具有化学预应力衬底和补偿层的玻璃件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及包括由玻璃构成的薄的板状或片状衬底的玻璃件，其具有至少 一个化学预应力的并且对平面度和平整度具有非常高要求的层。此外，本发明涉及一种用 于制造这种玻璃件的方法。
【背景技术】
[0002] 包括由玻璃构成的薄的板状或片状衬底，即包括所谓的薄玻璃衬底，并具有至少 一个功能层的玻璃件如今作为保护玻璃或覆盖玻璃具有多种应用。例如这种玻璃件作为智 能电话或平板电脑的玻璃罩具有多种应用。对这种玻璃件或薄玻璃衬底提出的例如在平面 度或平整度方面的要求已经非常高并不断增高。
[0003] 除了要求玻璃件具有尽可能小变形的要求以外还具有其他要求，例如要求尽可能 大的硬度，从而抵抗可能在表面产生的刮痕，或者也要求尽可能减少衬底上的干扰性反射。 因此对薄玻璃衬底进行预应力，从而提高表面的机械稳定性，并且通常设置额外的层，这些 层具有特定的功能，例如抗反射性能。
[0004] 这种薄玻璃衬底通常由薄的玻璃带制成，借助合适的分离方法由玻璃带分离出衬 底。这种薄玻璃带则能够以浮法制造，其中将液态的玻璃熔体导入锡浴中，在该锡浴中玻璃 熔体进行伸展并随后能够完全连续地被拉出。
[0005] 如果拉出非常薄的玻璃带，其大致适合于薄玻璃衬底的制造，那么这种制造工艺 由于不同的介质而已经会导致具有不同内应力的不同玻璃表面，其中玻璃带的上侧和下侧 与这些介质接触。这可能导致薄玻璃衬底的不期望的变形。
[0006] 对于作为保护玻璃和覆盖玻璃的使用来说通常对玻璃进行所谓的预应力，从而提 高耐冲击强度和抗弯曲强度。除了一般更偏向用于较厚玻璃衬底的热学预应力之外，对于 较薄的玻璃衬底通常进行化学预应力，这除了使表面具有较高强度以外还改善了耐刮性。 例如在文献DE 102012213071 A1中描述了薄玻璃衬底的化学预应力。在化学预应力中通 常在衬底的接近表面的区域中生成压应力。
[0007] 对具有不同内应力的表面的化学预应力可能导致玻璃衬底中的应力不对称，因为 在玻璃衬底上作用有不同强度的力。由此通常会出现玻璃衬底，特别是薄玻璃衬底的变形， 该变形会影响薄玻璃作为智能电话或平板电脑的覆盖玻璃的使用或者明显降低生产率，因 为只有少部分制得的薄玻璃衬底能够进行使用。
[0008] 因此，对于玻璃件通常也使用两种玻璃：强烈化学预应力的覆盖玻璃以及用来施 加电子构件的另一玻璃衬底。然而，这由于增大的材料消耗而认为是不利的。此外还已知 衬底的额外再加工，例如抛光，以减少变形。这也归入为麻烦的并且成本增高。
[0009] 如果这样化学预应力的薄玻璃衬底额外还设有一个例如抗反射涂层的层，那么更 加增大变形的风险，因为在玻璃衬底上作用有额外的力。因而，特别是机械稳定的层，即所 谓的硬质材料层或耐磨损保护层会导致特别强烈的变形，因为这些层为了具有大的效果而 通常在层中具有高的内应力。类似地，当薄玻璃衬底设有抗反射涂层时也具有这样的问题。 因此几乎不可能生成化学预应力的、具有功能层的薄玻璃衬底，其同时具有足够高的平面 度和平整度。
【发明内容】
[0010] 因此，本发明的目的在于，提供一种具有化学预应力的衬底的玻璃件及其制造方 法，该衬底具有至少一个硬质抗反射涂层或透明的硬质材料层，这种玻璃件能够满足对平 面度和平整度的非常高的要求。
[0011] 令人惊讶地，通过根据独立权利要求中任一项的玻璃件或其制造方法简单地实现 了该目的。本发明的优选的实施方式和扩展方案从各个从属权利要求得出。
[0012] 因此，本发明涉及一种具有化学预应力的衬底的玻璃件，其具有硬质抗反射层 系统和与之相对的层，其中衬底具有2mm或以下的厚度并且在至少一个方向中具有至少 100mm的长度，并且其中在第一表面上的硬质抗反射层系统具有至少两个层，这至少两个层 的折射率不同。额外地或替换硬质抗反射层系统可以设置透明的硬质材料层。
[0013] 接下来根据作为涂层的硬质抗反射层系统来说明本发明。但是额外地或替换该硬 质抗反射层系统也可以分别设置一个透明的硬质材料层。该透明的硬质材料层可以分别为 单层或多层的。
[0014] 此外该玻璃件的特征在于，与硬质抗反射层相对的层为施加在相对的衬底表面上 的、用于减少衬底变形的至少一个补偿层，从而在对角线长度上沿着衬底表面的对角线测 量的平整度（弯曲度）的最大偏差小于300 μ m，优选小于200 μ m，并且非常特别优选小于 100 μ m〇
[0015] 本发明还涉及一种玻璃件，其满足对表面几何结构，特别是对平面度和平整度的 非常高的要求。在此衬底还包括至少一个施加在至少一个表面上的、形成为补偿层的层，从 而减少或者理想地完全补偿变形，例如生产造成的衬底变形。通过该补偿层至少能够这样 减少衬底的变形，即使得衬底的变形处在规定的公差内。
[0016] 换句话说，该玻璃件或衬底由于根据本发明的补偿层而满足了对于作为智能电话 或触摸板的覆盖玻璃应用的严格要求，该补偿层减少了衬底的变形，使得在施加补偿层之 后衬底的变形处在规定的公差范围内或者理想地完全补偿了变形。
[0017] 在此衬底的特征在于两个表面及其厚度，这两个表面相对立并且通过衬底的两个 较长侧面来确定，其厚度垂直于表面延伸。在此，表面的形状通常为矩形。在此，根据本发 明的衬底的表面在至少一个方向上的长度为至少100mm，优选120mm，并且特别优选140mm， 从而能够用于智能电话显示屏的常规尺寸，该尺寸通常在4英寸（1英寸=2. 54cm)的范围 内，优选为至少5英寸，并且特别优选为至少6英寸。因此该玻璃件也可以特别有利地用作 智能电话常规尺寸的保护玻璃或覆盖玻璃。
[0018] 非常薄的衬底由于可能通过制造方法引起的在材料中的内应力而容易变形。由此 可能出现衬底的表面与理想表面几何结构的偏差，从而衬底的表面几何结构处在计划应用 的公差以外。因此衬底和/或由其制成的玻璃件由于其变形而不适合于进一步的应用，例 如作为智能电话或触摸板的覆盖玻璃。在此，薄的衬底可能具有相应小的厚度，该厚度可以 小于2mm，有利地小于1mm，优选等于或小于700 μ m。
[0019] 相应地，根据本发明的玻璃件具有非常高的平面度(Pktmntrlt)，通常也称为平面 性对此在本发明的意义中理解为，玻璃件在无负荷的状态下放置在平整的、 理想为平面的底板上并且仅受到地球吸引力，这样的玻璃件具有的几何形状中玻璃件的开 放表面与理想平面的面几乎没有或者理想地完全没有偏差，该理想平面的面与玻璃件的表 面平行地或者平面平行地延伸。
[0020] 换句话说，根据本发明的衬底放置在理想平面的底板上，其中衬底是完全平面的， 即，衬底的特定区域没有局部地抬升或者仅在规定公差范围内抬升。
[0021] 相应地，处在玻璃件的背离底板的表面上的所有点都在规定的公差范围内。因此， 高的平面度理解为各点在衬底或玻璃件的表面上的空间布置，这些点的空间布置与理想平 面的面之间不会超过规定的间距，该理想平面的面平行于衬底或玻璃件的表面。
[0022] 表面上的各点与理想平面的面的偏差也称为与平整度（弯曲度）的偏差。平整度 可以沿着表面上的对角线测量。该测量优选根据多个沿对角线间隔狭小的测量点而进行， 其中表面上的测量点与理想平面的面之间的尺度间隔分别平行于表面而确定。在此，在对 角线长上，即在对角线的长度上进行测量。
[0023] 已令人惊讶地示出，薄衬底的表面几何结构的质量能够通过施加补偿层而显著提 高，该薄衬底已经由于生产而造成表面几何结构的变形，即具有平面度的偏差。
[0024] 根据本发明，通过衬底的内应力造成的并且导致衬底变形的力通过由于补偿层的 内应力造成的、抵抗衬底上述力的力而减小并且理想地完全抵消，从而减少变形并且在理 想情况下完全消除变形。
[0025] 由于生产造成的内应力以及因而在衬底中的不同应力状态例如可能导致，如果将 衬底放置在平整的底板上，则衬底的中间区域会从底板抬升。