含有具有中等粘性和保留强度的膜的玻璃制品制造技术

本发明专利技术的一个或多个方面涉及包括设置在玻璃基材上的膜的制品，所述玻璃基材可是被强化的，改性在所述膜和所述玻璃基材之间的界面从而所述制品具有改善的平均弯曲强度，所述膜保留了对于其应用的主要功能性质。所述膜的一些主要功能性质包括光学性质、电学性质和/或机械性质。在一个或多个实施方式中，所述界面具有小于约4J/m2的有效粘合能。在一些实施方式中，通过在所述玻璃基材和所述膜之间纳入含有无机金属的裂纹减缓层来改性所述界面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请交叉参考本申请要求了2014年4月9日提交的美国专利申请第14/248,868号的优先权，所述美国专利申请是2013年10月14日提交的美国专利申请第14/053139号的部分继续申请，其根据35U.S.C.§119要求于2013年5月7日提交的美国临时申请序列号61/820,395的优先权以及根据35U.S.C.§119要求于2012年10月12日提交的美国临时申请序列号61/712,908的优先权，并且本申请也是2013年10月14日提交的美国专利申请第14/053139号的部分继续申请，所述美国专利申请根据35U.S.C.§119要求于2013年5月7日提交的美国临时专利申请序列号61/820,395的优先权以及根据35U.S.C.§119于2012年10月12日提交的美国专利临时申请序列号61/712,908的优先权，所述文献的内容作为本申请的基础，并通过引用完整地纳入本文。背景本文公开的内容涉及包含具有玻璃基材的层叠体的制品，所述玻璃基材具有设置在其表面上的膜，以及在所述膜和所述玻璃基材之间改性的界面，从而所述玻璃基材基本保持了其平均弯曲强度，所述膜保持了在其应用中主要性能。最近人们发现，包含玻璃基材的制品(如本文所述其可被强化或是坚固的)作为用于显示器的保护性覆盖玻璃，特别是在触摸屏应用中具有广泛用途，并且所述制品在许多其它应用中有潜在用途，例如汽车或建筑窗户、用于光伏系统的玻璃以及在其它电子装置应用中使用的玻璃基材。在许多这些应用中，在所述玻璃基材上施加膜可能是有利的。示例性的膜包括氧化铟锡(\ITO\)或其它透明导电氧化物(例如铝和镓掺杂的锌氧化物以及氟掺杂的锡氧化物)、各种硬膜(例如类金刚石、Al2O3、AlN、AlOxNy、Si3N4、SiOxNy、SiAlxOyNz、TiN、TiC)、IR或UV反射层、导体或半导体层、电子层、薄膜晶体管层、或抗反射(\AR\)膜(例如SiO2、Nb2O5和TiO2层叠的结构)。在许多情况下，
这些膜必须是硬的和/或具有高的弹性模量，否则它们的其它功能性能(例如机械性能、耐久性、导电性、光学性质)会被减弱。在大多数情况下，这些膜是薄膜，也就是说通常它们的厚度在0.005-10μm的范围内(例如5-10,000nm)。当在玻璃基材表面上施加膜时(所述玻璃基材可以是强化的或特征为坚固的)，所述玻璃基材的平均弯曲强度可能减弱，例如，当用落球或环叠环强度测试评估时。所述性能的测量可不受温度的影响(即所述性能不是由于加热而显著或可测量地松弛强化的玻璃基材中表面压缩应力引起的)。平均弯曲强度的减少显然也不受加工过程中的任何玻璃表面损伤或腐蚀的影响，并且显然是制品的固有机械性能，甚至当厚度为从约5nm至约10μm的薄膜施加在所述制品上时。不局限于理论，相信平均弯曲强度的减少与以下因素有关：相对于强化的或坚固的玻璃基材的所述膜之间的粘合，相对于选择的膜选择的强化的或坚固的玻璃基材的初始高的平均弯曲强度(或高的平均断裂应变)，以及所述膜和玻璃基材间的裂纹桥接。当将这些采用玻璃基材的制品使用在例如某些电子器件应用中时，它们可能在制造过程中经受额外的高温工艺。更具体地，在将膜沉积在玻璃基材上之后，这些制品可经受额外的热处理。这些额外的高温处理通常是由于在所述制品的基材和/或膜上额外结构和部件的特定应用开发。此外，在基材上膜的自身沉积可在相对高的温度下进行。从这些新的理解角度来看，需要在这些制品中防止膜减少玻璃基材的平均弯曲强度。还需要保证基本保留玻璃基材的平均弯曲强度，甚至在膜沉积工艺中的高温暴露和额外的特定应用热处理后仍能基本保留所述强度。概述本专利技术的第一方面涉及制品(例如层叠制品)，其包括玻璃基材、沉积在所述玻璃基材的第一主表面上形成第一界面的裂纹减缓层、以及沉积在所述裂纹减缓层上形成第二界面的膜。在一个或多个实施方式中，所述玻璃基材的平均失效应变比所述膜的平均失效应变高。在一个或多个实施方式中，第一界面和/或第二界面具有中等粘性，从而当施加在所述制品上的应变达到介于玻璃基材的平均失效应变和膜的平均失效应变之间的应变值时，至少一部分裂纹
减缓层从所述膜或玻璃基材上分离。在具体实施方式中，当源自膜内的裂纹桥接至裂纹减缓层中时(例如膜和裂纹减缓层之间的界面处的粘结失效)，至少一部分裂纹减缓层从膜上分离。在另一实施方式中，当源自玻璃基材内的裂纹桥接至裂纹减缓层中时(例如玻璃基材和裂纹减缓层之间的界面处的粘结失效)，至少一部分裂纹减缓层从玻璃基材上分离。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层使得源自膜和玻璃基材中之一并进入到裂纹减缓层中的裂纹保留在裂纹减缓层内，或者基本在裂纹减缓层内(例如裂纹减缓层中的内聚破坏)。在一个或多个实施方式中，所述裂纹减缓层有效地限制了源自膜和玻璃基材中的一个的裂纹生长进入到所述膜和玻璃基材中的另一个中。在一个或多个实施方式中，所述裂纹减缓层的断裂韧度为玻璃基材和膜中的一个的破裂韧度的约50％或更少。例如，裂纹减缓层的破裂韧度可小于或等于约1MPa·m1/2。裂纹减缓层的厚度可小于或等于约100nm，小于或等于约20纳米，或在一些情况中小于或等于约5nm。一个或多段实施方式中的裂纹减缓层可以是连续层或不连续层。所述裂纹减缓层可包括等离子体聚合的聚合物、硅烷或金属。等离子体聚合的聚合物的例子包括等离子体聚合的含氟聚合物、等离子体聚合物的烃聚合物、等离子体聚合物的硅氧烷聚合物和等离子体聚合的硅烷聚合物。等离子体聚合的烃聚合物可以是由挥发性气体(例如烷烃(CnH2n+2)、烯烃(CnH2n)、和/或炔烃(CnH2n-2)，其中n<8)和任选的氢形成的真空沉积的材料。在另一变化形式中，所述裂纹减缓层可包括等离子体聚合的含氟聚合物，其包括由形成聚合物的含氟烃气体(例如CHF3和C4F8)和氟化的蚀刻剂(例如CF4、C2F6、C3F8、NF3和SF6)形成的真空沉积的材料。因此，所述裂纹减缓层可包括氟。在一些实施方式中，所述氟可衍生自含氟气体(例如CHF3、C4F8、CF4、C2F6、C3F8、NF3和SF6)。在另一变化形式中，所述裂纹减缓层可包含等离子体聚合的硅烷聚合物，其包括由硅烷源材料(例如含有通式RxSiX4-x的硅烷源材料，其中R是烷基或芳基有机基团，X是氢、卤素和/或烷氧基)和任选的氧化剂(例如氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化碳、水蒸汽、和/或过氧化氢)形成的真空沉积的材料。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层包括不用等离子体而是溶液沉积或气相沉
积的硅烷。所述硅烷可包括脂族硅烷和/或芳族硅烷。所述硅烷可任选地包括通式RxSiX4-x其中R是氟、烷基、任选的氟化芳基有机基团或氯化芳基有机基团，X是卤素或烷氧基。在一个或多个实施方式中，所述裂纹减缓层可包括Au或Cu，或可任选地包括多孔层(例如多孔二氧化硅)。在一些实施方式中，所述裂纹减缓层可包括金属氟化物。根据一些实施方式，可将裂纹减缓层制成包括无机材料的纳米多孔层。在一些情况中，所述裂纹减缓层包括无机材料。在一些实施方式中，所述无机材料可以是金属氟化物(例如CaF2、BaF2、AlF3、MgF2、SrF2、LaF3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包含：具有相对主表面和第一平均失效应变的玻璃基材；设置在第一主表面上形成第一界面的裂纹减缓层；以及设置在所述裂纹减缓层上形成第二界面的膜，所述膜具有比所述第一平均失效应变小的第二平均失效应变，其中第一界面和第二界面中的至少一个具有中等粘性，从而当制品应变至介于第一平均失效应变和第二平均失效应变之间的应变值时，裂纹减缓层中至少一部分经受内聚破坏、在第一界面处的粘合失效和在第二界面处的粘合失效中的一种或多种，以及所述裂纹减缓层还包含金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.14 US 14/053,139;2014.04.09 US 14/248,8681.一种制品，其包含：具有相对主表面和第一平均失效应变的玻璃基材；设置在第一主表面上形成第一界面的裂纹减缓层；以及设置在所述裂纹减缓层上形成第二界面的膜，所述膜具有比所述第一平均失效应变小的第二平均失效应变，其中第一界面和第二界面中的至少一个具有中等粘性，从而当制品应变至介于第一平均失效应变和第二平均失效应变之间的应变值时，裂纹减缓层中至少一部分经受内聚破坏、在第一界面处的粘合失效和在第二界面处的粘合失效中的一种或多种，以及所述裂纹减缓层还包含金属。2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层还包含氟。3.如权利要求2所述的制品，其特征在于，所述氟衍生自含氟气体。4.如权利要求3所述的制品，其特征在于，所述含氟气体包括CHF3、C4F8、CF4、C2F6、C3F8、NF3和SF6中的一种或多种。5.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层的厚度为小于或等于150nm。6.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包含含有金属的金属氟化物。7.如权利要求4所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包含含有金属和氟的金属氟化物。8.如前述权利要求中任一项所述的制品，其特征在于，所述玻璃基材是化
\t学强化的并具有大于约500MPa的压缩应力和大于约15μm的压缩层深度。9.一种制品，其包含：具有相对主表面和第一平均失效应变的玻璃基材；设置在第一主表面上形成第一界面的裂纹减缓层；以及设置在所述裂纹减缓层上形成第二界面的膜，所述膜具有比所述第一平均失效应变小的第二平均失效应变，其中所述制品在第一界面和第二界面中一处或多处具有小于约4...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿迪比，R·A·贝尔曼，S·D·哈特，胡广立，R·G·曼利，P·马宗达，C·K·萨哈，
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