[发明专利]低存储拉伸能切割玻璃和优先裂纹碎裂

说明书

一种玻璃基板包括：第一位置，其中玻璃基板的拉伸应力不足以在玻璃基板断裂时致使玻璃基板碎裂成小碎片；和第二位置，其中玻璃基板相对于第一位置弯曲，并且其中玻璃基板的拉伸应力足以在玻璃基板断裂时致使玻璃基板碎裂成小碎片。玻璃基板可包括第一表面和第二表面。在第一位置，玻璃基板的第一表面和第二表面可以是平面的。在第二位置，玻璃基板的第一表面和第二表面可以是平面的。小碎片通常可以是立方形的。在第二位置，玻璃基板可以沿着玻璃基板的弯曲轴单轴弯曲。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求于2018年11月21日提交的美国临时申请序列号为62/770,310的优先权的权益，依赖其内容并通过引用将其内容作为整体结合在此。

技术领域

本公开内容大体涉及一种玻璃基板，包括强化玻璃基板。更具体地，本公开内容涉及一种玻璃基板，其在玻璃基板的自然状态下具有不足的拉伸应力，从而在玻璃基板断裂时引起期望程度的碎裂(诸如切割)，但是在对玻璃基板施加弯曲力时，该玻璃基板具有足够的拉伸能以在所述断裂时引起期望程度的碎裂。

背景技术

由于表面缺陷，原始玻璃基板的机械强度在MPa范围内。那种机械强度是次优的。原始玻璃基板的次优机械强度使得原始玻璃不足以用作诸如电视、电话和娱乐装置之类的消费电子装置的显示器和覆盖玻璃。

为了适合用于此类应用，原始玻璃基板有时会被机械加固，因此具有更高的耐磨性。通过在受压的玻璃表面形成一层的工艺，可以对原始玻璃基板进行机械加固。该层有时被称为“压缩应力层”或具有“压缩应力”的表面层。

玻璃基板力的中心区域中的应力平衡了压缩应力层中的压缩应力。特别地，玻璃基板的内部处于拉伸应力下。玻璃基板内部的拉伸应力平衡了玻璃压缩应力层的压缩应力。从概念上讲，玻璃的内部试图将自身拉在一起(拉伸应力)，而玻璃的每个表面层都试图将自身推开。

在玻璃基板的表面层处的压缩应力机械地强化了玻璃基板，从而减小了玻璃基板断裂的可能性(裂纹成核或其他缺陷)以及裂缝的增长。压缩应力的程度越高，玻璃基板的机械强度越大。压缩应力层的深度也会影响机械强化的程度，随着压缩应力层深度的增加，机械强化的程度也随之增加。因此，出于机械强度的目的，具有相对较高程度的压缩应力和相对较深的压缩深度(或压缩应力)是有利的。通常，高程度的压缩应力会减少浅划痕的形核和生长，而深的压缩深度有助于跌落测试性能并防止内部裂缝穿透到表面。

有几种常见的方法将压缩应力施加到原始玻璃基板的表面。其中一种工艺使用热量，被称为“热回火”。另一种工艺使用化学成分，被称为“离子交换”或“化学回火”。此外，玻璃基板可合并为玻璃层压板，玻璃层压板包括多个不同的玻璃，每个玻璃具有不同的热膨胀系数，并且热膨胀系数的差异在玻璃基板的表面层产生压缩应力。

如上所述，对玻璃进行热回火可在玻璃基板的表面处引起层压缩应力。为了对玻璃基板进行热回火，将玻璃基板加热至玻璃的转变温度以上。然后将加热的玻璃基板快速冷却(“淬火”)。在冷却期间，玻璃基板的表面比玻璃基板的内部更快地冷却(温度降低)。玻璃基板的内部比玻璃基板的表面冷却慢，这是因为玻璃基板的厚度使内部绝缘并且玻璃具有相对较低的热导率。玻璃基板的比内部冷却更快的表面相较于冷却较慢的表面具有更大的摩尔/比体积(或更低的密度)。因此，从玻璃基板的表面到玻璃基板的内部产生摩尔体积梯度。摩尔体积梯度提供了压缩应力表面层，并且压缩应力从表面向内部减小。

玻璃的热回火通常比离子交换工艺更快且成本更低。热回火比离子交换工艺产生更深的压缩应力，通常从玻璃厚度的1/5扩展到1/3。然而，与离子交换工艺相比，热回火通常产生较低的表面压缩应力，通常产生小于100MPa的压缩应力。