ参照番号が同じ構成要素を示す添付図面と併せた以下の詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【００１３】
【図１】一実施形態によるガラス強化プロセスの流れ図である。
【図２】一実施形態によるガラス強化システムを示す。
【図３Ａ】一実施形態によるガラス片プロセスの流れ図である。
【図３Ｂ】他の実施形態によるガラス片プロセスの流れ図である。
【図４】他の実施形態によるガラス強化システムを示す。
【図５】一実施形態による逆行交換プロセスの流れ図である。
【図６Ａ】一実施形態による電子機器の概略表現である。
【図６Ｂ】一実施形態による電子機器の概略表現である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態による電子機器の概略表現である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態による電子機器の概略表現である。
【図８】一実施形態によるガラス片の表面を化学的に処理するプロセスを示す。
【図９Ａ】化学的に強化された層が一実施形態によって形成されるように化学的に処理されているガラスカバーの断面図である。
【図９Ｂ】一実施形態によってカリウムイオンが注入されている化学的に処理された部分を含むように示される、化学的に処理されているガラスカバーの断面図である。
【図１０】一実施形態によるガラスカバーをイオン浴内に沈める工程を含む化学処理プロセスの概略表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は概して、ガラスの化学強化を改善する技術に関する。一実施形態では、化学強化を受けながら、機械的応力をガラス物品に誘導することができる。他の実施形態では、ガラス物品の化学強化時に、超音波振動のような振動を誘導することができる。ガラス物品の化学強化時の機械的応力及び／又は振動の使用は、化学強化プロセスの有効性を高めることができる。したがって、化学強化処理が施されたガラス物品は、薄くできるだけでなく、十分な強度にすることができ、損傷に耐えることができる。強化ガラス物品は、消費者電子機器（例えば、可搬電子機器）のような消費者製品での使用によく適している。
【００１５】
本発明の実施形態は、消費者電子機器のような消費者製品用の薄いガラス部材の強度を改善する装置、システム及び方法に関することができる。一実施形態では、ガラス部材は、消費者電子機器の外側表面であってもよい。例えば、ガラス部材は、例えば、電子機器の表示領域の一部を形成するのを助ける（すなわち、別個の部分としてディスプレイの前面に配置された又はディスプレイ内に統合された）ガラスカバーに対応してもよい。他の例として、ガラス部材は、消費者電子機器用のハウジングの一部を形成してもよい（例えば、表示領域以外の外面を形成してもよい）。他の実施形態では、ガラス部材は、消費者電子機器の内部構成要素であってもよい。例えば、ガラス部材は、消費者電子機器のハウジングの内部に設けられたＬＣＤディスプレイの構成要素のガラス片であってもよい。
【００１６】
薄いガラスの強度を改善する装置、システム及び方法は、ガラスカバー又はディスプレイ（例えばＬＣＤディスプレイ）に、特に、ハンドヘルド電子機器（例えば、携帯電話、メディアプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント、遠隔操作装置等）のような小さいフォームファクタの電子機器内に組み立てられたものに特に適している。ガラスは、これらの小さいフォームファクタの実施形態では、３ｍｍ未満、又はより具体的には０．３ｍｍ〜２．５ｍｍの間のように薄くてもよい。装置、システム及び方法を、比較的大きいフォームファクタの電子機器（例えば、可搬コンピュータ、タブレットコンピュータ、モニタ、テレビ等）を含むがこれらを含むことに限定されない他の機器用のガラスカバー又はディスプレイに使用することもできる。ガラスは、これらのより大きいフォームファクタの実施形態では、５ｍｍ未満、又はより具体的には０．３〜３ｍｍの間のように薄くてもよい。
【００１７】
本発明の実施形態を、図１〜１０を参照して以下に論じる。しかしながら、当業者は、これらの図面に関連して本明細書で与えられる詳細な説明は、本発明がこれらの限定された実施形態を越えて拡大するものであるために、例示的な目的のためであることを容易に理解するであろう。これらの図で与えられる例示は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、例示は、提示を容易にする方法で与えられている。
【００１８】
図１は、一実施形態によるガラス強化プロセス１００の流れ図である。ガラス強化プロセス１００は、ガラス片を、その特定の用途によりよく適するように化学的に強化するように機能する。
【００１９】
ガラス強化プロセス１００は、物理的効果をガラスに誘導する（１０４）ことができる。一例では、物理的効果は、ガラスの少なくとも一部に課される機械的応力に関することができる。他の例では、物理的効果は、ガラスの少なくとも一部に課される超音波振動のような機械的振動に関することができる。
【００２０】
物理的効果がガラス内に誘導されている（１０４）とき、ガラスを化学的に強化する（１０６）ことができる。ある実施例では、ガラスを化学処理によって化学的に強化する（１０６）ことができる。具体的には、カリウム溶液からのカリウムイオンをガラス内のナトリウムイオンと交換することができるように、ガラスをカリウム溶液中に配置することができる。
【００２１】
ガラスが化学的に強化される（１０６）間に物理的効果を誘導する（１０４）ことによって、ガラスを強化された方法で化学的に強化する（１０６）ことができる。より具体的には、物理的効果の存在は、ガラスがより大きい程度に強化される（１０６）ことを可能にする。ブロック１０６の後で、ガラス片は化学的に強化されている。ガラスに与えられる物理的効果により、ガラスをより大きい程度に強化することができる。化学的強化１０６に続いて、ガラス強化プロセス１００を終了することができる。
【００２２】
図２は、一実施形態によるガラス強化システム２００を示す。ガラス強化システム２００は、化学的処理によって強化されるべきガラス物品２０２を受ける。ガラス強化システム２００は、取付具２０４も提供する。ガラス物品２０２及び取付具２０４は、取付具ステーション２０６に提供される。取付具ステーション２０６では、ガラス物品２０２を取付具２０４によって又は取付具２０４に固定することができる。一実施形態では、取付具ステーションは、物理的効果をガラス物品に提供するように構成される。一実施形態では、物理的効果は、ガラス物品の少なくとも一部に課される機械的応力に関することができる。他の例では、物理的効果は、ガラス物品の少なくとも一部に課される超音波振動のような機械的振動に関することができる。
【００２３】
ガラス物品２０２が固定された取付具２０４を、次に、浴ステーションに設けられた浴２０８内に挿入する（例えば浸漬する）ことができる。浴２０８は、カリウム溶液２１０のようなアルカリ金属溶液を含むことができる。浴ステーションでは、ガラス物品２０２及びカリウム溶液２１０間でイオン交換が生じる。その後、化学的強化の完了時に、ガラス物品２０２を有する取付具２０４を浴２０８から除去することができる。この時点で、ガラス物品２０２は化学的に強化されている。取付具２０４は物理的効果を誘導することができるため、ガラス物品２０２を、ガラス物品が物理的効果を受けない場合に異なるように判定されているであろうよりも大きい程度に化学的に強化することができる。
【００２４】
さらに、浴２０８からのガラス物品２０２を有する取付具２０４の除去に続いて、ガラス物品２０２を取付具２０４から除去することができる。その後、所望の程度まで、後処理をガラス物品２０２に行うことができる。後処理は、ガラス物品に対して意図される用途に応じて広範囲に変化してもよい。しかしながら、後処理は、例えば、水洗、研磨、焼き鈍し等の１つ又は複数を含むことができる。
【００２５】
浴２０８内のカリウム溶液を予め決められた温度に加熱することができ、ガラス物品２０２を有する取付具２０４を、予め決められた期間の間、浴２０８内に浸漬することができる。ガラス物品２０２に浴２０８によって与えられる化学的強化の程度は、（１）ガラスの種類、（２）浴の濃度（例えばカリウム濃度）、（３）第２の浴２０８内での時間、及び（４）浴２０８の温度に依存する。
【００２６】
ある実施例では、ガラス物品用のガラスは、例えば、アルミノケイ酸塩ガラス又はソーダ石灰ガラスであってもよい。また、同じ種類のガラスであっても、異なる供給業者からのガラスは、異なる特性を有する可能性があり、したがって異なる値を必要とする可能性があることに留意すべきである。ガラス物品２０２を浴２０８内に浸漬されたままにする時間は、約６〜２０時間であってもよく、浴２０８の温度は、摂氏約３００〜５００度であってもよい。
【００２７】
図３Ａは、一実施形態によるガラス片プロセス３００の流れ図である。ガラス片プロセス３００は、その後消費者製品で使用するのにより適することができるようにガラス片を処理するように機能する。
【００２８】
ガラス片プロセス３００は、最初にガラス片を取得する（３０２）。次にガラス片を、応力誘導取付具に固定すること（３０４）ができる。応力誘導取付具は、１つ又は複数のガラス片を保持することができ、１つ又は複数のガラス片に、応力、例えば負荷を課することができる。例えば、負荷は、ガラス片のある部分に張力が加えられた状態におくと同時に、ガラス片の他の部分を圧縮力が加えられた状態におくことができる。加えて、課される応力は、ガラスの縁部のようなガラス片の特定の領域に向けられてもよいことに留意すべきである。例えば、ガラス片の縁部に応力を誘導することによって、化学強化による縁部の増加した強度を得ることができる。
【００２９】
次に、ガラス片を有する応力導入具を、加熱されたアルカリ金属浴内に沈める（３０６）ことができる。例えば、加熱されたアルカリ金属浴は、加熱されたカリウム浴であってもよい。次に、決定３０８は、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきかどうかを決定することができる。加熱されたアルカリ金属浴を、例えば、予め決められた温度に維持することができ、応力誘導取付具をガラス片と共に、予め決められた時間の間、加熱されたアルカリ金属浴内に沈めることができる。決定３０８が、応力誘導取付具がガラス片と共にアルカリ金属浴から除去されるべきではないと決定する場合、ガラス片に誘導されている応力を任意に制御する（３１０）ことができる。ここで、応力誘導取付具によって誘導される応力が静的であるべき場合、ガラス片がアルカリ金属浴内にとどまる間、ガラス片に課される応力を決まった場所で加え、維持することができる。他方では、ガラス片がアルカリ金属浴内にとどまる間、ガラス片に課される応力を動的な方法で加えることができる。動的な応力を、加えられる応力が量（又は程度）、位置及び／又は期間において変化することができるように、制御システムによって制御する（３１０）ことができる。
【００３０】
決定３０８が、ガラス片がアルカリ金属浴から除去されるべきだと決定すると、応力誘導取付具がガラス片と共にアルカリ金属浴から除去される。次に、ガラス片を、応力誘導取付具から除去する（３１２）ことができる。その後、ガラス片への後処理を行う（３１４）ことができる。後処理は、用途に応じて変化することができる。例えば、後処理は、ガラス片への研磨、研削、加熱、焼き鈍し、洗浄等の１つ又は複数を含むことができる。典型的には、後処理は、ガラス片をその意図された用途により適したものにするようにガラス片に行われる（３１４）。
【００３１】
後処理の実行３１４に続いて、ガラス片を消費者製品で利用する（３１６）ことができる。ガラス片を、消費者製品用のハウジングの外側部分として使用することができ、又は、内部構成要素（例えばＬＣＤガラスパネル）のガラス片として使用することができる。例えば、消費者製品は、可搬電子機器のような消費者電子製品であってもよい。ブロック３１６に続いて、ガラス片プロセス３００は終了することができる。
【００３２】
ガラス片が加熱されたアルカリ浴（例えば加熱されたカリウム浴）内に沈められる（３０６）予め決められた期間は、実施及び意図された用途に応じて変化してもよい。例えば、ガラス片は、約６〜２０時間の予め決められた時間の間、摂氏約３００〜５００度の温度の加熱されたカリウム浴内に浸漬されてもよい。
【００３３】
図３Ｂは、他の実施形態によるガラス片プロセス３５０の流れ図である。ガラス片プロセス３５０は、その後の消費者製品での使用により適するようにガラス片を処理するように機能する。
【００３４】
ガラス片プロセス３５０は、最初にガラス片を取得する（３５２）。次にガラス片を、振動誘導取付具に固定すること（３５４）ができる。振動誘導取付具は、振動をガラス片に誘導することができ、又はガラス片を処理する他の方法を誘導することができる。振動は、例えば超音波振動であってもよい。課されている振動は、ガラス片全体に加えられてもよく、又は、ガラスの縁部のようなガラス片の特定の領域に向けられてもよいことに留意すべきである。例えば、振動をガラス片の一部又は全てに誘導することによって、結果として、化学強化によるガラス片の一部又は全ての強化を増大することができる。
【００３５】
ガラス片を有する振動誘導取付具を、加熱されたアルカリ金属浴内に沈める（３５６）ことができる。例えば、加熱されたアルカリ金属浴は、加熱されたカリウム浴であってもよい。次に、決定３５８は、加熱されたアルカリ金属浴からガラス片が除去されるべきかどうかを決定することができる。加熱されたアルカリ金属浴を、例えば、予め決められた温度に維持することができ、振動誘導取付具をガラス片と共に、予め決められた時間の間、加熱されたアルカリ金属浴内に沈めることができる。決定３５８が、振動誘導取付具がガラス片と共にアルカリ金属浴から除去されるべきではないと決定する場合、ガラス片に誘導されている振動を任意に制御する（３６０）ことができる。ここで、振動誘導取付具によって誘導される振動が静的であるべき場合、ガラス片がアルカリ金属浴内にとどまる間、ガラス片に課される振動を加え、維持することができる。例えば、振動を、ガラス片がアルカリ金属浴内にある少なくとも予め決められた時間の間、課すことができる。他方では、ガラス片がアルカリ金属浴内にとどまる間、ガラス片に課される振動を動的な方法で加えることができる。加えられる振動が量（又は程度）、位置及び／又は期間において変化することができるように、動的な振動を制御システムによって制御する（３６０）ことができる。
【００３６】
決定３５８が、ガラス片がアルカリ金属浴から除去されるべきだと決定すると、振動誘導取付具がガラス片と共にアルカリ金属浴から除去される。次に、ガラス片を、振動誘導取付具から除去する（３６２）ことができる。その後、ガラス片への後処理を行う（３６４）ことができる。後処理は、用途に応じて変化することができる。例えば、後処理は、ガラス片への研磨、研削、加熱、焼き鈍し、洗浄等の１つ又は複数を含むことができる。典型的には、後処理は、ガラス片をその意図された用途により適したものにするようにガラス片に行われる（３６４）。
【００３７】
後処理の実行３６４に続いて、ガラス片を消費者製品で利用する（３６６）ことができる。ガラス片を、消費者製品用のハウジングの外側部分として使用することができ、又は、内部構成要素（例えばＬＣＤガラスパネル）のガラス片として使用することができる。例えば、消費者製品は、可搬電子機器のような消費者電子製品であってもよい。ブロック３６６に続いて、ガラス片プロセス３５０は終了することができる。
【００３８】
ガラス片が加熱されたアルカリ浴（例えば加熱されたカリウム浴）内に沈められる（３５６）予め決められた期間は、実施及び意図された用途に応じて変化してもよい。例えば、ガラス片は、約６〜２０時間の予め決められた時間の間、摂氏約３００〜５００度の温度の加熱されたカリウム浴内に浸漬されてもよい。
【００３９】
他の実施形態によれば、ガラス処理は追加の浴をさらに含むことができる。追加の浴は、ガラス片（ガラス物品）の表面に少量の逆行するイオン交換を提供するために設けられてもよい。逆行交換は、ガラス片からのアルカリ金属イオン（例えばカリウムイオン）をナトリウムイオンと交換するように機能することができる。縁部近傍の欠陥又は亀裂は、縁部からわずかに内側に存在し、ガラス部材への損傷の発生に対してガラス片がより影響されやすくなる弱点と成りうるため、この逆行交換プロセスは、外縁部から内側（１０〜７０マイクロメートル）での圧縮最大化に有用でありうる。
【００４０】
図４は、他の実施形態によるガラス強化システム４００を示す。ガラス強化システム４００は、化学的処理によって強化されるべきガラス物品４０２を受ける。ガラス強化システム４００は、取付具４０４も提供する。ガラス物品４０２及び取付具４０４は、取付具ステーション４０６に提供される。取付具ステーション４０６では、ガラス物品４０２を取付具４０４によって又は取付具４０４に固定することができる。一実施形態では、取付具ステーションは、物理的効果をガラス物品に提供するように構成される。一実施形態では、物理的効果は、ガラス物品の少なくとも一部に課される機械的応力に関することができる。他の例では、物理的効果は、ガラス物品の少なくとも一部に課される超音波振動のような機械的振動に関することができる。
【００４１】
ガラス物品４０２が固定された取付具４０４を、次に、第１の浴ステーションに設けられた浴４０８内に挿入する（例えば浸漬する）ことができる。浴４０８は、カリウム溶液４１０のようなアルカリ金属溶液を含むことができる。第１の浴ステーションでは、ガラス物品４０２及びカリウム溶液４１０間でイオン交換が生じ、これは、ガラス物品４０２の外表面に化学的強化を実施する。その後、化学的強化の完了時に、ガラス物品４０２を有する取付具４０４を浴４０８から除去することができる。この時点で、ガラス物品４０２は化学的に強化されている。取付具４０４は物理的効果を誘導することができるため、ガラス物品４０２を、ガラス物品が物理的効果を受けない場合に異なるように判定されているであろうよりも大きい程度に化学的に強化することができる。
【００４２】
浴４０８内のカリウム溶液４１０を予め決められた温度に加熱することができ、ガラス物品４０２を有する取付具４０４を、予め決められた期間の間、浴４０８内に浸漬することができる。浴４０８によってガラス物品４０２に与えられる化学的強化の程度は、（１）ガラスの種類、（２）浴の濃度（例えばカリウム濃度）、（３）第２の浴４０８内での時間、及び（４）浴４０８の温度に依存する。
【００４３】
加えて、ガラス物品４０２を有する取付具４０４を浴４０８から除去した後、ガラス物品２０２を有する取付具４０４を、浴４１２が設けられた第２の浴ステーションに供給することができる。ガラス物品４０２を、ナトリウム溶液４１４を含む浴４１２内に挿入する（例えば浸漬する）ことができる。ここで、ガラス物品４０２からのアルカリ金属イオン（例えばカリウムイオン）が、ナトリウム溶液４１４内のナトリウムイオンと交換する。以前にガラス物品と交換されたいくらかのイオンが事実上未交換にされる又は返されるため、これを逆行交換と呼ぶことができる。その後、ガラス物品４０２は浴４１２から除去される。
【００４４】
浴４１２内のカリウム溶液４１４を予め決められた温度に加熱することができ、ガラス物品４０２を、予め決められた期間の間、浴４１２内に浸漬することができる。浴４０８で使用する予め決められた期間は、浴４１２で使用する予め決められた期間と同じであってもよく、又は異なってもよい。典型的には、浴４１２で使用する予め決められた期間は、浴４０８で使用する予め決められた期間より実質的に短い。
【００４５】
さらに、浴４１２からのガラス物品４０４を有する取付具４０４の除去に続いて、ガラス物品４０２を取付具４０４から除去することができる。その後、所望の程度まで、後処理をガラス物品４０２に行うことができる。後処理は、ガラス物品に対して意図される用途に応じて広範囲に変化してもよい。しかしながら、後処理は、例えば、水洗、研磨、焼き鈍し等の１つ又は複数を含むことができる。
【００４６】
ある実施例では、ガラス物品４０２用のガラスは、例えば、アルミノケイ酸塩ガラス又はソーダ石灰ガラスであってもよい。同じ種類のガラスであっても、異なる供給業者からのガラスは、異なる特性を有する可能性があり、したがって異なる値を必要とする可能性がある。ガラス物品４０２を浴４０８内に浸漬されたままにする時間は、約６〜２０時間であってもよく、浴４０８の温度は、摂氏約３００〜５００度であってもよい。浴４１２は、ナトリウム（Ｎａ）浴又は硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）であってもよく、いずれの場合でも３０％〜１００％ｍｏｌのナトリウム濃度を有する。ガラス物品４０２を浴４１２内に浸漬されたままにする時間は、約１〜３０分であってもよく、浴４１２の温度は、摂氏約３５０〜４５０度であってもよい。
【００４７】
図５は、一実施形態による逆行交換プロセス５００の流れ図である。逆行交換プロセス５００は、図３Ａに示すガラス片プロセス３００又は図３Ｂに示すガラス片プロセス３５０と共に使用することができる追加の任意の処理を提供する。例えば、逆行交換プロセス５００を、ガラス片プロセス３００のブロック３０８に続いてブロック３１２の前に任意に使用することができ、又は、逆行交換プロセス５００を、ガラス片プロセス３５０のブロック３５８に続いてブロック３６２の前に任意に使用することができる。
【００４８】
逆行交換プロセス５００は、ガラス片内へのナトリウムの逆行交換を提供する追加の浴を提供する。逆行交換プロセス５００によれば、ガラス片を加熱されたナトリウム浴内に沈める（５０２）ことができる。次に、決定５０４は、ガラス片が加熱されたナトリウム浴から除去されるべきかどうかを決定することができる。例えば、加熱されたナトリウム浴を、予め決められた温度に維持することができ、ガラス片を、予め決められた時間の間、加熱されたナトリウム浴内に沈めることができる。例として、決定５０４は、予め決められた時間の間、加熱されたナトリウム浴内にガラス片が浸漬された後、加熱されたナトリウム浴からガラス片が除去されるべきであることを決定することができる。
【００４９】
決定５０４が、ガラス片が加熱されたナトリウム浴から除去されるべきだと決定すると、ガラス片の処理は、次に、図３Ａに示す応力誘導取付具からのガラス片の除去（３１２）並びにブロック３１４での前処理及びガラス片プロセス３００のその後の動作を行うことに戻ることができ、又は、図３Ｂに示す振動誘導取付具からのガラス片の除去（３６２）並びにブロック３６４での前処理及びガラス片プロセス３５０のその後の動作を行うことに戻ることができる。
【００５０】
逆行交換プロセス５００では、加熱されたナトリウム浴を予め決められた温度に加熱することができ、ガラス物品を、予め決められた期間の間、加熱されたナトリウム浴内に浸漬することができる。ガラス片に関する逆行交換の程度は、（１）ガラスの種類、（２）浴の濃度（例えばＮａ濃度）、（３）ナトリウム浴内での時間、及び（４）ナトリウム浴の温度に依存することができる。ある実施例では、ガラス片用のガラスは、例えば、アルミノケイ酸塩ガラス又はソーダ石灰ガラスであってもよい。また、同じ種類のガラスであっても、異なる供給業者からのガラスは、異なる特性を有する可能性があり、したがって異なる値を必要とする可能性がある。加熱されたナトリウム浴は、ナトリウム（Ｎａ）浴又は硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）であってもよく、いずれの場合でも３０％〜１００％ｍｏｌのナトリウム濃度を有する。逆行交換のためにガラス片を加熱されたナトリウム浴内に浸漬されたままにする時間は、約１〜３０分であってもよく、加熱されたナトリウム浴の温度は、摂氏約３５０〜４５０度であってもよい。
【００５１】
前述のように、可搬電子機器のような電子機器用のハウジングの一部の外側表面としてガラスカバーを使用することができる。小型で携帯性にすぐれたこれらの可搬電子機器を、ハンドヘルド電子機器と呼ぶことができる。ハンドヘルド電子機器は、例えば、メディアプレーヤ、電話機、インターネットブラウザ、電子メールユニット、又は、これらの２つ若しくはそれより多くの何らかの組み合わせとして機能してもよい。ハンドヘルド電子機器は、一般的にハウジング及び表示領域を含む。
【００５２】
図６Ａ及び６Ｂは、一実施形態による電子機器６００の概略表現である。図６Ａは、電子機器６００についての上面図を示し、図６Ｂは、基準線Ａ−Ａ’に関する電子機器６００についての断面側面図を示す。電子機器６００は、上部表面としてガラスカバー窓６０４（ガラスカバー）を有するハウジング６０２を含むことができる。カバー窓６０４は、ディスプレイ組立品６０６がカバー窓６０４を介して可視であるように、主に透明である。カバー窓６０４を、本明細書に記載の化学的強化処理を使用して化学的に強化することができる。ディスプレイ組立品６０６は、例えば、カバー窓６０４に隣接して配置されてもよい。ハウジング６０２は、ディスプレイ組立品の他に、コントローラ（プロセッサ）、メモリ、通信回路等のような内部電子構成要素を含むこともできる。ディスプレイ組立品６０６は、例えば、ＬＣＤモジュールを含むことができる。例として、ディスプレイ組立品６０６は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含むことができる。一実施形態では、カバー窓６０４を、ＬＣＭと一体に形成することができる。ハウジング６０２は、電子的能力を有する電子機器６００を提供するために、内部電子構成要素を収容する開口部６０８を含むこともできる。一実施形態では、ハウジング６０２は、カバー窓６０４用のベゼルを含む必要はない可能性がある。代わりに、カバー窓６０４は、カバー窓６０４の縁部がハウジング６０２の側面と整列される（又は実質的に整列される）ように、ハウジング６０２の上面を横断して延在してもよい。カバー窓６０４の縁部は露出されたままでもよい。カバー窓６０４の縁部は図６Ａ及び６Ｂに示すように露出されていてもよいが、代わりの実施形態では、縁部はさらに保護されてもよい。一例として、カバー窓６０４の縁部を、ハウジング６０２の外側から（水平又は垂直に）引っ込ませることができる。他の例として、カバー窓６０４の縁部を、カバー窓６０４の縁部の周囲に又は隣接して配置された追加の材料によって保護することができる。
【００５３】
カバー窓６０４は、一般的に、種々の方法で配置又は具体化されてもよい。例として、カバー窓６０４は、フラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤ）又はタッチスクリーンディスプレイ（例えばＬＣＤ及びタッチ層）のような、下にあるディスプレイ（例えば、ディスプレイ組立品６０６）を覆って配置される保護ガラス片として構成されてもよい。代わりに、カバー窓６０４は、ディスプレイと実質的に一体化されてもよく、すなわち、ガラス窓がディスプレイの少なくとも一部として形成されてもよい。加えて、カバー窓６０４は、タッチスクリーンに関連付けられたタッチ層のようなタッチ感知機器と実質的に一体化されてもよい。いくつかの場合では、カバー窓６０４は、ディスプレイの最外層として機能することができる。
【００５４】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の他の実施形態による電子機器の概略表現である。図７Ａは、電子機器７００の上面図であり、図７Ｂは、基準線Ｂ〜Ｂ’に関する電子機器７００の断面側面図を示す。電子機器７００は、ガラスカバー窓７０４（ガラスカバー）を上面として有するハウジング７０２を含むことができる。カバー窓７０４を、本明細書に記載の化学強化処理を使用して化学的に強化することができる。本実施形態では、カバー窓７０４を、ハウジング７０２の側面７０３によって保護することができる。ここで、カバー窓７０４は、ハウジング７０２の上面を完全には横切って延在しないが、側面７０３の上面は、カバー窓７０４の外面に隣接して垂直方向に整列されてもよい。カバー窓７０４の縁部は、強度を増すために丸められてもよいため、側面７０３及びカバー窓７０４の周縁間に存在する隙間７０５が存在してもよい。隙間７０５は、典型的には、カバー窓７０４の厚さが薄い（例えば、３ｍｍ未満）とすれば、非常に小さい。しかしながら、望まれるならば、隙間７０５を材料によって満たすことができる。材料は、プラスチック、ゴム、金属等であってもよい。カバー窓７０４の周縁に近接する隙間７０５を越えてさえ、電子機器７００の前面全体が同一平面になるように、材料は、隙間７０５内に適合することができる。隙間７０５を充填する材料は、柔軟であってもよい。隙間７０５内に配置される材料はガスケットを実現してもよい。隙間７０５を充填することによって、ハウジング７０２内のそうでなければおそらく望ましくない隙間を、隙間７０５内に生じる汚染（例えば、汚れ、水）を防ぐために、充填又は密封することができる。側面７０３は、ハウジング７０２と一体であってもよいが、代わりに側面７０３はハウジング７０２から分離されてもよく、例えば、カバー窓７０４用のベゼルとして作用することができる。
【００５５】
カバー窓７０４は、ディスプレイ組立品７０６がカバー窓７０４を通して見えるように、主に透明である。ディスプレイ組立品７０６は、例えば、カバー窓７０４に隣接して配置されてもよい。ハウジング７０２は、ディスプレイ組立品に加えて、コントローラ（プロセッサ）、メモリ、通信回路等のような、内部電子構成要素を含むこともできる。ディスプレイ組立品７０６は、例えば、ＬＣＤモジュールを含むことができる。例として、ディスプレイ組立品７０６は、液晶モジュール（ＬＣＭ）を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含むことができる。一実施形態では、カバー窓７０４はＬＣＭと一体に形成される。ハウジング７０２は、電子的能力を有する電子機器７００を提供するために、内部電子構成要素を収容する開口部７０８を含むこともできる。
【００５６】
電子機器７００の前面は、ユーザインタフェース制御部７０８（例えば、クリックホイール制御部）を含むこともできる。本実施形態では、カバー窓７０４は、電子機器７００の前面全体を被わない。電子機器７００は、基本的に、前面の一部を覆う部分表示領域を含む。
【００５７】
カバー窓７０４は、一般的に、種々の方法で配置又は具体化されてもよい。例として、カバー窓７０４は、フラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤ）又はタッチスクリーンディスプレイ（例えばＬＣＤ及びタッチ層）のような、下にあるディスプレイ（例えば、ディスプレイ組立品７０６）を覆って配置される保護ガラス片として構成されてもよい。代わりに、カバー窓７０４は、ディスプレイと実質的に一体化されてもよく、すなわち、ガラス窓がディスプレイの少なくとも一部として形成されてもよい。加えて、カバー窓７０４は、タッチスクリーンに関連付けられたタッチ層のようなタッチ感知機器と実質的に一体化されてもよい。いくつかの場合では、カバー窓７０４は、ディスプレイの最外層として機能することができる。
【００５８】
上述したように、電子機器は、ハンドヘルド電子機器又は可搬電子機器であってもよい。本発明は、ガラスカバーを、薄くできるだけでなく、十分に強くすることができるように機能することができる。ハンドヘルド電子機器及び可搬電子機器は移動式であるため、それらは固定機器が受けない種々の異なった衝撃事象及び応力を潜在的に受ける。このように、本発明は、薄くなるように設計されるハンドヘルド電子機器又は可搬電子機器用のガラス表面の実装によく適している。
【００５９】
強化されたガラス、例えばガラスカバー又はカバー窓は、薄いガラス用途に特に有用である。例えば、強化するガラスカバーの厚さは、約０．５〜２．５ｍｍ間であってもよい。他の実施形態では、強化は、その厚さが約２ｍｍ未満、又は約１ｍｍより薄い、又はさらに約０．６ｍｍより薄いガラス製品に適している。
【００６０】
ガラス、例えばガラスカバー又はカバー窓の化学的強化は、ガラスの縁部の角に適用される、厚さの少なくとも１０％の予め決められた曲率（又は縁部の半径）を有する予め決められた縁部形状によって丸められたガラスの縁部により効果的でありうる。他の実施形態では、予め決められた曲率は、ガラスの厚さの２０％から５０％の間であってもよい。
【００６１】
一実施形態では、ガラスカバーのサイズは、関連する電子機器のサイズに依存する。例えば、ハンドヘルド電子機器について、ガラスカバーのサイズは、しばしば、５インチ（約１２．７ｃｍ）を超えない対角線である。他の例として、より小型の可搬コンピュータ又はタブレットコンピュータのような可搬電子機器に関して、ガラスカバーのサイズは、しばしば、４インチ（約１０．２ｃｍ）から１２インチ（約３０．５ｃｍ）の間の対角線である。依然として他の例として、フルサイズの可搬コンピュータ、ディスプレイ（テレビジョンを含む）又はモニタのような可搬電子機器に関して、ガラスカバーのサイズは、しばしば、１０インチ（約２５．４ｃｍ）から２０インチ（約５０．８ｃｍ）の間の対角線であり、又はより大きい。
【００６２】
しかしながら、より大きい画面サイズについては、ガラス層の厚さをより大きくする必要がある可能性があることを理解すべきである。より大きいガラス層の平面性を維持するために、ガラス層の厚さを増加させる必要がある可能性がある。ディスプレイは依然として相対的に薄いままでもよいが、最小の厚さは画面サイズが増大すると共に増大する可能性がある。例えば、ガラスカバーの最小の厚さは、再び画面のサイズに依存して、小型のハンドヘルド電子機器に関しては約０．３ｍｍ、より小型の可搬コンピュータ又はタブレットコンピュータに関しては約０．５ｍｍ、フルサイズの可搬コンピュータ、ディスプレイ又はモニタに関しては約１．０ｍｍ以上に相当しうる。しかしながら、より一般的には、ガラスカバーの厚さは、電子機器の用途及び／又はサイズに依存しうる。
【００６３】
上述したように、ガラスカバー、又はより一般的にはガラス片を、ガラスの表面が効果的に強化されるように、化学的に処理することができる。このような強化を通じて、より薄いガラス片を消費者電子機器に使用することができるように、ガラス片をより強くすることができる。十分な強度を有するより薄いガラスは、消費者電子機器をより薄くすることを可能にする。
【００６４】
図８は、一実施形態によるガラス片の表面を化学的に処理するプロセス８００を示す。プロセス８００は、一実施形態による、上述したようなアルカリ金属浴（例えばカリウム浴）のような浴ステーションでの化学的強化に関連する処理を表すことができる。ガラス片の表面、例えば縁部を化学的に処理するプロセス８００は、ガラス片が得られるステップ８０２で開始することができる。ガラス片は、一実施形態では、ガラスシートがガラス片、例えばガラスカバーに個片化され、ガラス片の縁部が、予め決められた形状を有するように加工された後、得られてもよい。しかしながら、化学的に処理されるガラス片は、任意の適切な供給源から得られてもよいことを理解すべきである。
【００６５】
ステップ８０４では、ガラス片をラックに置くことができる。ラックは、典型的には、化学的処理の間、ガラス片並びに他のガラス片を支持するように構成される。ガラス片がラックに置かれると、ステップ８０６でラックを加熱されたイオン浴内に沈めることができる。加熱されたイオン浴は、一般的に、ある濃度のイオン（例えば、リチウム、セシウム又はカリウムのようなアルカリ金属イオン）を含む浴であってもよい。浴内のイオンの濃度は変化してもよく、イオンの濃度を変えることは、ガラスの表面の圧縮応力を制御することを可能にすることを理解すべきである。加熱されたイオン浴は、イオン交換を促進させるために任意の適切な温度に加熱されてもよい。
【００６６】
ラックが加熱されたイオン浴内に沈められた後、ステップ８０８で物理的効果を誘導することができ、ステップ８１０で、イオン浴及びラックに保持されたガラス片間でイオン交換が生じることが可能となる。物理的効果はラックによって与えられてもよい。一般的にＮａ＋イオンを含むガラス片及びイオン浴間に拡散変換が生じる。拡散交換中、Ｎａ＋イオンより大きいアルカリ金属イオンが、ガラス片中のＮａ＋イオンを効果的に置換する。一般的に、ガラス片の表面領域近くのＮａ＋イオンは、アルカリイオンによって置換されることができ、表面領域ではないガラスの部分では、Ｎａ＋イオンは、実質的にアルカリイオンによって置換されない。アルカリイオンがガラス片中のＮａ＋イオンを置換する結果として、ガラス片の表面近くに圧縮層が効果的に生成される。アルカリ金属イオンによってガラス片から置換されたＮａ＋イオンは、イオン溶液の一部になる。加えて、ステップ８０８で誘導される物理的効果は、イオン浴及びガラス片間のイオン交換を増加させるように機能することができる。第１の例として、一実施形態では、物理的効果は、ガラス片に課される応力に関することができる。第２の例として、他の実施形態では、物理的効果は、ガラス片又はイオン浴に課される振動に関することができる。
【００６７】
ステップ８１２では、加熱されたイオン浴内にラックを沈める期間が終了したかどうかについての判定を行うことができる。ラックを沈めるべき時間の長さは、実装に応じて広範囲に変化する可能性があることを理解すべきである。典型的には、ラックがより長く沈められると、すなわち、アルカリ金属イオン及びＮａ＋イオンの交換時間がより長くなると、化学的に強化される層の深さがより深くなる。例えば、１ｍｍ程度のガラスシートの厚さでは、ガラス片１０の表面中の１０マイクロメートル以上にイオン浴内で提供される化学的処理（すなわちイオン交換）を提供することができる。例えば、ガラス片がソーダ石灰ガラスから形成される場合、イオン交換による圧縮層の深さを約１０マイクロメートルとすることができる。他の例として、ガラス片がアルミノケイ酸ガラスから形成される場合、イオン交換による圧縮層の深さを約５０マイクロメートルとすることができる。
【００６８】
ステップ８１２での判定が、ラックを加熱されたイオン浴内に沈める期間が終了していないことである場合、プロセス８００の流れは、ステップ８１０に戻ることができ、ステップ８１０で、化学反応をイオン浴及びガラス片間で発生させ続けることができる。代わりに、沈める期間が終了したと判定された場合、誘導されている物理的効果をステップ８１４で中止することができ、ステップ８１６でラックをイオン浴から除去することができる。ラックをイオン浴から除去する際、ステップ８１８でガラス片をラックから除去することができ、ガラス片の表面を化学的に処理するプロセス８００を完了することができる。しかしながら、所望であれば、ガラス片を研磨することができる。研磨は、例えば、化学処理後のガラス片上の曇り又は残留物を除去することができる。
【００６９】
化学強化プロセスが施されたガラスカバーは、一般的に、前述のように、化学的に強化された層を含む。図９Ａは、化学的に強化された層が一実施形態によって形成されるように化学的に処理されたガラスカバーの断面図である。ガラスカバー９００は、化学的に強化された層９２８及び化学的に処理されていない部分９２６を含む。ガラスカバー９００は、一実施形態では、全体として化学的強化を施されるが、外面が強化を受ける。強化の効果は、化学的に強化されていない部分９２６が引っ張り状態にあり、化学的に強化された層９２８が圧縮状態にあることである。図９Ａのガラスカバー９００は丸められた端部形状９０２を有するものとして示されているが、端部の丸められた形状はガラスカバー９００の端部の強度を増加させることができるけれども、ガラスカバー９００は、一般的に任意の端部形状を有することができることを理解すべきである。丸められた端部形状９０２は、例として示され、限定の目的のためではない。
【００７０】
図９Ｂは、一実施形態によってカリウムイオンが注入された化学的に処理された部分を含むように示される、化学的に処理されたガラスカバーの断面図である。化学的に強化された層９２８は、ガラスカバー９００が利用される特定のシステムの要件に応じて変化しうる厚さ（ｙ）を有する。化学的に強化されていない部分９２６は、一般的に、Ｎａ＋イオン９３４を含むが、アルカリ金属イオン９３６を含まない。化学的強化プロセスは、化学的に強化された層９２８がＮａ＋イオン９３４及びアルカリ金属イオン９３６の両方を含むように、化学的に強化された層を形成させる。
【００７１】
図１０は、一実施形態によるイオン浴内にガラスカバーを沈めることを含む化学的処理プロセスの概略図である。断面図に部分的に示されるガラスカバー１０００が、加熱されたイオン浴１０３２中に沈められる又は浸漬されると、拡散が生じる。図示のように、ガラスカバー１０００内に存在するアルカリ金属イオン１０３４は、イオン浴１０３２内に拡散し、イオン浴１０３２内のアルカリ金属イオン１０３６（例えばカリウム（Ｋ））は、化学的に強化された層１０２８が形成されるように、ガラスカバー１０００内に拡散する。すなわち、イオン浴１０３２からのアルカリ金属イオン１０３６をＮａ＋イオン１０３４と交換し、化学的に強化された層１０２８を形成することができる。アルカリ金属イオン１０３６は、典型的には、ガラスカバー１０００の中央部分１０２６中には拡散しないであろう。化学的強化処理の持続時間（すなわち時間）、イオン浴１０３２内のアルカリ金属イオン１０３６の温度及び／又は濃度を制御することによって、化学的に強化された層１０２８の厚さ（ｙ）を実質的に制御することができる。
【００７２】
イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は、ガラスカバーがイオン浴内に浸漬されている間、変化してもよい。すなわち、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、ガラスカバーがイオン浴内に沈められている間、イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は、実質的に一定に維持されてもよく、上昇してもよく、及び／又は、低下してもよい。例えば、アルカリ金属イオンがガラス中のＮａ＋イオンを置換するにつれて、Ｎａ＋イオンはイオン浴の一部となる。したがって、追加のアルカリ金属イオンがイオン浴内に追加されない限り、イオン浴内のアルカリ金属イオンの濃度は変化する可能性がある。
【００７３】
本明細書に記載の技術を、ハンドヘルド電子機器、可搬電子機器、及び実質的に据え付けの電子機器を含むがこれらに限定されない種々の電子機器の任意のものによって使用されるガラス表面に用いることができる。これらの例は、ディスプレイを含む任意の既知の消費者電子機器を含む。例として、限定としてではなく、電子機器は、メディアプレーヤ、携帯電話（例えばセルラ電話）、ＰＤＡ、遠隔操作装置、ノートブック、タブレットＰＣ、モニタ、オールインワンコンピュータ等に対応することができる。
【００７４】
上述した本発明の種々の態様、特徴、実施形態又は実装を、単独で又は種々の組み合わせで使用することができる。
【００７５】
ガラス物品の縁部を強化すること、及び／又は、異なった化学的浴の追加の詳細は、（ｉ）参照により本明細書に組み込まれる２００９年３月２日に出願された「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＣＯＶＥＲＳ  ＦＯＲ  ＰＯＲＴＡＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／１５６，８０３号、（ｉｉ）参照により本明細書に組み込まれる２０１０年３月２日に出願された「Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ｃｏｖｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２５９７９号、（ｉｉｉ）参照により本明細書に組み込まれる２０１０年８月１８日に出願された「ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＧＬＡＳＳ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＩＮＧ  ＯＦ  ＧＬＡＳＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／３７４，９８８号、（ｉｖ）２０１０年９月３０日に出願された「ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ  ＯＦ  ＧＬＡＳＳ」という名称の米国特許出願第１２／８９５，８２３号、（ｖ）参照により本明細書に組み込まれる２０１０年９月３０日に出願された「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＣＯＶＥＲＳ  ＦＯＲ  ＰＯＲＴＡＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の米国特許出願第１２／８９５，３７２号、（ｖｉ）参照により本明細書に組み込まれる２０１０年９月３０日に出願された「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＣＯＶＥＲＳ  ＦＯＲ  ＰＯＲＴＡＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の米国特許出願第１２／８９５，３９３号、及び、（ｖｉｉ）参照により本明細書に組み込まれる２０１０年２月４日に出願された「ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ  ＦＯＲ  ＳＴＲＥＮＧＴＨＥＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＣＯＶＥＲＳ  ＦＯＲ  ＰＯＲＴＡＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／３０１，５８５号に見ることができる。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態のみを説明してきたが、本発明は、本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形態で具体化されてもよいことを理解すべきである。例として、本発明の方法に関連するステップは、広範囲に変化してもよい。本発明の範囲の要旨から逸脱することなく、ステップを加えることができ、除去することができ、変更することができ、組み合わせることができ、並べ替えることができる。同様に、動作が図面に特定の順序で示されているが、これを、これらのような動作が示された特定の順序で若しくは連続した順序で実行されることを必要とするものとして、又は、示されたすべての動作が所望の結果を達成するために実行されることを必要とするものとして理解すべきではない。
【００７７】
本明細書は多くの詳細を含むが、これらを、本開示の又は特許請求することができるものの範囲への限定として解釈すべきではなく、本開示の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈すべきである。別個の実施形態の文脈で記載された特定の特徴を、組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で記載された種々の特徴を、複数の実施形態で別々に、又は、任意の適切な副組み合わせ（サブコンビネーション）で実施することもできる。さらに、特徴を、特定の組合せで作用するものとして上述したかもしれないが、特許請求の組み合わせからの１つ又は複数の特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから削除されてもよく、特許請求の組み合わせは、副組み合わせ又は副組み合わせの変形に向けられてもよい。
【００７８】
本発明をいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲に含まれる変更、置換、及び均等物が存在する。本発明の方法及び装置を実施する多くの代替の方法が存在することにも留意すべきである。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の要旨及び範囲内に含まれるすべてのこのような変更、置換、及び均等物を含むものとして解釈されることが意図される。
【図１】
2013544220.tif 000003
【図２】
2013544220.tif 000004
【図３Ａ】
2013544220.tif 000005
【図３Ｂ】
2013544220.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月1日(2013.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス片を強化する方法であって、
化学的に強化されるガラス片を取得する工程と、
前記ガラス片に一時的な機械的応力を誘導する工程と、
少なくとも前記ガラス片に一時的に前記機械的応力が誘導されている間に、前記ガラス片を化学的に強化する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス片がおよそ０．３ｍｍから５．０ｍｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一時的な機械的応力が、前記ガラス片の少なくとも１つの縁部領域に誘導されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス片を化学的に強化する工程が、前記ガラス片をカリウム溶液内に置く工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記一時的な機械的応力が、前記ガラス片が化学的に強化されている間に、前記ガラス片の少なくとも一部に動的に誘導されることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記一時的な機械的応力を誘導する工程が、前記化学的な強化をより効果的にすることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ガラス物品のためのガラス強化システムであって、
ガラス物品に機械的応力を誘導するように働く応力取付具と、
アルカリ金属溶液を与える浴ステーションであって、前記ガラス物品を有する前記応力取付具を受け入れるように働き、及びその後前記浴ステーション内のアルカリ金属イオンと前記ガラス物品内のナトリウムイオンとの交換を促進するように働く浴ステーションと、
を備えることを特徴とするガラス強化システム。
【請求項９】
前記アルカリ金属イオンがカリウムイオンであることを特徴とする、請求項８に記載のガラス強化システム。
【請求項１０】
前記アルカリ金属溶液が、所定の温度まで加熱されることを特徴とする、請求項８乃至９の何れか１項に記載のガラス強化システム。
【請求項１１】
前記ガラス強化システムが、
ナトリウム溶液を与える後続浴ステーションであって、前記浴ステーションの後に前記ガラス物品を受け入れるように働き、前記ガラス物品の表面にアルカリ金属イオンの代わりにナトリウムイオンを再導入するように働く後続浴ステーション
を備えることを特徴とする、請求項８に記載のガラス強化システム。
【請求項１２】
ガラス片の強度を向上させるように該ガラス片を処理する方法であって、
前記ガラス片を応力誘導取付具に固定する工程と、
前記ガラス片が固定された前記応力誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきであると判定された場合には、前記加熱されたアルカリ金属浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
続いて前記ガラス片を前記応力誘導取付具から取り除く工程と、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴及び前記応力誘導取付具から取り除いたことに続いて、前記ガラス片に後処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記方法が、前記ガラス片を可搬電子機器に取り付ける工程をさらに含み、
前記ガラス片は、前記可搬電子機器のハウジングの外側表面の一部として働くことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法が、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除いた後かつ前記後処理を行う前に、前記ガラス片を加熱されたナトリウム浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたナトリウム浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
ガラス片を強化する方法であって、
化学的に強化されるガラス片を取得する工程と、
イオン交換により前記ガラス片を化学的に強化する工程であって、少なくとも（ｉ）前記ガラス片をアルカリ金属イオン浴に置く工程と、（ｉｉ）前記ガラス片に又は前記ガラス片近傍に振動状態を誘導する工程と、を含む工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
少なくとも前記アルカリ金属イオン浴中に位置する前記ガラス片を保持する取付具を介して前記振動状態が誘導されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記振動状態が、前記アルカリ金属イオン浴中の流体の振動を介して誘導されることを特徴とする、請求項１６乃至１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記振動状態が超音波振動であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ガラス物品のためのガラス強化システムであって、
ガラス物品を保持するように構成された取付具と、
ガラス物品上に又はガラス物品について振動状態を誘導するように構成された振動要素と、
アルカリ金属溶液を与える浴ステーションであって、前記ガラス物品を有する前記取付具を受け入れるように働き、及び前記振動要素が前記振動状態を前記ガラス物品上に又は前記ガラス物品について誘導している間に、前記浴ステーション内のアルカリ金属イオンと前記ガラス物品内のナトリウムイオンとの交換を促進するように働く浴ステーションと、
を備えることを特徴とするガラス強化システム。
【請求項２１】
前記振動状態が超音波振動であることを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２２】
前記ガラス物品がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２３】
前記ガラス物品がおよそ０．３ｍｍから５．０ｍｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする、請求項２０に記載のガラス強化システム。
【請求項２４】
ガラス片の強度を向上させるように該ガラス片を処理する方法であって、
前記ガラス片を振動誘導取付具に固定する工程と、
前記ガラス片が固定された前記振動誘導取付具を加熱されたアルカリ金属浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除かれるべきであると判定された場合には、前記加熱されたアルカリ金属浴から前記ガラス片を取り除く工程と、
続いて前記ガラス片を前記振動誘導取付具から取り除く工程と、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴及び前記振動誘導取付具から取り除いたことに続いて、前記ガラス片に後処理を行う工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記方法が、前記ガラス片を可搬電子機器に取り付ける工程をさらに含み、
前記ガラス片は、前記可搬電子機器のハウジングの外側表面の一部として働くことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガラス片がおよそ１．０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法が、
前記ガラス片を前記加熱されたアルカリ金属浴から取り除いた後かつ前記後処理を行う前に、前記ガラス片を加熱されたナトリウム浴に浸す工程と、
前記ガラス片が前記加熱されたナトリウム浴から取り除かれるべきか否かを判定する工程と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項２４乃至２６の何れか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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