TW202114958A - 耐刮擦玻璃及製作方法 - Google Patents

Abstract

玻璃基底製品包含用於提供改善的耐刮擦性的應力分佈曲線。玻璃基底製品包含：厚度t ；鋰矽鋁酸鹽組成物；以及小於或等於0.63的玻璃基底製品的中心處的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率。製品具有大於或等於0.9及/或小於1.5的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率。

Description

耐刮擦玻璃及製作方法

本申請案係根據專利法主張於2019年11月20日提出申請之美國臨時申請案第62/937,955號及於2019年8月30日提出申請之美國臨時申請案第62/894,288號之優先權權益，本案係依據其內容，且其內容係藉由引用整體併入本文。

本說明書一般係關於耐刮擦玻璃。更特定言之，本說明書係關於一種提供具有改善的耐刮擦性的玻璃的方法。

離子交換玻璃係廣泛用於覆蓋玻璃以及電子裝置的主體。儘管離子交換針對玻璃提供增強的表面強度（包括硬度的改善），但是玻璃仍然容易受到由於暴露於比玻璃更硬的材料而造成的刮擦。

耐刮擦性或耐磨性的嘗試改善通常包括操縱玻璃本身的組成物來增加硬度，使用替代材料，或者將硬塗佈施加至玻璃表面。舉例而言，開發鋰基玻璃來改善機械效能。鋰基玻璃已展示為具有出色的掉落效能，而可以允許這些玻璃從越來越高的高度掉落，而不會發生破損（玻璃破裂/斷裂）。為了與其他機械效能一起改善刮擦效能，可以添加硼以打開玻璃的緊密堆積網路。

玻璃製造商及手持裝置製造商持續努力改善手持裝置的耐刮擦效能。

因此，需要一種可以強化的玻璃（例如，藉由離子交換），並具有允許成為耐刮擦玻璃製品的機械性質。

本揭示的態樣係關於玻璃基底製品及其製造方法。

在一態樣中，一種玻璃基底製品包含：鋰矽鋁酸鹽組成物；玻璃基底製品的中心處小於或等於0.9的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；厚度t ；以及應力分佈曲線，包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中在尾部區域內存在後尖峰接近區域；其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係大於或等於0.9。

在一態樣中，一種玻璃基底製品包含：鋁矽酸鋰組成物，其中在玻璃基底製品的中心處，氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於0.9；厚度t ；大於或等於0.9且小於1.5的從玻璃基底製品的0.5微米的深度至1微米的深度的整個距離所平均的二氧化鈉（Na₂ O）與二氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及小於或等於（E/68GPa）*75MPa*1mm^0.5 /√（t）的拉伸區域中的峰值中心張力（CT），其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值；以及大於或等於5N的努氏刮擦起始閾值。

在一態樣中，一種玻璃基底製品包含：鋁矽酸鋰組成物，其中在玻璃基底製品的中心處，氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於0.9；厚度t ；大於或等於0.9且小於1.5的從玻璃基底製品的0.5微米的深度至1微米的深度的整個距離所平均的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及大於：（E/68GPa）*75MPa*1mm^0.5 /√（t）的拉伸區域中的峰值中心張力（CT），其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值；以及大於或等於5N的努氏刮擦起始閾值。

在一態樣中，一種玻璃基底製品包含：鋁矽酸鋰組成物；玻璃基底製品的中心處小於或等於0.9的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；厚度t ；以及應力分佈曲線，包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中針對尖峰區域的一部分，鋰的濃度超過鈉的濃度。

在一態樣中，一種消費性電子產品包含：具有前表面、後表面、及側表面的殼體；電部件，至少部分設置於殼體內，電部件至少包括控制器、記憶體、及顯示器，顯示器係設置於殼體的前表面處或與前表面相鄰；以及外罩，設置於顯示器上方；其中殼體與外罩中之至少一者的一部分包含本文所述的任何態樣或實施例的玻璃基底製品。

在一態樣中，一種製造玻璃基底製品的方法包含以下步驟：將具有用於定義基板厚度（t）的相對的第一及第二表面以及具有鋰矽鋁酸鹽組成物的玻璃基底基板暴露至離子交換加工，以形成具有應力分佈曲線的玻璃基底製品，應力分佈曲線包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中在尾部區域內存在後尖峰接近區域，離子交換加工包含：包含鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的第一熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於15重量％至小於或等於50重量％的範圍內；以及包括鉀鹽、鈉鹽、鋰鹽的第二熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於1重量％；其中玻璃基底基板包含小於或等於0.63的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；以及其中玻璃基底製品包含大於或等於0.9的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率。

在一詳細態樣中，本文所述的態樣或實施例中之任一者的方法包含以下步驟：在第一熔融鹽浴中，鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於25重量％至小於或等於35重量％，其中第一熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％；以及在第二熔融鹽浴中，鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於95重量％至小於或等於99重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於5重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0.1重量％至小於或等於1重量％，其中第二熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％。

在隨後的具體實施方式中將闡述額外特徵及優勢，而該領域具有通常知識者可根據該描述而部分理解額外特徵及優勢，或藉由實踐本文中（包括隨後的具體實施方式、申請專利範圍、及附隨圖式）所描述的實施例而瞭解額外特徵及優勢。

應瞭解，上述一般描述與以下詳細描述二者皆描述各種實施例，並且意欲提供用於理解所主張標的物之本質及特性之概述或框架。包括附隨圖式以提供對各種實施例的進一步理解，且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明本文中所述的各種實施例，且與描述一同用於解釋所主張標的物之原理及操作。

在描述幾個示例性實施例之前，應理解，本揭示並不限於以下揭示所述的構造或處理步驟的細節。本文所提供之揭示能夠具有其他實施例，並能夠以各種方式實踐或執行。

整個說明書所參照之「一個實施例」、「某些實施例」、「各種實施例」、「一或更多個實施例」、或「實施例」意味著結合實施例描述的特定特徵、結構、材料、或特性係包括在本揭示的至少一個實施例中。因此，本說明書中之各處的段落的呈現（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「在實施例中」）不一定指稱相同實施例或僅指稱一個實施例。此外，可以在一或更多個實施例中以任何合適的方式組合特定特徵、結構、材料、或特性。 定義及測量技術

術語「玻璃基底製品」與「玻璃基底基板」係用於包括完全或部分由玻璃製成的任何物體（例如，玻璃或玻璃陶瓷材料）。疊層玻璃基底製品包括玻璃與非玻璃材料的疊層物以及玻璃與結晶材料的疊層物。根據一或更多個實施例的玻璃基底基板可以選自鈉鈣矽酸鹽玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、含鹼的硼矽酸鹽玻璃、及含鹼的鋁硼矽酸鹽玻璃。

「基礎組成物」係為任一離子交換（IOX）加工之前的基板的化學組成。亦即，基礎組成物並未受到來自IOX的任一離子摻雜。當IOX加工條件使得IOX所供應的離子並未擴散到基板的中心時，經過IOX加工的玻璃基底製品的中心處的組成物通常與基礎組成物相同。在一或更多個實施例中，玻璃製品的中心處的中心組成物包含基礎組成物。

應注意，本文中可使用術語「基本上」及「約」以表示可能歸因於任何定量比較、值、測量或其他表示的固有不確定程度。該等術語亦在本文中用於表示定量表示可與所述參考不同而不導致論述中之標的物之基本功能之變化的程度。因此，舉例而言，「基本上不含MgO」的玻璃基底製品係為未將MgO主動添加或配料到玻璃基底製品中，但可能作為污染物而以非常少的量存在。如本文所使用的術語「約」係指量、尺寸、公式、參數、與其他數量與特性並非精確且不必精確，而是可以根據需要近似與/或更大或更小，以反映公差、轉化因子、四捨五入、測量誤差、及類似者，以及該領域具有通常知識者已知的其他因子。當術語「約」係用於描述範圍的值或端點時，本揭示應理解為包括所指稱的特定值或端點。無論說明書中的範圍的數值或端點是否記載「約」，範圍的數值或端點意欲包括二個實施例：一者由「約」修飾，而一者未被「約」修飾。可以進一步瞭解範圍的每一端點明顯與另一端點有關，並獨立於另一端點。

除非另外指明，否則本文所述的所有組成物均以基於氧化物的莫耳百分比（莫耳％）表示。

「應力分佈曲線」係為應力與跨越玻璃基底製品的厚度的函數。壓縮應力區域係從第一表面延伸至製品的壓縮深度（DOC），並且是製品處於壓縮應力下的區域。中心張力區域係從DOC延伸，以包括製品處於拉伸應力下的區域。

如本文所使用，壓縮深度（DOC）係指稱玻璃基底製品內的應力從壓縮改變成拉伸應力的深度。在DOC處，應力從正（壓縮）應力跨越到負（拉伸）應力，並因此呈現零應力值。根據機械領域中通常使用的慣例，壓縮係表示為負（＜0）應力，而張力係表示為正（＞0）應力。然而，在本說明書中，應力的正值係為壓縮應力（CS），壓縮應力（CS）係表示為正的或絕對值（亦即，如本文所述，CS=|CS|）。此外，應力的負值係為拉伸應力。但使用術語「拉伸」時，應力或中心張力（CT）可以表示為正值（亦即，CT=|CT|）。中心張力（CT）係指稱玻璃基底製品的中心區域或中心張力區域中的拉伸應力。最大中心張力（最大CT或CT_max ）可能發生於中心張力區域（例如，標稱為0.5•t處）（其中t係為製品厚度），而允許從最大拉伸應力的位置的精確中心開始變化。峰值張力（PT）係指稱所測量的最大張力，並且可以在或可以不在製品的中心。

應力分佈曲線的「膝部」係為製品的深度，其中應力分佈曲線的斜率係從陡峭到平緩。膝部可以指稱斜率改變的深度的跨度的過渡區域。膝部應力CS_k 係定義為CS分佈曲線的較深部分外推至尖峰深度（DOL_k ）處的壓縮應力的值。DOL_k 係報導為藉由表面應力計透過已知方法來測量。第2圖提供包括膝部應力的應力分佈曲線的示意圖。

相對於金屬氧化物從第一表面到層深度（DOL）變化或者沿著製品厚度（t ）的至少大部分變化的非零金屬氧化物濃度係表明製品中已經產生應力來作為離子交換的結果。金屬氧化物濃度的變化在本文中可指稱為金屬氧化物濃度梯度。濃度並非為零且從第一表面到DOL或者沿著厚度的一部分變化的金屬氧化物可以描述為在玻璃基底製品中產生應力。藉由化學強化玻璃基底基板來產生金屬氧化物的濃度梯度或變化，其中玻璃基底基板中的複數個第一金屬離子係與複數個第二金屬離子交換。

本文所使用的術語「交換深度」、「層深度」（DOL）、「層的化學深度」、及「化學層深度」可以互換使用，一般係描述藉由針對特定離子進行離子交換處理（IOX）來促進離子交換的深度。DOL係指稱玻璃基底製品內的深度（亦即，從玻璃基底製品的表面到其內部區域的距離），其中金屬氧化物或鹼金屬氧化物的離子（例如，金屬離子或鹼金屬離子）擴散進入玻璃基底製品中，其中離子濃度達到輝光放電分光儀（GD-OES）所確定的最小值。在一些實施例中，藉由離子交換（IOX）處理引入的最慢擴散或最大離子的交換深度來給定DOL。相對於鉀的DOL（DOL_K ）係為玻璃製品的鉀含量達到底下的基板的鉀含量的深度。相對於鈉的DOL（DOL_Na ）係為玻璃製品的鈉含量達到底下的基板的鈉含量的深度。

除非另有說明，CT與CS在本文係以megaPascals（MPa）表示，厚度係以毫米表示，而DOC與DOL係以microns（微米）表示。

壓縮應力（包括表面/峰值CS、CS_max ）與DOL_sp 係藉由使用商業可取得的儀器（如由Orihara Industrial Co., Ltd（日本）製造的FSM-6000）的表面應力計（FSM）測量。表面應力測量取決於與玻璃的雙折射有關的應力光學係數（SOC）的精確測量。然後，根據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-16所述的程序C（玻璃碟方法）測量SOC，其內容藉由引用整體併入本文。

使用本領域已知的散射光偏光器（SCALP）技術來測量最大中心張力（CT）或峰值張力（PT）以及應力保持值。折射近場（RNF）方法或SCALP可以用於測量應力分佈曲線與壓縮深度（DOC）。當使用RNF方法來測量應力分佈曲線時，在RNF方法中使用SCALP所提供的最大CT值。更特定言之，RNF所測量的應力分佈曲線係為力平衡的，並校準成SCALP測量所提供的最大CT值。RNF方法係描述於標題「Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample」的美國專利案8,854,623中，其藉由引用整體併入本文。更特定言之，RNF方法包括將玻璃製品放置成與參考方塊相鄰，產生在正交偏振之間以1Hz至50Hz的速率切換的偏振切換光束，測量偏振切換光束中的功率量，以及產生偏振切換參考訊號，其中正交偏振中之每一者的測量功率量係在彼此的50％之內。該方法進一步包括將偏振切換光束通過不同深度的玻璃樣品與參考方塊而發射進入玻璃樣品，然後使用中繼光學系統將所發射的偏振切換光束中繼到訊號光電偵測器，其中訊號光電偵測器係產生偏振切換偵測器訊號。該方法亦包括將偵測器訊號除以參考訊號，以形成標準化的偵測器訊號，以及從標準化的偵測器訊號來確定玻璃樣品的分佈曲線特徵。 玻璃基底製品的性質的概述

本文所述的玻璃基底製品係設計成具有針對高抗損傷玻璃的改善的耐刮擦性。本文所述的製品具有應力分佈曲線，應力分佈曲線包括從製品的表面延伸至膝部的尖峰區域以及從膝部延伸至製品的中心的尾部區域。在尾部區域中，存在目標後尖峰區域以及負曲率區域。離子交換之後的獨特玻璃基底製品包括後尖峰區域及/或表面下方的區域（例如，0.5微米至1微米）中的鈉氧化物與鋰氧化物的期望莫耳比率。

參照「後尖峰附近區域」係為比膝部更深以及負曲率區域之前的應力分佈曲線的區域。在一或更多個實施例中，後尖峰區域係為比膝部更深而延伸進入跨越尖峰深度（DOL_spike ）的20％至100％（以及其間所有值）的距離的深度的位置。在一或更多個實施例中，可以藉由跨越比膝部更深的尖峰深度的20至100％的距離進行平均來完成後尖峰區域中的鈉氧化物與鋰氧化物的莫耳比率的評估。舉例而言，針對位於5微米處的尖峰/膝部，鈉氧化物與鋰氧化物的莫耳比率將跨越大於或等於6至小於或等於10微米的深度進行平均。

本文所述的製品的應力分佈曲線允許高的最大壓縮應力（CS_max ），同時提供耐刮擦性。

隨著基底玻璃組成物中的鋰（Li）含量的增加，為了改善例如抗損傷性，具有高表面應力（CS）的應力分佈曲線會導致較差的耐刮擦性。即使在一些組成物中存在硼（B）亦無法排除較差的耐刮擦性。亦即，舉例而言，針對具有0.63的製品的中心處的鈉鉀莫耳比率以及硼含量的範圍為1.5莫耳％至7.0莫耳％的玻璃，用於在表面中實現高應力（例如，＞700MPa）的傳統離子交換的刮擦效能較差。本文所述的處理允許在基底組成物中具有較高量的Li（例如，小於0.9的製品的中心處的鈉鉀的莫耳比率）的此類型玻璃中的應力分佈曲線的形成，而可以同時實現高CS_max 、良好的掉落效能、及良好的刮擦效能。

本文所述的方法的有利在於藉由在第二傳統浴（低鋰濃度至沒有鋰）之前使用特定第一浴條件（相較於傳統浴的高鋰濃度）來用於賦予尖峰，所得到的應力分佈曲線導致玻璃具有改善的刮擦效能以及良好的掉落效能。具體關於在基底組成物中具有高於Na的量的Li的量的玻璃，不希望受到理論的束縛，而認為使用這種重度摻雜Li的玻璃具有允許第一步驟中的基板的K及Na的緩慢擴散同時在玻璃內側仍然維持大量的Li的整體效果。相對於利用硼添加而看見的組成物的改變，此處理允許透過離子交換而實現增加的耐刮擦性。最終，使用者可以透過離子交換方法來增加或減少玻璃的刮擦效能。本文所述的方法亦最大化中心張力（CT），同時實現高表面壓縮應力（CS）。高鋰含量的鹽浴（第一IOX步驟）的壽命係為半無限的。相較於純K/Na的浴，在前一個至前兩個運行中的第二浴的整個壽命中添加小量的Li（例如，0.7重量％）至第二浴（第二IOX步驟）可以最小化壓縮應力的急劇偏差。在第二浴中，K導致表面處的高CS，以及小量的Na擴散進入玻璃，而利用可控制的方式在表面中允許較大的應力。

本文所述的優點包括但不限於以下所述。在利用鑽石壓痕器尖端進行測試時，該方法與所得到的應力分佈曲線允許建立具有高CS_max （例如，大於或等於650MPa）的應力分佈曲線，並且同時具有良好的刮擦效能。表面中的高CS_max 係為期望屬性，通常亦對應於良好的耐損傷性及耐刮擦性，並且最小化製造商處的零件精加工所導致的缺陷。本文所述的製品亦同時呈現藉由掉落效能測試所測試的高耐衝擊性。該方法在雙離子交換（DIOX）處理中使用二個單獨的離子交換（IOX）浴。第一步骤的IOX浴具有基本上半無限的壽命。第二步驟的IOX浴具有與當前處理類似的浴壽命，而具有較有效的處理成本。相較於先前世代的玻璃，努氏鑽石壓痕器尖端的刮擦效能係展示本文所述的製品提供優越刮擦效能（特定於利用8N的負載的測試）。

為了將一種離子交換進入玻璃（例如，在非鋰玻璃中將鉀交換成鈉），若離子並未擴散至樣品的中心，則應力分佈曲線通常是互補誤差函數，因為針對這種情況，離子的擴散通常遵循互補誤差函數。若離子擴散至樣品的中心（半厚度）或超過樣品的中心，則整個離子分佈類似於拋物線。因此，在此情況下，應力分佈曲線將類似於拋物線。針對一些玻璃，在暴露於較高溫度的單獨或與組合的擴散的更長持續時間之後，不管離子是否擴散至中心或者不管應力分佈曲線是否看起來像互補誤差函數或拋物線，都可能發生非線性擴散，而導致應力鬆弛以及對應的應力分佈曲線，對應的應力分佈曲線係相對於互補誤差函數或拋物線而變形。在此情況下，互補誤差函數或拋物線會變形，而類似於S形應力分佈曲線。本文所述的玻璃可以具有與高表面壓縮應力組合的互補誤差函數、拋物線分佈曲線、或S形分佈曲線。DOC可以大於或等於0.19·t，而針對S形分佈曲線係至少部分由於應力鬆弛所引起。

現在將詳細參照根據各種實施例的鋰鋁矽酸鹽玻璃與耐刮擦性。鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有良好的離子交換性，並且已經使用化學強化方法在鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃中取得高強度及高韌性。鋁矽酸鈉玻璃係為具有高度玻璃成形性及品質的可高度離子交換的玻璃。鋁矽酸鋰玻璃係為具有高度玻璃品質的可高度離子交換的玻璃。將Al₂ O₃ 置換成矽酸鹽玻璃網路係增加離子交換期間的一價陽離子的相互擴散性。藉由在熔融鹽浴（例如，KNO₃ 或NaNO₃ ）中的化學強化，可以實現具有高強度、高韌性、及高抗壓痕裂紋性的玻璃。透過化學強化所實現的應力分佈曲線可以具有各種形狀，而增加玻璃製品的掉落性能、強度、韌性、其他屬性、及改善的耐刮擦性。

因此，具有良好物理性質、化學耐久性、及可離子交換性的鋰鋁矽酸鹽玻璃已作為覆蓋玻璃而引起注意。透過不同的離子交換處理，可以實現更大的中心張力（CT）、壓縮深度（DOC）、及壓縮應力（CS）。本文所述的應力分佈曲線係針對含鋰玻璃製品提供增加的抗斷裂性。

本文所述的玻璃組成物的實施例中，組成成分（例如，SiO₂ 、Al₂ O₃ 、Li₂ O、與類似者）的濃度除非以其他方式指明，否則是在氧化物的基礎上以莫耳百分比（莫耳%）給定。應理解，一種成分的各種所述範圍中的任一者可以與任一其他成分的各種所述範圍中的任一者單獨組合。

本文揭示用於鋰鋁矽酸鹽玻璃組成物的離子交換方法及應力分佈曲線。應力分佈曲線係呈現耐刮擦性。參照第1圖，玻璃具有厚度t 、從表面延伸到玻璃的壓縮深度（DOC）的處於壓縮應力的第一區域（例如，第1圖的第一與第二壓縮應力層120、122）、及從DOC延伸到玻璃的中心或內部區域的處於拉伸應力或中心張力（CT）的第二區域（例如，第1圖的中心區域130）。

壓縮應力（CS）具有通常發生於玻璃的表面處的最大值或峰值（但不一定是這種情況，因為峰值可能發生於距離玻璃的表面一深度處），而CS根據函數隨著與表面的距離d而變化。再次參照第1圖，第一壓縮應力層120從第一表面110延伸到深度d1，而第二壓縮應力層122從第二表面112延伸到深度d2。這些區段一起定義玻璃100的壓縮或CS。

二個壓縮應力層（第1圖的120、122）的壓縮應力係藉由玻璃的中心區域（130）所儲存的張力而平衡。

第2圖圖示習知應力分佈曲線的示意圖，習知應力分佈曲線包含接近表面而延伸至膝部的尖峰區域以及從膝部延伸至朝向中心的玻璃的更深處的尾部區域。應力分佈曲線包含：表面處的壓縮應力CS、尖峰區域的層深度（DOL_k ）（與接近尖峰的離子的擴散深度相關）、膝部的應力CS_k （尖峰與深分佈曲線區域的漸近外推處的應力）、壓縮深度（DOC）（應力為玻璃內側的第一零且符號從壓縮改變成張力的位置）、及中心張力（CT）（玻璃的中心處的應力）。在第2圖中，出於說明之目的，習知係指壓縮應力為正，而張力為負。

在玻璃基底製品中，存在具有非零濃度的鹼金屬氧化物，非零濃度係相對於金屬氧化物而在第一與第二表面中之一或二者與層深度（DOL）之間變化。由於從第一表面開始變化的金屬氧化物的非零濃度，而產生應力分佈曲線。非零濃度可以沿著製品厚度的一部分而變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度並非為零，且沿著約0•t至約0.3•t的厚度範圍而變化。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度並非為零，且沿著約0•t至約0.35•t、約0•t至約0.4•t、約0•t至約0.45•t、約0•t至約0.48•t、或約0•t至約0.50•t的厚度範圍而變化。濃度的變化可以沿著上述厚度範圍連續。濃度的變化可以包括沿著約100微米的厚度區段的金屬氧化物濃度的約0.2莫耳％或更多的改變。沿著約100微米的厚度區段的金屬氧化物濃度的改變可以為約0.3莫耳％或更多、約0.4莫耳％或更多、或約0.5莫耳％或更多。此改變可以藉由該領域已知的方法測量（包括微探針）。

在一些實施例中，濃度的變化可以沿著約10微米至約30微米的範圍內的厚度區段連續。在一些實施例中，鹼金屬氧化物的濃度係從第一表面減少到第一表面與第二表面之間的值，並從該值增加到第二表面。

鹼金屬氧化物的濃度可以包括一種以上的金屬氧化物（例如，Na₂ O與K₂ O的組合）。在一些實施例中，在使用兩種金屬氧化物且離子的半徑彼此不同的情況下，在較淺深度處，具有較大半徑的離子的濃度係大於具有較小半徑的離子的濃度，而在較深深度處，具有較小半徑的離子的濃度係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係延伸通過製品的厚度t 的大部分。在一些實施例中，沿著第一及/或第二區段的整個厚度的金屬氧化物的濃度可為約0.5莫耳％或更高（例如，約1莫耳％或更高），並且在第一表面及/或第二表面0•t處最大，而基本恆定地減少到第一與第二表面之間的值。在該值處，沿著整個厚度t 的金屬氧化物的濃度為最小；然而，在該點處的濃度亦並非為零。換言之，該特定金屬氧化物的非零濃度係沿著厚度t的大部分（如本文所述）或整個厚度t 延伸。玻璃基底製品中的特定金屬氧化物的總濃度可以在約1莫耳％至約20莫耳％的範圍內。

可以藉由經交換以形成玻璃基底製品的玻璃基底基板離子中的金屬氧化物的基線量來確定鹼金屬氧化物的濃度。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係大於或等於0.9及/或小於或等於1.5，或者大於或等於0.95、大於或等於1.0、大於或等於1.1、大於或等於1.2、大於或等於1.3、大於或等於1.4、及/或小於或等於1.45，以及其間的所有值及子範圍。這些Na₂ O與Li₂ O的莫耳比率至少部分有助於本文所述的玻璃基底製品的改善的耐刮擦性。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的尖峰層深度（DOL_spike ）係大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米，及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的鉀層深度（DOL_K ）係大於或等於4微米、大於或等於4.5微米、大於或等於5微米、大於或等於5.5微米、大於或等於6微米、大於或等於6.5微米、大於或等於7微米，及/或小於或等於8微米、小於或等於7.5微米、小於或等於7微米，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的膝部處的壓縮應力（CS_k ）係大於或等於115MPa、大於或等於120MPa、大於或等於125MPa、大於或等於130MPa、大於或等於135MPa、大於或等於140MPa、大於或等於145MPa、大於或等於150MPa、大於或等於155MPa、大於或等於160MPa、大於或等於165MPa、大於或等於170MPa，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的壓縮深度（DOC）係大於或等於0.19t、大於或等於0.20t、大於或等於0.21t、大於或等於0.22t、大於或等於0.23t、大於或等於0.24t、大於或等於0.25t，及/或小於或等於0.30t、小於或等於0.29t、小於或等於0.28t、小於或等於0.27t、小於或等於0.26t、小於或等於0.25t、小於或等於0.24t、小於或等於0.23t，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的壓縮深度（DOC）係大於或等於150微米、大於或等於155微米、大於或等於160微米、大於或等於165微米、大於或等於170微米，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品包含0.5mm至0.8mm與其間的所有值及子範圍的範圍內的t ；及/或t 可以是0.8mm或更少、0.75mm或更少、0.73mm或更少、0.70mm或更少、0.65mm或更少、0.6mm或更少、0.55mm或更少、0.4mm或更少、0.3mm或更少、或0.2mm或更少，及/或大於或等於0.1mm，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品所包含的最大壓縮應力（CS_max ）係大於或等於500MPa、大於或等於550MPa、大於或等於600MPa、大於或等於650MPa、大於或等於700MPa、大於或等於750MPa、大於或等於800MPa、大於或等於850MPa、大於或等於900MPa、大於或等於950MPa、大於或等於1000MPa、大於或等於1050MPa、大於或等於1100MPa、大於或等於1150MPa、或大於或等於1200MPa，以及包括其間的所有值及子範圍。

在一或更多個實施例中，玻璃基底製品的中心處所包含的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的比係小於或等於0.9及/或大於或等於0.1，以及包括小於或等於0.7、小於或等於0.3、及其間的所有值及子範圍。 玻璃基底基板

可以用於形成玻璃基底基板的示例性材料包括玻璃及玻璃陶瓷材料。可以作為基板使用的示例性玻璃可以包括鹼鋁矽酸鹽玻璃組成物或含鹼的鋁硼矽酸鹽玻璃組成物，而亦可預期其他玻璃組成物。可以使用的玻璃基板的具體實例包括但不限於鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼的硼矽酸鹽玻璃、鹼鋁硼矽酸鹽玻璃、含鹼的鋰鋁矽酸鹽玻璃、或含鹼的磷酸鹽玻璃。玻璃基底基板具有特徵可以是可離子交換的基礎組成物。如本文所使用，「可離子交換」意指包含組成物的基板能夠將位於基板表面處或基板表面附近的陽離子與尺寸更大或更小的同價的陽離子交換。

在一或更多個實施例中，玻璃基底基板可以包括含鋰的鋁矽酸鹽。

在實施例中，可以藉由能夠形成應力分佈曲線的任一組成物來形成玻璃基底基板。在一些實施例中，可以藉由2018年11月28日提交的標題為「Glasses with Low Excess Modifier Content」的美國申請案16/202,691中所描述的玻璃組成物來形成玻璃基底基板，其整體內容藉由引用併入本文。在一些實施例中，可以藉由2018年11月28日提交的標題為「Ion-Exchangeable Mixed Alkali Aluminosilicate Glasses」的美國申請案16/202,767中所描述的玻璃組成物來形成玻璃製品，其整體內容藉由引用併入本文。

玻璃基底基板的特徵可以在於其可形成的方式。舉例而言，玻璃基底基板的特徵可以是可浮法成形（亦即，藉由浮法處理形成）、可向下拉伸、及更特定為可熔合成形或可狹槽拉伸成形（亦即，藉由向下拉伸處理（例如，熔合拉伸處理或狹槽拉伸處理））。在實施例中，玻璃基底基板可以是輥形成的。

本文所述的玻璃基底基板的一些實施例可以藉由向下拉伸處理而形成。向下拉伸處理生產具有相對原始表面的均勻厚度的玻璃基底基板。由於玻璃製品的平均撓曲強度係由表面缺陷的數量及尺寸控制，所以具有最小接觸的原始表面具有較高的初始強度。此外，向下拉伸的玻璃製品具有非常平坦且平滑的表面，而可用於最終應用，而無需昂貴的研磨及拋光。

玻璃基底基板的一些實施例可以描述成可熔融成形（亦即，可以使用熔合拉伸處理而形成）。熔合拉伸處理使用具有用於接受熔化玻璃原料的通道的拉伸缸。通道的堰沿著通道兩側的通道長度在頂部開放。當通道充滿熔化材料時，熔化玻璃溢出堰。由於重力，熔化玻璃沿著拉伸缸的外側表面流下，而作為兩個流動的玻璃膜。拉伸缸的這些外側表面向下及向內延伸，而在拉伸缸下方的邊緣處連接。兩個流動的玻璃膜在此邊緣處連接在一起，以熔合並形成單一流動的玻璃製品。熔合拉伸方法的優點在於，由於在通道上流動的兩個玻璃膜熔合在一起，因此所得到的玻璃製品的外側表面都不會與設備的任何部分接觸。因此，熔合拉伸的玻璃製品的表面性質並不受這種接觸的影響。

本文所述的玻璃基底基板的一些實施例可以藉由狹槽拉伸處理而形成。狹槽拉伸處理係與熔融拉伸方法不同。在狹槽拉伸處理中，熔融原料玻璃係提供至拉伸缸。拉伸缸的底部具有開口狹槽，開口狹槽具有延伸狹槽長度的噴嘴。熔化玻璃流經狹槽/噴嘴，並作為連續玻璃製品向下拉伸，而進入退火區域。

在一實施例中，基底組成物包含：9至25莫耳％的氧化鋁（Al₂ O₃ ）、0.1至20莫耳％的氧化鈉（Na₂ O）、多達9莫耳％的氧化硼（B₂ O₃ ）、及至少一種鹼土金屬氧化物，其中15莫耳％≦（R₂ O+R'O-Al₂ O₃ -ZrO₂ ）-B₂ O₃ ≦2莫耳％，其中R係為Na與可選擇的Li、K、Rb、及Cs中之一或更多者，R'係為Mg、Ca、Sr、及Ba中之一或更多者。

在一或更多個實施例中，本文所述的玻璃基底基板可以呈現非晶微結構，並且可以基本上不含結晶或微晶。換言之，在一些實施例中，玻璃基底基板不包括玻璃陶瓷材料。 離子交換（IOX）加工

藉由將可離子交換的玻璃基底基板放置於離子交換介質上以完成具有基底組成物的玻璃基底基板的化學強化。在實施例中，離子交換介質可以是包含陽離子（例如，K+、Na+、Ag+等）的熔融浴，其中陽離子擴散進入玻璃，而玻璃的較小的鹼離子（例如，Na+、Li+）擴散進入熔融浴。利用較大的陽離子來代替較小的陽離子會在玻璃的表面附近產生壓縮應力。在玻璃的內部產生拉伸應力，以平衡近表面壓縮應力。

離子交換處理可以為獨立的熱擴散處理或電擴散處理。將玻璃浸入多離子交換浴並在浸入之間進行清洗及/或退火步驟的離子交換處理的非限制性實例係描述於Douglas C. Allan等人於2013年10月22日公告及請求於2008年7月11日提交的美國臨時專利申請號61/079,995的優先權的標題為「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」的美國專利8,561,429，其中藉由浸入不同濃度的鹽浴中進行多次連續離子交換加工而加強玻璃；以及Christopher M. Lee等人於2012年11月20日公告及請求於2008年7月29日提交的美國臨時專利申請號61/084,398的優先權的標題為「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」的美國專利8,312,739，其中藉由利用流出物離子稀釋的第一浴進行離子交換，然後浸入具有比第一浴更小的流出物離子的濃度的第二浴中而加強玻璃。美國專利8,561,429與8,312,739的內容藉由引用整體併入本文。

在進行離子交換處理之後，應理解玻璃製品的表面處的組成物可以與剛形成的玻璃基底基板（亦即，進行離子交換處理之前的玻璃基底基板）的組成物不同。這是由於剛形成的玻璃中的一種鹼金屬離子（例如，Li⁺ 或Na⁺ ）分別被較大的鹼金屬離子（例如，Na⁺ 或K⁺ ）取代。然而，在實施例中，在玻璃製品的深度的中心處或附近的玻璃組成物仍然具有剛形成的玻璃基底基板的組成物。

在一態樣中，一種製造玻璃基底製品的方法包含以下步驟：將具有用於定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面以及具有鋰矽鋁酸鹽組成物的玻璃基底基板暴露至離子交換加工，以形成具有應力分佈曲線的玻璃基底製品，應力分佈曲線包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中在尾部區域內存在後尖峰接近區域，離子交換加工包含：包含鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的第一熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於15重量％至小於或等於50重量％的範圍內；以及包括鉀鹽、鈉鹽、鋰鹽的第二熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於1重量％；其中玻璃基底基板包含小於或等於0.63的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；以及其中玻璃基底製品包含大於或等於0.9的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率。

該方法可以利用包含小於或等於0.3的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率的玻璃基底基板。

在一或更多個實施例中，後尖峰接近區域係位於跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離。

在一或更多個實施例中，後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離下進行平均。

在一或更多個實施例中，後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越6微米至10微米的深度下進行平均。

在一或更多個實施例中，後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係小於1.5。

在一或更多個實施例中，第一熔融鹽浴所包含的鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於25重量％至小於或等於35重量％，其中第一熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％；以及第二熔融鹽浴所包含的鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於95重量％至小於或等於99重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於5重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0.1重量％至小於或等於1重量％，其中第二熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％。

在一或更多個實施例中，應力分佈曲線進一步包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及拉伸區域中的峰值中心張力（CT）。

在一或更多個實施例中，鉀鹽包含：KNO₃ 、K₂ CO₃ 、K₃ PO₄ 、K₂ SO₄ 、K₃ BO₃ 、KCl、或其組合。

在一或更多個實施例中，鈉鹽包含：NaNO₃ 、Na₂ CO₃ 、Na₃ PO₄ 、Na₂ SO₄ 、Na₃ BO₃ 、NaCl、或其組合。

在一或更多個實施例中，鋰鹽包含：LiNO₃ 、Li₂ CO₃ 、Li₃ PO₄ 、Li₂ SO₄ 、Li₃ BO₃ 、LiCl、或其組合。

在一或更多個實施例中，鉀鹽包含KNO₃ ，鈉鹽包含NaNO₃ ，而鋰鹽包含LiNO₃ 。

其中，方法可以有效形成具有大於或等於0.9及/或小於或等於1.5的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率的玻璃基底製品。

本文所述的方法可以有效形成具有大於或等於4微米且小於或等於8微米的尖峰層深度（DOL_spike ）的玻璃基底基板。 能量參數

若儲存能量的量在玻璃製品中超過一定限度，則製品斷裂成多個部分（例如，＞3）且在斷裂之後具有幾個分叉係視為易碎行為。若儲存能量的量在玻璃製品低於一定限度，則製品以非暴力方式斷裂且沒有過度分叉係指稱為非易碎行為。

基礎力學表示能量釋放係與應力平方的積分或應力分佈曲線的拉伸區域中的拉伸能量成比例。關於中心張力（CT），樣品變成易碎的應力分佈曲線通常是：

CT ＞ (E/68 GPa)*75MPa * 1 mm^0.5 /√ t          （1-A），

其中t 係為樣品的厚度（mm），而E係為材料的楊氏模量（GPa）。將所得到的等式（1-A）給出近似的CT（玻璃係為易碎的）（MPa），而可以藉由楊氏模量與厚度縮放。本文所述的發明製品係在玻璃是易碎的範圍內，而在許多情況下遠高於等式（1-A）所指定的限制。針對具有較高模量的玻璃，隨著儲存在相同的玻璃的拉伸區域中的能量減少，大致讓玻璃變得易碎的CT限制隨著增加。

關於中心張力（CT），樣品係為不易碎的應力分佈曲線係對應於：

CT ≤ (E/68 GPa)*75MPa * 1 mm^0.5 /√ t          （1-B），

其中t係為樣品的厚度（mm），而E係為材料的楊氏模量（GPa）。

根據等式來計算藉由應力分佈曲線所儲存的彈性能量：

（2），

其中ν係為泊松比，E係為楊氏模量，而σ係為應力。針對定義為58.39莫耳％的SiO₂ 、6.11莫耳％的B₂ O₃ 、17.83莫耳％的Al₂ O₃ 、1.73莫耳％的Na₂ O、0.18莫耳％的K₂ O、10.66莫耳％的Li₂ O、4.41莫耳％的MgO、0.02莫耳％的Fe₂ O₃ 、0.08莫耳％的SnO₂ 、及0.58莫耳％的CaO的組成物A的示例性玻璃，泊松比（ν）係為0.236，而楊氏模量（E）係為約86.2GPa。

用於對稱分佈曲線彈性能量（玻璃的每單位面積）係藉由以下等式給定：

（3）。

從DOC至玻璃基板的中心的拉伸區域中的彈性能量係藉由以下等式給定：

（4）。

2的因子係用於本文所考慮的應力分佈曲線的對稱性，在此情況下僅需要第一半部進行積分。儲存在基板中的總彈性能量係為單一壓縮區域與一半的拉伸區域的彈性能量的和：

（5）。

上述等式中的數量單位：

針對應力：

。

針對深度：

。

針對彈性能量（每單位基板面積）：

。

另一種度量係為每單位基板面積及每基板的單位厚度的平方根的彈性能量：J/m² .m^0.5 ，因為與厚度無關以及在小於或等於50μm至大於或等於2000μm以及其間的所有值及子範圍的厚度範圍內有效，而可以作為更通用的參數。

在另一態樣中，可以利用標準化的總能量、壓縮能量、及拉伸能量的形式引入易碎性標準，而定義為：

（6），

（7），

（8）。

標準化能量的使用具有容易利用MPa² .m作為單位表示並且與材料參數無關的優點。

最後，標準化的能量係藉由厚度（t）的平方根作為WT參數來進一步標準化，

（9），

（10），

（11）。

這些WT參數具有MPa² .m^0.5 的尺寸，以及具有嵌入其中的可變厚度（t）分量。 終端產品

本文所揭示的玻璃基底製品可以結合到另一製品（例如，具有顯示器（或顯示製品）的製品（例如，消費性電子產品，包括行動電話、平板電腦、電腦、導航系統、及類似者）、建築製品、運輸製品（例如，車輛、火車、飛行器、航海器等）、器具製品、或需要一些透明性、耐刮性、耐磨性、或其組合的任何製品）。第3A圖及第3B圖圖示結合本文揭示的任何玻璃製品的示例性製品。具體而言，第3A圖及第3B圖圖示消費性電子裝置300，包括：殼體302，具有前側304、後側306、及側表面308；電部件（未圖示），至少部分地位於殼體內側或完全位於殼體內側，並包括至少一控制器、記憶體、及在殼體的前表面處或附近的顯示器310；以及外罩312，在殼體的前表面處或前表面上，以覆蓋顯示器。在一些實施例中，外罩312及/或殼體302中之至少一者的至少一部分可以包括本文揭示的任何玻璃製品。 實施例

本揭示包括以下編號的實施例：

實施例1          一種玻璃基底製品包含：鋰矽鋁酸鹽組成物；玻璃基底製品的中心處小於或等於0.9的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；厚度t ；以及應力分佈曲線，包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中在尾部區域內存在後尖峰接近區域；其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係大於或等於0.9。

實施例2          如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中後尖峰接近區域係位於跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離。

實施例3          如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離下進行平均。

實施例4          如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越6微米至10微米的深度下進行平均。

實施例5          如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於或等於0.7。

實施例6          如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於或等於0.3。

實施例7          如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係小於1.5。

實施例8          如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，進一步包含應力分佈曲線，該應力分佈曲線包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及拉伸區域中的峰值中心張力（CT）。

實施例9          如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中應力分佈曲線進一步包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_k ）處的膝部的尖峰區域；以及其中膝部處的壓縮應力（CS_k ）係大於或等於100MPa。

實施例10         如實施例8至先前實施例中之任一者所述的玻璃基底製品，其中應力分佈曲線進一步包含：負曲率區域，其中應力的二階導數與深度的函數為負。

實施例11         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中0.03·t至0.175·t的範圍內的二階導數的平均的最大絕對值係大於或等於0.0001MPa/μm² 。

實施例12         如實施例8所述的玻璃基底製品，其中拉伸區域中的峰值中心張力（CT）係小於或等於：(E/68 GPa)*75MPa * 1 mm^0.5 /√(t)，其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值。

實施例13         如實施例8所述的玻璃基底製品，其中拉伸區域中的峰值中心張力（CT）係大於：(E/68 GPa)*75MPa * 1 mm^0.5 /√(t)，其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值。

實施例14         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，包含大於或等於5N的努氏刮擦起始閾值。

實施例15         一種玻璃基底製品包含：鋰矽鋁酸鹽組成物，其中在玻璃基底製品的中心處，氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於0.9；厚度t；大於或等於0.9且小於1.5的從玻璃基底製品的0.5微米的深度至1微米的深度的整個距離所平均的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及小於或等於（E/68GPa）*75MPa*1mm^0.5 /√（t）的拉伸區域中的峰值中心張力（CT），其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值；以及大於或等於5N的努氏刮擦起始閾值。

實施例16         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中儲存於拉伸區域中的彈性能量(

係小於或等於40J/m² 。

實施例17         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中彈性能量(

係小於或等於25J/m² 。

實施例18         如實施例15至先前實施例中之任一者所述的玻璃基底製品，其中儲存於玻璃基底製品的拉伸區域中的標準化拉伸能量（

）係小於或等於150MPa² .m^0.5 。

實施例19         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中標準化拉伸能量（

）係小於或等於100MPa² .m^0.5 。

實施例20         一種玻璃基底製品包含：鋰矽鋁酸鹽組成物，其中在玻璃基底製品的中心處，氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率係小於0.9；厚度t；大於或等於0.9且小於1.5的從玻璃基底製品的0.5微米的深度至1微米的深度的整個距離所平均的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及大於（E/68GPa）*75MPa*1mm^0.5 /√（t）的拉伸區域中的峰值中心張力（CT），其中E係為玻璃基底製品的楊氏模量值；以及大於或等於5N的努氏刮擦起始閾值。

實施例21         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中儲存於拉伸區域中的彈性能量(

係大於25J/m² 。

實施例22         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中彈性能量(

係大於40J/m² 。

實施例23         如實施例20至先前實施例中之任一者所述的玻璃基底製品，其中儲存於玻璃基底製品的拉伸區域中的標準化拉伸能量（

）係大於100MPa² .m^0.5 。

實施例24         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中標準化拉伸能量（

）係大於150MPa² .m^0.5 。

實施例25         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中努氏刮擦起始閾值係大於或等於8N。

實施例26         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中在利用努氏幾何鑽石尖端及9.34mm/min的速率進行的8N的刮擦測試中，在10次刮擦之後，刮擦的中心處的平均寬度係小於或等於600微米。

實施例27         如實施例15至先前實施例中之任一者所述的玻璃基底製品，其中製品的中心處的玻璃基底製品的組成物包含小於或等於0.63的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率。

實施例28         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中製品的中心處的玻璃基底製品的組成物的Li的量（莫耳％）係大於：Na（莫耳％）或所呈現的任何剩餘非鋰鹼金屬的總和。

實施例29         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中CT係大於或等於90MPa。

實施例30         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中厚度t的範圍係為大於或等於0.02毫米至小於或等於2毫米。

實施例31         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中DOC係位於大於或等於100微米的深度處。

實施例32         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中CS_max 係大於或等於750MPa。

實施例33         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中CS_max 係大於或等於1000MPa。

實施例34         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，具有以從玻璃基底製品的表面延伸至玻璃基底製品的深度的非零變化濃度存在的鹼金屬。

實施例35         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中鹼金屬係選自鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）、及其組合所構成的群組。

實施例36         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中鹼金屬係選自鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、及其組合所構成的群組。

實施例37         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，具有以從玻璃基底製品的表面延伸至玻璃基底製品的深度的非零變化濃度存在的非鹼金屬。

實施例38         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中非鹼金屬係選自銅（Cu）、金（Au）、銀（Ag）、及其組合所構成的群組。

實施例39         如任何先前實施例所述的玻璃基底製品，其中在玻璃基底製品的中心處，氧化硼的含量係大於或等於1.5莫耳％且小於或等於7.0莫耳％。

實施例40         如實施例15至先前實施例中之任一者所述的玻璃基底製品，其中應力分佈曲線進一步包含：負曲率區域，其中應力的二階導數與深度的函數為負。

實施例41         如先前實施例所述的玻璃基底製品，其中0.03·t至0.175·t的範圍內的二階導數的平均的最大絕對值係大於或等於0.0001MPa/μm² 。

實施例42         一種玻璃基底製品包含：鋁矽酸鋰組成物；玻璃基底製品的中心處小於或等於0.9的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；厚度t；以及應力分佈曲線，包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中針對尖峰區域的一部分，鋰的濃度超過鈉的濃度。

實施例43         消費性電子產品包含：具有前表面、後表面、及側表面的殼體；電部件，至少部分設置於殼體內，電部件至少包括控制器、記憶體、及顯示器，顯示器係設置於殼體的前表面處或與前表面相鄰；以及外罩，設置於顯示器上方；其中殼體與外罩中之至少一者的至少一部分包含任何先前實施例所述的玻璃基底製品。

實施例44         一種製造玻璃基底製品的方法包含以下步驟：將具有用於定義基板厚度（t）的相對的第一及第二表面以及具有鋰矽鋁酸鹽組成物的玻璃基底基板暴露至離子交換加工，以形成具有應力分佈曲線的玻璃基底製品，應力分佈曲線包含：從第一表面延伸至尖峰層深度（DOL_spike ）處的膝部的尖峰區域；以及從膝部延伸至玻璃基底製品的中心的尾部區域，其中在尾部區域內存在後尖峰接近區域，離子交換加工包含：包含鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的第一熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於15重量％至小於或等於50重量％的範圍內；以及包括鉀鹽、鈉鹽、鋰鹽的第二熔融鹽浴，其中鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於1重量％；其中玻璃基底基板包含小於或等於0.63的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率；以及其中玻璃基底製品包含大於或等於0.9的後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率。

實施例45         如實施例44所述的方法，其中玻璃基底基板包含小於或等於0.3的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的莫耳比率。

實施例46         如先前實施例所述的方法，其中後尖峰接近區域係位於跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離。

實施例47         如先前實施例所述的方法，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越比膝部更深DOL_spike 的20至100％的距離下進行平均。

實施例48         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係在跨越6微米至10微米的深度下進行平均。

實施例49         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係小於1.5。

實施例50         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中：第一熔融鹽浴所包含的鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於30重量％至小於或等於40重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於25重量％至小於或等於35重量％，其中第一熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％；以及第二熔融鹽浴所包含的鉀鹽的濃度的範圍係大於或等於95重量％至小於或等於99重量％，鈉鹽的濃度的範圍係大於或等於0重量％至小於或等於5重量％，而鋰鹽的濃度的範圍係大於或等於0.1重量％至小於或等於1重量％，其中第二熔融浴中的鉀鹽、鈉鹽、及鋰鹽的濃度總計為100％。

實施例51         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中應力分佈曲線進一步包含：大於或等於650MPa的最大壓縮應力（CS_max ）；大於或等於0.19·t的壓縮深度（DOC）；以及拉伸區域中的峰值中心張力（CT）。

實施例52         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中鉀鹽包含：KNO₃ 、K₂ CO₃ 、K₃ PO₄ 、K₂ SO₄ 、K₃ BO₃ 、KCl、或其組合。

實施例53         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中鈉鹽包含：NaNO₃ 、Na₂ CO₃ 、Na₃ PO₄ 、Na₂ SO₄ 、Na₃ BO₃ 、NaCl、或其組合。

實施例54         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中鋰鹽包含：LiNO₃ 、Li₂ CO₃ 、Li₃ PO₄ 、Li₂ SO₄ 、Li₃ BO₃ 、LiCl、或其組合。

實施例55         如實施例44至先前實施例中之任一者所述的方法，其中鉀鹽包含KNO₃ ，鈉鹽包含NaNO₃ ，而鋰鹽包含LiNO₃ 。 實例

藉由下列實例，將會進一步釐清各種實施例。在實例中，在強化之前，實例係指稱為「基板」。在受到強化之後，實例係指稱為「製品」或「玻璃基底製品」。

根據組成物A-B的玻璃基板係經過離子交換，而所得到的製品經過測試。

組成物A及B具有下列組成物。組成物A：17.83莫耳％的Al₂ O₃ 、6.11莫耳％的B₂ O₃ 、4.41莫耳％的MgO、1.73莫耳％的Na₂ O、58.39莫耳％的SiO₂ 、0.08莫耳％的SnO₂ 、0.18莫耳％的K₂ O、0.02莫耳％的Fe₂ O₃ 、0.58莫耳％的CaO、及10.66莫耳％的Li₂ O（0.00莫耳％的SrO、0.00莫耳％的ZnO、及0.00莫耳％的P₂ O₅ ）；以及Na₂ O/Li₂ O的莫耳比率係為0.16。組成物B：12.88莫耳％的Al₂ O₃ 、1.84莫耳％的B₂ O₃ 、2.86莫耳％的MgO、2.39莫耳％的Na₂ O、70.96莫耳％的SiO₂ 、0.07莫耳％的SnO₂ 、0.02莫耳％的Fe₂ O₃ 、8.13莫耳％的Li₂ O、及0.85莫耳％的ZnO（0.00莫耳％的K₂ O、0.00莫耳％的CaO、0.00莫耳％的SrO、及0.00莫耳％的P₂ O₅ ）；以及Na₂ O/Li₂ O的莫耳比率係為0.29。

努氏刮擦起始閾值在不同的離子交換條件下準備幾種玻璃製品。使用具有來自Gilmore Diamonds的努氏幾何鑽石尖端的Bruker UMT（通用機械測試器）來完成實例的玻璃製品的刮擦測試。將尖端利用0.14N/s的速率加載進入玻璃製品的表面至5N或8N的所期望的負載，其中每個負載進行二至五個刮擦，在該點處，將尖端利用9.34mm/min的速率橫向拖動跨越製品10mm。此後，利用0.14N/s的速率來卸載鑽石尖端。

經由折射近場（RNF）方法來測量本文所討論的應力分佈曲線，其中CT係匹配於藉由使用Estonia的Glasstress Co.所製造的SCALP-5的散射偏振法所提供的CT的測量。此外，由於此測量技術所使用的光束的尺寸所導致的用於提供應力分佈曲線的前~2μm中的精確資訊的RNF的限制，因此將RNF資料外推至表面，以在表面處找到應力，而亦匹配於藉由Japan的Orihara的FSM-6000 LE所完成的用於測量表面處的估計應力的測量。因此，總應力分佈曲線係匹配於使用365nm的光源的藉由SCALP儀器所測量的樣品的中心處的CT以及藉由FSM-6000 LE儀器所測量的表面處的CS，以提供從表面至樣品的中心的整個應力分佈曲線的精確表示。

發射光譜（GDOES）收集離子交換之後以及經由ICP的參考玻璃（電感耦合電漿）的初始校準之後的玻璃製品內側的離子分佈的資料。 實例1-17以及A-E（比較）

表1A針對實例1-17提供使用K、Na、及Li的硝酸鹽的雙離子交換（DIOX）條件的概要，以及所得到的壓縮應力（CS）、膝部處的壓縮應力（CS_k ）、膝部層深度（DOL_k ）、中心張力（CT）、及壓縮深度（DOC）值。步驟I及步驟II都包括添加0.5重量％的矽酸至IOX浴中。選擇測試條件，以在＜16小時的時間處理跨度內實現可能的最大CT。 表1A

實例		DIOX	CS （MPa）	CSk （MPa）	DOLk （μm）	CT （MPa）	DOC （μm）
基板	步驟I*	步驟II*
1	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96重量％的K/4重量％的Na+0.07的Li，450℃，6小時	830	148	5.6	95.4 非易碎	171 0.214·t
2	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	97.5重量％的K/2.5重量％的Na，450℃，3小時	931	-	4.5	72.4 非易碎	-
3	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，3小時	896	-	4.2	94.1 非易碎	-
4	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	92.5重量％的K/7.5重量％的Na，450℃，3小時	861	-	4.2	101.3 易碎	-
5	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96重量％的K/4重量％的Na，450℃，3小時	920	194	4.2	87.9 非易碎	147
6	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96重量％的K/4重量％的Na，450℃，6小時	855	154	5.8	103.2 非易碎	172
7	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	95.5重量％的K/3.5重量％的Na，450℃，3小時	930	-	4.2	84.4 非易碎	-
8	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	95.5重量％的K/3.5重量％的Na，450℃，6小時	862	-	6.0	99.4 非易碎	-
9	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96重量％的K/4重量％的Na，0.7％的Li，450℃，3小時	783.4	-	3.5	73.0 非易碎	-
10	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96重量％的K/4重量％的Na，0.7％的Li，450℃，6小時	721	-	4.5	85.6 非易碎	-
11	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96.5重量％的K/3.5重量％的Na，0.7％的Li，450℃，3小時	829.2	-	3.4	63.0 非易碎	-
12	A	35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時	96.5重量％的K/3.5重量％的Na，0.7％的Li，450℃，6小時	778.8	-	4.6	78.1 非易碎	-
13	A	42.5重量％的K/42.5重量％的Na/15重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時	963.6	-	3.3	115.4 易碎	-
14	A	41.25重量％的K/41.25重量％的Na/17.5重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時	904.4	-	3.7	109.5 易碎	-
15	A	41.25重量％的K/41.25重量％的Na/17.5重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時	911.7	-	3.4	104.6 易碎	-
16	A	38.75重量％的K/38.75重量％的Na/22.5重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時	851.3	-	4.0	101.1 非易碎	-
17	A	37.5重量％的K/37.5重量％的Na/25重量％的Li，450℃，9小時	95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時	943.7	-	3.5	96.6 易碎	-

*步驟I及步驟II中之每一者包括添加0.5重量％的矽酸。

表1B提供針對實例A-E（比較）的使用K、Na、及Li的硝酸鹽的離子交換條件的概要。 表1B

實例	基板	IOX
A 比較	B	SIOX 93.5重量％的K/6.5重量％的Na，430℃，4.5小時
B 比較	B	SIOX 93.5重量％的K/6.5重量％的Na，430℃，4.5小時
C 比較	A	DIOX 步驟I：35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，12小時 步驟II：95重量％的K/5重量％的Na，450℃，2小時
D 比較	A	DIOX 步驟I：88重量％的K/12重量％的Na，450℃，13小時 步驟II：85重量％的K/15重量％的Na，450℃，0.5小時
E 比較	A	SIOX 88重量％的K/12重量％的Na，+2重量％的Li，450℃，8.4小時
F 比較	A	DIOX 步驟I：88重量％的K/12重量％的Na，+4重量％的Li，450℃，13小時 步驟II：96重量％的K/4重量％的Na，450℃，0.5小時

*步驟I及步驟II（若存在）中之每一者包括添加0.5重量％的矽酸。

第4圖係為針對實例1的離子交換之後的製品的厚度（t）的一半至400微米（0.4mm）的深度的應力與深度的函數圖。表面處存在高應力尖峰（830MPa）。第4圖中亦圖示尖峰區域並且延伸至膝部及尾部區域。在尾部區域內，存在後尖峰接近區域與負曲率區域。壓縮深度係為~171微米，對應於0.214·t（t為800mm）。實例1展示負曲率區域以及跨越大約24μm至140μm（對應於0.03·t~0.175·t）的深度的負平均二階導數。第5圖係為第4圖的應力分佈曲線的二階導數的圖。跨越24μm至140μm的深度範圍的平均二階導數的絕對值在係為0.00533。

不希望受到理論的束縛，由於非線性擴散與應力鬆弛，根據實例1的組成物A的玻璃的所得到的應力分佈曲線係為S形。具有95.4MPa的高CT值的獨特S形與斷裂之後為非易碎的製品是有趣的。

在表2中，提供針對實例1的楊氏模量E與泊松比ν。依據第4圖所示的應力分佈曲線與表1中的資訊，針對壓縮區域計算下面的能量參數：用於拉伸區域的

、

、

以及

、

、

。 表2

實例	E （GPa）	Ν （a.u.）	（J/m2 ）	（(MPa2 .m）	（MPa2 .m0.5 ）	（J/m2 ）	（(MPa2 .m）	（MPa2 .m0.5 ）
1	83.2	0.236	22.70	2.472	87.40	42.28	4.60	162.64

第6圖至第7圖提供第一IOX步驟（35重量％的K/35重量％的Na/30重量％的Li，450℃，9小時）之後的針對實例1的氧化物莫耳濃度與距離第一表面（0微米）的玻璃製品的深度的GDOES元素分佈曲線。第6圖展示150微米的深度的分佈曲線。第7圖展示至10微米的深度的第6圖的分佈曲線。0至0.25微米的資料會受到測量的人為誤差的影響。

第8圖至第9圖提供第二IOX步驟（96重量％的K/4重量％的Na+0.07的Li，450℃，6小時）之後的針對實例1的氧化物莫耳濃度與距離第一表面（0微米）的玻璃製品的深度的GDOES元素分佈曲線。第8圖展示150微米的深度的分佈曲線。第9圖展示至10微米的深度的第8圖的分佈曲線（包括尖峰區域的細節）。0至0.25微米的資料會受到測量的人為誤差的影響。

在第8圖中，鉀尖峰（DOL_K ）與尖峰深度（DOL_spike ）係位於5微米處。在跨越尖峰區域的一部分內，鋰的濃度超過鈉的濃度。在此實例的尖峰區域中，在0.76微米至4.37微米的範圍內或者在5微米尖峰區域的約72％的範圍內，鋰的濃度超過鈉的濃度。 在後尖峰接近區域中（例如，大於或等於6微米至小於或等於10微米），鈉與鋰的離子的莫耳分佈係為準線性，而有助於在第4圖的應力分佈曲線中發現深DOC。

在第9圖中，放大分析區域，以包括尖峰區域（至5微米）與後尖峰接近區域（例如，從約大於或等於6微米至小於或等於10微米）的細節。在此尖峰區域中，尖峰的鉀係優先與鈉交換（而非鋰），這導致針對鋰與鈉的尖峰區域中的莫耳氧化物濃度的曲率係與傳統曲率不同。針對鈉，曲率為正，其中鈉濃度的梯度或導數係在尖峰區域的中點（例如，在2.5微米處）處增加。針對鋰，曲率為負，其中鋰濃度的導數係在尖峰區域的中點（例如，在2.5微米處）處減少。

在尖峰區域的中點處或尖峰區域的中點附近的位置處，氧化鋰的量係大於氧化鈉的量（由於IOX處理的第一浴中所使用的高Li含量所導致的DIOX處理的特徵）。

在第9圖中，跨越0.5微米至1微米的距離的所測量濃度值的平均值（用於表示表面正下方的比率）係為：3.01莫耳％的Na₂ O以及2.98莫耳％的Li₂ O。表面正下方的所得到的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係為1.01。此外，在第9圖中，跨越6微米至10微米的距離的所測量濃度值的平均值係為：6.45莫耳％的Na₂ O以及5.98莫耳％的Li₂ O。後尖峰接近區域中的所得到的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係為1.08。此外，在第9圖中，小於或等於0.4微米的深度的所測量濃度值的平均值係為：5.96莫耳％的K₂ O以及4.32莫耳％的Na₂ O。此區域中的所得到的鉀氧化物（K₂ O）與鈉氧化物（Na₂ O）的莫耳比率係為1.38。

第10圖至第11圖提供第一IOX步驟（步驟I：88重量％的K/12重量％的Na，+4重量％的Li，450℃，13小時）之後的針對比較例F的氧化物莫耳濃度與距離第一表面（0微米）的玻璃製品的深度的GDOES元素分佈曲線。 第10圖展示150微米的深度的分佈曲線。第11圖展示至10微米的深度的第10圖的分佈曲線。0至0.25微米的資料會受到測量的人為誤差的影響。

第12圖至第13圖提供第二IOX步驟（96重量％的K/4重量％的Na，450℃，0.5小時）之後的針對比較例F的氧化物莫耳濃度與距離第一表面（0微米）的玻璃製品的深度的GDOES元素分佈曲線。第12圖展示150微米的深度的分佈曲線。第13圖展示至10微米的深度的第12圖的分佈曲線（包括尖峰區域的細節）。0至0.25微米的資料會受到測量的人為誤差的影響。

在第12圖中，鉀尖峰（DOL_K ）與尖峰深度（DOL_spike ）係位於5.7微米處。尖峰區域的沒有任何部分的鋰的濃度超過鈉的濃度。在後尖峰接近區域中（例如，大於或等於6.8微米至小於或等於11.4微米），鈉的離子的莫耳濃度遠大於（2莫耳％或更多）鋰的離子。

在第13圖中，放大分析區域，以包括尖峰區域（至5.7微米）與後尖峰接近區域（例如，從約大於或等於6.8微米至小於或等於11.4微米）的細節。在此尖峰區域中，與實例1不同，尖峰的鉀係優先與鋰交換，這導致針對鋰與鈉的尖峰區域中的莫耳氧化物濃度的傳統濃度梯度。

在尖峰區域以及後尖峰接近區域中的所有位置處，氧化鋰的量係小於氧化鈉的量，這反映IOX處理的第一浴中的鋰的量非常低。

在第13圖中，跨越0.5微米至1微米的距離的所測量濃度值的平均值（用於表示表面正下方的比率）係為：4.38莫耳％的Na₂ O以及2.85莫耳％的Li₂ O。表面正下方的所得到的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係為1.54。此外，在第13圖中，跨越6.8微米至11.4微米的距離的所測量濃度值的平均值係為：7.50莫耳％的Na₂ O以及4.93莫耳％的Li₂ O。後尖峰接近區域中的所得到的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的莫耳比率係為1.52。此外，在第13圖中，小於或等於0.4微米的深度的所測量濃度值的平均值係為：7.30莫耳％的K₂ O以及2.92莫耳％的Na₂ O。此區域中的所得到的鉀氧化物（K₂ O）與鈉氧化物（Na₂ O）的莫耳比率係為2.50。

掉落效能。測試各種發明玻璃及比較玻璃的掉落效能。使用將電話尺寸的圓盤掉落至80粒度的砂紙（用於模擬粗糙表面）的方式來進行受控制的掉落測試（包括玻璃的多次掉落）。掉落測試係在環境條件（空氣以及室溫）下進行。第一次掉落係在20cm的起始高度處進行，該高度代表從覆蓋玻璃的暴露表面到掉落表面的頂部的距離。若在80粒度的砂紙上沒有發生覆蓋玻璃的破損，則將掉落高度增加10cm，然後讓圓盤再次掉落。將圓盤以10cm的增量（例如，10cm，然後20cm，然後30cm等）順序掉落，直到覆蓋玻璃破損。

第14圖係為受控制的掉落處理的結果的圖，其中提供發生覆蓋玻璃的破損的高度。在第14圖中，在80粒度下，發明實施例（實例1）的效能優於實例A-E（比較例）。

刮擦效能（努氏刮擦起始閾值）。表3A提供實例1（在尺寸130.2mm×65.2mm（0.8mm厚）的樣品上進行）與實例A（比較）（在尺寸50mm×50mm（0.8mm厚）的樣品上進行）的刮擦資料。表3B提供實例A（比較）（在尺寸50mm×50mm（0.8mm厚）的樣品上進行）與實例F（比較）（在尺寸130.2mm×65.2mm（0.8mm厚）的樣品上進行）的進一步刮擦資料。 表3A

實例	5N	8N	壓縮深度（DOC）
1	呈現一些橫向裂紋	呈現一些橫向裂紋	171微米（厚度的21.4％）
A （比較）	呈現一些橫向裂紋	呈現橫向裂紋	-

表3B

實例	5N	8N	1-8N 傾斜
A （比較）	沒有裂紋	呈現橫向裂紋	呈現一些橫向裂紋
F （比較）	呈現一些橫向裂紋	呈現橫向裂紋	呈現橫向裂紋

表3A展示，在5N下，在用於實例A（比較）的單一IOX交換方法（針對IOX交換使用鉀與鈉，以及鋰並不存在於離子交換浴中）的玻璃製品中出現一些橫向裂紋。相對於5N測試，將負載增加至8N會導致玻璃製品出現更多的橫向裂紋。針對實例1，使用本發明的雙重IOX交換方法（在第一步驟中包含30％的鋰），在5N下，刮擦效能係與實例A（比較）大致相同；以及在8N下，刮擦效能顯著改善，同時將表面壓縮應力保持在830MPa附近的較高等級。比較例A的表面壓縮應力係為710MPa。

表3B展示，在5N下，針對用於實例A（比較）的單一IOX交換方法，沒有橫向裂紋出現在玻璃製品上；相對於5N測試，將負載增加至8N會導致玻璃製品出現更多的橫向裂紋；以及針對1-8N的傾斜負載，存在一些橫向裂紋。針對暴露於DIOX交換方法的實例F（比較）（導致針對鋰與鈉的尖峰區域中的莫耳氧化物濃度的傳統濃度梯度），在5N下存在一些裂紋以及在8N下以及在1-8N的傾斜負載期間出現更多的裂紋。比較例F的表面壓縮應力係為698MPa。

第15圖係為針對5N及8N下的實例1與實例A（比較）的刮擦的最大寬度（微米）的圖。實例1與實例A（比較）在5N下的刮擦效能大致相同；在8N下，實例1展示較低的最大刮擦寬度。

第16圖係為針對5N及8N下的實例A（比較）與實例F（比較）的刮擦的最大寬度（微米）的圖。相較於實例F，在5N及8N下，實例A均展示較低的最大刮擦寬度。

一般而言，針對耐刮擦性的應力分佈曲線優點在於相對於Na₂ O的莫耳％，後尖峰接近區域中的Li₂ O的莫耳％係類似於±1莫耳％或在±1莫耳％內。此外，在後尖峰接近區域中，鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的較佳平均莫耳比率係大於或等於0.9及/或小於或等於1.75（包括其間的所有值及範圍）。

在一些比較實施例中，隨著表面應力的增加，含高鋰的玻璃的刮擦效能嚴重降低。本文所揭示的離子交換技術以及所得到的應力分佈曲線允許形成同時導致高抗損傷性及高耐刮擦性的應力分佈曲線。 實例18

進行IOX浴壽命研究。處理在DIOX處理中使用二個單獨的IOX浴。利用離子色譜法（IC）來測量鋰等級。鋰等級係利用LiNO₃ 及重量百分比（重量％）的形式表示。第一IOX步驟係為：35重量％的NaNO₃ /35重量％的K2NO3/30重量％的Li₂ NO₃ /；第2IOX步驟係為：96的K/4的Na+0.07的Li。IOX實驗係進行如下。針對第一步驟IOX：製備1kg的鹽浴；針對每個IOX運行，將50mm×50mm尺寸的正方形的根據組成物A的5個樣品裝載進入浴。針對第二IOX步驟：製備1kg的鹽浴；針對每個IOX運行，裝載來自IOX第一步驟的相同的5個樣品。每一步驟進行6次IOX運行。在製備鹽浴之後，收集鹽樣品；在每次IOX運行之後，收集其他6個鹽樣品。表4提供在IOX之前以及每次運行之後的所測量的重量％的鋰等級（LiNO₃ ）的概要。 表4

LiNO3 的含量（重量％）
DIOX步驟	在IOX之前	1	2	3	4	5	6
第一	29.91	29.98	29.92	29.68	29.73	29.86	29.66
第二	0.071	0.120	0.176	0.230	0.264	0.318	0.366

根據表4，可以得出結論，當硝酸鋰等級穩定於29重量％與30重量％之間的範圍內時，第一步驟IOX浴具有基本上無限或半無限的壽命。不希望受到理論的束縛，認為第一IOX步驟期間的鹽浴中的鋰的高濃度意指，在IOX期間從玻璃基板釋放進入鹽浴的任何鋰不會導致顯著鋰濃度增加，而因此從玻璃基板釋放的任何鋰對於浴的總鋰濃度的影響最小。因此，樣品的性質中的鋰中毒的影響亦非常小。

在第二步驟IOX浴期間，鋰等級增加。不希望受到理論的束縛，在第二步驟的鹽並未具有預加載的高濃度鋰，而意指鋰中毒的影響可能更可偵測。

表5提供針對表4的樣品的所測量的壓縮應力（CS）（MPa）。 表5

CS（MPa）
DIOX步驟	1	2	3	4	5	6
第一	103.0	95.1	95.1	103.0	99.1	111.0
第二	823.5	816.2	802.7	799.4	793.8	789.3

如表5所示，CS並沒有明顯改變。這是因為第一IOX步驟期間的穩定的鹽化學性質以及最小的Li中毒。而在第二IOX步驟中，CS降低。不希望受到任何特定理論的束縛，CS的降低趨勢很可能由於鋰中毒的影響。

依據表4至表5中的資訊，DIOX配方係設計成具有比玻璃組成物B更好的IOX浴壽命的效率與原材料利用率的玻璃組成物A。所描述的DIOX方法的優點在於第一IOX鹽可以在幾乎無限的時間下與此配方一起運行，而第二浴展示較好的鹽壽命與效率。玻璃組成物A的CS的降低比玻璃組成物B的CS的降低更慢。因此，針對儲槽管理的益處，DIOX配方非常有用。

除非另有說明，否則此說明書所描述的所有組成物成分、關係、及比率均以莫耳％提供。無論是否在揭示範圍之前或之後明確說明，此說明書所揭示的所有範圍係包括廣泛揭示的範圍所涵蓋的任一及所有範圍與子範圍。

該領域具有通常知識者將理解，在不悖離所請求標的之精神及範疇的情況下可對本文所述之實施例作出各種修改及變化。因此，本揭示意欲涵蓋本文所提供的各種實施例的修改與變化，這些修改與變化係落於專利申請範圍與其等價物的範圍內。

100:玻璃 110:第一表面 112:第二表面 120:第一壓縮應力層 122:第二壓縮應力層 130:中心區域 300:消費性電子裝置 302:殼體 304:前側 306:後側 308:側表面 310:顯示器 312:外罩

結合在本說明書中並構成其一部分的隨附圖式圖示下面描述的幾個實施例。

第1圖示意性圖示根據本文所述及所示的實施例的在其表面上具有壓縮應力層的玻璃的橫截面；

第2圖係為包括膝部應力的應力分佈曲線的示意圖；

第3A圖係為合併本文所揭示的任何玻璃製品的示例性電子裝置的平面圖；

第3B圖係為第3A圖的示例性電子裝置的透視圖；

第4圖係為針對玻璃基底製品的實施例的應力（MPa）與距離表面的位置（mm）的圖；

第5圖係為第4圖的應力分佈曲線圖的二階導數的圖；

第6圖至第7圖係為針對實施例的氧化物莫耳濃度與距離第一表面的進行第一IOX步驟之後的玻璃製品中的深度（0微米）的函數的圖；

第8圖至第9圖係為針對實施例的氧化物莫耳濃度與距離第一表面的進行第二IOX步驟之後的玻璃製品中的深度（0微米）的函數的圖；

第10圖至第11圖係為針對比較例的氧化物莫耳濃度與距離第一表面的進行第一IOX步驟之後的玻璃製品中的深度（0微米）的函數的圖；

第12圖至第13圖係為針對比較例的氧化物莫耳濃度與距離第一表面的進行第二IOX步驟之後的玻璃製品中的深度（0微米）的函數的圖；

第14圖係為針對實施例與比較例的掉落至80粒度的最大掉落高度（cm）的圖；

第15圖係為針對5N及8N下的實施例與比較例的刮擦的最大寬度（微米）的圖；以及

第16圖係為針對5N及8N下的比較例的刮擦的最大寬度（微米）的圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:玻璃

110:第一表面

112:第二表面

120:第一壓縮應力層

122:第二壓縮應力層

130:中心區域

Claims (10)

1. 一種玻璃基底製品，包含： 一鋰矽鋁酸鹽組成物； 小於或等於0.9的該玻璃基底製品的一中心處的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的一莫耳比率； 一厚度t；以及 一應力分佈曲線，包含： 一尖峰區域，從該第一表面延伸至一尖峰層深度（DOL_spike ）處的一膝部；以及 一尾部區域，從該膝部延伸至該玻璃基底製品的該中心，其中該尾部區域內存在一後尖峰接近區域； 其中該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的一莫耳比率係大於或等於0.9。
2. 如請求項1所述的玻璃基底製品，其中該後尖峰接近區域係位於跨越比該膝部更深的該DOL_spike 的20至100％的一距離，及/或該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的該莫耳比率係在跨越比該膝部更深的該DOL_spike 的20至100％的該距離下進行平均，及/或該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的該莫耳比率係在跨越6微米至10微米的一深度下進行平均。
3. 如請求項1或2所述的玻璃基底製品，其中鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的該莫耳比率在該玻璃基底製品的該中心處係小於或等於0.7，或在該玻璃基底製品的該中心處係小於或等於0.3。
4. 如請求項1或2所述的玻璃基底製品，進一步包含一應力分佈曲線，包含： 大於或等於650MPa的一最大壓縮應力（CS_max ）； 大於或等於0.19·t的一壓縮深度（DOC）；以及 一拉伸區域的一峰值中心張力（CT）。
5. 如請求項4所述的玻璃基底製品，其中該應力分佈曲線進一步包含：一負曲率區域，其中一應力二階導數與深度的函數為負，及/或0.03·t至0.175·t的範圍內的該二階導數的一平均的一最大絕對值係大於或等於0.0001MPa/µm² 。
6. 如請求項1或2所述的玻璃基底製品，包含大於或等於5N或者大於或等於8N的一努氏刮擦起始閾值。
7. 一種消費性電子產品，包含： 一殼體，具有一前表面、一後表面、及側表面； 電部件，至少部分設置於該殼體內，該等電部件包括至少一控制器、一記憶體、及一顯示器，該顯示器係設置於該殼體的該前表面處或與該前表面相鄰；以及 一外罩，設置於該顯示器上； 其中該殼體與該外罩中之至少一者的至少一部分包含請求項1或2的玻璃基底製品。
8. 一種製造一玻璃基底製品的方法，包含以下步驟： 將具有用於定義一基板厚度（t）的相對的第一及第二表面且具有一鋰矽鋁酸鹽組成物的一玻璃基底基板暴露至一離子交換加工，以形成具有一應力分佈曲線的該玻璃基底製品，該應力分佈曲線包含：從第一表面延伸至一尖峰層深度（DOL_spike ）處的一膝部的一尖峰區域；以及從該膝部延伸至該玻璃基底製品的該中心的一尾部區域，其中該尾部區域內存在一後尖峰接近區域，該離子交換加工包含： 一第一熔融鹽浴，包含一鉀鹽、一鈉鹽、及一鋰鹽，其中該鋰鹽的一濃度的該範圍係為大於或等於15重量％至小於或等於50重量％；以及 一第二熔融鹽浴，包含一鉀鹽、一鈉鹽、及一鋰鹽，其中該鋰鹽的一濃度的該範圍係為大於或等於0重量％至小於或等於1重量％； 其中該玻璃基底基板包含小於或等於0.63的氧化鈉（Na₂ O）與氧化鋰（Li₂ O）的一莫耳比率；以及 其中該玻玻璃基底製品包含大於或等於0.9的該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的一莫耳比率。
9. 如請求項8所述的方法，其中該後尖峰接近區域係位於跨越比該膝部更深的該DOL_spike 的20至100％的一距離，及/或該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的該莫耳比率係在跨越比該膝部更深的該DOL_spike 的20至100％的該距離下進行平均，及/或該後尖峰接近區域中的鈉氧化物（Na₂ O）與鋰氧化物（Li₂ O）的該莫耳比率係在跨越6微米至10微米的一深度下進行平均。
10. 如請求項8或9所述的方法，其中該應力分佈曲線進一步包含： 大於或等於650MPa的一最大壓縮應力（CS_max ）； 大於或等於0.19·t的一壓縮深度（DOC）；以及 一拉伸區域的一峰值中心張力（CT）。

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