TW201602038A - 化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃用玻璃組成物及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃用玻璃組成物以及製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法。化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃是適合使用作為高強度的覆蓋玻璃，以用於觸控顯示器、太陽能電池覆蓋玻璃以及積層安全玻璃。

Description

化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃用玻璃組成物及其製造方法
本發明是有關於化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃用玻璃組成物、化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的製造方法，以及化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的應用及用途。化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的用途包括利用高強度覆蓋玻璃的觸控顯示器、太陽能電池覆蓋玻璃及積層安全玻璃；以及更特別地係包括利用弧面覆蓋玻璃及3D覆蓋玻璃的觸控顯示器以及載具玻璃。
化學強化玻璃通常是比回火的玻璃顯著更強，這是因為用於製造玻璃的玻璃組成物及化學強化製程所致。這樣的化學強化製程可用於強化所有大小及形狀的玻璃，而不會產生光學扭曲，因而可製造無法熱回火的輕薄短小且形狀複雜的玻璃樣品。這些性質已使化學強化玻璃（更特別是化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃）變得普及以及廣泛使用的選擇，以用於消費性行動電子裝置，例如智慧型手機、平板及筆記型電腦。
觸控玻璃及其應用已達成廣泛的市場覆蓋率，而且對於弧面成形的玻璃也有增加的需求。弧面成形玻璃的形成是大幅受到該玻璃的玻璃轉換溫度（Tg ）及軟化溫度（Ts ）而控制，一般而言，當低於545°C以及Ts 低於765°C時，弧面玻璃的形成溫度是相對下降的，這可降低其成本及產率。
塑模成形是最常使用的弧面玻璃形成技術。根據塑模成形技術，首先將玻璃毛胚裝載到塑模工具中。在達到玻璃轉換溫度（Tg ）之後，使玻璃符合塑模腔的輪廓形成並且成型。在塑模成形完成後，將玻璃冷卻並且脫模，然後從塑模工具中移出。當玻璃轉換溫度（Tg ）及玻璃軟化溫度（Ts ）是在上述的範圍時，對於可用的塑模材料有較多的選擇。當玻璃轉換溫度（Tg ）相當低時，產率及維持效率是增加的，因為熱循環溫度範圍及塑模黏著時間也是相當低的。此外，當玻璃轉換溫度（Tg ）相當低時，在設備及塑模腔之間的熱差異效應是小的。當形成溫度接近脫模溫度時，製程將較為容易，甚至藉由其他冷卻設備的協助，也可達成在短時間內將腔室冷卻至完全脫膜。以下的表1顯示數個市售強化覆蓋玻璃的樣品之Ts 及Tg 比較。對於該等市售強化覆蓋玻璃的樣品之玻璃轉換溫度（Tg ）及玻璃軟化溫度（Ts ），並不在上述範圍內。
表1
化學強化製程通常包括離子交換製程。在這樣的離子交換製程中，將玻璃置於包含離子的熔化鹽中，該等離子具有比玻璃中存在的離子更大的離子半徑，使得存在玻璃中較小的離子被熱溶液中較大的離子取代。通常，在熔化鹽中的鉀離子取代存在玻璃中較小的鈉離子。存在玻璃中較小的鈉離子被熱溶液中較大的鉀離子取代，導致形成在玻璃兩個表面上的壓縮應力層以及夾在壓縮應力層間的中央張力帶。中央張力帶的拉伸應力「CT」（通常以百萬帕斯卡（MPa）表示），是有關於壓縮應力層的壓縮應力「CS」（通常也以百萬帕斯卡表示），以及下列公式的壓縮應力層之深度「DOL」：
CT = CS × DOL/（t-2DOL）
其中t是玻璃的厚度。
目前具有0.7 mm 厚度的玻璃之規格是約40µm的層深、不小於650 MPa的壓縮應力以及小於60 MPa的中央張力帶之拉伸應力。實際上，中央張力帶的拉伸應力應保持在約60-70 MPa內，以確保優異的切割率。
為了使用作為觸控顯示器的覆蓋玻璃，增加玻璃對刮傷及壓傷的抗性是期望的。這可藉由增加壓縮應力及壓縮應力層的深度而達成。然而，為了將中央張力帶的拉伸應力維持在可接受的範圍內，增加壓縮應力及壓縮應力層的深度兩者會不期望地導致玻璃厚度的增加。
此外，對於覆蓋玻璃而言盡可能的薄也是期望的。然而，由於中央張力帶的拉伸應力隨著玻璃厚度的減少而增加，因此，要維持中央張力帶的可接受拉伸應力同時也維持高壓縮應力及壓縮應力層的高深度是較難的。
化學強化製程的期間是化學強化玻璃的製造成本的關鍵因素。一般而言，離子交換製程的期間必須延長，以增加壓縮應力層的深度。然而，較短的離子交換時間一般是期望的。愈短的離子交換時間，產品線及製程就愈有競爭力。離子交換時間是由反應溫度及離子擴散速率而控制。降低溫度可避免變形，但會增加離子交換時間。將玻璃片保持在較高的溫度可增加離子擴散速率，但會導致變形及結構鬆弛，這接著會導致壓縮應力的減少。因此，在較高的溫度進行離子交換製程可縮短離子交換時間，但卻具有其他不期望的結果。
化學強化製程可以兩種方式進行：（1）小片製程，以及（2）單片玻璃解決方案（OGS）製程。小片製程牽涉到將玻璃片切割成要使用的最終大小，然後將個別玻璃鑽孔、研磨、斜切及拋光。然後將處理過的小片放置在熔化的鉀鹽以用於化學強化。較小尺寸的片材提供對於溫度及熔化的鹽濃度之較大的控制。此外，小片的兩側邊緣也可被化學強化。因此可達成高強度及低變形率，導致高的產率。
相反地，OGS製程涉及先強化整片玻璃，將觸控感應器及印刷電路加到玻璃表面上，然後劃片，最後切割玻璃。相較於小片製程，OGS製程通常需要較大的熱爐。處理及放置玻璃的方式可能導致玻璃的變形或破裂。在OGS製程中，化學強化玻璃表面上的CS會促進對於外部損害的抗性，但可能增加切割難度。此外，如果CT太高的話，當劃片輪在切割期間進入CT帶時劃片輪可能會引起玻璃爆裂、碎裂或破裂。劃片的邊緣及側面在OGS製程中無法完全被化學強化，所以由OGS製程所製得的玻璃的強度，通常是低於由小片製程所製得的玻璃的強度。儘管在OGS製程中的困難，但OGS製程的成本效率及生產效率是優於小片製程的。
隨著化學強化玻璃變得更薄及更強，要保持高DOL及高CS而不會增加CT就變成了一種挑戰。薄的、具有高CS及控制CT的化學強化玻璃，及以縮短的離子交換時間所製造的化學強化玻璃是期望的。
無。
無。
無。
在許多例示的具體實施例中，本發明提供用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物，該化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃具有高的壓縮應力（CS）及低的層深（DOL）之表面壓縮應力層。高的壓縮應力（CS）與低的層深（DOL）是通過化學強化製程而獲得，其中在玻璃表面上的鈉離子是被較大的鉀離子而取代。低的DOL是有益於玻璃的完成，因為會增加劃片製程的產率。此外，具有高壓縮應力的玻璃表面會產生較強的玻璃，其可禁得起增加的外部擠壓力及抵抗刮傷。
在許多例示的具體實施例中，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括：
從約59.0至約65.0重量百分比（wt%）的二氧化矽（SiO2 ），
從約11.9至約13.0 wt%的氧化鋁（Al2 O3 ），
從約16.0至約18.5 wt%的氧化鈉（Na2 O），
從約0至約1.0 wt%的三氧化硼（B2 O3 ），
從約2.8至約3.3 wt%的氧化鉀（K2 O），以及
從約2.0至約6.0 wt%的氧化鎂（MgO），
其中B2 O3 、Na2 O及K2 O的組合總量相對於Al2 O3 的重量比例是大於1.5；以及
其中組合的總Na2 O及 K2 O相對於Al2 O3 及MgO的重量比例是大於1.0。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物，基本上是由以下所組成：
從約59.0至約65.0重量百分比（wt%）的二氧化矽（SiO2 ），
從約11.9至約13.0 wt%的氧化鋁（Al2 O3 ），
從約16.0至約18.5 wt%的氧化鈉（Na2 O），
從約0至約1.0 wt%的三氧化硼（B2 O3 ），
從約2.8至約3.3 wt%的氧化鉀（K2 O），以及
從約2.0至約6.0 wt%的氧化鎂（MgO），
其中B2 O3 、Na2 O及K2 O的組合總量相對於Al2 O3 的重量比例是大於1.5；以及
其中組合的總Na2 O及 K2 O相對於Al2 O3 及MgO的重量比例是大於1.0。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約59.0至約65.0 wt%的二氧化矽（SiO2 ）。二氧化矽是鹼鋁矽酸鹽玻璃組成份的最大單一成分，並且與三氧化硼（B2 O3 ）一起形成玻璃的基質。二氧化矽也扮演玻璃的結構協調者，並且貢獻玻璃可形成性、剛性以及化學持久性。根據許多例示的具體實施例，當SiO2 是以從約59.0 wt%至多達約65.0 wt%的範圍存在於用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物時，玻璃黏度是增強的。在高於65.0 wt%的濃度時，二氧化矽會提高玻璃組成物的熔融溫度，並且因為玻璃穩定性的緣故，可使具有相當高濃度的K2 O或MgO的玻璃組成物中的液相溫度實質增加。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約11.9至約13.0 wt%的氧化鋁（Al2 O3 ）。在約11.9至約13.0 wt%的濃度時，氧化鋁會增強化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的強度，並且促進在玻璃表面中的鈉離子及離子交換溶液中的鉀離子間的離子交換。根據許多例示的具體實施例，當Al2 O3 是以從約11.9 wt%至多達約13.0 wt%的範圍存在於用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物時，玻璃黏度是增強的。在氧化鋁的濃度高於13.0 wt%時，玻璃的黏度可能變得過高，使得玻璃成為不透明的結晶，以及液相溫度可能變得太高，而無法進行連續片材形成製程。因此，在製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物中之流體氧化物（B2 O3 、Na2 O及K2 O）的總含量，與Al2 O3 的總含量之比例，是大於1.5。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約16.0至約18.5 wt%的氧化鈉（Na2 O）。鹼金屬氧化物扮演協助達成低液相溫度及低熔融溫度的角色。在鈉的例子中，Na2 O也用於達到成功的離子交換。為了容許充分的離子交換以產生實質增強的玻璃強度，因此將氧化鈉以上述濃度包含於組成物中。此外，為了增加在鈉離子及鉀離子間的離子交換機率，根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約2.8至約3.3 wt%的氧化鉀（K2 O）。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約0至約1.0 wt%的三氧化硼（B2 O3 ）。三價硼與矽一起是形成網絡的元素，並且也扮演增加玻璃可形成性的角色。此外，如上所述，三氧化硼扮演流體的角色。B-O鍵結通常發生在具有3及4的配位數的氧化物玻璃，這具有高的場強度，並且顯示B-O鍵結也是非常強的。然而，在[BOn ]結構單元的基團間的鍵結在高溫時是非常弱的，這不同於[SiOn ]的玻璃狀體的行為。在高溫時氧化硼的黏度是遠低於二氧化矽的黏度，使得根據許多用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物的例示的具體實施例，氧化硼扮演非常非常有效的流體。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括從約2.0至約8.0 wt%的氧化鎂（MgO）。相較於其他的鹼氧化物，例如，氧化鈣（CaO）、氧化鍶（SrO）及氧化鋇（BaO），氧化鎂也咸信可增加玻璃的強度並減少玻璃的比重。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括組合的三氧化硼（B2 O3 ）、氧化鈉（Na2 O）及氧化鉀（K2 O）的總含量與氧化鋁（Al2 O3 ）的含量的比例是大於1.5。
根據許多例示的具體實施例，用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物包括組合的氧化鈉（Na2 O）及氧化鉀（K2 O）的總含量與組合的氧化鋁（Al2 O3 ）及氧化鎂（MgO）的總含量之比例是大於1.0。
根據許多例示的具體實施例，本發明提供一種製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法。根據許多例示的具體實施例，該方法包括：
混合及熔化成分以形成一均質的玻璃熔融物；
利用選自下拉法、漂浮法及其組合的方法而使玻璃成形；
使玻璃回火；以及
藉由離子交換而將該玻璃化學強化。　　
根據許多例示的具體實施例，化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的製造可利用傳統的下拉法而進行，這是在此技藝中具有通常知識者所熟知的，並且習慣上包括一直接或間接加熱的貴金屬系統，該系統係由一均質化裝置、一藉由精製（精製機）而用以降低氣泡含量的裝置、一用以冷卻及熱均質化的裝置、一分配裝置及其他裝置所組成。漂浮法包括使熔融的玻璃漂浮在一熔融金屬（通常是錫）的床上，導致非常平坦並且具有均勻厚度的玻璃。
根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，將離子可交換的玻璃組成物在約1650°C熔化達約12小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，將離子可交換的玻璃組成物在約1650°C熔化達約6小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，將離子可交換的玻璃組成物在約1650°C熔化達約4小時。
根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，將離子可交換的玻璃組成物以約1.0°C/小時的速率回火直到玻璃到達500°C為止，之後，使玻璃組成物冷卻至室溫（或約21°C）。
根據許多例示的具體實施例，上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換玻璃組成物是根據傳統離子交換條件而化學強化。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換製程係發生在熔化的鹽浴中。在許多例示的具體實施例中，熔化的鹽是硝酸鉀（KNO3 ）。
根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是發生在從約380°C至約450°C的溫度範圍。
根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是進行達約8小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是進行達約4小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是進行達約2小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是進行約2小時至約8小時。根據上述製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法之許多例示的具體實施例，離子交換處理是在約420°C的溫度進行約4小時。
根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有至少約650 MPa 的壓縮應力。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有至少約700 MPa 的壓縮應力。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有從約720 MPa至約755 MPa的壓縮應力。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有至少約1100 MPa的壓縮應力。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有達約1350 MPa的壓縮應力。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有從約650 MPa至約1350 MPa的壓縮應力。
根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有至少約30.0 µm的深度。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有至少約35.0 µm的深度。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有從約30.0 µm至約45.0 µm的深度。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有一表面壓縮應力層，其具有從約35.0 µm至約45.0 µm的深度。
根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有少於約70 MPa 的拉伸應力（CT）。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有少於約55 MPa 的拉伸應力（CT）。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有從約40 MPa至約55 MPa 的拉伸應力（CT）。
根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有從約0.4至約2.0 mm的厚度。
根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃具有達約2.6 g/cm3 的密度，以及範圍從約97.0至約105.0.的線性膨脹係數（α25-300 10-7 /°C）。 根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃可使用作為一保護玻璃，應用在例如太陽能面板、冰箱門及其他家庭用產品。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃可使用作為電視的保護玻璃、自動櫃員機及其他的電子產品的安全玻璃。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃可使用作為消費性行動電子裝置（例如，智慧型手機、平板及筆記型電腦）的覆蓋玻璃。根據上述化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的許多例示的具體實施例，該玻璃可使用作為觸控顯示器（利用高強度覆蓋玻璃）、太陽能電池覆蓋玻璃及積層安全玻璃，以及更特別地係使用作為觸控顯示器（利用弧面覆蓋玻璃及3D覆蓋玻璃）以及載具玻璃。
以下的實施例是上述組成物及方法的例示。
實施例：
包括以下表2所示成分的離子可交換玻璃組成物是如下所製備：
表2
將表3所示的批次材料秤重並且混合，然後再加到2公升的塑膠容器。所使用的批次材料是化學試劑等級的品質。
表3
砂的顆粒大小是介於0.045及0.25 mm之間。使用滾筒以混合原料，以產生均質的批次並且打碎軟質塊狀物。將混合的批次從塑膠容器移轉到800 ml的鉑-銠合金坩堝以用於玻璃熔化。將鉑-銠合金坩堝置於氧化鋁模，並且裝載在配備有MoSi加熱元件的高溫爐，於900°C的溫度操作。將爐的溫度逐漸增加至1650°C，並將鉑-銠坩堝與其模在這個溫度維持4小時。玻璃樣品是接著藉由將熔化的批次材料從鉑-銠坩堝倒入不銹鋼盤上而形成，以形成玻璃餅。雖然玻璃餅仍是熱的，將其移轉到回火器並在550°C的溫度維持2小時，然後以1.0°C/min的速率冷卻至500°C的溫度。之後，將樣品自然冷卻至室溫（21°C）。
然後將玻璃樣品藉由放置在熔化的鹽浴槽中而化學強化，在鹽浴槽中，玻璃中的成分鈉離子是與外部提供的鉀離子在420°C的溫度（這比玻璃的應變點低）交換4小時。藉由這個方法，玻璃樣品是藉由離子交換而強化，以在處理的表面產生壓縮應力層。
在玻璃表面的壓縮應力及壓縮應力層的深度（根據雙折射）的測量，是利用偏振光顯微鏡（Berek補償器）在玻璃的區塊上測定。玻璃表面的壓縮應力是從量測的雙折射，假設應力-光學常數是0.26（nm*cm/N）而計算（Scholze, H., Nature, Structure and Properties, Springer-Verlag, 1988, p.260）。
上述表2中所示組成物的結果，是顯示在以下表4中標示為「Ex. 1」的欄位。表4中所示的其他組成物以及標示為「Ex. 2」至「Ex. 10」的組成物，是以類似於上述標示為「Ex. 1」的組成物的方式而製備。
表4
在表4中所示的符號定義如下：
·d：密度（g/cm3 ），是以阿基米得法而測量；
·nD ：折射係數，係以折光測定法而測量；
·α：熱膨脹係數（CTE），其為從25至300°C的線性尺寸變化量，是由膨脹測定法而測量；
·Tm （102.5 P/°C）：在黏度102.5 泊時的溫度，係以高溫原筒黏度測定法而測量；
·Tw （104.0 P/°C）：在黏度104.0 泊時的玻璃工作溫度，係以高溫原筒黏度測定法而測量；
·T液相 （°C）：當第一結晶在梯度溫度爐內的船中被觀察到時的液相溫度，一般對於結晶的測試是72小時；
·Ts （107.6 P/°C）：在黏度107.6 泊時的玻璃軟化溫度，係以纖維延長法測量；
·Ta （1013.0 P/°C）：在黏度1013 泊時的玻璃回火溫度，係以纖維延長法測量；
·Tst （1014.5 P/°C）：在黏度1014.5 泊時的玻璃應變溫度，係以纖維延長法測量；
·Tg （1013.4 P/°C）：在黏度1013.4 泊時的玻璃轉換溫度，係以推桿式膨脹儀測量；
·VH：維克氏（Vicker's）硬度；
·VH w/CS：在化學強化後的維克氏硬度；
·CS（MPa）（420°C，4小時）：壓縮應力（面內應力，其有壓縮表面中原子的傾向）；
·DOL（µm）（420°C，4小時）：層的深度，其代表表面以下至最接近零應力平面的壓縮應力層之深度；
·CT（MPa）（420°C，4小時）：中央拉伸應力，係由以下公式計算：CT= CS × DOL/（t – 2DOL），其中t是玻璃厚度。
雖然本發明已以特定具體實施例的方式說明，但在此技藝中具有通常知識者將理解本發明可在所附申請專利範圍的精神及範疇內以修飾而實施。
任何空間的參考標示，例如，「較上」、「較低」、「上方」、「下方」、「之間」、「底部」、「垂直」、「水平」、「角」、「向上」、「向下」、「邊對邊」、「左到右」、「左邊」、「右邊」、「右到左」、「上到下」、「下到上」、「上面」、「底部」、「下-上」、「上-下」等，僅是用於例示說明之目的，而不是限定上述結構的特定方向或位置。
本發明已以相關特定具體實施例而說明。在閱讀本發明揭露之後對於在此技藝中具有通常知識者是顯而易見的改良或修飾，都視為在本發明的精神及範疇之內。應理解的是，許多的修飾、變更及取代都是在上述揭露的意圖中，以及在部分例子中，本發明的部分特徵將被使用而無須對應到其他特徵的使用。因此，適當的是，所附的申請專利範圍應廣泛地並且以符合本發明範疇的方式而解釋。
 
無。

Claims (1)

  1. [第1項] 一種用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換之玻璃組成物，包括：
    從約59.0至約65.0 wt%的SiO2 ，
    從約11.9至約13.0 wt%的Al2 O3 ，
    從約16.0至約18.5 wt%的Na2 O，
    從約0至約1.0 wt%的B2 O3 ，
    從約2.8至約3.3 wt%的K2 O，以及
    從約2.0至約6.0 wt%的MgO，
    其中1.5是> （B2 O3 +Na2 O + K2 O）/Al2 O3 ；以及
    其中1.0是> （Na2 O + K2 O）/（Al2 O3 + MgO）。
    [第2項] 一種化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，係由包括以下的玻璃組成物所製成：
    從約59.0至約65.0 wt%的SiO2 ，
    從約11.9至約13.0 wt%的Al2 O3 ，
    從約16.0至約18.5 wt%的Na2 O，
    從約0至約1.0 wt%的B2 O3 ，
    從約2.8至約3.3 wt%的K2 O，以及
    從約2.0至約6.0 wt%的MgO，
    其中1.5是> （B2 O3 +Na2 O + K2 O）/Al2 O3 ；
    其中1.0是> （Na2 O + K2 O）/（Al2 O3 + MgO）；
    其中該玻璃組成物是離子交換的，並且具有一表面壓縮應力層及一中央張力帶。
    [第3項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層具有至少約650 MPa的壓縮應力。
    [第4項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層具有至少約700 MPa的壓縮應力。
    [第5項] 如申請專利範圍第4項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層具有從約720 MPa至約755 MPa的壓縮應力。
    [第6項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層的深度是至少約30.0 μm。
    [第7項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層的深度是至少約35.0 μm。
    [第8項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層的深度是從約30.0 μm至約45.0 μm。
    [第9項] 如申請專利範圍第8項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該表面壓縮應力層的深度是從約35.0 μm至約45.0 μm。
    [第10項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該中央張力帶具有至多達約70 MPa的中央張力。
    [第11項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該中央張力帶具有至多達約55 MPa的中央張力。
    [第12項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該中央張力帶具有從約40 MPa至約55 MPa的中央張力。
    [第13項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃具有至多達約2.6 g/cm3 的密度。
    [第14項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃具有從約97.0至約105.0的線性膨脹係數（α25-300 10-7/°C）。
    [第15項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃具有小於545°C的轉換溫度。
    [第16項] 如申請專利範圍第2項的化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃，其中該玻璃具有小於765°C的軟化溫度。
    [第17項] 一種用於製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的離子可交換之玻璃組成物，基本上是由以下所組成：
    從約59.0至約65.0 wt%的SiO2 ，
    從約11.9至約13.0 wt%的Al2 O3 ，
    從約16.0至約18.5 wt%的Na2 O，
    從約0至約1.0 wt%的B2 O3 ，
    從約2.8至約3.3 wt%的K2 O，以及
    從約2.0至約6.0 wt%的MgO，
    其中1.5是> （B2 O3 +Na2 O + K2 O）/Al2 O3 ；以及
    其中1.0是> （Na2 O + K2 O）/（Al2 O3 + MgO）。
    [第18項] 一種製造化學強化鹼鋁矽酸鹽玻璃的方法，包括：
    混合及熔化玻璃原料成分以形成一均質的玻璃熔融物，包括：
    從約59.0至約65.0 wt%的SiO2 ，
    從約11.9至約13.0 wt%的Al2 O3 ，
    從約16.0至約18.5 wt%的Na2 O，
    從約0至約1.0 wt%的B2 O3 ，
    從約2.8至約3.3 wt%的K2 O，以及
    從約2.0至約6.0 wt%的MgO，
    其中1.5是> （B2 O3 + Na2 O+ K2 O）/Al2 O3 ；以及
    其中1.0是> （Na2 O + K2 O）/（Al2 O3 + MgO）；
    利用選自下拉法、漂浮法及其組合的方法而使玻璃成形；
    使玻璃回火；以及
    藉由離子交換而將該玻璃化學強化。
    [第19項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該玻璃原料成分是在約1650°C的溫度熔化達約12小時。
    [第20項] 如申請專利範圍第19項的方法，其中該玻璃原料成分是在約1650°C的溫度熔化達約4小時。
    [第21項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該玻璃是以約1.0°C/小時的速率回火。
    [第22項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該玻璃是藉由在熔化的鹽浴中離子交換而化學強化。
    [第23項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該熔化的鹽是。
    [第24項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該玻璃是藉由在約380°C至約450°C的溫度離子交換而化學強化。
    [第25項] 如申請專利範圍第24項的方法，其中該玻璃是藉由在約420°C的溫度離子交換而化學強化。
    [第26項] 如申請專利範圍第18項的方法，其中該玻璃是藉由離子交換達約8小時而化學強化。
    [第27項] 如申請專利範圍第26項的方法，其中該玻璃是藉由離子交換達約4小時而化學強化。
    [第28項] 如申請專利範圍第27項的方法，其中該玻璃是藉由離子交換達約2小時而化學強化。
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