[go: up one dir, main page]

CN111348837A - 强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法 - Google Patents

强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111348837A
CN111348837A CN201811562889.7A CN201811562889A CN111348837A CN 111348837 A CN111348837 A CN 111348837A CN 201811562889 A CN201811562889 A CN 201811562889A CN 111348837 A CN111348837 A CN 111348837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
article
major surface
glass
warp
ion exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811562889.7A
Other languages
English (en)
Inventor
J·侯
陶涛
朱建强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Priority to CN201811562889.7A priority Critical patent/CN111348837A/zh
Priority to KR1020217022665A priority patent/KR20210104846A/ko
Priority to PCT/US2019/064859 priority patent/WO2020131417A1/en
Priority to US17/415,322 priority patent/US20220064056A1/en
Priority to TW108146414A priority patent/TW202033470A/zh
Publication of CN111348837A publication Critical patent/CN111348837A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

一种制造强化制品的方法，所述方法包括：提供制品，所述制品包含可离子交换的碱金属离子以及第一主表面和第二主表面；利用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；在利用遮蔽膜对第一主表面进行遮蔽之后，形成与第二主表面整合的防眩光表面；从第一主表面上除去遮蔽膜；提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及将制品在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品。强化制品包含分别从经过蚀刻的第一主表面和从第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。

Description

强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法
技术领域
本公开总体上涉及低翘曲度的强化制品以及制造这些制品的方法，更具体而言，涉及用于制造用于各种光学制品中的强化玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材的不对称离子交换方法。
背景技术
基于经过化学强化的离子交换玻璃基材的保护性显示器盖板被用于多种行业中，包括消费电子品(例如智能电话、平板计算机、平板电脑、笔记本电脑、电子书等)、机动车、建筑物内部装饰、防护件、医学和包装行业。这些显示器盖板中的许多采用
Figure BDA0001913738610000011
(Corning)的
Figure BDA0001913738610000012
玻璃产品，其能够提供包括耐损伤性、耐划痕性以及坠落性能在内的优异机械性质。作为制造方法，多年来，行业中已利用化学强化来提供这些优异的机械性质，所述化学强化是利用玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材中碱金属离子的离子交换来进行的。根据应用的不同，可利用这些离子交换方法有针对性地得到压缩应力随深度而变化的应力曲线，以提供目标机械性质。
在常规的离子交换强化处理中，使玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基材与熔融化学盐直接接触，使得基材中离子直径相对较小的碱金属离子被化学盐中离子直径相对较大的碱金属离子所离子交换。随着相对更大的碱金属离子结合入基材中，在邻近基材中结合入的离子的位置处形成了压缩应力，这能够提供强化效果。由于基材的典型失效模式与拉伸应力息息相关，由结合入更大的碱金属离子而产生的增加的压缩应力起到了抵消所施加的拉伸应力的作用，这导致强化效果。
与这些离子交换强化处理相关联的一个技术挑战是强化基材的翘曲。具体而言，当在基材的两个主表面之间以不对称的方式进行离子交换处理时，可在离子交换处理的过程中或之后发生基材的翘曲。目标基材在基材几何构型、基材表面、基材上的涂层和膜、碱金属离子的扩散性、盐浴中的碱金属离子以及其它因素上的不对称性可影响所观察到的目标基材翘曲的程度和等级。
行业中使用多种管理翘曲的方法。一般而言，这些方法会导致用于显示器应用中的玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷基材生产成本的显著增加，以及/或者对其光学性质的控制的减弱或减小。翘曲可导致难以进行与生产显示器相关联的下游处理。例如，用于制造触摸传感器显示层压件的方法可能倾向于由于基材中的翘曲度而在层压件中形成空气气泡。在一些例子中，可对基材使用附加的热处理和/或附加的熔融盐暴露，以抵消与离子交换强化处理相关联的翘曲。然而，这些附加处理步骤会导致制造成本显著增加，并且/或者会影响与基材相关联的光学性质。诸如生产后的研磨和抛光这样的方法也能够抵消翘曲效应，但也会显著增加生产成本。
因此，需要低翘曲度的强化玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷制品及其离子交换方法，包括能够提供必需程度的强化、有限的成本增加以及不对与制品相关联的光学性质产生影响的方法。
发明内容
根据本公开的一个方面，用于制造强化制品的方法包括：提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；利用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；形成与第二主表面整合的防眩光表面，所述形成步骤在利用遮蔽膜对第一主表面进行遮蔽后执行；从第一主表面上除去遮蔽膜；提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及将制品在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品。强化制品包含分别从经过蚀刻的第一主表面和从第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。在该方面的一些实施方式中，利用海绵滚动设备来执行蚀刻步骤，所述海绵滚动设备配置成通过与基材的第一主表面直接接触来对第一主表面进行蚀刻。
根据本公开的一些方面，制造强化制品的方法包括：提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；利用第一遮蔽膜遮蔽第一主表面；在遮蔽第一主表面的步骤之后，形成与第二主表面整合的防眩光表面；在形成防眩光表面的步骤之后，除去第一主表面上的第一遮蔽膜；利用第二遮蔽膜遮蔽防眩光表面；在遮蔽防眩光表面的步骤之后，利用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；在蚀刻第一主表面的步骤之后，除去防眩光表面上的第二遮蔽膜；提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及将制品在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品，所述浸没在除去第二遮蔽膜的步骤之后执行。强化制品包含分别从经过蚀刻的第一主表面和从第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。
根据本公开的一些方面，制造强化制品的方法包括：提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；利用第二遮蔽膜遮蔽第二主表面；在遮蔽第二主表面的步骤之后，利用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；在蚀刻第一主表面的步骤之后，除去第二主表面上的第二遮蔽膜；利用第一遮蔽膜遮蔽第一主表面；在遮蔽第一主表面的步骤之后，在第二主表面上或第二主表面中形成防眩光表面；在形成防眩光表面的步骤之后，除去第一主表面上的第一遮蔽膜；提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及将制品在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品，所述浸没在除去第二遮蔽膜的步骤之后执行。强化制品包含分别从经过蚀刻的第一主表面和从第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。
根据本公开的一些方面，提供了强化玻璃制品，其包含：玻璃基材，所述玻璃基材包含第一主表面和第二主表面、以及分别从第一主表面和第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。基材的第二主表面包含整合形成的防眩光表面。此外，玻璃制品的翘曲度变化(Δ翘曲度)为200微米或更小，第一主表面包含经过蚀刻的第一主表面。另外，在玻璃基材中形成压缩应力区域、防眩光表面和经过蚀刻的第一主表面之前和之后测量翘曲度变化。
在以下的详细描述中给出了本文的其他特征和优点，其中的特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。
包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
以下是对附图中各图的描述。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意图方式显示。
附图中：
图1是根据一种实施方式的包含防眩光表面的强化玻璃制品的截面示意图；
图2是根据一种实施方式的制造包含防眩光表面的强化制品的方法；
图3是根据一种实施方式的制造包含防眩光表面的强化制品的方法；
图4是根据一种实施方式的制造包含防眩光表面的强化制品的方法；以及
图5是根据本公开的一种实施方式的可用于执行图2～4中所示方法的实施方式的海绵滚动设备的示意图。
当结合附图进行阅读时，能够更好地理解上述概述、以及下文中对某些发明技术的详细描述。应当理解的是，权利要求不受附图中所示的安置和手段所限。此外，附图中所示的外观是可用于实现所述设备功能的多个装饰性外观中的一种。
具体实施方式
在以下的详细描述中提出了附加特征和优势，其对于本领域的技术人员而言通过所作描述而显而易见，或者通过实施以下描述、权利要求以及附图中所述的实施方式而被认识。
如本文所用，当对两项或更多项事物使用术语“和/或(以及/或者)”时，其表示可只采用所列事物中的任一种，或者可采用所列事物中的两种或更多种的任意组合。例如，如果组合物被表述成含有组分A、B和/或C，则该组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A与B的组合；含有A与C的组合；含有B与C的组合；或者含有A、B与C的组合。
本文件中，相关术语(例如第一与第二、顶部与底部等)被单独用于对一个实体或行为与另一个实体或行为进行区分，而不一定需要或暗示这些实体或行为之间具有任意的这种实际关系或次序。
本领域技术人员以及制造或使用本公开的人员将会对本公开进行修改。因此，应当理解的是，如专利法的原则所解释的那样(包括等同原则)，附图中所示的以及上文所述的实施方式只是出于例示目的，不旨在限制由所附权利要求限定的本公开的范围。
出于本公开的目的，术语“连接”(其它表述方式：相连、连接至、与……相连等)一般表示两个组件彼此直接或间接地(电或机械)接合。这种接合可以是本质上固定的或本质上可移动的。这种(电或机械)接合可通过两个组件以及任意附加中间部件来实现，所述中间部件可彼此或与两个组件整体地形成为单体主体。这种接合可以是本质上永久的，或者可以是本质上可移除的或可释放的，除非本文另有说明。
如本文所用，术语“约”指数量、尺寸、公式、参数和其它数量和特征不是精确的或无需精确的，但可按照要求是大致的和/或更大或者更小，如反射公差、转化因子、四舍五入、测量误差等，以及本领域技术人员所知的其它因子。当术语“约”用于描述一个值或一个范围的端点值，应理解本公开包含所提及的具体值或端点值。无论说明书中的数值或范围端点值是否使用“约”，该数值或范围端点值旨在包含以下两种实施方式：受到“约”的修饰；以及不受“约”的修饰。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值相结合以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。
本文所用的术语“几乎”、“基本上”以及它们的变体旨在表示所描述的特征等于或约等于一个数值或描述。例如，“基本(上)呈平面”的表面旨在表示呈平面或基本上呈平面的表面。而且，“基本(上)”旨在表示两个数值相等或大致相等。在一些实施方式中，“基本上”可表示在彼此的约10％内的数值，例如在彼此的约5％内、或者在彼此的约2％内。
本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。
本文中所用的“该/所述”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，不应局限为“仅一个(一种)”，除非明确地作出相反指示。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。
如本文所用，使用本领域已知的手段来测量“压缩应力”(CS)和“压缩应力层深度”(DOL)。例如，CS和DOL使用诸如折原工业株式会社(Orihara Industrial Co.,Ltd.，日本)制造的FSM-6000这样的市售可得的仪器利用表面应力计来测量。表面应力测量依赖于对应力光学系数(SOC)的精确测定，其与玻璃的双折射相关。而SOC是按照ASTM标准C770-98(2013)中所述的题为《用于测量玻璃应力光学系数的标准测试方法》(Standard TestMethod for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient)的方案C的修改版本来测量的，该文献的全部内容通过引用纳入本文。修改包括使用厚度为5至10mm、直径为12.7mm的玻璃圆盘作为试样。此外，玻璃圆盘是各向同性的、均匀的，并且是钻芯得到的，且其两个面都经过抛光并且是平行的。修改还包括计算所施加的最大作用力，F最大。最大作用力(F最大)是足以产生20MPa压缩应力的作用力。按照以下方程式(1)来计算所施加的最大作用力，F最大。
F最大＝7.854*D*h(1)
其中，F最大是单位为牛顿的最大作用力，D是玻璃圆盘的直径，且h为光路厚度。对于所施加的每一个作用力，按照以下方程式(2)来计算应力。
Figure BDA0001913738610000061
其中，F最大是由方程式(1)得到的单位为牛顿的最大作用力，D是单位为mm的玻璃圆盘的直径，h是单位为mm的光路厚度，且σ是单位为MPa的应力。
如本文所用，“压缩应力层深度(DOL)”表示强化制品中的一个深度位置，在该深度位置处，由强化处理而产生的压缩应力达到零。
还如本文所用，“防眩光”、“AG”或类似术语表示与本公开的制品(例如显示器)经处理后的表面接触而发生变化的光线的物理转变，或者表示使从制品表面反射的光线转变为漫反射而不是镜面反射的性质。在一些实施方式中，可通过化学蚀刻来进行AG表面处理。防眩光不会减少从表面反射的光线的量，而是只会改变反射光的特征。由防眩光表面反射的图像不具有尖锐边缘。相比于防眩光表面，防反射表面通常是薄膜涂层，其能够通过使用折射率变化以及在一些例子中的破坏性干涉技术来降低来自表面的光线的反射。
还如本文所用，术语“雾度”、“透射雾度”或类似术语表示与表面粗糙度相关的特定表面光散射特征。更具体而言，根据ASTM D1003，这些“雾度”术语表示透射光在±4.0°的角度锥以外散射的百分比。对于光学平滑表面，透射雾度通常接近于零。在两侧变粗糙的玻璃片的透射雾度(雾度两侧)可以根据以下近似方程式(3)与具有仅在一侧变粗糙的相同表面的玻璃片的透射雾度(雾度单侧)相关联：
雾度两侧≈[(1-雾度单侧)·雾度单侧]+雾度单侧(3)
此外，雾度值通常以雾度百分比表示。由方程式(3)得到的雾度两侧值必须乘以100。
还如本文所用，术语“光泽度”、“光泽度水平”或类似术语表示例如表面光泽、亮度或光亮，更具体而言，表示根据ASTM程序D523校准至标准(例如经过认证的黑玻璃标准)的镜面反射率的测量。普通的光泽度测量通常是在20°、60°和85°的入射光角度下进行的，最常用的光泽度测量是在60°下进行的。然而，由于该测量中的接收角较宽，普通光泽度经常无法区分具有高反射图像清晰度(DOI)值的表面和具有低反射图像清晰度值的表面。
从总体上参见附图，并具体参见图1，应理解图示是为了描述本公开的具体实施方式，这些图示不构成对本公开的内容或所附权利要求书的限制。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意图方式显示。
本公开所描述的是强化制品及其制造方法，包括具有玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物和压缩应力区域的基材。此外，作为本公开的方法的效果，这些强化制品得到优化而几乎不展现出或不展现出翘曲，尽管这些强化制品在一个主表面上具有会使强化制品因不对称和/或非均匀离子交换效应而倾向于翘曲的防眩光表面。通常，本公开的方法能够控制离子交换处理的动力学，以抵消存在于基材中的来自于防眩光表面或其他相当的光学结构的不对称或非均匀离子交换条件。所述方法通过调整基材中与包含防眩光表面的主表面相反的主表面的表面形貌来影响该控制。对与防眩光表面相反的主表面的表面形貌所进行的这种调整会受到蚀刻或者其它相当的处理的影响，所述蚀刻或者其它相当的处理能够增加强化处理过程中离子交换离子的摄取，以抵消存在防眩光表面时相同离子交换离子的摄取的增加。
制造本公开的强化制品的方法以及强化制品本身相比于常规方法在制造包含玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷组合物的强化制品方面具有多个益处和优势。优势之一在于，本公开的方法能够降低翘曲的程度，所述翘曲会因为与防眩光表面的存在相关联的基材中所存在的非均匀离子交换条件而引起。另一个优势在于，本公开的方法能够在不需要附加处理步骤(例如在离子交换处理后进行抛光、切割、研磨、热处理)的条件下，降低或消除翘曲。这些方法的另一个优势在于，相比于常规的离子交换处理，这些方法几乎不会或不会增加成本以及/或者降低产量。具体而言，与实施本公开的方法相关联的附加固定装置(例如用于进行蚀刻和遮蔽基材表面的固定装置和浴)的尺寸和成本是受限的。这些方法的另一个优势在于，它们能够在按照所述处理而生产的强化制品中提供翘曲水平显著降低的优势的同时，产生具有与常规离子交换曲线相比相同或基本上相似的残余应力曲线的压缩应力区域。这些方法的另一个优势在于，它们允许在通过离子交换强化处理形成压缩应力区域之前，在基材中形成防眩光表面，因而能够确保防眩光表面的形成不会在强化处理过程中抑制或降低压缩应力的大小。换言之，根据一些实施方式，(例如本公开所指出的)防眩光表面的形成能够使基材厚度减小一个数量级，这能够减小或消除经过离子交换强化处理之后且防眩光表面形成之前的基材中的压缩应力区域。
参考图1，图1图示了根据本公开的一种实施方式的强化制品100。强化玻璃制品100包含：玻璃基材10，所述玻璃基材10包含第一主表面12和第二主表面14，以及分别从第一主表面12和第二主表面14延伸至第一选定深度52和第二选定深度54的压缩应力区域50。基材的第二主表面14包含整合形成的防眩光表面70。此外，玻璃制品100的翘曲度变化(Δ翘曲度)为200微米或更小。第一主表面12包含经过蚀刻的第一主表面12'。另外，在玻璃基材10中形成压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'之前和之后测量翘曲度变化。可由本公开下文所概述的制造强化制品的方法200～400、或者与方法200～400相一致的其它方法来生产强化玻璃制品100(参见图2～4以及相对应的描述)。
再次参考图1，强化玻璃制品100具有从相应第一主表面12和第二主表面14延伸至第一选定深度52和第二选定深度54的压缩应力区域50。另外，强化玻璃制品100几乎不展现出翘曲。根据一些实施方式，强化玻璃制品100的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的翘曲度的变化(Δ翘曲度)为约200微米或更小。在一些实施方式中，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的制品100的翘曲度的变化(Δ翘曲度)为约300微米或更小、约250微米或更小、约200微米或更小、约175微米或更小、约150微米或更小、约125微米或更小、约100微米或更小、约90微米或更小、约80微米或更小、约70微米或更小、约60微米或更小、约50微米或更小、约40微米或更小、约30微米或更小、约20微米或更小、约10微米或更小、以及这些水平之间的所有翘曲度变化(Δ翘曲度)水平。类似地，强化玻璃制品100在制品100的最长维度上可展现出小于0.5％的最大翘曲度，在制品100的最长维度上可展现出小于0.1％的最大翘曲度，或者甚至在制品100的最长维度上展现出小于0.01％的最大翘曲度。
用于强化玻璃制品100中的基材10可包含各种玻璃组合物、玻璃陶瓷组合物和陶瓷组合物。对玻璃的选择不限于特定玻璃组合物。例如，所选组合物可以是众多硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐或硼铝硅酸盐玻璃组合物中的任何组合物，其任选地可包含一种或更多种碱金属和/或碱土金属改性剂。
举例而言，可用于基材10中的一类组合物包括具有氧化铝或氧化硼中的至少一种和碱金属氧化物或碱土金属氧化物中的至少一种的那些组合物，其中，-15摩尔％≤(R2O+R'O-Al2O3-ZrO2)-B2O3≤4摩尔％，其中，R可以是Li、Na、K、Rb和/或Cs，且R'可以是Mg、Ca、Sr和/或Ba。此类组合物的一个子组包含约62摩尔％～约70摩尔％的SiO2、0摩尔％～约18摩尔％的Al2O3、0摩尔％～约10摩尔％的B2O3、0摩尔％～约15摩尔％的Li2O、0摩尔％～约20摩尔％的Na2O、0摩尔％～约18摩尔％的K2O、0摩尔％～约17摩尔％的MgO、0摩尔％～约18摩尔％的CaO和0摩尔％～约5摩尔％的ZrO2。第8969226号和第8652978号美国专利对这些玻璃进行了更为详实的描述，这些文献通过引用全文纳入本文。
可用于基材10中的另一类示例性组合物包括那些具有至少50摩尔％的SiO2和至少一种改性剂的组合物，所述改性剂选自碱金属氧化物和碱土金属氧化物，其中[(Al2O3(摩尔％)+B2O3(摩尔％))/(∑碱金属改性剂(摩尔％))]＞1。此类组合物的一个子组包含50摩尔％至约72摩尔％的SiO2；约9摩尔％至约17摩尔％的Al2O3；约2摩尔％至约12摩尔％的B2O3；约8摩尔％至约16摩尔％的Na2O；和0摩尔％至约4摩尔％的K2O。第8586492号美国专利对这些玻璃进行了更为详实的描述，该文献通过引用全文纳入本文。
可用于基材10中的另一类示例性组合物包括那些具有SiO2、Al2O3、P2O5和至少一种碱金属氧化物(R2O)的组合物，其中，0.75≤[(P2O5(摩尔％)+R2O(摩尔％))/M2O3(摩尔％)]≤1.2，其中，M2O3＝Al2O3+B2O3。此类组合物的一个子组包含约40摩尔％至约70摩尔％的SiO2；0摩尔％至约28摩尔％的B2O3；0摩尔％至约28摩尔％的Al2O3；约1摩尔％至约14摩尔％的P2O5；和约12摩尔％至约16摩尔％的R2O。此类组合物的另一个子组包含约40摩尔％至约64摩尔％的SiO2；0摩尔％至约8摩尔％的B2O3；约16摩尔％至约28摩尔％的Al2O3；约2摩尔％至约12摩尔％的P2O5；和约12摩尔％至约16摩尔％的R2O。第13/305271号美国专利申请对这些玻璃进行了更为详实的描述，该文献通过引用全文纳入本文。
可用于基材10中的另一类示例性组合物包括那些具有至少约4摩尔％的P2O5的组合物，其中，(M2O3(摩尔％)/RxO(摩尔％))＜1，M2O3＝Al2O3+B2O3，且RxO是玻璃中存在的一价和二价阳离子氧化物的总和。一价和二价阳离子氧化物可选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO。此类组合物的一个子组包括具有0摩尔％的B2O3的玻璃。第13/678013号美国专利申请和第8765262号美国专利对这些玻璃进行了更为详实的描述，该文献的内容通过引用全文纳入本文，如同全部列于下文。
可用于基材10中的另一类示例性组合物包括那些具有Al2O3、B2O3、碱金属氧化物并包含三配位硼阳离子的那些组合物。当经过离子交换后，这些玻璃可具有至少约30千克力(kgf)的维氏裂纹引发阈值。此类组合物的一个子组包含至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；Al2O3，其中，-0.5摩尔％≤Al2O3(摩尔％)-R2O(摩尔％)≤2摩尔％；和B2O3，其中，B2O3(摩尔％)-(R2O(摩尔％)-Al2O3(摩尔％))≥4.5摩尔％。此类组合物的另一个子组包含至少约50摩尔％的SiO2；约9摩尔％至约22摩尔％的Al2O3；约4.5摩尔％至约10摩尔％的B2O3；约10摩尔％至约20摩尔％的Na2O；0摩尔％至约5摩尔％的K2O；至少约0.1摩尔％的MgO和/或ZnO，且0≤MgO+ZnO≤6；以及任选地CaO、BaO和SrO中的至少一种，且0摩尔％≤CaO+SrO+BaO≤2摩尔％。第13/903398号美国临时专利申请对这些玻璃进行了更为详实的描述，该文献的内容通过引用全文纳入本文，如同全部列于下文。
除非另有说明，本公开中所概述的强化玻璃制品(例如制品100)以及用于制造这些强化玻璃制品的相关方法(例如图2～4及其相应的文字描述中所呈现的方法200～400)通过由以下铝硅酸盐玻璃组合物制成的基材10来进行例示：68.96摩尔％的SiO2、0摩尔％的B2O3、10.28摩尔％的Al2O3、15.21摩尔％的Na2O、0.012摩尔％的K2O、5.37摩尔％的MgO、0.0007摩尔％的Fe2O3、0.006摩尔％的ZrO2和0.17摩尔％的SnO2。第13/533298号美国专利申请中对典型的铝硅酸盐玻璃进行了描述，该文献通过引用全文纳入本文。
类似地，对于陶瓷，为了用于强化玻璃制品100中的基材100而选用的材料可以是众多无机晶体氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化合物和/或其它类似材料中的任何材料。说明性的陶瓷包括那些具有氧化铝、钛酸铝、莫来石、堇青石、锆石、尖晶石、钙钛矿、氧化锆、氧化铈、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅铝或沸石相的材料。
类似地，对于玻璃陶瓷，为了基材10而选用的材料可以是众多具有玻璃相和陶瓷相的材料中的任何材料。说明性的玻璃陶瓷包括那些玻璃相由硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐或硼铝硅酸盐形成且陶瓷相由β-锂辉石、β-石英、霞石、六方钾霞石或三斜霞石形成的材料。
强化玻璃制品100，包括那些利用制造强化制品的方法200～400(参见图2～4以及下文相对应的描述)得到的强化玻璃制品，可采取各种物理形态，包括玻璃基材。即，从截面视角看，当制品100被配置成基材时，其可以是平坦的或平面的，或者其可以是弯曲的和/或剧烈弯折的。类似地，强化玻璃制品100可以是单个一体式物体，或多层结构或层叠件。当制品100采用基材或板状形态时，制品100的厚度优选在约0.2至1.5mm的范围内，更优选在约0.8至1mm的范围内。此外，制品100可具有在可见光光谱内基本上透明并且在形成其压缩应力区域50后保持基本上透明的组成。
无论其组成或物理形态如何，如图1所示，强化玻璃制品100将会包含从表面(例如第一主表面12和第二主表面14)向内延伸至其中特定深度(例如第一选定深度52和第二选定深度54)的处于压缩应力下的压缩应力区域50。与压缩应力区域50相关联的压缩应力(CS)的量以及压缩应力层深度(DOL)可基于强化玻璃制品100的具体用途而改变，例如按照图2～4中所示的方法200～400形成。一种普遍存在的限制，特别是对于具有玻璃组合物的强化玻璃制品100的限制在于，应当对CS和DOL进行限制，以使得因压缩应力区域50而产生于制品100主体中的拉伸应力不会变得过大而导致制品易碎。在一些实施方式中，强化玻璃制品100中压缩应力区域50的分别从第一主表面12和第二主表面14延伸的部分(例如在它们的CS相对于深度的压缩应力曲线上)是基本上对称的。在另一些实施方式中，强化玻璃制品100中压缩应力区域50的分别从第一主表面12和第二主表面14延伸的部分是基本上不对称的。在这些实施方式中，压缩应力区域50的分别从第一主表面12和第二主表面14延伸的部分在它们的CS相对于深度的压缩应力曲线方面互不相同。另外，在这些实施方式中的某些实施方式中，压缩应力区域50的分别从第一主表面12和第二主表面14延伸的部分在它们的(例如通过化学强化处理得到的)发生离子交换的离子的量方面互不相同。
在本公开的某些方面中，使用基于形成于离子交换玻璃中的光学波导的TM和TE导模光谱测量应力曲线的方法(下文中称为“WKB法”)来确定具有玻璃组合物的(例如使用按照图2～4中所示且在下文中描述的方法200～400的离子交换处理强化的)强化玻璃制品100的压缩应力(CS)曲线。该方法包括对来自TM和TE导模光谱的强度极值的位置进行数字定义，以及计算由这些位置引发的各个TM有效折射率和TE有效折射率。使用反WKB计算来计算TM折射率曲线和TE折射率曲线nTM(z)和nTE(z)。该方法还包括计算应力曲线S(z)＝[nTM(z)-nTE(z)]/SOC，其中，SOC是玻璃基材的应力光学系数。道格拉斯C.阿兰等人的题为《用于测量离子交换玻璃应力曲线的系统和方法(Systems and Methods for Measuring the StressProfile of Ion-Exchanged Glass)》的第13/463322号美国专利申请中对该方法进行了描述，该申请要求2011年5月25日提交的第61/489800号美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用纳入本文。用于测量这些制品中应力水平随深度的变化情况的其它技术在第61/835823号和第61/860560号美国临时专利申请中有所概述，这些文献通过引用纳入本文。
根据图1中所示的强化玻璃制品100的一种实施方式，玻璃制品的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的雾度的变化(Δ雾度)和/或光泽度的变化(Δ光泽度)小于约15％、小于约10％或小于约5％。在一些实施方式中，强化玻璃制品100的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的雾度的变化(Δ雾度)和/或光泽度的变化(Δ光泽度)小于约15％、小于约14％、小于约13％、小于约12％、小于约11％、小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％、小于约0.75％、小于约0.5％、小于约0.25％、以及这些水平之间的所有雾度变化(Δ雾度)值和/或光泽度变化(Δ光泽度)值。
现在参考图2，图2提供了用于制造强化制品100a的方法200的示意图。用于制造强化制品100a的方法200包括提供制品的步骤202，所述制品例如为基材10(即，如图1所示并在上文相应描述中概述的基材10)，所述基材10包含具有多个可离子交换金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面12和第二主表面14。图2中所示的方法200还包括步骤204：利用pH小于7的蚀刻剂(例如包含15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液)对第一主表面12进行蚀刻以形成经过蚀刻的第一主表面12'。在方法200的一些实施方式中，可利用海绵滚动设备(例如图5中所示的如下文所述的海绵滚动设备500)来执行蚀刻步骤204，所述海绵滚动设备配置成通过使装载有蚀刻剂的辊(例如图5中所示的辊504)与基材10的第一主表面12直接接触来形成经过蚀刻的第一主表面12'。在方法200的一些实施方式中，可通过以下方式来执行蚀刻步骤204：用(未在图2中显示的)遮蔽膜遮蔽第二主表面14，将受到遮蔽的基材10浸没于蚀刻剂批料中，以由基材10的第一主表面12形成经过蚀刻的第一主表面12'。在方法200的另一种实施方式中，可通过蚀刻第一主表面12和第二主表面14来执行蚀刻步骤204，得到经过蚀刻的第一主表面12'和(未图示的)经过蚀刻的第二主表面。本领域普通技术人员理解，可按照上述原则来执行根据步骤204的用于对基材10的第一主表面12进行蚀刻的其它方法(例如用蚀刻剂进行湿法蚀刻、浸涂、喷涂和/或辊涂)。
再次参考图2中所示的用于制造强化制品100a的方法200，该方法包括步骤206：形成与第二主表面14整合的防眩光表面70，该形成步骤在利用遮蔽膜82对第一主表面12进行遮蔽后执行。可将各种膜用作遮蔽膜82，例如聚乙烯膜，前提是膜的厚度和组成能够确保防止形成防眩光表面70时所使用的蚀刻剂在步骤206中与第一主表面12接触。本领域普通技术人员理解，通过蚀刻(例如盐与HF和HCl形成的水溶液，例如NaCl)，将防眩光表面70配置成具有形貌，以使强化玻璃制品100a的特征在于防眩光性质。可使用各种蚀刻剂溶液来制备防眩光表面70，其包含酸以及碱金属离子、铝离子、有机添加剂和无机添加剂中的一种或更多种。适用于形成防眩光表面70的蚀刻剂溶液包括2014年7月15日公告授权的第8778496号美国专利以及2010年9月30号公开的第2010/0246016号美国专利申请公开文本中所提供的那些，上述文献中与用于形成防眩光表面的蚀刻剂和方法相关的重要部分通过引用纳入本文。
图2中所示的方法200还包括步骤208：从第一主表面12上除去遮蔽膜82。在方法200的一些实施方式中，可手动地、通过用于除去膜82的自动化方法、或者其它方法来执行除去遮蔽膜82的步骤208，这取决于膜82的组成及其对基材10的第一主表面12的粘合性。
仍然参考图2中所示的用于制造强化制品100a的方法200，该方法还包括步骤210：提供(未图示的)第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，其中的每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸。方法200还包括步骤212：将基材10在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品100a。完成方法200的步骤212后，强化制品100a包含分别从经过蚀刻的第一主表面12'和从第二主表面14延伸至第一选定深度52和第二选定深度54的压缩应力区域50。
再次参考图2中所示的用于制造强化制品100a的方法200，可按照各种顺序执行该方法，包括但不限于图2中以“A”和“B”标记的那些顺序。在以“A”标记的顺序中，在执行形成与第二主表面14整合的防眩光表面70的步骤206之前，执行用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面12进行蚀刻以形成经过蚀刻的第一主表面12'的步骤204。因此，在用遮蔽膜82遮蔽(在之前的步骤204中形成的)经过蚀刻的第一主表面12'之后进行步骤206，即，用以保护经过蚀刻的第一主表面12'不受用于形成防眩光表面70的处理的影响。在以“B”标记的顺序中，在步骤204之前执行方法200的步骤206和208。即，按照以“B”标记的方法200，形成与第二主表面14整合的防眩光表面70的步骤206是在提供基材10的步骤202之后执行的。如上文所述，在用遮蔽膜82遮蔽基材10的第一主表面12之后执行形成步骤206。完成步骤206后，执行步骤208：从第一主表面12上除去遮蔽膜82。此时，已形成与第二主表面14整合的防眩光表面70(即，步骤206和208的结果)，再执行步骤204。在该顺序中，执行步骤204以用pH小于7的蚀刻剂对第一主表面12进行蚀刻，从而形成经过蚀刻的第一主表面12'。应当理解的是，该顺序可要求在步骤204中用(在组成上与遮蔽膜82相当的)遮蔽膜遮蔽防眩光表面70，以确保蚀刻处理不会损害防眩光表面70，特别是当通过在蚀刻剂浴中浸涂基材10来执行步骤204时。相反，如果通过确保蚀刻剂与第一主表面12直接接触但不与防眩光表面70接触的蚀刻处理(例如通过使用图5中所示并在下文中详述的海绵滚动设备500)来执行步骤204，则对防眩光表面70的遮蔽不是必需的。
再次参考图2中所图示的用于制造强化制品100a的方法200，可利用各种pH为7或更小的蚀刻剂来执行对第一主表面12进行蚀刻以形成经过蚀刻的第一主表面12'的步骤204。合适的蚀刻剂包括但不限于HF、HCl、NaF、H3PO4、H2SO4、NH4HF2、HNO3、NH4F、NaF以及它们的组合。此外，可在环境温度、或高于环境温度的升高了的温度下执行蚀刻步骤204。根据步骤204中所使用的具体方法，可将蚀刻剂置于容器中的浴中。容器可适用于对基材10进行浸涂，虹吸至海绵滚动设备的辊(例如图5中所图示的设备500的辊504)上等。
再次参考图2中所示的方法200，可按照各种顺序和方法来执行形成整合的防眩光(AG)表面70的步骤206。可在浸涂、喷涂或辊涂法中使用各种蚀刻剂溶液以制备AG表面70，包括那些包含氢氟酸与无机酸的混合物并包含一种或更多种含有碱金属和/或铵离子的盐以及有机和无机添加剂的蚀刻剂溶液。典型的是，可在步骤206之前通过使用氢氟酸和无机酸的混合物来执行清洁步骤。此外，可通过使用氢氟酸与无机酸的混合物(其浓度由AG表面70的光学性质目标决定)来实施后AG表面清洁/抛光步骤，以实现AG表面70的所需光学性质。
仍然参考图2中所示的用于制造强化制品100a的方法200，按照该方法生产的强化制品100a几乎不展现出翘曲。根据一些实施方式，按照方法200形成的强化玻璃制品100a的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的翘曲度的变化(Δ翘曲度)为约200微米或更小。在一些实施方式中，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的制品100a的翘曲度的变化(Δ翘曲度)为约300微米或更小、约250微米或更小、约200微米或更小、约175微米或更小、约150微米或更小、约125微米或更小、约100微米或更小、约90微米或更小、约80微米或更小、约70微米或更小、约60微米或更小、约50微米或更小、约40微米或更小、约30微米或更小、约20微米或更小、约10微米或更小、以及这些水平之间的所有翘曲度变化(Δ翘曲度)水平。类似地，强化玻璃制品100a在制品100a的最长维度上可展现出小于0.5％的最大翘曲度，在制品100a的最长维度上可展现出小于0.1％的最大翘曲度，或者甚至在制品100a的最长维度上展现出小于0.01％的最大翘曲度。
再次参考图2中所示的方法200，按照方法200形成的强化玻璃制品100a的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的雾度的变化(Δ雾度)和/或光泽度的变化(Δ光泽度)小于约15％、小于约10％或小于约5％。在一些实施方式中，按照方法200形成的强化玻璃制品100a的特征在于，压缩应力区域50、防眩光表面70和经过蚀刻的第一主表面12'的形成前后所测得的雾度的变化(Δ雾度)和/或光泽度的变化(Δ光泽度)小于约15％、小于约14％、小于约13％、小于约12％、小于约11％、小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％、小于约0.75％、小于约0.5％、小于约0.25％、以及这些水平之间的所有雾度变化(Δ雾度)值和/或光泽度变化(Δ光泽度)值。
再次参考图2中所示的方法200，无意受限于理论，已证明：经过蚀刻的第一主表面12'的存在能够确保在基材10的第一主表面12处发生的离子交换的速率与在包含防眩光表面70的第二主表面14处发生的离子交换的速率之间没有显著差异。事实上，与防眩光表面70相关联的表面形貌(例如表面粗糙度)的变化性可导致基材中的离子交换速率相对于不具有防眩光表面70的相反表面(例如第一主表面12)具有变化性。如果没有方法200提供的以经过蚀刻的第一主表面12'的形式对第一主表面处离子交换速率所进行的修正或调整，离子交换强化处理完成后，会在基材10中形成显著的翘曲。因此，方法200有助于形成与防眩光表面70相反的经过蚀刻的主表面，可对该经过蚀刻的主表面进行调节，以确保基材10不会在离子交换强化步骤完成后经历显著的翘曲。值得注意的是，可根据防眩光表面70的具体形貌对经过蚀刻的表面进行调整，以确保所得到的强化制品100a不会在离子交换强化步骤完成后经历显著的翘曲。
再次参考图2中所示的方法200，可根据各种离子交换处理条件来执行将基材10在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间以形成强化制品100a的步骤212，从而形成压缩应力区域50。在方法200和步骤212的一些实施方式中，第一离子交换浴含有多个离子交换金属离子，且基材10具有含有多个可离子交换的金属离子的玻璃组合物。例如，浴可含有多个尺寸大于基材中的可离子交换的离子(例如钠)的钾离子。在步骤212中，第一离子交换浴中的离子交换离子会优先与基材10中的可离子交换的离子进行置换。在图2中所示的方法200和步骤212的某些方面中，本领域普通技术人员理解，用于产生压缩应力区域50的第一离子交换浴包含浓度接近100重量％的具有添加剂的熔融KNO3浴，或浓度为100重量％的熔融KNO3浴。将这种浴充分加热至一定温度，以确保KNO3在基材10的处理过程中保持熔融状态。第一离子交换浴还可包含KNO3与LiNO3和/或NaNO3的组合。
根据本公开的一些方面，执行图2中所示的用于制造强化制品100a的方法200，以在强化玻璃制品100a中形成压缩应力区域50，所述压缩应力区域50具有约400MPa或更小的最大压缩应力，以及分别为制品100a厚度的至少8％的第一选定深度52和第二选定深度54。在方法200的一些实施方式中，强化玻璃制品100a包含具有铝硅酸盐玻璃组合物的基材10，且执行步骤212，以使得有必要将基材10在保温于约400℃至500℃范围内的温度下的第一离子交换浴中浸没约3至60小时的浸没时间。更优选的是，可通过将基材10在处于约420℃至500℃范围内的温度下的强化浴中浸没约0.25至约50小时之间的时间来在强化制品100a中形成压缩应力区域50。在某些方面中，将第一离子交换浴的温度上限设定为比基材10的退火点低约30℃(例如当基材10具有玻璃或玻璃陶瓷组合物时)。浸没步骤212的特别优选的时间在0.5至25小时的范围内。在某些实施方式中，使第一离子交换浴保持在约400℃至450℃，且第一离子交换时间在约3至15小时之间。
在图2中所示的方法200的一个示例性方面中，执行步骤212，以将基材10在处于450℃下的包含约41重量％的NaNO3和59重量％的KNO3的第一离子交换浴中浸没约10小时的时间，以(例如对于厚度约为0.8至1mm的强化制品100a而言)得到DOL＞80μm且最大压缩应力为300MPa或更小的压缩应力区域50。在另一个例子中，第一离子交换浴包含约65重量％的NaNO3和35重量％的KNO3，且保温在460℃下，进行约40至50小时的浸没步骤212，以(例如对于厚度为约0.8mm的强化玻璃制品100a而言)形成最大压缩应力为约160MPa或更小且DOL为约150μm或更大的压缩应力区域50。
对于厚度为约0.3至0.8mm的铝硅酸盐玻璃基材10，可利用保温在450℃的温度下的组成范围为40重量％至60重量％的NaNO3(其余为KNO3)的第一离子交换浴200以及约5.5至15小时之间的浸没时间，在按照图2中所述的方法200制造的强化玻璃制品100a中实现DOL＞60μm。优选地，按照方法200的步骤212的浸没时间在约6至10小时之间，且保持第一离子交换浴具有44重量％至54重量％的NaNO3(其余为KNO3)范围内的组成。
对于图2中所示的用于制造强化玻璃制品100a的方法200的实施方式，在强化制品100a衍生自含有具有适当量的P2O5的铝硅酸盐玻璃的基材10的情况中，可使第一离子交换浴保温于略微更低的温度下，以形成类似的压缩应力区域50。例如，可以使第一离子交换浴保温于380℃的低温下而得到类似的结果，但在上文概述的上限依然可行。在另一个方面中，基材10可具含锂玻璃组合物，且可根据图2中所示的方法200采用低得多的温度曲线，以在所得到的强化制品100a中生成类似的压缩应力区域50。在这些方面中，使第一离子交换浴保温在约350℃至约500℃且优选约380℃至约480℃范围内的温度下。用于这些方面的浸没时间在约0.25小时至约50小时的范围内，更优选在约0.5至约25小时的范围内。
现在参考图3，图3提供了用于制造强化玻璃制品100b的方法300。除非另有说明，否则强化玻璃制品100b的性质和属性(例如Δ翘曲、Δ雾度、Δ光泽度、CS、DOL等)与强化玻璃制品100(参见图1和上文相应描述)以及利用方法200形成的强化玻璃制品100a(参见图2和上文相应描述)的那些性质和属性相同或基本上相似。因此，图3的强化玻璃制品100b中的类似编号要素分别具有与图1和图2中所示的强化玻璃制品100和100a的相同要素相同或基本上类似的结构和功能。
对于图3中所示的用于制造强化玻璃制品100b的方法300，该方法包括提供制品的步骤302，所述制品例如为基材10(即，如图1所示并在上文相应描述中概述的基材10)，所述基材10包含具有多个可离子交换金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面12和第二主表面14。再次参考图3中所示的用于制造强化制品100b的方法300，该方法包括步骤304：利用第一遮蔽膜82对第一主表面12进行遮蔽。可将各种膜用作遮蔽膜82，例如聚乙烯膜，前提是膜的厚度和组成能够确保防止形成防眩光表面70时所使用的蚀刻剂在后续步骤306中与第一主表面12接触。可用作遮蔽膜82的合适的遮蔽膜是表面保护膜，例如：可从Surface
Figure BDA0001913738610000201
有限公司购得的低密度聚乙烯(LDPE)型311膜；以及可从Seil高科技有限公司购得的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)ANT-200膜。
仍然参考图3中所示的用于制造强化玻璃制品100b的方法300，该方法还包括步骤306：形成与第二主表面14整合的防眩光(AG)表面70，该形成步骤在遮蔽步骤304之后执行。本领域普通技术人员理解(并且如上文结合图2中所示的方法200的步骤206所描述的那样)，通过蚀刻(例如盐与HF和HCl形成的水溶液，例如NaCl)，将防眩光表面70配置成具有形貌，以使强化玻璃制品100b的特征在于防眩光性质。此外，图3中所示的方法300还包括步骤308：从第一主表面12上除去遮蔽膜82。在方法300的一些实施方式中，可手动地、通过用于除去膜82的自动化方法、或者其它方法来执行除去遮蔽膜82的步骤308，这取决于膜82的组成及其对基材10的第一主表面12的粘合性。
再次参考图3中所示的用于制造强化玻璃制品100b的方法300，该方法包括步骤310：利用第二遮蔽膜84对(步骤306中所形成的)防眩光表面70进行遮蔽。第二遮蔽膜84可包含聚乙烯膜或者与第一遮蔽膜82相一致的其它相当膜，前提是膜84的厚度和组成能够确保蚀刻第一主表面12的后续步骤312中所使用的蚀刻剂不会除去或降解(步骤306中所形成的)防眩光表面70。
图3中所示的方法300还包括步骤312：利用pH小于7的蚀刻剂(例如包含15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液)对第一主表面12进行蚀刻以形成经过蚀刻的第一主表面12'。在方法300的一些实施方式中，可通过以下方式来执行蚀刻步骤312：将(例如利用将遮蔽膜84设置于防眩光表面70上的步骤310进行遮蔽的)受到遮蔽的基材10浸没入蚀刻剂浴中，以由基材10的第一主表面12形成经过蚀刻的第一主表面12'。在图3中所示的方法300的一些实施方式中，可利用海绵滚动设备(例如图5中所示的如下文所述的海绵滚动设备500)来执行蚀刻步骤312，所述海绵滚动设备配置成通过使装载有蚀刻剂的辊(例如图5中所示的辊504)与基材10的第一主表面12直接接触来形成经过蚀刻的第一主表面12'。根据这些实施方式，步骤310是任选的，因为并不需要在防眩光表面70上存在遮蔽膜84。本领域普通技术人员理解，可按照上述原则来执行根据步骤312的用于对基材10的第一主表面12进行蚀刻的其它方法(例如用蚀刻剂进行湿法蚀刻、浸涂、喷涂和/或辊涂)。此外，图3中所示的方法300还包括步骤314：从第二主表面14和防眩光表面70上除去第二遮蔽膜84。在方法300的一些实施方式中，可手动地、通过用于除去膜84的自动化方法、或者其它方法来执行除去遮蔽膜84的步骤314，这取决于膜84的组成及其对基材10的第二主表面14和/或防眩光表面70的粘合性。图3中所示的用于制造强化玻璃制品100b的方法300还包括步骤316：提供(未图示的)第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，其中的每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸。
仍然参考用于制造强化制品100b的方法300，所述方法300可结束于步骤318：将基材10在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品100b。完成方法300的步骤318后，强化制品100b包含分别从经过蚀刻的第一主表面12'和从第二主表面14延伸至第一选定深度52和第二选定深度54的压缩应力区域50。此外，可按照与方法200的步骤212(参见图2以及上文的相应描述)相同或基本上相似的方式来执行步骤318。
现在参考图4，图4提供了用于制造强化玻璃制品100c的方法400。除非另有说明，否则强化玻璃制品100c的性质和属性(例如Δ翘曲、Δ雾度、Δ光泽度、CS、DOL等)与强化玻璃制品100(参见图1和上文相应描述)、利用方法200形成的强化玻璃制品100a(参见图2和上文相应描述)以及利用方法300形成的强化玻璃制品100b(参见图3和上文相应描述)的那些性质和属性相同或基本上相似。因此，图4的强化玻璃制品100c中的类似编号要素分别具有与图1～3中所示的强化玻璃制品100、100a和100b的相同要素相同或基本上类似的结构和功能。
对于图4中所示的用于制造强化制品100c的方法400，该方法包括提供制品的步骤402，所述制品例如为基材10(即，如图1所示并在上文相应描述中概述的基材10)，所述基材10包含具有多个可离子交换金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面12和第二主表面14。再次参考图4中所示的用于制造强化制品100c的方法400，该方法包括步骤404：利用第二遮蔽膜84对第二主表面14进行遮蔽。可将各种膜用作遮蔽膜84，例如聚乙烯膜，前提是膜的厚度和组成能够确保防止形成经过蚀刻的第一主表面12'时所使用的蚀刻剂在后续步骤406中与第二主表面14接触。图4中所示的方法400还包括步骤406：利用pH小于7的蚀刻剂(例如包含15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液)对第一主表面12进行蚀刻以形成经过蚀刻的第一主表面12'。在方法400的一些实施方式中，可通过以下方式来执行蚀刻步骤406：将(例如利用将第二遮蔽膜84设置于第二主表面14上的步骤404进行遮蔽的)受到遮蔽的基材10浸没入蚀刻剂浴中，以由基材10的第一主表面12形成经过蚀刻的第一主表面12'。在图4中所示的方法400的一些实施方式中，可利用海绵滚动设备(例如图5中所示的如下文所述的海绵滚动设备500)来执行蚀刻步骤406，所述海绵滚动设备配置成通过使装载有蚀刻剂的辊(例如图5中所示的辊504)与基材10的第一主表面12直接接触来形成经过蚀刻的第一主表面12'。根据这些实施方式，步骤404是任选的，因为并不需要在第二主表面14上存在第二遮蔽膜84。本领域普通技术人员理解，可按照上述原则来执行根据步骤406的用于对基材10的第一主表面12进行蚀刻的其它方法(例如用蚀刻剂进行湿法蚀刻、浸涂、喷涂和/或辊涂)。
此外，图4中所示的方法400还包括步骤408：从第二主表面14上除去第二遮蔽膜84。在方法400的一些实施方式中，可手动地、通过用于除去膜84的自动化方法、或者其它方法来执行除去遮蔽膜84的步骤408，这取决于膜84的组成及其对基材10的第二主表面14的粘合性。再次参考图4中所示的用于制造强化制品100c的方法400，该方法包括步骤410：利用第一遮蔽膜82对第一主表面12和经过蚀刻的第一表面12'进行遮蔽。可将各种膜用作遮蔽膜82，例如聚乙烯膜，前提是膜的厚度和组成能够确保防止形成防眩光表面70时所使用的蚀刻剂在后续步骤412中与第一主表面12和经过蚀刻的第一主表面12'接触。
仍然参考图4中所示的用于制造强化玻璃制品100c的方法400，该方法还包括步骤412：形成与第二主表面14整合的防眩光表面70，该形成步骤在遮蔽步骤410之后执行。本领域普通技术人员理解(并且如上文结合图2中所示的方法200的步骤206所描述的那样)，通过蚀刻(例如盐与HF和HCl形成的水溶液，例如NaCl)，将防眩光表面70配置成具有形貌，以使强化玻璃制品100c的特征在于防眩光性质。
此外，图4中所示的方法400还包括步骤414：从第一主表面12和经过蚀刻的第一主表面12'上除去第一遮蔽膜82。在方法400的一些实施方式中，可手动地、通过用于除去膜82的自动化方法、或者其它方法来执行除去遮蔽膜82的步骤414，这取决于膜82的组成及其对基材10的第一主表面12和经过蚀刻的第一主表面12'的粘合性。图4中所示的用于制造强化玻璃制品100c的方法400还包括步骤416：提供(未图示的)第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，其中的每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于可离子交换的碱金属离子的尺寸。
仍然参考用于制造强化制品100c的方法400，所述方法400可结束于步骤418：将基材10在处于第一离子交换温度下的第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品100c。完成方法400的步骤418后，强化制品100c包含分别从经过蚀刻的第一主表面12'和从第二主表面14延伸至第一选定深度52和第二选定深度54的压缩应力区域50。此外，可按照与方法200的步骤212(参见图2以及上文的相应描述)相同或基本上相似的方式来执行步骤418。
现在参考图5，图5图示了可用于方法200～400(参见图2～4以及上文对它们的相应描述)中的海绵滚动设备500。如图5中所示，海绵滚动设备500包含多个在储存空间502中旋转的海绵辊504，所述储存空间含有蚀刻剂。随着基材10在辊504上通过，来自储存空间502的蚀刻剂与第一主表面12直接接触，以形成经过蚀刻的第一主表面12'。制得注意的是，海绵滚动设备500能够确保来自储存空间502的蚀刻剂不与第二主表面14或可能存在的防眩光表面70接触(未图示)。如上文概述的那样，可分别在用于制造强化制品100a、100b和100c的方法200、300和400的步骤204、312和406(参见图2～4)中使用海绵滚动设备500。出于与本公开原理的一致性，图5中所示的海绵滚动设备500可用于方法200、300和400的其它步骤中，包括例如形成与第二主表面14整合的防眩光表面的步骤(例如步骤206、306和412)。
实施例
以下实施例描述了本公开所提供的各种特征和优势，且不旨在限制本发明和所附权利要求。
实施例1
在该实施例中，制备多组
Figure BDA0001913738610000241
3号玻璃基材试样(n＝5/组)，并对其使用根据本公开的原理和构思的用于制造强化制品的方法(例如图2～4中所示的用于制造强化制品100a～c的方法200～400)。具体而言，将基材分割成尺寸为443mm×300mm×1.1mm、336mm×137mm×1.1mm、或344mm×151mm×1.1mm的试样，如以下表1中所示。制备防眩光和/或经过蚀刻的主表面之后，如以下详述(参见下文对实施例1-1至1-6以及比较例1-1至1-6的描述)，对每组试样使用以下离子交换条件：将试样在处于420℃下的包含100％的KNO3的浴中浸没6小时。
如以下表1中详述，对标记为实施例1-1的一组五个(5)试样使用与方法300(参见图3和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用耐酸膜(聚乙烯)对该组中每一个基材的主表面之一进行层压，并且对相反表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。随后，将层压膜从非AG表面上除去，接着将单独的耐酸层压膜施加于新形成的AG表面上，这与本公开上文所概述的那些相一致。随后，将层压膜从非AG表面上除去，接着将单独的耐酸层压膜施加于新形成的AG表面上。然后，对非AG表面进行以下蚀刻处理：在20℃下，在含有15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液中进行2分钟的蚀刻处理。除去该第二层压膜之后，接着对试样进行上文所述的离子交换(IOX)处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例1-1的对照组五个(5)试样使用这些相同的处理条件，包括离子交换处理步骤，但未对AG表面进行遮蔽，且未对非AG表面进行蚀刻处理。
还如以下表1中详述，对标记为实施例2-1的一组五个(5)试样使用与方法400(参见图4和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用耐酸膜(聚乙烯)对该组中每一个基材的主表面之一(即，会成为AG表面的那个表面)进行层压，并且对相反表面进行以下蚀刻处理：在20℃下，在含有15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液中进行4分钟蚀刻处理。蚀刻步骤完成后，除去耐酸膜，并将单独的耐酸层压膜施加于新形成的经过蚀刻的主表面上。此时，对之前遮蔽的表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。然后，除去之前蚀刻的表面上的耐酸层压膜。最后，对试样进行上文所述的离子交换处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例2-1的对照组五个(5)试样使用这些相同的处理条件，包括离子交换处理步骤，但未执行对将会成为AG表面的表面进行遮蔽的步骤。因此，对两个主表面都进行蚀刻，随后在标记为比较例2-1的试样组中的这些表面中的一个上形成AG表面。
再次参考表1，对标记为实施例3-1的一组五个(5)试样使用与方法300(参见图3和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用耐酸膜(聚乙烯)对该组中每一个基材的主表面之一进行层压，并且对相反表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。随后，将层压膜从非AG表面上除去，接着将单独的耐酸层压膜施加于新形成的AG表面上。然后，对非AG表面进行以下蚀刻处理：在20℃下，在含有15重量％的HF和20重量％的HCl的水溶液中进行4分钟的蚀刻处理。除去该第二层压膜之后，接着对试样进行上文所述的离子交换处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例3-1的对照组五个(5)试样使用这些相同的处理条件，包括离子交换处理步骤，但未执行对AG表面进行遮蔽的步骤。因此，在单个步骤中对两个主表面都进行蚀刻，随后在标记为比较例3-1的试样组中形成与这些表面中的一个相整合的AG表面。
还参考表1，对标记为实施例4-1的一组五个(5)试样使用与方法300(参见图3和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用耐酸膜(聚乙烯)对该组中每一个基材的主表面之一进行层压，并且对相反表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。然后，对非AG表面进行以下蚀刻处理：在20℃下，在含有0.35M的NaF和1M的H3PO4的水溶液中进行10分钟的蚀刻处理。除去该第二层压膜之后，接着对试样进行上文所述的离子交换处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例4-1的对照组五个(5)试样使用这些相同的处理条件，包括离子交换处理步骤，但未执行蚀刻步骤。因此，形成了与主表面中的一个相整合的AG表面，且未对标记为比较例4-1的试样组中的任何主表面进行蚀刻。
再次参考表1，对标记为实施例5-1的一组五个(5)试样使用与方法300(参见图3和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用耐酸膜(聚乙烯)对该组中每一个基材的主表面之一进行层压，并且对相反表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。随后，将层压膜从非AG表面上除去，接着将单独的耐酸层压膜施加于新形成的AG表面上。然后，对非AG表面进行以下蚀刻处理：在20℃下，在含有0.35M的NaF和1M的H3PO4的水溶液中进行20分钟的蚀刻处理。除去该第二层压膜之后，接着对试样进行上文所述的离子交换处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例5-1的对照组五个(5)试样使用这些相同的处理条件，包括离子交换处理步骤，不同之处在于，虽然使用相同的蚀刻剂和温度进行蚀刻步骤，但蚀刻时间为更短的2.5分钟。因此，这组对照试样(比较例5-1)与实施例5-1相似，但利用了激烈程度弱得多的蚀刻条件来生成经过蚀刻的主表面。
最后，参考表1，对标记为实施例6-1的一组五个(6)试样使用与方法400(参见图4和相应描述)相一致的用于强化制品的方法。具体而言，使用含有0.35M的NaF和1M的H3PO4的水溶液，在24℃下，使用海绵滚动设备(例如与图5中所示且上文所述的海绵滚动设备500相一致的设备)对主表面中的一个进行326秒的直接蚀刻处理。蚀刻步骤完成后，将耐酸层压膜施加于新形成的经过蚀刻的主表面上。此时，对未蚀刻的表面进行用于制造整合式防眩光(AG)表面的处理，这与本公开上文所概述的那些相一致。然后，除去之前蚀刻的表面上的耐酸层压膜。最后，对试样进行上文所述的离子交换处理(即，在420℃下于100％的KNO3中进行6小时的离子交换处理)。此外，对标记为比较例6-1的对照组五个(5)试样进行上文所述的离子交换(即，在100％的KNO3中于420℃下进行6小时离子交换)，但事先未执行遮蔽主表面、蚀刻主表面或者形成与这些表面整合的防眩光表面的步骤。因此，标记为比较例6-1的该组试样代表不含任意AG表面和经过蚀刻的主表面的对照组。
对表1中所列的每一个试样组进行翘曲度测量。具体而言，于离子交换处理步骤前后，使用挠度计(伊斯拉视像设备有限公司(ISRA Vision)的650x1300mm系统)在两个面上对每一个试样进行测量。基于这些测量所得到的最大翘曲度差异(即，Δ翘曲度)报告于表1中。表1中还报告了于离子交换处理步骤前后对每组中每个试样进行的雾度和光泽度测量。雾度测量是按照本领域普通技术人员所理解的测量原理，在室温下，在BYK加德纳(Gardner)Haze-Gard雾度计上作为透射雾度测量而进行的。光泽度测量是按照本领域普通技术人员所理解的测量原理，在罗博特(Rhopoint)仪器有限公司的光泽度计上进行的。此外，由按照这些测量方案得到的各组试样的雾度和光泽度测量结果计算得到的雾度的变化(Δ雾度)和光泽度的变化(Δ光泽度)报告于表1中。
表1
Figure BDA0001913738610000271
Figure BDA0001913738610000281
参考表1，实施例1-1组中的试样展现出约0.020mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例1-1中的试样展现出约0.250mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。因此，已证明：与按照相似方式处理但不含与AG表面相反的经过蚀刻的主表面的比较组相比，按照与方法300(参见图3和上文相应描述)相一致的方法所生产的实施例1-1的强化玻璃制品所表现出的翘曲度变化小一个数量级。另外，已证明：实施例1-1组和比较例1-1组都展现出相当的可接受的光学性质(即，Δ光泽度和Δ雾度)。
再次参考表1，实施例2-1组中的试样展现出约0.030mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例2-1中的试样也展现出约0.030mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。因此，已证明：按照与方法400(参见图4和上文相应描述)相一致的方法生产的实施例2-1的强化玻璃制品展现出最小的翘曲度变化。实施例2-1组的翘曲度水平与比较组(比较例2-1)所展现出的翘曲度水平相当，所述比较组经过类似的处理，但未对随后将会形成AG表面的表面进行遮蔽。相反，这两个组的光学性质彼此截然不同。具体而言，已证明：相比于创新组(实施例2-1)，处理时未对随后将会形成AG表面的表面进行遮蔽的比较组(比较例2-1)展现出差得多的光学性质(即，4.9的Δ雾度和-24的Δ光泽度)。
参考表1，实施例3-1组中的试样展现出约-0.020mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例3-1中的试样也展现出约-0.020mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。因此，已证明：按照与方法300(参见图3和上文相应描述)相一致的方法生产的实施例3-1的强化玻璃制品展现出可接受的翘曲度水平。还证明：实施例3-1组的翘曲度水平与比较组(比较例3-1)所展现出的翘曲度水平相当，所述比较组经过类似的处理，但未在蚀刻步骤之前对AG表面进行遮蔽。相反，这两个组的光学性质彼此截然不同。具体而言，已证明：相比于创新组(实施例3-1)，经过处理使得两个主表面(包括AG表面)都受到蚀刻的比较组(比较例3-1)展现出差得多的光学性质(即，-0.9的Δ雾度和8的Δ光泽度)。
再次参考表1，实施例4-1组中的试样展现出约-0.002mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例4-1中的试样展现出约0.061mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。因此，已证明：与按照相似方式处理但不含蚀刻步骤的比较组相比，按照与方法300(参见图3和上文相应描述)相一致的方法所生产的实施例4-1的强化玻璃制品所表现出的翘曲度变化小一个数量级。此外，表1证明：实施例4-1中的创新试样展现出可接受的光学性质，包括未明显受到离子交换处理影响的雾度和光泽度，且这些制品的AG表面未出现任意明显的劣化。
再次参考表1，实施例5-1组中的试样展现出约-0.009mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例4-1中的试样展现出约0.061mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。值得注意的是，以与实施例4-1组中的试样几乎相同的方式对实施例5-1组中的试样进行了处理，除了蚀刻时间为20分钟而不是10分钟(实施例4-1)以外。因此，已证明：与按照相似方式处理但不含蚀刻步骤的比较组(比较例4-1)相比，按照与方法300(参见图3和上文相应描述)相一致的方法所生产的实施例5-1的强化玻璃制品所表现出的翘曲度变化小一个数量级。然而，除了蚀刻时间是短得多的2.5分钟以外，按照与实施例4-1和实施例5-1组中几乎相同的方式制造的试样(比较例5-1)展现出高得多的翘曲度水平，0.054mm的Δ翘曲度。因此，已证明：必须在经过蚀刻的主表面中实现更低的蚀刻阈值以抵消AG表面的作用，以防止因后续离子交换处理而引发翘曲。此外，表1证明：实施例5-1中的创新试样展现出可接受的光学性质，包括未明显受到离子交换处理影响的雾度和光泽度，且这些制品的AG表面未出现任意明显的劣化。
再次参考表1，实施例6-1组中的试样展现出约0.110mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)，相比之下，比较例6-1中的试样展现出约0.280mm的翘曲度变化(Δ翘曲度)。因此，已证明：按照与进行直接接触蚀刻的方法400(参见图4和上文相应描述)相一致的方法所生产的实施例6-1的强化玻璃制品所表现出的翘曲度变化明显小于按照相似方式处理但不含与AG表面相反的经过蚀刻的主表面的比较组的翘曲度变化。另外，已证明：实施例6-1组和比较例6-1组都展现出相当的可接受的光学性质(即，Δ光泽度和Δ雾度)。
尽管为了说明而给出了示例性的实施方式和实施例，但是前面的描述并不旨在对本说明书和所附权利要求的范围进行任意限制。因此，可以在基本上不偏离本发明的精神和各种原理的情况下，对上述实施方式和实施例进行各种改变和调整。在本文中，所有这些调整和改变都包括在本公开的范围内并受到所附权利要求的保护。

Claims (22)

1.一种制造强化制品的方法，所述方法包括：
提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；
利用pH小于7的蚀刻剂对所述第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；
形成与所述第二主表面整合的防眩光表面，该形成步骤在利用遮蔽膜对所述第一主表面进行遮蔽后执行；
从所述第一主表面上除去所述遮蔽膜；
提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于所述可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及
将所述制品在处于第一离子交换温度下的所述第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品，
其中，所述强化制品包含分别从所述经过蚀刻的第一主表面和所述第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有50微米或更小的翘曲度(Δ翘曲度)，所述翘曲度通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有20微米或更小的翘曲度(Δ翘曲度)，所述翘曲度通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，利用海绵滚动设备来执行所述蚀刻步骤，所述海绵滚动设备配置成通过与所述第一主表面直接接触来对所述第一主表面进行蚀刻。
5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述强化制品所展现出的雾度变化(Δ雾度)和光泽度变化(Δ光泽度)分别小于10％，所述雾度变化和所述光泽度变化通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的雾度和光泽度测量确定。
6.一种制造强化制品的方法，所述方法包括：
提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；
利用第一遮蔽膜遮蔽所述第一主表面；
在遮蔽所述第一主表面的步骤之后，形成与所述第二主表面整合的防眩光表面；
在形成防眩光表面的步骤之后，除去所述第一主表面上的所述第一遮蔽膜；
利用第二遮蔽膜遮蔽所述防眩光表面；
在遮蔽防眩光表面的步骤之后，利用pH小于7的蚀刻剂对所述第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；
在蚀刻所述第一主表面的步骤之后，除去所述防眩光表面上的所述第二遮蔽膜；
提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于所述可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及
将所述制品在处于第一离子交换温度下的所述第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品，所述浸没在除去所述第二遮蔽膜的步骤之后执行，
其中，所述强化制品包含分别从所述经过蚀刻的第一主表面和所述第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有50微米或更小的翘曲度变化(Δ翘曲度)，所述翘曲度变化通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有20微米或更小的翘曲度变化(Δ翘曲度)，所述翘曲度变化通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
9.如权利要求6～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述制品包含选自下组的玻璃组合物：钠钙硅酸盐玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃。
10.如权利要求6～9中任一项所述的方法，其特征在于，所述强化制品所展现出的雾度变化(Δ雾度)和光泽度变化(Δ光泽度)分别小于10％，所述雾度变化和所述光泽度变化通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的雾度和光泽度测量确定。
11.一种制造强化制品的方法，所述方法包括：
提供制品，所述制品包含具有多个可离子交换的碱金属离子的玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷组合物，并包含第一主表面和第二主表面；
利用第二遮蔽膜遮蔽所述第二主表面；
在遮蔽所述第二主表面的步骤之后，利用pH小于7的蚀刻剂对所述第一主表面进行蚀刻，以形成经过蚀刻的第一主表面；
在蚀刻所述第一主表面的步骤之后，除去所述第二主表面上的所述第二遮蔽膜；
利用第一遮蔽膜遮蔽所述第一主表面；
在遮蔽所述第一主表面的步骤之后，在所述第二主表面上或所述第二主表面中形成防眩光表面；
在形成防眩光表面的步骤之后，除去所述第一主表面上的所述第一遮蔽膜；
提供第一离子交换浴，所述第一离子交换浴包含多个离子交换碱金属离子，每一个离子交换碱金属离子的尺寸都大于所述可离子交换的碱金属离子的尺寸；以及
将所述制品在处于第一离子交换温度下的所述第一离子交换浴中浸没一段时间，以形成强化制品，所述浸没在除去所述第二遮蔽膜的步骤之后执行，
其中，所述强化制品包含分别从所述经过蚀刻的第一主表面和所述第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有50微米或更小的翘曲度(Δ翘曲度)，所述翘曲度通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述强化制品具有20微米或更小的翘曲度(Δ翘曲度)，所述翘曲度通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的翘曲度测量确定。
14.如权利要求11～13中任一项所述的方法，其特征在于，所述制品包含选自下组的玻璃组合物：钠钙硅酸盐玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃。
15.如权利要求11～14中任一项所述的方法，其特征在于，所述强化制品所展现出的雾度变化(Δ雾度)和光泽度变化(Δ光泽度)分别小于10％，所述雾度变化和所述光泽度变化通过在所述浸没步骤前在所述制品上以及在所述浸没步骤后在所述强化制品上进行的雾度和光泽度测量确定。
16.一种强化制品，其通过权利要求1～15中任一项所述的方法制造。
17.一种强化玻璃制品，其包含：
玻璃基材，所述玻璃基材包含第一主表面和第二主表面，以及分别从所述第一主表面和所述第二主表面延伸至第一选定深度和第二选定深度的压缩应力区域，
其中，所述基材的所述第二主表面包含整合形成的防眩光表面，
且所述玻璃制品的翘曲度变化(Δ翘曲度)为200微米或更小，
且所述第一主表面包含经过蚀刻的第一主表面，
且在所述玻璃基材中形成所述压缩应力区域、防眩光表面和经过蚀刻的第一主表面之前和之后测量所述翘曲度变化。
18.如权利要求17所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品的翘曲度变化(Δ翘曲度)为50微米或更小，且在所述玻璃基材中形成所述压缩应力区域、防眩光表面和经过蚀刻的第一主表面之前和之后测量所述翘曲度变化。
19.如权利要求17或18所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃基材包含选自下组的玻璃组合物：钠钙硅酸盐玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃。
20.如权利要求17～19中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，所述压缩应力区域分别从所述第一主表面和所述第二主表面延伸的部分是不对称的。
21.如权利要求17～20中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，所述压缩应力区域从所述第一主表面和所述第二主表面延伸的部分包含不同量的由化学强化处理所导致的发生离子交换的离子。
22.如权利要求17～21中任一项所述的玻璃制品，其特征在于，所述玻璃制品展现出小于1％的雾度变化，且在所述玻璃基材中形成所述压缩应力区域、防眩光表面和经过蚀刻的第一主表面之前和之后测量所述雾度变化。
CN201811562889.7A 2018-12-20 2018-12-20 强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法 Pending CN111348837A (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811562889.7A CN111348837A (zh) 2018-12-20 2018-12-20 强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法
KR1020217022665A KR20210104846A (ko) 2018-12-20 2019-12-06 저-휨, 강화된 물품 및 이의 화학적 표면 처리방법
PCT/US2019/064859 WO2020131417A1 (en) 2018-12-20 2019-12-06 Low-warp, strengthened articles and chemical surface treatment methods of making the same
US17/415,322 US20220064056A1 (en) 2018-12-20 2019-12-06 Low-warp, strengthened articles and chemical surface treatment methods of making the same
TW108146414A TW202033470A (zh) 2018-12-20 2019-12-18 低翹曲強化製品及製作該等製品的化學表面處理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811562889.7A CN111348837A (zh) 2018-12-20 2018-12-20 强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111348837A true CN111348837A (zh) 2020-06-30

Family

ID=69006069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811562889.7A Pending CN111348837A (zh) 2018-12-20 2018-12-20 强化制品、强化玻璃制品以及制造强化制品的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220064056A1 (zh)
KR (1) KR20210104846A (zh)
CN (1) CN111348837A (zh)
TW (1) TW202033470A (zh)
WO (1) WO2020131417A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115073020A (zh) * 2022-06-22 2022-09-20 芜湖东信光电科技有限公司 一种超薄可折叠非等厚玻璃的化学钢化方法及超薄可折叠非等厚钢化玻璃

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230024221A1 (en) * 2021-07-19 2023-01-26 Corning Incorporated Glass with modified surface regions and methods and apparatuses for forming the same via electro-thermal poling and field-assisted ion exchange
WO2025029888A1 (en) * 2023-07-31 2025-02-06 Lam Research Corporation Methods to improve thermal stability and film cracking margin for low temperature high tensile silicon nitride thin films

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102858705A (zh) * 2010-04-30 2013-01-02 康宁股份有限公司 防眩光表面及其制备方法
CN102869629A (zh) * 2010-04-30 2013-01-09 康宁股份有限公司 防眩光表面处理方法及其制品
CN103328398A (zh) * 2010-11-30 2013-09-25 康宁股份有限公司 具有压缩应力平衡的防眩光玻璃片及其方法
US20140305165A1 (en) * 2011-12-26 2014-10-16 Asahi Glass Company, Limited Method for reducing warpage of glass substrate caused by chemical strengthening process, and method for producing chemically strengthened glass substrate
CN108439813A (zh) * 2017-02-14 2018-08-24 康宁股份有限公司 具有弯曲减少的基于低闪光防眩光玻璃的制品和减少基于防眩光玻璃的制品中的弯曲的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100091228A (ko) 2007-11-29 2010-08-18 코닝 인코포레이티드 개선된 인성 및 내스크래치성을 갖는 유리
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8771532B2 (en) 2009-03-31 2014-07-08 Corning Incorporated Glass having anti-glare surface and method of making
WO2013074779A1 (en) 2011-11-16 2013-05-23 Corning Incorporated Ion exchangeable glass with high crack initiation threshold
CN110023261B (zh) * 2016-11-29 2022-10-28 康宁股份有限公司 基于强化玻璃的制品和降低基于强化玻璃的制品中的翘曲的方法
DE102018002397A1 (de) * 2017-03-23 2018-09-27 Asahi Glass Company, Limited Blendschutz-glassubstrat
TWI776952B (zh) * 2017-09-12 2022-09-11 美商康寧公司 用於裝飾玻璃上之包括觸控面板的顯示器之無電板及相關方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102858705A (zh) * 2010-04-30 2013-01-02 康宁股份有限公司 防眩光表面及其制备方法
CN102869629A (zh) * 2010-04-30 2013-01-09 康宁股份有限公司 防眩光表面处理方法及其制品
CN103328398A (zh) * 2010-11-30 2013-09-25 康宁股份有限公司 具有压缩应力平衡的防眩光玻璃片及其方法
US20140305165A1 (en) * 2011-12-26 2014-10-16 Asahi Glass Company, Limited Method for reducing warpage of glass substrate caused by chemical strengthening process, and method for producing chemically strengthened glass substrate
CN108439813A (zh) * 2017-02-14 2018-08-24 康宁股份有限公司 具有弯曲减少的基于低闪光防眩光玻璃的制品和减少基于防眩光玻璃的制品中的弯曲的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115073020A (zh) * 2022-06-22 2022-09-20 芜湖东信光电科技有限公司 一种超薄可折叠非等厚玻璃的化学钢化方法及超薄可折叠非等厚钢化玻璃
CN115073020B (zh) * 2022-06-22 2023-12-26 芜湖东信光电科技有限公司 一种超薄可折叠非等厚玻璃的化学钢化方法及超薄可折叠非等厚钢化玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
TW202033470A (zh) 2020-09-16
WO2020131417A1 (en) 2020-06-25
US20220064056A1 (en) 2022-03-03
KR20210104846A (ko) 2021-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI869343B (zh) 具有特定倒角形狀和高強度的超薄玻璃
US20190030861A1 (en) Composite laminate with high depth of compression
US10934208B2 (en) Edge and corner-strengthened articles and methods for making same
EP4209470A2 (en) Coated articles with optical coatings having residual compressive stress
TWI788473B (zh) 增進具有多重厚度之玻璃物件的iox加工性之方法
US20230271880A1 (en) Glass-based articles with sections of different thicknesses
US20220064056A1 (en) Low-warp, strengthened articles and chemical surface treatment methods of making the same
TW202019840A (zh) 藉由結合重拉式及化學薄化製程增強玻璃的強度
US11649188B2 (en) Coated cover substrates and electronic devices including the same
US20240336520A1 (en) Compensated molds for manufacturing glass-based articles having non-uniform thicknesses
US20220002192A1 (en) Low-warp, strengthened articles and asymmetric ion-exchange methods of making the same
US20210221735A1 (en) Asymmetric ion-exchange methods of making strengthened articles with asymmetric surfaces
TW202019849A (zh) 彎曲的基於玻璃之製品

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200630