TWI485121B - 玻璃基材及其製造方法 - Google Patents

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TWI485121B TW098145341A TW98145341A TWI485121B TW I485121 B TWI485121 B TW I485121B TW 098145341 A TW098145341 A TW 098145341A TW 98145341 A TW98145341 A TW 98145341A TW I485121 B TWI485121 B TW I485121B
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Description

玻璃基材及其製造方法
以下說明書係關於一種或多種用以提高適合保護如手機和個人數位助理(PDA)之移動終端設備的顯示幕之防護玻璃罩的玻璃基材之強度的技術。
在移動終端設備如手機和PDA中，為防止外力(衝擊)施加於前述移動終端設備的顯示器上，將一塑膠保護片如高度透明的丙烯酸樹脂保護片置於顯示器外預定距離處(例如日本專利特開平2004-299199號公報)。
然而，這種丙烯酸樹脂保護片易被外力所彎曲，因此不得不在移動終端設備的保護片和顯示器之間設計一較廣距離以承受丙烯酸樹脂保護片的彎曲變位。如此將造成難以將移動終端設備薄型化。
有鑑於上述原因，提供以化學強化的玻璃保護片以將移動終端設備薄型化，且即使前述保護片成型為薄狀仍可限制彎曲(restrains blending)而保持一定程度之的強度(例如日本專利特開2007-99557號公報，以下簡稱’557公報)。’557公報公開了一用於移動終端設備的防護玻璃罩以及製造該防護玻璃罩的方法。根據’557公報，其係透過將特定玻璃組合物的片玻璃切割成預定形狀，將前述片玻璃每一面拋光至平面鏡面光潔度，並透過化學強化步驟在前述片玻璃的每面表面層中形成壓縮應力層來使前述防護玻璃罩難以被彎曲和損壞。
然而，用於防護玻璃罩的玻璃基材需具有高強度，使該玻璃基材能承受施加於其主表面上的強大外力。此外，用於移動終端設備的防護玻璃罩亦同時被要求減輕重量。因此，用於移動終端設備的玻璃基材即使成型為薄狀也需具有非常高的強度。
本發明之目的在於有利於提供一種或多種改良技術，以獲得一即使成型為薄片狀仍具有非常高之強度的玻璃基材。
有鑑於本發明之目的，因此提供一種化學強化的玻璃基材，其包含在其最表層中具有一壓縮應力層的主表面。前述壓縮應力層設置以藉由前述壓縮應力層中產生的壓縮應力來提高玻璃基材的強度。前述壓縮應力層係由含有鉀離子濃度等於或小於5000 ppm的層體所組成。
任選地，前述壓縮應力層設置有一可被完全移除之含鉀離子濃度大於5000 ppm之離子交換層。
任選地，前述玻璃基材係由熔融玻璃可透過下拉法形成。
還任選地，前述玻璃基材係使用含有SiO2 、Al2 O3 、Li2 O或Na2 O中至少一種的鋁矽酸鹽玻璃構造而成。進一步任選地，前述玻璃基材可使用基本上不包含鉀離子的玻璃基材經化學強化構造而成。
又任選地，前述玻璃基材可設置以保護一行動終端設備(mobile terminal device)顯示幕的防護玻璃罩。
有鑑於本發明之目的，進一步提供一種製造玻璃基材的方法，其方法包括如下步驟：將前述玻璃基材浸入加熱的熔融鹽中，使得玻璃基材的離子被熔融鹽浸入加熱的熔融鹽中，使得玻璃基材的離子被熔融鹽的離子行離子交換以化學強化前述玻璃基材，以及去除於前述化學強化玻璃基材之步驟中，在玻璃基材的主表面之最表層所形成的離子交換層。應該注意的是，前述離子交換層可具有濃度大於5000 ppm的鉀離子。
任選地，在去除離子交換層的步驟中，前述離子交換層可以蝕刻(etching)去除。
又任選地，前述蝕刻可使用含有氫氟酸、六氟矽酸或緩衝氫氟酸中至少一種的蝕刻溶液以濕的方式(wet manner)實施。
還任選地，在前述玻璃基材的化學強化步驟中，在等於或小於前述玻璃基材的玻璃化轉變點的溫度下，使用至少一種硝酸鉀的熔融鹽或硝酸鈉的熔融鹽化學強化前述玻璃基材。
下文係根據本發明的具體實施態樣並參照圖式描述之。
第一A圖和第一B圖顯示以習知方法化學強化的玻璃基材1。第一A圖顯示含有玻璃基材之主表面的區域。第一B圖為第一A圖所示之部分X的放大圖。第一A圖所示的玻璃基材1係浸入於加熱的熔融鹽中，使得該玻璃基材中的離子與熔融鹽的離子行離子交換，從而化學強化前述玻璃基材1。前述玻璃基材1在其表面層中具有壓縮應力層1a。前述壓縮應力層1a係設置以藉由在其中產生的壓縮應力來提高玻璃基材1的強度。此外，在前述壓縮應力層1a的最表層中(在距離玻璃基材1的最表面數微米的深度的區域中)具有經化學強化形成之含有非常高的鹼金屬離子濃度的離子交換層1b。
當以水清洗具有如上構造的離子交換層1b的玻璃基材1時(在化學強化之後以水清洗)，如第一B圖所示，在化學強化時所形成之離子交換層1b中的鉀離子(K+ )與氫離子(H+ )行離子交換，其中，每個氫離子(H+ )具有比鉀離子(K+ )更小的離子半徑。因此，玻璃基材1的最表層變成水合層(hydration layer)1c。因此，在前述清洗過成中，前述玻璃基材1的離子交換層1b中會形成一拉伸應力層(tensile stress layer)，該拉伸應力層中會產生拉伸應力而降低玻璃基材1的強度。特別是當以酸性溶液作為在清洗過程中使用的清洗液體時，上述效應會更顯著地發生。不僅如此，化學強化(即離子交換)在透過下拉法形成的玻璃基材中比透過壓制法(press method)並接著拋光所形成的玻璃基材中進行得更快。因此，上述效應在下拉法形成的玻璃基材中比在壓制法並接著拋光而形成的玻璃基材中更為顯著。
根據本發明的一個具體實施態樣，透過去除在化學強化時在玻璃基材表面層所形成的離子交換層，應可防止因隨之進行的清洗過程而形成拉伸應力層，並因此提高玻璃基材的強度。更具體地，在具體實施態樣中，將玻璃基材浸入加熱熔融鹽使得玻璃基材中的離子被熔融鹽的離子行離子交換以化學強化前述玻璃基材。接著，去除在化學強化中於玻璃基材主表面上所形成的離子交換層。亦即，參考第一C圖，該具體實施態樣中，將玻璃基材上的離子交換層(如第一A圖和第一B圖所示)完全去除。因此，應可獲得即使成型為薄片狀也具有非常高之強度的玻璃基材。
目前已有一種習知之技術，可降低或限制洗脫化學強化的玻璃基材之鹼性成分(例如參見日本專利特開平10-194788號公報)。然而，應注意的是，將玻璃基材的表面脫鹼(de-alkalize)的適合技術，或是在玻璃基材的表面上形成一層用以保護洗脫的鹼性成份的技術，兩者之技術概念在本質上於本發明並不相同。
基於上述觀點，具體實施態樣中的玻璃基材可透過將玻璃基材浸入加熱的熔融鹽中，使玻璃基材藉由其中的離子與熔融鹽的離子進行離子交換而被化學強化，接著去除在化學強化中於玻璃基材之主表面上形成的離子交換層來製得。
以上述方式獲得的玻璃基材具有透過化學強化而形成的壓縮應力層。然而，前述壓縮應力層不包括離子交換層，且在主表面中鉀離子的濃度等於或小於5000 ppm。在玻璃基材的主表面中的鉀離子濃度和玻璃基材的表面狀態(即主表面是否含有離子交換層)可藉由如波長色散X射線光譜儀(wavelength dispersive X-ray spectrometer,下稱WDX)或能量色散X射線光譜儀(energy dispersive X-ray spectrometer,下稱EDX)檢測。附帶地，WDX係設置以使X射線或電子束輻射至樣本，藉由分析晶體在輻照激發時，樣本區域所發射的螢光X射線之各種波長中提取特定的螢光X射線波長，並用檢測器測量波長和該提取的螢光X射線的強度。此外，EDX係設置以使X射線或電子束輻射至樣本，將輻照激發的樣本區域所發射之螢光X射線的各種波長放大，並用分析器鑑別波長和螢光X射線的各種波長之強度。
待用的玻璃基材可直接由熔融玻璃成型為片狀，或透過從特定厚度的玻璃體上切割預定厚度的玻璃片，並將該玻璃片加工成型為具有拋光主表面及所需厚度的玻璃片。將玻璃基材直接由熔融玻璃成型為片狀是較理想的做法，因為：直接由熔融玻璃成型為片狀的玻璃基材之主表面是具有非常高之平整度和光滑度且無微裂紋的熱成型(hot-formed)表面。下拉法或浮法(float method)可作為直接透過熔融玻璃將玻璃基材形成片狀的方法。以下拉法將熔融玻璃形成玻璃基材是理想的做法。
此外，構造前述玻璃基材較佳係選用鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃或硼矽酸鹽玻璃。其中，欲使用含有SiO2 、Al2 O3 、Li2 O或Na2 O中至少一種的鋁矽酸鹽玻璃構造前述玻璃基材。特別地，前述鋁矽酸鹽玻璃含有62～75wt%的SiO2 、5～15 wt%的Al2 O3 、4～10 wt%的Li2 O、4～12 wt%的Na2 O和5.5～15 wt%的ZrO2 (應注意“wt%”係表示以重量計算的百分比)是較理想的。而且，前述鋁矽酸鹽玻璃具有限定其重量比為Na2 O/ZrO2 ：0.5～2.0和重量比為Al2 O3 /ZrO2 ：0.4～2.5的組合物是較理想的。此外，前述玻璃基材係由本質上不含氧化鉀的成分製得是理想的狀況。
考慮到玻璃材料的化學耐久性(chemical durability)及/或其熔解溫度，SiO2 為玻璃基材的主要成份，較佳係於前述玻璃基材中包含62～75wt%的SiO2 。
考慮到玻璃材料的化學耐久性，玻璃基材包含了Al2 O3 以提高其表面的離子交換能力，且較佳係於前述玻璃基材中包含了5～15wt%的Al2 O3 。
Li2 O是化學強化的必要成份。Li2 O特定在玻璃基材的表面層上主要與離子交換浴中的Na離子行離子交換。考慮到玻璃材料的離子交換能力及/或化學耐久性，較佳係於前述玻璃基材中包含了4～10wt%的Li2 O。
Na2 O是用於化學強化的必要成份。Na2 O特定在玻璃基材的表面層上與離子交換浴中的K離子進行離子交換。考慮到玻璃材料的化學耐久性及/或機械強度，較佳係於玻璃基材中包含了4～12wt%的Na2 O。
ZrO2 具有提高玻璃基材之機械強度的效果。於玻璃基材中包含5.5～15wt%的ZrO2 是理想的狀況，以確保均質玻璃的穩定製備和玻璃材料的化學耐久性。
在實施化學強化中，在300～450℃的熔融鹽溫度下使用如硝酸鉀的熔融鹽，持續作用1～30小時的加工時間。在實行化學強化中，熔融鹽溫度在等於或小於玻璃基材之材料的玻璃轉移點(glass transition point)的狀況下，使用硝酸鉀及/或硝酸鈉的熔融鹽是理想的狀況。這種低溫化學強化可使表面層的鹼金屬離子與具有大離子半徑之離子進行離子交換。在此情況下，加工時間等於或小於16小時是理想的狀況。在化學強化之後，較佳為透過清洗玻璃基材以除去外來物質，例如附著於玻璃基材表面的熔融鹽。在此情況下，可使用的清洗方法如使用清洗劑(例如水)、將玻璃基材浸入清洗劑中的浸入法(dipping method)和使玻璃基材與輥體(roll body)接觸，而該輥體在清洗劑作用時旋轉的擦洗法(scrubbing method)。在使用浸入法時可同時施行超聲波。
蝕刻或拋光可作為去除因化學強化在玻璃基材主表面上形成之離子交換層的方法。在直接由熔融玻璃將玻璃基材成型為片狀的情況中下，較佳為透過蝕刻去除離子交換層，以避免在主表面上形成損壞(如刮傷)。
用於去除離子交換層的蝕刻溶液理想中為含有氫氟酸、六氟矽酸或緩衝氫氟酸中至少一種。在此情況下，蝕刻溫度較佳為20～60℃，更佳為30～50℃。此外，蝕刻時間為3～60分鐘是理想狀態。在蝕刻過程中，前述蝕刻溶液可透過泵迴流，且玻璃基材係為浸入蝕刻溶液的狀態，或在玻璃基材以浸入蝕刻溶液的狀態下使前述玻璃基材上下移動。或者，可將蝕刻溶液淋在玻璃基材上。而且，在除去離子交換層之後，可使用水或水溶液清洗玻璃基材以除去附著於玻璃基材表面的外來物質。此外，可使用市購之清洗劑，如：中性洗滌劑、表面活性劑和鹼性洗滌劑，及水或含水溶液。在此情況下，硫酸、鹽酸或硝酸可作為前述水溶液。清洗可使用超聲波進行之。
根據前述方法製得的玻璃基材適用於保護如手機和PDA之移動終端設備(其顯示幕)的防護玻璃罩。在此情況下，透過片狀玻璃基材的主表面上形成抗蝕樣版(pattern)，並以該抗蝕樣版作為遮罩以腐蝕劑蝕刻前述玻璃基材，從而將前述玻璃基材切割成所需的形狀。外部形狀通過蝕刻限定的前述防護玻璃罩具有非常高光滑度的蝕刻端面。此外，前述具有熔融玻璃表面的防護玻璃罩的設置中，其端面不具有任何微裂紋(micro-crack)，而透過機械過程將不可避免地造成前述微裂紋。即使用於移動終端設備之防護玻璃罩具有複雜的外形，以此方式構造的防護玻璃罩也具有移動終端設備之防護玻璃罩所需的高機械強度。需要注意的是，在玻璃基材形成所需的形狀後，較佳係可實行化學強化。由此，有可能也化學強化玻璃基材的端面，並因而避免玻璃基材在附著上移動終端設備時被切碎或破裂。
用於蝕刻玻璃基材以獲得如上前述的所需形狀的蝕刻法可為濕蝕刻法(wet etching)和乾蝕刻法(dry etching)的任一種。只要腐蝕劑能蝕刻玻璃基材，則任何腐蝕劑皆可用於濕蝕刻法。例如，具有氫氟酸為主要成分的酸溶液則可作為濕蝕刻的腐蝕劑。而且，含有硫酸、硝酸、鹽酸、氟矽酸及氫氟酸中至少一種的混合溶液可用作濕蝕刻法的腐蝕劑。另一方面，只要腐蝕劑能腐蝕玻璃基材，任何腐蝕劑可用於乾蝕刻法。例如，氟化氣體可用作乾蝕刻法的腐蝕劑。可藉由使用刻線加工或雷射加工將玻璃基材切成前述形狀。
在具體實施態樣中，前述玻璃基材透過將玻璃基材浸入加熱的熔融鹽中，使玻璃基材之離子與熔融鹽的離子行離子交換而使玻璃基材被化學強化，接著去除在化學強化中在玻璃基材的主表面上形成的離子交換層來製得。因此，應可防止玻璃基材的離子被清洗過程中的氫離子進行離子交換，從而提高玻璃基材的強度。
接著，將以實施例闡明本發明的效果。第三圖顯示了每個下列實施例中製造玻璃基材的方法之大致流程。
實施例1
最初，以下拉法將含63.5wt%的SiO2 、8.2wt%的Al2 O3 、8.0wt%的Li2 O、10.4wt%的Na2 O和11.9wt%的ZrO2 之鋁矽酸鹽玻璃成型為80毫米(長邊)×45毫米(短邊)×0.5毫米(厚度)的片狀。
隨後，將玻璃基材浸入360℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽6小時而化學強化。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。接著，將前述玻璃基材浸入35℃之含3wt% H2 SiF6 的蝕刻溶液中，並於該蝕刻溶液中上下移動10分鐘。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約1微米。然後，在40 kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入40℃之含有15wt% H2 SO4 的清洗溶液中5分鐘，以清洗該玻璃基材。由此製得實施例1之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為5000 ppm。
使用第二圖所示的裝置測量所得玻璃基材的強度。如第二圖所示，將所得的玻璃基材11特別置於在支撐台12上，該支撐台12在中心有一小於玻璃基材11的開口12a。然後，通過一以10毫米/分鐘的速度向下移動的壓栓13施壓於前述玻璃基材11的中心。因此，在玻璃基材11破碎時測量玻璃基材11的斷裂負載(breaking load)。對30個玻璃基材進行相同的強度測量以確定玻璃基材11的強度(即斷裂負載)的平均值、最大值和標準差。結果顯示於下表1中。
實施例2
以實施例1相同之方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入360℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽6小時以化學強化該玻璃基材。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。隨後，取3wt% H2 SiF6 之45℃蝕刻溶液淋洗前述玻璃基材20分鐘而使之被蝕刻。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約2微米。之後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入40℃之含15wt% H2 SO4 的清洗溶液5分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得實施例2之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為2000 ppm。將實施例2所獲得之玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表1中。
實施例3
以實施例1相同之方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入360℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽浴6小時以化學化強該玻璃基材。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。接著，將前述玻璃基材浸入35℃之含6wt% H2 SiF6 的蝕刻溶液中10分鐘，並同時透過泵迴流前述蝕刻溶液以蝕刻該玻璃基材。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約3微米。然後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入40℃之含15wt% H2 SO4 的清洗溶液5分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得實施例3之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為1500 ppm。將實施例3所獲得之玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表1中。
比較實施例1
以實施例1相同之方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入360℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽浴6小時以化學強化該玻璃基材。之後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入40℃之含15wt% H2 SO4 的清洗溶液10分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得比較實施例1之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為6000 ppm。將比較實施例1所獲得之玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表1中。
由表1可知，即使將實施例1至實施例3之玻璃基材之成型為0.5毫米的厚度，它們仍具有較比較實施例1高的斷裂強度。此外，實施例1至實施例3之玻璃基材顯示較比較實施例1小的斷裂強度標準差。經思考後，以上結果係因實施例1至實施例3中，皆以蝕刻去除在玻璃基材的主表面上所形成的離子交換層。因此，在實施例1至實施例3中，應可防止玻璃基材的離子在清洗中與氫離子行離子交換，並因此避免降低玻璃基材之強度的拉伸應力層形成。
實施例4
最初，以下拉法將含63.5wt%的SiO2 、8.2wt%的Al2 O3 、8.0wt%的Li2 O、10.4wt%的Na2 O和11.9wt%的ZrO2 之鋁矽酸鹽玻璃成型為100毫米(長邊)×50毫米(短邊)×0.7毫米(厚度)的片狀。隨後，將玻璃基材浸入380℃之含60wt% KNO3 和40wt%NaNO3 的混合鹽浴2小時以化學強化。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。接著，將前述玻璃基材浸入30℃之含1wt% HF的蝕刻溶液中，並於該蝕刻溶液中上下移動5分鐘。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約3微米。然後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入30℃含10wt% HCl的清洗溶液20分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得實施例4的玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為500 ppm。將實施例4所獲得之玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果顯示於下表2中。
實施例5
以實施例4相同之方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入380℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽浴2小時以化學強化該玻璃基材。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。接著，將前述玻璃基材浸入45℃之含0.5wt% HF的蝕刻溶液10分鐘並同時透過泵迴圈前述蝕刻溶液以蝕刻該玻璃基材。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約2微米。之後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入30℃之含10wt% HCl的清洗溶液20分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得實施例5之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為1000 ppm。將實施例5中獲得的玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表2中。
實施例6
以實施例4相同之方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入380℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽浴2小時以化學強化該玻璃基材。之後，用水清洗玻璃基材以除去附著其上的外來物質，例如熔融鹽。隨後，將前述玻璃基材浸入40℃之含2.0wt% HF的蝕刻溶液中，並在該蝕刻溶液中上下移動3分鐘。藉此，前述玻璃基材的主表面被蝕刻約2微米。之後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入30℃之含10wt% HCl的清洗溶液20分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得實施例6之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為1000 ppm。將實施例6所獲得之玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表2中。
比較實施例2
以實施例4相同的方式成型為相同片狀的玻璃基材浸入380℃之含60wt% KNO3 和40wt% NaNO3 的混合鹽浴2小時以化學強化該玻璃基材。之後，在40kHz超聲波下，將前述玻璃基材浸入30℃含10wt% HCl的清洗溶液20分鐘以清洗該玻璃基材。由此製得比較實施例2之玻璃基材。值得注意的是，所得玻璃基材的主表面上的鉀離子濃度經WDX測得為5500 ppm。將比較實施例2中獲得的玻璃基材進行與實施例1相同的強度測量。結果亦顯示於下表2中。
由表2可知，即使將實施例4至實施例6之玻璃基材成型為0.7毫米的厚度，它們仍具有較比較實施例2更高的斷裂強度。此外，實施例4至實施例6的玻璃基材顯示較比較實施例2更小的斷裂強度標準差。經思考後，以上結果係因在實施例4至實施例6，皆以蝕刻去除在玻璃基材的主表面上所形成的離子交換層。因此，在實施例4至實施例6中，可能防止玻璃基材的離子在清洗中被氫離子行離子交換，並因此避免降低玻璃基材之強度的拉伸應力層形成。
在上文描述了根據本發明的方面的具體實施態樣。本發明能通過採用常規材料、方法和設備實施。因此，這些材料、設備和方法的細節在本文未詳細描述。在前述描述中描述了許多特定的細節，如特定的材料、結構、方法等，從而提供對本發明的完全理解。然而，應認識到能無需重新分配特別描述的細節而實施本發明。在其他的例子中未詳細描述公知的加工結構，以避免不必要地使本發明含糊。
在本公開中顯示並描述了本發明僅有的示例性具體實施方案和其通用方式的一些實施例。應瞭解本發明能夠在各種其他組合和環境中使用，並能夠在本文表述的發明概念的範圍內變化和改變。
例如，儘管在上述具體實施態樣中通過蝕刻法去除離子交換層，但離子交換層可通過除了蝕刻法之外的方法(例如拋光法)去除。
1．．．玻璃基材
1a．．．壓縮應力層
1b．．．離子交換層
1c．．．水合層
11．．．玻璃基材
12．．．支撐台
12a．．．玻璃基材的開口
13．．．壓栓
第一A圖顯示經習知方法化學強化的玻璃基材的主表面區域。
第一B圖顯示經習知方法化學強化的玻璃基材的主表面區域。
第一C圖顯示本發明之一或多個具體實施態樣中，以改良的方法化學強化後之玻璃基材的主表面區域。
第二圖顯示本發明之一或多個具體實施態樣中，用於測量玻璃基材之強度的裝置之示意圖。
第三圖係為本發明之一或多個具體實施態樣中，製造玻璃基材的方法流程之示意圖。
1．．．玻璃基材
1a．．．壓縮應力層

Claims (15)

  1. 一種化學強化的玻璃基材，其包含在其最表層中具有一壓縮應力層之主表面，前述壓縮應力層係設置以藉由前述壓縮應力層中產生的壓縮應力來提高玻璃基材的強度，其中前述壓縮應力層係由一具有離子交換鉀離子濃度等於或小於5000ppm的層體所組成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的玻璃基材，其中前述壓縮應力層設置有一可被完全移除之含鉀離子濃度大於5000ppm之離子交換層。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃基材，其係由熔融玻璃透過下拉法(down-draw method)形成。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃基材，前述玻璃基材係使用含有SiO2 、Al2 O3 、Li2 O或Na2 O中至少一種之鋁矽酸鹽玻璃構造而成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之玻璃基材，前述鋁矽酸鹽玻璃實質上不包含氧化鉀作為組成物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之玻璃基材，前述玻璃基材係設置以作為一保護行動終端設備(mobile terminal device)顯示幕的防護玻璃罩。
  7. 一種製造玻璃基材的方法，其包含下列步驟：將前述玻璃基材浸入加熱的熔融鹽中，使得玻璃基材的離子被熔融鹽的離子行離子交換以化學強化玻璃基材；以及於前述化學強化玻璃基材之步驟中，在前述玻璃基材的一主表面之一表層所形成的一離子交換層中，去除具有離子交換鉀離子濃度大於5000ppm的一層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中在前述去除該層的步驟中，去除前述離子交換層中距離表面1到3微米的一最表層。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中在前述去除該層的步驟中，前述具有離子交換鉀離子濃度大於5000ppm的該層係以蝕刻(etching)去除。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中前述蝕刻係使用含有氫氟酸、六氟矽酸或緩衝氫氟酸中至少一種的蝕刻溶液以濕蝕刻的方式實施。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述的方法，其係在前述玻璃基材的化學強化步驟中，在等於或小於前述玻璃基材的玻璃化轉變點的溫度下，使用至少一種硝酸鉀的熔融鹽或硝酸鈉的熔融鹽化學強化前述玻璃基材。
  12. 一種製造玻璃基材的方法，其包含下列步驟：將前述玻璃基材浸入加熱的熔融鹽中，使得玻璃基材的離子被熔融鹽的離子行離子交換以化學強化玻璃基材；以及在前述化學強化步驟中，在前述玻璃基材的一主表面之一表層所形成的一離子交換層中，去除距離表面1到3微米的一最表層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中在前述去該最表層的步驟中，該距離表面1到3微米的最表層係以蝕刻(etching)去除。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的方法，其中前述蝕刻係使用含有氫氟酸、六氟矽酸或緩衝氫氟酸中至少一種的蝕刻溶液以濕蝕刻的方式實施。
  15. 如申請專利範圍第12至14項所述的方法，其係在前述玻璃基材的化學強化步驟中，在等於或小於前述玻璃基材的玻璃化轉變點的溫度下，使用至少一種硝酸鉀的熔融鹽或硝酸鈉的熔融鹽化學強化前述玻璃基材。
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