TW201912188A - 抗微生物製品及其製造與使用方法 - Google Patents

Abstract

本文所描述的是各種抗微生物製品，該等抗微生物製品在基板中之含銀區域之形成之後具有降低之褪色。本文所描述之改良之抗微生物製品通常包括基板，該基板包含各自自該基板之表面向內延伸至特定深度的壓縮應力層及含銀區域，且具有跨於該基板之該表面的均勻銀濃度分佈，使得該製品展現極少乃至無褪色。本發明亦描述製造及使用該製品之方法。

Description

抗微生物製品及其製造與使用方法

相關申請案之交互參照

本申請案根據專利法主張2017年8月29日申請之美國臨時申請案第62/551,471號的優先權權益，該美國臨時申請案之內容為本案之基礎且以全文引用方式併入本文中。

本揭示案大體係關於用於各種應用之強化、抗微生物製品，該等各種應用包括但不限於用於各種電子裝置之觸控螢幕，該等各種電子裝置例如行動電話、臺式電腦、書閱讀器、手持式視訊遊戲系統、自動櫃員機、電梯顯示器，及電子標示。更具體而言，本文所描述之各種實施例係關於具有抗微生物行為且展現降低之褪色的製品，並且係關於製作及使用製品之方法。

觸控啟動或交互裝置諸如螢幕表面(例如，具有藉由觸控表面之特定部分啟動的使用者交互能力的電子裝置之表面)已在電子裝置工業中變得日益更流行。一般而言，此等表面將展現高光透射、低霧靄，及高耐久性，以及其他特徵。當使用者與裝置之間的基於觸控螢幕之交互作用的程度增加時，可自使用者傳遞至使用者的表面隱匿微生物(例如，細菌、真菌、病毒等)的可能性亦增加。

為最小化表面上的微生物之存在，「抗微生物」性質已經賦予各種製品。此類抗微生物製品無論其是否用作觸控啟動裝置之螢幕表面或使用在其他應用中皆具有出於各種原因褪色的傾向，且此可對於透明玻璃製品而言尤其顯著。例如，用於褪色之一個原因包括玻璃製品之表面上的大量Ag之存在。在某些狀況下，此褪色可致使玻璃製品不美觀。此外，過度褪色最終可導致玻璃製品變得不適合於該玻璃製品之預期用途。

因此，仍然需要提供具有降低之褪色的抗微生物製品之技術。若此類技術並不不利地影響表面之其他合意的性質(例如，光透射、霧靄、強度、抗刮性等)，則其將為尤其有利的。本揭示案針對提供此類技術。

根據第一態樣，提供一種製品。該製品包含：基板，該基板包含自該基板之表面向內延伸至該基板中之第一深度的壓縮應力層及自該基板之該表面向內延伸至該基板中之第二深度的含銀區域，其中在200奈米(nm)之深度處之Ag₂ O濃度大於在40奈米(nm)之深度處之Ag₂ O濃度。

在根據第一態樣之第二態樣中，其中該第二深度小於該第一深度。

在根據第一或第二態樣之第三態樣中，其中該製品進一步包含額外層，該額外層設置在該基板之該表面上。

在根據第三態樣之第四態樣中，其中該額外層包含耐反射塗層、耐眩光塗層、耐指紋塗層、耐污染塗層、色彩提供組成、環境障壁塗層，或導電塗層。

在根據第一至第四態樣中任一者之第五態樣中，其中該壓縮應力層之最大壓縮應力為約200兆帕(MPa)至約1.2千兆帕(GPa)且該壓縮應力層之深度小於約200微米(μm)。

在根據第一至第五態樣中任一者之第六態樣中，其中該含銀區域具有小於或等於約150微米(μm)之深度。

在根據第一至第六態樣中任一者之第七態樣中，其中該製品展現大體上無褪色，其中大體上無褪色如藉由以下各項中至少一者決定地發生：在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於光透射率的小於或等於約3%之製品之光透射率之改變、在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於霧靄的小於或等於約5%之製品之霧靄之改變，及在藉由氫(H₂ )之還原之後分別小於或等於約±0.2、±0.1，及±0.1之製品之CIE 1976色彩坐標L*、a*，及b*之改變。

在根據第一至第七態樣中任一者之第八態樣中，其中在將具有1.5吋×1.5吋之大小的製品浸入60℃處之10 mM NaNO₃ 之700 μL溶液中2小時之後，製品將至多約十億分之100 (100 ppb)的銀離子瀝濾至溶液中。

在根據第一至第八態樣中任一者之第九態樣中，其中該製品展現在JIS Z 2801 (2000)測試條件下的至少金黃色葡萄球菌、產氣腸桿菌，及銅綠假單胞菌細菌之濃度之至少2個對數級(log)的降低。

在根據第一至第九態樣中任一者之第十態樣中，其中該基板包含玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷組成中至少一者。

在根據第一至第十態樣中任一者之第十一態樣中，其中該製品包含用於電子裝置之觸敏顯示螢幕或覆蓋板之一部分、電子裝置之非觸敏部件、家用電器之表面、醫療設備之表面、生物或醫療封裝容器，或車輛部件之表面。

根據第十二態樣，提供一種消費者電子產品。該消費者電子產品包含：殼體，其具有前表面、後表面及側表面；電氣部件，其至少部分地提供在該殼體內，該等電氣部件包括至少一控制器、記憶體，及顯示器，該顯示器提供在該殼體之該前表面處或鄰近該前表面；以及覆蓋基板，其設置在該顯示器上，其中該殼體之一部分或該覆蓋基板中至少一者包含根據第一至第十一態樣中任一者之製品。

根據第十三態樣，提供一種製品。該製品包含：基板，其包含自該基板之表面向內延伸至該基板中之第一深度的壓縮應力層及自該基板之該表面向內延伸至該基板中之第二深度的含銀區域，其中跨於該基板之該表面存在最大Ag₂ O濃度[Ag₂ O_max ]及最小Ag₂ O濃度[Ag₂ O_min ]，其中[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.5莫耳%。

在根據第十三態樣之第十四態樣中，其中該第二深度小於該第一深度。

在根據第十三或第十四態樣之第十五態樣中，其中該製品進一步包含額外層，該額外層設置在該基板之該表面上。

在根據第十五態樣之第十六態樣中，其中該額外層包含耐反射塗層、耐眩光塗層、耐指紋塗層、耐污染塗層、色彩提供組成、環境障壁塗層，或導電塗層。

在根據第十三至第十六態樣中任一者之第十七態樣中，其中該壓縮應力層之最大壓縮應力為約200兆帕(MPa)至約1.2千兆帕(GPa)且該壓縮應力層之深度小於約200微米(μm)。

在根據第十三至第十七態樣中任一者之第十八態樣中，其中該含銀區域具有小於或等於約150微米(μm)之深度。

在根據第十三至第十八態樣中任一者之第十九態樣中，其中該製品展現大體上無褪色，其中大體上無褪色如藉由以下各項中至少一者決定地發生：在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於光透射率的小於或等於約3%之製品之光透射率之改變、在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於霧靄的小於或等於約5%之製品之霧靄之改變，及在藉由氫(H₂ )之還原之後分別小於或等於約±0.2、±0.1，及±0.1之製品之CIE 1976色彩坐標L*、a*，及b*之改變。

在根據第十三至第十九態樣中任一者之第二十態樣中，其中在將具有1.5吋×1.5吋之大小的製品浸入60℃處之10 mM NaNO₃ 之700 μL溶液中2小時之後，製品將至多約十億分之100 (100 ppb)的銀離子瀝濾至溶液中。

在根據第十三至第二十態樣中任一者之第二十一態樣中，其中該製品展現在JIS Z 2801 (2000)測試條件下的至少金黃色葡萄球菌、產氣腸桿菌，及銅綠假單胞菌細菌之濃度之至少2個對數級的降低。

在根據第十三至第二十一態樣中任一者之第二十二態樣中，其中該基板包含玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷組成中至少一者。

在根據第十三至第二十二態樣中任一者之第二十三態樣中，其中該製品包含用於電子裝置之觸敏顯示螢幕或覆蓋板之一部分、電子裝置之非觸敏部件、家用電器之表面、醫療設備之表面、生物或醫療封裝容器，或車輛部件之表面。

在根據第十三至第二十三態樣中任一者之第二十四態樣中，其中[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.3莫耳%。

根據第二十五態樣，提供一種消費者電子產品。該消費者電子產品包含：殼體，其具有前表面、後表面及側表面；電氣部件，其至少部分地提供在該殼體內，該等電氣部件包括至少一控制器、記憶體，及顯示器，該顯示器提供在該殼體之該前表面處或鄰近該前表面；以及覆蓋基板，其設置在該顯示器上，其中該殼體之一部分或該覆蓋基板中至少一者包含根據第十三至第二十四態樣中任一者之製品。

根據第二十六態樣，提供一種製造製品之方法。該方法包含將基板之至少一表面與包含至少一個種類的陰離子之含銀媒介接觸以在該基板中形成含銀區域，該含銀區域自該基板之該表面向內延伸至第一深度，其中在200奈米(nm)之深度處之Ag₂ O濃度大於在40奈米(nm)之深度處之Ag₂ O濃度。

在根據第二十六態樣之第二十七態樣中，其中該至少一個種類的陰離子係選自由以下各項組成之群組：Cl^- 、SO₄ ^2- 、F^- 、I^- 、Br^- 、CO₃ ^2- 、PO₄ ^3- ，及其混合物。

在根據第二十六至第二十七態樣之第二十八態樣中，其中該方法進一步包含形成壓縮應力層，該壓縮應力層自該基板之該表面向內延伸至第二深度。

在根據第二十八態樣之第二十九態樣中，其中形成該含銀區域及形成該壓縮應力層同時發生。

在根據第二十六至第二十九態樣中之任一者之第三十態樣中，其中該含銀媒介為包含銀陽離子之熔融鹽浴。

在根據第三十態樣之第三十一態樣中，其中該熔融鹽浴進一步包含NaNO₃ 及KNO₃ 中至少一者。

在根據第三十或第三十一態樣之第三十二態樣中，其中該等銀陽離子係基於該熔融鹽浴之總重量以在自約0.1重量%至約10重量%之範圍內之量存在。

在根據第三十至第三十二態樣中任一者之第三十三態樣中，其中該至少一個種類的陰離子係基於該熔融鹽浴之總重量以在自約0.01重量%至約10重量%之範圍內之量存在。

在根據第二十六至第三十三態樣中任一者之第三十四態樣中，其中該含銀媒介經加熱至在自約350℃至約450℃之範圍內之溫度。

在根據第二十六至第三十四態樣中任一者之第三十五態樣中，其中將基板與含銀媒介接觸發生達在自約10分鐘至約10小時之範圍內之持續時間。

在根據第二十六至第三十五態樣中任一者之第三十六態樣中，其中該方法進一步包含在該基板之該表面之至少一部分上形成額外層，其中該額外層係選自由以下各項組成之群組：耐反射塗層、耐眩光塗層、耐指紋塗層、耐污染塗層、色彩提供組成、環境障壁塗層，及導電塗層。

在根據第二十六至第三十六態樣中任一者之第三十七態樣中，其中在自該製品之表面向內40奈米(nm)之深度處之Ag₂ O濃度為至多約2莫耳%。

在根據第二十六至第三十七態樣中任一者之第三十八態樣中，其中跨於該製品之該表面存在最大Ag₂ O濃度[Ag₂ O_max ]及最小Ag₂ O濃度[Ag₂ O_min ]，其中[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.5莫耳%。

在根據第三十八態樣之第三十九態樣中，其中[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.3莫耳%。

在根據第二十六至第三十九態樣中任一者之第四十態樣中，其中該製品展現大體上無褪色，其中大體上無褪色如藉由以下各項中至少一者決定地發生：在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於光透射率的小於或等於約3%之製品之光透射率之改變、在藉由氫(H₂ )之還原之後相對於霧靄的小於或等於約5%之製品之霧靄之改變，及在藉由氫(H₂ )之還原之後分別小於或等於約±0.2、±0.1，及±0.1之製品之CIE 1976色彩坐標L*、a*，及b*之改變。

額外特徵及優點將在以下詳細描述中闡述，且熟習此項技術者將自彼描述易於顯而易見或藉由實踐如本文所描述之實施例，包括以下詳細描述、申請專利範圍、以及所附圖式認識。

應理解，先前一般描述及以下詳細描述兩者僅為示範性的，且意欲提供概述或框架以理解申請專利範圍之本質及特性。包括伴隨圖式以提供進一步理解且該等伴隨圖式併入本說明書且構成本說明書之一部分。圖式例示一或多個實施例，且與描述一起用來解釋各種實施例之原理及操作。

在以下詳細描述中，出於解釋且非限制之目的，闡述揭示特定細節的示例性實施例以提供對本揭示案之各種原理之徹底理解。然而，受益於本揭示案的一般技術者將顯而易見，本揭示案可實踐於離開本文所揭示之特定細節的其他實施例中。此外，可省略熟知的裝置、方法及材料之描述，以便不模糊本揭示案之各種原理之描述。最後，在任何適用的情況下，相同元件符號指代相同元件。

範圍可在本文中表達為自「約」一個特定值，及/或至「約」另一特定值。當此範圍經表達時，另一實施例包括自一個特定值及/或至另一特定值。類似地，當值藉由使用前述「約」表達為近似值時，將理解，特定值形成另一實施例。將進一步理解，範圍中每一者之端點係關於另一端點，及獨立於另一端點顯著的。

如本文中所使用之定向術語——例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部——僅參考如所繪製的各圖做出，並且並非意欲暗示絕對方位。

除非另有明確陳述，否則本文所闡述的任何方法決不意欲視為要求該方法之步驟以特定順序進行。因此，在方法請求項未實際上敘述將由該方法之步驟遵循的順序，或者並未在申請專利範圍或描述中另外具體陳述步驟將限於特定順序的情況下，決不意欲在任何方面推斷順序。此適用於任何可能的非表達解釋基礎，包括：關於步驟或操作流程之邏輯之實質；自語法組織或標點符號導出的簡明意義；以及本說明書中所描述之實施例之數目或類型。

如本文所使用，單數形式「一」、「一種」及「該」包括複數參考對象，除非上下文另有清楚地指示。因而，例如，對「部件」之參考包括具有二或更多個此類部件的態樣，除非上下文另有清楚地指示。

本文所描述的是包含具有自基板之表面向內延伸至第一深度的壓縮應力層及自基板之表面向內延伸至第二深度的含銀區域的基板之各種強化製品，以及用於該等各種強化製品之製造及使用之方法。藉由將銀併入表面中，在該表面中賦予抗微生物性質。術語「抗微生物」在本文中係指殺死或抑制多於一個物種或多於一個類型的微生物(例如，細菌、病毒、真菌等)之生長的能力。遍及本說明書，術語「壓縮應力層」將用來代表壓縮應力之層或區域，且術語「含銀區域」應用來代表含有銀物種之層或區域。此用法僅為方便起見，且不欲以任何方式提供術語「區域」或「層」之間的區別。

一般而言，本文所描述之製品顯示降低之褪色或著色。在一些實施例中，製品展現大於在40 nm之深度處之Ag濃度的在200 nm之深度處之Ag濃度。在一些實施例中，銀濃度經轉換成且表達為Ag₂ O濃度，儘管Ag₂ O可甚至不存在於製品中。因此，根據一些示範性實施例，製品展現大於在40 nm之深度處之Ag₂ O濃度的在200 nm之深度處之Ag₂ O濃度。「Ag₂ O濃度」之使用僅為方便起見，且決不暗示Ag₂ O在製品內之存在。

本文所描述之方法一般而言涉及含銀熔融鹽浴中之至少一個種類的陰離子在離子交換過程中之使用。至少一個種類的陰離子適於與銀陽離子反應以形成具有高於離子交換溫度之熔點的銀鹽。

基板

基板之選擇不限於特定組成。例如，所選擇的組成可為大範圍的玻璃、玻璃陶瓷，或陶瓷組成中任一者。在玻璃基板之狀況下，基板可包含矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁矽酸鹽、硼鋁矽酸鹽、鹼石灰，及其他含鹼及不含鹼玻璃組成。在一些實施例中，製品包含基板，該基板具有含有一或多個鹼金屬的可離子交換玻璃組成。

關於玻璃陶瓷組成，選擇來用於製品之基板的材料可為具有玻璃(非晶)相及陶瓷(結晶)相兩者的大範圍材料中任一者。例示性玻璃陶瓷包括其中玻璃相係由矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁矽酸鹽，或硼鋁矽酸鹽形成，且陶瓷相係由β-鋰輝石、β-石英、霞石、六方鉀霞石、透鋰長石，或三斜霞石形成的彼等材料。「玻璃陶瓷」包括藉由玻璃之控制結晶產生的材料。在各種實施例中，玻璃陶瓷具有約1%至約99%的結晶度。可使用的玻璃陶瓷系統之非限制實例包括Li₂ O × Al₂ O₃ × nSiO₂ (亦即LAS系統)、MgO × Al₂ O₃ × nSiO₂ (亦即MAS系統)，及ZnO × Al₂ O₃ × nSiO₂ (亦即ZAS系統)。

相對於陶瓷，選擇來用於製品之基板的材料可為大範圍的無機結晶氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氮化物及/或類似者中之任一者。例示性陶瓷包括具有氧化鋁、鈦酸鋁、富鋁紅柱石、堇青石、鋯石、尖晶石、鈣鈦礦(persovskite)、氧化鋯、氧化鈰、碳化矽、氮化矽、矽鋁氮氧化物或沸石相的彼等材料。

基板可採取各種實體形式。亦即，自橫截面透視圖來看，基板可為平坦的或平面的，或其可為彎曲的及/或急劇曲彎的。類似地，該基板可為單個整體物件，或多層結構或積層。

不存在對本文所設想的基板之厚度之特定限制。在許多示範性應用中，厚度可為小於或等於約15毫米(mm)。若製品將使用在其中可希望出於重量、成本，及強度特性而最佳化厚度的應用中(例如，在電子裝置，或類似者中)，則可使用甚至更薄的基板(例如，小於或等於約5 mm)。藉由實例之方式，若製品意欲充當用於觸控螢幕顯示器之覆蓋，則基板可展現約0.02 mm至約2.0 mm之厚度。

壓縮應力層

一或多個實施例之製品包括壓縮應力層或區域，該壓縮應力層或區域自基板之表面向內延伸至該基板中之特定深度。此壓縮應力層可由強化過程(例如，藉由熱回火、化學離子交換，或類似過程)形成，如本文中將更詳細地描述。

在熱回火的情況下，基板通常經加熱至超過其退火點，接著是用以在壓縮狀態中淬火基板之外或外部區域的快速冷卻步驟，而基板之內部區域以較緩慢速率冷卻且經置放在張力下。加熱溫度、加熱時間，及冷卻速率通常為可適合於達成壓縮應力層(處於壓縮狀態中的基板之外部區域)中之所要的壓縮應力(compressive stress; CS)及壓縮深度(depth of compression; DOC)的主參數。

在化學離子交換的情況下，將基板與離子交換浴接觸(例如，藉由浸漬、浸入、噴霧，或類似者)，在此期間，基板之外或外部區域中之較小陽離子藉由來自離子交換浴器之相同原子價(通常¹⁺ )之較大陽離子替換，或與該等較大陽離子交換，而使基板之內部區域(其中無離子交換發生)處於張力下。條件諸如接觸時間、離子交換溫度，及離子交換浴中之鹽濃度可適合於達成壓縮應力層(其中離子交換發生的外部區域)中之所要的DOC及CS。

參考第1圖，提供製造抗微生物玻璃製品之方法100。在方法100中，使用玻璃製品10，該玻璃製品具有第一表面12及複數個可離子交換金屬離子。如第1圖中所示，除第一表面12之外，玻璃製品10擁有其他外部表面。在示範性實施例中，玻璃製品10可包含具有可離子交換金屬離子的矽酸鹽組成。金屬離子在玻璃製品10及第一表面12對於含有其他金屬離子之浴的暴露可導致玻璃製品10中之金屬離子中之一些與來自浴之金屬離子交換的意義上係可交換的。在一或多個實施例中，壓縮應力藉由此離子交換過程產生，在該離子交換過程中，玻璃製品10，且特定而言第一表面12中之複數個第一金屬離子與複數個第二金屬離子(具有大於該等複數個第一金屬離子之離子半徑)交換，使得玻璃製品10之區域包含該等複數個第二金屬離子。較大第二金屬離子在此區域中之存在在該區域中產生壓縮應力。第一金屬離子可為鹼金屬離子諸如鋰、鈉、鉀，及銣。第二金屬離子可為鹼金屬離子諸如鈉、鉀、銣，及銫，前提為第二鹼金屬離子具有大於第一鹼金屬離子之離子半徑的離子半徑。

再次參考第1圖，製造抗微生物玻璃製品之方法100使用含於容器14內的強化浴器20。強化浴器20含有複數個離子交換金屬離子。在一些實施例中，例如，浴20可含有複數個鉀離子，該等複數個鉀離子在大小上大於含於玻璃製品10中的可離子交換離子，諸如鈉。當製品10經浸沒在浴20中時，含於浴20中的此等離子交換離子將優先地與玻璃製品10中之可離子交換離子交換。強化浴器20可含有包含至少KNO₃ 的熔融鹽浴，該熔融鹽浴經充分地加熱至一溫度以確保鹽在玻璃製品10之處理期間保持在熔融狀態中。強化浴器20亦可包括KNO₃ 以及NaNO₃ 及LiNO₃ 中一者或兩者之組合。

仍然參考第1圖，第1圖中所描繪之製造抗微生物玻璃製品之方法100包括將玻璃製品10浸沒至強化浴器20中之步驟120。在浸沒至浴20中之後，玻璃製品10中之該等複數個可離子交換離子(例如，Na⁺ 離子)之一部分與含於強化浴器20中的該等複數個離子交換離子(例如，K⁺ 離子)之一部分交換。根據一些實施例，基於浴20之組成、浴20之溫度、玻璃製品10之組成及/或玻璃製品10中之離子交換離子之所要的濃度將浸沒步驟120執行預定時間。在一些實施例中，離子交換溫度可在自約350℃至約450℃、自約380℃至約440℃，或自約390℃至約430℃之範圍內。在一些實施例中，將浸沒步驟執行約10分鐘至約10小時、自約0.5小時至約5小時、自約1小時至約3小時，及其間之所有範圍及子範圍。

在完成浸沒步驟120之後，執行洗滌步驟130以移除剩餘在玻璃製品10之表面包括第一表面12上的來自浴20之材料。例如，去離子水可在洗滌步驟130中用來移除玻璃製品10之表面上的來自浴20之材料。其他媒介亦可使用於洗滌玻璃製品10之表面，前提為媒介經選擇以避免與來自浴20之材料及/或玻璃製品10之玻璃組成之任何反應。

因為來自浴20之離子交換離子是以最初在玻璃製品10中之可離子交換離子為代價而分散至玻璃製品10中，所以壓縮應力層24在玻璃製品10中顯影。壓縮應力層24自第一表面12延伸至玻璃製品10中之擴散深度22。一般而言，來自強化浴器20之離子交換離子(例如，K⁺ 離子)之明顯濃度分別在浸沒步驟120及清潔步驟130之後存在於壓縮應力層24中。此等離子交換離子通常大於可離子交換離子(例如，Na⁺ 離子)，藉此增加玻璃製品10內之層24中之壓縮應力位準。

CS及DOC之量可基於製品之特定使用變化，前提為CS位準及DOC應受限制，使得作為壓縮應力層之結果在基板內產生的拉伸應力並不變得過度而致使製品為易碎的。在一或多個實施例中，基板之表面處之CS位準為至少約200 MPa、至少約300 MPa、至少約400 MPa、至少約500 MPa、至少約600 MPa，或至少約700 MPa，且不超過約1.2 GPa、不超過約1.1 GPa、不超過約1 GPa、不超過約900 MPa，或不超過約800 MPa，及其間之任何範圍及子範圍。在各種應用中，最大壓縮應力在自約200 MPa至約1.2 GPa之範圍內。

雖然對CS位準及DOC之極限避免致使製品為易碎的，但壓縮應力層之DOC通常可小於基板之厚度之約三分之一。然而，在大多數應用中，DOC可小於或等於約200 μm、大於或等於約25 μm至小於或等於約200 μm，及其間之所有範圍及子範圍。在一些情況下，DOC可在自約100 μm至約200 μm之範圍內。

含銀區域

一或多個實施例之製品包括含銀層或區域，該含銀層或區域自製品之表面向內延伸至該製品中之第二深度。含銀區域以對於將抗微生物行為賦予製品為有效的量包含陽離子一價銀(Ag⁺ )。因而，Ag⁺ 離子與製品之表面上之微生物相互作用以殺死該等微生物或以其他方式抑制該等微生物之生長。一般而言，含銀區域如壓縮應力層自製品之表面向內延伸至含銀區域之深度(DOR)。因而，含銀區域至少部分地與壓縮應力層重疊。在一或多個實施例中，DOR可通常受限制以避免製品中之可見褪色或著色且最大化製品內之陽離子銀之抗微生物效力。例如，DOR可為約20 μm或更小、約16 μm或更小、約14 μm或更小、約12 μm或更小、約10 μm或更小、約8 μm或更小，或約5 μm或更小，及約0.1 μm或更大、約1 μm或更大、約5 μm或更大、約6 μm或更大、約7 μm或更大、約8 μm或更大、約9 μm或更大、約10 μm或更大、約12 μm或更大、約14 μm或更大，或約16 μm或更大，及其間之所有範圍及子範圍。

在一些實施例中，DOC大於DOR。在一或多個替代性實施例中，DOC及DOR係約相同的。在一些特定替代性實施例中，DOR可大於DOC。在此類實施例中，DOR可為至多約150 μm (例如，在自約20 μm至約150 μm之範圍內)。

含銀區域可以各種方式形成，其中來自含銀媒介(例如，糊、分散液、熔融鹽之離子交換浴或類似者)之陽離子銀之化學擴散(其可伴隨有另一陽離子自基板之交換出)係最常見的。一般而言，將基板與含銀媒介接觸(例如，藉由浸漬、浸入、噴霧或類似者)，且陽離子銀自含銀媒介擴散至基板之外或外部區域中。然而，在大多數情形下，陽離子銀替換來自含銀媒介之相同原子價之另一陽離子(例如，K⁺ )，或與該另一陽離子交換。條件諸如接觸時間、含銀媒介溫度，及含銀媒介中之銀濃度可適合於達成含銀區域(其中陽離子銀擴散或離子交換的外部區域)中之所要的DOR及銀濃度分佈。

本申請案之一個態樣提供在基板中形成含銀區域之方法，該方法包括使基板與含銀媒介接觸之步驟。在一些實施例中，含銀媒介為包含銀陽離子的熔融鹽浴。

在基板中形成含銀區域之方法可進一步包含形成壓縮應力層，該壓縮應力層自基板之表面向內延伸。在一或多個實施例中，形成壓縮應力層發生在形成含銀區域之前。藉由實例之方式，其中壓縮應力層係在含銀區域之前形成的方法之一個示範性實行方案必需將基板浸入熔融KNO₃ 浴中以經由離子交換賦予壓縮應力，接著將強化基板浸入含AgNO₃ 的熔融鹽浴中以將Ag⁺ 離子交換至玻璃中。

再次參考第1圖，製造抗微生物玻璃製品之方法100另外使用用於將離子交換玻璃製品10浸沒至抗微生物浴40中的步驟140，該抗微生物浴含於容器34中，該容器包含可提供抗微生物效應的複數個金屬離子。在一些實施例中，抗微生物浴40包括複數個銀離子，其中每一個可提供抗微生物效應；複數個可離子交換金屬離子，其與存在於如生產的玻璃製品10中的彼等一致；以及複數個離子交換離子，其與存在於強化浴器20中的彼等一致。根據示範性實施例，浴40擁有複數個銀離子，該等複數個銀離子得自在約0.01重量%至100重量%之浴濃度處之熔融AgNO₃ 。在額外實施例中，抗微生物浴40擁有具有熔融KNO₃ 及/或NaNO₃ 之均衡的約0.5重量%至至多約50重量%的熔融AgNO₃ 。例如，抗微生物浴40可包含50重量% AgNO₃ 及50重量% KNO₃ + NaNO₃ 之熔融混合物。

在完成浸沒步驟160之後，可執行洗滌步驟170以移除剩餘在玻璃製品10之表面包括第一表面12上的來自浴40之材料。例如，去離子水可在洗滌步驟170中用來移除玻璃製品10之表面上的來自浴40之材料。其他媒介亦可使用於洗滌玻璃製品10之表面，前提為媒介經選擇以避免與來自浴40之材料及/或玻璃製品10之玻璃組成之任何反應。

在一或多個替代性實施例中，壓縮應力層及含銀區域係同時形成。藉由另一實例之方式，其中壓縮應力層及抗微生物含銀區域係同時形成的方法之一個示範性實行方案必需將玻璃基板浸入包含KNO₃ 及AgNO₃ 兩者的熔融鹽浴中以將K⁺ 及Ag⁺ 一起離子交換至玻璃基板中。在一些實施例中，熔融鹽浴包括可與Ag⁺ 反應以在冷卻期間形成銀鹽及沈澱物的至少一個種類的陰離子。

在仍然額外實施例中，形成壓縮應力發生在形成含銀區域之後。藉由仍然另一實例之方式，其中壓縮應力層係在含銀區域之後形成的方法之一個示範性實行方案必需將玻璃基板浸入至含AgNO₃ 的熔融鹽浴中以將Ag⁺ 離子交換至玻璃基板中，接著是將含Ag玻璃浸入至熔融KNO₃ 浴中以經由離子交換賦予壓縮應力。

參考第2圖，根據示範性實施例提供強化、抗微生物玻璃製品200。抗微生物玻璃製品200包括：玻璃製品10，其包含主表面12；壓縮應力層24，其自玻璃製品之主表面12延伸至玻璃製品中之第一深度22；以及包含複數個銀離子的含銀區域24a，該含銀區域自主表面12延伸至玻璃製品中之第二深度32。第2圖中所描繪之此類製品200可根據第1圖中概述之方法100製造。

根據一些實施例，如第3圖中所示，當將強化玻璃製品10自抗微生物浴40拉出時，一些熔融鹽(例如，KNO₃ 、NaNO₃ 及AgNO₃ )附著至表面上。當鹽冷卻時，主要成分(諸如KNO₃ )中之一些開始固化或結晶且佔據基板表面之部分。因為AgNO₃ 之熔點係極低的(低於KNO₃ 及NaNO₃ )，所以AgNO₃ 停留在液相中且變得濃縮，且繼續於甚至在較低溫度處未由固化鹽阻擋的的表面處離子交換。此差動離子交換過程繼續，直至全部熔鹽完全凍結，因而導致表面處之不均勻銀濃度(例如，區域A具有相較於區域B的較多銀離子)。具有較多銀離子之區域(B)比具有較少銀離子之區域(A)更呈淡黃色，且富銀區域(B)表現為基板表面上之汙斑缺陷。

為解決以上問題，在一些實施例中，含銀媒介(例如熔融鹽浴)含有不同於NO₃ ^- 或除NO₃ ^- 之外的至少一個種類的陰離子。在此等實施例中，至少一個種類的陰離子適於與銀陽離子反應以形成具有高於離子交換溫度之熔點的銀鹽。在一些實施例中，不同於NO₃ ^- 或除NO₃ ^- 之外的至少一個種類的陰離子可為Cl^- 、SO₄ ^2- 、F^- 、I^- 、Br^- 、CO₃ ^2- 、PO₄ ^3- ，或其混合物。

如第3圖中可看出的，已發現當在無含銀媒介(例如熔融鹽浴)中之額外陰離子的情況下使用NO₃ ^- 時，褪色通常發生在製品中。不同於NO₃ ^- 或除NO₃ ^- 之外的至少一個種類的陰離子諸如Cl^- 、SO₄ ^2- 、F^- 、I^- 、Br^- 、CO₃ ^2- 、PO₄ ^3- ，或其混合物之使用可降低或防止褪色。例如，當將氯離子增添至熔融鹽浴時，在離子交換期間，銀及氯離子組合以形成在離子交換溫度處可溶解的AgCl。因為AgCl之熔點比KNO₃ 及NaNO₃ 高得多，所以在冷卻後離子交換期間，AgCl首先固化，接著是在較低溫度處之KNO₃ 及NaNO₃ 之固化，如第4圖中所例示。因此，當玻璃表面上之所有鹽冷卻時，銀離子不在一些表面位置處濃縮亦不引入表面汙斑缺陷，與第3圖中所描繪之情形相反，其中銀離子可在冷卻期間保持可溶解且可離子交換。

銀陽離子可以至少約0.01重量%、至少約0.1重量%、至少約0.2重量%、至少約0.25重量%，或至少約0.5重量%，且不多於約50重量%、不多於約10重量%、不多於約5重量%、不多於約2重量%，或不多於約1重量%，及期間之所有範圍及子範圍的量存在於熔融鹽浴中。至少一個種類的陰離子(不同於NO₃ ^- 或除NO₃ ^- 之外)應以在冷卻過程期間足以與在自離子交換浴拉出之後剩餘在基板之表面上的所有銀陽離子反應的量存在於熔融鹽浴中。較佳地，至少一個種類的陰離子為至少約0.01重量%、至少約0.1重量%、至少約0.2重量%、至少約0.25重量%，或至少約0.5重量%，且不多於約50重量%、不多於約10重量%、不多於約5重量%、不多於約2重量%，或不多於約1重量%，及其間之所有範圍及子範圍。在一些實施例中，熔融鹽浴可進一步包括NaNO₃ 及KNO₃ 中至少一者。在一些實施例中，離子交換溫度可在自約350℃至約450℃、自約380℃至約440℃，或自約390℃至約430℃之範圍內。在一些實施例中，接觸時間可持續自約10分鐘至約5小時以確保具有所要的DOR及銀濃度分佈之含銀區域之形成、自約0.5小時至約2小時，或自約0.5小時至約1小時。

在某些實行方案中，含銀區域之最外表面(例如，表面內之約5 nm)可具有小於或等於約2莫耳%，且在一些狀況下，至多約1莫耳%、至多約0.5莫耳%，或至多約0.1%之Ag₂ O濃度。根據一些實施例，製品具有跨於基板之表面的均勻銀分佈。跨於表面，存在最大Ag₂ O濃度[Ag₂ O_max ]及最小Ag₂ O濃度[Ag₂ O_min ]，且[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.5莫耳%。在一些特定實例中，[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.3莫耳%。[Ag₂ O_max ]及[Ag₂ O_min ]兩者可藉由量測最外表面處之Ag₂ O決定。

在一些實施例中，含銀區域可具有在距表面40 nm之深度處之小於或等於約2莫耳%，在一些狀況下，至多約1.5莫耳%、至多約0.1莫耳%、至多約0.5%、至多約0.3%，及其間之所有範圍及子範圍之Ag₂ O濃度。在進一步實施例中，含銀區域可具有在距表面200 nm之深度處之小於或等於約1.5莫耳%、小於或等於約1莫耳%、小於或等於約0.5莫耳%、小於或等於約0.2莫耳%，及其間之所有範圍及子範圍之Ag₂ O濃度。根據一些示範性實施例，製品展現大於在40 nm之深度處之Ag₂ O濃度的在200 nm之深度處之Ag₂ O濃度。在進一步實施例中，在200 nm之深度處之Ag₂ O濃度比在40 nm之深度處之Ag₂ O濃度大至少0.1莫耳%、至少0.2莫耳%、至少0.5莫耳%，或至少1莫耳%。

根據一些實施例，製品具有其中表面Ag₂ O濃度單調增加的區域。此區域之厚度可小於或等於約500 nm、小於或等於約400 nm、小於或等於約300 nm、小於或等於約200 nm，或小於或等於約100 nm。

在一些實施例中，方法包括藉由將來自含銀媒介之複數個銀陽離子交換成來自基板之複數個特定或第一陽離子形成含銀區域。在一些實施例中，第一陽離子在壓縮應力層經形成之前或之後存在於基板中。例如，在一些實施例中，基板在形成壓縮應力層之前包括此類第一陽離子，且此類第一陽離子可包括鈉、鋰或其組合。在一些實施例中，第一陽離子係在形成壓縮應力層時引入基板中，且可經預設在該等第一陽離子可利用於與其他陽離子(例如，銀陽離子)交換的基板之表面處或附近。在此類實施例中，第一陽離子可包括藉由將基板浸入熔融鹽浴中引入基板中的鈉、鋰或其組合。強化浴亦可包括用來形成壓縮應力層的其他鹽。

基板之提供可涉及如製造的物件之選擇，或該提供可必需使如所製造物件經受為後續步驟中之任何者做準備的處置。此類處置之實例包括物理或化學清潔、物理或化學蝕刻、物理或化學拋光、退火、成形，及/或類似者。

此外，應注意，在以上描述之步驟中之任何者之間，基板可經歷為後續步驟中任何者做準備的處置。如以上所描述，此類處置之實例包括物理或化學清潔、物理或化學蝕刻、物理或化學拋光、退火、成形，及/或類似者。

降低之褪色

一般而言，製品之光透射率將取決於選擇的材料之類型。例如，若使用玻璃基板而無增添至該玻璃基板的任何顏料及/或任何任選的額外層為充分薄的，則製品可具有在整個可見光譜上至少約85%之透明度。在將製品使用於例如電子裝置之觸控螢幕之構造中的某些狀況下，製品之透明度可為在可見光譜上的至少約90%。在其中基板包含顏料(或藉由其材料成分並非無色的)且/或任何任選的額外層為充分厚的情形下，透明度可縮小，甚至縮小至跨於可見光譜為不透明的點。因而，不存在對製品自身之光透射率之特定限制。

如透射率，製品之霧靄可適合於特定應用。如本文所使用，術語「霧靄」及「透射霧靄」代表根據ASTM程序D1003散射出±4.0°之角度錐體外的透射光之百分比，ASTM程序D1003之內容以引用方式整體併入本文，如以下充分地闡述。對於光學平滑表面而言，透射霧靄通常接近於零。在當製品使用於電子裝置之觸控螢幕之構造中時的彼等情形下，製品之霧靄可小於或等於約5%，或更具體而言，小於或等於約1%。

本文所描述之製品之實施例中一或多者提供相對於現有抗微生物製品的降低之褪色。使用傳統銀離子交換方法，由含銀區域之形成引起的褪色可為易於可見的，而在許多實施例中，褪色僅可在藉由氫(H₂ )還原以將表面上之殘餘Ag⁺ 還原成Ag⁰ 之後經偵測，Ag⁰ 可易於想像為表面汙斑或缺陷。相反，根據所揭示方法製造的製品甚至經受H₂ 還原可展現大體上無褪色。雖然褪色或無褪色可表現為定性及可能主觀表徵，但存在「大體上無褪色」之若干可量化指示，現將描述該等可量化指示之實例。

此「大體上無褪色」之一個可量化指示可見於隨時間推移觀察到的光透射率之改變中。此改變可在含銀區域之形成之後但在製品藉由H₂ 還原之前且在製品藉由H₂ 還原之後經量測。一般而言，本文所描述之基板之光透射率可在藉由H₂ 之還原之前及之後係大體上類似的。在某些實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之基板之透射率之改變可為約±3%。在其他實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之基板之透射率之改變可為約±0.5%。

「大體上無褪色」之另一可量化指示為在對應於與基板中之金屬銀奈米粒子(來自陽離子銀物種)相關聯的電漿子共振的約430 nm處之吸收率隨時間推移之改變。此改變可在藉由H₂ 之還原之前及之後經量測。一般而言，本文所描述之基板之約430 nm處之吸收率可在藉由H₂ 之還原之前及之後為大體上類似的。在某些實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之基板之430 nm處之吸收率之改變可為約±25%。在其他實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之基板之430 nm處之吸收率之改變可為約±10%。

對褪色之改良抗性之又一可量化指示為隨時間推移觀察的霧靄之改變。此改變可在製品中之藉由H₂ 之還原之前及之後經量測。一般而言，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之整體霧靄可大體上類似於在藉由H₂ 之還原之前的製品之霧靄。在某些實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之霧靄之改變可為約±5%。在其他實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之霧靄之改變可為約±2%。

對褪色之改良抗性之仍然另一可量化指示為隨時間推移觀察的CIE 1976色空間坐標之改變。此改變可在製品中之藉由H₂ 之還原之前及之後經量測。一般而言，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之單獨坐標(亦即，L*、a*，及b*)可大體上類似於在藉由H₂ 之還原之前的製品之單獨坐標。在某些實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之L*、a*，及b*坐標之改變可分別為約±0.2、±0.1，及±0.1。在其他實行方案中，在藉由H₂ 之還原之後的本文所描述之製品之L*、a*，及b*坐標之改變可分別為約±0.1、±0.05，及±0.05。

抗微生物活性及效力

本文所描述之製品之抗微生物活性及效力可為相當高的。抗微生物活性及效力可根據標題為「Antimicrobial Products-Test for Antimicrobial Activity and Efficacy」的日本工業標準JIS Z 2801 (2000)量測，該日本工業標準之內容以引用方式整體併入本文，如以下充分地闡述。在此測試之「濕潤」條件(亦即，約37℃及大於90%濕度持續約24小時)下，本文所描述之抗微生物製品可展現至少金黃色葡萄球菌、產氣腸桿菌，及銅綠假單胞菌細菌之濃度之至少2個對數級的降低(或99%之殺死率)。在某些實行方案中，本文所描述之抗微生物製品可展現在此等測試條件下其所暴露的任何細菌之濃度之至少5個對數級的降低。

在許多實施例中，製品之抗微生物活性及效力與Ag瀝濾線性相關，且因此瀝濾測試可用作用於JIS Z 2801試驗之代替測試。例如，瀝取液中之Ag之70 ppb可指示＞2個對數級的殺死效力。瀝濾測試可在高溫、高濕度及/或高壓處，並且用可加速或增加Ag瀝濾的添加劑進行。此類瀝濾測試可準確地預測抗微生物效力，提供高產出量，且經佈署為用於製造之QC工具。

製品

一旦製品經形成，該製品可使用在各種應用中，其中製品將與不希望的微生物接觸。此等應用涵蓋用於各種電子裝置(例如，行動電話、個人資料助理、電腦、平板、全球定位系統導航裝置，及類似者)之觸敏顯示螢幕或覆蓋板、電子裝置之非觸敏部件、家用電器(例如，冰箱、微波爐、灶台、烤箱、洗碟機、洗滌機、乾燥機，及類似者)之表面、醫療設備、生物或醫療封裝容器，及車輛部件，僅列舉數個裝置。

併入本文所揭示之強化、抗微生物製品中任一者的示範性製品在第6A圖及第6B圖中示出。特定而言，第6A圖及第6B圖示出消費者電子裝置600，該消費者電子裝置包括：殼體602，該殼體具有前表面604、後表面606，及側表面608；電氣部件(未示出)，該等電氣部件至少部分地在殼體內側或完全在該殼體內且包括至少一控制器、記憶體，及在殼體之前表面處或鄰近於該前表面的顯示器610；以及覆蓋基板612，該覆蓋基板在殼體之前表面處或上，使得該覆蓋基板在顯示器上。在一些實施例中，覆蓋基板612可包括本文所揭示之強化、抗微生物製品中之任一者。

考慮到本文所描述之改良製品之可能使用之廣度，應理解，特定製品之特定特徵或性質將取決於用於該製品之最終應用或其使用。然而，以下描述將提供一些一般考慮。

如以上所述，含銀區域之厚度可受限制，以便避免製品中之可見褪色或著色且最大化基板內之陽離子銀之抗微生物效力。含銀區域之厚度可小於壓縮應力層之DOC。在一些實施例中，正如壓縮應力層之DOC的情況，一或多個實施例中之含銀區域之厚度可小於基板之厚度之約三分之一。在一些替代性實施例中，含銀區域之厚度可為至多約100 μm、至多約150 μm、至多約300 μm，或至多基板之整個厚度。然而，精確厚度將取決於如何形成含銀區域而變化。

例如，若含銀區域係在壓縮應力層之前或之後形成，且兩者係經由化學離子交換形成，則含銀區域之厚度通常可小於或等於約20 μm。在許多此類狀況下，含銀區域之厚度可小於或等於約10 μm、小於或等於約5 μm、小於或等於約3 μm、小於或等於約2 μm、小於或等於約1 μm、小於或等於約0.2 μm，及期間之所有範圍及子範圍。含銀區域之最小厚度可為約10 nm。在一些實施例中，含銀區域之厚度在自約5 μm至約8 μm或自約2 μm至約5 μm之範圍及其間之所有範圍及子範圍內。

相反，若含銀區域係與壓縮應力層同時形成，且兩者係經由化學離子交換形成，則含銀區域之厚度通常可為至多約150 μm。在一些實施例中，含銀區域之厚度可在自約20 μm至約100 μm、自約20 μm至約150 μm，或自約20 μm至約300 μm之範圍，及其間之所有範圍及子範圍內。

在可對於諸如觸控存取式或操作式電子裝置之應用尤其有利的特定實施例中，抗微生物製品係由化學強化(離子交換)鹼鋁矽酸鹽平坦玻璃薄片形成。玻璃薄片之厚度小於或等於約1 mm，玻璃薄片之各主表面上之離子交換壓縮應力層之DOC可為約40 μm至約200 μm，且跨於各主表面上之壓縮應力層之深度的CS可為約400 MPa至約1.1 GPa。藉由發生在壓縮應力層經形成之後的第二離子交換步驟形成的含銀區域之厚度可為約500 nm至約10 μm。可在含銀區域之最外(亦即，最接近於玻璃基板表面) 5 nm中獲得約0莫耳%至約2莫耳%之Ag₂ O濃度。此抗微生物製品可具有跨於可見光譜的至少約90%之初始光透射率及小於1%的霧靄。

本文所描述之抗微生物玻璃製品之實施例展現改良之機械效能。在一或多個實施例中，製品展現約250 kgf或更大的如藉由環對環負荷與破壞測試量測的平均撓曲強度，如本文所描述。平均撓曲強度可藉由已知方法諸如根據用於環境溫度處之先進陶瓷之單調等雙軸撓曲強度之ASTM C-1499-03標準測試方法進行的環對環測試量測。如本文所使用，術語「平均撓曲強度」意欲代表如藉由諸如環對環測試之方法測試的製品之撓曲強度。術語「平均」在與平均撓曲強度或任何其他性質結合使用時係基於至少5個樣本、至少10個樣本或至少15個樣本或至少20個樣本上之此性質之量測之數學平均。平均撓曲強度可代表環對環測試下的破壞負荷之雙參數韋伯(Weibull)統計之尺度參數。此尺度參數亦稱為韋伯特性強度，在該韋伯特性強度處，脆性材料之破壞概率為63.2%。

壓縮應力及DOC可使用此項技術中已知的彼等方式量測。壓縮應力(包括表面CS)可使用藉由Orihara Industrial有限公司(日本)製造的可商購儀器諸如FSM-6000藉由表面應力計(FSM)量測。表面應力量測依賴於與玻璃之雙折射率有關的應力光學係數(stress optical coefficient; SOC)之準確量測。SOC繼而係根據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」之ASTM標準C770-16中所描述之程序C (玻璃盤方法)量測，該標準之內容以引用方式整體併入本文。如本文所使用，DOC意味本文所描述之製品中之應力自壓縮性變化成拉伸所在的深度。DOC可取決於離子交換處置而藉由FSM或散射光偏光計(scattered light polariscope; SCALP)量測。在其中玻璃製品中之應力係藉由將鉀離子交換到玻璃製品中產生的一些實施例中，FSM用來量測DOC。在應力係藉由將鈉離子交換到玻璃製品中產生的情況下，SCALP用來量測DOC。在玻璃製品中之應力係藉由將鉀離子及鈉離子兩者交換到玻璃中產生的情況下，DOC藉由SCALP量測，因為據信鈉之交換深度指示DOC且鉀離子之交換深度指示壓縮應力之量值之改變(而非自壓縮性至拉伸的應力之改變)；此類玻璃製品中之鉀離子之交換深度可藉由FSM量測。

在某些實行方案中，製品可包括設置在基板之表面上的額外層。任選的額外層可用來向製品提供額外特徵(例如，耐反射或抗反射性質、耐眩光或防眩光性質、耐指紋或防指紋性質、耐污染或防污染性質、色彩、不透明性、環境障壁保護、電子功能，及/或類似者)。可用來形成任選的額外層的材料通常為熟習本揭示案所屬於的技術者已知的。

在某些狀況下，製品之主表面中之一者上可設置有抗反射塗層及/或防指紋塗層。在抗反射塗層及/或防指紋塗層之沉積(其可涉及大於200℃之溫度、大於80%之相對濕度，及在沉積之前及/或之後的對電漿清潔步驟之暴露)之後，抗微生物製品可具有跨於可見光譜的至少約90%之光透射率及小於1%之霧靄。另外，在抗反射塗層及/或防指紋塗層之沉積之後的製品之L*、a*，及b*坐標之改變(相對於未塗佈製品)可分別小於約±0.15、±0.08，及±0.08。此抗微生物製品可使用在用於電子裝置之觸控螢幕顯示器之製造中，從而提供合意的強度、光學性質、抗微生物行為，及降低之褪色。另外，此抗微生物製品可展現該抗微生物製品在JIS Z 2801之測試條件下所暴露的任何細菌之濃度至少5個對數級的降低。

當使用任選的額外層時，此層之厚度將取決於該層服務的功能。例如，若實行耐眩光及/或耐反射層，則此層之厚度應小於或等於約200 nm。具有大於此之厚度的塗層可以使得消除耐眩光及/或耐反射性質的方式散射光。類似地，若實行耐指紋及/或耐污染層，則此層之厚度應小於或等於約100 nm。

取決於所選擇的材料，可使用各種技術形成額外層。例如，任選的額外層可使用化學氣相沉積(chemical vapor deposition; CVD)之變體中之任一者(例如，電漿增強CVD、氣溶膠輔助CVD、金屬有機物CVD，及類似者)、物理氣相沉積(physical vapor deposition; PVD)之變體中之任一者(例如，離子輔助PVD、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積、濺射，及類似者)、噴塗、旋塗、浸塗、噴墨、溶膠-凝膠處理，或類似者獨立地製造。此類製程為熟習本揭示案所屬於的技術者已知的。基板及任選的額外層中所使用的材料之選擇可基於最終製品所需要的特定應用做出。 實例

各種實施例將藉由以下實例進一步闡明。 實例1

製造抗微生物玻璃製品

將具有玻璃(具有近似67.37莫耳% SiO₂ 、3.67莫耳% B₂ O₃ 、12.73莫耳% Al₂ O₃ 、13.77莫耳% Na₂ O、0.01莫耳% K₂ O、2.39莫耳% MgO、0.01莫耳% Fe₂ O₃ 、0.01莫耳% ZrO₂ 及0.09莫耳% SnO₂ 之組成)之50 mm寬度乘50 mm長度乘0.7 mm厚度之大小的樣本在420℃處於包含100% KNO₃ 熔鹽之第一熔融浴中離子交換5小時。然後，將樣本分成分組A-D且在具有表1中所列出的組成及條件之第二熔融鹽浴中離子交換。在第二離子交換之後，以去離子水及清潔劑洗滌清潔樣本。基於氧化銀的銀濃度係使用二次離子質譜法(Secondary-Ion Mass Spectrometry; SIMS)根據深度量測，且用於分組A-D中每一者中之樣本的結果在第5圖中示出。 表1：由不同離子交換過程(熔融鹽組成及濃度)製成的抗微生物玻璃。

如可在第5圖中看出的，在第二熔融鹽浴中包括氯陰離子的分組B及C導致通常在第一200 nm (0.2 μm)上增加的Ag₂ O濃度，使得在200 nm處之Ag₂ O濃度大於在40 nm處之Ag濃度。較多增添的氯(分組B)進一步產生在40 nm處之較低Ag₂ O濃度及來自表面之較少Ag瀝濾。在第二熔融浴中僅具有硝酸根陰離子的分組A具有在約40 nm處之最高Ag₂ O濃度，且Ag₂ O濃度通常在第一200 nm (0.2 μm)上減小，使得在40 nm處之Ag₂ O濃度大於在200 nm處之Ag₂ O濃度。包括硫酸根離子的分組D導致通常在第一200 nm (0.2μm)上減小的Ag₂ O濃度，使得在40 nm處之Ag₂ O濃度大於在200 nm處之Ag₂ O濃度。然而，在分組D中，表面Ag₂ O濃度(在5 nm內)及在40 nm處之Ag₂ O濃度比分組A之彼等低得多，且分組D之在200 nm處之Ag₂ O濃度及在40 nm處之Ag₂ O濃度之差異亦小於分組A之彼差異。

將來自分組A-D中每一者之樣本在氫環境中於400℃處處置1小時且隨後目視檢查以決定表面是否含有汙斑缺陷。銀汙斑缺陷在以上處置之後更容易露出。如以上表1中所示，汙斑對於分組A及D經觀察，而對於分組B及C未經觀察。因而，在第二熔融浴中包括氯離子在以上條件下防止汙斑之形成。儘管汙斑在氫處置之後對於分組B仍經觀察，但該等汙斑相比於分組A不太顯著。

來將分組A-D中每一者之樣本經受以下瀝濾測試以評估樣本之抗微生物效能。各樣本之1.5吋×1.5吋面積藉由700 μL的10 mM NaNO₃ 溶液覆蓋，且以60℃加熱2小時。在處置之後，來自各樣本之溶液經收集且使用感應耦合電漿質譜法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry; ICP-MS)量測銀離子濃度。結果在以上表1中示出。額外陰離子至第二熔融浴中之引入降低來自樣本之Ag瀝濾。分組B及D具有Ag瀝濾＞70 ppb，此表明在JIS Z 2801 (2000)測試條件下的至少金黃色葡萄球菌、產氣腸桿菌，及銅綠假單胞菌細菌之濃度之可能至少2個對數級的降低。

A‧‧‧區域

B‧‧‧區域

10‧‧‧玻璃製品

12‧‧‧第一表面/主表面

14‧‧‧容器

20‧‧‧強化浴

22‧‧‧擴散深度/第一深度

24‧‧‧壓縮應力層

24a‧‧‧含銀區域

32‧‧‧第二深度

34‧‧‧容器

40‧‧‧抗微生物浴

100‧‧‧製造抗微生物玻璃製品之方法

120‧‧‧浸沒步驟

130‧‧‧洗滌步驟

140‧‧‧步驟

160‧‧‧浸沒步驟

200‧‧‧強化、抗微生物玻璃製品

600‧‧‧消費者電子裝置

602‧‧‧殼體

604‧‧‧前表面

606‧‧‧後表面

608‧‧‧側表面

610‧‧‧顯示器

612‧‧‧覆蓋基板

第1圖為根據本揭示案之一些實施例之製造強化、抗微生物製品之方法的示範性示意圖；

第2圖為根據本揭示案之一些實施例之強化、抗微生物製品的示範性示意圖；

第3圖為例示由離子交換引起的褪色之產生的示範性示意圖；

第4圖為例示根據本揭示案之一些實施例之使用含有氯離子的熔融鹽浴的離子交換過程的示範性示意圖；

第5圖為根據本揭示案之一些實施例之與經受各種離子交換條件的玻璃製品中之深度有關的以莫耳%為單位之Ag₂ O濃度的次級離子質譜法(Secondary Ion Mass Spectrometry; SIMS)圖表；

第6A圖為併入本文所揭示之製品中任一者的示範性電子裝置的平面圖；以及

第6B圖為第6A圖之示範性電子裝置的透視圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (10)

1. 一種製品，其包含： 一基板，其包含自該基板之表面向內延伸至該基板中之一第一深度的一壓縮應力層及自該基板之該表面向內延伸至該基板中之一第二深度的一含銀區域，其中在一200奈米(nm)之深度處之一Ag₂ O濃度大於在一40 nm之深度處之該Ag₂ O濃度。
2. 如請求項1之製品，其中該第二深度小於該第一深度。
3. 如請求項1或2之製品，其進一步包含一額外層，該額外層設置在該基板之該表面上，其中該額外層包含一耐反射塗層、一耐眩光塗層、一耐指紋塗層、一耐污染塗層、一色彩提供組成、一環境障壁塗層，或一導電塗層。
4. 如請求項1或2之製品，其中該壓縮應力層之一最大壓縮應力在自約200兆帕(MPa)至約1.2千兆帕(GPa)之一範圍內，且該壓縮應力層之一深度小於約200微米(μm)，且其中該含銀區域具有小於或等於約150μm之一深度。
5. 一種消費者電子產品，其包含： 一殼體，其具有一前表面、一後表面及側表面； 電氣部件，其至少部分地提供在該殼體內，該等電氣部件包括至少一控制器、一記憶體，及一顯示器，該顯示器提供在該殼體之該前表面處或鄰近該前表面；以及 一覆蓋基板，其設置在該顯示器上， 其中該殼體之一部分或該覆蓋基板中至少一者包含如請求項1或2之製品。
6. 一種製品，其包含： 一基板，其包含自該基板之一表面向內延伸至該基板中之一第一深度的一壓縮應力層及自該基板之該表面向內延伸至該基板中之一第二深度的一含銀區域，其中跨於該基板之該表面存在一最大Ag₂ O濃度[Ag₂ O_max ]及一最小Ag₂ O濃度[Ag₂ O_min ]，其中[Ag₂ O_max ] - [Ag₂ O_min ]小於或等於約0.5莫耳%。
7. 一種製造一製品之方法，該方法包含以下步驟： 將一基板之至少一表面與包含至少一個種類的陰離子之一含銀媒介接觸，以在該基板中形成一含銀區域，該含銀區域自該基板之該表面向內延伸至一第一深度，其中在200奈米(nm)之一深度處之一Ag₂ O濃度大於在40 nm之一深度處之該Ag₂ O濃度。
8. 如請求項7之方法，其中該至少一個種類的陰離子係選自由以下各項組成之一群組：Cl^- 、SO₄ ^2- 、F^- 、I^- 、Br^- 、CO₃ ^2- 、PO₄ ^3- ，及其一混合物。
9. 如請求項7或8之方法，其進一步包含以下步驟：形成一壓縮應力層，該壓縮應力層自該基板之該表面向內延伸至一第二深度。
10. 如請求項7或8之方法，其中該含銀媒介係包含銀陽離子之一熔融鹽浴，其中該銀陽離子係基於該熔融鹽浴之總重量以在自約0.1重量%至約10重量%之一範圍內之一量存在，且其中該至少一個種類的陰離子係基於該熔融鹽浴之該總重量以在自約0.01重量%至約10重量%之一範圍內之一量存在。