JP2022551923A - カバーガラスを備えた湾曲したディスプレイにおいて信頼度を高めると共に応力むらを減じるための外周の接着剤 - Google Patents

カバーガラスを備えた湾曲したディスプレイにおいて信頼度を高めると共に応力むらを減じるための外周の接着剤 Download PDF

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Abstract

湾曲したディスプレイアセンブリの実施形態が開示されている。アセンブリは、第１の主面と第２の主面とを有するガラスシートを含む。第２の主面は、ガラスシートの第１の曲率を規定しており、第１の曲率は、曲げ軸線を有する。アセンブリは、また、第１のディスプレイ表面と第２のディスプレイ表面との間に第２の厚さを有する湾曲したディスプレイを含む。ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合いかつ曲げ軸線に対して平行な２つの張出し縁部とを有する。第１の接着剤は、第２のディスプレイ表面をディスプレイ領域における第２の主面に結合する。第２の接着剤は、２つの張出し縁部の各々と第２の主面との間に配置されている。第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する。張出し縁部はそれぞれ、ディスプレイ領域の外側に、湾曲したディスプレイの第２の厚さの少なくとも３倍である距離にわたって延在している。

Description

関連出願
本願は、米国特許法第１１９条のもと、２０１９年１０月１７日に出願された米国仮出願第６２／９１６，６６０号の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
本開示は、ガラスを含む湾曲したディスプレイアセンブリおよび同湾曲したディスプレイアセンブリを形成するための方法、より詳細には、ディスプレイを曲げることに関連した応力むらを減じた湾曲したディスプレイアセンブリおよび同湾曲したディスプレイアセンブリを形成するための方法に関する。
乗物室内、機器、および家庭用電化製品は湾曲面を含み、そのような湾曲面にディスプレイを組み込むことができる。そのような湾曲面を形成するために使用される材料は、典型的には、ガラスのような耐久性と光学性能とを示さないポリマに限定される。そのため、特にディスプレイ用のカバーとして使用する場合、湾曲したガラスシートが所望される。そのような湾曲したディスプレイアセンブリを形成する既存の方法は、バックライト付きディスプレイからの光漏れに関連する光学的な欠陥を含む欠点を有している。したがって、本出願人は、湾曲したガラスシートを組み込むことができる湾曲したディスプレイアセンブリと、光漏れの問題を被らない湾曲したディスプレイとの必要性を認識した。
一態様によれば、本開示の実施形態は、湾曲したディスプレイアセンブリに関する。湾曲したディスプレイアセンブリは、第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを有するガラスシートを含む。ガラスシートは、第１の主面と第２の主面との間で測定された第１の厚さを有する。第２の主面は、ガラスシートの第１の曲率半径を規定しており、第１の曲率半径は、曲げ軸線を有する。湾曲したディスプレイアセンブリは、また、第１のディスプレイ表面と第２のディスプレイ表面との間に第２の厚さを有する湾曲したディスプレイを含む。ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合いかつ曲げ軸線に対して平行である２つの張出し縁部とを備える。湾曲したディスプレイアセンブリは、湾曲したディスプレイの第２のディスプレイ表面をディスプレイ領域内のガラスシートの第２の主面に結合する第１の接着剤を含む。湾曲したディスプレイアセンブリは、２つの張出し縁部の各々をガラスシートの第２の主面に結合する第２の接着剤をさらに含む。第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する。張出し縁部はそれぞれ、ディスプレイ領域の外側に、湾曲したディスプレイの第２の厚さの少なくとも３倍である距離にわたって延在している。
別の態様によれば、本開示の実施形態は、湾曲したディスプレイアセンブリを形成する方法に関する。方法において、第１の主面と、第２の主面とを備えるガラスシートが提供される。第２の主面は、第１の主面と反対側にある。ディスプレイは、ガラスシートの第２の主面に結合される。ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合う２つの張出し縁部とを備える。ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合される。第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する。また、方法において、ガラスシートおよびディスプレイをガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度で曲げて、ガラスシートおよびディスプレイに曲げ軸線を有する曲率を形成する。２つの張出し縁部は、曲げ軸線に対して平行であり、２つの張出し縁部の各々は、ディスプレイ領域を越えて、少なくともディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している。
さらに別の態様によれば、本開示の実施形態は、湾曲したガラス物品を形成する方法に関する。方法において、第１の主面と、第２の主面とを備える湾曲したガラスシートが提供される。第２の主面は、第１の主面と反対側にあり、曲げ軸線を有する曲率を規定する。ディスプレイは、ガラスシートの曲率を超えて曲げられる。ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合いかつ曲げ軸線に対して平行な２つの張出し縁部とを備える。さらに、方法において、ディスプレイは、ガラスシートの第２の主面に結合される。ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合される。第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する。２つの張出し縁部の各々は、ディスプレイ領域を越えて、少なくともディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している。
付加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部は、その説明から当業者に容易に明らかになるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することによって認識される。
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は両方とも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することが意図されていることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成している。図面は、１つ以上の実施形態を示し、説明と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明するのに役立つ。
例示的な実施形態による、乗物室内システムを備えた乗物室内の斜視図である。 例示的な実施形態による、湾曲したガラスアセンブリを示す図である。 例示的な実施形態による、ガラスシートに結合されたＬＣＤの拡大図である。 例示的な実施形態による、湾曲したガラスアセンブリの背面図である。 例示的な実施形態による、円筒状に曲げられたガラスシートの方向上の変形を示す図である。 例示的な実施形態による、図５の円筒状に曲げられたガラスシートを横切る応力分布を示す図である。 従来のディスプレイアセンブリの光漏れ率を示す図である。 本開示による湾曲したディスプレイアセンブリの光漏れ率を示す図である。 例示的な実施形態による、接着剤の弾性率の関数としての最大光漏れ率を示す図である。 例示的な実施形態による、例示的な寸法のガラスシートを示す図である。
ここから、湾曲したディスプレイアセンブリの様々な実施形態を詳細に参照し、例示的な湾曲したディスプレイアセンブリを添付の図面に示す。湾曲したディスプレイアセンブリは、カバーガラスシートと、カバーガラスが取り付けられる外側フレームと、カバーガラスに結合されたディスプレイパネルと、外側フレームに取り付けられたバックライトモジュールとを含む。実施形態では、カバーガラスシートと外側フレームとは両方とも、ディスプレイの領域内において円筒形状を有しているが、ディスプレイの領域の外側においては他の形状および他の曲率を有してよい。さらに、湾曲したディスプレイアセンブリは、各ディスプレイに対して異なる曲率半径および異なる軸線を含む１つよりも多いディスプレイを含んでよい。本明細書に記載されているように、ディスプレイパネルは、光学的に透明な接着剤を使用してカバーガラスに結合され、ディスプレイの外側縁部では、より高い弾性率を有する第２の接着剤が、ディスプレイの縁部をカバーガラスに結合するために使用されている。第２の接着剤は、ディスプレイの縁部に曲げモーメントを生じさせて、応力むらの外観（例えば、ガラス層における応力に起因するバックライトモジュールからの光漏れ）を減じる。湾曲したディスプレイアセンブリおよび同湾曲したディスプレイアセンブリを形成する方法の様々な態様および利点を、本明細書に記載されて図面に示された例示的な実施形態に関連して説明する。
本明細書に記載の湾曲したディスプレイアセンブリは、家庭用電化製品（コンピュータモニタ、テレビなど）、機器、および様々な乗物室内を含む、様々な異なる状況に適用可能である。湾曲したディスプレイアセンブリを使用するための１つのあり得る状況を説明するために、図１は、１つ以上の湾曲したディスプレイアセンブリを組み込むことができる、乗物室内システム１００，２００，３００の３つの異なる実施形態を含む例示的な乗物室内１０００を示す。乗物室内システム１００は、湾曲したディスプレイ１３０を含む湾曲面１２０を備えた、センタコンソールベース１１０として示されるベースを含む。乗物室内システム２００は、湾曲したディスプレイ２３０を含む湾曲面２２０を備えた、ダッシュボードベース２１０として示されるベースを含む。ダッシュボードベース２１０は、典型的には、湾曲したディスプレイも含んでよいインストルメントパネル２１５を含む。乗物室内システム３００は、湾曲面３２０と湾曲したディスプレイ３３０とを備えた、ステアリングホイールベース３１０として示されるベースを含む。１つ以上の実施形態では、乗物室内システムは、アームレスト、ピラー、シートバック、フロアボード、ヘッドレスト、ドアパネルまたは湾曲面を含む乗物室内の任意の部分であるベースを含む。他の実施形態では、ベースは、自立型ディスプレイ（すなわち、乗物の一部に恒久的には接続されていないディスプレイ）のためのハウジングの一部である。本明細書で説明するように、湾曲したディスプレイアセンブリは、前述のベースのいずれかの内部などに湾曲したディスプレイを提供するために、前述のベースのいずれかに結合することができるフレームに取り付けられる。したがって、本明細書に記載の湾曲したディスプレイアセンブリは、乗物室内システム１００，２００，３００などの各々で使用することができる。
さらに、湾曲したディスプレイアセンブリのガラス材料は、その重量、美的外観などに基づいて選択されてよく、ガラスコンポーネントを隣り合う非ガラスコンポーネントと視覚的に合致させるために、パターン（例えば、刷毛塗り金属外観、木目調外観、皮革調外観、着色外観など）の装飾コーティング（例えば、インクコーティングまたは顔料コーティング）が提供されてもよい。特定の実施形態では、そのようなインクコーティングまたは顔料コーティングは、デッドフロント機能性を提供する透明性レベルを有することができる。付加的または代替的に、ガラス材料は、タッチ機能を提供するコーティングなどの機能的コーティングを備えていてよい。
図２は、例示的な実施形態による湾曲したディスプレイ１３０，２３０，３３０のためのカバーガラスなどの湾曲したディスプレイアセンブリ１０を示している。図２は湾曲したディスプレイ１３０，２３０，３３０を形成する観点から説明されているが、図２の湾曲したディスプレイアセンブリ１０は、図１の乗物室内システムのいずれかの湾曲したガラスコンポーネントまたは乗物室内１０００の他の湾曲したガラス表面を含む、任意の適切な湾曲したガラスの用途で使用してよいことを理解されたい。そのような湾曲したガラスコンポーネントは、ディスプレイ領域または非ディスプレイ領域、例えば、平坦なディスプレイ領域および湾曲した非ディスプレイ領域、複数の湾曲したディスプレイ、ならびに湾曲したディスプレイ領域および湾曲した非ディスプレイ領域であってよい。
図２は、例示的な実施形態による湾曲したディスプレイアセンブリ１０の断面図を示している。図２に示されるように、湾曲したディスプレイアセンブリ１０は、接着層１６を介してフレーム１４に結合された湾曲したガラスシート１２を含む。ガラスシート１２は、第１の主面１８と、第１の主面１８と反対側の第２の主面２０とを有する。第１の主面１８と第２の主面２０との間の距離は、相互間の厚さＴ１を規定する。さらに、第１の主面１８および第２の主面２０は、ガラスシート１２の周囲の周りに延在する副面２２によって接続されている。
ガラスシート１２は、第１の主面１８と第２の主面２０とが曲率半径Ｒ１を有する少なくとも１つの湾曲したセクションをそれぞれ含むような湾曲した形状を有する。実施形態では、Ｒ１は３０ｍｍ～５ｍである。さらに、実施形態では、ガラスシート１２は、０．０５ｍｍ～２ｍｍである厚さＴ１（例えば、表面１８と表面２０との間で測定された平均厚さ）を有する。特定の実施形態では、Ｔ１は１．５ｍｍ以下であり、より具体的な実施形態では、Ｔ１は０．３ｍｍ～１．３ｍｍである。本出願人は、そのような薄いガラスシートは、破損することなく冷間成形を利用して様々な湾曲した形状に冷間成形することができ、同時に様々な乗物室内用途に高品質のカバー層を提供できることを発見した。加えて、そのような薄いガラスシート１２は、より容易に変形させることができ、これは、フレーム１４に対して存在する可能性がある形状の不一致および隙間を補償する可能性を含んでいる。
様々な実施形態では、ガラスシート１２の第１の主面１８および／または第２の主面２０は、１つ以上の表面処理部または表面層を含む。表面処理部は、第１の主面１８および／または第２の主面２０の少なくとも一部を覆ってよい。例示的な表面処理部は、アンチグレア表面／アンチグレアコーティング、反射防止表面／反射防止コーティング、および防汚表面コーティング／防汚表面処理部を含む。１つ以上の実施形態では、第１の主面１８および／または第２の主面２０の少なくとも一部は、アンチグレア表面、反射防止表面、および防汚コーティング／防汚処理部のいずれか１つ、任意の２つ、または３つ全てを含んでよい。例えば、第１の主面１８は、アンチグレア表面を含んでよく、第２の主面２０は、反射防止表面を含んでよい。別の例では、第１の主面１８は、反射防止表面を含み、第２の主面２０は、アンチグレア表面を含む。更なる別の例では、第１の主面１８は、防汚コーティングを含み、第２の主面２０は、アンチグレア表面および反射防止表面のいずれかまたは両方を含む。１つ以上の実施形態では、アンチグレア表面は、エッチングされた表面を含む。１つ以上の実施形態では、反射防止表面は、多層コーティングを含む。
実施形態では、ガラスシート１２はまた、第１の主面１８および／または第２の主面２０上に顔料デザインを含んでよい。顔料デザインは、顔料（例えば、インク、塗料など）から形成された任意の美的デザインを含んでよく、例えば、木目調デザイン、刷毛塗り金属デザイン、グラフィックデザイン、肖像画、またはロゴを含んでよい。顔料デザインはガラスシートに印刷することができる。
一般に、ガラスシート１２は、湾曲面を有するチャック上に配置された状態でガラスシート１２に曲げ力を加えることにより、冷間成形または冷間曲げにより所望の湾曲した形状に成形することができる。有利には、ガラスシート１２に湾曲を生じさせる前に、平坦なガラスシート１２に表面処理部を適用することがより容易であり、冷間成形により、表面処理部を破壊することなく、処理されたガラスシート１２を曲げることができる。実施形態では、冷間成形プロセスは、ガラスシート１２のガラス転移温度よりも低い温度で実施される。特に、冷間成形プロセスは、室温（例えば、約２０℃）またはわずかに高い温度、例えば、２００℃以下、１５０℃以下、１００℃以下、または５０℃以下で実施することができる。それにもかかわらず、ディスプレイにおける応力むらの低減に関する本開示の教示は、湾曲したディスプレイアセンブリ１０で使用される熱間成形ガラスシート１２にも適用される。
図２に示すように、接着層１６は、ガラスシート１２の第２の主面２０上に配置されている。接着層１６は、１つ以上のディスプレイ２８をガラスシート１２の第２の主面２０に結合する、第１の接着剤２４と第２の接着剤２６とを含む。接着層１６は、フレーム１４をガラスシート１２の第２の主面２０に接着するための第３の接着剤３０を含む。一実施形態では、第１の接着剤２４は、光学的に透明な接着剤であり、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、構造用の接着剤である。実施形態では、第２の接着剤２６と第３の接着剤３０とは、同一の接着剤であり、他の実施形態では、第２の接着剤２６と第３の接着剤とは、異なる接着剤である。
実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、例えば、周辺温度で約１時間の過程にわたって硬化した後、長期間の強度を提供する。実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０の例示的な接着剤は、強化エポキシ、可撓性エポキシ、アクリル、シリコーン、ウレタン、ポリウレタン、またはシラン変性ポリマのうちの少なくとも１つを含む。特定の実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、EP21TDCHT-LO（ニュージャージー州ハッケンサックにあるMasterbond（登録商標）から入手可能）、3M（商標） Scotch-Weld（商標） Epoxy DP460 Off-White（ミネソタ州セントポールにある3Mから入手可能）などの１つ以上の強化エポキシを含む。他の実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、Masterbond EP21TDC-2LO（ニュージャージー州ハッケンサックにあるMasterbond（登録商標）から入手可能）、3M（商標） Scotch-Weld（商標） Epoxy 2216 B/A Gray（ミネソタ州セントポールにある3Mから入手可能）、および3M（商標） Scotch-Weld（商標） Epoxy DP125などの１つ以上の可撓性エポキシを含む。更なる他の実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、LORD（登録商標）Adhesive 410/Accelerator19 w/LORD（登録商標）AP134primer、LORD（登録商標）Adhesive852/LORD（登録商標）Accelerator25GB（どちらもノースカロライナ州ケーリーにあるLORD Corporationから入手可能）、DELO PUR SJ9356（ドイツのヴィンダッハにあるDELO Industrial Adhesivesから入手可能）、Loctite（登録商標）AA4800、Loctite（登録商標）HF8000、TEROSON（登録商標）MS9399、およびTEROSON（登録商標）MS647-2C（これらの４つは、ドイツのデュッセルドルフにあるHenkel AG&Co. KGaAから入手可能である）などの１つ以上のアクリルを含む。更なる他の実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、3M（商標） Scotch-Weld（商標） Urethane DP640 Brownおよび3M（商標） Scotch-Weld（商標） Urethane DP604などの１つ以上のウレタンを含み、更なる別の実施形態では、第２の接着剤２６および第３の接着剤３０は、Dow Corning（登録商標）995（ミシガン州ミッドランドにあるDow Corning Corporationから入手可能）などの１つ以上のシリコーンを含む。第１の接着剤２４は、様々な適切な（すなわち、光学的に透明な）エポキシ、ウレタン、シリコーン、またはアクリルのいずれかであってよい。
実施形態では、第１の接着剤２４は、第２の接着剤２６の弾性率よりも小さい弾性率を有する。実施形態では、第１の接着剤２４は、０．５ＭＰａ未満の弾性率を有し、特に１０ｋＰａ～１００ｋＰａの範囲にある。実施形態では、第２の接着剤２６は、少なくとも０．５ＭＰａの弾性率を有し、例えば、０．５ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲にある。さらに、実施形態では、第３の接着剤３０は、少なくとも２．０ＭＰａの弾性率を有し、例えば、２．０ＭＰａ～２０ＭＰａの範囲にある。
図示の実施形態では、ディスプレイ２８は湾曲しており、ガラスシート１２の湾曲した領域３２上に設けられている。実施形態では、ガラス物品１０は、Ｖ字形（例えば、湾曲した領域３２の両側に平坦セクションを有している）、Ｃ字形（湾曲したディスプレイアセンブリ１０の端部同士の間で連続的に湾曲した曲げ領域３２）、Ｊ字形（１つの平坦セクションおよび１つの曲げ領域３２）、Ｓ字形（反対の曲率を備えた２つの曲げ領域３２）、および他の可能な構成など、様々な湾曲した形状であればいずれでも可能である。各ディスプレイ２８は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、量子ドットＬＥＤ（ＱＬＥＤ）ディスプレイ、またはプラズマディスプレイなどの様々な適切な種類のディスプレイのいずれかであってよい。さらに、ディスプレイ２８またはガラスシート１２は、ディスプレイ２８および／またはディスプレイが組み込まれているシステムと相互作用するためのタッチ機能を含んでよい。
ディスプレイ２８のガラスシート１２への結合を説明するために、図３は、ガラスシート１２に結合されたＬＣＤ２８を示しており、以下の説明は、ＬＣＤに関して構成されている。しかしながら、この説明は本質的に例示的なものであり、そこで説明されている概念がＬＣＤにのみ適用されることを意味するものではない。代わりに、この概念は、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＱＬＥＤディスプレイ、およびプラズマディスプレイなどにも適用される。
従来のＬＣＤでは、むらはディスプレイのガラス層の応力（つまり「応力むら」）の結果として現れることがある。このようなＬＣＤでは、ガラス層の応力が複屈折を引き起こし、これにより、ガラスが透過する光の偏光が変化する可能性がある。従来のＬＣＤでは、この偏光の変化により、光を透過させないことが望ましい場合でも、ディスプレイによっていくらかの光を透過させてしまうことがある。暗くすることが望ましい場合、ディスプレイから透過する光を光漏れと呼ぶ。他の光漏れの原因が存在するが、ＬＣＤのガラス層の応力は最も一般的なものの１つである。しかしながら、ＬＣＤのガラス層の全ての応力が光漏れを引き起こすわけではない。ガラス層の応力の主軸線が透過光の偏光に対して垂直および平行に整列している場合、偏光が変化しないため、光漏れは起こらない。このため、湾曲したＬＣＤは、曲率の軸線に対して平行および垂直に配置された前面の偏光子と背面の偏光子とを有していることが多くある。その場合、ガラスが円筒形状に曲げられている限り、偏光軸線はガラス層の応力の主軸線と整列する。
それにもかかわらず、円筒形状から逸脱することにより、ガラスの応力の主軸線が曲率の公称軸線から回転する。これに関して、大きなディスプレイパネルを、応力の主軸線が透過光の偏光に対して平行および垂直のままである円筒形状に一致させることを強制することは困難である。本開示によれば、以下に説明するように、ディスプレイ２８の縁部に沿って、光学的に透明な第１の接着剤２４よりも高い弾性率を有する第２の接着剤２６を使用することにより、ディスプレイ２８を円筒形状に曲げることに関連する偏差から生じる光漏れが実質的に減じられる。特に、第２の接着剤２６は、ディスプレイの縁部に沿ってモーメントを加え、円筒形状を維持する。従来、モーメントを加えるために柔軟で光学的に透明な接着剤が使用され、その結果として生じる変形がディスプレイパネルに応力分布を引き起こし、ディスプレイアセンブリに光漏れの光学的な欠陥（すなわち、応力むら）をもたらした。少なくとも曲げ軸線に対して平行なディスプレイ２８の縁部に沿って、より高い弾性率を有する第２の接着剤２６を使用することにより、そのような応力むらの欠陥を実質的に低減または排除することができる。
図３を参照すると、ガラスシート１２に結合されたＬＣＤ２８の例示的な実施形態が示されている。ＬＣＤ２８は、第１の偏光子３４と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板３６と、カラーフィルタ（ＣＦ）基板３８と、第２の偏光子４０とを含む複数の層を含む。図３には示されていないが（ディスプレイ２８の他の層と比較してそのサイズが比較的小さいため）、ＬＣＤ２８はまた、液晶層と、液晶層の縁部の周りのシーラントとを含む。液晶層は、ＴＦＴ基板３６とＣＦ基板３８との間に配置されている。また、図には示されていないが、ＬＣＤ２８用のバックライトは、（図３に示されている方向に対して）第１の偏光子３４の上に配置される。見てのとおり、ＴＦＴ基板３６は、少なくともＣＦ基板３８の周縁部４２を越えて所定の距離Ｄにわたって延在している。図３の描写では、周縁部４２は、第１の偏光子３４または第２の偏光子４０の縁部と整列されておらず、ＣＦ基板３８の縁部は、破線で示されている。実施形態では、張出し距離Ｄは、ディスプレイ２８の厚さＴ２の少なくとも３倍であり（すなわち、Ｄ≧３＊Ｔ２）、ディスプレイ２８は、第１の偏光子３４または第２の偏光子４０と、ＴＦＴ基板３６と、ＣＦ基板３８と、液晶層およびシーラントとを含む。実施形態では、ディスプレイ２８は、０．２５ｍｍ～０．７５ｍｍの厚さＴ２を有する。したがって、実施形態では、張出し距離Ｄは、少なくとも０．７５ｍｍ、少なくとも１．０ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、少なくとも２．０ｍｍ、少なくとも２．５ｍｍなどである。
ＬＣＤ２８を曲げてディスプレイを湾曲させる場合、曲げモーメントが、特に液晶層の縁部の周りのシーラントによってＴＦＴ基板３６に加えられ、ＣＦ基板３８に伝達されるが、なぜならば、シーラントは、ＴＦＴ基板３６をＣＦ基板３８に結合させるからである。有利なことに、ＴＦＴ基板３６をＣＦ基板３８の周縁部４２を越えて延在させることにより、ＴＦＴ基板３６の張出し縁部４４上にディスプレイドライバ電子機器のための取り付け面を提供する。特に、シリコンチップは、ＴＦＴ基板３６に剛性を付加し、そのことが、縁部が曲げられたときに光漏れからむらを引き起こすので、電子チップをディスプレイ２８の湾曲した縁部上に位置させることはできない。
付加的に、第２の接着剤２６は、電子機器が取り付けられている側から張出し縁部４４と反対側に塗布される。すなわち、第２の接着剤２６は、ＴＦＴ基板３６の張出し縁部４４とガラスシート１２の第２の主面２０との間に配置されている。図４は、ＬＣＤ２８が取り付けられたガラスシート１２の背面図を示している。見てのとおり、実施形態では、ＴＦＴ基板３６の張出し縁部４４は、ＬＣＤ２８の外周の周りのＣＦ基板３８を越えて延在し、実施形態では、第２の接着剤２６は、ＬＣＤ２８の外周全体の周りの張出し縁部４４に塗布される。しかしながら、他の実施形態では、第２の接着剤２６は、ガラス物品１０の曲げ軸線αに対して平行である、ＴＦＴ基板３６の横方向側４６にのみ塗布される。図４に示すように、ガラス物品１０は、ガラスシート１２とＬＣＤ２８とがその周りに曲げられる単一の曲げ軸線αを有する。他の実施形態では、ガラス物品１０の各湾曲したディスプレイ２８は曲げ軸線を有し、ガラスシート１２は、ディスプレイ２８が位置していない曲げ軸線を含む複数の曲げ軸線を有してよい。実施形態では、ディスプレイ２８は、曲げが円筒形状であるように、単一の軸線の周りでのみ曲げられる。さらに、図３の実施形態は、ディスプレイ２８の外周の周りに均一な張出し距離Ｄを有する張出し縁部４４を示しているが、実施形態では、張出し距離Ｄは、第２の接着剤が塗布される領域において、ディスプレイ２８の厚さＴ２よりも少なくとも３倍大きいだけである。すなわち、張出し縁部４４の張出し距離Ｄは、実施形態では、曲げ軸線αに対して平行な横方向側４６に沿ってのみ、ディスプレイ２８の厚さＴ２より少なくとも３倍大きい。
ＬＣＤ２８が説明されているが、ディスプレイ２８は別の種類のディスプレイであってよく、そのような他のディスプレイ２８において、ディスプレイ２８の１つの層は、張出し縁部４４を提供するためにディスプレイ２８の他の層を越えて延在するように作製されるか、または張出し縁部４４を提供するために別の層をディスプレイ２８に付加してもよい。付加的に、ＬＣＤの実施形態では、ＴＦＴ基板３６は、電子機器のための取り付け位置も提供するという相乗効果のために、張出し縁部４４を提供するが、他の実施形態では、別の層または付加的な層を使用して、張出し縁部４４を提供することができる。
本出願人は、張出し縁部４４を提供するＴＦＴ基板３６を含む、上記のＬＣＤ構造に従って湾曲したディスプレイアセンブリ１０について様々なシミュレーションを実施した。シミュレーションに使用された湾曲したディスプレイアセンブリ１０は、自動車の室内システムに見られるディスプレイアセンブリのための典型的な寸法が付与された。表１は、シミュレーションで使用された湾曲したディスプレイアセンブリ１０の各層の材料と、厚さと、特性とを提供する。表１に示されるように、第２の接着剤２６は、光漏れへの影響を決定するためにシミュレーションでは変化させられており、以下で議論される各シミュレーションについて、第２の接着剤２６の詳細が提供される。
Figure 2022551923000002
ここで説明するシミュレーションおよび関連データは、平坦なディスプレイを最初に平坦なガラスシートに取り付け、次に平坦なディスプレイとガラスシートとを最終形状に冷間成形する冷間曲げによって作製された湾曲したガラスアセンブリを考慮したが、しかし、他のシミュレーションでは、ガラスシート上でディスプレイを曲げる前に、ガラスシートが最初に熱間成形または冷間成形される状況で、外周の接着剤が同程度効果的であることが示されている。シミュレーションでは、機械シミュレーションでアセンブリの変形と応力とを計算し、光学シミュレーションでディスプレイの光漏れを計算した。シミュレーションでは、フレームは完全に剛性であり、円筒形状であると想定した。さらに、フレームには、ガラスシート１２の第１の主面１８が７５０ｍｍの公称曲率半径Ｒ１を有するような半径が付与された。層の厚さを考慮して、フレームの曲率半径は７５１．７ｍｍと計算された。ディスプレイの光学活性領域は、幅３００ｍｍであり、高さ１３０ｍｍであった。ディスプレイの周りでは、ＣＦ基板３８の縁部に対する第１の接着剤２４の縁部は、全ての側で０．３ｍｍであった。ＴＦＴ基板３６は、ＣＦ基板３８を越えて全ての側で２．０ｍｍ延在し、その結果、張出し縁部４４は、ディスプレイ２８の全周の周りに延在した。隙間Ｇ（図３に示される）は、ＴＦＴ基板３６の張出し縁部４４とフレーム１４との間に設けられた。隙間Ｇは全ての側で５．０ｍｍであり、フレーム幅は５．０ｍｍである。湾曲したガラスアセンブリ１０は、矩形かつ対称であった。シミュレーションでは、アセンブリ全体の４分の１のみが考慮され、対称性が両側に課された。光学計算では、応力に起因する光漏れのみを考慮した。ディスプレイの場合、ガラス層（すなわち、ＴＦＴ基板３６およびＣＦ基板３８）に応力がかかっていないとき、光はディスプレイ２８を通過しない。ガラスの応力により、光の偏光がわずかに回転し、一部の光が第２の偏光子４０を通過するようになった。ディスプレイ２８を通過するバックライトユニットからの入射強度の割合は、「光漏れ率」と呼ばれる。
図５は、ガラスシート１２の第１の主面１８の変形のシミュレーション結果を示している。シミュレーションでは、第２の接着剤２６がディスプレイ２８の全周の周りに提供され、第２の接着剤２６は、１．０ＭＰａの初期弾性率を有していた。図５に見られるように、曲率は完全な円筒からわずかに偏差しており、これは、図５に示されている変形曲線の頂部と底部とで最も顕著である。図６は、ガラスシート１２の第１の主面１８を横切る応力分布を示している。図６から、最大応力がガラスシート１２の右縁部および左縁部で発生し、そこでフレーム１４から曲げモーメントが加えられて曲率が生じることが分かる。図７は、光学的に透明な接着剤のみを使用してガラスシートに結合された従来のディスプレイの光漏れ率を示しており、すなわち、ディスプレイは、本明細書に記載の湾曲したディスプレイアセンブリ１０による、張出し縁部４４とガラスシート１２との間に第２の接着剤２６を含まない。図８は、第２の接着剤２６がディスプレイ２８の外周の周りに塗布された他のシミュレーションに関して、上記のようにディスプレイ２８内の光漏れ率を示している。図７と図８との比較から分かるように、外周の接着剤のないディスプレイは、本開示によるディスプレイ２８よりも少なくとも１桁高い光漏れを有する。
第２の接着剤２６を使用して、張出し縁部４４をガラスシート１２に結合することにより、光漏れが減少することを実証したので、ディスプレイサイズの影響が考慮された。結果は以下の表２に要約されている。表２のデータを提供するために使用されたシミュレーションでは、上記のように構成されたディスプレイ（つまり、１．０ＭＰａの弾性率と、７５０ｍｍの曲げ半径と、表１に開示されている材料とを有する第２の接着剤）を考慮した。
Figure 2022551923000003
表２から、張出し縁部４４をガラスシート１２に結合するための第２の接着剤２６を使用することにより、ディスプレイの幅が２５０ｍｍから３５０ｍｍに増加するときでさえ、光漏れを約１桁減少させることが再び分かる。
以下の表３は、ディスプレイ２８の外周全体の周りではなく、ディスプレイ２８の横方向側４６にのみ第２の接着剤２６を使用することの効果を考慮している。さらに、接着剤の範囲を変化させた。表３に見られるように、最大光漏れ率は、外周全体の周りに第２の接着剤２６が塗布されている湾曲したディスプレイアセンブリと程度において類似している。さらに、接着剤が張出し縁部４４の全範囲に達すると、最大光漏れは、外周全体の周りに第２の接着剤を有する湾曲したディスプレイアセンブリの場合と同一（８．６６Ｅ－０５）であった。
Figure 2022551923000004
図９は、光漏れに対する第２の接着剤２６の弾性率の影響を考慮している。図９に見られるように、光漏れは、弾性率が０．５ＭＰａに近づくと急速に減少し、弾性率が０．５ＭＰａを超えると低いままである。
本明細書に記載の湾曲したガラスアセンブリ１０は、様々な方法で組み立てることができる。特に、湾曲したガラスアセンブリのガラスシート１２は、熱間成形または冷間成形することができる。例えば、第１の方法によれば、平坦なディスプレイ２８は、第１の接着剤２４および第２の接着剤２６を使用して、平坦なガラスシート１２に結合される。次に、ディスプレイ２８がその上に結合されたガラスシート１２は、チャック（真空チャックなど）上で冷間成形されて、ガラスシート１２およびディスプレイ２８に所望の曲率を提供する。チャック上にある間、フレーム１４が、第３の接着剤３０を使用してガラスシート１２に結合され、バックライトが、ディスプレイ２８に取り付けられる。接着剤２４，２６，３０を硬化させ、完成した湾曲したガラスアセンブリをチャックから取り外す。
第２の方法では、ガラスシート１２は、最初にチャック上で冷間成形される。ディスプレイ２８は、冷間曲げされ、第１の接着剤２４および第２の接着剤２６を使用してガラスシート１２に結合される。その後、フレーム１４は、第３の接着剤３０を使用してガラスシート１２に結合され、バックライトユニットは、ディスプレイ２８に取り付けられ、硬化後、完成した湾曲したディスプレイアセンブリ１０は、チャックから取り外される。
第３の方法によれば、ガラスシート１２は、熱間成形技術を使用して恒久的に曲げられる。ディスプレイ２８は、ガラスシート１２上で冷間曲げされ、第１の接着剤２４および第２の接着剤２６を使用してガラスシート１２に結合される。次に、フレーム１４は、第３の接着剤３０を使用してガラスシート１２に結合され、バックライトユニットはディスプレイ２８に取り付けられ、硬化後、完成した湾曲したディスプレイアセンブリ１０はチャックから取り外される。
様々な実施形態では、ガラスシート１２は、強化ガラスシート（例えば、熱強化ガラス材料、化学強化ガラスシートなど）から形成される。そのような実施形態では、ガラスシート１２が強化ガラス材料から形成される場合、第１の主面１８と第２の主面２０とは圧縮応力下にあり、ひいては第２の主面２０は、破壊するリスクを冒さずに凸形状に曲げる際に、より大きな引張応力を受けることができる。これにより、強化ガラスシート１２をより緊密に湾曲面に適合させることができる。
冷間成形されたガラスシート１２の特徴は、ガラスシート１２が湾曲した形状に曲げられると、第１の主面１８と第２の主面２０との間で非対称表面が圧縮されることである。そのような実施形態では、冷間成形プロセスの前または冷間成形される前に、ガラスシート１２の第１の主面１８および第２の主面２０における各々の圧縮応力は実質的に等しい。冷間成形後、凹状の第１の主面１８の圧縮応力が増加し、第１の主面１８の圧縮応力は、冷間成形前よりも冷間成形後の方が大きくなる。対照的に、凸状の第２の主面２０は、曲げ中に引張応力を受け、第２の主面２０の表面圧縮応力の正味の減少を引き起こし、その結果、曲げ後の第２の主面２０の圧縮応力が、ガラスシートが平坦であるときの第２の主面２０の圧縮応力よりも小さくなる。
上記のように、高価な加熱ステップおよび／または遅い加熱ステップを排除するなどの処理上の利点を提供することに加えて、本明細書に記載の冷間成形プロセスは、特に乗物室内またはディスプレイカバーガラス用途において、熱間成形ガラス物品よりも優れた様々な特性を備えた湾曲したディスプレイアセンブリを生成すると考えられている。例えば、本出願人は、少なくとも幾つかのガラス材料について、熱間成形プロセス中の加熱が湾曲したガラスシートの光学特性を低下させると考えており、ひいては、本明細書に記載の冷間曲げプロセス／システムを利用して形成される湾曲したガラスシートは、熱間曲げプロセスでは達成できないと考えられる改善した光学品質と共に、湾曲したガラス形状の両方を提供する。
さらに、多くのガラス表面処理（例えば、アンチグレアコーティング、反射防止コーティング、防汚コーティングなど）が、湾曲したガラス物品のコーティングには典型的には適さないスパッタリングプロセスなどの堆積プロセスを介して適用される。加えて、多くの表面処理（例えば、アンチグレアコーティング、反射防止コーティング、防汚コーティングなど）はまた、熱間曲げプロセスに関連する高温に耐えることができない。したがって、本明細書に記載の特定の実施形態では、冷間曲げの前に、１つ以上の表面処理がガラスシート１２の第１の主面１８および／または第２の主面２０に適用され、表面処理部を含むガラスシート１２は、本明細書に記載の湾曲した形状に曲げられる。したがって、本出願人は、本明細書に記載のプロセスおよびシステムは、典型的な熱間成形プロセスとは対照的に、１つ以上のコーティング材料がガラスに適用された後にガラスを曲げることができると考える。
図１０を参照すると、ガラスシート１２の付加的な構造の詳細が示され、説明されている。上記のように、ガラスシート１２は、実質的に一定であって、第１の主面１８と第２の主面２０との間の距離として定義される厚さＴ１を有する。様々な実施形態では、Ｔ１は、ガラスシートの平均厚さまたは最大厚さを指してよい。加えて、ガラスシート１２は、厚さＴ１に対して直交する第１の主面１８または第２の主面２０の一方の第１の最大寸法として定義される幅Ｗ１と、厚さおよび幅の両方に対して直交する第１の主面１８または第２の主面２０の一方の第２の最大寸法として定義される長さＬ１とを含んでいる。他の実施形態では、Ｗ１およびＬ１はそれぞれ、ガラスシート１２の平均幅および平均長さであってよい。
様々な実施形態では、厚さＴ１は２ｍｍ以下であり、具体的には０．３ｍｍ～１．５ｍｍである。例えば、厚さＴ１は、約０．１ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．１５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．２５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．３ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．３５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．４ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．４５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．５５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．６ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．６５ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．７ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．４ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．２ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．１ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．０５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．９５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．８５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．８ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．６５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．６ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、または約０．３ｍｍ～約０．７ｍｍの範囲にあってよい。他の実施形態では、Ｔ１は、この段落に記載されている正確な数値範囲のいずれか１つに含まれる。
様々な実施形態では、幅Ｗ１は、５ｃｍ～２５０ｃｍ、約１０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約２０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約２５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約３０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約３５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約４０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約４５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約５０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約５５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約６０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約６５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約７０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約７５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約８０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約８５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約９０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約９５ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１００ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１１０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１２０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１３０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１４０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約１５０ｃｍ～約２５０ｃｍ、約５ｃｍ～約２４０ｃｍ、約５ｃｍ～約２３０ｃｍ、約５ｃｍ～約２２０ｃｍ、約５ｃｍ～約２１０ｃｍ、約５ｃｍ～約２００ｃｍ、約５ｃｍ～約１９０ｃｍ、約５ｃｍ～約１８０ｃｍ、約５ｃｍ～約１７０ｃｍ、約５ｃｍ～約１６０ｃｍ、約５ｃｍ～約１５０ｃｍ、約５ｃｍ～約１４０ｃｍ、約５ｃｍ～約１３０ｃｍ、約５ｃｍ～約１２０ｃｍ、約５ｃｍ～約１１０ｃｍ、約５ｃｍ～約１１０ｃｍ、約５ｃｍ～約１００ｃｍ、約５ｃｍ～約９０ｃｍ、約５ｃｍ～約８０ｃｍ、または約５ｃｍ～約７５ｃｍの範囲にある。他の実施形態では、Ｗ１は、この段落に記載されている正確な数値範囲のいずれか１つに含まれる。
様々な実施形態では、長さＬ１は、約５ｃｍ～約１５００ｃｍ、約５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約２００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約２５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約３００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約３５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約４００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約４５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約５００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約５５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約６００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約６５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約６５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約７００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約７５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約８００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約８５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約９００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約９５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１０００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１０５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１１００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１１５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１２００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１２５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１３００ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１３５０ｃｍ～約１５００ｃｍ、約１４００ｃｍ～約１５００ｃｍ、または約１４５０ｃｍ～約１５００ｃｍの範囲にある。他の実施形態では、Ｌ１は、この段落に記載されている正確な数値範囲のいずれか１つに含まれる。
様々な実施形態では、ガラスシート１２の１つ以上の曲率半径（例えば、図２に示されるＲ１）は、約３０ｍｍ以上である。例えば、Ｒ１は、約３０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約７０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約９０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約１１０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約１５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約２００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約２５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約３００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約３５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約４００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約４５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約５００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約５５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約６００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約６５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約７００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約７５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約８００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約８５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約９００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約９５０ｍｍ～約５０００ｍｍ、約１０００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約１５００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約２０００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約２５００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約３０００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約３５００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約４０００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約４５００ｍｍ～約５０００ｍｍ、約３０ｍｍ～約４５００ｍｍ、約３０ｍｍ～約４０００ｍｍ、約３０ｍｍ～約３５００ｍｍ、約３０ｍｍ～約３０００ｍｍ、約３０ｍｍ～約２５００ｍｍ、約３０ｍｍ～約２０００ｍｍ、約３０ｍｍ～約１５００ｍｍ、約３０ｍｍ～約１０００ｍｍ、約３０ｍｍ～約９５０ｍｍ、約３０ｍｍ～約９００ｍｍ、約３０ｍｍ～約８５０ｍｍ、約３０ｍｍ～約８００ｍｍ、約３０ｍｍ～約７５０ｍｍ、約３０ｍｍ～約７００ｍｍ、約３０ｍｍ～約６５０ｍｍ、約３０ｍｍ～約６００ｍｍ、約３０ｍｍ～約５５０ｍｍ、約３０ｍｍ～約５００ｍｍ、約３０ｍｍ～約４５０ｍｍ、または約３０ｍｍ～約４００ｍｍの範囲にあってよい。他の実施形態では、Ｒ１は、この段落に記載されている正確な数値範囲のいずれか１つに含まれる。
乗物室内システムの様々な実施形態は、乗物、例えば、列車、自動車（例えば、乗用車、トラック、バスなど）、海上船舶（ボート、船、潜水艦など）、航空機（例えば、ドローン、飛行機、ジェット機、ヘリコプターなど）などに組み込むことができる。
強化ガラスの特性
上記のように、ガラスシート１２は強化されていてよい。１つ以上の実施形態では、ガラスシート１２は、表面から圧縮深さ（ＤＯＣ）まで延在する圧縮応力を含むように強化されていてよい。圧縮応力領域は、引張応力を示す中央部分によって均衡がとられている。ＤＯＣでは、応力は正の（圧縮）応力から負の（引張）応力に交差する。
様々な実施形態では、ガラスシート１２は、物品の部分間の熱膨張係数の不一致を利用することによって、圧縮応力領域と引張応力を示す中央領域とを作製し、機械的に強化することができる。幾つかの実施形態では、ガラス転移点を超える温度までガラスを加熱し、次に急速に急冷することによって、ガラスシートを熱的に強化することができる。
様々な実施形態では、ガラスシート１２は、イオン交換によって化学的に強化することができる。イオン交換プロセスでは、ガラスシートの表面または表面付近のイオンが、同一の原子価または酸化状態を有する、より大きなイオンに置換される（または交換される）。ガラスシートがアルカリアルミノケイ酸ガラスを含むこれらの実施形態では、物品の表層のイオンおよびより大きなイオンは、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、およびＣｓ＋などの一価のアルカリ金属カチオンである。代替的に、表層の一価のカチオンは、Ａｇ＋などのアルカリ金属カチオン以外の一価のカチオンで置換することができる。そのような実施形態では、ガラスシート内で交換された一価のイオン（またはカチオン）により、応力が発生する。
イオン交換プロセスは、典型的に、ガラスシート内のより小さなイオンと交換されるより大きなイオンを含む溶融塩浴（または２つ以上の溶融塩浴）にガラスシートを浸漬することによって実施される。水性塩浴も利用できることに留意されたい。加えて、浴の組成は、１種よりも多くのより大きなイオン（例えば、Ｎａ＋およびＫ＋）または１種のより大きなイオンを含んでよい。浴の組成および温度、浸漬時間、塩浴（または複数の塩浴）中へのガラスシートの浸漬回数、複数の塩浴の使用、付加的な工程、例えば、焼鈍、洗浄などを含むがこれらに限定されないイオン交換プロセスのためのパラメータは、一般にガラスシートの組成（物品の構造および任意の存在する結晶相を含む）ならびに強化により生じるガラスシートの所望のＤＯＣおよびＣＳにより決定されることを当業者は理解されたい。例示的な溶融浴組成物は、より大きなアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物を含んでよい。典型的な硝酸塩は、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＳＯ４およびそれらの組み合わせを含む。溶融塩浴の温度は、典型的に、約３８０℃～最高約４５０℃の範囲にあり、一方、浸漬時間は、ガラスシートの厚さ、浴温度、およびガラス（または一価のイオン）の拡散率に応じて、約１５分～最長約１００時間の範囲にある。しかしながら、上記とは異なる温度や浸漬時間も使用することができる。
１つ以上の実施形態では、ガラスシートは、約３７０℃～約４８０℃の温度を有する、１００％のＮａＮＯ３、１００％のＫＮＯ３、またはＮａＮＯ３とＫＮＯ３との組み合わせの溶融塩浴に浸漬させることができる。幾つかの実施形態では、ガラスシートは、約５％～約９０％のＫＮＯ３および約１０％～約９５％のＮａＮＯ３を含む溶融混合塩浴に浸漬させることができる。１つ以上の実施形態では、ガラスシートは、第１の浴に浸漬させた後、第２の浴に浸漬させることができる。第１の浴および第２の浴は、互いに異なる組成および／または温度を有してよい。第１の浴への浸漬時間および第２の浴への浸漬時間は変化させることができる。例えば、第１の浴への浸漬は、第２の浴への浸漬よりも長くすることができる。
１つ以上の実施形態では、ガラスシートは、約４２０℃未満（例えば、約４００℃または約３８０℃）の温度を有するＮａＮＯ３およびＫＮＯ３（例えば、４９％／５１％、５０％／５０％、５１％／４９％）を含む溶融混合塩浴に約５時間未満、さらには約４時間以内で浸漬されてよい。
イオン交換条件は、「スパイク」を提供するように、または得られるガラスシートの表面または表面付近で応力プロファイルの勾配を増加させるように調整することができる。スパイクにより、より大きな表面のＣＳ値をもたらすことができる。このスパイクは、本明細書に記載のガラスシートに使用されるガラス組成物の固有の特性のために、単一の組成または混合組成を有する浴を私用して、単一の浴または複数の浴によって実現することができる。
１つよりも多くの一価のイオンがガラスシート内で交換される１つ以上の実施形態では、異なる一価のイオンは、ガラスシート内の異なる深さに交換する（かつ異なる深さでガラスシート内に異なる大きさの応力が発生する）ことができる。得られた応力発生イオンの相対的な深さを決定することができ、応力プロファイルの異なる特性を引き起こすことができる。
ＣＳは、当技術分野において公知の手段を使用して、例えば、市販の機器、例えばOrihara Industrial Co., Ltd.（日本）製のFSM-6000などの表面応力計（ＦＳＭ）などにより測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依存している。次に、ＳＯＣを、当技術分野で公知の方法、例えば、ＡＳＴＭ規格Ｃ７７０－９８（２０１３）「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」に記載されている、その内容が参照により全体として本書に組み込まれる繊維および４点曲げ法、ならびにバルクシリンダ法によって測定される。本明細書で使用される場合、ＣＳは、圧縮応力層内で測定される最高圧縮応力値である「最大圧縮応力」であってよい。幾つかの実施形態では、最大圧縮応力はガラスシートの表面に位置する。他の実施形態では、最大圧縮応力は、表面より下の深さで発生し、圧縮プロファイルに「埋め込みピーク」の外観を付与する場合がある。
ＤＯＣは、強化方法と条件とに応じて、ＦＳＭまたは散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）（エストニアのタリンに位置するGlasstress Ltd.から入手可能なSCALP-04散乱光偏光器など）によって測定することができる。ガラスシートがイオン交換処理によって化学的に強化される場合、ガラスシート内で交換されるイオンに応じて、ＦＳＭまたはＳＣＡＬＰを使用することができる。ガラスシート内でカリウムイオンを交換することによってガラスシートの応力が発生する場合、ＦＳＭを使用してＤＯＣを測定する。ガラスシート内でナトリウムイオンを交換することで応力が発生する場合は、ＳＣＡＬＰを使用してＤＯＣを測定する。カリウムイオンとナトリウムイオンとの両方をガラス内で交換することによってガラスシートの応力が発生する場合、ナトリウムの交換深さがＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さが圧縮応力の大きさの変化を示す（ただし圧縮から引張への応力の変化ではない）と考えられるため、ＤＯＣはＳＣＡＬＰによって測定される。そのようなガラスシートのカリウムイオンの交換深さはＦＳＭによって測定されている。中心張力またはＣＴは最大引張応力であり、ＳＣＡＬＰによって測定される。
１つ以上の実施形態では、ガラスシートは、（本明細書に記載されるように）ガラスシートの厚さＴ１の百分率として記載されるＤＯＣを示すように強化することができる。例えば、１つ以上の実施形態では、ＤＯＣは、約０．０５Ｔ１以上、約０．１Ｔ１以上、約０．１１Ｔ１以上、約０．１２Ｔ１以上、約０．１３Ｔ１以上、約０．１４Ｔ１以上、約０．１５Ｔ１以上、約０．１６Ｔ１以上、約０．１７Ｔ１以上、約０．１８Ｔ１以上、約０．１９Ｔ１以上、約０．２Ｔ１以上、約０．２１Ｔ１以上であってよい。幾つかの実施形態では、ＤＯＣは、約０．０８Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．０９Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１８Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１１Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１２Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１３Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１４Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．１５Ｔ１～約０．２５Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．２４Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．２３Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．２２Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．２１Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．２Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．１９Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．１８Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．１７Ｔ１、約０．０８Ｔ１～約０．１６Ｔ１、または約０．０８Ｔ１～約０．１５Ｔ１の範囲にあってよい。場合によっては、ＤＯＣは約２０μｍ以下であってよい。１つ以上の実施形態では、ＤＯＣは、約４０μｍ以上であってよく、例えば、約４０μｍ～約３００μｍ、約５０μｍ～約３００μｍ、約６０μｍ～約３００μｍ、約７０μｍ～約３００μｍ、約８０μｍ～約３００μｍ、約９０μｍ～約３００μｍ、約１００μｍ～約３００μｍ、約１１０μｍ～約３００μｍ、約１２０μｍ～約３００μｍ、約１４０μｍ～約３００μｍ、約１５０μｍ～約３００μｍ、約４０μｍ～約２９０μｍ、約４０μｍ～約２８０μｍ、約４０μｍ～約２６０μｍ、約４０μｍ～約２５０μｍ、約４０μｍ～約２４０μｍ、約４０μｍ～約２３０μｍ、約４０μｍ～約２２０μｍ、約４０μｍ～約２１０μｍ、約４０μｍ～約２００μｍ、約４０μｍ～約１８０μｍ、約４０μｍ～約１６０μｍ、約４０μｍ～約１５０μｍ、約４０μｍ～約１４０μｍ、約４０μｍ～約１３０μｍ、約４０μｍ～約１２０μｍ、約４０μｍ～約１１０μｍ、または約４０μｍ～約１００μｍであってよい。他の実施形態では、ＤＯＣは、この段落に記載されている正確な数値範囲のいずれか１つに含まれる。
１つ以上の実施形態では、強化ガラスシートは、約２００ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ以上、約５００ＭＰａ以上、約６００ＭＰａ以上、約７００ＭＰａ以上、約８００ＭＰａ以上、約９００ＭＰａ以上、約９３０ＭＰａ以上、約１０００ＭＰａ以上、または約１０５０ＭＰａ以上のＣＳ（これは表面またはガラスシート内の深さで見い出すことができる）を有してよい。
１つ以上の実施形態では、強化ガラスシートは、約２０ＭＰａ以上、約３０ＭＰａ以上、約４０ＭＰａ以上、約４５ＭＰａ以上、約５０ＭＰａ以上、約６０ＭＰａ以上、約７０ＭＰａ以上、約７５ＭＰａ以上、約８０ＭＰａ以上、または約８５ＭＰａ以上の最大引張応力または中心張力（ＣＴ）を有していてもよい。幾つかの実施形態では、最大引張応力または中心張力（ＣＴ）は、約４０ＭＰａ～約１００ＭＰａの範囲にあってよい。他の実施形態では、ＣＳは、この段落に記載されている正確な数値範囲内に含まれる。
ガラス組成物
ガラスシート１２で使用するのに適したガラス組成物は、ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウアルミノケイ酸ガラス、アルカリ含有アルミノケイ酸ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、およびアルカリ含有ホウアルミノケイ酸ガラスを含む。
特に明記しない限り、本明細書で開示されたガラス組成物は、酸化物ベースで分析されるモルパーセント（モル％）で記載されている。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約６６モル％～約８０モル％、約６７モル％～約８０モル％、約６８モル％～約８０モル％、約６９モル％～約８０モル％、約７０モル％～約８０モル％、約７２モル％～約８０モル％、約６５モル％～約７８モル％、約６５モル％～約７６モル％、約６５モル％～約７５モル％、約６５モル％～約７４モル％、約６５モル％～約７２モル％、または約６５モル％～約７０モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＳｉＯ２を含むことができる。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約４モル％超、または約５モル％超の量で、Ａｌ２Ｏ３を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約７モル％超～約１５モル％、約７モル％超～約１４モル％、約７モル％～約１３モル％、約４モル％～約１２モル％、約７モル％～約１１モル％、約８モル％～約１５モル％、約９モル％～約１５モル％、約１０モル％～約１５モル％、約１１モル％～約１５モル％、または約１２モル％～約１５モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＡＬ２Ｏ３を含むことができる。１つ以上の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３の上限は、約１４モル％、１４．２モル％、１４．４モル％、１４．６モル％、または１４．８モル％であってよい。
１つ以上の実施形態では、ガラス物品は、アルミノケイ酸ガラス物品として、またはアルミノケイ酸ガラス組成物を含むものとして説明される。そのような実施形態では、ガラス組成物、またはそれから形成される物品は、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを含み、ソーダ石灰ケイ酸ガラスではない。これに関して、ガラス組成物またはそれから形成される物品は、約２モル％以上、２．２５モル％以上、２．５モル％以上、約２．７５モル％以上、約３モル％以上の量のＡｌ２Ｏ３を含む。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３（例えば、約０．０１モル％以上）を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０モル％～約５モル％、約０モル％～約４モル％、約０モル％～約３モル％、約０モル％～約２モル％、約０モル％～約１モル％、約０モル％～約０．５モル％、約０．１モル％～約５モル％、約０．１モル％～約４モル％、約０．１モル％～約３モル％、約０．１モル％～約２モル％、約０．１モル％～約１モル％、約０．１モル％～約０．５モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、Ｂ２Ｏ３を含むことができる。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物Ｂ２Ｏ３は実質的に含まない。
本明細書で使用される場合、組成物の成分に関して「実質的に含まない」という表現は、この成分が最初のバッチ処理中に組成物に能動的または意図的に添加されないが、約０．００１モル％未満の量で不純物として存在する場合があることを意味する。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、任意選択で、Ｐ２Ｏ５（例えば、約０．０１モル％以上）を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、２モル％以下、１．５モル％以下、１モル％以下、または０．５モル％以下のゼロではない量のＰ２Ｏ５を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物はＰ２Ｏ５を実質的に含まない。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約８モル％以上、約１０モル％以上、または約１２モル％以上の総量のＲ２Ｏ（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物の総量である）を含んでよい。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、約８モル％～約２０モル％、約８モル％～約１８モル％、約８モル％～約１６モル％、約８モル％～約１４モル％、約８モル％～約１２モル％、約９モル％～約２０モル％、約１０モル％～約２０モル％、約１１モル％～約２０モル％、約１２モル％～約２０モル％、約１３モル％～約２０モル％、約１０モル％～約１４モル％、または１１モル％～約１３モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、Ｒ２Ｏを含むことができる。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、またはＲｂ２ＯおよびＣｓ２Ｏの両方を実質的に含まなくてよい。１つ以上の実施形態では、Ｒ２Ｏは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのみの総量を含んでよい。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選択される少なくとも１つのアルカリ金属酸化物を含んでよく、アルカリ金属酸化物は、約８モル％以上の量で存在する。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約８モル％以上、約１０モル％以上、または約１２モル％以上の量で、Ｎａ２Ｏを含む。１つ以上の実施形態では、組成物は、約８モル％～約２０モル％、約８モル％～約１８モル％、約８モル％～約１６モル％、約８モル％～約１４モル％、約８モル％～約１２モル％、約９モル％～約２０モル％、約１０モル％～約２０モル％、約１１モル％～約２０モル％、約１２モル％～約２０モル％、約１３モル％～約２０モル％、約１０モル％～約１４モル％、または１１モル％～約１６モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、Ｎａ２Ｏを含むことができる。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約４モル％未満のＫ２Ｏ、約３モル％未満のＫ２Ｏ、または約１モル％未満のＫ２Ｏを含む。場合によっては、ガラス組成物は、約０モル％～約４モル％、約０モル％～約３．５モル％、約０モル％～約３モル％、約０モル％～約２．５モル％、約０モル％～約２モル％、約０モル％～約１．５モル％、約０モル％～約１モル％、約０モル％～約０．５モル％、約０モル％～約０．２モル％、約０モル％～約０．１モル％、約０．５モル％～約４モル％、約０．５モル％～約３．５モル％、約０．５モル％～約３モル％、約０．５モル％～約２．５モル％、約０．５モル％～約２モル％、約０．５モル％～約１．５モル％、または約０．５モル％～約１モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、Ｋ２Ｏを含むことができる。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ｋ２Ｏを実質的に含まなくてよい。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物はＬｉ２Ｏを実質的に含まない。
１つ以上の実施形態では、組成物中のＮａ２Ｏの量は、Ｌｉ２Ｏの量よりも多くてよい。場合によっては、Ｎａ２Ｏの量は、Ｌｉ２ＯとＫ２Ｏとの合計量よりも多くてよい。１つ以上の代替的な実施形態では、組成物中のＬｉ２Ｏの量は、Ｎａ２Ｏの量またはＮａ２ＯとＫ２Ｏとの合計量よりも多くてよい。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０モル％～約２モル％の範囲の総量で、ＲＯ（これは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＺｎＯおよびＳｒＯなどのアルカリ土類金属酸化物の総量である）を含んでよい。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、約２モル％までのゼロではない量のＲＯを含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０モル％～約１．８モル％、約０モル％～約１．６モル％、約０モル％～約１．５モル％、約０モル％～約１．４モル％、約０モル％～約１．２モル％、約０モル％～約１モル％、約０モル％～約０．８モル％、約０モル％～約０．５モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＲＯを含む。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約１モル％未満、約０．８モル％未満、または約０．５モル％未満の量のＣａＯを含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物はＣａＯを実質的に含まない。
幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、約０モル％～約７モル％、約０モル％～約６モル％、約０モル％～約５モル％、約０モル％～約４モル％、約０．１モル％～約７モル％、約０．１モル％～約６モル％、約０．１モル％～約５モル％、約０．１モル％～約４モル％、約１モル％～約７モル％、約２モル％～約６モル％、または約３モル％～約６モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＭｇＯを含む。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．２モル％以下、約０．１８モル％以下、約０．１６モル％以下、約０．１５モル％以下、約０．１４モル％以下、約０．１２モル％以下の量でＺｒＯ２を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．０１モル％～約０．２モル％、約０．０１モル％～約０．１８モル％、約０．０１モル％～約０．１６モル％、約０．０１モル％～約０．１５モル％、約０．０１モル％～約０．１４モル％、約０．０１モル％～約０．１２モル％、または約０．０１モル％～約０．１０モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＺｒＯ２を含む。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．２モル％以下、約０．１８モル％以下、約０．１６モル％以下、約０．１５モル％以下、約０．１４モル％以下、約０．１２モル％以下の量でＳｎＯ２を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．０１モル％～約０．２モル％、約０．０１モル％～約０．１８モル％、約０．０１モル％～約０．１６モル％、約０．０１モル％～約０．１５モル％、約０．０１モル％～約０．１４モル％、約０．０１モル％～約０．１２モル％、または約０．０１モル％～約０．１０モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、ＳｎＯ２を含む。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、ガラス物品に色または色合いを付与する酸化物を含んでよい。幾つかの実施形態では、ガラス組成物は、ガラス物品が紫外線に曝されたときにガラス物品の変色を防ぐ酸化物を含む。このような酸化物の例は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｗ、およびＭｏの酸化物を含むが、これらに限定されない。
１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３として表されるＦｅを含み、Ｆｅは、約１モル％まで（およびそれを含む）の量で存在する。幾つかの実施形態では、ガラス組成物はＦｅを実質的に含まない。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．２モル％以下、約０．１８モル％以下、約０．１６モル％以下、約０．１５モル％以下、約０．１４モル％以下、約０．１２モル％以下の量でＦｅ２Ｏ３を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、約０．０１モル％～約０．２モル％、約０．０１モル％～約０．１８モル％、約０．０１モル％～約０．１６モル％、約０．０１モル％～約０．１５モル％、約０．０１モル％～約０．１４モル％、約０．０１モル％～約０．１２モル％、または約０．０１モル％～約０．１０モル％の範囲ならびにそれらの間の全ての範囲および部分範囲の量で、Ｆｅ２Ｏ３を含む。
ガラス組成物がＴｉＯ２を含む場合、ＴｉＯ２は、約５モル％以下、約２．５モル％以下、約２モル％以下、または約１モル％以下の量で存在してよい。１つ以上の実施形態では、ガラス組成物は、ＴｉＯ２を実質的に含まなくてよい。
例示的なガラス組成物は、約６５モル％～約７５モル％の範囲の量のＳｉＯ２、約８モル％～約１４モル％の範囲の量のＡｌ２Ｏ３、約１２モル％～約１７モル％の範囲の量のＮａ２Ｏ、約０モル％～約０．２モル％の範囲の量のＫ２Ｏ、および約１．５モル％～約６モル％の範囲の量のＭｇＯを含んでいる。任意選択で、ＳｎＯ２は、本明細書に別途開示された量で含まれてよい。前述のガラス組成の段落はおおよその範囲を表すが、他の実施形態では、ガラスシート１２は、上記の正確な数値範囲のいずれか１つに該当する任意のガラス組成物から作製することができることを理解されたい。
本開示の態様（１）は、湾曲したディスプレイアセンブリであって、第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを有するガラスシートであって、第１の主面と第２の主面との間で測定された第１の厚さを有し、第２の主面は、ガラスシートの第１の曲率半径を規定しており、第１の曲率半径は、曲げ軸線を有する、ガラスシートと、第１のディスプレイ表面と第２のディスプレイ表面との間に第２の厚さを有する湾曲したディスプレイであって、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合いかつ曲げ軸線に対して平行である２つの張出し縁部とを備える湾曲したディスプレイと、湾曲したディスプレイの第２のディスプレイ表面をディスプレイ領域内のガラスシートの第２の主面に結合する第１の接着剤と、２つの張出し縁部の各々をガラスシートの第２の主面に結合する第２の接着剤であって、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する第２の接着剤とを備え、張出し縁部はそれぞれ、ディスプレイ領域の外側に、湾曲したディスプレイの第２の厚さの少なくとも３倍である距離にわたって延在している、湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（２）は、湾曲したディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、量子ドットＬＥＤ（ＱＬＥＤ）ディスプレイ、またはプラズマディスプレイのうちの少なくとも１つである、態様（１）記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（３）は、第２のディスプレイ表面に配置されたバックライトをさらに備え、これにより、湾曲したディスプレイは、バックライトとガラスシートとの間に配置されている、態様（１）または態様（２）記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（４）は、フレームをさらに備え、フレームは、湾曲したディスプレイの周りのガラスシートの第２の主面に結合されている、態様（１）ないし（３）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（５）は、湾曲したディスプレイは、第１のディスプレイ表面を規定する第１の偏光子と、第１の偏光子上に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板と、ＴＦＴ基板上に配置された液晶層と、液晶層上に配置されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板と、ＣＦ基板上に配置された第２の偏光子であって、第２のディスプレイ表面を規定する第２の偏光子とを備えるＬＣＤである、態様（１）ないし（４）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（６）は、ＴＦＴ基板は、２つの張出し縁部を備える、態様（５）記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（７）は、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とはそれぞれ、ガラス材料を含む、態様（５）または態様（６）記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（８）は、第２の接着剤の弾性率は、少なくとも０．５ＭＰａである、態様（１）ないし（７）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（９）は、第１の接着剤の弾性率は、１０ｋＰａ～１００ｋＰａである、態様（１）ないし（８）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（１０）は、ディスプレイ領域は、１×１０－４以下の光漏れ率を有する、態様（１）ないし（９）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（１１）は、ガラスシートは、ソーダ石灰ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、またはアルカリアルミノケイ酸ガラスのうちの少なくとも１つを含む、態様（１）ないし（１０）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（１２）は、ガラスシートは、第１の主面と第２の主面との間の最大２ｍｍである厚さを有する、態様（１）ないし（１１）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（１３）は、第１の曲率半径は、３０ｍｍ～５ｍである、態様（１）ないし（１２）のいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリに関する。
本開示の態様（１４）は、乗物室内システムであって、態様（１）から（１３）までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリを備え、乗物室内システムは、センタコンソール、インストルメントパネル、またはダッシュボードのうちの少なくとも１つである、乗物室内システムに関する。
本開示の態様（１５）は、態様（１４）記載の乗物室内システムを備える乗物に関する。
本開示の態様（１６）は、乗物は、自動車、航空機、船舶、または列車である、態様（１５）記載の乗物に関する。
本開示の態様（１７）は、湾曲したガラス物品を形成する方法であって、第１の主面と、第１の主面と反対側にある第２の主面とを備えるガラスシートを提供するステップと、ガラスシートの第２の主面にディスプレイを結合するステップであって、ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合う２つの張出し縁部とを備え、ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する、結合するステップと、ガラスシートおよびディスプレイをガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度で曲げて、ガラスシートおよびディスプレイに曲げ軸線を有する曲率を形成するステップとを含み、２つの張出し縁部は、曲げ軸線に対して平行であり、２つの張出し縁部の各々は、ディスプレイ領域を越えて、少なくともディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している、方法に関する。
本開示の態様（１８）は、湾曲したガラス物品を形成する方法であって、第１の主面と、第１の主面と反対側にあり、曲げ軸線を有する曲率を規定する第２の主面とを備える湾曲したガラスシートを提供するステップと、ガラスシートの曲率を超えてディスプレイを曲げるステップであって、ディスプレイは、ディスプレイ領域と、ディスプレイ領域に隣り合いかつ曲げ軸線に対して平行な２つの張出し縁部とを備える、曲げるステップと、ガラスシートの第２の主面にディスプレイを結合するステップであって、ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用してガラスシートの第２の主面に結合され、第２の接着剤は、第１の接着剤よりも高い弾性率を有する、結合するステップとを含み、２つの張出し縁部の各々は、ディスプレイ領域を越えて、少なくともディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している、方法に関する。
本開示の態様（１９）は、湾曲したガラスシートを提供するステップは、平坦なガラスシートに恒久的な曲率を導入するために、平坦なガラスシートを熱間成形するステップを含む、態様（１８）記載の方法に関する。
本開示の態様（２０）は、湾曲したガラスシートを提供するステップは、平坦なガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度にてチャック上で平坦なガラスシートを曲げることによって、平坦なガラスシートを冷間成形するステップを含む、態様（１８）記載の方法に関する。
特に明記されていない限り、本明細書に記載されている任意の方法は、その工程が特定の順序で実施されることを要求すると解釈されることを決して意図するものではない。したがって、方法クレームが実際にその工程に従うべき順序を記載していない場合、または工程が特定の順序に限定されることが特許請求の範囲または説明において他に明確に記載されていない場合、特定の順序を推論することは決して意図されていない。加えて、本明細書で使用される場合、「ａ」という冠詞は、１つまたは１つよりも多い構成要素または要素を含むことを意図しており、１つのみを意味すると解釈されることを意図していない。
開示された実施形態の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な変更および変形を行うことができることは、当業者には明らかである。実施形態の趣旨および要旨を包含する開示された実施形態の変更、組み合わせ、部分的な組み合わせおよび変形は、当業者であれば想起することができるので、開示された実施形態は、添付の特許請求の範囲およびそれらの同等物の範囲内の全てを含むと解釈されるべきである。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
湾曲したディスプレイアセンブリであって、
第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有するガラスシートであって、前記第１の主面と前記第２の主面との間で測定された第１の厚さを有し、前記第２の主面は、前記ガラスシートの第１の曲率半径を規定しており、前記第１の曲率半径は、曲げ軸線を有する、ガラスシートと、
第１のディスプレイ表面と第２のディスプレイ表面との間に第２の厚さを有する湾曲したディスプレイであって、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域に隣り合いかつ前記曲げ軸線に対して平行である２つの張出し縁部とを備える湾曲したディスプレイと、
前記湾曲したディスプレイの前記第２のディスプレイ表面を前記ディスプレイ領域内の前記ガラスシートの前記第２の主面に結合する第１の接着剤と、
前記２つの張出し縁部の各々を前記ガラスシートの前記第２の主面に結合する第２の接着剤であって、前記第１の接着剤よりも高い弾性率を有する第２の接着剤と
を備え、
前記張出し縁部はそれぞれ、前記ディスプレイ領域の外側に、前記湾曲したディスプレイの前記第２の厚さの少なくとも３倍である距離にわたって延在している、
湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態２
前記湾曲したディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、量子ドットＬＥＤ（ＱＬＥＤ）ディスプレイ、またはプラズマディスプレイのうちの少なくとも１つである、実施形態１記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態３
前記第２のディスプレイ表面に配置されたバックライトをさらに備え、これにより、前記湾曲したディスプレイは、前記バックライトと前記ガラスシートとの間に配置されている、実施形態１または２記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態４
フレームをさらに備え、前記フレームは、前記湾曲したディスプレイの周りの前記ガラスシートの前記第２の主面に結合されている、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態５
前記湾曲したディスプレイは、前記第１のディスプレイ表面を規定する第１の偏光子と、前記第１の偏光子上に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板と、前記ＴＦＴ基板上に配置された液晶層と、前記液晶層上に配置されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板と、前記ＣＦ基板上に配置された第２の偏光子であって、前記第２のディスプレイ表面を規定する第２の偏光子とを備えるＬＣＤである、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態６
前記ＴＦＴ基板は、前記２つの張出し縁部を備える、実施形態５記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態７
前記ＴＦＴ基板と前記ＣＦ基板とはそれぞれ、ガラス材料を含む、実施形態５または６記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態８
前記第２の接着剤の前記弾性率は、少なくとも０．５ＭＰａである、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態９
前記第１の接着剤の前記弾性率は、１０ｋＰａ～１００ｋＰａである、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態１０
前記ディスプレイ領域は、１×１０－４以下の光漏れ率を有する、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態１１
前記ガラスシートは、ソーダ石灰ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、またはアルカリアルミノケイ酸ガラスのうちの少なくとも１つを含む、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態１２
前記ガラスシートは、前記第１の主面と前記第２の主面との間の最大２ｍｍである厚さを有する、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態１３
前記第１の曲率半径は、３０ｍｍ～５ｍである、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
実施形態１４
乗物室内システムであって、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載の湾曲したディスプレイアセンブリを備え、前記乗物室内システムは、センタコンソール、インストルメントパネル、またはダッシュボードのうちの少なくとも１つである、乗物室内システム。
実施形態１５
実施形態１４記載の乗物室内システムを備える乗物。
実施形態１６
前記乗物は、自動車、航空機、船舶、または列車である、実施形態１５記載の乗物。
実施形態１７
湾曲したガラス物品を形成する方法であって、
第１の主面と、前記第１の主面と反対側にある第２の主面とを備えるガラスシートを提供するステップと、
前記ガラスシートの前記第２の主面にディスプレイを結合するステップであって、前記ディスプレイは、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域に隣り合う２つの張出し縁部とを備え、前記ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤よりも高い弾性率を有する、結合するステップと、
前記ガラスシートおよびディスプレイを前記ガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度で曲げて、前記ガラスシートおよびディスプレイに曲げ軸線を有する曲率を形成するステップと
を含み、
前記２つの張出し縁部は、前記曲げ軸線に対して平行であり、
前記２つの張出し縁部の各々は、前記ディスプレイ領域を越えて、少なくとも前記ディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している、
方法。
実施形態１８
湾曲したガラス物品を形成する方法であって、
第１の主面と、前記第１の主面と反対側にあり、曲げ軸線を有する曲率を規定する第２の主面とを備える湾曲したガラスシートを提供するステップと、
前記ガラスシートの前記曲率を超えてディスプレイを曲げるステップであって、前記ディスプレイは、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域に隣り合いかつ前記曲げ軸線に対して平行な２つの張出し縁部とを備える、曲げるステップと、
前記ガラスシートの前記第２の主面に前記ディスプレイを結合するステップであって、前記ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤よりも高い弾性率を有する、結合するステップと
を含み、
前記２つの張出し縁部の各々は、前記ディスプレイ領域を越えて、少なくとも前記ディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している、
方法。
実施形態１９
前記湾曲したガラスシートを提供するステップは、平坦なガラスシートに恒久的な曲率を導入するために、前記平坦なガラスシートを熱間成形するステップを含む、実施形態１８記載の方法。
実施形態２０
前記湾曲したガラスシートを提供するステップは、平坦なガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度にてチャック上で前記平坦なガラスシートを曲げることによって、前記平坦なガラスシートを冷間成形するステップを含む、実施形態１８記載の方法。

Claims (10)

  1. 湾曲したディスプレイアセンブリであって、
    第１の主面と、前記第１の主面と反対側の第２の主面とを有するガラスシートであって、前記第１の主面と前記第２の主面との間で測定された第１の厚さを有し、前記第２の主面は、前記ガラスシートの第１の曲率半径を規定しており、前記第１の曲率半径は、曲げ軸線を有する、ガラスシートと、
    第１のディスプレイ表面と第２のディスプレイ表面との間に第２の厚さを有する湾曲したディスプレイであって、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域に隣り合いかつ前記曲げ軸線に対して平行である２つの張出し縁部とを備える湾曲したディスプレイと、
    前記湾曲したディスプレイの前記第２のディスプレイ表面を前記ディスプレイ領域内の前記ガラスシートの前記第２の主面に結合する第１の接着剤と、
    前記２つの張出し縁部の各々を前記ガラスシートの前記第２の主面に結合する第２の接着剤であって、前記第１の接着剤よりも高い弾性率を有する第２の接着剤と
    を備え、
    前記張出し縁部はそれぞれ、前記ディスプレイ領域の外側に、前記湾曲したディスプレイの前記第２の厚さの少なくとも３倍である距離にわたって延在している、
    湾曲したディスプレイアセンブリ。
  2. 前記湾曲したディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、量子ドットＬＥＤ（ＱＬＥＤ）ディスプレイ、またはプラズマディスプレイのうちの少なくとも１つである、請求項１記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  3. 前記湾曲したディスプレイは、前記第１のディスプレイ表面を規定する第１の偏光子と、前記第１の偏光子上に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板と、前記ＴＦＴ基板上に配置された液晶層と、前記液晶層上に配置されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板と、前記ＣＦ基板上に配置された第２の偏光子であって、前記第２のディスプレイ表面を規定する第２の偏光子とを備えるＬＣＤである、請求項１または２記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  4. 前記ＴＦＴ基板は、前記２つの張出し縁部を備える、請求項３記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  5. 前記ＴＦＴ基板と前記ＣＦ基板とはそれぞれ、ガラス材料を含む、請求項３または４記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  6. 前記第２の接着剤の前記弾性率は、少なくとも０．５ＭＰａであり、前記第１の接着剤の前記弾性率は、１０ｋＰａ～１００ｋＰａである、請求項１から５までのいずれか１項記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  7. 前記湾曲したディスプレイの周りの前記ガラスシートの前記第２の主面に第３の接着剤を介して結合されたフレームをさらに備える、請求項１から６までのいずれか１項記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  8. 前記第１の接着剤は、１０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下である弾性率を有し、
    前記第２の接着剤は、０．５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である弾性率を有し、
    前記第３の接着剤は、２．０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である弾性率を有する、
    請求項７記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  9. 前記フレームは、円筒形状を有し、前記ガラスシートは、冷間成形された後に前記フレームに取り付けられている、請求項７記載の湾曲したディスプレイアセンブリ。
  10. 湾曲したガラス物品を形成する方法であって、
    第１の主面と、前記第１の主面と反対側にある第２の主面とを備えるガラスシートを提供するステップと、
    前記ガラスシートの前記第２の主面にディスプレイを結合するステップであって、前記ディスプレイは、ディスプレイ領域と、前記ディスプレイ領域に隣り合う２つの張出し縁部とを備え、前記ディスプレイ領域は、第１の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記２つの張出し縁部は、第２の接着剤を使用して前記ガラスシートの前記第２の主面に結合され、前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤よりも高い弾性率を有する、結合するステップと、
    前記ガラスシートおよび前記ディスプレイのうちの少なくとも一方を前記ガラスシートのガラス転移温度よりも低い温度で曲げて、前記ガラスシートおよびディスプレイに曲げ軸線を有する曲率を形成するステップと
    を含み、
    前記２つの張出し縁部は、前記曲げ軸線に対して平行であり、
    前記２つの張出し縁部の各々は、前記ディスプレイ領域を越えて、少なくとも前記ディスプレイの厚さの３倍である距離にわたって延在している、
    方法。
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