[发明专利]超薄玻璃的离子交换工艺

说明书

通过离子交换对基于玻璃的制品进行化学强化的方法，其中，基于玻璃的制品的厚度小于约300μm。基于玻璃的制品可以通过离子交换进行化学强化以实现约5μm至约60μm的压缩深度DOC以及约300MPa至约2000MPa的峰值压缩应力。高的峰值压缩应力提供了经受住与弯曲相关的应力以及抵抗住由于撞击导致的破坏的能力。此外，当用作例如柔性和可折叠显示器中的覆盖玻璃，玻璃绕着紧密半径弯曲时，基于玻璃的制品保留了净压缩以容纳表面瑕疵。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2019年8月29日提交的美国临时申请系列第62/893296号的优先权，本文以其作为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及厚度为300μm或更薄的基于玻璃的制品。更具体来说，本公开内容涉及此类基于玻璃的制品的化学强化方法。甚至更具体来说，本公开内容涉及用于诸如柔性显示器之类的应用中的基于玻璃的制品的化学强化方法，其中，玻璃经受明显的弯曲应力。

背景技术

用于电子装置(例如：手机、智能手机、平板、手表、视频播放器、信息终端(IT)装置以及笔记本电脑等)的显示器的基于玻璃的制品通常经过化学或热回火从而产生表面压缩应力层，其起到俘获会导致玻璃失效的瑕疵的功能。通常通过离子交换工艺实现玻璃的化学强化，在所述离子交换工艺中，将基于玻璃的制品浸入含离子(通常是碱金属离子)的熔盐浴中。浴中的阳离子替换了基于玻璃的制品的表面处或表面附近存在的等价电荷的较小阳离子，从而产生了上文所述的表面压缩应力层。这种典型的化学强化工艺需要在熔盐浴中进行昂贵的高温加工持续数小时，从而实现足够的压缩深度(DOC)，对于40mm厚的玻璃而言，这通常为160μm。

薄的(例如，厚度小于约300μm)或者超薄的(例如，厚度小于约125μm、或者小于约100μm、或者小于75μm、或者小于50μm、或者约25μm、或者约20μm)基于可弯曲可折叠玻璃的制品对于用于电子应用的可折叠显示器和手持式装置是有利的。此类薄玻璃和超薄玻璃允许装置弯曲至更紧密的弯曲半径。此外，希望这些制品具有足够的强度来经受住与弯曲相关的应力和抵抗住由于撞击导致的破坏。常规离子交换方法(例如，上文所述的那些)倾向于使得基于薄玻璃和基于超薄玻璃的制品发生翘曲。此外，由于它们的厚度降低，此类基于玻璃的制品需要特殊的处理以防止破裂。常规离子交换方法还导致比基于薄玻璃和基于超薄玻璃的制品的应用中所需情况而言更深的压缩深度，从而进一步增加了成本。

发明内容

本公开内容提供了经由离子交换对基于玻璃的制品进行化学强化的方法，其中，基于玻璃的制品的厚度小于约300μm，在一些实施方式中，小于约125μm、或者小于约100μm、或者小于75μm、或者小于50μm、或者约25μm、或者约20μm。本文所述的玻璃可以通过离子交换实现约5μm至约60μm范围的压缩深度DOC。压缩应力层所具有的峰值压缩应力的范围是约300MPa至约2000MPa。高的峰值压缩应力提供了经受住与弯曲相关的应力以及抵抗住由于撞击导致的破坏的能力。高的峰值压缩应力使得当在使用过程中(例如，作为柔性和可折叠显示器中的覆盖玻璃时)玻璃绕着紧密半径弯曲时，玻璃能够保留净压缩并由此容纳表面瑕疵。对于给定瑕疵数量(这可能是由于玻璃的加工过程中和/或其在装置中的使用期间引入的)，高的峰值压缩应力还有助于防止由于施加应力(例如，玻璃弯曲)发生断裂。对于给定瑕疵数量(这可能是由于玻璃的加工过程中和/或其在装置中的使用期间引入的)，高的断裂韧度还有助于防止由于施加应力(例如，弯曲)发生断裂。