CN107207327A - 具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品
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。
技术领域
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。
背景技术
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。
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(harness glass material)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。
发明内容
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)具有至少90％的光学透射系数和第一主表面的第二玻璃层；以及(b)从第二玻璃层的第一主表面延伸到第二玻璃层中的第一深度的压缩应力区域，该区域限定为在第二玻璃层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力。封装物的特征还在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约15mm的弯曲半径保持至少60分钟之后，不发生失效。在一些实践方式中，可弯曲封装物的第二层具有基本不含碱性离子的玻璃组成。根据一些方面，可弯曲封装物的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
在本文的另一个方面中，可弯曲的电子器件组件还可包括：可弯曲封装物，其位于覆盖物下方并且与背板接合，封装物还构造成封装所述多个电子组件；以及封装物的第一主表面上的保护层。在该方面中，封装物的特征还在于：玻璃组合物基本不含碱性离子，并且具有：至少90％的光学透射系数、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在封装物弯曲之后明显处于张力的第一主表面，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；以及，在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
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，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。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。
附图说明
图1是一组具有蚀刻和压痕主表面的挠性玻璃样品与另一组具有蚀刻主表面的挠性玻璃样品的失效概率与失效负荷关系的威布尔图。
图2是根据本文一个方面的可弯曲堆叠组件的示意图，其包括具有基本不含碱性离子组成的不含碱性玻璃元件和保护层。
图2A是图2所示堆叠组件的横截面图。
图2B是图2所示堆叠组件在组件弯曲之后的横截面图。
图3和3A的示意图显示根据本文其他方面的可弯曲堆叠组件的设计构造，特别是对于这些组件中所采用的不含碱性玻璃元件的最大弯曲半径、弹性模量和厚度而言。
图4是根据本文其他方面的电子器件组件的剖面图，所述电子器件组件包括：具有不含碱性玻璃组合物的可弯曲背板、保护层和背板上的电子器件。
图4A是图4所示电子器件组件在组件弯曲之后的横截面图。
图5是电子器件组件的剖面图，其包括：具有不含碱性玻璃组合物的可弯曲背板、保护层、背板上的电子器件、电子组件上的可弯曲覆盖物、以及封装了电子组件的可弯曲封装物，所述可弯曲封装物在覆盖物下方并且与背板接合。
图5A是图5所示电子器件组件在组件弯曲之后的横截面图。
具体实施方式
下面详细参考本文的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。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分。本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表示这样一个范围的时候，另一个实施方式包括从一个特定值和/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。
对于特征和益处而言，本文的堆叠组件、玻璃元件和玻璃制品(及其制造方法)提供了小弯曲半径下的机械可靠性(例如，静态张力和疲劳性，以及多次循环下的动态弯曲)。当堆叠组件、玻璃元件和/或玻璃制品被用作可折叠显示器中的基材或者背板组件时，小的弯曲半径以及对于碱性离子迁移易感性的下降都是特别有利的。例如，可以将元件、组件或制品用于显示器中，其中，一部分的显示器折叠在另一部分显示器的顶部上，并且基材或背板含有电子组件。更通常来说，堆叠组件、玻璃元件和/或玻璃制品可用作以下一种或多种：可折叠显示器朝向用户部分上的覆盖物，这位置的耐穿刺性是特别重要的；基材，布置在装置自身内部，在其上布置电子组件；或者可折叠装置中的其他位置。或者，堆叠组件、玻璃元件和或玻璃制品可用于如下装置，该装置不具有显示器，但是其中玻璃层利用其有益性质并且以类似于可折叠显示器的方式折叠成紧弯曲半径。
根据本文的一个方面，提供了可弯曲的堆叠组件，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的弹性模量以及约20-100μm的最终厚度。组件还包括在玻璃元件的一个或多个主表面上的至少一层保护层。玻璃元件的最终厚度是材料去除过程(例如，从玻璃元件的每个表面去除至少10微米的蚀刻过程)之后的元件厚度。
不含碱性、可弯曲玻璃制品在静态和/或循环条件下弯曲而不发生失效的能力至少部分取决于制品的强度。制品的强度通常取决于制品中的瑕疵相对于施加到制品的应力场的尺寸和分布。在制造过程中，将不含碱性玻璃基材切割、单体化或其他方式分割成最终形状或者近最终形状。这些过程以及与其相关的处理通常在制品中引入瑕疵，劣化了制品的强度和韧度。因此，不含碱性玻璃板通常证实具有小于或等于250MPa的强度水平。不含碱性玻璃组合物的断裂韧度(KIC)值通常约为0.8MPa·m1/2。通过采用如下等式(1)，可以估计约2.6微米的最大瑕疵尺寸对于此类制品经受的处理和制造相关的破损：
KIC＝Y*σ*a1/2 (1)
其中，a是最大瑕疵尺寸，以及Y是经验确定的裂纹形状因子，对于单体化和制造相关的处理破损有关的表面划痕通常约为1.12*π1/2。
材料去除过程(例如，在单体化之后进行的酸蚀刻过程)可以通过降低瑕疵密度和尺寸，来显著改善不含碱性玻璃制品(和其他玻璃组合物)中的瑕疵分布。本领域技术人员采用的其他方法可用于从玻璃去除材料(例如，激光蚀刻)。根据本文的一个方面，这些材料去除过程可使得不含碱性玻璃元件的强度增强至大于或等于1000MPa的强度水平。参见等式(1)，材料去除过程使得最大瑕疵尺寸(a)降低至约162nm。
由于处理和单体化会导致制品的破损，还预期在材料去除过程之后的碱性玻璃制品(以及具有其他玻璃组成的制品)的最小化和甚至小心处理会显著降低通过材料去除过程获得的制品的强度增强。图1显示证实了该观点的失效负荷与失效概率的威布尔图。具体来说，一组未经强化的康宁公司玻璃制品经受材料去除过程和小的立方角压痕(即，“B1-深蚀刻”组)证实相比于一组具有相同组成和材料去除过程条件样品(即，“A1-深蚀刻”组)的明显较低的强度值。在图1中，测试样品的初始厚度约为200微米，以及在深酸蚀刻过程中厚度降低至75微米。在B1组中，样品经受约10gf的立方角压痕。
再次参见图1，A1组证实在大于或等于10％的失效概率下，强度值超过1000MPa。此外，将强度值远低于1000MPa的两个数据点视作测试相关处理期间的无意破损的排除情况。结果，图1所示的A1组的威布尔模量(即，失效概率与失效应力的斜率)在还包括这两个排除情况下是保守的。如果从组中忽略排除情况，则所得到的威布尔模量表明超过1000MPa的估算强度值的失效概率可能是大于或等于2％。相比较而言，B1组样品证实对于所有失效概率小于或等于200MPa的强度值。在2％失效概率的情况下，预期强度约为150MPa。预期图1中所产生的与未经强化康宁玻璃样品相关的数据会与不含碱性玻璃样品产生的强度数据相当。虽然具有不含碱性玻璃组合物的样品组与未经强化康宁玻璃组合物的样品组之间的强度值和威布尔模量可能略微不同，但是预期以图1所示的立方角压痕相关所观察到的强度降低的趋势是基本相当的。
鉴于这些理解，本文的一个方面是向在应用环境中经受拉伸应力的不含碱性玻璃元件的一个或多个表面增加保护层。预期保护层会确保不含碱性玻璃元件的增强的强度水平在通过额外处理和制造时得以保留，之后将玻璃元件安装到电子器件或其他制品中。例如，可以在将保护层施加到不含碱性玻璃元件在弯曲期间处于张力的主表面，以及可以将保护层施加到在元件的弯曲期间也经受拉伸应力的元件的至少部分的边缘。在一些方面，施加保护层使得与不含碱性玻璃元件的待保护表面的接触最小化。可以将厚度小于或等于100微米的聚合物材料薄膜(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))与厚度小于或等于100微米的粘合剂层粘附到不含碱性玻璃元件的主表面，对其进行保护。在某些实施方式中，保护层可以包括纳米二氧化硅颗粒与环氧化物或氨基甲酸酯材料的混合物，其采用以下任意一种或多种涂覆应用技术施加：浸涂、喷涂、辊涂、狭缝模头、帘涂、喷墨、胶印、凹版印刷、偏移凹版印刷(offset gravure)、刷涂、移印、浇铸和固化以及操作领域技术人员所理解的其他合适工艺。还可采用此类混合物来保护在应用环境中的元件弯曲期间预期经受拉伸应力的不含碱性玻璃元件的边缘。
参见图2-2B，显示根据本文一个方面的可弯曲堆叠组件100。组件100包括玻璃元件50，其具有：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52，在元件弯曲10后明显处于张力的第一主表面54，以及在弯曲10后明显处于压缩的第二主表面56。如图2-2B所示，主表面54、56的特征在于：从初始厚度到最终厚度52的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度52大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面54上的保护层70，其具有厚度72。此外，玻璃元件50的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件50以约15mm的弯曲半径40保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据一些方面，图2-2B所示的玻璃元件50的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。在某些实践方式中，玻璃元件50的无碱性特性表征为：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O中的每一种小于0.45摩尔％、0.40摩尔％、0.35摩尔％、0.30摩尔％、0.25摩尔％、0.20摩尔％、0.15摩尔％、0.10摩尔％或0.05摩尔％。
在一些实践方式中，可弯曲堆叠组件100包括玻璃元件50，其特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件50以约15mm的弯曲半径40保持弯曲10至少60分钟之后，不发生失效。甚至更优选地，元件50的特征在于，在相同或相似测试条件下，当以5mm的弯曲半径保持弯曲10时，不发生失效。图2-2B所示的堆叠组件100还能够在与预期应用环境一致的其他测试条件下(例如，湿度和/或温度水平在上文所述值的约为+/-10％之内)下具有相同或相似弯曲半径(例如，在上文所述的弯曲半径的约为+/-10％之内)。
再次参见图2-2B，玻璃元件50的主表面54上的可弯曲可堆叠组件100的保护层70可以包含各种材料。优选地，保护层70包含厚度72至少为5微米的聚合物材料。在一些方面，保护层70的厚度72可以是5-50微米，这取决于玻璃元件50的厚度。对于较薄的玻璃元件，可优选采用厚度72处于前述范围下限的保护层70，以避免元件弯曲发生与其加工相关的保护层的收缩。根据一些方面，随着玻璃元件的厚度增加，保护层70的厚度72也会在前述范围内增加。
如上文所述，保护层70可以包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。2014年10月17日提交的美国申请第14/516,685号还揭示了用于保护层70的这些组合物和其他合适的替代组合物。在一个优选例子中，保护层70可以使用具有如下组成的氨基甲酸酯：50％低聚物(8311：40％20nm纳米二氧化硅分散在脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯中)、43.8％单体(Sartomer Arkema SR531：环三羟甲基丙烷形式的丙烯酸酯)、0.2％光引发剂(MBF：甲基苯甲酰甲酸酯)、3.0％硅烷粘合促进剂(APTMS：3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)和3.0％粘合促进剂(Sartomer Arkema CD9053：TMPEOTA中的丙烯酸酯磷酸酯酯)。在另一个优选例子中，保护层70可以使用具有如下组成的环氧化物：70.69％C-620(环脂族环氧树脂，具有40重量％的20nm球形纳米二氧化硅)、23.56％C-680(氧杂环丁烷单体，具有50重量％的20nm球形纳米二氧化硅)、3.00％MomentiveTM MP-200(硅烷粘合促进剂)、2.50％Dow Chemical CyracureUVI-6976TM(阳离子光引发剂)和0.25％CibaTM 292(位阻胺光稳定剂)。保护层70还可包括聚合物层、膜或片，其通过具有相同或相似厚度的粘合剂层与玻璃元件50的表面粘结。
图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100可以构造成具有玻璃元件50，所述玻璃元件50具有展现出增强的强度值的瑕疵分布。在某些实践方式中，第一主表面54以及第一主表面54与约为一半最终厚度62之间的区域60限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布可表征为平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。在一些方面，基本不含瑕疵的区域60可以跨越元件50内的各种深度(例如，玻璃元件50的1/3至2/3的厚度52)，这取决于用于在区域60中产生瑕疵尺寸降低的加工条件。
根据本文的其他方面，图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100可包括玻璃元件50，所述玻璃元件50由熔合工艺形成并且元件的弹性模量约为40-65GPa。因此，玻璃元件50可以包括熔合线(未示出)。在某些方面，玻璃元件50可表征为在约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度，优选采用熔合工艺制备。这些假想温度通常高于大多数不含碱性玻璃组合物的假想温度，并且相比于采用浮法工艺制备和退火的组合物得到较低的弹性模量值。通过浮法工艺制备的不含碱性玻璃组合物是较不合乎希望的，因为相比于采用熔合工艺制备的玻璃元件，它们通常具有较高的弹性模量。
在图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100的另一个实践方式中，组件100包括玻璃元件50，其具有：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、以及约20-100μm的厚度52。玻璃元件50还包括：在元件50弯曲10后明显处于张力的第一主表面54，以及在弯曲10后明显处于压缩的第二主表面56。玻璃元件50还包括在第一主表面54上的保护层70。
在如图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100的某些方面，玻璃元件50具有：基本不含碱性离子的组合物、约40-100GPa的弹性模量以及约20-100μm的最终厚度52。玻璃元件50还包括：在元件50弯曲10后明显处于张力的第一主表面54，以及在弯曲10后明显处于压缩的第二主表面56。在该方面，主表面54、56的特征在于：从初始厚度到最终厚度52的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度52大20μm。玻璃元件50还包括在第一主表面54上的保护层70。此外，玻璃元件50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40经受200,000次弯曲循环之后，不发生失效。
图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100还可构造成具有玻璃元件50，其具有：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52，以及在大于或等于2％的失效概率下至少1000MPa的弯曲强度。玻璃元件50还包括：在元件50弯曲10后明显处于张力的第一主表面54，以及在弯曲10后明显处于压缩的第二主表面56。在该构造中，主表面54、56的特征在于：从初始厚度到最终厚度52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50还包括在第一主表面54上的保护层70。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54的保护层70的部分，使组件10经受压痕之后，具有弯曲强度的至少90％的保留强度。
如图3所证实，根据本文的某些方面，可弯曲堆叠组件100(具有各种厚度和弹性模量的不含碱性玻璃元件)可用于实现小于或等于25mm的弯曲半径。对于预期的大于或等于1000MPa的强度水平，通过维持拉伸应力小于或等于1/5的最大强度值，可以获得估计10年寿命的耐疲劳失效性。因此，产生小于或等于200MPa应力水平的弯曲半径不应易受到不含碱性玻璃元件中的疲劳相关的失效。更具体来说，如下等式(2)用于产生图3所示的解区间，假定对于堆叠组件100所用的玻璃元件的最大诱发拉伸应力σ最大值是200MPa：
R＝(E*h)/(1-ν2)*2σ最大值 (2)
式中，R＝没有疲劳相关失效情况下堆叠组件的最大弯曲半径，h是玻璃元件的厚度，E是玻璃元件的弹性模量，以及ν是不含碱性玻璃的泊松比(假定为0.2)。
参见图3，证实构造成具有玻璃元件50(具有约82GPa的弹性模量(“玻璃C”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约22mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至约4mm(即，可具有更锋利的弯曲)。类似地，构造成具有玻璃元件50(具有约74GPa的较低弹性模量(“玻璃B”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约18mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至低于4mm。此外，构造成具有玻璃元件50(具有约57GPa的弹性模量(“玻璃A”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约15mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至约3mm。
如图3A所证实，根据本文的某些方面，可弯曲堆叠组件100(具有各种厚度和弹性模量的不含碱性玻璃元件)可用于实现小于或等于15mm的弯曲半径。对于预期的大于或等于1000MPa的强度水平，通过维持拉伸应力小于或等于1/3的最大强度值，可以获得估计10年寿命的耐疲劳失效性。因此，产生小于或等于333MPa应力水平的弯曲半径不应易受到不含碱性玻璃元件中的疲劳相关的失效。更具体来说，如下等式(2)用于产生图3A所示的解区间，假定对于堆叠组件100所用的玻璃元件的最大诱发拉伸应力σ最大值是333MPa：
R＝(E*h)/(1-ν2)*2σ最大值 (2)
式中，R＝没有疲劳相关失效情况下堆叠组件的最大弯曲半径，h是玻璃元件的厚度，E是玻璃元件的弹性模量，以及ν是不含碱性玻璃的泊松比(假定为0.2)。
参见图3A，证实构造成具有玻璃元件50(具有约82GPa的弹性模量(“玻璃C”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约13mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至约2.5mm(即，可具有更锋利的弯曲)。类似地，构造成具有玻璃元件50(具有约74GPa的较低弹性模量(“玻璃B”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约11.5mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至低于2.5mm。此外，构造成具有玻璃元件50(具有约57GPa的弹性模量(“玻璃A”)和约100微米厚度)的可弯曲堆叠组件100能够具有约9mm的最大弯曲半径40。将厚度降低至例如20微米，最大弯曲半径改善至小于2mm。
参见图4-4A，提供了可弯曲的电子器件组件200，其包括可弯曲背板150，所述可弯曲背板150具有：基本不含碱性离子的玻璃组合物、约40-100GPa的弹性模量以及约20-100μm的最终厚度152。可弯曲背板150具有在背板150弯曲190后明显处于张力的第一主表面154，以及在弯曲190后明显处于压缩的第二主表面156。此外，主表面154、156的特征在于：从初始厚度到最终厚度152的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度152大20μm。组件200还包括背板150的第一主表面154上的保护层170；以及背板150的第二主表面156上的多个电子组件180。此外，背板150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140保持弯曲190至少60分钟之后，不发生失效。
如图4A所示，组件200可以根据弯曲方向190挠曲或弯曲，使得第一主表面154处于张力，而含有电子组件180的第二主表面156处于压缩。因此，保护层170置于处于张力的主表面154上，从而确保不在该表面中建立起处理相关的缺陷，这会导致强度降低，并最终导致给定弯曲半径140下的疲劳寿命性能下降。应理解的是，可弯曲电子组件的可弯曲背板150、基本不含瑕疵区域160和保护层170组件与图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100所采用的玻璃元件50、基板不含瑕疵区域60和保护层70是相当的。因而，上文所述的堆叠组件100的变化形式也可适用于可弯曲的电子器件组件200。
在一些方面，电子组件180包括至少一个薄膜晶体管(TFT)元件或者至少一个有机发光二极管(OLED)元件。当在器件组件200中使用耐温度性保护层170组合物时，相比于具有聚合物背板的系统，可以在背板150上采用电子组件180的更高温度加工。有利的是，器件组件200的温度增加能力可用于实现更高的制造产率和/或将更高性能的电子器件组件整合到罩住背板的装置中。
参见图5-5A，显示的可弯曲电子器件组件300采用与图4-4A的组件相当的器件组件200。具体来说，组件300还包括在所述多个电子组件180上的可弯曲覆盖物260。覆盖物260具有约为25-125μm的厚度、第一主表面264和第二主表面266。覆盖物260还包括：(a)具有至少90％的光学透射系数、第一主表面264a和第二主表面266a的第一玻璃层260a；以及(b)从第一玻璃层260a的第一主表面264a延伸到第一玻璃层中的第一深度268a的压缩应力区域268，该区域268限定为在第一玻璃层260a的第一主表面264a处至少约100MPa的压缩应力。
此外，可弯曲电子器件组件300的可弯曲覆盖物260的特征还在于：(a)在约25℃和约50％相对湿度下，当覆盖物260经由弯曲作用力190以约15mm的弯曲半径265保持至少60分钟之后，不发生失效；(b)当覆盖物260的第一主表面264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260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。如图5-5A所示，压缩应力区域268位于覆盖物260可能经受与弯曲作用力190相关的拉伸应力的部分中。但是应理解的是，压缩应力区域268也可位于覆盖物260的其他位置，基本上位于在应用环境中预期经受拉伸应力的任意区域或者对于覆盖物而言高强度水平会是有利的其他区域(例如，暴露于来自于含器件组件300的装置的用户处理的表面)。
在可弯曲覆盖物260的某些方面，厚度262可以约为25-125μm。在其他方面，厚度262可以约为50-100μm或者约为60-80μm。对于可弯曲覆盖物260的厚度262，可以采用前述范围内的其他厚度值。
在可弯曲覆盖物260的一些实施方式中，其含有单玻璃层260a，其厚度262a与覆盖物260的厚度262相当。在其他方面，覆盖物260可以含有两层或更多层玻璃层260a。因此，每层玻璃层260a的厚度262a可以约为1-125μm。还应理解的是，除了一层或多层玻璃层260a之外，可弯曲玻璃覆盖物260可以包括其他非玻璃层(例如，顺应性聚合物层)。
又对于可弯曲玻璃覆盖物260的玻璃层260a而言，每层玻璃层260a可以由不含碱性铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼铝硅酸盐和硅酸盐玻璃组合物制造。每层玻璃层260a还可由含碱性铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼铝硅酸盐和硅酸盐玻璃组合物制造。在某些方面，任意前述组合物可以添加碱土改性剂。在一个示例性方面，符合如下的玻璃组合物适用于玻璃层260a：SiO2为64-69％(摩尔％)；Al2O3为5-12％；B2O3为8-23％；MgO为0.5-2.5％；CaO为1-9％；SrO为0-5％；BaO为0-5％；SnO2为0.1-0.4％；ZrO2为0-0.1％；以及Na2O为0-1％。在另一个示例性方面，如下组合物适用于玻璃层50a：SiO2约为67.4％(by mol％)；Al2O3约为12.7％；B2O3约为3.7％；MgO约为2.4％；CaO为0％；SrO为0％；SnO2约为0.1％；以及Na2O约为13.7％。在另一个示例性方面，如下组合物也适用于玻璃层260a：SiO2为68.9％(摩尔％)；Al2O3为10.3％；Na2O为15.2％；MgO为5.4％；以及SnO2为0.2％。在一些方面，选择用于玻璃层260a的组合物具有较低弹性模量(相比于其他替代性玻璃而言)。玻璃层260a中较低的弹性模量可降低弯曲过程中层260a的拉伸应力。可用于对玻璃层260a的组合物进行选择的其他标准包括但不限于：易于制造成低厚度水平同时使得瑕疵的引入最小化，易于建立压缩应力区域以偏移弯曲过程中产生的拉伸应力，光学透明度和耐腐蚀性。
仍参见图5和5A，电子器件组件300的可弯曲覆盖物260还包括压缩应力区域268，其从玻璃层260a的第一主表面264a延伸到玻璃层260a中的第一深度268a。除了其他优势之外，压缩应力区域268可用于在玻璃层260a中使得弯曲之后在玻璃层260a中产生的拉伸应力偏移，特别是在靠近第一主表面264a抵达最大值的拉伸应力。压缩应力区域268可以包括在层264a的第一主表面处至少约为100MPa的压缩应力。在一些方面，第一主表面264a处的压缩应力约为600-1000MPa。在其他方面，在第一主表面264a处，压缩应力可以超过1000MPa、高至2000MPa，这取决于在玻璃层260a中产生压缩应力所采用的工艺。在本文的其他方面，在第一主表面264a处的压缩应力还可以约为100-600MPa。
在压缩应力区域268内，压缩应力可以在玻璃层260a内随着距离玻璃层264a的第一主表面下探到第一深度268a的深度保持恒定、降低或增加。因而，可以在压缩应力区域268中采用各种压缩应力分布。此外，深度268a可以设定为距离玻璃层264a的第一主表面约为15μm或更小。在其他方面，深度268a可以设定成使其距离玻璃层264a的第一主表面为近似为玻璃层260a的1/3厚度或更小，或者玻璃层260a的20％厚度或更小。
参见图5和5A，可弯曲覆盖物260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265保持至少60分钟之后，不发生失效。在一些方面，弯曲半径265可以设定为约10mm或者在一些实践方式中，约5mm。取决于应用需要，还可以将弯曲半径265设定为约25mm和约5mm之间的值。如本文所用术语，“失效”和“失效的”等指的是导致本文的堆叠组件、玻璃制品和玻璃元件不适用于其预期目的的破裂、破坏、分层、裂纹扩展或者其他机制。当可弯曲覆盖物260在这些条件下保持弯曲半径265时，向覆盖物260的端部施加弯曲作用力190。通常来说，在施加弯曲作用力190的过程中，在覆盖物260的第一主表面264产生拉伸应力，以及在第二主表面266产生压缩应力。应理解的是，在温度和/或湿度水平不同于上文所述的测试条件下，弯曲测试结果会发生变化。例如，具有较小弯曲半径265(例如，<5mm)的可弯曲覆盖物260可表征为在明显低于50％相对湿度的湿度水平进行弯曲测试的情况下，不发生失效。
可弯曲覆盖物260还可表征为：当元件260的第一主表面264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(“PSA”)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(“PET”)，并且覆盖物260的第二主表面266负载了直径为200μm平底的不锈钢钉时(例如，为了模拟在应用环境中使用可弯曲电子器件组件300期间对于覆盖物260的撞击)，大于约1.5kgf的耐穿刺性。通常来说，在0.5mm/分钟十字头速度的位移控制下，进行根据本文方面的穿刺测试。在某些方面中，在特定测试量(例如，10次测试)之后为不锈钢钉更换新的钉，从而避免可能由于对具有较高弹性模量(例如，玻璃可弯曲覆盖物260)的材料进行测试相关的金属钉变形所导致的偏差。在一些方面，可弯曲覆盖物260的特征在于，在威布尔图中，在5％或更大失效概率下，大于约1.5kgf的耐穿刺性。可弯曲覆盖物260还可表征为在威布尔特性强度(即，大于或等于63.2％)下大于约3kgf的耐穿刺性。在某些方面，可弯曲电子器件组件300的覆盖物260可以在大于或等于约2kgf、大于或等于2.5kgf、大于或等于3kgf、大于或等于3.5kgf、大于或等于4kgf和甚至更高范围的情况下耐穿刺。可弯曲覆盖物260还可表征为大于或等于8H的铅笔硬度。
参见图5A，显示了可弯曲电子器件组件300的横截面，其依赖于离子交换过程在可弯曲覆盖物260中建立了压缩应力区域268。在组件300的一些方面中，可以通过离子交换过程建立覆盖物260的压缩应力区域268。也就是说，压缩应力区域268可以包括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，对经过交换的金属离子进行选择从而在区域268中产生压缩应力。在电子器件组件300的一些方面中，经过离子交换的金属离子的原子半径大于可离子交换金属离子的原子半径。在经受离子交换过程之前，可离子交换离子(例如，Na+离子)存在于可弯曲覆盖物260和层260a中。可以将离子交换离子(例如，K+离子)结合到覆盖物260和一层或多层260a中，取代部分的可离子交换离子。可以通过将元件或层浸没在含离子交换离子的熔盐浴(例如，熔融KNO3盐)中，来实现将离子交换离子(例如，K+离子)结合到覆盖物260和层260a中。在该例子中，K+离子的原子半径大于Na+离子，并且倾向于在存在的地方，在玻璃中产生局部压缩应力。
取决于所采用的离子交换工艺条件，离子交换离子可以从第一主表面264a下探到第一离子交换深度268a，建立压缩应力区域268的离子交换层深度(“DOL”)。采用此类离子交换工艺，可以在DOL中实现远超100MPa的压缩应力水平，最高至高达2000MPa。如上文所述，压缩应力区域268中的压缩应力水平可以起到使由于弯曲作用力190所产生的覆盖物260和一层或多层玻璃层260a中所产生的拉伸应力发生偏移。
通过分别于2014年1月29日和2014年4月3日提交的美国临时专利申请第61/932,924号和第61/974,732号(统称为“’924和‘732申请”)所指导的可弯曲堆叠组件方面可以获得根据本文的可弯曲覆盖物260元件的其他加工相关的信息和替代构造。例如，器件组件300可以在覆盖物260中采用各种玻璃组合物，包括含碱性组合物，因为覆盖物260不与电子组件180发生直接接触。在器件组件300的一些其他方面中，覆盖物260可以在背板150和安装到背板的电子组件180上采用集成电子组件(例如，触摸传感器)。在此类方面中，覆盖物260会优选采用不含碱性玻璃组合物。
在图5-5A所示的可弯曲电子器件组件300的一些方面，组件还包括封装物250，其位于覆盖物260下面并与背板150接合。封装物250构造成封装电子组件180。在一些方面，封装物可以构造成光学透明的聚合物密封材料。但是，应理解的是，封装物250必须具有合适的机械完整性从而起到封装物的功能，从而当组件300经受弯曲作用力190时，不发生失效，如图5A所示。
再次参见图5-5A，可弯曲电子器件组件300的另一个方面采用封装物250，所述封装物250是厚度252约为25-125μm的可弯曲玻璃层的形式，其还包括：(a)光学透射系数至少90％的第二玻璃层250a，第一主表面254a和第二主表面256a；以及(b)从第二玻璃层250a的第一主表面254a延伸到第二玻璃层250a中的第一深度258a的压缩应力区域258，该区域258限定为在第二玻璃层的第一主表面254a处至少约100MPa的压缩应力。封装物250的特征还在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当通过弯曲作用力190使得封装物以约15mm的弯曲半径255保持至少60分钟之后，不发生失效。因此，封装物250可以构造成与上文部分中所述的可弯曲玻璃覆盖物260相同或相似。
对于可弯曲电子器件组件300的一些方面，与可弯曲玻璃覆盖物260相关联的耐穿刺性和铅笔硬度要求规定不受封装物250的控制。也就是说，封装物250不可能经受制造工人或装置拥有者的直接处理，从而降低了高耐穿刺性和铅笔硬度的重要性。在本文的某些其他方面，封装物250可以包括基本不含碱性离子的玻璃组合物，如上文所述。组件300的这些方面通常要求封装物250和下方电子组件180之间的紧密接触。虽然图5示意性仅显示了封装物250的四个周界边缘中的两个与器件组件200的背板150密封，但是在实际中，所有四个周界边缘都会密封从而为电子组件180产生密封环境。可以通过如本领域已知的玻璃料密封将封装物250密封到背板150。
在可弯曲电子器件组件300的某些实践方式中，组件的总厚度小于或等于375微米、小于或等于350微米、小于或等于325微米、小于或等于300微米、小于或等于275微米、小于或等于250微米、小于或等于225微米、或者小于或等于200微米。可弯曲电子器件组件的总厚度通常取决于背板150、封装物250、覆盖物260和保护层170各自的厚度。如上文所述，背板的厚度会取决于与事先材料去除相关的加工条件程度。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离权利要求的范围和精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。例如，图2-2B所示的可弯曲堆叠组件100包括在主表面254上的保护层70，其预期在弯曲作用力10下处于张力。其他变化形式也是可以的，其中，在预期经受来自应用取向弯曲的拉伸应力的堆叠组件100中采用的玻璃元件50(未示出)的额外表面上采用保护层70。
本说明书中所述的各个方面可以以任意或全部组合方式进行结合。例如，方面的组合可以如下。
根据第一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
第一主表面上的保护层，
其中，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25mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据第二个方面，提供了根据方面1的可弯曲堆叠组件，其中，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。
根据第三个方面，提供了根据方面1的可弯曲堆叠组件，其中，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5mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据第四个方面，提供了根据方面1-3中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，保护层的厚度至少为5μm。
根据第五个方面，提供了根据方面4的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
根据第六个方面，提供了根据方面4的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括用粘合剂层层叠到第一主表面的聚合物层。
根据第七个方面，提供了根据方面1-6中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的组合物具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
根据第八个方面，提供了根据方面1-7中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，第一主表面以及第一主表面与约为一半最终厚度之间的元件区域限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布的特征在于，平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。
根据第九个方面，提供了根据方面1-8中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件具有熔合线，并且玻璃元件的弹性模量约为40-65GPa。
根据第十个方面，提供了根据方面9的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的特征还在于，约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度。
根据第十一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面；以及
第一主表面上的保护层。
根据第十二个方面，提供了根据方面11的可弯曲堆叠组件，其中，保护层的厚度至少为5μm。
根据第十三个方面，提供了根据方面12的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
根据第十四个方面，提供了根据方面12的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括用粘合剂层层叠到第一主表面的聚合物层。
根据第十五个方面，提供了根据方面11-14中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的组合物具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
根据第十六个方面，提供了根据第11-15个方面中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，第一主表面以及第一主表面与约为一半厚度之间的元件区域限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布的特征在于，平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。
根据第十七个方面，提供了根据方面11-16中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件具有熔合线，并且玻璃元件的弹性模量约为40-65GPa。
根据第十八个方面，提供了根据方面17的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的特征还在于，约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度。
根据第十九个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
第一主表面上的保护层，
其中，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25mm的弯曲半径经受200,000次弯曲循环之后，不发生失效。
根据第二十个方面，提供了根据方面19的可弯曲堆叠组件，其中，保护层的厚度至少为5μm。
根据第二十一个方面，提供了根据方面20的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
根据第二十二个方面，提供了根据方面20的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括用粘合剂层层叠到第一主表面的聚合物层。
根据第二十三个方面，提供了根据方面19-22中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，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。
根据第二十四个方面，提供了根据方面19-23中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，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5mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据第二十五个方面，提供了根据方面19-24中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的组合物具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
根据第二十六个方面，提供了根据第19-25个方面中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，第一主表面以及第一主表面与约为一半最终厚度之间的元件区域限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布的特征在于，平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。
根据第二十七个方面，提供了根据方面19-26中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件具有熔合线，并且玻璃元件的弹性模量约为40-65GPa。
根据第二十八个方面，提供了根据方面27的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的特征还在于，约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度。
根据第二十九个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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％失效概率下，至少1000MPa的弯曲强度，
在元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
第一主表面上的保护层，
其中，玻璃元件的特征在于：通过10gf的立方角压痕计，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。
根据第三十个方面，提供了根据方面29的可弯曲堆叠组件，其中，保护层的厚度至少为5μm。
根据第三十一个方面，提供了根据方面30的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
根据第三十二个方面，提供了根据方面30的可弯曲堆叠组件，其中，保护层包括用粘合剂层层叠到第一主表面的聚合物层。
根据第三十三个方面，提供了根据方面29-32中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的组合物具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
根据第三十四个方面，提供了根据第29-33个方面中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，第一主表面以及第一主表面与约为一半最终厚度之间的元件区域限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布的特征在于，平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。
根据第三十五个方面，提供了根据方面29-34中任一项的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件具有熔合线，并且玻璃元件的弹性模量约为40-65GPa。
根据第三十六个方面，提供了根据方面35的可弯曲堆叠组件，其中，玻璃元件的特征还在于，约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度。
根据第三十七个方面，提供了一种可弯曲电子器件组件，其包括：
可弯曲背板，其具有：基本不含碱性离子的玻璃组合物，
约40-100GPa的弹性模量，
约20-100μm的最终厚度，
在背板弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；
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，
其中，背板的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当背板以约25mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据第三十八个方面，提供了根据方面37的可弯曲电子器件组件，其中，背板的特征在于，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。
根据第三十九个方面，提供了根据方面37的可弯曲电子器件组件，其中，背板的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约5mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
根据第四十个方面，提供了根据方面37-39中任一项的可弯曲电子器件组件，其中，保护层包括纳米二氧化硅颗粒，以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
根据第四十一个方面，提供了根据方面37-40中任一项的可弯曲电子器件组件，其中，背板的组合物具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
根据第四十二个方面，提供了根据方面37-41中任一项的可弯曲电子器件组件，其中，电子组件包括至少一个薄膜晶体管元件。
根据第四十三个方面，提供了根据方面37-42中任一项的可弯曲电子器件组件，其中，电子组件包括至少一个OLED元件。
根据第四十四个方面，提供了根据方面37-43中任一项的可弯曲电子器件组件，其还包括：
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、第二主表面，以及还包括：
(a)第一玻璃层，其具有至少90％的光学透射系数和第一主表面；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，
其中，可弯曲覆盖物的特征在于：
(a)在约25℃和约50％相对湿度下，当覆盖物以约25mm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)大于或等于8H的铅笔硬度。
根据第四十五个方面，提供了根据方面44的可弯曲电子器件组件，其中，可弯曲电子器件组件的总厚度小于或等于250μm。
根据第四十六个方面，提供了根据方面44的可弯曲电子器件组件，其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。
根据第四十七个方面，提供了根据方面46的可弯曲电子器件组件，其中，封装物的厚度约为25-125μm，并且还包括：
(a)第二玻璃层，其具有至少90％的光学透射系数和第一主表面；以及
(b)从第二玻璃层的第一主表面延伸到第二玻璃层中的第一深度的压缩应力区域，该区域限定为在第二玻璃层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力，
其中，封装物的特征还在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约25mm的弯曲半径保持至少60分钟之后，不发生失效。
根据第四十八个方面，提供了根据方面47的可弯曲电子器件组件，其中，第二玻璃层具有基本不含碱性离子的玻璃组合物。
根据第四十九个方面，提供了根据方面47或方面48的可弯曲电子器件组件，其中，可弯曲电子器件组件的总厚度小于或等于约375μm。
根据第五十个方面，提供了根据方面44的可弯曲电子器件组件，其还包括：
可弯曲封装物，其位于覆盖物下方并且与背板接合，封装物还构造成封装所述多个电子组件；以及
封装物的第一主表面上的保护层，其中，封装物的特征还在于：
玻璃组合物，其基本不含碱性离子且光学透射系数至少为90％；
约40-100GPa的弹性模量；
约20-100μm的最终厚度；
在封装物弯曲之后处于明显张力的第一主表面；
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约25mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。

Claims (22)

1.一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在所述元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
所述第一主表面上的保护层，
其中，所述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。
2.一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在所述元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面；以及
所述第一主表面上的保护层。
3.一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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，
在所述元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
所述第一主表面上的保护层，
其中，所述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。
4.一种可弯曲堆叠组件，其包括：
玻璃元件，其具有：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％失效概率下，至少1000MPa的弯曲强度，
在所述元件弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
所述第一主表面上的保护层，
其中，所述玻璃元件的特征在于：通过10gf的立方角压痕计，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。
5.如权利要求1-4中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述保护层的厚度至少为5μm。
6.如权利要求1-5中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述保护层包括纳米二氧化硅颗粒以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
7.如权利要求1-5中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述保护层包括用粘合剂层层叠到所述第一主表面的聚合物层。
8.如权利要求1-7中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述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。
9.如权利要求1-8中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述第一主表面以及所述第一主表面与约为一半的所述最终厚度之间的元件区域限定了基本不含瑕疵的区域，其瑕疵分布的特征在于，平均最长横截面尺寸小于或等于约200nm的多个瑕疵。
10.如权利要求1-9中任一项所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述玻璃元件具有熔合线，并且所述玻璃元件的弹性模量约为40-65GPa。
11.如权利要求10所述的可弯曲堆叠组件，其特征在于，所述玻璃元件的特征还在于，约为1010Pa·s的粘度下700-800℃的假想温度。
12.一种可弯曲的电子器件组件，其包括：
可弯曲背板，其具有：基本不含碱性离子的玻璃组合物，
约40-100GPa的弹性模量，
约20-100μm的最终厚度，
在所述背板弯曲之后处于明显张力的第一主表面，以及
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；
所述背板的第一主表面上的保护层；以及
所述背板的第二主表面上的多个电子组件，
其中，所述背板的特征在于，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。
13.如权利要求12所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述保护层包括纳米二氧化硅颗粒以及环氧化物和氨基甲酸酯材料中的至少一种。
14.如权利要求12或13所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述背板的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。
15.如权利要求12-14中任一项所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述电子组件包括至少一个薄膜晶体管元件或者至少一个OLED元件。
16.如权利要求12-15中任一项所述的可弯曲的电子器件组件，其还包括：
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、第二主表面，以及还包括：
(a)第一玻璃层，其具有至少90％的光学透射系数和第一主表面；以及
(b)从所述第一玻璃层的第一主表面延伸到所述第一玻璃层中的第一深度的压缩应力区域，该区域限定为在所述第一玻璃层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力，
其中，所述可弯曲覆盖物的特征在于：
(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)大于或等于8H的铅笔硬度。
17.如权利要求16所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述可弯曲的电子器件组件的总厚度小于或等于250μm。
18.如权利要求12-16中任一项所述的可弯曲的电子器件组件，其还包括：
与所述背板接合的可弯曲的封装物，封装物构造成封装所述多个电子组件。
19.如权利要求18所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述封装物的厚度约为25-125μm，并且还包括：
(a)第二玻璃层，其具有至少90％的光学透射系数和第一主表面；以及
(b)从所述第二玻璃层的第一主表面延伸到所述第二玻璃层中的第一深度的压缩应力区域，该区域限定为在所述第二玻璃层的第一主表面处至少约100MPa的压缩应力，
其中，所述封装物的特征还在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约15mm的弯曲半径保持至少60分钟之后，不发生失效。
20.如权利要求19所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述第二玻璃层的玻璃组合物基本不含碱性离子。
21.如权利要求19或20所述的可弯曲的电子器件组件，其特征在于，所述可弯曲的电子器件组件的总厚度小于或等于约375μm。
22.如权利要求12-16中任一项所述的可弯曲的电子器件组件，其还包括：
与所述背板接合的可弯曲的封装物，封装物还构造成封装所述多个电子组件；以及
封装物的第一主表面上的保护层，其中，封装物的特征还在于：
玻璃组合物，其基本不含碱性离子且光学透射系数至少为90％；
约40-100GPa的弹性模量；
约20-100μm的最终厚度；
在所述封装物弯曲之后处于明显张力的第一主表面；
在弯曲之后处于明显压缩的第二主表面，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；以及
在约25℃和约50％相对湿度下，当封装物以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。
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