TWI821420B - 具有改善的應力分佈曲線的玻璃基底製品 - Google Patents

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Abstract

提供具有改善的應力分佈曲線的玻璃基底製品。玻璃基底製品提供改善的掉落效能及抗損傷性。可以利用單一離子交換加工來生產玻璃基底製品。

Description

具有改善的應力分佈曲線的玻璃基底製品
本案請求於2018年9月28日申請的美國臨時申請案號62/738,404的優先權，依賴其內容且藉由參照整體併入本文。
本說明書一般係關於玻璃基底製品中的抗斷裂性應力分佈曲線的應力分佈曲線。更具體而言，本說明書係關於可以在電子裝置中使用的可以含鋰的玻璃基底製品的應力分佈曲線。
可攜式裝置（例如，智慧型電話、平板電腦、可攜式媒體播放器、個人電腦、及照相機）的移動特性讓這些裝置特別容易意外掉落於硬表面（例如，地面）上。這些裝置通常包括覆蓋玻璃，而可能在碰撞硬表面之後損傷。在許多這些裝置中，覆蓋玻璃係作為顯示器外罩，並且可以結合觸控功能，而在覆蓋玻璃損傷時，裝置的使用受到負面影響。
當相關聯的可攜式裝置掉落於硬表面上時，覆蓋玻璃存在二種主要的破損模式。模式中之一者係為撓曲破損，這是由於當裝置受到與硬表面衝擊的動態負載時的玻璃的折曲而造成。另一模式係為尖銳接觸破損，這是由於玻璃表面的損傷而造成。玻璃與粗糙硬表面（例如，瀝青、花崗岩等）的衝擊可能導致玻璃表面中的尖銳壓痕。這些壓痕成為玻璃表面中的破損位置，而可能產生及傳播裂紋。
玻璃製造商及手持裝置製造商持續努力改善手持裝置對於破損的抵抗力。可攜式裝置亦期望為儘可能薄。因此，除了強度之外，亦期望在可攜式裝置中作為覆蓋玻璃的玻璃儘可能薄。因此，除了增加覆蓋玻璃的強度之外，亦期望玻璃具有允許藉由能夠製造薄玻璃基底製品（例如，薄玻璃片材）的處理而形成的機械特性。
因此，需要一種可以強化的玻璃（例如，藉由離子交換），並具有允許成為薄玻璃基底製品的機械性質。
本揭示的態樣係關於玻璃基底製品及其製造與使用方法。本文的玻璃基底製品呈現優異的掉落效能。
在一個實施例中，一種玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於700MPa的峰值壓縮應力（CS）；小於或等於61MPa的峰值張力（PT）；大於或等於0.1t 的壓縮深度（DOC）；大於或等於4.5微米的尖峰層深度（DOLsp ）；以及大於或等於40MPa/微米的尖峰應力斜率。
在一個實施例中，一種玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；包含鋰的玻璃基底製品的中心處的中心組合物；鉀（K）濃度分佈曲線，從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的K濃度基本上呈現線性；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於0.005t 的尖峰層深度（DOLsp ）。
根據一些實施例，提供呈現優異的掉落效能及抗損傷性的含鋰玻璃基底製品的應力分佈曲線。
在一個實施例中，一種製造玻璃基底製品的方法包含以下步驟：將玻璃基底基板暴露於單一熔融鹽浴中，以形成玻璃基底製品，其中玻璃基底基板包含鋰，玻璃基底基板具有定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面，以及熔融浴，包含：硝酸鉀（KNO3 ）；以及碳酸鉀（K2 CO3 ），溶解在硝酸鉀（KNO3 ）中，其中K2 CO3 的濃度保持在溶解度極限或低於溶解度極限，而熔融鹽浴中的鋰離子的濃度保持在溶解度極限或低於溶解度極限。
根據態樣（1），提供一種玻璃基底製品。該玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於700MPa的峰值壓縮應力（CS）；小於或等於61MPa的峰值張力（PT）；膝部的壓縮應力（CSk ）；大於或等於0.1t 的壓縮深度（DOC）；從第一表面延伸到尖峰區域的層深度（DOLsp ）的尖峰區域，其中DOLsp 係大於或等於4.5微米；以及大於或等於40MPa/微米的尖峰區域的應力斜率。
根據態樣（2），提供態樣（1）的玻璃基底製品，進一步包含鉀（K）濃度分佈曲線，從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的K濃度的點基本上呈現線性。
根據態樣（3），提供一種玻璃基底製品。該玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；包含鋰的玻璃基底製品的中心處的中心組合物；鉀（K）濃度分佈曲線，從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的K濃度的點基本上呈現線性；以及應力分佈曲線，包含：峰值壓縮應力（CS）；峰值張力（PT）；膝部處的壓縮應力（CSk ）；壓縮深度（DOC）；從第一表面延伸到尖峰區域的層深度（DOLsp ）的尖峰區域，其中DOLsp 係大於或等於0.005t 。
根據態樣（4），提供態樣（3）的玻璃基底製品，其中CS係大於或等於700MPa。
根據態樣（5），提供態樣（3）至態樣（4）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於61MPa。
根據態樣（6），提供態樣（3）至態樣（5）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於0.1t 。
根據態樣（7），提供態樣（3）至態樣（6）中之任一者的玻璃基底製品，其中尖峰區域的應力斜率係大於或等於40MPa/微米。
根據態樣（8），提供態樣（1）至態樣（7）中之任一者的玻璃基底製品，其中t 係大於或等於0.35mm且小於或等於1mm。
根據態樣（9），提供態樣（1）至態樣（8）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的氧化鋰（Li2 O）與氧化鈉（Na2 O）的莫爾比（Li2 O/Na2 O）係為0.3至1.1。
根據態樣（10），提供態樣（2）至態樣（9）中之任一者的玻璃基底製品，其中鉀（K）濃度分佈曲線從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的20%的K濃度的點基本上呈現線性。
根據態樣（11），提供態樣（10）的玻璃基底製品，其中相對於K濃度分佈曲線的一階導數的K濃度分佈曲線的二階導數小於或等於從第一表面延伸到K濃度等於以下各項之和的深度的區域上的值：a）玻璃基底製品的中心處的K濃度，以及b）峰值K濃度與玻璃基底製品的中心處的K濃度之差的20％，其中針對在誤差函數降低至其峰值的20％的位置處的誤差函數，該值通常為0.5、0.4或0.3。
根據態樣（12），提供態樣（1）至態樣（11）中之任一者的玻璃基底製品，其中鉀（K）濃度分佈曲線係從CSmax 的位置到具有小於或等於CSmax 的50％的應力的點為基本上線性。
根據態樣（13），提供態樣（1）至態樣（12）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSmax 係大於或等於800MPa。
根據態樣（14），提供態樣（1）至態樣（13）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSmax 係大於或等於820MPa。
根據態樣（15），提供態樣（1）至態樣（14）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSmax 係大於或等於850MPa。
根據態樣（16），提供態樣（1）至態樣（15）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於60MPa。
根據態樣（17），提供態樣（1）至態樣（16）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於55MPa。
根據態樣（18），提供態樣（1）至態樣（17）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於50MPa。
根據態樣（19），提供態樣（1）至態樣（18）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於45MPa。
根據態樣（20），提供態樣（1）至態樣（19）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於40MPa。
根據態樣（21），提供態樣（1）至態樣（20）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於35MPa。
根據態樣（22），提供態樣（1）至態樣（21）中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係小於或等於30MPa。
根據態樣（23），提供態樣（1）至態樣（22）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係大於或等於40MPa。
根據態樣（24），提供態樣（1）至態樣（23）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係大於或等於50MPa。
根據態樣（25），提供態樣（1）至態樣（24）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係大於或等於60MPa。
根據態樣（26），提供態樣（1）至態樣（25）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係小於或等於140MPa。
根據態樣（27），提供態樣（1）至態樣（26）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係小於或等於130MPa。
根據態樣（28），提供態樣（1）至態樣（27）中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係小於或等於120MPa。
根據態樣（29），提供態樣（1）至態樣（28）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於0.12t 。
根據態樣（30），提供態樣（1）至態樣（29）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於0.13t 。
根據態樣（31），提供態樣（1）至態樣（30）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於0.14t 。
根據態樣（32），提供態樣（1）至態樣（31）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係小於或等於0.18t 。
根據態樣（33），提供態樣（1）至態樣（32）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係小於或等於0.17t 。
根據態樣（34），提供態樣（1）至態樣（33）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於5微米。
根據態樣（35），提供態樣（1）至態樣（34）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係小於或等於85微米。
根據態樣（36），提供態樣（1）至態樣（35）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOLsp 係大於或等於4.5微米且小於或等於24微米。
根據態樣（37），提供態樣（1）至態樣（36）中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC/DOLsp 的比率係大於或等於10且小於或等於23。
根據態樣（38），提供態樣（1）至態樣（37）中之任一者的玻璃基底製品，包含藉由CS*DOL*CSk *DOC/PT0.5 定義的價值指標（MI），其中MI係在大於或等於3×106 至小於或等於30×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 的範圍內。
根據態樣（39），提供態樣（1）至態樣（38）中之任一者的玻璃基底製品，包含藉由CS*DOL/CSk *DOC定義的抗損傷力（DRF）比率，其中DRF係在大於或等於0.1至小於或等於5的範圍內。
根據態樣（40），提供態樣（1）至態樣（39）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於12莫耳％。
根據態樣（41），提供態樣（1）至態樣（40）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於11莫耳％。
根據態樣（42），提供態樣（1）至態樣（41）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於10莫耳％。
根據態樣（43），提供態樣（1）至態樣（42）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於9.5莫耳％。
根據態樣（44），提供態樣（1）至態樣（43）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於9莫耳％。
根據態樣（45），提供態樣（1）至態樣（44）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於8.5莫耳％。
根據態樣（46），提供態樣（1）至態樣（45）中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於8莫耳％。
根據態樣（47），提供態樣（1）至態樣（46）中之任一者的玻璃基底製品，其中應力分佈曲線在大於或等於DOLsp 且小於或等於DOC的深度處不包含CS（t ）的負二階導數的區域。
根據態樣（48），提供一種玻璃基底製品。玻璃基底製品包含：定義厚度（t ）的第一及第二表面，其中厚度係大於或等於0.1mm至小於或等於2mm；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於800MPa的峰值壓縮應力（CS）；小於或等於61MPa的峰值張力（PT）；大於或等於25MPa的膝部處的壓縮應力（CSk ）；大於或等於0.1t 的壓縮深度（DOC）；從第一表面延伸到尖峰區域的層的深度（DOLsp ）的尖峰區域，其中DOLsp 係大於或等於7μm。
根據態樣（49），提供態樣（48）的玻璃基底製品，其中CS係大於或等於850MPa。
根據態樣（50），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中CS係小於或等於1000MPa。
根據態樣（51），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中PT係大於或等於30MPa。
根據態樣（52），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk 係小於或等於140MPa。
根據態樣（53），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係小於或等於0.18t 。
根據態樣（54），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係大於或等於80μm。
根據態樣（55），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOC係小於或等於150μm。
根據態樣（56），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOLsp 係小於或等於10μm。
根據態樣（57），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOLsp 係大於或等於0.0055t 。
根據態樣（58），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中DOLsp 係小於或等於0.025t 。
根據態樣（59），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中t 係大於或等於0.4 mm至小於或等於1.3mm。
根據態樣（60），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中CSk /t 的值係大於或等於40MPa/mm。
根據態樣（61），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中玻璃基底製品包含鋰。
根據態樣（62），提供態樣（48）至前述態樣中之任一者的玻璃基底製品，其中尖峰區域的應力斜率係大於或等於40MPa/μm。
根據態樣（63），提供一種消費性電子產品。消費性電子產品包含：包含前表面、後表面、及側表面的殼體；電部件，至少部分設置於殼體內，電部件包含至少一控制器，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態樣（1）至態樣（62）中之任一者的玻璃基底製品。
根據態樣（64），提供一種製造玻璃基底製品的方法。該方法包含以下步驟：將玻璃基底基板暴露於單一熔融鹽浴中，以形成玻璃基底製品，其中玻璃基底基板包含鋰，玻璃基底基板具有定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面，以及熔融浴，包含：硝酸鉀（KNO3 ）；以及碳酸鉀（K2 CO3 ），溶解在熔融鹽浴中，其中K2 CO3 的濃度保持在熔融浴中的溶解度極限或低於熔融浴中的溶解度極限，而熔融浴中的鋰離子的濃度保持在熔融浴中的溶解度極限或低於熔融浴中的溶解度極限。
根據態樣（65），提供態樣（64）的方法，其中熔融鹽浴進一步包含：硝酸鈉（NaNO3 ）；以及碳酸鈉（Na2 CO3 ），溶解在熔融浴中；其中Na2 CO3 的濃度保持在熔融浴中的溶解度極限或低於熔融浴中的溶解度極限。
根據態樣（66），提供態樣（64）至態樣（65）中之任一者的方法，其中玻璃基底製品包含：大於或等於700MPa的峰值壓縮應力（CS）；小於或等於50MPa的峰值張力（PT）；膝部處的壓縮應力（CSk ）；以及大於或等於0.1t的壓縮深度（DOC）。
根據態樣（67），提供態樣（64）至態樣（66）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，增加CS而不降低CSk 。
根據態樣（68），提供態樣（64）至態樣（67）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，增加CS而不降低PT。
根據態樣（69），提供態樣（64）至態樣（68）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，增加CSk 而不降低CS。
根據態樣（70），提供態樣（64）至態樣（69）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，增加CSk 而不降低CS。
根據態樣（71），提供態樣（64）至態樣（70）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，減少關於Li汙染離子濃度增加的CS劣化。
根據態樣（72），提供態樣（64）至態樣（71）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，減少關於Li汙染離子濃度增加的CSk 劣化。
根據態樣（73），提供態樣（64）至態樣（72）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，減少關於Li汙染離子濃度增加的PT劣化。
根據態樣（74），提供態樣（64）至態樣（73）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，維持關於Li汙染離子濃度增加的重量增益。
根據態樣（75），提供態樣（64）至態樣（74）中之任一者的方法，進一步包含相對於將玻璃基底基板暴露於包含KNO3 鹽而沒有K2 CO3 鹽的浴中，增加藉由CS*DOL*CSk *DOC/PT0.5 定義的價值指標（MI）。
根據態樣（76），提供一種製造玻璃基底製品的方法。該方法包含以下步驟：將玻璃基底基板暴露於單一熔融鹽浴中，以形成玻璃基底製品，其中玻璃基底製品係為態樣（1）至態樣（62）中之任一者的玻璃基底製品。
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一物體（包括玻璃陶瓷（包括非晶及結晶相））。本文所使用的「玻璃基底基板」係指稱所形成的基板，然後可以進行強化處理以形成「玻璃基底製品」。疊層玻璃基底製品及基板可以包括玻璃及非玻璃材料的疊層物、玻璃陶瓷及非玻璃材料的疊層物、玻璃陶瓷及結晶材料的疊層物、及/或玻璃及結晶材料的疊層物。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、含鹼的鋁硼矽酸鹽玻璃、及含鹼的玻璃陶瓷。
「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接近基礎組成物或與基礎組成物相同。在一或更多個實施例中，玻璃基底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。
「汙染離子」係指稱離子交換期間從玻璃基底基板上洗脫的小的單價離子（例如，Na+ 或Li+ ）或鹽中存在的殘留污染物中的一些二價離子（例如，Ca2+ 及Mg2+ ）。汙染離子可能干擾用於離子交換的鹽浴離子。
「應力分佈曲線」係為應力與跨越玻璃基底製品的厚度的深度的函數圖。製品處於壓縮應力下的壓縮應力區域係從第一表面延伸到製品的壓縮深度（DOC）。中心張力區域係從DOC延伸，並包括玻璃基底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。峰值中心張力（最大CT或PT）係指稱中心張力區域中的最大拉伸應力。在實施例中，最大PT名義上係發生於0.5t處的中心張力區域中，其中t係為製品厚度。換言之，峰值張力（PT）係指稱所測量的最大拉伸應力，並且可以在或可以不在製品的中心。
應力分佈曲線的「膝部」係為製品的區域，其中應力分佈曲線的斜率係從陡峭（尖峰區域）到平緩（深區域）。從表面延伸進入玻璃基底製品的應力分佈曲線的陡峭部分係指稱為「尖峰」。膝部可以指稱斜率改變的深度的跨度的過渡區域。膝部壓縮應力（CSk ）係定義為CS分佈曲線的較深部分外推至尖峰的深度（DOLsp ）處的壓縮應力的值。DOLsp 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）所決定的最小值。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。
除非另有說明，PT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（包括峰值CS、CSmax ）與DOLsp 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（玻璃盤方法）測量SOC，其內容藉由引用整體併入本文。除非另有說明，否則本文提供的CS值係指稱玻璃基底製品的峰值壓縮應力CSmax 。
可以藉由根據2018年6月22日提交的標題為「Methods of Improving the Measurement of Knee Stress in Ion-Exchanged Chemically Strengthened Glasses Containing Lithium」的美國專利申請案16/015,776的方法來測量膝部處的壓縮應力（CSk ），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藉由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決定玻璃樣品的分佈曲線特徵。 玻璃基底製品的性質的概述
本文的玻璃基底製品具有應力分佈曲線，經設計以提供所期望的應力分佈曲線特徵以及優異的掉落效能及抗損傷性。應力分佈曲線包括增加的壓縮應力（例如，單獨或與其他參數組合的高峰值壓縮應力（CSmax ）與高膝部應力（CSk ））。亦實現單獨或與其他參數組合的所期望壓縮深度（DOC）與尖峰層深度（DOLsp ）。亦取得峰值張力（PT）的期望值。
藉由單一離子交換強化（SIOX）方法來形成本文的玻璃基底製品，而有利於結合所期望的CSk 及PT來建立高峰值CS。藉由加入在習知熔融鹽IOX浴中可溶解/高度可溶的另外的鹽，可以增強SIOX加工。舉例而言，與用於所期望金屬的習知硝酸鹽結合，在SIOX期間將用於相同金屬的另外的鹽（例如，碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、氟、硼酸鹽、及/或磷酸鹽）溶解在硝酸鹽中而存在。另外的鹽保持處於硝酸鹽的溶解度極限或者低於硝酸鹽的溶解度極限。任何汙染離子均保持浴混合物中的溶解度極限或者低於浴混合物中的溶解度極限。可以根據所處理的玻璃基底基板的類型來修整另外的鹽的類型及數量的使用。
相對於所比較的玻璃基底製品（玻璃基底基板藉由SIOX強化的時間延長大約5倍，而具有更深的鉀層深度（DOL）），本文的玻璃基底製品的底下的玻璃基底基板係藉由持續時間相對較短的SIOX進行強化，而具有相對較小的鉀層深度（DOL），而因此提供提高1.5至2倍的掉落效能。
由於較短的IOX時間及較長的IOX浴壽命，本文的方法可以降低處理成本。
現在將詳細參照根據各種實施例的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃與其應力分佈曲線。在一或更多個實施例中，玻璃基底製品係為鋰鋁矽酸鹽玻璃。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，可以實現具有優異掉落效能的玻璃。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效能、強度、韌性、及其他屬性。
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，可以實現更大的峰值張力（PT）、壓縮深度（DOC）、及高壓縮應力（CS）。本文所述的應力分佈曲線針對包括但不限於含鋰的玻璃製品的玻璃基底製品提供優異的掉落效能。
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。
本文揭示用於鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成物的應力分佈曲線。參照第1圖，玻璃具有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 ）以及從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。
二個主表面（第1圖的110 、112 ）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。
膝部應力CSk 係定義為CS分佈曲線的較深部分外推至深度DOLsp 處的壓縮應力的值。藉由利用對應於該CS尖峰區域中的導引光學模式的稜鏡耦合角度耦合光譜中的條紋數量的已知方法的表面應力計來測量尖峰的深度DOLsp 。當DOLsp 小於約5.5μm時，測量波長可以小於590nm，而能夠在一個偏振狀態測量到至少2個條紋。舉例而言，測量波長可以是545nm，或者甚至365nm。當CS尖峰係為較大的離子（例如，鉀（K））（相較於玻璃中的更小的離子（例如，Na或Li））的近表面層的實質豐富化的結果時，若DOLsp 小於約4μm，則可以準確估計DOLsp 。在那種情況下，DOLsp 可以視為這樣的較大離子的濃度下降到深度的進一步衰減可以忽略不計的等級的深度（例如，從最大K濃度下降到深度的下一個20μm所發生的基線等級的90％）。第2圖提供包括膝部應力的應力分佈曲線的示意圖。
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決定鹼金屬氧化物的濃度。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的最大壓縮應力（CSmax ）係大於或等於700MPa，例如大於或等於750MPa、大於或等於800MPa、大於或等於810MPa、大於或等於820MPa、大於或等於830MPa、大於或等於840MPa、大於或等於850MPa、大於或等於860MPa、大於或等於870MPa、大於或等於880MPa、大於或等於890MPa、大於或等於900MPa、大於或等於910MPa、大於或等於920MPa、大於或等於930MPa、大於或等於940MPa、大於或等於950MPa、大於或等於960MPa、大於或等於970MPa、大於或等於980MPa、大於或等於990MPa、大於或等於1000MPa、或更高，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的最大壓縮應力（CSmax ）可以小於或等於1000MPa，例如小於或等於990MPa、小於或等於980MPa、小於或等於970MPa、小於或等於960MPa、小於或等於950MPa、小於或等於940MPa、小於或等於930MPa、小於或等於920MPa、小於或等於910MPa、小於或等於900MPa、小於或等於890MPa、小於或等於880MPa、小於或等於870MPa、小於或等於860MPa、小於或等於850MPa、小於或等於840MPa、小於或等於830MPa、小於或等於820MPa、小於或等於810MPa、小於或等於800MPa、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的的最大壓縮應力（CSmax ）可以大於或等於700MPa至小於或等於1000MPa，例如大於或等於800MPa至小於或等於1000MPa、大於或等於810MPa至小於或等於990MPa、大於或等於820MPa至小於或等於980MPa、大於或等於830MPa至小於或等於970MPa、大於或等於840MPa至小於或等於960MPa、大於或等於850MPa至小於或等於950MPa、大於或等於860MPa至小於或等於940MPa、大於或等於970MPa至小於或等於930MPa、大於或等於880MPa至小於或等於920MPa、大於或等於890MPa至小於或等於910MPa、大於或等於900MPa至小於或等於1000MPa，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。本文所述的玻璃基底製品的高峰值壓縮應力係提供改善的抗斷裂性，而可以藉由掉落測試中的改善效能來證明。在實施例中，峰值壓縮應力可以位於玻璃基底製品的表面處。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的峰值張力（PT）係小於或等於61MPa，例如小於或等於60MPa、小於或等於55MPa、小於或等於50MPa、小於或等於45MPa、小於或等於40MPa、小於或等於35MPa、小於或等於30MPa，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的PT係大於或等於30MPa，例如大於或等於35MPa、大於或等於40MPa、大於或等於45MPa、大於或等於50MPa、大於或等於55MPa、大於或等於60MPa，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的PT係大於或等於30MPa至小於或等於61MPa，例如大於或等於35MPa至小於或等於60MPa、大於或等於40MPa至小於或等於55MPa、大於或等於45MPa至小於或等於50MPa，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。玻璃基底製品的PT係與減少的IOX加工時間相關聯，並確保玻璃基底製品不會呈現不希望的斷裂行為（例如，易碎性）。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的膝部處的壓縮應力（CSk ）係大於或等於25MPa，例如大於或等於30MPa、大於或等於35MPa、大於或等於40MPa、大於或等於45MPa、大於或等於50MPa、大於或等於55MPa、大於或等於60MPa、或更高，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的CSk 係小於或等於140MPa，例如小於或等於130MPa、小於或等於120MPa、小於或等於110MPa、小於或等於100MPa、小於或等於90MPa、小於或等於80MPa、小於或等於70MPa、小於或等於60MPa、小於或等於55MPa、小於或等於50MPa、小於或等於45MPa，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的CSk 係大於或等於25MPa至小於或等於140MPa，例如大於或等於30MPa至小於或等於130MPa、大於或等於等於35MPa至小於或等於120MPa、大於或等於40MPa至小於或等於110MPa、大於或等於45MPa至小於或等於100MPa、大於或等於50MPa至小於或等於90MPa、大於或等於55MPa至小於或等於80MPa、大於或等於60MPa至小於或等於80MPa，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。玻璃基底製品的高CSk 係提供增加的抗斷裂性，而可以藉由改善的掉落效能來證明。若CSk 太低，則玻璃基底製品可能無法呈現所期望的掉落效能。
在實施例中，玻璃基底製品的CSk /t 的值可以大於或等於40MPa/mm，例如大於或等於45MPa/mm、大於或等於50MPa/mm、大於或等於55MPa/mm、大於或等於60MPa/mm、大於或等於65MPa/mm、大於或等於70MPa/mm、大於或等於75MPa/mm、或更高，以及利用這些值中之任一者來作為端點所形成的任何及所有子範圍。通常，如掉落效能所示，產生所期望的抗斷裂性的CSk 值係隨著厚度增加而增加。藉由針對CSk /t 的值設置限制，可以針對各種厚度實現玻璃基底製品的期望的抗斷裂性。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的壓縮深度（DOC）係大於或等於製品的厚度（t ）的10％。舉例而言，玻璃基底製品的DOC可以大於或等於t 的11％，例如大於或等於t 的12％、大於或等於t 的13％、大於或等於t 的14％、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOC可以小於或等於t 的18％，例如小於或等於t 的17％、小於或等於t 的16％、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的DOC係大於或等於t 的10％至小於或等於t 的18％，例如大於或等於t 的11％至小於或等於t 的17％、大於或等於t 的12％至小於或等於t 的16％、大於或等於t 的13％至小於或等於t 的15％、t 的15％，或者這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的DOC係大於或等於5微米，例如大於或等於10微米、大於或等於20微米、大於或等於30微米、大於或等於40微米、大於或等於50微米、大於或等於60微米、大於或等於70微米、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOC係小於或等於85微米、小於或等於80微米、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的DOC係大於或等於80μm至小於或等於150μm，例如大於或等於85μm至小於或等於145μm、大於或等於90μm至小於或等於140μm、大於或等於95μm至小於或等於135μm、大於或等於100μm至小於或等於130μm、大於或等於105μm至小於或等於125μm、大於或等於110μm至小於或等於120μm、115μm、或者這些端點所形成的任何及所有子範圍。若DOC太低（例如，低於上述範圍），則玻璃基底製品可能無法呈現所期望的抗斷裂性或掉落效能。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品的厚度（t ）的範圍係為0.1mm至10mm、0.2mm至9mm、0.3mm至8mm、0.4mm至7mm、0.5mm至6mm、0.6mm至5mm、0.7mm至4mm、0.8mm至3mm、0.9mm至2mm、及1mm至1.9mm，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，t 係大於或等於0.35mm且小於或等於1mm。在實施例中，玻璃基底製品的厚度（t ）係大於或等於0.1μm至小於或等於2mm，例如大於或等於0.2μm至小於或等於1.9mm、大於或等於0.2μm至小於或等於1.8mm、大於或等於0.3μm至小於或等於1.7mm、大於或等於0.4μm至小於或等於1.6mm、大於或等於0.5μm至小於或等於1.5mm、大於或等於0.6μm至小於或等於1.4mm、大於或等於0.7μm至小於或等於1.3mm、大於或等於0.8µm至小於或等於1.2mm、大於或等於0.9µm至小於或等於1.1mm、大於或等於0.4µm至小於或等於0.8mm、大於或等於0.4μm至小於或等於1.3mm、1mm，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的尖峰層深度（DOLsp ）係大於或等於製品的厚度（t ）的0.5％，例如大於或等於t 的0.6％、大於或等於t 的0.7％、大於或等於t 的0.8％、例如大於或等於t 的0.9％、大於或等於t 的1％、大於或等於t 的1.1％、大於或等於t 的1.2％、大於或等於t 的1.3％、大於或等於t 的1.4％、大於或等於t 的1.5％、大於或等於t 的1.6％、大於或等於t 的1.7％、大於或等於t 的1.8％、大於或等於t 的1.9％、大於或等於t 的2％、大於或等於t 的2.1％、大於或等於t 的2.2％、大於或等於t 的2.3％、大於或等於t 的2.4％、或更高，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的DOLsp 係小於或等於t 的4.8％，例如小於或等於t 的3.5％、小於或等於t 的3.25％、小於或等於t 的3％、小於或等於t 的2.75％、小於或等於t 的2.5％、小於或等於t 的2.4％、小於或等於t 的2.3％、小於或等於t 的2.2％、小於或等於t 的2.1％、小於或等於t 的2.0％、小於或等於t 的1.9％、小於或等於t 的1.8％、小於或等於t 的1.7％、小於或等於t 的1.6％、小於或等於t 的1.5％、小於或等於t 的1.4％、小於或等於t 的1.3％、小於或等於t 的1.2％、小於或等於t 的1.1％、小於或等於t 的1％、小於或等於t 的0.9％、小於或等於t 的0.8％、小於或等於t 的0.7％、小於或等於t 的0.6％、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的DOLsp 係大於或等於t 的0.5％至小於或等於t 的4.8％，例如大於或等於0.5％的t 至小於或等於t 的2.5％、大於或等於t 的0.6％至小於或等於t 的2.4％、大於或等於t 的0.7％至小於或等於t 的2.3％、大於或等於t 的0.8％至小於或等於t 的2.2％、大於或等於t 的0.9％至t 小於或等於2.1％、大於或等於t 的1％至小於或等於t 的2％、大於或等於t 的1.1％至小於或等於t 的1.9％、大於或等於t 的1.2％至小於或等於t 的1.8％、大於或等於t 的1.3％至小於或等於t 的1.7％、大於或等於t 的1.4％至小於或等於t 的1.6％、t 的1.5％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的DOLsp 係大於或等於4.5μm，例如大於或等於5μm、大於或等於5.6μm、大於或等於5.6μm、大於或等於6μm、大於或等於6.5μm、大於或等於7μm、大於或等於7.5μm、大於或等於8μm、大於或等於8.5μm、大於或等於9μm、或更高，以及其間的所有的值及子範圍；及/或所包含的DOLsp 係小於或等於24μm、小於或等於22μm、小於或等於20μm、小於或等於18μm、小於或等於16μm、小於或等於14μm、小於或等於12μm、小於或等於10μm、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底基板的DOLsp 係大於或等於4.5μm至小於或等於24μm，例如大於或等於5μm至小於或等於22μm、大於或等於5.5μm至小於或等於20μm、大於或等於6μm至小於或等於18μm、大於或等於6.5μm至小於或等於16μm、大於或等於7μm至小於或等於14μm、大於或等於7.5μm至小於或等於12μm、大於或等於8μm至小於或等於10μm、大於或等於8.5μm至小於或等於10.5μm、大於或等於9μm至小於或等於11μm、大於或等於7μm至小於或等於10μm，以及這些端點之間所形成的任何及所有子範圍。在玻璃基底製品的各種厚度上，所期望的DOLsp 可以相同。相對較高的DOLsp 有助於玻璃基底製品的高抗斷裂性。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的DOC/DOLsp 的比率係大於或等於10，例如大於或等於11、例如大於或等於12、例如大於或等於13、例如大於或等於14、例如大於或等於15、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或所包含的DOC/DOLsp 的比率係小於或等於23，例如小於或等於22、小於或等於21、小於或等於20、小於或等於19、小於或等於20、小於或等於18、小於或等於20、小於或等於17、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的DOC/DOLsp 的比率可以大於或等於8至小於或等於23，例如大於或等於9至小於或等於22、大於或等於10至小於或等於21、大於或等於11至小於或等於20、大於或等於12至小於或等於19、大於或等於13至小於或等於18、大於或等於14至小於或等於17、大於或等於15至小於或等於16，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在DOC/DOLsp 的比率太小（例如，低於上述範圍）的情況下，至少部分由於延伸於尖峰與DOC之間的應力分佈曲線的「深」部分的相對較淺的程度，玻璃基底製品可能呈現不足的抗斷裂性。
玻璃基底製品可以包括Li2 O。在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於12莫耳％。舉例而言，玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於11莫耳％、小於或等於10莫耳％、小於或等於9.5莫耳％、小於或等於9莫耳％、小於或等於8.5莫耳％、小於或等於8莫耳％、或更低，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的中心的Li2 O濃度係大於或等於0.1莫耳％至小於或等於12莫耳％，例如大於或等於0.5莫耳％至小於或等於11莫耳％、大於或等於1莫耳％至小於或等於10莫耳％、大於或等於2莫耳％至小於或等於9莫耳％、大於或等於3莫耳％至小於或等於8莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於7莫耳％、大於或等於5莫耳％至小於或等於6莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度可以與用於形成玻璃基底製品的玻璃基底基板的Li2 O的濃度相同。當形成玻璃基底製品的玻璃基底基板以及玻璃基底製品的中心包括Li2 O時，允許將鉀及鈉離子交換到玻璃基底製品中，而至少部分能夠實現本文所述的應力分佈曲線。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的玻璃基底製品的中心處的氧化鋰（Li2 O）與氧化鈉（Na2 O）的莫耳比（Li2 O/Na2 O）的範圍係為大於或等於0.3至小於或等於1.1，例如大於或等於0.4至小於或等於1.0、大於或等於0.5至小於或等於0.9、大於或等於0.6至小於或等於0.8、0.7，以及其間的所有值及子範圍。在實施例中，玻璃基底製品的中心的Li2 O/Na2 O的莫耳比係小於或等於1.0。在實施例中，玻璃基底製品的中心處的Li2 O/Na2 O的莫耳比可以與用於形成玻璃基底製品的玻璃基底基板的Li2 O/Na2 O的莫耳比相同。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的尖峰的應力斜率係大於或等於40MPa/μm，例如大於或等於45MPa/μm、大於或等於50MPa/µm、大於或等於55MPa/µm、大於或等於60MPa/µm、大於或等於65MPa/µm、大於或等於70MPa/µm、大於或等於75MPa/μm、大於或等於80MPa/μm、大於或等於85MPa/μm、大於或等於90MPa/μm、大於或等於95MPa/μm、大於或等於100MPa/μm、大於或等於105MPa/μm、大於或等於110MPa/μm、大於或等於115MPa/μm、大於或等於120MPa/μm、大於或等於125MPa/μm、大於或等於130MPa/μm、大於或等於135MPa/μm、或更高。在實施例中，尖峰的應力斜率係小於或等於140MPa/μm，例如小於或等於135MPa/μm、小於或等於130MPa/μm、小於或等於125MPa/µm、小於或等於120MPa/µm、小於或等於115MPa/µm、小於或等於110MPa/µm、小於或等於105MPa/µm、小於或等於100MPa/µm、小於或等於95MPa/µm、小於或等於90MPa/µm、小於或等於85MPa/µm、小於或等於80MPa/μm、小於或等於75MPa/μm、或更低。在實施例中，尖峰的應力斜率係大於或等於70MPa/μm至小於或等於140MPa/μm，例如大於或等於75MPa/μm至小於或等於135MPa/µm、大於或等於80MPa/µm至小於或等於130MPa/µm、大於或等於85MPa/µm至小於或等於125MPa/µm、大於或等於90MPa/µm至小於或等於120MPa/µm、大於或等於95MPa/µm至小於或等於115MPa/µm、大於或等於100MPa/μm至小於或等於110MPa/μm、105MPa/μm，或者這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。本文所述的尖峰的應力斜率係指稱應力斜率的絕對值，該絕對值係用於避免由於表示壓縮應力的符號的不同慣例而引起的任何混淆。可以藉由假設最大CS發生於玻璃基底製品的表面處並計算從表面處的CSmax 延伸到DOLsp 處的CSk 的線段的斜率來近似於尖峰的應力斜率。可替代地，可以藉由將一階多項式擬合到尖峰區域中的測量應力分佈曲線並計算多項式的斜率來決定尖峰的應力斜率。至少部分由於用於形成本文所述的玻璃基底製品的單一離子交換處理來產生尖峰區域的應力斜率。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的鉀（K）濃度分佈係從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的K濃度基本上呈現線性。舉例而言，鉀（K）濃度分佈係從最大K濃度到小於或等於最大濃度的20％、小於或等於最大濃度的10％、小於或等於最大濃度的5％、或更低，以及其間的所有值及子範圍內的K濃度基本上呈現線性。舉例而言，相對於K濃度分佈曲線的一階導數的K濃度分佈曲線的二階導數係小於或等於從第一表面延伸到K濃度等於以下各項之和的深度的區域上的值：玻璃基底製品的中心處的K濃度，以及峰值K濃度與玻璃基底製品的中心處的K濃度之差的20％，其中針對在誤差函數降低至其峰值的20％的位置處的誤差函數，該值通常為0.5、0.4或0.3。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品所包含的鉀（K）濃度分佈係從CSmax 到小於或等於CSmax 的50％的應力基本上呈現線性。舉例而言，鉀（K）的濃度分佈係從CSmax 到小於或等於CSmax 的20％、小於或等於CSmax 的10％、小於或等於CSmax 的5％、或更低，以及其間的所有值及子範圍內的應力基本上呈現線性。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品包含藉由CS*DOL*CSk *DOC/PT0.5 所定義的價值指標（MI），其中MI的範圍係為大於或等於3×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於30×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 ，例如大於或等於4×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於28×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於5×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於26×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於6×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於24×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於7×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於22×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於8×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於20×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於9×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於19×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於10×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於18×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於11×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於17×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於12×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 至小於或等於16×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於13×106 MPa2 μm2 /MPa0.5至小於或等於15×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 、大於或等於14×106 MPa2 μm2 /MPa0.5 ，以及其間或任何這些端點所形成的所有值及子範圍。具有上述範圍內的MI的玻璃基底製品呈現改善的抗斷裂性。
在一或更多個實施例中，本文的玻璃基底製品包含藉由CS*DOL/CSk *DOC所定義的抗損傷力（DRF）比率，其中DRF的範圍係為大於或等於0.1至小於或等於5，例如大於或等於0.2至小於或等於4.5、大於或等於0.3至小於或等於4、大於或等於0.4至小於或等於3.5、大於等於0.5至小於等於3、大於或等於0.6至小於或等於2.5、大於或等於0.7至小於或等於2、大於或等於0.8至小於或等於1.9、大於或等於0.9至小於或等於1.8、大於或等於1.0至小於或等於1.7、大於或等於1.1至小於或等於1.6、大於或等於1.2至小於或等於1.5、大於或等於1.3至小於或等於1.4，以及其間或任何這些端點所形成的所有值及子範圍。具有上述範圍內的DRF比率的玻璃基底製品呈現改善的抗損傷性（例如，掉落時所發生的損傷）。
結合大於或等於700MPa（例如，大於或等於750MPa、大於或等於800MPa、大於或等於820MPa、大於或等於至850MPa、大於或等於900MPa、或更高，以及其間的所有值及子範圍）的最大壓縮應力（CSmax ），玻璃基底製品可以具有下列特徵中之一者或其組合：
峰值張力（PT）係小於或等於61MPa、小於或等於60MPa、小於或等於55MPa、小於或等於50MPa、小於或等於45MPa、小於或等於40MPa、小於或等於35MPa、小於或等於30MPa（包括其間的所有值及子範圍），或更低、以及其間的所有值及子範圍；
膝部處的壓縮應力（CSk ）係大於或等於40MPa，例如大於或等於50MPa、大於或等於60MPa、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或小於或等於140MPa，例如小於或等於130MPa、小於或等於120MPa、或更小，以及其間的所有值及子範圍；
壓縮深度（DOC）係大於或等於製品厚度（t ）的10％，例如大於或等於t 的11％、例如大於或等於t 的12％、大於或等於t 的13％、大於或等於t 的14％、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOC係小於或等於t 的18％，例如小於或等於t 的17％、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
DOC係大於或等於5微米，例如大於或等於10微米、大於或等於20微米、大於或等於30微米、大於或等於40微米、大於或等於到50微米、大於或等於60微米、大於或等於70微米、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOC係小於或等於85微米、小於或等於80微米、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
厚度（t ）係為0.1mm至10mm、0.2mm至9mm、0.3mm至8mm、0.4mm至7mm、0.5mm至6mm、0.6mm至5mm、0.7mm至4mm、0.8mm至3mm、0.9mm至2mm、及1mm至1.9mm，以及其間的所有值及子範圍；在一個實施例中，t 係大於或等於0.35mm且小於或等於1mm；
尖峰層深度（DOLsp ）係大於或等於製品厚度（t ）的0.5％，例如大於或等於t 的0.8％、大於或等於t 的0.9％、大於或等於t 的1％、大於或等於t 的1.1％、大於或等於t 的1.2％、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOLsp 係小於或等於t 的4.8％，例如小於或等於t 的3.5％、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
DOLsp 係大於或等於4.5微米，例如大於或等於5微米、大於或等於5.6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、大於或等於7.5微米、大於或等於8微米、大於或等於8.5微米、大於或等於9微米、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或DOLsp 係小於或等於24微米、小於或等於22微米、小於或等於20微米、小於或等於18微米、小於或等於16微米、小於或等於14微米、小於或等於12微米、小於或等於10微米、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
DOC/DOLsp 的比率係大於或等於10，例如大於或等於11、例如大於或等於12、例如大於或等於13、例如大於或等於14、例如大於或等於15、或更高，以及其間的所有值及子範圍；及/或所包含的DOC/DOLsp 的比率係小於或等於23，例如小於或等於22、小於或等於21、小於或等於20、小於或等於19、小於或等於20、小於或等於18、小於或等於20、小於或等於17、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於12莫耳％。舉例而言，玻璃基底製品的中心處的Li2 O濃度係小於或等於11莫耳％、小於或等於10莫耳％、小於或等於9.5莫耳％、小於或等於9莫耳％、小於或等於8.5莫耳％、小於或等於8莫耳％、或更低，以及其間的所有值及子範圍；
玻璃基底製品的中心處的氧化鋰（Li2 O）與氧化鈉（Na2 O）的莫耳比（Li2 O/Na2 O）的範圍係為0.3至1.1，以及其間的所有值及子範圍；
尖峰的應力斜率係大於或等於40MPa/微米；
鉀（K）濃度分佈係從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的點的K濃度基本上呈現線性；舉例而言，鉀（K）濃度分佈係從最大K濃度到小於或等於最大濃度的20％、小於或等於最大濃度的10％、小於或等於最大濃度的5％、或更低，以及之間的所有值及子範圍內的點的K濃度基本上呈現線性；
鉀（K）濃度分佈係從CSmax 到小於或等於CSmax 的50％的應力基本上呈現線性，舉例而言，鉀（K）濃度分佈係從CSmax 到小於或等於CSmax 的20％、小於或等於CSmax 的10％、小於或等於CSmax 的5％、或更低，以及其間的所有值及子範圍內的應力基本上呈現線性；
應力分佈曲線在大於或等於DOLsp 且小於或等於DOC的深度處不包含CS（t ）的負二階導數的區域；
藉由具有本文所述的值的CS*DOL*CSk *DOC/PT0.5 所定義的價值指標（MI）；以及
藉由具有本文所述的值的CS*DOL/CSk *DOC定義的抗損傷力（DRF）比率。
在一個實施例中，一種玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於700MPa的峰值壓縮應力（CS）；小於或等於61MPa的峰值張力（PT）；大於或等於0.1t 的壓縮深度（DOC）；大於或等於4.5微米的尖峰層深度（DOLsp ）；以及大於或等於40MPa/微米的尖峰應力斜率。
一種玻璃基底製品包含：玻璃基底基板，包含定義基板厚度（t ）的相對的第一及第二表面；包含鋰的玻璃基底製品的中心處的中心組合物；鉀（K）濃度分佈曲線，從最大K濃度到小於或等於最大K濃度的50％的K濃度基本上呈現線性；以及應力分佈曲線，包含：大於或等於0.005t 的尖峰層深度（DOLsp ）。 玻璃基底基板
可以作為基板使用的玻璃的實例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。舉例而言，可以藉由2016年12月29日公開的標題為「Glass with High Surface Strength」的美國專利申請公開號2016/0376186 A1中所描述的鋰鋁矽酸鹽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2019年5月30日公開的標題為「Glasses with Low Excess Modifier Content」的美國專利申請公開號2019/0161390 A1（請求2017年11月29日提交的標題為「Glasses with Low Excess Modifier Content」的美國臨時申請案62/591,953的優先權）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2019年5月30日公開的標題為「Ion-Exchangeable Mixed Alkali Aluminosilicate Glasses」的美國專利申請公開號2019/0161386 A1（請求2017年11月29日提交的標題為「Ion-Exchangeable Mixed Alkali Aluminosilicate Glasses」的美國臨時申請案62/591,958的優先權）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。
在實施例中，玻璃基底基板所包括的SiO2 的量係大於或等於58莫耳％。在一或更多個實施例中，玻璃基底基板所包含的SiO2 的量係大於或等於58莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於59莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於60莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於61莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於62莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於63莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於58莫耳％至小於或等於64莫耳％、大於或等於58莫耳％至小於或等於63莫耳％、大於或等於58莫耳％至小於或等於62莫耳％、大於或等於58莫耳％至小於或等於61莫耳％、大於或等於58莫耳％至小於或等於60莫耳％、大於或等於63莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於63.2莫耳％至小於或等於65莫耳％、大於或等於63.3莫耳％至小於或等於65莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。SiO2 係為玻璃基底基板中的主要玻璃形成氧化物，並形成熔融玻璃的網路主幹。
在實施例中，玻璃基底基板所包括的Al2 O3 的量係大於或等於11莫耳％。在一或更多個實施例中，玻璃基底基板所包括的Al2 O3 的量係大於或等於11莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於12莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於13莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於14莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於15莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於19莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於18.5莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於17.5莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於17莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於16.5莫耳％、大於或等於11莫耳％至小於或等於16莫耳％、大於或等於14莫耳％至小於或等於17莫耳％、大於或等於15莫耳％至小於或等於17莫耳％、大於或等於15莫耳％至小於或等於16莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。與SiO2 類似，Al2 O3 係為網路形成劑，並且有助於玻璃基底基板中的玻璃網路的剛性。
在實施例中，玻璃基底基板包括P2 O5 。在一或更多個實施例中，玻璃基底基板所包括的P2 O5 的量係大於或等於0.5莫耳％至小於或等於5莫耳％，例如大於或等於0.6莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於0.8莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1.2莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1.4莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1.5莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1.6莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於1.8莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於2莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於0.6莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於0.8莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於1莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於1.2莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於至1.4莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於1.5莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於1.6莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於1.8莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於2莫耳％至小於或等於3莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2.8莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2.6莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2.5莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2.4莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2.2莫耳％、大於或等於0.5莫耳％至小於或等於2莫耳％、大於或等於2.5莫耳％至小於或等於5莫耳％、大於或等於2.5莫耳％至小於或等於4莫耳％、大於或等於2.5莫耳％至小於或等於3莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在玻璃基底基板中併入P2 O5 以增加離子交換互擴散速率，而可以減少所需的IOX時間，並改善玻璃與鋯石耐火材料的相容性。
在實施例中，玻璃基底基板可以基本上不含B2 O3 或者不含B2 O3 。當藉由離子交換強化玻璃基底基板時，玻璃基底基板中的B2 O3 的存在可能對壓縮應力產生負面影響。
在實施例中，玻璃基底基板包括Na2 O。在實施例中，玻璃基底基板所包括的Na2 O的量係大於或等於4莫耳％至小於或等於20莫耳％的Na2 O，例如大於或等於4.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於5.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於6莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於6.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於7莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於7.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於8莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於8.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於9莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於9.5莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於10莫耳％至小於或等於20莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於19.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於19莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於18.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於17.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於17莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於16.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於16莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於15.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於15莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於14.5莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於14莫耳％、大於或等於6莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於7莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於8莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於9莫耳％至小於或等於18莫耳％、大於或等於6莫耳％至小於或等於12莫耳％、大於或等於6莫耳％至小於或等於11莫耳％、大於或等於6莫耳％至小於或等於10莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。鹼金屬氧化物Na2 O係用於藉由離子交換來實現本文所述的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃基底基板的化學強化。
在實施例中，玻璃基底基板包括Li2 O。在實施例中，玻璃基底基板所包括的Li2 O的量係大於或等於0莫耳％至小於或等於13莫耳％，例如大於0莫耳％至小於或等於9.5莫耳％、大於或等於0莫耳％至小於或等於9莫耳％、大於或等於0莫耳％至小於或等於8.5莫耳％、大於或等於0莫耳％至小於或等於8莫耳％、大於或等於0莫耳％至小於或等於7.5莫耳％、大於或等於0莫耳％至小於或等於7莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於10莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於9.5莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於9莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於8.5莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於8莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於7.5莫耳％、大於或等於0.1莫耳％至小於或等於7莫耳％、大於或等於4莫耳％至小於或等於至8莫耳％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。玻璃基底基板中的Li2 O的存在允許在離子交換期間將鉀及鈉離子交換到玻璃基底基板中，而實現本文所述的應力分佈曲線。
在實施例中，玻璃基底基板的R2 O/Al2 O3 莫耳比係小於2，其中R2 O係為玻璃基底基板的總鹼金屬氧化物含量。在實施例中，玻璃基底基板的R2 O/Al2 O3 莫耳比係大於或等於0.9至小於或等於1.6。
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））。
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。由於玻璃基底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，向下拉伸的玻璃基底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
具有基礎組成物的玻璃基底基板的化學強化係藉由將可離子交換的玻璃基底基板放置在包含陽離子（例如，K+ 、Na+ 、Ag+ 等）的熔融浴中來完成，其中陽離子擴散到玻璃中，而玻璃的較小的鹼離子（例如，Na+ 、Li+ ）擴散到熔融浴中。利用較大的陽離子來代替較小的陽離子會在玻璃的頂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。
除了鹼金屬鹽之外，熔融浴可以進一步包含一或更多種添加劑。依據熔融浴中的鹼金屬鹽的總重量（稱為總熔融浴重量）來加入添加劑。添加劑可以調整熔融浴的pH。添加劑可以幫助清除可能干擾鹼金屬擴散到基板中的離子。舉例而言，一些添加劑可以清除二價離子。可以清除二價離子的示例性添加劑係為矽酸。矽酸的量可以在總熔融浴重量的0.1重量％至1重量％的範圍內（例如，總熔融浴重量的0.5重量％）。此外，一些添加劑亦可以清除汙染離子（例如，Li+ ）。可以清除二價離子及Li+ 的示例性添加劑係為磷酸三鈉（TSP）。TSP的量可以在總熔融浴重量的0.1重量％至1重量％的範圍內。
離子交換處理可以為獨立的熱擴散處理或電擴散處理。藉由說明之方式，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一般描述係描述於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來強化玻璃；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來強化玻璃。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製品（亦即，進行離子交換處理之前的玻璃製品）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製品的組成物。
在一或更多個實施例中，藉由單一離子交換（SIOX）加工來進行本文的方法。本文所使用的SIOX加工係指稱玻璃基底基板僅與單一熔融鹽浴接觸以形成玻璃基底製品的處理。相較於多IOX處理，採用SIOX加工可以降低成本並簡化玻璃基底製品的生產。在一或更多個實施例中，除了SIOX之外，不進行進一步的化學或熱強化步驟。在一或更多個實施例中，除了SIOX之外，不進行進一步的離子交換強化步驟。本文的方法可以進一步包含在SIOX之後拋光玻璃基底製品。
藉由加入在習知熔融鹽IOX浴中可溶解/高度可溶的鹽，可以增強SIOX加工。舉例而言，與用於所期望金屬的習知硝酸鹽結合，在SIOX期間將用於相同金屬的另外的鹽（例如，碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、氟、硼酸鹽、及/或磷酸鹽）溶解在硝酸鹽中而存在。另外的鹽保持處於硝酸鹽的溶解度極限或者低於硝酸鹽的溶解度極限。任何汙染離子均保持浴混合物中的溶解度極限或者低於浴混合物中的溶解度極限。另外的鹽可以是下列一或更多者：K2 CO3 、Na2 CO3 、K3 PO4 、Na3 PO4 、K2 SO4 、Na2 SO4 、K3 BO3 、Na3 BO3 、KCl、NaCl、KF、及NaF。將另外的鹽作為溶解的液體溶質添加到習知熔融鹽浴（例如，硝酸鹽（例如，KNO3 及/或NaNO3 ））中，以進行離子交換處理並且可以提高IOX效率。
在實施例中，以重量計，熔融鹽浴可以包含：大於0至99.9％的範圍內的量的KNO3 ；0至99.9％的範圍內的量的NaNO3 ；0.1至20％的範圍內的量的K2 CO3 ；以及0至20％的範圍內的量的Na2 CO3 ，以及其間的所有值及子範圍。舉例而言，以重量計，熔融鹽浴可以包含：40至99.5％的範圍內的量的KNO3 ；0至60％的範圍內的量的NaNO3 ；0.5至10％的範圍內的量的K2 CO3 ；以及0至10％的範圍內的量的Na2 CO3 ，以及其間的所有值及子範圍。舉例而言，以重量計，熔融鹽浴包含：40至99.5％的範圍內的量的KNO3 ；0至60％的範圍內的量的NaNO3 ；0.5至10％的範圍內的量的K2 CO3 ；以及0至10％的範圍內的量的Na2 CO3 ，以及其間的所有值及子範圍。在一或更多個實施例中，KNO3 、NaNO3 、K2 CO3 、及Na2 CO3 的量總計為100％。
在實施例中，熔融鹽浴所包含的KNO3 的量的範圍可以大於0重量％至小於或等於99.9重量％，例如大於或等於10重量％至小於或等於99重量％、大於或等於20重量％至小於或等於90重量％、大於或等於30重量％至小於或等於85重量％、大於或等於40重量％至小於或等於80重量％、大於或等於50重量％至小於或等於75重量％、大於或等於55重量％至小於或等於70重量％、大於或等於60重量％至小於或等於65重量％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，熔融鹽浴所包括的KNO3 的量係大於或等於75重量％至小於或等於90重量％（例如，約83重量％）。
在實施例中，熔融鹽浴所包括的NaNO3 的量的範圍可以大於0重量％至小於或等於99.9重量％，例如大於或等於10重量％至小於或等於99重量％、大於或等於20重量％至小於或等於90重量％、大於或等於30重量％至小於或等於85重量％、大於或等於40重量％至小於或等於80重量％、大於或等於50重量％至小於或等於75重量％、大於或等於55重量％至小於或等於70重量％、大於或等於60重量％至小於或等於65重量％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，熔融鹽浴所包括的NaNO3 的量係大於或等於5重量％至小於或等於15重量％（例如，約9重量％）。
在實施例中，熔融鹽浴可以包括碳酸鹽（例如，K2 CO3 及/或Na2 CO3 ）。在其他實施例中，熔融鹽浴可以基本上不含碳酸鹽。在實施例中，熔融鹽浴所包含的K2 CO3 的量的範圍可以大於或等於0重量％至小於或等於20重量％，例如大於或等於0.1重量％至小於或等於15重量％、大於或等於1重量％至小於或等於10重量％、大於或等於2重量％至小於或等於9重量％、大於或等於3重量％至小於或等於8重量％、大於或等於4重量％至小於或等於7重量％、大於或等於5重量％至小於或等於6重量％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，熔融鹽浴所包括的Na2 CO3 的量的範圍可以大於或等於0重量％至小於或等於20重量％，例如大於或等於0.1重量％至小於或等於15重量％、大於或等於1重量％至小於或等於10重量％、大於或等於2重量％至小於或等於9重量％、大於或等於3重量％至小於或等於8重量％、大於或等於4重量％至小於或等於7重量％、大於或等於5重量％至小於或等於6重量％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，熔融鹽浴所包括的NaNO3 的量係大於或等於1重量％至小於或等於10重量％（例如，約5重量％）。
在實施例中，熔融鹽浴可以另外包括矽酸。熔融鹽浴中所包括的矽酸的量可以多達1重量％，例如大於或等於0重量％至小於或等於1重量％、大於或等於0.1重量％至小於或等於0.9重量％、大於或等於0.2重量％至小於或等於0.8重量％、大於或等於0.3重量％至小於或等於0.7重量％、大於或等於0.4重量％至小於或等於0.6重量％、0.5重量％，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。
IOX條件（例如，熔融鹽浴的溫度以及玻璃基底基板與熔融鹽浴接觸的持續時間）可以是任何會產生所期望應力分佈曲線的條件。在實施例中，熔融鹽浴的溫度可以大於或等於350℃至小於或等於430℃，例如大於或等於360℃至小於或等於420℃、大於或等於370℃至小於或等於410℃、大於或等於380℃至小於或等於400℃、390℃至小於或等於430℃，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。在實施例中，IOX加工的持續時間可以從大於或等於40分鐘延伸到小於或等於100分鐘，例如從大於或等於45分鐘延伸到小於或等於95分鐘、從大於或等於50分鐘延伸到小於或等於90分鐘、從大於或等於55分鐘延伸到小於或等於85分鐘、從大於或等於60分鐘延伸到小於或等於80分鐘、從大於或等於65分鐘延伸到小於或等於75分鐘、亦可以是70分鐘，以及這些端點中之任一者所形成的任何及所有子範圍。 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4A圖及第4B圖圖示結合本文揭示的任何玻璃基底製品的示例性製品。具體而言，第4A圖及第4B圖圖示消費性電子裝置200，包括：殼體202，具有前側204、後側206、及側表面208；電部件（未圖示），至少部分地位於殼體內側或完全位於外殼內側，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210；以及覆蓋基板212，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，覆蓋基板212可以包括本文揭示的任何玻璃基底製品。 實例
藉由下列實例，將會進一步釐清實施例。應理解，這些實施例並未限於上述實施例。
玻璃片材係形成為具有根據組成物A的鋰鋁矽酸鹽玻璃組成物。所形成及分析的組成物A包括：63.60莫耳％的SiO2 、15.67莫耳％的Al2 O3 、10.81莫耳％的Na2 O、6.24莫耳％的Li2 O、1.16莫耳％的ZnO、0.04莫耳％的SnO2 、及2.48莫耳％的P2 O5 。
用於比較的玻璃片材係形成為具有根據組合物B的不含鋰的鹼金屬鋁矽酸鹽玻璃組成物。所形成及分析的組成物B包括：67.37莫耳％的SiO2 、3.67莫耳％B2 O3 、12.73莫耳％的Al2 O3 、13.77莫耳％的Na2 O、0.01莫耳％的K2 O、2.39莫耳％的MgO、0.01莫耳％的Fe2 O3 、0.01莫耳％的ZrO2 、及0.09莫耳％的SnO2 。比較例 A 至 B
玻璃製品係由具有0.5mm及0.7mm厚度的組成物B形成，並根據下表1所述的一般條件暴露於單一離子交換（SIOX）。依據總熔融浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。 表1
實例   厚度 （ mm ） KNO3 （重量％） NaNO3 （重量％） 溫度 （℃） 時間 （分鐘）
A 比較 SIOX 0%的Na 0.5 ≥ 99.7 ≤0.3 420 330
B 比較 SIOX 0%的Na 0.7 ≥99.7 ≤0.3 420 330
比較例A及B係分析如下。依據SIOX之前及SIOX之後的基板來計算重量增加百分比。藉由FSM測量峰值壓縮應力（CSmax ）與尖峰層深度（DOLsp ）。藉由SCALP測量峰值張力（PT）。結果係如表2所提供。 表2
實例 Δ m/m （％） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ） PT （ MPa ）                                 
A 比較 0.4213 857 41.8 68.3
B 比較 0.2809 854 43 49.4
比較例 C 至 D
玻璃製品係由具有0.5mm及0.7mm厚度的組成物A形成，並根據下表3所述的條件暴露於單一離子交換（SIOX）。依據總浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。 表3
實例   厚度 （ mm ） KNO3 （重量％） NaNO3 （重量％） 溫度 （℃） 時間 （分鐘）
C 比較 SIOX 0%的Na 0.5 ≥ 99.7 ≤0.3 420 390
D 比較 SIOX 0%的Na 0.7 ≥ 99.7 ≤0.3 420 390
比較例C及D係分析如下。依據SIOX之前及SIOX之後的基板來計算重量增加百分比。藉由FSM測量峰值壓縮應力（CSmax ）與尖峰層深度（DOLsp ）。藉由SCALP測量峰值張力（PT）。結果係如表4所提供。依據總熔融浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。 表4
實例 Δ m/m （％） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ） PT （ MPa ）
C 比較 0.8033 902 39.8 71.95
D 比較 0.5513 937 38.3 50.2
比較例 E 至 H
根據下表5所述的條件，針對組合物A所形成的具有0.5mm及0.7mm的厚度的玻璃製品進行雙離子交換（DIOX）的效果進行建模。依據總熔融浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。表 5
實例 厚度 （ mm ） DIOX 玻璃 m2 /kg 的鹽 KNO3 （重量％） NaNO3 （重量％） 溫度 （℃） 時間 （分鐘）
E 比較 0.5 步驟1 0 62 38 380 80
F 比較 步驟2 0 91.00 9.00 370 18
G 比較 0.7 步驟1 0 62 38 380 85
H 比較 步驟2 0 91.00 9.00 370 33
使用平面應變離子交換（IOX）模型來針對比較例E至H進行擴散建模。表6提供針對比較例E至H的模擬應力屬性。表 6
實例 Δ m/m （％） CSk （ MPa ） CSmax （ MPa ） PT （ MPa ） DOLsp （μ m ） DOC （μ m ）
E 比較 0.5202 134.2 582.5 63.3 7.7 94.0
F 比較 0.0442 114.0 830.1 62.6 9.0 93.0
G 比較 0.3830 151.1 599.8 50.4 7.9 118
H 比較 0.0653 127.1 841 54.9 10 123
實例 1 至 12
玻璃製品係由具有0.5mm及0.7mm厚度的組成物A形成，並根據下表7所述的條件暴露於單一離子交換（SIOX）。依據總熔融浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。 表7
實例   厚度 （ mm ） KNO3 （重量％） NaNO3 （重量％） 溫度 （℃） 時間 （分鐘）
1 2 3 SIOX 6%的Na 0.5 94 6 380 56
4 5 6 SIOX 9%的Na 0.5 91 9 380 65
7 8 9 SIOX 15%的Na 0.5 85 15 380 80
10 SIOX 6%的Na 0.7 94 6 380 60
11 SIOX 9%的Na 0.7 91 9 380 70
12 SIOX 15%的Na 0.7 85 15 380 85
實例1至12係分析如下。依據SIOX之前及SIOX之後的基板來計算重量增加百分比。藉由FSM測量峰值壓縮應力（CSmax ）、尖峰層深度（DOLsp ）、及峰值張力（PT）。藉由SCALP測量峰值張力（PT）。藉由RNF分析壓縮深度（DOC）。藉由RNF或FSM測量所標示的膝部處的壓縮應力（CSk ）。結果係如表8所提供。表 8
實例 Δ m/m （％） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ） PT （ MPa ） DOC （μ m ） CSk （ MPa ）
1 0.3075 862 8.2 41.8 - 63(1)
2 - 871 8.0 - - 46(2)
3 0.3209 879 7.8 43.8 80 51(1)
4 0.3743 809 8.8 49.6 - 59(2)
5 - 817 8.3 - - 83(2)
6 0.3841 826 8.4 53.0 83.5 64(1)
7 0.499 756 9.3 60.6 - 92(2)
8 - 738 8.8 - - 91(2)
9 0.4746 747 8.9 58.6 90 87(1)
10 0.2444 902 8.1 37.3 108 74(1)
11 0.2957 839 8.7 42.4 110 83(1)
12 0.358 768 9.0 50.9 118 106(1)
（1） 藉由RNF （2）藉由FSM
比較例A至B以及實例5、8、11、及12的掉落效能係分析如下。進行包括玻璃基底製品的多次掉落的受控掉落測試，其中將玻璃基底基板安裝在手機大小的圓盤上，然後讓組件掉落到180粒度的砂紙上（以模擬粗糙表面），而使得玻璃基底製品與砂紙接觸。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。若覆蓋玻璃沒有破損，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。表9提供結果。表 9
實例 厚度 （ mm ） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ） DOC （μ m ） 掉落而破損的高度 （ cm ）
A 比較 SIOX 0%的Na 330分鐘 0.5 857 42 - 28
5 SIOX 9%的Na 65分鐘 817 8.3 84 53
8 SIOX 15%的Na 80分鐘 738 8.8 90 75
B 比較 SIOX 0%的Na 330分鐘 0.7 854 43 - 49
11 SIOX 9%的Na 70分鐘 839 8.7 110 76
12 SIOX 15%的Na 85分鐘 768 9 118 74
相對於具有較深的DOLsp 的比較例A及B，具有相對較小的DOLsp 的實例5、8、11、及12的所發明的玻璃提供1.5至2倍的更好的掉落效能。
第4圖圖示比較例A至D以及實例3、6、及9至12的示例性應力分佈曲線圖。第4圖的應力分佈曲線係針對化學強化玻璃製品的第一深度（多達125微米）。針對比較例A至D，使用平面應變離子交換（IOX）模型來針對應力分佈曲線進行擴散建模。針對實例3、6、及9至12，應力分佈曲線係依據實驗資料。實例 13 至 17
玻璃製品係由具有0.5mm的厚度的組成物A所形成，並根據以下條件在矽酸存在下暴露於利用二種鹼金屬的單一離子交換（SIOX）：9％的NaNO3 與91％的KNO3 的浴；依據總熔融浴重量將0.5重量％的矽酸添加到浴中；380℃；65分鐘。表10提供藉由FSM測量的CSmax 、DOLsp 、及CSk （4個樣本的平均值）；玻璃特性（m2 /kg鹽）；以及使用相同IOX儲槽進行的5次運行的重量增加百分比。表 10
實例 玻璃 m2 /kg 的鹽 Δ m/m （％） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ） CSk （ MPa ）
13 運行#1 0.012 0.3776 819 8.30 77
14 運行#2 0.025 0.3760 806 8.30 70
15 運行#3 0.037 0.3737 798 8.30 62
16 運行#4 0.050 0.3692 803 8.30 121
17 運行#5 0.062 0.3891 795 8.50 64
在運行#4之後，LiNO3 係估計為0.099重量％。添加12.8克的TSP，以讓儲槽恢復。針對組成物A的玻璃，在比較例E（380℃、38％的NaNO3 、80分鐘）的DIOX步驟1中，Li汙染率係為〜67％。實例 18 至 22
玻璃製品係由具有0.5mm的厚度的組成物A所形成，並根據以下條件在矽酸及二種不同的鹽的存在下暴露於利用二種鹼金屬的單一離子交換（SIOX），以遞送鹼金屬中之一者：9％的NaNO3 、86％的KNO3 、及5％的K2 CO3 的浴；將0.5重量％的矽酸添加到浴中；380℃；65分鐘。表11提供藉由FSM測量的CSmax 及DOLsp （4個樣本的平均值）；玻璃特性（m2 /kg鹽）；以及使用相同IOX儲槽進行的5次運行的重量增加百分比。表 11
實例 玻璃 m2 /kg 的鹽 Δ m/m （％） CSmax （ MPa ） DOLsp （μ m ）
18 運行#1 0.012 0.3551 907 8.30
19 運行#2 0.025 0.3571 906 8.40
20 運行#3 0.037 0.3620 911 8.50
21 運行#4 0.050 0.3487 904 8.40
22 運行#5 0.062 0.3520 905 8.50
相對於實例2，藉由結合使用K2 CO3 與KNO3 來實現〜90MPa的CSmax 的增加。在運行#5之後，不需要藉由TSP恢復。實例 23 至 49
玻璃製品係由具有0.5mm或0.7mm的厚度的組成物A所形成，並暴露於利用二種鹼金屬的單一離子交換（SIOX）。大部分實例包括二種不同的鹽來遞送鹼金屬中之一者。下表12係描述IOX條件。依據總熔融浴重量來將0.5重量％的量的矽酸加入每一浴。表 12
實例   厚度 （ mm ） 玻璃 m2 /kg 的鹽 KNO3 （重量％） NaNO3 （重量％） LiNO3 （重量％） K2 CO3 （重量％） 溫度 （℃） 時間 （分鐘）
23 未加工 0%的K2 CO3 0.5 0 91 9 0 0 380 65
24 運行#1 SIOX-9%的Na 5%的K2 CO3 0 86.00 9.00 0.00 5.00 380 65
25 運行#2 0.327 85.78 8.82 0.49 4.90 380 65
26 運行#3 0.711 85.58 8.65 0.96 4.81 380 65
27 運行#4 1.221 85.38 8.49 1.42 4.72 380 65
28 運行#5 1.973 85.19 8.33 1.85 4.63 380 65
29 運行#6 3.464 85.00 8.18 2.27 4.55 380 65
30 運行#1 SIOX-9%的Na 10%的K2 CO3 0 81.00 9.00 0.00 10.00 380 65
31 運行#2 0.326 80.88 8.82 0.49 9.80 380 65
32 運行#3 0.711 80.77 8.65 0.96 9.62 380 65
33 運行#4 1.221 80.66 8.49 1.42 9.43 380 65
34 運行#5 1.974 80.56 8.33 1.85 9.26 380 65
35 運行#6 3.464 80.45 8.18 2.27 9.09 380 65
36 未加工 0%的K2 CO3 0.7 0 91 9 0 0 380 70
37 運行#1 SIOX-9%的Na 5%的K2 CO3 0 86.00 9.00 0.00 5.00 380 70
38 運行#2 0.327 85.78 8.82 0.49 4.90 380 70
39 運行#3 0.711 85.58 8.65 0.96 4.81 380 70
40 運行#4 1.221 85.38 8.49 1.42 4.72 380 70
41 運行#5 1.974 85.19 8.33 1.85 4.63 380 70
42 運行#6 3.464 85.00 8.18 2.27 4.55 380 70
43 運行#1 SIOX-9%的Na 10%的K2 CO3 0 81.00 9.00 0.00 10.00 380 70
44 運行#2 0.327 80.88 8.82 0.49 9.80 380 70
45 運行#3 0.711 80.77 8.65 0.96 9.62 380 70
46 運行#4 1.221 80.66 8.49 1.42 9.43 380 70
47 運行#5 1.974 80.56 8.33 1.85 9.26 380 70
48 運行#6 3.464 80.45 8.18 2.27 9.09 380 70
49 未加工 0%的K2 CO3 0 91 9 0 0 380 70
實例23至49係分析如下。依據SIOX之前及SIOX之後的基板來計算重量增加百分比。藉由FSM測量峰值壓縮應力（CSmax ）與尖峰層深度（DOLsp ）。藉由RNF分析壓縮深度（DOC）以及膝部處的壓縮應力（CSk ）。藉由SCALP測量峰值張力（PT）。表 13
實例 Δ m/m （％） CSk （ MPa ） CSmax （ MPa ） PT （ MPa ） DOLsp （μ m ） DOC （μ m ）
23 未加工 0.3776 77.0 819.0 -49.6 8.3 83.5
24 運行#1 0.3533 60.7 912.4 -48.4 8.5 -
25 運行#2 0.3532 57.3 856.6 -47.8 8.7 -
26 運行#3 0.3669% 71.8 855.0 -51.0 8.8 -
27 運行#4 0.3526% 65.3 840.4 -47.2 8.7 -
28 運行#5 0.3591% 75.6 822.0 -51.0 8.6 -
29 運行#6 0.3584% 72.9 809.0 -50.5 8.6 -
30 運行#1 0.3130% 44.9 982.0 -44.0 8.5 -
31 運行#2 0.3107% 39.2 946.7 -43.8 8.8 -
32 運行#3 0.3051% 37.6 957.6 -44.2 9.1 -
33 運行#4 0.3070% 37.8 940.5 -44.3 9.1 -
34 運行#5 0.3203% 45.9 917.6 -45.7 9.2 -
35 運行#6 0.3133% 37.5 907.8 -46.0 8.8 -
36 未加工 0.2957% 83.0 839.0 -42.4 8.7 110.0
37 運行#1 0.2659% 77.9 924.0 -41.2 8.9 -
38 運行#2 0.2518% 85.8 858.6 -39.8 8.7 -
39 運行#3 0.2604% 81.6 853.2 -42.1 8.8 -
40 運行#4 0.2502% 87.4 833.4 -41.0 8.8 -
41 運行#5 0.2650% 86.1 847.9 -42.0 8.9 -
42 運行#6 0.2602% 84.0 832.2 -41.9 8.7 -
43 運行#1 0.2437% 86.1 965.5 -40.0 9.3 -
44 運行#2 0.2333% 51.7 919.5 -39.8 9.0 -
45 運行#3 0.2397% 52.7 953.9 -38.1 9.2 -
46 運行#4 0.2366% 54.4 951.7 -41.0 9.2 -
47 運行#5 0.2320% 54.1 946.1 -38.1 9.3 -
48 運行#6 0.2434% 53.6 926.4 -38.3 9.3 -
49 未加工 0.2444% 74.0 902.0 -37.3 8.1 108.0
舉例而言，使用5％的K2 CO3 /9％的NaNO3 ，可以實現與未加工的91％的K/9％的Na的儲槽類似的可維持PT，但具有更高的CSmax 。
舉例而言，使用10％的K2 CO3 /9％的NaNO3 ，可以實現比未加工的94％的K/6％的Na的儲槽更高的可維持PT，並且具有更高的CSmax 。實例 50 及 51
玻璃製品係由具有0.5mm（實例50）及0.7mm（實例51）的厚度的組成物A所形成，並暴露於單一離子交換（SIOX）。離子交換浴包括9重量％的NaNO3 、86重量％的KNO3 、及5重量％的K2 CO3 ，其中0.5重量％的矽酸被添加到浴中。浴溫度係為380℃。使用RNF來測量DOC及CSk 。表 14
實例 Δ m/m % CSk MPa CSmax MPa PT MPa DOLsp μ m DOC μ m
50 0.3395 53 914 46.6 8.3 80
51 0.2540 81 927 37.9 8.2 108
第5圖圖示實例3、6、9、及50的測量應力分佈曲線。第6圖圖示實例10、11、12、及51的測量應力分佈曲線。
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，說明書意欲涵蓋本文所述之各種實施例之修改及變化，而該等修改及變化係在隨附申請專利範圍及其均等物之範疇內。
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 200:消費性電子裝置 202:殼體 204:前側 206:後側 208:側表面 210:顯示器 212:覆蓋基板
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圖係為比較例A及B的模擬應力分佈曲線圖以及實例3、6、9、10、11、及12的測量應力分佈曲線圖；
第5圖係為實例3、6、9、及50的測量應力分佈曲線圖；以及
第6圖係為實例10、11、12、及51的測量應力分佈曲線圖。
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：一玻璃基底基板，包含定義一基板厚度(t)的相對的第一與第二表面；以及一應力分佈曲線，包含：大於或等於700MPa的一峰值壓縮應力(CS)；小於或等於61MPa的一峰值張力(PT)；一膝部處的一壓縮應力(CSk)，其範圍為大於或等於25MPa且小於或等於120MPa；大於或等於0.1t的一壓縮深度(DOC)；從該第一表面延伸到一尖峰區域的層的一深度(DOLsp)的一尖峰區域，其中DOLsp係大於或等於4.5微米；以及大於或等於40MPa/微米的該尖峰區域的一應力斜率，其中DOC/DOLsp的一比率係大於或等於12且小於或等於23。
  2. 如請求項1所述的玻璃基底製品，進一步包含一鉀(K)濃度分佈曲線，從一最大K濃度到小於或等於該最大K濃度的50%的該K濃度的一點基本上呈現線性。
  3. 一種玻璃基底製品，包含： 一玻璃基底基板，包含定義一基板厚度(t)的相對的第一與第二表面；包含鋰的該玻璃基底製品的該中心處的一中心組成物；一鉀(K)濃度分佈曲線，從一最大K濃度到小於或等於該最大K濃度的50%的該K濃度的一點基本上呈現線性；以及一應力分佈曲線，包含：一峰值壓縮應力(CS)、一峰值張力(PT)、一膝部處的一壓縮應力(CSk)、一壓縮深度(DOC)，該CSk之範圍為大於或等於25MPa且小於或等於120MPa；以及從該第一表面延伸到一尖峰區域的層的一深度(DOLsp)的一尖峰區域，其中DOLsp係大於或等於0.005t，其中DOC/DOLsp的一比率係大於或等於12且小於或等於23。
  4. 如請求項3所述的玻璃基底製品，其中：該CS係大於或等於700MPa；及/或該PT係小於或等於61MPa；及/或該DOC係大於或等於0.1t；及/或該尖峰區域的一應力斜率係大於或等於40MPa/微 米。
  5. 如請求項1至3中之任一者所述的玻璃基底製品，其中：該CSk係大於或等於40MPa；及/或DOLsp係大於或等於4.5微米且小於或等於24微米；及/或一價值指標(MI)係藉由CS*DOLsp*CSk*DOC/PT0.5定義，其中該MI係在大於或等於3×106至小於或等於30×106MPa2μm2/MPa0.5的範圍內；及/或一抗損壞力(DRF)比率係藉由CS*DOLsp/CSk*DOC定義，其中該DRF係在大於或等於0.1至小於或等於5的範圍內；及/或該應力分佈曲線係在大於或等於DOLsp且小於或等於DOC的一深度處不包含CS(t)的負二階導數的一區域。
  6. 一種玻璃基底製品，包含：定義一厚度(t)的第一與第二表面，其中該厚度係大於或等於0.1mm且小於或等於2mm；以及一應力分佈曲線，包含：大於或等於800MPa的一峰值壓縮應力(CS)；小於或等於61MPa的一峰值張力(PT)； 大於或等於25MPa且小於或等於120MPa的一膝部處的一壓縮應力(CSk)；大於或等於0.1t的一壓縮深度(DOC)；從該第一表面延伸到一尖峰區域的層的一深度(DOLsp)的一尖峰區域，其中DOLsp係大於或等於7μm；其中DOC/DOLsp的一比率係大於或等於12且小於或等於23。
  7. 如請求項6所述的玻璃基底製品，其中：其中該CS係小於或等於1000MPa；及/或該PT係大於或等於30MPa；及/或該DOC係小於或等於0.18t；及/或該DOLsp係小於或等於10μm；及/或該DOLsp係大於或等於0.0055t；及/或該DOLsp係小於或等於0.025t。
  8. 如請求項6至7中之任一者所述的玻璃基底製品，其中：CSk/t的一值係大於或等於40MPa/mm，及/或該尖峰區域的一應力斜率係大於或等於40MPa/μm。
  9. 一種消費性電子產品，包含：一殼體，包含一前表面、一後表面、及側表面； 電部件，至少部分設置於該殼體內，該電部件包含至少一控制器、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一部分包含請求項1至3、6及7中之任一者的玻璃基底製品。
  10. 一種製造如請求項1所述之玻璃基底製品的方法，包含以下步驟：將該玻璃基底基板暴露於一單一熔融鹽浴中，以形成該玻璃基底製品，其中該玻璃基底基板包含鋰，該玻璃基底基板具有定義一基板厚度(t)的相對的第一及第二表面，且該熔融浴包含：硝酸鉀(KNO3)；以及溶解在該熔融浴中的碳酸鉀(K2CO3)；其中該K2CO3的該濃度係保持在該熔融浴中的溶解度極限或低於該熔融浴中的溶解度極限，而在該熔融浴中的鋰離子的該濃度係保持在該熔融浴中的溶解度極限或低於該熔融浴中的溶解度極限。
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