TW202104129A - 具有印刷墨水層之裝飾玻璃 - Google Patents

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Abstract

茲提供裝飾玻璃的實施例。裝飾玻璃包括透明基板,透明基板具有第一主表面及第二主表面。第二主表面與第一主表面相對。裝飾玻璃亦包括黑墨水層,設置於第二主表面上之顯示區域中。黑墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數。當從第一主表面藉由像素功率偏差參考(PPDr)測量時,裝飾玻璃具有2%或更小的閃爍度。

Description

具有印刷墨水層之裝飾玻璃
本申請案依據專利法主張於2020年3月10日提申之美國臨時專利申請案第62/987,563號及於2019年4月4日提申之美國臨時專利申請案第62/829347號之優先權,彼等美國申請案之內容以全文引用方式併入本文。
本揭示內容與裝飾玻璃有關,且更具體而言,與具有墨水層之玻璃有關,以提供低閃爍度之顏色匹配或死面化(deadfronting)。
先前技術仍存在缺陷。本發明旨在解決這些缺陷及/或提供對先前技術的改進。
在一個態樣中,本揭示內容之實施例與裝飾玻璃有關。裝飾玻璃包括透明基板,而透明基板具有第一主表面及第二主表面。第二主表面與第一主表面相對。裝飾玻璃也包括黑墨水層,黑墨水層設置於第二主表面上之顯示區域中。黑墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數。當從第一主表面藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,裝飾玻璃具有2%或更小的閃爍度(sparkle)。
在另一個態樣中,本揭示內容之實施例與製備裝飾玻璃之方法有關。在所述方法之一或多個實施例中,提供透明基板,包含第一主表面及第二主表面,該第二主表面與該第一主表面相對。將墨水層印刷於透明基板的第二主表面上之至少一個顯示區域中。根據CIE L*a*b* 色彩空間,墨水層具有不超過5的a*及b*,和不超過50的L*。進而,墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數,且當藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,墨水層具有2%或更小的閃爍度(sparkle)。
在另一個態樣中,本揭示內容之實施例與裝置有關。所述裝置包括裝飾玻璃及光源。裝飾玻璃具有第一側及第二側,該第二側與該第一側相對。進而,裝飾玻璃包括透明基板,具有第一主表面及第二主表面,該第二主表面與該第一主表面相對。裝飾玻璃還包括黑墨水層,設置於第二主表面上之至少一個顯示區域中。墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數。光源設置於該飾玻璃的第二側上,且當從裝飾玻璃的第一側藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,測得2%或更小的閃爍度(sparkle)。
在隨後的具體實施方式中將闡述額外特徵及優點,而本案所屬技術領域中具通常知識者可根據該描述而部分理解額外特徵及優勢,或藉由實踐本文中(包括隨後的具體實施方式、申請專利範圍、及附隨圖式)所描述的實施例而瞭解額外特徵及優點。
應瞭解,上述一般描述與以下詳細描述二者僅為示例性,並且意欲提供用於理解申請專利範圍之本質及特性之概述或框架。茲包括隨附圖式以提供進一步理解,且將該等隨附圖式併入本說明書且構成本說明書之一部分。圖式說明一或更多個實施例,且連同描述一起說明各種實施例之原理及操作。
總體上請參見附圖,附圖提供了具墨水層之裝飾玻璃的各種實施例。在實施例中,裝飾玻璃可以是為顯示器提供顏色匹配或死面化(deadfronting)之蓋玻璃,或者,在實施例中,裝飾玻璃可為窗、門或其他建築面板,所述建築面板從裝飾玻璃的側面遮擋透過裝飾玻璃之視野,其中環境光入射於裝飾玻璃上。請參見蓋玻璃實施例,可將裝飾玻璃置於光源(如顯示器)上方,以在顯示器關閉時隱藏或降低顯示器的可見度。當顯示器關閉時,顏色匹配裝飾性蓋玻璃將不會完全隱藏顯示器,但其遮擋顯示器使顯示器較不突出。死面(deadfront)裝飾性蓋玻璃經設計以在顯示器關閉時完全隱藏顯示器。顏色匹配裝飾性蓋玻璃及死面裝飾性蓋玻璃二者均設計為當顯示器開啟時能看見顯示器。通常,顏色匹配裝飾性蓋玻璃與死面裝飾性蓋玻璃之間的差異在於裝飾玻璃上之顏色匹配層或死面化層之透明程度。在本揭示內容中,顏色匹配層或死面化層為印刷在裝飾玻璃上之墨水層。然而,取決於所使用之墨水及其施加方式,可能會有不平滑覆蓋、表面張力波動、顆粒等現象而導致從顯示器反射的光透過墨水層洩漏。根據本揭示內容,施加墨水層而使得藉此光線洩漏所引起的閃爍度(sparkle)小於2% (以像素功率偏差參考(PPDr)進行測量)。藉由示例方式而非藉由限制方式來提供本文所討論之裝飾玻璃的實施例。
第1圖為包括觸摸介面102之電子裝置100的局部剖面視圖。在實施例中,電子裝置100為獨立運作裝置,如筆記型電腦、平板電腦、智慧電話、數位音樂撥放器、可攜式遊戲機、電視等。即,「獨立運作電子裝置(standalone electronic device) 100」主要是未結合至另一個結構、裝置或設備之顯示器螢幕或互動式面板。在其他實施例中,電子裝置100被結合至另一個結構、裝置或設備。舉例而言,電子裝置100可為控制面板,如,在車輛中、在電器上、用於電梯等,其允許與結構、裝置或設備互動。
在第1圖所描繪之實施例中,電子裝置100包括觸摸介面102、殼體104、裝飾玻璃106、光源(如,顯示單元108)及電路板110。殼體104至少部分地圍繞觸摸介面102,且在所描繪的實施例中,提供了用於裝飾玻璃106之安置表面112。因此,在所描繪的實施例中,裝飾玻璃106用作顯示單元108的蓋玻璃。此外,在獨立運作的裝置中,殼體104可提供電子裝置100的邊界,而當將電子裝置100結合至另一個結構、裝置或設備時,殼體104可僅在較大的整體結構、裝置或設備內為電子裝置100提供安裝座。在任一種配置中,裝飾玻璃106覆蓋觸摸介面102的至少一部分,且可被安置在殼體104內以提供實質上平坦的可視表面114。電路板110供電至觸摸介面102及顯示單元108,並處理來自觸摸介面102之輸入,以於顯示單元108上產生相應的回應。
觸摸介面102可包括一或多個觸摸感測器,以便偵測,例如由於使用者的手指、手寫筆或其他互動裝置靠近或放置在裝飾玻璃106上所致之一或多個觸摸或電容性的輸入。觸摸介面102通常可為任何類型的介面,經配置以偵測電容或可與使用者輸入有關之其他電參數的改變。觸摸介面102可操作地連接至電路板110及/或與電路板110通信。觸摸介面102經配置以接收來自物件的輸入(如,基於使用者手指之位置資訊,或來自輸入裝置的資料)。顯示單元108經配置以顯示電子裝置100之一或多種輸出影像、圖形、圖標及/或視訊。顯示單元108實質上可為任何類型的顯示機構,如發光二極體(LED)顯示器、有機LED (OLED)顯示器、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器等。
如前文所述,基於顯示單元108的構造,顯示單元108具有內部反射率。舉例而言,直接照明式背光LCD顯示單元108可在光源前面含有多個層,如偏光片、玻璃層、薄膜電晶體、液晶、彩色濾光器等,所述層會在內部反射一些入射在裝飾玻璃上的光。亦如上述,如果顏色匹配層或死面化層含有缺陷的話,則此光可能會透過覆蓋匹配或死面裝飾玻璃106洩漏。
如所述,在其他實施例中,裝飾玻璃106可為窗、門或其他建築、結構或裝飾面板。舉例而言,裝飾玻璃106可為車輛或建築物的窗。在此類實施例中,裝飾玻璃106可為裝飾玻璃106的與環境光源相對的一側上之人或物件提供隱私或陰影。此外,裝飾玻璃106可為車輛中的面板,如儀表板面板、扶手或中控台面板。在此類實施例中,裝飾玻璃106可隱藏如,車輛的電線和結構部件並提供整體裝飾性表面。
已描述了示例性電子裝置100的整體結構,現將描述裝飾玻璃106的結構。從第2圖可見,裝飾玻璃106包括基板120、黑墨水層122及可選的不透明遮罩層124 (如,當用做蓋玻璃時)。在實施例中,基板120為透明玻璃。舉例而言,合適的玻璃基板120可包括以下至少一者:矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽及鹼土金屬鋁矽酸鹽等。此類玻璃可經化學強化或熱強化,且此類玻璃的實施例提供於下文。在實施例中,基板120具有不超過約2 mm、不超過約0.8 mm或不超過約0.55 mm的厚度(即,介於第一主表面126與第二主表面128之間的距離)。
在實施例中,以界定顯示區域130及非顯示區域132之方式,將黑墨水層122及不透明遮罩層124施加至玻璃基板120。具體而言,包括不透明遮罩層124之裝飾玻璃106的部分界定非顯示區域132,且僅含有黑墨水層122之區域界定顯示區域130。黑墨水層122施加至玻璃基板120的第一主表面126之顯示區域130中。在不包括不透明遮罩層124之實施例中,整個裝飾玻璃106為顯示區域130。在非顯示區域132中,不透明遮罩層124可施加至第一主表面126或在黑墨水層122上方。舉例而言,可將黑墨水層122施加在全部或大部分的第一主表面126上,且可將不透明遮罩層124施加至黑墨水層122上方以界定非顯示區域132。在替代實例中,不透明遮罩層124可先被施加至第一主表面126,以產生非顯示區域132,且可僅在顯示區域130中施加黑墨水層122 (即,在沒有不透明遮罩層124處),或在不透明遮罩層124的全部或一部分上。
為了提供顏色匹配或死面效果(deadfront effect),顯示區域130中之黑墨水層122對入射於基板120的第二主表面128上之光線具有0.2至0.85之透射係數。亦即,黑墨水層122可傳遞介於20%與約85%的入射於第二主表面128上之可見光譜中的光(即,具有400 nm至700 nm之波長的光)。亦即,黑墨水層122具有0.2至0.85之透射係數。在其他實施例中,黑墨水層122具有0.2至0.8之透射係數,在且其他實施例中,黑墨水層122具有0.2至0.75之透射係數。在實施例中,若透射係數從0.5至0.85,則黑墨水層122將提供顏色匹配效果。在實施例中,若透射係數從0.2至0.7,則黑墨水層122將提供死面效果(deadfront effect)。可見得,用於顏色匹配及死面化之透射係數之間存在重疊,這是因為裝飾玻璃106後面之物體的可見度取決於物體的某些特性,如物體的反射率。因此,反射較少光的物體可在較高的透射係數下實現死面效果,而反射較多光的物體可能需要較小的透射係數,只為了實現顏色匹配。
在實施例中,將黑墨水層122印刷至第一主表面126 (或不透明遮罩層124)上。在實施例中,透過噴墨印刷、狹槽印刷、網版印刷、移印或凹版印刷等方式印刷黑墨水層122。在實施例中,黑墨水層122具有不超過50 µm的厚度。在其他實施例中,黑墨水層122具有不超過30 µm的厚度,且在其他實施例中,黑墨水層122具有不超過20 µm的厚度。在實施例中,黑墨水層122具有至少0.05 µm的厚度。
進而,以使得黑墨水層122為中性密度(neutral density) (即,沒有顏色)的方式選擇和印刷黑墨水層122的墨水。就CIE L*a*b*顏色空間而言,黑墨水層122的a*和b*不超過5。在實施例中,a*和b*不超過2,且在其它實施例中,a*和b*不超過1。在具體實施例中,a*及b*為0。在具體實施例中,L*小於50。在其它實施例中,L*小於30,且在其它實施例中,L*小於20。在實施例中,黑墨水層122包含染料及/或顏料,例如碳黑。進而,在實施例中,黑墨水層122為CMYK合成黑墨水(即,青色、洋紅色和黃色墨水的混合物)。在其他實施例中,黑墨水層122為CMYK複色黑(即,青色、洋紅色、黃色和黑色墨水的混合物)。在其他實施例中,僅使用根據CMYK之K (黑色)墨水或LK (淺黑色)墨水來印刷黑墨水層122。在實施例中,黑墨水層122的透射率藉由用溶劑稀釋墨水來控制。具體而言,稀釋度更高的墨水將產生比稀釋度較低的墨水具有更高透射率的黑墨水層122。第3圖提供了用溶劑分別以2%、4%、6%和8%(按體積計)稀釋的四種墨水的透射率圖。如可見於第3圖,2%稀釋的墨水在可見光譜中的透射率最低,而8%稀釋的墨水在可見光譜中的透射率最高。因此,舉例而言,2%稀釋的墨水可用於提供死面效果,而8%稀釋的墨水可以用於提供顏色匹配效果。
此外,以較高的墨水量(即稀釋程度較小)進行印刷會減少裝飾玻璃106的可見閃爍度。第4圖描繪透過PPDr測量裝飾玻璃106的閃爍度之實驗設置。圖像系統包含高解析度CCD相機、成像透鏡L1及L2,以及光圈D。成像透鏡L1、L2經選擇以達成CCD相機像素對源(即,顯示單元108)像素之期望比例。光圈D經設置以模擬人眼的收集角度,如約12 mrad至18 mrad。計算不具有黑墨水層122之參考透明基板的像素功率偏差(PPD),然後將其用作其上印刷有黑墨水層122的裝飾玻璃106之PPDr的參考。就第3圖所示的每個裝飾玻璃106,計算出閃爍度值。從最低稀釋度到最高稀釋度,閃爍度測量值為1.06%、1.30%、2.07%及1.96%。大體而言,申請人發現最低稀釋度的墨水之閃光測量值最低。在實施例中,以溶劑稀釋用於印刷墨水層124的墨水至不超過10體積%。進而,在實施例中,當透過PPDr測量時,裝飾玻璃106的閃爍度不超過2%。在其它實施例中,裝飾玻璃106的閃爍度不超過1.5%,且在其它實施例中,裝飾玻璃106的閃爍度不超過1.25%。
如上文所討論,裝飾玻璃106也可包括不透明遮罩層124,特別是當用作蓋玻璃時。不透明遮罩層124傳遞少於5%的入射光。具體而言,不透明遮罩層124傳遞少於0.5%的入射光。以這種方式,不透明遮罩層124阻擋了非顯示區域132中之裝飾玻璃106下方的任何部件的可見度。舉例而言,不透明遮罩層124可用於阻擋在裝飾玻璃106下方對顯示單元108連接、顯示單元108的邊框、電路等之可見度。在實施例中,不透明遮罩層124經選擇而具有至少3之光學密度。可使用網版印刷、噴墨印刷、旋塗及各種光刻技術等來施加不透明遮罩層124。在實施例中,不透明遮罩層124具有1 µm至20 µm之厚度。在實施例中,不透明遮罩層124被選擇為灰色或黑色;然而,取決於匹配裝飾玻璃106中的任何其他顏色之需要,也可能選擇其他顏色。
此外,如第1圖所描繪,裝飾玻璃106可包括位於第一主表面126和第二主表面128中之一或二者上的表面處理134。可透過將材料添加至第一或第二主表面126、128或從第一或第二主表面126、128移除材料來提供表面處理106。舉例而言,可藉由塗佈第一或第二主表面126、128來施加表面處理134。在另一個實例中,表面處理134可為從第一或第二主表面126、128移除材料,如透過蝕刻。示例性表面處理包括抗指紋、抗反射及抗眩光。在實施例中,對第二主表面128施加抗指紋及抗反射處理中之一或二者,並對第一主表面128施加抗眩光處理。
本文揭示之裝飾玻璃106的實施例提供多種優點。舉例而言,相較於利用膜來提供顏色匹配或死面化之裝飾玻璃而言,裝飾玻璃106可易於調整至不同的透射率(如,藉由改變墨水的稀釋度或墨水層的厚度)。此外,相較於習用膜而言,具有黑墨水層122之裝飾玻璃106不會呈現任何有助於閃爍度之內部反射。實際上,習用的膜通常包括多重層,且入射光可從這些層反射並有助於更高的整體閃爍度。黑墨水層122沒有內部層。進而,黑墨水層122比習用的膜更薄,提供了更薄的裝飾玻璃106。
進而,具有印刷的黑墨水層122之裝飾玻璃106提供了設計彈性。具體而言,顯示器在系統之間變化,且各顯示器都有特定的內部反射率。由於可藉由改變溶劑含量來容易地調節黑墨水層122的透射率,因此可快速且經濟地適應內部反射率的變化,以提供期望的死面化或顏色匹配效果。
請參見第5至9圖,顯示並描述用於裝飾玻璃106之各種尺寸、形狀、曲率、玻璃材料等,以及用於形成彎曲的裝飾玻璃之各種製程。應理解,儘管為了便於解釋而以經簡化之彎曲的裝飾玻璃2000來描述第5至9圖,但裝飾玻璃2000可為本文所討論之任何裝飾玻璃實施例。
如第5圖所示,在一或多個實施例中,裝飾玻璃2000包括彎曲的外玻璃層2010 (如,基板120),其具有至少一第一曲率半徑,R1,且在多個實施例中,彎曲的外玻璃層2010為具有至少一個額外曲率半徑的複雜彎曲的玻璃材料片。在多個實施例中,R1在從約60 mm至約1500 mm的範圍內。
彎曲的裝飾玻璃2000包括沿著彎曲的外玻璃層2010之內側主表面定位之聚合物層2020。彎曲的裝飾玻璃2000也包括框架2030 (其可為金屬、塑膠、玻璃或陶瓷材料)。更進一步,彎曲的裝飾玻璃2000可包括上文描述之其他層中之任何層,如表面處理、不透明遮罩層及用於將顯示單元108 (如第1圖所示)附接至裝飾玻璃2000之光學透明黏著劑。此外,彎曲的裝飾玻璃2000可包括這些層作為如,與本文所述之光學裝置相關之導光層、反射器層、(多個)顯示模組、顯示層疊層、光源等。
如下面將更詳細討論,在多個實施例中,包括玻璃層2010、聚合物層2020、框架2030及任何其他光學層之彎曲的裝飾玻璃2000可經冷形在一起而呈彎曲形狀,如第5圖所示。在其他實施例中,玻璃層2010可經形成為彎曲的形狀,且接著隨著彎曲形成來施加層2020及2030。
請參見第6圖,第6圖顯示形成為彎曲形狀之前的外玻璃層2010。一般而言,申請人相信本文所討論之製品及製程提供了具有未曾被提供之玻璃尺寸、形狀、成分、強度等之高品質裝飾玻璃結構。
如第6圖所示,玻璃層2010包括第一主表面2050和第二主表面2060,第二主表面2060與第一主表面2050相對。邊緣表面或次表面2070連接第一主表面2050和第二主表面2060。玻璃層2010具有實質上恆定之厚度(t),且界定為第一主表面2050與第二主表面2060之間的距離。在一些實施例中,本文使用厚度(t)來指稱玻璃層2010的最大厚度。玻璃層2010包括寬度(W),其界定為與厚度(t)正交的第一或第二主表面中之一者的第一最大維度,且外玻璃層2010也包括長度(L),其界定為與厚度和寬度二者正交之第一或第二表面中之一者的第二最大維度。在其他實施例中,本文所討論之維度為平均維度。
在一或多個實施例中,玻璃層2010具有之厚度(t)在從0.05 mm至2 mm的範圍內。在多個實施例中,玻璃層2010具有之厚度(t)為約1.5 mm或更小。舉例而言,厚度可在以下範圍內:從約0.1 mm至約1.5 mm、從約0.15 mm至約1.5 mm、從約0.2 mm至約1.5 mm、從約0.25 mm至約1.5 mm、從約0.3 mm至約1.5 mm、從約0.35 mm至約1.5 mm、從約0.4 mm至約1.5 mm、從約0.45 mm至約1.5 mm、從約0.5 mm至約1.5 mm、從約0.55 mm至約1.5 mm、從約0.6 mm至約1.5 mm、從約0.65 mm至約1.5 mm、從約0.7 mm至約1.5 mm、從約0.1 mm至約1.4 mm、從約0.1 mm至約1.3 mm、從約0.1 mm至約1.2 mm、從約0.1 mm至約1.1 mm、從約0.1 mm至約1.05 mm、從約0.1 mm至約1 mm、從約0.1 mm至約0.95 mm、從約0.1 mm至約0.9 mm、從約0.1 mm至約0.85 mm、從約0.1 mm至約0.8 mm、從約0.1 mm至約0.75 mm、從約0.1 mm至約0.7 mm、從約0.1 mm至約0.65 mm、從約0.1 mm至約0.6 mm、從約0.1 mm至約0.55 mm、從約0.1 mm至約0.5 mm、從約0.1 mm至約0.4 mm或從約0.3 mm至約0.7 mm。
在一或多個實施例中,玻璃層2010具有在以下範圍內之寬度(W):從約5 cm至約250 cm、從約10 cm至約250 cm、從約15 cm至約250 cm、從約20 cm至約250 cm、從約25 cm至約250 cm、從約30 cm至約250 cm、從約35 cm至約250 cm、從約40 cm至約250 cm、從約45 cm至約250 cm、從約50 cm至約250 cm、從約55 cm至約250 cm、從約60 cm至約250 cm、從約65 cm至約250 cm、從約70 cm至約250 cm、從約75 cm至約250 cm、從約80 cm至約250 cm、從約85 cm至約250 cm、從約90 cm至約250 cm、從約95 cm至約250 cm、從約100 cm至約250 cm、從約110 cm至約250 cm、從約120 cm至約250 cm、從約130 cm至約250 cm、從約140 cm至約250 cm、從約150 cm至約250 cm、從約5 cm至約240 cm、從約5 cm至約230 cm、從約5 cm至約220 cm、從約5 cm至約210 cm、從約5 cm至約200 cm、從約5 cm至約190 cm、從約5 cm至約180 cm、從約5 cm至約170 cm、從約5 cm至約160 cm、從約5 cm至約150 cm、從約5 cm至約140 cm、從約5 cm至約130 cm、從約5 cm至約120 cm、從約5 cm至約110 cm、從約5 cm至約100 cm、從約5 cm至約90 cm、從約5 cm至約80 cm或從約5 cm至約75 cm。
在一或多個實施例中,玻璃層2010具有在以下範圍內之長度(L):從約5 cm至約250 cm、從約10 cm至約250 cm、從約15 cm至約250 cm、從約20 cm至約250 cm、從約25 cm至約250 cm、從約30 cm至約250 cm、從約35 cm至約250 cm、從約40 cm至約250 cm、從約45 cm至約250 cm、從約50 cm至約250 cm、從約55 cm至約250 cm、從約60 cm至約250 cm、從約65 cm至約250 cm、從約70 cm至約250 cm、從約75 cm至約250 cm、從約80 cm至約250 cm、從約85 cm至約250 cm、從約90 cm至約250 cm、從約95 cm至約250 cm、從約100 cm至約250 cm、從約110 cm至約250 cm、從約120 cm至約250 cm、從約130 cm至約250 cm、從約140 cm至約250 cm、從約150 cm至約250 cm、從約5 cm至約240 cm、從約5 cm至約230 cm、從約5 cm至約220 cm、從約5 cm至約210 cm、從約5 cm至約200 cm、從約5 cm至約190 cm、從約5 cm至約180 cm、從約5 cm至約170 cm、從約5 cm至約160 cm、從約5 cm至約150 cm、從約5 cm至約140 cm、從約5 cm至約130 cm、從約5 cm至約120 cm、從約5 cm至約110 cm、從約5 cm至約100 cm、從約5 cm至約90 cm、從約5 cm至約80 cm或從約5 cm至約75 cm。
如第5圖所示,玻璃層2010經塑形為具有顯示為R1之至少一個曲率半徑的彎曲造形。在多個實施例中,可藉由包括冷成形(cold-forming)及熱成形(hot-forming)等任何合適的製程將玻璃層2010塑形為彎曲造型。
在具體實施例中,藉由冷成形製程而單獨或在附接層2020及2030之後將玻璃層2010塑形成如第5圖所示之彎曲造型。如本文所用,術語「經冷彎(cold-bent)」、「冷彎(cold-bending)」、「經冷成形(cold-formed)」或「冷成形(cold-forming)」意指在低於玻璃的軟化點(如本文所述)的冷成形溫度下彎曲玻璃裝飾玻璃。經冷成形的玻璃層的特徵為第一主表面2050與第二主表面2060之間的非對稱表面壓縮。在一些實施例中,在冷成形製程之前或在被冷成形之前,第一主表面2050和第二主表面2060中之個別壓縮應力實質上相等。
在玻璃層2010未經強化的一些此類實施例中,第一主表面2050和第二主表面2060在冷成形之前並未呈現可察覺的壓縮應力。在玻璃層2010經強化(如本文所述)的一些此類實施例中,第一主表面2050和第二主表面2060在冷成形之前呈現相對於彼此實質上相等的壓縮應力。在一或多個實施例中,在冷成形後,第二主表面2060 (如,彎折之後的凹陷表面)上之壓縮應力增加(即,在冷成形後,第二主表面2050上之壓縮應力大於冷成形之前的壓縮應力)。
不受理論束縛,冷成形製程增加所成形之玻璃製品的壓縮應力,以補償在彎折及/或成形操作期間所施加的拉伸應力。在一或多個實施例中,冷成形處理使第二主表面2060經歷壓縮應力,而第一主表面2050 (如,彎折之後的凸起表面)經歷拉伸應力。彎折之後的表面2050所經歷的拉伸應力導致表面壓縮應力的淨減小,而使得彎折之後的經強化玻璃片之表面2050中的壓縮應力小於當玻璃片為平坦時之表面2050上的壓縮應力。
進而,當經強化的玻璃片用於玻璃層2010時,第一主表面和第二主表面(2050、2060)已經處於壓縮應力下,且因此第一主表面2050在彎折期間可經歷更大的拉伸應力而無斷裂風險。這容許了玻璃層2010的經強化實施例與更緊密彎曲的表面共形(如,經塑形而具有更小的R1值)。
在多個實施例中,玻璃層2010的厚度經調整而容許玻璃層2010更具可撓性,以實現期望的曲率半徑。此外,更薄的玻璃層2010可能更容易變形,這能夠潛在地補償支撐件或框架的形狀可能產生的形狀不匹配及間隙(如下文所討論)。在一或多個實施例中,薄且經強化的玻璃層2010呈現更大的可撓性,特別是在冷成形期間。本文所討論之玻璃製品的更大的可撓性可容許在不加熱的情況下形成一致的彎折。
在多個實施例中,玻璃層2010 (以及因其而成之裝飾玻璃2000)可具有包括主半徑及交叉曲率的複合曲線。複雜地彎曲的經冷成形玻璃層2010可在兩個獨立方向上具有相異的曲率半徑。根據一或多個實施例,複雜地彎曲的經冷成形玻璃層2010可因此而具有「交叉曲率(cross curvature)」之特徵,其中經冷成形的玻璃層2010沿著平行於給定維度之軸(即,第一軸)彎曲,且亦沿著與相同維度垂直之軸(即,第二軸)彎曲。當顯著的最小半徑與顯著的交叉曲率及/或彎折深度結合時,經冷成形的玻璃層2010的曲率可能甚至更複雜。
請參見第7圖,其中顯示根據示例性實施例之顯示總成2100。在所示之實施例中,顯示總成2100包括框架2110,框架2110支撐(直接或間接)光源(圖示為顯示單元2120)及裝飾玻璃2000二者。如第7圖所示,裝飾玻璃2000及顯示單元2120耦接至框架2110,並安置顯示模組2120讓使用者能夠透過裝飾玻璃2000看見由顯示單元2120所產生之光、影像等。在多個實施例中,可由各種材料形成框架2110,所述材料可如塑膠(PC/ABS等)、金屬(Al-合金、Mg-合金、Fe-合金等)、玻璃或陶瓷。可利用諸如鑄造(casting)、機械加工(machining)、沖壓(stamping)、注射模製(injection molding)等各種製程來形成框架2110的彎曲形狀。儘管將框架2110顯示為與顯示總成相關聯之框架,但框架2110可為與車輛內部系統相關聯的任何支撐或框架結構。
在多個實施例中,本文描述的系統及方法允許形成裝飾玻璃2000以與框架2110可能具有之各種彎曲形狀共形。如第7圖所示,框架2110具有支撐表面2130,而支撐表面2130具有彎曲形狀,且裝飾玻璃結構2000經塑形而與支撐表面2130的彎曲形狀匹配。將可理解,如本文所討論,裝飾玻璃結構2000可經塑形為各種形狀,以與顯示總成2100的期望框架形狀共形,從而可經塑形為適合車輛內部系統的一部分的形狀。
在一或多個實施例中,裝飾玻璃2000 (且具體地玻璃層2010)經形塑而具有約60 mm或更大之第一曲率半徑(radius of curvature),R1。舉例而言,R1可在以下範圍內:從約60 mm至約1500 mm、從約70 mm至約1500 mm、從約80 mm至約1500 mm、從約90 mm至約1500 mm、從約100 mm至約1500 mm、從約120 mm至約1500 mm、從約140 mm至約1500 mm、從約150 mm至約1500 mm、從約160 mm至約1500 mm、從約180 mm至約1500 mm、從約200 mm至約1500 mm、從約220 mm至約1500 mm、從約240 mm至約1500 mm、從約250 mm至約1500 mm、從約260 mm至約1500 mm、從約270 mm至約1500 mm、從約280 mm至約1500 mm、從約290 mm至約1500 mm、從約300 mm至約1500 mm、從約350 mm至約1500 mm、從約400 mm至約1500 mm、從約450 mm至約1500 mm、從約500 mm至約1500 mm、從約550 mm至約1500 mm、從約600 mm至約1500 mm、從約650 mm至約1500 mm、從約700 mm至約1500 mm、從約750 mm至約1500 mm、從約800 mm至約1500 mm、從約900 mm至約1500 mm、從約9500 mm至約1500 mm、從約1000 mm至約1500 mm、從約1250 mm至約1500 mm、從約60 mm至約1400 mm、從約60 mm至約1300 mm、從約60 mm至約1200 mm、從約60 mm至約1100 mm、從約60 mm至約1000 mm、從約60 mm至約950 mm、從約60 mm至約900 mm、從約60 mm至約850 mm、從約60 mm至約800 mm、從約60 mm至約750 mm、從約60 mm至約700 mm、從約60 mm至約650 mm、從約60 mm至約600 mm、從約60 mm至約550 mm、從約60 mm至約500 mm、從約60 mm至約450 mm、從約60 mm至約400 mm、從約60 mm至約350 mm、從約60 mm至約300 mm或從約60 mm至約250 mm。
在一或多個實施例中,支撐表面2130具有約60 mm或更大之第二曲率半徑。舉例而言,支撐表面2130的第二曲率半徑可在以下範圍內:從約60 mm至約1500 mm、從約70 mm至約1500 mm、從約80 mm至約1500 mm、從約90 mm至約1500 mm、從約100 mm至約1500 mm、從約120 mm至約1500 mm、從約140 mm至約1500 mm、從約150 mm至約1500 mm、從約160 mm至約1500 mm、從約180 mm至約1500 mm、從約200 mm至約1500 mm、從約220 mm至約1500 mm、從約240 mm至約1500 mm、從約250 mm至約1500 mm、從約260 mm至約1500 mm、從約270 mm至約1500 mm、從約280 mm至約1500 mm、從約290 mm至約1500 mm、從約300 mm至約1500 mm、從約350 mm至約1500 mm、從約400 mm至約1500 mm、從約450 mm至約1500 mm、從約500 mm至約1500 mm、從約550 mm至約1500 mm、從約600 mm至約1500 mm、從約650 mm至約1500 mm、從約700 mm至約1500 mm、從約750 mm至約1500 mm、從約800 mm至約1500 mm、從約900 mm至約1500 mm、從約9500 mm至約1500 mm、從約1000 mm至約1500 mm、從約1250 mm至約1500 mm、從約60 mm至約1400 mm、從約60 mm至約1300 mm、從約60 mm至約1200 mm、從約60 mm至約1100 mm、從約60 mm至約1000 mm、從約60 mm至約950 mm、從約60 mm至約900 mm、從約60 mm至約850 mm、從約60 mm至約800 mm、從約60 mm至約750 mm、從約60 mm至約700 mm、從約60 mm至約650 mm、從約60 mm至約600 mm、從約60 mm至約550 mm、從約60 mm至約500 mm、從約60 mm至約450 mm、從約60 mm至約400 mm、從約60 mm至約350 mm、從約60 mm至約300 mm或從約60 mm至約250 mm。
在一或多個實施例中,裝飾玻璃2000經冷成形以呈現第一曲率半徑R1,而第一曲率半徑R1係在框架2110的支撐表面2130的第二曲率半徑的10%內(如,約10%或更少、約9%或更少、約8%或更少、約7%或更少、約6%或更少或約5%或更少)。舉例而言,框架2110的支撐表面2130呈現1000 mm的曲率半徑,裝飾玻璃2000經冷成形而具有在從約900 mm至約1100 mm的範圍內之曲率半徑。
在一或多個實施例中,玻璃層2010的第一主表面2050及/或第二主表面2060包括表面處理或功能性塗層。表面處理可覆蓋第一主表面2050及/或第二主表面2060的至少一部分。示例性表面處理包括降低眩光塗層、抗眩光塗層、耐刮擦塗層、抗反射塗層、辦淨面塗層或易清潔塗層中之至少一者。
請參見第8圖,圖中顯示用於形成顯示總成2100 (如第7圖所示)之方法2200,其中顯示總成2100包括經冷成形的裝飾玻璃結構,如裝飾玻璃2000。於步驟2210,裝飾玻璃結構(如裝飾玻璃2000)被支撐及/或安置在彎曲的支撐件上。一般來說,彎曲的支撐件可為顯示器之框架,如框架2110,其界定車輛顯示器的周界及彎曲的形狀。一般而言,彎曲的框架包括彎曲的支撐表面,且將裝飾玻璃2000的主表面2050和2060中之一者安置成與彎曲的支撐表面2130接觸。
於步驟2220,在裝飾玻璃結構由支撐件支撐的同時向裝飾玻璃結構施力,致使裝飾玻璃結構彎折成與支撐件的彎曲形狀共形(conformity)。以此方式,可由大體上平坦的裝飾玻璃結構形成彎曲的裝飾玻璃結構2000,如第5圖所示。在此佈置中,將平坦的裝飾玻璃彎曲而在面對支撐件之主表面上形成彎曲的形狀,同時亦導致在與框架相對的主表面上形成相應的(但互補的)曲線。申請人認為,藉由在彎曲的框架上直接彎折裝飾玻璃結構,可消除對單獨的彎曲模具或模型(通常在其他玻璃彎折製程中需要)之需求。進而,申請人認為,藉由將裝飾玻璃直接對彎曲的框架塑形,可在低複雜度的製程中實現大範圍的彎曲半徑。
在一些實施例中,於步驟2220中施加的力可為透過真空夾具(vacuum fixture)施加之空氣壓力。在一些其他實施例中,藉由向圍繞框架及裝飾玻璃結構之氣密外殼施加真空來形成氣壓差。在具體實施例中,氣密外殼為可撓的聚合物殼,如塑膠袋或囊袋(pouch)。在其他實施例中,藉由利用諸如高壓釜等超壓裝置在裝飾玻璃及框架周圍產生增加的氣壓而形成氣壓差。申請人還發現,氣壓提供了一致且高度均勻的彎折力(與基於接觸之彎折方法相比),這進一步導致了穩固的製程。在多個實施例中,氣壓差介於0.5與1.5個大氣壓力(atm)之間,具體介於0.7與1.1 atm之間,且更具體介於0.8至1 atm之間。
於步驟2230,於彎折期間,將裝飾玻璃結構的溫度維持在外玻璃層的材料之玻璃轉化溫度以下。由此,方法2200為冷成形或冷彎折製程。在具體實施例中,將裝飾玻璃結構的溫度維持在500 ºC、400 ºC、300 ºC、200 ºC或100 ºC以下。在特定實施例中,於彎折期間,將裝飾玻璃維持在室溫或低於室溫。在特定實施例中,於彎折期間,不透過加熱元件、爐、烤箱等主動加熱裝飾玻璃 (如將玻璃熱成形為彎曲的形狀那樣)。
如上所述,除了提供諸如消除昂貴及/或緩慢的加熱步驟等處理優點之外,咸信本文討論之冷成形製程可產生具有各種特性之彎曲的裝飾玻璃,咸信所述特性優於透過熱成形製程所能達成的特性。舉例而言,申請人相信,就至少某些玻璃材料而言,熱成形製程期間的加熱降低了玻璃片的光學性質,因此,利用本文討論之冷彎折製程/系統所形成之彎曲的裝飾玻璃既提供了彎曲玻璃形狀也提供了熱彎折製程無法實現之增進的光學品質。
此外,許多玻璃塗層材料(如,抗眩光塗層、抗反射塗層等)是透過沉積製程(如濺射製程)所施加,這些製程通常不適用於在彎曲表面上進行塗佈。此外,許多塗層材料(如聚合物層)也不能承受與熱彎折製程相關的高溫。因此,在本文討論的特定實施例中,在冷彎折之前將層2020施加至玻璃層2010。因此,申請人認為,與習用熱成形製程相反,本文討論的製程和系統容許在已對玻璃施加一或多種塗層材料之後彎折玻璃。
於步驟2240,將彎曲的裝飾玻璃附接或固定至彎曲的支撐件。在多個實施例中,可透過黏著材料來完成彎曲的裝飾玻璃結構與彎曲的支撐件之間的附接。此類黏著劑可包括任何合適的光學透明黏著劑,用以將裝飾玻璃結構相對於顯示總成接合在適當的位置(如,至顯示器的框架)。在一個實例中,黏著劑可包括可自3M公司取得之商品名為8215之光學透明黏著劑。黏著劑的厚度可在從約200 µm至約500 µm的範圍內。
可以多種方式施加黏著劑材料。在一個實施例中,使用塗佈槍來施加黏著劑,並使用輥或下拉式模具使黏著劑均勻。在多個實施例中,本文所討論之黏著劑是結構黏著劑。在具體實施例中,結構黏著劑可包括選自以下一或多種類型之黏著劑:(a) 增韌的環氧樹脂(Masterbond EP21TDCHT-LO, 3M Scotch Weld Epoxy DP460米白);(b) 可撓的環氧樹脂(Masterbond EP21TDC-2LO, 3M Scotch Weld Epoxy 2216 B/A灰);(c) 丙烯酸(LORD Adhesive 410/Accelerator 19 w/ LORD AP 134 primer, LORD Adhesive 852/LORD Accelerator 25GB, Loctite HF8000, Loctite AA4800);(d) 胺甲酸乙酯(3M Scotch Weld Urethane DP640棕);以及(e) 矽樹脂(Dow Corning 995)。在某些情況中,可利用片狀形式的結構膠(如B級環氧黏著劑)。進一步,可利用感壓結構黏著劑(如3M VHB膠帶)。在此類實施例中,利用感壓黏著劑允許將彎曲的裝飾玻璃接合至框架,而不需要固化步驟。
請參見第9圖,其顯示並描述利用彎曲的裝飾玻璃結構形成顯示器之另一種方法2300。在一些實施例中,於步驟2310將裝飾玻璃的玻璃層(如,玻璃層2010)形成為彎曲的形狀。步驟2310之塑形可為冷成形或熱成形。於步驟2320,在成形後,將裝飾玻璃墨水/顏料層和任何其他可選層施加至玻璃層。接著於步驟2330,將彎曲的裝飾玻璃附接至框架,如顯示總成2100的框架2110或可與車輛內部系統關聯之其他框架。
玻璃材料
本文討論之裝飾玻璃的各種玻璃層,如玻璃層2010,可由任何合適的玻璃成分所形成,包括鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃及含鹼硼鋁矽酸鹽玻璃。
除非另有說明,否則以基於氧化物分析之莫耳百分比(莫耳%)來描述本文揭示之玻璃成分。
在一或多個實施例中,玻璃成分可包括在以下範圍內之含量的SiO2 :從約66莫耳%至約80莫耳%、從約67莫耳%至約80莫耳%、從約68莫耳%至約80莫耳%、從約69莫耳%至約80莫耳%、從約70莫耳%至約80莫耳%、從約72莫耳%至約80莫耳%、從約65莫耳%至約78莫耳%、從約65莫耳%至約76莫耳%、從約65莫耳%至約75莫耳%、從約65莫耳%至約74莫耳%、從約65莫耳%至約72莫耳%或從約65莫耳%至約70莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分包括以下含量之Al2 O3 :大於約4莫耳%或大於約5莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分包括以下範圍內之Al2 O3 :從大於約7莫耳%至約15莫耳%、從大於約7莫耳%至約14莫耳%、從約7莫耳%至約13莫耳%、從約4莫耳%至約12莫耳%、從約7莫耳%至約11莫耳%、從約8莫耳%至約15莫耳%、從9莫耳%至約15莫耳%、從約9莫耳%至約15莫耳%、從約10莫耳%至約15莫耳%、從約11莫耳%至約15莫耳%或從約12莫耳%至約15莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。在一或多個實施例中,Al2 O3 的上限可為約14莫耳%、14.2莫耳%、14.4莫耳%、14.6莫耳%或14.8莫耳%。
在一或多個實施例中,本文之(多個)玻璃層被描述為鋁矽酸鹽玻璃製品或包括鋁矽酸鹽玻璃成分。在此類實施例中,由其形成之玻璃成分或製品包括SiO2 及Al2 O3 且非鈉鈣矽酸鹽玻璃(soda lime silicate glass)。就此而言,由其形成之玻璃成分或製品包括以下含量之Al2 O3 :約2莫耳%或更多、2.25莫耳%或更多、2.5莫耳%或更多、約2.75莫耳%或更多、約3莫耳%或更多。
在一或多個實施例中,玻璃成分包含B2 O3 (如,約0.01莫耳%或更多)。在一或多個實施例中,玻璃成分包含在以下範圍內之含量的B2 O3 :從約0莫耳%至約5莫耳%、從約0莫耳%至約4莫耳%、從約0莫耳%至約3莫耳%、從約0莫耳%至約2莫耳%、從約0莫耳%至約1莫耳%、從約0莫耳%至約0.5莫耳%、從約0.1莫耳%至約5莫耳%、從約0.1莫耳%至約4莫耳%、從約0.1莫耳%至約3莫耳%、從約0.1莫耳%至約2莫耳%、從約0.1莫耳%至約1莫耳%、從約0.1莫耳%至約0.5莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。在一或多個實施例中,玻璃成分實質上不含B2 O3
如本文所使用的,相對於成分的組分而言,「實質上不含(substantially free)」係指稱該組分在初始配料期間不主動或有意加入到成分中,但可能作為小於約0.001莫耳%的量之雜質存在。
在一或多個實施例中,玻璃成分視情況包含P2 O5 (如,約0.01莫耳%或更多)。在一或多個實施例中,玻璃成分包含非零含量之P2 O5 ,可高達並包括2莫耳%、1.5莫耳%、1莫耳%或0.5莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分實質上不含P2 O5
在一或多個實施例中,玻璃成分可包括大於或等於約8莫耳%、大於或等於約10莫耳%或大於或等於約12莫耳%的R2 O之總量(其為諸如Li2 O、Na2 O、K2 O、Rb2 O及Cs2 O等鹼金屬氧化物的總量)。在一些實施例中,玻璃成分包括在以下範圍內之R2 O的總量:從約8莫耳%至約20莫耳%、從約8莫耳%至約18莫耳%、從約8莫耳%至約16莫耳%、從約8莫耳%至約14莫耳%、從約8莫耳%至約12莫耳%、從約9莫耳%至約20莫耳%、從約10莫耳%至約20莫耳%、從約11莫耳%至約20莫耳%、從約12莫耳%至約20莫耳%、從約13莫耳%至約20莫耳%、從約10莫耳%至約14莫耳%或從11莫耳%至約13莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。在一或多個實施例中,玻璃成分可實質上不含Rb2 O、Cs2 O或Rb2 O和Cs2 O二者。在一或多個實施例中,R2 O可僅包括Li2 O、Na2 O及K2 O之總量。在一或多個實施例中,玻璃成分可包含選自Li2 O、Na2 O及K2 O中之至少一種鹼金屬氧化物,其中所述鹼金屬氧化物以大於約8莫耳%或更多之量存在。
在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下量之Na2 O:大於或等於約8莫耳%、大於或等於約10莫耳%或大於或等於約12莫耳%。在一或多個實施例中,所述成分包括以下範圍內之Na2 O:從約8莫耳%至約20莫耳%、從約8莫耳%至約18莫耳%、從約8莫耳%至約16莫耳%、從約8莫耳%至約14莫耳%、從約8莫耳%至約12莫耳%、從約9莫耳%至約20莫耳%、從約10莫耳%至約20莫耳%、從約11莫耳%至約20莫耳%、從約12莫耳%至約20莫耳%、從約13莫耳%至約20莫耳%、從約10莫耳%至約14莫耳%或從11莫耳%至約16莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分包括少於約4莫耳%的K2 O、少於約3莫耳%的K2 O或少於約1莫耳%的K2 O。在某些例子中,玻璃成分可包括以下範圍內之量的K2 O:從約0莫耳%至約4莫耳%、從約0莫耳%至約3.5莫耳%、從約0莫耳%至約3莫耳%、從約0莫耳%至約2.5莫耳%、從約0莫耳%至約2莫耳%、從約0莫耳%至約1.5莫耳%、從約0莫耳%至約1莫耳%、從約0莫耳%至約0.5莫耳%、從約0莫耳%至約0.2莫耳%、從約0莫耳%至約0.1莫耳%、從約0.5莫耳%至約4莫耳%、從約0.5莫耳%至約3.5莫耳%、從約0.5莫耳%至約3莫耳%、從約0.5莫耳%至約2.5莫耳%、從約0.5莫耳%至約2莫耳%、從約0.5莫耳%至約1.5莫耳%或從約0.5莫耳%至約1莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。在一或多個實施例中,玻璃成分可實質上不含K2 O。
在一或多個實施例中,玻璃成分實質上不含Li2 O。
在一或多個實施例中,成分中之Na2 O的量可大於Li2 O的量。在某些例子中,Na2 O的量可大於Li2 O與K2 O的組合量。在一或多個替代實施例中,成分中之Li2 O的量可大於Na2 O的量或Na2 O與K2 O的組合量。
在一或多個實施例中,玻璃成分可包括在從約0莫耳%至約2莫耳%之範圍內的RO之總量(其為諸如CaO、MgO、BaO、ZnO及SrO等鹼土金屬氧化物的總量)。在一些實施例中,玻璃成分包括高達約2莫耳%之非零量的RO。在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下量的RO:從約0莫耳%至約1.8莫耳%、從約0莫耳%至約1.6莫耳%、從約0莫耳%至約1.5莫耳%、從約0莫耳%至約1.4莫耳%、從約0莫耳%至約1.2莫耳%、從約0莫耳%至約1莫耳%、從約0莫耳%至約0.8莫耳%、從約0莫耳%至約0.5莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分包括以下量的CaO:小於約1莫耳%、小於約0.8莫耳%或小於約0.5莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分實質上不含CaO。在一些實施例中,玻璃成分包含以下量之MgO:從約0莫耳%至約7莫耳%、從約0莫耳%至約6莫耳%、從約0莫耳%至約5莫耳%、從約0莫耳%至約4莫耳%、從約0.1莫耳%至約7莫耳%、從約0.1莫耳%至約6莫耳%、從約0.1莫耳%至約5莫耳%、從約0.1莫耳%至約4莫耳%、從約1莫耳%至約7莫耳%、從約2莫耳%至約6莫耳%或從約3莫耳%至約6莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下含量之ZrO2 :等於或小於約0.2莫耳%、小於約0.18莫耳%、小於約0.16莫耳%、小於約0.15莫耳%、小於約0.14莫耳%、小於約0.12莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下範圍之ZrO2 :從約0.01莫耳%至約0.2莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.18莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.16莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.15莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.14莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.12莫耳%或從約0.01莫耳%至約0.10莫耳%,,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下量之SnO2 :等於或小於約0.2莫耳%、小於約0.18莫耳%、小於約0.16莫耳%、小於約0.15莫耳%、小於約0.14莫耳%、小於約0.12莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下範圍內之量的SnO2 :從約0.01莫耳%至約0.2莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.18莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.16莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.15莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.14莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.12莫耳%或從約0.01莫耳%至約0.10莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
在一或多個實施例中,玻璃成分可以包括賦予玻璃製品顏色或色調的氧化物。在一些實施例中,玻璃成分包括當玻璃製品暴露於紫外線輻射時可防止玻璃製品變色的氧化物。此類氧化物的實例包括但不限於以下氧化物:Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、W及Mo。
在一或多個實施例中,玻璃成分包括表示為Fe2 O3 的Fe,其中Fe係以多達(且包括) 約1莫耳%的量存在。在一些實施例中,玻璃成分實質上不含Fe。在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下量之Fe2 O3 :等於或小於約0.2莫耳%、小於約0.18莫耳%、小於約0.16莫耳%、小於約0.15莫耳%、小於約0.14莫耳%、小於約0.12莫耳%。在一或多個實施例中,玻璃成分包含以下範圍內之Fe2 O3 :從約0.01莫耳%至約0.2莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.18莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.16莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.15莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.14莫耳%、從約0.01莫耳%至約0.12莫耳%或從約0.01莫耳%至約0.10莫耳%,及其間之所有範圍和子範圍。
當玻璃成分包括TiO2 ,則可存在以下含量之TiO2 :約5莫耳%或更少、約2.5莫耳%或更少、約2莫耳%或更少或約1莫耳%或更少。在一或多個實施例中,玻璃成分可實質上不含TiO2
一種示例性玻璃成分包括在從約65莫耳%至約75莫耳%的範圍內之量的SiO2 、在從約8莫耳%至約14莫耳%的範圍內之量的Al2 O3 、在從約12莫耳%至約17莫耳%的範圍內之量的Na2 O、在約0莫耳%至約0.2莫耳%的範圍內之量的K2 O,及在從約1. 5莫耳%至約6莫耳%的範圍內之量的MgO。視情況,可以包括本文他處所揭示的量之SnO2
經強化的玻璃性質
在一或多個實施例中,可由經強化的玻璃片或製品形成本文所討論之任何裝飾玻璃實施例的玻璃層2010或其他玻璃層。在一或多個實施例中,用於形成本文所討論之裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品可經強化,以包括從表面延伸至壓縮深度(DOC)之壓縮應力。可由呈現拉伸應力之中心部分來平衡壓縮應力區域。於DOC處,應力從正(壓縮)應力過渡到負(拉伸)應力。
在一或多個實施例中,可藉由利用玻璃的多個部分之間的熱膨脹係數失配(mismatch),來機械性強化用於形成本文所討論之裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品,以產生壓縮應力區域和呈現拉伸應力的中心區域。在一些實施例中,可藉由將玻璃加熱至玻璃轉化點以上之溫度並接著快速淬火來對玻璃製品進行熱強化。
在一或多個實施例中,可藉由離子交換來化學性地強化本文所討論之用於形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品。在離子交換製程中,在玻璃製品的表面處或附近之離子可被具有相同價態或氧化態之較大離子取代(或與其交換)。在玻璃製品包含鹼鋁矽酸鹽玻璃的那些實施例中,製品的表面層中之離子和較大的離子是單價鹼金屬陽離子,如Li+、Na+、K+、Rb+及Cs+。替代地,可以除了鹼金屬陽離子以外的單價陽離子(如Ag+等)取代表面層中之單價陽離子。在此類實施例中,被交換進入玻璃製品內之單價離子(或陽離子)產生應力。
通常藉由將玻璃製品浸入含有較大離子的熔融鹽浴(或是二或更多個熔融鹽浴)中,以與玻璃製品中的較小離子交換而進行離子交換製程。應注意,亦可以利用含水鹽浴。另外,(多個)浴的成分可以包括超過一種類型的較大離子(例如,Na+ 與K+ )或單一的較大離子。本案所屬技術領域中具通常知識者可理解到,用於離子交換製程的參數包括但不限於:浴的成分與溫度、浸入時間、玻璃製品在鹽浴(或浴)中浸入的次數、使用多重鹽浴、附加步驟(如退火、清洗等),通常藉由裝飾玻璃結構的(多個)玻璃層的成分(包括製品的結構及任何存在的結晶相)及經由強化而產生的裝飾玻璃結構的(多個)玻璃層的期望DOC與CS來決定。
示例性熔融浴成分可包括較大鹼金屬離子的硝酸鹽、硫酸鹽及氯化物。典型的硝酸鹽包括KNO3 、NaNO3 、LiNO3 、NaSO4 及前述者的組合。取決於玻璃厚度、浴的溫度、玻璃(或單價離子)擴散率,熔融鹽浴的溫度通常在約380 ºC至約450 ºC的範圍內,而浸入時間係在約15分鐘至約100小時的範圍內。然而,亦可以使用與上述不同的溫度與浸入時間。
在一或多個實施例中,可將用於形成裝飾玻璃的(多個)層之玻璃製品浸入具有從約370 °C至約480 °C的溫度之100%的NaNO3 、100%的KNO3 或NaNO3 與KNO3 的組合之熔融鹽浴中。在一些實施例中,可將裝飾玻璃的(多個)玻璃層浸入包括從約5%至約90%的KNO3 和從約10%至約95%的NaNO3 之熔融混合鹽浴中。在一或多個實施例中,在浸入第一浴之後,可將玻璃製品浸入第二浴中。第一和第二浴可具有彼此不同的成分及/或溫度。第一和第二浴中的浸入時間可以不同。舉例而言,浸入第一浴的時間可比浸入第二浴的時間更長。
在一或多個實施例中,可將用於形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品浸入具有小於約420 °C(例如,約400 °C或約380 °C)的溫度之包括NaNO3 與KNO3 (例如,49%/51%、50%/50%、51%/49%)的熔融混合鹽浴中達少於約5小時,或甚至約4小時或更少。
可調整離子交換條件,以提供「尖峰(spike)」或增加所產生之裝飾玻璃結構的(多個)玻璃層的表面處或附近之應力分佈的斜率。尖峰可能導致更大的表面CS值。由於本文所述之裝飾玻璃結構的(多個)玻璃層中使用之玻璃成分的獨特性質,此尖峰可以藉由單一浴或多重浴來實現,其中所述(多個)浴具有單一成分或混合成分。
在將一種以上的單價離子交換到用於形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品內之一或多個實施例中,不同的單價離子可以交換到玻璃層內的不同深度(並在玻璃製品內的不同深度處產生不同大小的應力)。所產生的應力產生離子的相對深度可以被確定,並造成應力分佈的不同特性。
可使用本案所屬技術領域中已知的方法量測CS,例如藉由使用商業可取得的儀器(如由Orihara Industrial Co., Ltd (日本)製造的FSM-6000)之表面應力計(surface stress meter;FSM)。表面應力量測取決於與玻璃的雙折射有關的應力光學係數(stress optical coefficient;SOC)的精確量測。接著,藉由本案所屬技術領域中已知的方法量測SOC,例如纖維與四點彎折法(fiber and four-point bend methods)(這兩種方法描述於標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」的ASTM標準C770-98 (2013),其內容藉由引用整體併入本文),以及體積圓柱法(bulk cylinder method)。如本文所使用的,CS可以是壓縮應力層內所量測的最高壓縮應力值的「最大壓縮應力」。在一些實施例中,最大壓縮應力係位於玻璃製品的表面處。在其他實施例中,最大壓縮應力可以發生在表面下方的一深度處,而給出的壓縮分佈表現係為「埋藏峰值(buried peak)」。
取決於強化方法及條件,可以藉由FSM或藉由散射光偏振器(scattered light polariscope;SCALP),例如可以從Estonia的Tallinn的Glasstress Ltd.取得的SCALP-04散射光偏振器,來量測DOC。當藉由離子交換加工對玻璃製品進行化學強化時,取決於將哪種離子交換到玻璃製品中,而可以使用FSM或SCALP。在藉由將鉀離子交換到玻璃製品而產生玻璃製品中的應力的情況下,使用FSM來量測DOC。在藉由將鈉離子交換到玻璃製品而產生應力的情況下,使用SCALP來量測DOC。當藉由將鉀離子及鈉離子交換進入玻璃而產生玻璃製品中的應力時,由於認為鈉的交換深度指示DOC,而鉀離子的交換深度指示壓縮應力的大小的改變(但不是從壓縮到拉伸的應力的改變),所以藉由SCALP量測DOC;藉由FSM量測這種玻璃製品中的鉀離子的交換深度。中心張力或CT係為最大拉伸應力,並藉由SCALP量測。
在一或多個實施例中,用來形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品可經強化以呈現DOC,而DOC被描述為玻璃製品(如本文所述)的厚度t之部分。舉例而言,在一或多個實施例中,DOC可為等於或大於約0.05t、等於或大於約0.1t、等於或大於約0.11t、等於或大於約0.12t、等於或大於約0.13t、等於或大於約0.14t、等於或大於約0.15t、等於或大於約0.16t、等於或大於約0.17t、等於或大於約0.18t、等於或大於約0.19t、等於或大於約0.2t、等於或大於約0.21t。在一些實施例中,DOC可在以下範圍內:從約0.08t至約0.25t、從約0.09t至約0.25t、從約0.18t至約0.25t、從約0.11t至約0.25t、從約0.12t至約0.25t、從約0.13t至約0.25t、從約0.14t至約0.25t、從約0.15t至約0.25t、從約0.08t至約0.24t、從約0.08t至約0.23t、從約0.08t至約0.22t、從約0.08t至約0.21t、從約0.08t至約0.2t、從約0.08t至約0.19t、從約0.08t至約0.18t、從約0.08t至約0.17t、從約0.08t至約0.16t或從約0.08t至約0.15t。在某些例子中,DOC可為約20 µm或更小。在一或多個實施例中,DOC可為約40 µm或更大(如,從約40 µm至約300 µm、從約50 µm至約300 µm、從約60 µm至約300 µm、從約70 µm至約300 µm、從約80 µm至約300 µm、從約90 µm至約300 µm、從約100 µm至約300 µm、從約110 µm至約300 µm、從約120 µm至約300 µm、從約140 µm至約300 µm、從約150 µm至約300 µm、從約40 µm至約290 µm、從約40 µm至約280 µm、從約40 µm至約260 µm、從約40 µm至約250 µm、從約40 µm至約240 µm、從約40 µm至約230 µm、從約40 µm至約220 µm、從約40 µm至約210 µm、從約40 µm至約200 µm、從約40 µm至約180 µm、從約40 µm至約160 µm、從約40 µm至約150 µm、從約40 µm至約140 µm、從約40 µm至約130 µm、從約40 µm至約120 µm、從約40 µm至約110 µm或從約40 µm至約100 µm)。
在一或多個實施例中,用於形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品可具有以下CS (其可見於表面處或玻璃製品內之某深度處):約200 MPa或更大、300 MPa或更大、400 MPa或更大、約500 MPa或更大、約600 MPa或更大、約700 MPa或更大、約800 MPa或更大、約900 MPa或更大、約930 MPa或更大、約1000 MPa或更大或約1050 MPa或更大。
在一或多個實施例中,於形成裝飾玻璃結構的(多個)層之玻璃製品可具有以下最大拉伸應力或中心張力(central tension;CT):約20 MPa或更大、約30 MPa或更大、約40 MPa或更大、約45 MPa或更大、約50 MPa或更大、約60 MPa或更大、約70 MPa或更大、約75 MPa或更大、約80 MPa或更大或約85 MPa或更大。在一些實施例中,最大拉伸應力或中心張力(CT)可在從約40 MPa至約100 MPa之範圍內。
除非另外明確陳述,否則並不視為本文所述任何方法必須建構為要求以特定順序施行其步驟。因此,在方法請求項並不實際記載其步驟之順序或者不在請求項或敘述中具體說明步驟係限制於特定順序的情況中,不推斷任何特定順序。此外,如本文所使用的冠詞「一」意欲包括一個或一個以上的部件或元件,並且並非意欲解釋成僅意指一個。
本案所屬技術領域中具通常知識者將理解,在不悖離所揭示實施例之精神或範疇的情況下可以作出各種修改及變化。由於所屬技術領域中具有通常知識者可以思及包含實施例之精神及實體的所揭示實施例之修改組合、子組合及變型,所揭示實施例應解讀為包括在所附申請專利範圍及其均等物的範疇內的所有內容。
100:電子裝置 102:觸摸介面 104:殼體 106:裝飾玻璃 108:顯示單元 110:電路板 112:安置表面 114:可視表面 120:基板 122:黑墨水層 124:不透明遮罩層 126:第一主表面 128:第二主表面 130:顯示區域 132:非顯示區域 134:表面處理 L1,L2:成像透鏡 D:光圈 2000:裝飾玻璃 2010:外玻璃層 2020:聚合物層 2030:框架 2050:第一主表面 2060:第二主表面 2070:邊緣表面/次表面 R1:第一曲率半徑 W:寬度 L:長度 t:厚度 2100:顯示總成 2110:框架 2120:顯示單元 2130:支撐表面 2200,2300:方法 2210,2220,2230,2240,2310,2320,2240:步驟
第1圖描繪根據示例性實施例之電子裝置的部分剖面視圖。
第2圖描繪根據示例性實施例之裝飾玻璃的層之剖面視圖。
第3圖為根據示例性實施例之黑內層之各種稀釋度的透射率之作圖。
第4圖描繪根據示例性實施例之用於測量像素功率偏差參考(PPDr)的實驗設置。
第5圖為根據示例性實施例,與顯示器一起使用之彎曲的死面之側視圖。
第6圖為根據示例性實施例,第5圖的裝飾玻璃在彎曲成形之前的前透視圖。
第7圖顯示根據示例性實施例,彎曲的裝飾玻璃經塑形而與彎曲的顯示器框架共形。
第8圖顯示根據示例性實施例之用於將裝飾玻璃冷成形為彎曲的形狀之製程。
第9圖顯示根據示例性實施例,利用彎曲的玻璃層形成彎曲的裝飾玻璃之製程。
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:電子裝置
102:觸摸介面
104:殼體
106:裝飾玻璃
108:顯示單元
110:電路板
112:安置表面
114:可視表面

Claims (44)

  1. 一種裝飾玻璃,包含: 一透明基板,具有一第一主表面及一第二主表面,該第二主表面與該第一主表面相對;以及 一黑墨水層,設置於該第二主表面上之一顯示區域中,該黑墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數; 其中當從該第一主表面藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,該裝飾玻璃具有2%或更小的閃爍度(sparkle)。
  2. 如請求項1所述之裝飾玻璃,其中該透明基板包含以下至少一者:鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃或含鹼硼鋁矽酸鹽玻璃。
  3. 如請求項1所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層具有至少0.05 µm且不超過50 µm之厚度。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層包含來自CMYK色彩模型之K墨水或LK墨水。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層包含根據CMYK色彩模型之CMYK合成黑墨水(CMYK composite black ink)。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層包含CMYK複色黑(CMYK rich black)。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,進一步包含:一不透明遮罩層,該不透明遮罩層界定至少一個非顯示區域,該裝飾玻璃在該至少一個非顯示區域中傳遞至多5%的入射光。
  8. 如請求項7所述之裝飾玻璃,其中該不透明遮罩層設置於該第二主表面與該黑墨水層之間。
  9. 如請求項7所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層設置於該第二主表面與該不透明遮罩層之間。
  10. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該黑墨水層包含一無機染料。
  11. 如前述請求項中任一項所述之裝飾玻璃,進一步包含表面處理,該表面處理為將材料加到該第一或第二主表面或將材料從該第一或第二主表面移除中之一者。
  12. 如請求項11所述之裝飾玻璃,其中該表面處理為抗眩光、抗反射或抗指紋中之至少一者。
  13. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該透明基板於該第一主表面與該第二主表面之間包含2 mm或更少之厚度。
  14. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該墨水層具有0.5至0.85之透射係數,且其中當將該裝飾玻璃置於一光源上方時,該黑墨水層提供色彩匹配效果(color matching effect)。
  15. 如請求項1至3中任一項所述之裝飾玻璃,其中該墨水層具有0.2至0.7的透射係數,且其中當將該裝飾玻璃置於一光源上方時,該黑墨水層提供死面化效果(deadfronting effect)。
  16. 一種製備一裝飾玻璃之方法,包含以下步驟: 提供一透明基板,包含一第一主表面及一第二主表面,該第二主表面與該第一主表面相對; 將一墨水層印刷於該透明基板的該第二主表面上之至少一個顯示區域中; 其中,根據CIE L*a*b* 色彩空間,該墨水層具有不超過5的a*及b*,和不超過50的L*; 其中該墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數;以及 其中當藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,該墨水層具有2%或更小的閃爍度(sparkle)。
  17. 如請求項16所述之方法,其中該印刷步驟包含噴墨印刷、狹槽印刷(slot printing)、網版印刷、移印(pad printing)或凹版印刷中之至少一者。
  18. 如請求項16所述之方法,其中該墨水層具有0.05 µm至50 µm之厚度。
  19. 如請求項16至18中任一項所述之方法,進一步包含以下步驟:於該印刷步驟之前施加一不透明遮罩層; 其中該不透明遮罩層界定至少一個非顯示區域,該裝飾玻璃在該至少一個非顯示區域中傳遞至多5%的入射光。
  20. 如請求項16至18中任一項所述之方法,進一步包含以下步驟:於該印刷步驟之後施加一不透明遮罩層; 其中該不透明遮罩層界定至少一個非顯示區域,該裝飾玻璃在該至少一個非顯示區域中傳遞至多5%的入射光。
  21. 如請求項16至18中任一項所述之方法,其中該墨水層包含來自CMYK色彩模型之K墨水或LK墨水。
  22. 如請求項16至18中任一項所述之方法,其中該墨水層包含根據CMYK色彩模型之CMYK合成黑墨水(CMYK composite black ink)。
  23. 如請求項16至18中任一項所述之方法,其中該墨水層包含根據CMYK色彩模型之CMYK複色黑墨水(CMYK rich black ink)。
  24. 如請求項16至18中任一項所述之方法,其中該墨水層包含一無機染料。
  25. 如請求項16至18中任一項所述之方法,進一步包含以下步驟:將材料加到該第一或第二主表面或將材料從該第一或第二主表面移除,以產生一表面處理。
  26. 如請求項26所述之方法,其中該表面處理為抗眩光、抗反射或抗指紋中之至少一者。
  27. 如請求項16至18中任一項所述之方法,進一步包含以下步驟:用一光學透明膠(optically clear adhesive)將一顯示單元附接至該墨水層、該不透明遮罩層或二者。
  28. 一種死面(deadfront)裝飾玻璃,由請求項27所述之方法製成,其中該墨水層的透射係數為從0.2至0.7。
  29. 一種根據請求項27所述之色彩匹配裝飾玻璃,其中該墨水層的透射係數為從0.5至0.85。
  30. 一種裝置,包含: 一裝飾玻璃,具有一第一側及一第二側,該第二側與該第一側相對,該裝飾玻璃包含: 一透明基板,具有一第一主表面及一第二主表面,該第二主表面與該第一主表面相對;以及 一黑墨水層,設置於該第二主表面上之至少一個顯示區域中,其中該墨水層對具有400 nm至700 nm的波長之入射光而言具有介於0.2與0.85之間的透射係數;以及 一光源,設置於該裝飾玻璃的該第二側上; 其中當從該裝飾玻璃的該第一側藉由像素功率偏差參考(pixel power deviation reference;PPDr)測量時,測得2%或更小的閃爍度(sparkle)。
  31. 如請求項30所述之裝置,其中該光源為發光二極體(LED)顯示器、有機LED (OLED)顯示器、液晶顯示器(LCD)或電漿顯示器中之至少一者。
  32. 如請求項30所述之裝置,其中該透明基板包含鈉鈣玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃或含鹼硼鋁矽酸鹽玻璃中之至少一者。
  33. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層具有不超過50 µm之厚度。
  34. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層具有至少0.05 µm之厚度。
  35. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層包含來自CMYK色彩模型之K墨水。
  36. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層包含根據CMYK色彩模型之CMYK合成黑墨水(CMYK composite black ink)。
  37. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層包含根據CMYK色彩模型之CMYK複色黑(CMYK rich black)。
  38. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,進一步包含一不透明遮罩層,該不透明遮罩層界定至少一個非顯示區域,該裝飾玻璃在該至少一個非顯示區域中傳遞至多5%的入射光。
  39. 如請求項38所述之裝置,其中該不透明遮罩層設置於該第二主表面與該黑墨水層之間。
  40. 如請求項38所述之裝置,其中該黑墨水層設置於該第二主表面與該不透明遮罩層之間。
  41. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該黑墨水層包含一無機染料。
  42. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,進一步包含表面處理,該表面處理為將材料加到該第一或第二主表面或將材料從該第一或第二主表面移除中之一者。
  43. 如請求項42所述之裝置,其中該表面處理為抗眩光、抗反射或抗指紋中之至少一者。
  44. 如請求項30至32中任一項所述之裝置,其中該透明基板於該第一主表面與該第二主表面之間包含2 mm或更少之厚度。
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