TW202021917A - 具有改善的組成的玻璃基板 - Google Patents

Abstract

製作玻璃基板的方法包括以下步驟：由批量製程獲得基礎玻璃；將該基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以實質上移除所有應力及獲得該鹼金屬氧化物、該第一金屬的氧化物、及該第二金屬的氧化物的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

Description

具有改善的組成的玻璃基板

此申請案依據專利法主張於2018年11月14日所提出的第62/767,200號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該申請案的整體內容於本文中以引用方式依附及併入本文中。

本揭示內容的實施例大致與製作具有改善的組成的玻璃基板的方法相關。詳細而言，玻璃基板是由容易在批量製程中製造的基礎玻璃衍生的，然後被處理以獲得適於強化的新組成。

玻璃基製品被用在許多各種工業中，包括消費電子設備、運輸、建築、國防、醫療、及包裝。對於消費電子設備而言，玻璃基製品在電子設備中被用作可攜式或行動電子通訊及娛樂設備（例如行動電話、智慧型手機、平板電腦、視訊播放器、資訊終端（IT）設備、膝上型電腦、導航系統、電視等等）的覆蓋板或窗。在建築中，玻璃基製品被包括在窗戶、淋浴板、太陽能板、及檯面中；且在運輸中，玻璃基製品存在於汽車、火車、飛機、航海器中。玻璃基製品適用於需要優越斷裂抗性但薄且輕量的製品的任何應用。對於每種工業而言，玻璃基製品的機械及/或化學可靠度一般由功能性、性能、及成本所決定。

化學處理是用來向玻璃基板賦予所需的/工程設計的/改善的應力分佈的強化方法。藉由對含鹼玻璃基板進行的離子交換（IOX）來進行的化學強化在此領域中是一個經過驗證的方法。

在過去十年內，隨著觸控螢幕及幾種個人電子設備的出現，平坦的玻璃基製品變得越來越普遍。平坦的玻璃基製品是強化的平坦玻璃基板。大部分的平坦玻璃基板是基於某些批量製程技術來製造的，包括但不限於浮製技術、熔融技術、滾製技術、槽拉技術、或其他鑄造技術（包括坩堝熔化）。

每種製造技術均具有其自己的優點及缺點。一些技術需要進一步處理以得出滿足所需的平坦度規格的玻璃基板。熔融技術一般導致不需要對玻璃基板後拋光的準原子平坦表面。由於高的表面品質，此特徵使得熔融製造技術對於LCD螢幕及保護螢幕中所使用的專業玻璃而言在經濟上有吸引力。

然而，熔融技術就可以形成玻璃的黏度範圍的角度而言有一些限制。黏度範圍也影響製程的溫度，且也可能導致需要非常嚴格控制的可能的玻璃失透。整體而言，最明顯的效果導致了對結合可以添加到玻璃且與熔融拉製製程相容的材料的限制。其包括可以使用的鹼金屬基材料及鹼土金屬基材料的量，該等材料對於經由離子交換進行的強化製程中所使用的玻璃而言特別有用。

經由離子交換強化玻璃基板的操作因此可能在一定程度上被熔融技術限制。如果與其他玻璃成分結合會在玻璃的液相線溫度導致低黏度，則藉由熔融來製造例如具有大量鋰的玻璃可能是更困難的（如果不是不可能的話），在該液相線溫度下，玻璃可以成形而不會結晶。

持續需要提供玻璃基板，該等玻璃基板是平坦及/或順從的，從而接收強化的應力分佈以形成適用於它們特定工業的玻璃基製品。也持續需要用高性價比的方式這樣做。

本揭示內容的態樣與玻璃基板及用於製造及使用該等玻璃基板的方法相關。

在一個態樣中，一種製造玻璃基板的方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有鹼金屬氧化物的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該鹼金屬氧化物、該第一金屬的氧化物、及該第二金屬的氧化物的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

在一個態樣中，一種製造玻璃基板的方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有鹼金屬氧化物的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少殘餘應力，藉此形成該玻璃基板；其中該玻璃基板的中心中的該第二金屬的氧化物的濃度大於該基本組成中的該第二金屬的該氧化物的濃度。

在一個態樣中，一種製造玻璃基板的方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有氧化鈉的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括熔融鉀鹽的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該熔融鉀鹽及熔融鋰鹽的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該氧化鈉、氧化鉀、及氧化鋰的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

在一個態樣中，一種玻璃基製品包括：二氧化矽（SiO₂ ）；氧化鋁（A1₂ O₃ ）；及氧化鋰（Li₂ O），呈大於11莫耳百分比的量；及熔融線。

在一個態樣中，一種玻璃基製品包括：相反的第一表面及第二表面，界定厚度（t ）；二氧化矽（SiO₂ ）；氧化鋁（A1₂ O₃ ）；氧化鈉（Na₂ O）；氧化鋰（Li₂ O）；及氧化鉀（K₂ O），其中該製品的氧化鉀濃度分佈包括減少鉀濃度的區域，該減少鉀濃度的區域位於大於尖峰層深且小於或等於壓縮線深度的深度處。

在一個態樣中，一種消費電子產品包括：殼體，具有前表面、後表面、及側表面；電元件，至少部分地提供在該殼體內，該等電元件包括至少控制器、記憶體、及顯示器，該顯示器被提供在該殼體的該前表面處或附近；及蓋子，設置在該顯示器上方；其中該殼體及該蓋子中的至少一者的一部分包括如本文中的實施例中的任一者所述的玻璃基製品。

在描述幾個示例性實施例之前，要了解，本揭示內容不限於以下揭示內容中所闡述的構造或製程步驟的細節。本文中所提供的揭示內容能夠包括其他的實施例及用各種方式實行或實現。

整篇此說明書的對於「一個實施例」、「某些實施例」、「各種實施例」、「一或更多個實施例」、或「一實施例」的指稱意味著，與實施例結合描述的特定特徵、結構、材料、或特性被包括在本揭示內容的至少一個實施例中。因此，整篇此說明書的各種地方中的例如「在一或更多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在各種實施例中」、「在一個實施例中」、或「在一實施例中」的語句的出現不一定是指相同的實施例。並且，可以在一或更多個實施例中用任何合適的方式結合特定的特徵、結構、材料、或特性。定義及測量技術

用途「玻璃基製品」、「玻璃製品」、「玻璃基基板」、及「玻璃基板」用來包括完全地或部分地由玻璃製作的任何物體。層合玻璃基製品包括玻璃與非玻璃材料的層合結構、玻璃與結晶材料的層合結構。

「基本組成」是在任何離子交換（IOX）處理之前構成基板的化學物質。也就是說，基本組成未被來自IOX的任何離子摻雜。在IOX處理條件使得針對IOX所供應的離子不擴散到基板的中心中時，已經IOX處理過的玻璃基製品的中心處的組成一般與基本組成相同。在一或更多個實施例中，玻璃製品的中心處的組成包括基本組成。

在光學顯微鏡下檢視玻璃時，「熔融線」是一種光學畸變。熔融線的存在是識別熔融拉製玻璃的一種方式，該熔融拉製玻璃是藉由熔融兩個玻璃膜來形成的玻璃片的結果。

注意，在本文中可以利用用語「實質上」及「約」來表示固有的不確定性程度，該不確定性歸因於任何定量、值、測量、或其他表示。這些用語在本文中也用來表示定量表示在不造成討論中的標的的基本功能改變的情況下可以從所陳述的參考變化的程度。因此，例如，「實質不含MgO」的玻璃基製品是一種玻璃基製品，在該玻璃基製品中，MgO並非主動添加或拌合到玻璃基製品中，而是可以作為污染物用非常小的量存在。

除非另有指定，本文中所述的所有組成是在氧化物的基礎上就莫耳百分比（mol%）的角度來表示的。

「應力分佈」是相對於玻璃基基板或製品的部分的應力。壓縮應力區域從製品的壓縮線深度（DOC）的第一表面延伸，其中製品處於壓縮應力下。中心張力區域從DOC延伸以包括製品處於張應力下的區域。

如本文中所使用的，壓縮線深度（DOC）指的是玻璃基製品內的應力從壓縮應力改變成張應力的深度。在DOC處，應力從正（壓縮）應力橫越到負（張）應力，且因此展現了零的應力值。依據機械領域中常用的慣例，壓縮被表示為負（> 0）應力，且張力被表示為正（> 0）應力。然而，在整篇此說明書中，壓縮應力（CS）被表示為正值或絕對值，即如本文中所記載的，CS = ∣CS∣。此外，張應力在本文中被表示為負（> 0）應力。中心張力（CT）指的是玻璃基製品的中心區域或中心張力區域中的張應力。最大中心張力（最大CT或CT_max ）發生在標稱上是在0.5•t處的中心張力區域中，其中t是製品厚度，其允許相對於最大張應力的位置的確切中心變化。

應力分佈的「膝部」是製品的一定深度，在該深度下，應力分佈的斜率從陡變過渡到漸變。膝部可以指斜率改變的深度範圍內的過渡區域。膝部的深度被測量為在製品中具有一定濃度梯度的最大離子的層深，該層深大約是尖峰/陡變區域的層深（DOL_sp ）。膝部的CS是膝部在該深度下的CS。

除非另有指定，否則CT及CS在本文中用百萬帕（MPa）為單位表示、厚度用毫米為單位表示、且DOC（壓縮線深度）及DOL（特定離子的層深）用微米為單位表示。

表面處的壓縮應力是由使用例如FSM-6000（由Orihara Industrial有限公司（日本）製造）的市售儀器的表面應力計（FSM）所測量的。表面應力測量依賴應力光學係數（SOC）的準確測量，該應力光學係數與玻璃的雙折射率相關。SOC轉而是依據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-16中所描述的程序C（玻璃碟法）來測量的，其整體內容以引用方式併入本文中。

最大CT值是使用本領域中習知的散射光偏振鏡（SCALP）技術來測量的。

取決於離子交換處理，可以藉由FSM或SCALP來測量DOC。若玻璃製品中的應力是藉由將鉀離子交換到玻璃製品中來產生的，則使用FSM藉由使用第9,140,543B1號標題為「System and Methods for Measuring the stress profile of ion exchanged glass」的美國專利中所描述的修改過的逆WKB程序來測量DOC。若應力是藉由將鈉離子交換到玻璃製品中來產生的，則使用SCALP來測量DOC。若玻璃製品中的應力是藉由將鉀及鈉離子兩者交換到玻璃中來產生的，則由SCALP測量DOC，因為據信鈉的交換深度指示DOC而鉀離子的交換深度指示壓縮應力數值的改變（但不是從壓縮到伸張的應力的改變）；此類玻璃製品中的鉀離子的交換深度（或DOL）是由FSM測量的。

CS區域的其餘部分中的CS是藉由第8,854,623號標題為「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」的美國專利中所描述的折射近場（RNF）法來測量的，該文件的整體內容特此以引用方式併入本文。RNF測量值是力平衡的且與由SCALP測量值所提供的最大CT值校準。詳細而言，RNF法包括以下步驟：將玻璃基製品安置在參考試塊附近；產生偏振切換的光束，該光束用1 Hz與50 Hz之間的速率在正交偏振之間切換；測量偏振切換的光束中的功率量；及產生偏振切換的參考訊號，其中正交偏振中的每一者中所測量到的功率量是在彼此的50%內。該方法更包括以下步驟：針對不同的進入玻璃試樣的深度將偏振切換的光束透射通過玻璃試樣及參考試塊，接著使用中繼光學系統將透射的偏振切換的光束轉傳到訊號光偵測器，其中訊號光偵測器產生偏振切換的偵測訊號。該方法也包括以下步驟：將偵測訊號除以參考訊號以形成標準化偵測訊號，及從標準化的偵測訊號決定玻璃試樣的分佈特性。基礎玻璃的處理

本文中所揭露的是適於強化的玻璃基板。本文中的方法產生了獨特的玻璃基板，該等玻璃基板具有被定制為要進一步由離子交換及/或熱強化所處理的組成。起始的基礎玻璃是由任何批量製程製作的。在一或更多個實施例中，基礎玻璃是藉由熔融技術來製作的，且本文中的方法產生了玻璃基板，該等玻璃基板具有原本不能由熔融技術實現的組成。從來自現有的批量製程的基礎玻璃開始是高效且經濟的，因為可以接著用相對低的成本產生所需的平台而不會有主要的工程或科學擴展挑戰。一般而言，本文中的方法涉及使用多種離子交換來由能夠擴散於玻璃內部的其他鹼金屬、鹼土金屬元素、或一些特定金屬（例如銅、銀、或金）中的任一者替換存在於基礎玻璃中的鹼金屬。該等方法也包括退火步驟以將該等元素進一步擴散於玻璃內部及減少玻璃中由玻璃改性中所使用的多種離子交換製程所誘發的殘餘應力。在一或更多個實施例中，大部分（若非全部）的殘餘應力被移除。結果是一種新的玻璃基板，該玻璃基板跨其厚度具有準均勻的鹼金屬含量且具有與原始基礎玻璃不同的玻璃組成。此種新的玻璃具有不同的化學組成及也可以調整的一些機械性質。與傳統的玻璃形成溫度（900-1300℃）相比，本文中的方法是在離子交換及退火製程的相對低及中間的溫度（300-700℃）下進行的。由於較低的玻璃改性溫度，避免了在基礎玻璃中使用例如大量的鋰時出現的某些困難（例如在熔化期間實現合理的低黏度、及失透/結晶等問題）。

在一個實施例中，一種製造玻璃基板的方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有氧化鈉的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括熔融鉀鹽的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該熔融鉀鹽及熔融鋰鹽的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該氧化鈉、氧化鉀、及氧化鋰的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

在圖1中，依據一個實施例的方法100藉由從批量製程獲得基礎玻璃開始於110處。批量製程包括但不限於：浮製技術、熔融技術、滾製技術、槽拉技術、及坩堝熔化。基礎玻璃包括含有鹼金屬氧化物的基本組成。

在步驟I 120處，基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃。在此第一步驟中，選擇能夠在緊鄰表面附近誘發高應力水平的元素（即第一金屬）的離子交換。在一或更多個實施例中，第一金屬將是鉀，其在與玻璃中的鈉及鋰交換時誘發大的應力。然而，鉀並不擴散得非常快。這意味著，取決於所選擇的時間及溫度，鉀將大部分集中在玻璃的表面的前10到100微米中。第一金屬將取代此前10到100微米中的鹼金屬氧化物中的一些，使得鹼金屬氧化物的濃度在基礎玻璃的第一表面及第二表面中的一或兩者處為零，且其濃度沿著基板厚度（t）的一部分變化直到該濃度達到基本組成中的鹼金屬氧化物的濃度為止。第一金屬的氧化物將在第一表面及第二表面中的一或兩者處用非零的濃度存在於受保護的玻璃中，且沿著基板厚度（t）的一部分變化直到深度t_p 為止，在該深度處，該濃度達到基本組成中任何濃度的第一金屬的氧化物的濃度。或者，可以使用其他較重的離子（例如銣、銫、及鈁），但這些離子是較昂貴的且要處理是有挑戰性的。此初始離子交換的目的是用高應力保護玻璃的表面及向後續的步驟提供某種水平的應力控制。

在一個實施例中，鹼金屬氧化物用在第一表面及第二表面中的一或兩者處為零的濃度存在於受保護的基礎玻璃中，且該濃度沿著基板厚度（t ）的一部分變化，直到該濃度達到基本組成中的鹼金屬氧化物的濃度為止；及第一金屬的氧化物在第一表面及第二表面中的一或兩者處用非零的濃度存在於受保護的玻璃中，且沿著基板厚度（t ）的一部分變化直到t_p 為止，在t_p 處，該濃度達到基本組成中任何濃度的第一金屬的氧化物的濃度。藉由圖2的非限制性示例（其基於示例1），鹼金屬氧化物是氧化鈉（一般為Na₂ O），其用16.51莫耳百分比的量存在於基礎玻璃（圖2中的「Na₂ O基礎」）中。在步驟I之後，Na₂ O在0微米處顯示0莫耳百分比的濃度（圖2中的「Na₂ O步驟I」），該濃度變化直到約50微米的深度為止，此時Na₂ O濃度達到其在基本組成中16.51莫耳百分比的濃度。在示例1中，將鉀用作第一金屬。步驟I之後的氧化鉀（一般是K₂ O）的濃度在0微米處非零（圖2中的「K₂ O步驟I」），該濃度沿著基板厚度（t ）的一部分變化直到約50微米（t_p ）為止，在該處，該濃度達到0莫耳百分比，其為氧化鉀在基本組成中的濃度。

第一金屬的存在促進了步驟II的離子交換。

在步驟II 130處，受保護的基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃。在步驟II期間，經由將離子擴散於基礎玻璃的內部深處產生了新玻璃組成的基礎。在此步驟處，離子交換處理的離子包括但不限於鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）、銀（Ag）、金（Au）、銅（Cu）、及上述項目的組合。也可以使用鹼土金屬，然而它們是二價的且移動性較小。在一個實施例中，因為鋰（Li）容易擴散及與存在於玻璃基礎基板內部的鈉交換，所以將Li作為第二金屬引入於基礎玻璃的深處中以形成新的組成。可以使用例如也是快速擴散體的其他元素，例如銀（Ag）。然而，使用Ag可能導致玻璃著色。

在一個實施例中，鹼金屬氧化物用在第一表面及第二表面中的一或兩者處為零的濃度存在於改性的基礎玻璃中，且該濃度沿著基板厚度（t ）的一部分變化，且沿著t 的部分的該濃度小於基本組成中的鹼金屬氧化物的濃度；第一金屬的氧化物在第一表面及第二表面中的一或兩者處用非零的濃度存在於改性的玻璃中，且沿著基板厚度（t ）的一部分變化直到t_m 為止，在t_m 處，該濃度達到基本組成中任何濃度的第一金屬的氧化物的濃度；及第二金屬的氧化物用在第一表面及第二表面中的一或兩者處非零的濃度存在於改性的玻璃中，且該濃度沿著基板厚度（t ）的一部分變化。藉由圖2的非限制性示例（其基於鋰是第二金屬的示例1），在步驟II之後，Na₂ O在0微米處顯示0莫耳百分比的濃度（圖2中的「Na₂ O步驟II」），該濃度在約175微米的深度處增加到約8莫耳百分比，其小於Na₂ O在基本組成中16.51莫耳百分比的濃度。步驟II之後的K₂ O的濃度在0微米處非零（圖2中的「K₂ O步驟II」），該濃度沿著基板厚度（t ）的一部分變化直到約100微米（t_m ）為止，在該處，該濃度達到0莫耳百分比，其為氧化鉀在基本組成中的濃度。氧化鋰（一般是Li₂ O）的濃度從表面處的10莫耳百分比變化，從而在約100微米的深度處減少到約8.5莫耳百分比（圖2中的「Li₂ O步驟II」）。

在一個實施例中，tm大於tp，這指示，第一金屬（例如鉀）在步驟II期間擴散到玻璃基板的更裡面。

本文中的方法形成具有分佈的濃度分佈的玻璃基板。在一個實施例中，分佈的濃度包括：呈一定平均濃度的第一鹼金屬氧化物，該平均濃度小於該第一鹼金屬氧化物在基本組成中的濃度且從大於或等於0.18t 的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；呈一定平均濃度的第一金屬氧化物，該平均濃度大於該第一金屬氧化物在基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；及呈一定平均濃度的第二金屬氧化物，該平均濃度大於該第二金屬氧化物在基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。在一個實施例中，基板厚度是800微米且0.18t 是144微米。

針對依據示例1的圖2的非限制性示例，步驟III之後的Na₂ O濃度從表面到約175微米的深度是在6.5-7.5莫耳百分比的範圍中（圖2中的「Na₂ O步驟III」）；步驟III之後的K₂ O濃度在表面處為約1.5莫耳百分比，且在約175微米的深度處減少到接近0莫耳百分比（圖2中的「K₂ O步驟III」）；及步驟III之後的Li₂ O濃度是在8.5-9莫耳百分比的範圍中（圖2中的「Li₂ O步驟III」）。

在步驟III之後，圖2中的平均Na₂ O濃度為約7莫耳百分比，其小於Na₂ O在基本組成中的濃度。根據圖2，可以推論，Na₂ O濃度從大於或等於0.18t （144微米）的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。在步驟III之後，圖2中的平均K₂ O濃度為約1莫耳百分比，其大於K₂ O在基本組成中的濃度。根據圖2，可以推論，K₂ O濃度從大於或等於0.18t （144微米）的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。在步驟III之後，圖2中的平均Li₂ O濃度為約8.75莫耳百分比，其大於Li₂ O在基本組成中的濃度。根據圖2，可以推論，Li₂ O濃度從大於或等於0.18t （144微米）的深度到基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。

本文中的方法的特徵是，在利用常規方法的情況下，在試圖將鋰添加到在原始組成中不具有鋰的含鈉玻璃中時，鋰（IOX浴中的鋰）與鈉（玻璃中的鈉）的交換在表面附近導致高的張應力。即使~5重量百分比的LiNO₃ /95重量百分比的NaNO₃ 或5重量百分比的LiNO₃ /95重量百分比的KNO₃ 的浴中的小量的鋰也可能導致玻璃在表面附近或在中間深度處破裂。其結果是，在原本不含鋰的玻璃中引入鋰可能是有挑戰性的。

將步驟I包括在本文中的方法中作為IOX「保護」步驟藉由提供應力控制克服了此挑戰。藉由在步驟I中在接近及緊鄰表面之處中誘發高應力，在步驟II中離子交換到基礎玻璃中的鋰的量可以增加。可以在浴中使用的鋰的量將取決於原始基礎玻璃組成及起初藉由保護步驟（步驟I）所完成的保護量。

可以依需要重複135步驟II以獲得所需的組成。

參照圖13（其針對由本文中的玻璃基板製作的玻璃基製品提供了應力及氧化鉀分佈與正規化位置的關係的綜合圖），存在減少鉀濃度的區域，該區域位於大於尖峰層深且小於壓縮線深度的深度處。此減少鉀濃度的區域表示在鋰化及退火之後存在的鉀「訊跡」。雖然在發明性玻璃基板上進行所需的離子交換（IOX）之後的最終玻璃基製品中，表面附近的鉀濃度將取決於所使用的IOX條件，但在從發明性玻璃基板開始時，在深處將仍然存在類似的鉀濃度訊跡，因為通常用於強化的典型IOX僅使得鉀在緊鄰表面之處增加。

此區域在製品內部是相對深的，位於例如大於或等於0.0625t 到小於或等於0.1875t 處，包括大於或等於0.0625t 到小於或等於0.125t 、大於或等於0.0625t 到小於或等於0.09t 、大於或等於0.125t 到小於或等於0.09t 、大於或等於0.125t 到小於或等於0.1875t 、及其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，減少鉀濃度的區域內的鉀濃度小於2體積莫耳百分比，包括大於0莫耳百分比到小於2莫耳百分比、大於或等於0.01莫耳百分比到小於2莫耳百分比、大於或等於0.1莫耳百分比、大於或等於0.25莫耳百分比、大於或等於0.5莫耳百分比、大於或等於1莫耳百分比、及/或小於或等於1.9莫耳百分比、小於或等於1.8莫耳百分比、小於或等於1.5莫耳百分比、小於或等於1.4莫耳百分比、小於或等於1.3莫耳百分比、小於或等於1.2莫耳百分比、小於或等於1.1莫耳百分比，包括其間的所有值及子範圍。

減少鉀濃度的區域中的鉀濃度分佈的形狀取決於退火條件。在一或更多個實施例中，減少鉀濃度的區域內的鉀濃度會變化，即其非恆定。

在一或更多個實施例中，減少鉀濃度的區域內的鉀濃度具有隨機的拋物線形狀。在拋物線形狀的區域中，在一或更多個實施例中，該區域內的鉀濃度用小於或等於2%的量減少，包括小於或等於1.9%、1.8%、1.7%、1.6%、1.5%、1.4%、1.3%、1.2%、1.1%、1%、0.9%、0.8%、0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、及0.1%、及/或大於或等於0.1%，包括其間的所有值及子範圍。%、90%、及/或小於或等於100%，包括其間的所有值及子範圍。針對濃度的減少，存在一定百分比的起始值。例如，2莫耳百分比的起始濃度的2%減少會減少0.04莫耳百分比而造成1.96莫耳百分比。

在一或更多個實施例中，減少鉀濃度的區域內的鉀濃度具有S形。在S形的區域中，在一或更多個實施例中，區域內的鉀濃度用大於或等於50%的量減少，包括大於或等於55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、及/或小於或等於100%，包括其間的所有值及子範圍。針對濃度的減少，存在一定百分比的起始值。例如，2莫耳百分比的起始濃度的50%減少會減少1莫耳百分比而造成1莫耳百分比。

在一或更多個實施例中，減少鉀濃度區域位於例如大於或等於50微米到小於或等於150微米處，包括大於或等於50微米到小於或等於1050微米、大於或等於50微米到小於或等於75微米、大於或等於100微米到小於或等於75微米、大於或等於100微米到小於或等於150微米、及其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，添加到基礎玻璃的鋰的量小於或等於基礎玻璃的鹼金屬含量。在一或更多個實施例中，添加到基礎玻璃的鋰的量是大於或等於0.1莫耳百分比的絕對莫耳百分比及/或相對於基礎玻璃組成中的鋰小於或等於25莫耳百分比，例如大於或等於0.5莫耳百分比、大於或等於1莫耳百分比、大於或等於2莫耳百分比、大於或等於3莫耳百分比、大於或等於4莫耳百分比、大於或等於5莫耳百分比、大於或等於6莫耳百分比、大於或等於7莫耳百分比、大於或等於8莫耳百分比、大於或等於9莫耳百分比、大於或等於10莫耳百分比、大於或等於11莫耳百分比、大於或等於12莫耳百分比、大於或等於13莫耳百分比、大於或等於14莫耳百分比、大於或等於15莫耳百分比、大於或等於16莫耳百分比、大於或等於17莫耳百分比、大於或等於18莫耳百分比、大於或等於19莫耳百分比、大於或等於20莫耳百分比或更大；及/或小於或等於25%，及其間的所有值及子範圍。

在步驟III 140處，使改性的基礎玻璃退火以形成所需組成的玻璃基板。使改性的基礎玻璃退火的操作用來減少在第一離子交換處理及第二離子交換處理期間賦予的應力。在接近玻璃的退火溫度的溫度下，存在於玻璃中的應力將在暴露於熱達適當的時間量之後鬆弛。在冷卻之後，無論玻璃內部的離子分佈如何，玻璃均形成具有準無應力特性的基板。在一或更多個實施例中，退火移除了基板中實質上所有的應力，這意味著，生成的玻璃基板的應力是零或接近零，使得任何殘餘應力不會影響基板的搬運或進一步處理。在一或更多個實施例中，玻璃基板包括小於或等於35 MPa的殘餘應力。殘餘應力可以小於或等於30 MPa、小於或等於25 MPa、小於或等於20 MPa、小於或等於15 MPa、小於或等於10 MPa、或小於等於5 MPa、小於或等於4 MPa、或等於3 MPa、小於或等於2 MPa、小於或等於1 MPa，及其間的所有值及子範圍。

退火也促進離子交換的離子的進一步擴散，使得實現鹼金屬氧化物的、第一金屬的氧化物、及第二金屬的氧化物的分佈的濃度分佈。在一或更多個實施例中，分佈的濃度分佈可以跨厚度是標稱上（準）均勻的。從高達約0.18t 的表面（例如對於800微米厚的玻璃而言為從約100到約150微米），可能存在一些變化。例如，高達約0.18t ，個別的鹼金屬離子可以具有在±2.5絕對莫耳百分比的範圍內變化的濃度。對於比約0.18t 深的深度而言，個別的鹼金屬氧化物可能從第一表面及第二表面中的一或兩者到基板的中心用變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比的濃度存在。

本文中的方法的有利之處在於，產生了新的玻璃組成，該等新的玻璃組成在新的玻璃中包括改善的鹼金屬含量控制。也可以使用例如為銀、金、及銅的一些金屬。也可以使用一些鹼土金屬，即使它們的擴散性較慢。

本文中的方法適於使用所處理的片材玻璃。可以適應所有的厚度。本文中的示例用於0.8 mm的玻璃。較厚的玻璃的預期處理時間會較長；且對於較薄的玻璃（例如0.5 mm）而言，處理時間會減少。

在將原始基礎玻璃改性之後的新玻璃組成在釋放製程的殘餘應力的溫度下退火之後可以是準無應力的。也就是說，殘餘應力值優選地是低的，且應了解，實現絕對無應力的玻璃可能是不實際的。可以將殘餘應力設計為促進進一步處理成玻璃基製品。

可以接著將新的準無應力玻璃組成用作新的基板以供進行強化（例如離子交換及/或退火）。在一個實施例中，可以將玻璃基板陶瓷化成玻璃陶瓷然後進行離子交換。

可以在新的玻璃組成中實施獨特的應力及離子含量分佈。

本文中的方法允許形成玻璃，由於在玻璃熔化、成形等等期間的低黏度的熱黏彈性需求、失透/結晶，該等玻璃在其他平台（例如熔融）中會非常難以完成或不可能完成。使原始基礎玻璃改性成新的玻璃組成的方法在低到中間的溫度下進行，在該等溫度下，此類需求不成問題。

可以在成品而不是片材尺寸的玻璃中以利用昂貴的材料（例如Li）為目標。因此，不存在切割、研磨、拋光、3D成形時的損失，從而使得昂貴材料（例如Li）的利用更高效且更環保。

可以將新的基礎玻璃具體設計為具有指定的機械性質（例如較高的模量及斷裂韌性），或可以將新的基礎玻璃便宜地及容易地製造為更複雜的玻璃的起始點，該等更複雜的玻璃更難以製造（如果不是不可能的話）及用較便宜的成本製造。這為可以是熔融或滾製相容的玻璃提供了設計空間，因為玻璃中的最終離子含量將由基礎玻璃中的後製程改性所界定。這也可以導致與製造玻璃基板相關聯的成本較低。

本文中的方法允許高效及快速地對從基礎玻璃衍生的不同的玻璃組成進行原型設計，而不需要進行昂貴的試驗來以可以藉由基礎玻璃的改性來實現的某些屬性（例如平坦度或厚度）為目標。基礎玻璃

基礎玻璃的選擇可以基於例如可用性、成本、及基本組成。一般而言，基礎玻璃具有鹼金屬（週期表的1A族）及可選地具有鹼土元素（週期表的2A族）。

可以使用的基礎玻璃的示例可以包括鹼鋁矽酸鹽玻璃組成或含鹼鋁硼矽酸鹽玻璃組成，然而也考慮其他的玻璃組成。可以使用的玻璃基基板的具體示例包括但不限於鈉鈣矽酸鹽玻璃、鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃、鹼鋁硼矽酸鹽玻璃、含鹼鋰鋁矽酸鹽玻璃、或含鹼磷酸鹽玻璃。基礎玻璃具有可以被表徵為可離子交換的基本組成。如本文中所使用的，「可離子交換」意味著，包括該組成的基板能夠用化合價相同且尺寸較大或較小的陽離子交換位於基板的表面處或附近的陽離子。

在一或更多個實施例中，基本組成具有2莫耳百分比或更大的鹼金屬氧化物含量。

在一個實施例中，基本組成的鹼金屬氧化物含量包括：從大於或等於50重量百分比到小於或等於100重量百分比的Na₂ O、從大於或等於0重量百分比到小於或等於50重量百分比的Li₂ O、及從大於或等於0到小於或等於50重量百分比的K₂ O；例如從大於或等於70重量百分比到小於或等於100重量百分比的Na₂ O、從大於或等於0重量百分比到小於或等於30重量百分比的Li₂ O、及從大於或等於0到小於或等於30重量百分比的K₂ O；或從大於或等於85重量百分比到小於或等於100重量百分比的Na₂ O、從大於或等於0重量百分比到小於或等於15重量百分比的Li₂ O、及從大於或等於0到小於或等於15重量百分比的K₂ O；及其間的所有值及子範圍。

基礎玻璃的示例性基本組成可以包括但不限於：鈉鈣矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、含鹼硼矽酸鹽、含鹼鋁硼矽酸鹽、或含鹼磷矽酸鹽。

在一個實施例中，基本組成包括：55到70莫耳百分比的SiO₂ 、10到20莫耳百分比的Al₂ O₃ 、1到7莫耳百分比的P₂ O₅ 、0到2莫耳百分比的Li₂ O、2到20莫耳百分比的Na₂ O、0到10的B₂ O₃ 、及0到10莫耳百分比的ZnO、0到4莫耳百分比的K₂ O、0到8莫耳百分比的MgO、0到1莫耳百分比的TiO₂ 、及0到0.5莫耳百分比的SnO₂ ，及其間的所有值及子範圍。

在一個實施例中，基本組成包括小於或等於20重量百分比的氧化鋰，例如小於或等於19莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於18莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於17莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於16莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於15莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於14莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於13莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於12莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於11莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於10莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於9莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於8莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於7莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於6莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於5莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於4莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於3莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於2莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於1莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於0.5莫耳百分比的氧化鋰、小於或等於0.1莫耳百分比，及其間的所有值及子範圍。在一個實施例中，基本組成不含氧化鋰。

基礎玻璃可以由批量製程所表徵，該等基礎玻璃可以在該批量製程中形成。例如，玻璃基基板可以被表徵為可浮製形成（即藉由浮製製程來形成）、可下拉製的、且特別是可熔融成形的或可槽拉製的（即藉由例如為熔融拉製製程或槽拉製程的下拉製程來形成）。

本文中所述的基礎玻璃的一些實施例可以藉由下拉過程來形成。下拉製程產生了具有均勻的厚度且具有相對原始的表面的基礎玻璃。因為玻璃製品的平均抗撓強度受表面瑕玼的量及尺寸控制，所以具有最小接觸的原始表面具有較高的初始強度。此外，下拉製的基礎玻璃具有可以用在其最終應用中而不需要昂貴地研磨及拋光的非常平坦、平滑的表面。

基礎玻璃的一些實施例可以被描述為是可熔融成形的（即可使用熔融拉製製程成形）。熔融製程使用了具有用於接受熔融玻璃原料的通道的拉製槽。通道在通道的兩側上沿著通道的長度具有在頂部開放的堰。在通道填有熔融材料時，熔融玻璃溢出堰。由於重力，熔融玻璃流下拉製槽的外表面成為兩道流動的玻璃膜。拉製槽的這些外表面向下及向內延伸，使得該等外表面在拉製槽下方的邊緣處接合。兩道流動的玻璃膜在此邊緣處接合以融合及形成單道的流動玻璃片。熔融拉製法提供了以下優點：因為流過通道的兩道玻璃膜融合在一起，所以生成的玻璃製品的外表面都不與裝置的任何部分接觸。因此，熔融拉製的基礎玻璃的表面性質不被此類接觸影響。熔融形成製程造成具有「熔融線」的玻璃片，在該熔融線處，溢出拉製槽的每側的兩個玻璃膜相遇。熔融線形成在兩個流動的玻璃膜熔融在一起之處。熔融線的存在是一種識別熔融拉製玻璃的方式。在光學顯微鏡下檢視玻璃時，可以將「熔融線」看作一種光學畸變。

本文中所述的基礎玻璃的一些實施例可以藉由槽拉製程來形成。槽拉製程與熔融拉製法不同。在槽拉製程中，熔融的原料玻璃被提供到拉製槽。拉製槽的底部具有開口狹槽，該開口狹槽具有延伸狹槽長度的噴嘴。熔融玻璃流動通過狹槽/噴嘴且被向下拉出成為連續的玻璃片且進入退火區域。離子交換（ IOX ）處理

基礎玻璃的化學強化是藉由以下步驟來進行的：將可離子交換的玻璃基板安置在含有陽離子（例如K+、Na+、Ag+等等）的熔融浴中，該等陽離子擴散到玻璃中，而玻璃的較小鹼金屬離子（例如Na+、Li+）向外擴散到熔融浴中。由較大的陽離子替換較小的陽離子在玻璃的頂面附近產生壓縮應力。在玻璃的內部中產生張應力以平衡近表面的壓縮應力。

針對離子交換製程，它們可以獨立地是熱擴散製程或電擴散製程。將玻璃浸入在多種離子交換浴中且在浸入之間進行洗滌及/或退火步驟的離子交換製程的非限制性示例被描述於以下文件中：Douglas C. Allan等人的於2013年10月22日公告的第8,561,429號標題為「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」的美國專利，該美國專利主張於2008年7月11日所提出的第61/079,995號的美國臨時專利申請案的優先權，其中藉由在多種相繼的離子交換處理中浸入在不同濃度的鹽浴中來強化玻璃；及Christopher M. Lee等人的於2012年11月20日公告的第8,312,739號標題為「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」的美國專利，該美國專利主張於2008年7月29日所提出的第61/084,398號的美國臨時專利申請案的優先權，其中藉由在用流出離子稀釋的第一浴中進行離子交換然後浸入在具有比第一浴小的濃度的流出離子的第二浴中來強化玻璃。第8,561,429及8,312,739號的美國專利的整體內容以引用方式併入本文中。

針對用於離子交換的鹽，硝酸鹽是常規的，但可以使用任何合適的鹽或鹽組合。例如，用來遞送用於離子交換的陽離子的陰離子可以選自由以下項目所組成的群組：硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氯化物、氟化物、硼酸鹽、磷酸鹽、及上述項目的組合。在一或更多個實施例中，第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於1000℃的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括硝酸鹽，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於600℃的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括硫酸鹽，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於900°C的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括碳酸鹽，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於850°C的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括氟化物，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於900°C的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括氯化物，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在大於或等於300℃到小於或等於850°C的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括硼酸鹽，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在大於或等於300℃到小於或等於900°C的範圍中的浴溫度。

在一個實施例中，藉由熔融鹽來遞送離子，該等熔融鹽的陰離子包括磷酸鹽，且第一離子交換處理及第二離子交換處理獨立地包括在大於或等於300℃到小於或等於1000°C的範圍中的浴溫度。

離子交換處理造成具有鹼金屬氧化物的玻璃，該鹼金屬氧化物具有非零的濃度，該濃度從第一表面及第二表面中的一或兩者到該金屬氧化物的層深（DOL）變化。非零濃度可以沿著製品厚度的一部分變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度是非零的且沿著範圍從約0•t 到約0.3•t 的厚度的變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度是非零的，且沿著範圍從約0•t 到約0.35•t 、從約0•t 到約0.4•t 、從約0•t 到約0.45•t 、從約0•t 到約0.48•t 、或從約0•t 到約0.50•t 的厚度變化。濃度的變化沿著上述的厚度範圍可以是連續的。濃度的變化沿著約100微米的厚度節段可以包括約0.2莫耳百分比或更大的金屬氧化物濃度改變。金屬氧化物濃度改變沿著約100微的厚度節段可以為約0.3莫耳百分比或更大、約0.4莫耳百分比或更大、或約0.5莫耳百分比或更大。可以藉由本領域中習知的方法（包括微探針）來測量此改變。

在一些實施例中，濃度的變化沿著在從約10微米到約30微米的範圍中的厚度節段可以是連續的。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度從第一表面向第一表面與第二表面之間的值減少且從該值向第二表面增加。

鹼金屬氧化物的濃度可以包括多於一種的金屬氧化物（例如Na₂ O與K₂ O的組合）。在一些實施例中，若利用了兩種金屬氧化物且若離子的半徑彼此不同，則在淺的深度處，具有較大半徑的離子的濃度大於具有較小半徑的離子的濃度，而在較深的深度處，具有較小半徑的離子的濃度大於具有較大半徑的離子的濃度。

在一或更多個實施例中，鹼金屬氧化物濃度梯度延伸通過製品的厚度t 的一實質部分。在一些實施例中，金屬氧化物的濃度沿著第一區段及/或第二區段的整個厚度可以為約0.5莫耳百分比或更大（例如約1莫耳百分比或更大），且在第一表面及/或第二表面0•t 處最大且實質恆定地向第一表面與第二表面之間的一個值減少。在該值處，金屬氧化物的濃度沿著整個厚度t 是最小的；然而濃度在該點處也是非零的。換言之，該特定金屬氧化物的非零濃度沿著厚度t 的大部分（如本文中所述）或整個厚度t 延伸。玻璃基製品中的特定金屬氧化物的總濃度的範圍可以從約1莫耳百分比到約20莫耳百分比。

可以從被離子交換以形成玻璃基製品的玻璃基基板的金屬氧化物的基線量決定鹼金屬氧化物的濃度。退火

可以藉由本領域中的方法來進行退火方法。時間及溫度可以特定於不同的玻璃組成。退火一般是在大於玻璃的應變點的溫度下進行的。加熱及冷卻的速率是基於玻璃組成及所需的性質來選擇的。

圖4提供了依據一個實施例的退火製程。在一個實施例中，退火具有在630℃的保持溫度下的3小時的保持時間。可以在大於或等於300℃到小於或等於800℃的範圍中（例如在大於或等於500℃到小於或等於700℃的範圍中）進行保持溫度。

在一個實施例中，使用10℃/分鐘的加熱速率，直到實現630℃的退火溫度為止。在一個實施例中，冷卻速率為：起初為3℃/分鐘及5℃/分鐘，這容許在冷卻製程期間逐漸冷卻且避免額外地誘發應力。此後，可以使用10℃/分鐘的較快的冷卻速率。

除非對於特定的應用需要考慮熱衝擊，否則可以使用10℃/分鐘的較快的加熱及冷卻速率。取決於所使用的溫度、時間、及循環時間，更多或更少的殘餘應力可能仍然存在於相對於所需的絕對空應力偏離的玻璃基板中。這為也可以用來提供要添加到基板的初始殘餘應力的退火循環的製程提供了另一種控制水平。

離子交換的玻璃的退火可以造成大部分（如果不是全部的話）應力的移除及離子的擴散。玻璃基製品

玻璃基製品可以藉由強化本文中所揭露的玻璃基板來形成，該強化操作藉由針對基礎玻璃所論述的離子交換及/或退火方法來進行。在強化玻璃基板之後，生成的玻璃基製品將具有依據各種應用的規格所設計的應力分佈。

具體針對玻璃基板的化學強化，壓縮應力產生在玻璃的頂面附近，且張應力產生在玻璃的內部中，以平衡近表面壓縮應力。由於從第一表面到玻璃基板中變化的非零濃度的金屬氧化物，在離子交換之後產生了應力分佈。

在一或更多個實施例中，本文中的任何玻璃基製品單獨地或結合地包括以下特徵中的一或更多者： 峰值壓縮應力（CS），其大於或等於200 MPa、大於或等於250 MPa、大於或等於300 MPa、大於或等於450 MPa、大於或等於500 MPa、大於或等於550 MPa、大於或等於600 MPa、大於或等於650 MPa、大於或等於700 MPa、大於或等於750 MPa、大於或等於800 MPa、大於或等於850 MPa、大於或等於900 MPa、大於或等於950 MPa、大於或等於1000 MPa、大於或等於1050 MPa、大於或等於1100 MPa、大於或等於1150 MPa、或大於或等於1200 MPa、或更大，包括其間的所有值及子範圍； 膝部處的壓縮應力（CS_k ），其大於或等於50 MPa、大於或等於55 MPa、大於或等於60 MPa、大於或等於65 MPa、大於或等於70 MPa、大於或等於75 MPa、大於或等於80 MPa、大於或等於85 MPa、大於或等於90 MPa、大於或等於95 MPa、大於或等於100 MPa、大於或等於105 MPa、大於或等於110 MPa、大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、大於或等於130 MPa、大於或等於135 MPa、大於或等於140 MPa、大於或等於145 MPa、大於或等於150 MPa、大於或等於155 MPa、大於或等於160 MPa、大於或等於170 MPa、大於或等於180 MPa、大於或等於190 MPa、大於或等於200 MPa、大於或等於210 MPa、大於或等於220 MPa、大於或等於230 MPa、大於或等於240 MPa、及/或小於或等於250 MPa，包括其間的所有值及子範圍； 中心張力（CT），其大於或等於50 MPa、大於或等於55 MPa、大於或等於60 MPa、大於或等於65 MPa、大於或等於70 MPa、大於或等於75 MPa、大於或等於80 MPa、大於或等於85 MPa、大於或等於90 MPa、大於或等於95 MPa、大於或等於100 MPa、大於或等於110 MPa、及/或小於或等於120 MPa，包括其間的所有值及子範圍； 壓縮線深度（DOC），其大於或等於0.11t 、0.12t 、0.13t 、0.14t 、0.15t 、0.16t 、0.17t 、0.18t 、0.19t 、0.20t 、0.21t 、0.22t 、及/或小於或等於0.30t 、0.29t 、0.28t 、0.27t 、0.26t 、0.25t 、0.24t 、0.23t ，包括其間的所有值及子範圍； 尖峰層深（DOL_sp ），其大於或等於0.007t 、大於或等於0.008t 、大於或等於0.009t 、大於或等於0.01t 、大於或等於0.011t 、大於或等於0.012t 、大於或等於0.013t 、大於或等於0.014t 、大於或等於0.015t 、大於或等於0.016t 、大於或等於0.017t 、大於或等於0.018t 、大於或等於0.019t 、大於或等於0.02t 、大於或等於0.021t 、大於或等於0.022t 、大於或等於0.023t 、大於或等於0.024t 、及/或小於或等於0.025t ，包括其間的所有值及子範圍；及/或相對於表面在大於或等於6.5微米、大於或等於7微米、大於或等於8微米、大於或等於9微米、大於或等於10微米、大於或等於11微米、大於或等於12微米、大於或等於13微米、大於或等於14微米、大於或等於15微米、大於或等於16微米、大於或等於17微米、大於或等於18微米、大於或等於19微米、及/或小於或等於20微米的深度處，包括其間的所有值及子範圍；及 中心組成中呈大於0.1莫耳百分比的量的氧化鋰（Li₂ O）；Li₂ O含量可以大於或等於0.5莫耳百分比、大於或等於1莫耳百分比、大於或等於2莫耳百分比、大於或等於3莫耳百分比、大於或等於5莫耳百分比、大於或等於10莫耳百分比、大於或等於11莫耳百分比、大於或等於12莫耳百分比、大於或等於13莫耳百分比、大於或等於14莫耳百分比、及/或小於或等於15莫耳百分比、及其中的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，本文中的玻璃基製品包括熔融線。

在一或更多個實施例中，玻璃基製品包括熔融線及呈大於或等於11莫耳百分比的量的氧化鋰（Li₂ O）。Li₂ O含量可以大於或等於11.1莫耳百分比、大於或等於11.5莫耳百分比、大於或等於12莫耳百分比、大於或等於13莫耳百分比、大於或等於14莫耳百分比、及/或小於或等於15莫耳百分比、及其中的所有值及子範圍。

玻璃組成中的鋰的量對液相線黏度有影響。在實施例中，液相線黏度小於或等於300 kP，例如小於或等於275 kP、小於或等於250 kP、小於或等於225 kP、小於或等於200 kP、小於或等於175 kP、或小於或等於150 kP。在其他的實施例中，液相線黏度大於或等於100 kP、大於或等於125 kP、大於或等於150 kP、大於或等於175 kP、大於或等於200 kP、大於或等於225 kP、大於或等於250 kP、或大於或等於275 kP。在又其他的實施例中，液相線黏度為從大於或等於100 kP到小於或等於300 kP、大於或等於125 kP到小於或等於275 kP、大於或等於150 kP到小於或等於250 kP、或大於或等於175 kP到小於或等於225 kP、及前述值之間的所有範圍及子範圍。液相線黏度值是由以下方法所決定的。首先，玻璃的液相線溫度是依據標題為「Standard Practice for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method」的ASTM C829-81（2015）來測量的。接下來，液相線溫度下的玻璃的黏度是依據標題為「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point」的ASTM C965-96（2012）來測量的。最後產品

圖12A及12B中示出了併入本文中所揭露的玻璃基製品中的任一者的示例性製品。具體而言，圖12A及12B示出了消費電子設備200，該消費電子設備包括：殼體202，具有前表面204、後表面206、及側表面208；電元件（未示出），至少部分地位在殼體內部或全部在殼體內，且至少包括控制器、記憶體、及位在殼體的前表面處或附近的顯示器210；及覆蓋基板212，位在殼體的前表面處或上方，使其位在顯示器上方。在一些實施例中，殼體的一部分及覆蓋基板212中的至少一者可以包括本文中所揭露的強化製品中的任一者。實施例

本揭示內容包括以下編號的實施例：

實施例1。 一種製造玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有鹼金屬氧化物的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該鹼金屬氧化物、該第一金屬的氧化物、及該第二金屬的氧化物的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

實施例2。 一種製造玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有鹼金屬氧化物的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括第一金屬的離子的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及第二金屬的離子的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少殘餘應力，藉此形成該玻璃基板；其中該玻璃基板的中心中的該第二金屬的氧化物的濃度大於該基本組成中的該第二金屬的該氧化物的濃度。

實施例3。 如任何前述實施例所述的方法，其中該玻璃基板包括小於或等於35 MPa的殘餘應力。

實施例4。 如任何前述實施例所述的方法，其中該玻璃基板包括小於或等於5 MPa的殘餘應力。

實施例5。 如任何前述實施例所述的方法，其中在將該基礎玻璃暴露於該第一離子交換處理之後：該鹼金屬氧化物用在該第一表面及該第二表面中的一或兩者處為零的濃度存在於該受保護的基礎玻璃中，且該濃度沿著該基板厚度（t ）的一部分變化，直到該濃度達到該基本組成中的該鹼金屬氧化物的濃度為止；及該第一金屬的該氧化物在該第一表面及該第二表面中的一或兩者處用非零的濃度存在於該受保護的玻璃中，且沿著該基板厚度（t ）的一部分變化直到t_p 為止，在t_p 處，該濃度達到該基本組成中任何濃度的該第一金屬的該氧化物的濃度。

實施例6。 如任何前述實施例所述的方法，其中在將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及該第二金屬的該等離子的第二離子交換處理之後：該鹼金屬氧化物用在該第一表面及該第二表面中的一或兩者處為零的濃度存在於該改性的基礎玻璃中，且該濃度沿著該基板厚度（t ）的一部分變化，且沿著t 的該部分的該濃度小於該基本組成中的該鹼金屬氧化物的濃度；該第一金屬的該氧化物在該第一表面及該第二表面中的一或兩者處用非零的濃度存在於該改性的玻璃中，且沿著該基板厚度（t ）的一部分變化直到t_m 為止，在t_m 處，該濃度達到該基本組成中任何濃度的該第一金屬的該氧化物的濃度；及該第二金屬的該氧化物用在該第一表面及該第二表面中的一或兩者處非零的濃度存在於該改性的玻璃中，且該濃度沿著該基板厚度（t ）的一部分變化。

實施例7。 如前述實施例所述的方法，其中t_m 大於t_p 。

實施例8。 如實施例1所述的方法，其中該分佈的濃度分佈包括：呈一定平均濃度的該第一鹼金屬氧化物，該平均濃度小於該第一鹼金屬氧化物在該基本組成中的濃度且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；呈一定平均濃度的該第一金屬的該氧化物，該平均濃度大於該第一金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；及呈一定平均濃度的該第二金屬的該氧化物，該平均濃度大於該第二金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。

實施例9。 如任何前述實施例所述的方法，其中該基礎玻璃是由選自由以下項目所組成的群組的批量製程獲得的：浮製技術、熔融技術、滾製技術、槽拉技術、及坩堝熔化。

實施例10。   如任何前述實施例所述方法，其中該第一金屬及該第二金屬獨立地選自由以下項目所組成的群組：鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）、銀（Ag）、金（Au）、銅（Cu）、及上述項目的組合。

實施例11。   如前述實施例所述的方法，其中該第一金屬及該第二金屬是獨立地選自由以下項目所組成的群組的鹼金屬：鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、及上述項目的組合。

實施例12。   如任何前述實施例所述的方法，其中該退火步驟是在300到800℃的範圍中的保持溫度下進行的。

實施例13。   如任何前述實施例所述的方法，其中該第一離子交換處理及該第二離子交換處理獨立地包括在從大於或等於300℃到小於或等於1000℃的範圍中的浴溫度。

實施例14。   如任何前述實施例所述的方法，其中第一金屬及第二金屬的該等離子是藉由熔融鹽來遞送的，該等熔融鹽的陰離子獨立地選自由以下項目所組成的群組：硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氟化物、硼酸鹽、磷酸鹽、及上述項目的組合。

實施例15。   一種製造玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟：獲得基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有氧化鈉的基本組成；將該基礎玻璃暴露於包括熔融鉀鹽的第一離子交換處理以形成受保護的基礎玻璃；將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該熔融鉀鹽及熔融鋰鹽的第二離子交換處理以形成改性的基礎玻璃；及使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該氧化鈉、氧化鉀、及氧化鋰的分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。

實施例16。   如前述實施例所述的方法，其中該玻璃基板包括小於或等於35 MPa的殘餘應力。

實施例17。   如前述實施例所述的方法，其中該玻璃基板包括小於或等於5 MPa的殘餘應力。

實施例18。   如實施例15到前述實施例中的一者所述的方法，其中該分佈的濃度分佈包括：呈一定平均濃度的該氧化鈉，該平均濃度小於該第一鹼金屬氧化物在該基本組成中的濃度且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；呈一定平均濃度的該氧化鉀，該平均濃度大於該第一金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；及呈一定平均濃度的該氧化鋰，該平均濃度大於該第二金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的深度到該基板的中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。

實施例19。   如實施例15到前述實施例中的一者所述的方法，其中該基礎玻璃是由選自由以下項目所組成的群組的批量製程獲得的：浮製技術、熔融技術、滾製技術、坩堝熔化、及槽拉技術。

實施例20。   如實施例15到前述實施例中的任一者所述的方法，其中該基本組成的鹼金屬氧化物含量包括：從大於或等於50重量百分比到小於或等於100重量百分比的Na₂ O、從大於或等於0重量百分比到小於或等於50重量百分比的Li₂ O、及從大於或等於0到小於或等於50重量百分比的K₂ O。

實施例21。   如實施例15到前述實施例中的任一者所述的方法，其中該基本組成包括：55到70莫耳百分比的SiO₂ 、10到20莫耳百分比的Al₂ O₃ 、1到7莫耳百分比的P₂ O₅ 、0到2莫耳百分比的Li₂ O、2到20莫耳百分比的Na₂ O、0到10的B₂ O₃ 、及0到10莫耳百分比的ZnO、0到4莫耳百分比的K₂ O、0到8莫耳百分比的MgO、0到1莫耳百分比的TiO₂ 、及0到0.5莫耳百分比的SnO₂ 。

實施例22。   如實施例15到前述實施例中的任一者所述的方法，其中該熔融鉀鹽及該熔融鋰鹽獨立地包括選自由以下項目所組成的群組的陰離子：硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氟化物、氯化物、硼酸鹽、及磷酸鹽、及上述項目的組合。

實施例23。   如實施例15到前述實施例中的任一者所述的方法，其中該第一離子交換處理及該第二離子交換處理獨立地包括在大於或等於300℃到小於或等於1000℃的範圍中的浴溫度。

實施例24。   如前述實施例所述的方法，其中第一金屬及第二金屬的該等離子是藉由熔融鹽來遞送的，該等熔融鹽的陰離子是硝酸鹽，且該第一離子交換處理及該第二離子交換處理獨立地包括在大於或等於300℃到600℃的範圍中的浴溫度。

實施例25。   一種依據任何前述實施例製作的玻璃基板。

實施例26。   一種製作一玻璃基製品的方法，該方法包括以下步驟：獲得如前述實施例所述的玻璃基板；藉由離子交換及/或退火來強化該玻璃基板以形成該玻璃基製品。

實施例27。   一種依據前述實施例製作的玻璃基製品。

實施例28。   一種玻璃基製品，包括：二氧化矽（SiO₂ ）；氧化鋁（A1₂ O₃ ）；及氧化鋰（Li₂ O），呈大於11莫耳百分比的一量；及熔融線。

實施例29。   如前述實施例所述的玻璃基製品，包括小於或等於300 kP的液相線黏度。

實施例30。   一種玻璃基製品，包括：相反的第一表面及第二表面，界定厚度（t ）；二氧化矽（SiO₂ ）；氧化鋁（A1₂ O₃ ）；氧化鈉（Na₂ O）；氧化鋰（Li₂ O）；及氧化鉀（K₂ O），其中該製品的氧化鉀濃度分佈包括減少鉀濃度的區域，該減少鉀濃度的區域位於大於尖峰層深且小於或等於壓縮線深度的深度處。

實施例31。   如實施例30所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域內的該鉀濃度具有隨機拋物線形狀。

實施例32。   如前述實施例所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域內的該鉀濃度用小於或等於2%的量減少。

實施例33。   如實施例30所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域內的該鉀濃度具有S形。

實施例34。   如前述實施例所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域內的該鉀濃度用大於或等於50%的量減少。

實施例35。   如實施例30到34中的一者所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域位在距離該第一表面或該第二表面50微米到距離該第一表面或該第二表面100微米的範圍中。

實施例36。   如實施例30到35中的一者所述的玻璃基製品，其中該減少鉀濃度的區域內的該鉀濃度小於2體積莫耳百分比。

實施例37。   一種消費電子產品，包括：殼體，具有前表面、後表面、及側表面；電元件，至少部分地提供在該殼體內，該等電元件包括至少控制器、記憶體、及顯示器，該顯示器被提供在該殼體的該前表面處或附近；及蓋子，設置在該顯示器上方；其中該殼體及該蓋子中的至少一者的一部分包括如實施例27到36中的任一者所述的玻璃基製品。示例

將藉由以下示例進一步闡明各種實施例。

在所有示例中，基礎玻璃都具有800微米（µm）的厚度。

基礎玻璃「A」是無Li鹼鋁矽酸鹽玻璃，其組成約為：57.43莫耳百分比的SiO₂ 、16.10莫耳百分比的Al₂ O₃ 、17.05莫耳百分比的Na₂ O、2.81莫耳百分比的MgO、0.003莫耳百分比的TiO₂ 、6.54莫耳百分比的P₂ O₅ 、及0.07莫耳百分比的SnO₂ 。基礎玻璃「A」是藉由熔融技術來製作的。

基礎玻璃「B」是含Li鹼鋁矽酸鹽玻璃，其組成約為：63.60莫耳百分比的SiO₂ 、15.67莫耳百分比的Al₂ O₃ 、10.81莫耳百分比的Na₂ O、6.24莫耳百分比的Li₂ O、1.16莫耳百分比的ZnO、0.04莫耳百分比的SnO₂ 、及2.48莫耳百分比的P₂ O₅ 。基礎玻璃「B」是藉由熔融技術來製作的。示例 1

獲得基礎玻璃「A」的片材，其具有測量到的16.51莫耳百分比的氧化鈉（Na）含量，其為基礎玻璃中的所有鹼金屬。沒有大量的鉀或鋰。圖2提供了氧化物體積莫耳濃度與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖，其是藉由輝光放電-光學發射光譜術（GD-OES）與火焰發射光譜術結合測量的，火焰發射光譜術用於在每個步驟之後進行校準。測量的整體精確度為約0.2莫耳百分比。在圖2中，顯示Na₂ O基本濃度從表面到玻璃的深處為16.51莫耳百分比。

在步驟I中，基礎玻璃暴露於390℃下的包括100重量百分比的硝酸鉀（KNO₃ ）的浴的離子交換處理達4小時，以形成受保護的基礎玻璃。在圖2中，步驟I之後的Na₂ O濃度在表面處為0莫耳百分比，該濃度在約50微米的深度處增加回到16.51莫耳百分比；步驟I之後的K₂ O濃度在表面處為16.51莫耳百分比，該濃度在約50微米的深度（t_p ）處減少到0莫耳百分比；及步驟I之後的Li₂ O濃度為0莫耳百分比。實現了用1莫耳百分比或更大的水平將鉀擴散到玻璃中的現象到高達約35微米的深度。在表面處，鈉的減少及鉀含量的增加表示存在於玻璃中的鹼金屬總數。

在步驟II中，受保護的基礎玻璃暴露於460℃下的包括60重量百分比的硝酸鉀（KNO₃ ）及40重量百分比的硝酸鋰（LiNO₃ ）的浴的深度Li擴散離子交換處理達8小時，以形成改性的基礎玻璃。在圖2中，步驟II之後的Na₂ O濃度在表面處為0莫耳百分比，該濃度在約175微米的深度處增加到約8莫耳百分比；步驟II之後的K₂ O濃度在表面處為約6.5莫耳百分比，該濃度在約100微米的深度（t_m ）處減少到0莫耳百分比；及步驟II之後的Li₂ O濃度在表面處為10莫耳百分比，該濃度在約100微米的深度處減少到約8.5莫耳百分比。步驟II將大量的鋰上載到玻璃。較長的時間或較高的溫度會增加改性的玻璃的鋰的量。浴中較高或較低量的鋰也會增加或減少改性的玻璃的鋰的量。因為與鉀相比，鋰非常小且具移動性，所以鋰深度地擴散於玻璃內部，而浴中其餘的鉀繼續保護表面且避免在玻璃的表面及內部中產生過量的張應力。這因此避免在受處理的基板中形成會損傷試樣的裂縫。

在步驟III中，依據圖4的加熱及冷卻參數，在630℃下的對流烘箱中使改性的基礎玻璃退火達3小時，以形成玻璃基板。在圖2中，顯示離子擴散而造成分佈的濃度分佈，其中步驟III之後的Na₂ O濃度從表面到約175微米的深度是在6.5-7.5莫耳百分比的範圍中；步驟III之後的K₂ O濃度在表面處為約1.5莫耳百分比，該濃度在約175微米的深度處減少到接近0莫耳百分比；及步驟III之後的Li₂ O濃度是在8.5-9莫耳百分比的範圍中。

與步驟I及II相比，步驟III之後的濃度分佈顯示通過深處的更均勻的離子分佈。此外，退火也在很大程度上移除了由先前的離子交換步驟所誘發的殘餘應力。擴散相對緩慢的鉀仍然提供通過深處的鉀濃度的漸進改變。這導致表面中的鋰及鈉的濃度朝向試樣的中心小量漸縮。可以藉由使用較高的退火溫度及/或較長的退火時間來解決濃度漸縮的問題，較高的退火溫度及較長的退火時間都會進一步擴散及繼續減少試樣中的離子的漸縮濃度。

在示例1中，由不含任何鋰的基礎玻璃形成了包括8.5-9莫耳百分比的Li₂ O的新的玻璃組成。示例 2

依據通用步驟I-III及示例1的基礎玻璃「A」形成了一系列的玻璃基板。表格1提供了製程參數及玻璃基板的生成的Li₂ O含量的概要。對於步驟I及步驟II而言，列出了所使用的離子交換製程的浴濃度、時間、及溫度。對於步驟III而言，列出了退火步驟的保持時間及保持溫度。步驟I及步驟III是相同的。步驟III依據圖4的製程。在將鋰引入於玻璃內部的步驟II中，測試了浴組成及溫度的變化。存在於最終基板中的鋰的量可以改變。表格 1 。

圖3提供了玻璃基板的氧化物體積莫耳濃度（在步驟III之後）與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖，其是藉由輝光放電-光學發射光譜術（GD-OES）來測量的。測量的整體精確度為約0.2莫耳百分比。

對於浴中的較低溫度下的低重量百分比的LiNO₃ 而言，只有引入小量的鋰含量。浴中較大重量百分比的LiNO₃ 以及較高的溫度及擴散時間用來增加鋰的量。

圖5針對實施例依據表格1針對步驟I、II、及III提供了應力（MPa）與相對於表面的深度（微米）的關係圖，在該實施例中，步驟II是460℃下的60重量百分比的KNO₃ /40重量百分比的LiNO₃ 達8小時。藉由折射近場（RNF）進行測量。表面應力在前2微米外推到由FSM-6000 LE所測量到的值。試樣的中間處的中心張力值與依據SCALP技術的測量值類似。在步驟III退火之後仍然存在呈可以忽視的量的一些殘餘應力，其可以藉由退火製程的較長或較高的溫度來控制。並且，可以藉由較長及較高的溫度退火時間進一步控制及減少此殘餘應力。

在步驟III之後，形成了具有新的玻璃組成的新的玻璃基板，該等玻璃基板具有大量的鋰及一定的殘餘應力，該殘餘應力是小的且可以被進一步控制以朝向零最小化或依需要而工程設計為處於某個水平。示例 A 比較

藉由將基礎玻璃暴露於390℃下的包括80重量百分比的KNO₃ /20重量百分比的NaNO₃ 的單種離子交換（SIOX）處理達4小時由示例1的基礎玻璃「A」形成玻璃製品。示例 3

藉由將基板暴露於比較示例A的相同SIOX處理由示例2C的玻璃基板形成玻璃製品。

圖6A-6B示出基於由FSM-6000 LE進行的應力測量的引導模式光譜條紋的影像。圖6A示出比較示例A的條紋的影像。圖6B示出示例3的條紋的影像。圖6A-6B的影像證明，由發明性玻璃基板所形成的玻璃製品與由相同IOX處理下的比較基礎玻璃所形成的玻璃製品不同。由於下伏基板中的K與Na或Li的交換（其產生表面波導且在表面中產生應力尖峰），對於圖6B而言，初始條紋是不同的。鈉/鋰交換（其本質上是較快速且較深的）不能夠藉由FSM-6000 LE儀器的這些條紋在視覺上檢查到。

圖7針對示例3及比較示例A的玻璃製品提供了應力（MPa）與位置（微米）的關係圖。藉由折射近場（RNF）進行測量。表面應力在前2微米外推到由FSM-6000 LE所測量到的值。試樣的中間處的中心張力值與依據SCALP技術的測量值類似。

因為存在用來藉由所容許的離子交換製作示例3的玻璃基製品的示例2的玻璃基板中大量的鋰，所以在深處賦予了大量的應力。玻璃基板中的鋰源自依據本文中所揭露的方法的單獨的IOX，而不是源自來自批量處理的原始基礎玻璃組成。一旦選擇了基礎玻璃，本文中所揭露的製程就是彈性的且獨立於製造資產。示例 4

藉由將基板暴露於雙離子交換（DIOX）處理由示例2C的玻璃基板形成玻璃製品，該雙離子交換處理包括390℃下的100重量百分比的NaNO₃ 達4小時的第一步驟；及390℃下的90重量百分比的KNO₃ /10重量百分比的NaNO₃ 達0.5小時的第二步驟，以形成示例4的玻璃基製品。

在圖8中，針對示例4的玻璃基製品提供了應力（MPa）與位置（微米）的關係圖。藉由折射近場（RNF）進行測量。表面應力在前2 um外推到由FSM-6000 LE所測量到的值。尖峰厚度（DOL_sp ）為約6.5微米，其中表面應力（CS）為約650 MPa（CS）。為將分佈的尖峰連接到尾部的漸近點的膝部處的應力（CS_knee ）為約180 MPa。應力與零點交叉的點是在155微米處，稱為壓縮線深度（DOC）。試樣的中心處的應力為約66 MPa，其為中心張力（CT）。

如此示例所證明的，可以使用依據本文中的方法備製的玻璃基板來以複雜的應力分佈為目標。示例 5

依據通用步驟I-III及示例1的相同基礎玻璃「A」形成了一系列的玻璃基板。表格2提供了製程參數及玻璃基板的生成的Li₂ O含量的概要。對於步驟I及步驟II而言，列出了所使用的離子交換製程的浴濃度、時間、及溫度。對於步驟III而言，列出了退火步驟的保持時間及保持溫度。步驟I及步驟III是相同的。在將鋰引入於玻璃內部的步驟II中，測試了離子交換持續時間的變化。表格 2 。

圖9A提供了玻璃基板的氧化物體積莫耳濃度（在步驟III之後）與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖，其是藉由輝光放電-光學發射光譜術（GD-OES）來測量的。測量的整體精確度為約0.2莫耳百分比。此處，為了簡單起見，僅示出表面中所偵測到的Li₂ O量。對於步驟II期間較長的持續時間而言（試樣5.B），引入了更多的Li含量。

圖9B示出圖9A的在稍微小於50微米且稍微大於100微米的範圍內的方框區域的放大圖。這是示例性的減少鉀濃度的區域。試樣5A（8小時退火）顯示了鉀濃度的隨機拋物線形狀。試樣5A的鉀分佈從50微米處的1.38莫耳百分比減少到75微米處的1.20莫耳百分比再減少到100微米處的0.97莫耳百分比。在50到100微米的深度內，鉀減少達其起始濃度的0.3%。也就是說，從1.38莫耳百分比到0.97莫耳百分比的減少是0.41莫耳百分比的絕對莫耳百分比差異，其表示1.38莫耳百分比的0.3%。試樣5B（16小時退火）顯示鉀濃度的S形。試樣5B的鉀分佈從50微米處的1.74莫耳百分比減少到75微米處的0.87莫耳百分比再減少到100微米處的0.21莫耳百分比。在50到100微米的深度內，鉀減少達其起始濃度的88%。也就是說，從1.74莫耳百分比到0.21莫耳百分比的減少是1.53莫耳百分比的絕對莫耳百分比差異，其表示1.74莫耳百分比的88%。示例 6

藉由對示例5A的玻璃基板進行示例4的DIOX處理來形成玻璃製品。

與示例2C（630℃）相比，在視覺比較製品之後，在形成基板的期間的示例5A的較低的退火溫度（610℃）導致，與示例4相比，示例6中的表面翹曲較小。示例 7 - 測試

針對掉落性能測試了各種基礎玻璃、發明性玻璃基板、及發明性玻璃基製品。使用電話尺寸的圓盤來執行包括使玻璃多次掉落的受控掉落測試，該圓盤掉落到180粒度的砂紙（用來模擬粗糙的表面）上或掉落到30粒度的砂紙上。掉落測試是在環境條件（空氣、室溫）下執行的。第一次掉落是在20 cm的起始高度下執行的，該起始高度表示從覆蓋玻璃的暴露面到掉落面的頂部的距離。若覆蓋玻璃在180粒度的砂紙上沒有發生故障，則將掉落高度增加達10 cm，且使圓盤再次掉落。接著針對30粒度的砂紙用相同的方式測試經受得住從220 cm掉落到180粒度的砂紙上的試樣。依序用10 cm的增量（例如10 cm，接著是20 cm，接著是30 cm等等）使圓盤掉落，直到覆蓋玻璃故障為止。

圖10是受控掉落製程的結果圖，其中提供了覆蓋玻璃故障發生的高度。表格3提供了基礎玻璃、發明性玻璃基板、及發明性玻璃製品的概要，及對應的掉落性能。表格 3 。

為了比較，對經受IOX的基礎玻璃A及基礎玻璃B進行掉落測試。由IOX所強化的不含任何Li₂ O的基礎玻璃A在32 cm的高度下在180粒度的砂紙上故障。含有6.24莫耳百分比的Li₂ O的基礎玻璃B在180粒度的砂紙上的平均故障高度為156 cm且在30粒度的砂紙上的平均故障高度為37 cm。由IOX所強化的發明性玻璃基板示例2C具有比由IOX所強化的基礎玻璃A更佳的掉落性能（平均故障高度在180粒度上為144 cm且在30粒度上為22 cm）。基礎玻璃B僅具有稍微比由IOX所強化的玻璃基板示例2C更佳的性能。玻璃製品示例4及6的性能優於由IOX所強化的基礎玻璃A，但示例4的性能不像基礎玻璃B或由IOX所強化的示例2C或示例6一樣好。示例6具有比示例4更少的翹曲，這使得示例6的性能比示例4更佳。

示例6的性能優於基礎玻璃B，這證明，包括添加Li後批量處理以產生新的玻璃基板組成的步驟的發明性方法可以實現比得上或超過直接來自批量處理的一些玻璃基板的性能的掉落性能。示例 8

藉由對示例5B的玻璃基板進行示例4的DIOX處理來形成玻璃製品。

在圖11中，針對示例8的玻璃基製品提供了應力（MPa）與位置（微米）的關係圖。藉由折射近場（RNF）進行測量。表面應力在前2 um外推到由FSM-6000 LE所測量到的值。尖峰厚度（DOL_sp ）為約6.5微米，其中表面應力（CS）為約750 MPa（CS）。為將分佈的尖峰連接到尾部的漸近點的膝部處的應力（CS_knee ）為約210 MPa。應力與零點交叉的點是在155微米處，稱為壓縮線深度（DOC）。試樣的中心處的應力為約75.3 MPa，其為中心張力（CT）。

與示例4相比，示例8的玻璃製品具有較高的CS_knee ，這反映了玻璃基板的Li含量的差異，示例5B（用在示例8中）在表面處含有約11.5莫耳百分比，而示例2C（用在示例4中）在表面處具有約8.38莫耳百分比。

雖然上述內容涉及各種實施例，但也可以在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下設計本揭示內容的其他的及另外的實施例，且本揭示內容的範圍是由隨後的請求項所決定的。

100:方法 110:步驟 120:步驟I 130:步驟II 135:重複 140:步驟III 150:步驟 200:消費電子設備 202:殼體 204:前表面 206:後表面 208:側表面 210:顯示器 212:覆蓋基板

被合併在此說明書中且構成此說明書的一部分的附圖繪示了下文所描述的幾個實施例。

圖1提供了依據一個實施例的方法的製程流程圖；

圖2是在依據示例1的每個方法步驟之後氧化物體積莫耳濃度與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係的圖表；

圖3是在依據示例2的最後一個方法步驟（步驟III）之後氧化物莫耳濃度與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係的圖表；

圖4是依據一個實施例的退火製程的溫度與時間的關係的示意圖；

圖5針對一個實施例的步驟I、II、及III提供應力（MPa）與相對於表面的深度（微米）的關係圖；

圖6A是依據一個實施例的基礎玻璃的引導模式光譜條紋的影像；

圖6B是依據一個實施例的玻璃基製品的引導模式光譜條紋的影像；

圖7針對玻璃基製品的一個實施例與基礎玻璃相比提供應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；

圖8針對玻璃基製品的一個實施例提供應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；

圖9A針對一個實施例提供氧化物莫耳濃度與玻璃中相對於第一表面（0微米）的深度的關係圖，且圖9B針對一個實施例提供放大圖，該放大圖示出減少鉀濃度的區域；

圖10是受控的掉落製程的結果圖，其中針對基礎玻璃及實施例提供了覆蓋玻璃故障發生的高度；

圖11針對玻璃基製品的一個實施例提供應力（MPa）與相對於表面的位置（微米）的關係圖；

圖12A是併入由本文中所揭露的任何玻璃基板所形成的玻璃基製品的示例性電子設備的平面圖；

圖12B是圖12A的示例性電子設備的透視圖；及

圖13提供應力及氧化鉀濃度分佈與正規化位置的關係的綜合圖。

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100:方法

110:步驟

120:步驟I

130:步驟II

135:重複

140:步驟III

150:步驟

Claims (11)

1. 一種製造一玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟： 獲得一基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定一厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有一鹼金屬氧化物的一基本組成； 將該基礎玻璃暴露於包括一第一金屬的離子的一第一離子交換處理以形成一受保護的基礎玻璃； 將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及一第二金屬的離子的一第二離子交換處理以形成一改性的基礎玻璃；及 使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該鹼金屬氧化物、該第一金屬的一氧化物、及該第二金屬的一氧化物的一分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。
2. 一種製造一玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟： 獲得一基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定一厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有一鹼金屬氧化物的一基本組成； 將該基礎玻璃暴露於包括一第一金屬的離子的一第一離子交換處理以形成一受保護的基礎玻璃； 將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該第一金屬的該等離子及一第二金屬的離子的一第二離子交換處理以形成一改性的基礎玻璃；及 使該改性的基礎玻璃退火以減少殘餘應力，藉此形成該玻璃基板； 其中該玻璃基板的一中心中的該第二金屬的一氧化物的一濃度大於該基本組成中的該第二金屬的該氧化物的一濃度。
3. 如請求項1或2所述的方法，其中該玻璃基板包括小於或等於35 MPa的一殘餘應力。
4. 如請求項1所述的方法，其中該分佈的濃度分佈包括： 呈一平均濃度的該第一鹼金屬氧化物，該平均濃度小於該第一鹼金屬氧化物在該基本組成中的濃度且從大於或等於0.18t 的一深度到該基板的一中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比； 呈一平均濃度的該第一金屬的該氧化物，該平均濃度大於該第一金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的一深度到該基板的一中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比；及 呈一平均濃度的該第二金屬的該氧化物，該平均濃度大於該第二金屬的該氧化物在該基本組成中的濃度中的任一者且從大於或等於0.18t 的一深度到該基板的一中心變化達小於或等於±1絕對莫耳百分比。
5. 如請求項1-4中的任一者所述的方法，其中該第一金屬及該第二金屬獨立地選自由以下項目所組成的群組：鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）、銀（Ag）、金（Au）、銅（Cu）、及上述項目的組合。
6. 一種製造一玻璃基板的方法，該方法包括以下步驟： 獲得一基礎玻璃，該基礎玻璃具有界定一基板厚度（t ）的相對的第一表面及第二表面，且該基礎玻璃包括含有氧化鈉的一基本組成； 將該基礎玻璃暴露於包括一熔融鉀鹽的一第一離子交換處理以形成一受保護的基礎玻璃； 將該受保護的基礎玻璃暴露於包括該熔融鉀鹽及一熔融鋰鹽的一第二離子交換處理以形成一改性的基礎玻璃；及 使該改性的基礎玻璃退火以減少應力及獲得該氧化鈉、氧化鉀、及氧化鋰的一分佈的濃度分佈，藉此形成該玻璃基板。
7. 一種製作一玻璃基製品的方法，該方法包括以下步驟： 獲得如前述請求項所述的玻璃基板； 藉由離子交換及/或退火來強化該玻璃基板以形成該玻璃基製品。
8. 一種依據請求項1到7中的任一者來製作的玻璃基製品。
9. 一種玻璃基製品，包括： 二氧化矽（SiO₂ ）； 氧化鋁（A1₂ O₃ ）；及 氧化鋰（Li₂ O），呈大於11莫耳百分比的一量；及 一熔融線，及 可選地包括小於或等於300 kP的一液相線黏度。
10. 一種消費電子產品，包括： 一殼體，具有一前表面、一後表面、及側表面； 電元件，至少部分地提供在該殼體內，該等電元件包括至少一控制器、一記憶體、及一顯示器，該顯示器被提供在該殼體的該前表面處或附近；及 一蓋子，設置在該顯示器上方； 其中該殼體及該蓋子中的至少一者的一部分包括如請求項8到9中的任一者所述的玻璃基製品。
11. 一種玻璃基製品，包括： 相反的第一表面及第二表面，界定一厚度（t ）； 二氧化矽（SiO₂ ）； 氧化鋁（A1₂ O₃ ）； 氧化鈉（Na₂ O）； 氧化鋰（Li₂ O）；及 氧化鉀（K₂ O）， 其中該製品的一氧化鉀濃度分佈包括一減少鉀濃度的區域，該減少鉀濃度的區域位於大於一尖峰層深且小於或等於一壓縮線深度的一深度處。

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