[发明专利]超薄化学钢化玻璃制品和用于生产这种玻璃制品的方法

说明书

一种用于生产超薄化学钢化玻璃制品的方法，其包括提供具有通过至少一个边缘连接的第一表面和第二表面的超薄玻璃片，该超薄化学钢化玻璃制品具有在第一表面和第二表面之间的厚度，使超薄玻璃片化学钢化以便生产超薄钢化玻璃制品。该方法特征在于，边缘预处理在化学钢化之前应用于超薄玻璃片的至少一个边缘，优选所有边缘，以便减小的和/或钝化边缘的缺陷并提高超薄玻璃片在化学钢化期间对断裂的抗性。另外，还提供超薄化学钢化玻璃制品和作为用于生产超薄化学钢化玻璃制品半成品的超薄玻璃片。

技术领域

本发明涉及一种用于生产超薄化学钢化玻璃制品的方法，其包括：提供具有通过至少一个边缘连接的第一表面和第二表面的超薄玻璃片，该超薄化学钢化玻璃制品具有在第一表面和第二表面之间的厚度，以及使超薄玻璃片化学钢化以便生产超薄钢化玻璃制品。本发明还涉及超薄化学钢化玻璃制品和用于生产超薄化学钢化玻璃制品的方法中使用的作为半成品的超薄玻璃片。

背景技术

消费类电子产品的市场往往需要越来越薄的玻璃制品以便保持使最终产品的体积和重量最小化。在这里并且在下文中，术语“玻璃”包括玻璃和玻璃陶瓷。

通过将较厚的玻璃、例如泵硅酸盐玻璃磨削到期望的厚度能获得薄玻璃。然而，小于0.5mm玻璃片厚度很难通过磨削和抛光较厚的玻璃片获得。比0.3mm薄、或者甚至具有0.1mm的厚度的玻璃,诸如可从获得的和能通过下拉法生产。而且，厚度为0.1mm的钠钙玻璃能通过特殊的浮法生产。不像较厚的玻璃，超薄玻璃片的处理和加工很难，因为随着厚度下降，玻璃的强度变得越来越小，这导致断裂的可能性增大。

因此，将薄或超薄玻璃基底应用于电子设备的主要挑战在于在生产和加工期间很难处理超薄玻璃片。对于薄玻璃来说，已经提出了一些方法来克服这些困难。US6,815,070提出了用有机或聚合物膜来涂覆薄玻璃以提高对玻璃片的断裂的抗性。然而，例如因为强度的增大不足够并且被涂覆的玻璃片的切割要求采用特殊方法,所以这些方法存在缺点。此外，聚合物涂层在玻璃的光学特性和耐热性方面具有缺点。

用于强化玻璃的已知方法是玻璃的化学钢化，特别是借助离子交换通过引入较大的离子来形成表面压应力。例如，US2010年/0009154描述了通过在表面层离子交换而获得的具有至少50μm深的压应力外部区域、0.5mm或更厚的厚玻璃。压应力是至少200MPa。在表面区域中形成中央拉应力(CT)和压应力的步骤包括将玻璃的至少一部分连续浸没在多个离子交换浴中。已证明，类似于厚玻璃，薄和超薄玻璃也能通过化学离子交换被强化(如US2014/050911或PCT/CN2013/072695)。

然而，不像较厚的玻璃，超薄玻璃的化学钢化的生产率较低。其直接结果是随着玻璃厚度减小，在化学钢化期间玻璃片的断裂概率增大。一方面，表面压应力能有助于超薄玻璃抵抗例如来自外侧的击打或敲击引起的机械冲击。另一方面，超薄玻璃中的额外的表面压应力能导致自我断裂或能使玻璃在处理或化学钢化期间容易断裂。由于钢化期间玻璃片的不同的热膨胀而产生的夹紧力的变化能例如容易地引起断裂。薄玻璃片越薄，这些问题越严重。

同时，例如在市场中的消费类电子产品，特别是就可穿戴设备如智能手机或平板电脑而言，经常性地要求使玻璃制品具有非常大的能抵抗日常使用期间的机械应力和冲击的抗弯强度和耐久性。考虑到期望体积和重量减小，需要超薄玻璃制品具有必须的强度和柔性，例如用于充分保护下面的部件。

因此，本发明的目的是提供超薄钢化玻璃制品和用于生产这种玻璃制品的方法，该方法克服了上述缺陷。尤其是，本发明的目的是提供超薄钢化玻璃制品，其具有延长的寿命并能容易且廉价地成产，本发明还提供用于生产这种玻璃制品的方法。本发明的另一目的是提供超薄钢化玻璃制品和用于生产这种玻璃制品的方法，该方法允许以高生产率生产，特别是在化学钢化期间。本发明的另一目的是提供超薄玻璃制品，该超薄玻璃制品具有高的耐久性，特别是在机械应力下，而且还提供用于生产这种玻璃制品的方法。

发明内容

本文采用了以下的术语和缩写︰