(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス、ガラスセラミック、またはセラミック等の薄いシートであり且つエッジ強度を高めたシートを含む基材およびその製造方法を提供する。【解決手段】ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含み、０．６３ｍｍ以下の厚さを有するシート１００であって、互いに実質的に平行である第１及び第２の表面１０２，１０４、並びに第１及び第２の表面１０２，１０４との間の少なくとも２つの平行な、全厚レーザ切断された高強度エッジ１１０を有するシート１００を提供し、高強度エッジ１１０のそれぞれの少なくとも一部を覆って高強度エッジ１１０をエッジの欠陥及び損傷の発生から保護するポリマー材料のエッジコーティング１２０を施す。２つの平行な高強度エッジ１１０のそれぞれは、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有するシート。【選択図】図１
2015071533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材であって：
ａ．ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含み、０．６３ｍｍ以下の厚さを有するシートであって、第１の表面、第２の表面、および前記第１の表面と前記第２の表面とを連結する少なくとも２つの平行な、全厚レーザ切断された高強度エッジを有し、前記少なくとも２つの平行な全厚レーザ切断された高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有する、シートと、
ｂ．前記少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマーエッジコーティングであって、前記高強度エッジのそれぞれを、欠陥および損傷の発生から保護するポリマーエッジコーティングと、
を含むことを特徴とする基材。
【請求項２】
前記ポリマーエッジコーティングが５μｍ〜５０μｍの範囲内の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、仕上げが行われていないことを特徴とする請求項１または２に記載の基材。
【請求項４】
前記全厚レーザ切断された高強度エッジは、レーザビームおよび水ジェットを用いて形成されるものであり、
当該水ジェットは、前記レーザ切断に用いられるレーザビームの出力と、前記レーザ切断が実施される時の前記レーザビームと前記水ジェットの前記シート上での距離とが、前記シートの前記暑さに応じて適切に選択されるように、前記シートを急冷するものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基材。
【請求項５】
前記レーザビームの出力は３５Ｗであり、前記レーザビームと前記水ジェットとの前記距離が２４ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の基材。
【請求項６】
基材の製造方法であって：
ａ．ガラス、ガラスセラミック、およびセラミックの少なくとも１つを含み、０．６３ｍｍ以下の厚さを有するシートであって、互いに実質的に平行である第１および第２の表面、ならびに前記第１および第２の表面との間の少なくとも２つの平行な、全厚レーザ切断された高強度エッジを有するシートを提供するステップであって、前記少なくとも２つの平行な全厚レーザ切断された高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有する、ステップと、
ｂ．前記少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部の上にポリマーエッジコーティングを堆積して前記基材を形成するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項７】
前記シートを提供するステップは、前記全厚レーザ切断された高強度エッジを形成するために、レーザビームと水ジェットとを用いて前記シートをレーザ切断するステップを含み、前記水ジェットは、前記レーザ切断に用いられるレーザビームの出力と、前記レーザ切断が実施される時の前記レーザビームと前記水ジェットの前記シート上での距離とが、前記シートの前記暑さに応じて適切に選択されるように、前記シートを急冷するものであることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザビームの出力は３５Ｗであり、前記レーザビームと前記水ジェットとの前記距離が２４ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条に基づき２００９年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／１８０，２３０号の優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、機械的耐久性エッジを有する薄型基材に関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス基材は、現在、ディスプレイおよびタッチセンサーデバイスの保護カバーまたは窓、ならびに電子デバイスの前面および背面の基材として使用されている。したがって、これらの基材は、基材のエッジの傷から始まる機械的破壊が生じやすい。このような傷は、切断およびエッジ仕上げプロセスの間に生じるか、または取り扱い中および使用中に生じる接触損傷によって生じるかのいずれかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基材のエッジの研削、研磨、および／またはエッチングを含むエッジ仕上げによって、切断プロセス中に生じる大きな傷をなくし、接触損傷による一部欠損を最小限にすることが試みられる。さらに、このような仕上げプロセスは、点源にエッジが衝突することによる損傷を防止することに集中している。仕上げプロセスは、一般に、スクライビングおよび切断のプロセス中に発生した傷を除去することができ、エッジの衝突に対する耐性がより高くなるエッジ形状が形成される。しかし、これらの仕上げプロセスでは、達成可能なエッジ強度よりも低いエッジ強度が得られる。さらに、基材厚さが約０．３ｍｍ未満である場合には、仕上げプロセスの使用が困難となる。接触面積が減少するため、この範囲の厚さを有する基材は、エッジ仕上げが行われても、行われなくても、エッジの衝突中の破壊が生じやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ガラス、ガラスセラミック、またはセラミックのいずれかのシートを含み、エッジ強度が増加した基材を提供する。本発明の基材は、少なくとも２つの平行な高強度エッジと、高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマー材料のエッジコーティングとを有する。エッジコーティングは、エッジの欠陥および損傷の発生から高強度エッジを保護し、エッジの曲げ強度を保全する。２つの平行な高強度エッジのそれぞれは、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有する。本発明の基材の製造方法も提供する。
【０００６】
したがって、本開示には、基材が記載されている。本発明の基材は：ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含み、第１の表面、第２の表面、および第１の表面と第２の表面とを連結する少なくとも２つの平行な高強度エッジを有するシートであって、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有するシートと；少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマーエッジコーティングとを含み、ポリマーエッジコーティングは、それぞれの高強度エッジを欠陥および損傷の発生から保護する。
【０００７】
本開示には、保護カバーガラスまたは電子デバイス中の基材のいずれかとしての基材の使用も記載されている。本発明の基材は：ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含み、少なくとも２つの平行な高強度エッジを有し、エッジの仕上げが行われていないシートと；少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマーエッジコーティングとを含み、ポリマーエッジコーティングは、少なくとも２つの平行な高強度エッジにおける欠陥の形成を最小限にすることによってシートの曲げ強度を保全する。
【０００８】
さらに、本開示には、基材の製造方法が記載されている。本発明の方法は：ガラス、ガラスセラミック、およびセラミックの少なくとも１つを含み、互いに実質的に平行である第１および第２の表面、および第１および第２の表面の間に少なくとも２つの平行な高強度エッジを有するシートを提供するステップと；少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部の上にポリマーエッジコーティングを堆積して基材を形成するステップとを含む。
【０００９】
これらおよびその他の態様、利点、および顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面、および添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。非限定的な例として、実施形態の種々の特徴は、以下の態様に記載されるように組み合わせることができる。
【００１０】
第１の態様によると、基材であって：
ａ．ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含むシートであって、第１の表面、第２の表面、および第１の表面と第２の表面とを連結する少なくとも２つの平行な高強度エッジを有し、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有するシートと；
ｂ．少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマーエッジコーティングであって、高強度エッジのそれぞれを欠陥および損傷の発生から保護するポリマーエッジコーティングと
を含む、基材が提供される。
【００１１】
第２の態様によると、最大約０．６ｍｍの厚さを有する、態様１に記載の基材が提供される。
【００１２】
第３の態様によると、最大約０．１ｍｍの厚さを有する、態様２に記載の基材が提供される。
【００１３】
第４の態様によると、ポリマーエッジコーティングが最大約１０ＧＰａの弾性率を有する、態様１〜３のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００１４】
第５の態様によると、ポリマーエッジコーティングがシリコーン、エポキシ、アクリレート、ウレタン、およびそれらの組合せの少なくとも１つを含む、態様１〜４のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００１５】
第６の態様によると、ポリマーエッジコーティングが約５μｍ〜約５０μｍの範囲内の厚さを有する、態様１〜５のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００１６】
第７の態様によると、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、スロットドロー、フュージョンドロー、リドロー、またはレーザ切断によって形成される、態様１〜６のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００１７】
第８の態様によると、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの１つを含む、態様１〜７のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００１８】
第９の態様によると、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが：６０〜７０ｍｏｌ％のＳｉＯ２；６〜１４ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３；０〜１５ｍｏｌ％のＢ２Ｏ３；０〜１５ｍｏｌ％のＬｉ２Ｏ；０〜２０ｍｏｌ％のＮａ２Ｏ；０〜１０ｍｏｌ％のＫ２Ｏ；０〜８ｍｏｌ％のＭｇＯ；０〜１０ｍｏｌ％のＣａＯ；０〜５ｍｏｌ％のＺｒＯ２；０〜１ｍｏｌ％のＳｎＯ２；０〜１ｍｏｌ％のＣｅＯ２；５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３；および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み；１２ｍｏｌ％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦２０ｍｏｌ％および０ｍｏｌ％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０ｍｏｌ％である、態様８に記載の基材が提供される。
【００１９】
第１０の態様によると、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが：６４ｍｏｌ％≦ＳｉＯ２≦６８ｍｏｌ％；１２ｍｏｌ％≦Ｎａ２Ｏ≦１６ｍｏｌ％；８ｍｏｌ％≦Ａｌ２Ｏ３≦１２ｍｏｌ％；０ｍｏｌ％≦Ｂ２Ｏ３≦３ｍｏｌ％；２ｍｏｌ％≦Ｋ２Ｏ≦５ｍｏｌ％；４ｍｏｌ％≦ＭｇＯ≦６ｍｏｌ％；および０ｍｏｌ％≦ＣａＯ≦５ｍｏｌ％であり：６６ｍｏｌ％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９ｍｏｌ％；Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０ｍｏｌ％；５ｍｏｌ％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８ｍｏｌ％；（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≦２ｍｏｌ％；２ｍｏｌ％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦６ｍｏｌ％；および４ｍｏｌ％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦１０ｍｏｌ％であり、ガラスが少なくとも１３０ｋＰ（１３ｋＰａ・ｓ）の液相粘度を有する、態様８に記載の基材が提供される。
【００２０】
第１１の態様によると、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが：５０〜８０重量％のＳｉＯ２；２〜２０重量％のＡｌ２Ｏ３；０〜１５重量％のＢ２Ｏ３；１〜２０重量％のＮａ２Ｏ；０〜１０重量％のＬｉ２Ｏ；０〜１０重量％のＫ２Ｏ；ならびに０〜５重量％の（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）；０〜３重量％の（ＳｒＯ＋ＢａＯ）；および０〜５重量％の（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）を含み、０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦０．５である、態様８に記載の基材が提供される。
【００２１】
第１２の態様によると、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方から層のある深さまで延在する少なくとも１つの強化表面層を有し、強化表面層が圧縮応力下にある、態様１〜１１のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００２２】
第１３の態様によると、強化表面層がイオン交換層である、態様１２に記載の基材が提供される。
【００２３】
第１４の態様によると、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方の上に堆積される少なくとも１つの層をさらに含む、態様１〜１３のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００２４】
第１５の態様によると、手持ち式電子デバイス、情報関連端末、およびタッチセンサーデバイスの少なくとも１つの保護カバーガラスである、態様１〜１４のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００２５】
第１６の態様によると、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの仕上げが行われていない、態様１〜６または８〜１５のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００２６】
第１７の態様によると、保護カバーガラスとして、または電子デバイス中の基材として使用される基材であって：
ａ．ガラス、セラミック、およびガラスセラミックの少なくとも１つを含むシートであって、少なくとも２つの平行な高強度エッジを有し、エッジの仕上げが行われていないシートと；
ｂ．少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うポリマーエッジコーティングであって、少なくとも２つの平行な高強度エッジにおける欠陥の形成を最小限にすることによってシートの曲げ強度を保全するポリマーエッジコーティングと
を含む基材が提供される。
【００２７】
第１８の態様によると、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有する、態様１７に記載の基材が提供される。
【００２８】
第１９の態様によると、ポリマーエッジコーティングが最大約１０ＧＰａの弾性率を有する、態様１７または１８のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００２９】
第２０の態様によると、ポリマーエッジコーティングがシリコーン、エポキシ、アクリレート、ウレタン、およびそれらの組合せの少なくとも１つを含む、態様１７〜１９のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００３０】
第２１の態様によると、シートがアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含む、態様１７〜２０のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００３１】
第２２の態様によると、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方から層のある深さまで延在する少なくとも１つの強化表面層を有し、強化表面層が圧縮応力下にある、態様１７〜２１のいずれか１つに記載の基材が提供される。
【００３２】
第２３の態様によると、基材の製造方法であって：
ａ．ガラス、ガラスセラミック、およびセラミックの少なくとも１つを含み、互いに実質的に平行である第１および第２の表面、ならびに第１および第２の表面の間の少なくとも２つの平行な高強度エッジを有するシートであって、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有するシートを提供するステップと；
ｂ．少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部の上にポリマーエッジコーティングを堆積して基材を形成するステップと
を含む方法が提供される。
【００３３】
第２４の態様によると、シートを提供するステップが、フュージョンドロー、スロットドロー、およびリドローの１つによってシートを形成するステップを含む、態様２３に記載の方法が提供される。
【００３４】
第２５の態様によると、シートを提供するステップが、シートをレーザ切断して少なくとも２つの平行な高強度エッジを形成するステップを含む、態様２３または態様２４に記載の方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】典型的なエッジ輪郭設計を示す基材の概略側面図である。
【図２】典型的なエッジ輪郭設計を示す基材の概略側面図である。
【図３】典型的なエッジ輪郭設計を示す基材の概略側面図である。
【図４】典型的なエッジ輪郭設計を示す基材の概略側面図である。
【図５】ガラス基材のエッジの光学顕微鏡写真である。
【図６】レーザ切断されたエッジの光学顕微鏡写真である。
【図７】レーザ切断されたエッジの光学顕微鏡写真である。
【図８】レーザ切断されたエッジの光学顕微鏡写真である。
【図９】レーザ切断されたエッジの光学顕微鏡写真である。
【図１０】４点曲げ試験を使用して強度を試験したサンプルセットから得られた破壊確率のワイブル（Ｗｅｉｂｕｌｌ）プロットである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下の説明において、同様の参照符号は、図面中に示されるいくつかの図にわたって類似または対応する部分を示している。特に明記しない限り、「上部」、「底部」、「外側」、「内側」などの用語は、便宜上の単語であって、限定的な用途であると解釈すべきではないことも理解されたい。さらに、複数の要素のグループの少なくとも１つおよびそれらの組合せを含むとして、あるグループが記載される場合はいつも、そのグループが、個別に、または互いの組合せで、任意の数の記載の要素のいずれかを、含むか、これから実質的になるか、またはこれからなる場合があると理解されたい。同様に、複数の要素のグループの少なくとも１つまたはそれらの組合せからなるとして、あるグループが記載される場合はいつも、そのグループが、個別に、または互いの組合せで、任意の数の記載の要素のいずれかからなる場合があると理解されたい。特に明記しない限り、ある値の範囲が列挙される場合、その範囲は、その範囲の上限および下限の両方、ならびにそれらの間のあらゆる部分的な範囲を含んでいる。
【００３７】
図面を全体的に参照し、特に図１〜４を参照するが、図面は、特定の実施形態を説明することを目的としており、本開示または添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、明確かつ簡潔にするために、図面の特定の特徴および特定の図が、縮尺が誇張されて示されたり、概略的に示されたりしている場合がある。
【００３８】
現在、ガラス基材は、限定するものではないが、電話、音楽プレーヤー、ビデオプレーヤーなどの携帯型通信装置および娯楽用装置などの表示および接触用途の保護カバーとして；情報関連端末（ＩＴ）（たとえば、携帯用コンピューターまたはラップトップコンピューター）装置のディスプレイ画面として；ならびに電子ペーパーの前面および裏面基材などのその他の用途に使用される。このようなガラス基材は、切断およびエッジ仕上げプロセス中に生じるエッジの傷、あるいは取り扱い中、装置製造中、および使用中の接触損傷によって生じる機械的な故障および破壊が生じやすい。
【００３９】
エッジ強度が増加した基材は、基材のエッジに沿った強度を制限する欠陥の発生を解消し、エッジの曲げ強度を保全することによって得られる。この基材は、ガラス、ガラスセラミック、またはセラミックのいずれかのシートを含む。本明細書においては基材を単にガラス基材と呼ぶ場合があるが、この説明は、特に明記しない限り、ガラスセラミックおよびセラミック材料、ならびに別個のガラス、ガラス−セラミック、およびセラミックの組成物を含む多層構造にも同様に適用可能であることを理解されたい。本発明のシートは、第１の表面、第２の表面、および第１と第２の表面とを連結する少なくとも２つの平行な高強度エッジを有する。一実施形態においては、シートは、第１の表面、第２の表面、またはその両方の上のポリマーコーティングをさらに含んでもよい。２つの平行な高強度エッジのそれぞれは、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて約２％未満の破壊確率が可能となる曲げ強度を有する。ポリマー材料のエッジコーティングは、高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部を覆うことで、後の損傷から高強度エッジを保護し、エッジの汚染を防止する。たとえば、エッジに塗布された後、エッジコーティングは、エッジ上に亀裂系が形成されるのを防止する。表面コーティングが存在する実施形態においては、表面コーティングおよびエッジコーティングは、互いに異なる組成を有することができ、異なる時点で異なる方法によって基材に塗布してもよい。
【００４０】
一実施形態においては、基材は、最大約０．６ｍｍの厚さを有し、別の一実施形態においては、最大約０．４ｍｍの厚さを有する。基材は、第３の実施形態においては、最大約０．１ｍｍの厚さを有する。接触面積が減少するために、約０．１ｍｍ以下の厚さを有する基材は、仕上げが行われたエッジを有しても有さなくても、エッジが衝突する間に破壊が特に生じやすい。さらに、研磨などの技術を使用したエッジの仕上げは、約０．１ｍｍ以下の厚さにおいては効果がないか、または実証されていない。したがって、エッジ強度をより小さく均一な値に平均化するための仕上げ方法を使用するよりも、高強度エッジが得られる形成方法および／または切断方法に依拠する方がよい。
【００４１】
一実施形態においては、少なくとも２つの平行な高強度エッジは、形成方法によって直接形成される。このような形成方法は、典型的には、アニール点（すなわち、ガラスの粘度ηが１０１３ポアズ（１０１２Ｐａ・ｓ）となる温度；アニール温度とも呼ばれる）よりも高い温度までガラスを加熱することを含む。このような形成方法の非限定的な例としてはダウンドロー法が挙げられる。このようなダウンドロー法は、当技術分野において周知であり、スロットドロー法、フュージョンドロー法、リドロー法などが挙げられる。
【００４２】
あるいは、高強度エッジは、限定するものではないがレーザ切断技術などの高強度切断方法によって形成してもよい。このようなレーザ切断技術としては、１０．６μｍの波長を有するＣＯ２レーザを使用した全厚(full body)レーザ分離が挙げられる。ＣＯ２全厚レーザ切断においては、ガラス基材をガラスのひずみ点付近の温度（すなわち、±５０℃）まで加熱してベントを形成する。ガラス基材のレーザ切断が本明細書において記載されているが、本明細書に記載のレーザ切断方法は、本明細書に記載の他の種類の基材（たとえば、セラミック、ガラスセラミック）の切断または分離に使用してもよいことを理解されたい。一実施形態においては、次に、レーザによって加熱した後に、典型的には水ジェットを使用して、ガラスを急冷する。急冷によって、ガラスのベントに張力が発生し、ガラス基材の相対運動方向にベントが開く。急冷することによって、ガラス中にベントを形成し伝播させるのに十分な強度のレーザが照射されたガラス基材の側（レーザ側）の上に張力が発生する。レーザ側の上の張力は、ガラスの厚さにわたってバランスが取られる必要があるので、レーザ側とは反対のガラスの側（裏側）の上に圧縮力が発生し、ガラス中に曲げモーメントが生じる。この曲げモーメントのために、エッジの品質を制御することが困難になる。ガラス基材のレーザ側または裏側のいずれに張力が加わるかに依存して、レーザ切断されたエッジの挙動が異なるものとなり得る。大きな曲げは、表面の特徴の破壊を誘発することがあり、これは傷として作用し、ガラスのエッジ強度を低下させる。低エッジ強度のサンプル中の主要な破壊モードは、「ハックル」と呼ばれる破壊の段階および面における剪断およびねじれの欠陥または変化である。低強度エッジは、エッジ面上にねじれハックルが存在することで破壊することが多い。ねじれハックル２１０を有するレーザ切断したガラス基材２００のエッジ２０５の光学顕微鏡写真を図５中に示す。図５中、ねじれハックル２１０が、ガラス基材２００の裏側２０２（図５中の右上）から左下に形成されている。
【００４３】
高強度エッジは、ねじれハックルなどの傷をなくすことによってＣＯ２全厚レーザ切断によって形成することができる。好適なレーザ出力密度において基材の厚さにわたって温度のバランスがとれる切断計画で、このような傷をなくすことができる。このようなレーザ切断されたエッジのメジアン強度は、典型的には約４００ＭＰａを超える。レーザ出力、およびレーザビームと急冷水ジェットとの間の距離の効果が、レーザ切断されたエッジの光学顕微鏡写真である図６〜９中に示されている。図６〜９中に示されるサンプルに使用したレーザ出力およびレーザと水ジェットとの間の距離は：ａ）図６：出力２６Ｗ、距離１４ｍｍ；ｂ）図７：出力２６Ｗ、距離２４ｍｍ；ｃ）図８：出力３５Ｗ、距離１４ｍｍ；およびｄ）図９：出力３５Ｗ、距離２４ｍｍである。図６〜８中で使用したレーザ切断条件下ではハックル３１０が観察されたが、一方、図９中に示されるエッジの切断に使用した条件では、明確なハックルおよびその他の傷が全く存在しないエッジが得られた。
【００４４】
低強度エッジの原因となるハックルがなくなるように切断パラメーターが最適化されたこのような全厚ＣＯ２レーザ切断または分離技術の非限定的な一例が、Ｓｅａｎ  Ｍ．Ｇａｒｎｅｒらによる、“Ｗａｔｅｒｌｅｓｓ  ＣＯ２  Ｌａｓｅｒ  Ｆｕｌｌ−Ｂｏｄｙ  Ｃｕｔｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ”と題され２００９年５月２１日に出願された米国特許出願第１２／４６９７９４号明細書に記載されており、これには、水ジェットを使用せずにＣＯ２レーザでガラス基材を切断する方法が記載されている。ガラス基材を全体的に加熱するために細長いＣＯ２レーザビームおよび熱拡散が使用され、引き続く表面の対流損失によって、ガラスの厚さの間で引張応力／圧縮応力／引張応力が発生する。レーザ切断／分離技術の第２の非限定的な例が、Ａｎａｔｏｌｉ  Ａ．Ａｂｒａｍｏｖらによる、“Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ  Ｇｌａｓｓ”と題され２００９年２月１９日に出願された米国特許出願第１２／３８８，９３５号明細書に記載されており、これには、ガラスの強化表面層の深さを超える深さでガラス中に傷を生じさせ、ガラスをレーザで処理して、ガラスのひずみ点より約５０℃低い温度から、ガラスのひずみ点とアニール点との間の温度までの範囲の温度にガラスを加熱することによって、強化表面層の深さを超えるベント深さにおける傷から延在するベントを形成して、ガラスを少なくとも部分的に分離することによる、強化ガラスシートの全厚すなわち完全な切断または分離が記載されている。上記参照の２つの米国特許出願の記載内容全体は、参照により本明細書に援用される。部分的なベントまたはメジアン亀裂が形成され、スクライビングおよび破壊によって最終的な分離が実現される他のレーザ分離方法も、高強度エッジを基材１００に付与するために使用することができる。
【００４５】
図１〜４は、本明細書に記載の基材の概略側面図であり、典型的なエッジ輪郭設計が示されている。基材１００は、第１の表面１０２、第２の表面１０４、および少なくとも２つの平行な高強度エッジ１１０、１１２を有し、そのエッジの１つが図１〜４中に示されている。一実施形態においては、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが長方形の輪郭１１０（図１および２）を有する。長方形のエッジ輪郭１１０は、一実施形態においては、限定するものではないが本明細書に記載のレーザ切断または分離技術などの切断方法によって形成される。第２の実施形態においては、少なくとも２つの平行な高強度エッジのそれぞれが、丸みを帯びた輪郭１１２を有する（図３および４）。丸みを帯びたエッジ輪郭１１２は、一実施形態においては、スロットドロー法によって形成される。エッジ輪郭１１０、１１２は、目に見える欠陥が実質的に存在しないエッジ面を有し、したがって、機械的研磨方法によって形成されるエッジよりも高い曲げ強度を有する。エッジングなどの化学的方法によって仕上げが行われたエッジでも、機械的な仕上げによって得られるよりも高いエッジ強度を有する丸みを帯びたエッジ輪郭が得られる。しかし、化学エッチング法は、基材、または基材上に製造される構造に適合しない場合がある。基材１００の高強度エッジ１１０、１１２のそれぞれは、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて２％未満の破壊確率が可能となる４点曲げエッジ強度などの曲げ強度を有する。
【００４６】
高強度エッジの少なくとも一部には、限定するものではないが当技術分野において周知の可撓性または弾性ポリマー材料などのポリマー材料を含むエッジコーティング１２０（図１〜４）がコーティングされる。一実施形態においては、ポリマー材料は、約１０ＧＰａ未満の弾性率を有するシリコーン、エポキシ、アクリレート、ウレタン、およびそれらの組合せの少なくとも１種類を含む。ポリマー材料の非限定的な例としては、ＵＶ硬化性光学接着剤または光学セメントが挙げられ、たとえばＮｏｒｌａｎｄ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ（ＮＯＡ６０、ＮＯＡ６１、ＮＯＡ６３、ＮＯＡ６５、ＮＯＡ６８、ＮＯＡ６８Ｔ、ＮＯＡ７１、ＮＯＡ７２、ＮＯＡ７３、ＮＯＡ７４、ＮＯＡ７５、ＮＯＡ７６、ＮＯＡ７８、ＮＯＡ８１、ＮＯＡ８３Ｈ、ＮＯＡ８４、ＮＯＡ８８、ＮＯＡ８９）、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（商標）（Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４およびその他の熱硬化性シリコーン類）、Ｄｙｍａｘ（商標）などによって製造されるものなどが挙げられる。特に、このような材料の非限定的な例が、Ｈｏｗａｒｄ  Ａ．Ｃｌａｒｋによる、“Ｐｉｇｍｅｎｔ−Ｆｒｅｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ”と題され、１９７６年１０月１９日に発行された米国特許第３，９８６，９９７号明細書に記載されており、これには、耐摩耗性コーティングを得るためのコロイダルシリカとヒドロキシル化セスキシロキサンとのアルコール−水媒体中の酸性分散物が記載されている。米国特許第３，９８６，９９７号明細書の記載内容全体が参照により本明細書に援用される。
【００４７】
ポリマー材料のエッジコーティング１２０は、約５μｍ〜約５０μｍの範囲内の厚さを有し、浸漬、塗装、吹き付け、ダイからの計量分配などの当技術分野において周知の方法によって塗布することができる。基材がデバイスの製造に使用される場合、または基材上にパターン化層が形成される場合は、デバイスの加工の前または後のいずれかで、エッジコーティングを基材に塗布することができる。エッジコーティング１２０は、主として機械的機能を果たし、基材のエッジをさらなる損傷から保護することによって、形成時のまたは切断された高強度エッジの高い曲げ強度を保全する。ある実施形態においては、エッジコーティング１２０が透明である必要はない。
【００４８】
少なくとも２つの平行な高強度エッジは仕上げが行われておらず；すなわち、これらは形成されたままの状態であり、機械的または化学的な手段による仕上げは行われておらず；すなわち、これらは研磨もエッチングも行われない。本明細書に記載の少なくとも２つの平行な高強度エッジとエッジコーティング１２０との組合せは、このような仕上げが不要である。したがって、基材１００を製造するための工程段階数は減少し、一方で全体の基材の生産量は増加する。
【００４９】
前述したように、エッジコーティング１２０は、それぞれの高強度エッジの少なくとも一部にコーティングされる。図２および４中に示される例のようなある実施形態においては、エッジコーティングは、高強度エッジに隣接する第１および第２の表面１０２、１０４の一部をさらに覆う。しかし、基材１００は、第１の表面１０２および第２の表面１０４の上に保護コーティングを必要としない。
【００５０】
場合により、当技術分野において公知のものなどの、強化、耐引掻性、反射防止、映り込み防止のコーティングまたはフィルムなどの種々のコーティングまたはフィルムを、基材１００の第１の表面１０２および第２の表面１０４の少なくとも１つに取り付けてもよい。エッジコーティング１２０は、このようなコーティングと同じ組成を有する必要はなく、エッジコーティング１２０を、存在しうるあらゆる他の表面コーティングと同時に塗布する必要もない。たとえば、基材１００を形成した直後にコーティングを第１の表面１０２および第２の表面１０４の少なくとも一方に塗布してもよく、一方、切断またはその他の方法で高強度エッジを基材１００上に形成し、基材１２０上にデバイスを製造した後、または基材１００をデバイス中に組み込む直前に、エッジコーティング１２０を高強度エッジに塗布することができる。
【００５１】
基材１００は、薄い（すなわち、≦０．６ｍｍ、あるいは、≦０．４ｍｍ）などの用途に適したガラス、ガラスセラミック材料、またはセラミック材料を含むか、これらから実質的になるか、またはこれらからなる。基材は、イオン交換によるガラスの化学強化によって形成されるものなどの１つ、複数、または段階的な組成のいずれかを有することができ、一実施形態においては、巻くことができる（すなわち、基材の連続シートを巻き取ることができる）か、または曲げることができる。このようなガラスセラミックおよびセラミック材料の非限定的な例としては、β−スポジュメン、β−石英、ネフェリンなどが挙げられる。
【００５２】
ある実施形態においては、基材１００は、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの１つを含むか、これから実質的になるか、またはこれからなる。一実施形態においては、基材は：６０〜７０ｍｏｌ％のＳｉＯ２；６〜１４ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３；０〜１５ｍｏｌ％のＢ２Ｏ３；０〜１５ｍｏｌ％のＬｉ２Ｏ；０〜２０ｍｏｌ％のＮａ２Ｏ；０〜１０ｍｏｌ％のＫ２Ｏ；０〜８ｍｏｌ％のＭｇＯ；０〜１０ｍｏｌ％のＣａＯ；０〜５ｍｏｌ％のＺｒＯ２；０〜１ｍｏｌ％のＳｎＯ２；０〜１ｍｏｌ％のＣｅＯ２；５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３；および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み；１２ｍｏｌ％≦Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ≦２０ｍｏｌ％および０ｍｏｌ％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０ｍｏｌ％であるアルカリアルミノケイ酸塩ガラスである。別の一実施形態においては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、６４ｍｏｌ％≦ＳｉＯ２≦６８ｍｏｌ％；１２ｍｏｌ％≦Ｎａ２Ｏ≦１６ｍｏｌ％；８ｍｏｌ％≦Ａｌ２Ｏ３≦１２ｍｏｌ％；０ｍｏｌ％≦Ｂ２Ｏ３≦３ｍｏｌ％；２ｍｏｌ％≦Ｋ２Ｏ≦５ｍｏｌ％；４ｍｏｌ％≦ＭｇＯ≦６ｍｏｌ％；および０ｍｏｌ％≦ＣａＯ≦５ｍｏｌ％であり：６６ｍｏｌ％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９ｍｏｌ％；Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０ｍｏｌ％；５ｍｏｌ％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８ｍｏｌ％；（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≦２ｍｏｌ％；２ｍｏｌ％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦６ｍｏｌ％；および４ｍｏｌ％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦１０ｍｏｌ％である。第３の実施形態においては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは：５０〜８０重量％のＳｉＯ２；２〜２０重量％のＡｌ２Ｏ３；０〜１５重量％のＢ２Ｏ３；１〜２０重量％のＮａ２Ｏ；０〜１０重量％のＬｉ２Ｏ；０〜１０重量％のＫ２Ｏ；および０〜５重量％の（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）；０〜３重量％の（ＳｒＯ＋ＢａＯ）；および０〜５重量％の（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）を含み、０≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｎａ２Ｏ≦０．５である。
【００５３】
特定の一実施形態においては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの組成は：６６．７ｍｏｌ％のＳｉＯ２；１０．５ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３；０．６４ｍｏｌ％のＢ２Ｏ３；１３．８ｍｏｌ％のＮａ２Ｏ；２．０６ｍｏｌ％のＫ２Ｏ；５．５０ｍｏｌ％のＭｇＯ；０．４６ｍｏｌ％のＣａＯ；０．０１ｍｏｌ％のＺｒＯ２；０．３４ｍｏｌ％のＡｓ２Ｏ３；および０．００７ｍｏｌ％のＦｅ２Ｏ３である。別の特定の一実施形態においては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスの組成は：６６．４ｍｏｌ％のＳｉＯ２；１０．３ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３；０．６０ｍｏｌ％のＢ２Ｏ３；４．０ｍｏｌ％のＮａ２Ｏ；２．１０ｍｏｌ％のＫ２Ｏ；５．７６ｍｏｌ％のＭｇＯ；０．５８ｍｏｌ％のＣａＯ；０．０１ｍｏｌ％のＺｒＯ２；０．２１ｍｏｌ％のＳｎＯ２；および０．００７ｍｏｌ％のＦｅ２Ｏ３である。アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、ある実施形態においては、リチウムを実質的に含有せず、一方、他の実施形態においては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、ヒ素、アンチモン、およびバリウムの少なくとも１つを実質的に含有しない。
【００５４】
アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、一実施形態においては、ダウンドローが可能であり；すなわち、当技術分野において周知のスロットドロー法またはフュージョンドロー法などの方法によって形成することができる。これらの場合では、ガラスは、少なくとも１３０ｋＰ（１３ｋＰａ・ｓ）の液相粘度を有する。このようなアルカリアルミノケイ酸塩ガラスの非限定的な例は、Ａｄａｍ  Ｊ．Ｅｌｌｉｓｏｎらによる、“Ｄｏｗｎ−Ｄｒａｗａｂｌｅ，Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ  Ｇｌａｓｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｖｅｒ  Ｐｌａｔｅ”と題され２００７年７月３１日に出願された米国特許出願第１１／８８８，２１３号明細書（これは２００７年５月２２日に出願され同じ発明の名称を有する米国仮特許出願第６０／９３０，８０８号明細書の優先権を主張している）；Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる、“Ｇｌａｓｓｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  ａｎｄ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ”と題され２００８年１１月２５日に出願された米国特許出願第１２／２７７，５７３号明細書（これは２００７年１１月２９日に出願され同じ発明の名称を有する米国仮特許出願第６１／００４，６７７号明細書の優先権を主張している）；Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる、“Ｆｉｎｉｎｇ  Ａｇｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ”と題され２００９年２月２５日に出願された米国特許出願第１２／３９２，５７７号明細書（これは２００８年２月２６日に出願され同じ発明の名称を有する米国仮特許出願第６１／０６７，１３０号明細書の優先権を主張している）；Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｊ．Ｄｅｊｎｅｋａらによる、“Ｉｏｎ−Ｅｘｃｈａｎｇｅｄ，Ｆａｓｔ  Ｃｏｏｌｅｄ  Ｇｌａｓｓｅｓ”と題され２００９年２月２６日に出願された米国特許出願第１２／３９３，２４１号明細書（これは２００８年２月２９日に出願され同じ発明の名称を有する米国仮特許出願第６１／０６７，７３２号明細書の優先権を主張している）；およびＫｒｉｓｔｅｎ  Ｌ．Ｂａｒｅｆｏｏｔらによる、“Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ｔｅｍｐｅｒｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ”と題され２００８年８月８日に出願された米国仮特許出願第６１／０８７３２４号明細書に記載されており、これらの記載内容全体が参照により本明細書に援用される。
【００５５】
一実施形態においては、基材１００は、熱強化または化学強化のいずれかが行われたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスを含むか、これから実質的になるか、またはこれからなる。強化アルカリアルミノケイ酸塩ガラスは、第１の表面１０２および第２の表面１０４から各表面の下のある層の深さまで延在する強化表面層を有する。強化された表面層は圧縮応力下にあり、一方、ガラス中で力のバランスをとるために、基材１００の中央領域は張力下または引張応力下にある。熱強化（本明細書においては「熱焼き戻し」とも記載される）においては、基材１００を、ガラスのひずみ点より高いがガラスの軟化点よりも低い温度まで加熱し、ひずみ点よりも低いまで急冷して、ガラスの表面に強化層を形成する。別の一実施形態においては、基材１００は、イオン交換として周知の方法によって化学的に強化することができる。この方法においては、ガラスの表面層中のイオンは、同じ価数または酸化状態を有するより大きなイオンで置換または交換される。特定の一実施形態においては、表面層中のイオンおよびより大きなイオンは、Ｌｉ＋（ガラス中に存在する場合）、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、およびＣｓ＋などの一価のアルカリ金属陽イオンである。あるいは、表面層中の一価陽イオンは、アルカリ金属陽イオン以外のＡｇ＋などの一価陽イオンで置換される場合もある。
【００５６】
イオン交換法は、典型的には、ガラス中のより小さなイオンと交換するためのより大きなイオンを含有する溶融塩浴中にガラスを浸漬することによって行われる。当業者によって理解されているように、限定するものではないが、浴の組成および温度、浸漬時間、１つの塩浴（または複数の浴）中へのガラスの浸漬回数、複数の塩浴の使用、アニール、洗浄などのさらなるステップなどのイオン交換方法のパラメーターは、一般に、ガラスの組成、ならびに強化作業の結果得られる層の所望の深さ、およびガラスの圧縮応力によって決定される。たとえば、アルカリ金属を含有するガラスのイオン交換は、限定するものではないが、より大きなアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融浴中への浸漬によって行うことができる。溶融塩浴の温度は典型的には約３８０℃〜約４５０℃の範囲内であり、一方、浸漬時間は約１５分〜約１６時間の範囲である。しかし、前述のものと異なる温度および浸漬時間を使用してもよい。このようなイオン交換処理では、典型的には、約１０μｍ〜少なくとも５０μｍの範囲の層の深さを有し、約２００ＭＰａ〜約８００ＭＰａの範囲の圧縮応力、および約１００ＭＰａ未満の中央張力を有する強化アルカリアルミノケイ酸塩ガラスが得られる。
【００５７】
イオン交換法の非限定的な例は、本明細書において前述の参照の米国特許出願および仮特許出願に記載されている。さらに、ガラスが複数のイオン交換浴中に浸漬され、浸漬の間に洗浄および／またはアニールステップが行われるイオン交換方法の非限定的な例が、Ｄｏｕｇｌａｓ  Ｃ．Ａｌｌａｎらによる、“Ｇｌａｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”と題され２００８年７月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／０７９，９９５号明細書（異なる濃度の塩浴中で複数の連続的なイオン交換処理の浸漬によってガラスが強化される）；およびＣｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  Ｍ．Ｌｅｅらによる、“Ｄｕａｌ  Ｓｔａｇｅ  Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ”と題され２００８年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／０８４，３９８号明細書（流出イオンで希釈された第１の浴中でのイオン交換の後、第１の浴よりも流出イオン濃度が低い第２の浴中での浸漬によってガラスが強化される）に記載されている。米国仮特許出願第６１／０７９，９９５号明細書および米国仮特許出願第６１／０８４，３９８号明細書の記載内容全体が参照により本明細書に援用される。
【００５８】
本明細書において前述した、エッジ強度の増加した基材の製造方法も提供する。ガラス、ガラスセラミック、およびセラミックの少なくとも１つを含むシートが最初に提供される。このシートは、第１の表面、第２の表面、および少なくとも２つの平行な高強度エッジを有する。本明細書において前述したように、少なくとも２つの平行な高強度エッジは、一実施形態においては、シートのアニール点よりも高い温度までシートを加熱することを含むダウンドロー法、フュージョンドロー法、スロットドロー法、リドロー法などの形成方法によって直接形成される。あるいは、高強度エッジは、限定するものではないが、本明細書に記載されるレーザ切断技術などの高強度切断方法によって形成することもできる。
【００５９】
次に、ポリマーエッジコーティングが、２つの平行な高強度エッジのそれぞれの少なくとも一部の上に堆積されて、基材が形成される。ポリマーエッジコーティング、一実施形態においては、約１０ＧＰａ未満の弾性率を有し、本明細書において前述したようなポリマー材料を含む。基材のそれぞれの高強度エッジは、５０ｍｍの試験長さにわたって２００ＭＰａの応力レベルにおいて２％未満の破壊確率が可能となる４点曲げエッジ強度などの曲げ強度を有する。
【実施例】
【００６０】
以下の実施例により、本明細書に記載の基材および方法の一部の特徴および利点を説明するが、本開示および添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものでは決してない。
【００６１】
フュージョンドロー法によるＣｏｒｎｉｎｇ  ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（商標）アルミノホウケイ酸ガラスサンプルおよび全厚レーザ切断されたエッジのエッジ強度を、４点曲げ試験を使用して試験した。試験した各サンプルの長さは５０ｍｍであり、厚さは０．６３ｍｍであった。２８０ＭＰａの応力レベルに到達してもサンプルが破壊されなかった場合は、所定のサンプルの試験を停止した。
【００６２】
図１０は、低強度エッジを有するサンプルのセット（表１中のデータセット１ならびに、図１０中のグループ１および２）、および本明細書に記載の高強度レーザ切断されたエッジを有するサンプルのセット（データセット２、ならびに図１０中のグループ３および４）で得られた破壊確率のワイブル（Ｗｅｉｂｕｌｌ）プロットである。低エッジ強度を有するとして分類されたサンプルは、「ハックル」として知られる破壊段階および／または面中の剪断およびねじれ欠陥および／または変化を有する全厚レーザ切断されたエッジを有する（図５〜８参照）。このようなハックルは、エッジの破壊の原因となる（図５）。高強度エッジも全厚レーザ切断の製品であるが、レーザ切断パラメーター（たとえば、ガラス基材表面に沿ったレーザの移動速度および急冷ストリーム（存在する場合）の速度、レーザと急冷ストリームとの間の距離など）が、ハックルおよびその他のエッジ欠陥をなくすように最適化されており、したがって高強度エッジが得られる（図４）。
【００６３】
エッジ強度試験は最大２８０ＭＰａの引張応力で行った。エッジ強度試験の結果を表１に列挙しており、これは個々のサンプルが破壊されたときの引張応力の一覧である。用語「レーザ側」は、レーザ切断プロセス中にレーザに曝露したサンプル表面を意味し、一方「裏側」はレーザ側とは反対側のサンプルの側を意味する。サンプルが２８０ＭＰａ以下の引張応力で破壊されなかった場合、そのサンプルはエッジ強度試験に「合格」したと見なし、表１中に「合格」と記載している。
【００６４】
【表１−１】
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【００６５】
【表１−２】
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【００６６】
低強度エッジを有するサンプルの場合、約５０のサンプルのそれぞれの裏側およびレーザ側のデータセット（表１中のデータセット１、ならびに図１０中のグループ１および２）で、２００ＭＰａの応力レベルにおける破壊確率は５％〜３０％の範囲であった。高強度エッジを有するサンプルの裏側およびレーザ側のデータセット（表１中のデータセット２、ならびに表１０中の３および４）は、それぞれが２７個のサンプルからなった。この総数５４個のサンプルの場合、２００ＭＰａ未満の応力レベルで破壊が生じず、各セットで２つのサンプルのみが２８０ＭＰａ未満で破壊した。これらの結果は、２００ＭＰａ以上の応力レベルにおいて＜２％の破壊確率が可能な高強度エッジを得られることを示している。
【００６７】
例証の目的で典型的な実施形態説明してきたが、以上の説明が、本開示のおよび添付の請求項の範囲を限定するものと見なすべきではない。したがって、本開示および添付の請求項の意図および範囲から逸脱することなく、当業者が種々の修正、適合、および代案を見いだしてもよい。
【図１】
2015071533.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１０】
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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】
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