Large format chemically toughened ultrathin glass articles and method of manufacturing same

Novel support structures for large format ultrathin glass articles minimize imprint formation during chemical toughening, enhancing optical performance and stability for applications like foldable displays.

WO2026060640A1PCT designated stage Publication Date: 2026-03-26SCHOTT AG +1
View PDF 5 Cites 0 Cited by

Patent Information

Authority / Receiving Office
WO · WO
Patent Type
Applications
Current Assignee / Owner
Filing Date
2024-09-20
Publication Date
2026-03-26

AI Technical Summary

Technical Problem

Large format ultrathin glass articles (UTG) with thicknesses of 100 μm or below face instability during chemical toughening, leading to sagging, collapse, and the formation of optical defects such as imprints due to insufficient support and salt residue accumulation, which are unsuitable for applications like foldable displays.

Method used

A chemically toughened glass article with a thickness of at most 100 μm and a combined surface area of at least 300 cm², featuring a ratio of squared article thickness to the square root of the combined surface area of at most 200 μm²/cm², and a ratio of combined surface area to total imprint area of at least 250, supported by novel holders with reduced contact points and sporadic contact with protrusions to minimize imprint formation.

Benefits of technology

The solution effectively reduces the number and area of optical defects, ensuring high optical performance and stability suitable for foldable and flexible applications like displays and optical components.

✦ Generated by Eureka AI based on patent content.

Smart Images

  • Figure CN2024120045_26032026_PF_FP_ABST
    Figure CN2024120045_26032026_PF_FP_ABST
Patent Text Reader

Abstract

The present disclosure relates to large format chemically toughened glass articles and to a method of manufacturing thereof. The disclosure also relates to a device for chemically tough-ening large format glass articles.
Need to check novelty before this filing date? Find Prior Art

Description

Large format chemically toughened ultrathin glass articles and method of manufacturing same

[0001] The present disclosure relates to large format chemically toughened ultrathin glass articles and to a method of manufacturing thereof. The disclosure also relates to a device for chemically toughening large format ultrathin glass articles.

[0002] Background of the Disclosure

[0003] Due to its low thickness of 100 μm or below, ultrathin glass (UTG) can be bent or even folded. It therefore opens the door to realize foldable displays with a glass cover without a hinge between the two (or more) non-folding display sections. To prevent UTG from breaking under folding conditions or impact, such glasses –similar to rigid cover glasses –need to be chemically toughened.

[0004] During the chemical toughening process, glasses are usually placed into holders or baskets, that allow toughening of multiple glass articles at the same time, hold the glass articles in place during submersion into the molten salt solution and prevent them from sticking to each other. For larger UTG formats however, such conventional baskets are not suitable. Due to its low in-herent stability, UTG, if only supported at the edges, tends to sag and collapse with increasing surface weight. Hence, additional supports are needed to keep larger sheets stable and upright. In addition, due to salt residue accumulations forming at the contact points at the sides and bot-tom of conventional baskets, that solidify upon cooling (for example when the basket is lifted from the solution) , tensions can build at the edges and lead to breakage of the thin glasses.

[0005] An option to stabilize larger format UTG sheets is to use toughening baskets that offer a support of the glasses in the main surface areas, for example baskets with wires that run across the glass main surfaces from one edge to the other. However, such holders come with the disad-vantage that the wires can lead to shielding effects during the chemical toughening due to insuf-ficient convection in these areas. In addition, when lifted from the molten salt bath, salt residues can accumulate at these wires and leave (additional) optical defects and surface / toughening in-homogeneities on the glass surface when the UTG sheets collapse against the wires. These in-homogeneities generated during the chemical toughening process in the molten salt bath or thereafter upon lifting therefrom are visible under appropriate illumination and can be quantified with WLI (White Light Interferometry) or can also be measured as inhomogeneous ion-profiles (for example with ToF-SIMS (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) ) . Such inhomoge- neities (also called imperfections or imprints) are disadvantageous or even inacceptable, in par-ticular for display applications because they are optically disturbing.

[0006] Thus, there is a need for large format chemically toughened ultrathin glass articles with im-proved optical performance. The present disclosure provides such articles based on newly de-veloped holders and baskets that enable for the first time chemically toughening of large format UTG articles without generation of imprints or with substantially reduced generation thereof.

[0007] Brief Summary of the Disclosure

[0008] A first aspect of this disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first sur-face and a second surface,

[0009] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0010] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0011] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0012] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250.

[0013] An imprint is a local surface imperfection detectable by white light interferometry. In particular, imprints are local deformations (elevations or indentations) , wherein an indentation on one side is (usually) accompanied by an elevation on the opposite side -and vice versa. The glass thick-ness in the area of an imprint is therefore essentially unchanged compared to the adjacent area.

[0014] The glass article of the present disclosure is an UTG article having a thickness of at most 100 μm. Articles having such a low thickness have particularly low inherent stability and therefore tend to sag and collapse during chemical toughening when not supported sufficiently.

[0015] The tendency to sag and collapse increases with the size of the format of the glass article. The glass article of the present disclosure has a large format. A measure of the format size is the combined surface area of first and second surface. The surface area of the first surface is deter-mined as the product of length times width of the article in case of rectangular articles. If the ar-ticle is round-shaped, the surface area of the first surface is determined as pi times r2, wherein r is the radius. The surface area of the second surface is equal to the surface area of the first sur-face. Therefore, the combined surface area of first and second surface is determined as length  times width times 2 in case of rectangular articles. Likewise, the combined surface area of first and second surface is determined as 2 times pi times r2 in case of round-shaped articles. For example, a rectangular article having a length of 20 cm and a width of 20 cm has a combined surface area of first and second surface of 2 times 20 cm times 20 cm, i.e. 800 cm2. The lower limit of 300 cm2 of the articles of the disclosure may for example correspond to an article having a length of 15 cm and a width of 10 cm.

[0016] The glass article of the disclosure has a particularly high tendency to sag and collapse during chemical toughening because it does not only have a thickness of at most 100 μm and a large format of at least 300 cm2 of the combined surface area of first and second surface but addition-ally also a ratio of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and second surface of at most 200 μm2 / cm. This parameter directs the disclosures to-wards articles having particularly low thickness and / or particularly large format, and therefore particularly low inherent stability. For example, an article having a thickness of 100 μm and a combined surface area of first and second surface of 300 cm2, has a ratio of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and second surface of about 577 μm2 / cm. If an article has a thickness of 100 μm and a combined surface area of first and second surface of 2500 cm2, the ratio of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and second surface is 200 μm2 / cm.

[0017] Despite the inherent instability of the glass article due to the combination of its low thickness and large format and despite of the resulting need for additional support during chemical tough-ening, the present disclosure provides an article that is characterized by a low proportion of total imprint area compared to the combined surface area of first and second surface. In particular, the ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area is at least 250.

[0018] Imprints result from shielding or salt accumulation at the contact points between glass surface and the toughening basket. The present disclosure keeps such imperfection points at a mini-mum and results in much smaller optical inhomogeneities when compared to toughening in con-ventional baskets, in particular because the number and geometric extent of the contact points is reduced. Moreover, the glass may only contact the protrusions on the support structures of the basket sporadically and may float freely between them which further reduces the impact of the contact on the surface homogeneity upon chemical toughening.

[0019] Imprints and the corresponding imprint area are determined by WLI (White Light Interferometry) , in particular using a white light interference microscope such as NexView (using 5.5x objective  at 0.5x image zoom, form remove plane) . The total imprint area is the sum of the area of all im-prints detected by WLI. Depending on the type of support applied during chemical toughening, the geometric appearance of the imprints may vary. For example, in case of wire-type supports, the resulting imprints may be line-shaped. In case of nose-type supports, the resulting imprints may rather be round-shaped. In case of line-shaped imprints, the imprint area of a particular im-print is determined by the product of “length times width” of the imprint. In case of round-shaped imprints, the imprint area of a particular imprint is determined as the product of “pi times r2” , wherein r is the radius of the imprint. The total imprint area is the sum of the area of all individ-ual imprints on the first and second surface of the article. For example, if there are two imprints on the first surface and two imprints on the second surface, and the area of each individual im-print is 1 mm2, then the total imprint area is 4 mm2.

[0020] The dimensions of an individual imprint (such as length and width in case of line-shaped im-prints, or the radius in case of round-shaped imprints) can be determined based on WLI images and surface profiles determined based thereupon. In particular, imprints can be detected visu-ally in WLI images, and surface profiles can be generated by plotting the WLI readout along suitable lines of interest through the imprints. This is explained with reference to Figure 9. An imprint is a deviation from the “normal surface level” defined as a best-fit plane through the 3D point data of the topology measurement. This plane is set to 0 nm. An imprint can be a positive deviation (elevation) or a negative deviation (indentation) in the surface profile. Only deviations having in case of round-shaped imprints a maximum height (absolute value) of at least 50 nm and in case of line-shaped imprints having a maximum height (absolute value) of at least 4 nm are counted as imprints. The borders of the imprints are set to be where the deviation from the normal surface level is 5%as compared to the maximum height of the deviation. For example, when the normal surface level is set to be 0 and an imprint has a maximum deviation from this level of 100 nm, the borders of the imprint area are defined by the positions where the deviation from 0 is equal to 5 nm. The distance of opposite positions deviating from the normal surface level by 5%of the maximum height of the deviation is for example the width or the diameter of the imprint, depending on the shape of the imprint.

[0021] A second aspect of this disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0022] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0023] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0024] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0025] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface.

[0026] The combined imprint density of first surface and second surface is determined by counting the total number of imprints on both first and second surface and dividing this number by the com-bined surface area of first surface and second surface. For example, a rectangular article hav-ing a length and a width of 40 cm each, has a combined surface area of 3200 cm2 of first and second surface. If such an article has 16 imprints on the first surface and 16 imprints on the second surface, the combined imprint density of first surface and second surface is 32 imprints per 3200 cm2 which is equal to 1 imprint per 100 cm2 combined surface area of first and second surface. The number of imprints can be determined based on the WLI data.

[0027] A third aspect of the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first sur-face and a second surface,

[0028] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0029] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0030] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm,

[0031] ● wherein the article has local surface imperfections (imprints) detectable by white light interferometry, wherein the imprints are present as elevations and indentations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the surface in the in-dentations is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations.

[0032] A fourth aspect of the disclosure relates to a device for chemically toughening a glass article, particularly for obtaining a chemically toughened glass article of the first, second and / or third as-pect, the device comprising support structures having a plurality of protrusions for contacting the glass article.

[0033] A fifth aspect of the disclosure relates to a method for chemically toughening a glass article, particularly a glass article of the first, second and / or third aspect, the method comprising the step of immersing the glass article in a molten salt bath. The glass article may in particular be in  a device of the third aspect during immersion.

[0034] A sixth aspect of the disclosure relates to the use of a chemically toughened glass article, in particular a glass article of the first, second and / or third aspect, in foldable, bendable or flexible glass applications, for example foldable or rollable tablets, laptops or displays with full-screen displays or rollable or foldable flatscreen TV-Sets or 10-fingers fingerprint / hand scanners or other optical components of the next generation.

[0035] Brief Description of the Figures

[0036] Figure 1 is a schematic drawing showing support structures with triangular-shaped protrusions.

[0037] Figure 2 is a schematic drawing showing support structures with needle-shaped protrusions.

[0038] Figure 3 is a schematic drawing showing support structures with cone-shaped protrusions.

[0039] Figure 4 is a schematic drawing showing support structures with various configurations of pro-trusions.

[0040] Figure 5 is a schematic drawing showing rotatable support structures with protrusions in various orientations.

[0041] Figure 6 is a schematic drawing showing rotatable support structures with protrusions in various orientations.

[0042] Figure 7 is a schematic drawing showing support structures with ring-shaped protrusions.

[0043] Figure 8 is a schematic drawing showing glass articles only contacting the protrusions on the support structures sporadically and floating freely between them.

[0044] Figure 9 shows WLI images of samples chemically toughened using a wire-type basket or using a nose-type basket.

[0045] Detailed Description of the Disclosure

[0046] Glass articles

[0047] Large format UTG

[0048] The glass articles of the various aspects of this disclosure have a first surface and a second surface. Unless otherwise indicated, the first and second surfaces are the two surfaces of the  article having the largest areas. The thickness of the article can be described as the distance between the first and second surface.

[0049] In some embodiments, the thickness of the article is in a range of from 10 to 100 μm, for exam-ple from 15 to 90 μm, from 20 to 80 μm, from 25 to 75 μm, from 30 to 70 μm, from 35 to 65 μm, from 40 to 60 μm, or from 45 to 55 μm. In some embodiments, the thickness of the article is at least 10 μm, for example at least 15 μm, at least 20 μm, at least 25 μm, at least 30 μm, at least 35 μm, at least 40 μm, or at least 45 μm. In some embodiments, the thickness of the article is at most 100 μm, for example at most 90 μm, at most 80 μm, at most 75 μm, at most 70 μm, at most 65 μm, at most 60 μm, or at most 55 μm.

[0050] The glass articles of the various aspects of this disclosure are large format glass articles. In some embodiments, the combined surface area of first and second surface is in a range of from 300 to 12500 cm2, for example from 400 to 9800 cm2, from 450 to 9000 cm2, from 500 to 8000 cm2, from 750 to 7500 cm2, from 1000 to 6000 cm2, from 1500 to 5000 cm2, from 2000 to 4500 cm2, or from 2500 to 4000 cm2. In some embodiments, the combined surface area of first and second surface is at least 300 cm2, for example at least 400 cm2, at least 450 cm2, at least 500 cm2, at least 750 cm2, at least 1000 cm2, at least 1500 cm2, at least 2000 cm2, or at least 2500 cm2. In some embodiments, the combined surface area of first and second surface is at most 12500 cm2, for example at most 9800 cm2, at most 9000 cm2, at most 8000 cm2, at most 7500 cm2, at most 6000 cm2, at most 5000 cm2, at most 4500 cm2, or at most 4000 cm2.

[0051] The glass articles of the various aspects of this disclosure are characterized by both a particular low thickness and a particular large format resulting in inherent instability and a need for further support during chemical toughening. A measure for the combination of particularly low thickness and particularly large format is the ratio of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and second surface. This ratio may also be referred to as ratio RTS (Ratio of the squared article Thickness to the square root of the combined Surface area of first and second surface) .

[0052] In some embodiments, the ratio RTS of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and second surface is in a range of from 1 to 200 μm2 / cm, for ex-ample from 2 to 180 μm2 / cm, from 5 to 150 μm2 / cm, from 10 to 125 μm2 / cm, from 15 to 100 μm2 / cm, from 20 to 75 μm2 / cm, or from 30 to 50 μm2 / cm. In some embodiments, the ratio RTS of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of first and sec-ond surface is at least 1 μm2 / cm, for example at least 2 μm2 / cm, at least 5 μm2 / cm, at least 10 μm2 / cm, at least 15 μm2 / cm, at least 20 μm2 / cm, or at least 30 μm2 / cm. In some embodiments, the ratio RTS of the squared article thickness to the square root of the combined surface area of  first and second surface is at most 200 μm2 / cm, for example at most 180 μm2 / cm, at most 150 μm2 / cm, at most 125 μm2 / cm, at most 100 μm2 / cm, at most 75 μm2 / cm, or at most 50 μm2 / cm.

[0053] Imprints

[0054] The glass articles of the various aspects of this disclosure are characterized by a particularly low number and / or area of imprints. The first aspect of this disclosure relates to glass articles having a particularly low area of imprints expressed as a high ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area. The second aspect of this disclosure relates to glass articles having a particularly low number of imprints expressed as a low com-bined imprint density of first surface and second surface. Of course, a low number of imprints is often also associated with a low imprint area and vice versa. Thus, first and second aspect of the disclosure are by no means to be understood as being mutually exclusive. To the contrary, the glass articles of the first aspect are not only characterized by a low imprint area but also by a low number of imprints in many embodiments. Likewise, the glass articles of the second as-pect are not only characterized by a low number of imprints but also by a low imprint area in many embodiments. Therefore, the disclosure herein directed to the ratio of the combined sur-face area of first and second surface to the total imprint area is generally applicable to all as-pects of the disclosure. Likewise, the disclosure herein directed to the combined imprint density of first surface and second surface is generally applicable to all aspects of the disclosure.

[0055] In some embodiments, the ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area is in a range of from 250 to 1,000,000, for example from 350 to 750,000, from 500 to 500,000, from 1000 to 250,000, from 2500 to 100,000, from 5000 to 75,000, from 10,000 to 65,000, from 12,500 to 55,000, from 15,000 to 50,000, or from 20,000 to 45,000. In some em-bodiments, the ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area is at least 250, for example at least 350, at least 500, at least 1000, at least 2500, at least 5000, at least 10,000, at least 12,500, at least 15,000, or at least 20,000. In some embodi-ments, the ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area is at most 1,000,000, for example at most 750,000, at most 500,000, at most 250,000, at most 100,000, at most 75,000, at most 65,000, at most 55,000, at most 50,000, or at most 45,000.

[0056] In some embodiments, the combined imprint density of first surface and second surface is in a range of from 0.1 to 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface, for example from 0.2 to 5.0 imprints per 100 cm2, from 0.5 to 4.0 imprints per 100 cm2, from 1.0 to 3.0 imprints per 100 cm2, or from 1.5 to 2.5 imprints per 100 cm2. In some embodi-ments, the combined imprint density of first surface and second surface is at least 0.1 imprints  per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface, for example at least 0.2 imprints per 100 cm2, at least 0.5 imprints per 100 cm2, at least 1.0 imprints per 100 cm2, or at least 1.5 imprints per 100 cm2. In some embodiments, the combined imprint density of first sur-face and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first sur-face and second surface, for example at most 5.0 imprints per 100 cm2, at most 4.0 imprints per 100 cm2, at most 3.0 imprints per 100 cm2, or at most 2.5 imprints per 100 cm2.

[0057] Chemical toughening

[0058] The glass articles of the various aspects of this disclosure are chemically toughened glass arti-cles. By chemical toughening, a compressive stress is created in the article by ion exchange. Chemical toughening may also be referred to “chemical strengthening” . The ion exchange with the purpose of strengthening introduces larger ions, e.g. potassium and / or sodium ions, in ex-change for smaller ions, e.g. sodium and / or lithium, respectively. Introduction of these larger ions causes the ion exchanged layer to expand thereby creating a compressive stress at the ion exchanged surface. Chemical toughening through ion exchange is as such known in the art. However, chemical toughening of large format UTG articles is a particular challenge due to the lack of inherent stability resulting in the need of further supporting the articles during toughening which in turn is associated with undesired surface imprints. The present disclosure overcomes these problems and provides articles with reduced number and / or area of imprints as disclosed above.

[0059] The glass articles of the disclosure are in particular toughened symmetrically. This means that the surface compressive stress CS at the first surface is essentially equal to the surface com-pressive stress CS at the second surface.

[0060] In some embodiments, the surface compressive stress CS is in a range of from 300 MPa to 2000 MPa, for example from 450 MPa to 1750 MPa, from 600 MPa to 1500 MPa, from 600 MPa to 1400 MPa, from 700 MPa to 1200 MPa, or from 800 MPa to 1000 MPa. In some embodi-ments, the surface compressive stress CS is at least 300 MPa, for example at least 450 MPa, at least 600 MPa, at least 700 MPa, or at least 800 MPa. In some embodiments, the surface com-pressive stress CS is at most 2000 MPa, for example at most 1750 MPa, at most 1500 MPa, at most 1400 MPa, at most 1200 MPa, or at most 1000 MPa.

[0061] As discussed above, a compressive stress layer is created by chemical toughening through the exchange of smaller ions with larger ions. The compressive stress layer may also be referred to as exchange layer. Generally, an exchange layer is present on each side of the article so that there is surface compressive stress at the first surface and at the second surface. A bulk layer is  present between both exchange layers. The bulk layer may also be referred to as bulk glass layer.

[0062] In the exchange layer, in comparison to the bulk, the composition of the article is changed. In particularly, in the exchange layer the proportion of at least one, preferably exactly one ion spe-cies, in comparison to the bulk, is increased and the proportion of at least one, preferably ex-actly one ion species, in comparison to the bulk, is reduced. In particular, the exchange layer, in comparison to the bulk layer, has a lower proportion of Na+ ions and a higher portion of K+ ions. Thus, preferably, the exchange layer (s) are the regions of the article in which the composition of the article has been changed by chemical toughening in comparison to the starting glass. In contrast thereto, the bulk layer is the region at the center of the article the composition of which has not been changed by chemical toughening.

[0063] As a consequence of the process of chemical toughening, the proportions of the ions which are part of the exchange process within the exchange layer are not evenly distributed over the whole thickness of the layer. Rather, there is a gradient each from the article surface into the di-rection of the bulk layer. For the ions with increased proportions in the exchange layer, in com-parison to the bulk layer, the highest proportion with respect to the article composition is reached at the article surface. Then, into the direction of the center it decreases. In the case of the ions with reduced proportions in the exchange layer, in comparison to the bulk layer, this is exactly the other way round. Their proportion reaches the lowest value at the article surface and then increases into the direction of the center.

[0064] Thus, the exchange layer and the bulk layer should not be considered as layers which are sepa-rated from each other. Rather, the respective terms should only express that in the article re-gions are present in which as a consequence of the exchange process the proportions of single ion species have considerably be increased or decreased (the at least one exchange layer) , while the proportions of the corresponding ions in other regions of the article have not been changed or have only been changed in a small extent by the exchange process (the bulk layer) . As described below, the proportion of the ions which are involved in the exchange process in the exchange layer asymptotically approaches the respective proportion in the bulk layer, so that it is difficult to exactly define the position of the transition of the exchange layer into the bulk layer. Therefore, it is common not to mention an exact value of the depth of the exchange layer, but instead of that to characterize the extent of the exchange in another way. According to the present disclosure, the characteristic depth of penetration xc described below in detail is used in this context. At a depth of x = 2*xc apart from negligible variations the article composition again corresponds to the composition in the bulk. Negligible variations are in particular variations in the content of single components of ± 1%, or ± 0.5%each, in comparison to the content in the  bulk.

[0065] The change of the proportions of the ions which are involved in the ion-exchange process, nor-mally, is not a linear one, as already mentioned above. Rather, the course of the proportions, at least in the case of an ordinary exchange process, can be described by a (complementary) er-ror function. Often, the error function is also called ,,Gaussian error function “. Normally, the ab-breviation ,,erf “represents the error function and the abbreviation ,,erfc “represents the comple-mentary error function.

[0066] In the following, we discuss exemplarily the course of the content of an ion being a result of the exchange process, wherein the proportion of it in the exchange layer, in comparison to the bulk glass layer, is increased (for example K+) . At the glass surface (x=0) the content is 100%and it decreases into the direction of the center of the glass based on a complementary error function (erfc) . The values are chosen such that 100%corresponds to the maximum difference of the proportion of the respective ion compared to the proportion in the bulk, while 0%expresses that there is no difference with respect to the bulk. Thus, the expression 0%does not mean that the proportion of the ion in the respective depth is 0%. Rather, it is expressed that there is no differ-ence with respect to the proportion in the bulk. Thus, the position with the value 0%is not lo-cated in the exchange layer, but in the bulk.

[0067] The course of the curve for the ions with increased proportions in the exchange layer, compared to the bulk layer, can be described by the following equation:

[0068] wherein x is the relative article depth position, D is the diffusion coefficient and t is the chemical toughening time.

[0069] For the ions with reduced proportions in the exchange layer, compared to the bulk layer, the course of the curve can be described by the following equation:

[0070] wherein x is the relative article depth po-sition, D is the diffusion coefficient and t is the toughening time.

[0071] The diffusion coefficient D is different for different combinations of the ion species being in-volved in the exchange and for different temperatures as well as for different materials. The dif-fusion coefficient D is measured in the unit m2 / s. With the help of the following equation the characteristic depth of penetration xc can be calculated from the diffusion coefficient D and the toughening time t:

[0072] The toughening time t is the time during which the article is placed in the toughening bath. This time can be measured in an automated manner or by means of manual time measurement. Ac-cording to the present disclosure, the diffusion coefficient D can be determined by a plurality of different methods. In particular, the diffusion coefficient is calculated with the help of a depth profile of the exchanged ions after a defined toughening temperature and time. This depth pro-file can, for example, be measured with EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy) . In an al-ternative, the ToF-SIMS method (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) can be used. In the case of the ToF-SIMS method with an ion beam material is driven out of the article sur-face and then the composition of the thus generated ions is measured. By the act of driving out material a hole is ,,drilled “into (the depth of) the article and changes of the ion profile can be de-tected. Further suitable methods are known by a person skilled in the art.

[0073] Thus, for x = xc the following it true: c (xc) =erfc (1) ≈15.7%

[0074] Thus, at a depth of x = xc the proportion of the ions, in excess to the basic proportion, with in-creased proportions in the exchange layer, compared to the bulk layer, is about 15.7%of the maximum proportion being present at the glass surface.

[0075] Thus, the complementary error function describes the course of the proportion of the ions in the exchange layer, whose proportion in the exchange layer in comparison to the bulk is increased (for example K+) . However, by the exchange process not only the proportion of certain ions in the exchange layer in comparison to the bulk is increased. Conversely, the proportion of an-other ion (for example Na+) is reduced. The course follows an error function (erf) and rises from 0%at the surface (x=0) to the proportion being present in the bulk.

[0076] In some embodiments, the characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness, for example from 2.0%to 35%, from 5.0%to 30%, from 10%to 25%, or from 15%to 20%of the article thickness. In some embodiments, the characteristic penetration depth xc is at least 1.0%of the article thickness, for example at least 2.0%, at least 5.0%, at least 10%, or at least 15%of the article thickness. In some embodiments, the characteristic penetration depth xc is at most 40%of the article thickness, for example at most 35%, at most 30%, at most 25%, or at most 20%of the article thickness.

[0077] Such depths xc are deep enough to cover critical depths, but not too deep to avoid a strong im-pact of the center tension. Especially with very thin glasses, the center tension will be critical.

[0078] The diffusion coefficient D described above (also referred to as diffusivity D or as threshold dif-fusivity D) is a measure of toughenability. The diffusivity is a measure of the toughenability of a glass. As described above, xc can be calculated based on the diffusion coefficient D and tough-ening time t. The diffusion coefficient D in particular describes the exchange speed for Na of the glass to K in the salt melt. D depends on glass thickness, glass composition and process tem-perature. D can not only be determined by EDX or ToF-SIMS but also by scanning electron mi-croscope (SEM) analysis of the exchange zones of glass samples with different glass thick-nesses and toughening temperature.

[0079] In some embodiments, the diffusion coefficient D is in a range from 15 μm2 per hour to 120 μm2 per hour, for example, from 25 μm2 per hour to 100 μm2 per hour, or from 30 μm2 per hour to 90 μm2 per hour, in particular from 35 μm2 per hour to 80 μm2 per hour or from 45 μm2 per hour to 70 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles having a thickness of 30 μm in KNO3 at 380℃ for 7 minutes. In some embodiments, the diffusion coefficient D is at least 15 μm2 per hour, for example, at least 25 μm2 per hour, at least 30 μm2, at least 35 μm2 per hour, or at least 45 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles having a thickness of 30 μm in KNO3 at 380℃ for 7 minutes. In some embodiments, the diffusion coefficient D is at most 120 μm2 per hour, for example at most 100 μm2 per hour, at most 90 μm2 per hour, at most 80 μm2 per hour, or at most 70 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles having a thickness of 30 μm in KNO3 at 380℃ for 7 minutes.

[0080] In some embodiments, the diffusion coefficient D is in a range from 10 μm2 per hour to 80 μm2 per hour, for example, from 15 μm2 per hour to 70 μm2 per hour, or from 20 μm2 per hour to 60 μm2 per hour, in particular from 25 μm2 per hour to 50 μm2 per hour or from 30 μm2 per hour to 45 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles having a thickness of 100 μm in KNO3 at 380℃ for 60 minutes. In some embodiments, the diffusion coefficient D is at least 10 μm2 per hour, for example, at least 15 μm2 per hour, at least 20 μm2, at least 25 μm2 per hour, or at least 30 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles having a thickness of 100 μm in KNO3 at 380℃ for 60 minutes. In some embodiments, the diffusion coefficient D is at most 80 μm2 per hour, for example at most 70 μm2 per hour, at most 60 μm2 per hour, at most 50 μm2 per hour, or at most 45 μm2 per hour in case of chemical toughening glass articles hav-ing a thickness of 100 μm in KNO3 at 380℃ for 60 minutes.

[0081] Additional geometric homogeneity parameters

[0082] The “total thickness variation” (TTV) is the difference between largest and lowest thickness of the glass article. The glass articles of the various aspects of this disclosure are characterized by a particularly low TTV. In some embodiments, the TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, for example from 1.0 to 4.5 μm, from 1.5 to 4.0 μm, or from 2.0 to 3.5 μm. In some embodiments, the TTV is at least 0.5 μm, for example at least 1.0 μm, at least 1.5 μm, or at least 2.0 μm. In some embodiments, the TTV is at most 5.0 μm, at most 4.5 μm, at most 4.0 μm, or at most 3.5 μm. A TTV measurement may be performed using a laser interferometer Verifire (Zygo) at 632.8 nm measurement wavelength and 0.151 mm lateral resolution.

[0083] A flatness measurement may be done using a coordinate measurement machine CT300 (cyber-TECHNOLOGIES) with a meander-type scanning pattern of the specimen using a chromatic confocal distance sensor (S3000, 3 mm measurement range) . The glass articles may be scanned with a step size of 100 μm in X-Direction and 5000 μm in Y-Direction. To avoid arte-facts caused by the edge regions, an edge area with a width of 10 mm can be excluded. The data can smoothened with a median (9: 1) . In some embodiments, the flatness of both first and second surface is in a range of from 50 to 1000 μm each, for example from 75 to 750 μm each, from 100 to 600 μm each, from 125 to 500 μm each, from 150 to 400 μm each, or from 200 to 300 μm each. In some embodiments, the flatness of both first and second surface is at least 50 μm each, for example at least 75 μm each, at least 100 μm each, at least 125 μm each, at least 150 μm each, or at least 200 μm each. In some embodiments, the flatness of both first and sec-ond surface is at most 1000 μm each, for example at most 750 μm each, at most 600 μm each, at most 500 μm each, at most 400 μm each, or at most 300 μm each.

[0084] Glass composition

[0085] The present disclosure relates to glass articles whose composition has been partially modified by ion exchange. However, the glass composition is unaffected by ion exchange in the center region. Such unaffected region is also referred to herein as “bulk” or “bulk layer” . In contrast, the layer in which ion exchange has occurred is referred to as “compressive stress layer” , “ex-change layer” , or “surface layer” . Thus, the article comprises a bulk layer and a surface layer. The glass composition of the glass article can be described best with respect to the bulk layer which is unaffected by ion exchange. Therefore, the disclosure of glass composition herein re-fers to the composition of the bulk layer unless indicated otherwise.

[0086] The glass articles of the present invention are not restricted to certain glass compositions. How-ever, some glass compositions are particularly advantageous. In an embodiment, the glass may  be a silicate glass, such as aluminosilicate glass, lithium-aluminum-silicate glass, or borosilicate glass. The glass may also be soda-lime glass. The glass contains alkali metal oxides, for exam-ple Na2O, in particular in an amount sufficient to allow chemical toughening.

[0087] The glass may comprise the following components, in weight percent: SiO2 45.0 to 75.0 wt. -%, B2O3 0 to 10.0 wt. -%, Al2O3 2.5 to 25.0 wt. -%, Li2O 0 to 10.0 wt. -%, Na2O 5.0 to 20.0 wt. -%, K2O 0 to 10.0 wt. -%, MgO 0 to 15.0 wt. -%, CaO 0 to 10.0 wt. -%, BaO 0 to 5.0 wt. -%, ZnO 0 to 5.0 wt. -%, TiO2 0 to 5.0 wt. -%, ZrO2 0 to 5.0 wt. -%, P2O5 0 to 20.0 wt. -%. In preferred embodiments, the glass consists of the components mentioned in the before-mentioned list to an extent of at least 95.0 wt. -%, more preferably at least 97.0 wt. -%, most preferably at least 99.0 wt. -%.

[0088] The terms ,,X-free “and ,,free of component X “, respectively, as used herein, preferably refer to a glass, which essentially does not comprise said component X, i.e. such component may be pre-sent in the glass at most as an impurity or contamination, however, it is not added to the glass composition as an individual component. This means that the component X is not added in es-sential amounts. Non-essential amounts according to the present invention are amounts of less than 100 ppm (m / m) , preferably less than 50 ppm and more preferably less than 10 ppm. Thereby “X “may refer to any component, such as lead cations or arsenic cations. Preferably, the glasses described herein do essentially not contain any components that are not mentioned in this disclosure.

[0089] In an embodiment, the glass may comprise the following components, in weight percent: SiO2 45.0 to 72.0 wt. -%, B2O3 0 to 4.7 wt. -%, Al2O3 4.0 to 24.0 wt. -%, Li2O 0 to 6.0 wt. -%, Na2O 8.0 to 18.0 wt. -%, K2O 0 to 8.0 wt. -%, MgO 0 to 10.0 wt. -%, CaO 0 to 3.0 wt. -%, BaO 0 to 2.0 wt. -%, ZnO 0 to 3.0 wt. -%, TiO2 0 to 1.0 wt. -%, ZrO2 0 to 4.6 wt. -%, P2O5 0 to 15.0 wt. -%.

[0090] In an embodiment, the glass may comprise the following components, in weight percent: SiO2 51.0 to 65.0 wt. -%, B2O3 0 to 4.7 wt. -%, Al2O3 11.0 to 24.0 wt. -%, Li2O 0 to 6.0 wt. -%, Na2O 8.0 to 18.0 wt. -%, K2O 0 to 8.0 wt. -%, MgO 0 to 5.5 wt. -%, CaO 0 to 1.0 wt. -%, BaO 0 to 1.0 wt. -%, ZnO 0 to 3.0 wt. -%, TiO2 0 to 1.0 wt. -%, ZrO2 0 to 4.6 wt. -%, P2O5 0 to 10.0 wt. -%.

[0091] In an embodiment, the glass may comprise the following components, in weight percent: SiO2 45.0 to 72.0 wt. -%, B2O3 0 to 4.7 wt. -%, Al2O3 4.0 to 24.0 wt. -%, Li2O 0 to 3.0 wt. -%, Na2O 8.0 to 18.0 wt. -%, K2O 0 to 8.0 wt. -%, MgO 0 to 5.5 wt. -%, CaO 0 to 1.0 wt. -%, BaO 0 to 2.0 wt. -%, ZnO 0 to 3.0 wt. -%, TiO2 0 to 1.0 wt. -%, ZrO2 0 to 3.0 wt. -%, P2O5 0 to 15.0 wt. -%.

[0092] Lower limits of the amount of SiO2 may for example be at least 45 wt. -%, at least 51 wt. -%, or at least 55 wt. -%. Upper limits of the amount of SiO2 may for example be at most 75 wt. -%, at most 72 wt. -%, or at most 65 wt. -%.

[0093] Lower limits of the amount of B2O3 may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of B2O3 may for example be at most 10 wt. -%, at most 5 wt. -%, at most 2 wt. -%, or at most 1 wt. -%. The glass may for example be free of B2O3.

[0094] Lower limits of the amount of Al2O3 may for example be at least 2.5 wt. -%, at least 4 wt. -%, or at least 11 wt. -%. Upper limits of the amount of Al2O3 may for example be at most 25 wt. -%, at most 24 wt. -%, or at most 20 wt. -%.

[0095] Lower limits of the amount of Li2O may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of Li2O may for example be at most 10 wt. -%, at most 6 wt. -%, or at most 3 wt. -%. The glass may for example be free of Li2O.

[0096] Lower limits of the amount of Na2O may for example be at least 5 wt. -%, at least 8 wt. -%, or at least 10 wt. -%. Upper limits of the amount of Na2O may for example be at most 20 wt. -%, at most 18 wt. -%, or at most 16 wt. -%.

[0097] Lower limits of the amount of K2O may for example be at least 0.5 wt. -%, at least 1 wt. -%, or for some variants at least 2 wt. -%. Upper limits of the amount of K2O may for example be at most 10 wt. -%, at most 8 wt. -%, at most 5 wt. -%, at most 3 wt. -%, or for some variants at most 2 wt. -%or at most 1.5 wt. -%. The glass may for example be free of K2O.

[0098] Lower limits of the amount of MgO may for example be at least 0.5 wt. -%, at least 1 wt. -%, or at least 2 wt. -%. Upper limits of the amount of MgO may for example be at most 15 wt. -%, at most 10 wt. -%, or at most 5.5 wt. -%. The glass may for example be free of MgO.

[0099] Lower limits of the amount of CaO may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of CaO may for example be at most 10 wt. -%, at most 3 wt. -%, or at most 1 wt. -%. The glass may for example be free of CaO.

[0100] Lower limits of the amount of P2O5 may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of P2O5 may for example be at most 20 wt. -%, at most 15 wt. -%, or at most 10 wt. -%. The glass may for example be free of P2O5.

[0101] Lower limits of the amount of BaO may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of BaO may for example be at most 5 wt. -%, at most 2 wt. -%, or at most 1 wt. -%. The glass may for example be free of BaO.

[0102] Lower limits of the amount of ZnO may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of ZnO may for example be at most 5 wt. -%, at most 3 wt. -%, or at most 1 wt. -%. The glass may for example be free of ZnO.

[0103] Lower limits of the amount of ZrO2 may for example be at least 0.2 wt. -%, at least 0.5 wt. -%, or at least 1 wt. -%. Upper limits of the amount of ZrO2 may for example be at most 5 wt. -%, at most 4.6 wt. -%, or at most 3 wt. -%. The glass may for example be free of ZrO2.

[0104] Lower limits of the amount of TiO2 may for example be at least 0.1 wt. -%, at least 0.2 wt. -%, or at least 0.5 wt. -%. Upper limits of the amount of TiO2 may for example be at most 5.0 wt. -%, at most 2.5 wt. -%, at most 1.5 wt. -%, or at most 1 wt. -%. The glass may for example be free of TiO2.

[0105] The glass article, in particular the bulk layer thereof may for example consist of a glass compris-ing the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0106] In some embodiments, the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0107] In some embodiments, the ratio of the sum of the wt. -%proportions of Na2O and K2O and the wt. -%proportion of Al2O3 in the bulk layer is in a range of from 0.5 to 2.0.

[0108] Device

[0109] The disclosure also relates to a device for chemically toughening a glass article, particularly for obtaining a chemically toughened glass article of the disclosure, the device comprising support structures having a plurality of protrusions for contacting the glass article. In some embodi-ments, the device is a basket.

[0110] The support structures may for example be rods or rod-like structures.

[0111] The device generally comprises a bottom support, in particular adapted for the glass articles to stand on, and lateral support structures having a plurality of protrusions for contacting the first and / or second surface of the glass articles, in particular adapted for keeping the glass articles in a vertical orientation. As used herein, the term “support structures” generally refers to the lateral support structures as opposed to the bottom support if not indicated otherwise.

[0112] In some embodiments, the linear density of protrusions is in a range of from 10 to 50 protru-sions per m length of support structure, for example from 15 to 45, from 20 to 40, or from 25 to 35 protrusions per m length of support structure. In some embodiments, the linear density of protrusions is at least 10 protrusions per m length of support structure, for example at least 15, at least 20, or at least 25 protrusions per m length of support structure. In some embodiments, the linear density of protrusions is at most 50 protrusions per m length of support structure, for example at most 45, at most 40, or at most 35 protrusions per m length of support structure.

[0113] In some embodiments, the protrusions have a tip for contacting the glass article resulting in a contact area between protrusions and glass article in a range of from 0.01 to 10 mm2 per protru-sion, for example from 0.02 to 7.5 mm2 per protrusion, from 0.05 to 5.0 mm2 per protrusion, from 0.10 to 2.5 mm2 per protrusion, from 0.15 to 1.5 mm2 per protrusion, from 0.20 to 1.0 mm2 per protrusion, from 0.25 to 0.90 mm2 per protrusion, or from 0.40 to 0.80 mm2 per protrusion. In some embodiments, the protrusions have a tip for contacting the glass article resulting in a con-tact area between protrusions and glass article of at least 0.01 mm2 per protrusion, for example at least 0.02 mm2 per protrusion, at least 0.05 mm2 per protrusion, at least 0.10 mm2 per protru-sion, at least 0.15 mm2 per protrusion, at least 0.20 mm2 per protrusion, at least 0.25 mm2 per protrusion, or at least 0.40 mm2 per protrusion. In some embodiments, the protrusions have a tip for contacting the glass article resulting in a contact area between protrusions and glass arti-cle of at most 10 mm2 per protrusion, for example at most 7.5 mm2 per protrusion, at most 5.0 mm2 per protrusion, at most 2.5 mm2 per protrusion, at most 1.5 mm2 per protrusion, at most 1.0 mm2 per protrusion, at most 0.90 mm2 per protrusion, or at most 0.80 mm2 per protrusion.

[0114] The device is in particular adapted for keeping the glass articles in a vertical orientation. A verti-cal orientation of a glass article is an orientation in which the direction of a surface vector being orthogonal to the first and second surface is essentially horizontal.

[0115] The device is in particular adapted for holding a plurality of glass articles spaced apart from each other, for example parallel to each other. In some embodiments, the device is adapted for holding a number of from 1 to 100 glass articles, for example from 2 to 90 glass articles, from 5 to 80 glass articles, from 10 to 70 glass articles, from 25 to 60 glass articles, or from 40 to 55 glass articles. The device is adapted for holding at least 1 glass article, in some embodiments for example at least 2 glass articles, at least 5 glass articles, at least 10 glass articles, at least 25 glass articles, or at least 40 glass articles. In some embodiments, the device is adapted for holding at most 100 glass articles, for example at most 90 glass articles, at most 80 glass arti-cles, at most 70 glass articles, at most 60 glass articles, or at most 55 glass articles.

[0116] The protrusions can be arranged such that their tips define a contacting plane for contacting the first and / or second surface of the glass article. Generally, a device of the disclosure has in par-ticular one contacting plane for contacting the one of first and second surface of a particular glass article and another contacting plane for contacting the other of first and second surface of the respective article. Such contacting planes are also referred to as “corresponding contacting planes” . Often, the protrusions will be arranged such that there is one protrusion for contacting the first surface of the glass article for any protrusion adapted for contacting the second surface of the glass article. In some embodiments, these corresponding protrusions may be arranged just opposite of each other and in a distance that is sufficient for holding the glass article in be-tween. Such corresponding protrusions may in particular extend from different support struc-tures (see for example Fig. 3) .

[0117] In some embodiments, the spacing between corresponding contacting planes is in a range of from 1 to 50 mm, for example from 2 to 45 mm, from 5 to 40 mm, from 10 to 35 mm, from 15 to 30 mm, or from 20 to 25 mm. In some embodiments, the spacing between such corresponding contacting planes is at least 1 mm, for example at least 2 mm, at least 5 mm, at least 10 mm, at least 15 mm, or at least 20 mm. In some embodiments, the spacing between such correspond-ing contacting planes is at most 50 mm, for example at most 45 mm, at most 40 mm, at most 35 mm, at most 30 mm, or at most 25 mm. Such spacing provides enough room for the glass arti-cles to float in between the contact points during the submersion process. As such, the glass contacts the protrusions only intermittently. Thus, the potential shielding by the contact points is also only sporadic.

[0118] The area density of protrusions relates to the density of protrusions adapted for contacting one  of the surfaces of the glass article, in particular either the first surface or the second surface. In some embodiments, the area density of protrusions relative to the area of the contacting plane is in a range of from 1 to 100 protrusions per 1000 cm2 contacting plane, for example from 2 to 75, from 5 to 50, or from 10 to 25 protrusions per 1000 cm2 contacting plane. In some embodi-ments, the area density of protrusions relative to the area of the contacting plane is at least 1 protrusion per 1000 cm2 contacting plane, for example at least 2, at least 5, or at least 10 protru-sions per 1000 cm2 contacting plane. In some embodiments, the area density of protrusions rel-ative to the area of the contacting plane is at most 100 protrusions per 1000 cm2 contacting plane, for example at most 75, at most 50, or at most 25 protrusions per 1000 cm2 contacting plane.

[0119] The protrusions can have a variety of shapes.

[0120] In some embodiments, the protrusions have a triangular shape (see for example Fig. 1A) . A tri-angular shape has the benefit, that due to the upside down “arrow” shape, residual salt can flow down the edge of the protrusion away from the glass surface and thereby reduce salt accumu-lates at the interface between protrusion and glass, should the glass lean on the protrusion after being lifted from the salt bath.

[0121] In some embodiments, the triangular protrusions may also be mounted upside down, which can simplify the loading of the basket (Fig. 1B) .

[0122] In general, the triangular shape has the benefit, that one triangular plate can support glasses on both of its sides –hence only one plate is needed per adjacent sheets of glass (Fig. 1)

[0123] In some embodiments, the protrusions are needle-like protrusions (Fig. 2) or single-sided cone-like protrusions (Fig. 3) .

[0124] The protrusions can be connected to separate rods (Fig. 4A) or to two sides of the same rod (Fig. 4B, 4C) , with the latter option saving space between adjacent article positions in the holder. The protrusions can be mounted back-to-back at the same spot (Fig. 4B) or alternating between one or the other side of the rod (Fig. 4C) . If single-sided protrusions are mounted to in-dividual rods, there are at least two options for the place the rods: either horizontally spaced apart (Fig. 4D) or above each other (Fig. 4E) , as highlighted by the dashed line, with the latter option saving space in the device. Similarly for needle-like protrusions, they can be mounted to individual rods (Fig. 4F) or on either side of the same rod (Fig. 4G) .

[0125] Additionally, to simplify and facilitate loading and unloading of glass articles from the device, in some embodiments, the rods are designed to be rotatable. Thereby they can be rotated out of  the way during loading and unloading and can be rotated into place during the actual toughen-ing process (see for example Fig. 5 and 6) .

[0126] In some embodiments, in particular needle-like protrusions may comprise a notch at their end before the tip of the needle, that can assist in holding back droplets of salt residues from flowing to the interface between contact point and glass surface (see for example Fig. 5B) . Notably, a reason for optical defects can stem from a contact between the glass and the support after lift-ing from the molten salt bath. Although the residual salt, that can accumulate at the interface, cools down rapidly and becomes solid, this short period of incubation can still lead to differ-ences in chemical toughening at these spots and result in optical disturbances.

[0127] In some embodiments, the protrusions have a ring-like shape or loop-like shape, optionally with additional single or multiple protrusions (Fig. 6C, 7A and 7B) , in particular the ones with addi-tional protrusion (s) also optionally being rotatable.

[0128] In some embodiments, the protrusions have a shape selected from triangular shape, blunt nee-dle-like shape, cone-like shape, ring-like shape and combinations of one or more thereof.

[0129] In some embodiments, the protrusions have a notch, particularly towards the tip.

[0130] In some embodiments, the protrusions have a pointed end which is blunt. This refers particularly to protrusions that taper to a tip which is not sharp. Sharp tips should be avoided because they may damage the first and / or second surface of the glass article upon contact therewith.

[0131] In some embodiments, the support structures and / or the protrusions are rotatable.

[0132] In some embodiments, at least the tip of the protrusions consists of a material having a higher heat capacity than glass. This aids to the flow of molten salt along the contact points, rather than the glass (especially in the configuration A in Figure 1) and can also prevent or at least re-duce the accumulation and solidification of salt at the tips of the contact points.

[0133] In some embodiments, the device comprises a bottom support for the glass articles, in particular in the form of either a (in particular soft) metal wire material (such as platinum wires) , or a (in particular steel) fabric mesh such as SUS (stainless steel) fiber material (see for example Fig. 1C and 1D, respectively) .

[0134] In some embodiments, the maximal load at a single contact point is in a range of from 0.01 to 0.05 kg / mm*glass thickness [mm] , for example from 0.02 to 0.04 kg / mm*glass thickness [mm] , or about 0.03 kg / mm*glass thickness [mm] . In some embodiments, the maximal load at a single contact point is at least 0.01 kg / mm*glass thickness [mm] , for example at least 0.02 kg / mm*glass thickness [mm] , or at least 0.03 kg / mm*glass thickness [mm] . In some embodi-ments, the maximal load at a single contact point is at most 0.05 kg / mm*glass thickness [mm] , for example at most 0.04 kg / mm*glass thickness [mm] , or at most 0.03 kg / mm*glass thickness [mm] . Maximum load refers to the glass load distributed on the bottom support. On the one hand, a high number of contact points is advantageous because it contributes to the mass / load of the product being evenly distributed onto the contact points. On the other hand, each contact point has the potential to make damage so that too many contact points are negative.

[0135] In some embodiments, the device comprises notches at the edges, in particular to prevent the glass articles from sliding within the device.

[0136] In some embodiments, the device contains a glass article having a first surface and a second surface,

[0137] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0138] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm, and

[0139] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm.

[0140] Method

[0141] Chemical toughening

[0142] The disclosure also relates to a method for chemically toughening a glass article, particularly a glass article of the disclosure, the method comprising the step of immersing the glass article in a molten salt bath, wherein the article is in a device of the disclosure during immersion. In some embodiments, the salt comprises or consists of KNO3.

[0143] In some embodiments, density of contact points between the glass article and the device is in a range of from 20 to 2000 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second surface of the glass article, for example from 40 to 1500, from 100 to 1000, from 100 to 500, or from 200 to 500 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second surface of the glass article. In some embodiments, density of contact points between the glass article and the device is at least 20 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second surface of the glass article, for example at least 40, at least 100, or at least 200 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second sur- face of the glass article. In some embodiments, density of contact points between the glass arti-cle and the device is at most 2000 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second surface of the glass article, for example at most 1500, at most 1000, or at most 500 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second sur-face of the glass article.

[0144] In some embodiments, the toughening temperature is in a range of from 360℃ to 400℃, for ex-ample from 370℃ to 390℃, or from 375℃ to 385℃. In some embodiments, the toughening temperature is at least 360℃, for example at least 370℃, or at least 375℃. In some embodi-ments, the toughening temperature is at most 400° C, for example at most 390℃, or at most 385℃.

[0145] In some embodiments, the toughening time is in a range of from 3.0 to 90 minutes, for example from 5.0 to 75 minutes, from 7.0 to 60 minutes, from 10 to 45 minutes, or from 15 to 30 minutes. In some embodiments, the toughening time is at least 3.0 minutes, for example at least 5.0 minutes, at least 7.0 minutes, at least 10 minutes, or at least 15 minutes. In some embodiments, the toughening time is at most 90 minutes, for example at most 75 minutes, at most 60 minutes, at most 45 minutes, or at most 30 minutes.

[0146] The toughening may in particular depend on the thickness of the glass article. In particular, the thinner the glass article is, the shorter may be the toughening time. In some embodiments, the toughening time per squared article thickness is in a range of from 0.1 to 1.0 seconds per μm2, for example from 0.2 to 0.6 seconds per μm2, or from 0.3 to 0.5 seconds per μm2. In some em-bodiments, the toughening time per squared article thickness is at least 0.1 seconds per μm2, for example at least 0.2 seconds per μm2, or at least 0.3 seconds per μm2. In some embodi-ments, the toughening time per squared article thickness is at most 1.0 seconds per μm2, for ex-ample at most 0.6 seconds per μm2, or at most 0.5 seconds per μm2.

[0147] In some embodiments, (active) convection or circulation is applied to the molten salt solution (for example by stirring or the like) . This reduces the contact time of the glass articles with the contact points (see also Fig. 7D) .

[0148] Pre-heating and post-toughening tempering

[0149] Dome temperature refers to the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath. This temperature therefore defines the pre-and post-toughening temperature incubation. A pre-heating or tempering may be used to bring glass and basket to a temperature close to the temperature of the molten salt bath. It also suppresses material expansion during the actual toughening. The post-toughening tempering, also referred to as “dwelling” may be  used to avoid rapid material contraction after the toughening and to keep the salt residues on the glass sheets liquid and to have them flow down from the glass before cooling, aggregating, and hardening. A hardened KNO3 salt crust can easily be multiple times thicker than the glass itself, which can lead to tension and potential damage. A residual liquid salt layer can also keep up the toughening process outside the actual bath and lead to what can be referred to as “opti-cal orange skin” or “bumpy surface” , because the distribution is usually unequal. The continued, uneven toughening can lead to micro-and nano-differences in toughening and therefore expan-sion of the glass and / or slight refractive index differences, which can make the glass surface ap-pear “bumpy” when observed in reflected light. On the other end, if too much salt flows off the sheet and accumulates and attaches at its bottom edge, which can happen at a too high dome temperature, it can also lead to breakage at the edge. Thus, a balance of the right temperature conditions is key to obtain the best toughening and surface quality results.

[0150] Therefore, in some embodiments, the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is in a range of 270℃ to 340℃, for example 280℃ to 320℃ or 290℃ to 310℃. In some embodiments, the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is at least 270℃, for example at least 280℃ or at least 290℃. In some embod-iments, the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is at most 340℃, for example at most 320℃ or at most 310℃.

[0151] In some embodiments, the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is in a range of the melting point of the salt ± 50 K, for example the melting point of the salt ± 40 K, the melting point of the salt ± 30 K, the melting point of the salt ± 20 K, or the melt-ing point of the salt ± 10 K. In some embodiments, the temperature within the chemical toughen-ing oven above the molten salt bath is at least the melting point of the salt minus 50 K, for ex-ample at least the melting point of the salt minus 40 K, at least the melting point of the salt mi-nus 30 K, at least the melting point of the salt minus 20 K, or at least the melting point of the salt minus 10 K. In some embodiments, the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is at most the melting point of the salt plus 50 K, for example at most the melting point of the salt plus 40 K, at most the melting point of the salt plus 30 K, at most the melting point of the salt plus 20 K, or at most the melting point of the salt plus 10 K.

[0152] In some embodiments, the glass article is kept at the temperature within the chemical toughen-ing oven above the molten salt bath for 1.0 to 10 minutes subsequent to immersion in the mol-ten salt bath, for example for 2.5 to 7.5 minutes. In some embodiments, the glass article is kept at the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath for at least 1.0 minutes, for example for at least 2.5 minutes. In some embodiments, the glass article is kept at the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath for at most  10 minutes, for example for at most 7.5 minutes.

[0153] Submersion and Lifting Speed

[0154] The submersion and lifting speed have two effects during processing of large format UTG. The increase in sheet size leads to a difference in processing time (vertically) , which can result in differences in the amount of chemical toughening, which again can cause tension within the glass sheet. In addition, the lifting speed can have an influence on the thickness of the residual salt layer on the glass sheet.

[0155] In some embodiments, the speed of submersing the glass article into the molten salt bath and / or the speed of lifting the glass article from the molten salt bath is in a range of from 0.1 to 10 m / min, for example from 0.2 to 5.0 m / min, or from 0.5 to 2.0 m / min. In some embodiments, the speed of submersing the glass article into the molten salt bath and / or the speed of lifting the glass article from the molten salt bath is at least 0.1 m / min, for example at least 0.2 m / min, or at least 0.5 m / min. In some embodiments, the speed of submersing the glass article into the mol-ten salt bath and / or the speed of lifting the glass article from the molten salt bath is at most 10 m / min, for example at most 5.0 m / min, or at most 2.0 m / min.

[0156] Use

[0157] The disclosure also relates to the use of a chemically toughened glass article, in particular a glass article of the first and / or second aspect, in foldable, bendable or flexible glass applica-tions, for example foldable or rollable tablets, laptops or displays with full-screen displays or rol-lable or foldable flatscreen TV-Sets or 10-fingers fingerprint / hand scanners or other optical com-ponents of the next generation.

[0158] If used for foldable computer monitors or TVs, UTG equipped displays improve portability of desktop PCs or TVs. For such large format, full screen displays also more than one folding zone can be conceivable. Such displays may be of the so-called “S-fold “, “G-fold” , “book” or “double-in-folding” type.

[0159] Definitions

[0160] The “thickness” of the glass article refers in particular to the average thickness thereof which is determined as the sum of maximum thickness and minimum thickness of the glass article di-vided by 2.

[0161] The “total thickness variation” (TTV) is the difference between largest and lowest thickness of the glass article.

[0162] The flatness is measured according to ISO 12781.

[0163] “Compressive stress” (CS) (also referred to as "Pressure stress" or "surface stress" ) is the stress that results from the displacement effect on the glass network through the glass surface after ion exchange, while no deformation occurs in the glass.

[0164] "Penetration depth" or "depth of ion exchanged layer" or "ion exchange depth" ( "depth of layer" or "depth of ion exchanged layer" , DoL) is the thickness of the glass surface layer in which ion exchange occurs and compressive stress is generated. The compressive stress CS and the penetration depth DoL can be measured optically (in particular by a waveguide mechanism) , us-ing the commercially available stress meter FSM6000 (for example company “Luceo Co., Ltd. ” , Japan, Tokyo) .

[0165] A rod is an elongated object which is relatively thin in relation to its length. A rod may for exam-ple have the shape of a cylinder (circular base) or of a prism (polygon base, in particular tetra-gon base or square base) . The ratio of length of the rod to the maximum diameter of its base is generally higher than 10: 1.

[0166] Exemplary embodiments

[0167] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0168] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0169] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0170] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0171] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250, and

[0172] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface.

[0173] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0174] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300  cm2 in total,

[0175] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0176] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0177] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0178] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0179] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0180] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness,

[0181] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, and

[0182] ● wherein a flatness of both first and second surface is in a range of from 50 to 1000 μm each.

[0183] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0184] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0185] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0186] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0187] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250, and

[0188] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0189] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0190] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0191] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0192] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm,

[0193] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0194] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0195] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0196] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0197] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0198] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0199] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0200] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0201] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0202] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness, and

[0203] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm.

[0204] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0205] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0206] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0207] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0208] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0209] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0210] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0211] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness,

[0212] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, and

[0213] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0214] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0215] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0216] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0217] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0218] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0219] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface, and

[0220] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations.

[0221] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0222] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0223] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0224] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0225] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0226] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0227] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0228] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness,

[0229] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm,

[0230] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations, and

[0231] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0232] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0233] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0234] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0235] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0236] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0237] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0238] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0239] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the  article thickness,

[0240] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, and

[0241] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations.

[0242] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0243] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0244] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0245] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0246] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0247] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0248] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa, and

[0249] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness.

[0250] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0251] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0252] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0253] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0254] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0255] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0256] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0257] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness, and

[0258] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0259] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0260] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0261] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0262] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0263] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0264] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0265] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0266] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness,

[0267] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations, and

[0268] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0269] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0270] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0271] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0272] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0273] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0274] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0275] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0276] ● wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness, and

[0277] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations.

[0278] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0279] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0280] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0281] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0282] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0283] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0284] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa, and

[0285] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm.

[0286] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0287] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0288] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0289] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0290] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0291] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0292] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0293] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, and  wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0294] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0295] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0296] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0297] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0298] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0299] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0300] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0301] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm,

[0302] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations, and

[0303] wherein the glass article comprises a bulk layer and a surface layer, wherein the bulk layer consists of a glass comprising the following components in the indicated amounts (in wt. -%) :

[0304] In some embodiments, the disclosure relates to a chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,

[0305] ● wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,

[0306] ● wherein a thickness of the article is at most 100 μm,

[0307] ● wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and

[0308] ● wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250,

[0309] ● wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface,

[0310] ● wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa,

[0311] ● wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm, and

[0312] ● wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indenta-tions is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indentations.

[0313] Detailed description of the figures

[0314] Figure 1 is a schematic drawing showing support structures 11 with triangular-shaped protru-sions 12. In Figure 1A, the protrusions 12 are arranged as an upside-down arrow shape (tip-up conformation) . This has the advantage that residual salt can flow down the edge of the protru-sion 12 away from the glass surface and thereby reduce salt accumulates at the interface be-tween protrusion 12 and glass 10, should the glass 10 lean on the protrusion 12 after being lifted from the salt bath. In Figure 1B, the triangular protrusions 12 are mounted upside down (tip-down conformation) . This can simplify the loading of the basket. Figure 1C and Figure 1D schematically show in addition a bottom support 13 for the glass articles 10 in the form of wires (Fig. 1C) or in the form of a steel mesh fabric (SUS) bottom support (Fig. 1D) .

[0315] Figure 2 is a schematic drawing showing support structures 21 with needle-shaped protrusions 22. Figure 2A shows the needles 22 in tip-down conformation. Figure 2B shows the needles 22 in tip-up conformation.

[0316] Figure 3 is a schematic drawing showing support structures 31 with cone-shaped protrusions 32. In Figure 3, the protrusions 32 are single-sided. Corresponding protrusions 32 are arranged just opposite of each other and in a distance that is sufficient for holding the glass article 10 in between. The corresponding protrusions 32 extend from different support structures 31.

[0317] Figure 4 is a schematic drawing showing support structures 41 with various configurations of protrusions 42. Figure 4A shows protrusions 42 connected to separate rods 41. Figures 4B and 4C show protrusions 42 connected to two sides of the same rod 41, thereby saving space be-tween adjacent article positions in the holder. The protrusions 42 can be mounted back-to-back at the same spot (Fig. 4B) or alternating between one or the other side of the rod 41 (Fig. 4C) . If single-sided protrusions 42 are mounted to individual rods 41, there are at least two options for the place the rods 41: either horizontally spaced apart (Fig. 4D) or above each other (Fig. 4E) , as highlighted by the dashed line, with the latter option saving space in the device. Similarly for needle-like protrusions 42, they can be mounted to individual rods 41 (Fig. 4F) or on either side of the same rod 41 (Fig. 4G) .

[0318] Figure 5 is a schematic drawing showing rotatable support structures 51 with protrusions 52 in various orientations. Figure 5A shows rotatable support structures 51 with cone-shaped protru-sions 52. Figure 5B shows rotatable support structures 51 with needle-like protrusions 52. The enlargement in Figure 5B shows a protrusion having a notch 54 towards the tip. This can assist in holding back droplets 55 of salt residues from flowing to the interface between contact point and glass surface.

[0319] Figure 6A shows rotatable support structures 61 having cone-like protrusions 62 arranged back-to-back at the same spot. Figure 6B shows rotatable support structures 61 having needle-like protrusions 62 arranged back-to-back at the same spot.

[0320] Figure 6C shows support structures 61 having loop-shaped protrusions 63, that may be formed from a metal wire, for example a stainless steel metal wire. The support structures 61 might be rotatable. By using such a loop-shaped protrusions 63 the loops can hold some salt melt 64 in the enclosed area 65 by surface tension, and leave minimum salt residue on the glass surface, after lifting out of the salt melt. The wire might have a diameter of the less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, or even less than 0.2 mm. The loop should be formed with an enclosed area of about 5 to 150 mm2, preferably 10 to 100 mm2. Other forms of structures, that hold some salt  melt by surface tension are as well possible, but a simple wire loop with or without a short over-lap 66 of the wire at the closing part of the loop is the most simple embodiment and can be manufactured easily.

[0321] Figure 7 is a schematic drawing showing support structures 71 with ring-like protrusions 72. Fig-ure 7A shows ring-shaped protrusions 72 without any additional protrusions. Figure 7B shows rotatable support structures 71 with a ring-shaped protrusion 72 having an additional protrusion 76.

[0322] Figure 8 is a schematic drawing showing glass articles 10 only contacting the protrusions 82 on the support structures 81 sporadically and floating freely between them. This further reduces the impact of the contact on the surface homogeneity upon chemical toughening. The extreme posi-tions of the articles 10 at the contacting planes are shown by dashed lines. An intermediate po-sition of the articles 10 is shown by a solid line. Arrows indicate the floating motion of the arti-cles 10 between the two extreme positions at the contacting planes. Figure 8A schematically shows a glass article 10 floating between triangular-shaped protrusions 82 in tip-up confor-mation. Figure 8B schematically shows a glass article 10 floating between needle-shaped pro-trusions 82. Figure 8C schematically shows a glass article 10 floating between cone-shaped protrusions 82. Figure 8D shows glass articles 10 floating between triangular-shaped protru-sions 82 in tip-up conformation. At the bottom of Figure 8D active convection or circulation ap-plied to the molten salt solution is indicated by a schematic stirring device 87. This reduces the contact time of the glass articles 10 with the contact points.

[0323] Figures 9A and 9B show WLI images of samples chemically toughened using a wire-type bas-ket. Figure 9A relates to a first sample and Figure 9B relates to a second sample. Both samples had the dimensions 150x150x0.05 mm3 (see example 2c) . Figures 9A and 9B show WLI images of the respective samples. The WLI images cover an area of 3x3 mm2. In the center of the im-ages, a line-shaped imprint runs substantially parallel to the y-axis. In Figure 9A, the imprint ex-tents out of the viewing plane (elevation, ridge) . In Figure 9B, the imprint extents into the view-ing plane (indentation, trough) . Surface profiles (not shown) were determined based on the re-spective WLI images along the measuring path indicated in the WLI images for quantification of the imprints. In Figure 9A, the line-shaped imprint has a width of 434.2 μm and a maximum height of about 7 nm. In Figure 9B, the line-shaped imprint has a width of 604 μm and maximum height of about -6 nm. The line-shaped imprint spans across the entire width of the glass article.

[0324] Figures 9C and 9D show WLI images of samples chemically toughened using a nose-type bas-ket. Figure 9C relates to a first sample and Figure 9D relates to a second sample. Both samples  had the dimensions 150x150x0.07 mm3 (see example 2d) . Figures 9C and 9D show WLI im-ages of the respective samples. The WLI images cover an area of 1.5x1.5 mm2 (Fig. 9C) or 3x3 mm2 (Fig. 9D) , respectively. A round-shaped imprint is visible in the center of the images. In Fig-ure 9C, the imprint extents out of the viewing plane (elevation) . In Figure 9D, the imprint extents into the viewing plane (indentation) . Surface profiles (not shown) were determined based on the respective WLI images along the measuring path indicated in the WLI images for quantification of the imprints. In Figure 9C, the round-shaped imprint has a width of 451 μm and a maximum height of about 0.264 μm. In Figure 9D, the round-shaped imprint has a width of about 960 μm and maximum height of about -0.7 μm.Examples

[0325] A new chemical toughening basket was developed that can accommodate large format UTG sheets and provide support across the glass surface to stabilize the glass sheets in an upright standing orientation and prevent sagging or collapsing of the sheets. The basket comprised a bottom support for the glass articles. The basket did not use any additional edge support. The main support comprised triangular-shaped protrusions that were attached to rods and arranged such that they can touch the articles on their main surfaces across the surface of the glass (see Fig. 1A) . The space in between adjacent rods (front and back surface) provided enough room for the glass articles to float in between the contact points during the submersion process.

[0326] The inventors have found that the contact patch of a support structure can be as little as 1 mm or thinner and that the amount of support points can be 180 / m2 or less. Laboratory tests showed that 28 contact points is sufficient for a 400x400 mm2 sheet. For 150x150mm2 even 4 contact points are sufficient, the yield is however better when having 6 contact points. In this case, the baskets had three rods / levels of supports with 2 contact points per level distributed across the height of the glass article.

[0327] 1. 400x400 mm2 samples

[0328] a) Toughening temperature and time

[0329] The experiments have shown that for large 400x400 mm2 formats other parameters as for 150x150 mm2 glass sheets had to be used. At a toughening temperature (temperature of the molten salt solution) of 420℃, as is being used for smaller formats, there was frequent break-age of 400x400 mm2 sheets, see table 1 below. A possible explanation for that could lie in dif-ferent diffusion speeds and resulting tension within the specimens. In 30 μm thick sheets, the bottom side of the glass will be processed around 11, 5% (69 sec. ) longer than the top side of  the glass sheet, because of the submersion and lifting speeds. It can thus be assumed that the longer processing time results in tension differences between the two sides of the glass sheet, that can ultimately lead to breakage. To measure such differences, however, is impossible, as they lie below the resolution limit of the measurement equipment.

[0330] The general toughening time (submersed) was 7 minutes for articles having a thickness of 30 μm, and 60 minutes for articles having a thickness of 100 μm, both at 380℃ salt bath tempera-ture.

[0331] b) Dome temperature

[0332] Dome temperature refers to the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath. In the present set of experiments, the inventors identified a dome temperature of around 300℃ to yield the best results. Generally speaking, the dome temperature can be de-rived from the melting point of the respective salt bath used. In the present case, it was KNO3 having a melting point of 334℃. Thus, the optimal dome temperature in this set of experiments was about 30 K below the melting point of KNO3.

[0333] c) Submersion and lifting speed

[0334] The submersion and lifting speed presumably have two effects during processing of large for-mat UTG. The increase in sheet size leads to a difference in processing time (vertically) , which can result in differences in the amount of chemical toughening, which again can cause tension within the glass sheet. In addition, the lifting speed can have an influence on the thickness of the residual salt layer on the glass sheet. The inventors have found a submersion and lifting speed of 0.7 –0.9 m / min (for 400x400 mm2 sheets at 30 μm and 100 μm thickness) showing the best results. The lifting speed can in theory be derived from the desired salt layer thickness, salt density, salt viscosity and ambient temperature.

[0335] d) Results

[0336] The following results were obtained regarding yield, diffusion coefficient D and characteristic penetration depth xc at different toughening temperatures:

[0337] Table 1 *The yield was 20%at a dome temperature of 350℃ and 80%at a dome temperature of 300℃.

[0338] The different chemical toughening temperature had not only an influence on the yield but also on the surface compressive stress CS. For example, for the glasses having a thickness of 100 μm, CS was 603 MPa at a chemical toughening temperature of 420℃ while a surface compres-sive stress of 670 MPa was obtained at a chemical toughening temperature of 380℃.

[0339] According to these experiments, 380℃ was established as the optimal toughening temperature for 400x400 mm2 UTG sheets.

[0340] 2. 150x150 mm2 samples

[0341] a) Sample preparation

[0342] For studying optical inhomogeneities, additional experiments were performed in which glass ar-ticles of 150x150 mm2 format having a thickness of 70 μm were chemically toughened using the following procedure:

[0343] ● glass sheets were placed into the “nose-type” holder basket, wherein the glass articles were in direct contact with nose-type contact points at 2 to 6 points in total on the two sides per sheet,

[0344] ● the basket was immersed into a bath of molten salt (KNO3) having a toughening temper-ature of 390 ℃ for a toughening time of 20 min,

[0345] ● the basket was then lifted out of the salt bath,

[0346] ● a post-toughening dwelling step was performed for 5 min,

[0347] ● the glass sheets were then cooled down in the air and afterwards soaked in water to dis-solve the residue salt before ultrasonic cleaning.

[0348] b) Measurements

[0349] The contact points were inspected under reflected light and marked on one side of the glass. The areas were then investigated via white light interferometry (White light interference micro-scope NexView, PE 1-010) using a 5.5x objective at 0.5x image zoom. Further a TTV measure- ment was performed using a laser interferometer Verifire (Zygo) , PE 1-018, at 632.8 nm meas-urement wavelength and 0.151 mm lateral resolution, as well as a Flatness measurement using a Coordinate measurement machine CT300 (cyberTECHNOLOGIES) , PE 1-019, with a mean-der-type scanning pattern of the specimen using a chromatic confocal distance sensor (S3000, 3 mm measurement range) . The glass sheets were scanned with a step size of 100 μm in X-Direction and 5000 μm in Y-Direction. Here, to avoid artefacts caused by the edge regions, an analysis area of 10 mm was chosen. The data was smoothened with a Median (9: 1) .

[0350] c) Imprints from wire-type basket

[0351] In comparative WLI studies, the inventors showed that a wire type basket can leave a line-shaped imprint on the surface of the glass sheet (150x150x0.05 mm3, AS87 eco) along the line of the wire (see Fig. 9A and 9B) . AS87 eco has a glass composition in line with the composi-tional ranges of the present disclosure.

[0352] These lines can have a breadth of about 500 μm and span across the entire width of the glass sheet. In these particular experiments with 150x150 mm2 UTG sheets and two horizontal lines of wires, this can result in an imperfect area on the glass surface of around 150 to 170 mm2 de-pending on the actual breadth of the contact line and the actual contact line (depending on the lean angle, the glass will not fully contact the wires) . Also depending on the lean angle of the glass, wire imprints (as well as point-like imprints, see below) can be observed on either side of the glass, “front” and “back” surface.

[0353] d) Imprints from nose-type basket compared to wire-type

[0354] In contrast to the examples under c) , in the nose-type basket of the present disclosure (samples according to a) above) , the contact points showed a width of 700 –1600 μm, with an average in the range of 1000 μm. However, these contact points resembled round, point-like spots (see Fig. 9C and 9D) .

[0355] In this experiment with 150x150x0.07 mm3 (AS87 eco) UTG sheets, the basket had 3 rods with contact points with 3 contact points per layer, so a total of 9 contact points, which would result in a maximum area of around 7 mm2. Also here, not all contact points necessarily come in contact with the glass surface, plus the basket used in this experiment had 9 instead of the 4 or 6 afore-mentioned contact points. The nose-type basket of the invention shows an improvement in pris-tine surface area of at least 25-fold over a wire-type basket. In additional experiments, the in-ventors found the contact point affected area to be even smaller, with width of about 160 to 500 μm, which results in an affected area of only 0.09 mm2 to 1.18 mm2 (with 4 or 6 contact points, respectively) :

[0356] Table 2

[0357] If these results were to be extrapolated to the larger 400x400 mm2 UTG format, this would result in an even greater difference of about 0.6 to about 22 mm2 affected area in the contact point (or “nose” -type) basket with 28 contact points per area, compared to about 800 mm2 in the wire-type basket with 4 wires per area:

[0358] Table 3

[0359] If the above results were expressed as area in mm2 per individual contact point (in the wire-type basket a single point resembles one wire line) for a 400x400 mm2 UTG sheet, the results would be as shown below:

[0360] The results show that the affected area is smaller in case of the nose-type basket as compared to the wire-type basket.

[0361] e) TTV

[0362] 150x150x0.07 mm3 samples were toughened in 100%KNO3 at 390℃ for 20 minutes. Toughen-ing was done either in the wire-type holder or in the nose-type holder in triplicate each. The re-sults were as follows:

[0363] The TTV was not affected by the type of holding basket.

[0364] f) Flatness

[0365] Samples 1 to 6 of e) above were also tested for their flatness. The results were as follows:

[0366] The flatness was not affected by the type of holding basket.

[0367] 3. Analysis of surface composition

[0368] A glass sheet (150x150x0.05 mm3, AS87) was chemically toughened using a wire type basket at 380℃ for 82 minutes in 100%KNO3.

[0369] The amount of Na+ was measured in the area of an imprint and in an area without imprint. The  measurement was done by ToF-SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) . The measurement was done up to a depth of about 12 μm. As expected, the amount of Na+ de-creased in the direction from the center towards the surface of the glass sheet due to the ion ex-change treatment. This result was obtained both in the area of an imprint and in the area with-out imprint.

[0370] Interestingly, the decrease of Na+ towards the center was less pronounced in the imprint area as compared to the area without imprint. Notably, this difference was only found from the sur-face of the glass sheet up to a depth of about 0.5 μm. At higher depths, there was no measura-ble difference of the amount of Na+ in the imprint area as compared to the area without imprint. Similarly, the amount of K+ was slightly reduced in the imprint area up to a depth of about 0.5 μm but not beyond.

[0371] Without wishing to be bound by a certain theory, it seems that the wire of the basket impairs the ion exchange up to a depth of about 0.5 μm. At higher depths, the exchange from the side may be high enough to compensate for the reduce of ion exchange caused by the wire. This may be visualized as a kind of “shadow” of ion exchange caused by the wire, wherein the depth of the shadow is about 0.5 μm.

Claims

1.A chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,· wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,· wherein a thickness of the article is at most 100 μm,· wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and· wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total im-print area is at least 250, wherein an imprint is a local surface imperfection detectable by white light interferometry.2.The chemically toughened glass article of claim 1, wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface.3.A chemically toughened glass article having a first surface and a second surface,· wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,· wherein a thickness of the article is at most 100 μm,· wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm, and· wherein a combined imprint density of first surface and second surface is at most 10 imprints per 100 cm2 combined surface area of first surface and second surface, wherein an imprint is a local surface imperfection detectable by white light interferome-try.4.The chemically toughened glass article of claim 3, wherein a ratio of the combined surface area of first and second surface to a total imprint area is at least 250.5.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein the combined surface area of first and second surface is in a range of from 400 to 9800 cm2 in total.6.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein the thickness of the article is in a range of from 20 to 80 μm.7.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein the ratio RTS is in a range of 2 to 180 μm2 / cm.8.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein the ratio of the combined surface area of first and second surface to the total imprint area is in a range of from 500 to 500,000.9.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein a surface compressive stress CS is in a range of from 600 to 1500 MPa.10.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein a characteristic penetration depth xc is in a range of from 1.0%to 40%of the article thickness.11.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein a total thickness variation TTV is in a range of from 0.5 to 5.0 μm.12.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein a flatness of both first and second surface is in a range of from 50 to 1000 μm each.13.The chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, wherein the imprints are present as indentations and elevations, and wherein the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface at the indentations is higher than the amount of Na+ at a depth position of 100 nm below the article surface outside the indenta-tions.14.A device for chemically toughening a glass article, particularly for obtaining a chemically toughened glass article of at least one of the preceding claims, the device comprising sup-port structures having a plurality of protrusions for contacting the glass article.15.The device of claim 14, wherein the device is adapted for keeping the glass articles in a vertical orientation.16.The device of at least one of claims 14 and 15, wherein the device is adapted for holding a plurality of glass articles spaced apart from each other, in particular parallel to each other.17.The device of at least one claims 14 to 16, wherein the protrusions are arranged such that their tips define a contacting plane for contacting the first and / or second surface of the glass article.18.The device of claim 17, wherein a spacing between corresponding contacting planes is at least 20 mm.19.The device of at least one of claims 17 and 18, wherein the area density of protrusions rela-tive to the area of the contacting plane is in a range of from 1 to 100 protrusions per 1000 cm2 contacting plane.20.The device of at least one of claims 14 to 19, wherein the device is a basket.21.The device of at least one of claims 14 to 20, wherein a density of protrusions is in a range of from 10 to 50 protrusions per m length of support structure.22.The device of at least one of claims 14 to 21, wherein the device is adapted for holding a number of from 1 to 100 glass articles.23.The device of at least one of claims 14 to 22, wherein the protrusions have a tip for contact-ing the glass article resulting in a contact area between protrusions and glass article of at most 10 mm2 per protrusion.24.The device of claim 23, wherein the contact area is in a range of from 0.02 to 7.5 mm2.25.The device of at least one of claims 14 to 24, wherein the support structures are rods or rod-like structures.26.The device of at least one of claims 14 to 25, wherein the protrusions have a shape se-lected from triangular shape, blunt needle-like shape, cone-like shape, ring-like shape, loop-like shape and combinations of one or more thereof.27.The device of at least one of claims 14 to 26, wherein the protrusions have a notch, particu-larly towards the tip.28.The device of at least one of claims 14 to 27, wherein the protrusions have a pointed end which is blunt.29.The device of at least one of claims 14 to 28, wherein the support structures and / or the pro-trusions are rotatable.30.The device of at least one of claims 14 to 29, wherein at least the tip of the protrusions con-sists of a material having a higher heat capacity than glass.31.The device of at least one of claims 14 to 30, wherein the device comprises a bottom sup-port adapted for the glass article to stand on.32.The device of claim 31, wherein the bottom support is in the form of platinum wires or stain-less-steel fiber material.33.The device of at least one of claims 14 to 32, wherein the device contains a glass article having a first surface and a second surface,· wherein a combined surface area of first surface and second surface is at least 300 cm2 in total,· wherein a thickness of the article is at most 100 μm, and· wherein a ratio RTS of a squared article thickness to a square root of the combined surface area of first and second surface is at most 200 μm2 / cm.34.A method for chemically toughening a glass article, particularly a glass article of at least one of claims 1 to 13, the method comprising the step of immersing the glass article in a molten salt bath, wherein the article is in a device of at least one of claims 14 to 33 during immersion.35.The method of claim 34, wherein a toughening temperature is in a range of from 360℃ to 400℃.36.The method of at least one of claims 34 to 35, wherein a toughening time is in a range of from 3.0 to 90 minutes.37.The method of at least one of claims 34 to 36, wherein the toughening temperature per squared article thickness is in a range of from 0.1 to 1.0 seconds per μm2.38.The method of at least one of claims 34 to 37, wherein a temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is in a range of 280℃ to 320℃.39.The method of at least one of claims 34 to 38, wherein the temperature within the chemical toughening oven above the molten salt bath is in a range of the melting point of the salt ±50 K.40.The method of at least one of claims 34 to 39, wherein the salt comprises or consists of KNO3.41.The method of at least one of claims 34 to 40, wherein the glass article is kept at the tem-perature within the chemical toughening oven above the molten salt bath for 1.0 to 10 minutes subsequent to immersion in the molten salt bath.42.The method of at least one of claims 34 to 41, wherein a speed of submersing the glass ar-ticle into the molten salt bath and / or a speed of lifting the glass article from the molten salt bath is in a range of from 0.1 to 10 m / min.43.The method of at least one of claims 34 to 42, wherein a density of contact points between the glass article and the device is in a range of from 100 to 500 contact points per m2 of the combined surface area of first surface and second surface of the glass article.

Citation Information

Patent Citations

  • Ultrathin glass loading jig

    CN115783525A

  • Bearing device for glass toughening

    CN216377956U

  • Manufacturing Method of Flexible Ultra-Thin Type Glass Plate Minimized Thickness Variation

    KR101620367B1

  • Closed recirculating aquaculture system

    KR1020230059913A

  • High strength ultrathin glass and method of making the same

    US20190062200A1