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CN117916206A - 基于纹理化玻璃的制品 - Google Patents

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CN117916206A
CN117916206A CN202280057847.6A CN202280057847A CN117916206A CN 117916206 A CN117916206 A CN 117916206A CN 202280057847 A CN202280057847 A CN 202280057847A CN 117916206 A CN117916206 A CN 117916206A
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M·L·盖格
金宇辉
李艾泽
李乔
K·B·雷曼
J·R·里奇
孙伟
C·塞卡拉
D·L·韦德曼
陈荣华
F·C·M·韦里耶
张彬蔚
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Abstract

提供了展现出低雾度的具有纹理化表面的基于玻璃的制品。通过采用磨蚀和蚀刻的组合产生基于玻璃的制品，其中，没有使用氢氟酸。用于生产基于玻璃的制品的工艺还包括离子交过程。

Description

基于纹理化玻璃的制品
本申请要求2021年8月25日提交的美国临时申请系列第63/236,925号的优先权权益，本文以其内容作为基础并将其全文通过引用结合于此。
背景
技术领域
本说明书大体上涉及基于纹理化玻璃的制品。更具体来说，基于纹理化玻璃的制品可用于移动电子装置。
背景技术
便携式电子装置(例如，智能手机、平板和可穿戴装置(例如，手表和健身追踪器))持续变得越来越小和越来越复杂。由此，常规用于此类便携式电子装置的至少一个外表面上的材料也持续变得越来越复杂。例如，随着便携式电子装置变得越来越小且越来越薄以迎合消费者需求，用于这些便携式电子装置中的显示屏覆盖和外壳起到多项功能和覆盖多个组件(例如，显示屏、摄像头和传感器)，它们中的每一个可能需要不同的表面性质来对功能性进行优化。
因此，存在对于具有不同表面性质的材料以及此类材料的生产方法的需求。
发明内容
根据方面(1)，提供了一种方法。方法包括：通过将磨料颗粒推向表面来对基于玻璃的基材的表面进行磨蚀以形成经磨蚀表面，其中，基于玻璃的基材包含碱性铝硅酸盐；用蚀刻剂对经磨蚀表面进行蚀刻持续大于或等于15分钟至小于或等于400分钟的时间段以形成基于经蚀刻玻璃的基材，其中，蚀刻剂是氢氧化物浓度大于或等于5重量％至小于或等于60重量％的水性氢氧化物溶液；以及用熔盐浴对基于经蚀刻玻璃的基材进行离子交换以形成基于玻璃的制品，其中，基于玻璃的制品包括从基于玻璃的制品表面延伸到压缩深度的压缩应力层以及具有小于或等于50％的雾度。
根据方面(2)，提供了方面(1)的方法，其中，以小于或等于60μm/小时的表面去除速率进行蚀刻。
根据方面(3)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，以小于或等于30μm/小时的表面去除速率进行蚀刻。
根据方面(4)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，蚀刻剂的温度大于或等于90℃至小于或等于140℃。
根据方面(5)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，蚀刻剂的温度大于或等于90℃至小于或等于132℃。
根据方面(6)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，蚀刻剂包含NaOH、KOH，或其组合。
根据方面(7)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，蚀刻时间段大于或等于15分钟至小于或等于300分钟。
根据方面(8)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，蚀刻从经磨蚀表面去除了大于或等于5μm至小于或等于50μm。
根据方面(9)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，在蚀刻过程中没有使用掩膜。
根据方面(10)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，磨料颗粒包括砂、Al2O3、SiC、SiO2，及其组合。
根据方面(11)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，磨料颗粒的粒度大于或等于2000目至小于或等于200目。
根据方面(12)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，磨料颗粒的粒度大于或等于2000目至小于或等于1200目。
根据方面(13)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，通过流体介质以大于或等于5psi至小于或等于30psi的压力推动磨料颗粒。
根据方面(14)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，从距离表面大于或等于5cm至小于或等于20cm的喷嘴推动磨料颗粒。
根据方面(15)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，以相对于与表面呈法向为大于或等于0°至小于或等于60°的角度将磨料颗粒推向表面。
根据方面(16)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，重复进行磨蚀。
根据方面(17)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，熔盐浴包含NaNO3和KNO3。
根据方面(18)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，熔盐浴的温度大于或等于350℃至小于或等于500℃。
根据方面(19)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，离子交换延续的时间段是大于或等于10分钟至小于或等于500分钟。
根据方面(20)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，离子交换延续的时间段是大于或等于10分钟至小于或等于300分钟。
根据方面(21)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于3％至小于或等于40％的雾度。
根据方面(22)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于92％的图像鲜映度。
根据方面(23)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有140ppi时小于或等于5％的像素功率偏差。
根据方面(24)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于40％的光泽度60°值。
根据方面(25)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于100nm至小于或等于400nm的表面粗糙度Ra。
根据方面(26)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于200MPa的压缩应力。
根据方面(27)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于5μm的压缩深度。
根据方面(28)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于500μm的翘曲。
根据方面(29)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品满足：
其中，W是翘曲，单位为mm，以及d是基于玻璃的制品的对角线测量，单位为mm。
根据方面(30)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的制品与基于经蚀刻的玻璃的基材之间的翘曲差异小于基于经蚀刻的玻璃的基材的翘曲。
根据方面(31)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的基材包括铝硅酸锂盐玻璃。
根据方面(32)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的基材基本不含锂。
根据方面(33)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，基于玻璃的基材包括玻璃陶瓷。
根据方面(34)，提供了方面(1)至前述方面中任一项的方法，其中，该方法没有使用氢氟酸。
根据方面(35)，提供了基于玻璃的制品。根据任意前述方面生产得到该基于玻璃的制品。
根据方面(36)，提供了一种消费电子产品。消费电子产品包括：具有前表面、背表面和侧表面的外壳；提供成至少部分位于外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供成位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的覆盖基材，其中，外壳和覆盖基材中的至少一个的至少一部分包括方面(35)的基于玻璃的制品。
在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，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描述的实施方式而被认识。
要理解的是，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个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个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。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1A是结合了任意本文所揭示的基于玻璃的制品的示例性电子装置的平面图；
图1B是图1A的示例性电子装置的透视图；
图2示意性显示根据本文公开和描述的实施方式的在其表面上具有压缩应力层的基于玻璃的制品的横截面图；
图3的柱状图显示各种基于玻璃的基材和蚀刻剂溶液的蚀刻速率；
图4A是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品对于各种喷砂(SB)条件下的表面粗糙度与蚀刻去除量的函数关系图；
图4B是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品的雾度与表面粗糙度的函数关系图；
图4C是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品的闪耀(sparkle)与表面粗糙度的函数关系图；
图4D是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品的图像鲜映度(DOI)与表面粗糙度的函数关系图；
图4E是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品的光泽度60°与表面粗糙度的函数关系图；
图5A是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的雾度与蚀刻表面双侧(DS)去除的函数关系图；
图5B是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的表面粗糙度与蚀刻表面双侧(DS)去除的函数关系图；
图6是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的扫描电子显微镜图；
图7是根据实施方式的基于玻璃的制品、经HF蚀刻的制品以及对照样品的环上环强度的威布尔图；
图8是环上环测试设备的示意图；
图9A是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的表面粗糙度图；
图9B是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的表面粗糙度图；
图9C是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的DOI图；
图9D是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的闪耀图；
图9E是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的透澈度(clarity)图；
图9F是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的漫射图；
图9G是根据实施方式的基于玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的光泽度60°图；
图10A是根据实施方式的基于经离子交换的玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的翘曲图；以及
图10B是根据实施方式的基于低中心张力经离子交换的玻璃的制品和经HF蚀刻的制品的翘曲图。
具体实施方式
现在将具体参考根据各种实施方式的基于纹理化玻璃的制品。具体来说，基于纹理化玻璃的制品适合用作便携式电子装置中的显示器覆盖和/或外壳。可以在没有使用氢氟酸的情况下生产得到基于纹理化玻璃的制品。
在以下描述中，相同的附图标记表示附图所示的若干视图中类似或相应的部分。还要理解的是，除非另外指出，否则术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是方便词语，不构成对术语的限制。每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另有说明，否则，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述范围之间的任意范围。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示“至少一(个/种)”或者“一(个/种)或多(个/种)”。还要理解的是，在说明书和附图中揭示的各种特征可以任意和所有的组合方式使用。
除非另有说明，否则本文所述的玻璃的所有组分以摩尔百分比(摩尔％)表示，并且组成是以氧化物计。除非另有说明，否则所有温度都表述为摄氏度(℃)。无论是否在公开了范围之前或之后进行明确陈述，本说明书中公开的所有范围都包括被广泛公开的范围所包含的任意和全部范围与子范围。
要注意的是，本文可以用术语“基本上”和“约”来表示可能由任何定量比较、数值、测量或其它表示方法造成的内在不确定性的程度。在本文中还使用这些术语表示数量的表示值可以与所述的参比值有一定的偏离程度，但是不会导致审议的主题的基本功能改变。如本文所用，当术语“约”用于修饰数值时，也公开了具体数值。
本文所述的纹理化制品是基于玻璃的。如本文所用，术语“基于玻璃的”表示任何包含玻璃(例如玻璃或玻璃陶瓷材料)的制品。例如，基于玻璃的制品可以是层叠材料，其中，至少一层层叠体层包含玻璃或玻璃陶瓷。
本文所公开的基于纹理化玻璃的制品(刚形成或者在离子交换之后)可以被整合到另一制品中，例如具有显示器的制品(或显示器制品)(例如，消费电子件，包括移动电话、平板、电脑和导航系统等)，建筑制品，运输制品(例如，车辆、火车、飞行器、航海器等)，电器制品，或者任意可以受益于部分透明性、耐划痕性、耐磨性或其组合的制品。结合了如本文所揭示的任意基于玻璃的制品的示例性制品如图1A和1B所示。具体来说，图1A和1B显示消费电子装置200，其包括：具有前表面204、背表面206和侧表面208的外壳202；(未示出的)电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器210；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖基材212，从而使其位于显示器上方。在实施方式中，覆盖基材212和/或外壳202中的至少一个的至少一部分可以包括本文所揭示的任意基于玻璃的制品。
如上文所述，本文所述的基于纹理化玻璃的制品可以被用作移动电子装置的前覆盖或者背覆盖。基于玻璃的制品不仅起到保护覆盖的作用，而且还起到实现移动电子装置的各种功能的作用。例如，基于纹理化玻璃的制品可以具有所需的防眩光性质(这改善了存在环境强光状态下的显示器可读性)，可以改善触感，并且还可以提供所需的美学外观。
可以采用各种工艺(例如，湿式化学蚀刻技术以及结合蚀刻的磨蚀技术)来生产基于纹理化玻璃的制品。可以通过结合了喷砂和氢氟酸(HF)蚀刻工艺的技术来生产适合用作显示器覆盖的基于低雾度玻璃的制品。然而，使用氢氟酸存在明显的安全问题和环境问题。替代性技术(例如，不采用HF酸蚀刻的那些)先前已经展现出长的制造时长(缓慢的制造产率)和/或差的表面性质、光学性质和机械性质。
本文所述工艺所产生的基于玻璃的制品的表面性质、光学性质和机械性质能够等同于通过HF酸蚀刻工艺所产生的那些，同时还展现出合乎希望的制造产率能力。该工艺是较为快速的，并且产生了明显均匀的表面。此外，本文所述的工艺不采用HF酸，从而避免了与HF酸相关的安全和环境风险。
现将具体描述基于纹理化的玻璃的制品的生产工艺。工艺包括：磨蚀步骤，蚀刻步骤，以及离子交换步骤。磨蚀步骤包括通过将磨料颗粒推向表面，对基于玻璃的基材的表面进行磨蚀以形成经磨蚀表面。蚀刻步骤包括用蚀刻剂对经磨蚀表面进行蚀刻以形成基于经蚀刻玻璃的基材。离子交换步骤包括用熔盐浴对基于经蚀刻玻璃的基材进行离子交换以形成基于玻璃的制品，其包括从其表面延伸到压缩深度的压缩应力层。该工艺生产得到的基于玻璃制品具有小于或等于50％的雾度，例如小于或等于40％。通过本文所述方法生产得到的基于玻璃的制品的特性可以是任意下文具体描述的那些。
磨蚀和蚀刻可以应用于基于玻璃的基材的整个表面，产生具有基本均匀表面纹理的基于经蚀刻玻璃的基材。在实施方式中，工艺不在基于玻璃的基材的表面上使用掩膜。或者，磨蚀和/或蚀刻可以仅应用于基于玻璃的基材的一部分表面，从而基于经蚀刻玻璃的基材包括至少一个未纹理化表面区域。对于仅在基于玻璃的基材的一部分表面上进行磨蚀和/或蚀刻的情况，可以在磨蚀和/或蚀刻过程中在基于玻璃的基材的表面上使用掩膜。
在实施方式中，磨蚀过程可以是喷粒工艺(常称作喷介质或喷砂)，其中，通过加压流体介质将磨料颗粒推向基于玻璃的基材的表面。磨蚀过程可以包括表面的一种或多种处理。在实施方式中，磨蚀过程可以重复一次或多次以实现所需效果。
磨蚀过程可以采用任何合适的磨料颗粒。在实施方式中，磨料颗粒可以包括：砂、Al2O3、SiC、SiO2，及其组合。磨料颗粒可以具有经选择以产生所需磨蚀效果的粒度。在实施方式中，磨料颗粒具有大于或等于2000目至小于或等于200目的粒度，例如：大于或等于1900目至小于或等于200目，大于或等于1800目至小于或等于200目，大于或等于1700目至小于或等于200目，大于或等于1600目至小于或等于200目，大于或等于1500目至小于或等于200目，大于或等于1400目至小于或等于300目，大于或等于1300目至小于或等于400目，大于或等于1200目至小于或等于500目，大于或等于1100目至小于或等于600目，大于或等于1000目至小于或等于700目，大于或等于900目至小于或等于800目，大于或等于1200目至小于或等于200目，大于或等于2000目至小于或等于1200目，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
磨蚀过程可以采用任何合适的压力和喷嘴布置。在实施方式中，可以通过流体介质以大于或等于5psi至小于或等于30psi的压力推动磨料颗粒，例如：大于或等于6psi至小于或等于29psi，大于或等于7psi至小于或等于28psi，大于或等于8psi至小于或等于27psi，大于或等于9psi至小于或等于26psi，大于或等于10psi至小于或等于25psi，大于或等于11psi至小于或等于24psi，大于或等于12psi至小于或等于23psi，大于或等于13psi至小于或等于22psi，大于或等于14psi至小于或等于21psi，大于或等于15psi至小于或等于20psi，大于或等于16psi至小于或等于19psi，大于或等于17psi至小于或等于18psi，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。在实施方式中，推动磨料颗粒的流体介质是空气。在实施方式中，从距离表面大于或等于5cm至小于或等于20cm的喷嘴推动磨料颗粒，例如：大于或等于6cm至小于或等于19cm，大于或等于7cm至小于或等于18cm，大于或等于8cm至小于或等于17cm，大于或等于9cm至小于或等于16cm，大于或等于10cm至小于或等于15cm，大于或等于11cm至小于或等于14cm，大于或等于12cm至小于或等于13cm，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。喷嘴可以放置成使得以相对于垂直于表面的任何角度将磨料颗粒推向基于玻璃的基材的表面，其中0°角度表明沿着垂直于表面的路径推动磨料颗粒。在实施方式中，以相对于垂直于表面从大于或等于0°到小于或等于60°的任何角度将磨料颗粒推向基于玻璃的基材的表面，例如：大于或等于5°至小于或等于55°，大于或等于10°至小于或等于50°，大于或等于15°至小于或等于45°，大于或等于20°至小于或等于40°，大于或等于25°至小于或等于35°，大于或等于0°至小于或等于30°，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
可以对蚀刻工艺进行选择以实现提供了所需的蚀刻速度的表面去除速率。在本文中，表面去除速率也可以被称作蚀刻速率。通常来说，希望更快的蚀刻速率，因为快的蚀刻速率增加了制造产出。然而，当蚀刻速率太高时，可能降低表面均匀性，并且可能建立起外观缺陷。蚀刻速率是蚀刻剂以及基于玻璃的基材的组成的函数。在实施方式中，进行蚀刻所具有的表面去除速率是小于或等于60μm/小时，例如：小于或等于55μm/小时，小于或等于50μm/小时，小于或等于45μm/小时，小于或等于40μm/小时，小于或等于35μm/小时，小于或等于30μm/小时，小于或等于25μm/小时，小于或等于20μm/小时，小于或等于15μm/小时，小于或等于10μm/小时，小于或等于9.5μm/小时，小于或等于9μm/小时，小于或等于8.5μm/小时，小于或等于8μm/小时，小于或等于7.5μm/小时，小于或等于7μm/小时，小于或等于6.5μm/小时，小于或等于6μm/小时，小于或等于5.5μm/小时，小于或等于5μm/小时，或者更小。
进行蚀刻过程的时间段足以产生所需的表面性质，例如雾度。在实施方式中，基于玻璃的基材与蚀刻剂接触持续的时间段大于或等于15分钟至小于或等于400分钟，例如：大于或等于30分钟至小于或等于400分钟，大于或等于15分钟至小于或等于300分钟，大于或等于20分钟至小于或等于300分钟，大于或等于25分钟至小于或等于300分钟，大于或等于30分钟至小于或等于300分钟，大于或等于40分钟至小于或等于390分钟，大于或等于50分钟至小于或等于380分钟，大于或等于60分钟至小于或等于370分钟，大于或等于70分钟至小于或等于360分钟，大于或等于80分钟至小于或等于350分钟，大于或等于90分钟至小于或等于340分钟，大于或等于100分钟至小于或等于330分钟，大于或等于110分钟至小于或等于320分钟，大于或等于120分钟至小于或等于310分钟，大于或等于130分钟至小于或等于300分钟，大于或等于140分钟至小于或等于290分钟，大于或等于150分钟至小于或等于280分钟，大于或等于160分钟至小于或等于270分钟，大于或等于170分钟至小于或等于260分钟，大于或等于180分钟至小于或等于250分钟，大于或等于190分钟至小于或等于240分钟，大于或等于200分钟至小于或等于230分钟，大于或等于210分钟至小于或等于220分钟，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
蚀刻剂可以具有任何合适的组成。在实施方式中，蚀刻剂是氢氧化物浓度大于或等于5重量％至小于或等于60重量％的水性氢氧化物溶液，例如：大于或等于5重量％至小于或等于55重量％，大于或等于5重量％至小于或等于50重量％，大于或等于10重量％至小于或等于45重量％，大于或等于15重量％至小于或等于40重量％，大于或等于20重量％至小于或等于35重量％，大于或等于25重量％至小于或等于30重量％，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。在实施方式中，蚀刻剂包括NaOH、KOH，或其组合。蚀刻剂可以基本不含或者不含氢氟酸。在实施方式中，在没有采用氢氟酸的情况下生产得到如本文所述的基于玻璃的制品。
在蚀刻过程期间，蚀刻剂可以处于升高的温度。升高的温度可以增加蚀刻速率。在实施方式中，蚀刻剂的温度大于或等于90℃至小于或等于140℃，例如：大于或等于90℃至小于或等于132℃，大于或等于95℃至小于或等于135℃，大于或等于100℃至小于或等于130℃，大于或等于105℃至小于或等于125℃，大于或等于110℃至小于或等于120℃，大于或等于90℃至小于或等于115℃，以及由前述端点形成的任意和全部子范围。
可以对蚀刻速率和蚀刻时间进行选择，从而从基于玻璃的基材的表面去除所需的材料量。如果蚀刻步骤中去除的材料量太低，则可能无法实现所需的表面性质(例如雾度)。从经磨蚀表面去除太多材料可能增加成本并且可能降低制造产率。在实施方式中，蚀刻过程从经磨蚀表面去除大于或等于5μm至小于或等于50μm，例如：大于或等于10μm至小于或等于45μm，大于或等于15μm至小于或等于40μm，大于或等于20μm至小于或等于35μm，大于或等于25μm至小于或等于30μm，以及由前述端点形成的任意和全部子范围。除非另有说明，否则通过测微计以基于玻璃的制品的厚度方向测量从经磨蚀表面去除的材料量。
在实施方式中，可以仅在基于玻璃的基材的一个表面上进行本文所述的磨蚀和蚀刻工艺。在此类实施方式中，基于纹理化玻璃的制品的至少一个表面保留其刚形成时的特性。
用于形成基于纹理化玻璃的制品的基于玻璃的基材可以具有任何合适的组成。基于玻璃的基材的组成影响蚀刻速率，如本文所述的实施例中所阐述的那样。选择展现出快速蚀刻速率的基于玻璃的基材增加了制造产率。
在实施方式中，基于玻璃的基材可以包括玻璃陶瓷。示例性玻璃陶瓷材料是2016年4月14日公开的题为“High Strength Glass-Ceramics Having Petalite and LithiumSilicate Structures(具有透锂长石和硅酸锂盐结构的高强度玻璃陶瓷)”的美国专利公开第2016/0102010A1号中所述的那些，其全文通过引用结合入本文。
在实施方式中，基于玻璃的基材可以包括碱性铝硅酸盐玻璃，例如铝硅酸锂盐玻璃。示例性铝硅酸锂盐玻璃材料是2019年10月3日公开的题为“Glasses Having HighFracture Toughness(具有高的断裂韧度的玻璃)”的美国专利公开第2019/0300422A1号中所述的那些，其全文通过引用结合入本文。
在实施方式中，基于玻璃的基材可以包括基本不含或者不含锂的碱性铝硅酸盐。基本不含或者不含锂的示例性碱性铝硅酸盐玻璃材料是2009年6月4日公开的题为“Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance(具有改进的韧性和耐划痕性的玻璃)”的美国专利申请公开第2009/0142568A1号；2014年8月14日公开的题为“Zircon Compatible,Ion Exchangeable Glass With High Damage Resistance(具有高的抗破坏性的锆相容的可离子交换玻璃)”的美国专利申请公开第2014/0227523A1号；以及2011年8月18日公开的题为“Crack And Scratch Resistant Glass And Enclosures MadeTherefrom(抗开裂和耐划痕玻璃和由此制造的外壳)”的美国专利申请公开第2011/0201490A1号所述的那些，它们全文分别通过引用结合入本文。
通过本文所述方法生产得到的基于玻璃的制品经过化学强化(例如通过离子交换进行)。此类基于经化学强化玻璃的制品对于诸如但不限于显示器覆盖之类的应用展现出改进的抗破坏性。基于玻璃的制品的化学强化增加了基于玻璃的制品的强度。
在离子交换处理中，基于经蚀刻玻璃的制品与熔盐浴接触以产生基于经离子交换玻璃的制品。在实施方式中，基于经蚀刻玻璃的基材可以浸没在熔盐浴中。在实施方式中，熔盐浴包括熔融硝酸盐。熔融硝酸盐可以包括KNO3、NaNO3，或其组合。在实施方式中，熔盐浴包含NaNO3和KNO3。熔盐浴可以额外地包含硅酸。
可以通过将基于经蚀刻玻璃的基材浸入熔盐浴中，使得基于经蚀刻玻璃的基材暴露于熔盐浴。根据实施方式，在暴露于基于经蚀刻玻璃的基材之后，熔盐浴可以处于大于或等于350℃至小于或等于500℃的温度，例如：大于或等于360℃至小于或等于490℃，大于或等于370℃至小于或等于480℃，大于或等于390℃至小于或等于470℃，大于或等于400℃至小于或等于460℃，大于或等于410℃至小于或等于450℃，大于或等于420℃至小于或等于440℃，大于或等于350℃至小于或等于430℃，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
离子交换处理可以持续足以在基于玻璃的制品中产生所需应力特性的任何时间段。在实施方式中，基于经蚀刻玻璃的制品可以暴露于熔盐浴持续大于或等于10分钟至小于或等于500分钟的时间段，例如：大于或等于10分钟至小于或等于300分钟，大于或等于20分钟至小于或等于490分钟，大于或等于30分钟至小于或等于480分钟，大于或等于40分钟至小于或等于470分钟，大于或等于50分钟至小于或等于460分钟，大于或等于60分钟至小于或等于450分钟，大于或等于70分钟至小于或等于440分钟，大于或等于80分钟至小于或等于430分钟，大于或等于90分钟至小于或等于420分钟，大于或等于100分钟至小于或等于410分钟，大于或等于110分钟至小于或等于400分钟，大于或等于120分钟至小于或等于390分钟，大于或等于130分钟至小于或等于380分钟，大于或等于140分钟至小于或等于370分钟，大于或等于150分钟至小于或等于360分钟，大于或等于160分钟至小于或等于350分钟，大于或等于170分钟至小于或等于340分钟，大于或等于180分钟至小于或等于330分钟，大于或等于190分钟至小于或等于320分钟，大于或等于200分钟至小于或等于310分钟，大于或等于210分钟至小于或等于300分钟，大于或等于220分钟至小于或等于290分钟，大于或等于230分钟至小于或等于280分钟，大于或等于240分钟至小于或等于270分钟，大于或等于250分钟至小于或等于260分钟，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
现在对基于玻璃的制品的性质进行详细描述。基于玻璃的制品通过雾度水平进行表征，并且还可以通过表面粗糙度、图像鲜映度、像素功率偏差、光泽度60°值、压缩应力、压缩深度和翘曲进行表征。
基于玻璃的制品的雾度较低，并且可以提供所需的光学性质和令人愉悦的美学外观。例如，基于玻璃的制品的雾度提供的抗眩光能力改善了高环境光条件下(例如，明亮日光下)的表现。在实施方式中，雾度小于或等于50％，例如：小于或等于45％，小于或等于40％，小于或等于35％，小于或等于30％，小于或等于25％，小于或等于20％，小于或等于15％，小于或等于10％，小于或等于5％，或者更小。在实施方式中，雾度大于或等于3％至小于或等于50％，例如：大于或等于3％至小于或等于45％，大于或等于3％至小于或等于40％，大于或等于5％至小于或等于35％，大于或等于10％至小于或等于30％，大于或等于15％至小于或等于25％，大于或等于20％至小于或等于40％，以及由任意前述端点之间形成的任意和全部子范围。如本文所用，雾度指的是“透射雾度”，并且根据ASTM D1003的“Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of TransparentPlastics(透明塑料的雾度和发光透射率的标准测试方法)”采用光源C，利用雾度-加德透明透射雾度计进行测量。
基于玻璃的制品可以具有足以产生所雾度水平的任何表面粗糙度。表面粗糙度还为基于玻璃的制品提供令人愉悦的触感。在实施方式中，基于玻璃的制品具有大于或等于100nm至小于或等于400nm的表面粗糙度，例如：大于或等于110nm至小于或等于390nm，大于或等于120nm至小于或等于380nm，大于或等于130nm至小于或等于370nm，大于或等于140nm至小于或等于360nm，大于或等于150nm至小于或等于350nm，大于或等于160nm至小于或等于340nm，大于或等于170nm至小于或等于330nm，大于或等于180nm至小于或等于320nm，大于或等于190nm至小于或等于310nm，大于或等于200nm至小于或等于300nm，大于或等于210nm至小于或等于290nm，大于或等于220nm至小于或等于280nm，大于或等于230nm至小于或等于270nm，大于或等于240nm至小于或等于260nm，大于或等于250nm至小于或等于400nm，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。除非另有说明，否则如本文所用的“表面粗糙度”指的是Ra(测得轮廓的算术平均偏差)。除非另有说明，否则以如下设定通过Zygo 7000测量Ra：扫描尺寸为180微米乘220微米；物镜：20倍Mirau；图像放大2倍；相机分辨率0.2777微米；滤波器：低通；滤波类型：平均；过滤低波长0；过滤高波长：0.83169微米。
可以通过光泽度值(例如，光泽度60°值)来表征基于玻璃的制品。在实施方式中，基于玻璃的制品具有小于或等于40％的光泽度60°值，例如：小于或等于35％，小于或等于30％，小于或等于25％，小于或等于20％，小于或等于15％，或者更小。在实施方式中，基于玻璃的制品具有大于或等于10％至小于或等于40％的光泽度60°值，例如：大于或等于15％至小于或等于35％，大于或等于20％至小于或等于30％，大于或等于25％至小于或等于40％，大于或等于15％至小于或等于40％，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。光泽度60°或光泽度60指的是采用Rhopoint光泽度计以偏离垂直60°所进行的测量。
可以通过图像鲜映度(DOI)数值来对基于玻璃的制品进行表征。在实施方式中，基于玻璃的制品具有小于或等于92％的DOI，例如：小于或等于91％，小于或等于90％，小于或等于89％，小于或等于90％，小于或等于89％，小于或等于88％，小于或等于87％，小于或等于86％，小于或等于85％，小于或等于84％，小于或等于83％，小于或等于82％，小于或等于81％，小于或等于80％，小于或等于79％，或者更小。在实施方式中，基于玻璃的制品具有大于或等于75％至小于或等于92％的DOI，例如：大于或等于76％至小于或等于91％，大于或等于77％至小于或等于90％，大于或等于78％至小于或等于89％，大于或等于79％至小于或等于88％，大于或等于80％至小于或等于87％，大于或等于81％至小于或等于86％，大于或等于82％至小于或等于85％，大于或等于83％至小于或等于84％，以及由任意这些端点形成的任意和全部子范围。除非另有说明，否则通过市售可得Rhopoint光泽计测量图像鲜映度。
当用于显示器时，可以通过闪耀效应来对基于玻璃的制品进行表征。可以通过像素功率偏差(PPD)测量来对闪耀效应进行量化。PPD测量取决于用于进行测量的显示器的每英寸像素(ppi)数值。用SMS-1000闪耀测量系统来进行PPD测量，用于测量的显示器为140ppi。在实施方式中，基于玻璃的制品具有140ppi时小于或等于5％的PPD，例如：小于或等于5.0％，小于或等于4.9％，小于或等于4.8％，小于或等于4.7％，小于或等于4.6％，小于或等于4.5％，小于或等于4.4％，小于或等于4.3％，小于或等于4.2％，小于或等于4.1％，小于或等于4.0％，小于或等于4％，小于或等于3.9％，小于或等于3.8％，小于或等于3.7％，小于或等于3.6％，小于或等于3.5％，小于或等于3.4％，小于或等于3.3％，小于或等于3.2％，小于或等于3.1％，小于或等于3.0％，小于或等于3％，小于或等于2.9％，小于或等于2.8％，小于或等于2.7％，小于或等于2.6％，小于或等于2.5％，或者更小。在实施方式中，基于玻璃的制品具有140ppi时大于或等于2％至小于或等于5％的PPD，例如：大于或等于3％至小于或等于4％，大于或等于2.0％至小于或等于5.0％，大于或等于2.1％至小于或等于4.9％，大于或等于2.2％至小于或等于4.8％，大于或等于2.3％至小于或等于4.7％，大于或等于2.4％至小于或等于4.6％，大于或等于2.5％至小于或等于4.5％，大于或等于2.6％至小于或等于4.4％，大于或等于2.7％至小于或等于4.3％，大于或等于2.8％至小于或等于4.2％，大于或等于2.9％至小于或等于4.1％，大于或等于3.0％至小于或等于4.0％，大于或等于3.1％至小于或等于3.9％，大于或等于3.2％至小于或等于3.8％，大于或等于3.3％至小于或等于3.7％，大于或等于3.4％至小于或等于3.6％，大于或等于3.5％至小于或等于4.0％，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
基于玻璃的制品包括从其表面延伸到压缩深度的压缩应力层。参见图2，基于经强化玻璃的制品具有处于压缩应力的第一区域(例如，图2中的第一和第二压缩层120、122)以及处于拉伸应力或中心张力(CT)的第二区域(例如，图2中的中心区域130)，所述第一区域从表面延伸到基于经强化玻璃的制品的压缩深度(DOC)，所述第二区域从DOC延伸进入基于玻璃的制品的中心或内部区域。如本文所用，DOC指的是基于经强化玻璃的制品内的应力从压缩变化为拉伸的深度。在DOC处，应力从正(压缩)应力转变为负(拉伸)应力，因而展现出零应力值。
根据本领域常用习惯，压缩或压缩应力表示为负应力(<0)以及张力或拉伸应力表示为正应力(>0)。但是，在本说明书全文中，CS表示为正值或者绝对值，即，本文所陈述的CS＝|CS|。压缩应力(CS)可以在基于经强化玻璃的制品的表面处具有最大值，并且CS可以随着距离表面的距离d根据函数发生变化。再次参见图2，第一压缩层120从第一表面110延伸到深度d1，以及第二压缩层122从第二表面112延伸到深度d2。通过表面应力计(FSM)，采用日本折原实业有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器如FSM-6000，来测量压缩应力(包括表面CS)。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，其与基于经强化玻璃的制品的双折射相关。进而根据ASTM标准C770-16中所述的方案C(玻璃碟的方法)来测量SOC，题为“Standard Test Method for Measurement of GlassStress-Optical Coefficient(测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文。
两个压缩应力区域(图2中的120、122)的压缩应力受到储存在基于经强化玻璃的制品的中心区域(130)中的张力所平衡。采用本领域已知的散射光偏光镜(SCALP)技术来测量最大中心张力(CT)和DOC值。
基于玻璃的制品可以具有任意合适的压缩深度。在实施方式中，压缩深度大于或等于5μm，例如：大于或等于10μm，大于或等于15μm，大于或等于20μm，大于或等于25μm，大于或等于30μm，大于或等于35μm，大于或等于40μm，大于或等于45μm，大于或等于50μm，大于或等于55μm，或者更大。在实施方式中，压缩深度大于或等于5μm至小于或等于200μm，例如：大于或等于10μm至小于或等于190μm，大于或等于20μm至小于或等于175μm，大于或等于25μm至小于或等于150μm，大于或等于30μm至小于或等于125μm，大于或等于35μm至小于或等于100μm，大于或等于50μm至小于或等于75μm，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
基于玻璃的制品的压缩深度还可以作为基于玻璃的制品的厚度(t)的函数进行表征。在实施方式中，压缩深度大于或等于0.1t，例如：大于或等于0.2t，大于或等于0.3t，大于或等于0.4t，大于或等于0.5t，大于或等于0.6t，大于或等于0.7t，大于或等于0.8t，大于或等于0.9t，大于或等于0.10t，大于或等于0.11t，大于或等于0.12t，大于或等于0.13t，大于或等于0.14t，大于或等于0.15t，大于或等于0.16t，大于或等于0.17t，大于或等于0.18t，大于或等于0.19t，大于或等于0.20t，大于或等于0.21t,，或者更大。在实施方式中，压缩深度大于或等于0.1t至小于或等于0.25t，例如：大于或等于0.2t至小于或等于0.21t，大于或等于0.3t至小于或等于0.20t，大于或等于0.4t至小于或等于0.19t，大于或等于0.5t至小于或等于0.18t，大于或等于0.6t至小于或等于0.17t，大于或等于0.7t至小于或等于0.16t，大于或等于0.8t至小于或等于0.15t，大于或等于0.9t至小于或等于0.14t，大于或等于0.10t至小于或等于0.13t，大于或等于0.11t至小于或等于0.12t，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
基于玻璃的制品的压缩应力层包括最大压缩应力。在实施方式中，最大压缩应力大于或等于200MPa，例如：大于或等于250MPa，大于或等于300MPa，大于或等于350MPa，大于或等于400MPa，大于或等于450MPa，大于或等于500MPa，大于或等于550MPa，大于或等于600MPa，或者更大。在实施方式中，最大压缩应力大于或等于200MPa至小于或等于1000MPa，例如：大于或等于250MPa至小于或等于950MPa，大于或等于300MPa至小于或等于900MPa，大于或等于350MPa至小于或等于850MPa，大于或等于400MPa至小于或等于800MPa，大于或等于450MPa至小于或等于750MPa，大于或等于500MPa至小于或等于700MPa，大于或等于550MPa至小于或等于650MPa，大于或等于500MPa至小于或等于600MPa，以及由任意前述端点形成的任意和全部子范围。
离子交换过程可能在基于玻璃的制品中诱发翘曲。当其超过指定容差时，翘曲可能是有问题的，这使得基于玻璃的制品不适用于它们的目标目的。以Flat Master 200市售可得装置记录的仪器总读数(TIR)测量翘曲，这是在基于玻璃的制品的主表面上沿着对角线的最大与最小高度之差。用于翘曲测量的对角线是矩形部件的两个角之间的对角线；对于非矩形部件，对角线指的是沿着部件的主表面的最长可能距离。在实施方式中，基于玻璃的制品具有小于或等于500μm的翘曲，例如：小于或等于475μm，小于或等于450μm，小于或等于425μm，小于或等于400μm，小于或等于375μm，小于或等于350μm，小于或等于325μm，小于或等于300μm，小于或等于275μm，小于或等于250μm，小于或等于225μm，小于或等于200μm，小于或等于175μm，小于或等于150μm，小于或等于125μm，小于或等于100μm，小于或等于75μm，小于或等于50μm，小于或等于25μm，或者更小。
翘曲可能与基于玻璃的制品的对角线测量相关。例如，对于具有较大对角线测量的基于玻璃的制品，更高的翘曲量可能是可接受的。在实施方式中，基于玻璃的制品具有如下翘曲(W)，其单位为mm，其中：
式中，d是基于玻璃的制品的对角线测量。在实施方式中，对角线测量为27英寸的基于玻璃的制品具有小于或等于500μm的翘曲。
还可以通过产生基于玻璃的制品的离子交换处理所产生的额外翘曲来对翘曲进行描述。在实施方式中，基于玻璃的制品与进行离子交换处理以形成基于玻璃的制品的基于经蚀刻玻璃的基材之间的翘曲差异小于基于玻璃的基材的翘曲。此类关系确保了基于玻璃的制品的翘曲主要是由于形成基于经蚀刻玻璃的基材的形成工艺而不是离子交换工艺。
实施例
通过以下的实施例对实施方式做进一步澄清。应理解的是，这些实施例不是对上文所述实施方式的限制。
实施例1
对各种基于玻璃的基材的蚀刻速率进行研究。生产厚度为0.8mm的具有表I的组成的基于玻璃的基材。除了组成E是包含透锂长石晶相的玻璃陶瓷之外，所有基于玻璃的基材都是玻璃。
表I
然后，将基于玻璃的基材浸没到蚀刻剂溶液中持续4小时，然后在去离子水中清洗并在空气中干燥。在蚀刻之前和之后，通过测微计测量基于玻璃的基材的厚度。蚀刻剂溶液是NaOH水性溶液，浓度为：99℃时13.8重量％，101.5℃时25.2重量％，以及115℃时50重量％。所得到的蚀刻速率如图3所示。如图3所示，玻璃陶瓷基材的蚀刻速率比玻璃基材慢了一个数量级。
实施例2
从表I的组成A形成50mm正方形玻璃样品，厚度为1mm。然后，样品经过表II中的喷射条件，采用SiC磨料颗粒形成经磨蚀样品。
表II
条件 1 2 3 4
粒度(网数) 320 320 600 600
喷嘴距离(英寸) 4 4 4 4
角度 0° 45° 0° 45°
时间(分钟) 4 4 4 4
然后，用含13.8重量％NaOH的水性溶液对经磨蚀样品进行蚀刻，温度为99℃，持续时间段为55分钟、115分钟、247分钟和370分钟。经磨蚀样品还用含5重量％HF的水性溶液进行蚀刻，室温，持续时间段为1.4分钟、2.8分钟、5.6分钟和12.2分钟。然后对经蚀刻样品进行分析来确定如本文所述的表面粗糙度、材料去除厚度、DOI、光泽度60°、雾度以及140ppi时的闪耀。所得到的测量结果总结见图4A-4E。如图4A所示，NaOH样品以与HF样品相同的方式建立起了表面粗糙度，并且NaOH样品和HF样品的表面粗糙度与雾度、闪耀、DOI和光泽度60°的相关性的方式是相似的，如图4B-4E所示。
实施例3
从表I的组成A形成50mm正方形玻璃样品，厚度为1mm。样品经过磨蚀然后如表III所述用蚀刻剂进行蚀刻。
表III
然后对经蚀刻样品进行分析来确定如本文所述的表面粗糙度、材料去除厚度、DOI、光泽度60°、雾度以及140ppi时的闪耀。测量结果总结见表III以及图5A和5B。如图5A和5B所示，NaOH样品以与HF样品相同的方式建立起了表面粗糙度和雾度。图6包括每种样品的扫描电子显微镜图，显示了表面形貌，包括特征尺寸和分布，NaOH与HF样品之间的情况是相似的，表征为相当的材料去除厚度。
实施例4
从表I的组成A形成50mm正方形玻璃样品，厚度为1mm。样品经磨蚀，并且然后用含13.8重量％NaOH的蚀刻剂溶液在99℃的温度蚀刻持续217分钟的时间段，或者含5重量％HF的蚀刻剂溶液在室温蚀刻持续13分钟的时间段。经蚀刻样品以及未经磨蚀或蚀刻的对照样品在温度为390℃的含有60重量％KNO3和40重量％NaNO3的熔盐浴中离子交换持续66分钟的时间段。经离子交换的玻璃样品展现出约364MPa的压缩应力和约11μm的钾离子层深度。然后，经离子交换的玻璃进行环上环(ROR)强度测试，结果见图7所示。经NaOH蚀刻的样品、经HF蚀刻的样品以及对照样品对于ROR强度没有统计学上的差异。
对于ROR测试，将样品放在不同尺寸的两个同心环之间以确定等双轴挠曲强度(即，当经受两个同心环之间的挠曲时，材料能够维持的最大应力)，如图7所示。在ROR配置400中，通过直径为D2的支撑环420来支撑基于玻璃的制品410。通过(未示出的)测力仪，经由直径为D1的负荷环430向基于玻璃的制品的表面施加作用力F。
负荷环与支撑环的直径比D1/D2可以是0.2至0.5。在一些实施方式中，D1/D2是0.5。负荷环与支撑环130、120应该同心对齐位于支撑环直径D2的0.5％之内。在任意负荷下，用于测试的测力仪应该精确与选定范围相差在±1％之内。在23±2℃的温度和40±10％的相对湿度下进行测试。
对于固定装置设计，负荷环430的突出表面的半径r是h/2≤r≤3h/2，式中，h是基于玻璃的制品410的厚度。负荷环与支撑环430、420是由硬度HRc>40的硬化钢材制造。ROR固定装置是市售购得的。
ROR测试的目标失效机制是观察源自负荷环430内的表面430a的基于玻璃的制品410的破裂。对于数据分析，忽略了存在于该区域外(即，负荷环430与支撑环420之间)的失效。然而，由于基于玻璃的制品410的薄度和高强度，有时观察到超过1/2试样厚度h的大偏折。因此，常常观察到源自负荷环430下方的高百分比的失效。无法在不了解每个试样的环内和环下(通过应变计分析收集)应力发展和失效来源的情况下准确计算应力。因此，ROR测试聚焦于测量响应时的失效的峰值负荷。
基于玻璃的制品的强度取决于表面瑕疵的存在情况。然而，无法准确地预测给定尺寸瑕疵的存在可能性，因为玻璃的强度自然是统计上而言的。因此，可以使用概率分布作为获得的数据的统计学代表。
实施例5
从表I的组成A形成50mm正方形玻璃样品，厚度为1mm。样品经磨蚀，并且然后用含13.8重量％NaOH的蚀刻剂溶液在99℃的温度蚀刻持续217分钟的时间段，或者含5重量％HF的蚀刻剂溶液在室温蚀刻持续13分钟的时间段。仅在一侧进行HF蚀刻，而在样品的两侧进行NaOH蚀刻。经蚀刻样品在温度为390℃的含有60重量％KNO3和40重量％NaNO3的熔盐浴中离子交换持续66分钟的时间段。经离子交换的玻璃样品展现出约364MPa的压缩应力和约11μm的钾离子层深度。
表IV
蚀刻剂 NaOH HF
光泽度60°(GU) 23.5 23.3
雾度(％) 31.8 32.5
漫射(％) 43.0 42.1
透澈度 63.7 64.0
DOI(％) 78.7 79.4
PPD(％) 3.90 3.92
表面粗糙度(μm) 0.325 0.333
然后确定如本文所述的表面粗糙度、材料去除厚度、DOI、光泽度60°、雾度以及140ppi时的闪耀。采用Haze-gard透明透射雾度计来测量透澈度。如表IV所证实的那样，经NaOH蚀刻和经HF蚀刻的样品展现出相似的光学性质和表面粗糙度。图9A-9G也记录了测得的性质。
实施例6
从表I的组成A形成100mm正方形玻璃样品，厚度为1mm。样品经磨蚀，并且然后用含13.8重量％NaOH的蚀刻剂溶液在99℃的温度蚀刻持续217分钟的时间段，或者含5重量％HF的蚀刻剂溶液在室温蚀刻持续13分钟的时间段。在一侧(单侧)或者两侧(双侧)进行蚀刻。所有经蚀刻样品都展现出约30％的雾度。经蚀刻样品在温度为390℃的含有60重量％KNO3和40重量％NaNO3的熔盐浴中离子交换持续66分钟的时间段，这在本文中被称作低中心张力(CT)条件。低CT经离子交换的玻璃样品展现出约364MPa的压缩应力和约11μm的钾离子层深度。同样的样品在温度为410℃的含有100重量％KNO3的熔盐浴中离子交换持续6小时的时间段，这在本文中被称作标准离子交换条件。经标准离子交换的玻璃样品展现出约820MPa至约864MPa的压缩应力以及约44.2μm的钾离子层深度。然后，经离子交换样品测量翘曲，如本文所述。翘曲测量情况记录在表V中。
表V
如表V所示，双侧NaOH蚀刻的低CT样品展现出最低翘曲。图10A和10B以图示形式显示了结果。总的来说，低CT离子交换样品展现出的翘曲变化小于标准离子交换样品，而双侧蚀刻样品展现出的翘曲变化小于单侧蚀刻样品。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因而本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，只要这些修改和变化形式落在所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (36)

1.一种方法，其包括：
通过将磨料颗粒推向表面来对基于玻璃的基材的表面进行磨蚀以形成经磨蚀表面，其中，基于玻璃的基材包含碱性铝硅酸盐；
用蚀刻剂对经磨蚀表面进行蚀刻持续大于或等于15分钟至小于或等于400分钟的时间段以形成基于经蚀刻玻璃的基材，其中，蚀刻剂是氢氧化物浓度大于或等于5重量％至小于或等于60重量％的水性氢氧化物溶液；以及
用熔盐浴对基于经蚀刻玻璃的基材进行离子交换以形成基于玻璃的制品，其中，基于玻璃的制品包括从基于玻璃的制品表面延伸到压缩深度的压缩应力层以及具有小于或等于50％的雾度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，蚀刻以小于或等于60μm/小时的表面去除速率进行。
3.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻以小于或等于30μm/小时的表面去除速率进行。
4.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻剂所处的温度是大于或等于90℃至小于或等于140℃。
5.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻剂所处的温度是大于或等于90℃至小于或等于132℃。
6.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻剂包括NaOH、KOH，或其组合。
7.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻时间段大于或等于15分钟至小于或等于300分钟。
8.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，蚀刻从经磨蚀表面去除了大于或等于5μm至小于或等于50μm。
9.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在蚀刻过程中没有使用掩膜。
10.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，磨料颗粒包括：砂、Al2O3、SiC、SiO2，及其组合。
11.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，磨料颗粒的粒度大于或等于2000目至小于或等于200目。
12.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，磨料颗粒的粒度大于或等于2000目至小于或等于1200目。
13.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过流体介质以大于或等于5psi至小于或等于30psi的压力推动磨料颗粒。
14.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从距离表面大于或等于5cm至小于或等于20cm的喷嘴推动磨料颗粒。
15.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，以相对于与表面呈法向大于或等于0°至小于或等于60°的角度将磨料颗粒推向表面。
16.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，重复进行磨蚀。
17.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，熔盐浴包含NaNO3和KNO3。
18.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，熔盐浴所处的温度是大于或等于350℃至小于或等于500℃。
19.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，离子交换延续的时间段大于或等于10分钟至小于或等于500分钟。
20.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，离子交换延续的时间段大于或等于10分钟至小于或等于300分钟。
21.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于3％至小于或等于40％的雾度。
22.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于92％的图像鲜映度。
23.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有140ppi时小于或等于5％的像素功率偏差。
24.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于40％的光泽度60°值。
25.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于100nm至小于或等于400nm的表面粗糙度Ra。
26.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于200MPa的压缩应力。
27.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有大于或等于5μm的压缩深度。
28.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品具有小于或等于500μm的翘曲。
29.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品满足：
其中，W是翘曲，单位为mm，以及d是基于玻璃的制品的对角线测量，单位为mm。
30.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的制品与基于经蚀刻玻璃的基材之间的翘曲差异小于基于经蚀刻玻璃的基材的翘曲。
31.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的基材包括铝硅酸锂盐玻璃。
32.如权利要求1至30中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的基材基本不含锂。
33.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于玻璃的基材包括玻璃陶瓷。
34.如权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法不使用氢氟酸。
35.一种基于玻璃的制品，其是根据权利要求1至前述权利要求中任一项所述的方法生产得到的。
36.一种消费电子产品，其包括：
具有前表面、背表面和侧表面的外壳；
至少部分提供在外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供在外壳的前表面处或者与外壳的前表面相邻；和
布置在显示器上方的覆盖基材，
其中，外壳和覆盖基材中的至少一个的至少一部分包括如前述权利要求所述的基于玻璃的制品。
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