(57)【要約】【課題】ディスプレイ装置用のガラス基板の強度をよりいっそう高めることの可能な方法を提供する。【解決手段】ディスプレイ装置の前面板用のガラス基板の強度を高める方法であって、（ａ）アルカリ金属を含むガラス基板を準備し、（ｂ）前記ガラス基板を物理強化処理し、（ｃ）前記物理強化処理されたガラス基板を化学強化処理し、これにより、前記ガラス基板の表面の少なくとも一部に圧縮応力層が形成され、前記圧縮応力層は、前記ガラス基板の厚さの１／６以上の厚さを有し、前記圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＥは、前記ガラス基板に対して化学強化処理のみを実施した際に得られる圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＡと同等以上であることを特徴とする方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ装置の前面板用のガラス基板の強度を高める方法であって、
（ａ）アルカリ金属を含むガラス基板を準備し、
（ｂ）前記ガラス基板を物理強化処理し、
（ｃ）前記物理強化処理されたガラス基板を化学強化処理し、
これにより、前記ガラス基板の表面の少なくとも一部に圧縮応力層が形成され、
前記圧縮応力層は、前記ガラス基板の厚さの１／６以上の厚さを有し、
前記圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＥは、前記ガラス基板に対して化学強化処理のみを実施した際に得られる圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＡと同等以上であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記圧縮応力層は、５０μｍ〜３５０μｍの範囲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】
前記圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＥは、８００ＭＰａ〜８５０ＭＰａの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガラス基板は、厚さが０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記（ｂ）は、前記ガラス基板を６５０℃〜６９０℃の温度範囲に昇温した後、前記ガラス基板を急冷することにより実施されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記ガラス基板を急冷する処理は、前記ガラス基板の面内において局部的に実施されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ガラス基板を急冷する処理は、前記ガラス基板の外周部でのみ実施され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（ｃ）は、４００℃〜４５０℃の温度範囲のアルカリ金属を含む溶融塩中に、前記ガラス基板を浸漬することにより実施されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記（ｃ）は、前記（ｂ）の後、前記ガラス基板の温度が４００℃〜４５０℃の範囲となった際に、前記（ｂ）に連続して実施されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
前記ガラス基板は、３２インチ以上のディスプレイ装置の前面板用のものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置の前面板等に使用されるガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラス基板等で構成される前面板は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）および有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）ディスプレイ（ＯＥＬＤ）等のディスプレイ装置等に広く使用されている。最近では、ディスプレイ装置のさらなる薄型化、軽量化の要望に対応するため、板厚が薄いガラス基板を前面板に使用することが要求されるようになってきている。
【０００３】
一般に、ガラス基板は、板厚が薄くなると、強度が低下する。従って、板厚の薄いガラス基板を実際にディスプレイ装置の前面板等に適用するには、ガラス基板の強度を向上させる点が重要となる。このため、ガラス基板に対して化学強化処理を行うことが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−３４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス基板に対して化学強化処理を行うことにより、ガラス基板の表面に圧縮応力層が付与され、これにより、ガラス基板の強度を高めることができる。
【０００６】
しかしながら、一般に、化学強化処理法で形成される圧縮応力層は、ガラス基板の極表面にしか形成されず、極めて薄い状態となっている。
【０００７】
このため、化学強化処理されたガラス基板は、小さな（浅い）傷によって、比較的容易に破損（自爆）するおそれがある。すなわち、化学強化処理法で形成された圧縮応力層は、比較的薄いため、ガラス基板にこの圧縮応力層の厚さを超える程度の傷が生じると、ガラス基板は、比較的容易に破損してしまうおそれがある。
【０００８】
特に、ディスプレイ装置の前面板は、今後よりいっそう大型化、薄型化が進む傾向にある。この場合、前面板用のガラス基板の表面には、（大型化のため）より傷が付き易くなり、さらには（薄型化のため）より破損（自爆）に至り易くなることが予想される。
【０００９】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、ディスプレイ装置の前面板用のガラス基板の強度をよりいっそう高めることの可能な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、ディスプレイ装置の前面板用のガラス基板の強度を高める方法（強度を高めたガラス基板の製造方法）であって、
（ａ）アルカリ金属を含むガラス基板を準備し、
（ｂ）前記ガラス基板を物理強化処理し、
（ｃ）前記物理強化処理されたガラス基板を化学強化処理し、
これにより、前記ガラス基板の表面の少なくとも一部に圧縮応力層が形成され、
前記圧縮応力層は、前記ガラス基板の厚さの１／６以上の厚さを有し、
前記圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＥは、前記ガラス基板に対して化学強化処理のみを実施した際に得られる圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＡと同等以上であることを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
ここで、ガラス基板の最表面での圧縮応力値は、応力値によって通過する光に光路差が発生する現象を、バビネ補正法によって測定することにより、求めることができる。
【００１２】
また、本発明による方法において、前記圧縮応力層は、５０μｍ〜３５０μｍの範囲の厚さを有しても良い。
【００１３】
また、本発明による方法において、前記圧縮応力層の最表面での圧縮応力値ＰＥは、４００ＭＰａ〜９５０ＭＰａの範囲であっても良い。
【００１４】
また、本発明による方法において、前記ガラス基板は、厚さが０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲にあっても良い。
【００１５】
また、本発明による方法において、前記（ｂ）は、前記ガラス基板を６５０℃〜６９０℃の温度範囲に昇温した後、前記ガラス基板を急冷することにより実施されても良い。
【００１６】
また、本発明による方法において、前記ガラス基板を急冷する処理は、前記ガラス基板の面内において局部的に実施されても良い。
【００１７】
この場合、前記ガラス基板を急冷する処理は、前記ガラス基板の外周部でのみ実施されても良い。
【００１８】
また、本発明による方法において、前記（ｃ）は、４００℃〜４５０℃の温度範囲のアルカリ金属を含む溶融塩中に、前記ガラス基板を浸漬することにより実施されても良い。
【００１９】
また、本発明による方法において、前記（ｃ）は、前記（ｂ）の後、前記ガラス基板の温度が４００℃〜４５０℃の範囲となった際に、前記（ｂ）に連続して実施されても良い。
【００２０】
また、本発明による方法において、前記ガラス基板は、３２インチ以上のディスプレイ装置の前面板用のものであっても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、ディスプレイ装置用の前面板用のガラス基板の強度をよりいっそう高めることの可能な方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ディスプレイ装置の概略的な断面の一例を示した図である。
【図２】前面板の概略的な断面の一例を示した図である。
【図３】化学強化処理した後のガラス基板内の残留応力プロファイルを、ガラス基板の断面とともに示した模式図である。
【図４】物理強化処理した後のガラス基板内の残留応力プロファイルを、ガラス基板の断面とともに示した模式図である。
【図５】本発明による方法を適用したガラス基板内の残留応力プロファイルを、ガラス基板の断面とともに示した模式図である。
【図６】本発明による方法の一例を概略的に示したフロー図である。
【図７】物理強化処理の際のガラス基板の温度変化曲線である。
【図８】物理強化処理と化学強化処理を連続的に実施する際の、ガラス基板の温度変化曲線である。
【図９】本発明による方法をガラス基板に適用する際に使用される装置の一構成例を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について説明する。
【００２４】
まず、本発明による方法が適用され得るディスプレイ装置の構成について簡単に説明する。
【００２５】
図１には、ディスプレイ装置の概略的な断面の一例を示す。また、図２には、前面板の概略的な断面の一例を示す。
【００２６】
図１に示すように、ディスプレイ装置５０は、視認側から、前面板６０と、接着層８０と、表示パネル９０とを有する。
【００２７】
ディスプレイ装置５０は、各種ＦＰＤ装置、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、および有機エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＯＥＬＤ）等のディスプレイ装置であっても良い。
【００２８】
従って、表示パネル９０は、例えば、ＬＣＤ、ＰＤＰ、およびＯＥＬＤ用のものであっても良い。表示パネル９０の構成は、特に限られるものではなく、従来の構造のものを広く提供することができる。表示パネル９０は、図１の上方向に、所定の画像（光）を放射する。
【００２９】
前面板６０は、表示パネル９０の「前方」に設置され、電磁波遮蔽、近赤外線遮断、反射防止等の役割を有する。
【００３０】
接着層８０は、前面板６０を表示パネル９０に接合（いわゆる「直貼り」）する役割を有する。
【００３１】
図２には、前面板６０の概略的な断面の一例を示す。
【００３２】
図２に示すように、前面板６０は、第１の表面６１Ａおよび第２の表面６１Ｂを有するガラス基板６９を備える。図１、２に示すように、ガラス基板６９の第１の表面６１Ａには、第１の機能膜７０が設置されても良い。第１の機能膜７０は、例えば、衝撃破損防止、周囲光の反射防止、電磁波遮蔽、近赤外線遮蔽、色調補正、および／または耐擦傷性向上等の機能を得るために設置される。ただし、第１の機能膜７０は、省略されても良い。
【００３３】
通常の場合、前面板６０において、ガラス基板６９の第１の表面６１Ａのある側は、前面板６０の前側７１Ａとなり、ガラス基板６９の第２の表面６１Ｂのある側は、前面板６０の後側７１Ｂとなる。前面板６０の前側７１Ａは、前面板６０から光（画像）が出射される側（すなわち観者の側）となり、前面板６０の後側７１Ｂは、表示パネル９０の側（すなわち光源側）となる。
【００３４】
なお、図には示されていないが、ガラス基板６９の第２の表面６１Ｂには、第１の機能膜７０と同様の、または異なる第２の機能膜が設置されても良い。
【００３５】
また、ガラス基板６９の第２の表面７１Ｂには、周縁部に沿って、セラミック層７５が設置されている。
【００３６】
セラミック層７５は、前面板６０、さらにはこの前面板６０を備える各種装置のデザイン性や装飾性を高めるために設置される。例えば、セラミック層７５として黒色セラミック層を採用すると、ディスプレイ装置５０がオフ状態のときは、前面板６０の外周部を含めて、前面板６０の前側７１Ａから全く光が出射されなくなる。従って、ディスプレイ装置５０の外観がシャープな印象を与えるようになり、ディスプレイ装置５０の美感が向上する。
【００３７】
ここで、前述のように、板厚の薄いガラス基板の強度を高めるため、ガラス基板に化学強化処理を適用することが提案されている。
【００３８】
なお、「化学強化処理（法）」とは、アルカリ金属を含む溶融塩中にガラス基板を浸漬させ、ガラス基板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属（イオン）を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属（イオン）と置換する技術の総称を言う。「化学強化処理（法）」では、処理されたガラス基板の表面には、元の原子よりも原子径の大きなアルカリ金属（イオン）が配置される。このため、ガラス基板の表面に圧縮応力層を形成することができ、これによりガラス基板の強度が向上する。
【００３９】
例えば、ガラス基板がナトリウム（Ｎａ）を含む場合、化学強化処理の際、このナトリウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばカリウム（Ｋａ）と置換される。あるいは、例えば、ガラス基板がリチウム（Ｌｉ）を含む場合、化学強化処理の際、このリチウムは、溶融塩（例えば硝酸塩）中で、例えばナトリウム（Ｎａ）および／またはカリウム（Ｋａ）と置換されても良い。
【００４０】
ガラス基板に対して、このような化学強化処理を行うことにより、ガラス基板内に、図３に示すような残留応力プロファイルが得られる。
【００４１】
図３には、化学強化処理された後のガラス基板の深さ方向における残留応力のプロファイルを、ガラス基板の断面図と合わせて模式的に示す。
【００４２】
この図に示すように、化学強化処理後のガラス基板１０の最表面には、極めて薄い圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂが形成される。圧縮応力層１２Ａは、厚さがθＡであり、圧縮応力層１２Ｂは、厚さがθＢである。なお、図３において、スケールは示されておらず、特に、圧縮応力層１２Ａ、１２Ｂは、誇張して厚く描かれていることに留意する必要がある。
【００４３】
圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの厚さθＡおよびθＢは、化学強化処理の時間によって変化するが、実用的かつ現実的な時間で形成される圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの厚さは、例えば、５μｍ〜３０μｍ程度である。また、圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの最表面の圧縮応力値ＰＡおよびＰＢは、例えば、４００ＭＰａ〜９５０ＭＰａ程度（例えば８００ＭＰａ）である。
【００４４】
このように、ガラス基板に対して化学強化処理を行うことにより、表面に圧縮応力層が形成され、これにより、ガラス基板の強度を高めることができる。
【００４５】
しかしながら、化学強化処理によってガラス基板１０に導入される圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの厚さは、前述のように、たかだか３０μｍ程度であり、それ程厚くはない。このため、化学強化処理されたガラス基板１０は、小さな（浅い）傷によって、比較的容易に「自爆」し、破損に至るおそれがある。なお、「自爆」とは、ガラス基板に最初に発生した傷が起点となり、ワレやクラックが自発的に進展し、最終的にガラス基板が損壊する現象を言う。例えば、図３のガラス基板１０において、表面に、圧縮応力層１２Ａ（または１２Ｂ）の厚さθＡ（またはθＢ）を超えるような深さの傷が生じた場合、この傷によってガラス基板は、比較的容易に「自爆」してしまうおそれがある。また、損壊したガラス基板から生じる破片は、通常、破面が鋭利な状態となっており、触ると危険であるという問題もある。
【００４６】
特に、ディスプレイ装置の前面板は、今後よりいっそう大型化、薄型化が進む傾向にある。この場合、前面板用のガラス基板の表面には、（大型化のため）より傷が付き易くなり、さらには（薄型化のため）自爆に至り易くなることが予想される。
【００４７】
これに対して、本発明によるガラス基板の強度を高める方法では、ガラス基板を化学強化処理する前に、ガラス基板を物理強化処理するという特徴を有する。
【００４８】
このような方法では、後述するように、ガラス基板のより内部にまで、圧縮応力層を形成することが可能になる。従って、本発明による方法で得られたガラス基板は、小さな傷に対して有意な耐性を有するようになり、自爆や破損が生じ難くなるという効果が得られる。
【００４９】
また、本発明による方法は、ガラス基板に化学強化処理を適用する工程を含むため、従来の化学強化処理法の利点をそのまま利用することができる。例えば、本発明によって得られるガラス基板では、最表面に、従来の化学強化処理だけを実施した場合と同等以上の圧縮残留応力を有する圧縮応力層が形成される。このため、本発明の方法によって得られたガラス基板には、従来の化学強化処理によって得られる強度と同等以上の強度を付与することができる。
【００５０】
ここで、「物理強化処理（法）」とは、ガラス基板を高温の「飴」状の状態から急冷することにより、ガラス基板内に残留応力分布を形成する技術を言う。通常の場合、ガラス基板の内部は、表面に比べて急冷の影響を受けにくく、比較的ゆっくりと降温固化される。このため、急冷中は、ガラス基板の内部から表面に向かって、残留圧縮応力が大きくなり、残留圧縮応力の深さ方向プロファイルが得られる。最終的に得られるガラス基板の表面には、比較的深い厚さで圧縮応力層が形成され、これにより物理強化処理前に比べて、ガラス基板の強度が向上する。
【００５１】
図４には、物理強化処理された後のガラス基板の深さ方向における残留応力のプロファイルを、ガラス基板の断面図と合わせて模式的に示す。
【００５２】
この図に示すように、ガラス基板２０の最表面には、比較的厚い圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄが形成されている。圧縮応力層２２Ｃは、厚さがθＣであり、圧縮応力層２２Ｄは、厚さがθＤである。なお、図４において、スケールは示されておらず、特に、圧縮応力層２２Ｃ、２２Ｄは、誇張して厚く描かれていることに留意する必要がある。
【００５３】
圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの厚さθＣおよびθＤは、ガラス基板の厚さによって変化する。通常の場合、圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの厚さθＣおよびθＤは、ガラス基板２０の厚さの１／４〜１／８程度（例えば１／６）である。例えば、ガラス基板２０の厚さが０．７ｍｍの場合、厚さθＣおよびθＤは、約１００μｍ以上となる。また、圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの最表面の圧縮応力値ＰＣおよびＰＤは、例えば、５０ＭＰａ〜１５０ＭＰａ程度（例えば１００ＭＰａ）である。
【００５４】
図３と図４の比較から明らかなように、物理強化処理では、ガラス基板２０の表面に形成される圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの厚さは、化学強化処理法によって得られる圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの厚さに比べて厚くなる。従って、物理強化処理では、化学強化処理を実施したガラス基板に比べて、傷に対して有意な耐性を有するガラス基板を得ることができる。また、物理強化処理されたガラス基板は、比較的厚い圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄを有するため、車両のフロントガラスのように、ガラス基板が破損した際に、鋭利な破材が周囲に飛散することを有意に抑制することができる。
【００５５】
なお、「物理強化処理」では、ガラス基板２０の表面に形成される圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの最表面の圧縮応力値ＰＣおよびＰＤ（図４参照）は、化学強化処理法によって得られる圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの最表面の圧縮応力値ＰＡおよびＰＢ（図３参照）に比べて、小さくなる。従って、ガラス基板に対して、単に「物理強化処理」を実施しただけでは、ガラス基板に十分な強度を付与することは難しいという問題がある。
【００５６】
これに対して、本発明では、前述のようにガラス基板を物理強化処理してから、化学強化処理するという特徴を有する。従って、本発明では、両方の長所を取り入れることができ、傷に強くかつ表面に大きな圧縮応力を有するガラス基板を得ることができる。
【００５７】
図５には、本発明による方法が適用されたガラス基板の深さ方向における残留応力のプロファイルを、ガラス基板の断面図と合わせて模式的に示す。
【００５８】
この図に示すように、ガラス基板１００の最表面には、比較的厚い圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆが形成されている。圧縮応力層１１２Ｅは、厚さがθＥであり、圧縮応力層１１２Ｆは、厚さがθＦである。なお、図５において、スケールは示されておらず、特に、圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆは、誇張して描かれていることに留意する必要がある。
【００５９】
ここで、図５から、本発明による方法を適用したガラス基板１００では、一般的な化学強化処理法の特徴と、一般的な物理強化処理法の特徴とを兼ね備えた残留応力プロファイルを有するガラス基板１００が得られることがわかる。
【００６０】
すなわち、ガラス基板１００の表面には、圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆが形成され、これらは、物理強化処理のみを実施したガラス基板２０の圧縮応力層２２Ｃおよび２２Ｄの厚さθＣおよびθＤと同等以上の厚さθＥおよびθＦを有する。圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆの厚さθＥおよびθＦは、物理強化処理条件ならびにガラス基板１００の厚さ等の条件によって変化するが、例えばガラス基板１００の厚さの１／４〜１／８程度（例えば１／６）である。
【００６１】
また、圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆの最表面は、化学強化処理のみを実施したガラス基板１０の圧縮応力層１２Ａおよび１２Ｂの最表面の圧縮応力値ＰＡおよびＰＢと同等以上の圧縮応力ＰＥおよびＰＦを有する。圧縮応力層１１２Ｅおよび１１２Ｆの最表面の圧縮応力値ＰＥおよびＰＦは、化学強化処理条件等によって変化するが、例えば４００ＭＰａ〜９５０ＭＰａ程度（例えば８５０ＭＰａ）である。
【００６２】
このように、本発明による方法では、化学強化処理法と物理強化処理法のそれぞれの長所を取り入れることができ、傷に強くかつ表面に大きな圧縮応力を有するガラス基板を得ることができる。また、ガラス基板が破損した際に、鋭利な破材が周囲に飛散することを抑制することができる。これは、自動車用サイドガラスなどの安全ガラスで採用されている物理強化の特徴である。
【００６３】
（本発明による方法のフローについて）
以下、図６を参照して、本発明による方法について、より詳しく説明する。
【００６４】
図６には、本発明によるガラス基板の強度を高める方法の一例を示す。
【００６５】
図６に示すように、本発明の方法は、
（ａ）アルカリ金属を含むガラス基板を準備する工程（ステップＳ１１０）と、
（ｂ）前記ガラス基板を物理強化処理する工程（ステップＳ１２０）と、
（ｃ）前記物理強化処理されたガラス基板を化学強化処理する工程（ステップＳ１３０）と、
を有する。
【００６６】
以下、各工程について説明する。
【００６７】
（ステップＳ１１０）
まず、アルカリ金属を含むガラス基板１００が準備される。ガラス基板１００の組成は、アルカリ金属を含む限り、特に限られず、ガラス基板１００は、例えばソーダライムガラス製の基板であっても良い。
【００６８】
ガラス基板１００は、例えば、酸化物換算で、６０ｍｏｌ％〜８０ｍｏｌ％のＳｉＯ２、０．５ｍｏｌ％〜７ｍｏｌ％のＡｌ２Ｏ３、３ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％のＭｇＯ、６ｍｏｌ％〜９ｍｏｌ％のＣａＯ、０〜５ｍｏｌ％のＳｒＯ、０〜４ｍｏｌ％のＢａＯ、０〜２ｍｏｌ％のＺｒＯ２、４ｍｏｌ％〜１３ｍｏｌ％のＮａ２Ｏ、および０．１ｍｏｌ％〜７ｍｏｌ％のＫ２Ｏの組成を有しても良い。
【００６９】
ガラス基板１００の厚さは、特に限られないが、板厚が厚くなりすぎると、強度の問題が相対的に軽減化され、本発明を適用する利点が少なくなる。また、板厚が薄くなりすぎると、物理強化処理後に、ガラス基板の厚さ方向に、圧縮応力分布を得ることができなくなる可能性がある。通常の場合、ガラス基板１００の厚さは、０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲であり、０．７ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００７０】
なお、ガラス基板１００の端面は、面取りされても良い。
【００７１】
（ステップＳ１２０）
次に、前述のガラス基板が物理強化処理される。物理強化処理の条件は、特に限られない。物理強化処理は、例えば、ガラス基板を第１の温度Ｔ１に昇温した状態で急冷し、ガラス基板を第２の温度Ｔ２まで下げることにより実施しても良い。
【００７２】
図７には、物理強化処理の際の、ガラス基板の典型的な温度変化曲線を示す。
【００７３】
図７に示すように、まず、ガラス基板１００は、第１の温度Ｔ１まで昇温される。Ｔ１は、例えば、６５０℃〜６９０℃の範囲であっても良く、あるいはガラス基板１００の歪み点よりも１２０℃〜１６０℃高い温度であっても良い。ガラス基板を第１の温度Ｔ１に昇温するときの昇温速度ｖ１は、特に限られない。
【００７４】
次に、ガラス基板１００が急冷され、ガラス基板１００の温度がＴ２まで低下される。Ｔ２は、例えば、４００℃〜４５０℃の範囲であっても良い。急冷速度ｖ２は、例えば、６０℃／秒〜２５℃／秒程度であっても良く、この場合、急冷の時間ｔ２は、約５秒〜８秒程度（例えば、約６秒）である。急冷の方法は、特に限られず、例えば、ガラス基板１００の両表面に冷風を強制的に供給することにより、ガラス基板を急冷しても良い。
【００７５】
その後、ガラス基板１００は、室温まで徐冷される。
【００７６】
ガラス基板１００の物理強化処理により、ガラス基板１００内に図４に示したような残留応力プロファイルが得られ、両表面に圧縮応力層（２２Ｃ、２２Ｄ）が形成される。圧縮応力層の厚さ（θＣ、θＤ）は、特に限られないが、通常の場合、ガラス基板１００の厚さの１／４〜１／８程度（例えば１／６）である。
【００７７】
（ステップＳ１３０）
次に、物理強化処理されたガラス基板が化学強化処理される。化学強化処理の条件は、特に限られず、従来の化学強化処理法を利用することができる。化学強化処理は、例えば、ガラス基板を、４００℃〜４５０℃の硝酸溶融塩中に、所定時間浸漬して実施しても良い。ガラス基板がナトリウム（Ｎａ）を含む場合、硝酸溶融塩には、例えば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が使用される。また、ガラス基板がリチウム（Ｌｉ）を含む場合、硝酸溶融塩には、例えば、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）および／または硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が使用される。さらに、ガラス基板がリチウム（Ｌｉ）およびナトリウム（Ｎａ）を含む場合、硝酸溶融塩には、例えば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が使用される。化学強化処理の時間は、特に限られないが、通常の場合、１時間〜４時間程度実施される。
【００７８】
これにより、ガラス基板１００内に図５に示したような残留応力プロファイルが得られ、両表面に圧縮応力層１１２Ｅ、１１２Ｆが形成される。圧縮応力層１１２Ｅ、１１２Ｆの厚さθＥ、θＦは、特に限られないが、通常の場合、ガラス基板１００の厚さの１／４〜１／８程度（例えば１／６）であり、例えば、５０μｍ〜３５０μｍである。
【００７９】
また、通常の場合、得られる圧縮応力層１１２Ｅ、１１２Ｆの最表面の圧縮応力値ＰＥ、ＰＦは、化学強化処理のみを実施した際に得られる最表面の圧縮応力値ＰＣ、ＰＤよりも大きくなる（例えば、圧縮応力値≧８５０ＭＰａ）。これは、物理強化処理によって得られる圧縮応力付与効果と、化学強化処理によって得られる圧縮応力付与効果の相乗効果によるものである。
【００８０】
ただし、処理条件によっては、そのような相乗効果が明確に認められない場合もある。しかしながら、そのような場合であっても、本発明によって得られる圧縮応力層１１２Ｅ、１１２Ｆは、単に物理強化処理のみを行った場合に比べて、最表面に大きな圧縮応力値ＰＣ、ＰＤを有する。また、本発明によって得られる圧縮応力層１１２Ｅ、１１２Ｆは、単に化学強化処理のみを行った場合に比べて、大きな厚さを有する。従って、本発明による方法によって得られたガラス基板は、化学強化処理のみを実施したガラス基板、および物理強化処理のみを実施したガラス基板との間で、明確に識別することができる。
【００８１】
なお、化学強化処理は、物理強化処理とは独立別個に実施されても、物理強化処理と「連続的」に実施されても良い。
【００８２】
図８には、ステップＳ１２０の物理強化処理と、ステップＳ１３０の化学強化処理とを「連続的」に実施する場合の、ガラス基板の典型的な温度変化曲線を示す。
【００８３】
図８に示すように、この方法では、まず、ガラス基板が第１の温度Ｔ１まで昇温される。Ｔ１は、例えば、６５０℃〜６９０℃の範囲であっても良く、あるいはガラス基板の歪み点よりも１２０℃〜１６０℃高い温度であっても良い。ガラス基板を第１の温度Ｔ１に昇温するときの昇温速度ｖ１は、特に限られない。
【００８４】
次に、ガラス基板が急冷され、ガラス基板の温度がＴ２まで低下される。Ｔ２は、例えば、４００℃〜４５０℃の範囲であっても良い。急冷速度ｖ２は、例えば、６０℃／秒〜２５℃／秒程度であっても良く、この場合、急冷の時間ｔ２は、約５秒〜８秒程度（例えば、約６秒）である。
【００８５】
引き続き、ガラス基板は、「連続的」に化学強化処理される。すなわち、この場合、ガラス基板は、室温まで冷却される前に、温度がＴ２の状態のまま、化学強化処理に供される。
【００８６】
化学強化処理の間、ガラス基板の温度は、Ｔ２のまま一定である。時間ｔ３の間、ガラス基板は、溶融塩中に浸漬される。時間ｔ３は、例えば、１時間〜１０時間程度であっても良い。その後、ガラス基板は、溶融塩中から引き上げられ、室温まで徐冷される。
【００８７】
このような「連続的」な方法では、化学強化処理の際に、再度、ガラス基板を高温にする必要がなくなり、処理の時間およびエネルギーコストを抑制することができる。
【００８８】
ところで、上記記載では、ガラス基板の面内全体に対して、本発明による方法を適用する場合を例に、本発明による方法のフローを説明した。しかしながら、本発明による方法は、必ずしも、ガラス基板の全面に適用する必要はない。例えば、本発明による方法は、ガラス基板の面内の一部分にのみ適用しても良い。
【００８９】
このようなガラス基板の面内で「不均一」に本発明を適用することは、ガラス基板において、強度を向上させたい領域が局部的に存在する場合、特に好ましい。
【００９０】
例えば、一般に、ディスプレイ装置の前面板では、前面板の中央部よりも、周縁部において、より大きな強度が必要となる。これは、通常の前面板は、表示パネルのような他の部材と組み合わされる際に、周縁部で支持される必要があり、この周縁部において、破損が生じる危険性がより高いからである。このような場合、本発明による方法を、前面板用のガラス基板の周縁部にのみ適用することにより、中央部に比べて周縁部の強度が向上したガラス基板を得ることができる。例えば、前述の物理強化処理工程（ステップＳ１２０）をガラス基板の周縁部にのみ適用することにより、そのようなガラス基板を容易に提供することができる。
【００９１】
（本発明による方法を実施するための装置について）
次に、前述のような本発明による方法をガラス基板に適用する際に使用される装置の一例について説明する。
【００９２】
図９には、本発明による方法をガラス基板に適用する際に使用される装置を示す。
【００９３】
この装置２００は、前述のステップＳ１２０とＳ１３０とを連続的に実施することができる構成となっており、この装置２００は、加熱部２１０、急冷部２４０、浸漬部２６０、および徐冷部２８０を有する。
【００９４】
加熱部２１０は、物理強化処理のため、前面板となるガラス基板２０２を加熱する部分である。加熱部２１０は、加熱室２１２を有し、加熱室２１２は、ヒータ（図示されていない）で内部を、例えば６５０℃〜６９０℃に加熱することができる。加熱部２１０には、ガラス基板２０２を加熱室に導入し、ガラス基板２０２を加熱室２１２から搬出させるため、複数のローラ２１４が設置されている。ローラ２１４を同方向に回転させることにより、ガラス基板２０２を所望の方向（図の例では右向き）に、搬送させることができる。
【００９５】
急冷部２４０は、加熱室２１２で加熱されたガラス基板２０２を急冷して、ガラス基板２０２を物理強化処理する役割を有する。急冷部２４０には、相互に対面するように一組のクーラー２４２が設置されている。クーラー２４２からの冷却風により、ガラス基板２０２が両面側から急冷される。なお、急冷部２４０においても、ガラス基板２０２は、複数のローラー２１４によって搬送される。
【００９６】
急冷部２４０では、ガラス基板２０２の温度は、約４００℃〜４５０℃程度にまで低下される。
【００９７】
浸漬部２６０は、物理強化処理されたガラス基板２０２を、化学強化処理するための領域である。浸漬部２６０は、溶融塩槽２６２を有し、溶融塩槽２６２内には、アルカリ金属の溶融硝酸塩２６３が収容されている。溶融硝酸塩２６３は、例えば、硝酸カリウム（ガラス基板２０２がナトリウムを含む場合）、または硝酸ナトリウム（ガラス基板２０２がリチウムを含む場合）を含む。
【００９８】
溶融塩槽２６２は、例えば、４００℃〜４５０℃の温度に保持されている。
【００９９】
徐冷部２８０は、化学強化処理されたガラス基板２０２を室温まで徐冷する役割を有し、複数のローラ２１４を有する。
【０１００】
このような装置２００に被強化用ガラス基板２０２が導入されると、ガラス基板２０２は、最初に、ローラ２１４により、加熱部２１０の加熱室２１２に搬入される。加熱室２１２に搬入されたガラス基板２０２は、物理強化処理前の所望の温度（例えば６５０℃）に加熱される。
【０１０１】
次に、ガラス基板２０２は、ローラ２１４により、急冷部２４０に導入される。急冷部２４０では、クーラー２４２による強制冷却により、ガラス基板２０２は、数秒で４００〜４５０℃の温度にまで冷却される。これにより、ガラス基板２０２が物理強化処理される。
【０１０２】
ここで、前述のような「不均一な」ガラス基板、すなわち、ガラス基板２０２の面内に、物理強化処理され強度が向上した領域と、物理強化処理がなされず強度が変化していない領域とを形成したい場合、クーラー２４２の配置が調整されても良い。例えば、ガラス基板２０２の外周部にのみ冷却風が当たるようにしてクーラー２４２を配置することにより、ガラス基板２０２の外周部にのみ、物理強化処理を行うことができる。
【０１０３】
次に、ガラス基板２０２は、ローラ２１４により、化学強化処理のため浸漬部２６０に搬送される。浸漬部２６０では、ガラス基板２０２は、ローラ２１４の上に置載された状態のまま、溶融塩槽２６２中に浸漬される。従って、ガラス基板２０２は、ここで、４００℃〜４５０℃の温度で化学強化処理される。
【０１０４】
その後、ガラス基板２０２は、溶融塩槽２６２から引き上げられ、徐冷部２８０において、室温まで徐冷される。これにより、強度が高められたガラス基板が得られる。
【０１０５】
なお、上記記載では、ガラス基板２０２に対して、物理強化処理と化学強化処理の両方を「連続的」に適用する場合を例に、装置構成について説明した。しかしながら、本発明では、ガラス基板に対して、物理強化処理と化学強化処理とを別個に（不連続に）実施しても良い。この場合、ある装置での物理強化処理後にガラス基板の温度が一旦室温まで降温されてから、別の装置でガラス基板が化学強化処理される。
【０１０６】
このように、本発明では、ディスプレイ装置の前面板用のガラス基板の強度をよりいっそう高めることの可能な方法を提供することができる。本発明による方法は、特に、大型のディスプレイ装置（例えば、３２インチ以上のディスプレイ装置）や、薄型のディスプレイ装置に対して有益である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明による前面板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、およびモバイルディスプレイ等のＦＰＤ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０      化学強化処理後のガラス基板
１２Ａ、１２Ｂ  圧縮応力層
２０      物理強化処理後のガラス基板
２２Ｃ、２２Ｄ  圧縮応力層
５０      ディスプレイ装置
６０      前面板
６１Ａ    第１の表面
６１Ｂ    第２の表面
６９      ガラス基板
７０      第１の機能膜
７１Ａ    前側
７１Ｂ    後側
７５      セラミック層
８０      接着層
９０      表示パネル
１００    本発明による方法が適用されたガラス基板
１１２Ｅ  圧縮応力層
１１２Ｆ  圧縮応力層
２００    装置
２０２    ガラス基板
２１０    加熱部
２１２    加熱室
２１４    ローラ
２４０    急冷部
２４２    クーラー
２６０    浸漬部
２６２    溶融塩槽
２６３    溶融硝酸塩
２８０    徐冷部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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