[发明专利]超薄玻璃陶瓷制品和制造超薄玻璃陶瓷制品的方法

说明书

一种超薄玻璃陶瓷制品(1)，其制品厚度(t)等于或小于0.3mm，并且包括外表面(2)和在该外表面(2)朝向该制品的内部的方向上的外层(A)以及中心部分(B)，其中该玻璃陶瓷包括晶相和无定形相，并且外层(a)包括晶相。关于晶体的体积比例，该制品具有梯度结构或层状结构。

技术领域

本发明涉及一种厚度范围为0.01-0.3mm的超薄制品，其包括具有晶相和无定形相的玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷具有改善的机械强度，即耐刮擦性、耐冲击性和刮擦后的机械可靠性。本发明还涉及一种制造这种玻璃陶瓷制品的方法，并且涉及该玻璃陶瓷制品在下列应用中作为柔性通用平面的用途：柔性和印刷电子产品、用于触摸控制面板的传感器、指纹传感器、薄膜电池基板、移动电子设备、半导体中介层、可弯曲显示器、太阳能电池或需要高化学稳定性、温度稳定性、低透气性、柔性和低厚度的组合的其他应用。除了消费和工业电子产品(例如，作为柔性/可折叠智能电话和平板电脑的盖板)外，本发明还可以用于工业制造或计量学中的保护应用。另一个解决的应用领域是用作移动设备(例如智能电话、平板电脑等)的后盖，以及进一步用作各种应用的漫射器。

背景技术

透明玻璃和聚合物被用作显示器、移动设备和其他电子设备的盖板材料。具有较低透明度的玻璃和聚合物例如用作各种应用的漫射器或后盖应用的材料。通常，对于这些应用而言，期望并且必须具有较高或较低的透明度、耐破裂性、耐刮擦性、高弯曲性、落笔和落球特性。然而，在现有技术中尚不知能够在很大程度上满足所有期望特性的材料。例如，玻璃由于非常低的硬度而具有非常低的抗破裂性和差的抗刮擦性，而聚合物的抗破裂性更好，但是聚合物的抗刮擦性甚至更差。在落球和落笔测试中，显示器应用中的薄玻璃和聚合物显示出明显的弱点。尤其是在柔性显示器应用中的落笔测试显示出低的破裂高度，例如仅几厘米(取决于层压)。在聚合物中，可以发现例如由落笔或其他冲击引起的不可逆的永久缺陷。

另一种已知的材料是玻璃陶瓷。玻璃陶瓷应理解为通过以下方式制造的材料：a)从玻璃原料熔化玻璃质或无定形材料(即基本不含微晶的前体材料，称为玻璃熔体)，b)制成所需的形状，优选通过热成型生坯玻璃来制造，b)冷却该生坯玻璃，一般直到完全固化以形成玻璃体，d)可选地将较大的生坯玻璃体切成小块，d)随后通过以下方法重新加热生坯玻璃体或块：热处理至低于熔化温度的温度，从而通过控制生坯玻璃的结晶来制造玻璃陶瓷。因此，在本发明的意义上，玻璃陶瓷是一种通过熔化并随后借助于受控热处理(陶瓷化)转变成玻璃陶瓷的材料，这种材料的晶体在材料的体积中均匀分布，并且在晶体之间存在余留的玻璃相。

玻璃陶瓷通常具有高的耐刮擦性。但是，由于脆性高，因此弯曲时的耐破裂性低，耐冲击性也低。

因此，本发明的目的是找到一种具有改善的机械可靠性的新材料，其特别适合用于上述应用领域。

发明内容

通过根据本发明的权利要求1的超薄玻璃陶瓷制品解决了上述技术问题。根据本发明的一方面，玻璃陶瓷具有梯度结构。根据本发明的另一方面，玻璃陶瓷具有层状结构。因此，提供了具有以下优点的超薄梯度或层状玻璃陶瓷：具有所需要的优异透明度(取决于应用)、由晶相本身贡献的增强的机械强度及其作为次生相的增强效果、可化学钢化以进一步改进机械强度，特别是冲击强度(即落笔、落球)、刮擦后余留的弯曲强度。