[发明专利]化学钢化后具有低膨胀的铝硅酸盐玻璃

说明书

本发明涉及一种在化学钢化后具有低膨胀的薄的能化学钢化的或已化学钢化的铝硅酸盐玻璃。本发明还涉及一种本发明的玻璃的制造方法以及所述玻璃的用途。所述玻璃优选用于高精度设备，电子设备或家用电器领域中的应用。

技术领域

本发明涉及一种在化学钢化后具有低膨胀的薄的能化学钢化的或化学钢化的铝硅酸盐玻璃。本发明还涉及一种本发明的玻璃的制造方法以及玻璃的用途。所述玻璃优选用于指纹传感器(FPS)和/或显示屏盖领域的应用，特别是在高精度设备、电子设备或家用电器领域的应用。

背景技术

在玻璃制造过程中，通过从在高温下的熔融液态冷却至在室温下的固态而形成玻璃产品。在这个工艺中，原子将以无序的方式迅速冷冻。当制造的玻璃经受另一种后热处理时，在制造冷却工艺过程中冻结的原子将有机会松弛到更致密的位置。以这种方式，将发生几何压缩。

这种现象对于通过拉伸或溢流工艺制成的薄玻璃板也是有效的。当玻璃片在后处理(例如，精细退火或低温多晶硅(LTPS)处理)过程中被再加热时，相比于原来的几何形状，玻璃尺寸将压缩。

文献EP 2 189 424 A2已经公开了一种用于生产玻璃的方法，该玻璃具有用于TFT应用、特别是用于LTPS的低压缩率。所提到的玻璃的退火温度为≥765℃，CTE为4.2ppm/K。它是一种无碱的玻璃。

铝硅酸盐玻璃(AS)、锂铝硅酸盐玻璃(LAS)和钠钙玻璃广泛用于诸如指纹传感器(FPS)盖、保护盖和显示屏盖的应用。在这些应用中，玻璃通常将被化学钢化以获得如通过3点弯曲(3PB)、落球、抗刮擦等所确定的高机械强度。

值得注意的是，通过研磨和抛光不能够有效地生产具有非常高的表面质量、例如Ra粗糙度小于5nm的薄玻璃。因此，具有低厚度和低表面粗糙度的玻璃必须通过平板玻璃工艺、例如下拉法或溢流熔融法或特殊的浮法或再拉伸来生产。

然而，如上所述，当玻璃经受后热处理时，将发生几何形状的变化。重要的是，化学钢化工艺是这样的后热处理。一方面，化学钢化通常涉及升高的温度，例如在从数分钟到数小时的时间跨度下大于350℃或高于380℃，甚至超过400℃。因此，与初始玻璃相比，化学钢化工艺与引导玻璃几何形状朝向压缩的力相关联，因为在制造冷却工艺过程冻结的原子将有机会松弛到更致密的位置。另一方面，化学钢化通过导致几何形状膨胀的离子交换使较大的离子(例如K⁺)替换在玻璃表面处的较小的离子(例如Li⁺、Na⁺)。因此，在化学钢化期间，发生两个相反的效应，一个是用于玻璃的压缩(热处理)和一个用于玻璃的膨胀(离子交换)。最后，整体几何形状的净变化取决于两方面贡献的程度。

目前，薄玻璃工艺制造的具有低厚度的薄玻璃在化学钢化后具有较大的膨胀率。通过将化学钢化前后的样品的长度的差除以化学钢化前的原始长度来确定膨胀率。因此，根据以下公式计算膨胀率：膨胀率＝(钢化后的长度-钢化前的长度)/钢化前的长度。样品的长度通常通过投影测量系统、特别是2.5D视频测量系统进行目测。值得注意的是，当玻璃更薄时，由化学钢化工艺引起的膨胀会变大。此外，由化学钢化引起的膨胀也取决于玻璃的热历史。如果在制造过程中已经施加高冷却速率，化学钢化期间的膨胀变大。

膨胀引起工业加工者在以非常高的精度设计和控制产品尺寸方面的困难。因此，为了满足当今高精度器件的要求，提供具有低几何形状变化的玻璃是非常重要的。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术的问题。特别地，本发明的目的是提供如下薄玻璃，其能化学钢化或已化学钢化，并且在化学钢化之后具有低膨胀。

通常，通过标示样品的长度、宽度和厚度来描述玻璃样品的三维空间范围。通常，长度大于宽度，宽度大于样品的厚度。根据本发明，通过样品的长度的膨胀来描述化学钢化之后的膨胀。