CN115570743A - 将薄强化玻璃层压到用于装饰和显示器盖应用的曲面成型塑料表面 - Google Patents

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迈克尔·蒂莫西·布雷南
孙亚威
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Abstract

一种工艺包括使用模具将扁平玻璃基板冷成形为非平面形状。使用模具在多个非平面点将冷成形的玻璃基板结合到非平面刚性支撑结构。结合方法包括使所述非平面刚性支撑结构注塑成型和直接结合。也提供了一种制品，所述制品包括具有相对的主表面和曲面形状的冷成形的玻璃基板，相对的主表面包括彼此不同的表面应力。所述冷成形的玻璃基板附接到具有所述曲面形状的刚性支撑结构。所述冷成形的玻璃基板包括不直接地与所述非平面刚性支撑结构接触的敞开区域，并且所述敞开区域具有由所述非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。

Description

将薄强化玻璃层压到用于装饰和显示器盖应用的曲面成型塑 料表面
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2017年6月28日、发明名称为“将薄强化玻璃层压到用于装饰和显示器盖应用的曲面成型塑料表面”的PCT国际申请第PCT/US2017/039752号的中国国家阶段申请第201780040354.0号的分案申请。
本申请根据35U.S.C.§119要求2017年1月10日申请的美国临时专利申请第62/444,470号和2016年6月28日申请的美国临时专利申请第62/355,542号的优先权权益，本申请依赖于所述临时申请的内容，并且所述临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。
背景技术
本公开内容涉及了曲面冷成形的玻璃基板、包括这种玻璃基板的制品和相关工艺。
曲面玻璃基板是许多情景期望的。一个这样的情景是用作曲面显示器的盖玻璃，这样的曲面显示器可以结合到电器器具、建筑元件(例如，墙壁、窗户、模块家具、淋浴房门、镜子等)、运输工具(例如，汽车、飞机、船舶等)中。诸如热成形等形成此类曲面玻璃基板的现有方法具有缺点，包括光学畸变和表面标记。因此，需要不呈现热成形的曲面玻璃基板中常见的光学畸变和表面标记的曲面玻璃基板。
发明内容
本发明是针对一种包括结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板的制品，以及制作此类制品的方法。
本公开内容的第一方面涉及一种用于形成本文所述的制品的工艺。在一个或多个实施方式中，所述工艺包括使用模具将基本上扁平的玻璃基板冷成形为非平面形状。
在一个或多个实施方式中，工艺包括将冷成形的玻璃基板耦接到非平面刚性支撑结构。在一个或多个实施方式中，将冷成形的玻璃基板耦接到非平面刚性支撑结构包括将冷成形的玻璃结合到非平面刚性支撑结构。在一些情况下，冷成形的玻璃可以在多个非平面点处耦接或结合到非平面刚性支撑结构。可以使用模具实现这种耦接或结合。在一个或多个实施方式中，工艺可以包括同时使基本上扁平的玻璃基板冷成形并将冷成形的玻璃基板耦接到非平面刚性支撑结构。
在一些实施方式中，一种用于工艺包括使用模具(die)将扁平玻璃基板冷成形为非平面形状。在一些实施方式中，结合是通过在模具将冷成形的玻璃基板保持为非平面形状时将非平面刚性支撑结构注塑成型到冷成形的玻璃基板上来完成。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板具有相对的主表面，并且非平面刚性支撑结构结合到主表面中的仅一个。
在一些实施方式中，工艺进一步包括在结合后，将粘合剂施加到冷成形的玻璃基板与非平面刚性支撑结构之间的界面的边缘。在一些实施方式中，界面在冷成形的玻璃基板的边缘(或正交于主表面的子表面)和非平面刚性支撑结构之间。在一个或多个实施方式中，工艺包括在界面处将粘合剂施加到非平面刚性支撑结构或边缘的至少一部分。
在一些实施方式中，工艺包括将玻璃基板冷成形为非平面形状。在一些实施方式中，工艺包括使用模具将冷成形的玻璃基板直接地结合到非平面刚性支撑结构上。在一个或多个实施方式中，非平面刚性支撑结构在结合之前形成。
在一些实施方式中，模具包括凹槽，并且在结合之前将非平面刚性支撑结构放入凹槽中。
在一些实施方式中，工艺进一步包括在冷成形之前，将涂层或表面处理施加到基本上扁平的玻璃基板的表面。在一个或多个实施方式中，工艺进一步包括在冷成形之后将涂层和表面处理中的一种或两种施加到基本上扁平的玻璃基板的表面上。在任一种情况下，表面可以包括相对的主表面和正交于主表面(形成边缘)的子表面中的任一个或多个。在一个或多个实施方式中，涂层可以是油墨涂层、抗反射涂层、防眩光涂层和/或任何其它合适的涂层。在一个或多个实施方式中。表面处理可以包括防眩光表面、提供触觉反馈的触觉表面、提供标记的凹陷和/或凸起部分等。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板包括敞开区域。当冷成形的玻璃基板耦接到非平面刚性支撑结构时，敞开区域不直接地与非平面刚性支撑结构接触。在一个或多个实施方式中，敞开区域具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面面状。显示器可以附接到冷成形的玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一个，使得显示器透过冷成形的玻璃基板的敞开区域至少部分地可见。
在一些实施方式中，在冷成形期间和之后，玻璃基板的温度不超过其玻璃化转变温度。在一个或多个实施方式中，玻璃基板的温度不超过800℉(或约427℃)。
在一些实施方式中，工艺包括强化基本上扁平的玻璃基板。在一个或多个实施方式中，工艺包括化学强化基本上扁平的玻璃基板、热强化基本上扁平的玻璃基板、机械强化基本上扁平的玻璃基板，或使用化学强化、热强化和机械强化中的任一种或多种来强化基本上扁平的玻璃基板。
在一些实施方式中，通过本文所述的任何方法形成制品。
本公开内容的第二方面涉及一种制品，所述制品包括包括具有相对的主表面和曲面或非平面形状的冷成形的玻璃基板，相对的主表面包括彼此不同的表面应力。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板耦接到具有曲面或非平面形状(即，与冷成形的玻璃基板相同的曲面或非平面形状)的刚性支撑结构。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板结合到非平面刚性支撑结构。在一些实施方式中，刚性支撑结构结合到主表面中的仅一个。
在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板包括不直接地与刚性支撑结构接触的敞开区域，并且敞开区域具有由刚性支撑结构保持的曲面形状。
在一些实施方式中，刚性支撑结构具有可展表面。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板具有可展表面。在一些实施方式中，刚性支撑结构和冷成形的玻璃基板都有可展表面。
在一些实施方式中，显示器附接到冷成形的玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一个。在一个或多个实施方式中，显示器透过过冷成形的玻璃基板的敞开区域至少部分地或完全地可见。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板可不具有敞开区域(即，玻璃基板可以是连续的板)，并且显示器可以透过冷成形的玻璃基板可见。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板包括在其至少一个主表面上的涂层和表面处理中的一种或两种。涂层可以是油墨涂层、抗反射涂层、防眩光涂层和/或任何其它合适的涂层。表面处理可以包括防眩光表面、提供触觉反馈的触觉表面、提供标记的凸起和/或凹陷部分等。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板是强化玻璃基板。强化玻璃可以包括化学强化玻璃，热强化玻璃、机械强化玻璃或使用化学强化、热强化和机械强化中的任一种或多种强化的玻璃。
前述段落的实施方式可以任何置换方式进行结合。
附图说明
本文所含附图构成本说明书的一部分并示出本公开内容的实施方式。连同实施方式一起，图式进一步用于解释所公开的实施方式得原理，并使相关领域的技术人员能制作和使用所公开得实施方式。图式旨在示例说明，而无限制之意。虽然本公开内容大致上描述于这些实施方式的上下文内，但是应理解本公开内容的范围不限于这些特定实施方式的公开内容的范围。在图式中，相同元件符号表示相同或功能相似的元件。
图1示出了根据一个或多个实施方式的被设计有示例性曲面形状的注塑成型模具和基本上扁平的玻璃基板。
图2示出了将玻璃基板冷成形为非平面形状的图1的模具。
图3示出了在材料注塑成型到模具的凹槽中以形成结合到冷成形的玻璃基板的背面的非平面刚性支撑结构之后的图2的模具。
图4示出了图3的模具和在模具抽出之后的所得到的制品。所得到的制品是结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板。由于耦接到冷成形的玻璃基板的主表面的非平面刚性结构的刚性，冷成形的盖玻璃基板保持设计曲率。
图5示出了用粘合剂结合到图4的非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板。
图6示出了根据一个或多个实施方式的结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板的透视图。
图7示出了结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板的顶视图。根据一个或多个实施方式，曲率因视角而不可见。
图8示出了根据一个或多个实施方式的被设计有特定期望曲面形状的直接结合模具、扁平玻璃基板和插入模具中的凹槽中的非平面刚性支撑结构。
图9示出了将玻璃基板冷成形为非平面形状并将非平面刚性支撑结构结合到冷成形的玻璃基板的图8的模具。
图10示出了图9的模具和在模具抽出之后的所得到的制品。所得到的制品是结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板。由于耦接到冷成形的玻璃基板的主表面的非刚性支撑结构的刚性，冷成形的盖玻璃基板保持设计曲率。
图11示出了用粘合剂结合到图10的非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板。
图12示出了对应于图1至图5中所示的工艺的工艺流程图。
图13示出了对应于图8至图10中所示的工艺的工艺流程图。
图14示出了根据一个或多个实施方式的具有脊部的模具，脊部将玻璃基板定位在模具内。
图15示出了根据一个或多个实施方式的汽车内部显示器，汽车内部显示器包括结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板。
图16示出了根据一个或多个实施方式的结合到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃基板的顶视图，具有结合到冷成形的玻璃基板的显示器。曲率因视角而不可见。
图17示出了根据一个或多个实施方式的玻璃基板使用单一轧辊被施加到刚性支撑结构的侧视图，刚性支撑结构具有可展表面。
具体实施方式
运输工具制造业者正在创造更适当地连接、保护并安全地通知现今的驾驶员与乘客的内饰。随着行业朝向自动驾驶迈进，需要制造有吸引力的大规格显示器。许多OEM已趋向于在新款型中采用包括触控功能的较大型显示器。此趋势也出现在电器器具、建筑元件(例如，墙壁、窗户、模块家具、淋浴房门、镜子等)和其它运输工具(例如飞机、船舶等)中。然而，大多数显示器是由二维塑料盖透镜组成。
由于汽车内饰行业和相关行业的新兴趋势，需要开发低成本的技术来制作三维透明表面。尤其期望将强化玻璃材料(例如，化学强化、热强化和/或机械强化玻璃材料)用作为表面，特别是在玻璃基板用作显示器的曲面盖玻璃的情况下。
然而，形成曲面玻璃表面的许多方法涉及使玻璃基板经受热成形处理(包括热成形工艺，热成形工艺包括将玻璃基板加热达高于玻璃化转变温度的温度)。该工艺因涉及高温而耗能，并且该工艺会大幅增加产品成本。另外，热成形工艺可能导致强度降低或损坏存于玻璃基板上的任何涂层，例如抗反射(AR)涂层或油墨涂层。此外，热成形工艺可能带给玻璃本身不当特性，诸如畸变和标记。
本公开的各个方面涉及一种制品，所述制品包括可呈现和保持曲面形状的冷成形的玻璃基板。如本文所用的“冷成形”是指在低于玻璃的玻璃化转变温度的温度下弯曲玻璃基板以实现曲面或非平面形状。在一个或多个实施方式中，该温度是低于约800℉(或427℃)。所得到的曲面或非平面玻璃基板是冷成形的玻璃基板。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板的主表面的一部分可以包括“可展”表面。可展表面具有零高斯(Gaussian)曲率的表面。在一个或多个实施方式中，可展表面意指冷成形的玻璃基板表面的所有的点具有等于零的高斯曲率(GC)，(其中GC等于Kmax*Kmin，其中Kmax和Kmin是主要曲率并定义为Kmax＝1/R’，Kmin＝1/R”)，其中Kmax与Kmin之一不为零。R’是最大曲率半径，并且R”是最小曲率半径。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板的表面可以在表面平面内未拉伸或压缩的情况下被展平成平面。
可展表面示例包括锥形、圆柱形、欧洛伊德(oloids)、正切可展表面和其部分。投影到单一曲线上的表面是可展表面。
在一个或多个实施方式中，制品包括具有非平面形状的冷成形的玻璃基板、第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面，并且冷成形的玻璃基板耦接到非平面刚性支撑结构。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板通过结合剂来耦接到非平面刚性支撑结构。在一个或多个实施方式中，使用粘合剂来结合冷成形的玻璃基板以耦接到非平面刚性支撑结构。在一个或多个实施方式中，非平面刚性支撑结构注塑成型到冷成形的玻璃基板上。
在一个或多个实施方式中，非平面刚性支撑结构在一个或多个点处耦接到冷成形的玻璃基板的第一主表面，一个或多个点可以是非平面点。在一些实施方式中，非平面刚性支撑结构在多个非平面点处结合到第一主表面。
在一个或多个实施方式中，第一主表面和相对的第二主表面各自呈现出彼此不同的表面应力。这种应力差异是通过冷成形产生的。应力可以包括由冷成形工艺产生的表面压缩应力，还有施加于玻璃基板的强化工艺中可能存在的任何表面应力。这些应力不是热松弛的，因为玻璃基板保持在远低于玻璃化转变温度的温度。在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板在第一主表面和第二主表面上呈现出表面压缩应力，第一主表面和第二主表面在一个或多个非平面点处、附近或相邻位置彼此不同。如图4所示，第一主表面121和第二主表面122取决于曲率方向而处于拉伸或压缩状态。在与非平面刚性支撑结构130相邻的第一位置121A处的第一主表面121处于拉伸状态，而在与相同的非平面刚性支撑结构130相邻的第二位置122A处的第二主表面122处于压缩状态。因此，第二位置122A处的第二主表面122在第一位置121A处呈现出比第一主表面121更大的表面压缩应力。即使当在冷成形之前如本文所述的那样强化玻璃基板120并呈现出表面压缩应力时，也呈现出的是不对称的表面压缩应力。在一个或多个实施方式中，相应的第一主表面121和第二主表面122的第一位置121A和第二位置122A与相同的非平面刚性支撑件相邻，使得第一位置和第二位置中的任一个或两个位于距非平面刚性支撑结构130的距离为5厘米或更小处。在一个或多个实施方式中，第一位置和第二位置中的一个或两个位于距离非平面刚性支撑结构130的距离为4厘米或更小、3厘米或更小、3厘米或更小、2厘米或更小、1厘米或更小或0.5厘米或更小处。第一位置和第二位置相对于非平面刚性支撑结构130的距离是从非平面刚性支撑结构130的中心131到相应的第一位置和第二位置测量的。在一些实施方式中，第一位置121A和第二位置122A彼此直接地相对地定位并呈现出本文所述的不对称的表面压缩应力，如图5所示。
在一些实施方式中，玻璃基板的第一主表面和第二主表面中的任一个或两个可以包括涂层或表面处理。在一个或多个实施方式中，涂层可以是油墨涂层、抗反射涂层、防眩光涂层和/或任何其它合适的涂层。在一个或多个实施方式中，表面处理可以包括防眩光表面、提供触觉反馈的触觉表面、提供标记的凹陷和/或凸起部分等。
在一些情况下，制品可以包括施加到冷成形的玻璃基板和非平面刚性支撑结构之间的界面的粘合剂。在一个或多个实施方式中，界面在冷成形的玻璃基板的一个或多个子表面与非平面刚性支撑结构之间。在一个或多个实施方式中，界面可以基本上不含粘合剂或其它材料，使得一个或多个子表面暴露。
在一些情况下，冷成形的玻璃基板包括不直接地与非平面刚性支撑结构接触的敞开区域，并且敞开区域具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。在一些情况下，制品包括设置在玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一个上的显示器，其中显示器透过冷成形的玻璃基板至少部分地或完全地可见。在一些情况下，显示器设置在玻璃基板与非平面刚性支撑结构之间。在一些情况下，显示器可以附接到玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一个。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板具有可展表面，如本文所述。在一些情况下，冷成形的玻璃基板可以包括复杂可展表面，复杂可展表面是两个或更多个可展表面(诸如锥形、圆柱形、欧洛伊德、平面和正切可展表面)的组合。例如，复杂可展表面可以是至少平面表面和至少凹面表面、或至少平面表面和至少凸面表面、或至少凹面表面和至少凸面表面的组合。
在一些实施方式中，复杂可展表面也可以由平面、锥形、圆柱形和其它可展表面的组合形成，并且涉及向内曲面和向外弯曲。在一些实施方式中，平面、锥形、圆柱形和其它可展表面的组合可以使得在从一个可展表面到另一可展表面时没有形成尖锐边缘。
在一些实施方式中，复杂可展表面或复杂可展表面可以包括一个或多个平面部分、一个或多个锥形部分、一个或多个圆柱形部分和/或一个或多个其它可展表面部分。
在所示的实施方式中，冷成形的玻璃基板具有厚度(t)，厚度(t)是基本上恒定的并被定义为相对的主表面之间的距离。如本文所用的厚度(t)是指玻璃基板的最大厚度。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板具有的厚度(t)为约1.5mm或更小。例如，厚度可以在以下范围内：约0.1mm至约1.5mm，约0.15mm至约1.5mm，约0.2mm至约1.5mm，约0.25mm至约1.5mm，约0.3mm的范围内。约1.5mm，约0.35mm至约1.5mm，约0.4mm至约1.5mm，约0.45mm至约1.5mm，约0.5mm至约1.5mm，约0.55mm至约1.5mm，约0.6mm至约1.5mm，约0.65mm至约1.5mm，约0.7mm至约1.5mm，约0.1mm至约1.4mm，约0.1mm至约1.3mm，约0.1mm至约约1.2mm，约0.1mm至约1.1mm，约0.1mm至约1.05mm，约0.1mm至约1mm，约0.1mm至约0.95mm，约0.1mm至约0.9mm，约0.1mm至约0.85mm，约0.1mm至约0.8mm，约0.1mm至约0.75mm，约0.1mm至约0.7mm，约0.1mm至约0.65mm，约0.1mm至约0.6mm，f约0.1mm至约0.55mm，约0.1mm至约0.5mm，约0.1mm至约0.4mm，或约0.3mm至约0.7mm。
在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板具有宽度，宽度在以下范围内：约5cm至约250cm，约10cm至约250cm，约15cm至约250cm，约20cm至约250cm，约25cm至约250cm，约30cm至约250cm，约35cm至约250cm，约40cm至约250cm，约45cm至约250cmcm，约50cm至约250cm，约55cm至约250cm，约60cm至约250cm，约65cm至约250cm，约70cm至约250cm，约75cmcm至约250cm，约80cm至约250cm，约85cm至约250cm，约90cm至约250cm，约95cm至约250cm，约100cm至约250cm，约110cm至约250cm，约120cm至约250cm，约130cm至约250cm，约140cm至约250cm，约150cm至约250cm，约5cm至约大约240cm，从大约5cm到大约5cmt 230cm，约5cm至约220cm，约5cm至约210cm，约5cm至约200cm，约5cm至约190cm，约5cm至约180cm，距离约5cm至约170cm，约5cm至约160cm，约5cm至约150cm，约5cm至约140cm，约5cm至约130cm，约5cm至约5cm120cm，约5cm至约110cm，约5cm至约110cm，约5cm至约100cm，约5cm至约90cm，约5cm至约80cm，或约5cm至约75cm。
在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板具有长度，长度在以下范围内：约5cm至约250cm，约10cm至约250cm，约15cm至约250cm，约20cm至约250cm，约25cm至约250cm，约30cm至约250cm，约35cm至约250cm，约40cm至约250cm，约45cm至约250cmcm，约50cm至约250cm，约55cm至约250cm，约60cm至约250cm，约65cm至约250cm，约70cm至约250cm，约75cmcm至约250cm，约80cm至约250cm，约85cm至约250cm，约90cm至约250cm，约95cm至约250cm，约100cm至约250cm，约110cm至约250cm，约120cm至约250cm，约130cm至约250cm，约140cm至约250cm，约150cm至约250cm，约5cm至约约240cm，从约5cm至约230cm，约5cm至约220cm，约5cm至约210cm，约5cm至约200cm，约5cm至约190cm，约5cm至约180cm，约5cm至约170cm，约5cm至约160cm，约5cm至约150cm，约5cm至约140cm，约5cm至约130cm，约5cm至约5cm120cm，约5cm至约110cm，约5cm至约110cm，约5cm至约100cm，约5cm至约90cm，约5cm至约80cm，或约5cm至约75cm。
在一个或多个实施方式中，一个或两个主表面的一部分包括凸面形状，并且凸面形状的R'在约37.5mm至约500mm的范围内。在具有凸面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以是0.4mm，并且R'可以在以下范围内：约100mm至约200mm，约125mm至约200mm，约150mm至约200mm，约175mm至约200mm，约100mm至约175mm，约100mm至约150mm，或约100mm至约125mm。在具有凸面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以是0.55mm，并且R'可以在以下范围内：约150mm至约250mm，约175mm至约250mm，约200mm至约250mm，约225mm至约250mm，约150mm至约225mm，约150mm至约200mm，或约150mm至约175mm。在具有凸面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为0.7mm，R'可以在以下范围内：约200mm至约300mm，约225mm至约300mm，约250mm至约300mm，约275mm至约300mm，约200mm至约275mm，约200mm至约250mm，或约200mm至约225mm。在具有凸面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以是1.1mm，并且R'可以在以下范围内：约350mm至约450mm，约375mm至约450mm，约300mm至约450mm，约325mm至约450mm，约350mm至约425mm，约350mm至约400mm，或约350mm至约375mm。在具有凸面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为1.3mm，并且R'可以在以下范围内：约450mm至约550mm，约475mm至约550mm，约400mm至约550mm，约425mm至约550mm，约450mm至约525mm，约450mm至约500mm，或约450mm至约475mm。
在一个或多个实施方式中，一个或两个主表面的一部分包括凹面形状，并且凹面形状的R'(最大曲率半径)在约20mm至约500mm的范围内。在具有凹面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为0.4mm，并且R'可以在以下范围内：约15mm至约100mm，约30mm至约100mm，约50mm至约100mm，约75mm至约100mm，约15mm至约75mm，约15mm至约50mm，或约15mm至约30mm。在具有凹面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为0.55mm，并且R'可以在以下范围内：约20mm至约150mm，约40mm至约150mm，约50mm至约150mm，约75mm至约150mm，约20mm至约125mm，约20mm至约100mm，或约20mm至约75mm。在具有凹面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为0.7mm，并且R'可以在以下范围内：约25mm至约175mm，约50mm至约175mm，约75mm至约175mm，约100mm至约175mm，约150mm至约175mm，约25mm至约150mm，约25mm至约125mm，约25mm至约100mm，或约25mm至约75mm。在具有凹面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以是1.1mm，并且R'可以在以下范围内：约40mm至约225mm，约50mm至约225mm，约75m至约225mm，约100mm至约225mm，约150mm至约225mm，约40mm至约200mm，约40mm至约175mm，约40mm至约150mm，或约40mm至约100mm。在具有凹面表面的一些实施方式中，基板的厚度可以为1.3mm，并且R'可以在以下范围内：约150mm至约250mm，约175mm至约250mm，约200mm至约250mm，约225mm至约250mm，约150mm至约225mm，约150mm至约200mm，或约150mm至约175mm。
在一些实施方式中，冷成形的玻璃基板是强化的(在被冷成形之前)。例如，基板可以通过热强化、化学强化、机械强化中的任一种或多种或其组合来进行强化。在一些实施方式中，强化玻璃基板具有压缩应力(CS)层，CS层从基板表面延伸达到压缩应力深度(或压缩应力层深度或DOL)。压缩深度是压缩应力转变成拉伸应力的深度。玻璃基板内呈现出拉伸应力的区域通常称作中心张力或CT层。
如本文所用的“热强化”是指玻璃基板经热处理以提高基板强度。在热强化玻璃基板中，CS层形成是通过加热基板达高于玻璃化转变温度的高温(即，近似或接近玻璃软化点)，接着使玻璃表面区域冷却得比玻璃内部区域快得多。表面区域和内部区域的冷却速率不同会在表面产生残余CS层。
影响由热强化工艺产生的表面压缩的程度的因素包括空气骤冷温度、体积和形成至少10000磅/平方英寸(psi)的表面压缩的其它变量。在化学强化玻璃基板中，较大离子在低于玻璃网络可松弛的温度下取代较小离子可以产生离子分布遍及玻璃表面而造成应力轮廓。大量进入离子产生从表面延伸的CS层和在玻璃中心的CT层。
化学强化可由离子交换工艺达成，此包括将玻璃基板浸入熔融盐浴一段预定时间，让玻璃基板表面或附近的离子与出自盐浴的较大金属离子交换。在一些实施方式中，熔融盐浴的温度为约375℃至约450℃，预定时间为约4至约8小时。在一示例中，玻璃基板中的钠离子被出自熔融浴的钾离子取代，例如硝酸钾盐浴，然具较大原子半径的其它碱金属离子也可代替玻璃中的较小碱金属离子，例如铷或铯。在另一示例中，玻璃基板中的锂离子被出自熔融浴的钾和/或钠离子取代，熔融浴可包括硝酸钾、硝酸钠或上述组合物，然具较大原子半径的其它碱金属离子也可代替玻璃中的较小碱金属离子，例如铷或铯。在一些实施方式中，玻璃基板中的较小碱金属离子被Ag+离子取代。同样地，其它碱金属盐可用于离子交换工艺，例如、但不限于硫酸盐、磷酸盐、卤化物等。玻璃基板可浸入单一浴或彼此具相同或不同组成和/或温度的多个连续浴。在一些实施方式中，浸入多个浴的时间彼此可不相同。
在机械强化玻璃基板中，CS层因部分玻璃基板间的热膨胀系数失配而产生。
在强化玻璃基板中，DOL与CT值的关系可以下列近似关系式(方程式1)表示：
Figure BDA0003864913330000121
其中厚度是强化玻璃基板的总厚度，DOL层深度(DOL)是压缩应力深度。除非具体指明，否则中心张力CT和压缩应力CS以兆帕(MPa)表示，厚度和层深度DOL以毫米或微米表示。除非另行说明，否则CS值是表面量测值，CT值是拉伸应力值(由方程式1决定)。
在一些实施方式中，强化玻璃基板的表面CS为300兆帕或以上，例如400兆帕或以上、450兆帕或以上、500兆帕或以上、550兆帕或以上、600兆帕或以上、650兆帕或以上、700兆帕或以上、750兆帕或以上、或800兆帕或以上。在一些实施方式中，表面CS是玻璃基板的最大CS。强化玻璃基板的DOL为15微米或以上、20微米或以上(例如25、30、35、40、45、50微米或以上)，和/或最大CT值为10兆帕或以上、20兆帕或以上、30兆帕或以上、40兆帕或以上(例如42兆帕、45兆帕或50兆帕或以上)，但小于100兆帕(例如95、90、85、80、75、70、65、60、55兆帕或以下)。在一个或多个特定实施方式中，强化玻璃基板具有下列一个或多个者：表面CS大于500兆帕，DOL大于15微米，最大CT大于18兆帕。
CS和DOL可使用表面应力计测定，例如Orihara Industrial有限公司(日本东京)制造的市售FSM-6000仪器。表面应力量测仰赖应力光学系数(SOC)的精确量测，SOC与玻璃的双折射有关。SOC进而以此领域已知方法量测，例如光纤和四点曲面法，二者均描述于名称为“Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-OpticalCoefficient”的ASTM标准C770-98(2013)，上述文献全文内容以引用方式并入本文中，及块体圆柱法。
用于玻璃基板的材料十分多样。用于形成所述制品的玻璃基板可为非晶或结晶。在此方面，“玻璃”一词是通称，而不只涵盖非晶材料。根据一些实施方式，非晶玻璃基板可选自碱石灰玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃和碱铝硼硅酸盐玻璃。结晶玻璃基板的示例包括玻璃陶瓷、蓝宝石或尖晶石。玻璃陶瓷的示例包括Li2O-Al2O3-SiO2系统(即LAS系统)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2系统(即MAS系统)玻璃陶瓷、包括任一个或多个莫来石、尖晶石、α-石英、β-石英固溶体、叶长石、二硅酸锂、β-锂辉石、霞石和氧化铝晶相的玻璃陶瓷。
玻璃基板可使用各种不同工艺提供。例如，示例性玻璃基板形成方法包括浮式玻璃工艺和下拉工艺，例如融合拉制及狭槽拉制。浮式玻璃工艺制备的玻璃基板特征在于平滑表面和均匀厚度，且由熔融金属床(通常为锡)上的浮置熔融玻璃制成。在示例性工艺中，供给熔融锡床表面的熔融玻璃形成浮置玻璃带。随着玻璃带沿锡浴流动，温度逐渐降低，直到玻璃带硬化成固体玻璃基板，基板可从锡抬起到轧辊上。一旦离开浴，玻璃基板即进一步冷却及退火处理，以减小内部应力。
下拉工艺制造厚度均匀的玻璃基板并具有相当原始表面。由于玻璃基板的平均抗弯强度受控于表面裂缝的数量和尺寸，因此具最小接触的原始表面有较大初始强度。下拉玻璃基板可拉制成厚度小于约2毫米的片材。此外，下拉玻璃基板具有非常平坦、光滑的表面，此不需昂贵的研磨及抛光便可用于最终应用。
融合拉制工艺例如使用拉制槽，拉制槽具有通道来容纳熔融玻璃原料。通道具有堰，堰顶部沿通道两侧的通道长度敞开。当通道填充熔融材料时，熔融玻璃将溢出堰。因重力所致，熔融玻璃顺着拉制槽的外表面往下流动而成两个流动玻璃膜。拉制槽的外表面向下并向内延伸而于拉制槽下方边缘结合。两个流动玻璃膜在此边缘结合而融合及形成单一流动玻璃片。融合拉制法所具优点为：由于流过通道的两个玻璃膜融合在一起，所得玻璃片的外表面不会接触设备的任何零件。故融合拉制玻璃片的表面性质不受接触影响。
狭槽拉制工艺不同于融合拉制法。在缓慢拉制工艺中，熔融原料玻璃提供至拉制槽。拉制槽底部具有开槽并具有延伸槽长的喷嘴。熔融玻璃流经狭槽/喷嘴及往下拉制成连续片而进入退火区。
在一个或多个实施方式中，制品包括单个玻璃基板。在一个或多个实施方式中，制品可以包括第二玻璃基板。在这样的实施方式中，第二玻璃基板与冷成形的玻璃基板形成层压材料。在一个或多个实施方式中，第二玻璃基板被冷成形以具有与冷成形的玻璃基板相同的曲面或非平面形状。在一些实施方式中，玻璃基板可以通过中间层分开，因此根据一些实施方式的层压材料包括通过中间层结合在一起的至少两个玻璃基板。在这样的实施方式中，冷成形的玻璃基板的一个主表面耦接到非平面刚性支撑结构，冷成形的玻璃基板的相对的主表面与中间层接触，中间层将设置在冷成形的玻璃基板与第二玻璃基板之间。合适的中间层的示例包括聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、离聚物和热塑性聚氨酯(TPU)。如上所述，可以增强(化学、热和/或机械)第二玻璃基板。
第二玻璃基板以面向使用的人，而冷成形的玻璃基板可以面向相反方向。例如，当制品用于交通工具内部、电器器具或建筑元件中时，第二玻璃基板可以形成用户界面。在诸如汽车玻璃车窗的交通工具应用中，冷成形的玻璃基板可以暴露于交通工具或汽车内部，并且第二玻璃基板可以面向汽车的外部环境，反之亦然。在汽车内饰中，冷成形的玻璃基板未暴露并面向(并且刚性非平面支撑结构)下面的支撑件(例如，显示器、仪表板、中控台、仪表面板、座椅靠背、前排前方、地板、门板、支柱、扶手等)，并且第二玻璃基板暴露于交通工具或汽车内部并因此暴露于使用的人。在建筑应用中，第二玻璃基板暴露于建筑物、房间或家具内部，并且第一层面向建筑物、房间或家具的外部环境。
本文公开的制品的一些实施方式可以用于汽车内部，因为这种制品提供与曲面显示器兼容的曲面盖。为了与曲面显示器兼容，盖应与曲面显示器的形状紧密匹配，以确保最佳配合并实现高质量观看。还期望提供具有高光学质量和成本效益的盖。将盖热成形为精确的形状对于获得期望形状提出了挑战。另外，当使用玻璃时，最小化将盖加热到其软化点(例如，变形和标记)的下侧影响是一个挑战。冷成形的概念解决了这些问题并允许使用玻璃，但是在提供足够的支撑以保持冷成形形状和提供刚性方面产生了新的挑战。将薄玻璃基板冷成形为规定形状的能力为高质量、低成本的解决方案提供了机会。
本文所述制品的实施方式包括由非平面刚性支撑结构支撑的冷成形的玻璃基板，使得冷成形的玻璃基板保持曲面形状，同时冷成形产生的应力最小化。在显示器结合到制品中的实施方式中，冷成形的玻璃基板表面符合显示器形状。
关于高质量，本文所述的制品能够实现与曲面显示器的良好配合并表现出高光学质量。冷成形的玻璃基板可以具有能够适应曲面显示器的柔性特性。冷成形保持了平板玻璃基板的在热成型公工艺中可能降低的高质量。这个概念还允许出色的应理管理，从而通过在大的区域上提供支撑来最小化冷态应力。
此外，本文所述的制品还与通常期望的涂层和表面处理相容。更具体地，本文所述的制品可以容易地将高质量涂层和表面处理整合在曲面基板表面上，其中这种涂层典型地限于扁平部件。例如，AR和AG涂层和AG表面可以改善在各种有挑战性的环境照明条件下的显示器可视性；然而，通常利用气相沉积或溅射涂覆技术施加高质量的多层AR涂覆工艺。由于该工艺的性质，这些技术通常限于在平坦表面上沉积。在曲面三维表面上提供这些涂层是有挑战性的，并且进一步增加了该工艺的成本。根据一个或多个实施方式，可以在冷成形之前将涂层和/或表面处理施加到玻璃基板上，并且冷成形涂覆和/或处理的玻璃基板又避免与热成型相关的问题(即，处理和/或高加工温度对涂层和/或表面处理的损坏)。在一个或多个实施方式中，涂层可以是油墨涂层、抗反射涂层、防眩光涂层和/或任何其它合适的涂层。在一个或多个实施方式中，表面处理可包括防眩光表面、提供触觉反馈的触觉表面、提供标记的凹陷和/或凸起部分等。装饰性油墨涂料可施加于各种定形/曲面表面，然而，将这些涂料施加于平面表面的工艺更简单、更好地建立并更具有成本效益。此外，表面处理(典型地通过蚀刻处理来形成)也通常应用于平坦表面。因此，本文所述的制品允许在基本上扁平的玻璃基板上施加涂层和/或表面处理，然后将其冷成形为曲面形状。冷成形工艺不会像某些热处理一样降低涂层或表面处理的性能。
本公开的另一方面涉及一种形成本文所述的制品的方法。在一个或多个实施方式中，方法将基本上扁平的玻璃基板(例如本文所述的玻璃基板)转化成冷成形的玻璃基板，玻璃基板可任选地包括上述涂层或表面处理，玻璃基板足以支持呈现并保持期望形状。在一个或多个实施方式中，方法包括将基本上扁平的玻璃基板冷成形为与曲面显示器的形状匹配或近似的形状。
在一些实施方式中，使用模具将玻璃基板冷成形为期望形状。如本文所用，模具包括用于赋予玻璃基板期望形状的结构，以及将非平面刚性支撑结构附接到玻璃基板。模具本身不是成品的一部分，而是可以反复地使用以制造许多成品。在一个或多个实施方式中，术语“模具”是指用于在物体上赋予期望形状的工具。在这样的实施方式中，“模具”具有至少两个部分，即，第一部分和第二部分，它们可以被压合在一起以向设置在第一部分和第二部分之间的柔性物体赋予期望形状。在一个或多个实施方式中，模具还用于将非平面刚性支撑结构结合到冷成形的基板，同时模具赋予期望形状。一旦非平面刚性支撑结构结合到冷成形的玻璃基板，就可移除模具，并且非平面刚性支撑结构保持冷成形的玻璃基板的期望形状。模具可以多次重复地使用，以再现和精确地为多个制品形成相同的形状，所述多个制品包括结合到冷成形的玻璃基板的非平面刚性支撑结构。
在一些实施方式中，注塑成型工艺用于将本文所述的基本上扁平的玻璃基板变形为具有曲面形状的冷成形的玻璃基板。在一个或多个实施方式中，支撑结构注塑在玻璃基板的主表面上。在一个或多个实施方式中，在注塑支撑结构之前，可以使玻璃基板冷成形。注塑成型的支撑结构形成非平面刚性支撑结构，其将冷成形的玻璃基板保持为规定形状。在一些实施方式中，注塑成型用于形成结合到冷成形的玻璃基板表面的非平面刚性支撑结构。可以使用任何合适的注塑方法和材料。例如，聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨酯(TPU)是用于注塑非平面刚性支撑结构的两种常用材料。在一些实施方式中可以使用反应注塑成型(RIM)。RIM中使用的常用材料包括聚氨酯聚脲、聚异氰脲酸酯、聚酯、多酚、聚环氧化物和尼龙6。不同的材料可能具有不同的操作参数。对于不同材料，机器、操作参数(例如，压力、流率、温度)和模具设计可以是不同的。典型的注塑成型温度的范围为300℉至450℉，典型的工艺压力的范围为200psi至高于1000psi；但是，可以使用任何合适的工艺参数。
在一些实施方式中，使用直接结合工艺将基本上扁平的玻璃基板冷成形并结合到非平面刚性支撑结构，其中非平面刚性支撑结构为冷成形的玻璃基板提供刚性并将冷成形的玻璃基板保持为所期望的曲面或非平面形状。
除直接结合或注塑成型之外的各种技术都可用于实现本文所述的制品。
附图中示出了这些工艺的实施方式，这些实施方式不一定按比例绘制。各个图式的不同部分可能具有相对于其它部分未按比例绘制的一些部分，以便更好地说明概念。
图1示出了被设计有特定期望曲面形状的注塑成型模具110和具有相对的主表面121、122的扁平玻璃基板120。注塑成型模具110包括两个零件，第一模具零件111和第二模具零件112。第一模具零件111和第二模具零件112具有对应于冷成形的玻璃基板期望的曲面形状。第一模具零件111包括凹槽113，凹槽适于接收熔融材料做为注塑成型工艺的一部分。扁平玻璃基板120设置在第一模具零件111与第二模具零件112之间，但是尚未被冷成形。
图2示出了将玻璃基板120冷成形为非平面形状的图1的模具110。冷成形是通过在将第一模具零件111和第二模具零件112压合在一起的同时将玻璃基板120设置在两者之间来完成。在图2中，凹槽113仍是空的。
图3示出了在材料注塑成型到凹槽113中以形成结合到冷成形的玻璃基板120的背面的非平面刚性支撑结构130之后的图2的模具。
图4示出了图3的模具以及在第一模具零件111和第二模具零件112抽出之后的所得到的制品。所得制品是结合到非平面刚性支撑结构130的冷成形的玻璃基板120。由于非平面刚性支撑结构130的刚性，冷成形的玻璃基板120保持由第一模具零件111和第二模具零件112赋予的曲率。相对的主表面(第一主表面121和第二主表面122)各自取决于曲率方向而受到拉伸或压缩。在图4中，第一主表面121在邻接非平面刚性支撑结构130的第一位置121A处受到拉伸，第二主表面122在邻接非平面刚性支撑结构130的第二位置122A处受到压缩。因此，第二主表面122在第二位置122A的表面压缩应力大于第一主表面121在第一位置121A的表面压缩应力。即使基板120如本文所述的那样强化并在被冷成形之前呈现出表面压缩应力，也是如此。
图5示出了用附加的粘合剂140结合到图4的非平面刚性支撑结构130的冷成形的玻璃基板120，粘合剂沿着冷成形的玻璃基板120结合到非平面刚性支撑结构130的界面添加。附加的粘合剂140并非必要，并有助于改善冷成形的玻璃基板120与非平面刚性支撑结构130之间的结合。虽然可以在不使用铸模情况下施加附加的粘合剂140，但是总体结构仍受益于使用铸模将冷成形的玻璃基板120结合到非平面刚性支撑结构130所得到的精度。
图6示出了结合到非平面刚性支撑结构130的冷成形的玻璃基板120的透视图。
图7示出了结合到非平面刚性支撑结构130的冷成形的玻璃基板120的顶视图。曲率因视角而不可见。线7-7’示出图1至图5所示的截面。图8至图11示出了类似的截面。
图8示出了被设计有特定期望曲面形状的直接结合模具810和扁平玻璃基板820。直接结合模具810包括两个零件，第一模具零件811和第二模具零件812。一模具零件811和第二模具零件812具有对应于冷成形的玻璃基板期望的曲面形状。第一模具零件811包括凹槽813，凹槽适于接收单独工艺形成的非平面刚性支撑结构830。非平面刚性支撑结构830可以通过任何合适的工艺形成，诸如注塑成型。非平面刚性支撑结构830已经插入第一模具零件811的凹槽813中。视情况而定，可以在将非平面刚性支撑结构830插入凹槽813中之前或之后，通过任何合适的工艺将粘合层831施加到非平面刚性支撑结构830。扁平玻璃基板820设置在第一模具零件811与第二模具零件812之间，但是尚未被冷成形。
图9示出了将玻璃基板820冷成形为非平面形状并将非平面刚性支撑结构结合到冷成形的玻璃基板的图8的模具810。冷成形是通过在将第一模具零件811和第二模具零件812压合在一起的同时将玻璃基板820设置在两者之间来完成。将第一模具零件811和第二模具零件812压合在一起也使非平面刚性支撑结构830接触玻璃基板820并将非平面刚性支撑结构830直接地结合到玻璃基板820。凹槽813确保相对于玻璃基板820精确地定位非平面刚性支撑结构830。
图10示出了在图9的模具810继而模具810抽出之后的所得到的制品。所得到的制品是结合到非平面刚性支撑结构830的冷成形的玻璃基板820。视情况而定，粘合层831可有助于结合。由于非平面刚性支撑结构830的刚性，冷成形的玻璃基板820保持由第一模具零件811和第二模具零件812赋予的曲率。
图11示出了用附加的粘合剂840结合到图10的非平面刚性支撑结构830的冷成形的玻璃基板820，粘合剂沿着冷成形的玻璃基板820结合到非平面刚性支撑结构830的界面添加。附加的粘合剂840并非必要，并有助于改善冷成形的玻璃基板820与非平面刚性支撑结构830间结合。虽然可在不使用铸模情况下施加附加的粘合剂840，但是总体结构仍受益于使用铸模将冷成形的玻璃基板820结合到非平面刚性支撑结构830所得到的精度。
图12示出了对应于图1至图5所示的工艺的工艺流程图。下列步骤依序进行：
步骤1210-使用模具110将玻璃基板120冷成形为期望形状。
步骤1220-通过注塑成型在凹槽113中形成刚性支撑结构130并将其结合到冷成形的玻璃基板120。
步骤1230-移除模具110。
步骤1240-选择性地施加附加的粘合剂140。
图13示出了对应于图8至图10所示工艺的工艺流程图。下列步骤依序进行：
步骤1310-将刚性支撑结构830放入凹槽813中。
步骤1320-使用模具810将玻璃基板820冷成形为期望形状，同时将刚性支撑结构830直接地结合到冷成形的玻璃基板820。
步骤1330-移除模具810。
步骤1340-选择性地施加附加的粘合剂840。
图14示出了具有第一模具零件1411和第二模具零件1412的模具1410。第一模具零件1411包括凹槽1413。如图所示，第一模具零件1411和第二模具零件1412包括脊部1414，用于相对于第一模具零件1411和第二模具零件1412精确地定位玻璃基板1420。无论注塑成型、直接结合或其它模具应用工艺，这允许相对于玻璃基板1420精确地放置刚性支撑结构。在一些实施方式中，脊部只存在于第一模具零件1411和第二模具零件1412中的一个上。在一些实施方式中，没有脊部1414。
图15示出了汽车内部显示器的部分、区段的示例，包括但不限于仪表工具、控制台显示器或中央堆叠式显示器，并器在一些实施方式中具有可制造的监视器。冷成形的玻璃基板结合到刚性支撑结构1530。冷成形的玻璃基板1510包括敞开区域1550，敞开区域1550不直接地与非平面刚性支撑结构1530接触。敞开区域1550具有由非平面刚性支撑结构1530保持的曲面形状。监视器或显示器可层压到敞开区域1550。刚性支撑结构1530可设计成附接到汽车的其它零件1520(诸如仪表板、中控台、仪器面板、座椅靠背、前排座椅、地板、门板、支柱、扶手等)或建筑应用(诸如墙壁、窗户、墙板、家具、电器器具、门等)。图15实施方式可由本文所述的各种工艺中的任一种形成，包括图12的实施方式和图13的实施方式。
图16示出了结合到非平面刚性支撑结构130的冷成形的玻璃基板120的顶视图。曲率因视角而不可见。非平面刚性支撑结构130的内部限定冷成形的玻璃基板的敞开区域1610，敞开区域不直接地与非平面刚性支撑结构接触。敞开区域1610具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。显示器1620附接到冷成形的玻璃基板120。显示器1620透过冷成形的玻璃基板120的敞开区域1610可见。
在一些实施方式中，将玻璃基板冷成形为曲面形状，曲面形状可以包括可展表面或复杂可展表面。将冷成形的玻璃基板保持为这种形状的力被施加并保持在耦接到非平面刚性支撑结构的冷成形的玻璃的主表面的不同部分或整个部分上。在一个或多个实施方式中，在多个非平面点处施加和保持力，直到耦接足以保持这个形状。例如，在图1至图5的实施方式中，注塑成型模具110可以保持在图3中所示的位置处，直到非平面刚性支撑结构130的材料充分地凝固并结合到玻璃基板120，以在没有注塑成型模具110的情况下保持玻璃基板120的冷成形的形状。如图8至图10所示，直接结合模具810可以保持在图9中所示的位置处，直到粘合剂层831充分地固化，并且玻璃基板820充分地结合到刚性支撑结构830，以在没有直接结合模具810的情况下保持玻璃基板820的冷成形的形状。
可以通过在区域的间隔部分或周期部分中施加力来在一个区域中“保持”力。例如，除了存在有刚性支撑结构830的地方之外，直接结合模具810可以接触玻璃基板820的任何地方，如图9所示。或者，在这种接触中可能存在间隙，其中在足够的点处保持接触以将玻璃基板820保持在适当位置直，到粘合剂层830可以固化。
如果不施加力并在复杂可展表面的不同区域上保持，那么会出现难题。例如，如果使用单个轧辊而不是使用模具工艺或施加和保持力的其它工艺，那么可能难以将玻璃基板结合到具有复杂可展表面的刚性支撑结构。至少，预计产量将受影响。在不受理论束缚的情况下，冷成形的玻璃中存在着内部应力。在没有外部约束的情况下，这种应力将使玻璃朝着其初始形状移动。
例如，如图17所示，单个轧辊1790用于将初始平面玻璃基板1720压靠在具有复杂可展表面(三个相邻的圆柱形表面)的刚性支撑结构1730上，其中中间表面具有与外部两个相对的凹面表面。粘合剂层1731存在于刚性支撑结构1730上。当轧辊1790从左向右通过时，冷成形的玻璃基板1720中在轧辊1790的左侧的应力将取向于使玻璃基板1720返回到平面形状，如箭头1780所示。这些应力可能导致分层或低产量。对于简单形状，这种现象可不存在(例如在平面中)，或可以其它方式解决(例如，当用粘合剂将玻璃粘附到圆筒内部时，在玻璃平面上的轻微的压缩力可以在粘合剂固化时将玻璃推靠在粘合剂的任何地方)。但是，对于复杂可展表面，特别是具有不同凹度的不同区域的表面，优选的是施加和维持力。
另一方面涉及一种交通工具内部系统，所述交通工具内部系统包括：基部，包括非平面支撑结构；以及冷成形的玻璃基板(或包括如本文所述的冷成形的基板的层压件)，设置在非平面支撑结构上。在一个或多个实施方式中，基部包括设置在非平面支撑结构和冷成形的基板(或包括冷成形的基板的层压件)之间的显示器。显示器可以是曲面的。在一个或多个实施方式中，冷成形的玻璃基板包括1.5mm或更小(或约0.4mm至约1.3mm)的厚度。
在一个或多个实施方式中，在这种交通工具内部系统中使用的冷成形的玻璃基板包括玻璃表面，并且其中在玻璃表面的所有的点处具有等于零的高斯曲率(GC)(GC＝Kmax*Kmin，其中Kmax和Kmin被限定为Kmax＝I/R'和Kmin＝I/R”的主曲率，并且其中Kmax和Kmin之一是非零，R'是最大曲率半径，并且R”是最小曲率半径。玻璃表面可以是冷成形的玻璃基板的相对的主表面中的一个或两个。
在一个或多个实施方式中，基部包括中央控制台、仪表板、扶手、支柱、座椅靠背、地板、头枕、门板和方向盘中的任一个。交通工具可以是汽车、船舶和飞机中的任一种。
本公开内容的实施方式将参照附图所示的实施方式详细地说明，其中相同元件符号用于表示相同或功能相似的元件。本文提及“一个实施方式”、“一实施方式”、“一些实施方式”、“在某些实施方式中”等表示所述的实施方式可以包括特定特征、结构或特性，但是每一实施方式未必包括所述的特定特征、结构或特性。此外，这种短语不一定是指相同实施方式。另外，当结合一实施方式描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，都被认为影响与其它实施方式结合的此类特征、结构或特性在本领域的技术人员所知内。
如本文所用的“包括”一词是开放形转折用语。接在转折用语“包括”后的元件列表是非排除性列表，因此也可存在除列表具体指出的元件以外的元件。
以下示例为举例说明、而非限制本公开内容的。此领域的一般常见的各种条件和参数的其它适当的修改和调整是本领域的技术人员显而易见的，并且落在本公开内容的精神和范围内。
本公开内容的方面(1)涉及一种工艺，包括：使用模具将扁平玻璃基板冷成形为非平面形状；和使用模具在多个非平面点处将冷成形的玻璃基板结合到非平面刚性支撑结构。
本公开内容的方面(2)涉及方面(1)的工艺，其中模具是注塑成型模具，结合是通过在模具将冷成形的玻璃基板保持为非平面形状时将非平面刚性支撑结构注塑成型到冷成形的玻璃基板来完成。
本公开内容的方面(3)涉及方面(1)的工艺，其中非平面刚性支撑结构在结合之前形成，并且结合包括使用模具将冷成形的玻璃基板直接地结合到非平面刚性支撑结构。
本公开内容的方面(4)涉及方面(3)的工艺，进一步包括在结合之前，将非平面刚性支撑结构放入模具的凹槽中。
本公开内容的方面(5)涉及方面(3)或方面(4)的工艺，进一步包括在结合之前，将粘合剂施加到非平面刚性支撑结构和扁平玻璃基板中的至少一者。
本公开内容的方面(6)涉及方面(1)至(5)中任一方面的工艺，进一步包括在结合之后，将粘合剂施加到冷成形的玻璃基板与非平面刚性支撑结构之间的界面的边缘。
本公开内容的方面(7)涉及方面(1)至(6)中任一方面的工艺，进一步包括在冷成形之前，将涂层施加到扁平玻璃基板。
本公开内容的方面(8)涉及方面(7)的工艺，其中涂层是油墨涂层。
本公开内容的方面(9)涉及方面(7)的工艺，其中涂层是抗反射涂层。
本公开内容的方面(10)涉及方面(7)至(9)中任一方面的工艺，其中在结合到非平面刚性支撑结构之后，冷成形的玻璃基板包括不直接地与非平面刚性支撑结构接触的敞开区域，敞开区域具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。
本公开内容的方面(11)涉及方面(10)的工艺，进一步包括将显示器附接到冷成形的玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一者，使显示器透过冷成形的玻璃基板的敞开区域可见。
本公开内容的方面(12)涉及方面(1)至(11)中任一方面的工艺，其中在冷成形期间及之后，玻璃基板的温度不超过800℉。
本公开内容的方面(13)涉及方面(1)至(12)中任一方面的工艺，其中玻璃基板包括强化玻璃。
本公开内容的方面(14)涉及方面(1)至(13)中任一方面的工艺，其中冷成形的玻璃基板具有相对的主表面，其中一个主表面不含非平面刚性支撑结构。
方面(15)涉及一种制品，包括：冷成形的玻璃基板，包括非平面形状以及第一主表面和相对的第二主表面，第一主表面和第二主表面包括彼此不同的表面压缩应力；非平面刚性支撑结构，在多个非平面点处结合到第一主表面。
方面(16)涉及方面(15)的制品，其中在冷成形的玻璃基板包括非平面形状时，非平面刚性支撑结构经注塑成型到冷成形的玻璃基板上。
方面(17)涉及方面(15)的制品，其中冷成形的玻璃基板包括与第一主表面相对的第二主表面，第二主表面包括涂层或表面处理。
本公开内容的方面(18)涉及方面(15)至(17)中任一方面的制品，进一步包括边缘粘合剂，边缘粘合剂施加到冷成形的玻璃基板与非平面刚性支撑结构之间的界面的边缘。
本公开内容的方面(19)涉及方面(15)至(18)中任一方面的制品，其中冷成形的玻璃基板包括不直接地与非平面刚性支撑结构接触的敞开区域，并且敞开区域具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。
方面(20)涉及方面(19)的制品，进一步包括附接到冷成形的玻璃基板和非平面刚性支撑结构中的至少一者的显示器，其中显示器透过冷成形的玻璃基板可见。
本公开内容的方面(21)涉及方面(15)至(20)中任一方面的制品，进一步包括置于冷成形的玻璃基板上的涂层。
本公开内容的方面(22)涉及方面(21)的制品，其中涂层是油墨涂层。
本公开内容的方面(23)涉及方面(21)的制品，其中涂层是抗反射涂层。
本公开内容的方面(24)涉及制品，包括玻璃基板，所述玻璃基板具有相对的主表面和曲面形状，相对的主表面包括彼此不同的表面应力，其中玻璃基板附接到具有曲面形状的刚性支撑结构，其中玻璃基板包括不直接地与非平面刚性支撑结构接触的敞开区域，并且敞开区域具有由非平面刚性支撑结构保持的曲面形状。
本公开内容的方面(25)涉及制品，包括：非平面刚性支撑结构，具有复杂可展表面；冷成形的玻璃基板，结合到非平面刚性支撑结构，冷成形的玻璃基板具有复杂可展表面。
本公开内容的方面(26)涉及方面(25)或方面(24)的制品，进一步包括附接到玻璃基板和非平面刚性支撑结构的至少一者的显示器，其中显示器透过玻璃基板的敞开区域可见。
本公开内容的方面(27)涉及方面(24)至(26)中任一方面的制品，进一步包括涂层，所述涂层设置在玻璃基板上。
本公开内容的方面(28)涉及方面(27)的制品，其中涂层是油墨涂层。
本公开内容的方面(29)涉及方面(27)的制品，其中涂层是抗反射涂层。
本公开内容的方面(30)涉及方面(24)至(29)中任一方面的制品，其中玻璃基板是化学强化玻璃基板。
本公开内容的方面(31)涉及方面(24)至(30)中任一方面的制品，其中一个主表面不含非平面刚性支撑结构。
本公开内容的方面(32)涉及方面(24)至(31)中任一方面的制品，其中冷成形的玻璃基板具有复杂可展表面。
本公开内容的方面(33)涉及一种运输工具内部系统，包括：基部，具有曲面表面；制品，包括设置在曲面表面上的冷成形的玻璃基板，其中玻璃基板包括表面，其中表面的所有的点具有等于零的高斯曲率(GC)，(GC＝Kmax*Kmin，其中Kmax和Kmin是主要曲率并限定为Kmax＝1/R’，Kmin＝1/R”)，其中Kmax与Kmin之一不为零，R’是最大曲率半径，并且R”是最小曲率半径。
方面(34)涉及方面(33)的运输工具内部系统，其中玻璃基板具有约1.5mm或以下的厚度。
方面(35)涉及方面(33)或方面(34)的运输工具内部系统，其中表面的一部分包括凹面形状，凹面形状的R’为约37.5mm至约500mm。
方面(36)涉及方面(33)或方面(34)的运输工具内部系统，其中表面的一部分包括凸面形状，凸面形状的R’为约20mm至约500mm。
方面(37)涉及方面(33)至(36)中任一方面的运输工具内部系统，进一步包括显示器。
方面(38)涉及方面(37)的运输工具内部系统，其中显示器设置在基部与制品之间。
方面(39)涉及方面(37)或方面(38)的运输工具内部系统，其中显示器是曲面的。
方面(40)涉及方面(33)至(39)中任一方面的运输工具内部系统，其中玻璃基板是经强化的。
虽然本文已描述了各种实施方式，但是这仅为举例说明、而无限制之意。应清楚，基于本文所述的教示和导则，调整和修改落在所述的实施方式的等效物的含义和范围内。因此，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本公开内容的精神和范围情况下，可对本文所述的实施方式作各种形式和细节的改变。本领域的技术人员将理解，本文所述的实施方式的元件不一定是互斥的，而可交换以满足不同要求。
本文所述的实施方式可以任何置换方式结合。
应理解，本文的措辞或术语是描述性、而非限制性的。本公开内容的广度和范围不应受限于上述任一示例性实施方式，而应仅以随附的权利要求书和其等效物为准进行限定。

Claims (26)

1.一种制品，包括：
冷成形的玻璃基板，包括第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面、在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的厚度、以及非平面形状，所述厚度大于等于0.4mm且小于等于1.3mm；
非平面刚性支撑结构，结合到所述玻璃基板并且构造成将所述冷成形的玻璃基板保持在所述非平面形状，其中：
所述非平面刚性支撑结构结合到所述冷成形的玻璃基板的所述第一主表面，使得尽管所述第一主表面和所述第二主表面包括来自弯曲的不同表面应力，所述非平面刚性支撑将所述冷成形的玻璃基板保持在所述非平面形状，
所述冷成形的玻璃基板由玻璃单片组成，并且
所述非平面刚性支撑结构是汽车内饰的基板的部件，其中所述汽车内饰的所述基板包括仪表板、中控台、仪表面板、座椅靠背、前排座椅、地板、门板、支柱、或扶手。
2.如权利要求1所述的制品，其中，所述冷成形的玻璃基板由化学强化玻璃的单片组成，并且在光学上包括一个或多个涂料或表面处理。
3.根据权利要求1所述的制品，其中，当从所述第二主表面观察时，所述冷成型的玻璃基板完全覆盖所述非平面刚性支撑。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，还包括在所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个上的装饰性油墨涂料。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，其中，所述非平面形状包括曲面形状，使得所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个包括凹面形状或凸面形状。
6.如权利要求5所述的制品，其特征在于，所述凹面形状或凸面形状包括大于等于20mm且小于等于500mm的曲率半径。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，其中，所述冷成型的玻璃基板包括等于零的高斯曲率。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，其中所述非平面刚性支撑结构在所述第一主表面上的一个或多个非平面点处结合到所述第一主表面，所述非平面点从所述冷成形的玻璃基板的在所述第一主表面与第二主表面之间延伸的次表面偏移。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，其中所述非平面刚性支撑结构通过注塑成型形成在或结合到所述第一主表面上而不使用粘合剂。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的制品，其中所述非平面刚性支撑结构的外边缘设置在所述冷成形的玻璃基板的在所述第一主表面与第二主表面之间延伸的次表面的内侧。
11.一种制品，包括：
冷成形的玻璃基板，包括第一主表面、与第一主表面相对的第二主表面和非平面形状；
非平面刚性支撑结构，结合到所述玻璃基板的所述第一主表面，使得当所述冷成型的玻璃基板具有不对称的表面压缩应力分布时，所述非平面刚性支撑结构将所述冷成型的玻璃基板保持在非平面形状，其中：
所述冷成型的玻璃基板是所述制品中的唯一玻璃片，以及
所述非平面刚性支撑结构通过注塑成型形成在并结合到所述第一主表面上而不使用粘合剂，
所述非平面形状包括曲面形状，使得所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个包括凹面形状或凸面形状，
所述凹面形状或所述凸面形状包括大于等于20mm且小于等于500mm的曲率半径，并且
所述冷成型的玻璃基板包括大于等于0.4mm且小于等于1.3mm的厚度。
12.根据权利要求11所述的制品，其中：
所述冷成型的玻璃基板包括在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的次表面，并且
所述次表面上的边缘界面没有粘合剂。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中，所述非平面刚性支撑结构和所述冷成型的玻璃基板之间的整个接触区域位于所述第一主表面上。
14.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中，所述非平面刚性支撑结构构造成附接到汽车内饰的部件。
15.根据权利要求14所述的制品，其中，所述部件包括显示器、仪表板、中控台、仪器面板、座椅靠背、前排座椅、地板、门板、支柱或扶手。
16.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中，当从所述第二主表面观察时，所述冷成型的玻璃基板完全覆盖所述非平面刚性支撑件。
17.根据权利要求16所述的制品，还包括在所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个上的装饰性油墨涂料。
18.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中，所述非平面刚性支撑结构的外边缘设置在所述冷成型的玻璃基板的在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的次表面的内侧。
19.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中所述冷成型的玻璃基板包括在所述第一主表面或所述第二主表面处的大于等于300MPa的表面压缩应力。
20.根据权利要求11-12中任一项所述的制品，其中，所述非平面刚性支撑结构在所述第一主表面上的一个或多个非平面点处结合到所述第一主表面，所述非平面点与所述冷成型的玻璃基板的在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的次表面偏移。
21.一种运输工具内部系统，包括
刚性支撑结构，具有曲面表面；
冷成型的玻璃基板，设置在所述曲面表面上，所述冷成型的玻璃基板包括第一主表面、与所述第一主表面相对的第二主表面、以及连接所述第一主表面和所述第二主表面的次表面，厚度定义为所述第一主表面和所述第二主表面之间的距离，其中所述厚度为1.5mm或更小，其中所述冷成型的玻璃基板包括在约5cm到约250cm范围内的宽度和在约5cm到约250cm范围内的长度，并且其中所述第二主表面包括第一曲率，所述第一曲率具有15mm或更大的曲率半径；以及
显示器，附接到所述刚性支撑结构或所述冷成型的玻璃基板的所述第二主表面中的至少一个；
其中所述第一主表面或所述第二主表面中的一个在所述第一曲率处处于拉伸状态，并且所述第一主表面或所述第二主表面中的另一个在所述第一曲率处处于压缩状态。
22.根据权利要求21所述的运输工具内部系统，其中，所述显示器具有第二曲率，其中所述冷成型的玻璃基板的所述第一曲率匹配或接近曲面的所述显示器的所述第二曲率。
23.根据权利要求21所述的运输工具内部系统，其中，所述冷成型的玻璃基板的所述次表面不被所述刚性支撑结构包围。
24.根据权利要求21所述的运输工具内部系统，其中，所述第一主表面和所述第二主表面中的一者或两者包括表面处理，所述表面处理包括防眩光表面、抗反射表面、触觉表面、和装饰表面中的任一种。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的运输工具内部系统，其中，所述刚性支撑结构构造成附接到仪表板、中控台、仪表面板、座椅靠背、前排座椅、地板、门板、支柱、或扶手中的至少一个。
26.根据权利要求21-24中任一项所述的运输工具内部系统，其中，所述显示器直接层压到所述冷成型的玻璃基板上。
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