(57)【要約】  カバーガラスおよびガラス組成であって、前記ガラスが７０．５〜７７．０モル％のＳｉＯ2、８．５〜１２．５モル％のＡｌ2Ｏ3、１０．６〜１４．６モル％のＮａ2Ｏ、１．１〜５．１モル％のＫ2Ｏ、０〜３モル％のＢ2Ｏ3、２．８〜５．８モル％のＭｇＯ、０〜３．７モル％のＣａＯを含み；シリカを７０．５〜７７．０モル％含むとカバーガラス全体の密度が下がり；ガラスの密度は２．３〜２．４５ｇ／ｃｍ3の範囲内である。前記ガラスは、少なくとも深さ１０μｍまで、低温でイオン交換可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の組成によるガラス：
ａ．ＳｉＯ2が７０．５モル％〜７７モル％、
ｂ．Ａｌ2Ｏ3が８．５モル％〜１２．５モル％、
ｃ．Ｂ2Ｏ3が０モル％〜３モル％、
ｄ．Ｎａ2Ｏが１０．６モル％〜１４．６モル％、
ｅ．Ｋ2Ｏが１．１モル％〜５．１モル％、
ｆ．ＭｇＯが２．８モル％〜５．８モル％、
ｇ．ＣａＯが０モル％〜３．７モル％、
ｈ．また、０モル％〜０．８モル％の濃度であるような少なくとも一種類の改良剤であり、ＴｉＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ハロゲン化金属、硫酸ナトリウムからなる群から選択される改良剤とする。
【請求項２】
請求項１において請求されているガラスであり、この際ガラスが次の条件のうち少なくとも一つを満たすものであること:
‐ＳｉＯ2のモル％が７０．５モル％〜７７モル％の範囲で可能であり、このためガラスの密度が２．４５ｇ／ｃｍ3未満となり、優先的には２．３〜２．４５ｇ／ｃｍ3となること、
‐Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯモル％の和が１４．５モル％〜２１．７モル％であり、
‐Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのモル％合計値は１１.７〜１６．９モル％の範囲であり、
‐ＭｇＯとＣａＯのモル％合計値は２．８〜６．５モル％の範囲であり、
‐ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3モル％の和が７８．１モル％〜８５．５モル％であり、
‐Ａｌ2Ｏ3および Ｂ2Ｏ3の和が８．１モル％〜１２．５モル％であり、
‐ＲＯ／Ａｌ2Ｏ3の比が０〜０．７の範囲となり、ここにＲはＭｇまたはＣａのいずれかを表し、
‐Ａ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜１．８であり、ＡとはＮａまたはＫのいずれかを表す。また、
‐Ｂ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜０．３６である。
【請求項３】
請求項１において請求されているガラスであり、この際ガラスが次の物性のうち少なくとも一つを有するものであること:
熱膨張係数が７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7／℃の範囲、
液相粘性の対数が６〜７．４の範囲であり、
ヤング率が７２ＧＰａ〜７６ＧＰａの範囲であり、
焼き鈍し温度が５００℃〜７００℃の範囲であり、
【請求項４】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスの厚み範囲は０．３ｍｍ〜２ｍｍ、優先的に０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであるもの。
【請求項５】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスはダウンドロー可能またはスロットダウンまたは型内でのプレス成型可能、または、ローラプレスを通して引き出し加工できる、またはフロートプロセスを通して引き出し加工できるもの。
【請求項６】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスはイオン交換処理され、典型的には、イオン交換後の表面圧縮応力が少なくとも１００ＭＰａまたは表面圧縮層では厚みが少なくとも２１０μｍとなるもの。
【請求項７】
請求項１により請求されるガラスから調製されるガラスカバープレート。
【請求項８】
ガラスカバープレートを含む電子デバイス、ここに、ガラスカバープレートが請求項１により請求されるガラスから調製されるものであること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この開示はガラス組成およびカバーガラスに関する。
【０００２】
特に、この開示は、カバーガラスに引っ掻き耐性があり、高濃度の珪素、低密度、脆さが低く、高強度であることを特徴とするガラス組成およびカバーガラスに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
携帯電話やスマートフォン、パームトップコンピュータ、腕時計、ノートＰＣ、ディスプレイ搭載携帯式ゲームデバイス、ノートブック、テレビ、車載ディスプレイ、タッチスクリーンその他電子デバイス等のデバイスはデバイス(特に搭載されている表示部)を保護する少なくとも１つのガラスカバープレートを含むユビキタスデバイスになった。カバープレートは概して透過的でユーザーは表示を見ることができる。
【０００４】
これらのデバイスに使用されているガラスカバープレートは、不慮の落下、不適切なクリーニング、およびデバイス使用度の増大等様々な原因により破損および/または損傷しやすい。カバーガラスが鋭利な物体と接触またはぶつかるなどして生じることがありうる頻繁な不正な取り扱いや不慮の落下等に耐えるように設計することが望まれる。
【０００５】
さらに、ガラスカバープレーは高強度であり、同時に引っ掻き耐性があり、デバイスがタッチスクリーン画面のようにカバーガラスとしょっちゅう接触したり触られる際引っ掻かれても傷がつかない強度が求められる。
【０００６】
典型的には、ガラスカバーはである、浮遊ガラスプロセス、ダウンドローフュージョンプロセス、スロットドロープロセス、プレス成型可能 (モールディング)プロセス，ローラプレスプロセス等ガラス板の製造プロセスを用いて製造される。
【０００７】
特に、ダウンドローフュージョンプロセス［ダウンドロープロセスとしても既知］は研磨やポリッシュ等後工程が不要な精密火炎研磨表面処理で生産可能である。米国特許３，３３８，６９６と３，６８２，６０９明細書は溶融ガラスフローを成型ウェッジのアイソパイプと言われるエッジやせきを超えさせることを含むフュージョンダウンドロープロセスを開示している。溶融ガラスはアイソパイプの合流する成型表面上を流れ、別の流れは２つの合流する成型表面が出会う頂点または底部で合流し、ガラス板が成形される。従って、融合プロセス中には成形表面と接触しているガラスはガラス板の内側にあり、ガラス板の外表面は接触から免れている。ガラス板のアイソパイプルートキャプチャーエッジ部分の下流に位置づけられている牽引ロールは、ガラス板がアイソパイプから離れるスピードを制御し、完成ガラス板の厚みが制御されやすくする形状である。ガラス板がアイソパイプの付け根から牽引ロールを通り降下するにともない冷め、固形の弾力的ガラス板を形成する。これはさらに処理を受けることができる。
【０００８】
融合技術を使用して品質の良いカバーガラスを得るにはガラスが溶融段階で異種の材料特性をダウンドロープロセスやその他の板製造プロセス中に指定限界値以内に制御する必要がある。
【０００９】
このような材料特性の一つにはガラスの液相粘性がある。アイソパイプから出るときのガラスの粘性を１０5ポワーズ辺りより大きい値に維持することが必要である。これを維持しないとガラス板の幅に均一な平坦性および厚みを制御できなくなり、ガラス板をディスプレイ用途には不適にしてしまう。
【００１０】
もう一つ重要な要因はガラス基質の液相粘性である。液相温度を低く抑えつつダウンドロープロセスその他製造プロセスでの液相粘性を高めることが望まれる。液相温度をより低くし液相粘性をより高くできればガラスの成形プロセス中の結晶化耐性を高めることができる。成形はガラスの粘性が約１０4〜１０5ポワーズから開始されるので、ガラスの液相粘性が約１０5ポワーズより大きくすることが望まれる。
【００１１】
さらに、基質ガラスはＴＦＴ製造中の薬品処理および使用中の環境条件への長期的露出中に高耐久性を持つことが望ましい。
【００１２】
また、カバーとしてはさらにガラスは軽量デバイスであるノートＰＣ、時計、携帯機器等の携帯式デバイスで使用される。重要な部分を形成する基質ガラスは比較的軽量であるべきで、そのため基質ガラス自体が軽量であることが条件となる。
【００１３】
さらに、軽量とはガラスの厚みはより少なく、携帯デバイス用途にはこの厚みが約１．１ｍｍ未満、より望まれるのは約０．７ｍｍ未満、さらに、最も望まれるのは約０．５ｍｍ未満である。必要な厚みのガラスを製造できることが必要であり、また、こうしたガラスの製造に適しているガラス組成とすることも必要になる。こうした場合ガラスは溶融されて、目的の厚みを持つ薄板に延ばされる。
【００１４】
さらに、基質ガラスの熱膨張係数（ＣＴＥ）は低いこと、典型的には、約７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7／℃の範囲であることが望ましく、この場合ＣＴＥがほぼ８０ｘ１０-7／℃のソーダライムガラスプロセスで使用できるようになる。
【００１５】
さらに、電子デバイスのタッチスクリーンに使用されている画面やガラスは典型的にイオン交換法で化学的に強化されている。ガラスのイオン化学的強化イオン交換法はガラスを追加的に強化する。イオン交換手順は、ガラス板を加熱ガラス板をガラス表面に存在するイオンより大きい半径のイオン加熱溶液で化学処理した後で行われ、この際小型イオンを大型イオンで置換している。典型的に小型イオンとはナトリウムイオンでありカリウム等これより大きいイオンで置換される。
【００１６】
「ソーダライム」ガラスのようなガラスがフロートプロセスにより大規模板ガラス製造と互換であるが、特に、ダウンドロープロセス法によっては成形できないことは周知である。ソーダガラスの粘性は液相温度が高いことにより低すぎるからである。ガラス板の成形のために上述のいずれのプロセスを使用しても成形できるようなガラスを得ることが望まれる。
【００１７】
また市販ソーダライムガラスの密度はほぼ２．５ｇ／ｃｃとディスプレイ用カバーガラス用途にはガラスが重くなってしまう。
【００１８】
上述の属性または物性はカバーガラス組成により影響を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
目的
この開示の目的の一部を以下に記述する。
【００２０】
この開示の目的は先行例の持つ１つまたはそれ以上の問題を改善するまたは少なくとも有用な代替手段を提供するにある。
【００２１】
この開示のさらに１つの目的はほぼ上述すべての属性を満たすと同時に密度が２．４５ｇ／ｃｃ未満であるようなカバーガラス用のカバーガラスおよびガラス組成を提供することにある。
【００２２】
また、この開示のさらに１つの目的はダウンドロープロセスまたは浮遊ガラスプロセスまたはスロットドロープロセスまたはプレス成型可能 (モールディング)プロセスまたはローラプレスプロセスに適するカバーガラスおよびガラス組成を提供することである。
【００２３】
また、この開示のさらに１つの目的は高粘性カバーガラスおよびガラス組成を提供するにある。
【００２４】
また、この開示のさらに１つの目的は高液相粘性を持つカバーガラスおよびガラス組成を提供するにある。
【００２５】
この開示のさらに１つの目的は軽量カバーガラスの提供にある。
【００２６】
この開示のさらに１つの目的は熱膨張係数が７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7／℃の範囲のカバーガラスを提供することにある。
【００２７】
この開示のもう一つの目的は携帯電話やスマートフォン、テレビ、パームトップコンピュータ、腕時計、ノートＰＣ、ディスプレイ搭載携帯式ゲームデバイス、ノートブック、車載ディスプレイ、タッチスクリーンその他電子デバイスにおいて使用されるカバーガラス組成を得ることにある。
【００２８】
この開示のさらに１つの目的は成形されるガラスがイオン交換可能なガラス組成を得ることである。
【００２９】
この開示のさらに１つの目的はダウンドロープロセス、浮遊ガラスプロセス、スロットドロープロセス、プレス成型可能プロセス、ローラプレスプロセス等を含むガラス成形プロセスのいずれを用いてもガラスを成形できるようなガラス組成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
発明の要約
この開示の以上のおよびその他の目的はほぼすべてこの開示により扱われている。
【００３１】
この開示に従い、ＳｉＯ2濃度７０．５モル％から７７．０モル％、Ａｌ2Ｏ3は８．５モル％〜１２．５モル％、Ｎａ2Ｏが１０．６モル％〜１４．６モル％、Ｋ2Ｏが１．１モル％〜５．１モル％、Ｂ2Ｏ3が１．０モル％〜３モル％、ＭｇＯでは２．８モル％〜５．８モル％、ＣａＯが０モル％〜３．７モル％および少なくとも一種類の精製剤が０モル％〜０．８モル％からなる組成のガラスを提供する。この精製剤はＴｉＯ2、ＡＳ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ハロゲン化金属、硫酸ナトリウムから構成される群から選択される。
【００３２】
典型的には、シリカを７０．５モル％〜７７．０モル％含むとカバーガラス全体の密度が下がる。典型的には、ガラスの密度は２．３〜２．４５ｇ／ｃｍ3の範囲であり、この際ガラスは融合引き出しプロセスを使用するダウンドロー可能である。
【００３３】
一つの実施例に従うガラスは下記条件のうち少なくとも一つを満たしている。
‐Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯのモル％合計値は１４．５モル％〜２１．７モル％の範囲である。
‐Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのモル％合計値は１１．７〜１６．９モル％の範囲である。
‐ＭｇＯとＣａＯのモル％合計値は２．８〜６．５モル％の範囲である。
‐ＳｉＯ2および Ａｌ2Ｏ3のモル％合計値は７８．１〜８５．５モル％の範囲である。
‐Ａｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3のモル％合計値は８．１〜１２．５モル％の範囲である。
‐ＲＯ／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜０．７であり、ここに、ＲとはＭｇまたはＣａのいずれかを表す。
‐Ａ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜１．８であり、ＡとはＮａまたはＫのいずれかを表す。また、
‐Ｂ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜０．３６である。
【００３４】
この開示に従いガラスは熱膨張係数が７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7／℃の範囲を示し、液相粘性の対数は６〜７．４、ヤング率範囲が７２ＧＰａ〜７６ＧＰａ、焼きなまし温度範囲が５００〜７００℃である。
【００３５】
この開示の実施例に従いガラスはダウンドロー可能またはスロットダウンまたは型の中でプレス成型可能またはローラプレスで圧延可能またはフロートプロセスでの引き出し加工可能なものである。
【００３６】
この開示の一実施例においてガラスはイオン交換による化学的に強化が可能であり、先行例において既知の成形プロセスいずれを用いても成形可能な組成を持つ。この成形プロセスにはダウンドロープロセス、浮遊ガラスプロセス、スロットドロープロセス、プレス成型可能プロセス、ローラプレスプロセス等が挙げられる。
【００３７】
この開示に従いガラスは深さ１０μｍまたはそれ以上までイオン交換処理することができる。
【００３８】
別の実施例に従うガラスは圧縮応力が少なくとも１００ＭＰａ、層深さが少なくとも１０μｍおよび厚みは少なくとも０．３ｍｍのものである。
【００３９】
この開示によるもう一つの局面に従いこの開示により製造されるガラスから調製されるガラスカバープレートが提供される。
【００４０】
この開示によるもう一つの局面に従いガラスカバープレートから構成される電子デバイスが提供されるが、ここにおいては同ガラスカバープレートがこの開示に基づくガラス製である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
発明の詳細な説明
ここでは実施例およびそれらの異種の特長および有益な詳細が下記の説明にのみ限定されないような実施例を参考にして説明される。周知のコンポーネントやプロセス技術の説明は省略し実施例が不要にわかりづらくならないよう配慮されている。ここにおいて使用される事例は実施例の応用方法をわかり易くし、さらに実施例の実践に必要な技巧においての技能を理解しやすくするための単なる参考とすることのみが意図されている。
【００４２】
従って、事例により本発明における実施例の範囲を限定するものと解釈されることはできない。
【００４３】
この開示はガラス組成およびカバーガラスに関する。この開示の発明者らは、特に、引っ掻き耐性があり、高濃度の珪素、低密度、脆さが低く、高強度を特徴とするカバーガラスを開発した。ガラスカバーは携帯電話やスマートフォン、テレビ、パームトップコンピュータ、腕時計、ノートＰＣ、ディスプレイ搭載携帯式ゲームデバイス、ノートブック、車載ディスプレイ、タッチスクリーンその他電子デバイスにおいて使用され得る。
【００４４】
この開示に従い、ガラスは次の主成分から構成される。シリカ（ＳｉＯ2）、酸化アルミ（Ａｌ2Ｏ3）、三酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）、ＭｇＯやＣａＯ等の無機塩基酸化物（ＡＥＯ）、Ｎａ2ＯやＫ2Ｏ等の塩基性金属酸化物。
【００４５】
この開示に従いシリカ（ＳｉＯ2）がガラスの基本成分であり、この際前者(この場合シリカ)が基材または網を成す。主成分のみではガラスを組成できるとはいえ特殊なケースでの融点(特に生成素材がシリカの場合)がガラスを商業ベースで融解するには無理があるほど高くなる。この開示に従いガラスには７０．５モル％〜７７モル％と高濃度の珪素を含む。シリカの密度は２．２ｇ／ｃｍ3であることから高濃度の珪素はカバーガラス全体の密度を下げる。
【００４６】
この開示に従うガラスは各種の酸化物を主として含み、モル百分率で濃度を示す。この開示に従いガラスに含まれるＡｌ2Ｏ3（モル百分率）範囲が８．５〜１２．５％であり、この場合Ａｌ2Ｏ3がガラスの粘性を高める。
【００４７】
この開示に従いガラスにはＢ2Ｏ3が０〜３モル％含まれている。
【００４８】
この開示に従い塩基性金属酸化物はガラスの融点を下げ、液相温度も下げる。この開示のガラスに含まれる塩基性金属酸化物にはＮａ2ＯとＫ2Ｏが含まれる。特に、この開示に従いＮａ2Ｏを使用するとイオン交換を可能にし、強度が相当増したガラスを製造することができる。この開示に従いＮａ2Ｏは１０．６〜１４．６モル％の範囲で提供される。この開示に従いガラスには酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）が１．１〜５．１モル％提供されており、Ｋ2Ｏが低液相温度とともにガラスの粘性をも低減する。
【００４９】
この開示に従いＭｇＯやＣａＯ等の無機塩基酸化物を添加するとガラス成形剤により形成されるガラス網が修正されて、融点を下げ、これに伴い精製等別のガラス成形工程を改善できる。この開示に従いＭｇＯとＣａＯはそれぞれ２．８〜５．８モル％および０〜４．５モル％の範囲の改良剤として使用される。
【００５０】
この開示の発明者らは屈折指数およびガラスの内生的強度を改良する添加剤として二酸化チタン（ＴｉＯ2）含有ガラスも開発した。ＴｉＯ2は０〜０．７モル％の濃度で使用される。
【００５１】
この開示によるガラス組成事例を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2014527015.tif 000002
【００５３】
2014527015.tif 000003
【００５４】
2014527015.tif 000004
【００５５】
2014527015.tif 000005
【００５６】
2014527015.tif 000006
【００５７】
2014527015.tif 000007
【００５８】
2014527015.tif 000008
【００５９】
2014527015.tif 000009
【００６０】
この開示に従いＢ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯのモル％合計値は１４．５〜２１．７モル％の範囲であり、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯの酸化物はフラックスとして使用される。フラックスとは連続製造プロセスに適すように融点を調整するために使用される。融点１６５０℃未満とするため、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯのモル％合計値は１４．５〜２１．７モル％とする。
【００６１】
この開示に従いＮａ2ＯとＫ2Ｏのモル％合計値は１１．７〜１６．９モル％の範囲である。塩基性金属酸化物はガラスの低液相温度と融点降下に役立つ。Ｎａ2Ｏはイオン交換有効化のために使用され、この場合Ｎａ2Ｏの投入濃度は１０．６〜１４．６モル％の範囲である。酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）は液相温度低下のために使用され、ここに、Ｋ2Ｏがガラスの粘性をＮａ2Ｏよりはるかに減少させることは周知である。この開示に従いＫ2Ｏの濃度は１.１〜５．１モル％の範囲である。
【００６２】
この開示に従いＢ2Ｏ3は融点降下のために添加される成分であるフラックスとして使用される。
【００６３】
この開示に従いＭｇＯとＣａＯのモル％合計値は２．８〜６．５モル％の範囲である。ＭｇＯは総塩基性金属酸化物の濃度がＡｌ2Ｏ3より多いときに最も効果を発揮するフラックスである。ＭｇＯ濃度が低いとフォルステライト(Ｍｇ２ＳｉＯ４)が生成され、ＭｇＯ濃度が高いと、ガラスの融点は目的範囲内になることはできても、液相温度が高くなりすぎ、ガラスの液相粘性が低くなりすぎることが考えられる。少なくともＣａＯまたはＢ2Ｏ3のうち一つを添加するとＭｇＯ含有組成物の液相温度は下がる。
【００６４】
この開示に従いＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3のモル％合計値は７８．１〜８５．５モル％の範囲である。Ａｌ2Ｏ3はガラス粘性を増大する。Ａｌ2Ｏ3濃度が高くなるとガラスの粘性が極めて高くなると同時に液相温度も極めて上昇するが、これは塩基の総濃度（Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合計)をＡｌ2Ｏ3の濃度より高くすることにより制御される。この開示に従いＳｉＯ2の濃度はガラスの全体密度を優先的には２．４２ｇ／ｃｍ3未満の値まで削減するために高くされている。高濃度ＳｉＯ2の存在によるガラスの融点上昇もＮａ2ＯやＫ2Ｏを提供することにより相殺される。
【００６５】
この開示に従いＡｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3の合計は８．１〜１２．５モル％の範囲になる。
【００６６】
この開示に従いＲＯ／Ａｌ2Ｏ3の比の範囲は０〜０．７の間になり、ここに、ＲとはＭｇまたはＣａのいずれかを表す。
【００６７】
この開示に従いＡ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3の比は０〜１．８の範囲におよび、ここにＡとはＮａまたはＫのいずれかを表す。
【００６８】
この開示に従いＢ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3の比は０〜０．３６の範囲である。
【００６９】
この開示に従いＡＳ2Ｏ3を添加物として０〜０．７モル％の範囲で含むガラスも提供される。ここに、ＡＳ2Ｏ3は清澄剤として機能しおよび気泡や気体混入を溶融ガラスから除去する際にも促進機能を果たす。
【００７０】
さらに、この開示に従いＳｂ2Ｏ3を添加物として０〜０．８モル％の範囲で含むガラスも提供される。ここに、Ｓｂ2Ｏ3は清澄剤として機能しおよび気泡や気体混入を溶融ガラスから除去する際にも促進機能を果たす。
【００７１】
上述の清澄剤に加え、ハロゲン化金属および硫酸ナトリウムも清澄剤といて使用することができる。
【００７２】
この開示に従いガラスには高い液相粘性が得られ、しかも軽量となる。ガラスの液相粘性対数は６〜７．４の範囲に及んでいる。
【００７３】
この開示に従いガラスは熱膨張係数範囲が７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7／℃の間に渡る。
【００７４】
この開示に従いガラスの有利な点は高粘性、典型的には１０6ポワーズレベルと高い。
【００７５】
この開示に従いガラスはダウンドロー可能またはスロットドロー可能である。
【００７６】
この開示に従いガラス密度は２．４５ｇ／ｃｍ3未満、優先的に２．３〜２．４５ｇ／ｃｍ3の範囲とする。
【００７７】
この開示に従いガラスのヤング率範囲は７２〜７６ＧＰａの間である。
【００７８】
この開示に従いガラスの焼き鈍し温度は５００℃〜７００℃の範囲である。
【００７９】
この開示に従いガラスは電子デバイスおよびガラス板用カバープレートの製造に使用される。
【００８０】
この開示に従いガラスは厚みが０．３ｍｍ〜２ｍｍ、優先的には０．３ｍｍ〜１．１ｍｍ、最も優先的には０．４ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。
【００８１】
この開示に従いガラスはイオン交換で化学的に強化でき、先行例において既知のダウンドロープロセス、浮遊ガラスプロセス、スロットドロープロセス、プレス成型可能プロセス、ローラプレスプロセス等成形プロセスのどれを使用しても成形可能な組成を持つ。この開示に従いイオン交換はガラスがイオン交換プロセスで強化されるプロセスであり、この際成形されるガラス板はＫＮＯ3を含む塩浴により５時間以上および温度４００℃以上で化学的に処理される。
【００８２】
この開示に従いガラスは深さ１０μｍまたはそれ以上までイオン交換処理することができる。
【００８３】
さらに、この開示に従い調製されるガラスはイオン交換プロセスが上述の手順で実行される場合、圧縮応力が少なくとも１００ＭＰａ、層の深さが少なくとも１０μｍおよび厚みが少なくとも０．３ｍｍのものである。圧縮応力はガラス板表面層に含まれる塩基性金属イオンの化学的強化中に半径が大きい塩基性金属イオンで代替されることにより生じる応力である。
【００８４】
一つの実施例においては、カリウムイオンは表面層においてはナトリウムイオンで置換され、ガラス板の圧縮応力が少なくとも１００ＭＰａを示すことが観測されている。
【００８５】
この開示によるもう一つの局面に従いガラスカバープレートから構成される電子デバイスが提供されるが、ここにおいては同ガラスカバープレートがこの開示に基づくガラス製である。
【００８６】
この明細書を一貫して「から構成される」「を含んでいる」「による組成」等の表現は表記された要素、整数、または手順、要素、整数または手順の群を含んでいるが、表記されていないその他の要素、整数または手順、要素、整数または手順の群を除外しているわけではない。
【００８７】
また、「少なくとも」または「少なくとも一つ」という表現は一つまたはそれ以上の要素または成分または数量の使用を示唆しており、当該の使用とは開示内容の実施例に含まれ目的の対象物または結果を一つまたはそれ以上達成するためのものである。
【００８８】
この明細書に記載されている文書、行為、材料、デバイス、品目等の議論は開示のための文脈を提供することのみを目的としている。これらの事項の一部または全てが先行例基盤の一部を構成するまたはこの用途の出願日以前に周知であったために開示内容に関連する分野における既存の知識であったという譲歩として解釈されるべきものではない。
【００８９】
様々な物理的パラメータ、寸法または数量について言及されている数値は単なる近似値であり、パラメータ、寸法または数量に割り当てられている数値より高い/低い値が、これらとは反意の記載が明細書に無い限り、この開示の対象範囲内に該当するものであることが意図されている。
【００９０】
上述の特定実施例はこの開示における実施例の包括的性質を―現状の知識を適用すると他者でも以上の特定の実施例を異種用途のために容易に変更および/または適合させることができ、その際に派生概念から乖離することがなく、従って、そのような適合や変更が開示された実施例の意味および等価的範囲において理解されるべきでありまた理解されるように意図されているような仕方で―明らかにしている。この開示において使用されている句または用語の使用法が記述のために使用されており、限定するために使用されているのではないものとして理解される。従って、当実施例が優先実施例に基づいて記述された一方、この分野における技能を持つ者ならこの開示における実施例が記載された実施例の意図および適用範囲で修正すると応用可能であることを認識できる。
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月19日(2012.12.19)
【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】
次の組成を持つガラス：
ａ．ＳｉＯ2が７０．５モル％〜７７モル％、
ｂ．Ａｌ2Ｏ3が８．５モル％〜１２．５モル％、
ｃ．Ｂ2Ｏ3が０モル％〜３モル％、
ｄ．Ｎａ2Ｏが１０．６モル％〜１４．６モル％、
ｅ．Ｋ2Ｏが１．１モル％〜５．１モル％、
ｆ．ＭｇＯが２．８モル％〜５．８モル％、
ｇ．ＣａＯが０モル％〜３．７モル％、
ｈ．０モル％〜０．８モル％である少なくとも一つの改良剤であり、この改良剤はＴｉＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ハロゲン化金属、硫酸ナトリウムからなる群から選択され、この組成がフッ素（Ｆ2）およびＣｅＯ2を含有していないものであること。
【請求項２】
請求項１において請求されているガラスであり、この際ガラスが次の条件のうち少なくとも一つを満たすものであること：
‐ＳｉＯ2のモル％が７０．５モル％〜７７モル％の範囲で可能であり、このためガラスの密度が２．４５ｇ／ｃｍ3未満となり、
‐Ｂ2Ｏ3、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯモル％の和が１４．５モル％〜２１．７モル％であり、
‐Ｎａ2ＯとＫ2Ｏのモル％合計値は１１．７〜１６．９モル％の範囲であり、
‐ＭｇＯとＣａＯのモル％合計値は２．８〜６．５モル％の範囲であり、
‐ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3のモル％合計値は７８．１〜８５．５モル％の範囲であり、
‐Ａｌ2Ｏ3とＢ2Ｏ3のモル％合計値は８．１〜１２．５モル％の範囲であり、
‐ＲＯ／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜０．７であり、ここに、ＲとはＭｇまたはＣａのいずれかを表し、
‐Ａ2Ｏ／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜１．８であり、ＡとはＮａまたはＫのいずれかを表す。また、
‐Ｂ2Ｏ3／Ａｌ2Ｏ3比の範囲は０〜０．３６である。
【請求項３】
請求項１において請求されているガラスであり、この際ガラスが次の物性のうち少なくとも一つを有すること：
‐熱膨張係数が７２ｘ１０-7／℃〜７６ｘ１０-7/℃の範囲、
‐液相粘性の対数が６〜７．４の範囲であり、
‐ヤング率が７２ＧＰａ〜７６ＧＰａの範囲であり、また、
‐焼き鈍し温度が５００℃〜７００℃の範囲である。
【請求項４】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスの厚み範囲は０．３ｍｍ〜２ｍｍである。
【請求項５】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスはダウンドロー可能またはスロットダウンまたは型内でのプレス成型可能、または、ローラプレスを通し引き出し加工できる、またはフロートプロセスを通して引き出し加工できるもの。
【請求項６】
請求項１に請求されているガラス、ここにガラスはイオン交換処理され表面圧縮応力が少なくとも１００ＭＰａまた厚みが少なくとも３００μｍとなるもの。
【請求項７】
カバープレートとして構成されている請求項１に請求されているガラス。
【請求項８】
ガラスカバープレートを含む電子デバイス、ここに、ガラスカバープレートが請求項1により請求されるガラスから調製されるものであること。
【国際調査報告】
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