形成强化的烧结玻璃结构的方法_3

文档序号:9620158阅读:来源:国知局
成烧结的玻璃熔料材料层20和44。玻璃熔料材料14是在加热的热循环或烧结过程中发生固结的材料。玻璃熔料材料14的材料组成会影响玻璃熔料材料14的CTE,从而影响挠性玻璃片12中产生的压缩应力。还可根据目标应用的强度要求改变玻璃熔融材料14的材料组成。例如,可以对玻璃熔料材料14进行选择,使得玻璃熔料材料14的CTE值高于挠性玻璃片12的CTE值。例如,玻璃熔料材料14的CTE值可以是挠性玻璃片12的CTE值的约为2倍或更高,或者约为5倍或更高。在一些实施方式中,CTE不匹配可以至少约为3ppm/°C或更大,例如约为6ppm/°C。
[0057]层状玻璃结构10的烧结的玻璃熔料材料层20可用于将第一和第二挠性玻璃层18,22在它们各自的宽表面36、38之间的界面处粘结在一起。对于层状玻璃结构40,烧结的玻璃熔料材料层44可用于将第一挠性玻璃层42和基材层46在它们各自的宽表面52、54之间的界面处粘结在一起。在层状玻璃结构10或40中,烧结的玻璃熔料材料层20、44可以是薄的,厚度小于或等于约200 μ m,例如小于或等于约100 μ m,包括小于或等于约50 μ m,小于或等于约25 μπι。可以允许玻璃熔料材料14至少在一定程度上相对于挠性玻璃片(或多片挠性玻璃片)12发生热膨胀,这是由于挠性玻璃片(或多片挠性玻璃片)12与玻璃熔料材料14之间大的CTE不匹配导致的。
[0058]在层状玻璃结构10或40中,可以施加玻璃熔料材料14,使得其覆盖挠性玻璃片(或多片挠性玻璃片)12的整个表面,或者其覆盖小于挠性玻璃片(或多片挠性玻璃片)12的整个表面,例如可以将其布置成如下式样:例如条纹式样、锯齿形式样或者无规则式样等。这可有助于在层状玻璃结构10、40上提供切割通道或其他区域,这可实现将大的层状玻璃结构分离成两个或更多个分开的层状玻璃结构。还可采用涂覆过程(例如,狭缝模头涂覆或者丝网印刷等)将玻璃熔料材料14涂覆到基材上。
[0059]如上文所述,玻璃熔料材料14可用于将不同类型的材料(例如挠性玻璃和基材材料)粘结在一起。玻璃熔料可以是熔料带或熔料糊料,其包含具有玻璃熔料材料和有机粘结剂的熔料溶液。部分或全部的有机粘结剂可以在加热过程中消散,允许熔料与挠性玻璃片12和/或基材材料66粘结。当熔料用作玻璃熔料材料14时,可以将熔料铺展在挠性玻璃片12的表面上,而不仅仅是局部施涂。这可降低可能引起层状玻璃结构的脱粘结或开裂的熔料材料中局部化的过度应力的可能性。
[0060]当玻璃熔料材料14是熔料带时,熔料带可以是未烧结或部分烧结的带,将其施加到挠性玻璃或基材的表面。在以连续卷绕的形式提供挠性玻璃片12的情况下,熔料带可实现层状玻璃结构的连续形成。此外,当以连续卷绕的形式提供挠性玻璃片12并且熔料用作烧结材料时,可将熔料分配在例如狭缝模头或条带浇铸过程中。对熔料进行分配可提供开始和停止涂覆以形成没有烧结的玻璃熔料材料层的切割通道或区域的能力。
[0061]可用作层状玻璃结构10、40中的玻璃熔料材料14的熔料带的例子购自总部设在美国康涅狄格州伯特利市的维泰公司(Vitta Corporat1n, headquartered inBethel, Connecticut)。恪料带可允许以下材料:CTE值范围大于或等于3ppm/C且小于或等于10ppm/C,并且厚度范围大于或等于25 μπι且小于或等于125 μπι。恪料带的具体例子可以是,具有410摄氏度(C)的工作温度和7.5ppm/C的CTE值;460C的工作温度和10.4ppm/C的CTE值;以及450C的工作温度和8.9ppm/C的CTE值。
[0062]玻璃熔料材料14可包括不同吸收能力,以实现在烧结过程中使用不同能源。除了玻璃熔料材料14,烧结的玻璃熔料材料层可包含额外元素,例如散射元素,其增强了诸如有机发光二极管(0LED)发光和光伏(PV)之类的应用,或者紫外光吸收属性,其可增加0LED和PV器件的寿命。包含在烧结的材料中的散射元素可增加0LED和PV应用的输出耦合或输入耦合。烧结的玻璃熔料材料层也可以是由如下元素形成或者含有如下元素:其在不同波长吸收光,以实现在烧结过程中使用不同能源。
[0063]在烧结温度加热并且使之冷却之后,层状玻璃结构10、40的外表面上的挠性玻璃的层在挠性玻璃片12的厚度方向上建立压缩应力。在对称层状玻璃结构10中,在挠性玻璃层上的压缩应力可以是近乎均匀的;在不对称层状玻璃结构40中,挠性玻璃层上的压缩应力可能是不均匀的。
[0064]具有梯度烧结的材料组■成的层状玻璃结构
[0065]现参见图4-7,可以由熔料带或印刷工艺形成上文所述的层状玻璃结构的烧结的玻璃熔料材料层。在这些情况下,烧结的玻璃熔料材料层可构建成使得烧结的玻璃熔料材料层在垂直方向或横向方向具有梯度组成。烧结的材料可以在烧结的玻璃熔料材料层的厚度方向上(或者纵向地)具有梯度,和/或在挠性玻璃或基材的表面上(或者横向地)具有梯度。梯度组成可有助于在层状玻璃结构内的具体位置中放置所得到的压缩和拉伸应力。可以通过烧结的玻璃熔料材料层的组成的梯度化,来改性层状玻璃结构的应力曲线。例如,通过烧结的玻璃熔料材料层的厚度的梯度组成可实现对于建立的压缩应力曲线的更大控制,而基材或挠性玻璃的表面上的梯度组成可有助于对层状玻璃结构进行分离过程中的切割过程或其他任意过程。
[0066]在图4中,层状玻璃结构70包括夹在第一挠性玻璃层72和第二挠性玻璃层76之间的烧结的玻璃熔料材料层74,所述第一挠性玻璃层72和第二挠性玻璃层76由挠性玻璃片12构成。烧结的玻璃熔料材料层74由具有垂直梯度多组分组成的熔料带82构成。熔料带82具有梯度,使得在层状玻璃结构70的中心处具有形成熔料带82的熔料材料的一种组分的较大浓度,在表面处具有熔料材料的另一种组分的较大浓度。该梯度组成可影响在层状玻璃结构70的第一和第二挠性玻璃层72、76中产生的压缩应力的应力曲线。例如,可以分别使得压缩应力在熔料带82与第一和第二挠性玻璃层72、76之间的界面78和80处增加,并在层状玻璃结构70的外表面94、96处减小。还可对熔料带82的厚度88进行调节以形成熔料带82的各种垂直梯度组成,同时层状玻璃结构70的总厚度92仍可小于或等于约 300 μmD
[0067]参见图5,显示具有不同垂直梯度组成熔料层104的层状玻璃结构100的另一个实施方式。梯度组成熔料层104由具有厚度124的梯度组成熔料带112形成,其中,熔料材料的一种组分的较高浓度位于靠近层状玻璃结构100的下方表面120,而熔料材料的另一种组分的较高浓度位于靠近上方表面。例如,位于层状玻璃结构100的下方表面120的挠性玻璃层106 (靠近具有一种组分的较高浓度的熔料)在其厚度方向上可具有比位于层状玻璃结构100的上方表面118的挠性玻璃层102更高的压缩应力。此外,当熔料材料的一种组分在更靠近层状玻璃结构100的一个挠性玻璃片集中时,可增强熔料带112与下方挠性玻璃片116之间形成的粘结。例如,熔料带112的熔料材料与下方挠性玻璃片116之间的界面110处的熔料带112的熔料材料之间的粘结可强于层状玻璃结构100的熔料带112的熔料材料与上方挠性玻璃片12之间的界面处形成粘结。虽然挠性玻璃层102、106都可由挠性玻璃片构成,但是挠性玻璃层102、106可以是不同的。例如,挠性玻璃片12可具有约100 μπι的厚度24,而下方挠性玻璃片116的厚度126可以大于或小于约100 μm,或者与挠性玻璃片12是不同的。但是,层状玻璃结构100的总厚度128仍可小于或等于约300 μπι。
[0068]现参见图6,显示具有总厚度158的层状玻璃结构130的另一个实施方式,它的熔料层134具有横向梯度组成。层状玻璃结构130可以是不对称或者对称的。在该实施方式中,层状玻璃结构由挠性玻璃层132 (包含挠性玻璃片12)、熔料层134 (包含熔料带144)和基材层136 (包含基材材料148)形成。如上文所述,基材材料148可以是任意物质,并且可以具有比熔料带144和挠性玻璃片12的CTE都大的CTE,产生比对称层状玻璃结构所可能的更高的压缩应力。基材材料148的厚度156可以大于或等于约100 μπι,并且小于或等于约5mm。熔料带144的组成沿着层状玻璃结构130的宽度150以及熔料带144的厚度154梯度化,使得熔料材料的一种组分的浓度在层状玻璃结构130的第一端145高于在层状玻璃结构130的相对第二端147。熔料材料的一种组分的较高浓度还位于基材材料148和熔料带144之间的界面140处。熔料材料的较低浓度位于靠近挠性玻璃片12和熔料带144之间的界面138处。以这种方式的熔融材料的梯度组成,沿着挠性玻璃片12的界面138,在更靠近层状玻璃结构130的第一端145处产生的压缩应力可以高于在更靠近层状玻璃结构130的第二端147的挠性玻璃片12上形成的压缩应力。
[0069]在图7中,层状玻璃结构160可包括不止三层,并且可以是对此或不对称的。层状玻璃结构160包括由第一挠性玻璃片12形成的第一挠性玻璃层162以及由第二挠性玻璃片12形成的第二挠性玻璃层170。夹在第一和第二挠性玻璃层162、170之间的是三层烧结的玻璃熔料材料层。第一烧结的玻璃熔料材料层164可以与第二烧结的玻璃熔料材料层168相同。第一和第二烧结的玻璃熔料材料层164、168可以由玻璃熔料材料172 (例如熔料带)形成。层状玻璃结构160还可包含中心烧结的玻璃熔料材料层166,其也包含玻璃熔料材料或熔料带174。烧结的玻璃熔料材料层164、166、168中的任意一个可具有梯度组成
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