TW202344385A - 耐衝擊的玻璃－聚合物積層板和納入該積層板的感測器 - Google Patents

Abstract

所描述的是包括第一玻璃基層、第二玻璃基層和設置在該第一玻璃基層與該第二玻璃基層之間的聚合物層的玻璃基製品。該第一玻璃基層和該第二玻璃基層可以包括彼此相差至少0.5 ppm/℃的熱膨脹係數。該第一玻璃基層中的一者的厚度可以小於或等於300微米，而該第二玻璃基層的厚度可以大於2.0毫米。該第二玻璃基層可以向該製品提供結構剛性，而該第一玻璃基層可以使衝擊引起的損壞不那麼明顯，不那麼容易對光學性能產生負面影響。

Description

耐衝擊的玻璃-聚合物積層板和納入該積層板的感測器

本申請案依據專利法主張於2022年4月28日所提出的第63/335,827號的美國臨時專利申請案的優先權權益，該美國臨時申請案的整體內容以引用方式依附和納入本文中。

本申請案涉及玻璃-聚合物積層板，特別是涉及供感測系統（如光偵測和測距（「LiDAR」）系統）使用的玻璃-聚合物積層板。

光偵測和測距（「LiDAR」）系統包括雷射器和感測器。雷射器發射雷射光束，該雷射光束可能會從物體反射，而感測器則偵測反射的雷射光束。雷射光束被脈衝化或以其他方式分佈在一個徑向範圍內，以偵測整個視野內的物體。關於物體的資訊可以從偵測到的反射雷射光束的性質中解密出來。物體與雷射光束的距離可以根據從雷射光束的發射到反射雷射光束的偵測的飛行時間來決定。如果物體是移動的，那麼物體的路徑和速度可以根據被反射和作為時間的函數被偵測的發射的雷射光束的徑向位置的位移來決定，以及根據都卜勒（Doppler）頻率測量來決定。

載具是LiDAR系統的一個可能的應用，其中LiDAR系統提供空間測繪能力，以實現輔助、半自動或完全自動駕駛。傳統上，雷射發射器和感測器安裝在載具的頂部上或載具的下前部上。發射波長在可見光範圍之外（如在或接近905奈米或1550奈米）的電磁輻射的雷射器被考慮用於載具LiDAR應用。為了保護雷射器和感測器不受岩石和其他物體的衝擊，在雷射器和感測器與雷射器和感測器的視線範圍內的外部環境之間放置了一個窗口。然而，有一個問題是，衝擊的岩石和其他物體會刮傷窗戶，並對其造成其他類型的損傷，這導致窗口會散射所發出和反射的雷射光束，從而損害LiDAR系統的有效性。

本揭示內容的態樣(1)涉及一種製品，該製品包括：第一玻璃基層，具有厚度t _G1和熱膨脹係數CTE _G1；第二玻璃基層，具有厚度t _G2和熱膨脹係數CTE _G2；以及第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第二玻璃基層之間，並具有厚度t _P1和熱膨脹係數CTE _P1，其中：該第一玻璃基層包括一壓縮應力，|CTE _G1- CTE _G2|＞0.5 ppm/℃，t _G2大於2.0毫米，以及t _G1小於或等於300微米。

本揭示內容的態樣(2)涉及如態樣(1)所述的製品，其中：t _G1小於或等於200微米，以及t _G2大於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。

本揭示內容的態樣(3)涉及如態樣(2)所述的製品，其中：該壓縮應力大於或等於5 MPa並且小於或等於40 MPa，以及該第二玻璃層包括小於或等於10 MPa的張應力。

本揭示內容的態樣(4)涉及如態樣(1)-(3)中的任一者所述的製品，其中：t _G1小於或等於150微米，以及t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。

本揭示內容的態樣(5)涉及如態樣(1)-(5)中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層是由在經受維氏（Vickers）鑽石壓頭測試時展現出異常斷裂行為的玻璃形成的。

本揭示內容的態樣(6)涉及如態樣(1)-(5)中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層沒有被化學強化，並且該壓縮應力是由以一固化溫度將該第一玻璃基層經由該第一聚合物層與該第二玻璃基層積層產生的，該固化溫度與該製品的使用溫度相差至少20℃。

本揭示內容的態樣(7)涉及如態樣(6)所述的製品，其中CTE _G1＜ CTE _G2，以及該固化溫度大於或等於30℃。

本揭示內容的態樣(8)涉及如態樣(1)-(7)中的任一者所述的製品，其中該第二玻璃基層包括鈉鈣玻璃。

本揭示內容的態樣(9)涉及如態樣(1)所述的製品，進一步包括：第三玻璃基層，具有厚度t _G3和熱膨脹係數CTE _G3，以及第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第三玻璃基層之間，並具有厚度t _P2和熱膨脹係數CTE _P2，其中：該第二玻璃基層包括一第二壓縮應力，|CTE _G2- CTE _G3|＞0.5 ppm/℃，以及t _G3小於或等於t _G2的20%。

本揭示內容的態樣(10)涉及如態樣(9)所述的製品，其中t _G1和t _G3兩者小於或等於200微米。

本揭示內容的態樣(11)涉及如態樣(10)所述的製品，其中t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。

本揭示內容的態樣(12)涉及如態樣(9)所述的製品，其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層是由相同的玻璃組成形成的，使得CTE _G1= CTE _G3。

本揭示內容的態樣(13)涉及如態樣(9)所述的製品，其中t _G1= t _G3，並且t _G1和t _G3兩者小於或等於150微米。

本揭示內容的態樣(14)涉及如態樣(1)-(13)中的任一者所述的製品，其中該製品的總厚度小於或等於4.0毫米。

本揭示內容的態樣(15)涉及如態樣(1)-(14)中的任一者所述的製品，其中該製品在該第一玻璃基層被以1000毫米/秒的速度行進的維氏鑽石壓頭衝擊時不斷裂。

本揭示內容的態樣(16)涉及如態樣(1)-(15)中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層中的至少一者由於將該第一玻璃基層經由該第一聚合物層與該第二玻璃基層積層的過程而翹曲。

本揭示內容的態樣(17)涉及一種感測器，該感測器包括：外殼；偵測構件，設置在該外殼中；以及窗口，與該外殼附接，以便包圍該外殼的內部，其中該窗口包括：第一玻璃基層，具有厚度t _G1和熱膨脹係數CTE _G1；第二玻璃基層，具有厚度t _G2和熱膨脹係數CTE _G2；以及第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第二玻璃基層之間，並具有厚度t _P1和熱膨脹係數CTE _P1，其中：該第一玻璃基層具有一壓縮應力，該壓縮應力大於或等於5 MPa並且小於或等於40 MPa，並且是由CTE _G1與GTE _G2之間的差異產生的，t _G1小於或等於300微米，以及t _G2大於2.0毫米。

本揭示內容的態樣(18)涉及如態樣(17)所述的感測器，其中：t _G1小於或等於200微米，以及t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。

本揭示內容的態樣(19)涉及如態樣(17)-(18)中的任一者所述的感測器，其中：該第一玻璃基層是由在經受維氏鑽石壓頭測試時展現出異常斷裂行為的玻璃形成的，以及該第一玻璃基層形成該窗口的外表面，該外表面曝露於該外殼之外的環境。

本揭示內容的態樣(20)涉及如態樣(17)-(19)中的任一者所述的感測器，其中該第一玻璃基層沒有被化學強化，並且該壓縮應力是由以一固化溫度將該第一玻璃基層經由該聚合物層與該第二玻璃基層積層產生的，該固化溫度大於或等於50℃。

本揭示內容的態樣(21)涉及如態樣(17)-(20)中的任一者所述的感測器，進一步包括：第三玻璃基層，具有厚度t _G3和熱膨脹係數CTE _G3，以及第二聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第三玻璃基層之間，並具有厚度t _P2和熱膨脹係數CTE _P2，其中：該第二玻璃基層包括一第二壓縮應力，|CTE _G2- CTE _G3|＞0.5 ppm/℃，以及t _G3小於或等於t _G2的10%。

本揭示內容的態樣(22)涉及如態樣(21)所述的感測器，其中t _G1和t _G3兩者小於或等於200微米。

本揭示內容的態樣(23)涉及如態樣(22)所述的感測器，其中t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。

本揭示內容的態樣(24)涉及如態樣(21)所述的感測器，其中該第一玻璃基層和該第三玻璃基層是由相同的玻璃組成形成的，使得CTE _G1= CTE _G3。

本揭示內容的態樣(25)涉及如態樣(21)-(24)中的任一者所述的感測器，其中t _G1= t _G3，並且t _G1和t _G3兩者小於或等於150微米。

本揭示內容的態樣(26)涉及一種方法，該方法包括以下步驟：將第一聚合物層設置在第一玻璃基層與第二玻璃基層之間，其中該第一玻璃基層的厚度小於或等於該第二玻璃基層的厚度的15%，並且其中該第二玻璃基層的該厚度大於2.0毫米；在固化溫度T _C下的環境中固化該第一聚合物層以形成製品；以及在該固化步驟之後，使該第一玻璃基層和該第二玻璃基層的溫度返回使用溫度，該使用溫度大於或等於0℃並且小於或等於30℃，其中：該第一玻璃基層的第一熱膨脹係數與該第二玻璃基層的第二熱膨脹係數相差至少0.5 ppm/℃，以及T _C與該使用溫度相差至少20℃，使得使該溫度返回到該使用溫度導致該第一玻璃基層具有大於或等於5 MPa並且小於或等於40 MPa的壓縮應力。

本揭示內容的態樣(27)涉及如態樣(26)所述的方法，進一步包括以下步驟：在該固化步驟之前，將第二聚合物層設置在該第一玻璃基層與第三玻璃基層之間，其中該第三玻璃基層的厚度小於或等於該第二玻璃基層的厚度的10%。

本揭示內容的態樣(28)涉及如態樣(27)所述的方法，其中該第三玻璃基層的第三熱膨脹係數與該第二熱膨脹係數相差至少0.5 ppm/℃，使得在返回到該使用溫度之後，該第三玻璃基層包括第二壓縮應力。

本揭示內容的態樣(29)涉及如態樣(27)-(28)中的任一者所述的方法，其中該第三玻璃基層和該第一玻璃基層包括相同的厚度，並且由相同的玻璃組成形成。

本揭示內容的態樣(30)涉及如態樣(27)-(29)中的任一者所述的方法，其中該第一玻璃基層和該第三玻璃基層都是由在經受維氏鑽石壓頭測試時展現出異常斷裂行為的玻璃形成的。

將在隨後的詳細描述中闡述附加特徵和優點，並且本領域的技術人員將容易根據該詳細描述理解該等特徵和優點的一部分，或藉由實行本文所述的實施例來認識該等特徵和優點，該等實施例包括了隨後的詳細描述、請求項以及附圖。

要理解，前述的一般描述和以下的詳細描述都只是示例性的，旨在提供一個概述或框架，以理解請求項的本質和特性。包括附圖是為了提供進一步的理解，並且該等附圖被納入本說明書並構成本說明書的一部分。附圖說明了一個或多個實施例，並與描述一起用於解釋各種實施例的原理和操作。

現在將詳細參考本實施例，附圖中說明了這些實施例的例子。在可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的附圖標記來指稱相同的或類似的部分。大體參考圖式，本文描述的是耐衝擊的玻璃-聚合物積層板。耐衝擊的玻璃-聚合物積層板可以用於各種應用，包括但不限於感測器窗口。例如，本文所述的玻璃-聚合物積層板可以用於與載具（如汽車、機車、船舶、航空機、衛星）相關聯的攝影機或LIDAR感測器系統的蓋窗。與某些現有形式的用於蓋窗應用的覆蓋材料（如化學強化玻璃、玻璃-玻璃積層板、塑膠）相比，玻璃-聚合物積層板對通常遇到的衝擊事件（如與載具外部相關聯的岩石、石塊或噴砂）的損傷具有更強的抵抗力。特別是，本文所述的玻璃-聚合物積層板可以包括兩個或多個玻璃基層，其中至少兩個相鄰的玻璃基層在熱膨脹係數（「CTE」）方面彼此相差至少0.5 ppm/℃。相鄰的玻璃基層藉由聚合物層彼此分開。在本文所述的玻璃-聚合物積層板的建造期間，至少由第一玻璃基層、第一聚合物層和第二玻璃基層組成的堆疊被加熱到固化溫度，該固化溫度與積層板的預期使用溫度（其與感測器的典型操作條件相關聯）不同。當處於固化溫度時，聚合物層被固化（例如，要麼藉由對其施加輻射，要麼經由溫度處理）。隨後，堆疊被加熱或冷卻到使用溫度，使得玻璃基層之間的CTE差異導致其中一個玻璃基層中具有壓縮應力。壓縮應力有益地改進了該玻璃基層的衝擊性能，從而為各種感測器或其他需要對衝擊事件的損傷有抵抗力的應用提供了有利的性能特性。

在各態樣中，本文所述的玻璃-聚合物積層板可以被實施為各種感測器應用的蓋窗，其中至少有一個其中具有壓縮應力的玻璃基層被定位為面對感測器的外部環境，作為外玻璃基層。已經發現，從衝擊性能的角度來看，當外玻璃基層的厚度大大小於內玻璃基層（其位置例如比外玻璃基層更靠近感測器）時，特別有利。在實施例中，外玻璃基層的厚度小於或等於內玻璃基層的厚度的20%（例如小於或等於19%，小於或等於18%，小於或等於17%，小於或等於16%，小於或等於15%，小於或等於14%，小於或等於13%，小於或等於12%，小於或等於11%，小於或等於10%，小於或等於9%，小於或等於8%，小於或等於7%，小於或等於6%，小於或等於5%，小於或等於4%，小於或等於3%）。例如，在實施例中，外玻璃基層的厚度大於或等於10微米且小於或等於300微米，而內玻璃基層的厚度大於2.0毫米（例如，大於或等於2.1毫米且小於或等於4.0毫米，大於或等於2.2毫米且小於或等於4.0毫米，大於或等於2.3毫米且小於或等於4.0毫米，大於或等於2.4毫米且小於或等於4.0毫米，大於或等於2.5毫米且小於或等於3.8毫米）。已經發現，這種相對較薄的外玻璃基層可以藉由防止衝擊產生的缺陷（如裂縫）從起始平面向外傳播，來防止衝擊事件對光學性能產生負面影響，從而藉由減少缺陷的散射橫截面，來減少缺陷抑制光學性能的程度。當通過較厚的玻璃片傳播時，衝擊引發的裂縫可能會扭曲出平面，從而增加了積層板的反射率，並降低了窗口的性能（例如，透射）。本文所述的相對較薄的外玻璃基層可以防止這種扭曲，並有助於儘管出現任何衝擊引起的缺陷，仍然保持光學性能。

本文所述的相對較厚的內玻璃基層有利地提供了硬度並避免積層引起的翹曲。當納入不對稱的結構時（例如，就積層板橫截面的幾何中心兩側的玻璃基層的厚度而言），本文所述的玻璃-聚合物積層板具有不對稱的CTE引起的應力分佈。在實施例中，這種不對稱的應力分佈可能會導致積層板的翹曲（例如，積層板因各層不同的膨脹和收縮而彎曲）。然而，已經發現，將內玻璃基層的厚度保持大於2.0毫米（例如，大於或等於2.1毫米，大於或等於2.2毫米，大於或等於2.3毫米，大於或等於2.4毫米，大於或等於2.5毫米，大於或等於2.6毫米，大於或等於2.7毫米，大於或等於2.8毫米，大於或等於2.9毫米，大於或等於3.0毫米，大於或等於2.5毫米且小於或等於3.8毫米）提供足夠的勁度以防止這種翹曲，從而使玻璃基層能夠在積層期間和之後保持初始形狀（例如，在整個積層過程中，玻璃基層可以保持是平面的玻璃片，以形成平面的感測器窗口）。

藉由實現不對稱的積層結構，本文所述的玻璃-聚合物積層板的相對較厚的內玻璃基層也可以有助於減少納入積層板的聚合物層（例如，使得聚合物層僅位於內玻璃基層的一側）。減少聚合物層可以有利地使積層板在整個感測波段內的光透射率保持高到適合特定的感測器應用。因此，本文所述的相對較厚的內玻璃基層藉由控制積層板的形狀和減少對聚合物基材料的需求，促進了玻璃-聚合物積層板的有利光學性能。

在各態樣中，本文所述的玻璃-聚合物積層板可以包括設置在相對較厚的內玻璃基層的一側的複數個相對較薄的外玻璃基層。在一個例子中，依據本揭示內容的玻璃-聚合物積層板可以包括內玻璃基層、設置在內玻璃基層上的第一聚合物層、設置在第一聚合物層上的第一外玻璃基層、設置在第一外玻璃基層上的第二聚合物層和設置在第二聚合物層上的第二外玻璃基層。額外的外玻璃基層有利地增加了可以在僅有最小可見度的情況下被損壞的玻璃厚度（例如，如果衝擊引起的裂縫從第二外玻璃基層傳播到第一外玻璃基層中，那麼在到達內玻璃基層並扭曲出平面而變得更加明顯之前，該裂縫也必須通過第一外玻璃基層傳播）。此外，這種多外玻璃基層的實施例引入了額外的聚合物材料層。如本文所述，這種層可以變形並減弱衝擊能量，從而使衝擊引起的損傷不那麼嚴重。任何數量的外玻璃基層都可以被納入本文所述的玻璃-聚合物積層板中，以提供所需的衝擊性能位準，但要理解，額外的聚合物層可能會降低光透射性能。

在實施例中，外玻璃基層是由異常的玻璃組成形成的。異常玻璃是一種在玻璃經受以下文獻所述的維氏壓頭測試時傾向於展現裂縫環斷裂行為的玻璃，在該行為中，環狀裂縫環繞初始壓痕位點：非結晶固體期刊（Journal of Non-Crystalline Solids）第494卷（2018年）第13-20頁中由Gross等人所著「Crack-resistant glass with high shear band density」；以及非結晶固體期刊第358卷（2012年）第3445-3452頁中由Gross所著「Deformation and cracking behavior of glasses indented with diamond tips of various sharpness」，這兩份文獻的整體內容都被納入。異常玻璃的例子可以是硼矽酸鹽玻璃（例如於2021年12月6日提出的第PCT/US2021/61966號的PCT專利申請案中描述的玻璃，該申請案的整體內容特此以引用方式納入，或Corning® Eagle XG®玻璃或714AWF玻璃）或具有相對較高的氧化矽含量的玻璃。這樣的玻璃往往展現出比展現正常斷裂行為的玻璃更有利的衝擊性能特性，在正常斷裂行為中，從壓痕位點徑向延伸的裂縫往往會延伸通過玻璃的厚度，從而可能導致災難性的故障。異常的玻璃，如硼矽酸鹽，也可以傾向於展現出相對較低的CTE，從而限制了因環境曝露產生的熱引起損傷。

如本文所用，術語「熱膨脹係數」或CTE是指藉由測量所指材料在0℃與300℃之間的膨脹而獲得的值。

如本文所用，術語「設置」包括使用本領域任何已知的方法將材料塗覆、沉積和/或形成到表面上。設置的材料可以構成一個層，如本文所定義。語句「設置在...上」包括將材料形成到表面上，使得材料與表面直接接觸的實例，也包括材料形成在表面上，在設置的材料與表面之間有一種或多種中介材料的實例。中介材料可以構成一個層，如本文所定義。

在本文中可以將範圍表示為從「約」一個特定值和/或至「約」另一個特定值。當表達了這樣的範圍時，另一個實施例包括從該一個特定值和/或到該另一個特定值（即該範圍包括明確指出的端點）。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表示為近似值時，將理解，該特定值形成了另一個實施例。例如，「從約1到約2」的範圍也明確包括 「從1到2」的範圍。同樣地，「約1到約2」的範圍也明確包括「1到2」的範圍。將進一步理解，每個範圍的端點，既關於另一個端點有意義（significant），也獨立於另一個端點有意義。

本文所使用的方向性術語（例如上、下、右、左、前、後、頂、底）是僅參考所繪製的圖式而作出的，並且不旨在暗示絕對的定向。

除非另有明確表明，否則絕不打算將本文所闡述的任何方法解釋為需要其步驟以特定的順序執行，也絕不打算要求任何裝置有特定的定向。因此，若一個方法請求項實際上並未記載要由其步驟依循的順序，或任何裝置請求項實際上並未記載單獨部件的順序或定向，或在請求項或說明書中未另有具體表明步驟要受限於特定的順序，或未記載裝置的部件的特定順序或定向，則絕不打算在任何方面推斷順序或定向。這適用於任何可能的非明示解釋基礎，包括：與步驟、操作流程、部件順序、或部件定向的佈置有關的邏輯事項；推導自文法組織或標點符號的普通含義，以及；說明書中所述的實施例的數量或類型。

如本文所使用的，除非上下文另有明確規定，否則單數形式「一（a）」、「一（an）」和「該（the）」包括了複數的指涉對象。因此，例如，除非上下文另有明確表明，否則對於「一」部件的指稱包括了具有兩個或更多個這樣的部件的態樣。

現在參考圖1，載具10包括一個或多個LiDAR系統12。該一個或多個LiDAR系統12可以設置在載具10上或內的任何地方。例如，該一個或多個LiDAR系統12可以設置在載具10的頂部14和/或載具10的前部16上。

現在參考圖2，該一個或多個LiDAR系統12中的每一者都包括本領域已知的電磁輻射發射器和感測器18，該電磁輻射發射器和感測器可以被包圍在外殼20內。電磁輻射發射器和感測器18發射出的發射輻射22具有一定的波長或波長範圍。發射的輻射22通過窗口24離開外殼20。如果外部環境26中的一個物體（未圖示）在發射的輻射22的路徑上，那麼發射的輻射22將從該物體反射，並作為反射輻射28返回到電磁輻射發射器和感測器18，最初是入射到窗口的外表面44。外表面44是窗口24的一個表面，該表面曝露於（或最接近）LiDAR系統12的外部環境，使得外表面44曝露在外殼20內沒有調節的條件下。在入射到外表面44後，反射的輻射28再次通過窗口24，以到達電磁輻射發射器和感測器18。在實施例中，發射的輻射22和反射的輻射28的具有905奈米或1550奈米的波長，或具有包括905奈米（例如，從880奈米到930奈米）或1550奈米（例如，從1525奈米到1775奈米）的頻寬。反射輻射28以外的電磁輻射（如具有可見光譜內的波長的電磁輻射）可以或可以不通過窗口24，這取決於本文所述的窗口24的光學性質。如本文所用，術語「可見光譜」用於指電磁波譜中人眼可見的部分，一般是指波長在約380奈米至700奈米的範圍內的電磁輻射。

現在參考圖3，在實施例中，該一個或多個LiDAR系統12中的每一者的窗口24可以包括玻璃-聚合物積層板300。玻璃-聚合物積層板300包括第一表面32和外表面44。第一表面32和外表面44是玻璃-聚合物積層板300的主要表面。在實施例中，並參考圖2，外表面44最接近外部環境26。第一表面32最接近電磁輻射發射器和感測器18。發射的輻射22在外表面44之前遇到第一表面32。反射輻射28在第一表面32之前遇到外表面44。

在實施例中，窗口的第一表面32和外表面44中的一者或多者可以包括一個或多個合適的表面處理。例如，在實施例中，第一表面32和外表面44中的至少一者包括抗反射膜。抗反射膜可以被定制，以防止發射的輻射22和反射的輻射28的反射。在實施例中，抗反射膜包括厚度合適的相對較低和較高折射率的材料的複數個交替層，以便在感興趣的特定波長範圍內提供相對較低的反射率和較高的透射率。於2020年5月29日所提出的第PCT/US2020/35034號的國際專利申請案、於2020年6月1日所提出的第PCT/US2020/35497號的國際專利申請案、於2021年11月30日所提出的第63/284,161號的美國臨時專利申請案、於2021年12月15日所提出的第63/289,828號的美國臨時專利申請案、於2021年10月20日所提出的第63/257,814號的美國臨時專利申請案（這些申請案中的每一者的整體內容都以引用方式納入）中描述的任何抗反射膜都可以與玻璃積層板300一起使用。在實施例中，抗反射膜的高折射率層之一包括1000奈米的相對較高的厚度，使得當在抗反射膜的一側測量時，玻璃-聚合物積層板300的由伯科維奇（Berkovich）壓頭硬度測試測得的最大硬度至少為8 GPa。因此，抗反射膜的構造可以提高玻璃-聚合物積層板300的衝擊性能。

圖3中描述的玻璃-聚合物積層板300包括第一玻璃基層310、第二玻璃基層320和設置在第一玻璃基層310與第二玻璃基層320之間的第一聚合物層315。如圖所示，第一玻璃基層310形成窗口24的外表面44（見圖2）。因此，在所描述的例子中，第一玻璃基層310形成外玻璃基層，而第二玻璃基層320形成內玻璃基層。

第一玻璃基層310可以具有與第二玻璃基層320的熱膨脹係數（CTE）實質不同的CTE。例如，第一玻璃基層310可以具有低的CTE，而第二玻璃基層320展現出比第一玻璃基層310更高的CTE。第一聚合物層315可以包括紫外線固化或熱固化的聚合物。在遠離預定使用溫度（如室溫）的溫度下固化聚合物，導致玻璃基層之間的CTE差異，以在玻璃-聚合物積層板300返回到使用溫度時在第一玻璃基層310上創造壓縮應力。第一玻璃基層310上的壓縮應力提供了更高的抗損傷性和更好的刮擦性能。由於第一聚合物層315的延性變形，在第一玻璃基層310中確實形成的任何裂縫都被阻止在聚合物介面處（與熔融積層板中介面處的脆性變形不同），可能不會傳播到第二玻璃基層320中，從而減少了裂縫的可見性，並防止玻璃-聚合物積層板300的災難性故障。

保持第一玻璃基層310的厚度薄（例如，使其厚度50小於或等於300微米）可以有助於將其中形成的任何裂縫的可見度降至最低。將抗損傷材料（如硼矽酸鹽、鹼土鋁硼矽酸鹽或鹼鋁硼矽酸鹽）用於第一玻璃基層310比單片離子交換玻璃材料進一步提高了衝擊性能，後者由於其表面應力梯度大而更容易發生橫向破裂。

在實施例中，形成第一聚合物層315的材料被選擇為在相對較低的厚度下具有勁度，從而防止第一玻璃基層310和第二玻璃基層320急劇撓曲和斷裂。已經發現，具有相對較高的彈性模量、相對較高的玻璃轉化溫度和相對較低的延性至脆性轉變溫度的聚合物可以對性能產生有利的影響。除了各種紫外線可固化和熱可固化的聚合物之外，還可以採用薄膜聚合物積層板。市售的聚合物（如於2021年11月24日提出的第PCT/US2021/60757號的國際專利申請案中描述的聚合物，該申請案的整體內容特此以引用方式納入）可以用於形成本文所述的聚合物層。

仍然參考圖3，玻璃-聚合物積層板300的結構在與單片的化學強化或熱強化的玻璃基製品（如市售的玻璃基製品）相比時，提供了許多優點。積層結構提供了與化學強化玻璃製品相當的性能，而不需要進行離子交換處理，從而降低了相同性能位準的成本。此外，與單片化學強化玻璃基製品相比，在範圍更廣的衝擊事件中，玻璃基積層板300中的缺陷的可見性不那麼令人不快，從而減少了使用期間的替換頻率。玻璃基積層板300也可以展現出某種程度的自我修復，使得由於第一玻璃基層310中的壓縮應力，隨著時間的推移，確實形成的裂縫變得不那麼明顯。從製造的角度來看，本文所述的玻璃基積層板300可以從「母」片材切割成所需的零件尺寸，甚至在引入壓縮應力後也是如此，這對於單片化學強化的玻璃基製品來說是困難的或不可能的。玻璃基積層板也可以被認為是可修復的，使得應用可固化的樹脂可以減少裂縫的出現。

在實施例中，第一玻璃基層310中的壓縮應力源於第一玻璃基層310與第二玻璃基層320之間的熱膨脹係數不匹配。第一聚合物層315的材料在不同於預期使用溫度（通常是室溫）的溫度下固化（例如，加熱到固化溫度），當積層板返回到使用溫度時，熱膨脹係數（CTE）較高的第二玻璃基層320的體積變化大於CTE較低的第一玻璃基層310的體積變化，這在第一玻璃基層310中產生了壓縮應力。

在實施例中，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320的玻璃的CTE差異越大，並且固化溫度與使用溫度之間的溫度差異越大，產生的壓縮應力就越大。除了第一玻璃基層310和第二玻璃基層320的玻璃的CTE之外，形成第一聚合物層315的聚合物的玻璃弛豫行為也對玻璃基積層製品中的最終應力狀態有相當大的影響。玻璃轉化溫度、處理溫度、冷卻速度和橡膠狀態下的聚合物彈性模量是重要的控制參數。

第一聚合物層315有多種用途。也許最重要的是，第一聚合物層315在第一玻璃基層310與第二玻璃基層320之間提供了機械結合。在固化期間，第一聚合物層315的收縮可能會給它所黏合的第一玻璃基層310和第二玻璃基層320帶來額外的壓縮應力，這也是本文所述的玻璃-聚合物積層板可以展現出比僅僅歸因於第一玻璃基層310與第二玻璃基層320之間的CTE不匹配的壓縮應力略大的壓縮應力的原因。這種額外的壓縮增加了玻璃-聚合物積層板300的抗損傷性和強度。此外，第一聚合物層315還會偏轉並阻止任何可能從一個玻璃基層傳播到另一個玻璃基層中的裂縫。因此，如果第二玻璃基層320的表面是原始的並且沒有限制強度的缺陷，那麼它在使用期間有望保持這種狀態，因為它受到第一玻璃基層310和第一聚合物層315的保護，即使第一玻璃基層310受到損害或損傷，也會給玻璃-聚合物積層板300帶來很大的強度。為了以這種方式作用，聚合物的延性到脆性的轉化溫度應該很低，使得第一聚合物層315的變形在操作溫度範圍內（例如，從-30℃到50℃，從-10℃到50℃，從0℃到30℃）是純粹的彈性或彈性/塑性/黏塑性。最後，第一聚合物層315有助於將玻璃基層中確實形成的任何裂縫保持封閉。

如圖3所示，第一玻璃基層310包括厚度50（其例如是在第一玻璃基層310的外表面44與第二主要表面46之間測得的）。第一玻璃基層310可以由第一玻璃組成形成，並包括第一熱膨脹係數CTEG1。第二玻璃基層320包括厚度52（其例如在第二玻璃基層320的第一表面32與第二主要表面36之間）。第二玻璃基層320可以由第二玻璃組成形成，並包括第二熱膨脹係數CTEG2。第一聚合物層315包括厚度56和熱膨脹係數CTEP1。在實施例中，CTEG1與CTEG2之間的差異大於或等於0.5 ppm/℃，以促進強度增強的壓縮應力在積層後存在於第一玻璃基層310中。

第一玻璃基層310的厚度50被描述為小於第二玻璃基層320的厚度52。在實施例中，厚度50小於或等於厚度52的20%（例如小於或等於19%，小於或等於18%，小於或等於17%，小於或等於16%，小於或等於15%，小於或等於14%，小於或等於13%，小於或等於12%，小於或等於11%，小於或等於10%，小於或等於9%，小於或等於8%，小於或等於7%，小於或等於6%，小於或等於5%，小於或等於4%，小於或等於3%）。在實施例中，厚度50小於或等於300微米且大於或等於10微米（例如小於或等於250微米，小於或等於200微米，小於或等於190微米，小於或等於180微米，小於或等於170微米，小於或等於160微米，小於或等於150微米，小於或等於140微米，小於或等於130微米，小於或等於120微米，小於或等於110微米，小於或等於100微米，小於或等於90微米，或更小），而厚度52大於2.0毫米（例如大於或等於2.1毫米，大於或等於2.2毫米，大於或等於2.3毫米，大於或等於2.4毫米，大於或等於2.5毫米，大於或等於2.6毫米，大於或等於2.7毫米，大於或等於2.8毫米，大於或等於2.9毫米，大於或等於3.0毫米，大於或等於2.5毫米，同時都小於或等於3.8毫米）。第一玻璃基層310的相對較低的厚度可以藉由防止裂縫扭曲出平面，並在垂直於發射的輻射22的方向上覆蓋更多的表面積（見圖2），從而減少損傷的散射橫截面，來使外表面44上任何衝擊引起的損傷不那麼明顯。第一玻璃基層310的相對較低的厚度也可以使第一玻璃基層310能夠彎曲並消散衝擊能量，從而減少或防止斷裂。儘管玻璃-聚合物積層板300的結構不對稱，但第二玻璃基層320的相對較高的厚度增加了玻璃-聚合物積層板300的勁度，並防止積層過程中的翹曲。

在實施例中，厚度56小於厚度52。在實施例中，本文所述的玻璃-聚合物積層板中設置在玻璃基層之間的所有聚合物層可以單獨具有小於或等於150微米的厚度。在實施例中，厚度56小於或等於150微米，例如小於或等於145微米，小於或等於140微米，小於或等於135微米，小於或等於130微米，小於或等於125微米，小於或等於120微米，小於或等於115微米，小於或等於110微米，小於或等於105微米，小於或等於100微米，小於或等於95微米，小於或等於90微米，小於或等於85微米，小於或等於80微米，小於或等於75微米，小於或等於70微米，小於或等於65微米，小於或等於60微米，小於或等於55微米，小於或等於50微米，小於或等於45微米，小於或等於40微米，小於或等於35微米，小於或等於30微米，小於或等於25微米，小於或等於20微米，小於或等於15微米，小於或等於10微米，小於或等於8微米，小於或等於6微米，小於或等於4微米，小於或等於2微米，小於或等於1微米，或更小。在實施例中，厚度56大於或等於1微米至小於或等於150微米，大於或等於2微米至小於或等於150微米，例如從大於或等於4微米至小於或等於145微米，從大於或等於6微米至小於或等於140微米，從大於或等於8微米到小於或等於135微米，從大於或等於10微米到小於或等於130微米，從大於或等於15微米到小於或等於125微米，從大於或等於20微米到小於或等於120微米，從大於或等於25微米到小於或等於115微米，從大於或等於30微米到小於或等於110微米，從大於或等於35微米到小於或等於105微米，從大於或等於40微米到小於或等於100微米，從大於或等於45微米到小於或等於95微米，從大於或等於50微米到小於或等於90微米，從大於或等於55微米到小於或等於85微米，從大於或等於60微米到小於或等於80微米，從大於或等於65微米到小於或等於75微米，從大於或等於2微米到小於或等於70微米，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。在玻璃-聚合物積層板中包括多個聚合物層的情況下（例如，如本文就圖4的描述），聚合物層製品可以有不同的厚度。在其他實施例中，在玻璃-聚合物積層板中包括多個聚合物層的情況下，這些聚合物層可以有實質相等或相等的厚度。在實施例中，聚合物層可以比與之相鄰的玻璃基層更薄。例如，在實施例中，厚度56小於或等於75微米（例如，小於或等於50微米，小於或等於25微米），而厚度50大於75微米（例如，大於或等於100微米，大於或等於125微米，大於或等於150微米）。

仍然參考圖3，玻璃-聚合物積層板300包括代表厚度50、52和56的組合的組合厚度322。在實施例中，組合厚度322小於或等於20毫米，例如小於或等於19毫米，小於或等於18毫米，小於或等於17毫米，小於或等於16毫米，小於或等於15毫米，小於或等於14毫米，小於或等於13毫米，小於或等於12毫米，小於或等於11毫米，小於或等於10毫米，小於或等於9毫米，小於或等於8毫米，小於或等於7毫米，小於或等於6毫米，小於或等於5毫米，小於或等於4毫米，小於或等於3毫米，小於或等於2毫米，小於或等於1.5毫米，小於或等於1毫米，或更小。在實施例中，玻璃基製品的厚度從大於或等於0.5毫米到小於或等於20毫米，例如大於或等於1毫米到小於或等於19毫米，大於或等於2毫米到小於或等於18毫米，大於或等於3毫米到小於或等於17毫米，大於或等於4毫米到小於或等於16毫米，大於或等於5毫米到小於或等於15毫米，大於或等於6毫米到小於或等於14毫米，大於或等於7毫米到小於或等於13毫米，大於或等於8毫米到小於或等於12毫米，大於或等於9毫米到小於或等於11毫米，大於或等於0.5毫米到小於或等於10毫米，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。

如本文所述，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320具有熱膨脹係數（CTE）不匹配。第一玻璃基層310與第二玻璃基層320之間的CTE差異大於0.5 ppm/℃，使得|CTEG1 - CTEG2| ＞ 0.5 ppm/℃。在實施例中，|CTEG1 - CTEG2| ＞ 1 ppm/℃。一般來說，玻璃基層的CTE不匹配越大，產生的壓縮應力量越大。在實施例中，CTEG1 ＜ CTEG2。在其他實施例中，CTEG1 ＞ CTEG2。具有較高CTE的玻璃基層決定了聚合物層的固化是在使用溫度之上還是之下發生，以便在第一玻璃基層310中產生壓縮應力。在實施例中，當CTEG1 ＜ CTEG2時，固化溫度大於使用溫度。在實施例中，當CTEG1 ＞ CTEG2時，固化溫度低於使用溫度。

也可以考慮第一聚合物層315的CTE與第一玻璃基層310和第二玻璃基層320的平均CTE之間的關係。在實施例中，CTEP1 - (CTEG1 + CTEG2)/2 ＞ 1 ppm/℃。

第一玻璃基層310包括一定的壓縮應力。該壓縮應力提高了玻璃-聚合物積層板300的抗斷裂性，並減少了裂縫的傳播。在實施例中，第一玻璃基層310的壓縮應力大於或等於5 MPa，例如大於或等於10 MPa，大於或等於15 MPa，大於或等於20 MPa，大於或等於25 MPa，大於或等於30 MPa，大於或等於35 MPa，大於或等於40 MPa，大於或等於45 MPa，大於或等於50 MPa，大於或等於55 MPa，大於或等於60 MPa，大於或等於65 MPa，大於或等於70 MPa，大於或等於75 MPa，大於或等於80 MPa，大於或等於85 MPa，大於或等於90 MPa，大於或等於95 MPa，大於或等於100 MPa，或更大。在實施例中，第一玻璃基層310的壓縮應力從大於或等於5 MPa到小於或等於100 MPa，例如大於或等於10 MPa到小於或等於95 MPa，大於或等於15 MPa到小於或等於90 MPa，大於或等於20 MPa到小於或等於85 MPa，大於或等於25 MPa到小於或等於80 MPa，大於或等於30 MPa到小於或等於75 MPa，大於或等於35 MPa到小於或等於70 MPa，大於或等於40 MPa到小於或等於65 MPa，大於或等於45 MPa到小於或等於60 MPa，大於或等於50 MPa到小於或等於55 MPa，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。

在實施例中，第一玻璃基層310的壓縮應力大於或等於5 MPa且小於或等於40 MPa。已經發現，將壓縮應力保持在這個範圍內是有利的，因為第二玻璃基層320中的張應力保持在小於或等於10 MPa的位準（例如，小於或等於9.5 MPa，小於或等於9.0 MPa，小於或等於8.5 MPa，小於或等於8.0 MPa，小於或等於7.5 MPa）。第二玻璃基層320中較高的張應力位準可能會增加玻璃-聚合物積層板300響應於特別嚴重的衝擊事件而發生災難性故障的風險，因為這種張應力有傳播缺陷的傾向。

在實施例中，第一玻璃基層310可以包括實質均勻的壓縮應力。在實施例中，第一玻璃基層310包括平均壓縮應力，並且壓縮應力在第一玻璃基層310的厚度上的變化小於平均壓縮應力的20%。在這樣的實施例中，第一玻璃基層310的平均壓縮應力可以是上述任何一個壓縮應力值，例如大於或等於5 MPa，大於或等於10 MPa，等等。

第一玻璃基層310可以由外表面44處的曝露表面壓縮應力表徵。外表面44不與第一聚合物層315接觸，因此在衝擊事件期間可能被接觸，因此在正常使用過程中最有可能遭受損傷。在實施例中，第一玻璃基層310的曝露表面具有一個壓縮應力，該壓縮應力可以是上述任何一個壓縮應力值，例如大於或等於5 MPa，大於或等於10 MPa，等等。

第一玻璃基層310可以由與第一聚合物層315接觸的第二主要表面46處的黏合表面壓縮應力表徵。在實施例中，第一玻璃基層310的黏合表面具有一個壓縮應力，該壓縮應力可以是上述任何一個壓縮應力值，例如大於或等於5 MPa，大於或等於10 MPa，等等。在第一玻璃基層310中的壓縮應力實質均勻的實施例中，外表面44處的壓縮應力可以實質等於第二主要表面46處的壓縮應力。

在實施例中，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320沒有經過熱強化或化學強化。也就是說，用於形成第一玻璃基層310和第二玻璃基層320的第一玻璃組成和第二玻璃組成沒有藉由浸泡在熔融鹽浴中或經受熱回火熱處理來強化，以形成不是由第一玻璃組成與第二玻璃組成之間的CTE不匹配導致的壓縮應力。這樣的實施例可以有利地消除處理步驟並節省成本。

還設想了這樣的實施例：第一玻璃基層310和/或第二玻璃基層320由化學強化的玻璃基材料形成。化學強化的玻璃基材料包括與由玻璃基層的CTE不匹配產生的壓縮應力相加結合的應力曲線，從而導致第一玻璃基層310或第二玻璃基層320中的最大壓縮應力可能明顯高於單獨由CTE不匹配引起的壓縮應力。在這種實施例中，第一玻璃基層310和/或第二玻璃基層320的壓縮應力可以大於或等於200 MPa，例如大於或等於250 MPa，大於或等於300 MPa，大於或等於350 MPa，大於或等於400 MPa，大於或等於450 MPa，大於或等於500 MPa，大於或等於550 MPa，大於或等於600 MPa，大於或等於650 MPa，大於或等於700 MPa，大於或等於750 MPa，大於或等於800 MPa，大於或等於850 MPa，大於或等於900 MPa，大於或等於950 MPa，或更大。在實施例中，第一玻璃基層310的壓縮應力從大於或等於200 MPa到小於或等於1000 MPa，例如大於或等於250 MPa到小於或等於950 MPa，大於或等於300 MPa到小於或等於900 MPa，大於或等於350 MPa到小於或等於850 MPa，大於或等於400 MPa到小於或等於800 MPa，大於或等於450 MPa到小於或等於750 MPa，大於或等於500 MPa到小於或等於700 MPa，大於或等於550 MPa到小於或等於650 MPa，大於或等於200 MPa到小於或等於600 MPa，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。

第二玻璃基層320可以由楊氏模量來表徵。在實施例中，第二玻璃基層320的楊氏模量EG2可以大於或等於5 GPa，例如大於或等於10 GPa，大於或等於15 GPa，大於或等於20 GPa，大於或等於25 GPa，大於或等於30 GPa，大於或等於35 GPa，大於或等於40 GPa，大於或等於45 GPa，大於或等於50 GPa，大於或等於55 GPa，大於或等於60 GPa，大於或等於65 GPa，大於或等於70 GPa，大於或等於75 GPa，或更大。在實施例中，EG2從大於或等於5 GPa到小於或等於80 GPa，例如大於或等於10 GPa到小於或等於75 GPa，大於或等於15 GPa到小於或等於70 GPa，大於或等於20 GPa到小於或等於65 GPa，大於或等於25 GPa到小於或等於60 GPa，大於或等於30 GPa到小於或等於55 GPa，大於或等於35 GPa到小於或等於50 GPa，大於或等於40 GPa到小於或等於45 GPa，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。除非另有表明，否則玻璃基層的楊氏模量是由標題為「Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts」的ASTM E2001-13中闡述的一般類型的共振超音波光譜術測量的。

第二玻璃基層320的楊氏模量EG2可以相對於第一聚合物層的楊氏模量TP1來描述。在實施例中，第二玻璃基層320的楊氏模量大於第一聚合物層的楊氏模量，使得EG2 ＞ EP1。

玻璃基層可以包括玻璃或玻璃陶瓷材料。在實施例中，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320可以有不同的組成。在實施例中，第二玻璃基層320由鋁矽酸鹽玻璃形成，例如鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃。在實施例中，第一玻璃基層310是硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃，例如無鹼鋁硼矽酸鹽玻璃。

第一玻璃基層310和第二玻璃基層320可以被選擇為提供理想的光學性質。在實施例中，玻璃基層在感興趣的波長範圍內具有大於或等於90%的透射率。感興趣的波長範圍可能因應用而異。例如，當用作LiDAR系統12的窗口24時（見圖2），感興趣的波長範圍可以包括905奈米或1550奈米。在實施例中，感興趣的波長範圍包括905奈米或1550奈米的中心波長，以及一個圍繞該中心波長的波長範圍（例如，+/- 10奈米，+/- 20奈米，+/- 30奈米，+/- 40奈米，+/- 50奈米，+/- 100奈米）。在實施例中，例如對於LiDAR系統12以外的應用，如攝影機蓋透鏡，感興趣的波長範圍可以是可見光譜，或從380奈米到700奈米。在實施例中，在整個感興趣的波長範圍內，光透射率可以大於或等於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。除非另有表明，否則透射率是依據ASTM D1003使用光源C用Haze-gard透明透射霧度測量儀（Haze-gard Transparency Transmission Haze Meter）測量的。

在實施例中，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320中的至少一者可以具有包括以下項目的組成：約50莫耳百分比至約85莫耳百分比的SiO ₂、約5莫耳百分比至約30莫耳百分比的Al ₂O ₃和約5莫耳百分比至約30莫耳百分比的B ₂O ₃。玻璃基層可以包括依據第7,851,394號的美國專利和/或第7,534,734號的美國專利生產的玻璃組成，這些專利中的每一者的整體內容都以引用方式納入本文。

在實施例中，第一玻璃基層310和第二玻璃基層320中的至少一者可以具有鹼鋁矽酸鹽組成，例如那些普遍經受離子交換強化過程並用於行動電子設備的組成。鹼鋁矽酸鹽玻璃可以以離子交換或非離子交換的形式用於玻璃基製品。在實施例中，鹼鋁矽酸鹽玻璃基層可以實質上不含或不含鋰。玻璃基層可以包括依據於2013年5月16日公開的第2013/0122284 A1號的美國專利申請公開文件的玻璃組成，該文件的整體內容以引用方式併入本文。

在實施例中，第一玻璃基層310是由展現出異常斷裂行為的玻璃組成形成的。異常玻璃的例子可以是硼矽酸鹽玻璃（例如於2021年12月6日提出的第PCT/US2021/61966號的PCT專利申請案中描述的玻璃，該申請案的整體內容特此以引用方式納入）和由康寧公司製造的Eagle XG®或714AWF玻璃。這樣的玻璃往往展現出比展現正常斷裂行為的玻璃更有利的衝擊性能特性，在正常斷裂行為中，從壓痕位點徑向延伸的裂縫往往會延伸通過玻璃的厚度，從而可能導致災難性的故障。異常的玻璃，如硼矽酸鹽，也可以傾向於展現出相對較低的CTE，從而限制了因環境曝露產生的熱引起損傷。

第一聚合物層315可以由任何適當的聚合物材料形成。在實施例中，第一聚合物層315可以包括樹脂，如光學透明樹脂，如常用於修理擋風玻璃的市售樹脂。在實施例中，第一聚合物層315可以包括紫外線可固化樹脂或熱可固化樹脂。在實施例中，第一聚合物層315可以包括環氧樹脂或丙烯酸酯。在實施例中，第一聚合物層315也可以包括光引發劑，以提供所需的固化行為。在包括多個聚合物層的情況下（如本文就圖4描述的例子），聚合物層可以由相同的材料或不同的材料形成。應該大致理解的是，本文參考第一聚合物層描述的任何性質也可以歸於包括在玻璃基製品中的任何其他聚合物層。

用於形成第一聚合物層315（和任何其他存在的聚合物層）的材料可以基於玻璃轉化溫度來表徵。玻璃轉化溫度會影響由於第一玻璃基層310和第二玻璃基層320的CTE不匹配而產生的壓縮應力。在實施例中，第一聚合物層315的玻璃轉化溫度TgP1大於或等於20℃，例如大於或等於30℃，大於或等於40℃，大於或等於50℃，大於或等於60℃，大於或等於70℃、大於或等於80℃，大於或等於90℃，大於或等於100℃，大於或等於110℃，大於或等於120℃，大於或等於130℃，大於或等於140℃，大於或等於150℃，或更大。在實施例中，第一聚合物層315的玻璃轉化溫度TgP1從大於或等於20℃到小於或等於200℃，例如大於或等於30℃到小於或等於190℃，大於或等於40℃到小於或等於180℃，大於或等於50℃到小於或等於170℃，大於或等於60℃到小於或等於160℃，大於或等於70℃到小於或等於150℃，大於或等於80℃到小於或等於140℃，大於或等於90℃到小於或等於130℃，大於或等於100℃到小於或等於120℃，大於或等於20℃到小於或等於110℃，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。除非另有表明，否則聚合物的玻璃轉化溫度是由動態機械分析測量的。

第一聚合物層315也可以基於儲存模量來表徵。在實施例中，第一聚合物層在0℃與40℃之間的溫度下的儲存模量大於或等於5 MPa且小於或等於20,000 MPa，例如大於或等於2,000 MPa且小於或等於5,000 MPa，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。

在實施例中，第一聚合物層315在20℃下不會展現脆性變形行為。換言之，第一聚合物層315在20℃下可以展現延性變形行為。第一聚合物315層的非脆性變形行為可以防止裂縫從一個玻璃基層通過聚合物層延伸到另一個玻璃基層，這也稱為阻止（arrest）裂縫。

第一聚合物層315可以具有與第一玻璃基層310和第二玻璃基層320相容的光學性質。在實施例中，如本文所述，第一聚合物層315可以在感興趣的波長範圍內具有大於或等於90%的透射率。在實施例中，構成第一聚合物層315的材料被選擇為具有在550奈米下測得的固化後折射率np1。在實施例中，np1被選擇為與第一玻璃基層310在550奈米下測得的折射率ng1和/或第二玻璃基層320在550奈米下測得的折射率ng2實質匹配。在實施例中，在550奈米下，np1 - ng1小於或等於0.3（例如，小於或等於0.2，小於或等於0.1）。在實施例中，np1 - ng2小於或等於0.3（例如，小於或等於0.2，小於或等於0.1）。在實施例中，np1優選地被選擇為在ng1的0.1以內。這種折射率匹配可以藉由避免在第一玻璃層310與第一聚合物層315之間的介面處出現折射率對比引起的反射，來使第一玻璃基層310中任何由衝擊引起的缺陷難以被看到。然而，當第一聚合物層315相對較薄（例如，小於或等於75微米）時，可能不需要這種折射率匹配來減少缺陷的可見性。

第一聚合物層315可以是相對較具勁性的，例如在應變率為1/s時彈性模量大於或等於100 MPa的聚合物。第一聚合物層315的勁度可以約束玻璃基層，從而防止玻璃基層中裂縫的生長，並防止玻璃基層撓曲和破裂。第一聚合物層315在應變率為1/s時可以具有大於或等於100 MPa的彈性模量，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，聚合物層的勁度可以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。除非另有表明，否則聚合物的彈性模量是由動態機械分析測量的。

第一聚合物層315也可以是抗斷裂的。在實施例中，聚合物層的斷裂韌性大於或等於0.8 MPa√m，如大於或等於0.81 MPa√m，大於或等於0.82 MPa√m，大於或等於0.83 MPa√m，大於或等於0.84 MPa√m，大於或等於0.85 MPa√m，或更大。

第一聚合物層315也可以基於作為溫度函數的體積變化來表徵。這種現象通常稱為收縮。聚合物也可能由於固化過程而展現出收縮。在實施例中，聚合物在固化過程期間經歷了大於或等於1%的收縮，例如大於或等於2%，大於或等於3%，或更大。

在實施例中，第一聚合物層315可以包括一種或多種添加劑，以改變其性質。在實施例中，聚合物層可以包括碳奈管，如多壁碳奈管。在聚合物層中加入碳奈管可以增加例如由落球測試表明的玻璃基製品的抗斷裂性。在不受任何特定理論束縛的情況下，在聚合物中加入碳奈管會增加聚合物層的儲存模量、楊氏模量和抗張強度，從而產生提高的抗裂性。在實施例中，聚合物層可以包括量為約1%的碳奈管。

在實施例中，第一聚合物層315包括一種或多種著色劑。在第一聚合物層315中加入著色劑可以給玻璃基製品整體帶來賞心悅目的美學外觀，而不會使其機械性質劣化。在實施例中，聚合物層可以包括量大於或等於0.1重量百分比到小於或等於30重量百分比的著色劑。著色劑可以被選擇為與聚合物層的組成相容。例如，當聚合物層為環氧樹脂時，可以採用環氧樹脂基著色劑。例如，在環氧樹脂黏著劑的情況下，人們可以在環氧樹脂前驅物混合物中摻雜0.1-30重量百分比的環氧樹脂基著色劑，如來自Specialty Polymers & Services公司的Epoxicolor®系列。同樣，來自Orco公司（Organic Dyes and Pigments公司）的Orcozinedyes和OrcoTint NS染料也可以用於丙烯酸酯基黏著劑。可以在用於形成第一聚合物層315的材料中納入適當的顏料分散物（其例如包括適當的顏料和單體）。

在實施例中，玻璃-聚合物積層板300可以顯得透明和無色。在實施例中，玻璃-聚合物積層板300的透射率在400奈米到750奈米的波長範圍內可以大於或等於90%，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-聚合物積層板300製品可以有任何適當的幾何形狀。在實施例中，玻璃-聚合物積層板300實質上是平的或平面的。在一些實施例中，玻璃-聚合物積層板300可以包括開口或凹口，例如用於容納攝影機、揚聲器、麥克風或指紋感測器的開口。

本文所述的玻璃-聚合物積層板可以藉由任何適當的積層過程生產。一般來說，玻璃基積層板是藉由在玻璃基層之間設置聚合物層，然後在與預期使用溫度不同的溫度下的環境中固化聚合物層而生產的。在玻璃基製品中要包括超過兩個的玻璃基層的情況下，可以為每一個要添加的額外的玻璃基層重複設置步驟，以形成一個積層堆。在存在超過一個的聚合物層的實施例中，所有的聚合物層可以同時固化。

在對聚合物層進行積層和固化之後，玻璃基製品可以被切割或機加工成所需的幾何形狀。這使得大片的玻璃基製品能夠被形成，隨後被切割成所需的零件尺寸，從而提高了製造效率和靈活性。在將玻璃基製品切割成所需的零件尺寸後，可以利用邊緣精加工過程來減少切割邊緣的缺陷總數，並產生一個邊緣輪廓，當玻璃基製品經受彎曲應力時，這個邊緣輪廓不那麼容易故障。在實施例中，在積層堆疊的組裝和固化之前，可以將玻璃基層切割和機加工成所需的最終幾何形狀。

聚合物層的設置可以用任何能夠產生具有所需厚度的聚合物層的方法來實現。在實施例中，聚合物層可以使用刮刀、滾筒、噴霧系統或本領域已知的任何其他技術進行設置。在實施例中，聚合物層使用柔版印刷或凹版印刷技術進行設置。選擇適當的設置技術使聚合物層的厚度能夠被均勻地控制。在實施例中，採用柔版印刷或凹版印刷技術來生產厚度變化小於或等於3微米的聚合物層。聚合物層可以由液體黏著劑組成形成。在實施例中，聚合物層可以作為預先形成的薄膜進行沉積。在聚合物層被設置在玻璃基層之間後，可以對玻璃基層施加壓力，以從積層板移除任何氣泡或多餘的聚合物。

聚合物層的固化發生在固化溫度TC下的環境中，其中固化溫度不同於預期的使用溫度（如室溫）。在聚合物層固化後，玻璃基製品返回到預期的使用溫度，玻璃基層之間的CTE差異在玻璃基製品中（例如在第一玻璃基層310中）產生了壓縮應力。在實施例中，TC與室溫之間的差異（|TC - 20℃|）大於或等於10℃，例如大於或等於15℃，大於或等於20℃，大於或等於25℃，大於或等於30℃，大於或等於35℃，大於或等於40℃，大於或等於45℃，大於或等於50℃，大於或等於55℃，大於或等於60℃，大於或等於65℃，大於或等於70℃，大於或等於75℃，大於或等於80℃，大於或等於85℃，大於或等於90℃，大於或等於95℃，大於或等於100℃，大於或等於105℃，大於或等於110℃，大於或等於115℃，大於或等於120℃，或更大。在固化聚合物之前，可以將積層板保持在固化溫度環境中一段時間，這可稱為預熱。這使積層板能夠實質上平衡到固化溫度。在實施例中，可以將積層板保持在固化溫度環境中持續大於或等於2分鐘，如大於或等於3分鐘，大於或等於4分鐘，大於或等於5分鐘，大於或等於6分鐘，大於或等於7分鐘，大於或等於8分鐘，大於或等於9分鐘，大於或等於10分鐘，或更久。

在實施例中，可以藉由用紫外線輻射照射聚合物層來固化聚合物層。在實施例中，可以藉由熱處理聚合物層來固化聚合物層，例如藉由加熱整個積層板或局部加熱聚合物層。例如，可以將積層板放置在烤箱中、爐子中或熱板上，以對聚合物層進行熱處理和固化。在一些實施例中，可以採用紫外線輻射和熱處理的組合來固化聚合物層。用於固化聚合物層的紫外線照射可以持續足以產生所需固化位準的任何時間段。在實施例中，紫外線照射的持續時間段大於或等於0.5分鐘，如大於或等於1分鐘，大於或等於2分鐘，大於或等於3分鐘，大於或等於4分鐘，大於或等於5分鐘，大於或等於6分鐘，大於或等於7分鐘，大於或等於8分鐘，大於或等於9分鐘，大於或等於10分鐘，或更久。固化可以在任何能夠保持所需固化溫度和容納玻璃基製品的環境中進行。在實施例中，固化是在烤箱、爐子、冰箱、冷凍庫或其他環境腔室中進行的。

固化溫度可以高於或低於預期的使用溫度，並且相應地選擇玻璃基層的相對CTE值，以便在曝露的玻璃基層（如第一玻璃基層310）中產生壓縮應力。在實施例中，TC大於或等於30℃（例如，大於或等於50℃），並且CTEG2 ＞ CTEG1。在實施例中，TC小於或等於0℃，並且CTEG1 ＞ CTEG2。固化溫度也可以基於聚合物層的玻璃轉化溫度來選擇。在實施例中，固化溫度比聚合物層的玻璃轉化溫度大10℃以上（TC ≥ TgP1 + 10℃）。

玻璃基製品在返回到使用溫度（如室溫）後，可以經受額外的紫外線照射。額外的紫外線照射確保聚合物層完全固化。在實施例中，額外的紫外線照射的持續時間大於或等於1分鐘，如大於或等於2分鐘，大於或等於3分鐘，大於或等於4分鐘，大於或等於5分鐘，大於或等於6分鐘，大於或等於7分鐘，大於或等於8分鐘，大於或等於9分鐘，大於或等於10分鐘，或更久。

生產玻璃基製品的過程可以包括在固化聚合物層之後的熱處理步驟。在實施例中，在聚合物層固化後，將玻璃基製品加熱到大於或等於40℃的溫度。這種額外的熱處理可以幫助進一步固化聚合物層。

圖4示意性地描述了依據一個示例實施例的玻璃-聚合物積層板400。在實施例中，玻璃-聚合物積層板400可以代替本文所述的玻璃-聚合物積層板300，用作LiDAR系統12的窗口24（見圖2）。玻璃-聚合物積層板400被描述為包括第一玻璃基層410、第一聚合物層415、第二玻璃基層420、第二聚合物層425和第三玻璃基層430。如圖4所示，第一玻璃基層410包括厚度412，第二玻璃基層420包括厚度422，第三玻璃基層430包括厚度432。在實施例中，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420是外玻璃基層，使得窗口24的外表面44（見圖2）由第一玻璃基層410形成，而第三玻璃基層430是內玻璃基層。因此，厚度432可以大大地大於厚度412和422。在實施例中，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420的構造方式（例如，就厚度和玻璃組成而言）與本文就圖3描述的玻璃-聚合物積層板300的第一玻璃基層310相似。在實施例中，第三玻璃基層430的構造方式（例如，就厚度和玻璃組成而言）與本文就圖3描述的第二玻璃基層320相似。

在實施例中，厚度412和422（單獨）小於或等於厚度432的20%（例如小於或等於19%，小於或等於18%，小於或等於17%，小於或等於16%，小於或等於15%，小於或等於14%，小於或等於13%，小於或等於12%，小於或等於11%，小於或等於10%，小於或等於9%，小於或等於8%，小於或等於7%，小於或等於6%，小於或等於5%，小於或等於4%，小於或等於3%）。在實施例中，厚度412和422小於或等於300微米（例如小於或等於200微米，小於或等於175微米，小於或等於150微米，小於或等於125微米，小於或等於100微米，大於或等於10微米且小於或等於200微米），而厚度432大於2.0毫米（例如大於或等於2.1毫米，大於或等於2.2毫米，大於或等於2.3毫米，大於或等於2.4毫米，大於或等於2.5毫米，大於或等於2.6毫米，大於或等於2.7毫米，大於或等於2.8毫米，大於或等於2.9毫米，大於或等於3.0毫米，同時全都小於3.8毫米）。這樣的厚度組合有助於減少衝擊引起的缺陷對光學性能的不利影響，同時提供足夠的勁度以防止在積層過程期間出現明顯的翹曲。

在實施例中，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420是由具有與第三玻璃基層430不同的（例如，較低的）CTE的玻璃構成的，使得在經歷了本文所述的固化溫度下的處理後，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420兩者中都具有壓縮應力。如本文所述，設想了這樣的實施例：第一玻璃基層410和第二玻璃基層420包括相同的厚度和組成。還設想了這樣的實施例：第一玻璃基層410和第二玻璃基層420在厚度和組成中的至少一個方面彼此不同。

第一聚合物層415和第二聚合物層425的構造可以類似於本文就圖3所述的玻璃-聚合物積層板300的第一聚合物層315。如圖所示，第一聚合物層415包括厚度416，第二聚合物層包括厚度416。在實施例中，厚度416和426兩者（單獨）大於或等於1微米到小於或等於150微米，例如從大於或等於4微米到小於或等於145微米，從大於或等於6微米到小於或等於140微米，從大於或等於8微米到小於或等於135微米，從大於或等於10微米到小於或等於130微米，從大於或等於15微米到小於或等於125微米，從大於或等於20微米到小於或等於120微米，從大於或等於25微米到小於或等於115微米，從大於或等於30微米到小於或等於110微米，從大於或等於35微米到小於或等於105微米，從大於或等於40微米到小於或等於100微米，從大於或等於45微米到小於或等於95微米，從大於或等於50微米到小於或等於90微米，從大於或等於55微米到小於或等於85微米，從大於或等於60微米到小於或等於80微米，從大於或等於65微米到小於或等於75微米，從大於或等於2微米到小於或等於70微米，以及由這些端點形成的任何和所有子範圍。如本文所述，設想了這樣的實施例：第一聚合物層415和第二聚合物層425包括相同的厚度和組成。還設想了這樣的實施例：第一聚合物層415和第二聚合物層425在厚度和組成中的至少一個方面彼此不同。

在實施例中，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420的組合厚度（即，玻璃-聚合物積層板400的相對較薄的外玻璃基層的組合外層厚度）小於或等於300微米（例如小於或等於300微米且大於或等於15微米，小於或等於300微米且大於或等於30微米，小於或等於300微米且大於或等於50微米，小於或等於300微米且大於或等於30微米，小於或等於300微米且大於或等於100微米，小於或等於300微米且大於或等於200微米）。這樣的組合外層厚度有利於第一玻璃基層410和第二玻璃基層420中的每一者都足夠薄，以避免缺陷扭曲出平面並變得更加明顯，同時仍然足夠厚，以防止衝擊引起的缺陷到達第三玻璃基層430，如本文所述，該第三玻璃基層可能處於傾向於擴大缺陷的張應力之下。

如本文所述，玻璃-聚合物積層板400可以藉由以下步驟來形成：創造第一玻璃基層410、第二玻璃基層420和第三玻璃基層430的堆疊，其間設置有未固化版本的第一聚合物層415和第二聚合物層425。在被加熱到本文所述的使用溫度範圍之外的固化溫度（在該固化溫度下，第一聚合物層415和第二聚合物層425的聚合物材料被固化）之後，堆疊隨後被加熱或冷卻到使用溫度範圍，在該使用溫度範圍內，會發生差異性的體積收縮，並且第一玻璃基層410和第二玻璃基層420經由第一聚合物層415和第二聚合物層425與第三玻璃基層430的黏合會導致第一玻璃基層410和第二玻璃基層420中的每一者都存在壓縮應力。在實施例中，由於第一玻璃基層410和第三玻璃基層430之間的間接連接，第一玻璃基層410內的平均壓縮應力的大小小於第二玻璃基層420內的平均壓縮應力。在實施例中，第一玻璃基層410和第二玻璃基層420中的每一者都包括大於或等於5 MPa且小於或等於40 MPa的平均壓縮應力。

與本文就圖3所述的玻璃-聚合物積層板300相比，玻璃-聚合物積層板400可以提供進一步改進的衝擊性能。額外的聚合物層（設置在第一玻璃基層410與第二玻璃基層420之間的第一聚合物層415）可以由於其局部變形（從而減弱與衝擊相關聯的能量）而使微衝擊引起的損傷不那麼嚴重。據信，額外的聚合物層提供了額外的玻璃-聚合物介面，裂縫必須通過該介面傳播才能到達張性的第三玻璃基層430，從而提高了擴散缺陷的損傷閾值。在實施例中，玻璃-聚合物積層板400的組合外玻璃基層厚度（即厚度412和422之和）可以大於就圖3所述的第一玻璃基層310的厚度50。因此，與玻璃-聚合物積層板300相比，玻璃-聚合物積層板400可以有更大的玻璃厚度可以在不明顯可見的情況下被損傷。據信，玻璃-聚合物積層板400可以提供比本文就圖3所述的玻璃-聚合物積層板300的某些實施例更好的衝擊性能，特別是當組合的外玻璃基層厚度大於厚度50時。

在實施例中，多個聚合物層的存在可以消除對玻璃-聚合物積層板400中的CTE引起的壓縮應力的需要。也就是說，設想了這樣的實施例：玻璃-聚合物積層板400被構造成不包含CTE引起的壓縮應力（例如，玻璃基層可以由具有類似CTE的玻璃構成，或者在積層期間堆疊可以不被加熱或冷卻到固化溫度）。在這樣的實施例中，據信，多個黏著層將發揮吸收損傷的作用，以及提供一種用於防止衝擊引起的損傷傳播到第三玻璃基層430的機構。

在實施例中，據信，第二玻璃基層420中由衝擊引起的缺陷將特別難以看到，特別是當第一聚合物層415和第二聚合物層425被選擇為具有與第二玻璃基層420的折射率實質匹配的折射率時，如本文所述。因此，據信，與玻璃-聚合物積層板300相比，玻璃-聚合物積層板400可以允許吸收範圍更廣的衝擊事件，而不會使窗戶24的光學性能劣化到明顯的程度。

雖然本文就圖4描述的實施例只包括兩個相對較薄的外玻璃基層，但應該理解的是，包括更多外玻璃基層的實施例（例如，3個、4個、5個、6個、7個或甚至更多個外玻璃基層）也在考慮之列，並在本揭示內容的範圍內。在這樣的實施例中，每個外玻璃基層在組成和結構上都可以與本文就圖3所述的第一外玻璃基層310相似。如果包括4個或更多個外玻璃基層，那麼玻璃-聚合物積層板可以不包括相對較厚的內玻璃基層。這樣的實施例可以在任何層中都不包括CTE引起的壓縮應力，因為存在的聚合物層的數量可以提供足夠的衝擊性能。消除CTE引起的壓縮應力也可以消除翹曲問題。應該理解的是，在本文所述的玻璃-聚合物積層板中增加聚合物層的數量可能會對光透射率產生不利的影響，從而使這種積層板不適合於某些應用。

現在參考圖5，依據一個示例實施例，示意性地描述了弧形的玻璃-聚合物積層板500。在實施例中，弧形的玻璃-聚合物積層板500可以代替本文就圖3所述的玻璃-聚合物積層板300，用作LiDAR系統12的窗口24（見圖2）。玻璃-聚合物積層板500被描述為包括第一玻璃基層510、第一聚合物層515和第二玻璃基層520。與本文就本文就圖3所述的玻璃-聚合物積層板300所述的相比，彎曲的玻璃-聚合物積層板500一般可以具有類似的結構，並使用類似的技術形成（例如，使得第一玻璃基層510、第一聚合物層515和第二玻璃基層520的厚度512、516和522分別對應於厚度50、56和52）。在實施例中，第一玻璃基層510和第二玻璃基層520包括與第一玻璃基層310和第二玻璃基層320相似的厚度和組成，其差異可能只在於，第一玻璃基層510和第二玻璃基層520被預先形成（例如，經由合適的熱成形過程）為具有所描述的弧形形狀。也考慮了第一玻璃基層510和第二玻璃基層520中的至少一者被冷成形為非平面形狀的實施例。

在實施例中，儘管第一玻璃基層510和第二玻璃基層520在積層之前最初是平的，但在本文所述的積層過程期間，弧形的玻璃-聚合物積層板500的翹曲被利用來形成弧形形狀。在這樣的實施例中，第二玻璃基層520的厚度522可以小於本文就圖3所述的第二玻璃基層320。在實施例中，厚度522小於或等於1.5毫米（例如，小於或等於1.4毫米，小於或等於1.3毫米，小於或等於1.2毫米，小於或等於1.1毫米，小於或等於1.0米）且大於或等於100微米。由於在第一聚合物層515固化後的加熱或冷卻期間出現不同的體積收縮，第二玻璃基層520，當由較高的CTE玻璃構成時，其收縮程度比第一玻璃基層510大。與第一玻璃基層510的黏合在一定程度上抑制了第二玻璃基層520的收縮，從而導致第二玻璃基層520中有一個應變分佈。第二玻璃基層520的厚度減少會使第二玻璃基層520的勁度降低，從而導致該應變分佈操控第二玻璃基層520的形狀。第一玻璃基層510與第二玻璃基層520之間的黏合導致第一玻璃基層510與第二玻璃基層520一起彎曲。

第一玻璃基層510和第二玻璃基層520的厚度和組成可以被選擇為使得翹曲提供所需的曲率。使外表面44呈凸形形狀可能是有益的，因為撞擊的物體可以被引離LiDAR系統12的視線（見圖2）。凸形形狀也可以用於聚焦發射的輻射22或反射的輻射28。

在實施例中，第一玻璃基層510包括來自第一玻璃基層510與第二玻璃基層520之間的CTE不匹配的壓縮應力。例如，第一玻璃基層510可以包括大於或等於5 MPa且小於或等於40 MPa的平均壓縮應力，而第二玻璃基層520可以包括小於或等於10 MPa的平均張應力。弧形的玻璃-聚合物積層板500可以提供本文所述的衝擊性能益處，同時具有適合於特定應用的由翹曲引起的弧形形狀。   例子

根據以下例子，可以進一步理解本揭示內容的實施例。

測量了由類似於本文就圖3-5所述的材料構成的玻璃-聚合物積層板的光透射率，並將其與各種單片玻璃片進行比較，以決定本文所述的玻璃-聚合物積層板對各種感測器應用的合適性。圖6描述了光透射率的測量結果。測得的玻璃-聚合物積層板包括一個由鋁矽酸鹽組成（無IOX）構成的1.5毫米厚的內玻璃基層，其設置在兩個由Corning Eagle XG®玻璃構成的0.2毫米厚的外玻璃基層之間。由Ultra Bond公司生產的45 CPS石屑擋風玻璃修理樹脂（45 CPS Stone Chip Windshield Repair Resin）（「UB45」）被用於將內玻璃基層與外玻璃基層分開的聚合物層。積層板在100℃下固化，隨後冷卻到室溫，使得外玻璃基層展現出壓縮應力。如圖所示，玻璃-聚合物積層板展現出與鋁矽酸鹽和Corning Eagle XG®組成的單片玻璃片相當的光透射率性能。如圖所示，從400奈米到1650奈米，積層板的光透射率大於91%，包括緊鄰905奈米和1550奈米的波長範圍。這樣的結果證明了將本文所述的玻璃-聚合物積層板用於LiDAR系統的合適性。 例子1和2

一對聚合物-玻璃積層板被製造出來，每個玻璃積層板包括兩個由鈉鈣玻璃形成的2.1毫米厚的外玻璃層，其間黏合了一個UB45聚合物層。例子1是在室溫下固化的，而例子2是在100℃的固化溫度下固化的。然後用砂紙對積層板進行尖銳衝擊測試。特別是，將一個球結構沿著一個管子向下引導，並從8英寸的高度落到製品上，其中一個玻璃層與120粒度的砂紙接觸（砂紙與玻璃製品不被球接觸的一側接觸）。結果顯示在圖7中，左邊的影像描述了例子1的一部分，右邊的影像描述了例子2的一部分。如圖所示，無論固化溫度如何，衝擊測試導致的斷裂都是高度明顯的。在這些例子中，相對較厚的外層導致斷裂扭曲出平面而具有高反射率，從而增加了斷裂的可見性。斷裂的尺寸為幾百微米，這將大大影響任何納入積層板作為保護窗口的感測器的光學性能。據信，衝擊性能差是由於外層很厚，而且積層板中缺乏壓縮應力（其來自具有相同組成的玻璃基層）。 例子3和4

備製了一對玻璃-聚合物積層板，每個玻璃-聚合物積層板包括一個由Corning®Eagle XG®玻璃形成的0.2毫米厚的外玻璃層和一個由鈉鈣玻璃形成的2.1毫米厚的內玻璃層。玻璃層之間的聚合物層是由UB45形成的。例子3是在室溫下固化的，而例子4是在100℃的固化溫度下固化的。然後用砂紙對積層板進行尖銳衝擊測試。結果顯示在圖8中，左邊的影像描述了例子3的一部分，右邊的影像描述了例子4的一部分。這兩個例子都顯示出相對於例子1和2明顯的改進。相對較薄的外玻璃層會防止斷裂扭曲出平面從而使斷裂變得可見。此外，由例子4中升高的固化溫度產生的壓縮應力藉由保持斷裂的封閉狀態進一步降低了損傷的可見性。 例子5和6

例子5是一種對稱的玻璃-聚合物積層板，其包括兩個由Corning®Eagle XG®玻璃形成的0.2毫米厚的外玻璃層和一個2.1毫米厚的鈉鈣玻璃內玻璃層。兩個UB45聚合物層被設置在玻璃層之間。例子6是一種不對稱的玻璃-聚合物積層板，其結構類似於本文就圖4所述的玻璃-聚合物積層板400。兩個由Corning®Eagle XG®玻璃形成的0.1毫米厚的外玻璃層被設置在一個2.1毫米厚的鈉鈣玻璃內玻璃層上。兩個UB45聚合物層被設置在玻璃層之間。例子5和6都是在100℃下固化的。然後用砂紙對積層板進行尖銳衝擊測試。結果顯示在圖9中，左邊的影像描述了例子5的一部分，右邊的影像描述了例子6的一部分。可以看出，就斷裂的可見性而言，不對稱的積層板結構似乎提供了與對稱積層板結構相當的結果。在這兩種情況下，相對較厚的內玻璃層都沒有被損傷。

藉由比較例子4和例子6可以看出，具有多個相對較薄的外玻璃層的不對稱積層板所展現出的可見損傷明顯減少。據信，這是由於薄層中的壓縮應力和額外的黏著材料變形以防止斷裂的傳播。還需要指出的是，第二外玻璃層的損傷（沒有被直接衝擊的薄外玻璃層）大多被抑制，並且該層中的損傷大多用肉眼無法看到。這些結果證明了納入額外的薄外玻璃層在進一步抑制衝擊引起的損傷方面的功效。 例子7-12

以下的六個積層結構是藉由創造以下玻璃層構造的堆疊來構成的，其中各玻璃層之間有UB45黏著層（每個樣品的尺寸為5.08公分 x 5.08公分）： 例子7：0.1毫米的EXG，0.1毫米的EXG，2.1毫米的SLG； 例子8：0.2毫米的EXG，0.2毫米的EXG，2.1毫米的SLG； 例子9：0.1毫米的EXG，2.1毫米的SLG，0.1毫米的EXG； 例子10：0.1毫米的EXG，2.1毫米的SLG； 例子11：0.2毫米的EXG，2.1毫米的SLG； 例子12：0.2毫米的EXG，2.1毫米的SLG，0.2毫米的EXG； 其中EXG代表Corning® Eagle XG®玻璃，SLG代表鈉鈣玻璃。例子7-12中的每一者都被加熱到100℃的固化溫度，使UB45黏著層用紫外線固化。

然後使用圖10中描述的實驗設置對每個例子進行動態損傷導入測試。如圖所示，變速衝擊器1000定位在模組化的衝擊器固持器1002上，以與樣品1004產生衝擊。變速衝擊器1000包括維氏鑽石壓頭。速度閘1006恰好定位在樣品1004的上游，以便恰好在衝擊樣品1004之前測量衝擊器1000的速度。樣品1004被定位為與三軸壓電荷重元1008接觸，該荷重元能夠以200 kHz的取樣速率測量高達4400 N的負荷。使用以下方法對例子7-12中的每一者的樣品進行了測試：每個樣品1004在給定的速度（800毫米/秒、1000毫米/秒、1250毫米/秒、1500毫米/秒、2000毫米/秒、2500毫米/秒）下經受高達五個壓痕。如果在第一次衝擊事件中，樣品1004中心位置的損傷程度不明顯，則在距離中心約2500微米的12點、3點、6點和9點位置進行額外壓痕。評估樣品在每個衝擊速度下的衝擊嚴重程度。

例子7的結果被描述於圖11中，並總結在下面的表格1中： 表格1

衝擊速度（m/s）	衝擊負荷（N）
800	840.39
800	1312.95
800	1297.05
1000	960.49
1250	1286.38

例子8的結果被描述於圖12中，並總結在下面的表格2中： 表格2

衝擊速度（m/s）	衝擊負荷（N）
800	867.92
800	1317.47
800	1356.57
800	1649.16
800	1478.32
1000	1878.13
1250	1893.80
1250	1930.18

例子9的結果被描述於圖13中，並總結在下面的表格3中： 表格3

衝擊速度（mm/s）	衝擊負荷（N）
800	1104.98
800	1658.91
800	1618.23
1200	1638.26
1000	1050.25
1200	1034.50

例子10的結果被描述於圖14中，並總結在下面的表格4中： 表格4

衝擊速度（mm/s）	衝擊負荷（N）
800	803.435
800	803.027
800	759.032
1000	1005.506
1250	1280.471
1600	1547.249
2000	1946.995

例子11的結果被描述於圖15中，並總結在下面的表格5中： 表格5

衝擊速度（mm/s）	衝擊負荷（N）
800	813.027
800	813.058
800	815.894
800	809.429
800	795.051
1000	1009.57
1250	1275.65
1000	1007.671

例子12的結果被描述於圖16中，並總結在下面的表格6中： 表格6

衝擊速度（mm/s）	衝擊負荷（N）
200	179.708
200	171.152
200	177.147
200	164.96
200	169.59
800	796.519
800	810.463
800	808.681
800	805.938
800	808.441
1000	1002.614
1500	1552.965

如圖11-16和表格1-6所示，具有包括設置在厚內玻璃層一側的薄外玻璃層（該薄外玻璃層被直接衝擊）的不對稱結構的例子似乎展現出優越的衝擊性能。值得注意的是，只包括一個相對較薄的外玻璃基層的例子10，在1600毫米/秒和2000毫米/秒的衝擊速度下沒有故障或斷裂。如圖14中包含的最右邊的影像所示，在2000毫米/秒下產生的缺陷的近似直徑為約1000微米，而其他每個例子，當以超過1200毫米/秒的速度測試時，要麼展現出大得多的缺陷，要麼完全破碎。在800毫米/秒的較低衝擊速度下，具有設置在內玻璃層一側的多個相對較薄的外玻璃層的例子（例子7和8）具有優越的性能，在相當的負荷位準下，大體上具有較小的缺陷尺寸。還值得注意的是，實施例7-12中的每一者的表現都比單片玻璃更優越，單片玻璃被發現通常在500毫米/秒或更低的速度下故障。

這些結果顯示，本文所述的玻璃-聚合物積層板能夠比現有的單片式蓋窗經受得住更多種類的衝擊事件，而不會出現完全貫穿的裂縫。此外，由於相對較薄的外玻璃層的靈活性和其中的壓縮應力，以及防止缺陷到達相對較厚的內玻璃層的聚合物層，可以減少由某些衝擊事件導致的損傷。

本領域的技術人員將理解，可以在不偏離請求項的精神或範圍的情況下作出各種修改和變化。

10:載具 12:LiDAR系統 14:頂部 16:前部 18:電磁輻射發射器和感測器 20:外殼 22:輻射 24:窗口 26:外部環境 28:輻射 32:表面 36:主要表面 44:外表面 46:主要表面 50:厚度 52:厚度 56:厚度 300:玻璃-聚合物積層板 310:玻璃基層 315:聚合物層 320:玻璃基層 322:組合厚度 400:玻璃-聚合物積層板 410:玻璃基層 412:厚度 415:聚合物層 416:厚度 420:玻璃基層 422:厚度 425:聚合物層 426:厚度 430:玻璃基層 432:厚度 500:玻璃-聚合物積層板 510:玻璃基層 512:厚度 515:聚合物層 516:厚度 520:玻璃基層 522:厚度 1000:變速衝擊器 1002:衝擊器固持器 1004:樣品 1006:速度閘 1008:三軸壓電荷重元

圖1是依據本揭示內容的一個或多個實施例，在頂部上安裝有LiDAR和在前部上安裝有LiDAR系統的載具的側視圖；

圖2是依據本揭示內容的一個或多個實施例，圖1其中一個LiDAR系統的概念圖，該系統包括蓋窗；

圖3是依據本揭示內容的一個或多個實施例，可以合併到圖2的窗口中的玻璃-聚合物積層板的橫截面圖；

圖4是依據本揭示內容的一個或多個實施例，可以合併到圖2的窗口中的玻璃-聚合物積層板的第二實施例的橫截面圖；

圖5是依據本揭示內容的一個或多個實施例，可以合併到圖2的窗口中的弧形玻璃-聚合物積層板的橫截面圖；

圖6是依據本揭示內容的一個或多個實施例，各種單片玻璃基板和玻璃-聚合物積層板的測得的光學透射光譜圖；

圖7是依據本揭示內容的一個或多個實施例，包括兩個相對較厚的玻璃層和一個聚合物層的第一示例玻璃-聚合物積層板和第二示例玻璃-聚合物積層板在經歷尖銳衝擊測試之後的影像；

圖8是依據本揭示內容的一個或多個實施例，包括相對較厚的內玻璃層、聚合物層和相對較薄的外玻璃層的第三示例玻璃-聚合物積層板和第四示例玻璃-聚合物積層板在經歷尖銳衝擊測試之後的影像；

圖9是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第五示例玻璃-聚合物積層板和第六示例玻璃-聚合物積層板在經歷尖銳衝擊測試之後的影像，其中第五示例包括被兩個相對較薄的外玻璃層包圍的相對較厚的內玻璃層，第六示例包括設置在相對較厚的內玻璃層的一側的兩個相對較薄的外玻璃層；

圖10是依據本揭示內容的一個或多個實施例，用於對示例玻璃-聚合物積層板進行動態負載衝擊測試的測試設置的影像；

圖11是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第七示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像；

圖12是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第八示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像；

圖13是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第九示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像；

圖14是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第十示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像；

圖15是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第十一示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像；以及

圖16是依據本揭示內容的一個或多個實施例，第十二示例玻璃-聚合物積層板的樣品在以複數個衝擊速度經歷衝擊測試之後的影像。

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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

24:窗口

32:表面

36:主要表面

44:外表面

46:主要表面

50:厚度

52:厚度

56:厚度

300:玻璃-聚合物積層板

310:玻璃基層

315:聚合物層

320:玻璃基層

322:組合厚度

Claims (30)

1. 一種製品，包括： 一第一玻璃基層，具有一厚度t _G1和一熱膨脹係數CTE _G1； 一第二玻璃基層，具有一厚度t _G2和一熱膨脹係數CTE _G2；以及 一第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第二玻璃基層之間，並具有一厚度t _P1和一熱膨脹係數CTE _P1， 其中： 該第一玻璃基層包括一壓縮應力， |CTE _G1- CTE _G2|＞0.5 ppm/℃， t _G2大於2.0毫米，以及 t _G1小於或等於300微米。
2. 如請求項1所述的製品，其中： t _G1小於或等於200微米，以及 t _G2大於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。
3. 如請求項2所述的製品，其中： 該壓縮應力大於或等於5 MPa並且小於或等於40 MPa，以及 該第二玻璃層包括小於或等於10 MPa的一張應力。
4. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中： t _G1小於或等於150微米，以及 t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。
5. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層是由在經受一維氏（Vickers）鑽石壓頭測試時展現出一異常斷裂行為的一玻璃形成的。
6. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層沒有被化學強化，並且該壓縮應力是由以一固化溫度將該第一玻璃基層經由該第一聚合物層與該第二玻璃基層積層產生的，該固化溫度與該製品的一使用溫度相差至少20℃。
7. 如請求項6中的任一者所述的製品，其中CTE _G1＜ CTE _G2，並且該固化溫度大於或等於30℃。
8. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該第二玻璃基層包括一鈉鈣玻璃。
9. 如請求項1所述的製品，進一步包括： 一第三玻璃基層，具有一厚度t _G3和一熱膨脹係數CTE _G3，以及 一第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第三玻璃基層之間，並具有一厚度t _P2和一熱膨脹係數CTE _P2，其中： 該第二玻璃基層包括一第二壓縮應力， |CTE _G2- CTE _G3|＞0.5 ppm/℃，以及 t _G3小於或等於t _G2的20%。
10. 如請求項9所述的製品，其中t _G1和t _G3兩者小於或等於200微米。
11. 如請求項10所述的製品，其中t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。
12. 如請求項9所述的製品，其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層是由相同的玻璃組成形成的，使得CTE _G2= CTE _G3。
13. 如請求項9所述的製品，其中t _G1= t _G3，並且t _G1和t _G3兩者小於或等於150微米。
14. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該製品的一總厚度小於或等於4.0毫米。
15. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該製品在該第一玻璃基層被以1000毫米/秒的一速度行進的一維氏鑽石壓頭衝擊時不斷裂。
16. 如請求項1-3中的任一者所述的製品，其中該第一玻璃基層和該第二玻璃基層中的至少一者由於將該第一玻璃基層經由該第一聚合物層與該第二玻璃基層積層的一過程而翹曲。
17. 一種感測器，包括： 一外殼； 一偵測構件，設置在該外殼中；以及 一窗口，與該外殼附接，以便包圍該外殼的一內部，其中該窗口包括： 一第一玻璃基層，具有一厚度t _G1和一熱膨脹係數CTE _G1； 一第二玻璃基層，具有一厚度t _G2和一熱膨脹係數CTE _G2；以及 一第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第二玻璃基層之間，並具有一厚度t _P1和一熱膨脹係數CTE _P1， 其中： 該第一玻璃基層具有一壓縮應力，該壓縮應力大於或等於5 MPa並且小於或等於40 MPa，並且是由CTE _G1與GTE _G2之間的一差異產生的， t _G1小於或等於300微米，以及 t _G2大於2.0毫米。
18. 如請求項17所述的感測器，其中： t _G1小於或等於200微米，以及 t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。
19. 如請求項17-18中的任一者所述的感測器，其中： 該第一玻璃基層是由在經受一維氏鑽石壓頭測試時展現出一異常斷裂行為的一玻璃形成的，以及 該第一玻璃基層形成該窗口的一外表面，該外表面曝露於該外殼之外的一環境。
20. 如請求項17-18中的任一者所述的感測器，其中該第一玻璃基層沒有被化學強化，並且該壓縮應力是由以一固化溫度將該第一玻璃基層經由該聚合物層與該第二玻璃基層積層產生的，該固化溫度大於或等於50℃。
21. 如請求項17-18中的任一者所述的感測器，進一步包括： 一第三玻璃基層，具有一厚度t _G3和一熱膨脹係數CTE _G3，以及 一第一聚合物層，設置在該第一玻璃基層與該第三玻璃基層之間，並具有一厚度t _P2和一熱膨脹係數CTE _P2，其中： 該第二玻璃基層包括一第二壓縮應力， |CTE _G2- CTE _G3|＞0.5 ppm/℃，以及 t _G3小於或等於t _G2的10%。
22. 如請求項21所述的感測器，其中t _G1和t _G3兩者小於或等於200微米。
23. 如請求項22所述的感測器，其中t _G2大於或等於2.5毫米並且小於或等於3.8毫米。
24. 如請求項21所述的感測器，其中該第一玻璃基層和該第三玻璃基層是由相同的玻璃組成形成的，使得CTE _G1= CTE _G3。
25. 如請求項21所述的感測器，其中t _G1= t _G3，並且t _G1和t _G3兩者小於或等於150微米。
26. 一種方法，包括以下步驟： 將一第一聚合物層設置在一第一玻璃基層與一第二玻璃基層之間，其中該第一玻璃基層的一厚度小於或等於該第二玻璃基層的一厚度的15%，並且其中該第二玻璃基層的該厚度大於2.0毫米； 在一固化溫度T _C下的一環境中固化該第一聚合物層以形成一製品；以及 在該固化步驟之後，使該第一玻璃基層和該第二玻璃基層的一溫度返回到一使用溫度，該使用溫度大於或等於0℃並且小於或等於30℃，其中： 該第一玻璃基層的一第一熱膨脹係數與該第二玻璃基層的一第二熱膨脹係數相差至少0.5 ppm/℃，以及 T _C與該使用溫度相差至少20℃，使得使該溫度返回到該使用溫度導致該第一玻璃基層具有大於或等於8 MPa並且小於或等於40 MPa的一壓縮應力。
27. 如請求項26所述的方法，進一步包括以下步驟：在該固化步驟之前，將一第二聚合物層設置在該第一玻璃基層與一第三玻璃基層之間，其中該第三玻璃基層的一厚度小於或等於該第二玻璃基層的一厚度的10%。
28. 如請求項27所述的方法，其中該第三玻璃基層的一第三熱膨脹係數與該第二熱膨脹係數相差至少0.5 ppm/℃，使得在返回到該使用溫度之後，該第三玻璃基層包括一第二壓縮應力。
29. 如請求項27-28中的任一者所述的方法，其中該第三玻璃基層和該第一玻璃基層包括相同的厚度，並且由相同的玻璃組成形成。
30. 如請求項27-28中的任一者所述的方法，其中該第一玻璃基層和該第三玻璃基層都是由在經受一維氏鑽石壓頭測試時展現出一異常斷裂行為的玻璃形成的。