TW202035147A - 多層薄型積層板 - Google Patents

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馬修約翰 德奈卡
強納森厄爾 華特
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美商康寧公司
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Abstract

提供了玻璃基層壓製品。玻璃基製品至少包括第一玻璃基層，第二玻璃基層和設置在第一和第二玻璃基層之間的聚合物層。第一和第二玻璃基層中的至少一者具有小於或等於200 µm的厚度，並且聚合物層具有小於或等於100 µm的厚度。聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。還提供了生產層壓玻璃基製品的方法。

Description

多層薄型積層板
本申請要求於2018年11月30日提交的美國臨時申請號62/773,560的優先權權益，在此依賴其內容並經由引用整體併入本文。
本說明書總體上係關於層壓玻璃基製品，更具體地說，係關於包括經由黏合劑層分開的玻璃層的層壓玻璃基製品及其形成方法。
在諸如LCD和LED顯示器、電腦螢幕、自動櫃員機(ATM)等的消費和商業電子裝置中都採用玻璃製品，例如蓋玻璃、玻璃背板等。這些玻璃製品中的一些可以包括「觸摸」功能，該功能需要使玻璃製品與包括使用者的手指和/或觸控筆裝置在內的各種物體接觸，並且因此，玻璃必須足夠堅固以承受常規的接觸而不損壞，例如划傷。實際上，引入到玻璃製品的表面中的划痕可能降低玻璃製品的強度，因為划痕可能用作導致玻璃災難性破壞的裂紋的起始點。
而且，上述玻璃製品也可以結合在便攜式電子裝置中，例如行動電話、個人媒體播放器、膝上型電腦和平板電腦。結合在這些裝置中的玻璃製品在相關裝置的運輸和/或使用過程中可能會受到強烈的撞擊破壞。強烈的撞擊損壞可能包括例如裝置掉落造成的損壞。上述機械性損壞可能導致玻璃損壞。
因此，需要替代的玻璃製品，該玻璃製品能夠抵抗由於發生在玻璃製品的表面和邊緣上的機械性損傷而導致的失效。
根據態樣(1)，提供了一種製品。製品包括：第一玻璃基層；第二玻璃基層；第一聚合物層，設置在第一玻璃基層和第二玻璃基層之間。第一玻璃基層和第二玻璃基層中的至少一者具有小於或等於200 µm的厚度，並且第一聚合物層具有小於或等於100 µm的厚度。第一聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。
根據態樣(2)，提供態樣(1)的製品，其中第一玻璃基層和第二玻璃基層的厚度均小於或等於200 µm。
根據態樣(3)，提供態樣(1)或(2)的製品，進一步包括：第三玻璃基層；以及第二聚合物層，設置在第二玻璃基層和第三玻璃基層之間。第三玻璃基層具有小於或等於200 µm的厚度，第二聚合物層具有小於或等於100 µm的厚度，且第二聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。
根據態樣(4)，提供態樣(3)的製品，進一步包括：第四玻璃基層；第五玻璃基層；第六玻璃基層；第三聚合物層，設置在第三玻璃基層和第四玻璃基層之間；第四聚合物層，設置在第四玻璃基層和第五玻璃基層之間；以及第五聚合物層，設置在第五玻璃基層和第六玻璃基層之間。第四玻璃基層、第五玻璃基層和第六玻璃基層的厚度小於或等於200 µm，並且第三聚合物層、第四聚合物層和第五聚合物層的厚度小於或等於100 µm。第三聚合物層、第四聚合物層和第五聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。
根據態樣(5)，提供態樣(1)至(4)任一者的製品，其中第一玻璃基層的努氏(Knoop)刮擦閾值大於或等於5 N。
根據態樣(6)，提供態樣(1)至(5)任一者的製品，其中第一玻璃基層的維氏(Vickers)刮擦閾值大於或等於0.5 N。
根據態樣(7)，提供態樣(1)至(6)任一者的製品，其中第一玻璃基層和第二玻璃基層的厚度小於或等於100 µm。
根據態樣(8)，提供態樣(1)至(7)任一者的製品，其中第一聚合物層的厚度小於或等於50 µm。
根據態樣(9)，提供態樣(1)至(8)任一者的製品，其中第一玻璃基層是鋁硼矽酸鹽。
根據態樣(10)，提供態樣(1)至(9)任一者的製品，其中第一玻璃基層包含：50 mol%至85 mol%的SiO2 ；5 mol%至30 mol%的B2 O3 ；與5 mol%至30 mol%的Al2 O3 。
根據態樣(11)，提供態樣(1)至(10)任一者的製品，其中第一玻璃基層的特徵為：R’O-R2 O-Al2 O3 ≤ 4 mol%，其中R’O = BeO、MgO、SrO、BaO、與ZnO，而R2 O = Li2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O與Cs2 O。
根據態樣(12)，提供態樣(1)至(11)任一者的製品，其中第一玻璃基層的特徵為: B2 O3 ≥ R’O-R2 O-Al2 O3 +4 mol%，其中R’O = BeO、MgO、SrO、BaO、與ZnO，而R2 O = Li2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O與Cs2 O。
根據態樣(13)，提供態樣(1)至(12)任一者的製品，其中第一玻璃基層基本不含R2 O，其中R2 O = Li2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O與Cs2 O。
根據態樣(14)，提供態樣(1)至(13)任一者的製品，其中第一聚合物層的彈性模量除以厚度的比率大於或等於1 MPa/µm。
根據態樣(15)，提供態樣(1)至(14)任一者的製品，其中第一聚合物層的彈性模量除以厚度的比率大於或等於10 MPa/µm。
根據態樣(16)，提供態樣(1)至(15)任一者的製品，其中製品的彈性模量在垂直於第一玻璃基層的主平面的方向上大於30 GPa。
根據態樣(17)，提供態樣(1)至(16)任一者的製品，其中第一玻璃基層和第二玻璃基層的厚度大於第一聚合物層的厚度。
根據態樣(18)，提供態樣(1)至(17)任一者的製品，其中第一聚合物層包含紫外線可固化樹脂。
根據態樣(19)，提供態樣(1)至(18)任一者的製品，其中製品在400 nm至750 nm波長范圍內的透射率大於或等於90%。
根據態樣(20)，提供消費電子產品。消費電子產品包括：具有前表面、後表面和側面的殼體；至少部分地設置在殼體內的電子部件，電子部件至少包括控制器、記憶體和顯示器，顯示器設置在殼體的前表面處或鄰近前表面；以及放置在顯示器上方的蓋玻璃。殼體和蓋玻璃中的至少一者的至少一部分包括態樣(1)至(19)任何一者的製品。
根據態樣(21)，提供一種方法。方法包括：在第一玻璃基層和第二玻璃基層之間設置第一聚合物層；以及固化第一聚合物層，使得第一聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。第一玻璃基層和第二玻璃基層中的至少一者具有小於或等於200 µm的厚度，而第一聚合物層的厚度小於或等於100 µm。
根據態樣(22)，提供態樣(21)的方法，其中第一玻璃基層和第二玻璃基層兩者的厚度皆小於或等於200 µm。
根據態樣(23)，提供態樣(21)或(22)的方法，進一步包括：在第二玻璃基層和第三玻璃基層之間設置第二聚合物層；以及固化第二聚合物層，使得第二聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。第三玻璃基層的厚度小於或等於200 µm，而第二聚合物層的厚度小於或等於100 µm。
根據態樣(24)，提供態樣(23)的方法，進一步包括：在第三玻璃基層和第四玻璃基層之間設置第三聚合物層；在第四玻璃基層和第五玻璃基層之間設置第四聚合物層；在第五玻璃基層和第六玻璃基層之間設置第五聚合物層；以及固化第三聚合物層、第四聚合物層和第五聚合物層，使得三聚合物層、第四聚合物層和第五聚合物層在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量。第四玻璃基層、第五玻璃基層和第六玻璃基層的厚度小於或等於200 µm，而三聚合物層、第四聚合物層和第五聚合物層的厚度小於或等於100 µm。
根據態樣(25)，提供態樣(23)或(24)的方法，其中所有聚合物層的固化同時進行。
根據態樣(26)，提供態樣(21)至(25)任一者的方法，其中固化第一聚合物層包括使第一聚合物層暴露於紫外線輻射。
根據態樣(27)，提供態樣(21)至(26)任一者的方法，其中固化第一聚合物層包括加熱第一聚合物層。
本文所述的層壓玻璃製品以及形成該層壓玻璃製品的方法的額外特徵和優點將在下文中的詳細描述中闡述，且部分將由本領域的技術人員根據該描述而很容易理解或者經由實踐本文所述實施例而了解，本文所述實施例包括以下詳細說明、申請專利範圍以及附圖。
應當理解，前面的一般描述和下面的詳細描述都描述了各種實施例，並且旨在提供用於理解所要求保護的標的的性質和特徵的概述或框架。包括附圖以提供對各種實施例的進一步理解，並且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖示出了本文描述的各種實施例，並且與描述一起用於解釋要求保護的標的的原理和操作。
現在將詳細參考玻璃基製品的實施例，其包括複數個玻璃基層和設置在玻璃基層之間的聚合物層，其之實例在附圖中示出。
範圍可以在本文中表示為從「約」一個特定值和/或到「約」另一特定值。當表示上述範圍時，另一實施例包括從一個特定值和/或到另一特定值(即，該範圍包括明確指出的端點)。類似地，當經由使用先行詞「約」將值表示為近似值時，將理解的是，特定值形成另一實施例。例如，範圍「從約1至約2」還明確地包括範圍「從1至2」。類似地，範圍「約1至約2」還明確地包括範圍「1至2」。還將理解的是，每個範圍的端點與另一個端點的關聯以及獨立於另一個端點都是有效的。
本文所用的方向性術語(例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部)僅參考所繪製的附圖進行，並非意圖暗示絕對方向。
除非另有明確說明，否則決不打算將本文闡述的任何方法解釋為要求其步驟以特定順序執行，也不需要以任何設備特定的方向進行。因此，在方法請求項沒有實際敘述其步驟應遵循的順序的情況下，或者在任何設備請求項並未實際對各個部件敘述的順序或取向的情況下，或者在申請專利範圍或說明書中沒有特別聲明步驟將被限制為特定的順序，或者沒有陳述對設備的部件的特定順序或定向的情況下，絕不意味著在任何方面推斷出順序或定向。這適用於任何可能的不明顯的解釋，包括：有關步驟安排、操作流程、部件次序或部件定向的邏輯問題；源自語法組織或標點的簡單含義；說明書中描述的實施例的數量或類型。
本文所使用的單數形式的「一」、「一個」和「該」包括複數對象，除非上下文另外明確指出。因此，例如，除非上下文另外明確指出，否則對「部件」的提及包括具有兩個或更多個這樣的部件的態樣。
本文描述的玻璃基製品是至少兩個玻璃基層和設置在玻璃基層之間的聚合物層的積層板。至少一層玻璃基層是薄的，厚度小於或等於200 µm。聚合物層比玻璃基層薄，並且可以具有小於或等於100 µm的厚度。聚合物層經選擇而為剛性的，從而防止玻璃基層的急劇彎曲，並且增加了層壓玻璃基製品的耐破損性。跌落試驗的結果所示，玻璃基製品的耐破損性可能超過具有類似厚度的化學強化單體式玻璃基製品的耐破損性。
本文所述的玻璃基製品提供了高的抗斷裂性，而無需化學強化或熱回火。因此，可以簡化玻璃基製品的製造並且可以降低成本。另外，在不需要離子交換加強的情況下實現高抗斷裂性的能力允許玻璃基層不含或基本上不含鹼金屬，鹼金屬在某些電子裝置應用中是不樂見的。本文所用之術語「基本上不含」是指組分沒有被主動地添加到組合物或製品中，但是可以用小於或等於0.1  mol%的量作為雜質存在。本文使用的術語「玻璃基」包括全部或部分由玻璃，例如玻璃和玻璃陶瓷(包括非晶相和結晶相)，製成的任何物體。
本文揭露的層壓玻璃基製品可以結合到其他製品中，例如具有顯示器的製品(或顯示器製品)，例如消費類電子產品，包括監視器、電視、手機、平板電腦、電腦、導航系統、可穿戴設備(例如手錶)等；建築用品；運輸用品(例如，用於包括汽車、卡車、火車、飛機、海上航行器等載具的窗戶)；家電用品；或任何需要一定透明度與改良抗損壞性的製品。結合本文所揭露的任何層壓玻璃基製品的示例性製品示意性地描繪在圖1和圖2中。具體而言，圖1和圖2示出了消費電子裝置100，其包括具有前表面104、後表面106和側面108的殼體102；電子部件(未示出)，至少部分地位於殼體內或全部位於殼體內，並且至少包括控制器、記憶體和在殼體的前表面處或附近的顯示器110；及蓋基板112，位於殼體的前表面處或上方，使得其位於顯示器上方。在一些實施例中，蓋基板112和殼體102中的至少一者的至少一部分可以包括本文揭露的任何層壓玻璃基製品。
本文所述的玻璃基製品至少包括第一玻璃基層、第二玻璃基層和設置在第一玻璃基層和第二玻璃基層之間的第一聚合物層。可以選擇包含在玻璃基製品中的各個玻璃基層和聚合物層，使其具有以下任意特徵。
圖3示出了示例性玻璃基製品。圖3中的玻璃基製品300包括第一玻璃基層310、第二玻璃基層320和設置在玻璃基層之間的第一聚合物層315。在實施例中，玻璃基製品可包括另外的玻璃基層。如圖4所示，玻璃基製品400包括第一玻璃基層410、第一聚合物層415、第二玻璃基層420、第二聚合物層425、第三玻璃基層430、第三聚合物層435、第四玻璃基層440、第四聚合物層445、第五玻璃基層450、第五聚合物層455和第六玻璃基層460。儘管圖4所示的玻璃基製品包括六個玻璃基層，但是本文所述的玻璃基製品可以包括大於或等於兩個的任何數量的玻璃基層。例如，玻璃基製品可以包括大於或等於三個玻璃基層，例如大於或等於四個玻璃基層、大於或等於五個玻璃基層，大於或等於六個玻璃基層，或更多。大體上，玻璃基製品可包括的聚合物層比玻璃基層的數目少一層。如圖3和圖4所示，玻璃基製品的外平面可以由玻璃基層形成。因此，玻璃基製品的至少某些性質，例如耐刮擦性，可歸因於外部/暴露的玻璃基層並且與外部/暴露的玻璃基層的性質基本相似。
本文揭露的玻璃基製品包括至少一個厚度小於或等於200 µm的玻璃基層。玻璃基層的低厚度允許層彎曲並消散衝擊能，從而減少或防止破裂。此外，玻璃基層的厚度可能會降低在玻璃基層中形成的任何裂紋的可見性。在一些實施例中，玻璃基製品中的所有玻璃基層可以具有小於或等於200 µm的厚度。如圖3和圖4所示，玻璃基製品中的玻璃基層可以具有基本相等或相等的厚度。在一些實施例中，包含在玻璃基製品中的玻璃基層可以具有不同的厚度。在實施例中，玻璃基製品中的玻璃基層中的至少一個的厚度小於或等於200 µm，例如小於或等於190 µm、小於或等於180 µm、小於或等於170 µm、小於或等於160 µm、小於或等於150 µm、小於或等於140 µm、小於或等於130 µm、小於或等於120 µm、小於或等於110 µm、小於或等於100 µm、小於或等於90 µm、或更小。在實施例中，玻璃基製品中的玻璃基層中的至少一個的厚度從大於或等於90 µm至小於或等於200 µm，例如從大於或等於100 µm至小於或等於190 µm、從大於或等於110 µm至小於或等於180 µm、從大於或等於120 µm至小於或等於170 µm、從大於或等於130 µm至小於或等於160 µm、從大於或等於140 µm至小於或等於150 µm，以及由任何這些端點形成的任何和所有子範圍。
本文揭露的玻璃基製品包括至少一個聚合物層，至少一個聚合物層設置在玻璃基層之間，且厚度小於或等於100 µm。聚合物層的低厚度有助於玻璃基製品抵抗斷裂的能力。不希望受到任何特定理論的束縛，薄聚合物層與以下所述聚合物的剛度相結合，可以防止掉落或受到衝擊時單個玻璃基層出現明顯的彎曲，從而防止玻璃基層破裂。聚合物層還保護與其接觸的玻璃基層的表面，防止引入可能導致斷裂的新缺陷，並且在某些實施例中，可以減少或防止與之接觸的表面中存在的缺陷的生長。在一些實施例中，設置在玻璃基製品中的玻璃基層之間的所有聚合物層可以分別地具有小於或等於100 µm的厚度。在實施例中，聚合物層可以個別具有小於或等於100 µm的厚度，例如小於或等於95 µm、小於或等於90 µm、小於或等於85 µm、小於或等於80 µm、小於或等於75 µm、小於或等於70 µm、小於或等於65 µm、小於或等於60 µm、小於或等於55 µm、小於或等於50 µm、小於或等於45 µm、小於或等於40 µm、小於或等於35 µm、小於或等於30 µm、小於或等於25 µm、小於或等於20 µm、小於或等於15 µm、小於或等於10 µm、小於或等於8 µm、小於或等於6 µm、小於或等於4 µm、或更小。在實施例中，聚合物層可以個別具有從大於或等於2 µm至小於或等於100 µm的厚度，例如從大於或等於4 µm至小於或等於95 µm、從大於或等於6 µm至小於或等於90 µm、從大於或等於8 µm至小於或等於85 µm、從大於或等於10 µm至小於或等於80 µm、從大於或等於15 µm至小於或等於75 µm、從大於或等於20 µm至小於或等於70 µm、從大於或等於25 µm至小於或等於65 µm、從大於或等於30 µm至小於或等於60 µm、從大於或等於35 µm至小於或等於55 µm、從大於或等於40 µm至小於或等於50 µm，以及由任何這些端點形成的任何和所有子範圍。在玻璃基製品中包括多個聚合物層的情況下，玻璃基製品中的聚合物層可以具有不同的厚度。在其他實施例中，在玻璃基製品中包括多個聚合物層的情況下，聚合物層可以具有基本相等或相等的厚度。在實施例中，聚合物層可以比與其相鄰的玻璃基層薄。
聚合物層可以是相對剛性的，例如在1/s的應變速率下具有大於或等於100MPa的彈性模量的聚合物。聚合物層材料的剛度可以約束玻璃基層，從而防止玻璃基層中的裂紋的增長並防止玻璃基層彎曲和斷裂。聚合物層在1/s的應變速率下可具有大於或等於100MPa的彈性模量，例如大於或等於105 MPa、大於或等於110 MPa、大於或等於115 MPa、大於或等於120 MPa、大於或等於125 MPa、或更大。在實施例中，聚合物層的剛度可能與聚合物層的厚度有關，使得聚合物層的彈性模量除以聚合物層的厚度為大於或等於1 MPa/µm，例如大於或等於2 MPa/µm、大於或等於3 MPa/µm、大於或等於4 MPa/µm、大於或等於5 MPa/µm、大於或等於6 MPa/µm、大於或等於7 MPa/µm、大於或等於8 MPa/µm、大於或等於9 MPa/µm、大於或等於10 MPa/µm、或更大。
聚合物層可以由任何適當的聚合物材料形成。在實施例中，聚合物層可以包括樹脂，例如光學透明樹脂。聚合物層可以是可商購的，例如通常用於修復擋風玻璃的樹脂。在實施例中，聚合物層可以包括紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。聚合物層在400 nm至750 nm的波長范圍內可以具有大於或等於90%的透射率，例如大於或等於91%、大於或等於92%、大於或等於93%、大於或等於94%、大於或等於95%、大於或等於96%、大於或等於97%、大於或等於98%、大於或等於99%或更大。在玻璃基製品中包括多個聚合物層的情況下，玻璃基製品中的聚合物層可以由相同的材料形成。在其他實施例中，在玻璃基製品中包括多個聚合物層的情況下，聚合物層可以由不同的材料形成。
玻璃基層可以包括玻璃或玻璃陶瓷材料。在實施例中，包含在玻璃基製品中的玻璃基層的組成可以是基本相同或相同的。玻璃基層可以是鋁矽酸鹽玻璃，例如鋁硼矽酸鹽玻璃。在實施例中，玻璃基層可經選擇以提供高的抗劃傷性。玻璃基層的努氏划痕閾值可能大於或等於5 N，例如大於或等於5.5 N、大於或等於6 N或更大。玻璃基層的維氏划痕閾值可能大於或等於0.5 N，例如大於或等於1.0 N、大於或等於1.5 N或更大。玻璃基層的耐劃傷性可以高於先前用於本文所述的玻璃基製品的應用中的交換強化玻璃製品的耐劃傷性。玻璃基層在400 nm至750 nm的波長范圍內可以具有大於或等於90%的透射率，例如大於或等於91%、大於或等於92%、大於或等於93%、大於或等於94%、大於或等於95%、大於或等於96%、大於或等於97%、大於或等於98%、大於或等於99%、或更大。
在一些實施例中，玻璃基層可以包括任何適當量的SiO2 。SiO2 是玻璃基層的最大成分，因此，SiO2 是由玻璃組合物形成的玻璃網路的主要成分。如果玻璃組合物中的SiO2 的濃度過高，玻璃組合物的成形性可能會減少，因為較高的SiO2 濃度會增加玻璃熔化的難度，進而不利地影響玻璃的可成形性。在一些實施例中，玻璃芯層的玻璃組合物可以包含約50mol%至約85 mol%的SiO2 ，例如約55 mol%至約80 mol%、約60 mol%至約75 mol%、約65 mol%至約70 mol%、以及由這些端點組成的任何子範圍。
玻璃基層也可以包括任何適當量的Al2 O3 。類似於SiO2 ，Al2 O3 可以用作玻璃網路形成劑。Al2 O3 可能由於在由玻璃組合物形成的玻璃熔體中的四面體配位而增加了玻璃組合物的黏度，當Al2 O3 的量太高時，降低了玻璃組合物的可成形性。但是，當Al2 O3 的濃度與SiO2 的濃度和玻璃組合物中鹼金屬氧化物的濃度平衡時，Al2 O3 可以降低玻璃熔體的液相線溫度，從而提高了液相線黏度，並改善了玻璃組合物與某些成形過程(例如，熔融成形過程)的相容性。玻璃基層中包含Al2 O3 可防止相分離並減少玻璃中非橋連氧(NBO)的數量。另外，如果在層壓玻璃基製品之前或之後經由離子交換來增強玻璃基層，則Al2 O3 可以改善離子交換的效率。在一些實施例中，玻璃基層可以包括約5 mol%至約30 mol%的量的Al2 O3 ，例如約10 mol%至約25 mol%、約15 mol%至約20 mol%、以及由這些端點組成的任何子範圍。
玻璃基層還可包含足以產生所需的耐刮擦性的任何量的B2 O3 。在玻璃基層中包含B2 O3 可提高玻璃的天然抗損傷性。在一些實施例中，玻璃基層可以包括約5 mol%至約30 mol%的量的B2 O3 ，例如約10 mol%至約25 mol%、約15 mol%至約20 mol%、以及由這些端點組成的任何子範圍。
玻璃基層可包含任何適當量的鹼金屬氧化物。玻璃組合物中鹼金屬氧化物(例如，Li2 O、Na2 O與K2 O以及其他鹼金屬氧化物，包括Cs2 O與Rb2 O)的總合可稱為「R2 O」，而R2 O可以用mol%表示。在一些實施例中，玻璃基層可以基本上不含或不含R2 O。在其他實施例中，玻璃基層可以包括大於0 mol%的R2 O，上述玻璃基層允許玻璃基層的離子交換增強。
玻璃基層可以包含任何適當量的鹼性金屬氧化物。玻璃組合物中鹼性金屬氧化物(BeO、MgO、SrO、BaO與ZnO)的總合可稱為「R’O」，而R’O可以用mol%表示。
可以平衡玻璃基層中鹼金屬氧化物、鹼性金屬氧化物和氧化鋁的含量，以獲得所需的效能。這些成分的平衡可能導致玻璃基層中非橋連氧的濃度降低。在實施例中，玻璃基層的特徵在於R’O-R2 O-Al2 O3 小於或等於4 mol%，例如小於或等於3 mol%、小於或等於2 mol%、小於或等於1 mol%或更小。在實施例中，玻璃基層中的氧化硼還可以與鹼金屬氧化物、鹼性金屬氧化物和氧化鋁的含量平衡。在實施例中，玻璃基層包括數量大於或等於R’O-R2 O-Al2 O3 +4 mol%的B2 O3 。
在一些實施例中，玻璃基製品的玻璃基層可以具有包括以下的組成：約50 mol%至約85 mol%的SiO2 、約5 mol%至約30 mol%的Al2 O3 與約5 mol%至約30 mol%的B2 O3 。下表I提供了用於玻璃基層的示例性組合物。玻璃基層可包括依據美國專利第7,851,394號及/或美國專利第7,534,734號生產的玻璃組合物，美國專利中的每一個均經由引用整體併入本文。 表I
組成 (mol%)
SiO2 67.50
Al2 O3 11.06
B2 O3 9.83
P2 O5 0.00
Na2 O 0.00
SnO2 0.08
K2 O 0.00
MgO 2.26
BaO 0.01
SrO 0.50
CaO 8.76
本文所述的玻璃基製品可以看起來透明和無色。在實施例中，玻璃基製品在400 nm至750 nm的波長范圍內可以具有大於或等於90%的透射率，例如大於或等於91%、大於或等於92%、大於或等於93%、大於或等於94%、大於或等於95%、大於或等於96%、大於或等於97%、大於或等於98%、大於或等於99%或更大。
玻璃基製品在垂直於玻璃基層的主平面的方向上的彈性模量可以大於30 GPa或更高。此彈性模量可有助於玻璃基製品吸收衝擊能量而不會破裂的能力。
玻璃基製品可具有任何合適的幾何形狀。在實施例中，玻璃基製品是基本上平坦或平面的。在實施例中，玻璃基製品可包括開口或缺口，例如用於容納相機、揚聲器、麥克風或指紋傳感器的開口。
玻璃基製品可以經由任何適當的層壓處理來生產。大體上，經由在玻璃基層之間設置聚合物層，然後固化該聚合物層，以達成1/s的應變速率下大於或等於100 MPa的聚合物層的彈性模量，來製造玻璃基製品。在玻璃基製品中將包括兩個以上的玻璃基層的情況下，可以針對要添加的每個附加的玻璃基層重複佈置步驟，以形成積層板堆疊。在存在一個以上聚合物層的實施例中，所有聚合物層可以同時固化。
層壓後，可以將玻璃基製品切割或加工成所需的幾何形狀。這至少部分地是由於在玻璃基製品中缺乏明顯的壓縮應力而成為可能。在實施例中，可以在組裝和固化積層板堆疊之前將玻璃基層切割並加工成所需的最終幾何形狀。
聚合物層的佈置可以用能夠生產具有期望厚度的聚合物層的任何方法進行。在實施例中，可以使用刮刀、輥、噴霧系統或本領域已知的任何其他技術來佈置聚合物層。在將聚合物層放置在玻璃基層之間之後，可以向玻璃基層施加壓力以從積層板中去除任何氣泡或多餘的聚合物。
聚合物層的固化可以經由任何適當的技術來進行。在實施例中，可以經由將積層板暴露於紫外線輻射來固化聚合物層。在實施例中，聚合物層可以經由整體上對積層板進行熱處理或經由局部加熱聚合物層而固化。例如，可以將積層板放置在烤箱、爐子或熱板上以熱處理和固化聚合物層。在一些實施例中，可以結合使用紫外線輻射和熱處理來固化聚合物層。在一些實施例中，固化處理可能會引起聚合物層的某些收縮，從而進一步限制玻璃基層。實例
經由以下實例將進一步闡明本文所述的實施例。
經由將六個玻璃基層切割成所需的幾何形狀來製備層壓玻璃基製品，其中玻璃基層具有上表I的組成並且厚度為100 µm。將市售的UltraBond 45 cps樹脂塗覆到第一玻璃基層的頂部，並將第二玻璃基層置於樹脂層的頂部。然後將各層壓制以除去任何氣袋或氣泡，並散發出任何過量的樹脂。重複施加樹脂和額外的玻璃基層，直到產生包含六個玻璃基層的積層板堆疊。然後，用市售的GE 15W F15T8 BLB燈用紫外線照射積層板疊堆，以固化樹脂。然後將固化的玻璃基製品安裝到跌落試驗工具上，並從20公分的高度開始跌落到180粒度的氧化鋁砂紙上，並以10公分的增量遞增，直到跌落高度為220公分。然後將跌落高度為220 cm而不失敗的樣品以30粒度的砂紙進行相同的測試程序。圖5顯示了在20次跌落至180粒度砂紙與20次跌落至30粒度砂紙之後安裝於跌落試驗工具中的玻璃基製品。如圖5中所示，玻璃基製品500受到衝擊後會出現點蝕，但不會出現破裂。
圖6顯示了使用與圖5的玻璃基製品相同的程序生產的玻璃基製品的橫截面。圖6中的玻璃基製品600包括六個100 µm厚的玻璃基層610、620、630、640、650與660，每個具有上方表I的組成。玻璃基製品包括具有33.125 µm厚度的第一聚合物層615、21.287 µm厚度的第二聚合物層625、28.75 µm厚度的第三聚合物層635、21.287 µm厚度的第四聚合物層645與27.507 µm厚度的第五聚合物層655。
使用相同的程序生產第二個樣品，但只有三個玻璃基層和兩個聚合物層。此樣品在98公分的平均跌落高度在180粒度的砂紙上失敗。因此，更薄、更柔順的玻璃基製品不像六層玻璃基層製品那麼堅固。
使用具有不同厚度和表I組成的兩個玻璃基層和單一聚合物層來生產玻璃基製品。玻璃基層厚度和平均聚合物層厚度記錄在下表II中。結合熱處理和紫外線(UV)輻射來固化市售的UltraBond 45 cps樹脂。樣品A和B在室溫下固化。如表II所示，樣品C、D和E在固化之前在溫度下進行熱處理且持續預固化時間段，然後將樣品在熱處理溫度下用紫外線輻射固化，並在室溫下用紫外線輻射固化持續表II中報告的時間段。 表II
樣品 厚度(µm) 熱處理溫度 (°C) 預固化溫度下的時間 (分) 固化時間(分) 平均裂紋長度 (µm)
第一玻璃層 第二玻璃層 聚合物層 熱處理溫度 室溫
A 100 700 42.8 22       6347
B 100 700 17 22       6178
C 100 700 13.6 95 8 1 1 4966
D 100 700 19.8 95 8 1 1 5269
E 100 700 20.6 95 8 1 1 4823
表II中記錄的平均裂紋長度是將球從三英吋高跌落到固化的玻璃基製品上，並使較薄的玻璃層與120粒度的砂紙接觸後的最大裂紋長度。
生產具有兩個或三個不同厚度和表I組成的玻璃基層和一個或兩個聚合物層的玻璃基製品。玻璃基層的厚度和平均聚合物層的厚度記錄在下表III中。結合熱處理和紫外線(UV)輻射來固化市售的UltraBond 45 cps樹脂。如表III所示，樣品F、H和J在固化之前在溫度下進行熱處理且持續預固化時間段，然後將樣品在熱處理溫度下用紫外線輻射固化持續表III中報告的時間段。在以UV輻射固化持續表III中報告的時間段之前，樣品G與I未經熱處理。 表III
樣品 厚度(µm) 熱處理溫度 (°C) 預固化溫度下的時間 (分) 固化時間(分) 平均裂紋長度 (µm)
第一玻璃層 第二玻璃層 第三玻璃層 聚合物層
F 500 200   4.8 40 10 10 5993
G 500 200   10.6 40   10 5227
H 500 100 100 16.4 40 10 10 5438
I 500 100 100 2.4 40   10 4310
J 500 200   5.6 40 10 10 6151
表III中記錄的平均裂紋長度是將球從三英吋高跌落到固化的玻璃基製品上，並使較薄的玻璃層與120粒度的砂紙接觸後的最大裂紋長度。
對於本領域技術人員將顯而易見的是，在不脫離所要求保護的標的的精神和範圍的情況下，可以對本文所述的實施例進行各種修改和變化。因此，本說明書旨在覆蓋本文所述的各種實施例的修改和變型，只要這些修改和變型落入所附申請專利範圍及其等同物的範圍內即可。
100:消費電子裝置 102:殼體 104:前表面 106:後表面 108:側面 110:顯示器 112:蓋基板 300:玻璃基製品 310:第一玻璃基層 315:第一聚合物層 320:第二玻璃基層 400:玻璃基製品 410:第一玻璃基層 415:第一聚合物層 420:第二玻璃基層 425:第二聚合物層 430:第三玻璃基層 435:第三聚合物層 440:第四玻璃基層 445:第四聚合物層 450:第五玻璃基層 455:第五聚合物層 460:第六玻璃基層 500:玻璃基製品 600:玻璃基製品 610、620、630、640、650、660:玻璃基層 615:第一聚合物層 625:第二聚合物層 635:第三聚合物層 645:第四聚合物層 655:第五聚合物層
圖1示意性地描繪了根據本文所述的一個或多個實施例的包括玻璃基製品的消費電子裝置的前視圖；
圖2示意性地描繪了圖1的消費電子裝置的透視圖；
圖3示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的玻璃基製品的橫截面；
圖4示意性地描繪了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的玻璃基製品的橫截面；
圖5是根據本文所示和所述的一個或多個實施例的玻璃基製品經過跌落測試後的照片；
圖6是根據本文所述的一個或多個實施例的玻璃基製品的橫截面的照片。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:消費電子裝置
102:殼體
104:前表面
106:後表面
108:側面
110:顯示器
112:蓋基板

Claims (10)

  1. 一種製品，包括： 一第一玻璃基層； 一第二玻璃基層；及 一第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層和該第二玻璃基層之間， 其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層的至少一者具有一小於或等於200 µm的厚度，該第一聚合物層具有一小於或等於100 µm的厚度，且該第一聚合物層在1/s的一應變速率下具有大於或等於100 MPa的一彈性模量。
  2. 如請求項1所述之製品，其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層皆具有一小於或等於200 µm的厚度。
  3. 如請求項1或2所述之製品，進一步包括： 一第三玻璃基層；及 一第二聚合物層，設置在該第二玻璃基層和該第三玻璃基層之間， 其中該第三玻璃基層具有一小於或等於200 µm的厚度，該第二聚合物層具有一小於或等於100 µm的厚度，而該第二聚合物層在1/s的一應變速率下具有一大於或等於100 MPa的彈性模量。
  4. 如請求項3所述之製品，進一步包括： 一第四玻璃基層； 一第五玻璃基層； 一第六玻璃基層； 一第三聚合物層，設置在該第三玻璃基層和該第四玻璃基層之間； 一第四聚合物層，設置在該第四玻璃基層和該第五玻璃基層之間；及 一第五聚合物層，設置在該第五玻璃基層和該第六玻璃基層之間， 其中該第四玻璃基層、該第五玻璃基層和該第六玻璃基層具有一小於或等於200 µm的厚度，該第三聚合物層、該第四聚合物層和該第五聚合物層具有一小於或等於100 µm的厚度，而該第三聚合物層、該第四聚合物層和該第五聚合物層在1/s的一應變速率下具有一大於或等於100 MPa的彈性模量。
  5. 如請求項1或2所述之製品，其中： 該第一玻璃基層的一努氏(Knoop)刮擦閾值大於或等於5 N；及/或 該第一玻璃基層的一維氏(Vickers)刮擦閾值大於或等於0.5 N；及/或 該第一玻璃基層為一鋁硼矽酸鹽；及/或 該第一玻璃基層基本上不含R2 O，其中R2 O = Li2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O與Cs2 O。
  6. 如請求項1或2所述之製品，其中： 該第一玻璃基層和該第二玻璃基層具有一小於或等於100 µm的厚度；及/或 該第一聚合物層具有一小於或等於50 µm的厚度；及/或 該第一玻璃基層和該第二玻璃基層的厚度大於該第一聚合物層的該厚度。
  7. 如請求項1或2所述之製品，其中： 該第一聚合物層的該彈性模量除以該厚度的一比例大於或等於1 MPa/µm；及/或 該第一聚合物層包括一紫外線可固化樹脂。
  8. 如請求項1或2所述之製品，其中： 在垂直於該第一玻璃基層的主平面的一方向上，該製品的一彈性模量大於30 GPa；及/或 該製品在400 nm至750 nm的波長范圍內具有一大於或等於90%的透射率。
  9. 一種消費電子產品，包括： 一殼體，具有一前表面、一後表面與數個側面； 數個電子部件，至少部分地設置於該殼體內，該些電子部件至少包括一控制器、一記憶體與一顯示器，該顯示器設置在該殼體的該前表面處或附近；及 一蓋玻璃，設置在該顯示器上方， 其中該殼體與該蓋玻璃的至少一者的至少一部分包括請求項1或2所述之製品。
  10. 一種方法，包括： 在一第一玻璃基層和一第二玻璃基層之間設置一第一聚合物層；及 固化該第一聚合物層，使得該第一聚合物層在1/s的一應變速率下具有一大於或等於100 MPa的彈性模量， 其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層的至少一者具有一小於或等於200 µm的厚度，而該第一聚合物層具有一小於或等於100 µm的厚度。
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