开云 开云体育官网玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置pdf

　　提供了玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置。玻璃制品包括彼此相对的第一表面和第二表面、从第一表面延伸到第一压缩深度处的点的第一压缩区、从第二表面延伸到第二压缩深度处的点的第二压缩区以及布置在第一压缩区与第二压缩区之间的拉伸区。第一压缩区的应力分布包括位于第一表面与第一过渡点之间的第一段以及位于第一过渡点与第一压缩深度处的点之间的第二段。从第一表面到第一过渡点的深度为8.1μm至9.5μm，第一过渡点处的应力大于或等于197Mpa，并且在深度方向上距第一表面50μm的点处的应力大于或等于75MPa。

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113003945 A (43)申请公布日 2021.06.22 (21)申请号 6.8 (22)申请日 2020.12.15 (30)优先权数据 10- 2019.12.20 KR (71)申请人 三星显示有限公司 地址 韩国京畿道 (72)发明人 沉揆仁姜秉薰金承朴瑛玉 成秀珍 (74)专利代理机构 北京金宏来专利代理事务所 (特殊普通合伙) 11641 代理人 李晓伟 (51)Int.Cl. C03C 21/00 (2006.01) G09F 9/30 (2006.01) G06F 3/041 (2006.01) 权利要求书3页 说明书22页 附图10页 (54)发明名称 玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置 (57)摘要 提供了玻璃制品和包括玻璃制品的显示装 置。玻璃制品包括彼此相对的第一表面和第二表 面、从第一表面延伸到第一压缩深度处的点的第 一压缩区、从第二表面延伸到第二压缩深度处的 点的第二压缩区以及布置在第一压缩区与第二 压缩区之间的拉伸区。第一压缩区的应力分布包 括位于第一表面与第一过渡点之间的第一段以 及位于第一过渡点与第一压缩深度处的点之间 的第二段。从第一表面到第一过渡点的深度为 8.1μm至9.5μm，第一过渡点处的应力大于或等 于197Mpa，并且在深度方向上距第一表面50μm 的点处的应力大于或等于75MPa。 A 5 4 9 3 0 0 3 1 1 N C CN 113003945 A 权利要求书 1/3页 1.一种玻璃制品，包括： 第一表面； 第二表面，与所述第一表面相对； 第一压缩区，从所述第一表面延伸到距所述第一表面的第一压缩深度处的点； 第二压缩区，从所述第二表面延伸到距所述第二表面的第二压缩深度处的点；以及 拉伸区，布置在所述第一压缩区与所述第二压缩区之间， 其中，所述第一压缩区的应力分布包括位于所述第一表面与第一过渡点之间的第一段 以及位于所述第一过渡点与所述第一压缩深度处的所述点之间的第二段， 其中，从所述第一表面到所述第一过渡点的深度在8.1μm至9.5μm的范围内， 其中，所述第一过渡点处的应力大于或等于197Mpa，以及 其中，在深度方向上距所述第一表面50μm的点处的应力大于或等于75MPa。 14.5 2.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述玻璃制品具有10 泊的粘度时的温度在 530℃至540℃的范围内。 3.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述第一压缩区的压缩能具有大于或等于 2 2 10500J/m且小于或等于11500J/m 的值。 4.如权利要求3所述的玻璃制品，其中，所述第一段的第一压缩能小于所述第二段的第 二压缩能。 5.如权利要求4所述的玻璃制品，其中，所述第二压缩能具有所述第一压缩能的1.9至 2.2倍的大小。 6.如权利要求5所述的玻璃制品，其中， 2 2 所述第一段的所述第一压缩能具有大于或等于3500J/m 且小于或等于3700J/m 的值， 以及 2 2 所述第二段的所述第二压缩能具有大于或等于7350J/m且小于或等于7550J/m 的值。 7.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述第一表面处的压缩应力在780MPa至820MPa 的范围内。 8.如权利要求7所述的玻璃制品，其中，所述第一过渡点处的应力为所述第一表面处的 所述压缩应力的0.23至0.255倍。 9.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述第一压缩深度在110μm至120μm的范围内。 10.如权利要求9所述的玻璃制品，其中，所述第一过渡点的深度为所述第一压缩深度 的0.07至0.08倍。 11.如权利要求1所述的玻璃制品， 其中，所述第一段具有第一斜率， 其中，所述第二段具有第二斜率， 其中，所述第一过渡点处的切线具有第三斜率，以及 其中，所述第三斜率的绝对值小于所述第一斜率的绝对值且大于所述第二斜率的绝对 值。 12.如权利要求11所述的玻璃制品，其中，所述第三斜率的所述绝对值在10MPa/μm至 11MPa/μm的范围内。 13.如权利要求1所述的玻璃制品，其中， 2 2 CN 113003945 A 权利要求书 2/3页 所述玻璃制品包含铝硅酸锂，以及 所述玻璃制品具有在0.69mm至0.71mm的范围内的厚度。 14.如权利要求1所述的玻璃制品， 其中，所述第一压缩深度对应于钠离子的最大渗透深度，以及 其中，所述第一过渡点的深度对应于钾离子的最大渗透深度。 15.如权利要求1所述的玻璃制品， 其中，所述第二压缩区的应力分布包括位于所述第二表面与第二过渡点之间的第一段 以及位于所述第二过渡点与所述第二压缩深度处的所述点之间的第二段， 其中，从所述第二表面到所述第二过渡点的深度在8.1μm至9.5μm的范围内， 其中，所述第二过渡点处的应力大于或等于197Mpa，以及 其中，在深度方向上距所述第二表面50μm的点处的应力大于或等于75MPa。 16.如权利要求15所述的玻璃制品，其中，所述第二压缩区的所述应力分布与所述第一 压缩区的所述应力分布彼此对称。 17.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述拉伸区的最大拉伸应力在60MPa至75MPa 的范围内。 18.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，在使用60g的球对100个或更多个样品进行的 所述玻璃制品的玻璃冲击测试评估中，临界跌落高度的平均值大于或等于49cm。 19.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，在通过将所述玻璃制品应用于具有80mm的水 平长度、160mm的垂直长度和5mm的高度的夹具模型来进行的临界跌落高度评估中，临界跌 落高度的平均值大于或等于60cm。 20.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，在所述玻璃制品的临界划痕载荷评估中，临界 划痕载荷的平均值大于或等于9N。 21.一种显示装置，包括： 显示面板，包括多个像素； 覆盖窗，布置在所述显示面板上方；以及 光学透明接合层，布置在所述显示面板与所述覆盖窗之间， 其中，所述覆盖窗包括： 第一表面； 第二表面，与所述第一表面相对； 第一压缩区，从所述第一表面延伸到距所述第一表面的第一压缩深度处的点； 第二压缩区，从所述第二表面延伸到距所述第二表面的第二压缩深度处的点；以及 拉伸区，布置在所述第一压缩区与所述第二压缩区之间， 其中，所述第一压缩区的应力分布包括：位于所述第一表面与第一过渡点之间的第一 段以及位于所述第一过渡点与所述第一压缩深度处的所述点之间的第二段， 其中，从所述第一表面到所述第一过渡点的深度在8.1μm至9.5μm的范围内， 其中，所述第一过渡点处的应力大于或等于197Mpa，以及 其中，在深度方向上距所述第一表面50μm的点处的应力大于或等于75MPa。 22.如权利要求21所述的显示装置， 其中，所述覆盖窗包括玻璃制品，所述玻璃制品包括铝硅酸锂并且具有在0.69mm至 3 3 CN 113003945 A 权利要求书 3/3页 0.71mm的范围内的厚度， 2 2 其中，所述第一压缩区的压缩能具有大于或等于10500J/m 且小于或等于11,500J/m 的 值， 2 2 其中，所述第一段的第一压缩能具有大于或等于3500J/m且小于或等于3700J/m 的值， 2 2 其中，所述第二段的第二压缩能具有大于或等于7350J/m且小于或等于7550J/m 的值， 其中，所述第一表面处的压缩应力在780MPa至820MPa的范围内，以及 其中，所述第一压缩深度在110μm至120μm的范围内。 4 4 CN 113003945 A 说明书 1/22页 玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置 [0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求于2019年12月20日提交的第10‑2019‑0171428号韩国专利申请的优先 权以及从其获得的所有权益，该韩国专利申请的内容通过引用整体并入本文。 技术领域 [0003] 本公开涉及玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置。 背景技术 [0004] 玻璃制品广泛地用于包括显示装置的电子装置或建筑材料中。更具体地，玻璃制 品应用于诸如液晶显示器(“LCD”)、有机发光显示器(“OLED”)和电泳显示器(“EPD”)的平板 显示装置的基板或者应用于用于保护被其覆盖的元件的覆盖窗。 发明内容 [0005] 随着包括玻璃制品的便携式电子装置(诸如智能电话和平板个人电脑(“PC”))已 变得更广泛地被使用，这种玻璃制品可能经常暴露于外部冲击。相应地，期望开发一种玻璃 制品，其对于便携性而言是薄的并且能够承受外部冲击。已经尝试通过热强化或化学强化 来改善玻璃制品的强度，但是期望更精确的应力分布管理以满足客户需求。 [0006] 本公开的实施方式提供一种包括通过精确的应力分布而具有高强度的玻璃制品 的显示装置。 [0007] 玻璃制品的实施方式包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、从第一表面延 伸到距第一表面的第一压缩深度处的点的第一压缩区、从第二表面延伸到距第二表面的第 二压缩深度处的点的第二压缩区以及布置在第一压缩区与第二压缩区之间的拉伸区。在这 种实施方式中，第一压缩区的应力分布包括位于第一表面与第一过渡点之间的第一段以及 位于第一过渡点与第一压缩深度处的点之间的第二段，其中，从第一表面到第一过渡点的 深度在约8.1微米(μm)至约9.5μm的范围内，其中，第一过渡点处的应力大于或等于约197兆 帕(MPa)，以及其中，在深度方向上距第一表面50μm的点处的应力大于或等于约75MPa。 [0008] 显示装置的实施方式包括：包含多个像素的显示面板、布置在显示面板上方的覆 盖窗以及布置在显示面板与覆盖窗之间的光学透明接合层。在这种实施方式中，覆盖窗包 括第一表面、与第一表面相对的第二表面、从第一表面延伸到距第一表面的第一压缩深度 处的点的第一压缩区、从第二表面延伸到距第二表面的第二压缩深度处的点的第二压缩区 以及布置在第一压缩区与第二压缩区之间的拉伸区。在这种实施方式中，第一压缩区的应 力分布包括位于第一表面与第一过渡点之间的第一段以及位于第一过渡点与第一压缩深 度处的点之间的第二段，其中，从第一表面到第一过渡点的深度在约8.1μm至约9.5μm的范 围内，其中，第一过渡点处的应力大于或等于约197MPa，以及其中，在深度方向上距第一表 面约50μm的点处的应力大于或等于约75MPa。 [0009] 根据玻璃制品和包括玻璃制品的显示装置的实施方式，玻璃制品可通过精确地控 5 5 CN 113003945 A 说明书 2/22页 制应力分布而具有高强度，使得玻璃制品不容易因外部冲击而破裂。 附图说明 [0010] 通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述和其它特征将变 得更加明确，在附图中： [0011] 图1为根据各种实施方式的玻璃制品的透视图； [0012] 图2是示出其中玻璃制品应用于显示装置的覆盖窗的示例性实施方式的剖面图； [0013] 图3是根据示例性实施方式的具有平坦板状的玻璃制品的剖面图； [0014] 图4是示出根据示例性实施方式的用于制造玻璃制品的方法的步骤的流程图； [0015] 图5是示意性地示出图4的从切割步骤到强化之后的表面抛光步骤的处理的图； [0016] 图6是示出根据示例性实施方式的离子交换处理的示意图； [0017] 图7是示出根据示例性实施方式的玻璃制品的应力分布的曲线的第一压缩区的附近的放大曲线的应力分布近似成的直线是示出根据第一过渡点的各种应力深度比的应力分布的示意图； [0021] 图11是示出在第一过渡点的相同应力深度比下具有各种压缩能的应力分布的示 意图； [0022] 图12是解释每个区的应力能的应力分布曲线是示出样品组A、样品组B和样品组C的厚度方向上的每个位置处的应力的曲 线是示出样品组B的临界划痕载荷测量实验的结果的照片； [0025] 图15是示出样品组C的临界划痕载荷测量实验的结果的照片；以及 [0026] 图16是示出用于模型跌落实验的模型的透视图。 具体实施方式 [0027] 现在在下文中将参照示出了本发明的各种实施方式的附图，对本发明进行更加全 面的描述。然而，本发明可以不同的形式实施，并且不应被解释为受限于本文中所阐述的实 施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人 员全面地传达本发明的范围。 [0028] 也将理解的是，当层被称为在另一层或基板“上”时，该层可直接在另一层或基板 上，或者也可存在有中间层。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，则不存在中间 元件。 [0029] 将理解的是，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、 部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术 语仅用于将一个元件、部件、区、层或者部分与另一元件、部件、区、层或者部分区分开。因 此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可被称为第二元件、部件、区、层或部分，而不 背离本文中的教导。 [0030] 本文中使用的措辞仅用于描述特定实施方式的目的，并不旨在进行限制。除非上 下文中另有明确指示，否则如本文中所使用的“一(a)”、“一(an)”、“该(the)”和“至少一个” 6 6 CN 113003945 A 说明书 3/22页 不表示数量的限制，并且旨在包括单数和复数两者。例如，除非上下文中另有明确指出，否 则“一元件”与“至少一个元件”具有相同的含义。“至少一个”不应被解释为限制“一(a)”或 者“一(an)”。“或者”意味着“和/或”。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关所列项目中 的一个或多个项目的任何和所有组合。还将理解的是，术语“包括(comprise)”和/或“包括 (comprising)”或者“包含(include)”和/或“包含(including)”在本说明书中使用时，指定 存在所述及的特征、区、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个 其它特征、区、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组。 [0031] 为了描述的容易，可在本文中使用空间关系术语，诸如“在……之下”、“在……下 面”、“下部的”、“在…上面”、“上部的”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与另一(多 个)元件或另一(多个)特征的关系。将理解的是，空间关系术语旨在涵盖装置在使用或操作 中的除图中描绘的方位以外的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他 元件或特征“下面”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上面”。因此，示例性术 语“在……下面”可包括上和下两个方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或位于其他 方位)，并且相应地解释本文中所使用的空间关系描述词。 [0032] 在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的部件。 [0033] 如本文所使用的，术语“玻璃制品”是指完全或部分由玻璃制成的制品。 [0034] 考虑到所讨论的测量和与具体量的测量相关的误差(即，测量系统的制约)，本文 所使用的“约”或者“近似”包括所述及的值，并且意味着在由本领域普通技术人员确定的针 对具体值的偏差的可接受范围内。例如，“约”可以意味着在一个或者多个标准偏差内或者 所述及的值的±30％、±20％、±10％或±5％内。 [0035] 除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本 公开所属于的领域中的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。将进一步理解的是， 术语，诸如在常用词典中定义的那些术语，应被解释为具有与它们在相关领域的背景以及 本公开中的含义一致的含义，并且除非本文中明确进行如此限定，否则将不在理想的或过 于刻板的意义上进行解释。 [0036] 本文参考作为理想化实施方式的示意图示的剖面图示来描述示例性实施方式。这 样，由于例如制造技术和/或公差导致的图示形状的变化将被预期。因此，本文描述的实施 方式不应被解释为限于本文所示出的区的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏 差。例如，示出或描述为平坦的区通常可具有粗糙和/或非线性特征。此外，示出的锐角可以 是圆角的。因此，图中所示的区本质上是示意性的，并且它们的形状并不旨在示出区的精确 形状，并不旨在限制权利要求的范围。 [0037] 在下文中，将参照附图对本公开的示例性实施方式进行详细描述。 [0038] 图1为根据各种实施方式的玻璃制品的透视图。 [0039] 玻璃制品可在诸如平板个人电脑(“PC”)、膝上型电脑、智能电话、电子书、电视和 PC监视器等包括显示面板的电子装置以及包括显示屏的冰箱和洗衣机中被用作用于保护 显示面板的覆盖窗、用于显示面板的基板、用于触摸面板的基板、诸如导光板的光学构件 等。玻璃制品也可被采用作为用于车辆的仪表板的覆盖玻璃、用于太阳能电池的覆盖玻璃、 用于建筑材料的内部材料、用于建筑物和房屋的窗等。 [0040] 一些玻璃制品期望具有高强度。在一个实施方式中，例如，在玻璃制品被采用为窗 7 7 CN 113003945 A 说明书 4/22页 的情况下，窗被期望具有小的厚度以具有高透射率和轻重量，并且也期望具有高强度，使得 窗不易被外部冲击破坏。强化玻璃可通过例如化学强化或热强化来制造。具有各种形状的 强化玻璃制品的各种实施方式如图1中所示。 [0041] 参照图1，在示例性实施方式中，玻璃制品100可具有平坦片状或平坦板状。在可替 代示例性实施方式中，玻璃制品101、102或103可具有包括弯曲部的三维形状。在一个示例 性实施方式中，例如，玻璃制品的平坦部的边缘可被弯曲(例如，玻璃制品101)，或者玻璃制 品的平坦部可被整个弯折(例如，玻璃制品102)或折叠(例如，玻璃制品103)。 [0042] 在示例性实施方式中，玻璃制品100至103的平面形状可为矩形，但不限于此。可替 代地，玻璃制品100的平面形状可具有诸如具有圆拐角的矩形、正方形、圆形和椭圆形等各 种形状中的一种。在下文中，为了描述的便利，将对玻璃制品100具有的形状为具有矩形平 面形状的平坦板状的示例性实施方式进行详细描述，但是本公开不限于此。 [0043] 图2是示出玻璃制品应用于显示装置的覆盖窗的示例性实施方式的剖面图。 [0044] 参照图2，显示装置500的示例性实施方式可包括显示面板200、布置在显示面板 200上并且用作覆盖窗的玻璃制品100、以及布置在显示面板200与玻璃制品100之间以将显 示面板200和玻璃制品100彼此接合的光学透明接合层300。 [0045] 在这种实施方式中，显示面板200不仅可包括诸如有机发光显示(“OLED”)面板、无 机电致发光(“EL”)显示面板、量子点(“QED”)显示面板、微型发光显示(“微型LED”)面板、纳 米发光显示(“纳米LED”)面板、等离子体显示面板(“PDP”)、场发射显示(“FED”)面板和阴极 射线管(“CRT”)显示面板的自发光显示面板，而且还可包括诸如液晶显示(LCD)面板和电泳 显示(EPD)面板的光接收显示面板。 [0046] 显示面板200包括多个像素PX，并且可通过使用从每个像素PX发射的光来显示图 像。显示装置500还可包括触摸构件(未示出)。在示例性实施方式中，触摸构件可嵌入在显 示面板200中。在一个示例性实施方式中，例如，触摸构件直接形成在显示面板200的显示构 件上，使得显示面板200自身可执行触摸功能。在可替代的示例性实施方式中，触摸构件可 与显示面板200分开制造，并且然后通过光学透明接合层附接到显示面板200的顶表面。 [0047] 玻璃制品100布置在显示面板200上方以保护显示面板200。在示例性实施方式中， 玻璃制品100在尺寸上大于显示面板200，使得其侧表面SS(图1中所示)可从显示面板200的 侧表面向外突出，但其不限于此。显示装置500还可包括在玻璃制品100的边缘部处布置在 玻璃制品100的至少一个表面上的印刷层(未示出)。印刷层可防止显示装置500的边框区域 从外部可见，并且可执行装饰功能。 [0048] 光学透明接合层300布置在显示面板200与玻璃制品100之间。光学透明接合层300 用于将玻璃制品100固定到显示面板200上。光学透明接合层300可包括光学透明粘合剂 (“OCA”)、光学透明树脂(“OCR”)等。 [0049] 在下文中，将对强化玻璃制品100进行更详细的描述。 [0050] 图3是根据示例性实施方式的具有平坦板状的玻璃制品的剖面图。 [0051] 参照图3，玻璃制品100的示例性实施方式可包括第一表面US、第二表面RS和侧表 面。在具有平坦板状的玻璃制品100中，第一表面US和第二表面RS为具有大面积的主表面， 并且侧表面是将第一表面US与第二表面RS连接的外表面。 [0052] 第一表面US和第二表面RS在厚度方向上彼此相对。在示例性实施方式中，在玻璃 8 8 CN 113003945 A 说明书 5/22页 制品100用于以与显示器的覆盖窗相同的方式透射光的情况下，光可主要入射在第一表面 US和第二表面RS中的一个上并且穿过另一个。 [0053] 玻璃制品100的厚度t限定为第一表面US与第二表面RS之间的距离。玻璃制品100 的厚度t可在从约0.1毫米(mm)至约2mm的范围内，但不限于此。在一个示例性实施方式中， 例如，玻璃制品100的厚度t可为约0.8mm或更小。在可替代的示例性实施方式中，玻璃制品 100的厚度t可为约0.75mm或更小。在另一可替代的示例性实施方式中，玻璃制品100的厚度 t可为约0.7mm或更小。在又一可替代的示例性实施方式中，玻璃制品100的厚度t可为约 0.6mm或更小。在又一可替代的示例性实施方式中，玻璃制品100的厚度t可为约0.65mm或更 小。在又一可替代的示例性实施方式中，玻璃制品100的厚度t可为约0.5mm或更小。在又一 可替代的示例性实施方式中，玻璃制品100的厚度t可为约0.3mm或更小。在一些示例性实施 方式中，玻璃制品100的厚度t可在从约0.6mm至约0.8mm的范围内或在从约0.69mm至约 0.71mm的范围内。玻璃制品100可具有均匀的厚度t，但不限于此，并且对于每个区可具有不 同的厚度t。在下文中，为了描述的便利，将对玻璃制品100具有约0.70mm的厚度的示例性实 施方式进行详细描述，但是本公开不限于此。 [0054] 玻璃制品100可被强化以在其中具有预定的应力分布。与强化之前的玻璃制品100 相比，强化玻璃制品100更有效地防止因外部冲击而导致的裂纹的产生、裂纹的扩展、破裂 等。通过强化处理强化的玻璃制品100可对于每个区具有不同的应力。在一个示例性实施方 式中，例如，施加有压缩应力的压缩区CSR1和CSR2可布置在玻璃制品100的表面附近(即，在 第一表面US和第二表面RS附近)，并且施加有拉伸应力的拉伸区CTR可布置在玻璃制品100 内部。压缩区CSR1和CSR2与拉伸区CTR之间的边界可具有零的应力值。压缩区CSR1和CSR2中 的一个内的压缩应力可根据位置(即，距表面的深度)而在其应力值上变化。另外，拉伸区 CTR可根据距表面US、RS的深度而具有不同的应力值。 [0055] 玻璃制品100中的压缩区CSR1和CSR2的位置、压缩区CSR1和CSR2中的应力分布、压 缩区CSR1和CSR2的压缩能、拉伸区CTR的拉伸能等对玻璃制品100的机械性能(诸如表面强 度)具有很大影响，这将在后面进行更详细的描述。 [0056] 图4是示出根据示例性实施方式的用于制造玻璃制品的方法的流程图。图5是示意 性地示出图4的从切割处理到强化之后的表面抛光处理的各处理的图。 [0057] 参照图4和图5，用于制造强化玻璃制品100的方法的示例性实施方式可包括：模制 步骤(或处理)S11、切割步骤S12、侧面抛光步骤S13、强化之前的表面抛光步骤S14(或第一 表面抛光步骤)、强化步骤S15和强化之后的表面抛光步骤S16(或第二表面抛光步骤)。 [0058] 模制步骤S11可包括制备玻璃组合物并且模制玻璃组合物。 [0059] 玻璃组合物可包括选自本领域已知的各种组合物中的至少一种材料。在示例性实 施方式中，玻璃组合物可包括包含铝硅酸锂的锂‑氧化铝‑硅(“LAS”)玻璃陶瓷。在一个示例 性实施方式中，例如，玻璃组合物可包含50至80mol％的SiO 、1至30mol％的Al O 、0至 2 2 3 5mol％的B O 、0至4mol％的PO 、3至20mol％的Li O、0至20mol％的Na O、0至10mol％的K O、 2 3 2 5 2 2 2 3至20mol％的MgO、0至20mol％的CaO、0至20mol％的SrO、0至15mol％的BaO、0至10mol％的 ZnO、0至1mol％的TiO和0至8mol％的ZrO 。 2 2 [0060] 如本文中所使用的术语“含量为0mol％”意味着其实质上不包含对应的组分。如本 文所使用的术语“(组合物)实质上不包括(某种组分)”意味着无意将某种组分包括在原材 9 9 CN 113003945 A 说明书 6/22页 料等中，并且包括例如不可避免地包含微量(例如，0.1mol％或更小)杂质的情况。 [0061] 在下文中，将更详细地描述玻璃组合物的每种组分。在玻璃组合物的实施方式中， SiO 构成玻璃的骨架，可增加化学耐久性，并且可用于减少在玻璃表面上产生划痕(压痕) 2 时裂纹的出现。在实施方式中，可包含50mol％或更大量的SiO 以改善化学耐久性。在实施 2 方式中，为了充分的熔融性，玻璃组合物中可包含80mol％或更少的SiO 。 2 [0062] Al O 用于改善玻璃的耐破损性。即，Al O 可用于当玻璃破裂时产生较少数量的碎 2 3 2 3 片。另外，AlO 可用作在化学强化期间改善离子交换性能并且在强化之后增加表面压缩应 2 3 力的活性组分。在实施方式中，Al O 的含量为1mol％或更多，从而可有效地执行上述功能。 2 3 在实施方式中，AlO 的含量可为30mol％或更少以保持玻璃的耐酸性和熔融性。 2 3 [0063] B O 增强玻璃的耐崩裂性并且改善玻璃的熔融性。在实施方式中，B O 可被省略 2 3 2 3 (或包含0mol％的量)。可替代地，可包含0.5mol％或更大量的BO 以改善玻璃的熔融性。在 2 3 这种实施方式中，可包含5mol％或更少的BO 以抑制熔融期间条纹的产生。 2 3 [0064] P O 改善离子交换性能和耐崩裂性。在实施方式中，PO 可被省略(0mol％)。可替 2 5 2 5 代地，可包含0.5mol％或更大量的P O 以有效地执行上述功能。在这种实施方式中，可包含 2 5 4mol％或更少的量的PO 以防止耐破损性和耐酸性的显著降低。 2 5 [0065] Li O用于通过离子交换形成表面压缩应力。玻璃表面附近的锂离子可通过离子交 2 换处理与钠离子等交换。LiO也可用于改善玻璃的耐破损性。用于有效离子交换的LiO的含 2 2 量为3mol％或更多，并且就耐酸性而言，LiO的含量可为20mol％或更少。 2 [0066] Na O用于通过离子交换形成表面压缩应力，并且改善玻璃的熔融性。玻璃表面附 2 近的钠离子可通过离子交换处理与钾离子等交换。在实施方式中，Na O可被省略。可替代 2 地，可包含1mol％或更大量的NaO以有效地执行上述作用。如果仅进行锂离子和钠离子交 2 换处理并且不执行钾离子交换处理，则Na O的含量可为8mol％或更少以用于平滑的锂离子 2 和钠离子交换。如果也执行钾离子交换处理，则可使用较大量的Na O。然而，还在这种情况 2 下，为了有效的耐酸性，Na O的含量可为20mol％或更少。 2 [0067] K O改善离子交换性能并且与耐破损性相关联。在实施方式中，K O可被省略。可替 2 2 代地，可包含0.5mol％或更大量的K O以改善离子交换性能。在这种实施方式中，K O的含量 2 2 可为10mol％或更少以防止耐破损性的过度降低。 [0068] MgO用于增加化学强化玻璃的表面压缩应力并且改善耐破损性。在实施方式中， MgO的含量为3mol％或更多以有效地增加化学强化玻璃的表面压缩应力并且改善耐破损 性。在这种实施方式中，MgO的含量可为20mol％或更低以减少玻璃熔融期间失透的产生。 [0069] CaO用于改善玻璃的熔融性和耐破损性。在实施方式中，CaO可被省略。可替代地， 可包含0.5mol％或更多的含量的CaO以有效地改善玻璃的熔融性和耐破损性。如果CaO的含 量过高，则离子交换性能可能劣化。相应地，在这种实施方式中，CaO的含量可为20mol％或 更少。 [0070] 与CaO相似地，SrO用于改善玻璃的熔融性和耐破损性。在实施方式中，SrO可被省 略。可替代地，可包含0.5mol％或更多的含量的SrO以有效地改善玻璃的熔融性和耐破损 性。如果SrO的含量过高，则离子交换性能可能劣化。相应地，在这种实施方式中，SrO的含量 可为20mol％或更少。 [0071] BaO用于改善玻璃的熔融性和耐破损性。在实施方式中，BaO可被省略。可替代地， 10 10 CN 113003945 A 说明书 7/22页 可包含0.5mol％或更多含量的BaO以有效地改善玻璃的熔融性和耐破损性。在这种实施方 式中，可包含15mol％或更少的量的BaO以防止离子交换性能的过度降低。 [0072] ZnO用于改善玻璃的熔融性。在实施方式中，ZnO可被省略。可替代地，可包含 0.25mol％或更多含量的ZnO以显著地展现出改善熔融性的效果。在这种实施方式中，ZnO的 含量可以是10mol％或更少以防止耐候性的降低。 [0073] TiO 改善化学强化玻璃的耐破损性。在实施方式中，TiO 可被省略。可替代地，可包 2 2 含0.1mol％或更高含量的TiO 以显著地展现出改善耐破损性的效果。在这种实施方式中， 2 TiO 的含量可为1mol％或更少以防止熔融期间的失透。 2 [0074] ZrO 可增加由于离子交换而引起的表面压缩应力，并且改善玻璃的耐破损性。在 2 实施方式中，ZrO 可被省略。可替代地，可包含0.5mol％或更高含量的ZrO 以有效地增加由 2 2 于离子交换而引起的表面压缩应力并且有效地改善玻璃的耐破损性。在这种实施方式中， 可包含8mol％或更少的量的ZrO 以抑制熔融期间的失透。 2 [0075] 除了上述组分以外，玻璃组合物还可包含诸如YO 、LaO 、NbO 、TaO 和Gd O 的组 2 3 2 3 2 5 2 5 2 3 分。玻璃制品100的组合物可通过模制处理、离子交换处理等来改变，这将在后面描述。 [0076] 玻璃制品100的组合物和组成比可考虑成品强化玻璃的应变点来确定。通常，玻璃 14.5 的粘度随温度而变化，并且玻璃具有约10 泊的粘度时的温度定义为应变点。随着应变点 增加，玻璃的耐划性得到改善。然而，如果应变点过度增加，则玻璃制品100的弹性降低，这 在产品一致性方面可能是不期望的。根据实验结果，当玻璃制品100的应变点在530℃至540 ℃的范围内时，其可具有足够的耐划性和确保产品一致性的适当的弹性。应变点可通过玻 璃制品100的组分和组成比来调节。在实施方式中，可在模制步骤S11中调节玻璃制品100的 组分和组成比以满足上述范围的应变点。 [0077] 上述的玻璃组合物可通过本领域已知的各种方法中的至少一种来模制成平板玻 璃形状。在一个示例性实施方式中，例如，玻璃组合物可通过浮法工艺、熔融拉伸工艺、狭缝 拉伸工艺等来模制。 [0078] 模制成平坦板状的玻璃可通过切割步骤S12来切割。模制成平坦板状的玻璃可具 有与最终玻璃制品100的尺寸不同的尺寸。在一个示例性实施方式中，例如，可执行玻璃模 制以形成大面积基板，作为包括多个玻璃制品100的母基板玻璃10a，如图5中所示。母基板 玻璃10a可被切割成多个单元玻璃10以生产多个玻璃制品100。在一个示例性实施方式中， 例如，在最终玻璃制品100具有约6英寸的尺寸的情况下，玻璃可被模制成具有几倍至几百 倍的尺寸(例如，120英寸)，并且然后被切割。相应地，在这种实施方式中，一次可获得模制 成平坦板状的20个玻璃制品，使得与分开模制单独的玻璃制品100的情况相比，可提高处理 效率。在示例性实施方式中，当模制与一个玻璃制品100的尺寸对应的玻璃时，如果最终玻 璃制品100具有各种平面形状，则最终玻璃制品100可通过切割处理制造成期望的形状。 [0079] 母基板玻璃10a的切割可使用切割刀20、切割轮、激光等来执行。 [0080] 在示例性实施方式中，玻璃的切割步骤S12可在玻璃的强化步骤S15之前执行。母 基板玻璃10a可被强化一次，并且然后切割成最终玻璃制品100的尺寸。然而，在这种情况 下，切割表面(例如，玻璃的侧表面)可处于非强化状态。相应地，可以期望在切割完成之后 执行强化步骤S15。 [0081] 在玻璃的切割步骤S12和强化步骤S15之间，可执行强化之前的抛光步骤。抛光步 11 11 CN 113003945 A 说明书 8/22页 骤可包括侧面抛光步骤S13和强化之前的表面抛光步骤S14。在示例性实施方式中，在首先 执行侧面抛光步骤S13之后，可执行强化之前的表面抛光步骤S14，但是可修改或颠倒抛光 的顺序。 [0082] 侧面抛光步骤S13为对经切割的玻璃10的侧表面进行抛光的步骤。在侧面抛光步 骤S13中，玻璃10的侧表面被抛光成具有平滑的表面。在这种实施方式中，玻璃10的每个侧 表面可通过侧面抛光步骤S13而具有均匀(例如，平坦或平滑)的表面。在这种实施方式中， 经切割的玻璃10可包括一个或多个切割表面。在一些经切割的玻璃10中，四个侧表面中的 两个侧表面可为切割表面。在一些其它经切割的玻璃10中，四个侧表面中的三个侧表面可 为切割表面。在一些其它经切割的玻璃10中，四个侧表面中的全部可为切割表面。当侧表面 为切割表面时，其可具有与未切割的表面的表面粗糙度不同的表面粗糙度。另外，甚至切割 表面可具有彼此不同的表面粗糙度。因此，在这种实施方式中，通过侧面抛光步骤S13抛光 每个侧面，每个侧表面可具有均匀的表面粗糙度等。在这种实施方式中，可通过侧面抛光步 骤S13去除可能在侧表面上出现的小裂纹。 [0083] 可对多个经切割的玻璃10同时执行侧面抛光步骤S13。在示例性实施方式中，如图 5中所示，可在多个经切割的玻璃10被堆叠的状态下同时抛光堆叠的玻璃10。 [0084] 侧面抛光步骤S13可使用抛光设备30通过机械抛光方法或化学机械抛光方法来执 行。在示例性实施方式中，可同时抛光经切割的玻璃10的两个相对侧表面，并且然后可同时 抛光其它两个相对侧表面，但是本公开不限于此。 [0085] 可执行强化之前的表面抛光步骤S14以使得每个玻璃10具有均匀的表面。强化之 前的表面抛光步骤S14可针对每个经切割的玻璃10分开执行。然而，当化学机械抛光设备40 与玻璃10相比足够大时，多个玻璃10可被水平地排列，并且然后可同时执行表面抛光。 [0086] 强化之前的表面抛光步骤S14可通过化学机械抛光来执行。在示例性实施方式中， 使用化学机械抛光设备40和抛光浆料来抛光经切割的玻璃10的第一表面和第二表面。第一 表面和第二表面可同时抛光。可替代地，可首先抛光第一表面和第二表面中的一个表面，并 且然后可抛光第一表面和第二表面中的另一个表面。 [0087] 在强化之前的表面抛光步骤S14之后，执行强化步骤S15。强化步骤S15可包括化学 强化和/或热强化。在玻璃10具有2mm或更小(例如，约0.75mm或更小)的较薄厚度的示例性 实施方式中，可应用化学强化方法以用于精确的应力分布控制。在下文中，为了描述的便 利，将对化学强化方法应用于玻璃10的强化步骤S15的示例性实施方式进行详细描述，但不 限于此。 [0088] 化学强化可通过离子交换处理来执行。离子交换处理是使玻璃10中的离子与其它 离子进行交换的处理。通过执行离子交换处理，玻璃10的表面处或附近的离子可被具有相 同化合价或氧化态的较大离子取代或与其交换。在一个示例性实施方式中，例如，在玻璃10 包含诸如Li+、Na+、K+和Rb+的一价碱金属的情况下，表面上的一价阳离子可被具有较大离 子半径的Na+、K+、Rb+或Cs+离子取代。在下文中将参照图6对离子交换处理进行更详细的描 述。 [0089] 图6是示出根据示例性实施方式的离子交换处理的示意图。图6示出了玻璃内部的 钠离子与钾离子交换的情况。 [0090] 参照图6，当包含钠离子的玻璃通过例如将玻璃浸入包含硝酸钾的熔融盐浴中而 12 12 CN 113003945 A 说明书 9/22页 暴露于钾离子时，玻璃中的钠离子被释放到外部并且钾离子可取代钠离子。交换后的钾离 子产生压缩应力，因为钾离子具有比钠离子大的离子半径。交换后的钾离子的量越大，压缩 应力变得更大。由于离子交换是通过玻璃的表面产生的，因此玻璃表面上的钾离子的量最 大。尽管交换后的钾离子中的一些可扩散到玻璃中以增加压缩区的深度(即，压缩深度)，但 是交换后的钾离子的量通常可随着远离表面而减少。因此，玻璃可具有在表面上具有最大 压缩应力并且朝向内部减小的应力分布。然而，示例性实施方式不限于此。应力分布可根据 离子交换处理的温度、时间、次数、热处理的存在与否等来修改。 [0091] 返回参照图4和图5，离子交换处理可执行两次或更多次。在一个示例性实施方式 中，例如，离子交换处理可包括初次离子交换处理S51和二次离子交换处理S52。初次离子交 换处理S51和二次离子交换处理S52可分别在不同的浴51和52中执行。初次离子交换处理 S51和二次离子交换处理S52中的每个可对多个玻璃10同时执行。即，通过将多个玻璃10浸 入单个浴51或52中，可对多个玻璃10同时执行离子交换处理。稍后将对离子交换处理进行 更详细的描述。 [0092] 在强化步骤S15之后，选择性地，还可执行强化之后的表面抛光步骤S16。强化之后 的表面抛光步骤S16可去除强化玻璃10的表面上的细小裂纹并且控制强化玻璃10的第一表 面和第二表面的压缩应力。在一个示例性实施方式中，例如，通过使玻璃组合物流入锡浴中 来执行作为用于制造玻璃板的方法中的一种的浮法。在这种实施方式中，玻璃板的与锡浴 接触的表面可具有不同于不与锡浴接触的表面的组合物。结果，在玻璃10的强化步骤S15之 后，在与锡浴接触的表面与不与锡浴接触的表面之间可能产生压缩应力的偏差。在这种实 施方式中，可通过经由抛光将玻璃10的表面去除到适当的厚度来减小接触表面和非接触表 面之间的压缩应力的偏差。 [0093] 强化之后的表面抛光步骤S16可通过化学机械抛光方法来执行。在示例性实施方 式中，作为待处理的玻璃10的强化玻璃10的第一表面和第二表面使用化学机械抛光设备60 和抛光浆料来抛光。在示例性实施方式中，抛光厚度可例如在约100nm至约1000nm的范围 内，但不限于此。第一表面和第二表面的抛光厚度可彼此相同，或可替代地，可彼此不同。 [0094] 虽未在图中示出，但是在强化之后的表面抛光步骤S16之后，可根据需要进一步执 行形状加工处理。在生产如图1中所示的具有三维形状的玻璃制品101、102或103的示例性 实施方式中，可在完成强化之后的表面抛光步骤S16之后执行三维加工处理。 [0095] 在这种实施方式中，如上所述，成品玻璃制品100具有在约530℃至约540℃的温度 范围内的应变点，并因此可具有高耐划性。 [0096] 在下文中，将对强化玻璃制品100的应力分布进行详细描述。 [0097] 图7是示出根据示例性实施方式的玻璃制品的应力分布的曲线的曲线图 中，X轴表示玻璃制品100的厚度方向。在图7中，压缩应力具有正值，而拉伸应力具有负值。 在本文中，压缩应力/拉伸应力的大小是指应力的绝对值的大小，而不管其符号或类型如 何。 [0098] 参照图7，玻璃制品100的示例性实施方式包括第一压缩区CSR1和第二压缩区 CSR2，第一压缩区CSR1从第一表面US延伸(或扩展)到距第一表面US的第一压缩深度DOC1处 的点，第二压缩区CSR2从第二表面RS延伸(或扩展)到距第二表面RS的第二压缩深度DOC2处 的点。拉伸区CTR布置在第一压缩深度DOC1与第二压缩深度DOC2之间。玻璃制品100中的整 13 13 CN 113003945 A 说明书 10/22页 体应力分布可在第一表面US和第二表面RS的两个区之间相对于厚度t的方向上的假想中心 线中示出，但是在这种实施方式中，可将压缩区和拉伸区布置在玻璃制 品100的相对的侧表面之间。 [0099] 第一压缩区CSR1和第二压缩区CSR2耐外部冲击以防止玻璃制品100的裂纹或破裂 的发生。随着第一压缩区CSR1的最大压缩应力CS1和第二压缩区CSR2的最大压缩应力CS2变 得更大，玻璃制品100的强度通常增加。由于通常通过玻璃制品100的表面传输外部冲击，因 此就耐久性而言，期望的是在玻璃制品100的表面处具有最大压缩应力CS1和CS2。相应地， 在示例性实施方式中，第一压缩区CSR1和第二压缩区CSR2的压缩应力可在表面处最大，并 且通常朝向内部减小。 [0100] 第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2抑制了形成在第一表面US和第二表面RS 中的裂纹或凹槽扩展到玻璃制品100内部的拉伸区CTR。随着第一压缩深度DOC1和第二压缩 深度DOC2变大，能够更有效地防止裂纹等的扩展。与第一压缩深度DOC1和第二压缩深度 DOC2对应的点对应于第一压缩区CSR1和第二压缩区CSR2与拉伸区CTR之间的边界，并且具 有零的应力值。 [0101] 在整个玻璃制品100中，拉伸区CTR的拉伸应力可与第一压缩区CSR1和第二压缩区 CSR2的压缩应力平衡。即，玻璃制品100中的总压缩应力(即，压缩能)可与玻璃制品100中的 总拉伸应力(即，拉伸能)相同。在玻璃制品100中在厚度t方向上具有恒定宽度的一个区中 累积的应力能可计算为应力分布的积分值。在具有厚度t的玻璃制品100中的应力分布表示 为函数f(x)的情况下，可获得以下关系表达式。 [0102] [数学表达式1] [0103] [0104] 玻璃制品100中的拉伸应力的大小越大，则当玻璃制品100破裂时碎片越有可能被 剧烈释放，并且玻璃制品100从内部破裂的可能性越大。满足玻璃制品100的脆性标准的最 大拉伸应力可满足但不限于以下关系： [0105] [数学表达式2]CT1≤‑38.7×ln(t)+48.2 [0106] 在一个示例性实施方式中，最大拉伸应力CT 可为约80兆帕(MPa)或更小，例如，约 1 45MPa或更小。可期望约60MPa或更大的最大拉伸应力CT 以改善诸如强度的机械性能。在示 1 例性实施方式中，最大拉伸应力CT 可大于或等于约65MPa并且小于或等于约75MPa，但不限 1 于此。 [0107] 玻璃制品100的最大拉伸应力CT 通常可位于玻璃制品100的厚度t方向上的中心 1 部处。例如，玻璃制品100的最大拉伸应力CT 可位于约0.4t至约0.6t的范围内或约0.45t至 1 约0.55t的范围内的深度处，或者约0.5t的深度处。此处，t表示玻璃制品100的厚度。 [0108] 在示例性实施方式中，压缩应力和第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2可具有 较大的值以增加玻璃制品100的强度。然而，随着压缩能增加，拉伸能也增加，并且最大拉伸 应力CT 会增加。相应地，在这种实施方式中，期望以使得最大压缩应力CS1和CS2以及第一 1 压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2具有较大的值而压缩能变得较小的方式来调节应力分 布，以在具有高强度的同时满足脆性要求。相应地，在示例性实施方式中，第一压缩区CSR1 14 14 CN 113003945 A 说明书 11/22页 和第二压缩区CSR2中的每个可包括应力分布的斜率突然变化的第一过渡点TP1和第二过渡 点TP2。应力分布的形状(特别是，压缩区中的应力分布的形状)可通过调节初次离子交换处 理和二次离子交换处理的处理条件来精确地控制。 [0109] 在下文中，将参照图6和图7对压缩区的应力分布进行详细描述。为了描述的便利， 由于第一压缩区CSR1和第二压缩区CSR2在应力分布中彼此对称，因此将主要对第一压缩区 CSR1的应力分布进行详细描述，并且将省略或简化第二压缩区CSR2的应力分布的任何重复 的详细描述。 [0110] 图8是图7的第一压缩区附近的放大曲线的应力分布所 近似成的直线中的应力分布具有负斜率并且通常随着其从第一 表面US前进到第一压缩深度DOC1而减小。第一压缩区CSR1中的应力分布包括斜率突然变化 的至少一个第一过渡点TP1(或拐点)。 [0112] 第一过渡点TP1位于第一表面US与第一压缩深度DOC1之间。应力分布可基于第一 过渡点TP1而被划分为第一段SG1和第二段SG2。即，应力分布可包括从第一表面US延伸到第 一过渡点TP1的第一段SG1和从第一过渡点TP1延伸到第一压缩深度DOC1的第二段SG2。 [0113] 如图9中所示，第一段SG1和第二段SG2可通过渗透的离子的类型来划分。在一个示 例性实施方式中，例如，钾离子可仅渗透到与第一表面US相对靠近地定位的第一段SG1的深 度区段(或某一深度处的点)，并且实质上不会渗透到在第一压缩区CSR1中相对靠内定位的 第二段SG2的深度区段中。在这种实施方式中，具有比钾离子小的离子尺寸的钠离子不仅可 渗透到第一段SG1的深度区段中，而且可渗透到第二段SG2的深度区段中。 [0114] 第一压缩区CSR1中与第一表面US相对靠近地定位的第一段SG1的应力可主要由钾 离子的密度确定。在这种实施方式中，如上所述，第一段SG1的区段还可包括钠离子，但是该 对应区段的应力可主要取决于具有较大离子尺寸的钾离子的密度。在第一段SG1的深度区 段中，钾离子的密度越大，应力变得越高，并且应力分布可实质上近似于钾离子的密度分 布。第一过渡点TP1可对应于钾离子的最大渗透深度。 [0115] 关于第一压缩区CSR1靠内定位的第二段SG2的应力可主要由钠离子的密度确定。 即，在第二段SG2的深度区段中，钠离子的密度越大，应力变得越高，并且应力分布可实质上 近似于钠离子的密度分布。第一压缩深度DOC1可实质上对应于钠离子的最大渗透深度。 [0116] 第一段SG1可实质上近似于在对应区段中连接第一过渡点TP1的坐标和第一表面 US的坐标的第一直线可在以X轴指示深度并且以Y轴指示应力的坐标平面中 表示为下面的数学表达式3中的第一函数： [0117] [数学表达式3]y＝m1x+a [0118] 在数学表达式3中，m 表示第一直线的第一斜率，并且a是表示第一表面US处的 1 压缩应力的y轴截距。 [0119] 第二段SG2可实质上近似于在对应区段中连接第一过渡点TP1的坐标和具有零的 应力值的第一压缩深度DOC1的坐标的第二直线可在以X轴指示深度并且以Y 轴指示应力的坐标平面中表示为下面的数学表达式4中的第二函数： [0120] [数学表达式4]y＝m2x+b [0121] 在数学表达式4中，m 表示第二段SG2的平均斜率，其为第二直线页 表示y轴截距，并且‑b/m 是表示第一压缩深度DOC1的x轴截距。 2 [0122] 拉伸区CTR的与第一压缩区CSR1相邻的一些区段可具有与第二直线一致的应力 分布。 [0123] 在以上函数中，第一斜率m 和第二斜率m 中的每个具有负值，并且第一直线 一斜率m 的绝对值大于第二直线的第二斜率m的绝对值。第一段SG1可实质上具有第一斜 1 2 率m ，并且第二段SG2可实质上具有第二斜率m 。 1 2 [0124] 应力分布的斜率(或梯度)在第一过渡点TP1处突然变化。第一过渡点TP1位于第一 直线和第二直线彼此相交的点处，但是实际应力分布中的第二段SG2和第一段SG1在实 际应力分布弯折的第一过渡点TP1周围具有拐点。应力分布可在第一过渡点TP1处具有第三 斜率m ，并且第三斜率m可被计算为应力分布在第一过渡点TP1处的切线 率m 可近似于连接第一段SG1的与第一过渡点TP1相邻的一个点和第二段SG2的一个点的直 3 线的斜率。第一过渡点TP1处的切线可表示为在以下数学表达式5中的第三函数： [0125] [数学表达式5]y＝mx+c 3 [0126] 第三斜率m 具有负值，并且第三斜率m 的绝对值可小于第一斜率m 的绝对值并且 3 3 1 大于第二斜率m 的绝对值。 2 [0127] 在示例性实施方式中，第三函数的第三斜率m 的绝对值可在约9MPa/μm至约 3 12MPa/μm的范围内。在可替代的示例性实施方式中，第三函数的第三斜率m 的绝对值可在 3 约10MPa/μm至约11MPa/μm的范围内。在示例性实施方式中，第三函数的y轴截距可在约 270MPa至约300MPa的范围内。在一个示例性实施方式中，例如，m 可为约‑10.249MPa/μm，并 3 且c可为约292.5MPa。当第三函数的第三斜率m 和y轴截距分别在上述范围内时，第一过渡 3 点TP1的压缩能的大小和应力深度比CDR可在稍后描述的期望范围内。 [0128] 在示例性实施方式中，具有彼此不同的斜率的第一段SG1和第二段SG2可通过多个 离子交换处理来来生成。第二段SG2可通过初次离子交换处理生成，并且第一段SG1可通过 二次离子交换处理生成。 [0129] 在这种实施方式中，初次离子交换处理是向玻璃赋予第一压缩深度DOC1和第二压 缩深度DOC2的处理，并且通常可通过将玻璃暴露于包含钠离子的单一熔融盐或包含钾离子 和钠离子的混合熔融盐中来执行。在一个示例性实施方式中，例如，对于初次离子交换处 理，将玻璃浸入含有包含硝酸钠的单一熔融盐或混合有硝酸钾和硝酸钠的混合熔融盐的第 一浴51(参见图5)中。在使用混合熔融盐的可替代的示例性实施方式中，第一浴中硝酸钾和 硝酸钠的含量可彼此相似。在一个示例性实施方式中，例如，硝酸钾与硝酸钠的盐比可在约 40：60至约60：40的范围内调节。在示例性实施方式中，初次离子交换处理的混合熔融盐中 硝酸钾与硝酸钠的盐比可为约50：50，但不限于此。 [0130] 初次离子交换处理可在比玻璃转变温度低了50℃的温度的±20℃的范围内的温 度下执行。在一个示例性实施方式中，例如，在玻璃转变温度为约580℃的情况下，初次离子 交换处理可在约500℃或更高的温度下执行。初次离子交换处理时间可在3小时至8小时的 范围内，但不限于此。 [0131] 通过初次离子交换处理，玻璃内部是小离子的锂离子/钠离子与熔融盐中比锂离 子/钠离子大的钠离子/钾离子交换，从而增加玻璃中钠离子和/或钾离子的浓度。由于向熔 融盐提供来自玻璃的锂离子，因此除了钠离子和钾离子以外，初次离子交换处理之后的第 16 16 CN 113003945 A 说明书 13/22页 一浴的熔融盐还可包含锂离子。 [0132] 在初次离子交换处理之后且二次离子交换处理之前，还可执行应力消除处理(或 退火处理)。应力消除处理可在约500℃或更高的温度下执行达1小时至3小时。应力消除处 理可减小最大压缩应力，并且允许钠离子(和/或钾离子)扩散到玻璃中以增加压缩深度。应 力消除处理可在空气或液体中执行。可替代地，应力消除处理可被省略。 [0133] 一旦完成初次离子交换处理(如果附加地执行应力消除处理，则在应力消除处理 完成时)，在玻璃制品100中生成与第二直线对应的应力分布。即，混合熔融盐的钠离子 和/或钾离子被交换从而渗透到玻璃中，并且然后在深度方向上扩散。钠离子通常扩散到第 一压缩深度DOC1以形成从第一表面US到第一压缩深度DOC1的具有压缩应力的第一压缩区 CSR1。即，第一压缩深度DOC1由初次离子交换处理和/或应力消除处理确定。 [0134] 扩散离子的密度实质上与扩散距离成反比。由于钠离子和钾离子通过离子交换从 玻璃的表面进入玻璃并且在深度方向上扩散，因此钠离子和钾离子的浓度实质上趋于随着 其远离玻璃的第一表面US而线性地减小。结果，应力分布在玻璃的第一表面US1处具有最大 的应力，并且以与第二直线相同的方式在深度方向上减小。 [0135] 另外，离子的扩散程度与离子的尺寸成反比。换言之，随着离子的尺寸减小，离子 扩散更多。因此，当钠离子和钾离子均通过第一离子交换处理渗透到玻璃中时，具有相对小 尺寸的钠离子可更容易地扩散并且更深地渗透到玻璃制品100中。钠离子可扩散到第一压 缩深度DOC1，而钾离子可仅扩散到小于或等于第一过渡点TP1的深度。 [0136] 在这种实施方式中，如上所述，第一压缩深度DOC1与作为被离子交换的较小离子 的钠离子的最大扩散深度密切相关。第一压缩深度DOC1可与钠离子的最大扩散深度相同， 或者即使存在细微差异也可定位在其附近，并且通常与钠离子的最大扩散深度成比例。如 上所述，初次离子交换处理和/或应力消除处理是通过充分扩散形成预定的第一压缩深度 DOC1的处理，并且执行足够长的时间以允许离子被充分扩散。 [0137] 在这种实施方式中，随着执行更多的离子扩散，最大压缩应力CS1可变得更小。最 大压缩应力CS1随着离子密度的增加而增加。因此，如果相同量的离子进入到玻璃中，则扩 散变得更多，离子的密度越小，并且压缩应力变得更小。如上所述，由于初次离子交换处理 对增加第一表面US的最大压缩应力CS1具有局限性，因此在初次离子交换处理之后进一步 执行二次离子交换处理以形成更大的表面压缩应力。 [0138] 二次离子交换处理是增加最大压缩应力CS1的处理，并且通常通过将玻璃暴露于 包含钾离子的单一熔融盐或包含钾离子和钠离子的混合熔融盐来执行。在一个示例性实施 方式中，例如，对于二次离子交换处理，将经历了初次离子交换处理的玻璃浸入包含含有硝 酸钾的单一熔融盐或混合有硝酸钾和硝酸钠的混合熔融盐的第二浴52(参见图5)中。即使 当使用混合熔融盐时，也将盐比调节成使得渗透到玻璃中的主要离子是钾离子。即，第二浴 中硝酸钾的含量大于初次离子交换处理时的含量，并且此外，硝酸钾的浓度可大于硝酸钠 的浓度。在一个示例性实施方式中，例如，在第二浴中硝酸钾与硝酸钠的盐比可调节为在约 80：20至约98：2的范围内。在示例性实施方式中，二次离子交换处理的混合熔融盐中硝酸钾 与硝酸钠的盐比可为约92：8，但不限于此。 [0139] 二次离子交换处理可在比初次离子交换处理更低的温度和更短的时间内执行。在 一个示例性实施方式中，例如，二次离子交换处理可在约380℃至约460℃的温度范围内执 17 17 CN 113003945 A 说明书 14/22页 行1小时至3小时，或1.3小时至2小时。 [0140] 通过二次离子交换处理，第一表面US的浅深度区段中的压缩应力大幅增加。在示 例性实施方式中，在钾离子渗透到玻璃中的情况下，对应部分中的压缩应力由于钾离子具 有较大的尺寸而变大。渗透到玻璃中的钾离子在深度方向上扩散。与初次离子交换处理相 比，钾离子具有比钠离子更慢的扩散速率，并且二次离子交换处理的持续时间比初次离子 交换处理的持续时间短。相应地，通过二次离子交换处理扩散的钾离子的扩散深度可比在 第一压缩深度DOC1中的扩散深度小得多。如上所述，钾离子的最大扩散深度可等于或小于 第一过渡点TP1。 [0141] 由通过二次离子交换处理附加地渗透的钾离子形成的应力分布具有与第一直线的形状实质上相同的形状。第一表面US的最大压缩应力CS1通过二次离子交换处理而增 加，而钾离子的渗透深度(或第一过渡点TP1)小于第一压缩深度DOC1。因此，第一直线的 第一斜率m 的绝对值大于第二直线的第二斜率m 的绝对值。即，压缩应力分布可在玻璃制 1 2 品100的表面附近具有陡峭的斜率，并且朝向玻璃制品100的内部变得缓和。 [0142] 如上所述的第一压缩区CSR1中的应力分布可具有至少三个主要特征点。 [0143] 第一特征点对应于第二直线的y轴截距并且位于第一表面US上。第二特征点对 应于第一直线的x轴截距并且对应于第一压缩深度DOC1。第三特征点位于第一过渡点TP1 处。特征点的位置是实质上确定应力分布的因素。由于第一特征点与第三特征点之间的应 力分布近似于第一直线，并且第二特征点与第三特征点之间的应力分布近似于第二直线，因此当确定了第一特征点、第二特征点和第三特征点时，也可确定应力分布的形状。 [0144] 第一特征点是位于第一表面US上的点，并且具有0的x轴坐标值和与最大压缩应力 CS1对应的y轴坐标值。由第一特征点表示的最大压缩应力CS1与玻璃制品100的强度相关 联。在示例性实施方式中，可通过增加最大压缩应力CS1来有效地防止因外部冲击而导致的 裂纹的发生。最大压缩应力CS1主要由二次离子交换处理中交换的钾离子的量确定，并且与 离子交换之后的扩散程度有一定关系。 [0145] 在示例性实施方式中，最大压缩应力CS1可为约300MPa或更大。在示例性实施方式 中，例如，最大压缩应力CS1可为约350MPa或更大、约400MPa或更大、约450MPa或更大、或约 500MPa或更大。另外，最大压缩应力CS1可为约2000MPa或更小。在这种实施方式中，最大压 缩应力CS1可为约1800MPa或更小、约1500MPa或更小、或约1050MPa或更小。在一个示例性实 施方式中，例如，最大压缩应力CS1可在约780MPa至约820MPa的范围内。 [0146] 第二特征点是应力值为0的点，并且具有0的y轴坐标值和与第一压缩深度DOC1对 应的x轴坐标值。由第二特征点表示的第一压缩深度DOC1对应于玻璃制品100的第一压缩区 CSR1的尺寸(或宽度)。在示例性实施方式中，可通过增加第一压缩深度DOC1来有效地防止 裂纹扩展到拉伸区CTR。相应地，在示例性实施方式中，第一压缩深度DOC1(即，从第一表面 US到第一压缩深度DOC1的距离)可为约50微米(μm)或更大、约65μm或更大、约80μm或更大、 或约95μm或更大。然而，如果第一压缩深度DOC1过大，则压缩能和拉伸能可变得过大，这可 能导致无法满足脆性标准。相应地，在示例性实施方式中，第一压缩深度DOC1可为约250μm 或更小、约200μm或更小、约180μm或更小、约150μm或更小、或约135μm或更小。在一个示例性 实施方式中，例如，第一压缩深度DOC1可在约110μm至约120μm的范围内。 [0147] 第一压缩深度DOC1可主要通过初次离子交换处理和/或应力消除处理的温度和持 18 18 CN 113003945 A 说明书 15/22页 续时间来控制。 [0148] 在示例性实施方式中，第一压缩深度DOC1可为约0.1t或更大、约0.15t或更大、或 约0.18t或更大，其中玻璃的厚度为t。在这种实施方式中，第一压缩深度DOC1可为约0.25t 或更小、约0.23t或更小、或约0.2t或更小，其中玻璃的厚度为t。 [0149] 第三特征点位于预定深度处并且具有预定应力值。由第三特征点表示的第一过渡 点TP1主要与第一段SG1的第一斜率m 和第二段SG2的第二斜率m 相关联。第一斜率m 可通过 1 2 1 初次离子交换处理和应力消除处理的处理条件来确定，并且第二斜率m 可通过二次离子交 2 换处理的处理条件来确定。 [0150] 第一过渡点TP1的x轴坐标值(深度)具有介于0与第一压缩深度DOC1之间的值，并 且第一过渡点TP1的y轴坐标值(应力)具有介于0与最大压缩应力CS1之间的值。根据如上所 述的第一压缩深度DOC1和最大压缩应力CS1的实例，第一过渡点TP1的深度可在约0μm至约 9.0μm的范围内，并且第一过渡点TP1的应力可在约0MPa至约220MPa的范围内。第一过渡点 TP1的位置确定第一压缩区CSR1中的应力分布的大致形状。另外，第一过渡点TP1的位置确 定第一压缩区CSR1的面积，即，压缩能的大小。 [0151] 如果第一过渡点TP1的深度DOL_TP1过大，则生产成本会增加，压缩能的大小会过 大，或者诸如强度的机械性能会下降。如果第一过渡点TP1的深度DOL_TP1过小，则会减小能 够有效地防止因强烈冲击而导致的裂纹的扩展的区段。鉴于上述，第一过渡点TP1的深度 DOL_TP1可在约8.1μm至约9.5μm的范围内。 [0152] 第一过渡点TP1的深度DOL_TP1与第一压缩深度DOC1的比可在约0.065至约0.095 的范围内或者在约0.07至约0.08的范围内。相对于玻璃的厚度t，第一过渡点TP1的深度 DOL_TP1可在约0.010t至约0.015t的范围内或者在约0.011t至约0.014t的范围内。 [0153] 第一过渡点TP1的应力CS_TP1可为约150MPa或更大、约180MPa或更大、或约197MPa 或更大。另外，第一过渡点TP1的应力CS_TP1可为约250MPa或更小、约230MPa或更小、或约 207MPa或更小。如果第一过渡点TP1的应力CS_TP1过大，则压缩能增加或第一过渡点TP1的 深度DOL_TP1变小，使得可能无法有效地防止裂纹的扩展。如果第一过渡点TP1的应力CS_ TP1过小，则强度可能变得过小。相应地，在示例性实施方式中，第一过渡点TP1的应力CS_ TP1可在约150MPa至约250MPa的范围内。在这种实施方式中，第一过渡点TP1的应力CS_TP1 可在约180MPa至约230MPa的范围内。在这种实施方式中，第一过渡点TP1的应力CS_TP1可在 约197MPa至约207MPa的范围内。第一过渡点TP1的应力CS_TP1可在最大压缩应力CS1的约 0.220倍至约0.260倍的范围内，或者在最大压缩应力CS1的约0.230倍至约0.255倍的范围 内。 [0154] 除了第一过渡点TP1的深度DOL_TP1和应力CS_TP1以外，第一过渡点TP1的应力CS_ TP1与深度DOL_TP1的比(在下文中称为应力深度比CDR)是确定应力分布中的每个段SG1、 SG2的压缩能(即，通过对每个段进行积分而获得的值)的比时的主要因素。 [0155] 如图8中所示，应力分布在防裂点P50处具有防裂应力CS_50。在示例性实施方式 中，防裂点P50可为位于距第一表面US约50μm的深度处的点，并且防裂应力CS_50在将在后 面描述的实验例3的模型跌落实验中对玻璃的临界跌落高度具有显著影响。作为实验结果， 在实验例3的模型跌落实验的各样品中产生的裂纹深度具有约50μm的中值。稍后将参照实 验例3的模型跌落实验对防裂应力CS_50对临界跌落高度的这种影响进行更详细的描述。 19 19 CN 113003945 A 说明书 16/22页 [0156] 防裂点P50的防裂应力CS_50可具有大于零且小于第一过渡点TP1的应力CS_TP1的 值，但不限于此。在示例性实施方式中，防裂应力CS_50可具有约55MPa或更大的值、约65MPa 或更大的值、或约75MPa或更大的值。在这种实施方式中，防裂应力CS_50可为约100MPa或更 低、约90MPa或更低、或约80MPa或更低。在一个示例性实施方式中，例如，防裂应力CS_50可 具有在约55MPa至约100MPa的范围内的值。在这种实施方式中，防裂应力CS_50可具有在约 65MPa至约90MPa的范围内的值。在这种实施方式中，防裂应力CS_50可具有在75MPa至80MPa 的范围内的值，但是不限于此。 [0157] 图9中所示的应力分布在连接第二段SG2的第一过渡点TP1的坐标和第一压缩深度 DOC1的坐标的第二直线上，可具有定位在距第一表面US 50μm的深度(DOL_50)处的近似 防裂点P50。在近似防裂点P50处的应力可为近似防裂应力CS_50。近似防裂应力CS_50 可具有大于防裂应力CS_50且小于第一过渡点TP1的应力CS_TP1的值。在示例性实施方式 中，近似防裂应力CS_50可具有在约80MPa至约170MPa的范围内的值。在一个实施方式中， 例如，近似防裂应力CS_50可具有在约100MPa至约150MPa的范围内的值。在一个示例性实 施方式中，例如，近似防裂应力CS_50可具有在约120MPa至约130MPa的范围内的值，但不限 于此。 [0158] 另外，图9中所示的应力分布可具有限定为近似防裂应力CS_50与防裂应力CS_50 之间的差值的防裂应力间隙ΔCS_50。在示例性实施方式中，防裂应力间隙ΔCS_50可具有 在约30MPa至约70MPa的范围内的值。在一个示例性实施方式中，例如，防裂应力间隙ΔCS_ 50可具有在约40MPa至约60MPa的范围内的值。在一个示例性实施方式中，例如，防裂应力间 隙ΔCS_50可具有在约45MPa至约55MPa的范围内的值，但不限于此。 [0159] 图10是示出根据第一过渡点的各种应力深度比的应力分布的示意图。 [0160] 参照图8、图9和图10，随着第一过渡点TP1的应力深度比CDR增加，第一过渡点TP1 的深度DOL_TP1相对减小，并且第一过渡点TP1的应力CS_TP1相对增加。此外，随着第一过渡 点TP1的应力深度比CDR增加，第一段SG1的第一压缩能(或表面压缩能)相对减小，但是第二 段SG2的第二压缩能(或内部压缩能)相对增加。另一方面，当第一过渡点TP1的应力深度比 CDR减小时，展现出相反的趋势。 [0161] 根据图10中所示的实验结果，当第一过渡点TP1的深度DOL_TP1在约8.0μm至约9.0 μm的范围内，并且第一过渡点TP1的应力CS_TP1在约180MPa至约210MPa的范围内时，随着第 一过渡点TP1的应力深度比CDR增加，诸如强度的机械性能得到改善。如果第一过渡点TP1的 应力深度比CDR为约20MPa/μm或更大，则在玻璃冲击测试(“GIT”)中可展现出显著的强度改 善效果。另一方面，当第一过渡点TP1的应力深度比CDR过大时，第一过渡点TP1的深度DOL_ TP1变小并且与第一段SG1对应的区段变得过窄。由于难以精确地形成应力分布，因此可能 存在很多产品之间的偏差。另外，如果第一过渡点TP1的应力深度比CDR过大，则可减小能够 有效地防止因强烈冲击而导致的裂纹的扩展的区段，并且第二压缩能可被进一步增加从而 过度增加总压缩能和拉伸能。相应地，在示例性实施方式中，第一过渡点TP1的应力深度比 CDR可调节为小于或等于25MPa/μm。在示例性实施方式中，如上所述，在第一过渡点TP1的应 力深度比CDR在约20MPa/μm至约25MPa/μm的范围内的情况下，第二压缩能大于第一压缩能 并且可为第一压缩能的约2至5倍或约3至4倍。 [0162] 图11是示出在第一过渡点的相同应力深度比下具有各种压缩能的应力分布的示 20 20 CN 113003945 A 说明书 17/22页 意图。 [0163] 参照图8至图11，即使在作为第一特征点的最大压缩应力CS1和作为第二特征点的 第一压缩深度DOC1是固定的并且与第三特征点对应的第一过渡点TP1的应力深度比CDR具 有特定值的情况下，也可由第一过渡点TP1的实际坐标来改变压缩能和拉伸能。如果在保持 应力深度比CDR的同时第一过渡点TP1的应力CS_TP1和深度DOL_TP1均增加，则应力分布被 定位在相对上部处，并因此，曲线图下方的面积增加，使得压缩能和拉伸能增加。压缩能的 某种增加可改善机械性能。例如，当通过将第一压缩区CSR1的第一压缩能和第二压缩能相 2 加而获得的总压缩能为约8000焦耳每平方米(J/m)或更大时，在玻璃冲击测试中具有改善 机械性能的效果。然而，拉伸能的过度增加可能导致无法满足玻璃制品100的脆性标准。相 应地，在示例性实施方式中，通过将第一压缩区CSR1的第一压缩能和第二压缩能相加而获 2 得的总压缩能可具有约12000J/m 或更小的值。 [0164] 关于第二压缩能，能够改善机械性能并且满足脆性标准的第二压缩能的范围可在 2 2 2 约5500J/m 至约8500J/m 的范围内。在示例性实施方式中，第二压缩能可在约7000J/m至约 2 2 8000J/m 的范围内。在一个示例性实施方式中，例如，第二压缩能可在约7250J/m 至约 2 7750J/m 的范围内。 [0165] 此外，关于第一压缩能，能够改善机械性能并且满足脆性标准的第一压缩能的范 2 2 围可在约3200J/m至约4000J/m 的范围内。在示例性实施方式中，第一压缩能可在约3400J/ 2 2 2 m 至约3800J/m 的范围内。在一个示例性实施方式中，例如，第一压缩能可在约3500J/m至 2 约3700J/m 的范围内。 [0166] 在示例性实施方式中，第一压缩区CSR1的压缩能(即，第一压缩能与第二压缩能之 2 2 和)可在约8700J/m 至约12500J/m 的范围内。在一个示例性实施方式中，例如，第一压缩区 2 2 CSR1的压缩能可在约10500J/m 至约11500J/m 的范围内。 [0167] 拉伸能是第一压缩区CSR1的压缩能与第二压缩区CSR2的压缩能之和，并且等于每 2 个压缩区的压缩能的两倍。因此，考虑到机械性能和脆性标准，拉伸能可在16000J/m 至 2 24000J/m 的范围内。 [0168] 本文中描述的压缩应力、第一压缩深度DOC1、拉伸应力、第一过渡点TP1等可通过 表面应力计和/或散射光光弹性应力计来测量。 [0169] 具体地，与最大压缩应力CS1和第一过渡点TP1相关联的第一段SG1可通过诸如由 折原工业株式会社(Orihara  Industrial Co.,Ltd)(日本)制造的FSM‑6000的表面应力计 来测量。表面应力计可测量玻璃制品100中钾离子的密度。因此，应力分布的第一段SG1可通 过测量从玻璃制品100的第一表面US到作为钾离子的最大渗透深度的第一过渡点TP1的钾 离子的密度来估算。 [0170] 拉伸应力可通过诸如由折原工业株式会社制造的SLP‑1000的散射光光弹性应力 计来测量。散射光光弹性应力计可使用激光和散射光光弹性分析技术来测量玻璃制品100 内部的应力，并且主要用于测量拉伸区CTR的拉伸应力。拉伸应力在玻璃制品100的中心处 最大，并且当其到达第一压缩深度DOC1时具有零的应力值。因此，由散射光光弹性应力计测 量的应力值为零的点可被估算为第一压缩深度DOC1，并且可通过从第一压缩深度DOC1到第 一过渡点TP1的连接来估算第二段SG2。 [0171] 然而，测量应力分布的方法不限于上述方法，而是可通过使用本领域已知的各种 21 21 CN 113003945 A 说明书 18/22页 其它设备和方法中的至少一种来测量应力分布。 [0172] 在下文中，将参照图12至图15通过生产例和实验例对示例性实施方式进行更详细 的描述。 [0173] 图12是解释每个区的应力能的应力分布曲线，应力分布曲线图下方的面积可意味着对应区的应力能的大小。在示例 性实施方式。开云体育 开云平台开云体育 开云平台开云体育 开云平台

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