TWI765106B - 具有不同厚度部分的基於玻璃的製品 - Google Patents

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Abstract

具有不同厚度的部分之基於玻璃的製品，其中較薄部分中之最大中心張力小於較厚部分之彼最大中心張力。該等製品包含具有獨立非零濃度之鹼金屬氧化物，該等濃度沿每一部分之厚度之至少一部分變化。消費者電子產品可包含具有不同厚度的部分之基於玻璃的製品。

Description

具有不同厚度部分的基於玻璃的製品
相關申請案之交互參照
本申請案主張2017年10月10日申請的美國臨時申請案序列號第62/670,344號之優先權權益，該申請案之內容為本案之基礎且以全文引用方式併入本文中。
本揭示內容之實施例大體上係關於具有不同厚度部分的基於玻璃的製品及其製造方法。
基於玻璃的製品用於多種多樣的行業，包括消費者電子元件、運輸、建築物、國防、醫學、及包裝。對於消費者電子元件，基於玻璃的製品用於電子裝置中作為用於可攜式或行動電子通信及娛樂裝置之蓋板或窗體，該等裝置諸如行動電話、智慧型電話、平板、視訊播放器、資訊終端(information terminal; IT)裝置、膝上型電腦、導航系統及類似物。在建築物中，基於玻璃的製品係包括在窗戶、淋浴面板、及工作檯面中；且在運輸中，基於玻璃的製品係存在於汽車、火車、航空器、及航海器中。基於玻璃的製品適於需要優越抗斷裂性但薄的及重量輕的製品之任何應用中。對於每一行業而言，基於玻璃的製品之機械及/或化學可靠性係典型地藉由功能性、效能、及成本來促成。改良該些製品之機械及/或化學可靠性為當下的目標。
化學處理為賦予具有以下參數之一或多者的所要/工程化應力分佈之強化方法：壓縮應力(compressive stress; CS)、壓縮深度(depth of compression; DOC)、及最大中心張力(central tension; CT)。包括具有工程化應力分佈之彼等製品的許多基於玻璃的製品具有在玻璃表面處最高或處於峰值且隨遠離表面移動而自峰值減少的壓縮應力，且在玻璃製品中之應力變成拉伸之前，則玻璃製品之一些內部位置處存在零應力。藉由含鹼金屬玻璃之離子交換(IOX)進行的化學強化為本領域中經證明的方法。
在消費者電子元件行業中，化學強化玻璃係用作用於顯示器蓋件之較佳材料，此乃歸因於相較於塑膠的較好美學性及防刮性，及相較於非強化玻璃的較好掉落效能外加較好防刮性。在過去，蓋玻璃之厚度已為幾乎均勻的(接近邊緣處除外)。但近來，對遠離邊緣具有不均勻厚度的蓋玻璃設計產生興趣。
需要具有不均勻厚度的化學強化玻璃製品。
本揭示內容之態樣係關於具有不同厚度部分的基於玻璃的製品及其製造方法。
根據態樣(1)，提供基於玻璃的製品。該基於玻璃的製品包含：第一部分，具有第一厚度(t1 )及第一部分表面；第二部分，具有第二厚度(t2 )及第二部分表面，其中t2 小於t1 ，該第一部分之第一應力分佈包含：第一壓縮應力區域；及包含第一最大中心張力(CT1 )之第一中心張力區域；該第二部分之第二應力分佈包含：第二壓縮應力區域；及包含第二最大中心張力(CT2 )之第二中心張力區域；及鹼金屬氧化物，其具有在該第一部分中自該第一部分表面至t1 之至少一部分中變化的第一非零濃度，及在該第二部分中自該第二部分表面至t2 之至少一部分中變化的第二非零濃度；其中CT2 小於CT1 。
根據態樣(2)，提供態樣(1)之基於玻璃的製品，包括鹼石灰矽酸鹽、鹼金屬鋁矽酸鹽、含鹼金屬硼矽酸鹽、含鹼金屬鋁硼矽酸鹽、或含鹼金屬磷矽酸鹽。
根據態樣(3)，提供態樣(2)之基於玻璃的製品，包括含鋰鋁矽酸鹽。
根據態樣(4)，提供態樣(1)至(3)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該第二部分偏離該基於玻璃的製品之所有邊緣。
根據態樣(5)，提供態樣(1)至(4)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中t2 小於t1 至少100微米。
根據態樣(6)，提供態樣(1)至(5)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中t2 在0.05·t1 至0.96·t1 範圍內。
根據態樣(7)，提供態樣(1)至(6)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中t1 在0.3 mm至2.5 mm範圍內，且t2 在0.025 mm至2.4 mm範圍內。
根據態樣(8)，提供態樣(1)至(7)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈進一步包含位於0.15·t1 或較深處的第一壓縮深度(DOC1 )。
根據態樣(9)，提供態樣(8)之基於玻璃的製品，其中DOC1 在0.15·t1 至0.23·t1 範圍內。
根據態樣(10)，提供態樣(1)至(9)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該第二應力分佈進一步包含位於0.075·t2 或較深處的第二壓縮深度(DOC2 )。
根據態樣(11)，提供態樣(10)之基於玻璃的製品，其中DOC2 在0.075·t2 至0.15·t2 範圍內。
根據態樣(12)，提供態樣(1)至(11)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈進一步包含在該第一壓縮應力區域中的450 MPa或更多的第一表面壓縮應力(CS1 )；且該第二應力分佈進一步包含在該第二壓縮應力區域中的450 MPa或更多的第二表面壓縮應力(CS2 )。
根據態樣(13)，提供態樣(1)至(12)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈之一部分自該第一部分表面延伸至曲折部，其中該曲折部係位於離該第一部分表面的在約2至約30微米範圍內之深度處，且該第一應力分佈的位於該第一部分表面與該曲折部之間的所有點包含具有為10 MPa/微米或更大之值的切線。
根據態樣(14)，提供態樣(13)之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈之一部分自該曲折部延伸至第一壓縮深度(DOC1 )，其中該第一應力分佈的位於該曲折部與DOC1 之間的所有點包含具有在約0與2 MPa/微米之間的值的切線。
根據態樣(15)，提供態樣(1)至(14)中任一態樣之基於玻璃的製品，其中該鹼金屬氧化物包含以下一或多者：鋰、鉀、及鈉。
根據態樣(16)，提供態樣(1)至(15)中任一態樣之基於玻璃的製品，其進一步包含選自由以下各項組成之群的一或多種金屬：銀、銅、鋅、鈦、銣、及銫。
根據態樣(17)，提供消費者電子產品。該消費者電子產品包含：外殼，其具有前表面、背表面、及側表面；至少部分地提供在該外殼內的電氣部件，該等電氣部件包括至少一控制器、記憶體、及顯示器，該顯示器係提供在該外殼之該前表面處或相鄰該前表面；及蓋板，其安置在該顯示器上；其中該外殼及該蓋板之至少一者的一部分包含態樣(1)至(16)之一態樣之基於玻璃的製品。
根據態樣(18)，提供製造基於玻璃的製品之方法。該方法包含：將基於玻璃的基板之具有第一厚度(t1 )及第一部分表面之第一部分及具有第二厚度(t2 )及第二部分表面之第二部分暴露於包含鹼金屬離子之浴以將該基於玻璃的基板離子交換，且形成包含鹼金屬氧化物之該基於玻璃的製品，該鹼金屬氧化物具有在該第一部分中自該第一部分表面至t1 之至少一部分中變化的第一非零濃度及在該第二部分中自該第二部分表面至t2 之至少一部分中變化的第二非零濃度，其中t2 小於t1 ，且該基於玻璃的製品具有該第一部分之第一應力分佈及該第二部分之第二應力分佈，該第一應力分佈包含第一中心張力區域，該第一中心張力區域包含第一最大中心張力(CT1 )，且該第二應力分佈包含第二中心張力區域，該第二中心張力區域包含第二最大中心張力(CT2 )，其中CT2 小於CT1 。
根據態樣(19)，提供態樣(18)之方法，其中該基於玻璃的基板係暴露於包含鹼金屬離子之第一浴歷時第一持續時間，且隨後暴露於包含鹼金屬離子之第二浴歷時第二持續時間。
根據態樣(20)，提供態樣(18)之方法，其中該基於玻璃的基板為含鋰鋁矽酸鹽且該浴包含鉀及鈉之離子。
在描述若干示範性實施例之前，應理解本揭示內容不限於以下揭示內容中闡述的構造細節或方法步驟。本文提供的揭示內容能夠有其他實施例且以各種方式實踐或進行。
遍及本說明書對「一個實施例」、「某些實施例」、「各種實施例」、「一或多個實施例」或「一實施例」的提及意指結合該實施例描述的特定特徵、結構、材料、或特性係包括在本揭示內容之至少一個實施例中。因此，諸如「在一或多個實施例中」、「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」的片語在遍及本說明書的各個地方之出現未必係指代相同實施例。此外，特定特徵、結構、材料、或特性可在在一或多個實施例中以任何適合的方式組合。
術語「基於玻璃的製品」及「基於玻璃的基板」用於包括整體上或部分地由玻璃製成的任何物體，該玻璃包括玻璃陶瓷(包括非晶相及結晶相)。基於積層玻璃的製品包括玻璃及非玻璃材料之積層物，諸如玻璃及結晶材料之積層物。根據一或多個實施例的基於玻璃的基板可選自鹼石灰矽酸鹽玻璃、鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃、含鹼金屬硼矽酸鹽玻璃、含鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃、及含鹼金屬磷矽酸鹽。
「基本組成」為基板在任何離子交換(IOX)處理之前的化學構成。亦即，基本組成係未藉由來自IOX之任何離子摻雜的。
應注意，本文可使用術語「實質上」及「約」來表示可歸因於任何定量比較、值、量測、或其他表示的固有不確定度。本文亦使用該些術語來表示定量表示可與所述參考不同而不造成所關注標的物之基本功能改變的程度。因此，例如，「實質上不含MgO」的基於玻璃的製品為其中MgO並非主動添加或配料至基於玻璃的製品中，但可以諸如小於0.01 mol%之量的極小量作為污染物存在的製品。
除非另作說明，本文描述的所有組合物係以氧化物計以莫耳百分比(mol %)來表示。
「應力分佈」為相對於基於玻璃的製品或其任何部分之位置的應力。壓縮應力區域自第一表面延伸至製品之壓縮深度(depth of compression; DOC)，其中製品係處於壓縮應力下。中心張力區域自DOC延伸以包括其中製品處於拉伸應力下之區域。
如本文所使用，壓縮深度(depth of compression; DOC)係指基於玻璃的製品內之應力自壓縮應力改變至拉伸應力時所處的深度。在DOC處，應力自正(壓縮)應力跨至負(拉伸)應力且因此展現零應力值。根據常用於機械技術中之慣例，壓縮係表現為負(＜ 0)應力且拉伸係表現為正(＞ 0)應力。然而，遍及此說明書，壓縮應力(compressive stress; CS)係表現為正或絕對值-亦即，如本文所述，CS = | CS |。另外，拉伸應力在本文係表示為負(＜ 0)應力或在拉伸應力係特別標示的一些情形中表示為絕對值。中心張力(CT)係指在基於玻璃的製品之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CTmax )出現在中心張力區域中，且常常位於0.5·h 處，其中h 為製品厚度。對分別具有不同厚度即第一厚度(t1 )及具有第二厚度(t2 )之第二部分的第一及第二部分之製品的本揭示內容，第一部分中之第一最大中心張力(CT1 )名義上處於0.5·t1 處，且第二部分中之第二最大中心張力(CT2 )名義上處於0.5·t2 處。對「名義上」處於0.5·h 、0.5·t1 、及0.5·t2 處之提及允許偏離最大拉伸應力之位置之確切中心。
應力分佈之「曲折部」為其中應力分佈之斜率自陡變轉變至漸變的斜率之深度。曲折部可係指在其中斜率改變的深度跨距上的轉變區域。
沿製品厚度(h )、第一部分厚度(t1 )、或第二部分厚度(t2 )之至少實質部分變化的非零鹼金屬氧化物濃度指示應力已分別由於離子交換在製品、第一部分、第二部分中產生。金屬氧化物濃度之變化可在本文中稱為金屬氧化物濃度梯度。濃度非零且沿厚度之一部分變化的金屬氧化物可描述為在基於玻璃的製品中產生應力。一或多種金屬氧化物之濃度梯度或變化係藉由化學強化基於玻璃的基板而產生，其中基於玻璃的基板中的複數個第一金屬離子與複數個第二金屬離子互換。
除非另外指定，否則CT及CS在本文中係以百萬帕斯卡(MPa)表示，而厚度及DOC係以毫米或微米(micron) (微米(micrometer))表示。
CS及DOC係使用此項技術中所知的彼等手段量測，諸如藉由散射偏振測定法，使用來自Glasstress (Estonia)之SCALP-5量測系統量測。用於量測CS及DOC之其他可能的技術包括表面應力量計(FSM)，使用諸如藉由Orihara Industrial Co., Ltd. (日本)製造的FSM-6000之可商購儀器。表面應力量測依賴於應力光學係數(stress optical coefficient; SOC)之精密量測，該應力光學係數與玻璃之雙折射率有關。SOC又根據此項技術中所知的彼等方法量測，諸如標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」之ASTM標準C770-16中描述的程序C (玻璃盤方法)，該ASTM標準C770-16之內容係以全文引用方式併入本文中。
含鹼金屬玻璃之當前技藝水平之離子交換(IOX)已集中在具有均勻厚度之基於玻璃的製品。然而，基於玻璃的製品現經設計以在遠離邊緣之區域中具有不均勻厚度。一個示範性應用係在基於玻璃的蓋件中具有凹部以容納指紋感測器以替換用於接收指紋感測器之傳統貫穿孔或狹槽。藉由在強化玻璃中容納指紋感測器，淘汰傳統的聚合物指紋感測器蓋件，從而允許改良的防刮性及更好的使用者體驗，因為在蓋玻璃上不存在突出的或狹槽式特徵。當在遠離邊緣之區域中具有不均勻厚度之基板在當前技藝水平之IOX方法下化學強化時，較薄部分可比較厚部分具有更高的中心張力(central tension; CT)。較薄部分中之較高CT可對最終的基於玻璃的製品之可靠性有害，且在許多情況下，可使其為易碎的，此為先前未認識到的問題。
本文揭示的基於玻璃的製品為有利的，原因在於其具有與應力分佈組合的具有不同厚度的部分，該應力分佈包括在具有第一厚度之第一部分中的第一中心張力及在具有第二厚度之第二部分中的第二中心張力，其中第二厚度小於第一厚度，且第二中心張力小於第一中心張力。基於玻璃的製品係由在基本組成中具有一或多種鹼金屬之基板形成，該基板係暴露於離子交換以使得製品包含一或多種離子交換金屬。一或多種離子交換金屬可包含以下一或多者：鋰、鉀、及鈉。其他離子交換金屬可包含選自由以下各項組成之群的一或多種金屬：銀、銅、鋅、鈦、銣、及銫。
基於玻璃的基板可藉由單步、兩步、或多步離子交換(IOX)強化。其中玻璃浸入多個離子交換浴中並在浸入之間進行洗滌及/或退火步驟之離子交換製程之非限制性實例係在以下各項中描述：2013年10月22日頒與Douglas C. Allan等人的標題為「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」之美國專利第8,561,429號，其中玻璃係藉由浸入具有不同濃度的鹽浴中進行多個、連續離子交換處理來強化；及2012年11月20日頒與Christopher M. Lee等人且標題為「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」之美國專利第8,312,739號，其中玻璃係藉由在用流出離子稀釋的第一浴中離子交換、繼之以浸入第二浴中來強化，該第二浴比該第一浴具有更小的流出離子濃度。美國專利第8,561,429號及第8,312,739號之內容以全文引用方式併入本文中。
在基於玻璃的製品中，存在具有非零濃度之鹼金屬氧化物，該非零濃度獨立地在第一部分中沿t1 之至少一部分及在第二部分中沿t2 之至少一部分變化。每一部分中之應力分佈係歸因於金屬氧化物沿每一厚度之一部分變化的非零濃度而產生。在一些實施例中，金屬氧化物之濃度為非零的且沿約0•(t1 或t2 )至約0.3•(t1 或t2 )之厚度範圍變化。在一些實施例中，金屬氧化物之濃度為非零的且沿約0•(t1 或t2 )至約0.35•(t1 或t2 )、約0•(t1 或t2 )至約0.4•(t1 或t2 )、約0•(t1 或t2 )至約0.45•(t1 或t2 )、約0•(t1 或t2 )至約0.48•(t1 或t2 )、或約0•(t1 或t2 )至約0.50•(t1 或t2 )之厚度範圍變化。濃度之變化可沿上文提及的厚度範圍為連續的。濃度之變化可包括沿約100微米之厚度段的約至少約0.2 mol%之金屬氧化物濃度的改變。金屬氧化物濃度之改變可沿約100微米之厚度段為至少約0.3 mol%、至少約0.4 mol%、或至少約0.5 mol%。此改變可藉由包括微探針的此項技術中已知的方法量測。
在一些實施例中，濃度之變化可沿在約10微米至約30微米範圍內的厚度段為連續的。在一些實施例中，金屬氧化物之濃度自第一或第二部分之第一表面至第一表面與第二表面之間的一點降低且自該點至第二表面增加。
金屬氧化物之濃度可包括多於一種的金屬氧化物(例如，Na2 O及K2 O之組合)。在其中使用兩種金屬氧化物且其中離子之半徑彼此不同的一些實施例中，在較淺的深度處，具有較大半徑的離子之濃度大於具有較小半徑的離子之濃度，而在較深深度處，具有較小半徑的離子之濃度大於具有較大半徑的離子之濃度。例如，在單一含Na-及K-之浴係用於離子交換製程的情況下，在較淺深度處，基於玻璃的製品中的K+離子之濃度大於Na+離子之濃度，而在較深深度處，Na+之濃度大於K+離子之濃度。此係部分地歸因於在玻璃中交換較小一價離子的一價離子之大小。在此種基於玻璃的製品中，在表面處或附近的區域包含較大CS，此歸因於在該表面處或附近的較大離子(亦即，K+離子)之較大量。此外，應力分佈之斜率典型地隨離表面之距離降低，此係歸因於由於自固定表面濃度之化學擴散而達成的濃度分佈之性質。
在一或多個實施例中，金屬氧化物濃度梯度延伸穿過厚度t1 或t2 之實質部分(portion)或該等部分(section)之整體厚度t1 或t2 。在一些實施例中，金屬氧化物之濃度可沿第一及/或第二部分之整體厚度為約0.5 mol%或更大(例如，約1 mol%或更大)，且在第一表面及/或第二表面0·(t1 或t2 )處為最大並至在第一表面與第二表面之間的一點實質上不斷地降低。在彼點處，金屬氧化物之濃度沿t1 或t2 之整體厚度為最小；然而，濃度在彼點處亦為非零的。換言之，彼特定金屬氧化物之非零濃度沿厚度t1 或t2 之實質部分(如本文所述)或整體厚度t1 或t2 延伸。基於玻璃的製品中的特定金屬氧化物之總濃度可在約1 mol%至約20 mol%範圍內。
金屬氧化物之濃度可由離子交換以形成基於玻璃的製品的基於玻璃的基板中的金屬氧化物之基線量決定。
轉向圖式，第1圖說明遠離邊緣具有不均勻厚度的基於玻璃的製品100。第一部分102具有第一厚度(t1 )及第一最大中心張力(CT1 )。線114指定製品100之中線。第二部分104具有第二厚度(t2 )及第二最大中心張力(CT2 )。大體上，t1 與t2 之間的差異為至少100微米。在一或多個實施例中，t1 比t2 大至少100微米。t2 可在0.05·t1 至0.96·t1 範圍內。在一或多個實施例中，t2 相對於t1 減少約20%，或約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、約95%、及其之間的所有值及子範圍。t1 可在0.3 mm至2.5 mm範圍內，及其之間的所有值及子範圍；且t2 可在0.025 mm至2.4 mm範圍內，及其之間的所有值及子範圍。CT2 小於CT1 ，此有利於確保第二部分不為易碎的，不管已在與第一部分相同的條件下離子交換。雖然圖式描繪具有不同於製品之剩餘部分的厚度之單一部分，但應注意，在同一製品中可存在具有不同深度的多個部分或袋部。
在此實施例中，第二部分104偏離製品100之所有邊緣106、108、110、及112。亦即，第二部分104不與邊緣106、108、110、112中任何邊緣相交。
第2圖說明第二部分104由側面116、118、120、及122界定。在此實施例中，第二部分104是設計來容納指紋感測器或類似物的薄袋部。線124指定第二部分104之中心線。第3圖說明沿第2圖之線124的製品100之橫截面。側面116、118、120、及122提供自第二部分104之主體105至第一部分102的轉變。在一些實施例中，製品具有141.4毫米乘68.4毫米之大小且第一部分為0.6毫米厚。在一些實施例中，袋部具有5.6毫米乘12.3毫米之大小且第二部分為0.3毫米厚。
第4A圖說明沿第1圖之中線114的製品100之橫截面及第二部分104之位置。第4B圖說明具有轉變至第一部分102的側面120及122的第二部分104之橫截面之特寫圖。
本文揭示的基於玻璃的製品可併入另一製品，諸如具有顯示器(或顯示製品)及/或外殼之製品 (例如，消費者電子元件，包括行動電話、平板、電腦、導航系統、及類似物)、建築學製品、運輸製品(例如，汽車、火車、飛機、船舶等等)、用具製品、或需要一定透明度、防刮性、耐磨性或其組合之任何製品。本文揭示的併入有任何強化製品之示範性製品係在第5A圖及第5B圖中展示。具體而言，第5A圖及第5B圖展示消費者電子裝置300，其包括外殼302，其具有前表面304、背表面306、及側表面308；電氣部件(未展示)，其至少部分地在該外殼內部或完全地在該外殼內且在該外殼之前表面處或相鄰於該前表面包括至少控制器、記憶體、及顯示器310；及蓋板312，其處於該外殼之前表面處或在該前表面上以使得其處於該顯示器上。在一些實施例中，蓋板312之至少一部分可包括本文揭示的任何強化製品。在一些實施例中，外殼302之至少一部分可包括本文揭示的任何強化製品。
基於玻璃的基板可使用各種不同的製程提供。例如，示範性基於玻璃的基板成形方法包括浮製玻璃製程及諸如熔合拉製及狹槽拉製的下拉製程。藉由在熔融金屬、典型地為錫之床層上浮製熔融玻璃製備的基於玻璃的基板產生藉由光滑表面及均勻厚度表徵的浮製玻璃。在一示例性製程中，進料至床層中之熔融錫之表面上的熔融玻璃形成浮製玻璃帶。當玻璃帶沿錫浴流動時，溫度逐漸地減少直至玻璃帶凝固成基於固體玻璃的基板，其可自錫提升至滾筒上。一旦離開浴，基於玻璃的基板可進一步冷卻，退火以減少內應力，且視情況加以拋光。
下拉製程產生具有均勻厚度之基於玻璃的基板，其擁有相對原始的表面。因為基於玻璃的基板之平均撓曲強度係藉由表面瑕疵之量及大小控制，所以原始表面具有較高的初始強度。當此高強度基於玻璃的基板隨後進一步強化(例如，化學強化)時，所得強度可高於具有已研磨並拋光之表面的基於玻璃的基板之彼強度。下拉的基於玻璃的基板可經拉製至小於約2 mm之厚度。另外，下拉的基於玻璃的基板具有極平坦、光滑表面，其可用於其最終應用而無需高成本的研磨及拋光。
熔合拉製製程例如使用具有用於接受熔融玻璃原材料之通道的拉製槽。通道具有堰，其在通道之兩側上沿通道之長度在頂部處打開。當通道由熔融材料填滿時，熔融玻璃溢流出堰。歸因於重力，熔融玻璃沿拉製槽之外表面向下作為兩個流動玻璃膜流動。拉製槽之該些外表面向下並向內延伸以便其在拉製槽下方的邊緣處接合。兩個流動玻璃膜在此邊緣處接合以融合並形成單一的基於流動玻璃的基板。熔合拉製方法提供的優點在於：因為溢出通道的兩個玻璃膜融合在一起，所以所得基於玻璃的基板之外表面中無一者與設備之任何部分接觸。因此，熔合拉製的基於玻璃的基板之表面性質不受此種接觸的影響。
狹槽拉製製程與熔合拉製方法不同。在狹槽拉製製程中，熔融原材料玻璃係提供至拉製槽。拉製槽之底部具有開口狹槽，其具有延伸狹槽之長度的噴嘴。熔融玻璃流動穿過狹槽/噴嘴且作為連續基板向下拉製且拉製至退火區域中。
基板之示範性基本組成可包含但不限於：鹼石灰矽酸鹽、鹼金屬鋁矽酸鹽、含鹼金屬硼矽酸鹽、含鹼金屬鋁硼矽酸鹽、或含鹼金屬磷矽酸鹽。基於玻璃的基板可包括含鋰鋁矽酸鹽。
可用作基板的玻璃之實例可包括鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組合物或含鹼金屬鋁硼矽酸鹽玻璃組合物，然而涵蓋其他玻璃組合物。此種玻璃組合物可表徵為離子可交換的。如本文所使用，「離子可交換的」意指包含組合物之基板能夠將位於基板之表面處或附近的陽離子與相同原子價的大小較大或較小之陽離子交換。
在一實施例中，基本玻璃組合物包含鹼石灰矽酸鹽玻璃。在一實施例中，鹼石灰矽酸鹽玻璃組合物以氧化物計為：73.5 wt. % SiO2 、1.7 wt. % Al2 O3 、12.28 wt.-% Na2 O、0.24 wt. % K2 O、4.5 wt. % MgO、7.45 wt. % CaO、0.017 wt. % ZrO2 、0.032 wt. % TiO2 、0.002 wt. % SnO2 、0.014 wt. % SrO、0.093 wt. % Fe2 O3 、0.001 wt. % HfO2 、0.028 wt. % Cl氧化物、及0.203 wt. % SO3 。
在一特定實施例中，適於基板之鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組合物包含氧化鋁、至少一種鹼金屬及在一些實施例中，大於50 mol.% SiO2 、在其他實施例中至少58 mol.% SiO2 、及在其他實施例中至少60 mol.% SiO2 ，其中比率((Al2 O3 + B2 O3 )/∑改質劑)＞l，其中在該比率中，組分係以mol.%表示且改質劑為鹼金屬氧化物。在特定實施例中，此玻璃組合物包含：58-72 mol.% SiO2 ；9-17 mol.% Al2 O3 ；2-12 mol.% B2 O3 ；8-16 mol.% Na2 O；及0-4 mol.% K2 O，其中比率((Al2 O3 + B2 O3 )/∑改質劑)＞l。
在另一實施例中，基板可包括鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成物，其包含：64-68 mol.% SiO2 ；12-16 mol.% Na2 O；8-12 mol.% Al2 O3 ；0-3 mol.% B2 O3 ；2-5 mol.% K2 O；4-6 mol.% MgO；及0-5 mol.% CaO，其中：66 mol.% ≤ (SiO2 + B2 O3 + CaO) ≤ 69 mol.%；(Na2 O + K2 O + B2 O3 + MgO + CaO + SrO) ＞ 10 mol.%；5 mol.% ＜ (MgO + CaO + SrO)≤ 8 mol.%；(Na2 O + B2 O3 ) ＜ A12 O3 ＜ 2 mol.%；2 mol.% ＜ Na2 O ＜ Al2 O3 ＜ 6 mol.%；及4 mol.% ＜ (Na2 O + K2 O) ＜ Al2 O3 ≤ 10 mol.%。
在一替代實施例中，基板可包含鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃。在一實施例中，鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有組合物，其包含：2 mol.%或更多之Al2 O3 及/或ZrO2 ，或4 mol%或更多之Al2 O3 及/或ZrO2 。
在另一實施例中，基板可包含含鋰鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃。在一實施例中，含鋰鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃具有包括以mol%計以下各項之組合物：量在約60%至約75%範圍內的SiO2 、量在3約12%至約20%範圍內的Al2 O3 、量在約0%至約5%範圍內的B2 O3 、量在約2%至約8%範圍內的Li2 O、量大於約4%的Na2 O、量在約0%至約5%範圍內的MgO、量在約0%至約3%範圍內的ZnO、量在約0%至約5%範圍內的CaO、及非零量的P2 O5 ；其中該玻璃基板係離子可交換的且為非晶形，其中組合物中Al2 O3 及Na2 O之總量大於約15 mol%。
具有基本組成的玻璃基板之化學強化係藉由將離子可交換玻璃基板置放在含有陽離子(K+、Na+、Ag+等等)之熔融浴中來進行，該等陽離子在玻璃之較小鹼金屬離子(Na+、Li+)擴散出來進入熔融浴中的同時擴散至玻璃中。較小陽離子藉由較大陽離子之置換在玻璃之頂表面附近產生壓縮應力。拉伸應力則玻璃之內部中產生以平衡近表面壓縮應力。對於具有均勻厚度的平坦玻璃塊而言，應力(σ(z))可根據方程式(I)由濃度分佈計算：
Figure 02_image001
其中C(z)為在z處的大陽離子之濃度，Cavg 為製品中的大陽離子之平均濃度，h為玻璃厚度，B為網狀結構膨脹係數，E為楊氏模數，v為泊松比，且z為在製品之表面處在厚度方向上具有值0及h的坐標。較大離子之濃度典型地在表面處最大且在中間厚度處最小。在接近表面處，其中C (z) ＞ Cavg ，應力為壓縮的。當C(z) = Cavg 時，應力變成零，且此深度係稱為壓縮深度(depth of compression; DOC)。在較大深度處，其中C (z) ＜ Cavg ，應力為拉伸的，且大體上在製品之中間厚度處達到最大值。拉伸應力之此最大值係稱為最大中心張力。
基於玻璃的基板可暴露於包含鹼金屬離子之第一浴歷時第一持續時間，且隨後暴露於包含鹼金屬離子之第二浴歷時第二持續時間。在一詳細實施例中，基於玻璃的基板為含鋰鋁矽酸鹽且該浴包含鉀及鈉之離子。
需要較高壓縮應力(compressive stress; CS)來達成較好防刮性及掉落效能。較高DOC亦改良掉落效能，且因此亦為較佳的。然而，較高CS及DOC導致較高CT，其對於裂紋傳播為不合需要的，且若過高，則可導致樣本之易碎性。
第6圖為三個參數：壓縮應力(compressive stress; CS)、最大中心張力(maximum central tension; CT)、及壓縮深度(depth of compression; DOC)隨定標擴散距離sqrt(4Dt)/h變化的圖表，其中DOC係表示為總厚度h之分數。D為擴散率且t為時間。趨勢係針對1步、3離子擴散交換，其中一個交換對(Li-Na)提供抛物線應力分佈，且第二交換對(Na-K)提供尖峰。當以此方式表示時，具有不同厚度的玻璃製品之曲線重疊。曲線之精確形狀取決於擴散率之濃度依賴性、所交換的離子對(例如，K+交換Na+，Na+交換Li+等等)、及在不同浴組成及/或溫度下進行的IOX步驟之次數。例如，短深度高斜率高CS尖峰向已IOX的玻璃製品之添加典型地減少DOC。另一方面，第6圖中CS及CT曲線之標尺係藉由項BE∆C/(1-v)決定，其中∆C為表面濃度與大陽離子之基本基板組合物之濃度之間的差異。B為網狀結構膨脹係數且取決於離子交換對，且E為楊氏模數且對每一玻璃組合物而言為固定的。∆C可藉由改變IOX浴之組成及溫度來調整。第6圖展示以下趨勢。
DOC及CT首先隨項sqrt(4Dt)/h增加，達到最大值，且隨後在進一步離子交換時減少。對於1步驟2離子交換(未展示)而言，DOC相對sqrt(4Dt)/h將達到穩定值(~0.22)。超過峰值的DOC之減少(第6圖)係歸因於尖峰之效應。壓縮應力隨sqrt(4Dt)/h單調降低。
就DOC而言，最初，在越來越多的離子擴散至玻璃中時，其中C(z) = Cavg 的位置得以朝向中心進一步推進。亦即，DOC隨IOX時間增加。對於其中一對離子(例如Li-Na)產生應力分佈之深的或抛物線部分而另一對(例如Na-K)產生如第6圖所示的尖峰之3離子IOX，DOC首先達到平臺區且隨後開始降低。應注意，對於無限IOX時間，濃度將在任何處為均勻的。DOC將處於此種條件，最終達到零，甚至對1步2離子交換亦如此。
關於CT，最初，IOX時間之增加導致Cavg 增加而在中間厚度處無濃度C(z= h/2)之任何增加。在此時期期間，CT根據方程式I增加。然而，在離子開始到達中心時，Cavg之增加速率係由C(z=h/2)之增加速率超過。自此點向前，CT開始降低。因此，DOC及CT展示類似的趨勢(隨IOX時間首先增加，然後降低)，但DOC及CT之峰值在不同的IOX時間處達到。
關心CS，隨著IOX時間之增加，玻璃之平均濃度隨表面濃度之短暫相應改變而穩定地增加。因此，表面CS隨IOX時間之增加逐漸地降低。
第7圖為針對0.075、0.15、0.25、及0.40之sqrt(4Dt)/h值的定標濃度相對自表面的正規化位置之圖表。虛線展示針對相應sqrt(4Dt)/h值之曲線的平均濃度(定標)值。虛線表示針對sqrt(4Dt)/h = 0.25及0.40的抛物線擬合曲線。實線曲線與虛線之交叉點表示DOC。DOC隨IOX時間增加。
第8圖為針對相應於第7圖之彼等者的sqrt(4Dt)/h之值的應力相對自表面之正規化位置的圖表。亦展示針對sqrt(4Dt)/h = 0.25、0.40之抛物線擬合曲線。對sqrt(4Dt)/h ＜ 0.25，來自表面之離子尚未到達玻璃之中心。直至此點，濃度及應力分佈類似於針對短的擴散時間由菲克擴散定律之解產生的單一誤差函數(erfc)分佈。對sqrt(4Dt)/h ＜ 0.25，菲克定律之解涉及多個erfc項之相加，且所得分佈可藉由抛物線方程式y = ax^ 2+bx+c來求近似值。
第7圖-第8圖之圖表表示1步離子交換製程，其中僅一對交換物質(Na+交換Li+、K+交換Na+等等)。然而，該些概念亦可應用於多對及/或多步離子交換製程。典型情況可為一對離子交換(例如Na+與Li+)或針對離子交換之深部分的第一步驟及針對陡峭表面尖峰之另一對(K+與Na+)。
當具有不均勻厚度之玻璃製品(例如，第1圖-第4圖)經IOX時，所有表面係在相同溫度下暴露於實質上相同表面濃度。因此，參數CS、DOC、及CT之值可由同一曲線決定。由於針對玻璃之較薄部分的sqrt(4Dt)/h之值較高，針對較薄部分之CS、CT、及DOC值將朝向第6圖中曲線之右方(相對於較厚部分)移位。例如，取0.6 mm之第一厚度及0.3 mm之第二厚度，針對薄的0.3 mm部分之sqrt(4Dt)/h值為針對厚度0.6 mm部分之值的兩倍。在此實例中，由於製品之本體為0.6 mm厚，合乎需要的是在曲線之峰值處或接近該峰值處具有DOC。在峰值CT位於峰值DOC之左方時(第6圖)，CT接近於或已在曲線之傾斜側上。因此，針對0.3 mm厚區域，CT值將比峰值低得多。對DOC存在相同情況，此為不合需要的。然而，針對諸如此種之製品，其中較薄區域為較厚區域之一小分數，具有低於易碎性極值的CT比稍微減少的DOC更為重要。
對其中薄部分之面積為總面積之一顯著分數的設計中，藉由針對特定玻璃組合物移位至較低IOX時間，DOC可增加，而仍維持CT低於易碎性極值。此可減少較厚部分中之DOC及/或CT。
較厚部分中之DOC可＞0.15h，且較佳地＞0.18h。對第6圖之實例，此可藉由具有0.18 ＜ sqrt(4Dt/h1 ) ＜ 0.67、及較佳地0.25 ＜ sqrt(4Dt/h1 ) ＜ 0.51來達成，其中h1 為厚部分之厚度，且D為擴散率。薄部分中之DOC可＞ 0.075 h2 ，且較佳地大於0.1 h2 ，其中h2 為薄部分之厚度。對第6圖中之實例，此可藉由具有0.07 ＜ sqrt(4Dt/h2 ) ＜0.85來達成。在另一實施例中，最薄部分中之DOC為＞10微米，且較佳地＞20微米。
對特定IOX浴組成及溫度，IOX時間可基於擴散至玻璃中的較大離子(K或Na)之擴散率及製品之最大及最小厚度來計算。在最厚部分處的DOC將決定最小IOX時間，且在最薄部分處的DOC將決定最大IOX時間，例如0.0156h1 /D ＜t＜ 0.18h2 /D。
最厚及最薄部分中的表面CS可＞450 MPa，及較佳地＞650 MPa。CS可藉由改變離子交換浴之濃度及溫度來調整。
薄部分中之最大CT值低於易碎性極值。
製品可具有接近表面的延伸超過約2-30微米或約5-20 um之深度的壓縮應力分佈之高斜率(＞10 MPa/um)區域。＞450 MPa及較佳地＞650 MPa之峰值壓縮應力可在表面處存在。此區域可稱為尖峰。
壓縮應力分佈之深、低斜率(＜2 MPa/um)區域可自約20-30 um之深度延伸至製品之中心。此區域係藉由抛物線(應力= az2 +bz +c)或近抛物線形狀來表徵。此區域中之實際分佈可歸因於各種因素稍有偏離，諸如濃度依賴性擴散率。
為形成具有不均勻厚度的基板，可使用各種製程。可獲得具有實質上均勻厚度之基板，其中厚度為第一部分之所要厚度。較薄厚度之第二部分可藉由移除具有較厚厚度之第一部分之一部分而形成在該第一部分中。移除可藉由諸如機器加工之機械處理，或藉由諸如蝕刻之化學處理，或藉由機械及化學處理之組合來實現。具有不均勻厚度的基板可藉由使用其中設計了薄部分之模具來形成。在一些實施例中，模具可經選擇以產生具有不同厚度之部分的所要基板分佈。在一些實施例中，模製的基板可繼而經受進一步處理，諸如機器加工、蝕刻、或其組合以形成具有不同厚度的部分。
具有不均勻厚度之基板隨後經離子交換以形成強化的基於玻璃的製品。離子交換條件經選擇以達成應力分佈，其包括在厚部分中的所要壓縮深度(depth of compression; DOC)，同時維持薄部分中之中心張力(central tension; CT)以確保薄部分不為易碎的。在具有不均勻厚度的基板之離子交換時，形成具有不同厚度的部分之基於玻璃的製品，其包含基本組成及一或多種離子交換金屬。
易碎行為可藉由以下至少一者表徵：將強化玻璃製品(例如，板或片)破壞成多個小塊(例如，≤ 1 mm)；玻璃製品之每單位面積形成的碎片之數量；自玻璃製品中之初始裂紋分支的多個裂紋；至少一個碎片自其原始位置猛烈射出至指定距離(例如，約5 cm或約2吋)；前述破壞(大小及密度)、開裂、及射出行為中任何者之組合。如本文所使用，術語「易碎行為」及「易碎性」係指不存在諸如塗層、黏著劑層、或類似物的任何外部約束的情況下，強化玻璃製品之猛烈或高能破碎之彼等模式。雖然塗層、黏著劑層、及類似物可結合本文描述的強化玻璃製品使用，此種外部約束不用於決定玻璃製品之易碎性或易碎行為。
在一些實施例中，第一部分中的第一壓縮深度(DOC1 )位於0.15·t1 或較深處。DOC1 可在0.15·t1 至0.23·t1 範圍內，及其之間的所有值及子範圍。
在一些實施例中，第二部分中之第二壓縮深度(DOC2 )，DOC2 位於0.075·t2 或較深處。DOC2 可在0.075·t2 至0.15·t2 範圍內，及其之間的所有值及子範圍。
在一些實施例中，基於玻璃的製品可具有在第一部分中的450 MPa或更多之表面壓縮應力(CS1 )，及在第二部分中的450 MPa或更多之表面壓縮應力(CS2 )。CS1 及CS2 可獨立地在450 MPa至1.2 GPa、700 MPa至950 MPa範圍內、或為約800 MPa、及其之間的所有值及子範圍。
在一些實施例中，第一部分之應力分佈進一步包含自第一部分表面或第一部分表面下方延伸至在約2至約30微米範圍內的曲折部之壓縮應力區域，其中壓縮應力區域在第一部分表面與曲折部之間的所有點包含具有10 MPa/微米或更大之值的切線。切線值可在約10 MPa/微米至約500 MPa/微米範圍內及其之間的所有值及子範圍。
在一些實施例中，第一區域中之應力分佈進一步包含自曲折部延伸的內應力區域，該曲折部降低以使得自曲折部延伸至製品之中心的內應力區域之所有點包含具有在約0與約5 MPa/微米之間的值及其之間的所有值及子範圍的切線。實例
各種實施例將藉由以下實例進一步闡明。在實例中，在強化之前，實例係稱為「基板」。在經受強化之後，實例係稱為「製品」或「基於玻璃的製品」。
設計以下實例且使用基於有限元素模型化之二維(2D)平面應變離子交換(IOX)模型來產生。 實例1
將由鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板藉由離子交換形成的基於玻璃的製品模型化。基板具有以下基本組成：63.60 mol% SiO2 、15.67 mol% Al2 O3 、10.81 mol% Na2 O、6.24 mol% Li2 O、1.16 mol% ZnO、0.04 mol% SnO2 、及2.48 mol% P2 O5 。IOX包括兩個步驟。步驟1係在處於380℃浴溫度之浴中歷時1小時50分鐘，其中浴含有38 wt.% Na及62 wt.% K。步驟2係在處於380℃之溫度的浴中歷時33分鐘，其中浴含有9 wt.% Na及91 wt.% K。離子交換金屬因此包含K及Na。製品具有第一部分及第二部分，該第一部分具有0.6毫米之厚度且該第二部分具有0.3毫米之厚度。 比較實例A
將由鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基板藉由離子交換形成的基於玻璃的製品模型化。基板係根據美國專利第9,156,724號來產生，該專利係以引用方式併入本文中。基板具有以下基本組成：57.43 mol% SiO2 、16.10 mol% Al2 O3 、17.05 mol% 2.81 mol% MgO、0.003 mol% TiO2 、6.54 mol% P2 O5 、及0.07 mol% SnO2 。模擬的IOX包括兩個步驟。步驟1係在處於450℃浴溫度之浴中歷時8小時30分鐘，其中浴含有51 wt.% Na及49 wt.% K。步驟2係在處於390℃浴溫度之浴中歷時14分鐘，其中浴含有0.5 wt.% Na及99.5 wt.% K。離子交換金屬因此包含K及Na。製品具有第一部分及第二部分，該第一部分具有0.6毫米之厚度且該第二部分具有0.3毫米之厚度。 實例2
實例1及比較實例A之每一部分(厚及薄)的應力分佈係根據2D平面應變模型提供於第9圖-第11圖中。以MPa計的應力相對自製品之表面的絕對位置(微米)係提供於第9圖中，且應力相對正規化位置(z/h)係提供於第10圖及第11圖中。第11圖為第10圖的至製品之中心點(0.5h)的方法版本。表1概述每一實例之每一部分的壓縮應力(compressive stress; CS)、最大中心張力(CTmax )、及壓縮深度(depth of compression; DOC)。樣本之每一部分之曲折部深度係連同曲折部處的壓縮應力(CSk)一起識別。表面壓縮應力區域中之斜率可藉由穿過表面至曲折部之最佳擬合線來決定。內應力區域中之斜率可藉由自曲折部至中心之最佳擬合線來決定。
Figure 107135541-A0304-0001
相對於實例1，厚部分中之CT為-63 MPa，且薄部分中之CT為-40 MPa。因此，針對同一IOX處理，CT在薄部分中相對在厚部分中減少。對比而言，對比較實例A，厚部分中之CT為-49 MPa，且薄部分中之CT為-93 MPa，且因此，針對同一IOX處理，CT在薄部分中相對在厚部分中增加。比較實例A之薄部分基於其最大CT為易碎的。為製造不易碎的比較實例A之薄部分，將需要減少IOX程度以便減少薄部分之最大CT，而存在此厚部分中較低DOC之不合需要的結果。
雖然前文係針對各種實施例，但本揭示內容之其他及另外的實施例可在不脫離其基本範疇的情況下設想，且其範疇係藉由隨附之申請專利範圍決定。
100‧‧‧基於玻璃的製品 102‧‧‧第一部分 104‧‧‧第二部分 105‧‧‧主體 106‧‧‧邊緣 108‧‧‧邊緣 110‧‧‧邊緣 112‧‧‧邊緣 114‧‧‧線 116‧‧‧側面 118‧‧‧側面 120‧‧‧側面 122‧‧‧側面 124‧‧‧線 300‧‧‧消費者電子裝置 302‧‧‧外殼 304‧‧‧前表面 306‧‧‧背表面 308‧‧‧側表面 310‧‧‧顯示器 312‧‧‧蓋板
併入本說明書並構成本說明書之一部分的附圖說明下文描述的若干實施例。
第1圖說明示範性基於玻璃的製品；
第2圖說明製品之袋部；
第3圖說明第2圖之袋部之橫截面；
第4A圖說明第1圖之製品之橫截面；
第4B圖說明具有不同厚度的第1圖之製品之一部分的特寫橫截面；
第5A圖為併入有本文揭示的任何基於強化積層玻璃的製品之示範性電子裝置之平面圖；
第5B圖為第5A圖之示範性電子裝置之透視圖；
第6圖為三個參數：壓縮應力(CS)、中心張力(CT)、及壓縮深度(DOC)隨定標擴散距離變化的圖表；
第7圖為定標濃度相對正規化位置之圖表；
第8圖為應力相對正規化位置之圖表；
第9圖為實例1及比較實例A的應力相對絕對位置之圖表；
第10圖為實例1及比較實例A的應力相對正規化位置之圖表；及
第11圖為擴大至中心(0.5t )位置的第10圖之圖表。
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100‧‧‧基於玻璃的製品
102‧‧‧第一部分
104‧‧‧第二部分
106‧‧‧邊緣
108‧‧‧邊緣
110‧‧‧邊緣
112‧‧‧邊緣
114‧‧‧線

Claims (10)

  1. 一種基於玻璃的製品，其包含： 一第一部分，其具有一第一厚度(t1 )及一第一部分表面；一第二部分，其具有一第二厚度(t2 )及一第二部分表面，其中t2 小於t1 ；該第一部分之一第一應力分佈包含：一第一壓縮應力區域；及 包含一第一最大中心張力(CT1 )之一第一中心張力區域；該第二部分之一第二應力分佈包含：一第二壓縮應力區域；及包含一第二最大中心張力(CT2 )之一第二中心張力區域；及 一鹼金屬氧化物，其具有在該第一部分中自該第一部分表面至t1 之至少一部分中變化的一第一非零濃度，及在該第二部分中自該第二部分表面至t2 之至少一部分中變化的一第二非零濃度；其中CT2 小於CT1 。
  2. 如請求項1所述之基於玻璃的製品，其包括一鹼石灰矽酸鹽、一鹼金屬鋁矽酸鹽、一含鹼金屬硼矽酸鹽、一含鹼金屬鋁硼矽酸鹽、或一含鹼金屬磷矽酸鹽。
  3. 如請求項1或2中一項所述之基於玻璃的製品，其中該第二部分偏離該基於玻璃的製品之所有邊緣。
  4. 如請求項1或2中一項所述之基於玻璃的製品，其中t1 在0.3 mm至2.5 mm範圍內，且t2 在0.025 mm至2.4 mm範圍內。
  5. 如請求項1或2中一項所述之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈進一步包含位於0.15·t1 或較深處的一第一壓縮深度(DOC1 )及位於0.075·t2 或較深處的一第二壓縮深度(DOC2 )。
  6. 如請求項1或2中一項所述之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈進一步包含在該第一壓縮應力區域中的450 MPa或更多的一第一表面壓縮應力(CS1 )；且該第二應力分佈進一步包含在該第二壓縮應力區域中的450 MPa或更多的一第二表面壓縮應力(CS2 )。
  7. 如請求項1或2中一項所述之基於玻璃的製品，其中該第一應力分佈之一部分自一第一部分表面延伸至一曲折部，其中該曲折部係位於離該第一部分表面的在約2至約30微米範圍內之一深度處，且該第一應力分佈的位於該第一部分表面與該曲折部之間的所有點包含具有為10 MPa/微米或更大之一值的一切線。
  8. 一種消費者電子產品，其包含： 一外殼，其具有一前表面、一背表面、及側表面；至少部分地提供在該外殼內的電氣部件，該等電氣部件包括至少一控制器、一記憶體、及一顯示器，該顯示器係提供在該外殼之該前表面處或相鄰該前表面；及 一蓋板，其安置在該顯示器上；其中該外殼及該蓋板之至少一者的一部分包含請求項1或2所述之基於玻璃的製品。
  9. 一種製造一基於玻璃的製品的方法，其包含以下步驟： 將基於玻璃的基板之具有一第一厚度(t1 )及一第一部分表面之一第一部分及具有一第二厚度(t2 )及一第二部分表面之一第二部分暴露於一包含鹼金屬離子之浴以將該基於玻璃的基板離子交換，且形成包含一鹼金屬氧化物之該基於玻璃的製品，該鹼金屬氧化物具有在該第一部分中自該第一部分表面至t1 之至少一部分中變化的一第一非零濃度及在該第二部分中自該第二部分表面至t2 之至少一部分中變化的一第二非零濃度；其中t2 小於t1 ，且該基於玻璃的製品具有該第一部分之一第一應力分佈及該第二部分之一第二應力分佈，該第一應力分佈包含一第一中心張力區域，該第一中心張力區域包含一第一最大中心張力(CT1 )，且該第二應力分佈包含一第二中心張力區域，該第二中心張力區域包含一第二最大中心張力(CT2 )，其中CT2 小於CT1 。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該基於玻璃的基板係暴露於包含鹼金屬離子之一第一浴歷時一第一持續時間，且隨後暴露於包含鹼金屬離子之一第二浴歷時一第二持續時間。
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