具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品制造技术

一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40‑100GPa的弹性模量、约20‑100μm的最终厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。

【技术实现步骤摘要】
具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品分案申请说明本申请系申请日为2015年11月04日、国际申请号为PCT/US2015/058943、进入中国国家阶段后的国家申请号为201580072208.7、题为“具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119，要求2014年11月04日提交的美国临时申请系列第62/074,940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。
本文一般地涉及可弯曲的玻璃制品、堆叠组件和电子器件组件，及其各种制造方法。更具体来说，本文涉及含无碱性玻璃元件的这些制品和组件的可弯曲版本，以及它们的制造方法。
技术介绍
正在构思将通常天然是刚性的产品和组件的挠性版本用于新应用。例如，挠性电子器件可以提供薄、轻量化和挠性性质，这提供了用于例如曲面显示器和可穿戴装置之类的新应用的机会。许多这些挠性电子器件采用挠性基材来容纳和安装这些器件的电子组件。聚合物箔具有包括耐疲劳失效在内的一些优势，但是遭受边缘光学透明度、缺乏热稳定性和有限密封性的问题。当采用聚合物箔作为电子器件的背板或基材时，它们有限的耐温度性明显限制了用于这些器件中的电子组件的加工和制造。这些电子器件中的一些还可使用挠性显示器。对于挠性显示器应用，光学透明度和热稳定性通常是重要性质。此外，挠性显示器应该具有高的耐疲劳性和耐穿刺性，包括小弯曲半径下的耐失效性，特别是对于具有触摸屏功能性和/或可以被折叠的挠性显示器而言。r>常规挠性玻璃材料为挠性基材和/或显示器应用提供许多所需的性质。但是，迄今为止，这些应用的线玻璃材料(harnessglassmaterial)的努力在很大程度上是尚未成功的。通常来说，可以将玻璃基材制造成非常低的厚度水平(<25μm)以实现越来越小的弯曲半径。但是，这些“薄”玻璃基材遭受有限耐刺穿性的问题。与此同时，较厚的玻璃基材(>150μm)可以被制造成具有更好的耐穿刺性，但是这些基材在弯曲之后缺乏合适的耐疲劳性和机械可靠性。此外，一些常规玻璃基材组合物具有含较高碱性离子水平的劣势。这些组合物制成的玻璃基材易于发生碱性离子迁移，这会劣化这些基材上安装的电子器件和组件的性能。因此，存在对于可靠地用于挠性背板、基材和/或显示器应用和功能(特别是用于挠性电子器件应用)的玻璃材料、组分、组件和器件构造的需求。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。根据一些方面，玻璃元件的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。根据一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、至少0.6MPa·m1/2的KIC断裂韧度、约20-100μm的厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。根据另一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约15mm的弯曲半径经受200,000次弯曲循环之后，不发生失效。根据另一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在大于或等于2％的失效概率下至少1000MPa的弯曲强度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于：通过立方角压痕计以10克作用力(gf)，在层叠到第一主表面的保护层的部分，使组件经受压痕之后，具有弯曲强度的至少90％的保留强度。应理解的是，所要求的在大于或等于2％的失效概率下至少1000MPa的弯曲强度是基于威布尔弯曲测试数据的外推法，其排除了与测试相关人造物品的降低的强度值有关的样品数据。根据另一个方面，提供了一种可弯曲的电子器件组件，其包括可弯曲背板，所述可弯曲背板具有：基本不含碱性离子的玻璃组成、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在背板弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。组件还包括背板的第一主表面上的保护层；以及背板的第二主表面上的多个电子组件。此外，背板的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当背板以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。根据某些方面，可弯曲的电子器件组件还包括所述多个电子组件上的可弯曲覆盖物，覆盖物具有约为25-125μm的厚度、第一主表面和第二主表面。覆盖物还包括：(a)具有至少90％的光学透射系数和第一主表面的第一玻璃层；以及(b)从第一玻璃层的第一主表面延伸到第一玻璃层中的第一深度的压缩应力区域，该区域限定为在第一玻璃层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力。此外，可弯曲覆盖物的特征还在于：(a)在约25℃和约50％相对湿度下，当覆盖物以约15mm的弯曲半径保持至少60分钟之后，不发生失效；(b)当覆盖物的第一主表面被以下情况支撑：(i)弹性模量小于约1GPa的近似25μm厚的压敏粘合剂和(ii)弹性模量小于约10GPa的近似50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯层，并且覆盖物的第二主表面负载了直径为200μm平底的不锈钢钉时，大于约1.5kgf的耐穿刺性；以及(c)铅笔硬度大于或等于8H。根据一些方面，可弯曲覆盖物的第一玻璃层的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。在一些实施方式中，可弯曲的电子器件组件还包括可弯曲封装物，其位于覆盖物下方并且与背板接合，封装物构造成封装所述多个电子组件。在某些方面，封装物的厚度约为25-125μm，并且还包括：(a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制品，其包括：/n显示器，以及/n覆盖玻璃层，所述覆盖玻璃层设置在所述显示器上并包括：/n20-100μm的厚度，以及/n弹性模量在40-100GPa范围内的玻璃材料。/n

【技术特征摘要】
20141104 US 62/074,9401.一种制品，其包括：
显示器，以及
覆盖玻璃层，所述覆盖玻璃层设置在所述显示器上并包括：
20-100μm的厚度，以及
弹性模量在40-100GPa范围内的玻璃材料。


2.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料具有57-82GPa的弹性模量。


3.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料具有40-65GPa的弹性模量。


4.如权利要求3所述的制品，其中所述覆盖玻璃层包括熔合线。


5.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料包含不含碱性玻璃组合物。


6.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料包含含碱性玻璃组合物。


7.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料包含铝硅酸盐组合物、硼硅酸盐组合物、硼铝硅酸盐组合物或硅酸盐玻璃组合物。


8.如权利要求1所述的制品，其中所述玻璃材料包含：
64-69摩尔％SiO2；和
5-12摩尔％Al2O3。


9.如权利要求1所述的制品，其中所述覆盖玻璃层在以下至少一处具有压缩应力：覆盖玻璃层的顶表面和覆盖玻璃层的底表面，其中压缩应力区域包含多种可离子交换金属离子和多种经过离子交换的金属离子，所述经过离子交换的金属离子的原子半径大于所述可离子交换金属离子的原子半径。


10.如权利要求1所述的制品，其中所述覆盖玻璃层的特征在于：在约25℃和约50％相对湿度下，当所述覆盖玻璃层以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。


11.如权利要求1所述的制品，其中所述覆盖玻璃层的特征在于：在约25℃和约50％相对湿度下，当所述覆盖玻璃层以约5mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。


12.如权利要求1所述的制品...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·格罗斯，P·J·舒斯塔克，
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