可弯折玻璃堆叠组件、制品及其制造方法技术

一种玻璃元件，其具有25μm至125μm的厚度、第一主表面、第二主表面和从第一主表面延伸至第一深度的压缩应力区，该区由在第一主表面处至少约100MPa的压缩应力σI限定。另外，该玻璃元件具有应力分布，使得当玻璃元件弯折至1mm至20mm的目标弯折半径时，曲率中心在第二主表面一侧上，以在第一主表面处诱导弯折应力σB，σI+σB

Bent glass stack assembly, product and manufacturing method thereof

A glass element having a thickness of 25 to 125 microns, a first principal surface, a second principal surface, and a compressive stress region extending from the first principal surface to the first depth, defined by a compressive stress_I of at least 100 MPa at the first principal surface. In addition, the glass element has a stress distribution such that when the glass element bends to a target bending radius of 1 mm to 20 mm, the curvature center is on the side of the second main surface to induce the bending stress_B, _I+_B at the first main surface.

【技术实现步骤摘要】
可弯折玻璃堆叠组件、制品及其制造方法分案申请说明本申请系申请日为2015年01月22日、国际申请号为PCT/US2015/012414、进入中国国家阶段后的国家申请号为201580002002.7、题为“可弯折玻璃堆叠组件、制品及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求分别于2014年1月29日、2014年4月3日和2014年12月11日提交的美国临时专利申请号61/932,924、61/974,732和62/090,604的权益和优先权，其申请全文通过引用纳入本文。
本专利技术一般涉及玻璃堆叠组件、元件和层及其各种制造方法。更具体地，本专利技术涉及这些部件的可弯折和耐刺穿形式及其制造方法。背景传统上呈刚性的产品和部件的挠性形式正为新应用而处于构思中。例如，挠性电子装置可提供薄、轻质和挠性性质，其提供了新应用的机会，例如曲面显示器和可穿戴装置。这些挠性电子装置中许多需要挠性基材来保持并固定这些装置的电子部件。金属箔具有一些优势，包括热稳定性和化学耐受性，但是成本高并且缺少光学透明度。聚合物箔有一些优势，包括抗疲劳破坏，但是光学透明度低，缺少热稳定性并且气密性有限。这些电子装置中的一些也利用挠性显示器。光学透明度和热稳定性通常对于挠性显示器应用而言是重要的性质。另外，挠性显示器应具有高的抗疲劳和抗穿刺性，包括在小弯曲半径下抗破坏，尤其对于具有触屏功能和/或可折叠的挠性显示器。传统的挠性玻璃材料提供了挠性基材和/或显示器应用所需的许多性质。然而，迄今为止，将玻璃材料用于这些应用的努力非常不成功。通常，玻璃基材可制成非常低的厚度水平(<25μm)以实现越来越小的弯曲半径。这种“薄”玻璃基材的抗穿刺性有限。同时，可以制造较厚的抗穿刺性更好的玻璃基材(>150μm)，但是这些基材在弯曲时缺少合适的抗疲劳性和机械可靠性。因此，需要可靠地用于挠性基材和/或显示器应用和功能，尤其是挠性电子装置应用的玻璃材料、部件和组件。概述根据一个方面，提供的堆叠组件包含：具有约25μm至约125μm厚度、第一主表面和第二主表面的玻璃元件，该玻璃元件还包含：(a)具有第一主表面的第一玻璃层；和(2)从玻璃层的第一主表面延伸到玻璃层中第一深度的压缩应力区，该区由在层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力限定。玻璃元件的特征在于：(a)当元件在约25℃和约50％相对湿度下在约3mm至约20mm的弯折半径下保持至少60分钟时没有损坏；(b)当元件的第一主表面加载具有200μm直径的平底的不锈钢销并且元件的第二主表面受到以下物质支持时有超过约1.5kgf的抗穿刺性：(i)具有低于约1GPa的弹性模量的约25μm厚的压敏粘合剂和(ii)具有低于约10GPa的弹性模量的约50μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯层；以及(c)大于或等于8H的铅笔硬度。根据一个实施方式，提供了包含具有可折叠特征的电子装置的可折叠电子装置。可折叠特征包括第一方面的堆叠组件。在某些方面中，可折叠特征可包括显示器、印刷电路板、外壳和电子装置的其他特征。在一些实施方法中，玻璃元件还可包含一个或多个附加玻璃层和一个或多个位于第一玻璃层下面的相应压缩应力区。例如，玻璃元件可包含在第一玻璃层下面具有相应附加压缩应力区的2个、3个、4个或更多个附加玻璃层。根据另一个方面，提供的玻璃制品包含：厚度为约25μm至约125μm的玻璃层，该层还包含：(a)第一主表面；(b)第二主表面；以及(c)从玻璃层的第一主表面延伸到玻璃层中第一深度的压缩应力区，该区由在层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力限定。玻璃层的特征在于：(a)当层在约25℃和约50％相对湿度下在约3mm至约20mm的弯折半径下保持至少60分钟时没有损坏；(b)当层的第一主表面加载具有200μm直径的平底的不锈钢销并且层的第二主表面受到以下物质的支持时有超过约1.5kgf的抗穿刺性：(i)具有低于约1GPa的弹性模量的约25μm厚的压敏粘合剂和(ii)具有低于约10GPa的弹性模量的约50μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯层；以及(c)大于或等于8H的铅笔硬度。在某些方面中，玻璃制品还可包括厚度超过玻璃层厚度并具有2个基本平行的边缘表面的玻璃结构，该结构包含玻璃层，其中该层设置在所述基本平行的边缘表面之间的结构的中心区中。在某些实施方式中，玻璃层包含不含碱金属或含碱金属的铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼铝硅酸盐或硅酸盐玻璃组合物。玻璃层的厚度范围也可以是约50μm至约100μm。根据一些方面，厚度范围可以是60μm至约80μm。在一些实施方式中，玻璃元件或玻璃层的弯折半径可以是约3mm至约20mm。在其他方面中，弯折半径可以是约3mm至约10mm。在一些实施方式中，玻璃层的弯折半径可以是约1mm至约5mm。此外，弯折半径也可以是约5mm至约7mm。根据某些方面，堆叠组件还可包含置于玻璃元件或层的第一主表面上的具有低摩擦系数的第二层。按照某些方面，第二层可以是包含氟碳材料的涂层，所述氟碳材料选自热塑性塑料和无定形氟碳化合物。第二层也可以是包含下组中的一种或多种的涂层：硅酮、蜡、聚乙烯、热端涂料、聚对二甲苯和类金刚石涂层制剂。此外，第二层可以是包含选自下组的材料的涂层：氧化锌、二硫化钼、二硫化钨、六边形氮化硼和铝镁硼化物。根据一些实施方式，第二层可以是包含选自下组的添加剂的涂层：氧化锌、二硫化钼、二硫化钨、六边形氮化硼和铝镁硼化物。在一些方面中，第一主表面处的压缩应力区中的压缩应力是约600MPa至1000MPa。压缩应力区也可在玻璃层的第一主表面处包括5μm或更小的最大瑕疵尺寸。在某些情况中，压缩应力区包括2.5μm或更小，甚至小至0.4μm或更小的最大瑕疵尺寸。在其他方面中，压缩应力区包括多个可离子交换的金属离子和多个经离子交换的金属离子，选择经离子交换的金属离子以产生压缩应力。在一些方面，经离子交换的金属离子的原子半径大于可离子交换的金属离子的原子半径。按照另一个方面，玻璃层还可包含芯区，设置于芯区上的第一和第二包层区，并且其中芯区的热膨胀系数大于包层区的热膨胀系数。根据另一个方面，提供的玻璃制品包含：具有一定厚度、第一主表面和第二主表面的玻璃层。玻璃层的特征在于：(a)当层在约25℃和约50％相对湿度下在约1mm至约5mm的弯折半径下保持至少60分钟时没有损坏；(b)当层的第一主表面加载具有200μm直径的平底的不锈钢销并且层的第二主表面受到以下物质的支持时有超过约1.5kgf的抗穿刺性：(i)具有低于约1GPa的弹性模量的约25μm厚的压敏粘合剂和(ii)具有低于约10GPa的弹性模量的约50μm厚的聚对苯二甲酸乙二酯层；和(c)大于或等于8H的铅笔硬度。玻璃制品也包括厚度超过玻璃层的厚度并且具有2个基本平行的边缘表面的玻璃结构。该结构包括玻璃层，并且该层设置在所述基本平行的边缘表面之间的结构的芯区中。在一些方面中，玻璃结构的厚度可以等于或大于125μm。在另一个方面中，玻璃层的厚度可以设置为从约20μm至约125μm以实现弯折半径。按照一个示例性实施方式，玻璃层的厚度可以设置为从约20μm至约30μm以实现弯折半径。根据另一个方面，提供了制造堆叠组件的方法，该方法包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃基材，其包括：具有第一厚度和至少3kgf的抗穿刺性的区域；以及具有为基材提供实现5mm的弯折半径的能力的第二厚度的区域。

【技术特征摘要】
2014.01.29 US 61/932,924;2014.04.03 US 61/974,732;1.一种玻璃基材，其包括：具有第一厚度和至少3kgf的抗穿刺性的区域；以及具有为基材提供实现5mm的弯折半径的能力的第二厚度的区域。2.如权利要求1所述的玻璃基材，其中第二厚度为基材提供实现2mm的弯折半径的能力。3.如权利要求1所述的玻璃基材，其中第二厚度为基材提供实现1mm的弯折半径的能力。4.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃基材，其中第二厚度≤30微米。5.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃基材，其中第二厚度≤25微米。6.如权利要求1-5中任一项所述的玻璃基材，其还包括长度，并且其中在整个长度上连续提供第二厚度。7.如权利要求1-6中任一项所述的玻璃基材，还包括保护性部件，其设置用来覆盖具有第二厚度的基材的一部分。8.如权利要求1-7中任一项所述的玻璃基材，其中第一厚度≥130微米。9.如权利要求1-8中任一项所述的玻璃基材，其中玻璃基材包含一种组合物，该组合物为无碱金属的铝硼硅酸盐玻璃。10.如权利要求1-9中任一项所述的玻璃基材，其能够在失效之前进行至少100次弯折至5mm半径的循环。11.如权利要求1-10中任一项所述的玻璃基材，其还包括>50GPa的扬氏模量。12.如权利要求1-11中任一项所述的玻璃基材，其具有至少8H的铅笔硬度。13.一种包含主...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·常，P·W·储，M·P·多诺万，A·J·埃利森，T·M·格罗斯，胡广立，G·N·库德瓦，N·J·史密斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US