[发明专利]具有抗冲击性的预破碎玻璃复合物和层叠体及其制造方法

说明书

一种预破碎玻璃层叠体，其包括：玻璃基材，所述玻璃基材包括厚度、一对相反主表面、压缩应力区域、中心张力(CT)区域和多个裂纹；第二相，所述第二相包括所述多个裂纹中的聚合物或者固化树脂；背衬层；以及布置在基材的一个主表面与背衬层之间的中间层。压缩应力区域从每个主表面延伸到基材中的第一选定深度。此外，所述多个裂纹位于CT区域中。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119，要求2017年10月06日提交的美国临时申请系列第62/568,904号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开一般地涉及玻璃材料，具体地，涉及具有抗冲击性的预破碎玻璃复合物和层叠体及其制造方法。

背景技术

许多玻璃材料被构造成或者任意其他方式加工成具有各种强度增强特征，它们被普遍用于各种显示器和许多消费者电子产品的显示装置。例如，化学强化玻璃流行于许多触摸屏产品，包括手机、音乐播放器、电子束阅读器、记事本、平板、笔记本电脑、ATM(自动取款机)机器和其他类似装置。许多这些玻璃材料还被用于不具有触摸屏功能但是倾向于发生机械接触的显示器和消费者电子产品的显示装置，包括台式电脑、笔记本电脑、电梯屏、设备显示器等。

在一些情况下，玻璃材料被加工成具有强度增强的特性，它们还普遍用于各种需要显示相关功能和/或光学相关功能并且要求机械性质考量的应用。例如，这些材料可以被用作覆盖透镜、手表的基材和外壳、智能手机、零售扫描仪、眼镜、基于眼镜的显示器、户外显示器、车辆显示屏和其他相关应用。这些材料还可被用于车辆挡风玻璃，车窗，车辆月亮顶(moon-roof)、太阳顶(sun-roof)、和全景顶元件，建筑玻璃，住宅和商业窗户，以及其他类似应用。

当用于这些显示和相关应用时，这些玻璃材料常常构造成具有涂层，以增强耐磨损性和对于发生机械诱发缺陷的抗性，否则的话，这会导致过早失效。许多这些玻璃材料还经受强化过程(例如，回火、离子交换等)，这导致压缩应力层。在这些强化玻璃材料中，压缩应力区域起到增加玻璃材料的强度和抗裂纹扩展的作用。

虽然这些玻璃材料可能由于这些加工和/或涂层的结果从而展现出增加的强度和耐磨损性，但是它们中的许多仍然会易于具有低的抗破坏性。例如，扩展穿过强化玻璃材料中的压缩应力区域的裂纹可能会遇到材料中具有残留拉伸应力的区域。在到达具有残留拉伸应力的区域之后，裂纹会快速扩展，导致玻璃材料的部分或最终失效。此外，这些裂纹会分叉成多个裂纹，这在一些情况下，会产生表现为锋利玻璃碎片的危险失效机制。此外，玻璃材料中的压缩应力区域厚度通常限制在玻璃材料整体厚度的约20至25％(即，当通过离子交换工艺形成时)，并且接近这些限值会导致高的加工和制造成本。除此之外，鉴于这些压缩应力区域厚度限制，可能需要(例如通过玻璃成形工艺、抛光等)将玻璃材料中的瑕疵和缺陷控制到尺寸小于压缩应力区域的尺寸，以确保它们没有使得裂纹沉入扩展进入残留拉伸应力区域。

基于这些考虑，需要这样的玻璃材料，其包括具有抗冲击性的预破碎玻璃复合物和层叠体及其制造方法。

发明内容

本公开的一个方面属于预破碎玻璃复合物，其包括：玻璃基材，所述玻璃基材包括厚度、一对相反主表面、压缩应力区域、中心张力(CT)区域和多个裂纹；以及第二相，所述第二相包括所述多个裂纹中的聚合物或者固化树脂。压缩应力区域从每个主表面延伸到基材中的第一选定深度。此外，所述多个裂纹位于CT区域中。

本公开的另一个方面属于预破碎玻璃层叠体，其包括：玻璃基材，所述玻璃基材包括厚度、一对相反主表面、压缩应力区域、中心张力(CT)区域和多个裂纹；第二相，所述第二相包括所述多个裂纹中的聚合物或者固化树脂；背衬层；以及布置在基材的一个主表面与背衬层之间的中间层。压缩应力区域从每个主表面延伸到基材中的第一选定深度。此外，所述多个裂纹位于CT区域中。