[发明专利]具有不规则应力分布的盖片、其生产方法及其用途

说明书

本发明总体上涉及盖片，特别是用于电子显示设备的盖片。此外，本发明涉及一种用于制造这种盖片的方法及其用途。

技术领域

本发明总体上涉及一种盖片，特别是用于电子显示设备的盖片。此外，本发明涉及一种用于制造这种盖片的方法及其用途。

背景技术

电子显示设备的盖片(Deckscheiben)，也称为盖(Cover)、盖玻璃(Coverglas)或覆盖玻璃早已为人所知，用于覆盖位于其下方的电子元件并继续用作观看屏，并且在今天常规地以这样的方式设计：它们包括化学钢化的玻璃片。玻璃片大多具有小于1mm的非常小的厚度，也可以明显更薄，因为这样可以保持配备这种盖片的显示设备(例如智能手机或其他便携式电子设备)的重量尽可能低。由于非常小的厚度，玻璃的机械强度降低，使得如前文已经介绍地玻璃有必要通过适当的处理来被机械地强化。这在现有技术的薄玻璃的情况下以化学钢化工艺完成，在该工艺中将玻璃片浸入包含熔盐的浸浴中。在本发明的范围内，浸浴(Tauchbad)也被同义地称为交换浴(Tauschbad)，因为当浸入到具有熔盐的浴中时发生离子交换。以这种方式，位于玻璃片的玻璃中的较小的阳离子通过交换浴中较大的阳离子被交换。例如，已知用钠离子通过钾离子被交换。钾离子由于其大小在玻璃片的交换近表面区域产生压应力，该压应力由玻璃片内部的拉应力来平衡。总的来说，这增加了玻璃片对机械应力的抵抗力。

同样已知，玻璃陶瓷也可以经受化学钢化。原则上，上述交换机制也适用于玻璃陶瓷。在本发明的范围中，玻璃陶瓷通常被理解为表示从绿玻璃经历受控或至少可控结晶的材料，从而获得包含尺寸分布非常均匀的小晶体(或同义微晶)的结构，其中晶体或微晶不超过优选2μm的平均尺寸。

与可化学钢化或经化学钢化的玻璃相比，这种玻璃陶瓷可能是有利的，因为玻璃陶瓷由于其特殊的微观结构、即包含微晶，通常可以具有更大的机械强度。然而，常规地，不能以对于玻璃的可能的小厚度来生产玻璃陶瓷。因此，从便携式显示设备的最终重量的观点来看，使用玻璃陶瓷作为盖片材料可能不是特别有利。

在化学钢化玻璃或玻璃片中，借助离子交换获得的应力分布遵循简单离子交换，即较小的阳离子(例如Na⁺)与较大的阳离子(例如K⁺)的交换近似于所谓的互补误差函数，或者得到的应力分布可以近似地用这样的互补误差函数来描述。

然而，已经表明，这样的应力分布(Spannungsprofile)的走向可能是不利的。这是因为在这种典型的应力分布中，应力从玻璃制品的表面到内部急剧下降。当暴露于钝的或光滑的表面(所谓的“钝冲击载荷”)时，这一点尤为重要，因为此处发生的弯曲载荷会导致横向裂纹的扩大。表面超过临界深度的非常高的压应力在这里可能有利于抵消这种裂纹扩展。

为此，有利的是在盖片的表面上设置尽可能高的压应力，使得压应力的急剧下降仍然导致足够的“DOL”(压应力区的深度或“层深”)。在本发明的范围中，压应力区被称为“DOL”或更准确地被称为“压缩层深度”，DoCL。然而，这也可能是不利的。因为，如上所述，在盖片表面产生的压应力由盖片内部的拉应力平衡。盖片近表面区域的压应力越高，内部储存的拉应力就越大。因此，在靠近表面的区域中存在非常高的压应力的情况下，可能会出现负面影响，即在由于存储的高拉应力引起的相应负载下，会出现断裂，并出现大量小玻璃碎片。这对于显示设备的盖片尤其不利，因为与仅出现几个大碎片的情况相比，许多小碎片使得透过面板查看其后面的显示器要困难得多。因此，应尽可能避免这种断裂失效或仅应在非常高的载荷下发生。

因此需要具有足够深的压应力区的盖片，使得弯曲载荷仅在非常高的载荷下导致盖片的机械故障。

发明内容

本发明的目的是提供至少减少现有技术的上述问题的盖片。本发明的其他方面涉及一种用于生产这种盖片的方法及其用途。

本发明的目的通过独立权利要求的主题解决。优选和具体的实施方式可以在本发明的从属权利要求、说明书和附图中找到。