(57)【要約】【課題】圧縮層測定の容易化を図るとともに、短時間の処理でもイオン交換性能を十分に発揮させることによって効率的に製造することができ、機械的強度を向上させることができるカバーガラス及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％、Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及びＢ2Ｏ3：０〜３モル％未満が含有されてなるカバーガラス及び（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形してガラス基板を得、（３）得られたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含むカバーガラスの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％、
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満、を含有するカバーガラス。
【請求項２】
さらに、ＭｇＯ：３〜１５モル％を含有する請求項１記載のカバーガラス。
【請求項３】
Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：１５．５〜３０モル％を含有する請求項１又は２に記載のカバーガラス。
【請求項４】
Ｎａ2Ｏを１２モル％より多く含有する請求項１から３のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項５】
モル％換算で、Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０より大であり、かつ０．２以下である請求項１〜４のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項６】
（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、
（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形して、
ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び、
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満、を含有するガラス基板を得、
（３）得られたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含むカバーガラスの製造方法。
【請求項７】
主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％、
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満、を含有する強化ガラス。
【請求項８】
主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：４５〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3：５〜２５質量％、
Ｎａ2Ｏ：９〜２５質量％、
Ｌｉ2Ｏ：０質量％より多く、２．５質量％以下、
Ｂ2Ｏ3：０〜３質量％及び
ＭｇＯ：０質量％より多く、１０質量％以下を含むカバーガラス。
【請求項９】
さらに、Ｋ2Ｏ：０〜１５質量％を含み、
質量％換算でＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０．１１以上である請求項８に記載のカバーガラス。
【請求項１０】
さらに、ＺｒＯ2：０〜５質量％を含む請求項８又は９に記載のカバーガラス。
【請求項１１】
さらに、Ｋ2Ｏ：０〜１５質量％を含み、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏが３０質量％以下である請求項８〜１０のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項１２】
ＳｉＯ2−１／２Ａｌ2Ｏ3が５７．５質量％以下である請求項８〜１１のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項１３】
前記圧縮応力層は、圧縮応力が４００ＭＰａ以上であり、かつ応力深さが２０μｍ以上である請求項８〜１２のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項１４】
Ｋ2Ｏ：０質量％より多く、１０質量％以下である請求項８〜１３のいずれか１つに記載のカバーガラス。
【請求項１５】
（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、
（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形して、
ガラス組成として、
ＳｉＯ2：４５〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3：５〜２５質量％、
Ｎａ2Ｏ：９〜２５質量％、
Ｌｉ2Ｏ：０質量％より多く、２．５質量％以下、
Ｂ2Ｏ3：０〜３質量％及び
ＭｇＯ：０質量％より多く、１０質量％以下を含有するガラス基板を得、
（３）得られたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含むカバーガラスの製造方法。
【請求項１６】
前記圧縮応力層を形成する工程において、圧縮応力が４００ＭＰａ以上であり、かつ応力深さが２０μｍ以上の圧縮応力層を形成する請求項１５に記載のカバーガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カバーガラス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、薄板のガラスが、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ＦＰＤ等の液晶画面等を保護するカバーガラス又は携帯端末装置の筐体用のカバーガラスとして用いられている。近年においては、これら携帯電話機及びＰＤＡ等はより薄型、高機能化の傾向にあり、高い機械的強度が求められている。そのために、薄板のガラス基板の強度を化学的に強化した強化ガラスが、カバーガラスとして用いられている。
【０００３】
このような強化ガラスは、例えば、イオン交換処理によって化学強化される。イオン交換処理は、一般に、３５０〜５５０℃程度の温度のカリウム及び／又はナトリウムを含む溶融塩にガラスを浸漬することによって、ガラス表面におけるナトリウムイオンやリチウムイオンをイオン交換塩中のカリウムイオン又はナトリウムイオンと交換して、ガラス表面に圧縮応力層を形成する方法である。
【０００４】
このようなことから、強化ガラスを製造するガラス材として、種々の組成のガラスが開発されている。特に、上述した化学強化されたカバーガラス等を製造するために、機械的強度及び耐熱性の高いガラスが提案されている（例えば、特許文献１等）。
【０００５】
この強化ガラスでは、例えば、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの含有量を規定するなど、イオン交換成分を組み合わせて用いるが、Ｌｉ2Ｏを実質的に含有していない。これによって、ガラスの失透性、熱膨張係数及び耐熱衝撃性、応力緩和値等を考慮しながら、歪点等の向上を図っている。
歪点が高くなると、ガラス転移温度（Ｔｇ）も高まる傾向があり、耐熱性の向上という観点からは良好な特性を有する。しかし、そのガラス組成に対応した所定の圧縮応力値を確保し得る最適なイオン交換処理温度が上昇する。例えば、特許文献１の段落８４等に記載されているように、比較的低温（４４０〜４５０℃)でイオン交換処理を行う場合、好ましい圧縮応力層深さである２０μｍ以上を得るには、６時間程度の時間が必要となる。このように、製造効率を著しく低下させるという課題が生じる。
【０００６】
Ｌｉ2Ｏを含有させるとガラス転移点を効果的に低減させることができる。またイオン交換時間を短縮できると考えられる。しかし、Ｌｉ2Ｏを多量に含有させると、例えば、連続的に行われるイオン交換処理時に溶融塩（イオン交換塩）のＬｉ濃度が短期間で上昇するため、イオン交換が阻害されることで、圧縮応力の低下を招くという課題が生じる。
【０００７】
さらに、Ｌｉ2Ｏを多くガラス組成に含有させることで、Ｔｇを効率的に低減させることができる。また、イオン交換能を向上させることができる。よって、種々のガラス組成に対してＬｉ2Ｏを含有させたガラスが提案されている（例えば、特許文献２及び３等）。
【０００８】
一般に、強化ガラスに必要とされる応力をもたらす圧縮応力層は、上述したように、ガラス表面におけるナトリウムイオンやリチウムイオンとイオン交換塩中のカリウムイオンやナトリウムイオンとを交換することによって形成される。その応力の指標となる圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みは、通常、これらのイオン交換によって変化したガラス表面の屈折率（言い換えると「複屈折性」）を、強化ガラスそのままの形態で、線条模様として観察することにより、求められる。
【０００９】
しかし、Ｌｉ2Ｏを多量に含有させると、上述した屈折率に起因する線条模様が観察できず、強化ガラスの形態を保持したままでは圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができない。あるいは薄い線条模様を観察できたとしても、正確な圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができないことがある。従って、得られた強化ガラスの強度を測定するためには、強化ガラス板を破壊する必要が生じる。また、その測定にいたるまでの工程が煩雑になるなどの新たな課題が生じる。
このようなことから、イオン交換処理温度の低下及びイオン交換時間の短縮と、圧縮応力層の測定の容易性及び耐熱性との間などのトレードオフとなる関係のバランスを図ることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１８００７６号公報
【特許文献２】特開２００４−１３１３１４号公報
【特許文献３】ＵＳ２００９／０１４２５６８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、圧縮応力層測定の容易化を図るとともに、イオン交換能を向上させることによって効率的に製造することができるカバーガラス及びその製造方法を提供することを１つの目的とする。
また、イオン交換性能を向上させ、良好な機械的強度を有するカバーガラス及び短時間の処理でもイオン交換性能を十分に発揮させることができ、機械的強度を向上させることができるカバーガラスの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下の発明を含む。
［１］主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％、
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満、を含有するカバーガラスＡ。
［２］さらに、ＭｇＯ：３〜１５モル％を含有する［１］記載のカバーガラスＡ。
［３］Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ：１５．５〜３０モル％を含有する［１］又は［２］に記載のカバーガラスＡ。
［４］Ｎａ2Ｏを１２モル％より多く含有する［１］から［３］のいずれか１つに記載のカバーガラスＡ。
［５］モル％換算で、Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０より大であり、かつ０．２以下である［１］〜［４］のいずれか１つに記載のカバーガラスＡ。
［６］（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、
（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形して、
ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び、
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満、を含有するガラス基板を得、
（３）得られたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含むカバーガラスＡの製造方法。
［７］主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：５０〜７０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２０モル％、
Ｎａ2Ｏ：５〜２５モル％、
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、２．５モル％以下、
Ｋ2Ｏ：０〜５．５モル％及び
Ｂ2Ｏ3：０〜３モル％未満を含有する強化ガラスＡ。
【００１３】
［８］主表面に圧縮応力層を有し、ガラス組成として、
ＳｉＯ2：４５〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3：５〜２５質量％、
Ｎａ2Ｏ：９〜２５質量％、
Ｌｉ2Ｏ：０質量％より多く、２．５質量％以下、
Ｂ2Ｏ3：０〜３質量％及び
ＭｇＯ：０質量％より多く、１０質量％以下を含むカバーガラスＢ。
［９］さらに、Ｋ2Ｏ：０〜１５質量％を含み、
質量％換算でＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が０．１１以上である［８］に記載のカバーガラスＢ。
［１０］さらに、ＺｒＯ2：０〜５質量％を含む［８］又は［９］に記載のカバーガラスＢ。
［１１］さらに、Ｋ2Ｏ：０〜１５質量％を含み、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏが３０質量％以下である［８］〜［１０］のいずれか１つに記載のカバーガラスＢ。
［１２］ＳｉＯ2−１／２Ａｌ2Ｏ3が５７．５質量％以下である［８］〜［１１］のいずれか１つに記載のカバーガラスＢ。
［１３］前記圧縮応力層は、圧縮応力が４００ＭＰａ以上であり、かつ応力深さが２０μｍ以上である［８］〜［１２］のいずれか１つに記載のカバーガラスＢ。
［１４］Ｋ2Ｏ：０質量％より多く、１０質量％以下である［８］〜［１３］のいずれか１つに記載のカバーガラスＢ。
［１５］（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、
（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形して、
ガラス組成として、
ＳｉＯ2：４５〜７０質量％、
Ａｌ2Ｏ3：５〜２５質量％、
Ｎａ2Ｏ：９〜２５質量％、
Ｌｉ2Ｏ：０質量％より多く、２．５質量％以下、
Ｂ2Ｏ3：０〜３質量％及び
ＭｇＯ：０質量％より多く、１０質量％以下を含有するガラス基板を得、
（３）得られたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含むカバーガラスＢの製造方法。
［１６］前記圧縮応力層を形成する工程において、圧縮応力が４００ＭＰａ以上であり、かつ応力深さが２０μｍ以上の圧縮応力層を形成する［１５］に記載のカバーガラスＢの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧縮応力層測定の容易化を図ったカバーガラスを製造することができるとともに、イオン交換能を向上させて、効率的にカバーガラスを製造することができる。
また、別の観点から、機械的強度に優れたカバーガラスを提供することができる。
さらに、イオン交換性能を向上させて、短時間でも十分なイオン交換処理を行うことができ、カバーガラスの生産効率を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願においては、カバーガラスは、強化ガラスの一用途を示す用語であり、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ＦＰＤ等の携帯電子機器の表示画面等を保護する部材、太陽電池を保護する部材、あるいは携帯端末装置などの筐体に用いられる部材を主に示すものとする。ここで、表示画面等を保護する部材は、タッチパネル用途を兼ね備えるものであってもよい。
また、強化ガラスとは、化学強化後のガラス板を意味し、ガラス基板とは、化学強化前のガラス板のことを意味する。
【００１６】
[カバーガラス]
本実施形態のカバーガラスは、その主表面に圧縮応力層を有している。また、その端面にも圧縮応力層が形成されている。
（カバーガラスＡの組成）
カバーガラスＡのガラス組成としては、
ＳｉＯ2：４５〜８０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２５モル％、
Ｎａ2Ｏ：３〜３０モル％、
Ｌｉ2Ｏ：０モル％より多く、４モル％未満、
Ｋ2Ｏ：０〜１０モル％及び
Ｂ2Ｏ3：０〜１０モル％が挙げられる。
特に好ましいガラス組成としては、上述した［１］のガラス組成が挙げられる。
【００１７】
（カバーガラスＢの組成）
カバーガラスＢのガラス組成としては、
ＳｉＯ2：４５〜７５質量％、
Ａｌ2Ｏ3：３〜２５質量％、
Ｎａ2Ｏ：３〜３０質量％、
Ｌｉ2Ｏ：０質量％より多く、２．５質量％以下、
Ｂ2Ｏ3：０〜１０質量％及び
ＭｇＯ：０〜１５質量％が挙げられる。
特に好ましいガラス組成としては、上述した［８］のガラス組成が挙げられる。
【００１８】
（ＳｉＯ2）
ＳｉＯ2は、ガラス基板に用いるガラスのネットワーク骨格をなす必須成分であり、ガラスの化学的耐久性と耐熱性を高める効果を有する。
ＳｉＯ2の含有率としては、４５〜８０モル％、別の観点から４０〜７５質量％が挙げられる。
ＳｉＯ2の含有率が上記下限未満では、ガラス基板を形状加工するためにエッチングを行うときのエッチングレートは向上する傾向にあるが、ガラス化が困難であり、上記効果も十分に得ることができない。
ＳｉＯ2の含有率が上記上限を超えると、ガラスが失透を起こしやすくなり、粘性が著しく高くなり、ガラス原料の熔融や成形が困難になる。また、粘性が上昇し、ガラスの均質化が困難になるので、ダウンドロー法を利用した安価なガラスの大量生産が困難となる。さらに、熱膨張率が過度に低下し金属や有機系接着剤などの周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。加えて、低温粘性が過度に上昇することによってイオン交換速度が低下するため、イオン交換により化学強化した場合にも十分な強度を得ることができない。また、相対的に他の成分量が減少するので、所望の特性が得られない。
なお、低温粘性とは１０7.6〜１０14.5ｄＰａ・ｓにおける温度を示すものであるが、本実施形態では、１０14.5ｄＰａ・ｓにおける粘性を示すものとする。
【００１９】
従って、ＳｉＯ2の含有率は、５０〜７０モル％が適しており、５３〜６７モル％が好ましく、５３〜６５モル％がより好ましく、５５〜６５モル％がより一層好ましく、５８〜６３モル％が特に好ましい。
別の観点から、ＳｉＯ2の含有率は、５０〜７０モル％が適しており、５３〜６７モル％が好ましく、５８〜６７モル％、６０〜６７モル％、６３〜６７モル％がより好ましい。
別の観点から、ＳｉＯ2の含有率は、４５〜７０質量％が適しており、５０〜６８質量％が好ましく、５３〜６７質量％がより好ましく、５５〜６５質量％がより一層好ましく、６０〜６５質量％が特に好ましい。
【００２０】
（Ａｌ2Ｏ3）
Ａｌ2Ｏ3は、ガラス基板に用いるガラスの必須成分であり、ガラスの化学的耐久性、耐熱性、イオン交換性能及びエッチングによって形状加工を行うときのエッチングレートを高める作用を有している。
Ａｌ2Ｏ3の含有率としては、３〜２５モル％、別の観点から３〜２５質量％が挙げられる。
Ａｌ2Ｏ3の含有率が上記下限未満では、上記効果が十分に得られない。
他方、Ａｌ2Ｏ3の含有率が上記上限を超えると、ガラスの液相温度が上昇し、ガラスの成形が困難になる。このため、ダウンドロー法を利用した安価なガラスの大量生産が困難となる。また、耐酸性が過剰に低下するので、カバーガラスとしては好ましくない。さらに、ガラスが失透を起こしやすくなり、耐失透性も低下するので、ダウンドロー法に適用できない。
【００２１】
従って、Ａｌ2Ｏ3の含有率は、３〜２０モル％が好ましく、３〜１７モル％がより好ましく、３〜１５モル％がさらに好ましく、６〜１１モル％が特に好ましい。
別の観点から、Ａｌ2Ｏ3の含有率は、５〜２５質量％が適しており、７〜２０質量％が好ましく、８〜１８質量％がより好ましく、９〜１６質量％がさらに好ましく、１０〜１４質量％、１１〜１３質量％が特に好ましい。
【００２２】
また、ＳｉＯ2含有率（モル％）をＸとし、Ａｌ2Ｏ3含有率（モル％）をＹとしたとき、Ｘ−（１／２・Ｙ）が７０モル％以下であることが好ましく、６４モル％以下がより好ましい。Ｘ−１／２・Ｙが７０モル％以下であると、ガラス基板のエッチングレートを効果的に向上させることができる。Ｘ−１／２・Ｙの好ましい範囲は、６３モル％以下がより好ましく、６２モル％以下がより好ましく、６１．５モル％以下がより一層好ましい。
他方、上記Ｘ−１／２・Ｙが４５モル％未満であると、エッチングレートは５μｍ／分以上であるものの、失透温度が高くなるため耐失透性が低下してしまう。したがって、耐失透性とエッチングレート向上の両立を実現させるためには、上記Ｘ−１／２・Ｙが４モル％以上であることが好ましく、５０モル％以上であることがより好ましく、５５以上であることがさらに好ましく、５７モル％以上が特に好ましい。
従って、Ｘ−１／２・Ｙは、例えば、４５〜７０モル％、５０〜６４モル％、５５〜６３モル％、５５〜６２モル％、５７〜６１．５モル％が好ましい。
【００２３】
ＳｉＯ2含有率（質量％）をＸとし、Ａｌ2Ｏ3含有率（質量％）をＹとしたとき、Ｘ−（１／２・Ｙ）が６５質量％以下であることが好ましく、５７．５質量％以下であることがより好ましく、５７質量％以下がさらに好ましい。これにより、ガラスの能とエッチングレートのバランスを図ることができる。
他方、上記Ｘ−１／２・Ｙが３０質量％未満であると、エッチングレートは５μｍ／分以上であるものの、失透温度が高くなるため耐失透性が低下してしまう。したがって、耐失透性とエッチングレート向上の両立を実現させるためには、上記Ｘ−１／２・Ｙが３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、５５質量％以上であることがさらに好ましい。
従って、Ｘ−１／２・Ｙは、例えば、３０〜６５質量％、４０〜６５質量％、４５〜６５質量％、５０〜６０質量％、５０〜５７．５質量％、４５〜５７．５質量％、５５〜５７質量％が好ましい。
【００２４】
（Ｎａ2Ｏ）
Ｎａ2Ｏは、イオン交換成分であり、ガラス基板に用いるガラスの高温粘性を低下させて、ガラスの熔融性や成形性を向上させる必須成分である。また、Ｎａ2Ｏは、ガラスの耐失透性を改善する成分である。
Ｎａ2Ｏの含有率としては、３〜３０モル％、別の観点から３〜３０質量％が挙げられる。
Ｎａ2Ｏの含有率が上記下限未満では、ガラスの熔融性が低下し、熔融のためのコストが高くなる。また、ガラス中に含有されるＮａイオンと溶融塩（イオン交換塩）に含まれるイオン半径の大きいＫイオンの交換性能が低下し、ガラス表面に十分な強度を有する圧縮応力層を得ることができない。さらに、熱膨張率が過度に低下し、金属や有機系接着剤などの周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。また、ガラスが失透を起こしやすくなり、耐失透性も低下するので、ダウンドロー法に適用できない。このため、安価なガラスの大量生産が困難となる。
他方、含有率が上記上限を超えると、ガラスの化学的耐久性が悪化する。また、熱膨張率が過度に大きくなり、金属や有機系接着剤などの周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなる。
【００２５】
従って、５〜２５モル％であることが適しており、５〜２４モル％が好ましく、９〜２３モル％がより好ましく、１０〜２０モル％がさらに好ましく、１２モル％より多く含有させることが一層好ましく、１２モル％より多く〜２２モル％、１２モル％より多く〜２０モル％、１４〜１８モル％が特に好ましい。
別の観点から、Ｎａ2Ｏの含有率は、９〜２５質量％が適しており、９〜２３質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましく、１２〜１８質量％がさらに好ましく、１３〜１７質量％がより一層好ましく、１５質量％〜１７質量％が特に好ましい。
これにより、ガラスの熔解性、成形能と化学的耐久性のバランスを図ることができる。
【００２６】
（Ｌｉ2Ｏ）
Ｌｉ2Ｏはイオン交換成分の一つであり、ガラス基板に用いるガラスの粘度を低下させて、ガラスの熔融性や成形性を向上させる成分である。また、Ｌｉ2Ｏは、ガラス基板のヤング率を向上させる成分である。さらに、Ｌｉ2Ｏは、ガラス転移点や歪点などを効果的に低減することができることから、イオン交換処理温度を低くできる。これにより、イオン交換処理温度がイオン交換塩の分解温度を超えてしまうという不都合の発生を防止できる。また、Ｌｉ2Ｏを微量に導入することにより、アルカリ金属酸化物の総導入量を低減できるため、ガラス基板の化学的耐久性を向上させることができる。さらに、ガラスの熱膨張係数を下げる作用をも併せもつことができる。また、イオン半径の小さいＬｉイオンは、Ｎａイオン及びＫイオンともイオン交換されるため、Ｋイオンを含有する溶融塩（イオン交換塩）を用いた化学強化ガラスにおいて、表面圧縮応力層の形成にも有効である。
一方、Ｌｉ2Ｏの含有率が多くなり過ぎると、ガラス基板の強化を行う工程であるイオン交換処理におけるイオン交換塩の劣化がはやくなるという不都合があるため、カバーガラスの製造コストが高くなる傾向がある。また、Ｌｉ2Ｏの含有率が多くなり過ぎると、耐熱性が過度に低下するとともに、低温粘性が過度に低下することで、化学強化後の加熱工程で応力緩和が発生し、圧縮応力層の応力値が低下することがある。Ｌｉ2Ｏの含有率が多くなり過ぎると、イオン交換処理後の強化ガラスにおいて、屈折率に起因する線条模様が観察できず、強化ガラスの形態を保持したままでは圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができない。あるいは薄い線条模様を観察できたとしても、正確な圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができない。
また、化学強化に使用される溶融塩（イオン交換塩）のＬｉイオン濃度の上昇により、イオン交換の阻害を招くので、圧縮応力の低下を招く。さらに、化学強化時に溶融塩（イオン交換塩）の劣化の原因となることがある。
【００２７】
Ｌｉ2Ｏの含有率としては、０超から４モル％未満、別の観点から０超〜２．５質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、Ｌｉ2Ｏの含有率は０モル％より多く、つまり、Ｌｉ2Ｏ成分をガラス組成として含有していることが適しており、０．００１モル％以上が好ましく、０．１モル％以上がより好ましく、０．２モル％以上がさらに好ましい。また、２．５％モル以下であることが適しており、１．０モル％未満が好ましく、０．８モル％未満が好ましく、０．６モル％以下がより好ましく、０．５モル％以下が特に好ましい。
従って、Ｌｉ2Ｏの含有率は、例えば、０超〜２．５モル％、０．００１〜２．５モル％、０．００１〜１．０モル％未満、０．１〜０．８モル％未満、０．２〜０．６モル％、０．２〜０．５モル％が挙げられる。
【００２８】
特に、ガラス組成Ｂでは、Ｌｉ2Ｏの含有率は、０質量％より多く、つまり、Ｌｉ2Ｏ成分をガラス組成として含有しており、２．５質量％以下が適しており、０質量％より多く、２質量％以下が好ましく、０質量％より多く、１．５質量％以下がより好ましく、０質量％より多く、１質量％以下がさらに好ましく、０質量％より多く、０．５質量％以下がより一層好ましく、０．１質量％〜０．５質量％、０．２質量％〜０．５質量％が特に好ましい。
【００２９】
（Ｋ2Ｏ）
Ｋ2Ｏは、ガラス基板のイオン交換性能を向上させることができる任意成分である。また、Ｋ2Ｏはガラスの高温粘性を低下させて、ガラスの熔融性、成形性を向上させるとともに、耐失透性を改善する成分でもある。また、Ｋ2Ｏは他のアルカリ成分と比較して、歪点を向上させやすい成分である。また、ＮａイオンとＫイオンとのイオン交換による化学強化を実施する際、形成される圧縮応力層の応力深さを大きくする成分でもある。
【００３０】
ガラスに含まれるアルカリ成分をＮａ2Ｏ単独とすると、使用環境で接触する水分とガラスからのアルカリイオンとの交換が進行しやすく、ガラスの化学的耐久性が劣化することがあるが、Ｋ2Ｏを共存させることによって混合アルカリ効果により、Ｎａイオンの溶出を防止して、化学的耐久性を向上させることができる。
一方、Ｋ2Ｏの含有率が多くなり過ぎると、ＮａイオンとＫイオンとのイオン交換による化学強化を実施する際、形成される圧縮応力が小さくなる傾向がある。また、低温粘性が低下し、熱膨張率が過度に大きくなり、金属及び有機系接着剤などの周辺材料と熱膨張係数が整合し難くなり、また、ガラスバランス悪化による耐失透性が低下する傾向があるため、ダウンドロー法を適用したガラス基板の製造を行う場合には、耐失透性を低下させるＫ2Ｏを多量に含有することは好ましくない。
【００３１】
Ｋ2Ｏの含有率としては、例えば、０〜１０モル％、別の観点から０〜１５質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、Ｋ2Ｏの含有率は、５．５モル％以下が適しており、４．０モル％以下が好ましく、３．６モル％以下が好ましく、２．６モル％以下が好ましく、２．４モル％以下がより好ましく、２．０モル％以下がさらに好ましく、１．９モル％以下が特に好ましい。また、Ｋ2Ｏは任意成分であるため必ずしも含有させる必要はないが、０モル％より多く、つまり、Ｋ2Ｏ成分をガラス組成として含有していることが好ましく、０．１モル％以上が好ましく、１．０モル％以上がより好ましく、１．２モル％以上がさらに好ましい。
従って、Ｋ2Ｏの含有率は、例えば、０〜５．５モル％、０超〜５．５モル％、０．１〜４．０モル％、０．５〜３．６モル％、１．０〜２．６モル％、１．０〜２．４モル％、１．０〜２．０モル％、１．２〜１．９モル％が挙げられる。
また、特にガラス組成Ｂでは、Ｋ2Ｏの含有率は、０質量％〜１５質量％が適しており、０質量％〜１０質量％が好ましく、０質量％より多く、１０質量％以下がより好ましく、０．５〜８質量％がさらに好ましく、０．５〜５質量％がより一層好ましく、１〜４質量％、１〜３質量％が特に好ましい。
【００３２】
Ｋ2Ｏを含有させることにより、イオン交換処理の時間を短縮させる、特に低温でのイオン交換処理を向上させることができ、カバーガラスの生産性を向上させることができる。
また別の観点から、Ｋ2Ｏの含有率を抑えることにより、熱線膨張係数の増大を防止することができる。
【００３３】
（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）
Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率としては、例えば、３〜３５モル％、別の観点から３〜３５質量％が挙げられる。
Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率が上記下限未満では、イオン交換が十分に行われないため、強度を十分に得ることができず、カバーガラスに適用しがたくなる。つまり、これらのアルカリ金属はいずれも化学強化の必須あるいは促進する成分であるため、合計含有率が小さすぎると、化学強化時間が長くなり、生産効率が低下する。
Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率が多くなりすぎると、ガラスにアルカリ成分に起因するヤケが生じるため、好ましくない。また、ガラスの化学的耐久性が劣化する。また、ガラスの歪点が著しく低下する。
特に、ガラス組成Ａでは、Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率が、８モル％以上であることが適しており、１０モル％以上、１２モル％以上、１４モル％以上であることが好ましく、特に、１５．５モル％以上であることがより好ましく、１６モル％以上、１７モル％以上であることがさらに好ましい。また、３０モル％以下が好ましく、２５モル％以下が好ましく、２２モル％以下が好ましく、２０．５モル％がより好ましく、２０モル％以下がさらに好ましい。
従って、Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率は、８〜３０モル％、１０〜２５モル％、１２〜２２モル％、１４〜２０．５モル％、１５．５〜２０モル％が挙げられる。
また、特にガラス組成Ｂでは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計含有率は、３０質量％以下であることが適しており、９〜３０質量％であることが好ましく、１２〜２７質量％であることがより好ましく、１４〜２５質量％であることがさらに好ましく、１５〜２３質量％であることがより一層好ましく、１６〜２２質量％、１７〜２０質量％が特に好ましい。
これにより、イオン交換を効率的に十分に行わせ、強度を十分に得ることができる。また、ガラスバランスの悪化による失透温度の上昇を防止するとともに、機械的強度と耐失透性とを両立し、生産性を向上させることができる。さらに、アルカリ金属酸化物の導入量を上記適正範囲とすることにより、ガラスの化学的耐久性を向上させヤケなどを防止することができる。
【００３４】
Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）
Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、モル％換算で０より大、０．４以下、別の観点から質量％換算で０より大、０．３以下が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、モル％換算で、Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が、０より大であり、０．０００５以上が好ましく、０．００１以上がより好ましく、０．００２以上がさらに好ましく、０．００５以上が特に好ましい。また、０．２以下であることが適しており、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることが好ましく、０．０４５以下が好ましい。
従って、Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、モル％換算で、０超〜０．２、０．０００５〜０．１、０．００１〜０．０５、０．００２〜０．０５、０．００５〜０．０４５が挙げられる。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、質量％換算でｉ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、０．１５以下であることが好ましい。
Ｌｉ2Ｏ／（Ｎａ2Ｏ＋Ｌｉ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）を上記範囲とすることにより、本実施形態にかかる化学強化したカバーガラスの屈折率に起因する線条模様が観察でき、圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを非破壊で計測できる。このように、圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを容易に測定できることから、圧縮応力に関する所定のスペックの検査が効率的に行え、高度な品質管理が実現できる。
また、歪点及びＴｇの上昇を抑制して、低温でのイオン交換能を向上させ、熱線膨張係数の増大を防止することができる。加えて、化学強化処理における交換塩の短期間での劣化を抑制することができる。
【００３５】
Ｎａ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）
Ｎａ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）としては、モル％換算で０．８〜０．９９、別の観点から重量％換算で０．６〜０．９８が挙げられる。
Ｎａ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が大きくなりすぎると、混合アルカリ効果が得られず、ガラスの化学的耐久性が著しく悪化することがある。
特に、ガラス組成Ａでは、Ｎａ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、モル％換算で０．８〜０．９９であることが好ましく、０．８〜０．９８がより好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、Ｎａ2Ｏ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、質量％換算で０．６〜０．９９であることが好ましく、０．６〜０．９８がより好ましい。
この範囲とすることにより、ＮａとＫとのイオン交換による化学強化ガラスとして良好な表面圧縮応力の形成が可能となる。
【００３６】
本実施形態のカバーガラスは、さらに、ガラス組成として、任意にＢ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ2等又はそのほかの成分が含有されていてもよい。
【００３７】
（Ｂ2Ｏ3）
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの粘性を下げて、ガラス基板に用いるガラスの熔解および清澄を促進する任意成分である。
Ｂ2Ｏ3の含有率としては、０〜１０モル％、別の観点から０〜１０質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、Ｂ2Ｏ3の含有率は０〜３モル％未満であることが適しており、０〜２モル％が好ましく、０〜１モル％がより好ましく、０〜０．１モル％がより好ましく、０．０１モル％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことが特に好ましい。
また、特にガラス組成Ｂでは、Ｂ2Ｏ3の含有率は０〜３質量％であることが適しており、０〜２質量％が好ましく、０〜１質量％がより好ましく、０〜０．１質量％がさらに好ましく、０．０１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより一層好ましい。
上述した範囲により、ガラスの均質化を図り、揮発によるガラスのムラ及びこれにともなうエッチングムラを防止して高精度の形状加工を実現し、歪点の低下による熱処理でのガラスの変形を防止することができる。
【００３８】
（ＭｇＯ）
ＭｇＯは、ガラス基板に用いるガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解および清澄を促進する任意成分である。また、イオン交換時のアルカリイオンの交換速度を低下させることなく、ガラスの溶解性を向上させる有効な成分である。さらに、ＭｇＯは、アルカリ土類金属の中ではガラスの密度を上昇させる割合が小さいため、得られるガラスを軽量化しつつ熔融性を向上するためには有効な成分であり、成形性を向上させ、ガラスの歪点やヤング率を高める成分であり、ガラス転移点温度を下げる効果も有する。さらに、ＭｇＯを含有するガラスを、例えば、フッ酸を用いてエッチングした際、形成される析出物の溶解度が大きく、形成される析出物の生成速度が比較的遅いため、エッチング中のガラス表面に結晶物が付着することは相対的に少ない。よって、ガラスの熔解性を改善するとともに、速いエッチングレートを得るためにＭｇＯを含有させることが好ましい。
一方、ＭｇＯの含有量が多くなり過ぎると、ガラスの液相温度が急激に上昇し、成形性が悪化する。また、耐失透性の低下が生じ、ダウンドロー法を利用した安価なガラスの大量生産が困難となる傾向がある。
【００３９】
ＭｇＯの含有率としては、０〜２０モル％、別の観点から０〜１５質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、ＭｇＯの含有率は、０〜１５モル％が適しており、１〜１５モル％が好ましく、３〜１５モル％が好ましく、３〜１２モル％が好ましく、３〜１０モル％が好ましく、５〜１０モル％が好ましく、６超〜１０モル％がより好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、ＭｇＯの含有率は、０質量％より多く、つまり、ＭｇＯ成分をガラス組成として含有しており、１０質量％以下が適しており、１〜１０質量％が好ましく、２〜９質量％がより好ましく、３〜８質量％がさらに好ましく、４〜７質量％がより一層好ましく、４〜６質量％が特に好ましい。
【００４０】
この範囲とすることにより、より低い温度でガラスの熔融が可能となり、カバーガラス製造のコストをさらに低減することができる。また、イオン交換性能と歪点との向上を両立できるため、高い機械的強度が求められるカバーガラスに好適となる。これは、ガラス基板の表面に十分な圧縮応力層を形成することができ、熱処理を行った際にも、表面に形成された圧縮応力層の応力緩和又は消失を防ぐことができるからである。
【００４１】
ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）
ＭｇＯは、適量の導入によりガラスの耐候性を向上させるとともに、熔解性を良好にし、イオン交換を促進する効果がある。アルカリ金属は、過度に導入すると耐候性を悪化させ、ガラスの歪点を著しく低下させる。したがって、ＭｇＯとＬｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏとの導入比率を適切な範囲に調整する必要がある。
ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）としては、モル％換算で０〜１．５、別の観点から質量％換算で０〜１が挙げられる。
ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が小さすぎると、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの効果が支配的になり、耐候性が悪化する。また、ガラスの歪点が著しく低下し、ガラスの耐熱性が下がる。
一方、ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）が大きすぎると、液相温度が高くなり、ガラスの失透安定性が著しく低下する。
【００４２】
特に、ガラス組成Ａでは、ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、モル％換算で、０．１１以上が適しており、０．１１〜１．２が好ましく、０．１５〜１．２がより好ましく、０．２〜１．０がさらに好ましく、０．２〜０．８が特に好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、ＭｇＯ／（Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）は、質量％換算で、０．１１以上が適しており、０．１１〜０．８が好ましく、０．１５〜０．６がより好ましく、０．２〜０．６がさらに好ましく、０．２〜０．５が特に好ましい。
【００４３】
（ＣａＯ）
ＣａＯは、ガラス基板に用いるガラスの粘性を下げて、ガラスの熔解および清澄を促進する任意成分である。また、ＣａＯは、アルカリ土類金属の中ではガラスの密度を上昇させる割合が小さいため、得られるガラスを軽量化しつつ熔融性を向上させるためには有利な成分であり、成形性を向上させ、ガラスの歪点、ヤング率を高める成分でもある。また、ＣａＯはガラスの液相温度を急激に上げることなくガラスの熔解性を向上させるのに有効な成分であり、ＭｇＯの一部を置換することで導入することがある。さらに、ＣａＯはイオン交換時のアルカリイオンの交換速度を低下させる作用を有する。
一方、ＣａＯの含有量が多くなり過ぎると、耐失透性の低下が生じるため、ダウンドロー法を利用した安価なガラスの大量生産が困難となる傾向がある。また、イオン交換性能及びエッチング効率が低下する傾向もある。さらに、例えば、エッチング効率が低下し、例えば、ＭｇＯと比較すると、フッ酸を用いてエッチングした際、形成される析出物の溶解度が小さく、析出速度が非常に速いため、エッチングするガラスの表面に付着する傾向もある。ガラス表面に付着する析出物量が著しい場合、エッチング反応を阻害して、エッチングレートを低下させ、ガラスの加工品質を低下させてしまう。
【００４４】
ＣａＯの含有率としては、０〜１５モル％、別の観点から０〜１５質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、ＣａＯの含有率は０〜１０モル％であることが適しており、０〜８モル％が好ましく、０〜６モル％がより好ましく、０〜４モル％がより好ましく、０〜１モル％がさらに好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、ＣａＯの含有率は０〜２質量％であることが適しており、０〜１質量％が好ましく、０〜０．５質量％がより好ましく、０〜０．１質量％がさらに好ましく、０．０１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより一層好ましい。
なお、極めて高いエッチング加工品質が求められる場合には、ＣａＯを実質的に含まないようにすることが好ましい。
また、熔融粘性及び失透温度を下げるには、ＭｇＯとともにＣａＯを共存させることが好ましい。
【００４５】
（ＳｒＯ、ＢａＯ）
ＳｒＯ及びＢａＯの合計含有率は、０〜１０質量％が挙げられる。
ＳｒＯ又はＢａＯは、ガラスの粘性を下げて、ガラスの熔融ガラスの熔解および清澄を促進する任意成分である。ＭｇＯの一部を、これらに置換して導入することが可能である。ＭｇＯの一部をこれらの成分に置換することにより、ガラスの液相温度を下げることができる。
一方、ＳｒＯ、ＢａＯを含有することで、ガラスの密度が上昇し、カバーガラスの軽量化を図ることが困難となる。また、これらの成分を多く含有すると、イオン交換時のアルカリイオンの交換速度を低下させる。
特に、ガラス組成Ａでは、ＳｒＯ含有率とＢａＯ含有率との合計量は、３モル％以下が好ましく、１モル％以下が好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。従って、ＳｒＯ含有率とＢａＯ含有率との合計量は、０〜３モル％が好ましく、０〜１モル％が好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
【００４６】
（ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ）
ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合計含有率は、０〜１０質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ｂでは、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合計含有率は、０〜５質量％が好ましく、０〜３質量％がより好ましく、０〜１質量％がさらに好ましい。
効果的にガラスの密度の上昇およびイオン交換速度の低下を防ぐ観点から、ＳｒＯ含有率とＢａＯ含有率との合計含有率は、３質量％以下が好ましく、１質量％以下が好ましく、０．０１質量％未満であって実質的に含有しないことがさらに好ましい。従って、ＳｒＯ含有率とＢａＯ含有率との合計含有率は、０〜３質量％が好ましく、０〜１質量％が好ましく、０〜０．０１質量％であって実質的に含有しないことがさらに好ましい。
【００４７】
（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：ＲＯ）
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有率としては、０〜２０モル％、別の観点から０〜１５質量％が挙げられる。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有率は、１５質量％を超えると化学的耐久性が低下する。他方、これらの成分を含有することで、ガラスの熔融性及び耐熱性を向上させることができる。
特に、ガラス組成Ａでは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有率は、３〜２０モル％であることが適しており、３〜１８モル％であることが好ましく、５〜１５モル％であることがより好ましく、６〜１３モル％であることがさらに好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有率は、０〜１５質量％であることが適しており、０質量％〜１０質量％であることが好ましく、０質量％〜７質量％であることがより好ましく、２〜７質量％であることがさらに好ましく、３〜７質量％であることがより一層好ましく、４〜７質量％が特に好ましい。
【００４８】
（ＺｒＯ2）
ＺｒＯ2は、イオン交換性能を顕著に向上させるとともに、ガラスの失透温度付近の粘性、歪点を高くする任意成分である。また、ＺｒＯ2は、ガラスの耐熱性や化学的耐久性を向上させる成分でもあり、弾性率を向上させる上でも有効である。
一方、ＺｒＯ2の含有量が多くなり過ぎると、失透温度が上昇し、耐失透性が低下することがある。また、ガラスの液相温度が著しく上昇する。さらにＺｒＯ2は融点が高く難熔な成分であるため、原料の一部が溶解炉の底部に堆積するなどの問題を引き起こす。これらの未熔解の成分がガラス素地に混入されると、インクルージョンとしてガラスの品質悪化を引き起こす。
ＺｒＯ2の含有率としては、０〜８モル％、別の観点から、０〜１５質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、耐失透性の低下を防止するためには、ＺｒＯ2の含有率は、０〜８モル％であることが好ましく、０〜６モル％であることがより好ましく、０〜４モル％であることがさらに好ましく、０〜２モル％であることがさらに好ましい。
他方、ＺｒＯ2を含有することで、携帯電話機等に適用されるカバーガラス、タッチパネルディスプレイ等に適用されるカバーガラスにおいて重要となる耐熱性、ガラス基板の化学強化処理の時間短縮及び機械的強度の向上に関わるイオン交換性能を効果的に向上させることができる。このため、ＺｒＯ2の含有率は、０．１モル％以上が適しており、０．５モル％以上が好ましく、１モル％以上がより好ましく、１．５モル％以上がさらに好ましい。従って、ＺｒＯ2の含有率は、０．１〜６モル％が適しており、０．５〜４モル％以上が好ましく、１〜２モル％がより好ましい。
一方、ガラスの密度を低減したい場合は、ＺｒＯ2の含有率を０．１モル％未満にすることが好ましく、さらに、不純物を除き意図的に含有させないことが特に好ましい。
また、特に、ガラス組成Ｂでは、ＺｒＯ2の含有率は、０〜５質量％であることが好ましく、０〜３質量％であることがより好ましく、０〜１質量％であることがさらに好ましく、０．０１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより一層好ましい。
【００４９】
（ＴｉＯ2）
ＴｉＯ2は、イオン交換性能を顕著に向上させるとともに、ガラスの高温粘性を低下させる任意成分である。また、ＴｉＯ2は、ガラスの耐熱性や化学的耐久性を向上させる成分でもある。さらに、ガラスの失透温度付近の粘性、歪点を高くし、弾性率を向上させる上でも有効である。
一方、ＴｉＯ2の含有量が多くなり過ぎると、耐失透性が低下する。また、紫外透過率が低下することによりガラスが着色状態になり、カバーガラスなどには好ましくない。さらに、紫外線硬化樹脂を使用した処理を行う場合に、紫外線硬化樹脂を十分に硬化させることができないという不都合が生じる。
ＴｉＯ2の含有率としては、０〜１０モル％、別の観点から０〜１０質量％が挙げられる。
特に、ガラス組成Ａでは、ＴｉＯ2の含有率は、０〜８モル％であることが好ましく、０〜５モル％であることがより好ましく、０〜３モル％であることがさらに好ましく、０．０１モル％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより一層好ましい。
また、特にガラス組成Ｂでは、ＴｉＯ2の含有率は、０〜５質量％であることが好ましく、０〜３質量％未満であることがより好ましく、０〜１質量％であることがさらに好ましく、０．０１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより一層好ましい。
【００５０】
（清澄剤）
本実施形態のカバーガラスには、清澄のために使用される清澄剤が含有されていてもよい。清澄剤としては、環境への負荷が小さく、ガラスの清澄性に優れたものであれば特に制限されないが、例えば、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｔｂ、ＭｏおよびＷの金属酸化物の群から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
【００５１】
清澄剤は、通常０．００１モル％未満、ではその効果が得られず、１モル％を超えると失透や着色などの原因となることから、その合計含有率は０．００１〜１モル％が好ましい。また、別の観点から、０．００１〜１質量％が好ましい。
ただし、上記各酸化物をそれぞれＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2で表した場合、下記の範囲が好ましい。
【００５２】
ＳｎＯ2は、ガラスを失透しやすくする成分であるため、清澄性を高めつつ失透を起こさせないために、その含有率が０〜０．５モル％であることが適しており、０．０１〜０．５モル％であることが好ましい。また、別の観点から、０〜０．８質量％であることが適しており、０〜０．５質量％であることが好ましく、０．０１〜０．５質量％であることがより好ましい。
【００５３】
Ｆｅ2Ｏ3は、ガラスを着色させる成分でもあるため、清澄性を高めつつ好適な透過率を得るためには、その含有率が０〜０．１モル％であることが適しており、０．０１〜０．０５モル％であることが好ましい。また、別の観点から、０〜０．２質量％であることが適しており、０〜０．１質量％であることが好ましく、０．０１〜０．０５質量％であることがより好ましい。
特に、ガラスに透明性・紫外透過性が求められる場合は、０．０２モル％未満とすることが好ましく、不純物を除き意図的に含有させないことが特に好ましい。また、別の観点から、０．０２質量％未満とすることが好ましく、不純物を除き意図的に含有させないことが特に好ましい。
【００５４】
ＣｅＯ2は、その含有率が０〜０．５モル％であることが適しており、０．０１〜０．５モル％であることが好ましい。また、別の観点から、０〜０．８質量％であることが適しており、０〜０．５質量％であることが好ましく、０．０１〜０．５質量％であることがより好ましい。
【００５５】
また、カバーガラスなどのように、特にガラスに高い透過率を要望される場合は、清澄剤として、ＳＯ3を適用することが望ましい。ＳＯ3の含有率は、０〜０．５モル％であることが適しており、０．００１〜０．５モル％が好ましい。また、別の観点から、０〜０．５質量％であることが適しており、０．００１〜０．５質量％が好ましい。
清澄剤としてＳＯ3を適用する場合は、ＳＯ3源となる硫酸ナトリウム等の硫酸塩とカーボンとを熔融工程において共存させることにより、より高い清澄効果を得ることができる。
【００５６】
Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3は、熔融ガラス中で価数変動を伴う反応を生じ、ガラスを清澄する効果を有するが、これらは環境への負荷が大きい物質であることから、本実施形態のカバーガラスには、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3が実質的に含まれないことが好ましい。
ＰｂＯやＦは、ガラスの熔融性を向上させ、ガラスを清澄する効果を有するが、これらは環境への負荷が大きい物質であることから、本実施形態のカバーガラスには、ＰｂＯ及びＦが実質的に含まれないことが好ましい。
ここで、「実質的に含まない」とは、０．０１モル％未満又は０．００１重量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことを意味する。
【００５７】
Ｎｂ2Ｏ5、Ｌａ2Ｏ3等の希土類酸化物は、ガラス基板に用いるガラスのヤング率を高める任意成分である。一方、含有量が多くなり過ぎると、耐失透性が低下する。従って、希土類酸化物の含有率は、３モル％以下であることが適しており、１モル％以下であることが好ましく、０．１モル％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより好ましい。また、別の観点から、３質量％以下であることが適しており、１質量％以下であることが好ましく、０．１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより好ましい。
【００５８】
Ｃｏ、Ｎｉ等のガラスを着色するような遷移金属元素は、１モル％以下であることが適しており、０．５モル％以下であることが好ましく、０．０５モル％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより好ましい。また、別の観点から、０．１質量％以下であることが適しており、０．０５質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％未満であって不純物を除き意図的に含有させないことがより好ましい。
【００５９】
以上のように、ガラス組成Ａ及びガラス組成Ｂについて、それぞれ好ましい組成の範囲を挙げて説明した箇所もあるが、ガラス組成Ａとガラス組成Ｂとの好ましい範囲を組み合わせることも、もちろん可能である。
【００６０】
（カバーガラスの物性）
本実施形態のカバーガラスは、用途によって適宜その厚みを調整することができる。
例えば、カバーガラスに用いられる強化ガラスは、３．０ｍｍ程度以下が適しており、２．０ｍｍ程度以下が好ましく、１．３ｍｍ以下であることがより好ましく、０．８ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下であることが特に好ましい。この厚みが薄い程、軽量化することでき、カバーガラス、タッチパネルディスプレイ基板などに好適となる。しかし、強化ガラスの厚みが薄くなりすぎると、所望される強度が得がたくなるため、０．０５ｍｍ以上が適しており、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上が好ましい。
従って、厚みは、例えば、０．０５〜３．０ｍｍ、０．１〜２．０ｍｍ、０．２〜１．３ｍｍ、０．２〜１．０ｍｍ、０．２〜０．８ｍｍ、０．２〜０．５ｍｍが挙げられる。
なお、イオン交換処理後の強化ガラスであっても、強化ガラスに用いられるガラス基板との間に実質的に厚みの変化はない。
【００６１】
カバーガラスの全表面には、応力圧縮層が形成されている。応力圧縮層は、その厚みを、ガラス組成、イオン交換処理方法、条件等によって適宜調整することができる。例えば、１０μｍ以上が適しており、３０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。圧縮応力層の厚みが大きい程、ガラス基板に深い傷がついても、ガラス基板が割れにくくなる。一方、ガラス基板表面に極端に大きな圧縮応力層が形成されると、極めて深い傷がついた場合に飛散することがあるため、圧縮応力層の厚みは、１５０μｍ以下とするのが適している。なお、カバーガラスの厚みが０．７ｍｍ以下、あるいは０．５ｍｍ以下と薄い場合には、圧縮応力層の厚みは、１００μｍ以下とするのが適している。
従って、応力圧縮層の厚みは、例えば、１０〜１５０μｍ、２０〜１００μｍ、２０〜８５μｍ、３０〜７０μｍ、３５〜６５μｍが挙げられる。
【００６２】
本実施形態のカバーガラスの圧縮応力値は、例えば、３００ＭＰａ程度以上であることが適しており、４００ＭＰａ以上であることが好ましく、５００ＭＰａ以上であることが好ましく、５５０ＭＰａ以上であることが好ましく、６００ＭＰａ以上であることが好ましい。
従って、圧縮応力値は、例えば、２００〜１０６０ＭＰａ、３００〜９５０ＭＰａ、４００〜８００ＭＰａ、５００〜８００ＭＰａが挙げられる。
この応力圧縮層を、所定の厚みで及び／又は所定の圧縮応力値とすることにより、板厚が薄くとも破損し難いカバーガラスを得ることができる。つまり、本実施形態のカバーガラスに、十分な強度を与えることができ、例えば、ディスプレイなどを保護するために好適である。
一方、圧縮応力値が高いほどガラスの強度は向上するが、圧縮応力と均衡する内部引張応力が強化ガラス内部に形成され、強化されたガラスが破損した際の衝撃も大きくなる。この衝撃を低減するために、本実施形態の化学強化されたカバーガラスは、圧縮応力値が９５０ＭＰａ以下であることが適しており、８００ＭＰａ以下あることが好ましい。
【００６３】
（カバーガラス）
近年カバーガラスは軽量化のために薄板化の傾向にある。これに伴い、圧縮層深さが薄いものの、所定値以上の圧縮応力値を有することが求められている。具体的には、板厚が０．２〜１．３ｍｍであり、かつ圧縮層深さが２０〜８５μｍ、圧縮応力値が２００ＭＰａ〜１０６０ＭＰａであることが好ましく、板厚が０．２〜１．０ｍｍであり、かつ圧縮層深さが３０〜７０μｍ、圧縮応力値が３００ＭＰａ〜９５０ＭＰａであることがさらに好ましく、板厚が０．２〜０．８ｍｍであり、かつ圧縮層深さが３５〜６５μｍ、圧縮応力値が４００ＭＰａ〜８００ＭＰａであることがさらに好ましい。
【００６４】
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、通常、種々の特性を備えている。
（ガラス転移温度（Ｔｇ））
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５００℃以上であり、５１０℃以上であることが好ましく、５３０℃以上であることがより好ましく、５６０℃以上であることがさらに好ましい。Ｔｇは、周知の示差熱膨張計等を用いて測定することができる。
例えば、ガラスをφ５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工し、示差熱膨張計（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌｕｓ２  ＴＭＡ８３１０）を用いて測定することができる。
Ｔｇを５００℃以上とすることで、耐熱性の低下を抑え、イオン交換処理によりガラス基板の主表面及び端面に形成された圧縮層が、各種成膜等の後工程における加熱処理により応力緩和や消失することを防止することができる。
一方、Ｔｇが７００℃以上となるとイオン交換性能が低下することから、７００℃以下が好ましく、６５０℃以下がよりに好ましく、６３０℃以下、６２０℃以下、６００℃以下がさらに好ましい。
従って、Ｔｇとしては、例えば、５００〜７００℃、５１０〜６５０℃、５３０〜６２０℃、５６０〜６００℃が挙げられる。
【００６５】
（エッチングレート）
本実施形態のカバーガラスに用いるガラス基板は、通常、エッチングレートが３．０μｍ／分以上であることが適しており、３．７μｍ／分以上、４．０μｍ／分以上であることが好ましく、４．３μｍ／分以上であることがより好ましい。ここで、エッチングレートとは、濃度１０質量％のフッ化水素を含む２２℃のエッチング溶液中（エッチング環境）において、２０分エッチングしたときのガラス基板片面におけるエッチング量（厚み変化）から測定された値を意味する。
エッチングレートを上記範囲とすることで、ガラスの形状加工、エッチングを利用した端面処理速度等を向上させることができ、生産能を向上させることができる。
なお、エッチングレートが高いほどガラス製品の生産能は向上するが、エッチングレートを向上させるためにＡｌ2Ｏ3の含有率を増加することにより、失透温度も上昇する。そこで、耐失透性とエッチングレート向上とを両立するために、本実施形態のガラス基板を構成するガラスは、エッチングレートが１０μｍ／分以下であることが適しており、８μｍ／分以下であることが好ましく、７μｍ／分以下であることがより好ましい。
従って、エッチングレートは、例えば、３．０〜１０μｍ／分、３．７〜８μｍ／分、４〜８μｍ／分、４．３〜７μｍ／分が挙げられる。
【００６６】
（密度）
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、密度が２．８ｇ／ｃｍ3以下であることが適しており、２．７ｇ／ｃｍ3以下、さらに２．６ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。ガラスの密度が小さいほどガラスの軽量化が可能であり、カバーガラスやタッチパネルディスプレイ基板などに好適となる。密度は、周知のアルキメデス法によって測定することができる。
【００６７】
（線熱膨張係数）
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、１００℃から３００℃までの線熱膨張係数が５０×１０-7〜１２０×１０-7／℃であることが適しており、６０×１０-7〜１２０×１０-7／℃であることが好ましく、９０×１０-7〜１１０×１０-7／℃又は８５×１０-7〜１１５×１０-7／℃であることがより好ましい。
熱膨張係数は、周知の示差熱膨張計等を用いて測定することができる。例えば、ガラスをφ５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工し、示差熱膨張計（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌｕｓ２  ＴＭＡ８３１０）を用いて測定することができる。熱膨張係数の測定結果より、１００〜３００℃の温度範囲における平均熱膨張係数を算出した値である。
これにより、金属、有機系接着剤などの周辺材料と熱膨張係数とが整合しやすくなり、周辺部剤の剥離などを防止することができる。
【００６８】
（失透温度（Ｔｌ））
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、失透温度が１２００℃以下であることが適しており、１１５０℃以下であることが好ましく、１１４５℃以下であることが好ましく、１１００℃以下であることがさら好ましく、１０００℃以下、９５０℃以下であることがより一層好ましい。ここで、失透温度は、周知の方法、例えば、以下の方法によって測定される。
ガラス基板を粉砕し、２３８０μｍのふるいを通過し、１０００μｍのふるい上に留まったガラス粒をエタノールに浸漬し、超音波洗浄した後、恒温槽で乾燥させ、幅１２ｍｍ、長さ２００ｍｍ、深さ１０ｍｍの白金ボート上に前記ガラス粒２５ｇをほぼ一定の厚さになるように入れ、８００〜１２００℃の温度勾配をもった電気炉内に２４時間保持し、炉から取り出し、ガラス内部に発生した失透を４０倍の光学顕微鏡にて観察し、失透が観察された最高温度を失透温度とした。
【００６９】
失透温度とガラス転移点との差が小さいほど製板時のガラスの失透を防止する（耐失透性を向上させる）ことができる。つまり、失透温度とガラス転移点との差が小さいほど耐失透性を向上させることが可能となり、ダウンドロー法に好適となり、より低温度での成形が可能となるためガラス製造コストも低減することができる。
【００７０】
（高温粘性）
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、高温粘性（２００ｄＰａ・ｓの温度）が１７００℃以下であることが適しており、１６００℃以下であることが好ましい。
これにより、熔融温度の上昇や熔融炉などのガラス製造設備への負担増大を防止することができる。また、ガラスの泡品質（気泡の含有量）も改善することができる。
ガラスの高温粘性（２００ｄＰａ・ｓの温度）は、ガラスを１６００℃で４時間熔融・泡抜し、試料引き下げ式自動測定粘度測定装置を用いて測定することにより求めることができる。
【００７１】
（液相粘度）
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板又は化学強化用ガラス基板は、液相粘度が１６００００ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましく、３０００００ｄＰａ・ｓ以上がより好ましく、４０００００ｄＰａ・ｓ以上であることがさらに好ましく、５０００００ｄＰａ・ｓ以上より一層好ましい。このような液相粘度により、ダウンドロー法（特に、オーバーフローダウンドロー法）に好適となり、製造コストも低減することが可能となる。
【００７２】
なお、ダウンドロー法（特に、オーバーフローダウンドロー法）で安定して製造を行うためには、液相粘度が１６００００ｄＰａ・ｓ以上であり、かつ、失透温度（液相温度）が１２００℃以下であるものが好ましい。失透の発生を抑制しつつ、より安定して化学強化ガラス基板やカバーガラスの製造を行うためには、液相粘度が３０００００ｄＰａ・ｓ以上であり、かつ失透温度が１１００℃以下であることが好ましく、液相粘度が４０００００ｄＰａ・ｓ以上であり、かつ失透温度が１０００℃以下であることがより好ましい。
【００７３】
（歪点）
本実施形態のカバーガラスに用いられるガラス基板は、歪点が４６０℃以上であることが適しており、４６５℃以上であることが好ましく、４７０℃以上であることがより好ましい。歪点は、例えば、ガラスを３ｍｍ角、長さ５５ｍｍの角柱形状に切断・研削加工し、ビーム曲げ測定装置（東京工業株式会社製）を用いて測定し、ビーム曲げ法（ＡＳＴＭ  Ｃ−５９８）に従い、計算により求めることができる。
これにより、耐熱性の低下やイオン交換処理によりガラス基板の主表面や端面に形成された圧縮応力層が、各種成膜等の後工程における加熱処理により応力緩和や消失することを防止することができる。
【００７４】
一方、歪点が６６０℃以上となるとイオン交換性能が低下するため、６６０℃以下が適しており、６１０℃以下がより好ましく、５９０℃以下がより好ましく、５８５℃以下よりが好ましく、５７０℃以下、５５０℃以下より一層好ましい。
従って、歪点は、例えば、４６０〜６６０℃、４６０〜６１０℃が挙げられる。特に、カバーガラスＢでは、４６５〜５９０℃、４６５〜５８５℃が好ましく、カバーガラスＡでは、４７０〜５７０℃、４７０〜５５０℃が好ましい。
【００７５】
[カバーガラスの製造方法]
カバーガラスは、上述したガラス組成を有するものとして、例えば、
（１）ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得、
（２）得られた熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形してガラス基板を得、
（３）成形されたガラス基板表面に圧縮応力層を形成する工程を含んで製造することができる。
【００７６】
（１）工程
上述した各成分を提供するガラス原料を秤量及び調合して、耐火レンガ、白金又は白金合金などの熔融容器に供給し、加熱・熔融した後に、清澄均質化して上述した所望の組成を有する熔融ガラスを調製する。
【００７７】
（２）工程
（１）工程で調製した熔融ガラスを、ダウンドロー法により板状に成形する。
ダウンドロー法は、特開２００９−２０３０８０号公報等に記載された周知の方法に従って行うことができる。ダウンドロー法では、熔融ガラスを樋状の流路の両側から溢れさせ、溢れた熔融ガラスを、流路の下側に位置するくさび状の成形体の両側の側面に沿って流す。このようにして２つの熔融ガラスの流れを作り、成型体の最下端で２つの熔融ガラスの流れを合流させる。合流してできる帯状のガラスは、下方に設けられた引っ張りローラにより引っ張られる。これにより、熔融ガラスが所定の厚さの帯状ガラスに成形され、徐冷・冷却後、帯状ガラスを切断することでガラス基板が得られる。
板状に成形する方法としては、ダウンドロー法、フロート法、リドロー法、ロールアウト法などがあるが、本実施形態においては、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法を採用することが適している。
【００７８】
ダウンドロー法を採用することにより、フロート法など他の成形方法を用いた場合に比べ、得られたガラス基板はエッチングレートが向上する。
また、得られたガラス基板の主表面が熱間成形された表面であるために、極めて高い平滑性を有している。よって、成形後の研磨工程が不要となるために、製造コストを低減することができ、さらに生産性も向上させることができる。
【００７９】
さらに、ダウンドロー法を使用して成形したガラス基板の両主表面は均一な組成を有しているために、後述のイオン交換において、主表面間でのイオン交換速度の差が無いため、組成差によるイオン交換後の反りを防止することができる。つまり、反りを防止したカバーガラスを生産することが可能となり、生産能力を向上させ且つコストも低減することができる。
加えて、ダウンドロー法を使用して成形することで、マイクロクラックのない表面状態を有するガラス基板を得ることができ、ガラス基板自体の強度も向上させることができる。
【００８０】
板状に成形されたガラス基板は、所望の形状に加工することが好ましい。例えば、ガラス基板の表面に圧縮応力層を形成する工程の前に、エッチング処理によって形状加工を施してもよいし、サンドブラストによる形状加工、カッター又はレーザなどを用いた形状加工などの物理的方法を用いことも可能である。
この場合、後述する工程（３）のガラス基板の表面に圧縮応力層を形成する工程と、形状加工を行う工程は、何れを先に行ってもよい。形状加工性を考慮すると、ガラス基板の表面に圧縮応力層を形成する工程の前に形状加工を行う工程を行うことが好ましい。
【００８１】
例えば、形状加工にエッチングを適用した場合を例に挙げて説明する。
エッチングは、
（ａ）まず、板状のガラス基板の両主表面上にレジスト材料をコーティングする。ここで使用するレジスト材料は、特に限定されず、エッチャントに対して耐性を有する材料が好適である。例えば、ガラスは通常フッ酸を含む水溶液のウェットエッチング、フッ素系ガスのドライエッチングに付されるため、フッ酸耐性に優れた材料などが好適である。また、エッチャントとしては、フッ酸、硫酸、硝酸、塩酸及び／又はケイフッ酸等の酸を含む混酸を適用することができる。
【００８２】
（ｂ）次に、所望の形状のパターンを有するフォトマスクを介してレジスト材料を露光する。
【００８３】
（ｃ）その後、レジスト材料を現像して、ガラス基板の被エッチング領域以外の領域にレジストパターンを形成し、ガラス基板の被エッチング領域をエッチングする。
【００８４】
レジスト材料を現像する現像液としては、レジスト材料、エッチャント、ガラス基板の材料に応じて適宜選択することができ、例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどのアルカリ溶液が挙げられる。
エッチングは、ウェットエッチング及びドライエッチングのいずれでもよいが、ウェットエッチングが適している。また、ガラス基板をエッチング液に浸漬するのみであってもよいし、エッチング液を噴霧するスプレーエッチング法などを利用してもよい。
エッチャントとしてウェットエッチャントを使用した場合、ガラス基板は、等方的にエッチングされる。これにより、ガラス基板の端面は、中央部が外方に向かって最も突出し、その中央部から両主表面側に向かって緩やかに湾曲した傾斜面が形成される。なお、傾斜面と主表面との境界及び傾斜面同士の境界は、丸みを帯びた形状にすることが好ましい。
このようにエッチングを利用して形状加工を行うことにより、マスクパターンの形状を調整するだけで、複雑な形状も容易に実現することができる。また、エッチングにより形状加工を行うことで、より生産性も向上させることができ、加工コストも低減することができる。
【００８５】
さらに、ガラス基板の両主表面に形成されたレジストパターンをマスクにして、ガラス基板を両主表面からエッチングする際に、両主表面から均等にエッチングすることができる。つまり、均一な組成を有することで、エッチングの寸法精度が良好である。
また、非常に平滑な端面を有するカバーガラスを得ることが可能となり、携帯電話機等に適用されるカバーガラスやタッチパネルディスプレイに適用されるカバーガラスの端面の断面形状として良好である。つまり、機械加工により形状加工された際に必ず生じるマイクロクラックの発生を防止することができ、カバーガラスの機械的強度をさらに向上させることができる。
【００８６】
（３）工程
得られたガラス基板の表面に圧縮応力層を形成する。
ガラス基板の表面に圧縮応力層を形成する方法には、物理強化法と化学強化法があるが、本実施形態のカバーガラスでは、化学強化法で圧縮応力層を形成する方法を採用する。
化学強化法は、ガラスの歪点以下の温度でイオン交換によりガラス基板の表面にイオン半径の大きいアルカリイオンを導入する方法である。
例えば、洗浄を終えたガラス基板を３５０〜５５０℃程度（好ましくは４００〜５５０℃程度）に保ったＫＮＯ3９５％とＮａＮＯ3５％とからなる処理浴中又はＫＮＯ3１００％からなる処理浴中に約１〜２５時間、好ましくは約１〜５時間、より好ましくは１〜３時間浸漬し、ガラス表層部のＮａ+イオン及び／又はＬｉ+イオンを、処理浴中のＫ+イオンと交換させ、化学強化する。これにより、圧縮応力層を形成することができる。イオン交換処理時の温度、時間、イオン交換塩の種類や濃度などは適宜変更可能である。例えば、イオン交換塩としては、硝酸カリウム（ＫＮＯ3）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）の単塩であってもよいが、これらの混合塩であることが好ましい。
【００８７】
本実施形態のガラス組成を有するガラス基板によれば、より低いイオン交換処理温度でイオン交換処理を行っても、比較的短時間でイオン交換処理を行うことができる。
また、複合塩を用いて化学強化を行った場合であっても、強化ガラスを破損せずに、圧縮応力層の厚み、圧縮応力値を測定することができる。
【実施例】
【００８８】
以下に本実施形態のカバーガラス及びその製造方法の実施例を詳細に説明する。
（ガラス基板の製造）
表１（実施例１Ａ〜４２Ａ）及び表２（実施例１Ｂ〜２４Ｂ）ならびに比較例１Ａ、２Ａ、１Ｂ〜４Ｂに示すガラス組成となるように、通常のガラス原料であるシリカ、アルミナ、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素及び／又は清澄剤（例えば、酸化錫、硫酸ナトリウム）を用いてガラス原料（バッチ）を調合した。
調合したバッチを、白金ルツボを用いて１５５０℃で４時間保持した。これを電気炉内で加熱して熔融ガラスとした。これを炉外にて、鉄板上に流し出し、冷却してガラスブロックとした。このガラスブロックを電気炉中、６００℃（実施例１Ａ〜４２Ａ、比較例１Ａ、２Ａ）又は５００〜７００℃（実施例１Ｂ〜２４Ｂ、比較例１Ｂ〜４Ｂ）で３０分保持した。その後、炉の電源を切り、室温まで徐冷し、板状のガラスを得た。得られたガラスについて、後述の方法を用いて失透温度、ガラス転移温度、歪点、密度及び熱膨張係数を測定した。なお、失透温度、ガラス転移温度、歪点、密度及び熱膨張係数は、下記のように化学強化を行った後に得られるカバーガラスであっても、略同様の結果となる。
次に、得られたガラスブロックを切断、研磨などの機械加工を施し、５０×４０ｍｍ、厚み約０．７ｍｍのガラス基板とした。
続いて、洗浄を終えたガラス基板を、４５０℃に保ったＫＮＯ3９５％とＮａＮＯ3５%からなる処理浴中（実施例１Ａ〜４２Ａ、比較例１Ａ、２Ａ）又はＫＮＯ3１００％の処理浴中（実施例１Ｂ〜２４Ｂ、比較例１Ｂ〜４Ｂ）に約２時間浸漬して、化学強化した。化学強化を終えた強化ガラスを、洗浄槽に順次浸漬して洗浄し、乾燥することで、カバーガラスを得た。
【００８９】
上述したように得られたガラス基板について、ガラス転移温度及びエッチングによる形状加工が可能か否かを評価した。
また、強化ガラス（カバーガラス）について、圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定した。その結果を以下の表に示す。表１中の組成はモル％で表す。
【００９０】
【表１−１】
2012214356.tif 000002
【００９１】
【表１−２】
2012214356.tif 000003
【００９２】
【表１−３】
2012214356.tif 000004
【００９３】
【表１−４】
2012214356.tif 000005
【００９４】
【表１−５】
2012214356.tif 000006
【００９５】
【表１−６】
2012214356.tif 000007
【００９６】
【表１−７】
2012214356.tif 000008
【００９７】
【表２−１】
2012214356.tif 000009
【００９８】
【表２−２】
2012214356.tif 000010
【００９９】
【表２−３】
2012214356.tif 000011
【０１００】
【表２−４】
2012214356.tif 000012
【０１０１】
（失透温度（Ｔｌ））
ガラス基板を粉砕し、２３８０μｍのふるいを通過し、１０００μｍのふるい上に留まったガラス粒をエタノールに浸漬し、超音波洗浄した後、恒温槽で乾燥させ、幅１２ｍｍ、長さ２００ｍｍ、深さ１０ｍｍの白金ボート上に前記ガラス粒２５ｇをほぼ一定の厚さになるように入れ、７００〜１２００℃の温度勾配をもった電気炉内に２４時間保持し、炉から取り出し、ガラス内部に発生した失透を４０倍の光学顕微鏡にて観察し、失透が観察された最高温度を失透温度とした。
【０１０２】
（ガラス転移温度）
ガラス転移温度は、ガラスをφ５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工し、示差熱膨張計（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌｕｓ２  ＴＭＡ８３１０）を用いて、ガラス転移温度Ｔｇを測定した。
【０１０３】
（歪点）
歪点は、ガラスを３ｍｍ角、長さ５５ｍｍの角柱形状に切断・研削加工し、ビーム曲げ測定装置（東京工業株式会社製）を用いて測定し、ビーム曲げ法（ＡＳＴＭ  Ｃ−５９８）に従い、計算により求めた。
【０１０４】
（線熱膨張係数）
熱膨張係数は、ガラスをφ５ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工し、示差熱膨張計（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌｕｓ２  ＴＭＡ８３１０）を用いて測定し、１００〜３００℃の温度範囲における平均熱膨張係数を算出した。
【０１０５】
（密度）
密度は、周知のアルキメデス法によって測定した。
【０１０６】
（エッチングによる形状加工の可否）
ガラス基板を２０〜５０ｍｍ×２０〜４０ｍｍ×０．７ｍｍの大きさに切断・研削・研磨し、洗浄後、容器に入れたＨＦ水溶液４００ｍｌ（濃度１０質量％、温度２２℃）に、２０分浸漬し、エッチング後のガラス基板の端面を観察した。その後、ガラス基板を水洗し、試験前後の厚み及び質量を測定し、ガラス基板のエッチングレートを算出した。エッチングレートが、３．０μｍ／分以上であり、且つガラス基板端面に析出物が観察されなかったガラス基板は、エッチングによる形状加工に好適であるので○、エッチングレートが、３．０μｍ／分以上であるが、ガラス基板端面に析出物が観察されたガラス基板を△、エッチングレートが３．０未満であるガラス基板は×とした。
【０１０７】
（圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みの計測）
得られたカバーガラス（強化ガラス）について表面応力計（有限会社折原製作所製、ＦＳＭ−６０００ＬＥ）で干渉縞の本数とその間隔を観察し、ガラス表面近傍の圧縮応力層の圧縮応力値と圧縮応力層の厚みを算出した。
算出に際し、各カバーガラスの屈折率（ｎｄ）を屈折率計測計（株式会社島津デバイス製造  KPR-200）により計測した値を用いた。なお、各カバーガラスの光弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］として算出した。
屈折率に起因する線条模様が観察でき、上記表面応力計で圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができたものを○、屈折率に起因する線条模様が薄いものの、上記表面応力計で圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができたものを△、屈折率に起因する線条模様が観察できず、圧縮応力値及び圧縮応力層の厚みを測定することができなかったものを×とした。
なお、実施例２６Ａ〜２７Ａ、３１Ａ、３３Ａに示すカバーガラスの圧縮応力層の圧縮層深さ及び圧縮応力値の測定結果を以下の表に示す。
【０１０８】
【表３】
2012214356.tif 000013
【０１０９】
また、４５０℃に保ったＫＮＯ3９５％とＮａＮＯ3５%からなる処理浴中に約５時間浸漬して、化学強化した場合の実施例２６Ａ〜２７Ａ、３１Ａ、３３Ａに示すカバーガラスの圧縮応力層の圧縮層深さ及び圧縮応力値の測定結果を以下の表に示す。
【０１１０】
【表４】
2012214356.tif 000014
【０１１１】
（連続熔解式によるカバーガラスの製造）
実施例３１Ａ及び実施例１２Ｂに示す組成となるよう調合したガラス原料を、耐火煉瓦製の熔解槽と白金製の攪拌槽などを備えた連続熔解装置を用いて、１５２０℃で熔解し、１５５０℃で清澄、１３５０℃で攪拌し、ダウンドロー法により、厚さ０．７ｍｍの薄板状のガラス基板を作製した。
次いで、ガラス基板の両主表面上に、メッシュスクリーン印刷法によりカバーガラス形状のフェノール系熱硬化性樹脂パターンを厚さ２０μｍで形成し、このフェノール系熱硬化性樹脂パターンに対して２００℃で１５分のベーキング処理を施した。フェノール系熱硬化樹脂パターンをマスクにして、エッチャントとしてフッ酸（１５質量％）と硫酸（２４質量％）の混酸水溶液（４０℃）を用いて、ガラス基板を両主表面側から被エッチング領域をエッチングして所定の形状に切り抜いた。
【０１１２】
その後、ＮａＯＨ溶液を用いてガラス上に残存したフェノール系熱硬化樹脂を溶解させてガラスから剥離し、リンス処理を行った。
続いて、洗浄を終えたガラス基板を、４５０℃に保ったＫＮＯ3９５％とＮａＮＯ3５%からなる処理浴中に約５時間浸漬（実施例３１Ａ）又はＫＮＯ3１００％からなる処理浴中に約２時間浸漬（実施例１２Ｂ）して、化学強化した。化学強化を終えた強化ガラスは、洗浄槽に順次浸漬して洗浄し、乾燥した。
その結果、品質も良好であり、形態を保持したまま（破壊せずに）で圧縮層の深さ及び圧縮応力値を測定することができるカバーガラス及び強化ガラスを得ることができた。また、イオン交換処理時間も短縮できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本実施形態のカバーガラスは、携帯電話機、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）等のカバーガラス、タッチパネル、フラットパネル等の種々のディスプレイのカバーガラス及びガラス基板、磁気ディスク用基板、太陽電池用カバーガラス、固体撮像素子用カバーガラス等、種々の用途への応用が期待できる。