强化的薄玻璃-聚合物层压件的制作方法_4

文档序号:9601801阅读:来源:国知局
与柔性玻璃基片96具有高的 CTE不匹配的聚合物层98来在柔性玻璃基片中产生弯曲和产生压缩应力可降低或甚至消 除预期在弯曲的玻璃中的拉伸应力,并可强化整个弯曲的柔性玻璃层压件结构90 (图4)。
[0124] 下面的讨论显示柔性-玻璃聚合物层压件中的柔性玻璃基片中拉伸应力的降低。 对于由两种不同材料形成的对称的柔性玻璃-聚合物层压件,由CTE不匹配诱导的曲率 (假定为单轴平面应力弯曲)是(如上所述):
[0125]
[0126] 中性轴线通过下述给出:
[0128] 以及,室温下穿过柔性玻璃基片的厚度的弯曲应力通过下述给出:
[0129] σ=Eg(κ〇(y-y〇) +ag(T层压-T室温))
[0130] 在柔性玻璃基片顶部表面的弯曲应力通过下述给出:
[0132] 且在底部表面(即,与聚合物层的接合表面)的弯曲应力通过下述给出:
[0134] 其中:
[0135] Eg,vg是柔性玻璃基片的杨氏模量和泊松比;
[0136] Ep,vp是聚合物层的杨氏模量和泊松比;
[0137] tg是柔性玻璃基片的厚度;
[0138] tp是塑料层的厚度;
[0139] ag是柔性玻璃基片的热膨胀系数;
[0140] ap是聚合物层的热膨胀系数;
[0141]Tgjj是层压温度;
[0142] ?*温是室温;
[0143] κ。是由CTE不匹配诱导的弯曲曲率;
[0144] 〇是弯曲应力;和
[0145] y。是弯曲的层压件的中性轴线。
[0146] 参考图6和上面特别用于弯曲应力的公式,可知在热弯曲的柔性玻璃基片内侧的 拉伸应力比机械弯曲的柔性玻璃基片的小得多。这种拉伸应力的降低可在柔性玻璃基片从 底部侧到顶部侧的整个厚度观察到。但是,应注意,因为柔性玻璃基片的弯曲,穿过柔性玻 璃基片的整体厚度的应力不是像图1和2所示的那样均匀。在该实施方式中,只有靠近柔 性玻璃基片底部侧的一部分的柔性玻璃的厚度大于或等于30MPa。
[0147] 总体考虎
[0148] 用于本文所述的层压件结构的聚合物层可包括各种聚合物,例如,下述的任 意一种或更多种:聚对苯二甲酸乙二醇(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、乙烯四氟乙 烯(ETFE)、或热聚合物聚烯烃(ΤΡ0?-聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯嵌段共聚物(BCPP),或橡 胶的聚合物/填料的混合物)、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯丁酸酯(polyvinylbuterate)、聚 氯乙烯、聚乙烯和取代的聚乙烯类、聚羟基丁酸酯、聚羟基乙烯基丁酸酯、聚醚酰亚胺、 聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphalate)、聚酰亚胺、聚醚、聚砜、聚乙稀 基乙炔(polyvinylacetylenes)、透明的热塑性塑料、透明的聚丁二稀、聚氰基丙稀酸酯 (polycyanoacrylates)、纤维素基聚合物、聚丙稀酸酯和聚甲基丙稀酸酯、聚乙稀醇、多硫 化物、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷。还可使用能作为预聚物或预复合物 沉积/涂覆并随后转化的聚合物,例如环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。 许多显示器和电气应用可优选基于丙烯酸的聚合物、硅酮和这种结构辅助层,例如可购自 杜邦公司(DuPont)的SentryGlas'对于某些应用,聚合物层可以是透明的,但对于其它应 用无需透明。
[0149] 用于在升高的温度下将聚合物层层压到柔性玻璃基片的粘合剂材料的非限 制性例子包括以下公司生产的可紫外固化的光粘合剂或光接合剂:诺兰德学粘合 剂(Norland?OpticalAdhesives) (N0A60、N0A61,N0A63,N0A65,N0A68,N0A68T,N0A71, N0A72,N0A73,N0A74,N0A75,N0A76,N0A78,N0A81,,N0A84,N0A88,N0A89)、道康宁公司 (DowCorning?) (Sylgardl84和其他热固化娃酮),Dymax?等。对于热-活化粘合剂材料 (例如,N0A83H),可使用活化温度大于预选择的温度(例如,约50°C或更大,例如约70°C 或更大,例如80°C或更大,例如100°C或更大)的粘合剂材料,从而允许聚合物层有机会 在层压到柔性玻璃基片之前相对于其膨胀。
[0150] 此外,各聚合物层自身可为由具有不同的杨氏模量,不同的泊松比,和/或层厚 度的不同的类聚合物制成的层压的结构或复合材料结构。在这种情况下,本领域普通技术 人员能匀化复合物层来发现用于总体层的有效值,包括有效的厚度,有效的杨氏模量,和 有效的泊松比,其可用作本文所述的总体层并有益地构造玻璃-聚合物层压件。例如,复 合材料可有上述材料和/或金属的任意组合形成,例如不锈钢、镍、铜、贵金属、金属氧化物 等。
[0151] 本文所述的玻璃-聚合物层压件可用作用于安装设备功能层的基片,或者可用作 设备内的包封层或阻挡层。设备可电子器件,例如显示屏(包括液晶显示器、等离子体显示 器、有机发光二极管显示器、平板显示器例如)发光设备、或者太阳能电池模块。功能层可 包括例如薄膜晶体管(TFT)、二极管、光二极管、三极管、光伏电池、光親合器、透明电极、滤 色片、或者导电层。玻璃-聚合物层压件可用作层压到显示屏的盖板。玻璃-聚合物层压 件不仅可用作用于0LED(小分子荧光(SMF)和(LEP)发光聚合物)的基片/包封剂,还可 用于其它设备包括电活性层,例如有机光检测器、有机太阳能电池、薄膜晶体管(TFT)阵列 和用于0LED的TFT。另一种应用是用于LEP产品,例如未图案化的背光和其它光源或者图 案化的设备例如信息牌、字母数字显示器或者点-矩阵和其它高分辨显示器。
[0152] 玻璃-聚合物层压件可为基本上透明、可成形的和/或柔性的结构,用于用作电子 器件中的保护性元件,其中玻璃-聚合物层压件是复合材料结构,其包括厚度为5-300微 米的玻璃层,和厚度为50微米-lcm或更大的聚合物层。在这种连接中,玻璃-聚合物层 压件的形成能力允许通过弯曲和/或扭曲偏离完全的平坦性,所以它可适应一些其它物体 的形状或形式。它的柔性允许弯曲,却不会不利地影响它的阻挡性质。
[0153] 玻璃-聚合物层压件可构成用于电子器件的基片,这样可用透明电极层涂覆。该 层可为阳极,且可为氧化铟锡或者基于银的导体。或者,玻璃-聚合物层压件可构成用于发 光或者其它电子器件的包封膜。
[0154] 具有玻璃-聚合物层压件的电子器件可按照集成步骤的顺序制造,包括构造玻 璃-聚合物层压件,沉积透明电极层,沉积各电活性层和沉积第二电极层。考虑间歇性、 半连续或连续的工艺来制造完整的设备。可在第二电极层上提供额外的包封层。根据不同 的实施方式,可使用各种用于玻璃-聚合物层压件的技术。
[0155] 根据一种实施方式,提供携带第一透明电极(例如ΙΤ0)涂层的聚合物层。然后, 在第二电极层后面沉积至少一电活性层,例如电致发光的有机材料。然后将完整的结构层 压到玻璃层。根据另一种实施方式,在前面的顺序中交换聚合物和玻璃层。根据另一种实 施方式,预先制造玻璃-聚合物层压件并随后用作基础,用于沉积第一电极层,至少一层电 气活性材料和第二电极层。
[0156] 根据一个间歇过程,可以片材的形式提供玻璃和聚合物层。或者,可以片材形式提 供玻璃层,且聚合物层来自连续的卷。作为另一种可能,玻璃和聚合物层都来自连续的卷。 复合材料结构可通过层压玻璃和聚合物层来形成,例如根据间歇过程,连续的卷一对一卷 过程或者半连续过程,其中聚合物层是连续的膜且玻璃层是片材的形式。
[0157] 对于聚合物层,可使用能作为预聚物或预复合物沉积/涂覆并随后转化的聚合 物,例如环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。玻璃和聚合物层的层压可在 层之间使用胶/粘合剂。在这种情况下,可将粘合剂预涂覆在两种基片的一种或两种上;或 者在层压过程中提供,在室温或升高的温度下且有或没有压力。UV固化的胶也是合适的。 聚合物层可以是聚合物片材的形式,其用热密封的胶预涂覆。将聚合物层层压和/或沉积 到玻璃层上可集成进入玻璃的制造过程,即用聚合物涂覆从制造线流出的玻璃(其仍然是 热的、温的或冷的)。
[0158] 作为通过层压形成的替代,可通过间歇或连续过程将复合材料的聚合物层涂覆到 玻璃层上。可通过浸涂、喷涂、溶液涂覆、溶液刮刀、弯月面涂覆(meniscuscoating)将聚合 物涂覆到玻璃上,或者将熔融的聚合物涂覆到玻璃侧层上。即,可考虑不同的情况(i)聚合 物已经作为膜存在并层压到玻璃,以
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