[发明专利]具有化学预应力衬底和补偿层的玻璃件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及包括由玻璃构成的薄的板状或片状衬底的玻璃件，其具有至少一个化学预应力的并且对平面度和平整度具有非常高要求的层。此外，本发明涉及一种用于制造这种玻璃件的方法。

背景技术

包括由玻璃构成的薄的板状或片状衬底，即包括所谓的薄玻璃衬底，并具有至少一个功能层的玻璃件如今作为保护玻璃或覆盖玻璃具有多种应用。例如这种玻璃件作为智能电话或平板电脑的玻璃罩具有多种应用。对这种玻璃件或薄玻璃衬底提出的例如在平面度或平整度方面的要求已经非常高并不断增高。

除了要求玻璃件具有尽可能小变形的要求以外还具有其他要求，例如要求尽可能大的硬度，从而抵抗可能在表面产生的刮痕，或者也要求尽可能减少衬底上的干扰性反射。因此对薄玻璃衬底进行预应力，从而提高表面的机械稳定性，并且通常设置额外的层，这些层具有特定的功能，例如抗反射性能。

这种薄玻璃衬底通常由薄的玻璃带制成，借助合适的分离方法由玻璃带分离出衬底。这种薄玻璃带则能够以浮法制造，其中将液态的玻璃熔体导入锡浴中，在该锡浴中玻璃熔体进行伸展并随后能够完全连续地被拉出。

如果拉出非常薄的玻璃带，其大致适合于薄玻璃衬底的制造，那么这种制造工艺由于不同的介质而已经会导致具有不同内应力的不同玻璃表面，其中玻璃带的上侧和下侧与这些介质接触。这可能导致薄玻璃衬底的不期望的变形。

对于作为保护玻璃和覆盖玻璃的使用来说通常对玻璃进行所谓的预应力，从而提高耐冲击强度和抗弯曲强度。除了一般更偏向用于较厚玻璃衬底的热学预应力之外，对于较薄的玻璃衬底通常进行化学预应力，这除了使表面具有较高强度以外还改善了耐刮性。例如在文献DE102012213071A1中描述了薄玻璃衬底的化学预应力。在化学预应力中通常在衬底的接近表面的区域中生成压应力。

对具有不同内应力的表面的化学预应力可能导致玻璃衬底中的应力不对称，因为在玻璃衬底上作用有不同强度的力。由此通常会出现玻璃衬底，特别是薄玻璃衬底的变形，该变形会影响薄玻璃作为智能电话或平板电脑的覆盖玻璃的使用或者明显降低生产率，因为只有少部分制得的薄玻璃衬底能够进行使用。

因此，对于玻璃件通常也使用两种玻璃：强烈化学预应力的覆盖玻璃以及用来施加电子构件的另一玻璃衬底。然而，这由于增大的材料消耗而认为是不利的。此外还已知衬底的额外再加工，例如抛光，以减少变形。这也归入为麻烦的并且成本增高。

如果这样化学预应力的薄玻璃衬底额外还设有一个例如抗反射涂层的层，那么更加增大变形的风险，因为在玻璃衬底上作用有额外的力。因而，特别是机械稳定的层，即所谓的硬质材料层或耐磨损保护层会导致特别强烈的变形，因为这些层为了具有大的效果而通常在层中具有高的内应力。类似地，当薄玻璃衬底设有抗反射涂层时也具有这样的问题。因此几乎不可能生成化学预应力的、具有功能层的薄玻璃衬底，其同时具有足够高的平面度和平整度。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种具有化学预应力的衬底的玻璃件及其制造方法，该衬底具有至少一个硬质抗反射涂层或透明的硬质材料层，这种玻璃件能够满足对平面度和平整度的非常高的要求。

令人惊讶地，通过根据独立权利要求中任一项的玻璃件或其制造方法简单地实现了该目的。本发明的优选的实施方式和扩展方案从各个从属权利要求得出。

因此，本发明涉及一种具有化学预应力的衬底的玻璃件，其具有硬质抗反射层系统和与之相对的层，其中衬底具有2mm或以下的厚度并且在至少一个方向中具有至少100mm的长度，并且其中在第一表面上的硬质抗反射层系统具有至少两个层，这至少两个层的折射率不同。额外地或替换硬质抗反射层系统可以设置透明的硬质材料层。

接下来根据作为涂层的硬质抗反射层系统来说明本发明。但是额外地或替换该硬质抗反射层系统也可以分别设置一个透明的硬质材料层。该透明的硬质材料层可以分别为单层或多层的。

此外该玻璃件的特征在于，与硬质抗反射层相对的层为施加在相对的衬底表面上的、用于减少衬底变形的至少一个补偿层，从而在对角线长度上沿着衬底表面的对角线测量的平整度(弯曲度)的最大偏差小于300μm，优选小于200μm，并且非常特别优选小于100μm。

本发明还涉及一种玻璃件，其满足对表面几何结构，特别是对平面度和平整度的非常高的要求。在此衬底还包括至少一个施加在至少一个表面上的、形成为补偿层的层，从而减少或者理想地完全补偿变形，例如生产造成的衬底变形。通过该补偿层至少能够这样减少衬底的变形，即使得衬底的变形处在规定的公差内。