形成层叠玻璃结构的方法_2

文档序号:9692261阅读:来源:国知局
从一个特定值和/或到另一个特定值。类似 地,当使用前缀"约"表示数值为近似值时,应理解,具体数值形成另一个实施方式。还应理 解的是,每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时,都是有意义 的。
[0062] 本文所用的方向术语,例如上、下、左、右、前、后、顶、底,仅仅是参照绘制的附图而 言,并不用来表示绝对的取向。
[0063] 除非另有表述,否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤W具体 顺序进行。因此,当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在 权利要求书或说明书中W任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序,都不旨在暗示该任 意特定顺序。运样同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据,包括:关于设置步骤或操 作流程的逻辑;由语法结构或标点获得的一般含义;说明书所述的实施方式的数量或种类。
[0064] 如本文中所用,单数形式的"一个"、"一种"和"该"包括复数指代形式,除非文中另 有明确说明。因此,例如,提到的一种"组件"包括具有两种或更多种运类组件的方面,除非 文本中有另外的明确表示。
[0065] 虽然玻璃是固有的牢固材料,但是其强度和机械可靠性与其表面缺陷或瑕疵尺寸 密度分布W及材料的随时间累积应力暴露有关。在整个产品寿命周期过程中,层叠玻璃结 构可能经受各种类型的静态和动态机械应力。本文所述的实施方式一般地设及形成层叠玻 璃结构的方法,其中,可W采用非玻璃基材对晓性玻璃基材进行强化。本文所讨论的具体例 子设及层叠玻璃结构,其中,非玻璃基材是聚合物和/或金属或金属合金,例如不诱钢、侣、 儀、儀、黄铜、青铜、铁、鹤、铜、铸铁或贵金属。在一些实施方式中,可W利用非玻璃基材与晓 性玻璃之间较大的热膨胀系数(CTE)失配,通过在提升的层叠溫度(例如,大于约100°C)下 层叠非玻璃基材和晓性玻璃基材,然后通过受控冷却,从而改善强度。该提升的层叠溫度方 法可使得一旦在层叠玻璃结构冷却之后,在晓性玻璃片的厚度方向上产生均匀分布的压缩 残留应力。
[0066] 在一些实施方式中,建立了连续过程来强化晓性玻璃基材,其利用非玻璃基材和 晓性玻璃基材之间大的CTE失配(例如大于或等于约2倍、例如大于或等于约5倍、例如大于 或等于约10倍),通过在提升的溫度下层叠非玻璃基材和晓性玻璃基材,然后缓慢冷却,从 而在晓性玻璃基材的厚度方向上产生残留压缩应力。在一些实施方式中,CTE失配可W至少 约化pm/°C或更大,例如约6卵m/°C或更大,例如约9卵m/°C或更大,例如约12ppm/°C或更大, 例如约15ppm/°C或更大,例如约20ppm/°C或更大,例如约27ppm/°C或更大,例如约50ppm/°C或更大。
[0067] 参见图1和2,显示两种示例性层叠玻璃结构200和202的截面图。首先参见图1,层 叠玻璃结构200-般地设及对称层叠玻璃结构,并且包括:由晓性玻璃片140形成的第一最 外晓性玻璃层141,由另一晓性玻璃片140形成的第二最外晓性玻璃层143,W及夹在第一和 第二晓性玻璃层141和143之间并与它们层叠的非玻璃基材层133。如图1所示的对称层叠玻 璃结构200构造成使得层叠玻璃结构200的中屯、平面C下面的层形成中屯、平面C上方的层的 镜像,而如图2所示的不对称层叠玻璃结构不具有绕着其中屯、平面的运种镜像。非玻璃基材 层133由非玻璃基材130形成,例如聚合物、金属合金(如不诱钢)、铜、儀、黄铜、青铜、铁、鹤、 铸铁、侣、陶瓷、复合物、或者另一种聚合物或刚性材料,或者运些材料的组合。在许多实施 方式中,非玻璃基材130由金属或金属合金形成。
[0068] 可W采用聚合物材料形成非玻璃基材130,例如W下任意一种或多种:聚对苯二甲 酸乙二醋(PET)、聚糞二甲酸乙二醋(PEN)、乙締四氣乙締化TFE)或者热聚合物聚締控 (TP0?,聚乙締、聚丙締、嵌段共聚物聚丙締(BCPP)或橡胶的聚合物/填料渗混物),聚醋、聚 碳酸醋、聚下酸乙締(polyvin^buterate)、聚氯乙締、聚乙締和取代的聚乙締、聚径基下酸 醋、聚径基乙締下酸醋、聚酸酷亚胺、聚酷胺、聚糞二甲酸乙二醇醋 (口〇1761:115^16]16]1日911日1日16)、聚酷亚胺、聚酸、聚讽、聚乙締乙烘(9〇17¥;[]15^1日。615^16]163)、透 明热塑料、透明聚下二締、聚氯基丙締酸醋、基于纤维素的聚合物、聚丙締酸醋和聚甲基丙 締酸醋、聚乙締醇、聚硫化物、聚乙締醇缩下醒、聚甲基丙締酸甲醋和聚硅氧烷。还可W使用 作为预聚物或预化合物沉积/涂覆然后发生转化的聚合物,例如环氧树脂、聚氨醋、苯酪甲 醒树脂和=聚氯胺甲醒树脂。许多显示器和电子应用可能优选基于丙締酸的聚合物、娃酬 和此类结构辅助层,例如购自杜邦(DuPont)公司的SentryGIasK。对于某些应用,聚合物层 可能是透明的,但是对于其他应用不必如此。
[0069] 使用可W由粘合材料170形成的粘合层174、175,可W使得第一和第二晓性玻璃层 14U143在其各自宽表面134、142和132、148处与非玻璃基材层133层叠。粘合材料170可W 是非粘合中间层、粘合剂、粘合剂的片或膜、液态粘合剂、粉末粘合剂、压敏粘合剂、紫外光 粘合剂、热粘合剂或者其他类似粘合剂,或其组合。粘合材料170可帮助层叠过程中晓性玻 璃140与非玻璃基材130的附着。低溫粘合材料170的一些例子包括:UV固化的Norland68, 3MOCA8211和8212(室溫下压力粘结)、娃酬、丙締酸醋、光学透澈的粘合剂、密封材料、聚 氨醋和木胶。较高溫度粘合材料170的一些例子包括:DuPont(杜邦)Sen化yGlas、D证ontPV 5411,日本世界公司材料FAS和聚乙締醇缩下醒树脂。粘合层174可W是薄的,厚度小于或等 于约1000皿,包括小于或等于约500皿、约250皿,小于或等于约50皿、小于或等于约25皿,W 及约0.l-5mm。粘合剂还可还有其他功能组分,例如颜色、装饰、抗热性或抗UV性、AR过滤等。 粘合材料170可W是固化时光纤透澈或者可W是不透明的。在粘合材料170是粘合剂的片或 膜的实施方式中,粘合材料170可W具有通过晓性玻璃的厚度可见的装饰性图案或设计,如 图3所示。
[0070] 在图3中,层叠玻璃结构200包括由粘合材料170的片或膜形成的粘合层174。粘合 材料170具有条145的式样,其从晓性玻璃层141的外表面144是可见的。在层叠过程中或层 叠之后,可能在层叠玻璃结构中夹带一些空气泡,但是直径小于或等于IOOwii的空气泡不会 影响层叠玻璃结构的抗冲击性。可W通过使用真空系统或者向结构的表面施加压力来减少 空气泡的形成。在其他实施方式中,可W在没有粘合剂的情况下层叠晓性玻璃层。在另一些 实施方式中,第二晓性玻璃层143可W由化学组成不同于第一晓性玻璃层141的晓性玻璃片 140的晓性玻璃形成。操纵层叠玻璃结构的层141、174、133之间的结合强度还会影响层叠玻 璃结构的抗冲击性。
[0071] 虽然图1显示对称层叠玻璃结构200中的最外晓性玻璃层141、143,图2显示替代的 层叠玻璃结构202,其仅具有层叠到非玻璃基材层133的第一最外晓性玻璃层141,通常称作 不对称层叠玻璃结构。再次,可W使用粘合层174,使得第一最外晓性玻璃层141与非玻璃基 材层133在它们各自的宽表面134、142之间的界面处层叠。图4显示另一种层叠玻璃结构 204,其包括在没有粘合层174的情况下,层叠到非玻璃基材层133的第一最外晓性玻璃层 141。图1-4显示具有数层的示例性层叠玻璃结构,但是也可采用具有较多层或较少层的其 他层叠玻璃结构。
[0072] 晓性玻璃片140的厚度146可W小于或等于约0.3mm,包括但不限于如下厚度,例 女日:约0.01-0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm、约0.15-0.3mm,0.3、0.275、0.25、0.225、 0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、 0.05、0.04、0.03、0.02或0.01mm。晓性玻璃片140可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或其复合物 形成。形成高质量晓性玻璃片的烙融法(例如,下拉法)可用于各种装置,一种此类应用是平 板显示器。相比于通过其他方法生产的玻璃片,烙融法中生产的玻璃片的表面具有优异的 平坦度和光滑度。烙融法如美国专利系列第3,338,696号和3,682,609号所述。其他合适的 玻璃片成形法包括浮法、上拉法、下拉法和狭缝拉制法。此外,晓性玻璃片140还可通过如下 方式含有抗微生物性质:为玻璃使用化学组合物,包括表面上的Ag离子浓度,其大于0至 0.04化g/cm2,如美国专利申请公开号2012/0034435Al进一步所述。晓性玻璃140还可涂覆 釉料(其包括银或任意其他渗杂银离子的那些),W得到所需的抗微生物性质,如美国专利 申请公开号2011/0081542A1进一步所述。此外,晓性玻璃140可具有如下摩尔组成:50%的 Si〇2J5%的CaO和化%的化2〇,W实现所需的抗微生物作用。
[0073] 图5-7示意性显示用于形成各种层叠玻璃结构的工艺和设备。首先参见图5,显示 片-片层叠方法300,其中使用压力使得晓性玻璃片302与基材片304结合。在该实施方式中, 压力漉306和308形成夹具310,将晓性玻璃片302和基材片304递送到所述夹具310。在一些 实施方式中,当晓性玻璃片302和基材片304同时递送到夹具310时,可W在它们之间提供粘 合剂。夹具310中的压力用于形成层叠玻璃结构312。加热的漉306和308可用于利用晓性玻 璃片302和基材片304之间的CTE失配,从而在晓性玻璃片302的厚度方向上引入压缩用力, W在冷却之后强化晓性玻璃片302。参见图6,显示卷-片层叠方法320;同样地,使用压力使 得来自供给卷334的晓性玻璃的连续带322与基材片304结合。在该实施方式中,压力漉326 和328(例如,加热的或未加热的)形成夹具330,将晓性玻璃的连续带302和基材片304递送 到所述夹具330。在一些实施方式中,当晓性玻璃的连续带322和基材片304同时递送到夹具 330时,可W在它们之间提供粘合剂。夹具330中的压力用于形成层叠玻璃结构332。参见图 7,显示卷-卷层叠方法340,其中,使用压力使得来
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