[发明专利]可弯折玻璃堆叠组件、制品及其制造方法

说明书

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，以及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，使得其在约25℃和约50％相对湿度下在约1mm至约20mm的弯折半径下保持至少60分钟时不会损坏。另外，当用具有1.5mm直径的碳化钨球加载玻璃元件的第一主表面时，该玻璃元件有超过约1.5kgf的抗穿刺性。

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。

技术领域

本发明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，本发明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。