CN107207309B - 薄玻璃片和用于形成薄玻璃片的系统和方法 - Google Patents

薄玻璃片和用于形成薄玻璃片的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种方法，包括：加热具有多层玻璃层的玻璃预成形件；以及以远端方向拉制玻璃预成形件以形成经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片从玻璃预成形件向远端延伸并且具有多层玻璃层。经拉制的玻璃片比玻璃预成形件薄。可以将经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上。可以从经拉制的玻璃片去除至少一部分的玻璃层。示例性玻璃片包括第一玻璃层和与第一玻璃层相邻的第二玻璃层，并且厚度至多约为0.1mm。示例性的经离子交换玻璃片包括至多约为0.1mm的厚度并且还包括处于压缩应力且延伸进入玻璃片内部至层深度的表面层。

Description

薄玻璃片和用于形成薄玻璃片的系统和方法
本申请要求2014年11月26日提交的美国申请第62/084826号的优先权，其全文通过引用结合于此。
背景技术
1.技术领域
本公开涉及玻璃片，更具体地，涉及薄玻璃片和用于形成薄玻璃片的系统和方法。
2.技术背景
可以采用不同工艺来形成玻璃片。例如，可以采用下拉工艺(例如熔合拉制或狭缝拉制)或者浮法工艺来形成玻璃片。可以通过对较厚的玻璃片进行蚀刻或研磨，从而将其厚度降低至所需厚度，以形成薄玻璃片。
发明内容
本文揭示了薄玻璃片及其形成的方法。
本文揭示的方法包括对包含多层玻璃层的玻璃预成形件进行加热。在远端方向拉制玻璃预成形件以形成从玻璃预成形件向远端延伸的经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片包括多层玻璃层。经拉制的玻璃片的厚度小于玻璃预成形件的厚度。将经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上。
本文揭示的方法包括加热玻璃预成形件，所述玻璃预成形件包括第一玻璃层以及与第一玻璃层相邻的第二玻璃层。在远端方向拉制玻璃预成形件以形成从玻璃预成形件向远端延伸的经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片包括第一玻璃层和第二玻璃层。经拉制的玻璃片的厚度小于玻璃预成形件的厚度。从经拉制的玻璃片去除至少一部分的第二玻璃层。
本文揭示的系统包括加热单元、拉制单元和收集单元。加热单元配置成对包含多层玻璃层的玻璃预成形件进行加热。拉制单元配置成在远端方向拉制玻璃预成形件，以形成从玻璃预成形件向远端延伸的经拉制的玻璃片。经拉制的玻璃片包括多层玻璃层。经拉制的玻璃片的厚度小于玻璃预成形件的厚度。收集单元配置成将经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上。
本文揭示的玻璃片包括第一玻璃层和与第一玻璃层相邻的第二玻璃层，并且厚度至多约为0.1mm。
本文揭示的经离子交换的玻璃片包括至多约为0.1mm的厚度并且还包括处于压缩应力且延伸进入玻璃片内部至层深度的表面层。
在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是玻璃片的层叠结构的一个示例性实施方式的部分横截面图。
图2是可用于形成玻璃片的成形设备的一个示例性实施方式的横截面图。
图3是再拉制系统的一个实施方式的示意图。
图4是图1所示的玻璃片的部分横截面图，其中，去除了一层玻璃层以形成双层玻璃片。
图5是形成在图4所示的双层玻璃片上的电子器件的一个示例性实施方式的部分横截面图。
图6是图5所示的电子器件和玻璃片的部分横截面图，其中，去除了一层玻璃层以形成单层玻璃片。
图7是玻璃片的层叠结构的另一个示例性实施方式的部分横截面图。
图8是经拉制的玻璃片的一个示例性实施方式的横截面照片。
图9是图8所示的经拉制的玻璃片被弯曲成一定弯曲半径的照片。
具体实施方式
下面详细参考示例性实施方式，这些实施方式在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。附图中的组件不一定是成比例的，相反地，进行了突出强调来显示示例性实施方式的原理。
采用合适的成形工艺(例如，下拉工艺(例如，熔合拉制工艺或狭缝拉制工艺)或者浮法工艺)来形成玻璃片。随着形成的玻璃片的厚度降低，采用此类成形工艺形成玻璃片会变得越来越困难。因此，可能难以或者甚至无法采用此类成形工艺直接形成薄玻璃片。
可以通过对较厚的单层玻璃片进行蚀刻或研磨，从而将其厚度降低至所需厚度，以形成薄玻璃片。但是，此类蚀刻和研磨工艺会是昂贵的，需要使用化学蚀刻剂和/或在玻璃片的表面中引入瑕疵。
在各种实施方式中，用于形成玻璃片的方法包括对包含多层玻璃层的玻璃预成形件进行加热。所述多层玻璃层至少包括第一层和第二层。例如，第一层包括芯层，以及第二层包括与芯层相邻的一层或多层包覆层。每层玻璃层独立地包括玻璃、玻璃-陶瓷，或其组合。在一些实施方式中，玻璃层中的一层或多层是透明玻璃层。玻璃预成形件可以是平面的(例如平坦片)或者非平面的(例如弯曲片)。方法还包括在远端方向拉制玻璃预成形件，以形成从玻璃预成形件向远端延伸的经拉制的玻璃片。经拉制的玻璃片包括所述多层玻璃层(例如，芯层以及与芯层相邻的一层或多层包覆层)。经拉制的玻璃片的厚度小于玻璃预成形件的厚度。可以将经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上。作为补充或替代，可以从经拉制的玻璃片去除一层或多层玻璃层，从而进一步降低经拉制的玻璃片的厚度。作为补充或替代，可以在卷曲步骤之前或之后，在经拉制的玻璃片上形成电子器件。
图1是玻璃预成形件100的一个示例性实施方式的层叠结构的横截面图。玻璃预成形件100包括层叠结构，所述层叠结构包括多层玻璃层。例如，玻璃预成形件100包括整体式层叠结构，其中，玻璃层接合或融合在一起，而不仅仅是相互相邻的堆叠。玻璃预成形件100可以如图1所示是基本平坦的，或者可以不是平坦的。在图1所示的实施方式中，玻璃预成形件100包括布置在第一包覆层104和第二包覆层106之间的芯层102。在一些实施方式中，第一包覆层104和第二包覆层106是外层，如图1所示。在其他实施方式中，第一包覆层和/或第二包覆层是布置在芯层和外层之间的中间层。
芯层102包括第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面。在一些实施方式中，第一包覆层104熔合到芯层102的第一主表面。作为补充或替代，第二包覆层106熔合到芯层102的第二主表面。在此类实施方式中，第一包覆层104与芯层102之间的界面，和/或第二包覆层106与芯层102之间的界面是不含任何粘结材料的(例如，聚合物中间层、粘合剂、涂层或者添加或构造成使得各包覆层和芯层粘合的任意非玻璃材料)。因此，第一包覆层104和/或第二包覆层106直接熔合到芯层102或者与芯层102直接相邻。在一些实施方式中，玻璃预成形件包括布置在芯层与第一包覆层之间和/或芯层与第二包覆层之间的一层或多层中间层。例如，中间层包括中间玻璃层和/或扩散层，其形成在芯层与包覆层的界面处。扩散层可以包括掺混区域，其包含与扩散层直接相邻的各层的组分。在一些实施方式中，玻璃预成形件100包括玻璃-玻璃层叠体(例如，原位熔合的多层玻璃-玻璃层叠体)，其中，直接相邻的玻璃层之间的界面是玻璃-玻璃界面。
在一些实施方式中，芯层102包括第一玻璃组合物，以及第一和/或第二包覆层104和106包括不同于第一玻璃组合物的第二玻璃组合物。例如，在图1所示的实施方式中，芯层102包括第一玻璃组合物，以及第一包覆层104和第二包覆层106分别包括第二玻璃组合物。在其他实施方式中，第一包覆层包括第二玻璃组合物，以及第二包覆层包括第三玻璃组合物，其不同于第一玻璃组合物和/或第二玻璃组合物。
可以采用合适工艺，例如熔融拉制、下拉、狭缝拉制、上拉或者浮法工艺，来形成玻璃预成形件。在一些实施方式中，采用熔合拉制工艺来形成玻璃预成形件。图2是可用于形成玻璃预成形件(例如玻璃预成形件100)的溢流分配器200的一个示例性实施方式的横截面图。溢流分配器200可以构造成如美国专利第4,214,886号所述，其全文通过参考结合于此。例如，溢流分配器200包括下溢流分配器220和位于下溢流分配器上方的上溢流分配器240。下溢流分配器220包括凹槽222。第一玻璃组合物224熔化并以熔融或粘性状态进料到凹槽222中。第一玻璃组合物224形成玻璃预成形件100的芯层102，如下文进一步所述。上溢流分配器240包括凹槽242。第二玻璃组合物244熔化并以熔融或粘性状态进料到凹槽242中。第二玻璃组合物244形成玻璃预成形件100的第一和第二包覆层104和106，如下文进一步所述。
第一玻璃组合物224溢流通过凹槽222并向下流过下溢流分配器220的相对成形外表面226和228。成形外表面226和228在拉制线230处汇聚。向下流过下溢流分配器220的各成形外表面226和228的第一玻璃组合物224的分开的物流在拉制线230处汇聚，在那里它们熔合到一起形成玻璃预成形件100的芯层102。
第二玻璃组合物244溢流通过凹槽242并向下流过上溢流分配器240的相对成形外表面246和248。第二玻璃组合物244经由上溢流分配器240发生向外偏转，从而使得第二玻璃组合物绕着下溢流分配器220流动，并与在下溢流分配器的成形外表面226和228上流过的第一玻璃组合物224发生接触。第二玻璃组合物244的分开的物流分别与向下流过下溢流分配器220的各成形外表面226和228的第一玻璃组合物224的分开的物流熔合。在第一玻璃组合物224的物流在拉制线230处汇聚之后，第二玻璃组合物244形成玻璃预成形件100的第一和第二包覆层104和106。
在一些实施方式中，处于熔融或粘性状态的芯层102的第一玻璃组合物224与处于熔融或粘性状态的第一和第二包覆层104和106的第二玻璃组合物244发生接触，形成玻璃预成形件100。作为补充或替代，玻璃预成形件100包括从下溢流分配器220的拉制线230离开的玻璃带，如图2所示。可以通过合适的方式，包括例如重力和/或牵拉辊，从下溢流分配器220拉制出玻璃预成形件100。当玻璃预成形件100从下溢流分配器220离开时，玻璃预成形件100发生冷却。
在一些实施方式中，向玻璃预成形件100的一个或两个外表面施加涂层。涂层可以作为液体(例如，通过喷雾或浸入)施加，或者可以作为膜施加。涂层可有助于保护玻璃预成形件100的表面免受损坏和/或保持熔合拉制片材的原始质量。例如，涂层包括夹层，其配置成防止当玻璃预成形件100如本文所述卷起时发生表面-表面接触。
在一些实施方式中，玻璃预成形件100卷起到线轴上，用于传递到再拉制单元，如本文所述。在其他实施方式中，玻璃预成形件100从溢流分配器200直接传递到再拉制单元。因此，在玻璃预成形件的再拉制过程中，玻璃预成形件100的近端保持与溢流分配器200相连，如本文所述。在其他实施方式中，切断了玻璃预成形件100，以形成传递到再拉制单元的玻璃预成形件区段。可以采用合适的技术来切断玻璃预成形件100，例如，划线、弯曲、热冲击和/或激光切割。
虽然图1所示的玻璃预成形件100包括三层，但是本公开也包括其他实施方式。在其他实施方式中，玻璃预成形件可以具有确定的层数，例如两层、四层或者更多层。例如，可以采用两个溢流分配器来形成包括两层的玻璃预成形件，所述两个溢流分配器布置成使得两层在从溢流分配器的各拉制线离开时接合，或者采用单个溢流分配器来形成包括两层的玻璃制品，所述单个溢流分配器具有分开的凹槽，从而使得两种玻璃组合物在溢流分配器的相对成形外表面上流动并在溢流分配器的拉制线处汇聚。可以采用额外的溢流分配器和/或采用具有分开的凹槽的溢流分配器来形成包含四层或更多层的玻璃预成形件。因此，可以通过相应地改变溢流分配器来形成具有确定层数的玻璃预成形件。
在一些实施方式中，玻璃预成形件100包括至少约0.05mm、至少约0.1mm、至少约0.2mm或者至少约0.3mm的厚度。作为补充或替代，玻璃预成形件100包括至多约5mm、至多约3mm、至多约2mm、至多约1.5mm、至多约1mm、至多约0.7mm或者至多约0.5mm、至多约0.3mm或者至多约0.2mm的厚度。例如，玻璃预成形件100包括如下厚度：约0.05-5mm，约0.1-1mm，约0.1-0.7mm，或者约0.1-0.3mm。玻璃预成形件100的每层玻璃层的预成形件厚度比例包括各玻璃层的厚度与玻璃预成形件的厚度之比。在一些实施方式中，芯层102的预成形件厚度比例至少约0.5、至少约0.7、至少约0.8、至少约0.85、至少约0.9、或者至少约0.95。作为补充或替代，芯层102的预成形件厚度比例至多约0.8、至多约0.75、至多约0.6、或者至多约0.5。
可以对玻璃预成形件进行拉制以形成比玻璃预成形件薄的经拉制的玻璃片。该工艺可以被描述为再拉制或再成形工艺。在一些实施方式中，采用再拉制系统来拉制玻璃预成形件。图3是可用于拉制玻璃预成形件(例如玻璃预成形件100)的再拉制系统300的一个示例性实施方式的示意图。再拉制系统300包括进料单元310、拉制单元330和收集单元350。
在一些实施方式中，进料单元310包括如图3所示的传递线轴312。在传递线轴312上提供玻璃预成形件100，并通过从传递线轴解绕玻璃预成形件进料到拉制单元330。在其他实施方式中，以玻璃预成形件区段或片材的形式提供玻璃预成形件，并通过使预成形件区段前行进入拉制单元来传递到拉制单元330。例如，通过保持装置支撑玻璃预成形件片材，所述保持装置使得预成形件片材前行进入拉制单元。在其他实施方式中，以玻璃预成形件带材的形式(例如，与成形单元相连)提供玻璃预成形件，并通过使预成形件带材的远端前行进入拉制单元来传递到拉制单元330。
在一些实施方式中，进料单元310包括剥离单元314，其配置成从玻璃预成形件100的一个或多个表面去除涂层。例如，在图3所示的实施方式中，剥离单元314包括一对剥离辊316，其配置成从玻璃预成形件100的相对表面去除膜。在其他实施方式中，剥离单元包括：擦洗单元(例如，刷子)、喷洒单元(例如，用于喷洒溶剂)、加热和/或冷却单元或者其他合适的涂层或膜去除单元。剥离单元314布置在传递线轴312的远端或下游，当玻璃预成形件被引入到拉制单元330时啮合玻璃预成形件100。
在一些实施方式中，进料单元310包括防静电装置318，其配置成消散玻璃预成形件100的一个或多个表面上的电荷积累。例如，在从玻璃预成形件的表面去除膜的过程中，会在玻璃预成形件100的表面上积累静电荷。防静电装置318可以提供使静电荷消散的路径，从而从玻璃预成形件去除静电荷。防静电装置318包括静电棒、电离器或者其他合适的静电消散装置。防静电装置318布置在传递线轴312和/或剥离单元314的远端或下游，当玻璃预成形件被引入到拉制单元330时啮合玻璃预成形件100。
在一些实施方式中，进料单元310包括进料驱动单元320，其配置成将玻璃预成形件100驱动或引入到拉制单元330中。例如，在图3所示的实施方式中，进料驱动单元320包括一对驱动辊，其啮合玻璃预成形件100的相对表面，从而将玻璃预成形件从传递线轴312拉入拉制单元330中。驱动辊啮合住其间的玻璃预成形件100，并且转动从而以远端方向拉动玻璃预成形件。在其他实施方式中，进料驱动单元包括驱动带、夹持臂或者其他合适的驱动装置。进料驱动单元320以进料速率将玻璃预成形件100引入到拉制单元330中。例如，进料速率包括当其被引入到拉制单元330中的时候，玻璃预成形件100以远端方向移动的速度。进料驱动单元330是可调节的，从而调节进料速率。例如，可以增加驱动辊的转速以增加进料速率或者可以减小驱动辊的转速以减小进料速率。进料驱动单元320布置在传递线轴312、剥离单元314和/或防静电装置318的远端或下游，从而将玻璃预成形件100引入到拉制单元330中。
在一些实施方式中，进料单元310或其部分被包封在进料外壳322中，这可有助于维持围绕进料单元310的各个组件的受控环境。例如，进料外壳322包括清洁室，其防止当引入进入拉制单元330中的时候，外来颗粒和/或污染物沉积到玻璃预成形件100上。在一些实施方式中，进料外壳322包括其中的惰性气氛。作为补充或替代，进料外壳322配置成减少其中积累的静电。
在一些实施方式中，进料单元310包括与拉制单元330相邻布置的孔隙控制装置324。例如，孔隙控制装置324布置在进料外壳322的出口处和/或布置在拉制单元330的入口处。孔隙控制装置324可有助于控制开口尺寸，玻璃预成形件100通过所述开口被引入到拉制单元330中。在图3所示的实施方式中，孔隙控制装置324包括一对移门，它们可相对于彼此相向移动以限制开口并且可相对于彼此远离移动以扩大开口。在其他实施方式中，孔隙控制装置包括快门、窗孔或者其他合适的装置。孔隙控制装置324可有助于密封进料外壳322与拉制单元330之间的开口，以限制进料外壳和拉制单元之间的气流(例如空气流)，这可以降低外来颗粒和/或污染物冲扫通过开口的可能性。
拉制单元330布置在进料单元310的远端或下游，从而玻璃预成形件100可以以远端方向纵向前行从进料单元进入拉制单元，如本文所述。拉制单元330包括炉、玻璃韧化炉或者其他合适的加热单元，其配置成加热一部分的玻璃预成形件，从而可以将玻璃预成形件拉制成玻璃片，和/或在玻璃预成形件拉制之后冷却一部分的经拉制的玻璃片。在一些实施方式中，拉制单元330包括多个加热和/或冷却区，每个分别配置成加热或冷却一部分的玻璃预成形件和/或加热或冷却通过拉制单元的经拉制的玻璃片。例如，在图3所示的实施方式中，拉制单元330包括预加热区332、加热区334和冷却区336。拉制单元330的每个加热和/或冷却区分别包括加热板(例如，感应板和/或电阻加热器)、红外加热装置、电磁加热装置、炬、激光、流体喷射器(例如，空气喷射器或水喷射器)或者其他合适的加热或冷却装置。作为补充或替代，一个或多个加热和/或冷却区包括布置在加热和/或冷却元件与玻璃预成形件110之间的散热器。散热器可以引起对玻璃预成形件的间接加热和/或冷却，以帮助对玻璃预成形件进行均匀的加热和/或冷却(例如，在玻璃预成形件的宽度上)。在其他实施方式中，拉制单元可以包括额外的加热和/或冷却区，或者可以省略一个或多个加热和/或冷却区(例如，预加热区和/或冷却区)。
预加热区332配置成将一部分的玻璃预成形件100加热至预加热温度，以形成玻璃预成形件的预加热部分。在一些实施方式中，预加热温度大于或等于多层玻璃层的最高应变点。如本文所用，玻璃层的“应变点”指的是玻璃层的粘度为1014.7泊的温度。预加热单元332以预加热速率将部分的玻璃预成形件100加热至预加热温度。例如，预加热速率约为5-200℃/分钟，约为5-100℃/分钟，约为10-50℃/分钟，或者约为15-30℃/分钟。在一些实施方式中，预加热速率基本匹配玻璃预成形件的CTE曲线。例如，在预加热过程中，部分玻璃预成形件100的温度与时间关系的斜率基本与玻璃预成形件的有效CTE与温度关系的斜率相同。应理解的是，在该情况下，CTE指的是绝对CTE而非平均CTE。控制预加热速率可有助于避免在玻璃预成形件中引入热应力，这会引起玻璃预成形件发生不可控的破裂或弯曲。
加热区334配置成将玻璃预成形件100的远端部分加热至薄化温度。在一些实施方式中，加热区334位于预加热区332的远端或下游，从而玻璃预成形件100的经预加热部分以远端方向纵向前行进入加热区。例如，加热区334配置成将玻璃预成形件100的经预加热部分加热至薄化温度，以形成玻璃预成形件的经加热部分。在一些实施方式中，薄化温度大于或等于多层玻璃层的最高软化点。作为补充或替代，薄化温度使得玻璃预成形件的中心区域在薄化温度时的有效粘度约为100-10,000kP。在一些实施方式中，第一玻璃组合物与第二玻璃组合物之间的粘度差可以较高，同时仍然维持如本文所述的厚度比例。例如，第一玻璃组合物与第二玻璃组合物之间的粘度差至多约为5kP，例如约为0-5kP或者约为1-5kP。这意味着在玻璃预成形件的拉制过程中，第一玻璃组合物与第二玻璃组合物没有相对于彼此发生流动。加热区334以加热速率将玻璃预成形件100加热至薄化温度。例如，加热速率约为5-200℃/分钟，约为5-100℃/分钟，约为10-50℃/分钟，或者约为15-30℃/分钟。
在一些实施方式中，加热区334配置成使得玻璃预成形件100的经加热部分在纵向方向具有较短的长度。例如，玻璃预成形件100的经加热部分包括以横向方向延伸的宽度(对应于玻璃预成形件100的宽度)以及以纵向方向延伸的长度(对应于玻璃预成形件的长度)，并且经加热部分的长度至多约为10cm、至多约为5cm、至多约为3cm或者至多约为0.5cm。因此，加热速率足够高，使得将玻璃预成形件100的经加热部分维持在较短的情况。这种短的经加热部分可有助于玻璃预成形件100的经加热部分中的宽度和/或在将玻璃预成形件拉制成经拉制的玻璃片的过程中的宽度。例如，这种短的经加热部分可以防止在玻璃预成形件的拉制过程中，玻璃预成形件100的边缘被向内拉动。作为补充或替代，可以增加将玻璃预成形件进料到加热区中的速率和/或经拉制的玻璃片从加热区中收回的速率，从而降低玻璃预成形件和/或经拉制的玻璃片暴露于加热区的时间。因此，通过增加玻璃预成形件和/或经拉制的玻璃片通过加热区的速率，可以缩短加热区的有效长度。在一些实施方式中，玻璃预成形件100的经加热部分的温度至少比玻璃预成形件的经预加热部分的温度高约100℃、至少高约150℃或者至少高约200℃。如果玻璃预成形件的经预加热部分的温度与玻璃预成形件薄化区的经加热部分的温度过于接近，则会在预加热区中发生薄化。预加热温度应该足够高以实现玻璃的部分松弛，但是应该足够低以防止玻璃在预加热区中发生薄化，并且应该将玻璃快速加热至薄化温度。因此，加热区配置成在较短纵向长度上快速改变玻璃预成形件的温度。
以远端方向(如箭头338所示)纵向拉制玻璃预成形件，以形成从玻璃预成形件向远端延伸的经拉制的玻璃片110，如图3所示。例如，玻璃预成形件100的经加热部分以远端方向338拉制或拉动，这引起玻璃预成形件的远端伸长并形成经拉制的玻璃片110。因此，经拉制的玻璃片110包括所述多层玻璃层，并且经拉制的玻璃片的厚度小于玻璃预成形件100的厚度。例如，经拉制的玻璃片110包括如图1所示且参照玻璃预成形件100所述的层叠结构。在一些实施方式中，玻璃预成形件100的厚度与经拉制的玻璃片110的厚度之比至少约2、至少约5、至少约10、至少约20、至少约30、至少约50、至少约为100或者至少约为200。作为补充或替代，玻璃预成形件100的厚度与经拉制的玻璃片110的厚度之比至多约为300。
在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110包括至多约0.7mm、至多约0.5mm、至多约0.3mm、至多约0.2mm、至多约0.1mm、至多约0.05mm、至多约0.03mm、至多约0.02mm、或者至多约0.01mm的厚度。作为补充或替代，经拉制的玻璃片110包括至少约0.001mm、至少约0.01mm或者至少约0.05mm的厚度。经拉制的玻璃片110的每层玻璃层的片厚度比例包括各玻璃层的厚度与经拉制的玻璃片的厚度之比。如本文所述，在从经拉制的玻璃片去除任意玻璃层之前计算片厚度之比。在一些实施方式中，每层玻璃层的片厚度与各玻璃层的预成形件厚度比相同或者基本相同。换言之，在将玻璃预成形件100拉制成为经拉制的玻璃片110之后，玻璃层的相对厚度基本未改变。例如，每层玻璃层的片厚度是各玻璃层的预成形件厚度比例的约20％之内、约15％之内、约10％之内、约5％之内或者约2％之内。因此，在一些实施方式中，芯层102的片厚度比例至少约0.7、至少约0.8、至少约0.85、至少约0.9、或者至少约0.95。作为补充或替代，芯层102的片厚度比例至多约0.8、至多约0.75、至多约0.6、或者至多约0.5。
回到图3，在一些实施方式中，拉制单元330包括边缘引导单元340，其配置成以横向和/或纵向方向拉紧玻璃预成形件100和/或经拉制的玻璃片110。例如，在图3所示的实施方式中，边缘引导件340包括边缘辊对(仅显示一对)，其配置成啮合住经拉制的玻璃片110的相对边缘，从而以朝向边缘的向外方向拉动经拉制的玻璃片和以横向方向拉紧经拉制的玻璃片。在其他实施方式中，边缘引导单元包括带、夹持臂或者其他合适的啮合装置。在其他实施方式中，边缘引导单元包括一个或多个冷却装置(例如，流体喷射器、冷却散热管或者其他合适的冷却装置)，其配置成选择性地冷却经拉制的玻璃片的相对边缘区域，从而以朝向边缘的向外方向拉动经拉制的玻璃片和以横向方向拉紧经拉制的玻璃片。可以在加热区334布置边缘引导单元340。因此，当玻璃片处于足够高的温度时，边缘引导单元340拉紧经拉制的玻璃片110，从而在该拉紧下发生伸长或变形。作为补充或替代，边缘引导单元340可以在经拉制的玻璃片的相对边缘处啮合住经拉制的玻璃片100，而没有啮合经拉制的玻璃片位于边缘之间的中心区域。因此，经拉制的玻璃片的未啮合的中心区域保持不含由于与边缘引导单元接触所引起的缺陷。(例如，加热区中的)边缘冷却和/或拉动可以帮助防止横向方向上的弯曲和使得薄化最小化。
冷却区336配置成将一部分的经拉制的玻璃片110冷却至冷却温度。在一些实施方式中，冷却区336位于加热区334的远端或下游，从而使得经拉制的玻璃片110与玻璃预成形件100的经加热部分相邻的近端部分向远端前行进入冷却区。例如，冷却区336配置成将经拉制的玻璃片110的该近端部分冷却至冷却温度。在一些实施方式中，冷却温度基于玻璃层的组成并且匹配以使得经拉制的玻璃片的形状和应力最小化。作为补充或替代，冷却温度小于或等于多层玻璃层的最高应变点。冷却区336以冷却速率将经拉制的玻璃片110冷却至冷却温度。在一些实施方式中，在玻璃通过粘弹性区域时的冷却速率大于当玻璃低于粘弹性区域时的情况。作为补充或替代，冷却速率可以匹配CTE曲线和/或预加热速率。经拉制的玻璃片的近端部分的此类受控冷却可以足够快速，以帮助设定经拉制的玻璃片的宽度，并且可以足够缓慢以最小化热诱发的形状变形和/或应力。
在一些实施方式中，拉制单元330包括拉制驱动单元342，其配置成将经拉制的玻璃片110驱动到拉制单元330或者从拉制单元330收回。例如，在图3所示的实施方式中，拉制驱动单元342包括一对驱动辊，其啮合经拉制的玻璃片110的相对表面，从而将经拉制的玻璃片110拉动通过拉制单元330。驱动辊啮合住其间的经拉制的玻璃片110，并且转动从而以远端方向纵向拉动经拉制的玻璃片。在其他实施方式中，拉制驱动单元包括驱动带、夹持臂或者其他合适的驱动装置。拉制驱动单元以拉制速率驱动经拉制的玻璃片110或者从拉制单元330收回经拉制的玻璃片110。例如，拉制速率包括当其从拉制单元330收回时，经拉制的玻璃片110以远端方向移动的速度。拉制驱动单元342是可调节的，从而调节拉制速率。例如，可以增加驱动辊的转速以增加拉制速率，或者可以减小驱动辊的转速以减小拉制速率。在一些实施方式中，拉制速率大于进料速率。因此，从拉制单元330收回经拉制的玻璃片110比将玻璃预成形件100引入拉制单元中更快。在一些实施方式中，拉制速率与进料速率之比基本等于玻璃预成形件的厚度与经拉制的玻璃片的厚度之比。例如，拉制比例与速度比例之间会存在近似线性关系。拉制速率与进料速率之间的这种关系可有助于拉动玻璃预成形件的经加热的远端区域形成从其延伸的经拉制的玻璃片。拉制驱动单元342位于预加热单元332、加热单元334和/或冷却单元336的远端或下游，从而从拉制单元330收回经拉制的玻璃片110。例如，拉制驱动单元342位于冷却单元336或者位于冷却单元的远端或下游，从而啮合住的经拉制的玻璃片110的区域所处的温度低于薄化温度(例如，处于冷却温度)。
在一些实施方式中，拉制单元330或其部分被包封在拉制外壳344中，这可有助于维持围绕拉制单元的各个组件的受控环境。例如，拉制外壳344包括清洁室和/或其中的惰性气氛。
收集单元350位于拉制单元330的远端或下游，从而经拉制的玻璃片110可以从拉制单元前行进入收集单元，如本文所述。在一些实施方式中，收集单元350包括与拉制单元330相邻布置的孔隙控制装置352。例如，孔隙控制装置352布置在拉制外壳344的出口处和/或布置在收集单元350的入口处。孔隙控制装置352可有助于控制开口尺寸，经拉制的玻璃片110通过所述开口被引入到收集单元350中。孔隙控制单元352可以如本文参照孔隙控制单元324那样配置。
在一些实施方式中，收集单元350包括收集驱动单元354，其配置成将经拉制的玻璃片110驱动到拉制单元330或者从拉制单元330进行回收，和/或通过收集单元。收集驱动单元354可以大致如本文参照拉制驱动单元342那样配置。例如，在图3所示的实施方式中，收集驱动单元354包括一对驱动辊，其啮合经拉制的玻璃片110的相对表面，从而将经拉制的玻璃片110驱动通过拉制单元330和/或收集单元350。收集驱动单元354是可调节的，从而调节驱动速率。
在一些实施方式中，收集单元350包括厚度测量装置356，其配置成测量经拉制的玻璃片110的厚度。厚度测量装置包括激光测量装置、超声测量装置、干涉计或者其他合适的测量装置。在一些实施方式中，再拉制系统300的一个或多个参数可以响应测得的厚度进行调节。例如，如果测得的厚度低于目标厚度，则可以降低拉制速率与进料速率之比，这会增加经拉制的玻璃片110的厚度。或者，如果测得的厚度高于目标厚度，则可以增加拉制速率与进料速率之比，这会减小经拉制的玻璃片110的厚度。
在一些实施方式中，收集单元350包括缺陷检测装置358，其配置成检测经拉制的玻璃片110中的缺陷。缺陷检测装置358包括照相系统、干涉条纹图案系统、反射系统或者其他合适的检测系统。
在一些实施方式中，收集单元350包括涂层施加装置360，其配置成向经拉制的玻璃片110的一个或两个外表面施涂涂层。涂层施加装置360包括液体涂覆装置(例如，喷涂装置、蒸发施涂装置、浸涂单元、刷洗装置)、膜施涂装置(例如，辊)、沉积装置(例如，热沉积装置)或者其他合适的施涂装置。涂层可有助于经拉制的玻璃片110的表面免受损坏和/或保持拉制片材的原始质量。例如，涂层包括夹层，其配置成防止当经拉制的玻璃片110如本文所述卷起时发生表面-表面接触。涂层包括合适的涂层材料，例如聚合物。
在一些实施方式中，收集单元350包括切断装置362，其配置成切断经拉制的玻璃片110。切断装置362包括划线轮、划线尖端、切割碟、激光、炬、流体喷射器、弯曲装置、其他合适的切断装置，或其组合。在一些实施方式中，切断装置362纵向切断经拉制的玻璃片110(例如，来调节经拉制的玻璃片的宽度和/或从经拉制的玻璃片去除珠)。作为补充或替代，切断装置362包括沿着经拉制的玻璃片110的不同横向位置布置的多个切断装置。例如，切断装置362包括位置靠近经拉制的玻璃片110的第一边缘的第一切断装置以及位置靠近与经拉制的玻璃片与第一边缘相对的第二边缘的第二切断装置。第一切断装置和第二切断装置可以分别纵向切断经拉制的玻璃片110。因此，可以从经拉制的玻璃片的中心区域去除经拉制的玻璃片110的每个边缘处的较厚区域或珠，所述经拉制的玻璃片的中心区域位于珠之间。
在一些实施方式中，收集单元350包括收集线轴364，以卷起经拉制的玻璃片110。例如，收集线轴364包括基本圆柱体，绕其卷起了经拉制的玻璃片110，如图3所示。线轴直径会基于玻璃片110的弯曲半径。例如，较薄的玻璃片会具有比较厚的玻璃片小的弯曲半径。因此，相比于较薄的玻璃片，较厚的玻璃片可以在更大直径的线轴上收集。圆柱体包括圆形横截面形状。在其他实施方式中，收集线轴的横截面可以是三角形、矩形、椭圆形或者其他合适的多边形或非多边形形状。在一些实施方式中，收集线轴364可绕其轴转动。此类转动可帮助绕着收集线轴364卷起经拉制的玻璃片110和/或帮助拉动经拉制的玻璃片通过拉制单元330和/或收集单元350。在一些实施方式中，通过维持经拉制的玻璃片中的自由活套366和/或维持收集驱动单元354与收集线轴之间的张力来控制收集线轴364上的经拉制的玻璃片110的卷起。
在一些实施方式中，收集单元350或其部分被包封在收集外壳368中，这可有助于维持围绕收集单元的各个组件的受控环境。例如，收集外壳368包括清洁室和/或其中的惰性气氛。
在一些实施方式中，经拉制的玻璃片100包括挠性玻璃片。该挠性玻璃片可实现如本文所述将经拉制的玻璃片110卷起到收集线轴上。采用本文所述工艺形成经拉制的玻璃片可实现经拉制的玻璃片具有基本不含缺陷(例如，碎片、裂纹、划痕或其他缺陷)的原始外表面。作为补充或替代，经拉制的玻璃片100包括一个或多个未抛光外表面(例如，未经受抛光或研磨过程的外表面)。此类原始外表面可以实现将经拉制的玻璃片弯曲成较小弯曲半径而不使得经拉制的玻璃片发生破裂。例如，在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110能够弯曲成理论最小完全半径约40％内、约30％或者约20％内的弯曲半径。理论最小弯曲半径表示具有原始或无缺陷表面的特定厚度的经拉制的玻璃片可以弯曲而不发生破裂的半径。在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110能够弯曲至小于或等于约50mm的弯曲半径、小于或等于约40mm的弯曲半径、小于或等于约35mm的弯曲半径、小于或等于约30mm的弯曲半径、小于或等于约25mm的弯曲半径、小于或等于约20mm的弯曲半径、小于或等于约15mm的弯曲半径、或者小于或等于约10mm的弯曲半径。
在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110构造成强化玻璃片。例如，在一些实施方式中，第一和/或第二包覆层104和106的第二玻璃组合物包括与芯层102的第一玻璃组合物不同的平均热膨胀系数(CTE)。例如，从平均CTE低于芯层102的玻璃组合物形成第一和第二包覆层104和106。本文所用术语“平均热膨胀系数”指的是给定的材料或层在0℃与300℃之间的平均热膨胀系数。除非另有说明，否则本文所用术语“热膨胀系数”指的是平均热膨胀系数。直接相邻的层之间的CTE失配(即，第一和第二包覆层104和106的平均CTE与芯层102的平均CTE之间的差异)导致在经拉制的玻璃片110冷却之后在包覆层中形成压缩应力以及在芯层中形成拉伸应力。在各种实施方式中，第一和第二包覆层可以分别独立地具有比芯层更高的平均CTE、比芯层更低的平均CTE或者与芯层基本相同的平均CTE。
在一些实施方式中，芯层102的平均CTE与第一和/或第二包覆层104和106的平均CTE相差至少约5x 10-7℃1、至少约15x 10-7℃1、至少约25x 10-7℃1至少约30x 10-7℃-1、至少约40x 10-7℃-1或者至少约50x 10-7℃-1。作为补充或替代，芯层102的平均CTE与第一和/或第二包覆层104和106的平均CTE相差至多约100x 10-7℃-1、至多约75x 10-7℃-1、至多约50x 10-7℃-1、至多约40x10-7℃-1、至多约30x 10-7℃-1、至多约20x 10-7℃-1或者至多约10x10-7℃-1。在一些实施方式中，第一和/或第二包覆层104和106的第二玻璃组合物包括至多约66x 10-7℃1、至多约55x 10-7℃1、至多约50x 10-7℃1、至多约40x 10-7℃1或者至多约35x10-7℃1的平均CTE。作为补充或替代，第一和/或第二包覆层104和106的第二玻璃组合物包括至少约25x 10-7℃1或者至少约30x 10-7℃1的平均CTE。作为补充或替代，芯层102的第一玻璃组合物包括至少约40x10-7℃1、至少约50x 10-7℃1、至少约55x 10-7℃1、至少约65x 10-7℃1、至少约70x 10-7℃1、至少约80x 10-7℃1或者至少约90x 10-7℃1的平均CTE。作为补充或替代，芯层102的第一玻璃组合物包括至多约110x 10-7℃1、至多约100x10-7℃1、至多约90x10-7℃1、至多约75x 10-7℃1或者至多约70x 10-7℃-1的平均CTE。
在一些实施方式中，包覆层的压缩应力至多约为800MPa、至多约为500MPa、至多约为350MPa或者至多约为150MPa。作为补充或替代，包覆层的压缩应力至少约为10MPa、至少约为20MPa、至少约为30MPa、至少约为50MPa或者至少约为250MPa。作为补充或替代，芯层的拉伸应力至多约为150MPa、至多约为120MPa、或者至多约为100MPa。作为补充或替代，芯层的拉伸应力至少约为5MPa、至少约为10MPa、至少约为25MPa、或者至多约为50MPa。
因此本文所述的再拉制方法相对于经拉制的玻璃片的中心区域是非接触式的和/或是在受控环境中进行的，所以维持了天生的玻璃强度，这对于生产薄的强化层叠玻璃结构会是有利的。此类强化的层叠玻璃结构会归因于压缩表面和拉伸内玻璃应力，这是通过包覆玻璃与芯玻璃的玻璃组成的CTE失配赋予的和/或可以通过再形成过程之前、期间或之后的玻璃的离子交换实现。还可以作为两种技术的组合来实现强化，以强化玻璃片，或者与回火方法进行组合。此类强化的薄层叠体或者超薄层叠体可用于弯曲、折叠或挠性玻璃制品或者含玻璃的制品会是有利的应用中(例如，挠性电子片材、挠性显示器、挠性覆盖片材、挠性环境或水分阻隔基材或覆材、光连接器的波导和玻璃隔膜)。
由于蚀刻和抛光技术仅作用在暴露表面上，此类技术无法降低内芯层的厚度。此外，当制造强化的超薄玻璃时，此类技术影响CTE失配所给予的强化属性，包括芯层与总厚度之比。本文所述的再拉制工艺使得经拉制的玻璃片能够具有与玻璃预成形件相同的厚度比例。换言之，再拉制工艺在经拉制的玻璃片中保留了玻璃预成形件的初始玻璃厚度比例。在一些实施方式中，以再成形的超薄玻璃，可以实现微米或纳米厚度。例如，可以对超过3层玻璃层的多层玻璃层叠体进行再拉制，以产生片内的纳米边界，其中，光学或其他独特性质是合乎希望的。
在一些实施方式中，经拉制的玻璃片100的多层玻璃层中的至少一层被至少部分去除，以形成变薄的经拉制的玻璃片。例如，完全或者基本完全去除经拉制的玻璃片110的一层或多层，以降低经拉制的玻璃片的厚度和形成变薄的经拉制的玻璃片。在一些实施方式中，从经拉制的玻璃片至少部分去除该第二层(例如，第一包覆层104和/或第二包覆层106)。例如，从经拉制的玻璃片110去除第一包覆层104和第二包覆层106中的一个，留下芯层102和另一包覆层作为双层玻璃片。在一些实施方式中，从经拉制的玻璃片110去除第一包覆层104和第二包覆层106中的每一个，留下芯层102作为单层玻璃片。在一些实施方式中，从经拉制的玻璃片去除该第一层(例如，芯层102)，留下该第二层(例如，第一包覆层104和/或第二包覆层106)作为一块或多块变薄的玻璃片。例如，从经拉制的玻璃片110去除芯层102，留下第一包覆层104和第二包覆层106作为两块单层玻璃片。
在一些实施方式中，该第二层(例如，第一包覆层104和/或第二包覆层106)没有该第一层(例如，芯层102)那么耐用。例如，在图1所示的实施方式中，第一包覆层104和第二包覆层106没有芯层102那么耐用。(例如，第一和第二包覆层104和106的)第二玻璃组合物包括的试剂中的降解速率大于(例如，芯层102的)第一玻璃组合物。因此，第一玻璃组合物在试剂中的降解速率小于第二玻璃组合物在试剂中的降解速率。在一些实施方式中，第二玻璃组合物在试剂中的降解速率至少是第一玻璃组合物在试剂中的降解速率的10倍。在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110与试剂接触以从芯层102去除至少一部分的第一包覆层104和/或第二包覆层106，并将芯层的外表面暴露出来。包覆层与芯层之间的耐用性差异可以实现通过使得经拉制的玻璃片与试剂接触来降解或溶解包覆层，从而从芯层去除包覆层，而不对芯层造成明显降解或溶解。
试剂包括能够降解或溶解经拉制的玻璃片的一层或多层的合适组分。例如，试剂包括酸、碱、其他合适组分，或其组合。在一些实施方式中，试剂包括酸，例如无机酸(例如，HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、H3BO3、HBr、HClO4或HF)，羧酸(例如，CH3COOH)，或其组合。例如，在一些实施方式中，试剂包括HCl(例如，水中50体积％的HCl)。作为补充或替代，试剂包括HNO3。在一些实施方式中，试剂包括碱，例如LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2，或其组合。
在一些实施方式中，试剂基本不含HF。HF与许多不同氧化物反应，因而与大多数玻璃组合物具有高度反应性。例如，HF与二氧化硅反应形成气态或者水溶性氟化硅。使得经拉制的玻璃片的芯层与包含HF的试剂接触可能导致HF与芯层发生反应，这会导致芯层表面的粗糙化或者损伤。采用基本不含HF的试剂可防止试剂与芯层的明显反应，从而实现在不损坏芯层表面的情况下从芯层去除包覆层。
在一些实施方式中，在该第二层(例如，第一包覆层104和/或第二包覆层106)与该第一层(例如，芯层102)之间引起离子交换。例如，芯层102中存在的较小阳离子(例如，单价碱金属阳离子或者二价碱土金属阳离子)被第一包覆层104和/或第二包覆层106中存在的较大阳离子(例如，单价碱金属阳离子、二价碱土金属阳离子或Ag+)取代。例如，在一些实施方式中，芯层102中存在的Na+被第一包覆层104和/或第二包覆层106中存在的K+取代。较小的阳离子和较大的阳离子可具有相同价态或氧化态。用较大的阳离子置换较小的阳离子，在芯层102中产生处于压缩或者压缩应力(CS)的表面层。表面层延伸进入芯层102的内部或本体的层深度(DOL)。这可有助于增加变薄的经拉制的玻璃片(例如，单层或双层玻璃片)在去除了第一包覆层104和/或第二包覆层106之后的强度。作为补充或替代，表面层作为玻璃片内的嵌入强化层(例如，没有去除第一包覆层104和/或第二包覆层106或者在去除第一包覆层104和/或第二包覆层106之前)。表面层中的压缩应力被芯层102的内部区域中的拉伸应力(TS)或中心张力所平衡。在从芯层102去除第一包覆层104和/或第二包覆层106之前，可以通过合适的方法(例如，加热玻璃片)(例如，在将玻璃预成形件100拉制成经拉制的玻璃片110的过程中)，引起离子交换。此类原位离子交换(例如，在再拉制过程期间)可以实现形成经离子交换的玻璃片，其比采用常规技术离子交换实际可行的情况更薄。在一些实施方式中，如本文所述，从芯层102去除第一包覆层104和第二包覆层106的每一个，以形成薄的单层离子交换玻璃片。
在一些实施方式中，该第一层(例如，芯层102)没有该第二层(例如，第一包覆层104和/或第二包覆层106)那么耐用。例如，芯层102没有第一包覆层104和第二包覆层106那么耐用。(例如，芯层102的)第一玻璃组合物包括的试剂中的降解速率大于(例如，第一和第二包覆层104和106的)第二玻璃组合物。在一些实施方式中，经拉制的玻璃片110与试剂接触以去除芯层102，从而将第一包覆层104与第二包覆层106相互分开。芯层与包覆层之间的耐用性差异可以实现通过使得经拉制的玻璃片与试剂接触使得包覆层相互分开，试剂降解或溶解芯层，而不对包覆层造成明显降解或溶解。
表1显示可用作如本文所述的第一玻璃组合物(例如用于较为耐用的第一层)的数种示例性玻璃组合物。表2显示可用作如本文所述的第二玻璃组合物(例如用于较不耐用的第二层)的数种示例性玻璃组合物。表1和2所示的玻璃组合物仅仅是示例性的，并且在本公开的范围内可以使用其他合适的玻璃组合物。
表1：示例性第一玻璃组合物
Figure BDA0001359561930000181
Figure BDA0001359561930000191
表2：示例性第二玻璃组合物
Figure BDA0001359561930000192
Figure BDA0001359561930000201
Figure BDA0001359561930000211
从经拉制的玻璃片去除一层或多层能够实现形成的玻璃片比采用常规成形技术实际可行的情况更薄。在一些实施方式中，玻璃预成形件和经拉制的玻璃片包括较薄的芯和较厚的包覆。例如，玻璃预成形件包括100μm的厚度，并且芯层的预成形件厚度比例是0.8。因此，芯层包括80μm的厚度，以及第一和第二包覆层分别包括10μm的厚度。玻璃预成形件拉制成使得经拉制的玻璃片包括1.25μm的厚度。因此，芯层包括1μm的厚度，以及第一和第二包覆层分别包括0.125μm的厚度。如本文所述，去除第一和第二包覆层的每一个，以形成厚度为1μm的变薄的经拉制的玻璃片。
经拉制的玻璃片和/或变薄的经拉制的玻璃片可以为电子器件提供基材。在一些实施方式中，从经拉制的玻璃片去除外层。例如，从经拉制的玻璃片100去除第一包覆层104从而将芯层102的表面暴露出来，并且形成如图4所示的双层玻璃片。因此，双层玻璃片包括芯层102和第二包覆层106。电子器件120形成在芯层102的暴露表面上，如图5所示。通过合适的方法形成电子器件120，例如，光刻法(例如，光刻、电子束光刻、X射线光刻或离子束光刻)，印刷(例如，喷墨印刷、凹版印刷或丝网印刷)，沉积(例如，物理气相沉积或化学气相沉积)，或其组合。作为补充或替代，电子器件120包括一个或多个合适的电子器件，例如，电阻器、电容器、二极管、晶体管，或其组合。例如，电子器件120包括薄膜晶体管(TFT)。在形成电子器件120之后，从经拉制的玻璃片去除另一外层。例如，从经拉制的玻璃片110去除第二包覆层106，以形成如图6所示的其上形成有电子器件120的单层玻璃片。因此，芯层102作为电子器件120的基材。第二包覆层106可有助于在芯层102其上形成电子器件120的过程中为其提供结构支撑或刚性，然后可以去除第二包覆层从而留下芯层作为电子器件的薄和/或挠性基材。在一些实施方式中，芯层102不含或者基本不含碱金属氧化物组分。例如，芯层中的碱金属氧化物组分低浓度至多约为0.3摩尔％、至多约为0.2摩尔％或者至多约为0.1摩尔％。此类碱金属氧化物组分会影响某些电子器件(例如，触摸传感器)的运行。因此，提供不含碱性物质的芯层能够实现在芯层的表面上形成电子器件，而不影响电子器件的运行。在一些实施方式中，其上形成有电子器件120的芯层102可用于挠性电子应用，例如作为挠性显示器的一部分。
在一些实施方式中，从经拉制的玻璃片去除内层。例如，从经拉制的玻璃片100去除芯层102，从而将第一包覆层104与第二包覆层106相互分开，并形成两块变薄的玻璃片(例如，两块单层玻璃片)。在一些实施方式中，在去除芯层102之前，在经拉制的玻璃片100的一个或两个外表面上形成电子器件(例如，在第一包覆层104和/或第二包覆层106的外表面上)。在第一包覆层104与第二包覆层106分开之后，一个或两个包覆层用作电子器件的基材。在经由芯层将包覆层接合在一起的时候形成电子器件可有助于在形成电子器件的过程中提供结构支撑或刚性。因此，随后包覆层的分离可以留下一个或两个包覆层作为电子器件的薄的和/或挠性基材。在一些实施方式中，第一包覆层104和/或第二包覆层106不含或者基本不含碱金属氧化物组分。在一些实施方式中，其上形成有电子器件的第一包覆层104和/或第二包覆层106可用于挠性电子应用，例如作为挠性显示器的一部分。
在一些实施方式中，本文所述的工艺可用于形成经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片在其中包含纳米规格的阻隔层。例如，图7是玻璃预成形件112的另一个示例性实施方式的层叠结构的横截面图。玻璃预成形件112类似于玻璃预成形件100，不同之处在于，玻璃预成形件112的芯层包括内芯层102a、第一外芯层102b和第二外芯层102c。因此，玻璃预成形件112包括五层层叠结构。芯层布置在第一包覆层104与第二包覆层106之间，以及内芯层102a布置在第一外芯层102b与第二外芯层102c之间。可以如本文所述拉制玻璃预成形件112以形成包含五层层叠结构的经拉制的玻璃片。该拉制过程可维持各层的厚度比例。因此，从玻璃预成形件内的较薄外芯层开始可以实现形成如下经拉制的玻璃片，其在内芯层与各包覆层之间包含薄的阻隔层。无法采用仅可作用于玻璃片的外表面的蚀刻或研磨工艺，从玻璃预成形件形成此类结构。在一些实施方式中，经拉制的玻璃片的第一外芯层102b和/或第二外芯层102c包括至少约10nm、至少约20nm或者至少约40nm的厚度。作为补充或替代，经拉制的玻璃片的第一外芯层102b和/或第二外芯层102c包括至多约100nm、至多约90nm或者至多约80nm的厚度。例如，玻璃预成形件112包括5mm的厚度。第一外芯层102b和第二外芯层102c分别包括10μm的厚度。玻璃预成形件112拉制成形成包括20μm厚度的经拉制的玻璃片。因此，经拉制的玻璃片的第一外芯层102b和第二外芯层102c分别包括阻隔层，所述阻隔层在内芯层102a与第一包覆层104或第二包覆层106中的一个之间，并且所述阻隔层包括40nm的厚度。
在各种实施方式中，经拉制的玻璃片和/或变薄的经拉制的玻璃片可具有的厚度小于采用常规成形技术可实现的情况。作为补充或替代，经拉制的玻璃片和/或变薄的经拉制的玻璃片可具有与熔合拉制玻璃片相关的原始表面，没有发生会由于研磨和/或蚀刻工艺引起的表面损坏。
本文所述的玻璃片可用于各种应用，包括例如，消费者或商用电子器件中的覆盖玻璃或玻璃背板应用，包括例如，LCD、LED、OLED和量子点显示器、计算机监视器和自动取款机(ATM)；触摸屏或触摸传感器应用；便携式电子器件，包括例如，移动电话、个人媒体播放器和平板电脑；集成电路应用，包括例如，半导体晶片；光伏应用；建筑玻璃应用(例如，墙壁、后挡板或机柜)；汽车或车辆玻璃应用；商用或家用电器应用；发光或信号(例如，静态或动态信号)应用；或者运输应用，包括例如，铁路和航空应用。
实施例
采用熔合拉制工艺形成具有图1所示层叠结构且厚度为0.7mm的三层玻璃预成形件。芯层的厚度约为620μm，以及第一和第二包覆层的厚度分别约为40μm。因此，芯层的预成形件厚度比例约为0.9。玻璃预成形件拉制成形成厚度为44μm的经拉制的玻璃片。图8是经拉制的玻璃片的横截面照片。芯层的厚度约为40μm，以及第一和第二包覆层的厚度分别约为2μm。因此，芯层的片厚度比例约为0.9。
图9的照片显示弯曲成一定半径的经拉制的玻璃片。相比于其26mm的理论最小弯曲半径，经拉制的玻璃片能够弯曲至约为31mm的半径。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。因此，除了所附权利要求书及其等价形式外，本发明不受限制。

Claims (37)

1.一种方法，所述方法包括：
使处于粘性状态的第一玻璃组合物与处于粘性状态的第二玻璃组合物接触，以形成包含多层玻璃层的玻璃预成形件；
将一部分的玻璃预成形件加热至预加热温度，以形成玻璃预成形件的预加热部分，其中预加热温度大于或等于多层玻璃层的最高应变点；
将玻璃预成形件的经预加热部分加热至薄化温度，以形成玻璃预成形件的经加热部分，其中薄化温度大于或等于多层玻璃层的最高软化点；
以远端方向拉制所述玻璃预成形件，以形成经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片从所述玻璃预成形件以远端方向延伸并且包含所述多层玻璃层，所述经拉制的玻璃片的厚度小于所述玻璃预成形件的厚度；以及
将所述经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以匹配玻璃预成形件的CTE曲线的预加热速率将所述一部分的玻璃预成形件加热至预加热温度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，预加热速率为5-200℃/分钟。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，薄化温度使得玻璃预成形件的中心区域在薄化温度时的有效粘度为100-10,000kP。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，以5-200℃/分钟的加热速率将玻璃预成形件的经预加热部分加热至薄化温度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，玻璃预成形件的经加热部分的温度至少比玻璃预成形件的经预加热部分的温度高100℃。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将一部分的经拉制的玻璃片冷却至冷却温度，所述冷却温度小于或等于所述多层玻璃层的最高应变点。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，以匹配玻璃预成形件的CTE曲线的冷却速率将所述一部分的经拉制的玻璃片冷却至冷却温度。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃预成形件包括整体式层叠结构，所述整体式层叠结构包括所述多层玻璃层。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述多层玻璃层的每一层的预成形件厚度比例是所述玻璃预成形件中的各玻璃层的厚度与所述玻璃预成形件的厚度之比；
所述多层玻璃层的每一层的片厚度比例是所述经拉制的玻璃片中的各玻璃层的厚度与所述经拉制的玻璃片的厚度之比；以及
所述多层玻璃层的每一层的预成形件厚度比例与各玻璃层的片厚度比例相同。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接触步骤包括在熔合拉制设备上使所述第一玻璃组合物与所述第二玻璃组合物接触。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述多层玻璃层包括第一玻璃层和与所述第一玻璃层相邻的第二玻璃层，以及所述方法包括从所述经拉制的玻璃片去除至少一部分的所述第二玻璃层。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二玻璃层在试剂中的降解速率大于所述第一玻璃层在所述试剂中的降解速率，以及去除步骤包括使所述经拉制的玻璃片与所述试剂接触。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃层包括芯层，所述第二玻璃层包括第一包覆层和第二包覆层，以及所述芯层位于所述第一包覆层和所述第二包覆层之间。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述芯层的片厚度比例是所述经拉制的玻璃片中所述芯层的厚度与所述去除步骤之前所述经拉制的玻璃片的厚度的比例，以及所述芯层的片厚度比例至多为0.8。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述玻璃预成形件的厚度至少为100μm，以及所述经拉制的玻璃片中的所述第一层的厚度小于50μm。
17.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括在去除步骤之前，在所述第一玻璃层的表面上形成电子器件。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电子器件包括薄膜晶体管(TFT)。
19.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述多层玻璃层包括布置在第一包覆层与第二包覆层之间的芯层，以及所述方法包括从所述经拉制的玻璃片去除至少一部分的所述芯层，从而将所述第一包覆层与所述第二包覆层相互分开。
20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括在去除步骤之前，在所述第一包覆层或所述第二包覆层中的至少一个的表面上形成电子器件。
21.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述多层玻璃层包括布置在第一包覆层与第二包覆层之间的芯层。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述芯层的平均热膨胀系数(CTE)大于所述第一包覆层和所述第二包覆层中的每一个的平均CTE。
23.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括通过分别对所述第一包覆层和所述第二包覆层进行离子交换，来对所述芯层进行化学强化。
24.如权利要求23所述的方法，所述方法还包括在拉制步骤和化学强化步骤之后，从经强化的芯层去除所述第一包覆层和所述第二包覆层。
25.一种方法，所述方法包括：
将一部分的玻璃预成形件加热至预加热温度，以形成玻璃预成形件的预加热部分，其中所述玻璃预成形件包括第一玻璃层和与所述第一玻璃层相邻的第二玻璃层，所述预加热温度大于或等于多层玻璃层的最高应变点；
将玻璃预成形件的经预加热部分加热至薄化温度，以形成玻璃预成形件的经加热部分，其中薄化温度大于或等于多层玻璃层的最高软化点；
以远端方向拉制所述玻璃预成形件，以形成经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片从所述玻璃预成形件以远端方向延伸并且包含所述第一玻璃层和所述第二玻璃层，所述经拉制的玻璃片的厚度小于所述玻璃预成形件的厚度；以及
从所述经拉制的玻璃片去除至少一部分的所述第二玻璃层。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括将一部分的经拉制的玻璃片冷却至冷却温度，所述冷却温度小于或等于多层玻璃层的最高应变点。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第二玻璃层在试剂中的降解速率大于所述第一玻璃层在所述试剂中的降解速率，以及去除步骤包括使所述经拉制的玻璃片与所述试剂接触。
28.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括在去除步骤之前，在所述第一玻璃层的表面上形成电子器件。
29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第二玻璃层包括第一包覆层和第二包覆层，以及所述第一玻璃层包括布置在所述第一包覆层和所述第二包覆层之间的芯层。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一玻璃层包括第一包覆层和第二包覆层，以及所述第二玻璃层包括布置在所述第一包覆层和所述第二包覆层之间的芯层。
31.如权利要求25-30中任一项所述的方法，其特征在于，拉制步骤包括将所述玻璃预成形件以进料速率引入到加热单元以及将所述经拉制的玻璃片以拉制速率从所述加热单元回收，所述拉制速率大于所述进料速率。
32.一种系统，其包括：
熔合拉制设备，其配置成使处于粘性状态的第一玻璃组合物与处于粘性状态的第二玻璃组合物接触，以形成包含多层玻璃层的玻璃预成形件；
拉制单元，其配置成以远端方向拉制所述玻璃预成形件，以形成经拉制的玻璃片，所述经拉制的玻璃片从所述玻璃预成形件以远端方向延伸，所述经拉制的玻璃片包含所述多层玻璃层，所述经拉制的玻璃片的厚度小于所述玻璃预成形件的厚度；以及
收集单元，其配置成将所述经拉制的玻璃片卷起到收集线轴上，
其中拉制单元包括预加热区、加热区和冷却区，其中所述预加热区配置成将一部分的玻璃预成形件加热至预加热温度，以形成玻璃预成形件的预加热部分，其中所述预加热温度大于或等于多层玻璃层的最高应变点；所述加热区配置成将玻璃预成形件的经预加热部分加热至薄化温度，以形成玻璃预成形件的经加热部分，其中所述薄化温度大于或等于多层玻璃层的最高软化点；所述冷却区配置成将一部分的经拉制的玻璃片冷却至冷却温度，其中所述冷却温度小于或等于多层玻璃层的最高应变点。
33.一种玻璃片，其包括第一玻璃层和与所述第一玻璃层相邻的第二玻璃层，并且厚度至多为0.1mm，其中所述第二玻璃层包括第一包覆层和第二包覆层，所述第一玻璃层包括布置在所述第一包覆层和所述第二包覆层之间的芯层，其中所述玻璃片在芯层与各包覆层之间包含纳米规格的阻隔层。
34.如权利要求33所述的玻璃片，其特征在于，
所述第一包覆层和所述第二包覆层分别包括小于所述芯层的平均CTE的平均热膨胀系数(CTE)。
35.如权利要求33所述的玻璃片，所述玻璃片还包括形成在所述玻璃片的表面上的电子器件。
36.一种经离子交换的玻璃片，其包括至多为0.1mm的厚度，其中所述玻璃片包括第一玻璃层和与所述第一玻璃层相邻的第二玻璃层，其中所述第二玻璃层包括第一包覆层和第二包覆层，所述第一玻璃层包括布置在所述第一包覆层和所述第二包覆层之间的芯层，其中所述芯层包括处于压缩应力且延伸进入所述芯层内部至层深度的表面层。
37.一种消费者或商用电子器件、建筑玻璃结构、车用玻璃结构或者商用或家用电器，其包括权利要求33-36中任一项所述的玻璃片。
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