CN112218836A - 对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法 - Google Patents

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Abstract

对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品放在固定装置上，将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度，将固定装置上的玻璃制品冷却到第二温度，然后从固定装置取出玻璃制品并使得玻璃制品冷却到室温。固定装置可以包括凹陷，从而当将玻璃制品加热到第一温度时，玻璃制品下垂进入凹陷中。当玻璃制品加热到第一温度时，固定装置可以是平板，在玻璃制品内形成温度梯度。对翘曲进行补偿的方法包括从玻璃制品以物理方式去除当化学强化时确定是翘曲的部分。

Description

对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119，要求2018年05月30日提交的美国临时申请系列第62/677,932号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本说明书一般地涉及对玻璃制品中的翘曲进行补偿，更具体地，涉及对待进行化学强化的2.5D玻璃制品中的翘曲进行补偿。
背景技术
许多电子显示器装置具有化学强化覆盖玻璃用于改善耐划痕性和降低跌落事件中的失效概率。化学强化步骤的副作用玻璃膨胀，在不对称形状情况下，这会导致不平衡的弯曲力矩和玻璃制品的明显翘曲。3D和2.5D覆盖玻璃设计在装置厚度方向上具有此类固有的不对称性，这会导致明显翘曲。
3D制品中的翘曲问题已知有一段时间了，并且通常是通过向用于形成3D形状的模具添加表面校正(与离子交换翘曲相反)来进行补偿。然后，在这种补偿模具上，通过向处于成形粘度的玻璃施加成形压力来形成玻璃。通过经验或者使用有限元分析模型来确定翘曲的轮廓校正。但是，这种方法无法用于不是在模具中形成的玻璃。
因此，存在对不是在模具中形成的玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法的需求。
发明内容
根据一个实施方式，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括具有凹陷构造的第一表面，从而当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品仅一部分的第一表面与固定装置的第一表面接触。然后，将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度，从而玻璃制品下垂进入固定装置的第一表面中的凹陷中。玻璃制品在固定装置上冷却到第二温度。
在另一个实施方式，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括第一表面，其构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品的第一表面受到固定装置的第一表面的支撑。然后，将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度。然后，在固定装置上将玻璃制品冷却到第二温度，使得从玻璃制品的第一表面到玻璃制品的第二表面存在温度梯度。
在另一个实施方式中，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：从玻璃制品的表面去除一部分，其确定用于提供对由于化学强化所导致的翘曲进行补偿；以及在大于或等于360℃的温度，使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
根据第1项，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括具有凹陷构造的第一表面，从而当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品仅一部分的第一表面与固定装置的第一表面接触；将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度，从而玻璃制品下垂进入固定装置的第一表面中的凹陷中；以及将固定装置上的玻璃制品冷却到第二温度。
第2项包括根据第1项的方法，其中，玻璃制品是2.5D玻璃制品，以及所述多个边缘表面中的至少一个是斜角边缘表面。
第3项包括根据第2项的方法，其中，斜角边缘表面构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，斜角边缘表面面向固定装置的第一表面。
第4项包括根据第1至3项中任一项的方法，其中，凹陷是固定装置中的通孔。
第5项包括根据第1至3项中任一项的方法，其中，凹陷是固定装置的第一表面中的凹部分。
第6项包括根据第1至5项中任一项的方法，其中，凹陷的平均深度是至少2mm。
第7项包括根据第1至6项中任一项的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于108泊至小于或等于1012泊的温度。
第8项包括根据第1至7项中任一项的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1011泊的温度。
第9项包括根据第1至8项中任一项的方法，其中，将玻璃制品冷却到第二温度包括将玻璃制品冷却到玻璃制品的粘度是大于或等于1011泊的温度。
第10项包括根据第1至9项中任一项的方法，其中，方法还包括：在将玻璃制品冷却到室温之后，通过在大于或等于360℃的温度使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
第11项包括根据第10项的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm。
根据第12项，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括第一表面，其构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品的第一表面受到固定装置的第一表面的支撑；将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度；以及将固定装置上的玻璃制品冷却到第二温度，使得从玻璃制品的第一表面到玻璃制品的第二表面存在温度梯度。
第13项包括根据第12项的方法，其中，玻璃制品是2.5D玻璃制品，以及所述多个边缘表面中的至少一个是斜角边缘表面。
第14项包括根据第13项的方法，其中，斜角边缘表面构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，斜角边缘表面面向固定装置的第一表面。
第15项包括根据第12至14项中任一项的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1014泊的温度。
第16项包括根据第12至15项中任一项的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于1010泊至小于或等于1013泊的温度。
第17项包括根据第12至15项中任一项的方法，其中，将玻璃制品冷却到第二温度包括将玻璃制品冷却到玻璃制品的粘度是大于或等于1014泊的温度。
第18项包括根据第12至17项中任一项的方法，其中，方法还包括：在将玻璃制品冷却到室温之后，通过在大于或等于360℃的温度使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
第19项包括根据第18项的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm。
根据第20项，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：从玻璃制品的表面去除一部分，其确定用于提供对由于化学强化所导致的翘曲进行补偿；以及在大于或等于360℃的温度，使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
第21项包括根据第20项的方法，其中，通过CNC机械加工完成所述去除。
第22项包括根据第20和21项中任一项的方法，其中，从玻璃制品的表面去除部分的厚度是大于或等于50μm至小于或等于200μm。
第23项包括根据第20至22项中任一项的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm。
在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
要理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1A是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的玻璃制品和固定装置的侧视示意图；
图1B是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的玻璃制品和具有凹陷的固定装置的侧视示意图；
图1C是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的玻璃制品和具有通孔的固定装置的横截面示意图；
图2是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的固定装置的俯视图；
图3是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的玻璃制品和没有凹陷的固定装置的侧视示意图；
图4是根据本文所揭示和所述一个或多个实施方式的玻璃制品的俯视图；
图5图示性显示在执行根据本文所揭示和所述的一个或多个实施方式的方法时的炉内温度；
图6图示性显示在执行根据本文所揭示和所述的一个或多个实施方式的方法时的具有凹陷的固定装置的温度分布；
图7图示性显示在执行根据本文所揭示和所述的一个或多个实施方式的方法时的没有凹陷的固定装置的温度分布；
图8图示性显示根据本文所揭示和所述的一个或多个实施方式的玻璃制品的离子交换前翘曲(pre-ion exchange warp)；以及
图9图示性显示根据本文所揭示和所述的一个或多个实施方式的玻璃制品的离子交换后翘曲(post-ion exchange warp)。
具体实施方式
现具体参见对玻璃制品中由于化学强化(例如，离子交换强化)所引起的翘曲进行补偿的方法的实施方式，其中没有采用模具形成玻璃制品。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
对于感兴趣的条件，翘曲和膨胀随着离子交换时间(或者更通常来说，随着离子交换强化过程中引入玻璃中的较大离子(例如，钠离子或钾离子)的量)的增加来增加。
由于没有使用成形模具来制造2D和2.5D玻璃，无法如同3D制品中的那样在离子交换之前采用模具向2.5D玻璃施加离子交换翘曲补偿。此外，采用模具表面施加离子交换翘曲补偿具有一些缺点。首先，玻璃-模具在高温下接触并且同时施加压力会导致玻璃中的缺陷。第二点，该方法需要高精度表面机械加工，这增加了工艺成本。本文所揭示和所述的实施方式解决了这些问题以及当尝试对由于玻璃制品的化学强化(例如，通过离子交换强化)所导致的翘曲进行补偿时所存在的其他问题。
在一个实施方式中，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括具有凹陷构造的第一表面，从而当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品仅一部分的第一表面与固定装置的第一表面接触。然后，将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度，从而玻璃制品下垂进入固定装置的第一表面中的凹陷中。玻璃制品在固定装置上冷却至第二温度，然后从固定装置取出并冷却到室温。
现参见图1A-1C，将玻璃制品120放在固定装置110上。玻璃制品120包括：第一表面120a，与第一表面120a相对的第二表面120b，以及位于玻璃制品120的周界处并且跨越在第一表面120a与第二表面120b之间的多个边缘表面120c。如图1A-1C的实施方式所示，玻璃制品120的第一表面120a放在固定装置110的第一表面110a上。固定装置110包括第一表面110a，所述第一表面110a具有凹陷130，其构造成使得当玻璃制品120的第一表面120a放在固定装置110的第一表面110a上的时候，玻璃制品120的第一表面120a仅一部分120d与固定装置110的第一表面110a发生接触。
玻璃制品120的形状没有特别的限制。在一些实施方式中，玻璃制品的形状可以是基本矩形的，如本文所用，这指的是玻璃制品120具有矩形形状，两条长边是近似相同长度以及两条短边是近似相同长度，但是长边与短边相遇的拐角处可能是圆化或者任意其他方式软化的，从而它们不是以90°的角度相遇。在一些实施方式中，玻璃制品120的边缘表面120c中的一个或多个可以是斜角的，从而玻璃制品120的所述一个或多个斜角边缘表面120c没有垂直于玻璃制品120的第一表面120a和第二表面120b中的一个或多个。如本文所用，“斜角边缘表面”可以具有任意形状，使得其没有垂直于玻璃制品120的第一表面120a和第二表面120b中的一个或多个，因而“斜角边缘表面”包括斜面边缘表面。包含一个或多个斜角边缘表面的玻璃制品120常被称作2.5D玻璃制品。例如，图1A-1C所示实施方式中的玻璃制品120在玻璃制品120的两个短边上包括斜角边缘表面。在玻璃制品120包括一个或多个斜角边缘表面的实施方式中，所述一个或多个斜角边缘表面会从较长的第二表面120b向较短的第一表面120a倾斜。如本文所用，这种构造如下：斜角边缘表面“面向”玻璃制品120的第一表面120a。因此，在一些实施方式中，所述一个或多个斜角边缘表面从玻璃制品120的较长的第二表面120b向玻璃制品120的较短的第一表面120a倾斜，并且玻璃制品120的较短的第一表面120a放在固定装置110的第一表面110a上(如图1A-1C所示)。在本文中，将玻璃制品120的这种放置称作所述一个或多个斜角边缘表面面向固定装置110的第一表面110a。
在实施方式中，玻璃制品具有大于或等于0.5mm至小于或等于10.0mm的厚度，例如：大于或等于1.0mm至小于或等于9.0mm，大于或等于2.0mm至小于或等于8.0mm，大于或等于3.0mm至小于或等于7.0mm，或者大于或等于4.0mm至小于或等于6.0mm。在一些实施方式中，玻璃制品的厚度小于2.0mm，例如：小于或等于1.5mm、小于或等于1.0mm或者小于或等于0.5mm。
在一些实施方式中，固定装置110在固定装置110的第一表面110a中包括凹陷130。在一些实施方式中，凹陷130是固定装置110的凹部分。如本文所用，凹部分是固定装置110的第一表面110a向内弯曲成像圆或球的内部的部分。在一些实施方式中，例如如图1A所示的实施方式，第一表面110a的凹部分不具有均匀曲率并且是不对称的。在一些实施方式中，例如，图1B所示的实施方式，第一表面110a的凹部分具有均匀曲率并且是对称的。
在一些实施方式中，例如如图1C所示的实施方式，固定装置110的第一表面110a中的凹陷130是通孔。图1C是玻璃制品120和固定装置110的横截面图，其中，固定装置100可以具有环状形状或者可以是在玻璃制品120的短端对其进行支撑的两根基本线性的条。
应理解的是，虽然图1A-1C显示的玻璃制品120沿着短端得到支撑，但是在一些实施方式中，玻璃制品120可以沿着长端得到支撑。在一些实施方式中，固定装置110可以构造成沿其长端和短端支撑玻璃制品。例如，图2是具有凹陷130的固定装置110的俯视图，其构造成在固定装置110的第一表面110a中沿其短端和长端支撑了基本矩形形状的玻璃制品(图2未示出)。应理解的是，在一些实施方式中，图2的固定装置中所示的凹陷130可以是固定装置的第一表面110a的凹部分，而在一些实施方式中，图2所示的凹陷130可以是固定装置110中的通孔。
再次参见图1A-1C，无论固定装置110中的凹陷130是固定装置110的第一表面110a的凹部分或者是固定装置110中的通孔，在一些实施方式中，从与固定装置的第一表面110a接触的平面到凹陷130的与所述与第一表面110a接触的平面相对的表面所测得的凹陷130的平均深度d是大于或等于2.0mm，例如：大于或等于2.5mm、大于或等于3.0mm、大于或等于3.5mm或者大于或等于4.0mm。
一旦放置在固定装置110上，将玻璃制品120加热到位于粘弹性范围内的第一温度，从而玻璃制品120下垂进入固定装置110的第一表面110a中的凹陷130中。玻璃制品120的这种下垂到凹陷130中实现了对玻璃制品120的化学强化过程中发生的翘曲进行补偿。玻璃制品120下垂进入凹陷130中的量受到玻璃制品120的加热温度的控制。在实施方式中，可以通过凹陷的尺度来限制下垂。在一些实施方式中，可以通过形成促进了玻璃制品下垂进入凹陷中的真空来强化下垂。
玻璃制品120的玻璃组成没有限制，但是应理解的是，会需要将不同玻璃组成加热到不同温度，以获得所需的粘弹性。因此，在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于108泊至小于或等于1012泊(例如，大于或等于108泊至小于或等于1011泊，大于或等于108泊至小于或等于1010泊，或者大于或等于108泊至小于或等于109泊)的温度。在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1012泊、大于或等于1010泊至小于或等于1012泊或者大于或等于1011泊至小于或等于1012泊的温度。在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1011泊的温度。可以通过常规测量技术(例如，平行板粘度测量技术)来测量粘度。
一旦将玻璃制品120加热到使得玻璃制品120下垂进入凹陷130中达到所需深度的温度，可以将玻璃制品120冷却到低于上文所述的第一温度的第二温度。这种冷却实现了使得玻璃制品120变得更为粘性，从而可以将其从固定装置110安全地取出。如上文所述，会需要将不同玻璃组成冷却到不同温度，已获得所需的粘度。在一些实施方式中，玻璃制品120冷却到第二温度，使得玻璃制品120的粘度大于或等于1011泊，例如：大于或等于1012泊、大于或等于1013泊、大于或等于1014泊、大于或等于1015泊、大于或等于1016泊或者大于或等于1017泊。
应理解的是，在实施方式中，可以通过任意合适的方法或机制对玻璃制品进行加热和冷却。例如，在一些实施方式中，可以将固定装置110和玻璃制品120放入炉中从而对玻璃制品120进行加热，以及在加热之后，可以在没有向炉内引入任何冷却气体的情况下使得玻璃制品120自然冷却，或者可以向炉内引入气体以促进玻璃制品120的冷却。在一些实施方式中，可以打开炉门以促进玻璃制品120的冷却。在一些实施方式中，可以通过加热固定装置110并实现热量从固定装置110传导到玻璃制品120，来对玻璃制品120进行加热。
一旦玻璃制品120冷却到第二温度，可以从固定装置110取出玻璃制品120并任其冷却至室温。这可以通过从固定装置110取出玻璃制品120并使得玻璃制品120处于环境条件持续一段时间来完成，或者这可以通过从固定装置110取出玻璃制品120并通过任意合适方法或机制对玻璃制品进行主动冷却来完成。
如上文所述，本文所揭示的实施方式可以补偿当玻璃制品120进行化学强化(例如，通过离子交换强化)时发生的翘曲。在一些实施方式中，通过如下方式进行离子交换强化：当其冷却到室温之后，使得玻璃制品120与离子交换溶液接触，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾(KNO3)、熔融硝酸钠(NaNO3)、熔融硝酸银(AgNO3)，及其混合物。在一些实施方式中，离子交换溶液可以维持在温度大于或等于360℃的温度，例如：大于或等于380℃、大于或等于400℃、大于或等于420℃、大于或等于440℃或者大于或等于450℃。在实施方式中，离子交换溶液的最大温度小于或等于550℃。应理解的是，可以使用任意离子交换强化工艺来对玻璃制品120进行化学强化，并且所使用的离子交换工艺的类型(包括所使用的离子交换溶液的种类)会取决于玻璃制品120的组成。
根据一些实施方式，在离子交换强化过程之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm，例如：小于或等于5.5x 10-6/mm、小于或等于4.5x 10-6/mm、小于或等于4.0x 10-6/mm、小于或等于3.5x 10-6/mm、小于或等于3.0x 10-6/mm、小于或等于2.5x 10-6/mm、小于或等于2.0x 10-6/mm、小于或等于1.5x 10-6/mm、小于或等于1.0x 10-6/mm或者小于或等于0.5x 10-6/mm。如本文所述，对于待确定翘曲的玻璃制品，作为对角线测量的函数来测量翘曲。在玻璃制品具有最大表面积的表面上测量对角线。例如，如果玻璃制品是基本上矩形形状(即，具有圆角的矩形)，则在翘曲测量中所指的对角线会是作为基本上矩形表面的对角线进行测量的。又例如，如果玻璃制品具有圆形表面，则对角线是圆直径。又例如，如果玻璃制品具有椭圆形状表面，则对角线会是从椭圆形状表面的周长上的一点到椭圆形状表面上的另一个所绘制的最长直线。因而，在实施方式中，如果玻璃制品是基本上矩形的并且具有10mm的对角线，则在实施方式中，翘曲会小于0.15/102＝0.0015mm。
在另一个实施方式，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及固定装置包括第一表面，其构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品的第一表面受到固定装置的第一表面的支撑。然后，将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度。然后，在固定装置上将玻璃制品冷却到第二温度，使得从玻璃制品的第一表面到玻璃制品的第二表面存在温度梯度；以及从固定装置取出玻璃制品并冷却到室温。
现参见图3，将玻璃制品120放在固定装置310上。玻璃制品120包括：第一表面120a，与第一表面120a相对的第二表面120b，以及位于玻璃制品120的周界处并且跨越在第一表面120a与第二表面120b之间的多个边缘表面120c。如图3的实施方式所示，玻璃制品120的第一表面120a放在固定装置310的第一表面310a上。固定装置310的第一表面310a构造成使得当玻璃制品120的第一表面120a放在固定装置310的第一表面310a上的时候，玻璃制品120的第一表面120a受到固定装置310的第一表面310a的支撑。在一些实施方式中，将玻璃制品120的第一表面120a和固定装置310的第一表面310a制造成使得玻璃制品120的第一表面120a的最大表面积接触固定装置310的第一表面310a(除了玻璃制品120的第一表面120a或者固定装置310的第一表面310a的固有表面粗糙度或者非故意变化之外)。
如上文所述，玻璃制品120的形状没有特别的限制。在一些实施方式中，玻璃制品可以是基本矩形形状。在一些实施方式中，玻璃制品120的边缘表面120c中的一个或多个可以斜角化以形成2.5D玻璃制品120。例如，在图3所示的实施方式中，玻璃制品120在玻璃制品120的两个短端上包括斜角边缘表面。在一些实施方式中，玻璃制品120放在固定装置310的第一表面310a上，从而玻璃制品120的所述一个或多个斜角边缘表面120c面向固定装置310的第一表面310a。
一旦放在固定装置310上，将玻璃制品120加热到位于粘弹性范围内的第一温度。玻璃制品120的玻璃组成没有限制，但是应理解的是，会需要将不同玻璃组成加热到不同温度，以获得所需的粘弹性。因此，在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1014泊(例如，大于或等于109泊至小于或等于1013泊，大于或等于109泊至小于或等于1012泊，大于或等于109泊至小于或等于1011泊，或者大于或等于109泊至小于或等于1010泊)的温度。在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1014泊、大于或等于1011泊至小于或等于1014泊、大于或等于1012泊至小于或等于1014泊或者大于或等于1013泊至小于或等于1014泊的温度。在一些实施方式中，将玻璃制品120加热到玻璃的粘度是大于或等于1010泊至小于或等于1013泊的温度。
一旦将玻璃制品120加热到使得玻璃制品120具有所需粘度的温度，可以将玻璃制品120冷却到低于上文所述的第一温度的第二温度。这种冷却实现了使得玻璃制品120变得更为粘性，从而可以将其从固定装置310安全地取出。如上文所述，会需要将不同玻璃组成冷却到不同温度，已获得所需的粘度。在一些实施方式中，玻璃制品120冷却到第二温度，使得玻璃制品120的粘度大于或等于1013泊，例如：大于或等于1014泊、大于或等于1015泊、大于或等于1016泊、或者大于或等于1017泊。
玻璃制品120冷却的同时其仍然在固定装置310上，从而在玻璃制品120的第一表面120a与玻璃制品120的第二表面120b之间形成温度梯度。玻璃制品120的第一表面120a与玻璃制品120的第二表面120b之间的这种温度梯度导致玻璃制品120的热历史在玻璃制品120中形成应力，其可以补偿由于后续化学强化所导致的玻璃制品120的翘曲。可以通过在不同的第二温度从固定装置310去除玻璃制品120，或者可以通过改变模具和/或炉温度，来控制玻璃制品120中的热历史。
应理解的是，在实施方式中，可以通过任意合适的方法或机制对玻璃制品进行加热和冷却。例如，在一些实施方式中，可以将固定装置310和玻璃制品120放入炉中从而对玻璃制品120进行加热，以及在加热之后，可以在没有向炉内引入任何冷却气体的情况下使得玻璃制品120自然冷却，或者可以向炉内引入气体以促进玻璃制品120的冷却。在一些实施方式中，可以打开炉门以促进玻璃制品120的冷却。在一些实施方式中，可以通过加热固定装置310并实现热量从固定装置310传导到玻璃制品120，来对玻璃制品120进行加热。
一旦玻璃制品120冷却到第二温度，可以从固定装置310取出玻璃制品120并任其冷却至室温。这可以通过从固定装置310取出玻璃制品120并使得玻璃制品120处于环境条件持续一段时间来完成，或者这可以通过从固定装置310取出玻璃制品120并通过任意合适方法或机制对玻璃制品进行主动冷却来完成。
如上文所述，本文所揭示的实施方式可以补偿当玻璃制品120进行化学强化(例如，通过离子交换强化)时发生的翘曲。在一些实施方式中，通过如下方式进行离子交换强化：当其冷却到室温之后，使得玻璃制品120与离子交换溶液接触，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾(KNO3)、熔融硝酸钠(NaNO3)，及其混合物。在一些实施方式中，离子交换溶液可以维持在温度大于或等于360℃的温度，例如：大于或等于380℃、大于或等于400℃、大于或等于420℃、大于或等于440℃或者大于或等于450℃。在实施方式中，离子交换溶液的最大温度小于或等于550℃。应理解的是，可以使用任意离子交换强化工艺来对玻璃制品120进行化学强化，并且所使用的离子交换工艺的类型(包括所使用的离子交换溶液的种类)会取决于玻璃制品120的组成。
根据一些实施方式，在离子交换强化过程之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm，例如：小于或等于5.5x 10-6/mm、小于或等于4.5x 10-6/mm、小于或等于4.0x 10-6/mm、小于或等于3.5x 10-6/mm、小于或等于3.0x 10-6/mm、小于或等于2.5x 10-6/mm、小于或等于2.0x 10-6/mm、小于或等于1.5x 10-6/mm、小于或等于1.0x 10-6/mm或者小于或等于0.5x 10-6/mm。可以通过任意表面测量方法(例如，光干涉测量法、偏转测量法、激光；例如通过偏转仪)来测量翘曲。
在另一个实施方式中，用于对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法包括：从玻璃制品的表面去除一部分，其确定用于提供对由于化学强化所导致的翘曲进行补偿；以及在大于或等于360℃的温度，使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
图4是基本矩形玻璃制品120的俯视图。如上文所述，玻璃制品120的形状没有特别的限制。在一些实施方式中，玻璃制品120的边缘表面120c中的一个或多个可以斜角化以形成2.5D玻璃制品120。可以去除玻璃制品120的第一表面120的410部分，以补偿玻璃制品在离子交换加工之后的翘曲。可以通过美国专利申请公开第2016/0162615号所揭示的方法来确定这些410部分，其全文通过引用结合入本文。一旦确定了玻璃制品120的第一表面120a的这些410部分，可以从玻璃制品120物理方式去除410部分。
可以通过任意合适的方法(例如，蚀刻、研磨或机械加工)完成玻璃制品120的第一表面120a的所述部分410的去除。在一些实施方式中，采用计算机数控(CNC)机械加工从玻璃制品120的第一表面120a去除所述部分410。在一些实施方式中，从玻璃制品120的第一表面120a去除的所述部分410的深度是大于或等于50μm至小于或等于200μm，例如：大于或等于50μm至小于或等于180μm、大于或等于50μm至小于或等于160μm、大于或等于50μm至小于或等于140μm、大于或等于50μm至小于或等于120μm、大于或等于50μm至小于或等于100μm、大于或等于50μm至小于或等于80μm或者大于或等于50μm至小于或等于60μm。在一些实施方式中，从玻璃制品120的第一表面120a去除的所述部分410的深度是大于或等于70μm至小于或等于200μm、大于或等于90μm至小于或等于200μm、大于或等于110μm至小于或等于200μm、大于或等于130μm至小于或等于200μm、大于或等于150μm至小于或等于200μm、大于或等于170μm至小于或等于200μm或者大于或等于190μm至小于或等于200μm。在一些实施方式中，从玻璃制品120的第一表面120a去除的所述部分410的深度是大于或等于60μm至小于或等于190μm、大于或等于70μm至小于或等于180μm、大于或等于80μm至小于或等于170μm、大于或等于90μm至小于或等于160μm、大于或等于100μm至小于或等于150μm、大于或等于110μm至小于或等于140μm、或者大于或等于120μm至小于或等于130μm。
如上文所述，本文所揭示的实施方式可以补偿当玻璃制品120进行化学强化(例如，通过离子交换强化)时发生的翘曲。在一些实施方式中，通过如下方式进行离子交换强化：当其冷却到室温之后，使得玻璃制品120与离子交换溶液接触，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾(KNO3)、熔融硝酸钠(NaNO3)，及其混合物。在一些实施方式中，离子交换溶液可以维持在温度大于或等于360℃的温度，例如：大于或等于380℃、大于或等于400℃、大于或等于420℃、大于或等于440℃或者大于或等于450℃。在实施方式中，离子交换溶液的最大温度小于或等于550℃。应理解的是，可以使用任意离子交换强化工艺来对玻璃制品120进行化学强化，并且所使用的离子交换工艺的类型(包括所使用的离子交换溶液的种类)会取决于玻璃制品120的组成。
根据一些实施方式，在离子交换强化过程之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x 10-6/mm，例如：小于或等于5.5x 10-6/mm、小于或等于4.5x 10-6/mm、小于或等于4.0x 10-6/mm、小于或等于3.5x 10-6/mm、小于或等于3.0x 10-6/mm、小于或等于2.5x 10-6/mm、小于或等于2.0x 10-6/mm、小于或等于1.5x 10-6/mm、小于或等于1.0x 10-6/mm或者小于或等于0.5x 10-6/mm。
实施例
通过以下的实施例对实施方式做进一步阐述。
实施例1
使用具有深度约3mm的凹陷固定装置来实现2.5D玻璃移动的足够空隙。玻璃制品具有如下表1所示的组成，且具有150mm x 70mm x 0.8mm的尺度、2.5mm宽0.5mm深的斜角以及非斜角侧上0.1mm斜面，将所述玻璃制品放在固定装置上，斜角面向固定装置表面，以及玻璃制品的两个短端与固定装置接触从而支撑和悬起了玻璃制品的长端。
表1
Figure BDA0002804273930000141
Figure BDA0002804273930000151
设定热过程使得玻璃制品温度从室温提升到粘弹性范围内的温度，在该温度，玻璃制品会由于其自身重力下垂。对于这个实验，玻璃会由于其自身作用下垂的最小温度是约662℃的最大固定装置温度(η＝1013.1泊)，式中，η是通过剪切应力或者剪切应力与剪切速度之比的抗变形性。固定装置和玻璃制品以受控方式冷却到642℃(η＝1013.7泊)。然后，从固定装置取出玻璃制品，并使其冷却至室温。图5和6分别图示性显示炉温设定和固定装置的热分布。通过将炉模块置于功率控制状态和基于模具移动到下一个加工阶段的触发温度控制每个模块中的停留时间，将炉内温度精确地控制在+/-2℃。对模具温度和循环时间进行调节以实现离子交换前的目标翘曲，用于补偿离子交换翘曲。
实施例2
使用平板固定装置(例如，如图4所示的固定装置)，目的是在玻璃制品中产生热梯度，平板固定装置在一侧上(低于玻璃制品)，以及炉加热元件在另一侧上(高于玻璃制品)。将具有如实施例1所公开的尺度和表1所公开的组成的玻璃制品放置成2.5D斜角面朝固定装置表面，并且在工艺开始时装载到固定装置上的时候，得到固定装置的完全支撑。
以与实施例1相同的方式对固定装置和玻璃制品进行加热，使得玻璃制品处于粘弹性区，最大固定装置温度是约680℃(η＝1012.5泊)。对固定装置和炉进行调节以设定玻璃制品中的热梯度。通过调节炉温使得炉内的气氛温度不同于模具温度，来控制热梯度。然后固定装置和玻璃制品冷却，随着其冷却到约642℃(η＝1013.7泊)模具中具有受控热梯度，之后从固定装置取出玻璃制品并使得玻璃制品冷却到室温。
对工艺热量进行调节以实现离子交换前的目标翘曲，用于补偿离子交换翘曲。图5和7分别图示性显示炉温设定和固定装置的热分布。
实施例3
用额外4个玻璃样品重复实施例1和2的过程(实施例1总计5个样品，以及实施例2总计5个样品)。测量离子交换前翘曲并图示性地示于图8中，并且与(1)2D玻璃制品(即，没有斜角边缘表面的玻璃制品)的离子交换前翘曲，和(2)未经补偿的2.5D玻璃制品的离子交换前翘曲进行对比。
然后，玻璃制品进行离子交换，以及测量离子交换后翘曲并图示性地示于图9中，并且与(1)2D玻璃制品(即，没有斜角边缘表面的玻璃制品)的离子交换前翘曲，和(2)未经补偿的2.5D玻璃制品的离子交换前翘曲进行对比。
作为对比，在-160μm的离子交换过程翘曲之后，未经补偿的2.5D部件沿其长中心线具有约-205μm的翘曲。在实施例1和2中形成的部件具有较低的离子交换后翘曲(分别是-30μm和+65μm)，这是由于通过每种方法所赋予的离子交换前补偿翘曲所导致的。可以对离子交换前翘曲进一步调节以得到具有甚至更小翘曲的离子交换后2.5D部件。
实施例1和2的热分布分别见图5和图6。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (23)

1.一种对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法，其包括：
将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，
所述玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面和位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及
所述固定装置包括第一表面，所述第一表面具有凹陷，其构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品的第一表面仅一部分与固定装置的第一表面发生接触；
将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度，从而玻璃制品下垂进入固定装置的第一表面中的凹陷中；以及
玻璃制品在固定装置上冷却到第二温度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，玻璃制品是2.5D玻璃制品，以及所述多个边缘表面中的至少一个是斜角边缘表面。
3.如权利要求2所述的方法，其中，斜角边缘表面构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，斜角边缘表面面向固定装置的第一表面。
4.如权利要求1所述的方法，其中，凹陷是固定装置中的通孔。
5.如权利要求1所述的方法，其中，凹陷是固定装置的第一表面中的凹部分。
6.如权利要求1所述的方法，其中，凹陷的平均深度是至少2mm。
7.如权利要求1所述的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于108泊至小于或等于1012泊的温度。
8.如权利要求1所述的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1011泊的温度。
9.如权利要求7所述的方法，其中，将玻璃制品冷却到第二温度包括将玻璃制品冷却到玻璃制品的粘度是大于或等于1011泊的温度。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：在将玻璃制品冷却到室温之后，通过在大于或等于360℃的温度使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
11.如权利要求10所述的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x10-6/mm。
12.一种对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法，其包括：
将玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上，其中，
所述玻璃制品包括第一表面、与第一表面相对的第二表面和位于玻璃制品的周界处跨越第一表面与第二表面之间的多个边缘表面，以及
所述固定装置包括第一表面，所述第一表面构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，玻璃制品的第一表面受到固定装置的第一表面的支撑；
将玻璃制品加热到粘弹性范围的第一温度；
在固定装置上将玻璃制品冷却到第二温度，使得从玻璃制品的第一表面到玻璃制品的第二表面存在温度梯度。
13.如权利要求12所述的方法，其中，玻璃制品是2.5D玻璃制品，以及所述多个边缘表面中的至少一个是斜角边缘表面。
14.如权利要求13所述的方法，其中，斜角边缘表面构造成使得当玻璃制品的第一表面放在固定装置的第一表面上的时候，斜角边缘表面面向固定装置的第一表面。
15.如权利要求12所述的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于109泊至小于或等于1014泊的温度。
16.如权利要求12所述的方法，其中，将玻璃制品加热到第一温度包括将玻璃制品加热到玻璃制品的粘度是大于或等于1010泊至小于或等于1013泊的温度。
17.如权利要求15所述的方法，其中，在固定装置上将玻璃制品冷却到第二温度包括将玻璃制品冷却到玻璃制品的粘度是大于或等于1014泊的温度。
18.如权利要求12所述的方法，其中，所述方法还包括：在将玻璃制品冷却到室温之后，通过在大于或等于360℃的温度使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
19.如权利要求18所述的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x10-6/mm。
20.一种对玻璃制品中的翘曲进行补偿的方法，其包括：
从玻璃制品的表面去除一部分，其确定用于提供对由于化学强化所导致的翘曲进行补偿；以及
在大于或等于360℃的温度，使得玻璃制品与离子交换溶液发生接触来对玻璃制品进行离子交换，所述离子交换溶液包含选自下组的熔融盐：熔融硝酸钾、熔融硝酸钠，及其混合物。
21.如权利要求20所述的方法，其中，通过CNC机械加工完成所述去除。
22.如权利要求20所述的方法，其中，从玻璃制品的表面去除的部分的厚度是大于或等于50μm至小于或等于200μm。
23.如权利要求20所述的方法，其中，玻璃制品在经过离子交换之后，玻璃制品的翘曲/对角线2是小于或等于6.0x10-6/mm。
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