TWI496756B - 具有改良韌性及抗刮損之玻璃 - Google Patents

Description

具有改良韌性及抗刮損之玻璃

本發明是關於矽酸鹽玻璃。更明確說，本發明是關於玻璃內非橋接氧原子含量最小化的矽酸鹽玻璃。再更明確地說，本發明是關於抗刮痕，且較不易邊緣剝離的矽酸鹽玻璃。

玻璃有脆性的缺點。脆性一般被認為是玻璃的硬度除以其破裂韌性的比例。這種脆性會導致破損、缺陷和邊緣剝離，在譬如可移式電子裝置、觸摸螢幕、手錶晶體、太陽能集中器、窗戶、螢幕、容器等蓋板上的應用，這些缺點特別會產生問題。具有高韌性的玻璃組成較沒有脆性，抗裂痕傳導也較不易受到其他型態的損傷，譬如邊緣剝離。越軟(及較不硬)的玻璃，脆性越小，但也越不抗刮痕。

本發明提供改善的抗刮痕和邊緣剝離的矽酸鹽玻璃。玻璃不只最大化韌性也允許在不影響脆性的情況下最大化硬度。此外，玻璃是可離子交換和可向下抽拉的。可使用這種玻璃作為可移式電子裝置、觸摸螢幕、手錶晶體、太陽能集中器、窗戶、螢幕、容器等的覆蓋玻璃， 以及需要強化，韌性玻璃的其他應用。

本發明的一項特性是提供矽酸鹽玻璃。矽酸鹽玻璃包含：至少一種氧化鋁和氧化硼；至少一種鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，R是Li、Na、K、Rb和Cs其中之一，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba其中之一。

本發明第二項為提供鋁硼矽酸鹽玻璃。的矽酸鹽玻璃韌度範圍從約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 ，而脆度小於約8.5μm^-0.5 。

本發明第三項是提供矽酸鹽玻璃。矽酸鹽玻璃包含：至少一種氧化鋁和氧化硼；至少一種鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，R是Li、Na、K、Rb和Cs其中之一，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba其中之一，以及其中矽酸鹽玻璃韌度範圍從約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 ，而脆度小於約8.5μm^-0.5 。

本發明第四項是提供電子裝置的蓋板。蓋板含矽酸鹽玻璃。矽酸鹽玻璃包含至少一種氧化鋁和氧化硼，以及至少一種鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，R是Li、Na、K、Rb和Cs其中之一，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba其中之一。

本發明第五項是提供鋁硼矽酸鹽玻璃。鋁硼矽酸鹽玻 璃包含多種非橋接氧原子(NBO)，其中多種非橋接氧原子以NBO=R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ 表示，其中R₂ O、R’O、Al₂ O₃ 以及ZrO₂ 以%莫耳比為單位，其中R是Li、Na、K、Rb和Cs其中之一，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba其中之一，以及其中-15%莫耳比≦NBO-B₂ O₃ ≦3%莫耳比。

本發明這些以及其他項目，優點，以及顯著的特性由下列詳細說明，附圖，以及申請專利範圍變為清楚。

在下列的說明中，相似的參考編號設計成在整個圖中顯示數個附圖的相似或對應部分。也應該要瞭解，除非特別標示，例如"頂端"、"底部"、"向外"、"向內"等這些詞只是方便用語，並不是作為限制用語。除此之外，當一個群組被描述成包含至少一個元素群組之一及其組合時，應該要瞭解群組可能包括那些元素的個別或互相組合重複個數。同樣地，當一個群組被描述成由至少一個元素群組之一及其組合構成時，應該要瞭解群組可能由那些元素的個別或互相組合重複個數構成。除非特別標示，當重複一個範圍的值時，包括範圍的上限和下限。

參考圖1，應該要瞭解這些說明是為了用來描述本發明的實施例中，而不是想用來限制本發明。

玻璃有脆性的缺點。脆性會導致破損、缺陷和邊緣剝離的問題。在此項技術上，材料的脆性通常被認為是材 料的硬度和其破裂韌性的比例。因此具有高韌性的玻璃組成較沒有脆性，而且較可以抗裂痕傳導和刮痕。

本發明提供具有高韌性和低脆性的矽酸鹽玻璃。矽酸鹽玻璃包含至少一種氧化鋁(Al₂ O₃ )和氧化硼(B₂ O₃ )，而且在一項實施例中，包含氧化鋁和氧化硼兩種。除此之外，矽酸鹽玻璃包含一種通式為R₂ O之鹼金屬氧化物(其中也稱為"鹼性氧化物")，和通式為R’O之鹼土金屬氧化物(其中也稱為"鹼土氧化物")，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，其中R₂ O、R’O、Al₂ O₃ 以及ZrO₂ 為以%莫耳比為單位表示之各別氧化物。在一項實施例中，-5%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比。除非另有說明，所謂"鹼金屬"係指族屬IA金屬Li、Na、K、Rb、Cs，以及所謂"鹼土金屬"係指族屬IIA金屬Mg、Ca、Sr及Ba。除非另有說明玻璃成份濃度以莫耳百分比(%莫耳比)表示。

在此描述的矽酸鹽玻璃是最小化非橋接氧原子(NBO)以增加玻璃之韌性。NBOs的個數可以大約描述成下列式子NBO=R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -B₂ O₃ -ZrO₂ ，其中的R₂ O、R’O、Al₂ O₃ 和ZrO₂ 以莫耳百分比(%莫耳比)來表示，而且其中的R是鹼金屬(Li、Na、K、Rb、Cs)，而R’是鹼土金屬(Mg、Ca、Sr、Ba)。越多的NBOs通常會減少玻璃的熔融溫度，因而使熔融更容易，尤其在沒有使用像是As₂ O₃ 和Sb₂ O₃ 毒性澄清劑的情況。這種含富改良劑的玻璃(亦 即具有相當高濃度R₂ O和R’O的玻璃)也有低韌性和高硬度，因此比較脆性。

在另一實施例中，矽酸鹽玻璃並不包含B₂ O₃ (即B₂ O₃ =0%莫耳比)以及-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )≦4%莫耳比。在另一實施例中，-5%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )≦4%莫耳比。在該情況中NBO數目或濃度藉由單獨地將鹼金屬及鹼土金屬氧化物以氧化鋁及氧化鋯平衡減為最低。

在另一實施例中，加入B₂ O₃ 到這些含富改良劑的玻璃，以B³⁺ 離子連結NBOs。透過BO₄ 四面體的形成，轉化NBOs成橋接氧原子，造成較有韌性而且容易熔融的玻璃。因此，為了最小化NBO數值，玻璃內應該呈現B₂ O₃ 最佳的量應該大約等於玻璃內過量改良劑的濃度，即B₂ O₃ =過量改良劑=R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ 。

當硬度隨著漸增的過量改良劑而線性增加時，韌性會到達接近0的最大值，這是過量改良劑的含量等於B₂ O₃ 含量，而且是NBOs消耗在BO₄ 四面體的點。因為韌性是在接近(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )=0，最好脆性最小化。這種玻璃比具有高脆性的玻璃，更能抗破損、刮痕和邊緣剝離。

具有多餘B₂ O₃ 的玻璃會產生三面體BO₃ 基而不是四面體BO₄ 基。在圖1中，硬度(圖1的線(1)，以GPa來表示)，韌性(圖1的線(2)，以MP am^0.5 來表示)，和脆性(圖1的線(3)，以μm^-05 來表示)被劃成過量改良劑減B₂ O₃ (即 (R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ 的函數。如圖1所示，硬度隨著漸增的過量改良劑而線性增加時，韌性會到達接近0的最大值，這是過量改良劑的含量等於B₂ O₃ 含量，而且是NBOs消耗在BO₄ 四面體的點。因為韌性是在接近(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ =0處為最大值，最好最小化脆性，產生可抗破損和邊緣剝離比較堅固的玻璃。存在過量的B₂ O₃ (即(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ <0%莫耳比)-以及因而低NBO值-產生具有較高韌性數值的玻璃。相對地，存在過量的改良劑(即(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ >0%莫耳比)由於鹼性和鹼土金屬氧化物形成大量的NBOs產生具有較低韌性數值的玻璃。除此之外，具有較高數值改良劑的玻璃會有較大的硬度。低韌性和高NBO玻璃的高硬度組合產生不好的高脆性值。

在一項實施例中，矽酸鹽玻璃韌性範圍是從約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 。在另一實施例中，韌性範圍是從約0.8MPa m^0.5 到約1.0MPa m^0.5 。

在一項實施例中，矽酸鹽玻璃的硬度範圍是從約6GPa到約8GPa。如先前說明的，脆性是定義為韌性和硬度的比例。在一項實施例中，矽酸鹽玻璃脆性低於約8.5μm^-0.5 。在一項實施例中，矽酸鹽玻璃脆性低於約7μm^-0.5 。

B₂ O₃ =NBO=R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ 的玻璃也可以非常低的液相線溫度(表1)和非常高的液相線黏度來製造。如 其中所使用的，"液相線黏度"一詞是指在液相線溫度下融態玻璃的黏性，其中液相線溫度是指在室溫增加到最後晶體熔融的溫度。這些特性允許矽酸鹽玻璃可向下抽拉，即玻璃可使用向下抽拉的方法形成玻璃片，譬如但不限定是熟悉此項技術的人已知的熔融抽拉，和細縫抽拉方法。這種向下抽拉處理可用在大型的可離子交換扁平玻璃的製造。在一項實施例中，液相線黏度是至少100千泊(kpoise)。在另一實施例中，液相線黏度是至少160kpoise，而在第三實施例中，液相線黏度是至少220kpoise。

熔融抽拉處理所用的抽拉槽有用來接收融態玻璃原始材料的溝道，此溝道在溝道兩側沿著溝道長度的頂端有開放式的堰。當溝道充滿融態材料，融態玻璃就會從堰溢流。由於重力的關係，融態玻璃會向下流到抽拉槽的外表面。這些外表面向下和向內延伸會合在抽拉槽下方的一個邊。兩片流動的玻璃表面在這個邊會合熔融並形成一片流動的玻璃片。熔融抽拉方法提供的優點是因為兩片流經溝道的玻璃薄膜熔融在一起，產生的玻璃片外表面不會和設備的任何部份接觸。因此，玻璃片表面的性質不會受到這種接觸的影響。

熔融抽拉的方法和細縫抽拉方法有所不同。其中是提供融態原始材料玻璃到抽拉槽。抽拉槽的底部有一個開放式的槽，以噴嘴延伸槽的長度。融態玻璃流經槽/噴嘴，向下抽拉成為連續的片狀物，從其中進入退火區。 和熔融抽拉處理比起來，細縫抽拉處理可提供較薄的玻璃片，因為只有一片玻璃藉由槽抽拉，而不是像熔融向下抽拉處理，是兩片玻璃熔融在一起。

矽酸鹽玻璃以莫耳百分比表示包含62-70% SiO₂ ；0-18% Al₂ O₃ ；0-10% B₂ O₃ ；0-15% Li₂ O；0-20% Na₂ O；0-18% K₂ O；0-17% MgO；0-18% CaO；以及0-5% ZrO₂ ，其中14%莫耳比≦R₂ O+R’O≦25%莫耳比，其中R為Li、Na、K、Cs或Rb、以及R’為Mg、Ca、Ba或Sr；10%莫耳比≦Al₂ O₃ +B₂ O₃ +ZrO₂ ≦30%莫耳比；以及-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比。其他氧化物例如非限制性ZnO、SnO₂ 、Sb₂ O₃ 、As₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、Fe₂ O₃ 等亦可各別地加入玻璃中，其含量小於5%莫耳比。在一項實施例中，矽酸鹽玻璃為鋁硼矽酸鹽：即玻璃包含氧化鋁以及氧化硼兩者。在一項實施例中，鋁硼矽酸鹽包含：64-66% SiO₂ ；8-12% Al₂ O₃ ；1-11% B₂ O₃ ；0-5% Li₂ O；6-12% Na₂ O；1-4% K₂ O；0-4% MgO；0-6% CaO；以及0-2% ZrO₂ ，其中20%莫耳比≦R₂ O+R’O≦24%莫耳比；以及16%莫耳比≦Al₂ O₃ +B₂ O₃ +ZrO₂ ≦29%莫耳比。表1列出本發明矽酸鹽玻璃組成份之非限制性範例及其特性。

現在詳細說明每種玻璃成分的功能。有最低NBOs數值或濃度的矽酸鹽玻璃會顯示最高韌性，發生在或接近B₂ O₃ =NBO=R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ 的組成份。

鹼性鋁矽酸鹽玻璃的最大單一成分是SiO₂ ，形成玻璃的基質，呈現在本發明玻璃內的濃度範圍從約62%莫耳比一直到包括約70%莫耳比。SiO₂ 可充當黏性提升劑，有助於玻璃的形成，並賦於玻璃化學的持久性。在高於上述範圍的濃度，SiO₂ 過份地提升熔融溫度，而在低於範圍的濃度，玻璃的持久性會變糟。除此之外，較低的SiO₂ 範圍會導致具有高鹼金屬或鹼土金屬氧化物濃度的玻璃內，液相線溫度的增加。

鹼金屬氧化物濃度越高，會促進熔融，軟化玻璃，使 離子交換，減少抗熔融，並破壞增加熱膨脹和減低持久性的玻璃網狀結構。鹼金屬混合物有助於壓低液相線溫度，以及提升離子交換。雖然Li₂ O可提供快速的離子交換，低密度和高模數，但也是相當昂貴的。為了化學強化和針對玻化作用使玻璃穩定，以K⁺ 離子做離子交換時，Na₂ O是非常需要的。相對於Na₂ O小量的K₂ O可實質幫助增加K⁺ 和Na⁺ 的離子交換率，並減少液相線，但也會增加玻璃的熱膨脹性。

氧化鋁(Al₂ O₃ )和較少程度的氧化鋯(Zr₂ O₃ )具有鹼金屬氧化物的反面效果。此外，Al₂ O₃ 提取NBOs以形成AlO₄ 四面體，而使得玻璃加熱困難。氧化鋁和氧化鋯也可以提供較低膨脹和較長持久性，但在較高的濃度下會使玻璃更難融化。在大多數可離子交換的玻璃是R₂ O>Al₂ O₃ ，因為R₂ O=Al₂ O₃ 的玻璃很難熔融，除非有B₂ O₃ 存在。

鹼土金屬氧化物可幫助建立玻璃更陡的黏性曲線。以鹼土金屬氧化物取代鹼金屬氧化物通常可提升玻璃的退火和應變點，而降低製造高品質玻璃所需較低的熔融溫度。MgO和CaO比SrO和BaO較不昂貴，而且不會增加和厚重的氧化物一樣的密度。BaO也被認為是危險或毒性的材料，因此其出現是不好的。據此，在一項實施例中，玻璃是完全不含鋇的。因為在低MgO濃度的鈉鋁矽酸鹽玻璃，氧化物容易形成矽酸鎂石(Mg₂ SiO₄ )，大量的MgO容易增加液相線溫度。

可以使用B₂ O₃ 作為助熔劑軟化玻璃，使玻璃比較容易熔融。B₂ O₃ 也有助於提取當改良劑的量或濃度超過Al₂ O₃ 時，所產生的非橋接氧原子(NBOs)。B₂ O₃ 轉化NBOs，藉由BO₄ 四面體的形成來橋接氧原子，最小化弱NBOs的數目來增加玻璃的韌性。當和較高的韌性結合時，也會降低玻璃的硬度，減少脆性，因而產生機械性可持久的玻璃。

在一項實施例中，其中描述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃是真正完全不含鋰。如其中描述的，"真正完全不含鋰"是指在任何造成鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃形成的步驟期間，鋰不是故意加到玻璃或玻璃原使材料。應該要瞭解，真正完全不含鋰的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃或鹼土鋁矽酸鹽玻璃可能因污染不小心包含小量的鋰。不含鋰可降低離子交換池的毒性，因而減少添加鹽份供應以化學性強化玻璃的需求。此外，由於不含鋰，玻璃可以和譬如上述的向下抽拉處理以及其中使用的材料的連續單元(CU)熔融技術相容，後者包括熔融氧化鋯和氧化鋁防火材料以及氧化鋯和氧化鋁等管。

在一項實施例中，矽酸鹽玻璃包含至少一種鹼金屬氧化物，而且是可離子交換的。如其中使用的，"可離子交換"是意味著玻璃可藉由熟悉此項技術的人已知的離子交換處理加以強化。這種離子交換處理包括，但不限定是以包含比玻璃表面的離子半徑較大離子的加熱溶液，處理被加熱的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃，因而以大離子取代 小離子。例如，鉀離子可取代玻璃內的鈉離子。或者，其他有較大原子半徑的鹼金屬離子譬如銣或銫可取代玻璃內較小的鹼金屬離子。或者，較小的鹼金屬離子可被Ag⁺ 離子取代。同樣地，可以在離子交換處理過程使用其他鹼金屬鹽，譬如但不限定是硫化物，鹵化物等。在一項實施例中，向下抽拉玻璃的化學性強化是藉著將其置放在包含KNO₃ 的融態鹽浴中一段時間以達到離子交換。在一項實施例中，融態鹽浴的溫度是約430℃，而置放的時間是約8小時。

向下抽拉處理過程產生相當原始的表面。因為玻璃表面的強化是由表面缺陷的量和大小來控制，最少接觸的原始表面有較高的起始強度。當這種高強度的玻璃接下來被化學性強化時，產生的強度高於被重疊和拋光的表面。藉著離子交換，化學性強化或回火也可增加處理中玻璃對缺陷形成的抵抗性。向下抽拉的玻璃可以被抽拉成小於約2μm的厚度。此外，向下抽拉的玻璃非常扁平，平滑的表面可使用在最終的應用上，而不必再花成本去研磨或拋光。在一項實施例中，向下抽拉的玻璃，液相線黏度是至少100仟泊。在另一實施例中，液相線黏度是至少160仟泊，而在第三實施例中，液相線黏度是至少220仟泊。

表面壓縮應力是指在化學性強化期間，包含在玻璃表面層內的鹼金屬離子被另一種有較大離子半徑的鹼金屬離子取代所導致的應力。在一項實施例中，鉀離子取代 其中所描述玻璃表面層內的鈉離子。玻璃的表面壓縮應力至少約200MPa。在一項實施例中，表面壓縮應力至少約600MPa。鹼性鋁矽酸鹽玻璃的壓縮應力層深度至少約30μm，在另一實施例中，壓縮應力層深度是至少約40μm。

小離子被大離子取代的溫度在玻璃網狀結構可能鬆弛的溫度以下，在整個玻璃表面的離子分佈產生應力剖面圖。大量進來的離子在玻璃表面產生壓縮應力(CS)，在玻璃中央產生張力(CT)。壓縮應力和中央張力的關係如下：CS=CT x(t-2DOL)/DOL

其中t是玻璃的厚度，DOL是交換的深度也稱為層的深度。

除了前面描述的元素，也可以添加其他元素和化合物以消除或減少玻璃內的缺陷。本發明的玻璃在約1500℃和1675℃之間顯示相當高的200poise黏度。這種黏度是典型的工業熔融處理，在有些例子，可能需要在這種溫度熔融以得到低數值夾雜物的玻璃。為了幫助消除氣體夾雜物，添加化學澄清劑是有用的。這種化學澄清劑以氣體填滿早期階段的氣泡，在熔融過程增加其上升的速度。一般的澄清劑包括，但不限定是氧化砷、銻、錫和鈰；金屬鹵化物(氟化物、氯化物和溴化物)；金屬硫化物等。氧化砷是特別有效的澄清劑，因為它可以在熔融階段非常晚才釋出氧。然而，砷和銻一般被認為是有害物質。據此，在一項實施例中，玻璃是真正不含銻和砷， 包含低於約0.05%重量比或約0.05%莫耳比這些元素的氧化物。因此，在特定應用上最好完全避免使用銻或砷，而使用沒有毒性的成分，譬如氧化錫、鹵化物或硫化物，以產生澄清效果。在本發明中，使用錫(IV)氧化物(SnO₂ )、錫(IV)氧化物和至少一種鈰(IV)氧化物和鹵化物的組合當作澄清劑就很有用處。

本發明玻璃的性質在先前技術是未被預期的。雖然之前已描述減少脆性的鹼石灰矽酸鹽玻璃，這種玻璃不可熔融形成，也不可以離子交換到20μm層的深度。更者，先前技術的玻璃不如其中描述的玻璃堅硬。

除了最大化韌性，其中描述的玻璃也允許在不增加脆性的情況下最大化硬度。高數值的硬度提供較大的抗刮性。然而，較大的硬度會增加脆性，除非韌性也相對應地增加。因而，假使可以增加的韌性伴隨著高數值的硬度產生的玻璃也會有提升的抗刮性和低的脆性。矽酸鹽玻璃可以抵抗剝離和刮痕適合使用在蓋板、觸摸螢幕、手錶晶體、太陽能集中器、窗戶、螢幕、容器以及需要強化、韌性玻璃的其他應用。

雖然一般實施例已加以揭示作為說明用途，先前一般性說明並不應該視為限制本發明之範圍。因而，業界熟知此技術者了解本發明各項變化而並不會脫離本發明之精神及範圍。

圖1是玻璃組成硬度，韌度和脆度作為過量改良劑R₂ O(R=Li、Na、K、Rb、Cs)和R’O(R’=Mg、Ca、Sr、Ba)，以及氧化硼(B₂ O₃ )濃度或含量差的函數圖形。

Claims (28)

1. 一種矽酸鹽玻璃，該矽酸鹽玻璃是可離子交換的且該矽酸鹽玻璃包含：a.氧化鋁和氧化硼；以及b.至少一種鹼金屬氧化物，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，其中R是Li、Na、K、Rb和Cs的至少一者，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba的至少一者，其中R’O<8%莫耳比且其中R₂ O-Al₂ O₃ <4%莫耳比且Al₂ O₃ (%莫耳比)>B₂ O₃ (%莫耳比)。
2. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的韌度在約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 的範圍內。
3. 依據申請專利範圍第2項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的脆度小於約8.5μm^-0.5 。
4. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃作離子交換時，該矽酸鹽玻璃的表面壓應力至少約200MPa且該矽酸鹽玻璃具有深度至少約30μm之表面壓縮層。
5. 依據申請專利範圍第4項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃中該至少一種鹼金屬氧化物與鈉離子、銀離子、鉀離子、銫離子以及銣離子的至少一者作離子交換。
6. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的液相線黏滯係數至少為100仟泊。
7. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃實質上不含鋰。
8. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃實質上不含銻氧化物與砷氧化物。
9. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃包含：62-70%莫耳比的SiO₂ ；0-18%莫耳比的Al₂ O₃ ；0-10%莫耳比的B₂ O₃ ；0-15%莫耳比的Li₂ O；0-20%莫耳比的Na₂ O；0-18%莫耳比的K₂ O；0-17%莫耳比的MgO；0-18%莫耳比的CaO；以及0-5%莫耳比的ZrO₂ 。
10. 依據申請專利範圍第1項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃包含：64-66%莫耳比的SiO₂ ；8-12%莫耳比的Al₂ O₃ ；1-11%莫耳比的B₂ O₃ ；0-5%莫耳比的Li₂ O；6-12%莫耳比的Na₂ O；1-4%莫耳比的K₂ O；0-4%莫耳比的MgO；0-6%莫耳比的CaO；以及0-2%莫耳比的ZrO₂ 。
11. 依據申請專利範圍第10項之矽酸鹽玻璃，其中20%莫耳比≦R₂ O+R’O≦24%莫耳比。
12. 依據申請專利範圍第10項之矽酸鹽玻璃，其中16%莫耳比≦Al₂ O₃ +B₂ O₃ +ZrO₂ ≦25%莫耳比。
13. 一種矽酸鹽玻璃，其中該鋁硼矽酸鹽玻璃的韌度在約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 的範圍內且該鋁硼矽酸鹽玻璃的脆度小於約8.5μm^-0.5 。
14. 依據申請專利範圍第13項之矽酸鹽玻璃，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，其中R是Li、Na、K、Rb和Cs的至少一者，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba的至少一者，其中B₂ O₃ <10%莫耳比，Li₂ O≦5%莫耳比，且Al₂ O₃ (%莫耳比)>B₂ O₃ (%莫耳比)。
15. 依據申請專利範圍第13項之矽酸鹽玻璃，其中該鋁硼矽酸鹽玻璃包含：64-66%莫耳比的SiO₂ ；8-12%莫耳比的Al₂ O₃ ；1-11%莫耳比的B₂ O₃ ；0-5%莫耳比的Li₂ O；6-12%莫耳比的Na₂ O；1-4%莫耳比的K₂ O；0-4%莫耳比的MgO；0-6%莫耳比的CaO；以及0-2%莫耳比的ZrO₂ 。
16. 依據申請專利範圍第15項之矽酸鹽玻璃，其中20%莫耳比≦R₂ O+R’O≦24%莫耳比。
17. 依據申請專利範圍第15項之矽酸鹽玻璃，其中16%莫耳比≦Al₂ O₃ +B₂ O₃ +ZrO₂ ≦25%莫耳比。
18. 一種矽酸鹽玻璃，其中該鋁硼矽酸鹽玻璃包含：a.氧化鋁和氧化硼；以及b.至少一種鹼金屬氧化物，其中-15%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比，其中R是Li、Na、K、Rb和Cs的至少一者，而R’是Mg、Ca、Sr和Ba的至少一者，其中B₂ O₃ <10%莫耳比，Li₂ O≦5%莫耳比，且Al₂ O₃ (%莫耳比)>B₂ O₃ (%莫耳比)。
19. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該鋁硼矽酸鹽玻璃包含：64-66%莫耳比的SiO₂ ；8-12%莫耳比的Al₂ O₃ ；<10%莫耳比的B₂ O₃ ；0-5%莫耳比的Li₂ O；6-12%莫耳比的Na₂ O；1-4%莫耳比的K₂ O；0-4%莫耳比的MgO；0-6%莫耳比的CaO；以及0-2%莫耳比的ZrO₂ ，且其中-5%莫耳比≦(R₂ O+R’O-Al₂ O₃ -ZrO₂ )-B₂ O₃ ≦4%莫耳比。
20. 依據申請專利範圍第19項之矽酸鹽玻璃，其中20%莫耳比≦R₂ O+R’O≦24%莫耳比。
21. 依據申請專利範圍第19項之矽酸鹽玻璃，其中16%莫耳比≦Al₂ O₃ +B₂ O₃ +ZrO₂ <24%莫耳比。
22. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的韌度在約0.7MPa m^0.5 到約1.2MPa m^0.5 的範圍內。
23. 依據申請專利範圍第22項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的脆度小於約8.5μm^-0.5 。
24. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃作離子交換時，該矽酸鹽玻璃的表面壓應力至少約200MPa且該矽酸鹽玻璃具有深度至少約30μm之表面壓縮層。
25. 依據申請專利範圍第24項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃中該至少一種鹼金屬氧化物與鈉離子、銀離子、鉀離子、銫離子以及銣離子的至少一者作離子交換。
26. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃的液相線黏滯係數至少為100仟泊。
27. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該矽 酸鹽玻璃實質上不含鋰。
28. 依據申請專利範圍第18項之矽酸鹽玻璃，其中該矽酸鹽玻璃實質上不含銻氧化物與砷氧化物。