制造覆盖玻璃的方法
【专利说明】制造覆盖玻璃的方法
[0001]本申请根据35 U.S.C.§ 119，要求2012年5月9日提交的美国临时申请系列第61/644598号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
[0002]本文一般地涉及对玻璃进行强化的方法，并涉及强化的玻璃制品，该强化的玻璃制品是韧性且抗破坏的并且可用作移动电子装置的覆盖玻璃。
【背景技术】
[0003]玻璃由于其天然的美观、光滑和透明性，被希望用于移动(或便携式)电子装置中的显示器的覆盖玻璃。但是，移动电子装置由于它们的移动特性，以及通常是小尺寸，所以易于发生会导致玻璃变得有刮痕、碎裂或者破裂的事故。为了使得覆盖玻璃广泛地用于移动电子装置，它们需要是韧性且抗破坏性的。
[0004]“玻璃在负荷下发生塑性变形直至在高应力下在表面裂纹处引发突然的失效”(W.A.Dalgliesh和D.A.Taylor，“窗玻璃的强度和测试(The Strength and Testing of WindowGlass) ”，加拿大土木工程期干Ij (Canadian Journal of Civil Engineering)，第 17 期，第5卷，1990年10月，第735页)。为了增加突然失效的阈值，玻璃通常经受热或化学强化过程。这些强化过程使得玻璃表面处于压缩，从而增加了在玻璃失效前可以施加到玻璃的负荷量。
[0005]在强化之前，玻璃特别易受到破坏，这可能当固体(或者硬的)物体接触玻璃时发生。玻璃的破坏可包括表面裂纹，例如刮痕和刻痕，这在高应力下会成为失效位。在玻璃经受强化过程之后，玻璃中的表面裂纹通常仍然持续。已经发现微小的表面裂纹，例如尺寸小于5 μ m，对于强化的玻璃的性能具有负面影响，如落球测试所测。
[0006]摄述
[0007]本文描述了对玻璃制品进行强化。强化的玻璃制品可用作移动电子装置中的覆盖玻璃，虽然所述强化的玻璃制品不必限于该用途。在本文中描述的本发明提供了制造强化的玻璃制品的方法，所述强化的玻璃制品具有最小化的表面裂纹至没有表面裂纹，从而增加了强化的玻璃制品的性能。
[0008]在本发明的一个示意性实施方式中，制造强化的玻璃制品的方法包括提供平坦玻璃制品，该平坦玻璃制品具有选择的轮廓和被保护涂层覆盖的玻璃表面。该方法包括从玻璃表面去除保护涂层而不使得任意固体物体碰触玻璃表面。在从玻璃表面去除保护涂层之后，立即使得平坦玻璃制品经受离子交换过程，以强化该平坦玻璃制品并改善该平坦玻璃制品对于后续破坏的抗性。
[0009]在本发明的另一个示意性实施方式中，制造强化的玻璃制品的方法包括将熔融玻璃供给到堰，使得熔融玻璃从堰溢流并形成玻璃带，然后通过热-分级通道对其进行拉制。当拉制玻璃带通过热-分级通道时，将至少一种保护涂层材料沉积到玻璃带的表面区域上，以在玻璃带的表面区域上形成保护涂层。从玻璃带被保护涂层覆盖的区段分离玻璃片。所述方法包括从玻璃片制备平坦玻璃制品，所述平坦玻璃制品具有选择的轮廓和被保护涂层覆盖的玻璃表面。所述方法还包括从玻璃表面去除保护涂层而不使得任意固体物体碰触玻璃表面。在从玻璃表面去除保护涂层之后，立即使得平坦玻璃制品经受离子交换过程，以强化该平坦玻璃制品并改善该平坦玻璃制品对于后续破坏的抗性。
[0010]上文所述的实施方式旨在提供对本发明的介绍。它们并不旨在确定本发明的关键性或决定性要素，或者旨在描绘本发明的范围。将参考附图对本发明的各个实施方式进行更详细地描述。
[0011]附图简要说明
[0012]以下是对附图中各图的描述。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意图方式显示。
[0013]图1A显示平坦玻璃制品。
[0014]图1B是图1A的平坦玻璃制品沿线1B-1B的截面图。
[0015]图1C显示具有被保护涂层覆盖的玻璃表面的平坦玻璃制品，所述保护涂层包括具有不同硬度的子层。
[0016]图2A是熔合拉制系统的侧视图。
[0017]图2B是熔合拉制系统的前视图。
[0018]图3显示在熔合拉制上施加到玻璃带的保护涂层。
[0019]图4A显示对玻璃带进行喷涂。
[0020]图4B显不用移动的喂'嘴对玻璃带进彳丁喂'涂。
[0021]图5显不对于涂覆和未涂覆的玻璃样品，失效可能性与负荷的关系。
[0022]图6显示对于涂覆和未涂覆的玻璃样品，失效负荷与玻璃厚度的关系。
[0023]实施方式描述
[0024]在以下描述中，为了提供对本发明各个实施方式的透彻理解，陈述了许多具体的细节。但是，对本领域技术人员清楚的是，本发明可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，可能没有详细描述众所周知的特征或过程。此外，类似或相同的附图编号可用于标识相同或类似的元件。
[0025]一种制造强化的玻璃制品(例如用于移动电子装置的覆盖玻璃)的方法，包括提供平坦玻璃制品，例如如图1A中所示的100。平坦玻璃制品100具有轮廓101。对于覆盖玻璃应用，轮廓101会受到使用覆盖玻璃的移动电子装置的要求的限定。轮廓的例子包括但不限于，矩形和圆角矩形轮廓。对于其他应用，轮廓101会受到那些应用的要求的限定。
[0026]在图1B中，平坦玻璃制品100具有被保护涂层106覆盖的玻璃表面102。虽然未示出，但是平坦玻璃制品100的另外表面104也可被保护涂层覆盖。对于大多数的玻璃厚度，保护涂层106的厚度可以是1-14微米。通常，玻璃厚度会小于1.5mm。保护涂层106可具有单一硬度或者包括具有不同硬度的子层。在一个优选的实施方式中，被保护涂层106覆盖的玻璃表面102是原始玻璃表面。术语“原始玻璃表面”指的是从熔融玻璃制造玻璃表面之后，玻璃表面没有被任意会在玻璃表面中形成裂纹的固体(或者硬的)物体触碰。因此，原始玻璃表面在被保护涂层106覆盖之前是质朴的(pristine)，并且被保护涂层106所覆盖。玻璃表面104也可以是原始玻璃表面并且可被保护涂层覆盖，如上文所述。
[0027]所述方法包括从玻璃表面102去除保护涂层106，而不使得任意固体(或者硬的)物体碰触玻璃表面102。如果平坦玻璃制品100的另外表面104被保护涂层覆盖，则也去除该保护涂层。在从玻璃表面102去除保护涂层106之后，立即使得没有用保护涂层覆盖玻璃表面102的平坦玻璃制品100通过离子交换过程进行化学强化。所得到的离子交换玻璃成为覆盖玻璃。在强化之后，可以用其他表面涂层，例如防污涂层来覆盖该覆盖玻璃。当玻璃表面102是原始玻璃表面时，保护涂层106防止在从熔融玻璃制造玻璃表面的瞬间与玻璃表面经受离子交换过程的瞬间之间，在玻璃表面102中形成裂纹。这导致基本不含表面裂纹并且抗破坏的强化的覆盖玻璃。
[0028]在图1B中，显示保护涂层106是均匀的具有单一硬度。图1C显示具有保护涂层106a的平坦玻璃制品100a，所述保护涂层106a包括具有不同硬度的两个子层108、110。内子层108与玻璃表面102接触，外子层110