[发明专利]离子交换后的玻璃冷却方法

说明书

基于玻璃的制品的制造方法包括：将基于碱性铝硅酸盐玻璃的基材暴露于离子交换处理以产生经过离子交换的基于玻璃的基材，所述基于碱性铝硅酸盐玻璃的基材包括限定了基材厚度(t)的相对的第一和第二表面；并且在这之后，在环境中对经过离子交换的基于玻璃的基材进行冷却，所述环境具有小于或等于200℃的起始温度以及然后以大于或等于3.3℃/分钟的速率降低温度以形成基于玻璃的制品。

背景技术

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119，要求2019年6月25日提交的美国临时申请系列第62/866065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

本说明书大体上涉及离子交换后的玻璃冷却方法。

便携式装置(例如，智能手机、智能手表、平板、便携式媒体播放器、个人电脑和照相机)的移动特性使得这些装置特别容易遭受意外跌落到硬表面(例如，地面)上。这些装置通常结合了覆盖玻璃，所述覆盖玻璃可能在受到硬表面冲击之后变得受损。在许多这些装置中，覆盖玻璃起到显示屏覆盖的作用，并且可能结合了触摸功能性，从而当覆盖玻璃受损时，装置的使用受到负面影响。

正在开发通常天然是刚性的产品和组件的挠性版本，例如挠性显示器。对于挠性显示器应用，光学透明度和热稳定性通常是所需的性质。此外，挠性显示器应该具有优异的强度性质，例如高的耐疲劳性和耐穿刺性，包括小弯曲半径下的耐失效性，特别是对于具有触摸屏功能性和/或可以被折叠的挠性显示器而言。通常来说，可以将玻璃基材制造成非常低的厚度水平(大于或等于25μm至小于或等于150μm)从而实现越来越小的弯曲半径。

化学处理是赋予具有以下一种或多种参数的所希望的和/或经过加工的和/或改进的应力分布的强化方法，所述参数是：压缩应力(CS)、压缩深度(DOC)、碱金属氧化物渗透深度，即层深度(DOL)(例如，钾DOL或DOL_K)，以及中心张力(CT)。许多基于玻璃的制品(包括具有加工得到的应力分布的那些)具有的压缩应力在玻璃表面处最高或者处于峰值，并且随着远离表面从峰值开始下降，以及在玻璃制品中的应力变成拉伸之前，在玻璃制品的某个内部位置(DOC)是零应力。通过对含碱性玻璃进行离子交换(IOX)来进行化学强化是本领域的一种玻璃强化方式。

在离子交换(IOX)强化过程中，使得基于玻璃的基材与熔融化学盐接触从而基于玻璃的基材中的较小离子直径的碱金属与化学盐中的较大离子直径的碱金属发生离子交换，因而产生了压缩应力强化了玻璃。IOX处理通常在温度约为360℃至500℃的盐浴中进行。在IOX一段时间之后，将所得到的经过离子交换的基材冷却到合适的操作温度来形成基于玻璃的制品。这之后，将基于玻璃的制品整合到最终产品中，包括但不限于电子装置。通常来说，在工艺中没有对离子交换后的冷却进行设计，相反地，这通常与可用的设备和工艺容量相关。本发明人发现，当不对冷却过程进行控制时，可能发生所赋予的强度的部分下降，这由CS和DOC的损失以及DOL_K的减小所证实。

因此，需要以受控的方式对玻璃进行冷却的方法，从而能够使得IOX期间所赋予的强度的损失最小化并且实现经过冷却的制品的可预测的性质。

发明内容

本公开内容的方法属于离子交换后的基于玻璃的基材的冷却方法。

在一个方面中，基于玻璃的制品的制造方法包括：将基于碱性铝硅酸盐玻璃的基材暴露于离子交换处理以产生经过离子交换的基于玻璃的基材，所述基于碱性铝硅酸盐玻璃的基材包括限定了基材厚度(t)的相对的第一和第二表面；并且在这之后，将经过离子交换的基于玻璃的基材暴露于冷却环境，其中，冷却环境包括小于或等于200℃的起始温度以及然后以大于或等于3.3℃/分钟的速率降低起始温度；其中，在冷却持续了冷却持续时间之后，获得基于玻璃的制品。

在另一个方面中，根据任意本文方法制造了基于玻璃的制品。