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TW202511212A - 具有較高可化學韌化性且不易結晶之玻璃及玻璃製品以及製造方法 - Google Patents

具有較高可化學韌化性且不易結晶之玻璃及玻璃製品以及製造方法 Download PDF

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TW202511212A
TW202511212A TW113127010A TW113127010A TW202511212A TW 202511212 A TW202511212 A TW 202511212A TW 113127010 A TW113127010 A TW 113127010A TW 113127010 A TW113127010 A TW 113127010A TW 202511212 A TW202511212 A TW 202511212A
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TW113127010A
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馬頓 霍漢尼斯揚
蘇珊 克魯格
茱莉婭 韋舒恩
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德商首德公司
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Abstract

本揭示係有關於玻璃、玻璃製品及其用途、製造玻璃及玻璃製品之方法、對玻璃製品進行化學韌化之方法，以及包含有本文所述類型之玻璃或玻璃製品或由本文所述類型之玻璃或玻璃製品製成的產品。該等玻璃之特點在於極佳的可化學韌化性，同時結晶傾向較低。

Description

具有較高可化學韌化性且不易結晶之玻璃及玻璃製品以及製造方法
本揭示係有關於玻璃、玻璃製品及其用途、製造玻璃及玻璃製品之方法、對玻璃製品進行化學韌化之方法，以及包含有本文所述類型之玻璃或玻璃製品或由本文所述類型之玻璃或玻璃製品製成的產品。
用於顯示器蓋板(例如智慧型手機或平板電腦上之顯示器蓋板)的玻璃須滿足一系列要求。例如，其須具有良好的機械穩定性且能以低成本製造。對於機械穩定性來說，可對玻璃進行良好的化學韌化是很重要的。進行化學韌化時，玻璃製品表面及一定深度內之較小離子被置換成較大離子。表面產生的壓縮預應力可提高機械穩定性，如斷裂韌性、邊緣強度及抗穿刺性。
可彎曲及可摺疊顯示器對所用玻璃的要求特別高。此等玻璃即使在厚度極小之情況下，亦必須能夠被韌化至較高之壓縮應力值。同時，其還應能接受下拉或溢流熔融 (亦稱「槽式下拉」或「溢流下拉」)等拉伸製程，以實現低成本製造。此等加工特性需要合適的黏度分佈及抗結晶性。
需要即使在玻璃厚度較低之情況下亦能產生特別高的壓縮應力且能實現低成本製造之玻璃組成、玻璃製品及製程。
於第一態樣中，本揭示係有關於一種不含As 2O 3及Sb 2O 3之玻璃，其包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
B 2O 3 0.0 5.0
Li 2O 0.0 5.0
Na 2O ＞14.0 25.0
K 2O 0.0 5.0
MgO 0.0 6.0
CaO 0.0 5.0
ZnO 0.0 5.0
ZrO 2 0.0 3.0
其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90。
於第二態樣中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且/或SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90。
於第三態樣中，本揭示係有關於一種玻璃，其低溫韌化值LTT 200μm至少為1150 MPa，低溫韌化值LTT 30μm至少為800 MPa，且/或10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min。
於第四態樣中，本揭示係有關於一種玻璃，其低溫擴散率D LT至少為4.0 μm 2/h且/或10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min。
於第五態樣中，本揭示係有關於一種玻璃製品，其係由根據前四個態樣中之一者所述之玻璃製成，特別是厚度小於300 μm且/或至少一個表面的壓縮預應力至少為800 MPa之玻璃製品。
於第六態樣中，本揭示係有關於一種電子設備，其包括至少一個顯示器以及顯示器蓋板，其中，顯示器蓋板包含有根據前五個態樣中之一者所述之玻璃或玻璃製品或由根據前五個態樣中之一者所述之玻璃或玻璃製品製成。
於第七態樣中，本揭示係有關於一種製造玻璃之方法，包括以下步驟： -  提供適於用來獲得根據最前四個態樣中之一者所述之玻璃的玻璃原料， -  將玻璃原料熔化成玻璃熔體， -  可選地將玻璃熔體成型為玻璃製品， -  冷卻玻璃熔體，或可選地冷卻玻璃製品。
於第八態樣中，本發明係有關於一種對玻璃製品進行化學韌化之方法，該玻璃製品係由根據最前四個態樣中之一者所述之玻璃製成，包括以下步驟： -  將玻璃製品置於離子交換浴中， -  在離子交換溫度下，將玻璃製品之待交換離子與離子交換浴之離子進行交換，其中，離子交換浴的離子至少部分地具有比玻璃製品之待交換離子更大的離子直徑， 其中，離子交換溫度為300℃至500℃。
定義
「T 4」乃是玻璃黏度為10 4dPa*s時之溫度。T 4可用相關領域通常知識者所知道的玻璃黏度測定方法來測量，例如根據ISO 7884-2:1987-12。「T 13」乃是玻璃黏度為10 13dPa*s時之溫度。依此類推，以T n表示的其他溫度係指玻璃黏度為10 ndPa*s時之溫度。例如，「T 5」係指玻璃黏度為10 5dPa*s時之溫度。下冷卻點(「應變點」，T 14.5)被定義為一溫度，在該溫度下，玻璃分子之所有運動皆達到一個令熱玻璃無法再發生應變的點。此係黏度ƞ = 10 14.5dPa*s時之黏度固定點(溫度值)。此極限值通常代表玻璃部件之最高使用溫度。根據ISO 7884-8:1987，「T g」為轉變溫度。
通常用Vogel-Fulcher-Tammann方程(VFT)計算玻璃達到一定黏度所需之溫度(參見ISO 7884系列標準，如ISO 7884-1:1987-12、7884-2:1987-12；7884-3:1987-12；7884-4:1987-12)：
在VFT方程中，ƞ為黏度，A及B為材料參數，T為溫度，T 0為Vogel溫度。對於特定的玻璃，A、B及T 0為恆定的。此等常數可提供有關特定玻璃組成之黏度特性的更精確資訊。
三點抗彎強度乃是對材料抗彎強度之測試。可按ASTM C1161-13中所描述的方法加以測定。示例性試驗裝置如下：半徑為2 mm之圓柱形鋼軸承；跨距為16 mm；尺寸為28*28*0.2 mm 3之樣品；按標準製程7.2.4製備；加載速度為5 mm/min。
維氏硬度根據ASTM C 1327(2015)使用標準維氏壓頭測定。所用參數如下：力F n(max) = 1 N；接近速度 = 4 μm/min；加載速率為2 N/min；保持時間為20 s；卸載速率為6 N/min。
玻璃製品之主要表面為玻璃製品所有表面中面積最大的兩個表面。
當本揭示提到玻璃「不含」某種成分或不包含某種特定成分時，意味著此成分最多僅能作為雜質存在於玻璃中。意即，此成分未被大量添加。低於1000 ppm(重量占比)、低於750 ppm(重量占比)、低於500 ppm(重量占比)、低於250 ppm(重量占比)，尤其是低於100 ppm(重量占比)之量被視為「非大量」。
液相線溫度係指一溫度，在該溫度之上，給定組成之玻璃熔體中不形成晶體，即不可能結晶。液相線黏度為玻璃熔體在液相線溫度下之黏度。本揭示將脫玻上限(OEG)用作液相線溫度之同義詞。
本案所說明的玻璃較佳可用拉伸製程製成。「可用拉伸製程製成」尤指適用於薄玻璃(＜ 2.0 mm)及超薄玻璃(＜ 200 μm)之製造方法，如下拉法，玻璃厚度例如為75 μm及以下。此意味著玻璃具有以拉伸製程進行加工所需之特性，特別是在對製造方法非常重要之黏度範圍內的晶體生長率，該黏度範圍包括10 5dPa*s之黏度。特別是，10 5dPa*s下之晶體生長率應小於0.50 μm/min，以便能在下拉製程中將玻璃加工成薄玻璃及超薄玻璃。
晶體生長率(KWR，單位為μm/min)為用以衡量玻璃抗脫玻性之指標。其係在黏度為10 5dPa*s時被測定。晶體生長率越低，則抗脫玻性越高，不良品越少。藉此可穩定製造過程並使其持續進行。晶體生長率之測量方法眾所周知。晶體生長率之測定方法為：將待檢測玻璃以直徑為2 mm至3 mm之單個玻璃體的形式，在梯度爐中溫度不斷升高之鉑載體上熱處理16小時。沿著所形成的晶體，即在其最大膨脹度處，用顯微鏡觀測並測量晶體生長率。若在10 5dPa*s之黏度下未發生任何脫玻現象，則無法測定10 5dPa*s下之晶體生長率，此時的值為0 μm/min。採用16小時之持續時間乃是考慮到以下事實：玻璃熔體於此溫度下在拉伸製程中之停留時間可能處於此數量級。
「熱膨脹係數」或「CTE」係指20℃至300℃之溫度範圍內的平均線性熱膨脹係數。其係按DIN ISO 7991:1987加以測定。
在本說明書中，「可韌化」或「可化學韌化」係指具有此稱謂之材料或物品可被化學韌化。為此，其須具有可被置換成半徑更大之離子的可交換離子。例如，鈉離子即為可交換離子。在本揭示範圍內，不含鹼金屬離子的玻璃被視為不可韌化。可韌化的材料或物品(尚)未經韌化，但可接受此種處理。
壓縮預應力或壓縮應力(「compressive stress」，CS)係指例如透過化學韌化被引入玻璃製品表面之玻璃網路中的壓縮。壓縮應力通常會隨著自韌化表面往鬆散材料方向之距離的增加而減小。所標明的壓縮應力通常指上述表面處之最大值，本案亦是如此。可使用市售測量設備來測量壓縮應力，例如FSM6000LE或SLP1000(二者皆來自於日本東京的Orihara Industrial Co., Ltd.)。
在本揭示範圍內，離子交換層自玻璃製品表面延伸至玻璃製品體積內之深度被稱為DoL(「層深」)。通常用微米表示。專業人員對此變量很熟悉。可用市售測量設備測定之，例如FSM6000(日本東京的Luceo Co., Ltd.)。
擴散率(「diffusivity」，D，以μm 2/h為單位)為可韌化玻璃的一種材料特性，用於描述其在化學韌化/離子交換過程中形成離子交換層之能力。藉由在經過一定之離子交換時間(「ion exchange time」，IET，以小時為單位)後檢測離子交換後之離子交換層的深度(DoL，以μm為單位)，可計算此特性。擴散率越高，經過一定時間之離子交換後的DoL便越深。相應的公式為 。除非另有說明，本說明書中的D係指用硝酸鉀(100%)化學韌化30分鐘，其中，當玻璃厚度極小(特別是小於100 μm)時，可縮短化學韌化時間，例如縮短至10分鐘。用於此測量之溫度為440℃。除非本文另有說明，擴散率係與厚度為200 μm之樣品有關。
除擴散率外，低溫擴散率(「low temperature diffusivity」，D LT，以μm 2/h為單位)亦在本說明書中進行確定。其為用以衡量可韌化玻璃在較低韌化溫度下承受壓縮預應力之性能的指標。韌化過程須在至少為300℃之溫度下進行，故而能耗高。降低韌化溫度的好處在於可減少能耗。D LT之測定方法與上述擴散率相同，但溫度更低(390℃)，持續時間稍長。持續時間為45分鐘，其中，當玻璃厚度極小(特別是小於100 μm)時，可縮短化學韌化之持續時間，例如縮短至20分鐘。除非本文另有說明，擴散率係與厚度為200 μm之樣品有關。
低溫韌化值200 μm(Iow temperature toughening)LTT 200μm係指玻璃厚度200 μm之可韌化玻璃或可韌化玻璃製品在低溫韌化規程(Vorspannprotokolls)範圍內能夠達到之壓縮應力CS(單位為百萬帕斯卡)的程度。亦即，具有較高低溫韌化值之玻璃或玻璃製品可在低溫下良好地進行化學韌化。低溫韌化規程與上述關於低溫擴散率D LT之程序相對應，即100%的KNO 3，390℃，45分鐘。相應地，200 μm時之中溫韌化值(middle temperature toughening)MTT 200μm係為玻璃厚度200 μm之可韌化玻璃或可韌化玻璃製品在上文針對擴散率所描述之韌化規程範圍內能夠達到之壓縮應力CS(單位為百萬帕斯卡)的程度。
低溫韌化值30 μm(Iow temperature toughening)LTT 30μm係指玻璃厚度30 μm之可韌化玻璃或可韌化玻璃製品在低溫韌化規程範圍內能夠達到之壓縮應力CS(單位為百萬帕斯卡)的程度。亦即，具有較高低溫韌化值之玻璃或玻璃製品可在低溫下良好地進行化學韌化。低溫韌化規程與上述關於低溫擴散率D LT之程序相對應，即100%的KNO 3，390℃，20分鐘。相應地，中溫韌化值30 μm(middle temperature toughening)MTT 30μm係為玻璃厚度200 μm之可韌化玻璃或可韌化玻璃製品在上文針對擴散率所描述之韌化規程範圍內能夠達到之壓縮應力CS(單位為百萬帕斯卡)的程度。
本說明書使用特性值「柔性顯示器適用性評分」(FDSS)來評估玻璃是否適用於柔性顯示器用玻璃製品之低成本製造。該特性值由LTT 200μm及KWR計算得出，計算公式如下：
若FDSS特性值大於30000，則玻璃特別適用於柔性顯示器用玻璃製品之低成本製造。若由於結晶傾向太低而無法測定KWR，則將此值指定為＞100000。為清楚起見，在FDSS特性值中省略了單位MPa*min/μm。
中心應力(「central tension」，CT)：若玻璃製品之一側或兩側被誘發出CS，則根據牛頓第三定律，須在玻璃中心區域誘發拉伸應力以平衡應力，該拉伸應力被稱為「中心應力」。可由CS及DoL之測量值按以下公式算出CT(t為玻璃厚度)。
本文所用之術語「粗糙度」係指平均粗糙度R a，其為表面特性衡量標準。振幅參數通常係基於粗糙度輪廓與中心線的垂直偏差來描述表面之特徵。R a為此等垂直偏差之絕對值的算術平均值。該值可按DIN EN ISO 4287:2010-07加以測定。
除非另有說明，本說明書所稱之「冷卻」既包括主動冷卻，如使用冷卻流體(例如空氣或水)，也包括被動冷卻。
本文所描述的玻璃在用於厚度極小之玻璃製品時特別具有優勢。根據本揭示之玻璃製品可具有能使其彎曲甚至摺疊之較小厚度。若玻璃製品可彎曲至25 mm之彎曲半徑而不損壞，則被認為是「可彎曲」的。根據本說明書，「可摺疊」乃是指玻璃製品可彎曲至5 mm之彎曲半徑而不損壞。本揭示的一些玻璃製品可彎曲至遠小於5 mm之彎曲半徑。
玻璃製品「可彎曲至X mm之彎曲半徑而不損壞」或玻璃製品「彎曲半徑為X mm」等說法係指玻璃製品在兩個平行膠木板之間180°彎曲至給定彎曲半徑時不會斷裂。除非另有規定，在25℃之溫度及30%之相對濕度下進行測試。 玻璃
本揭示之玻璃可稱為鋁矽酸鹽玻璃或鋁矽玻璃，即其包含有氧化矽及氧化鋁等成分。為了實現化學硬化(同義詞：「化學韌化」)，玻璃中還包含可交換組分，在本例中為氧化鈉中的鈉離子。此外，玻璃中可包含其他組分以實現或增強某些特性。以發明者角度看，特別出人意料的是，在本文所討論的組成範圍內，玻璃可被韌化至如此高之韌化值。原則上，玻璃製品所能達到之韌化程度同樣會隨著其厚度的減小而降低。換言之，與較厚之玻璃製品相比，較薄的玻璃製品僅能藉由化學韌化達到較小之壓縮應力值。例如，若玻璃製品之厚度超過300 μm，則將傳統的鋁矽玻璃型之顯示器玻璃韌化至1000 MPa以上的韌化值便相對容易。但對於極薄的玻璃(如厚度例如為25 μm至75 μm之可摺疊玻璃)來說，則比較困難。儘管已知有一些措施可用來提高玻璃的可韌化性，例如增加Al 2O 3及ZrO 2之含量。但是，此等措施會加重玻璃的結晶傾向，尤其是在約為10 5dPa*s之黏度範圍內，而該黏度範圍對於下拉製程中的成型非常重要。玻璃行業竭盡全力進行研發，以滿足電子工業對高耐用、可彎曲甚至可摺疊之玻璃製品的需求。
可選地，該玻璃實質上由本文所描述之組分製成，即可以不含本文未討論的其他成分。
較佳地，該玻璃包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，其中，Na 2O/Al 2O 3之莫耳比為1.35至1.75，且/或SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之莫耳比為3.00至4.90。
在一個實施方式中，Na 2O/Al 2O 3之莫耳比為至少1.10、至少1.20、至少1.30、至少1.35或至少1.36。在另一個實施方式中，Na 2O/Al 2O 3之莫耳比為至少1.37、至少1.38、至少1.39或至少1.40。Na 2O/Al 2O 3之莫耳比可限制為最大1.75、最大1.73、最大1.65、最大1.60、最大1.55 或最大1.50。因此，Na 2O/Al 2O 3之莫耳比可為1.10至1.75、1.20至1.73、1.30至1.65、1.35至1.60、1.39至1.55或1.40至1.50。在一個實施方式中，此比率為1.36至1.75、1.37至1.73、1.38至1.65或1.39至1.60。
在一個實施方式中，SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之莫耳比為至少2.50、至少3.00、至少3.30或至少3.50。在另一個實施方式中， SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之莫耳比為至少4.00、至少4.40或至少4.50。SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之莫耳比可限制為最大5.50、最大5.00、最大4.90、最大4.80或最大4.60。因此，SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之莫耳比可為2.50至5.50、3.00至5.00、3.30至4.90、3.50至4.80或4.00至4.60。在一個實施方式中，此比率為3.00至4.90、3.30至4.90、3.50至4.80或4.00至4.80。
根據本揭示，該玻璃包含SiO 2，其含量特別是至少為50.0 mol%且/或最大為70.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中SiO 2之含量為至少53.0 mol%、至少55.0 mol%、至少57.5 mol%、至少60.0 mol%或至少61.5 mol%。可選地，玻璃中SiO 2之含量最高可達68.0 mol%、66.0 mol%、65.0 mol%或64.0 mol%。在一個實施方式中，SiO 2含量為50.0 mol%至70.0 mol%、53.0 mol%至68.0 mol%、55.0 mol%至66.0 mol%、57.5 mol%至65.0 mol%或60.0 mol%至64.0 mol%。
根據本揭示，該玻璃包含Al 2O 3，其含量特別是至少為＞10.0 mol%且/或最大為14.5 mol%。在一個實施方式中，玻璃中Al 2O 3之含量為至少10.5 mol%、至少11.0 mol%、至少11.5 mol%、至少12.0 mol% 或至少13.2 mol%。可選地，玻璃中Al 2O 3之含量最高可達18.0 mol%、17.0 mol%、16.0 mol%或14.5 mol%。可選地，Al 2O 3含量不超過14.3 mol%、不超過14.0 mol%、不超過13.5 mol%或不超過13.0 mol%。在一個實施方式中，Al 2O 3含量為＞10.0 mol%至18.0 mol%、10.5 mol%至17.0 mol%、11.0 mol%至16.0 mol%、11.5 mol%至14.5 mol%或12.0 mol%至14.0 mol%。可選地，Al 2O 3含量可為11.5 mol%至14.5 mol%、12.0 mol%至13.5 mol%或12.0 mol%至13.0 mol%。在一個實施方式中，Al 2O 3含量大於14.0 mol%。
根據本揭示，該玻璃可包含B 2O 3，其含量特別是不超過5.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中B 2O 3之含量為至少0.1 mol%、至少0.5 mol%、至少1.0 mol%、至少2.0 mol%或至少3.0 mol%。可選地，玻璃中B 2O 3之含量最高可達3.0 mol%、2.0 mol%或1.5 mol%。在一個實施方式中，B 2O 3含量為0.0 mol%至5.0 mol%、0.0 mol%至3.0 mol%、0.1 mol%至5.0 mol%、1.0 mol%至5.0 mol%或3.0 mol%至5.0 mol%。可選地，B 2O 3含量可為0.0 mol%至1.5 mol%，或者該玻璃不含B 2O 3。
根據本揭示，該玻璃可包含Li 2O，其含量特別是不超過5.0 mol%、不超過2.5 mol%或不超過1.0 mol%。可選地，Li 2O含量可為0.0 mol%至5.0 mol%、0.0 mol%至1.0 mol%，或者該玻璃不含Li 2O。
根據本揭示，該玻璃包含Na 2O，其含量特別是＞14.0 mol%、＞14.5 mol%且/或最大為25.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中Na 2O之含量為至少15.5 mol%、至少＞16.0 mol%、至少17.0 mol%、至少17.5 mol%、至少18.0 mol%或至少19.0 mol%。可選地，玻璃中Na 2O之含量最高可達22.0 mol%、21.0 mol%、20.0 mol%或19.0 mol%。在一個實施方式中，Na 2O含量為＞14.0 mol%至25.0 mol%、＞16.0 mol%至22.0 mol%、17.5 mol%至21.0 mol%、17.5 mol%至20.0 mol%或17.5 mol%至19.0 mol%。
根據本揭示，該玻璃可包含K 2O，其含量特別是不超過5.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中K 2O之含量為至少0.1 mol%、至少0.3 mol%、至少0.5 mol%或至少0.7 mol%。可選地，玻璃中K 2O之含量最高可達3.0 mol%、2.0 mol%、1.5 mol%或1.0 mol%。在一個實施方式中，K 2O含量為0.0 mol%至5.0 mol%、0.0 mol%至3.0 mol%、0.1 mol%至3.0 mol%、0.3 mol%至1.5 mol%或0.5 mol%至1.0 mol%。可選地，K 2O含量可為0.0 mol%至1.5 mol%，或者該玻璃不含K 2O。
組分K 2O/Na 2O之莫耳比尤其可至少為0.00且/或最大為0.20。例如，此比率可為至少0.01、至少0.02或至少0.03。可選地，此比率最大為0.12或最大為0.08。在一個實施方式中，組分K 2O/Na 2O之莫耳比為0.01至0.20、0.02至0.12或0.03至0.08。
根據本揭示，該玻璃可包含MgO，其含量特別是至少為0.0 mol%且/或最大為6.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中MgO之含量為至少0.5 mol%、至少1.0 mol%、至少2.0 mol%、至少3.0 mol%或至少3.5 mol%。可選地，玻璃中MgO之含量最高可達5.5 mol%、5.0 mol%、4.5 mol%或4.0 mol%。在一個實施方式中，MgO含量為0.0 mol%至6.0 mol%、0.0 mol%至3.0 mol%、1.0 mol%至5.0 mol%、2.0 mol%至5.0 mol%或3.5 mol%至4.5 mol%。
在本揭示的一個實施方式中，SiO 2、Al 2O 3、Na 2O、ZrO 2及MgO等組分合計占玻璃組成的至少95.0 mol%、至少96.0 mol%或至少97.0 mol%。
根據本揭示，該玻璃可包含CaO，其含量特別是不超過5.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中CaO之含量為至少0.0 mol%、至少0.1 mol%、至少0.5 mol%、至少1.0 mol%或至少1.4 mol%。可選地，玻璃中CaO之含量最高可達3.0 mol%、2.0 mol%或1.5 mol%。在一個實施方式中，CaO含量為0.0 mol%至5.0 mol%、0.0 mol%至3.0 mol%、0.1 mol%至5.0 mol%、1.0 mol%至5.0 mol%或1.0 mol%至3.0 mol%。可選地，CaO含量可為0.5 mol%至1.5 mol%，或該玻璃不含CaO。
根據本揭示，該玻璃可包含SrO，其含量特別是不超過4.0 mol%、不超過2.0 mol%或不超過1.0 mol%。可選地，SrO含量可為0.0 mol%至2.0 mol%、0.0 mol%至1.0 mol%，或者該玻璃不含SrO。
根據本揭示，該玻璃可包含BaO，其含量特別是不超過4.0 mol%、不超過2.0 mol%或不超過1.0 mol%。可選地，BaO含量可為0.0 mol%至2.0 mol%、0.0 mol%至1.0 mol%，或者該玻璃不含BaO。
「R'O」為玻璃中的鹼土金屬氧化物含量之總和的縮寫。鹼土金屬氧化物尤指MgO、CaO、BaO及SrO。R'O較佳為至少0.0 mol%、至少1.0 mol%、至少2.0 mol%或至少3.0 mol%。可選地，該總和為最大10.0 mol%、最大8.0 mol%、最大7.0 mol%、最大6.0 mol%或最大5.0 mol%。在一個實施方式中，R'O為0.0 mol%至10.0 mol%、1.0 mol%至8.0 mol%或2.0 mol%至6.0 mol%。
組分MgO/R'O之莫耳比尤其可至少為0.40且/或最大為1.00。例如，此比率可為至少0.50、至少0.75或至少0.90。可選地，最大為0.75。在一個實施方式中，組分MgO/R'O之莫耳比為0.40至1.00、0.50至1.00或0.90至1.00。
在一個實施方式中，組分Al 2O 3與R'O之總和至少為14.0 mol%且/或＜20.0 mol%。可選地，該總和為至少15.0 mol%、至少15.5 mol%或至少16.0 mol%。其最高可達20.0 mol%、19.0 mol%、＜18.0 mol%、17.5 mol%或17.0 mol%。在一個實施方式中，組分Al 2O 3與R'O之總和在14.0 mol%至20.0 mol%、14.0 mol%至＜18.0 mol%或15.0 mol%至17.5 mol%範圍內。
「R 2O」為玻璃中的鹼金屬氧化物含量之總和的縮寫。鹼金屬氧化物尤指Li 2O、Na 2O、K 2O和Cs 2O。R 2O較佳為至少＞14.0 mol%、至少15.0 mol%、至少16.0 mol%或至少17.0 mol%。可選地，該總和為最大30.0 mol%、最大26.0 mol%、最大24.0 mol%、最大22.0 mol%或最大20.0 mol%。在一個實施方式中，R 2O為14.0 mol%至30.0 mol%、16.0 mol%至24.0 mol%或17.0 mol%至20.0 mol%。
組分MgO/R 2O之莫耳比尤其可至少為0.10且/或最大為0.50。例如，此比率可為至少0.12、至少0.14或至少0.16。可選地，此比率最大為0.30、最大為0.25或最大為0.22。在一個實施方式中，組分MgO/R 2O之莫耳比為0.10至0.30、0.12至0.25或0.14至0.22。
根據本揭示，該玻璃可包含ZnO，其含量特別是不超過5.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中ZnO之含量為至少0.0 mol%、至少0.1 mol%、至少1.0 mol%或至少2.0 mol%。可選地，玻璃中ZnO之含量最高可達3.0 mol%、2.8 mol%或1.0 mol%。在一個實施方式中，ZnO含量為0.0 mol%至5.0 mol%、0.0 mol%至3.0 mol%、0.1 mol%至3.0 mol%或1.0 mol%至3.0 mol%。可選地，ZnO含量可為2.0 mol%至3.0 mol%或0.0 mol%至1.0 mol%，或者該玻璃不含ZnO。
根據本揭示，該玻璃可包含ZrO 2，其含量特別是至少為0.0 mol%且/或最大為3.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中ZrO 2之含量為至少0.1 mol%、至少0.3 mol%、至少0.5 mol%、至少0.6 mol%或至少1.0 mol%。可選地，玻璃中ZrO 2之含量最高可達2.5 mol%、2.0 mol%、1.7 mol%或0.8 mol%。在一個實施方式中，ZrO 2含量為0.0 mol%至3.0 mol%、0.0 mol%至2.0 mol%、0.3 mol%至2.5 mol%、0.5 mol%至2.0 mol%或0.5 mol%至1.7 mol%。
在一個實施方式中，組分Al 2O 3與ZrO 2之總和至少為11.0 mol%且/或最大為17.0 mol%。可選地，該總和為至少12.0 mol%、至少12.5 mol%或至少13.0 mol%。其最高可達16.0 mol%、15.0 mol%或14.0 mol%。在一個實施方式中，組分Al 2O 3與ZrO 2之總和在11.0 mol%至17.0 mol%、12.0 mol%至16.0 mol%或12.5 mol%至15.0 mol%範圍內。
組分ZrO 2/Al 2O 3之莫耳比尤其可至少為0.01且/或最大為0.20。例如，此比率可為至少0.03或至少0.04。可選地，此比率最大為0.17、最大為0.15、最大為0.11或最大為0.08。在一個實施方式中，組分ZrO 2/Al 2O 3之莫耳比為0.01至0.17、0.03至0.11或0.03至0.08。
組分ZrO 2/R'O之莫耳比尤其可至少為0.10且/或最大為0.50。例如，此比率可為至少0.12或至少0.14。可選地，此比率最大為0.45、最大為0.40、最大為0.35或最大為0.20。在一個實施方式中，組分ZrO 2/R'O之莫耳比為0.10至0.50、0.12至0.35或0.14至0.20。
根據本揭示，該玻璃可包含F，其含量特別是不超過1.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中F之含量為至少0.1 mol%、至少0.3 mol%或至少0.4 mol%。可選地，玻璃中F之含量最高可達1.0 mol%、0.8 mol%、0.7 mol%或0.6 mol%。在一個實施方式中，F含量為0.0 mol%至1.0 mol%、0.0 mol%至0.8 mol%、0.1 mol%至1.0 mol%、0.3 mol%至1.0 mol%或0.4 mol%至0.8 mol%。可選地，氟含量可為0.4 mol%至0.6 mol%，或者該玻璃不含F。在本說明書中，氟含量表示F物質(而非F 2)之量。
根據本揭示，該玻璃可包含Cl，其含量特別是不超過1.0 mol%。在一個實施方式中，玻璃中Cl之含量為至少0.1 mol%、至少0.2 mol%或至少0.3 mol%。可選地，玻璃中Cl之含量最高可達1.0 mol%、0.8 mol%、0.7 mol%或0.6 mol%。在一個實施方式中，Cl含量為0.0 mol%至1.0 mol%、0.0 mol%至0.8 mol%、0.1 mol%至1.0 mol%、0.2 mol%至1.0 mol%或0.4 mol%至0.8 mol%。可選地，氯含量可為0.4 mol%至0.6 mol%，或該玻璃不含Cl。
可選地，該玻璃包含有P 2O 5。通常，P 2O 5含量被限制在最大1.0 mol%，特別是被限制在最大0.8 mol%、＜0.5 mol%或＜0.2 mol%。在一個實施方式中，該玻璃不含P 2O 5。
該玻璃組成可包含一種或多種精製劑，以在製造過程中去除熔體中之氣泡。但其中，較佳不採用毒性存疑的兩種組分As 2O 3及Sb 2O 3。換言之，該玻璃較佳不含As 2O 3及/或Sb 2O 3。在一個實施方式中，該玻璃亦不含已知有害健康之成分，例如特別是鉛、鎘及鉻之氧化物。該玻璃亦可不含TiO 2。該玻璃可包含SnO 2。在一些實施方式中，其含量被限制在最大0.5 mol%、最大0.3 mol%、最大0.2 mol%或最大0.1 mol%。
在一個實施方式中，該玻璃包含有著色離子，如鐵、鈷、鉻、銅、釩、鎳、錳、釹、鉺、銪或鉬或其組合。此等離子可以其不同的氧化態使用。可選地，該玻璃可包含有一種或多種顏色組分，特別是Fe 2O 3、CoO及/或Cr 2O 3。
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
Na 2O ＞14.0 25.0
MgO 0.0 6.0
ZrO 2 0.0 3.0
R 2O ＞14.0 30.0
R'O 0.0 10.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 55.0 65.0
Al 2O 3 11.5 14.5
Na 2O ＞16.0 22.0
MgO 1.0 5.0
ZrO 2 0.0 2.0
R 2O ＞16.0 24.0
R'O 1.0 8.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 57.5 65.0
Al 2O 3 11.5 13.5
Na 2O ＞16.0 20.0
MgO 3.0 5.0
ZrO 2 0.5 2.0
R 2O ＞16.0 22.0
R'O 3.0 7.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 60.0 64.0
Al 2O 3 12.0 13.5
Na 2O 17.0 19.0
K 2O 0.3 1.5
MgO 3.0 5.0
ZrO 2 0.5 1.7
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
B 2O 3 0.0 5.0
Li 2O 0.0 5.0
Na 2O ＞14.0 25.0
K 2O 0.0 5.0
MgO 0.0 6.0
CaO 0.0 5.0
ZnO 0.0 5.0
ZrO 2 0.0 3.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
B 2O 3 0.0 5.0
Li 2O 0.0 5.0
Na 2O ＞14.0 25.0
K 2O 0.0 5.0
MgO 0.0 6.0
CaO 0.0 5.0
SrO 0.0 4.0
BaO 0.0 4.0
ZnO 0.0 5.0
ZrO 2 0.0 3.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 55.0 65.0
Al 2O 3 11.5 14.5
B 2O 3 0.0 3.0
Li 2O 0.0 1.0
Na 2O ＞16.0 22.0
K 2O 0.0 3.0
MgO 1.0 5.0
CaO 0.0 3.0
ZnO 0.0 3.0
ZrO 2 0.0 2.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 55.0 65.0
Al 2O 3 11.5 14.5
B 2O 3 0.0 3.0
Li 2O 0.0 1.0
Na 2O ＞16.0 22.0
K 2O 0.0 3.0
MgO 1.0 5.0
CaO 0.0 3.0
SrO 0.0 2.0
BaO 0.0 2.0
ZnO 0.0 3.0
ZrO 2 0.0 2.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 57.5 65.0
Al 2O 3 11.5 13.5
B 2O 3 0.0 1.5
Li 2O 0.0 1.0
Na 2O ＞16.0 20.0
K 2O 0.0 1.5
MgO 3.0 5.0
CaO 0.0 1.5
SrO 0.0 1.0
BaO 0.0 1.0
ZnO 0.0 1.0
ZrO 2 0.3 2.0
在一個實施方式中，該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 60.0 64.0
Al 2O 3 12.0 13.5
Na 2O 17.0 19.0
K 2O 0.3 1.5
MgO 3.0 5.0
CaO 0.0 1.5
SrO 0.0 1.0
BaO 0.0 1.0
ZnO 0.0 1.0
ZrO 2 0.3 1.7
其中可選地，該玻璃不含B 2O 3、P 2O 5及/或Li 2O。
在一個實施方式中，該玻璃的低溫韌化值LTT 200μm為至少1150 MPa、至少1200 MPa、至少1250 MPa或至少1300 MPa。可選地，該低溫韌化值最高可達1600 MPa、1500 MPa、1400 MPa或1375 MPa。該LTT 200μm尤其可為1150 MPa至1600 MPa、1200 MPa至1500 MPa或1250 MPa至1400 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃的中溫韌化值MTT 200μm為至少1100 MPa、至少1200 MPa、至少1225 MPa或至少1250 MPa。可選地，該中溫韌化值最高可達1500 MPa、1400 MPa、1350 MPa或1300 MPa。MTT 200μm尤其可為1100 MPa至1500 MPa、1200 MPa至1400 MPa或1200 MPa至1350 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃的低溫韌化值LTT 30μm為至少800 MPa、至少850 MPa、至少900 MPa或至少950 MPa。可選地，該低溫韌化值LTT 30μm最高可達1400 MPa、1300 MPa、1100 MPa或1000 MPa。該LTT 30μm尤其可為800 MPa至1400 MPa、900 MPa至1300 MPa或950 MPa至1100 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃的中溫韌化值MTT 30μm為至少700 MPa、至少750 MPa、至少800 MPa或至少900 MPa。可選地，該中溫韌化值MTT 30μm最高可達1300 MPa、1200 MPa、1100 MPa或950 MPa。該MTT 30μm尤其可為700 MPa至1300 MPa、800 MPa至1200 MPa或900 MPa至1100 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃在10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min、小於0.20 μm/min、小於0.10 μm/min、小於0.05 μm/min或小於0.02 μm/min。
在一個實施方式中，該玻璃的低溫擴散率D LT為至少4.0 μm 2/h、至少8.0 μm 2/h、至少10.0 μm 2/h、至少12.0 μm 2/h或至少14.0 μm 2/h。可選地，D LT為最大100 μm 2/h、最大80 μm 2/h、最大60 μm 2/h、最大40 μm 2/h、最大25 μm 2/h或最大20 μm 2/h。在一個實施方式中，該D LT為4.0 μm 2/h至100 μm 2/h、8.0 μm 2/h至60 μm 2/h、10.0 μm 2/h至40 μm 2/h或14.0 μm 2/h至25 μm 2/h。
在一個實施方式中，該玻璃的擴散率D為至少20.0 μm 2/h、至少25.0 μm 2/h、至少30.0 μm 2/h或至少40.0 μm 2/h。可選地，D為最大300 μm 2/h、最大200 μm 2/h、最大150 μm 2/h、最大100 μm 2/h、最大80 μm 2/h或最大70 μm 2/h。在一個實施方式中，D為20.0 μm 2/h至300 μm 2/h、25.0 μm 2/h至200 μm 2/h、25.0 μm 2/h至100 μm 2/h或30.0 μm 2/h至80 μm 2/h。
該玻璃的彈性模數(「E模數」)可為至少70 GPa、至少71 GPa、至少72 GPa或至少73 GPa。可選地，該彈性模數最高可達80 GPa、78 GPa或76 GPa。在某些實施方式中，該玻璃的彈性模數介於70 GPa與80 GPa之間、介於71 GPa與78 GPa之間或介於72 GPa與76 GPa之間。本揭示之玻璃的彈性模數(以GPa計)可介於73與75之間。過高的E模數可能會減小由該玻璃製成之玻璃製品的可彎曲性。
在一個實施方式中，平均熱膨脹係數CTE可為至少8.50、至少8.75、至少9.0、至少9.25或至少9.5。
較佳地，該玻璃特別適用於柔性顯示器用玻璃製品之低成本製造。其FDSS特性值特別是大於20000、大於30000、大於40000、大於50000或大於60000。可選地，此值甚至可大於65000或大於100000。 玻璃製品
本揭示所稱之玻璃製品之厚度可為1000 μm或以下，且由本文所描述之玻璃製成。該玻璃製品一般可稱為薄玻璃製品或玻璃板。其厚度可小於850 μm、小於500 μm、小於300 μm、小於200 μm或小於100 μm。在一些實施方式中，厚度可為80 μm或以下，或者70 μm或以下。一些製品之厚度為50 μm或以下，或者40 μm或以下。可摺疊玻璃製品之期望厚度可小於100 μm、小於80 μm、小於60 μm或小於40 μm。可能需要最小厚度來使得玻璃製品具有足夠的抗撞擊能力。該最小厚度可為至少5 μm、至少10 μm、至少15 μm或至少20 μm。
該玻璃製品之厚度特別是至少部分地可為1000 μm或以下，且由本文所描述之玻璃製成。其厚度至少部分地可小於850 μm、小於500 μm、小於300 μm、小於200 μm或小於100 μm。在一些實施方式中，該厚度至少部分地可為80 μm或以下，或者70 μm或以下。一些製品之厚度至少部分地為50 μm或以下，或者40 μm或以下。可摺疊玻璃製品之期望厚度至少部分地可小於100 μm、小於80 μm、小於60 μm或小於40 μm。可能需要最小厚度來使得玻璃製品具有足夠的抗撞擊能力。該最小厚度至少部分地可為至少5 μm、至少10 μm、至少15 μm或至少20 μm。「至少部分地」在本文中表示，該玻璃製品具有給定厚度之部分。例如，該玻璃製品可為可彎曲或可摺疊的，且為此具有用來進行彎曲之彎曲區域。該彎曲區域可設計得比該玻璃製品之其他段更薄。如此便能將特薄玻璃段(可彎曲性)與略厚的玻璃段(機械穩定性)之優點相結合。在一個實施方式中，該玻璃製品具有彎曲區域，該玻璃製品在該彎曲區域內之厚度小於100 μm、小於80 μm、小於60 μm或小於40 μm。在一個實施方式中，該彎曲區域內之厚度小於10 μm或小於20 μm。玻璃製品在該彎曲區域之外的厚度可超過100 μm，特別是為至少150 μm或至少200 μm。在一個實施方式中，該玻璃製品在該彎曲區域之外的厚度為該彎曲區域之內的最小厚度的至少兩倍或至少三倍。
該玻璃製品之面積可為至少10 cm 2、至少15 cm 2或至少20 cm 2。在一個實施方式中，該製品之面積可小於10000 cm 2、小於1000 cm 2或小於200 cm 2。
該玻璃製品之主表面中的一個或兩個上的表面粗糙度R a為最大5.0 nm、最大3.0 nm或最大1.5 nm。可透過以下拉法製造來實現此種極低的粗糙度。若玻璃能夠在凝固前熔合平整且待成型表面未被接觸，則得到此種特別光滑的表面。相關領域通常知識者稱其為「火焰拋光表面」。機械拋光表面之粗糙度值較差。此外，在原子力顯微鏡(AFM)下可看到機械拋光表面之拋光痕跡。此外，亦可在AFM下看到機械拋光劑之殘留物，如金剛石粉末、氧化鐵及/或CeO 2。在拋光後總是必須對機械拋光表面進行清潔，故而某些離子會在玻璃表面析出。可利用二次離子質譜(ToF-SIMS)檢測到某些離子之損耗。此類離子例如為Ca、Zn、Ba及鹼金屬。
該玻璃製品之維氏硬度可為至少540、至少570或至少590。該維氏硬度可介於540與800、570與700或590與630之間。
該玻璃製品在其主表面中的一個或兩個上可具有離子交換層，特別是壓縮應力層。壓縮應力層為玻璃提供高強度。可選地，該玻璃製品在其主表面中的一個或兩個上的壓縮應力為至少500 MPa、至少700 MPa、至少900 MPa，或至少1100 MPa，甚至至少1200 MPa。在一些實施方式中，該壓縮應力最高可達1800 MPa、1600 MPa、1500 MPa或1400 MPa。例如，該壓縮應力可介於500 MPa與1800 MPa、700 MPa與1600 MPa或800 MPa與1400 MPa之間。在一個實施方式中，該壓縮應力為1200 MPa至1600 MPa或1300 MPa至1500 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃製品之厚度為20 μm至40 μm，如25 μm至35 μm，且在其主表面中的一個或兩個上的壓縮應力為至少800 MPa、至少850 MPa、至少900 MPa或至少900 MPa。
可選地，該玻璃製品在其主表面中的一個或兩個上的DoL為3 μm至15 μm或4 μm至12 μm。例如，DoL可為至少3 μm、至少4 μm、至少6 μm、至少 7μm或至少8 μm。作為替代或補充方案，DoL最高可達15 μm、13 μm、12 μm或11 μm。
在一個實施方式中，DoL介於製品厚度之10%與25%或製品厚度之12%與20%之間。在一些實施方式中，DoL為製品厚度之至少10%、製品厚度之至少12%或至少14%。DoL最高可達製品厚度之33%、25%或20%。DoL在本文中係指所觀察表面上之壓縮應力層的深度。所有壓縮應力層之總DoL可更大。
本揭示之玻璃製品的令人意外的特性之一為，即使在玻璃製品較薄之情況下，亦可達到極高的壓縮應力。在實施方式中，該玻璃製品在其主表面中的一個或兩個上的壓縮應力(以MPa計)與製品厚度(以μm計)之比為至少4.0 MPa/μm、至少5.0 MPa/μm、至少6.0 MPa/μm或至少10.0 MPa/μm。在實施方式中，此值最高可達40.0 MPa/μm、35.0 MPa/μm或30.0 MPa/μm。可選地，壓縮應力(以MPa計)與製品厚度(以μm計)之比最高可達10.0 MPa/μm、8.0 MPa/μm或7.0 MPa/μm。在某些實施方式中，壓縮應力(以MPa計)與製品厚度(以μm計)之比在4.0 MPa/μm至40.0 MPa/μm、5.0 MPa/μm至35.0 MPa/μm、5.0 MPa/μm至30.0 MPa/μm或10.0 MPa/μm至29.0 MPa/μm範圍內。在一個特殊實施方式中，此值範圍為20.0 MPa/μm至30.0 MPa/μm。在一個實施方式中，壓縮應力(以MPa計)與製品厚度之比為至少20.0 MPa/μm或至少25.0 MPa/μm。
可選地，該玻璃製品在其主表面中的一個或兩個上的表面壓縮應力(以MPa計)與離子交換層深度(DoL)(以μm計)之比為至少50 MPa/μm、至少75 MPa/μm或至少90 MPa/μm。在一個實施方式中，此值甚至為至少100 MPa/μm、至少120 MPa/μm或至少140 MPa/μm。例如，壓縮應力(以MPa計)與離子交換層深度(以μm計)之比可介於50 MPa/μm與400 MPa/μm、75 MPa/μm與300 MPa/μm或90 MPa/μm與200 MPa/μm之間。在某些實施方式中，壓縮應力(以MPa計)與離子交換層深度(以μm計)之比不超過400 MPa/μm、300 MPa/μm或200 MPa/μm。
在一個實施方式中，該玻璃製品具有出色的三點抗彎強度，該三點抗彎強度為至少100 MPa、至少200 MPa或至少300 MPa。值得注意的是，此種強度亦可在未進行過離子交換強化之情況下達到。在一開始的強度便如此之高的情況下，製品之強度在離子交換後更加可觀。可選地，該三點抗彎強度可在100 MPa至600 MPa、200 MPa至500 MPa或300 MPa至400 MPa範圍內。在一個實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃製品，該玻璃製品之三點抗彎強度為至少400 MPa、至少500 MPa或至少600 MPa。能夠達到此種強度實屬罕見。可選地，該三點抗彎強度可介於400 MPa與1200 MPa、500 MPa與1000 MPa或600 MPa與800 MPa之間。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之低溫韌化值LTT 200μm為至少1150 MPa、至少1200 MPa、至少1250 MPa或至少1300 MPa。可選地，該低溫韌化值最高可達1600 MPa、1500 MPa、1400 MPa或1375 MPa。該LTT 200μm尤其可為1150 MPa至1600 MPa、1200 MPa至1500 MPa或1250 MPa至1400 MPa。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之中溫韌化值MTT 200μm為至少1100 MPa、至少1200 MPa、至少1225 MPa或至少1250 MPa。可選地，該中溫韌化值最高可達1500 MPa、1400 MPa、1350 MPa或1300 MPa。該MTT 200μm尤其可為1100 MPa至1500 MPa、1200 MPa至1400 MPa或1200 MPa至1350 MPa。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之低溫韌化值LTT 30μm為至少800 MPa、至少850 MPa、至少900 MPa或至少950 MPa。可選地，該低溫韌化值LTT 30μm最高可達1400 MPa、1300 MPa、1100 MPa或1000 MPa。該LTT 30μm尤其可為800 MPa至1400 MPa、900 MPa至1300 MPa或950 MPa至1100 MPa。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之中溫韌化值MTT 30μm為至少700 MPa、至少750 MPa、至少800 MPa或至少900 MPa。可選地，該中溫韌化值MTT 30μm最高可達1300 MPa、1200 MPa、1100 MPa或950 MPa。該MTT 30μm尤其可為700 MPa至1300 MPa、800 MPa至1200 MPa或900 MPa至1100 MPa。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之低溫擴散率D LT為至少4.0 μm 2/h、至少8.0 μm 2/h、至少10.0 μm 2/h、至少12.0 μm 2/h或至少14.0 μm 2/h。可選地，D LT為最大100 μm 2/h、最大80 μm 2/h、最大60 μm 2/h、最大40 μm 2/h、最大25 μm 2/h或最大20 μm 2/h。在一個實施方式中，該D LT為4.0 μm 2/h至100 μm 2/h、8.0 μm 2/h至60 μm 2/h、10.0 μm 2/h至40 μm 2/h或14.0 μm 2/h至25 μm 2/h。
在一個實施方式中，該可韌化玻璃製品之擴散率D為至少20.0 μm 2/h、至少25.0 μm 2/h、至少30.0 μm 2/h或至少40.0 μm 2/h。可選地，D為最大300 μm 2/h、最大200 μm 2/h、最大150 μm 2/h、最大100 μm 2/h、最大80 μm 2/h或最大70 μm 2/h。在一個實施方式中，D為20.0 μm 2/h至300 μm 2/h、25.0 μm 2/h至200 μm 2/h、25.0 μm 2/h至100 μm 2/h或30.0 μm 2/h至80 μm 2/h。
該玻璃製品之中心拉伸應力(Center Tension)尤其可大於50 MPa、大於100 MPa、大於200 MPa、大於500 MPa或大於1000 MPa。可選地，此值最大為2000 MPa、最大為1800 MPa、最大為1600 MPa或最大為1400 MPa。在一個實施方式中，該CT值可為50 MPa至2000 MPa、100 MPa至1800 MPa、200 MPa至1600 MPa或1000 MPa至1400 MPa。
在一個實施方式中，該玻璃製品可彎曲至25 mm之彎曲半徑而不損壞。在較佳實施方式中，該玻璃製品之彎曲半徑甚至為20 mm、15 mm、10 mm、8 mm或5 mm。可選地，該玻璃製品為可摺疊的，且彎曲半徑為4 mm、3 mm、2 mm或1 mm。 電子設備
該玻璃及/或該玻璃製品可用於電子設備，例如用於便攜式電腦、智慧型手機、平板電腦或其他便攜式設備。該玻璃及/或該玻璃製品可為顯示器之一部分。因此，根據本揭示之電子設備可包括根據本揭示之玻璃或玻璃製品。該電子設備可包括顯示器，其中該顯示器包括本揭示之玻璃及/或玻璃製品。該玻璃物體可指電子設備之玻璃蓋。
該電子設備可為柔性、可彎曲且/或可摺疊之設備，如柔性且/或可摺疊之智慧型手機或平板電腦。
一個實施方式係有關於一種電子設備，其包括至少一個顯示器以及顯示器蓋板，其中，顯示器蓋板包含有根據本揭示所述之玻璃及/或玻璃製品或係由根據本揭示所述之玻璃及/或玻璃製品製成。 製造方法
可透過熔化適於用來實現本揭示所描述之特性的原料之混合物來製造該玻璃。例如，可在鉑金坩堝中熔化該玻璃。熔化後，可用一種或多種精製劑對玻璃熔體進行精製以除去氣泡。作為化學精製劑之替代，亦可採用物理精製法，如真空精製。
可透過下拉或溢流熔融製程來按工業標準製造玻璃製品。較佳採用下拉製程，因為其能夠實現極小的厚度。
成型後，可透過離子交換來使該物體硬化(亦稱「化學硬化」或「化學韌化」)。該硬化可包括將該物體浸入熔鹽浴。根據期望的離子交換製程來選擇鹽。該鹽較佳為硝酸鉀。在某些實施方式中，該鹽浴包含有硝酸鉀，視需要如100%之KNO 3。
相關領域通常知識者已熟知透過離子交換之玻璃製品的化學韌化。硬化製程可透過將玻璃製品浸入離子交換浴來實施，該離子交換浴包含有與玻璃中之鹼離子交換的一價離子。離子交換浴中之一價離子之半徑大於玻璃中之鹼離子，例如K +及/或Cs +。離子交換在玻璃中形成壓縮應力，因為更大的離子會在玻璃結構中佔用更多的空間。玻璃之強度因離子交換而得到顯著改善。此外，化學加固所引起之壓縮應力可改善韌化玻璃製品之彎曲特性，並且提高玻璃製品之耐刮性。例如將含K +之熔融鹽或鹽化合物用作化學韌化之典型鹽。可選的化學韌化之離子交換浴為含Na +及/或K +之熔融鹽或其混合物。可能的鹽有NaNO 3、KNO 3、CsNO 3、NaCl、KCl、CsCl、Na 2SO 4、K 2SO 4、Cs 2SO 4、Na 2CO 3、K 2CO 3、Cs 2CO 3及K 2Si 2O 5以及其組合。該離子交換浴較佳包括KNO 3。亦可使用添加劑(如NaOH、KOH及其他鈉鹽或鉀鹽)來更好地控制離子交換速度，從而提高化學強度。離子交換可在300℃至500℃或340℃至490℃、特別是340℃至450℃或360℃至450℃範圍之溫度下實施。在一個實施方式中，離子交換溫度低於420℃或低於400℃。可選地，離子交換期間之鹽浴的溫度在T g-400℃至T g-100℃或T g-260℃至T g-130℃範圍內。
化學硬化不限於單獨一個步驟。其可包括一個或多個鹽浴中之多個步驟，該等鹽浴中包含不同濃度之鹼金屬離子及/或不同的離子，以實現更高的韌化效率。藉此，可在一個步驟或多個步驟(例如兩個步驟中)對化學韌化玻璃進行韌化。特別是在含Li 2O玻璃中應用該兩階段之化學韌化，因為鋰既可與鈉離子又可與鉀離子交換。
發明人發現，該玻璃之離子交換速度極快，且即使在韌化溫度極低的情況下亦可在短時間內達到較高的壓縮應力。物體在給定溫度下浸入離子交換浴之時間可介於5分鐘至12小時、10分鐘至4小時或20分鐘至2小時之間。可選地，該時間為至少5分鐘、至少10分鐘或至少20分鐘。在一些實施方式中，該離子交換時間不超過2小時、不超過1小時或不超過30分鐘。
在一個實施方式中，該製造玻璃之方法包括以下步驟： -  提供適於用來獲得根據本揭示所述之玻璃的玻璃原料， -  將玻璃原料熔化成玻璃熔體， -  可選地特別是以拉伸製程、特別是以下拉製程或溢流熔融製程將玻璃熔體成型為玻璃製品， -  冷卻玻璃熔體，或可選地冷卻玻璃製品。
在一個實施方式中，該方法亦包括玻璃製品之化學韌化，具有以下步驟： -  將玻璃製品置於離子交換浴中， -  在離子交換溫度下，將玻璃製品之待交換離子與離子交換浴之離子進行交換，其中，離子交換浴的離子至少部分地具有比玻璃製品之待交換離子更大的離子直徑， 其中該離子交換溫度為300℃至500℃，較佳最高為420℃。 韌化方法
在一個實施方式中，本揭示係有關於一種對由根據本揭示所述之玻璃製成的玻璃製品進行化學韌化之方法，具有以下步驟： -  將玻璃製品置於離子交換浴中， -  在離子交換溫度下，將玻璃製品之待交換離子與離子交換浴之離子進行交換，其中，離子交換浴的離子至少部分地具有比玻璃製品之待交換離子更大的離子直徑。
相關領域通常知識者已熟知透過離子交換之玻璃製品的化學韌化。硬化製程可透過將玻璃製品浸入離子交換浴來實施，該離子交換浴包含有與玻璃中之鹼離子交換的一價離子。離子交換浴中之一價離子之半徑大於玻璃中之鹼離子，例如K +及/或Cs +。離子交換在玻璃中形成壓縮應力，因為更大的離子會在玻璃結構中佔用更多的空間。玻璃之強度在離子交換之後得到顯著改善。此外，化學加固所引起之壓縮應力可改善韌化玻璃製品之彎曲特性，並且提高玻璃製品之耐刮性。例如將含K +之熔融鹽或鹽化合物用作化學韌化之典型鹽。可選的化學韌化之離子交換浴為含Na +及/或K +之熔融鹽或其混合物。可能的鹽有NaNO 3、KNO 3、CsNO 3、NaCl、KCl、CsCl、Na 2SO 4、K 2SO 4、Cs 2SO 4、Na 2CO 3、K 2CO 3、Cs 2CO 3及K 2Si 2O 5以及其組合。該離子交換浴較佳包括KNO 3。亦可使用添加劑(如NaOH、KOH及其他鈉鹽或鉀鹽)來更好地控制離子交換速度，從而提高化學強度。離子交換可在300℃至500℃或340℃至490℃、特別是340℃至450℃或360℃至450℃範圍之溫度下實施。在一個實施方式中，離子交換溫度低於420℃或低於400℃。可選地，離子交換期間之鹽浴的溫度在T g-400℃至T g-100℃或T g-260℃至T g-130℃範圍內。
化學硬化不限於單獨一個步驟。其可包括一個或多個鹽浴中之多個步驟，該等鹽浴中包含不同濃度之鹼金屬離子及/或不同的離子，以實現更高的韌化效率。藉此，可在一個步驟或多個步驟(例如兩個步驟中)對化學韌化玻璃進行韌化。特別是在含Li 2O玻璃中應用該兩階段之化學韌化，因為鋰既可與鈉離子又可與鉀離子交換。
發明人發現，該玻璃之離子交換速度極快，且即使在韌化溫度極低的情況下亦可在短時間內達到較高的壓縮應力。物體在給定溫度下浸入離子交換浴之時間可介於5分鐘至12小時、10分鐘至4小時或20分鐘至2小時之間。可選地，該時間為至少5分鐘、至少10分鐘或至少20分鐘。在一些實施方式中，該離子交換時間不超過2小時、不超過1小時或不超過30分鐘。 用途
本揭示亦有關於本文所描述之玻璃及本文所描述之玻璃製品之用途。本揭示之玻璃製品或玻璃例如可用作或用於顯示器、顯示器蓋板、層壓板或晶圓。該等顯示器、顯示器蓋板、層壓板或晶圓可為可彎曲或可摺疊的。 例示性實施方式
下面對本揭示之產品及方法之一些特殊實施方式進行介紹，其單獨地或與前述特徵相結合地包含在本揭示之主題中。
在第一示例性實施方式中，本揭示係有關於一種不含As 2O 3及Sb 2O 3之玻璃，其包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
B 2O 3 0.0 5.0
Li 2O 0.0 5.0
Na 2O ＞14.0 25.0
K 2O 0.0 5.0
MgO 0.0 6.0
CaO 0.0 5.0
ZnO 0.0 5.0
ZrO 2 0.0 3.0
其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.50，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為4.00至5.50。
在第二示例性實施方式中，本揭示係有關於一種不含As 2O 3及Sb 2O 3之玻璃，其包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
B 2O 3 0.0 5.0
Li 2O 0.0 5.0
Na 2O ＞14.0 25.0
K 2O 0.0 5.0
MgO 0.0 6.0
CaO 0.0 5.0
ZnO 0.0 5.0
ZrO 2 0.0 3.0
其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.50，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為4.00至5.50，且其中 該玻璃之低溫韌化值LTT 200μm至少為1150 MPa，低溫韌化值LTT 30μm至少為800 MPa，且10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min。
在第三示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90，其中該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
Na 2O ＞14.0 25.0
MgO 0.0 6.0
ZrO 2 0.0 3.0
R 2O ＞14.0 30.0
R'O 0.0 10.0
在第四示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90，其中該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
Na 2O ＞14.0 25.0
MgO 0.0 6.0
ZrO 2 0.0 3.0
R 2O ＞14.0 30.0
R'O 0.0 10.0
且其中該玻璃之低溫擴散率D LT至少為8.0 μm 2/h且/或10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min。
在第五示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90，其中該玻璃包含以下組分(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
Na 2O ＞14.0 25.0
MgO 0.0 6.0
ZrO 2 0.0 3.0
R 2O ＞14.0 30.0
R'O 0.0 10.0
且其中該玻璃之低溫擴散率D LT至少為12.0 μm 2/h且/或10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.20 μm/min。
在第六示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，且 -  低溫韌化值LTT 30μm至少為8000 MPa， -  低溫擴散率D LT至少為8.0 μm 2/h， -  10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min， -  中溫韌化值MTT 200μm至少為1100 MPa。
在第七示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，且 -  低溫韌化值LTT 200μm至少為1150 MPa且最大為1500 MPa， -  低溫擴散率D LT至少為12.0 μm 2/h且最大為20.0 μm 2/h， -  10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.20 μm/min， -  中溫韌化值MTT 30μm至少為800 MPa且最大為1300 MPa。
在第八示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其 -  低溫韌化值LTT 200μm至少為1150 MPa， -  低溫擴散率D LT至少為8.0 μm 2/h， -  10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min， -  中溫韌化值MTT 30μm至少為800 MPa，且 -  組成包括(以mol%計)：
自 至
SiO 2 50.0 70.0
Al 2O 3 ＞10.0 14.5
Na 2O ＞14.0 25.0
MgO 0.0 6.0
ZrO 2 0.0 3.0
R 2O ＞14.0 30.0
R'O 0.0 10.0
在第九示例性實施方式中，本揭示係有關於一種玻璃，其包含SiO 2、Al 2O 3及Na 2O等組分，且可選地包含ZrO 2，且 -  低溫韌化值LTT 30μm至少為800且最大為1500 MPa， -  低溫擴散率D LT至少為12.0 μm 2/h且最大為20.0 μm 2/h， -  10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.20 μm/min， -  中溫韌化值MTT 200μm至少為1100 MPa且最大為1500 MPa， -  組成包括(以mol%計)：
自 至
SiO 2 57.5 65.0
Al 2O 3 11.5 13.5
B 2O 3 0.0 1.5
Li 2O 0.0 1.0
Na 2O ＞16.0 20.0
K 2O 0.0 1.5
MgO 3.0 5.0
CaO 0.0 1.5
SrO 0.0 1.0
BaO 0.0 1.0
ZnO 0.0 1.0
ZrO 2 0.5 2.0
本揭示之第十示例性實施方式係有關於一種由根據第一至第九實施方式中之一者所述之玻璃製成的玻璃製品，該玻璃製品之厚度小於100 μm，特別是厚度為20 μm至80 μm。
本揭示之第十一示例性實施方式係有關於一種由根據第一至第九實施方式中之一者所述之玻璃製成的玻璃製品，該玻璃製品之厚度小於100 μm，特別是厚度為20 μm至80 μm，該玻璃製品之主表面中的一個或兩個上的表面粗糙度R a為最大3.0 nm，面積為至少10 cm 2。
本揭示之第十二示例性實施方式係有關於一種由根據第一至第九實施方式中之一者所述之玻璃製成的玻璃製品，該玻璃製品之厚度小於100 μm，特別是厚度為20 μm至80 μm，該玻璃製品之主表面中的一個或兩個上的表面粗糙度R a為最大3.0 nm，面積為至少10 cm 2，且在其主表面中的一個或兩個上具有離子交換層，特別是壓縮應力層。
本揭示之第十三示例性實施方式係有關於一種由根據第一至第九實施方式中之一者所述之玻璃製成的玻璃製品，該玻璃製品之厚度小於100 μm，特別是厚度為20 μm至80 μm，該玻璃製品之主表面中的一個或兩個上的表面粗糙度R a為最大3.0 nm，面積為至少10 cm 2，且至少一個表面的壓縮預應力至少為800 MPa。
在第十四示例性實施方式中，本揭示係有關於一種電子設備，其包括至少一個顯示器以及顯示器蓋板，其中，顯示器蓋板包含有根據第一至第九實施方式中之一者所述之玻璃或根據第十至第十三實施方式中之一者所述之玻璃製品，或由該玻璃或該玻璃製品製成。 [實施例]
透過熔化適用的玻璃原料來製造本揭示所稱之玻璃的示例性組成。下表給出一些示例性玻璃之組成及特性的概況。額外用少量SnO 2對玻璃進行精製(約0.04 mol%)。表中之值四捨五入至小數點後一位。由於存在捨入誤差，成分相加後並非總是剛好為100.0%。
由此種組成之玻璃製造薄玻璃板。板件厚度為200 μm。隨後，將玻璃板在由100%之KNO 3製成之鹽浴中在440℃下化學硬化30分鐘，或在390℃下化學硬化45分鐘。 示例性玻璃組成
A B C D E F
組成
SiO 2 61.7 59.6 55.7 60.8 62.9 63.0
Al 2O 3 11.7 13.7 14.1 13.0 12.5 12.7
B 2O 3 3.9
Na 2O 20.0 19.8 19.9 19.2 18.0 18.1
K 2O 0.8 0.8 0.8 0.8
MgO 2.9 4.4 2.9 4.4 4.0 3.8
CaO 1.5 1.7
ZnO
ZrO 2 1.9 0.6 1.4 0.6 0.6 0.6
SnO 2
F 0.5 0.5 0.5 0.6
Cl 0.3 0.5 0.4 0.6 0.6 0.5
總和 100.0 99.9 100.0 99.9 99.9 100.1
Na 2O/Al 2O 3 1.71 1.45 1.41 1.48 1.44 1.43
SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2) 4.54 4.17 3.59 4.47 4.80 4.74
特性
CTE [ppm/K] 9.47 9.99 9.39 10.01 9.60 9.52
T g[℃] 610 606 580 605 613 602
密度[g/cm 3] 2.528 2.492 2.513 2.491 2.479 2.476
E模數[GPa] 75 74 74 74 73
OEG [℃] 991 1091 1094 1053
KWR [μm/min] 0 0.03 0.04 0.02 0
液相線黏度 [dPa*s] 10 5.68 10 4.96 10 4.83 10 5.39
LTT 200μm[MPa] 1462 1416 1389 1399 1348
DoL LTT[μm] 7.0 9.9 5.0 9.6 9.6
D LT[μm 2/h] 8.33 16.67 4.25 15.67 15.67
MTT 200μm[MPa] 1341 1340 1419 1298 1261
DoL MTT[μm] 11.6 16.4 8.9 15.6 15.5
D [μm 2/h] 34.33 68.61 20.21 62.08 61.29
FDSS [MPa*min/μm] ＞100000 47200 34725 69950 ＞100000
對比組成
I II III IV V VI VII
組成
SiO 2 57.1 57.5 56.2 54.8 62.4 67.9 65.4
Al 2O 3 17.7 16.8 16.4 16.4 11.2 10.5 11.3
B 2O 3 2.3 2.4
Na 2O 18.6 18.9 19.5 19.5 19.5 14.9 16.5
K 2O 0.8 1.3 0.9
MgO 2.3 2.9 3.0 3.0 4.3 3.8 4.3
CaO 1.3 1.6 1.6 1.7
ZnO 2.5
ZrO 2 1.9 0.6 1.9 0.6 0.5 0.6
SnO 2
F 0.5 0.5 0.5
Cl 0.5 0.3 0.3 0.3 0.5 0.4 0.5
總和 100.0 99.9 99.9 100.0 99.8 99.8 100.0
Na 2O/Al 2O 3 1.05 1.13 1.19 1.19 1.74 1.41 1.46
SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2) 3.23 3.08 3.31 2.99 5.30 6.12 5.48
特性
CTE [ppm/K] 9.05 8.94 9.34 9.17 9.94 8.90
T g[℃] 660 688 606 629 575 602
密度[g/cm 3] 2.530 2.536 2.495 2.529 2.483 2.455
E模數[GPa] 76 78 74 75 73 72
OEG [℃] 1228 ＞1492 1142 ＞1491 937
KWR [μm/min] ＞0.5* ＞0.5* ＞0.5* ＞0.5* 0.0
液相線黏度[dPa*s] 10 4.24 ＜10 2.71 10 4.45 ＜10 2.41 10 5.99
MTT 200μm[MPa] 1554 1573 1457 1552 1091 1016 1168
DoL MTT[μm] 12.7 12.3 10.7 10.1 16.0 17.0 14.7
D [μm 2/h] 41.15 38.60 29.21 26.02 65.31 73.72 55.13
* 此等樣品已完全結晶，其KWR遠大於0.5 μm/min(超過測量範圍)。
比較例I至IV之組成顯示，在Na 2O與Al 2O 3之比過低之情況下，結晶傾向大幅增加。晶體生長率為0.5 μm/min或以上之玻璃不適合以拉伸製程(如下拉或溢流熔融)製造。還可看到，對比玻璃I至IV之中溫韌化值MTT 30min/KNO3遠大於實施例A至F之值。比較例中之離子交換層的厚度DoL MTT更小。
比較例V、VI及VII顯示，在超過SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)之比的情況下，儘管能夠實現良好的抗結晶性，但中溫韌化值極低。比較例V、VI及VII之低溫韌化的結果如下：
V VI VII
LTT 200μm[MPa] 1230 1068 1219
DoL LTT[μm] 9.7 10.0 9.3
D LT[μm 2/h] 16.00 17.01 14.71
此處亦顯示，無法實現高度韌化。
在進一步的試驗中，用玻璃E製成槽熔體(Wannenschmelze)，並且將玻璃拉伸為32 μm之厚度。用100%之KNO 3對此玻璃進行化學韌化。在此過程中，達到超過950 MPa之壓縮預應力。
結合該等實驗資料可看出，發明人已找到鋁矽玻璃之組成範圍，該組成範圍兼有對於較薄或極薄顯示器玻璃有重要意義之多種特性。此等有利的玻璃可被韌化至相當高的CS值但仍具有足夠的抗結晶性，以便能在下拉製程中進行加工。在32 μm厚之玻璃製品中實現超過900 MPa之壓縮預應力先前對於可大規模製造之玻璃而言完全無法想像。尤其出人意料的是，可在經過全面研究(如針對鋁矽酸鹽)之玻璃系統中實現如此優異的值，且毋須添加難以處理、有毒性或特別昂貴之組分。 結晶實驗
為直觀地看到玻璃結晶特性，將玻璃樣品在不同溫度下各保持16小時。隨後，對晶體形成進行目視檢查。
圖式示出玻璃樣品放大約100倍之顯微照片。
圖1示出在1010℃下對組成A之玻璃樣品進行熱處理之結果，其對應於10 5.5dPa*s之黏度。由於晶體生長率極低，僅能看到粒度約為1 μm之極小的晶體。
圖2A示出組成B在1140℃下進行熱處理後之結果，對應於10 4.6dPa*s之黏度。圖2B示出1060℃下之結果，對應於10 5.2dPa*s之黏度。圖中未看到任何晶體。
圖3示出在1010℃下晶體生長率極低之組成E的樣品，對應於10 5.8dPa*s。僅形成了極少且極小之晶體(最大4.7 μm)。
圖4示出在1060℃下進行熱處理後對比組成III之樣品，對應於10 5.14dPa*s之黏度。樣品已完全結晶，其對應於所估計之＞0.5 μm/min的晶體生長率。
圖1至圖3為根據本揭示實施方式之玻璃樣品經熱處理後放大100倍之顯微照片。
圖4為根據比較例之玻璃樣品經熱處理後放大100倍之顯微照片。

Claims (16)

  1. 一種不含As 2O 3及Sb 2O 3之玻璃，其包含以下組分(以mol%計)： 自 至 SiO 2 50.0 70.0 Al 2O 3 ＞10.0 14.5 B 2O 3 0.0 5.0 Li 2O 0.0 5.0 Na 2O ＞14.0 25.0 K 2O 0.0 5.0 MgO 0.0 6.0 CaO 0.0 5.0 ZnO 0.0 5.0 ZrO 2 0.0 3.0
    其中，Na 2O/Al 2O 3的莫耳比為1.35至1.75，且其中SiO 2/(Al 2O 3+ZrO 2)的莫耳比為3.00至4.90。
  2. 如請求項1之玻璃，其氟含量超過0.2 mol%。
  3. 如請求項1或2之玻璃，其K 2O含量超過0.3 mol%。
  4. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其包含以下組分(以mol%計)： 自 至 SiO 2 55.0 65.0 Al 2O 3 11.5 14.5 B 2O 3 0.0 3.0 Li 2O 0.0 1.0 Na 2O ＞16.0 22.0 K 2O 0.0 3.0 MgO 1.0 5.0 CaO 0.0 3.0 ZnO 0.0 3.0 ZrO 2 0.0 2.0
  5. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其低溫擴散率D LT為至少4.0 μm 2/h、至少8.0 μm 2/h、至少10.0 μm 2/h、至少12.0 μm 2/h或至少14.0 μm 2/h。
  6. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其低溫韌化值LTT 200μm為至少1150 MPa、至少1200 MPa、至少1250 MPa或至少1300 MPa。
  7. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其低溫韌化值LTT 30μm為至少800 MPa、至少850 MPa、至少900 MPa或至少950 MPa。
  8. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其在10 5dPa*s下之晶體生長率小於0.50 μm/min、小於0.20 μm/min、小於0.10 μm/min、小於0.05 μm/min或小於0.02 μm/min。
  9. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其不含B 2O 3、P 2O 5及/或Li 2O。
  10. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其具有以下組成(以mol%計)： 自 至 SiO 2 57.5 65.0 Al 2O 3 11.5 13.5 B 2O 3 0.0 1.5 Li 2O 0.0 1.0 Na 2O ＞16.0 20.0 K 2O 0.0 1.5 MgO 3.0 5.0 CaO 0.0 1.5 SrO 0.0 1.0 BaO 0.0 1.0 ZnO 0.0 1.0 ZrO 2 0.3 2.0
  11. 如前述請求項中至少一項之玻璃，其具有以下組成(以mol%計)： 自 至 SiO 2 60.0 64.0 Al 2O 3 12.0 13.5 Na 2O 17.0 19.0 K 2O 0.3 1.5 MgO 3.0 5.0 CaO 0.0 1.5 SrO 0.0 1.0 BaO 0.0 1.0 ZnO 0.0 1.0 ZrO 2 0.3 1.7
  12. 一種玻璃製品，其包括前述請求項中任一項之玻璃或係由前述請求項中任一項之玻璃製成，其中該玻璃製品之厚度至少部分地小於300 μm，特別是小於100 μm。
  13. 如請求項12之玻璃製品，其至少一個表面的壓縮預應力至少為500 MPa，特別是至少為800 MPa，以及/或者，其中心拉伸應力(Center Tension)大於50 MPa、大於100 MPa、大於200 MPa、大於500 MPa或大於1000 MPa。
  14. 一種電子設備，其具有至少一個顯示器以及顯示器蓋板，其中該顯示器蓋板具有請求項1至11中任一項之玻璃或請求項12至13中任一項之玻璃製品，或者由該玻璃或該玻璃製品製成。
  15. 一種製造玻璃或玻璃製品之方法，具有以下步驟： 提供適於用來獲得請求項1至11中任一項之玻璃的玻璃原料， 將該等玻璃原料熔化成玻璃熔體， 可選地將該玻璃熔體成型為玻璃製品， 冷卻該玻璃熔體，或可選地冷卻該玻璃製品。
  16. 如請求項15之方法，具有以下步驟： 透過離子交換對該玻璃或玻璃製品進行化學硬化。
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