本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119要求2014年08月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列第62/039120號(hào)的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請(qǐng)的內(nèi)容為基礎(chǔ)并通過(guò)參考將其完整地結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體涉及玻璃堆疊件組裝件,元件和層和用于制備它們的各種方法。具體來(lái)說(shuō)，本公開(kāi)涉及這些組件的堆疊優(yōu)化的、可彎曲的和耐刺穿的變體及其制備方法，以用于包括但不限于下述的應(yīng)用：薄膜晶體管(TFT)背板、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)裝置、可貼合的顯示器堆疊件、大的曲面顯示器和后擋板。

背景

性質(zhì)上傳統(tǒng)地為剛性的產(chǎn)品和組件的柔性變體正設(shè)想用于新的應(yīng)用。例如，柔性電子裝置可提供薄的、輕量和柔性性質(zhì)，其提供用于新應(yīng)用的機(jī)會(huì)，例如曲面顯示器和可穿戴裝置。這些柔性電子裝置中的許多需要柔性基材來(lái)固定和安裝這些裝置的電子組件。金屬箔具有一些優(yōu)勢(shì)，包括熱穩(wěn)定性和化學(xué)耐久性，但不足之處在于高成本和缺少光學(xué)透明性。聚合物箔具有一些優(yōu)勢(shì)，包括耐疲勞失效性，但不足之處在于臨界的光學(xué)透明性、缺少熱穩(wěn)定性以及受限的氣密性。

這些電子裝置中的一些還可使用柔性顯示器。光學(xué)透明性和熱穩(wěn)定性常常是柔性顯示器應(yīng)用的重要的性質(zhì)。此外，柔性顯示器應(yīng)具有高疲勞和刺穿耐受性，包括在小彎曲半徑下的耐失效性，對(duì)于具有觸摸屏功能和/或可折疊的柔性顯示器而言尤其如此。

常規(guī)柔性玻璃材料提供許多柔性基材和/或顯示器應(yīng)用所需的性質(zhì)。例如，考慮到相對(duì)于金屬和聚合物替代物的透明度、化學(xué)穩(wěn)定性和耐刮擦性，預(yù)期超薄玻璃(<200微米)在這些應(yīng)用中具有重要作用。然而，到目前為止，將玻璃材料用于這些柔性應(yīng)用的努力基本上是不成功的。通常，可將玻璃基材制造到非常低的厚度水平(<25微米)，以獲得越來(lái)越小的彎曲半徑。這些“薄”玻璃基材的不足之處在于受限的耐刺穿性。同時(shí)，更厚的玻璃基材(>150微米)可制造有更好的耐刺穿性，但這些基材缺少在彎曲時(shí)的合適的疲勞耐受性和機(jī)械可靠性。

例如，在與可折疊的顯示器應(yīng)用相關(guān)的彎曲條件下，這種薄的玻璃基材在與裝置的顯示器側(cè)(例如，彎曲過(guò)程中的凸面?zhèn)?上的那些相反的主要表面上經(jīng)歷最大拉伸彎曲應(yīng)力。具體來(lái)說(shuō)，在這種可折疊的顯示器中的玻璃基材預(yù)期彎曲，從而將基材的顯示器側(cè)折疊到彼此上(例如，作為錢包)，其中它們的內(nèi)部表面(即，與顯示器側(cè)表面相反的表面)處于拉伸中。這種拉伸應(yīng)力作為降低的彎曲半徑或曲率半徑函數(shù)而增加。在這些主要表面處，可存在瑕疵和其它缺陷。結(jié)果，從它們的應(yīng)用環(huán)境施加到這種薄玻璃基材的彎曲力使得這些玻璃基材特別容易發(fā)生拉伸相關(guān)的和疲勞相關(guān)的失效，潛在地具有在這種瑕疵和缺陷處的裂紋引發(fā)。

因此，本領(lǐng)域需要用于柔性基材和/或顯示器應(yīng)用和功能，特別是用于柔性電子裝置應(yīng)用的可靠使用的玻璃材料、玻璃堆疊件組裝件、組件和其它相關(guān)的組裝件。此外，本領(lǐng)域需要材料設(shè)計(jì)和加工方法來(lái)開(kāi)發(fā)這種柔性玻璃組裝件和組件，其考慮了在它們的應(yīng)用環(huán)境中形成的應(yīng)力。

概述

根據(jù)一方面,提供堆疊件組裝件，其包含玻璃元件，所述玻璃元件具有約25微米-約125微米的第一厚度，以及第一和第二主要表面。所述玻璃元件還包含(a)具有第一和第二主要表面的第一玻璃層,和(b)從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述區(qū)域通過(guò)在層的第二主要表面處的至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。堆疊件組裝件還包含第二層，其連接到玻璃層的第二主要表面且具有第二厚度。在一些方面中,第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。所述玻璃元件通過(guò)下述來(lái)表征：(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將元件在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,(b)當(dāng)元件的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑(PSA)和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且元件的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，(c)大于或等于8H的鉛筆硬度,和(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

在一些實(shí)施方式中,玻璃元件還可包含一個(gè)或多個(gè)額外的玻璃層和分別設(shè)置在第一玻璃層下方的一個(gè)或多個(gè)壓縮應(yīng)力區(qū)域。例如,玻璃元件可包含2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)額外的玻璃層，其具有相應(yīng)的在第一玻璃層下方的額外的壓縮應(yīng)力區(qū)域。

根據(jù)一方面,提供玻璃制品，所述玻璃制品包含:具有約25微米-約125微米的第一厚度的玻璃層。所述層還包含(a)第一主要表面，(b)第二主要表面,和(c)從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述區(qū)域通過(guò)在層的第二主要表面處的至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。所述玻璃制品還包含第二層，其連接到玻璃層的第二主要表面且具有第二厚度。根據(jù)一些方面,第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。所述玻璃層通過(guò)下述來(lái)表征：(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將所述層在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,(b)當(dāng)所述層的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且所述層的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，(c)大于或等于8H的鉛筆硬度,和(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

在一些實(shí)施方式中,玻璃層包括不含堿的或含堿的鋁硅酸鹽,硼硅酸鹽,硼鋁硅酸鹽,或硅酸鹽玻璃組合物。玻璃層的厚度還可為約50微米-約100微米。根據(jù)一些方面，玻璃層的厚度可為60微米-約80微米。

在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或玻璃層的彎曲半徑可為約3mm-約20mm。在其它方面中,彎曲半徑可為約3mm-約10mm。

根據(jù)一些方面,玻璃元件或玻璃層可包含具有低摩擦系數(shù)且設(shè)置在玻璃元件或?qū)拥牡谝恢饕砻嫔系牡谌龑?例如,設(shè)置在堆疊件組裝件的顯示器側(cè)上)。根據(jù)一些方面,第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的氟碳材料：熱塑性塑料和無(wú)定形氟碳。第三層還可為涂層，所述涂層包含下述組中的一種或多種：硅酮、蠟、聚乙烯、高電位端(hot-end)、聚對(duì)二甲苯和類金剛石涂層制備。此外，第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的材料：氧化鋅、二硫化鉬、二硫化鎢、六方氮化硼和鋁鎂硼化物。根據(jù)一些實(shí)施方式，第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的添加劑：氧化鋅、二硫化鉬、二硫化鎢、六方氮化硼和鋁鎂硼化物。

在一些實(shí)施方式中，第二層可包含下述或單獨(dú)地由下述組成：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層或元件的第二主要表面。第二層也可包含下述或單獨(dú)地由下述組成：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和OCA的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層或元件的第二主要表面。取決于堆疊件組裝件的特定應(yīng)用，可將其它材料,材料組合和/或結(jié)構(gòu)用作第二層結(jié)構(gòu),所述第二層結(jié)構(gòu)具有比玻璃層或元件的彈性模量更低的彈性模量。在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或?qū)拥暮穸群蛷椥阅Ａ?，以及第二層的那些厚度和彈性模量?gòu)造成使中性軸線在玻璃層或元件之內(nèi)朝向玻璃層或元件的第二主要表面位移。

在一些方面中,第二主要表面處壓縮應(yīng)力區(qū)域中的壓縮應(yīng)力是約300MPa-1000MPa。在玻璃層的第二主要表面處，壓縮應(yīng)力區(qū)域還可包含5微米或更小的最大瑕疵尺寸。在一些情況下，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含2.5微米或更小或者甚至低至0.4微米或更小的最大瑕疵尺寸。在一些實(shí)施方式中,還可在第一主要表面處包括第二壓縮應(yīng)力區(qū)域。還可在玻璃層或元件的一個(gè)或多個(gè)邊緣處形成額外的壓縮區(qū)域。這些額外的壓縮應(yīng)力區(qū)域可提供額外的益處：在其中施加-取向的拉伸應(yīng)力無(wú)需最大的其它位置處,包括在裝置的顯示器側(cè)上，減緩或消除應(yīng)力-誘導(dǎo)的與引入玻璃的表面瑕疵相關(guān)的裂紋化和擴(kuò)展。

在其它方面中,壓縮應(yīng)力區(qū)域包含多個(gè)可離子交換的金屬離子和多個(gè)離子交換的金屬離子,選定離子交換的金屬離子來(lái)形成壓縮應(yīng)力。在一些方面中,離子交換的金屬離子的原子半徑大于可離子交換的金屬離子的原子半徑。根據(jù)另一方面,玻璃層還可包含芯體區(qū)域,以及設(shè)置在芯體區(qū)域上的第一和第二包覆區(qū)域,此外其中芯體區(qū)域的熱膨脹系數(shù)大于包覆區(qū)域的熱膨脹系數(shù)。

根據(jù)其它方面，提供一種制備堆疊件組裝件的方法，所述方法包括下述步驟:形成第一玻璃層，其具有第一和第二主要表面,從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,和最終厚度,其中所述區(qū)域通過(guò)層的第二主要表面處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定；以及形成第二層，其具有第二厚度且連接到第一玻璃層的第二主要表面。在一些方面中,第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。所述方法還包括下述步驟：形成玻璃元件，其具有約25微米-約125微米的厚度,所述元件還包含第一和第二主要表面,和第一玻璃層。所述玻璃元件通過(guò)下述來(lái)表征：(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將所述元件在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,(b)當(dāng)所述元件的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且所述元件的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，(c)大于或等于8H的鉛筆硬度,和(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

在所述方法的一些實(shí)施方式中,形成第一玻璃層的步驟可包括選自下組的形成方法：熔合法、狹縫拉制法、輥壓法、再拉制法和浮法，所述形成方法還構(gòu)造成將玻璃層形成到最終厚度。取決于用于玻璃層和/或用于最終玻璃層的玻璃前體的中間尺寸的最終形狀因子，可使用其它形成方法。所述形成方法還可包括材料除去過(guò)程，其構(gòu)造成從玻璃層除去材料以達(dá)到最終厚度。

根據(jù)所述方法的一些方面,形成從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域的步驟包括：提供強(qiáng)化浴，所述強(qiáng)化浴包含具有原子半徑尺寸大于玻璃層中包含的多個(gè)可離子交換的金屬離子原子半徑的多個(gè)離子交換金屬離子；以及在強(qiáng)化浴中浸沒(méi)玻璃層，從而將玻璃層中多個(gè)可離子交換的金屬離子的一部分與強(qiáng)化浴中的多個(gè)離子交換金屬離子的一部分進(jìn)行交換，從而形成從第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域。在一些情況下，浸沒(méi)步驟包括在約400℃-約450℃下，將玻璃層在強(qiáng)化浴中浸沒(méi)約15分鐘-約180分鐘。

在一些實(shí)施方式中,所述方法還可包括下述步驟：在形成壓縮應(yīng)力區(qū)域之后，在第二主要表面處，從玻璃層的最終厚度除去約1微米-約5微米。可進(jìn)行除去步驟，從而在玻璃層第二主要表面處，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含5微米或更小的最大瑕疵尺寸。還可進(jìn)行除去步驟，從而在玻璃層第二主要表面處，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含2.5微米或更小、或者甚至低到0.4微米或更小的最大瑕疵尺寸。

在以下的詳細(xì)描述中提出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過(guò)實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書(shū)以及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實(shí)施方式而被認(rèn)識(shí)。各種方面可以任意和全部合適的組合來(lái)使用，例如：

根據(jù)第一方面,提供一種堆疊件組裝件,其包含:

玻璃元件，其具有約25微米-約125微米的第一厚度以及第一和第二主要表面,所述玻璃元件還包含:

具有第一和第二主要表面的第一玻璃層,以及

(b)從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述區(qū)域通過(guò)所述層的第二主要表面處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定；以及

第二層，其連接到玻璃層的第二主要表面且具有第二厚度，

其中所述玻璃元件通過(guò)下述來(lái)表征：

(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將元件在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,

(b)當(dāng)元件的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且元件的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，

(c)大于或等于8H的鉛筆硬度，以及

(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

根據(jù)第二方面,提供如方面1所述的組裝件，其中第一玻璃層包含不含堿或者含堿的鋁硅酸鹽,硼硅酸鹽,硼鋁硅酸鹽,或硅酸鹽玻璃組合物。

根據(jù)第三方面,提供如方面1或方面2所述的組裝件,其中元件的厚度是約50微米-約100微米。

根據(jù)第四方面,提供如方面1-3中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中元件的彎曲半徑是約3mm-約10mm。

根據(jù)第五方面,提供如方面1-4中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中在玻璃層的第二主要表面處的壓縮應(yīng)力是約300MPa-1000MPa。

根據(jù)第六方面,提供如方面1-5中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中第一深度設(shè)定為相距玻璃層第二主要表面約玻璃層厚度的三分之一或更小。

根據(jù)第七方面,提供如方面1-6中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中壓縮應(yīng)力區(qū)域包含多個(gè)可離子交換的金屬離子和多個(gè)離子交換的金屬離子,離子交換的金屬離子的原子半徑大于可離子交換的金屬離子的原子半徑。

根據(jù)第八方面,提供如方面1-7中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中玻璃層還包含邊緣,且玻璃元件還包含從邊緣延伸到玻璃層中邊緣深度的邊緣壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述邊緣壓縮應(yīng)力區(qū)域通過(guò)邊緣處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。

根據(jù)第九方面,提供如方面1-8中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中第二層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第十方面,提供如方面1-9中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中第二層包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第十一方面,提供如方面9所述的組裝件,其中PET,OCA和玻璃層的厚度和彈性模量構(gòu)造成使中性軸線基本上朝向玻璃層的第二主要表面位移。

根據(jù)第十二方面,提供如方面10所述的組裝件,其中PET,OCA和玻璃層的厚度和彈性模量構(gòu)造成使中性軸線基本上朝向玻璃層的第二主要表面位移。

根據(jù)第十三方面,提供玻璃制品,其包含:

玻璃層，所述玻璃層具有約25微米-約125微米的第一厚度,所述層還包含:

(a)第一主要表面,

(b)第二主要表面,以及

(c)從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述區(qū)域通過(guò)所述層的第二主要表面處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定；以及

第二層，其連接到玻璃層的第二主要表面且具有第二厚度，

其中所述玻璃層通過(guò)下述來(lái)表征：

(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將所述層在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,

(b)當(dāng)所述層的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且所述層的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，

(c)大于或等于8H的鉛筆硬度，以及

(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

根據(jù)第十四方面,提供如方面13所述的制品，其中玻璃層包含不含堿或者含堿的鋁硅酸鹽,硼硅酸鹽,硼鋁硅酸鹽,或硅酸鹽玻璃組合物。

根據(jù)第十五方面,提供如方面13或方面14所述的制品,其中玻璃層的厚度是約50微米-約100微米。

根據(jù)第十六方面,提供如方面13-15中任一項(xiàng)所述的制品,其中玻璃層的彎曲半徑是約3mm-約10mm。

根據(jù)第十七方面,提供如方面13-16中任一項(xiàng)所述的制品,其中在玻璃層的第二主要表面處的壓縮應(yīng)力是約300MPa-1000MPa。

根據(jù)第十八方面,提供如方面13-17中任一項(xiàng)所述的制品,其中第一深度設(shè)定為相距玻璃層第二主要表面約玻璃層厚度的三分之一或更小。

根據(jù)第十九方面,提供如方面13-18中任一項(xiàng)所述的制品,其中壓縮應(yīng)力區(qū)域包含多個(gè)可離子交換的金屬離子和多個(gè)離子交換的金屬離子,離子交換的金屬離子的原子半徑大于可離子交換的金屬離子的原子半徑。

根據(jù)第二十方面,提供如方面13-19中任一項(xiàng)所述的制品,其中玻璃層還包含邊緣,以及從邊緣延伸到玻璃層中邊緣深度的邊緣壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述邊緣壓縮應(yīng)力區(qū)域通過(guò)邊緣處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。

根據(jù)第二十一方面,提供如方面13-20中任一項(xiàng)所述的制品,其中第二層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第二十二方面,提供如方面13-20中任一項(xiàng)所述的制品,其中第二層包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第二十三方面,提供如方面21所述的制品,其中PET,OCA和玻璃層的厚度和彈性模量構(gòu)造成使中性軸線基本上朝向玻璃層的第二主要表面位移。

根據(jù)第二十四方面,提供如方面22所述的制品,其中PET,OCA和玻璃層的厚度和彈性模量構(gòu)造成使中性軸線基本上朝向玻璃層的第二主要表面位移。

根據(jù)第二十五方面,提供一種制備堆疊件組裝件的方法，所述方法包括下述步驟：

形成第一玻璃層，其具有第一和第二主要表面,從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,以及最終厚度，其中所述區(qū)域通過(guò)在層的第二主要表面處的至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。

形成第二層，其具有第二厚度且連接到第一玻璃層的第二主要表面；以及

形成玻璃元件，其具有約25微米-約125微米的厚度,所述元件還包含第一和第二主要表面,和第一玻璃層，

其中所述玻璃元件通過(guò)下述來(lái)表征：

(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將元件在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,

(b)當(dāng)元件的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且元件的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，

(c)大于或等于8H的鉛筆硬度，以及

(d)玻璃層之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

根據(jù)第二十六方面,提供如方面25所述的方法,還包括下述步驟：

優(yōu)化第一玻璃層和第二層的厚度和彈性模量，從而使中性軸線基本上朝向玻璃層的第二主要表面位移。

根據(jù)第二十七方面,提供如方面26所述的方法,其中第二層包含聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第二十八方面,提供如方面26所述的方法,其中第二層包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層的第二主要表面。

根據(jù)第二十九方面,提供如方面1-12中任一項(xiàng)所述的組裝件,其中第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。

根據(jù)第三十方面,提供如方面13-24中任一項(xiàng)所述的制品,其中第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。

根據(jù)第三十一方面,提供如方面25-28中任一項(xiàng)所述的方法,其中第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。

應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的，用來(lái)提供理解權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。所附附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖說(shuō)明了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與文字描述一起用來(lái)解釋各個(gè)實(shí)施方式的原理和操作。本文所用的方向術(shù)語(yǔ)，例如上、下、左、右、前、后、頂、底，僅僅是參照繪制的附圖而言，并不用來(lái)表示絕對(duì)的取向。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1示意性地顯示使用中性軸線在約一半基材厚度處進(jìn)行彎曲時(shí)的玻璃基材。

圖2示意性地顯示根據(jù)本公開(kāi)的方面的堆疊件組裝件，其具有第一玻璃層和連接到玻璃層的第二層。

圖3是進(jìn)行兩點(diǎn)彎曲測(cè)試構(gòu)造的堆疊件組裝件的示意圖，其具有第一玻璃層和第二層。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)的方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在玻璃元件或?qū)拥闹饕砻嫣幈碛^的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。

圖5是根據(jù)本公開(kāi)的其它方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在玻璃元件或?qū)拥闹饕砻嫣幈碛^的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。

圖6是根據(jù)本公開(kāi)的另一方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在玻璃元件或?qū)拥闹饕砻嫣幈碛^的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。

圖7是根據(jù)本公開(kāi)的其它方面的使用堆疊件組裝件的柔性后擋板的示意圖。

詳細(xì)描述

下面詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的例子在附圖中示出。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或類似的部分。在此，范圍可以表示為從“約”一個(gè)具體值和/或到“約”另一個(gè)具體值的范圍。當(dāng)表示這樣一個(gè)范圍的時(shí)候，另一個(gè)實(shí)施方式包括從一個(gè)特定值和/或到另一個(gè)特定值。類似地，當(dāng)使用前綴“約”表示數(shù)值為近似值時(shí)，應(yīng)理解，具體數(shù)值形成另一個(gè)實(shí)施方式。還應(yīng)理解的是，每個(gè)范圍的端點(diǎn)值在與另一個(gè)端點(diǎn)值有關(guān)和與另一個(gè)端點(diǎn)值無(wú)關(guān)時(shí)，都是有意義的。

在其它特征和益處中，本公開(kāi)的堆疊件組裝件、玻璃元件和玻璃制品(以及它們的制造方法)提供在小彎曲半徑下的機(jī)械可靠性(例如，在靜態(tài)拉伸和疲勞中或通過(guò)當(dāng)量數(shù)目的動(dòng)態(tài)負(fù)載循環(huán))以及高耐刺穿性。當(dāng)將堆疊件組裝件、玻璃元件和/或玻璃制品用于可折疊的顯示器時(shí),小彎曲半徑和耐刺穿性是有益的，例如,其中顯示器的一部分折疊在顯示器的另一部分頂部上的可折疊顯示器。例如,堆疊件組裝件、玻璃元件和/或玻璃制品可用作下述中的一種或多種：可折疊的顯示器的朝向用戶部分上的蓋板,其中耐刺穿性特別重要的位置；基材,該基材內(nèi)部地設(shè)置在裝置之內(nèi)，且在基材上設(shè)置電子組件；或者可折疊的顯示器裝置的其它地方?；蛘?堆疊件組裝件,玻璃元件,和或玻璃制品,可用于不具有顯示器但其中將玻璃層用于其有益性質(zhì)且以與可折疊的顯示器相似的方式折疊到緊彎曲半徑的裝置。當(dāng)將堆疊件組裝件,玻璃元件,和/或玻璃制品用在其中用戶與其相互作用的外部裝置上時(shí),耐刺穿性是特別有益的。

首先，本公開(kāi)的可彎曲的玻璃堆疊件組裝件和元件以及它們的制備方法詳細(xì)地在分別于2014年01月29日提交的和2014年04月03日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/932,924和61/974,732(統(tǒng)稱為“可彎曲的玻璃應(yīng)用”)中描述，以上各文的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文。例如,可彎曲的玻璃應(yīng)用中的堆疊件組裝件100,100a,100b,100c,100d和100e和它們相應(yīng)的描述可用于或以其它方式包括在本公開(kāi)的玻璃元件200(本文中也稱作“玻璃層200”)之內(nèi)，例如如圖2所示，和如下文所更加詳細(xì)描述。

根據(jù)本公開(kāi)的一些方面的堆疊件組裝件的另一益處和特征在于它們不需要具有高量級(jí)壓縮應(yīng)力的壓縮應(yīng)力區(qū)域來(lái)抵銷與施加的彎曲相關(guān)的拉伸應(yīng)力。結(jié)果，這些堆疊件組裝件可強(qiáng)化到更低的程度，這提供相對(duì)于非堆疊優(yōu)化的、可彎曲的玻璃組裝件的工藝相關(guān)的成本節(jié)省。

參考圖1,示意圖顯示暴露的玻璃基材10(例如,不含任何其它層的玻璃基材)，其具有經(jīng)受向上彎曲條件(即,將基材10彎曲成“u”形狀)的厚度12(h)。如圖所示,基材10的中性軸線500與玻璃基材主要表面之一相距距離12a。距離12a是約為玻璃層厚度的一半(h/2)。因此,沿著向上的移動(dòng)彎曲玻璃基材10通常使基材10的上部表面處于壓縮中(例如,在“u”形狀內(nèi)側(cè))，且使下部表面處于拉伸中(例如,在“u”形狀的底部外側(cè))。

由圖1的基材10的彎曲產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力可通過(guò)下述公式來(lái)計(jì)算或估算:

σ＝E*z/(1-v²)*R (1)

式中E是基材10的彈性模量,R是彎曲過(guò)程中基材10的曲率半徑,v是基材10的泊松比，且z是到達(dá)中性軸線500的距離。如圖1所示,z是基材10的距離12a,位于約h/2處。因此,可將h/2代入上述公式(1)，以估算在基材10底部表面處(即,在“u”的底部外側(cè)處)的最大拉伸應(yīng)力。此外，顯然最大拉伸應(yīng)力將隨著玻璃基材10厚度和/或彈性模量的增加而成比例地增加。

參考圖2,顯示根據(jù)本公開(kāi)的方面的具有玻璃層200和第二層260的堆疊件組裝件300。應(yīng)理解，玻璃層200可具有通過(guò)引用結(jié)合于此的可彎曲的玻璃應(yīng)用中確定為100,100a,100b,100c,100d,和100e的堆疊件組裝件的任一種的形式。堆疊件組裝件300提供下述優(yōu)勢(shì)：朝向玻璃層200的主要表面位移的中性軸線500，該玻璃層200的主要表面在向上的彎曲力時(shí)處于拉伸中(例如，如在朝向觀察者的“u”形狀中，其中在圖2中觀察者通過(guò)眼球來(lái)表示)。通過(guò)朝向處于拉伸中的玻璃層200表面位移中性軸線500(例如,主要表面206a),更少體積的玻璃層200經(jīng)受拉伸應(yīng)力,且在玻璃層拉伸表面(即,主要表面206a)處的最大拉伸應(yīng)力也降低。還應(yīng)理解，中性軸線500的位移的大小可通過(guò)控制或以其它方式調(diào)節(jié)玻璃層200和第二層260(以及第二層260之內(nèi)存在的任何子層)的彈性模量和厚度來(lái)優(yōu)化。通過(guò)這種堆疊優(yōu)化，位于玻璃層拉伸表面處的壓縮應(yīng)力區(qū)域中壓縮應(yīng)力的大小(例如,如通過(guò)離子交換過(guò)程形成的)可降低，因?yàn)樾枰土康膲嚎s應(yīng)力來(lái)抵銷或減緩在彎曲中產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。例如,可在具有位移的中性軸線的堆疊件組裝件中進(jìn)行更短時(shí)間和/或溫度的離子交換加工,因此提供加工相關(guān)的成本節(jié)省。

在圖2中,具有厚度262(h)的堆疊件組裝件300包含具有彈性模量E_g的玻璃層200。玻璃層200還分別通過(guò)厚度202,t_g,和第一主要表面和第二主要表面206和206a來(lái)表征。此外,玻璃層200具有中性軸線500,位于與第一主要表面206相距距離500a。

堆疊件組裝件300還包含具有兩個(gè)子層220和240的第二層260,其分別具有彈性模量E_o和E_p。在一些實(shí)施方式中,第二層260(以及子層220和240)的彈性模量低于E_g。此外，子層220和240是分別通過(guò)厚度222,t_o,和242,t_p來(lái)表征。如圖2所示,第二層260具有暴露的主要表面244,且連接到玻璃層200的第二主要表面260a。在一些實(shí)施方式中，將第二層260強(qiáng)力地粘合或以其它方式強(qiáng)力地連接到玻璃層200的第二主要表面206a是特別重要的，從而確保在將彎曲力施加到堆疊的組裝件300過(guò)程中如所預(yù)期地位移中性軸線。

在一些實(shí)施方式中，提供如圖2所示的堆疊件組裝件300，其包含分別具有約25微米-約125微米第一厚度202和第一和第二主要表面206和206a的玻璃元件200(例如,一個(gè)或多個(gè)玻璃層)。玻璃元件200還包含從玻璃元件200的第二主要表面206a延伸到玻璃元件200中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,所述區(qū)域通過(guò)元件200的第二主要表面206a處的至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。在一些方面中,將玻璃元件或?qū)?00中的第一深度設(shè)定為約為玻璃層或元件200厚度262的三分之一,如從第二主要表面206a所測(cè)量。堆疊件組裝件300還包含第二層260，其連接到玻璃元件200的第二主要表面206a，且具有第二厚度(例如,當(dāng)?shù)诙?60由子層220和240組成時(shí)，厚度222(t_o)和242(t_p)之和)。在一些實(shí)施方式中,第二層260具有彈性模量(例如,平均E_p和E_o)，其低于玻璃元件200的彈性模量。

在這些實(shí)施方式中,玻璃元件200通過(guò)下述來(lái)表征：(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將元件200在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,(b)當(dāng)元件200的第二主要表面206a通過(guò)(i)約25微米厚具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且元件200的第一主要表面206用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，(c)大于或等于8H的鉛筆硬度,和(d)玻璃元件200之內(nèi)的中性軸線500，其位于第二主要表面206a和第一厚度202的一半(t_g/2)之間。

在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或?qū)?00還可包含一個(gè)或多個(gè)額外的玻璃層和分別設(shè)置在第一玻璃層下方的一個(gè)或多個(gè)壓縮應(yīng)力區(qū)域。例如,玻璃元件或?qū)?00可包含2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多個(gè)額外的玻璃層，其具有相應(yīng)的在第一玻璃層下方的額外的壓縮應(yīng)力區(qū)域。

在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或?qū)?00包括不含堿的或含堿的鋁硅酸鹽,硼硅酸鹽,硼鋁硅酸鹽,或硅酸鹽玻璃組合物。玻璃元件或?qū)?00的厚度202(t_g)還可為約50微米-約100微米。根據(jù)一些方面，玻璃層200的厚度202(t_g)可為60微米-約80微米。

在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或玻璃層200的彎曲半徑可為約3mm-約20mm。在其它方面中,彎曲半徑可為約3mm-約10mm。還應(yīng)理解,在本公開(kāi)的一個(gè)方面中，玻璃元件或?qū)?00的彎曲半徑可基于堆疊件組裝件300的預(yù)期應(yīng)用來(lái)設(shè)定；且隨后可鑒于通過(guò)這種彎曲半徑產(chǎn)生的預(yù)期應(yīng)力水平來(lái)進(jìn)行堆疊優(yōu)化，以優(yōu)化或定制玻璃層200和第二層260的厚度和彈性模量。

根據(jù)一些方面,玻璃元件或玻璃層200可包含具有低摩擦系數(shù)且設(shè)置在玻璃元件或?qū)?00的第一主要表面206上的第三層(例如,設(shè)置在堆疊件組裝件的顯示器側(cè)上)，如圖2所示。根據(jù)一些方面,第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的氟碳材料：熱塑性塑料和無(wú)定形氟碳。第三層還可為涂層，所述涂層包含下述組中的一種或多種：硅酮、蠟、聚乙烯、高電位端(hot-end)、聚對(duì)二甲苯和類金剛石涂層制備。此外，第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的材料：氧化鋅、二硫化鉬、二硫化鎢、六方氮化硼和鋁鎂硼化物。根據(jù)一些實(shí)施方式，第三層可為涂層，所述涂層包含選自下組的添加劑：氧化鋅、二硫化鉬、二硫化鎢、六方氮化硼和鋁鎂硼化物。

在一些實(shí)施方式中，第二層260(參見(jiàn)圖2)可包含下述或單獨(dú)地由下述組成：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和光學(xué)透明膠粘劑(OCA)的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層或元件200的第二主要表面206a。第二層260也可包含下述或單獨(dú)地由下述組成：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和OCA的復(fù)合材料,膠粘劑連接到玻璃層或元件200的第二主要表面206a。取決于堆疊件組裝件300的特定應(yīng)用，可將其它材料,材料組合和/或結(jié)構(gòu)用作第二層260結(jié)構(gòu),在一些實(shí)施方式中,其具有比玻璃層或元件200的彈性模量更低的彈性模量。在一些實(shí)施方式中,玻璃元件或?qū)?00的厚度和彈性模量，以及第二層260的那些厚度和彈性模量構(gòu)造成使中性軸線500在玻璃層或元件200之內(nèi)朝向玻璃層或元件200的第二主要表面206a位移。

在一些方面中,第二主要表面206a處壓縮應(yīng)力區(qū)域(未顯示)中的壓縮應(yīng)力是約300MPa-1000MPa。在玻璃層的第二主要表面206a處，壓縮應(yīng)力區(qū)域還可包含5微米或更小的最大瑕疵尺寸。在一些情況下，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含2.5微米或更小或者甚至低至0.4微米或更小的最大瑕疵尺寸。在一些實(shí)施方式中,還可在第一主要表面206處包括第二壓縮應(yīng)力區(qū)域,優(yōu)選地約300MPa-1000MPa。還可在玻璃層或元件的一個(gè)或多個(gè)邊緣處形成額外的壓縮區(qū)域,優(yōu)選地通過(guò)在這種邊緣處至少100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。這些額外的壓縮應(yīng)力區(qū)域(例如,在玻璃層或元件200的第一主要表面206和/或邊緣處)可有助于在其中堆疊件組裝件300中施加-取向的拉伸應(yīng)力無(wú)需最大但瑕疵和缺陷數(shù)量潛在地普遍的位置處,包括在裝置的顯示器側(cè)上，減緩或消除應(yīng)力-誘導(dǎo)的與引入玻璃的表面瑕疵相關(guān)的裂紋化和擴(kuò)展。

在其它方面中,壓縮應(yīng)力區(qū)域包含多個(gè)可離子交換的金屬離子和多個(gè)離子交換的金屬離子,選定離子交換的金屬離子來(lái)形成壓縮應(yīng)力。在一些方面中,離子交換的金屬離子的原子半徑大于可離子交換的金屬離子的原子半徑。根據(jù)另一方面,玻璃層200還可包含芯體區(qū)域,以及設(shè)置在芯體區(qū)域上的第一和第二包覆區(qū)域,此外其中芯體區(qū)域的熱膨脹系數(shù)大于包覆區(qū)域的熱膨脹系數(shù)。

參考圖3,使具有第一玻璃層(例如,玻璃層200)和第二層(例如,第二層260)的堆疊件組裝件300經(jīng)受兩點(diǎn)彎曲測(cè)試構(gòu)造。在圖3中,使彎曲板320朝向彼此移動(dòng)來(lái)彎曲堆疊件組裝件300。當(dāng)彎曲板朝向彼此移動(dòng)時(shí)，彎曲板320之間的距離330發(fā)生變化，由此降低與堆疊件組裝件300相關(guān)的彎曲半徑。

在圖3所示的彎曲測(cè)試構(gòu)造中，可使用下述公式來(lái)估算玻璃片的最大彎曲應(yīng)力隨彎曲板之間距離的變化:

式中E是玻璃片的彈性模量,h是玻璃片的厚度,且D是彎曲板之間的距離。公式(2)參見(jiàn)Matthewson,M.J.等,通過(guò)彎曲的光纖的強(qiáng)度測(cè)量,J.Am.Ceram.Soc.,卷號(hào)：69,815-21(Matthewson)。Matthewson由此通過(guò)引用結(jié)合于此，特別是其中涉及公式(2)的披露。

考慮到圖3中所示的堆疊件組裝件300是玻璃層200和第二層260的復(fù)合堆疊件,公式(2)可進(jìn)行精解來(lái)考慮上文中結(jié)合圖2所述的中性軸線位移。換句話說(shuō)，對(duì)于圖3所示的堆疊件組裝件300,玻璃層200上在第二主要表面206a處的最大拉伸應(yīng)力通過(guò)下述公式來(lái)得到:

其中x是從第一主要表面206到中性軸線500的距離(即,距離500a),h是堆疊件組裝件300的總厚度(即,厚度262),t_g是玻璃層200的厚度(即,厚度202),且E_g是玻璃層200的彈性模量。

關(guān)于公式(3)中的中性軸線500,x,其可基于下述公式來(lái)計(jì)算:

其中變量如上文結(jié)合圖2時(shí)結(jié)合堆疊件組裝件300的元件所述。通過(guò)使用上述公式(3)和(4),可改變玻璃層200和第二層260(例如,子層220和240)的彈性模量和厚度，以評(píng)估它們各自對(duì)堆疊件組裝件300的玻璃層200中最大拉伸應(yīng)力的影響。

參考圖4，其提供根據(jù)本公開(kāi)的方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在堆疊件組裝件300的玻璃元件或?qū)?00的主要表面處206a表觀的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。圖4中所示的結(jié)果通過(guò)上述公式(3)和公式(4)來(lái)建模。在這種評(píng)測(cè)中，假設(shè)堆疊件組裝件300包括具有70GPa彈性模量的玻璃層200；具有1MPa彈性模量的包含OCA的子層220；以及具有1660MPa彈性模量的包含PET材料的子層240。將5mm的彎曲半徑施加到堆疊件組裝件300，且假設(shè)板距離D是10mm。此外，固定玻璃層200(t_g)的厚度恒定為75微米，且子層220和240的厚度(t_o和t_p)分別從25到100微米以及從50到300微米變化。作為對(duì)比點(diǎn)，在圖4中，還對(duì)不含任何第二層或子層的堆疊件組裝件300的最大應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行作圖。

還參考圖4,用于不含任何額外的層的堆疊件組裝件300的最大估算拉伸應(yīng)力是634MPa。作為對(duì)比，用于除了玻璃層以外具有更低彈性模量子層的堆疊件組裝件300的最大估算的拉伸應(yīng)力是230-620MPa。顯然，增加OCA和PET子層厚度可降低玻璃層200中觀察到的估算的最大拉伸應(yīng)力。此外，在降低玻璃層200表面206a處的最大拉伸應(yīng)力時(shí)，顯然增加PET層的厚度是更有效的。

參考圖5，其提供根據(jù)本公開(kāi)的其它方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在堆疊件組裝件300的玻璃元件或?qū)?00的主要表面處206a表觀的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。圖5中所示的結(jié)果也通過(guò)使用上述公式(3)和公式(4)來(lái)建模。在這種評(píng)測(cè)中，假設(shè)堆疊件組裝件300包括具有70GPa彈性模量的玻璃層200；具有1MPa彈性模量的包含OCA的子層220；以及具有5000MPa彈性模量的包含PET材料的子層240。將5mm的彎曲半徑施加到堆疊件組裝件300，且假設(shè)板距離D是10mm。此外，固定玻璃層200(t_g)的厚度恒定為75微米，且子層220和240的厚度(t_o和t_p)分別從25到100微米以及從50到300微米變化。作為對(duì)比點(diǎn)，在圖5中，還對(duì)不含任何第二層或子層的堆疊件組裝件300的最大應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行作圖。

比較圖4和5,建模的堆疊件組裝件300之間的主要差異是PET子層240的彈性模量。在圖5中,堆疊件組裝件300包括具有5000MPa的顯著更高彈性模量的PET子層240(即,與圖4中建模的堆疊件組裝件300中子層240的1660MPa相比)。還參考圖5,用于不含任何額外的層的堆疊件組裝件300的最大估算拉伸應(yīng)力是634MPa。作為對(duì)比，用于除了玻璃層以外具有更低彈性模量子層的堆疊件組裝件300的最大估算的拉伸應(yīng)力是-479到+574MPa。顯然，增加PET子層的模量可降低玻璃層200中在第二主要表面206a處觀察到的估算的最大拉伸應(yīng)力。在一些情況下，在第二主要表面206a處觀察到的最大估算的應(yīng)力是負(fù)的，這表明是壓縮應(yīng)力，且玻璃具有高機(jī)械可靠性。類似地，具有在玻璃層200的主要表面206a處觀察到壓縮應(yīng)力的這種堆疊件組裝件300可適用于許多柔性電子裝置應(yīng)用，且無(wú)需形成或施加額外的壓縮應(yīng)力區(qū)域(例如,通過(guò)化學(xué)離子交換過(guò)程，如在可彎曲的玻璃應(yīng)用中所述)。

參考圖6，其提供根據(jù)本公開(kāi)的其它方面的在添加和不添加OCA和PET層時(shí)在堆疊件組裝件300的玻璃元件或?qū)?00的主要表面處206a表觀的最大拉伸應(yīng)力的示意圖。圖6中所示的結(jié)果也類似地通過(guò)使用上述公式(3)和公式(4)來(lái)建模。在這種評(píng)測(cè)中，假設(shè)堆疊件組裝件300包括具有70GPa彈性模量的玻璃層200；具有100MPa彈性模量的包含OCA的子層220；以及具有1660MPa彈性模量的包含PET材料的子層240。將5mm的彎曲半徑施加到堆疊件組裝件300，且假設(shè)板距離D是10mm。此外，固定玻璃層200(t_g)的厚度恒定為75微米，且子層220和240的厚度(t_o和t_p)分別從25到100微米以及從50到300微米變化。作為對(duì)比點(diǎn)，在圖6中，還對(duì)不含任何第二層或子層的堆疊件組裝件300的最大應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行作圖。

比較圖4和6,建模的堆疊件組裝件300之間的主要差異是OCA子層220的彈性模量。在圖6中,堆疊件組裝件300包括具有100MPa的顯著更高彈性模量的OCA子層220(即,與圖4中建模的堆疊件組裝件300中子層220的1MPa相比)。還參考圖6,用于不含任何額外的層的堆疊件組裝件300的最大估算拉伸應(yīng)力是634MPa。然而,如本文的圖所示，增加OCA子層220的模量提供更不顯著的幾MPa的在玻璃層200主要表面206a處的估算的最大拉伸應(yīng)力的下降。

應(yīng)理解，圖4-6中所示的結(jié)果和建模是用于形成根據(jù)本公開(kāi)的方面的可彎曲的玻璃堆疊件組裝件(例如,堆疊件組裝件300)的示例性堆疊優(yōu)化方法。公式(3)和(4)可用于優(yōu)化這些可彎曲的玻璃堆疊件組裝件的中性軸線位置,包含堆疊件組裝件300,從而最小化或在一些情況下消除與施加-取向的彎曲構(gòu)造相關(guān)的在玻璃層主要表面處觀察到的拉伸應(yīng)力。

參考圖7,堆疊件組裝件300顯示為用于根據(jù)本公開(kāi)的其它方面的柔性后擋板應(yīng)用之內(nèi)。如從圖7得知,堆疊件組裝件300經(jīng)受壁400之間向上的彎曲，從而其第一主要表面206處于壓縮中(例如,凹面形狀的)，且第二層260的主要表面244處于拉伸中，玻璃層200的第二主要表面206a(未顯示)亦可如此。換句話說(shuō)，堆疊件組裝件300之內(nèi)的玻璃層200將朝向外，由此提供易清潔、耐刮擦和耐刺穿特征。

根據(jù)本公開(kāi)的其它方面，一種制備堆疊件組裝件300的方法包括下述步驟:形成第一玻璃層(例如,玻璃層200)，其具有第一和第二主要表面(例如,各主要表面206和206a),從玻璃層的第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域,和最終厚度(例如,厚度262),其中所述區(qū)域通過(guò)層的第二主要表面處至少約100MPa的壓縮應(yīng)力來(lái)限定。所述方法還包括下述步驟：形成第二層(例如,第二層260)，其具有第二厚度(例如,厚度262)且連接到第一玻璃層的第二主要表面。在一些實(shí)施方式中,第二層的彈性模量低于玻璃層的彈性模量。所述方法還包括下述步驟：形成玻璃元件(例如,玻璃元件或?qū)?00)，其具有約25微米-約125微米的厚度,所述元件還包含第一和第二主要表面,和第一玻璃層。用這種方法形成的玻璃元件或?qū)油ㄟ^(guò)下述來(lái)表征：(a)當(dāng)在約25℃和約50％相對(duì)濕度下，將元件在約3mm-約20mm的彎曲半徑下固定至少60分鐘時(shí)不存在失效,(b)當(dāng)元件的第二主要表面通過(guò)(i)約25微米厚的具有小于約1GPa彈性模量的壓敏膠粘劑和(ii)約50微米厚的具有小于約10GPa彈性模量的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯層支撐，且元件的第一主要表面用具有含200微米直徑的平坦的底部的不銹鋼銷釘裝載時(shí),大于約1.5kgf的耐刺穿性，(c)大于或等于8H的鉛筆硬度,和(d)玻璃層或元件之內(nèi)的中性軸線，其位于第二主要表面和第一厚度的一半之間。

在所述方法的一些實(shí)施方式中,形成第一玻璃層的步驟可包括選自下組的形成方法：熔合法、狹縫拉制法、輥壓法、再拉制法和浮法，所述形成方法還構(gòu)造成將玻璃層形成到最終厚度。取決于用于玻璃層和/或用于最終玻璃層的玻璃前體的中間尺寸的最終形狀因子，可使用其它形成方法。所述形成方法還可包括材料除去過(guò)程，其構(gòu)造成從玻璃層除去材料以達(dá)到最終厚度。

根據(jù)所述方法的一些方面,形成從玻璃層的第二主要表面(例如,第二主要表面206a)延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域的步驟包括：提供強(qiáng)化浴，所述強(qiáng)化浴包含具有原子半徑尺寸大于玻璃層中包含的多個(gè)可離子交換的金屬離子原子半徑的多個(gè)離子交換金屬離子；以及在強(qiáng)化浴中浸沒(méi)玻璃層，從而將玻璃層中多個(gè)可離子交換的金屬離子的一部分與強(qiáng)化浴中的多個(gè)離子交換金屬離子的一部分進(jìn)行交換，從而形成從第二主要表面延伸到玻璃層中第一深度的壓縮應(yīng)力區(qū)域。在一些情況下，浸沒(méi)步驟包括在約400℃-約450℃下，將玻璃層在強(qiáng)化浴中浸沒(méi)約15分鐘-約180分鐘。

在一些實(shí)施方式中,所述方法還可包括下述步驟：在形成壓縮應(yīng)力區(qū)域之后，在第二主要表面(例如,第二主要表面206a)處，從玻璃層的最終厚度(例如,厚度262)除去約1微米-約5微米?？蛇M(jìn)行除去步驟，從而在玻璃層第二主要表面處，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含5微米或更小的最大瑕疵尺寸。還可進(jìn)行除去步驟，從而在玻璃層第二主要表面處，壓縮應(yīng)力區(qū)域包含2.5微米或更小、或者甚至低到0.4微米或更小的最大瑕疵尺寸。

在一些實(shí)施方式中，上述方法可包括下述步驟：優(yōu)化玻璃層(例如,玻璃層或元件200)和第二層(例如,第二層260)的厚度和彈性模量，從而使堆疊件組裝件的中性軸線(例如,中性軸線500)朝向玻璃層的第二主要表面位移—即,朝向與堆疊件組裝件的顯示器-側(cè)相反的主要表面。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見(jiàn)的是可以在不背離權(quán)利要求書(shū)的精神或范圍的情況下作出各種修改和變動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，上文提供了具有可折疊的裝置應(yīng)用的堆疊優(yōu)化的、可彎曲的玻璃組裝件，其目的在于說(shuō)明這種組裝件和用于形成它們的方法的各種方面和細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)理解這些玻璃組裝件和相關(guān)的方法也可用于其它柔性裝置應(yīng)用，其中相對(duì)于上文考慮的可折疊的裝置應(yīng)用所設(shè)想的那些在不同的方向和角度施加的彎曲力。例如，設(shè)想了這種堆疊-優(yōu)化的組裝件可用于其中它們的第一主要表面通過(guò)討論中的應(yīng)用處于拉伸中的情況?？蓪⑸鲜鲈響?yīng)用到這種堆疊-優(yōu)化的組裝件以朝向它們的第一主要表面移動(dòng)中性軸線，從而減少在這些位置處觀察到的拉伸應(yīng)力的大小，例如通過(guò)將具有優(yōu)化的彈性模量和/或厚度的額外的一個(gè)或多個(gè)層(在一些實(shí)施方式中，具有比玻璃層的彈性模量更低的彈性模量)連接到這種表面。