[发明专利]没有光学橙皮的化学钢化的玻璃制品及其生产方法

说明书

本发明提供了一种厚度至多为0.07mm的化学钢化的玻璃制品以及一种生产其的方法。所述钢化的玻璃制品没有光学橙皮(OOS)，即：当使用白光源在反射光下检查该玻璃制品时，该钢化的玻璃制品具有低灰度变化或低亮度变化。

技术领域

本发明涉及化学钢化的玻璃制品，在该玻璃制品的厚度至多为0.07mm并且在反射光下检查时，该化学钢化的玻璃制品不具有光学橙皮，并且涉及生产这种化学钢化的玻璃制品的方法。

背景技术

具有不同成分的薄玻璃是许多应用的合适基板，在这些应用中，透明性、高耐化学性和耐热性以及明确的化学和物理性质非常重要。例如，无碱玻璃可用于显示面板和用作晶片格式的电子封装材料。含碱的硅酸盐玻璃用于过滤器涂层基板、触摸传感器基板和指纹传感器模块盖。

铝硅酸盐(AS)、锂铝硅酸盐(LAS)、硼硅酸盐和钠钙玻璃广泛用于诸如指纹传感器(FPS)的盖、保护盖和显示器盖等的应用。在这些应用中，玻璃通常会进行化学钢化，以实现较高的机械强度，这是通过特殊测试确定的，例如，2点弯曲(2PB)、落球、落笔、抗尖锐冲击性、抗尖锐接触性、抗划痕等。

当前，对产品新功能和广泛应用领域的不断需求要求玻璃基板和玻璃盖厚度更薄、重量更轻、强度和柔性更高。合适的玻璃是超薄玻璃(UTG)。超薄玻璃(UTG)的典型应用领域是精密电子设备的保护罩，例如UTG可用作消费类电子产品等的柔性和可折叠的显示器玻璃。当前，对产品的新功能的日益增长的需求以及开发新的广泛应用都要求具有新特性(例如柔性)的更薄、更轻的玻璃基板。由于UTG的柔性，已经研究并开发了这种玻璃作为用于诸如智能手机、平板电脑、手表和其他可穿戴设备等设备的玻璃盖和显示器。这种玻璃还可以用作指纹传感器模块的玻璃盖和相机镜头盖。

但是，由于UTG的厚度非常薄，纯玻璃的某些机械特性和性能(例如抗冲击性和可弯曲性)无法令人满意。一种提高机械性能的有效方法是化学钢化，即，通过离子交换对表面进行改性。

化学钢化是用于玻璃以提高例如钠钙玻璃或铝硅酸盐(AS)玻璃或锂铝硅酸盐(LAS)或硼硅酸盐玻璃的玻璃强度的公知方法，所述玻璃例如用作显示器应用的玻璃盖。在这种情况下，表面压应力(CS)通常在100到1,000MPa之间，并且离子交换层的深度取决于玻璃厚度。

然而，如果玻璃板薄于0.5mm，则操作将变得越来越困难，这主要是由于诸如玻璃边缘的裂纹和碎裂之类的缺陷导致破裂。而且，总体机械强度(即反映在弯曲强度或冲击强度上的强度)将显著降低。结果，对于薄玻璃来说，玻璃的强化极为重要。然而，对于超薄玻璃而言，由于玻璃的中心拉伸应力高，其总是伴随着自身破裂的风险。

通常，可以通过直接热成型方法(例如下拉法、溢流熔合法或特殊的浮法)生产厚度小于0.4mm的平面超薄玻璃。重拉方法也是可能的。与通过化学或物理方法(例如通过研磨和抛光)生产的后处理薄玻璃相比，直接热成型薄玻璃具有更好的表面均匀性和表面粗糙度，因为其表面已从高温熔融状态冷却至室温。下拉法可用于生产比0.3mm甚至0.07mm更薄的玻璃，例如铝硅酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、碱金属硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或无碱铝硼硅酸盐玻璃。

已经描述了UTG的化学钢化(例如，WO 2014/139147 A1)。

为了进行化学钢化，将玻璃制品放置在具有预定温度的至少一种熔融盐的特殊浴中一段限定的时间。在钢化过程中，离子交换发生在玻璃制品的表面，其中较小的阳离子(尤其是单价阳离子)被半径较大的阳离子替代。在钢化过程之后，将玻璃制品从盐浴中提升出来，然后进行冷却和清洁。

令人惊讶地发现，标准的离子交换程序会导致以“光学橙皮”(OOS)的形式在钢化的玻璃制品的表面上出现不希望的光学特征。当玻璃制品的厚度等于或小于0.07mm并在反射光下检查时，可以观察到这种效果。

在这样的反射条件下，或者有时甚至用肉眼检查时，玻璃制品的表面似乎具有小的不规则处(凹痕和凸起)，就像橙子的果皮。