CN118201772A - 被配置为适应将玻璃基板连结到框架的中间框架的热维度变化的玻璃制品 - Google Patents
被配置为适应将玻璃基板连结到框架的中间框架的热维度变化的玻璃制品 Download PDFInfo
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Abstract
公开了一种玻璃制品的实施方式,该玻璃制品包括玻璃基板、中间框架和框架。该玻璃基板具有第一主表面和第二主表面,其中该第二主表面与该第一主表面相对。该中间框架附接到该玻璃基板的该第二主表面。另外,该中间框架附接到该框架,使得该框架更多地限制该中间框架在第一方向上的热维度变化而不是该中间框架在第二方向上的热维度变化。
Description
优先权
本申请依据35U.S.C.§120要求2021年11月4日提交的美国专利申请号63/275738的优先权的权益,该申请的内容是本申请的基础并全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及玻璃制品,并且更特别地涉及一种具有被配置为将玻璃基板连结到框架的中间框架的玻璃制品。
背景技术
载具内部包括弯曲表面并可将显示器结合到此类弯曲表面中。用于形成此类弯曲表面的材料典型地限于聚合物,该聚合物未表现出玻璃的耐久性和光学性能。因此,期望弯曲玻璃基板,尤其是在用作显示器的时。形成此类弯曲玻璃基板的现有方法(诸如热成型)具有的缺点包括高成本、光学畸变和表面标记。其他形成此类弯曲玻璃基板的低温方法具有其他制造问题,诸如因成型工艺引入固有应力所致的处理瓶颈或零件可靠性。此类问题在通过低温成型方法形成的零件在使用期间经受极端温度循环和典型机械振动时加剧。
发明内容
根据一方面,本发明的实施方式涉及一种玻璃制品。玻璃制品包括玻璃基板、中间框架和框架。玻璃基板具有第一主表面和第二主表面,其中第二主表面与第一主表面相对。中间框架附接到玻璃基板的第二主表面。另外,中间框架附接到框架,使得框架更多地限制中间框架在第一方向上的热维度变化而不是中间框架在第二方向上的热维度变化。
根据另一方面,本发明的实施方式涉及一种玻璃制品。玻璃制品包括具有第一主表面和第二主表面的玻璃基板。第二主表面与第一主表面相对。玻璃制品也包括附接到玻璃基板的第二主表面的中间框架,并且玻璃制品也包括框架。中间框架由多个离散附接点或以响应于中间框架的热膨胀或收缩而允许在中间框架与框架之间的相对移动的方式附接到框架。
根据又一方面,本发明的实施方式涉及一种制造玻璃制品的方法。在该方法中,中间框架附接到具有第一主表面和第二主表面的玻璃基板。中间框架附接到第二主表面。另外,在该方法中,中间框架以响应于中间框架的热膨胀或收缩而允许在中间框架与框架之间的相对移动的方式连接到框架。
附加的特征和优点将在以下具体实施方式中进行阐述,并且部分地,本领域技术人员将从该描述中显而易见或通过实践如本文所述的实施方式(包括以下具体实施方式、权利要求述和附图)认识到。
应当理解,以上一般描述和以下详细描述都仅是示例性的,并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特征的概述或框架。附图被包括来提供进一步理解,并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附示出出了一个或多个实施方式,并且与说明书一起用于解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的具有载具内部系统的载具内部的透视图。
图2A和图2B分别示出了根据一个示例性实施方式的V形和C形弯曲玻璃制品。
图3示出了根据一个示例性实施方式的玻璃制品和成型夹具的分解透视图。
图4示出了根据一个示例性实施方式的形成结合有中间框架的弯曲玻璃制品的方法的步骤。
图5示出了根据一个示例实施方式的基于沿玻璃制品的纵向边缘和侧向边缘的位置的玻璃制品的四分部的粘合剂中的拉伸应力的热图。
图6示出了根据一个示例实施方式的最大主应力随玻璃制品的纵向边缘和侧向边缘的归一化长度变化图。
图7示出了根据一个示例实施方式的用于连结中间框架与框架的各种可能离散附接点。
图8示出了根据一个示例实施方式的用于连结中间框架与框架的机械连接机构的第一实施方式。
图9和图10示出了根据示例实施方式的中间框架的对准支柱延伸穿过框架的对准狭槽来定位中间框架和约束中间框架相对于框架的热维度变化。
图11示出了根据示例实施方式的针对各种玻璃基板和中间框架厚度的热应变。
图12A和图12B示出了根据示例实施方式的用于连结中间框架与框架的扣夹机构。
图13A和图13B示出了根据示例实施方式的形成在中间框架内的伸缩接头。
图14A至图14D示出了根据示例实施方式的形成在中间框架内的各种空隙结构。
图15示出了根据一个示例实施方式的多孔中间框架。
图16示出了根据一个示例实施方式的中间框架包括保持结构来将膜定位在安装到半成品(open cell)显示器的框架的背光单元。
图17示出了根据一个示例实施方式的玻璃基板的几何尺寸。
具体实施方式
现将详述玻璃制品和形成玻璃制品的方法的各种实施方式,实施方式的示例示出于附图。通常,本发明针对具有玻璃基板的玻璃制品,玻璃基板粘附至柔性中间框架,中间框架机械性连接玻璃基板与刚性结构框架。如本文将描述,中间框架提供各种制造优势,特别是对于弯曲冷成型玻璃制品,但由柔性材料制成的中间框架膨胀和收缩量通常比玻璃基板和框架大。为解决热膨胀/收缩差异产生热应力而可能造成连结中间框架与玻璃基板的粘合剂层裂断的可能性,以下描述多种中间框架构造,这允许中间框架在至少一个方向上相对于框架移动。特别地,本文所述中间框架构造可容许中间框架在至少一个方向上相对于框架热膨胀和收缩。例如,在实施方式中,比起沿玻璃制品的长边,中间框架沿玻璃制品的短边移动可能受到更大程度约束,因为粘合剂层中的拉伸应力一般沿短边更高。无约束沿长边有益于防止中间框架的热膨胀和收缩受到不必要地抑制,从而降低寄托在中间框架上的应力并改善耐用性和可靠性。这些与其他方面和优点将就下文提供和示出相关实施方式予以描述。这些实施方式仅为举例说明而无限制之意。
为提供本文所述玻璃制品和形成玻璃制品的工艺的背景脉络,将就有关特定载具内部系统应用描述弯曲玻璃制品的示例性实施方式。
图1示出了示例性载具内部10,载具内部包括载具内部系统20、30、40的三个不同实施方式。载具内部系统20包括底座(示出为中控台底座22),并具有包括显示器26的弯曲表面24。载具内部系统30包括底座(示出为仪表板底座32),并具有包括显示器36的弯曲表面34。仪表板底座32一般包括仪表面板38,仪表面板也可包括显示器。载具内部系统40包括底座(示出为方向盘底座42),并具有弯曲表面44和显示器46。在一个或多个实施方式中,载具内部系统包括底座,这是扶手、支柱、座椅靠背、底板、头枕、门板或载具内部包括弯曲表面或平面的任何部分。
本文所述玻璃制品的实施方式可用于各载具内部系统20、30、40等。在一个或多个此类实施方式中,本文论述玻璃制品可包括盖玻璃基板,这也覆盖仪表板、中控台、方向盘、门板等的非显示表面。在此类实施方式中,玻璃材料可基于其重量、美观等选择,并且可提供备有包括图案(例如刷纹金属外观、木纹外观、皮革外观、彩色外观等)的涂层(例如油墨或颜料涂层),使玻璃部件在视觉上匹配相邻非玻璃部件。在具体实施方式中,此类油墨或颜料涂层可具有当显示器26、36、38、46闲置时提供无电板或颜色匹配功能的透明程度。另外,虽然图1的载具内部示出车辆形式的载具(例如,汽车、卡车、公共汽车等),但本文所公开玻璃制品可结合到其他载具(例如火车、海航器(小艇、船舰、潜艇等)、飞航器(例如无人机、飞机、喷射机、直升机等)和航天飞机)中。
在实施方式中,表面24、34、44可为各种弯曲形状中的任一者,例如图2A和图2B分别示出的V形或C形。先参考图2A,示出V形玻璃制品50的实施方式的侧视图。玻璃制品50包括玻璃基板52,玻璃基板具有第一主表面54、与第一主表面相对54的第二主表面56、和连结第一主表面54与第二主表面56的次表面58。第一主表面54和第二主表面56限定玻璃基板52的厚度T。在实施方式中,玻璃基板52的厚度T为0.3mm(毫米)至2mm,特别是0.5mm至1.1mm。在载具中,第一主表面54面向载具的乘员。
在实施方式中,第一主表面54和/或第二主表面56包括一个或多个表面处理。可施用于第一主表面54与第二主表面56中的一者或两者的表面处理示例包括防眩光涂层、抗反射涂层、提供触控功能的涂层、装饰性(例如油墨或颜料)涂层和易洁涂层。
从图2A可见,玻璃基板52具有设置在第一扁平区段62a与第二扁平区段62b之间的弯曲区域60。在实施方式中,弯曲区域60具有30mm至小于实质上扁平或平面的曲率半径(例如,R=10m)、30mm至5000mm、30mm至2500mm、30mm至1500mm、或30mm至1000mm的曲率半径R。另外,如图2A所示,弯曲区域60限定相对于第一主表面54的凹曲线,但是替代地,在其他实施方式中,弯曲区域60相对于第一主表面54是凸曲线。
在图2A的玻璃制品50中,中间框架63粘附至玻璃基板52的第二主表面56。如上文所述,中间框架63被配置为附接到刚性结构框架64。由此,中间框架63可视为在玻璃基板52与刚性框架64之间的界面。中间框架63由粘合剂层66附接到玻璃基板52,框架64利用机械连接附接到中间框架63,这将在下文进行讨论。在实施方式中,连结中间框架63与玻璃基板52的粘合剂层66是结构粘合剂,例如增韧环氧树脂、柔性环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮、脲烷、聚胺酯和硅烷改质聚合物。在实施方式中,粘合剂层66在中间框架63与玻璃基板52之间具有2mm或更小的厚度。
在一个或多个实施方式中,框架64可有助于将玻璃制品50安装到载具内部底座(例如图1所示中控台底座22、仪表板底座32和/或方向盘底座42)。在一个或多个实施方式中,框架64具有弯曲框架支撑表面65,这可用于使中间框架63和玻璃基板52保持为弯曲形状(至少在弯曲区域60)。在实施方式中,玻璃基板52以弯曲区域60非永久性的方式形成。即,如果玻璃基板52未粘附至中间框架63和连接到刚性框架64,则玻璃基板52将弹回平面、非弯曲(即扁平)构造。故玻璃基板52受到应力而产生曲度且在玻璃制品50的使用寿命期间保持受力。
图2B示出玻璃制品50的另一个实施方式,特别是C形玻璃制品50。对照图2A的V形玻璃制品50,图2B的C形玻璃制品50具有较大的弯曲区域60和较短的扁平区段62a、62b。V形和C形仅为可根据本发明形成的弯曲玻璃制品50的两个示例。在其他实施方式中,玻璃制品50可包括具相反曲度的弯曲区域60而形成S型、在弯曲区域60后接着扁平区段62a而形成J形、和弯曲区域60由扁平区段62a分开而建立U形等。
图3示出玻璃制品50的示例实施方式的分解图。从图3所示的示例实施方式可知,中间框架63和框架64可不覆盖玻璃基板52的整个第二主表面56。反而,中间框架63和框架64仅覆盖一部分的第二主表面56。在一个或多个实施方式中,中间框架63可包括围绕玻璃基板52的周边延伸的边框61。在一个或多个实施方式中,边框61可与玻璃基板52的周边实质上共同延伸,或者在一个或多个其他实施方式中,边框61可从玻璃基板52的周边向内偏移。另外,在一个或多个实施方式中,中间框架63包括在边框61的相对侧间延伸的至少一个支柱67。边框61和支柱67可限定设计以容置显示模块的多个口孔69。在一个或多个其他实施方式中,中间框架63和框架64不包括支柱67,边框61可限定单一大口孔69来容置显示模块(例如,如图4所示)。
如图3所示,粘合剂层66可为实质上连续且以中间框架63的形状共同延伸。然在一个或多个其他实施方式中,如下文将讨论,中间框架63可为不连续,因此,连结中间框架63与玻璃基板52的粘合剂层66也可为不连续,在与中间框架63相同的位置具有不连续面。另外,在一个或多个实施方式中,粘合剂层66可包括其他不连续面,使得中间框架63以规则或不规则间隔周期性地连结到玻璃基板52。
在一个或多个实施方式中,框架64具有和中间框架63实质上相同的形状。例如,如图3所示,框架64也可包括边框71,和在实施方式中包括限定至少一个口孔75的一个或多个支柱73,口孔设计成容置显示模块。然在一个或多个其他实施方式中,框架64可包括实质上连续背板,例如用于安装背光单元。
在一个或多个其他实施方式中,玻璃制品50具有沿玻璃制品50的最长边延伸的第一轴77,第二轴79横切、特别是垂直于第一轴77并沿玻璃制品50的最短边延伸。在此,最长边将称作纵向边缘50a,最短边将称作侧向边缘50b。由此,第一轴77可视为玻璃制品50的纵轴,第二轴79可视为玻璃制品50的横轴。在实施方式中,玻璃制品50的各部件的周边形状(玻璃基板52、中间框架63和框架64)为相同,故在此类实施方式中,玻璃制品50的纵向边缘50a和侧向边缘50b也分别对应于玻璃基板52、中间框架63和框架64的纵向边缘和侧向边缘。在示出玻璃制品50中,包括玻璃基板52、中间框架63和框架64的各部件限定矩形周边,如此存在两个相对纵向边缘垂直于两个相对侧向边缘。另外,在所示的实施方式中,玻璃制品50沿纵轴77弯曲。框架64可使玻璃基板52和中间框架63保持为所示的弯曲构造。在此类实施方式中,玻璃制品50的曲度可在粘合剂层66中产生应力,其中基板52试图在侧向边缘沿横轴79和可能在纵向边缘50a与侧向边缘50b相会的角部89附近位置沿纵轴77拉离中间框架63和框架64。
在实施方式中,根据本发明的玻璃制品50利用冷成型技术形成。通常,冷成型工艺涉和在玻璃基板52位于夹具68上时对玻璃基板52施加弯折力,如图3的分解图所示。从图可知,夹具68具有弯曲成型表面70,玻璃基板52弯折成与弯曲成型表面70共形。有利地,在玻璃基板52产生曲度之前,较易对扁平玻璃基板52施用表面处理,冷成型允许在不破坏表面处理下弯折已处理玻璃基板52(相较于热成型技术有关高温破坏表面处理的倾向,需要以更复杂的工艺对弯曲制品施用表面处理)。在实施方式中,冷成型工艺在低于玻璃基板52的玻璃转化温度的温度下进行。特别地,冷成型工艺可在室温(例如约20℃)或略高温度下进行,例如200℃或更低、150℃或更低、100℃或更低、或50℃或更低。
图4示出形成弯曲玻璃制品50的方法100的示例实施方式的工艺流程。在该方法的第一步骤101中,提供玻璃基板52,玻璃基板具有安装在第二主表面56上的显示模块72。在实施方式中,显示模块72可为例如发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器、微型LED显示器、液晶显示器(LCD)或等离子体显示器。在实施方式中,显示模块72利用光学胶(未图标)安装到玻璃基板52的第二主表面56。粘合剂层66施用于显示模块72周围的玻璃基板52的第二主表面56,中间框架63利用粘合剂层66粘附至玻璃基板52。在所示的实施方式中,显示模块72具柔性,并且在玻璃基板52弯折前附接到玻璃基板52,但在其他实施方式中,显示模块72可为弯曲显示模块72并在冷成型工艺快结束时或之后附接到玻璃基板52。另外,在一个或多个实施方式中,显示模块72附接到中间框架63或框架64、而非玻璃基板52。
在第二步骤102中,粘合剂层66允许在玻璃基板52上固化,以将中间框架63连结到玻璃基板52。如第二步骤102所示,中间框架63包括口孔69,口孔容置显示模块72,使得显示模块72被中间框架63的边框61围住。粘合剂层66实质上匹配中间框架63的形状且也围住显示模块72。有利地,在夹具68上面弯折玻璃基板52前,当玻璃基板52呈扁平构造时,显示模块72和中间框架63可接合至玻璃基板52。如上文所述,在方法100中,此时不需专门处理设备(例如夹具68),当固化时,玻璃基板52和中间框架63可紧密排列。再者,在固化扁平构造的粘合剂层66时,只需最小或不需夹合力,加速固化的技术(施加均匀热或电磁辐射)更易施用于扁平部件。
在第三步骤103中,对具有显示模块72和中间框架63与之接合的玻璃基板52在夹具68的成型表面70上施予冷弯。在实施方式中,冷弯涉和利用压机对玻璃基板52施加压力,以使玻璃基板52顺应成型表面70的曲度。在实施方式中,玻璃基板52利用经由夹具68抽吸的真空压力保持在冷弯位置。在一个或多个实施方式中,用来抽吸真空的夹具68是真空夹头。当玻璃基板52弯折时,中间框架63也弯折。另外,如果显示模块72为提供横跨弯曲区域60,则显示模块72也与玻璃基板52一起弯折。
在第四步骤104中,当玻璃基板52在夹具68上呈冷弯构造时,框架64附接到中间框架63。如上文所述并如下文将讨论,中间框架63可机械性连接到框架64。由此,框架64与已粘附至玻璃基板52的中间框架63之间的机械连接会使玻璃基板52保持在冷弯构造。传统上,冷弯玻璃制品具有直接接合至玻璃基板的框架,以将玻璃基板保持为冷弯构造。以此方式构型玻璃制品需要使接合框架与玻璃基板的粘合剂固化,才能从夹具移除玻璃制品。粘合剂固化可能要费时达两小时来完成,这造成处理瓶颈,其中成型夹具无法用于冷弯玻璃制品。因此,通过将中间框架63接合至呈扁平构造的玻璃基板52,再在夹具68上面弯折连结的中间框架63和玻璃基板52,粘合剂层66不必在玻璃制品50在夹具68上时固化。反而,如步骤105所示,在将框架64固定到中间框架63后,便可从夹具68移除玻璃制品50,释放夹具68供另一冷弯操作使用。
在一个或多个实施方式中,相对于刚性框架64,中间框架63视为柔性。在一个或多个实施方式中,中间框架63由弹性模量为40GPa(吉帕)或更小、10GPa或更小、或4GPa或更小的材料制成。在一个或多个实施方式中,中间框架63可由聚合或复合材料制成。在示例实施方式中,中间框架63由聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚胺酯(PUR)、聚苯醚(PPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚缩醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)中的一者或两者或更多者的掺混物、或一个或多个上述材料与纤维(例如碳纤维或玻璃纤维)的复合物制成。
在一个或多个实施方式中,相对于中间框架63,框架64为刚性。在一个或多个实施方式中,框架64由弹性模量高于中间框架63的材料制成,特别是弹性模量为至少1GPa、至少5GPa或至少20GPa。在一个或多个实施方式中,框架64由金属制成,例如铝合金、镁合金、钢合金、工程塑料或纤维增强复合塑料。
在一个或多个实施方式中,玻璃基板52包括玻璃材料,例如钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃或含碱硼铝硅酸盐玻璃。在一个或多个实施方式中,玻璃基板52可经强化(例如,利用热回火或离子交换处理)或未强化。
由于用于玻璃基板52、中间框架63和框架64的材料不同,这些部件可能经历温度循环造成的不同维度变化。特别地,用于玻璃基板52、中间框架63和框架64的材料可能具有不同的热膨胀系数,即材料将以不同的速率高温膨胀或低温收缩。不同的膨胀/收缩速率会在粘合剂层66中产生应力,如果不适应玻璃制品50的设计,可能导致玻璃基板52分层。另外,如果不允许如果干程度的膨胀或收缩,中间框架63可能屈曲,导致玻璃基板52凸起并影响玻璃制品50的光学性质和外观。
根据本发明,中间框架63和框架64相互连接而容许中间框架63相对于框架64膨胀或收缩,同时仍维持中间框架63与框架64间的机械连接。在实施方式中,中间框架63和框架64以允许响应中间框架63的热膨胀或收缩而在中间框架63与框架64之间的相对移动的方式连接。例如,在实施方式中,相对于框架64,中间框架63约束在沿玻璃制品50的纵轴(例如,图3的第一轴77)的热维度变化程度比沿玻璃制品50的横轴(例如,图3的第二轴79)小。此外或或者,根据下述某些实施方式,中间框架63提供备有应力减轻伸缩接头、空隙或孔隙来允许热维度变化,又不致产生明显足以造成玻璃基板52分层的热应力。以下实施方式描述各种示例结构(例如,连接模、连接点、伸缩接头、孔隙、空隙、腹板),这些可用于减少因附接到框架64而抑制中间框架63热膨胀和收缩所引起的应力累积。应理解,根据本发明,这些结构的各种组合彼此可组合使用。虽然在此为依序描述各结构的实施方式,但本文有关图5至图16所述的结构的任何组合彼此可组合使用。
膨胀和收缩所引起的热应力是出于冷成型工艺存在粘合剂层66的拉伸应力之外的额外应力。图5示出在玻璃制品50的四分部的粘合剂层66上的最大主应力的热图。特别地,图5示出玻璃制品50的一半侧向边缘50b和一半纵向边缘50a。如图5所示,最大主应力在侧向边缘50b和靠近侧向边缘50b的部分纵向50a上最高。图6示出最大主应力随图5所示的距四分部的纵向边缘50a和侧向边缘50b的归一化距离变化图。特别地,归一化距离为0对应于四分部的角部89,归一化长度为1对应于各轴的中点91。如图6所示,侧向边缘50b上的最大主应力在归一化长度约0.3处达0.05兆帕(MPa),并且继续增加直至达到侧向边缘50b的中点91。纵向边缘50a上的最大主应力在归一化长度约0.1处突增成大于0.15MPa,接着在归一化长度约0.3处迅速缩减成小于0.05MPa。图5和图6所示的四分部代表玻璃制品50的每个四分部。
在一个或多个实施方式中,中间框架63于围绕框架64周边的多个离散附接点连接到框架64。特别地,中间框架63于粘合剂上的主应力最高处连接到框架64。在这些区域中,出于热循环期间膨胀和收缩而在粘合剂层66上产生的额外热应力有可能造成粘合剂层66上的总应力上升至高于粘合强度,如果设计玻璃制品50时未加以考虑,则可能导致粘合剂层66过早失效。从第5和6图可知,最大主应力沿大部分侧向边缘50b且在纵向边缘50a上靠近角部89的位置。
图7示出围绕中间框架63周边的各种可能离散附接点,其中中间框架63可连结到框架64。通常,中间框架63以足够数量的机构附接到框架64并以使框架64的弯曲支撑表面65与玻璃基板52间维持所欲形状匹配的方式定位(例如,形状偏差为+/-0.3mm)。附接点的数量和布置可以玻璃制品50的特定设计而异。在一个实施方式中,中间框架63至少在沿中间框架63的侧向边缘50b间隔开的第一多个离散附接点81连结到框架64。在一个或多个实施方式中,第一多个离散附接点81沿中间框架63的侧向边缘均匀分布。在一个或多个实施方式中,沿中间框架63的侧向边缘,每50mm至100mm提供第一多个离散附接点81。在一个或多个进一步实施方式中,中间框架63也于第二多个离散附接点83连结到框架64。在此类实施方式中,第二多个离散附接点83对应于沿纵向边缘接近主应力峰值的位置。特别地,就各角部与各纵向边缘的中点91间的长度L而言,第二多个离散附接点83位在距纵向边缘的角部约0.075L与约0.15L之间,特别是约0.09L与约0.12L之间。
在更进一步实施方式中,中间框架63也于第三多个离散附接点85连结到框架64。在一个或多个实施方式中,第三多个离散附接点85位在距纵向边缘的角部约0.25*L与0.75*L之间,特别是约0.3*L与L之间。再者,在实施方式中,中间框架63也于第四多个离散附接点87连结到框架64。在一个或多个实施方式中,第四多个离散附接点87位在纵向边缘的相应中点附近(例如,在中点的0.1*L以内)。
图8示出了用于在第一多个离散附接点81、第二多个离散附接点83、第三多个离散附接点85或第四多个离散附接点87中的任一者附接到框架64的中间框架63配置的示例实施方式的横截面。如图8所示,玻璃基板52已经冷弯,中间框架63由粘合剂层66粘附至玻璃基板52的第二主表面56。在一个或多个实施方式中,所示的中间框架63的横截面为L型,这包括大致平行于玻璃基板52的第二主表面56的第一构件74和大致垂直于第一构件74配置并朝框架64延伸远离玻璃基板52的第二构件76。第一构件74粘附至玻璃基板52,第二构件76包括口孔78,紧固件80(例如,插销、螺杆、螺栓、铆钉、支柱、突部等)可经由此插入而将中间框架63固定至框架64。如图8所示,紧固件80将中间框架63固定至框架64的外部。在实施方式中,第一构件74围绕框架64的整个周边延伸。在实施方式中,第二构件76围绕框架64的整个周边延伸和包括多个口孔78,紧固件80可经由此插入而连结中间框架63与框架64。在此类实施方式中,第二构件76可提供装饰特征以隐藏框架64。在其他实施方式中,第二构件76仅在经由口孔78插入紧固件80来连结中间框架63与框架64的位置从第一构件74延伸。中间框架63可在对应于中间框架63与框架64间的连接点的位置包括多个第二构件76。
虽然图8示出中间框架63连接到框架64的外部,在其他实施方式中,中间框架63可连接到框架64的内部。另外,虽然紧固件80用于将中间框架63连接到框架64,但中间框架63可利用其他附接机构连接到框架64,这将在下文进行讨论。
图9示出用于连结中间框架63与框架64的机构的另一个实施方式。在一个或多个实施方式中,中间框架63包括多个第一对准支柱82,对准支柱延伸穿过框架64中的第一狭槽84。对准支柱82为图8所示的紧固件80的示例。即在实施方式中,对准支柱82可包括在图7所示的第一多个离散附接点81、第二多个离散附接点83、第三多个离散附接点85或第四多个离散附接点87中的任一处。在实施方式中,对准支柱82和第一狭槽84设置在不同于图7所示的第一多个离散附接点81、第二多个离散附接点83、第三多个离散附接点85或第四多个离散附接点87的位置。图9是框架64的背面的视图,故中间框架63被框架64覆盖,因此,仅见中间框架63的对准支柱延伸穿过框架64的狭槽84。在一个或多个实施方式中,中间框架63至少于侧向边缘包括第一对准支柱82。第一对准支柱82各自具有第一长度L1和第一宽度W1。第一长度L1平行于横轴,第一宽度W1平行于纵向边缘50a。第一狭槽84具有第二长度L2和第二宽度W2。第二长度L2平行于侧向边缘50b,第二宽度W2平行于纵向边缘50a。在一个或多个实施方式中,框架64中的第一狭槽84于侧向边缘具有第二长度L2且实质上等于第一对准支柱82的第一长度L1,框架64中的第一狭槽84于侧边具有第二宽度W2且大于第一对准支柱82的第一宽度W1。
由此,中间框架63的热膨胀约束在沿纵轴热膨胀和收缩的程度比沿横轴小。即,膨胀和收缩在横轴方向上受到限制,因为第一对准支柱82在该方向上邻接第一对准狭槽84,但膨胀和收缩在纵轴方向上不受限制,因为在该方向上第一对准支柱82与第一对准狭槽84之间提供余隙。在一个或多个实施方式中,第一狭槽84的第二宽度W2比第一对准支柱82的第一宽度W1宽至多2mm(即,在第一对准支柱82的任一侧提供1mm的余隙),特别是至多宽4mm(即,在第一对准支柱82的任一侧提供2mm的余隙)。在特定实施方式中,W1与W2间的差异可视框架64和中间框架63的建构材料和这些部件尺寸而改变。
如图9所示,中间框架63也可于中间框架63的至少一个纵向边缘包括一个或多个第二对准支柱86。在一个或多个实施方式中,第二对准支柱86定位在纵向边缘的中点附近。另外,第二对准支柱86延伸穿过框架64中的对应第二狭槽88。在一个或多个实施方式中,第二对准支柱86具有平行于侧向边缘50b的第三长度L3和平行于纵向边缘50a的第三宽度W3,第二狭槽具有平行于纵向边缘50a的第四长度L4和平行于侧向边缘50b的第四宽度W4。在一个或多个实施方式中,第四宽度W4实质上等于第三宽度W3,第四长度L4实质上等于第三长度L3。由此,中间框架63于中点处约束在沿纵轴和沿横轴热膨胀和收缩。即,热维度变化在两个方向上均受到限制,因为第二对准支柱86在两个方向上均邻接第二对准狭槽88。由于中间框架64的几何中心可代表最小维度变化区域,此类约束能防止失准、同时增加由热膨胀/收缩引起的最小应力量,而有益于维持框架64与中间框架63之间的结构关系。在所示的实施方式中,第二对准支柱86示出为十字形,但在一个或多个其他实施方式中,第二对准支柱86可为圆形、矩形、方形或其他多边形或弯曲形状。另外,第二狭槽88和第二对准支柱86可为相同形状或不同形状。例如,如图9所示,第二对准支柱86为十字形,第二狭槽88为方形。
图10示出中间框架63的第二对准支柱86的另一个实施方式并延伸穿过框架64的第二狭槽88。在图10所示的实施方式中,第二狭槽88的第四宽度W4实质上等于第二对准支柱86的第三宽度W3,第四长度L4大于第三长度L3。由此,中间框架63于中间框架63的中点处不约束在沿横轴热膨胀或收缩,而是约束于在中间框架63的中点处沿纵向边缘50a热膨胀或收缩。即,热维度变化在纵轴方向上受到限制,因为第二对准支柱86在该方向上邻接第二对准狭槽88,但热维度变化在横轴方向上不受限制,因为在该方向上第二对准支柱86与第二对准狭槽88之间提供余隙。在一个或多个实施方式中,第二狭槽88的第四长度L4比第二对准支柱86的第三长度L3长至多2mm,特别是至多长4mm。
有利地,狭槽84、88供给对准支柱82、86的余隙足以适应粘附至玻璃基板52的中间框架63所经历的预期热应变。组合的中间框架63与玻璃基板52的粘合剂层66可约束中间框架63的热膨胀和收缩。接合的中间框架63与玻璃基板52的尺寸变化由以下方程序(方程式1)给定:
其中ΔL是中间框架63和玻璃基板52因热膨胀或收缩所经历的长度尺寸变化,L是中间框架63和玻璃基板52的原始长度,Eg是玻璃基板52的弹性模量,tg是玻璃基板52的厚度,αg是玻璃基板52的热膨胀系数,Ep是中间框架63的弹性模量,tp是中间框架63的厚度,αp是中间框架63的热膨胀系数,ΔT是温度变化。在实施方式中,经由本文关于图9和图10所述的狭槽和支柱的组合提供的余隙(例如,W1与W2间的差异)为至少等于方程式1中的ΔL。
图11是基于玻璃基板52和中间框架63的厚度(tg、tp),因玻璃制品50的热膨胀和收缩造成中间框架63上的热应变百分比图形(ΔL/L×100)。热应变在室温至95℃和室温至-40℃之间测量。用于产生图形的玻璃基板52的弹性模量Eg为76.7GPa,这是强化铝硅酸盐玻璃的特征,用于产生图形的中间框架63的弹性模量Ep为2.27GPa,这是用于中间框架63的PC/ABS掺混物的特征。从图11可知,热应变在玻璃基板52的较薄处(往图形左边)和中间框架63的最厚处(往图形上方)最大。然即使在玻璃基板52的厚度tg 0.5mm和中间框架63的厚度tp 3mm下,热应变为0.12%,这相当于长度1000mm的部件膨胀/收缩1.2mm。故由对准支柱82、86在狭槽84、88内提供至少1.0mm的余隙(例如,至少1.2mm、至少1.5mm、至少1.7mm、至少2.0mm)足以适应粘附至玻璃基板52的中间框架63的热应变。
图12A和图12B示出用于将中间框架63附接到框架64的机构的另一个实施方式。图12A和图12B所示的机构为图8所示的紧固件80的示例实施方式。即在实施方式中,机构可包括在图7所示的第一多个离散附接点81、第二多个离散附接点83、第三多个离散附接点85或第四多个离散附接点87中的任一处。先参考图12A,示出扣夹机构90的横截面图。扣夹机构90包括角柱92,角柱从框架64的外边缘94延伸角柱。角柱92相对于外边缘94形成角度θ。在一个或多个实施方式中,角度θ为50°至80°。中间框架63包括被配置为接合角柱92的环扣96。特别地,中间框架63的环扣96卡在形成在角柱92与外边缘94之间的凹部98内。此可防止环扣96在热膨胀期间滑过角柱92。传统上,用于连结玻璃制品部件的扣夹机构不包括凹部,并且支柱与框架的外表面形成直角。因此,在膨胀期间,某个部件可能会滑过另一部件,而可能使部件脱离。
现参考图12B,示出扣夹机构90的正视图。从图12B可知,角柱92具有平行于纵向边缘50b的第一宽度W1。另外,环扣96在环扣96的表面100内部具有第二宽度W2。第二宽度W2平行于纵向边缘50b。在一个或多个实施方式中,环扣96的第二宽度W2大于角柱92的第一宽度W1。在一个或多个实施方式中,第二宽度W2比第一宽度W1大至多2mm(即,在角柱92各侧提供1mm的余隙),在一个或多个其他实施方式中,第二宽度W2比第一宽度W1大至多4mm(即,在角柱92各侧提供2mm的余隙)。在一个或多个实施方式中,玻璃制品50的纵向边缘上的扣夹机构90在环扣96与角柱92之间提供余隙,以不受约束地沿纵轴膨胀和收缩。在一个或多个实施方式中,玻璃制品50的侧边上的扣夹机构90约束在沿横轴膨胀。
根据另一个实施方式,中间框架63膨胀和收缩可能引起的热应力通过在中间框架63中提供一个或多个伸缩接头来抵消。图13A示出伸缩接头102的第一个实施方式的俯视图,其中在中间框架63的第一区段104a与第二区段104b之间提供断路。第一区段104a和第二区段104b可为中间框架63的部分纵向或垂直边缘。在所示的实施方式中,第一区段104a具有第一端面106a,第二区段104b具有第二端面106b。第一端面106a和第二端面106b为互补。如图13A所示,第一端面106a和第二端面106b从中间框架63的第一表面108(对应内表面或外表面)延伸到中间框架63的第二表面110(对应另一内或外表面)。在一个或多个实施方式中,第一端面106a与第一表面108形成锐角并与第二表面110形成钝角。在一个或多个实施方式中,第二端面106b与第一表面108形成钝角并与第二表面110形成锐角。由于中间框架63的区段104a、104b间的断路和互补端面106a、106b,将端面106a、106b推在一起的膨胀应力遭转向90°,以防止中间框架63屈曲。
图13B示出伸缩接头102的另一个实施方式,其中第一端面106a提供备有突部112,第二端面106b提供备有互补凹部114。从图13B可知,突部112呈圆弧形,凹部114具有匹配曲度。互补突部112和凹部114有助于确保端面106a、106b在膨胀和收缩期间维持对准。
在一个或多个实施方式中,中间框架63每纵向边缘50a包括至少一个伸缩接头102。在一个或多个实施方式中,中间框架63每纵向边缘50a包括至少二伸缩接头102。此外,在一个或多个实施方式中,中间框架63在各侧向边缘50b上可包括一个或多个伸缩接头102。在一个或多个实施方式中,伸缩接头102用于划分中间框架63的长度,例如放置在中间框架63的对称轴或等间隔放置直至框架边缘。
根据又一个实施方式,热应力可通过在中间框架63中提供多个空隙116来减轻,如图14A至图14D所示。空隙116可延伸穿过中间框架63的厚度。图14A示出一个实施方式,其中空隙116为矩形而于第一表面108和第二表面110各自限定腹板118。在中间框架63膨胀和收缩期间,腹板118维持第一区段104a与第二区段104b间的连接。腹板118也维持中间框架63在整个厚度的结构完整性。图14B示出一个实施方式,其中空隙经塑形为菱形。图14C示出一个实施方式,其中多个矩形空隙116(特别是三个矩形空隙116)提供在第一表面108与第二表面110之间。三个空隙116会产生四个腹板118:一个在第一表面108,一个在第二表面110,两个腹板118介于第一表面110与第二表面112中间。图14D示出一个实施方式,其中腹板118斜置在第一区段104a与第二区段104b之间。从图14D可知,三个腹板118限定两个内部空隙116,第一区段104a和第二区段104b于第一表面108或第二表面110处没有连接。
根据再一个实施方式,热应力可通过提供为多孔材料117或包括多孔材料117的区段的中间框架63来减轻,如图15所示。在一个或多个实施方式中,多孔材料117或多孔材料117的区段可具有蜂巢结构或发泡结构。和先前实施方式的空隙116一样,孔隙允许中间框架63有膨胀和收缩的空间而不会造成中间框架63屈曲。在一个或多个实施方式中,中间框架63的材料或其区段具有20%至70%的孔隙率。另外,在一个或多个实施方式中,中间框架63的多孔材料117包括最大横截面尺寸为至少0.1mm的孔隙119,特别是至少0.5mm。另外,在一个或多个实施方式中,孔隙119延伸穿过中间框架63的整个厚度,在一个或多个其他实施方式中,孔隙119仅部分延伸穿过中间框架63的厚度。有利地,多孔材料117允许中间框架63在纵向方向上膨胀和收缩,同时维持中间框架63在整个厚度的机械完整性。
尽管已个别描述前述各实施方式,然在一个或多个实施方式中,前述构造可一起用于适应中间框架63的热膨胀和收缩。例如,中间框架63可经构型备有空隙116或包括多孔材料,并包括延伸穿过框架64的狭槽84、88的对准支柱82、86、或接合框架64的角柱92的环扣96。
如上文所述,中间框架63提供的制造优势在于中间框架63可粘附至呈扁平构造的玻璃基板52,并且中间框架63和玻璃基板52可经冷成型在一起,中间框架63则可在冷成型期间机械附接到框架64,而无需花费大量时间在成型夹具固化上。中间框架63也可用于提供额外的制造优点。例如,在一个或多个实施方式中,中间框架63可用于保持半成品显示器用薄显示膜,如图16所示。在图16中,玻璃基板52具有安装到第二主表面56的显示模块72。背光单元120安装到框架64,并且在背光单元120与显示模块72之间提供间隙G。如图16所示,中间框架63包括从第一构件74延伸的第三构件122,使得第三构件122邻接框架64的内表面。在一个或多个实施方式中,包括所示的实施方式,第三构件122包括保持结构124,保持结构被配置为保持用于背光单元120的膜126。在一个或多个实施方式中,膜126例如为设计改善显示器的效率和性能的偏光板或光导。在此类实施方式中,膜126可为厚度约50微米至约300微米范围内的塑料膜。在一个或多个实施方式中,保持结构124形成在第三构件122中的凹槽供膜126滑入其中。由此,中间框架63可在玻璃制品50组装期间使膜126保持在位,以确保膜126适当定位在组装玻璃制品50中的背光单元120上面。在一个或多个实施方式中,膜126保持在背光单元120与显示模块72之间,特别是在实施方式中接触背光单元120。
在一个或多个其他实施方式中,膜126可由第三构件122将膜126定位在背光单元120与第三构件122的悬垂边缘之间而保持在位。由此,当组装玻璃制品50时,膜126夹在第三构件122与背光单元120之间,如图16所示。如此可防止膜126在制造期间移动或滑动。
从图16所示的实施方式可知,中间框架63利用紧固件80连结到框架64,但在一个或多个其他实施方式中,中间框架63可利用上述任何其他机械连接连结到框架64,例如在框架64的狭槽84、88中的对准支柱82、86或中间框架63的扣环96,这些接合框架64的角柱92。
参考图17,显示和描述玻璃基板52的附加结构细节。如上文所述,玻璃基板52具有厚度T,厚度T为实质上恒定且限定为第一主表面54与第二主表面56间的距离。在不同实施方式中,T可指称玻璃基板的平均厚度或最大厚度。此外,玻璃基板52包括宽度W(限定为第一主表面54或第二主表面56的垂直厚度T的第一最大尺寸)和长度L(限定为第一主表面54或第二主表面56的垂直厚度与宽度两者的第二最大尺寸)。在其他实施方式中,W和L分别可为玻璃基板52的平均宽度和平均长度。
在不同实施方式中,平均或最大厚度T是在0.3mm至2mm的范围内。在不同实施方式中,宽度W是在5cm(公分)至250cm的范围内,长度L是在约5cm至约1500cm的范围内。如上文所述,玻璃基板52的曲率半径(例如,图2A和图2B所示的R)是约30mm至约1000mm。
在实施方式中,玻璃基板52可经强化。在一个或多个实施方式中,玻璃基板52可经强化而包括从表面延伸到压缩深度(DOC)的压缩应力。压缩应力区由表现出拉伸应力的中心部平衡。在DOC处,应力从正(压缩)应力转变成负(拉伸)应力。
在不同实施方式中,玻璃基板52可通过利用制品各部分间的热膨胀系数失配来形成压缩应力区和表现出拉伸应力的中心区而机械强化。在一些实施方式中,玻璃基板可通过加热玻璃达高于玻璃转化点的温度、再快速淬火而热强化。
在不同实施方式中,玻璃基板52可利用离子交换而化学强化。在离子交换工艺中,玻璃基板表面或附近的离子被具相同价数或氧化态的较大离子取代或交换。在玻璃基板包括碱铝硅酸盐玻璃的实施方式中,制品表层的离子和较大离子为一价碱金属阳离子,例如Li+、Na+、K+、Rb+和Cs+。或者,表层的一价阳离子可被除碱金属阳离子以外的一价阳离子取代,例如Ag+等。在此类实施方式中,一价离子(或阳离子)交换到玻璃基板内而产生应力。
离子交换工艺施行一般把玻璃基板浸入含有较大离子以与玻璃基板中较小离子交换的熔融盐浴(或二或更多熔融盐浴)。应注意水性盐浴也可采用。此外,浴组成可包括一种以上的大离子(例如Na+与K+)或单一大离子。本领域技术人员将明白离子交换工艺的参数,包括、但不限于浴组成与温度、浸入时间、玻璃基板浸入一个或多个盐浴的次数、多种盐浴的使用、诸如退火、洗涤等附加步骤,通常取决于玻璃基板的组成(包括制品结构和任何呈现结晶相)和强化使玻璃片欲达成的DOC和CS。示例性熔融浴组成可包括较大碱金属离子的硝酸盐类、硫酸盐类和氯化物。典型硝酸盐类包括KNO3、NaNO3、LiNO3、NaSO4和上述组合物。熔融盐浴的温度一般为约380℃至至多约450℃,而浸入时间为约15分钟至至多约100小时,这视玻璃基板厚度、浴温和玻璃(或一价离子)扩散率而定。然也可采用不同于上述的温度和浸入时间。
在一个或多个实施方式中,玻璃基板52可浸入温度约370℃至约480℃的100%NaNO3、100% KNO3或NaNO3与KNO3组合物的熔融盐浴。在一些实施方式中,玻璃基板可浸入包括约5%至约90%的KNO3和约10%至约95%的NaNO3的熔融混合盐浴。在一个或多个实施方式中,玻璃基板可在浸入第一浴后浸入第二浴。第一和第二浴彼此可具有不同的组成和/或温度。第一和第二浴的浸入时间可不相同。例如,浸入第一浴的时间可比浸入第二浴的时间久。
在一个或多个实施方式中,玻璃基板可浸入包括NaNO3与KNO3(例如49%/51%、50%/50%、51%/49%)且温度低于约420℃(例如约400℃或约380℃)的熔融混合盐浴,计小于约5小时或甚至约4小时或更少。
离子交换条件可修改以于所得玻璃基板表面或附近提供“尖峰”或增加应力轮廓的斜率。尖峰可导致更大的表面CS值。由于用于所述玻璃基板的玻璃组成物的独特性质,尖峰可由单一浴或多个浴达成,其中浴可具有单一组成或混合组成。
在一个或多个实施方式中,其中超过一种一价离子交换至玻璃基板内,不同的一价离子可交换到玻璃基板内的不同深度(和在玻璃基板内不同深度处产生不同量值的应力)。应力产生离子的所得相对深度可决定和引发不同的应力轮廓特性。
CS使用此领域已知手段测量,例如使用市售仪器和表面应力计(FSM),例如Orihara Industrial有限公司(日本)制造的FSM-6000。表面应力测量仰赖应力光学系数(SOC)的精确测量,SOC与玻璃双折射有关。SOC进而以此领域已知方法测量,例如光纤和四点弯曲法,两者均描述于名称为“Standard Test Method for Measurement of GlassStress-Optical Coefficient”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,和块体圆柱法。如本文所用,CS可为“最大压缩应力”,这是在压缩应力层内测得的最高压缩应力值。在一些实施方式中,最大压缩应力位于玻璃基板的表面。在其他实施方式中,最大压缩应力可能出现在表面以下的深度,使压缩轮廓呈现“埋峰”样貌。
DOC可以FSM或散射光偏光仪(SCALP)(例如取自位于爱沙尼亚Tallinn的Glasstress Ltd.的SCALP-04散射光偏光仪)测量,这视强化方法和条件而定。当玻璃基板以离子交换处理来化学强化时,可利用FSM或SCALP,这视何种离子交换至玻璃片内而定。当钾离子交换至玻璃基板内而于玻璃基板中产生应力时,FSM用于测量DOC。当钠离子交换至玻璃基板内而产生应力时,SCALP用于测量DOC。当钾与钠离子皆交换至玻璃内而于玻璃基板中产生应力时,DOC以SCALP测量,这是因为据信钠交换深度指示DOC,钾离子交换深度指示压缩应力量值变化(但不会从压缩变成拉伸);此类玻璃基板中的钾离子交换深度以FSM测量。中心张力或CT是最大拉伸应力,并且以SCALP测量。
在一个或多个实施方式中,玻璃基板可经强化而表现出DOC,DOC描述为玻璃基板的厚度T的分数(如本文所述)。例如,在一个或多个实施方式中,DOC可为约0.05T至约0.25T。在一些情况下,DOC可为约20微米(μm)至约300μm。在一个或多个实施方式中,强化玻璃基板52可具有约200MPa或更大、约500MPa或更大、或约1050MPa或更大的CS(此可存于玻璃基板的表面或深处)。在一个或多个实施方式中,强化玻璃基板可具有约20MPa至约100MPa或更大的最大拉伸应力或中心张力(CT)。
用作玻璃基板52的适合玻璃组成物包括钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃和含碱硼铝硅酸盐玻璃。
除非另行指明,本文所述玻璃组成物以氧化物为基础按摩尔百分比(摩尔%)描述。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可包括约66摩尔%至约80摩尔%的SiO2量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括约3摩尔%至约15摩尔%的Al2O3量。在一个或多个实施方式中,玻璃制品描述为铝硅酸盐玻璃制品或包括铝硅酸盐玻璃组成物。在此类实施方式中,玻璃组成物或由此形成的制品包括SiO2和Al2O3,并且不为钠钙硅酸盐玻璃。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括约0.01摩尔%至约5摩尔%的B2O3量。然在一个或多个实施方式中,玻璃组成物实质上不含B2O3。如本文所用,有关组成物的组分的短语“实质上不含”意指在初始批料处理期间,非主动地或有意地将该组分加入组成物,而是如杂质般以小于0.001摩尔%的量存在。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物选择性包括约0.01摩尔%至2摩尔%的P2O5量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物实质上不含P2O5。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可包括总量约8摩尔%至约20摩尔%的R2O(这是碱金属氧化物的总量,例如Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O)。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可实质上不含Rb2O、Cs2O、或Rb2O与Cs2O两者。在一个或多个实施方式中,R2O可只包括Li2O、Na2O和K2O的总量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可包括选自Li2O、Na2O和K2O的至少一种碱金属氧化物,其中碱金属氧化物的存在量为大于约8摩尔%或更多。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括约8摩尔%至约20摩尔%的Na2O量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括约0摩尔%至约4摩尔%的K2O量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可实质上不含K2O。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物实质上不含Li2O。在一个或多个实施方式中,组成物中的Na2O量可大于Li2O量。在一些情况下,Na2O量可大于Li2O与K2O的合计量。在一个或多个实施方式中,组成物中的Li2O量可大于Na2O量、或Na2O与K2O的合计量。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可包括总量约0摩尔%至约2摩尔%的RO(这是碱土金属氧化物的总量,例如CaO、MgO、BaO、ZnO和SrO)。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括小于约1摩尔%的CaO量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物实质上不含CaO。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括约0摩尔%至约7摩尔%的MgO量。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括等于或小于约0.2摩尔%的ZrO2量。在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括等于或小于约0.2摩尔%的SnO2量。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物可包括赋予玻璃制品颜色或色调的氧化物。在一些实施方式中,玻璃组成物包括在玻璃制品曝照紫外线辐射时防止玻璃制品变色的氧化物。此类氧化物示例包括、但不限于Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、W和Mo的氧化物。
在一个或多个实施方式中,玻璃组成物包括表示为Fe2O3的Fe,其中Fe的存在量为至多1摩尔%。当玻璃组成物包括TiO2时,TiO2的存在量可为约5摩尔%或更少。
示例性玻璃组成物包括约65摩尔%至约75摩尔%的SiO2量、约8摩尔%至约14摩尔%的Al2O3量、约12摩尔%至约17摩尔%的Na2O量、约0摩尔%至约0.2摩尔%的K2O量和约1.5摩尔%至约6摩尔%的MgO量。选择性地,SnO2可以本文所述以外的量包括在内。应理解虽然前面玻璃组成物段落陈述近似范围,但在其他实施方式中,玻璃基板52可由落在上述任一精确数值范围内的任何玻璃组成物制成。
除非明确指出,否则本文提及的任何方法决不旨在被解释成要求按特定顺序进行该方法的步骤。因此,当方法权利要求未实际叙述步骤遵循顺序,或者权利要求书或实施方式未具体指出步骤限于特定顺序时,不旨在推断任何特定顺序。此外,如本文所用,冠词“一”旨在包括一个或多于一个部件或元件,并且不旨在解释成表示仅一个。
本领域技术人员将明白,在不脱离所述实施方式的精神或范围内可进行各种修改和变化。由于本领域技术人员可想出所公开的实施方式的符合实施方式的精神和本质的修改、组合、子组合和变化,所公开的实施方式应当被解释成包括在随附权利要求书的范围内的一切事物和其等同物。
Claims (41)
1.一种玻璃制品,包括:
玻璃基板,包括第一主表面和第二主表面,所述第二主表面与所述第一主表面相对;
中间框架,附接到所述玻璃基板的所述第二主表面;以及
框架;
其中所述中间框架附接到所述框架,使得所述框架更多地限制所述中间框架在第一方向上的热维度变化而不是所述中间框架在第二方向上的热维度变化。
2.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述中间框架附接到所述框架,使得所述框架将所述中间框架和所述玻璃基板保持为弯曲形状。
3.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃制品,其中所述框架包括纵向边缘和侧向边缘,所述纵向边缘比所述侧向边缘长,其中所述纵向边缘在所述第二方向上延伸并且所述侧向边缘在所述第一方向上延伸。
4.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述中间框架由粘合剂层附接到所述玻璃基板,其中所述中间框架于位于最大粘合剂拉伸应力点处的多个离散附接点处附接到所述框架,所述最大粘合剂拉伸应力所述玻璃基板与所述中间框架的弯曲应力所致。
5.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述中间框架在沿所述框架的所述侧向边缘间隔开的第一多个离散附接点处附接到所述框架。
6.如权利要求5所述的玻璃制品,其中所述第一多个离散附接点沿整个所述侧向边缘均匀分布。
7.如权利要求5或权利要求6所述的玻璃制品,进一步包括第二多个离散附接点,所述第二多个离散附接点位于所述框架的所述纵向边缘上、在所述中间框架与所述框架之间,其中所述框架的每个纵向边缘包括半长(L),所述半长(L)从所述纵向边缘中的一者与所述侧向边缘中的一者相会的角部延伸到每个纵向侧边的中点,并且其中所述第二多个离散附接点位于距每个角部0.075L至0.15L的距离处。
8.如权利要求5至7中任一项所述的玻璃制品,其中所述第一多个离散附接点、所述第二多个离散附接点或所述第一多个离散附接点与所述第二多个离散附接点两者包括形成在所述框架中的狭槽和从所述中间框架延伸穿过所述狭槽的支柱。
9.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述框架包括多个对准狭槽,并且其中所述中间框架包括被配置为接合所述多个对准狭槽的多个对准支柱。
10.如权利要求9所述的玻璃制品,其中所述多个对准狭槽包括在所述侧向边缘的第一对准狭槽,所述第一对准狭槽包括第一宽度和垂直于所述第一宽度并平行于所述侧向边缘的第一长度,其中所述多个对准支柱包括对应于所述侧向边缘的所述第一对准狭槽的第一对准支柱,其中所述第一对准支柱包括第二宽度和垂直于所述第二宽度并平行于所述侧向边缘的第二长度,其中所述第二长度实质上等于所述第一长度,并且其中所述第二宽度小于所述第一宽度。
11.如权利要求10所述的玻璃制品,其中所述第二宽度比所述第一宽度小至多4mm。
12.如权利要求9至11中任一项所述的玻璃制品,其中所述多个对准狭槽进一步包括第二对准狭槽,所述第二对准狭槽在纵向边缘上,其中所述第二对准狭槽包括平行于所述纵向边缘的第三宽度和垂直于所述第三宽度的第三长度,其中所述多个对准支柱包括对应于所述第二对准狭槽的第二对准支柱,其中所述第二对准支柱包括平行于所述纵向边缘的第四宽度和垂直于所述第四宽度的第四长度,并且其中所述第四宽度实质上等于所述第三宽度。
13.如权利要求12所述的玻璃制品,其中所述第四长度实质上等于所述第三长度。
14.如权利要求12所述的玻璃制品,其中所述第四长度比所述第三长度小至多4mm。
15.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述中间框架和所述框架由多个扣夹附接。
16.如权利要求15所述的玻璃制品,其中所述框架包括设置在所述中间框架上的支撑表面和实质上垂直于所述支撑表面的外边缘,其中所述多个扣夹包括:
多个角柱,各自以锐角从所述外边缘延伸,使得所述多个角柱中的每一者与所述框架的所述外边缘形成凹部,以及
对应多个环扣,形成在所述中间框架上,所述对应多个环扣中的每一者被配置为在所述中间框架热膨胀后接合所述多个角柱中的每一者的所述凹部。
17.如权利要求16所述的玻璃制品,其中所述对应多个环扣中的每一者包括具第一宽度的环形开口,其中所述多个角柱中的每一者具有第二宽度,并且其中所述第一宽度大于所述第二宽度。
18.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括周边,其中所述中间框架包括形成在所述周边中的多个伸缩接头,并且其中每个伸缩接头包括所述中间框架的第一区段,所述第一区段与所述中间框架的第二区段断开。
19.如权利要求18所述的玻璃制品,其中所述第一区段和所述第二区段包括互补端面。
20.如权利要求19所述的玻璃制品,其中所述互补端面的第一端面包括突出构件,并且所述互补端面的第二端面包括凹入构件。
21.如权利要求3所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括多个区域,所述多个区域具有穿过所述中间框架的厚度形成的至少一个空隙。
22.如权利要求21所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括在所述至少一个空隙的相对两侧上的第一区段和第二区段,其中所述第一区段和所述第二区段由至少一个腹板连接。
23.如前述权利要求中任一项所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括多孔材料,所述多孔材料包括20%至70%的孔隙率。
24.如权利要求23所述的玻璃制品,其中所述多孔材料包括发泡结构或蜂巢结构中的至少一者。
25.如权利要求23至24中任一项所述的玻璃制品,其中所述多孔材料包括具有最大横截面尺寸为至少0.1mm的孔隙。
26.一种玻璃制品,包括:
玻璃基板,包括第一主表面和第二主表面,所述第二主表面与所述第一主表面相对;
中间框架,附接到所述玻璃基板的所述第二主表面;以及
框架;
其中所述中间框架由多个离散附接点或以响应于所述中间框架的热膨胀或收缩而允许在所述中间框架与所述框架之间的相对移动的方式附接到所述框架。
27.如权利要求26所述的玻璃制品,其中所述多个离散附接点位于最大粘合剂拉伸应力点处。
28.如权利要求26或权利要求27所述的玻璃制品,其中所述框架包括纵向边缘和侧向边缘,所述纵向边缘比所述侧向边缘长,并且其中所述多个离散附接点包括沿所述框架的所述侧向边缘间隔开的第一离散附接点。
29.如权利要求28所述的玻璃制品,其中所述第一离散附接点沿整个所述侧向边缘均匀分布。
30.如权利要求28或权利要求29所述的玻璃制品,其中所述多个离散附接点包括第二离散附接点,所述第二离散附接点位于所述框架的所述纵向边缘上、在所述中间框架与所述框架之间,其中所述框架的每个纵向边缘包括半长(L),所述半长(L)从所述纵向边缘中的一者与所述侧向边缘中的一者相会的角部延伸,并且其中所述第二离散附接点位于距各角部0.075L至0.15L的距离处。
31.如权利要求26所述的玻璃制品,其中所述框架包括多个对准狭槽,并且其中所述中间框架包括被配置为接合所述多个对准狭槽的多个对准支柱,其中所述框架包括纵向边缘和侧向边缘,所述纵向边缘比所述侧向边缘长,其中所述多个对准狭槽包括在所述侧向边缘的第一对准狭槽,所述第一对准狭槽包括第一宽度和垂直于所述第一宽度并平行于所述侧向边缘的第一长度,其中所述多个对准支柱包括对应于所述侧向边缘的所述第一对准狭槽的第一对准支柱,其中所述第一对准支柱包括第二宽度和垂直于所述第二宽度并平行于所述侧向边缘的第二长度,其中所述第二长度实质上等于所述第一长度,其中所述第二宽度比所述第一宽度小至多4mm。
32.如权利要求31所述的玻璃制品,其中所述多个对准狭槽进一步包括在纵向边缘的第二对准狭槽,其中所述第二对准狭槽包括平行于所述纵向边缘的第三宽度和垂直于所述第三宽度的第三长度,其中所述多个对准支柱包括对应于所述第二对准狭槽的第二对准支柱,其中所述第二对准支柱包括平行于所述纵向边缘的第四宽度和垂直于所述第四宽度的第四长度,并且其中所述第四宽度实质上等于所述第三宽度。
33.如权利要求32所述的玻璃制品,其中:
所述第四长度实质上等于所述第三长度,或
其中所述第四长度比所述第三长度小至多4mm。
34.如权利要求26所述的玻璃制品,其中所述中间框架和所述框架由多个扣夹附接,其中所述框架包括设置在所述中间框架上的支撑表面和实质上垂直于所述支撑表面的外边缘,其中所述多个扣夹包括:
多个角柱,各自以锐角从所述外边缘延伸,使得所述多个角柱中的每一者与所述框架的所述外边缘形成凹部,以及
对应多个环扣,形成在所述中间框架上,所述对应多个环扣的每一者被配置为于所述中间框架热膨胀后接合所述多个角柱中的每一者的所述凹部。
35.如权利要求34所述的玻璃制品,其中所述对应多个环扣中的每一者包括具第一宽度的环形开口,其中所述多个角柱中的每一者具有第二宽度,并且其中所述第一宽度大于所述第二宽度。
36.如权利要求26所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括周边,其中所述中间框架包括形成在所述周边的多个伸缩接头,并且其中每个伸缩接头包括所述中间框架的第一区段,所述第一区段与所述中间框架的第二区段断开,其中所述第一区段和所述第二区段包括互补端面,其中所述互补端面的第一端面包括突出构件,并且所述互补端面的第二端面包括凹入构件。
37.如权利要求26所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括具有至少一个空隙的多个区域,所述空隙形成穿过所述中间框架的厚度。
38.如权利要求37所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括在所述至少一个空隙的相对两侧的第一区段和第二区段,并且其中所述第一区段和所述第二区段由至少一个腹板连接。
39.如权利要求26至38中任一项中任一项所述的玻璃制品,其中所述中间框架包括多孔材料,其中所述多孔材料包括发泡结构或蜂巢结构中的至少一者,其中所述多孔材料包括20%至70%的孔隙率。
40.如权利要求39所述的玻璃制品,其中所述多孔材料包括具有最大横截面尺寸为至少0.1mm的孔隙。
41.如权利要求40所述的玻璃制品,其中所述最大横截面尺寸与所述中间框架的厚度对准。
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