TWI603840B - 用於減少撓性玻璃基板的雙軸彎曲及／或扭轉之方法以及結構 - Google Patents

用於減少撓性玻璃基板的雙軸彎曲及／或扭轉之方法以及結構 Download PDF

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Description

用於減少撓性玻璃基板的雙軸彎曲及/或扭轉之方法以及結構 【相關申請案之交叉引用】
本申請案根據專利法規定主張2013年2月27日申請之美國臨時申請案第61/770015號之優先權權益，本文依賴該案之內容且該案之內容全文以引用之方式併入本文中。
本發明係關於撓性玻璃基板，且更特定言之，係關於用於減少撓性玻璃基板的雙軸彎曲及扭轉之方法。
各種應用對撓性玻璃基板之興趣正在不斷增長，諸如觸控感測器、濾色器及光伏(PV)蓋板。儘管撓性玻璃基板在封裝裝置中時可不與環境直接接觸，撓性玻璃基板應能夠經受不同角度之各種衝擊及墜落事件。用作PV模組及其他電子裝置之蓋板時，撓性玻璃基板同樣應能夠倖免於對封裝裝置之外向表面之各種衝擊。達成該等應用之機械可靠性包括最小化撓性玻璃基板之缺陷以及控制應力。形成撓性玻璃基板之後，可藉由操作技術減少撓性玻璃基板之缺陷以降低對撓性玻璃基板之表面或邊緣之接觸損壞。可藉由封裝設計和塗覆選擇來控制在最終裝置封裝後發生於撓性玻璃基板中之 應力。需要用於控制撓性玻璃基板中之應力之其他各種方法。
改進可撓裸玻璃之機械可靠性之一種技術係為控制可撓玻璃基板之彎曲。視最終應用之機械強度要求、預期彎曲應力及方向而定，根據本文中揭示之概念，撓性玻璃結構可經設計以滿足各種形狀及機械要求。特定言之，歸因於經控制的彎曲，撓性玻璃結構可經形成為具有可預測應力圖型。
將在隨後的具體實施方式中闡述額外特徵和優點，並且對於熟習此項技術者而言，額外特徵和優點將部分地自描述中顯而易見或藉由實踐書面描述及附圖中所例示之本發明來認識到。應理解，前文一般描述及下文詳細描述兩者僅為例示本發明且意在提供用於理解主張之本發明之性質與特性的概述或框架。
包括隨附圖式以提供本發明之原理之進一步理解，且隨附圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式圖示一或多個實施例，並與描述一起用於以實例之方式解釋本發明的原理及操作。應理解，可以任何或所有組合使用本說明書及圖式中揭示之本發明之各種特徵。根據以下態樣，本發明之各種特徵可以非限制實例之方式彼此組合。
根據第一態樣，提供一種撓性玻璃結構，該撓性玻璃結構包含：可撓玻璃基板，該可撓玻璃基板具有不大於約0.3mm之厚度；及加強層，該加強層經耦接至該撓性玻璃基板之表面，該加強 層包含沿行進方向上之撓性玻璃基板之表面延伸之至少一個加強元件，該加強元件具有楊氏模數，該楊氏模數經選擇以在實質上與加強元件之行進方向平行的方向上提供撓性玻璃基板之較佳彎曲軸。
根據第二態樣，提供態樣1之方法，其中加強層進一步包含塗層材料。
根據第三態樣，提供態樣2之方法，其中加強層係包覆在塗層材料中。
根據第四態樣，提供態樣2或態樣3之方法，其中加強層具有楊氏模數，該楊氏模數大於塗層材料之楊氏模數。
根據第五態樣，提供態樣4之方法，其中加強層具有大於約40Gpa之楊氏模數，且塗層材料具有小於約20GPa之楊氏模數。
根據第六態樣，提供態樣1至態樣5之方法，其中加強元件包含剪切稠化材料。
根據第七態樣，提供態樣1至態樣6之方法，其中加強元件包含玻璃纖維或金屬線。
根據第八態樣，提供態樣1至態樣7之方法，其中表面位於撓性玻璃基板之側邊緣。
根據第九態樣，提供態樣1至態樣8之方法，該方法包含多個加強元件，該等多個加強元件彼此間隔開並彼此平行。
根據第十態樣，提供一種撓性玻璃結構，該撓性玻璃結構包含： 可撓玻璃基板，該可撓玻璃基板具有不大於約0.3mm之厚度；及加強層，該加強層耦接至撓性玻璃基板之表面，該加強層包含：第一加強元件，該第一加強元件沿第一方向上之撓性玻璃基板之表面延伸；及第二加強元件，該第二加強元件沿第二方向上之撓性玻璃基板之表面延伸，該第二方向係不同於第一方向；其中第一加強元件及第二加強元件分別在第一方向及第二方向上延伸，且具有經選擇以抑制撓性玻璃基板之扭曲或雙軸彎曲之楊氏模數。
根據第十一態樣，提供態樣10之撓性玻璃結構，其中加強層進一步包含塗層材料。
根據第十二態樣，提供態樣11之撓性玻璃結構，其中加強元件係包覆在塗層材料中。
根據第十三態樣，提供態樣11之撓性玻璃結構，其中加強元件具有楊氏模數，該楊氏模數大於塗層材料之楊氏模數。
根據第十四態樣，提供態樣10至態樣13之撓性玻璃結構，其中加強元件具有大於約10GPa之楊氏模數。
根據第十五態樣，提供態樣10至態樣14之撓性玻璃結構，其中加強元件包含剪切稠化材料。
根據第十六態樣，提供態樣10至態樣15之撓性玻璃結構，其中加強元件包含玻璃纖維或金屬線。
根據第十七態樣，提供態樣10至態樣16之撓性玻璃結構，其中表面係在撓性玻璃基板的側邊緣之間延伸之寬表面。
根據第十八態樣，提供一種控制撓性玻璃結構之彎曲的方法，該方法包含：沿行進方向將至少一個加強元件佈置為與撓性玻璃結構之表面相鄰；及沿行進方向將至少一個加強元件耦接至該表面，該至少一個加強元件具有楊氏模數，該楊氏模數經選擇以在實質上與至少一個加強元件之行進方向平行的方向上提供撓性玻璃基板之較佳彎曲軸。
根據第十九態樣，提供態樣18之方法，其中耦接步驟包括將至少一個加強元件包覆在塗層材料中，該塗層材料黏合至撓性玻璃基板之表面。
根據第二十態樣，提供態樣18或態樣19之方法，其中至少一個加強元件包含剪切稠化材料。
根據第二十一態樣，提供態樣18至態樣20之方法，其中至少一個加強元件包含金屬線或光纖。
10‧‧‧撓性玻璃結構
12‧‧‧加強元件
14‧‧‧第一最外層
16‧‧‧撓性玻璃基板
18‧‧‧第二最外加強層
20‧‧‧塗層材料
22‧‧‧整個表面
40‧‧‧撓性玻璃結構
42‧‧‧加強元件
44‧‧‧第一最外層
46‧‧‧撓性玻璃基板
48‧‧‧第二最外加強層
50‧‧‧塗層材料
52‧‧‧表面
60‧‧‧撓性玻璃結構
62‧‧‧加強元件
64‧‧‧第一最外層
66‧‧‧撓性玻璃基板
68‧‧‧第二最外加強層
70‧‧‧塗層材料
72‧‧‧表面/分隔條
80‧‧‧撓性玻璃結構
82‧‧‧加強元件
84‧‧‧第一最外層
86‧‧‧撓性玻璃基板
88‧‧‧邊緣加強層
90‧‧‧邊緣加強層
92‧‧‧塗層材料
94‧‧‧側邊緣
96‧‧‧側邊緣
100‧‧‧撓性玻璃結構
102‧‧‧加強元件
104‧‧‧中間層
106‧‧‧撓性玻璃基板
108‧‧‧第一最外加強層
110‧‧‧塗層材料
111‧‧‧第二最外加強層
112‧‧‧邊緣加強層
114‧‧‧邊緣加強層
116‧‧‧表面
118‧‧‧分隔條
120‧‧‧整個表面
122‧‧‧側邊緣
124‧‧‧側邊緣
150‧‧‧撓性玻璃結構
152‧‧‧第一最外層
154‧‧‧撓性玻璃基板
156‧‧‧第二最外加強層156
158‧‧‧加強元件
160‧‧‧撓性玻璃結構
162‧‧‧第一最外層
164‧‧‧撓性玻璃基板
166‧‧‧第二最外加強層
168‧‧‧加強元件
170‧‧‧撓性玻璃結構
172‧‧‧撓性玻璃基板
174‧‧‧裝置封裝
250‧‧‧示例性源
252‧‧‧下拉玻璃成形設備
254‧‧‧成形楔
256‧‧‧凹槽
258‧‧‧側
260‧‧‧側
262‧‧‧根部
264‧‧‧向下區域
266‧‧‧撓性玻璃基板
268‧‧‧向下方向
269‧‧‧加強層輥
270‧‧‧加強元件
272‧‧‧可釋放背片
274‧‧‧加強層輥
276‧‧‧加熱器或螺旋狀線軸
278‧‧‧壓力輥
L‧‧‧長度
W‧‧‧寬度
第1圖為具有加強層之撓性玻璃結構之實施例之示意圖；第2圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例之示意圖；第3圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例 之示意圖；第4圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例之示意圖；第5圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例之示意圖；第6圖為包括具有初始曲率之撓性玻璃基板的撓性玻璃結構之實施例之示意圖；第7圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例之示意圖；第8圖為具有加強層之撓性玻璃結構之另一實施例之示意圖；第9圖為用於控制撓性玻璃結構之彎曲的設備及方法之示意圖；及第10圖圖示承載於可釋放背層上之加強層之實施例。
在以下詳細描述中，出於解釋及非限制之目的，揭示具體細節之示例性實施例經闡述以提供對本發明之各種原理的透徹理解。然而，具有本揭示案之權利之熟習此項技術者將顯而易見的是，可在脫離本文中揭示之具體細節之其他實施例中實踐本發明。此外，可省略對熟知裝置、方法及材料之描述，以免模糊本發明之各種原理之描述。最終，在任何適用的情況下，相同元件符號係指相同元件。
在本文中，範圍可表示為「約」一個特定值及/或至 「約」另一特定值。當表示此範圍時，另一實施例包括自一個特定值及/或至另一特定值。類似地，當藉由使用先行詞「約」將值表示為近似值時，將理解，特定值形成另一實施例。將進一步理解，範圍中之每一範圍的端點明顯與其他端點相關且獨立於其他端點。
如本文中所使用之方向術語(例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部)僅參考所制圖式作出且不意欲暗示絕對定向。
除非另行明確說明，否則本文中闡述之任何方法決不意欲解釋為要求以特定次序執行該方法之步驟。因此，在方法請求項實際上未敘述待由方法步驟遵循之次序的情況下，或在申請專利範圍或描述中未以其他方式具體說明步驟限制於特定次序的情況下，在任何態樣中，決不意欲推論次序。此情況適用於解釋之任何可能之非闡釋基礎，包括：關於步驟設置或操作流程之邏輯問題；源自文法組織或標點之普通含義；說明書中描述之實施例的數目或類型。
如本文中所使用，單數形式「一」及「該」包括複數個指示物，除非上下文另有明確表達。因此，例如，參考「組件」包括具有兩個或更多個該等「組件」之態樣，除非上下文另有明確表達。
在單軸彎曲期間，撓性玻璃基板可從原始平坦狀態下沿各種不同彎曲軸同樣彎曲(假設撓性玻璃基板係非晶形材料且該等撓性玻璃基板之特性係等向的)。當撓性玻璃基板在雙軸彎曲期間沿不同軸同時彎曲時，撓性玻璃基板通常經 受較高的應力。在衝擊、墜落或搬運事件期間，可能會發生封裝撓性玻璃基板之不可預測的雙軸彎曲，此舉可能會對撓性玻璃基板造成損壞。如本文所述，可能有益的情況係撓性玻璃基板可在衝擊、墜落和搬運事件中較佳地以單一可預測之單軸彎曲狀態角度而彎曲，或經限制為不能以任何方向而彎曲(包括扭曲)。此舉可在撓性玻璃基板中形成更可預測之應力圖型。不對稱塗層和封裝設計可用於在撓性玻璃基板中形成預定之較佳彎曲狀態。
參看第1圖，以橫截面所示之撓性玻璃結構10具有較佳彎曲軸，該彎曲軸實質上與加強元件12平行，亦即，與該圖式之平面垂直。撓性玻璃結構10包括由撓性玻璃基板16形成之第一最外層14及由塗層材料20形成之第二最外加強層18。塗層材料20可係聚合物、有機和/或聚矽氧塗層。在所示實施例中，塗層材料20跨撓性玻璃基板16之整個表面22延伸。在其他實施例中，塗層材料可僅在撓性玻璃基板16之一部分(第2圖)或多個部分(第3圖)上延伸。塗層可位於撓性玻璃基板16之其他位置處，此將於下文更詳細描述。
本文所描述之撓性玻璃基板可具有約0.3mm或更小之厚度，包括(但不限於)以下厚度，例如約0.01mm至0.05mm、約0.05mm至0.1mm、約0.1mm至0.15mm、約0.15mm至0.3mm，包括0.3mm、0.275mm、0.25mm、0.225mm、0.2mm、0.19mm、0.18mm、0.17mm、0.16mm、0.15mm、0.14mm、0.13mm、0.12mm、0.11mm、0.10mm、0.09mm、0.08mm、0.07mm、0.06mm、0.05mm、0.04mm、0.03mm、 0.02mm或0.01mm。撓性玻璃基板可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或上述各者之複合物形成。形成高品質撓性玻璃基板之融合製程(例如，下拉製程)可用於各種裝置(諸如，平板顯示器)中。當與由其他方法產生之玻璃片相比時，融合製程中產生之撓性玻璃基板具有擁有高平面度及光滑度之表面。美國專利第3,338,696號及第3,682,609號中描述了融合製程。其他適當撓性玻璃基板形成方法包括浮式製程、上拉製法及狹槽拉製法。
加強元件12係加強層18之一部分，且可由與塗層材料20不同之材料形成。無機材料(舉例而言，玻璃纖維或金屬線)可用作加強元件12。雖然加強元件12經圖示為圓形橫截面，但該等加強元件可具有任何合適之形狀，諸如多邊形或任意形狀。加強元件12可由具有比塗層材料20明顯更高(例如，高約2、4、5、8、10、15、20倍)之楊氏模數之材料形成。舉例而言，塗層材料20可具有小於約1GPa之楊氏模數，且形成加強元件12之材料可具有大於約10GPa之楊氏模數。舉例而言，塗層材料20可具有小於約20GPa之楊氏模數，且形成加強元件12之材料可具有大於約40GPa之楊氏模數。
在一些實施例中，加強元件12可由一種材料形成，該材料具有與塗層材料20不同之對機械事件之時間響應。舉例而言，加強元件12可由剪切稠化材料(膨脹非牛頓流體)形成，舉例而言，該剪切稠化材料經圖案化或佈置為實質上平行之線。剪切稠化流體之實例係分散於聚乙二醇溶液中之 二氧化矽奈米粒子。另一種剪切稠化流體之實例係Silly Putty®或由智慧分子製成之聚合物彈性泡沫。在突然衝擊事件期間，剪切稠化材料可抵抗沿與圖形化線垂直之軸的彎曲。在相對緩慢之事件期間，剪切稠化材料可允許任一彎曲方向(例如，與圖形化線平行及垂直)上之彎曲。使用此等剪切稠化材料可允許在相對緩慢之事件(諸如裝置組裝或安裝)期間沿多個軸向彎曲撓性玻璃基板16。在相對突然之事件(諸如表面衝擊或墜落)期間，剪切稠化材料形成較佳之單軸彎曲方向。衝擊事件之實例係指落球機械試驗期間發生之事件。此舉可允許分散衝擊能量，同時允許撓性玻璃基板16以降低應力之方式彎曲。
參看第2圖，撓性玻璃結構40之另一實施例具有較佳彎曲軸，該彎曲軸實質上與加強元件42平行，亦即，與該頁面之平面垂直。撓性玻璃結構40包括由撓性玻璃基板46形成之第一最外層44及由塗層材料50及加強元件42形成之第二最外加強層48。在所示實施例中，塗層材料50僅跨撓性玻璃基板46之表面52之一部分延伸。撓性玻璃基板46及加強層48在較佳彎曲軸之方向上之延伸程度可大約相同或不同，且在兩者不同時，視玻璃結構40之最終應用而定，一者可比另一者長或短。
參看第3圖，撓性玻璃結構60之另一實施例具有較佳彎曲軸，該彎曲軸實質上與加強元件62平行，亦即，與該頁面之平面垂直。撓性玻璃結構60包括由撓性玻璃基板66形成之第一最外層64及由塗層材料70及加強元件72形成之 第二最外加強層68。在所示實施例中，塗層材料70僅跨撓性玻璃基板66之表面72之一部分延伸，作為塗層材料之分隔條72。
參看第4圖，撓性玻璃結構80之另一實施例具有實質上與加強元件82平行之較佳彎曲軸。撓性玻璃結構80包括由撓性玻璃基板86形成之第一最外層84及由塗層材料92及加強元件82形成之邊緣加強層88及邊緣加強層90。在所示實施例中，塗層材料92及加強元件82沿撓性玻璃基板86之側邊緣94及側邊緣96延伸。雖然塗層材料92經圖示為與側邊緣94及側邊緣96齊平，但塗層材料可在側邊緣之上延伸，或僅在側邊緣94及側邊緣96之部分上延伸。
參看第5圖，上文之撓性玻璃結構配置之任何組合可用於控制撓性玻璃基板之彎曲。舉例而言，第5圖圖示具有較佳彎曲軸之撓性玻璃結構100，該彎曲軸實質上與加強元件102平行，亦即，與該頁面之平面垂直。在此實例中，撓性玻璃結構100包括由撓性玻璃基板106形成之中間層104、由塗層材料110及加強元件102形成之第一最外加強層108、由塗層材料110及加強元件102形成之第二最外加強層111，以及由塗層材料110及加強元件102形成之邊緣加強層112和邊緣加強層114。第一最外加強層108包括塗層材料110，該塗層材料110僅跨撓性玻璃基板106之表面116之一部分延伸，作為分隔條118。第二最外加強層111包括塗層材料110，該塗層材料110跨撓性玻璃基板106之整個表面120延伸。邊緣加強層112及邊緣加強層114包括沿側邊緣122及側邊緣 124延伸之塗層材料110。
參看第6圖，在另一實施例中，撓性玻璃結構170包括具有初始曲率之撓性玻璃基板172，該初始曲率形成撓性玻璃基板172中之較佳彎曲狀態。從平坦狀態開始，需要均勻之力量將撓性玻璃基板172沿任一彎曲軸彎曲。此舉可造成在衝擊或墜落事件期間彎曲方向係任意的或易受雙軸彎曲或扭曲之影響之情況。如圖所示，藉由在撓性玻璃基板172中形成初始彎曲來沿預定軸向提供較佳彎曲形狀。當撓性玻璃基板172初始安裝在裝置封裝174中時，可藉由輕微彎曲該撓性玻璃基板172來形成預定彎曲軸。如第6圖所示，預定彎曲軸可與該頁面之平面垂直。為了向撓性玻璃基板172提供初始彎曲，裝置封裝174可經安置在撓性玻璃基板172之整個表面上或僅佈置在該表面之一部分上。此外，雖然在頁面之平面內裝置封裝174經圖示為在軸向上連續的，但該裝置封裝174可延伸超過撓性玻璃基板172，或者撓性玻璃基板172可延伸超過裝置封裝174。在衝擊或墜落時，撓性玻璃基板172將具有在此彎曲方向上之進一步彎曲傾向，而非在不同的彎曲方向上。撓性玻璃基板172之初始曲率形成誘發性剛性，該誘發性剛性抵抗沿與初始彎曲軸平行之軸的彎曲。
第2圖至第6圖圖示具有經控制之彎曲特性之示例性撓性玻璃結構配置。可使用塗層材料、塗層位置、層及加強元件之任何組合。舉例而言，不同類型之加強元件及/或塗層材料可用於不同層。
由於塗層及/或加強元件(加強層)可經利用或圖案 化以提供較佳單軸彎曲軸，塗層及/或加強元件(加強層)亦可用於限制或降低撓性玻璃基板之任何彎曲或(具體地)扭轉。參看第7圖，撓性玻璃結構150包括由撓性玻璃基板154形成之第一最外層152及由加強元件158形成之第二最外加強層156。在此實施例中，加強元件158經形成為相對窄之條，該等條之一些沿撓性玻璃基板154之長度L縱向行進，該等條之一些沿撓性玻璃基板154之寬度W橫向行進，以及該等條之一些在橫向方向和縱向方向兩者上對角地行進。
現參看第8圖，另一撓性玻璃結構160包括由撓性玻璃基板164形成之第一最外層162及由加強元件168形成之第二最外加強層166。在此實施例中，加強元件168經形成為網格圖案形式之相對窄之條，其中該等條之一些沿撓性玻璃基板164之長度L縱向行進，且該等條之一些沿撓性玻璃基板154之寬度W橫向行進。
雖然上文所描述之撓性玻璃基板經圖示為撓性玻璃片，但連續之撓性玻璃基板可用於形成撓性玻璃結構，該等撓性玻璃結構具有經控制之彎曲及/或扭轉，諸如輥或製造(例如，下拉)製程。舉例而言，第9圖圖示撓性玻璃基板之兩個示例性源250，儘管還可提供其他源。例如，源250可包括下拉玻璃成形設備252。如示意性地圖示，下拉玻璃成形設備252可包括位於凹槽256之底部處之成形楔254，其中玻璃從成形楔254之相對側258及260向下流動。隨著兩片熔化玻璃經拉伸離開成形楔254之根部262，該等兩片熔化玻璃隨後經熔融在一起。藉此，以撓性玻璃帶形式之撓性玻璃基板266 可經熔融拉伸以在向下方向268上橫越，離開成形楔254之根部254，並直接進入位於下拉玻璃成形設備之下游的向下區域264。
成形之後，撓性玻璃基板266可(諸如)藉由切割、修整等等經進一步處理。連續撓性玻璃帶形式的撓性玻璃基板266可經遞送或引導至加強層輥269。加強層輥269可包括(例如)可釋放背片272(參見圖10)上之加強元件270之圖案化層。在一些實施例中，可具有多個加強層輥(例如，參看加強層輥274)用於將加強元件貼合至撓性玻璃基板266之多個側及/或邊緣。舉例而言，來自加熱器276之熱量，及/或，舉例而言，來自壓力輥278之壓力可用於將加強元件270附接至撓性玻璃基板266。
撓性玻璃基板266之另一示例性源250可包括撓性玻璃基板266之螺旋狀線軸276。舉例而言，在(舉例而言)使用下拉玻璃成形設備252將撓性玻璃基板266拉伸為撓性玻璃帶之後，可將撓性玻璃基板266捲入螺旋狀線軸276中。 因此，若源250包括螺旋狀線軸276，撓性玻璃基板266則可自螺旋狀線軸276鬆開，以在向下方向268上橫越至向下區域264中。其他佈置是可能的，諸如在水平方向上鬆開撓性玻璃基板。
本文中描述之撓性玻璃結構可用作用於安裝裝置功能層之基板，或可用作裝置內之密封劑層或障壁層。裝置可為電子裝置，例如，顯示螢幕(包括(例如)液晶顯示器、電漿顯示器、有機發光二極體顯示器、平板顯示器)、發光 裝置或太陽電池模組。功能層可包括(例如)薄膜電晶體(TFT)、二極體、光電二極體、三極體、光伏電池、光耦合器、透明電極、濾色器或導電層。撓性玻璃結構可用作蓋板，該蓋板積層至顯示螢幕上。撓性玻璃結構可用作基板/密封劑，該基板/密封劑不僅用於OLED(小分子熒光(SMF)及(LEP)發光聚合物)，亦用於其他裝置，包括電活性層，例如，有機光偵測器、有機太陽電池、薄膜電晶體(TFT)陣列及用於OLED之TFT。另一用途為用於LEP產品，諸如，未經圖案化之背光及其他光源或圖案化裝置(諸如，指示牌、字母-數字顯示器或點矩陣及其他高分解度顯示器)。
撓性玻璃結構可為實質上透明之結構，用作電子裝置中之保護元件，其中撓性玻璃結構為複合結構，該複合結構包含厚度為自5微米至300微米之玻璃層及厚度範圍為自50微米至1cm或更大之加強層。
根據分批製程，玻璃層及加強層可以片的形式提供。 或者，玻璃層可以片的形式提供，且加強層可自連續輥提供，反之亦然。作為進一步可能性，玻璃層及加強層兩者來自連續輥。複合結構可藉由(例如)根據分批製程、連續卷對卷製程或半連續製程積層玻璃層及加強層而形成，因此，加強層為連續膜且玻璃層為片形式。玻璃及/或加強層可具有不變之厚度，或可具有變化之厚度。
對於加強層，可能使用可經沉積/塗覆為預聚合物或預化合物且隨後經轉換之聚合物，諸如，環氧樹脂、聚胺酯、酚醛樹脂及三聚氰胺-甲醛樹脂。舉例而言，光學清澈及透明 材料可用於PV模組。玻璃層及加強層之積層可為藉由該等層之間的膠/黏合劑實現。在此情況下，黏合劑可預塗覆至兩個基板中之一個基板上或預塗覆至兩個基板上，或在在積層製程期間於室溫或升高溫度下且在有或無壓力的情況下提供。 UV固化膠亦適合。將加強層積層及/或沉積至玻璃層上可整合於玻璃之製造製程中，亦即，玻璃脫離製造線且隨後(仍為熱的或溫暖或冷的)用聚合物塗覆。
在一些情況下，加強層可由單一圖案化材料形成，而非包括明顯分離之加強元件及塗層材料。舉例而言，第2圖中，加強元件可藉由將聚合物塗層材料圖案化至脊結構中而形成。在此情況下，加強元件42及塗層材料50成為相同元件。該相同元件執行塗層及加強元件兩者之功能。加強元件可為聚合物或其他塗層材料之一系列圖案化之波紋脊，該等波紋脊抵抗特定方向之彎曲。加強元件可為獨立界定之元件，或者加強元件之功能可包括在圖案化塗層材料之中。
為了用作加強元件，加強元件或充當加強元件之圖案化塗層將具有大於1微米之厚度。舉例而言，元件將具有大於1微米、大於2微米、大於5微米或大於10微米之厚度。 同樣，與和加強元件方向平行之方向相比，加強元件將導致需要更大之力來使撓性玻璃沿與加強元件方向垂直之軸彎曲。舉例而言，加強元件將使沿與加強元件軸垂直之軸的比較彎曲力增加1%以上、5%以上、10%以上、20%以上，或50%以上。
塗層材料可由諸如由奈米粒子分散之聚合物之複合 材料製成。同樣，塗層材料及加強元件無需直接黏附至撓性玻璃表面。在塗層/加強元件及玻璃表面之間可存在中間層。 舉例而言，撓性玻璃可具有沉積或圖案化至撓性玻璃表面之多個電子裝置或光學層。此等電子裝置或光學層包括：ITO、抗反射塗層、觸摸感測器裝置、顯示裝置、光伏裝置、反射塗層、金屬或介電層，聚合物塗層或結構。此等塗層及加強元件接著可經塗佈至該等層之頂部，以此靠近且耦接至撓性玻璃表面，但不與撓性玻璃表面直接接觸。
作為藉由積層形成之替代案，複合物之加強層可藉由分批製程或連續製程塗覆至玻璃層上。將塗層材料塗覆至玻璃上可為藉由浸塗、噴塗、溶液旋塗、溶液刮塗、新月形塗覆或藉由將熔融聚合物塗覆至玻璃層上來實現。亦即，可能考慮不同情況：(i)在塗層材料已作為薄膜存在且積層至玻璃的情況下；及(ii)在塗層材料不為薄膜形式但藉由浸塗、噴塗等塗覆至玻璃上的情況下。預聚合物適用於情況(ii)。然而，上述許多其他塗層材料亦可經塗覆用於情況(ii)。在此情況下，塗層材料可主要藉由自溶液塗覆、自熔化物塗覆或作為預聚合物塗覆至玻璃上。
在製造電子裝置時，通常需要使一些或所有層經受處理步驟。舉例而言，若呈現有機電致發光材料，該材料為半導電共軛聚合物，諸如，聚對苯乙炔(PPV)，則該層之沉積將通常藉由以下操作發生：在溶劑中將前驅體沉積至聚合物(例如，藉由旋塗)且隨後使該層經受後續處理步驟以將前驅體轉換成最終聚合物。因此，若底層撓性玻璃結構在該等 處理步驟期間存在，則該結構必須能夠耐受用於旋塗前驅體層之溶劑及用於餾出溶劑且將前驅體轉換成聚合物之後續溫度。因此，撓性玻璃結構之加強層需要具有適當品質。舉例而言，若撓性玻璃結構將經受高溫，則加強層之玻璃轉化溫度(及使用之任何黏合劑的工作溫度)應高於彼等溫度。舉例而言，超過150℃之溫度係可能的。此外，在某些情況下，加強層應對用於聚合物之溶劑層(諸如，混合二甲苯、THF)、用於可溶共軛聚合物(諸如，MEH PPV)之溶劑層有抗性。
除電子裝置之外，上述撓性玻璃結構可用於其他領域(諸如，建築表面裝飾、保護塗層、電致變色窗、耐火表面)且用於滿足氟化鋇透紅外陶瓷要求所需之多堆疊結構之各種配置中。同樣地，撓性玻璃結構積層結構可用作阻隔材料，以保護薄膜、結構及/或裝置免受氧氣及濕氣進入/滲透的影響，以用於諸如有機膜/薄膜、PV、OLED顯示器及照明裝置之應用。
應強調，本發明之上述實施例，特別是任何「較佳」實施例僅為實施之可能實例，僅為了清楚理解本發明之各種原理而闡述。在實質上不脫離本發明之精神及各種原理的情況下，可對本發明之上述實施例作出各種變化及修改。在本文中，所有此等修改及變化意欲包括於本揭示案及本發明之範疇內且受到以下申請專利範圍保護。
舉例而言，雖然加強層之任何特定實施例圖示為經耦接至僅僅一個撓性玻璃基板，但事實不需要如此。反而，加強層之任何特定實施例可經耦接至兩個或更多個撓性玻璃基 板。舉例而言，撓性玻璃基板可經安置於加強層之相對側上，以使得基板係大體上平行佈置。或者，兩個或更多個撓性玻璃基板可沿一個加強層之長度經連續地安置。
10‧‧‧撓性玻璃結構
12‧‧‧加強元件
14‧‧‧第一最外層
16‧‧‧撓性玻璃基板
18‧‧‧第二最外加強層
20‧‧‧塗層材料
22‧‧‧整個表面

Claims (10)

  1. 一種撓性玻璃結構，該撓性玻璃結構包含：一撓性玻璃基板，該撓性玻璃基板具有小於等於0.3mm之一厚度；及一加強層，該加強層經耦接至該撓性玻璃基板之一表面，該加強層包含沿一行進方向上之該撓性玻璃基板之該表面延伸之至少一個加強元件，該加強元件具有一楊氏模數，該楊氏模數經選擇以在實質上與該加強元件之該行進方向平行的一方向上提供該撓性玻璃基板之一較佳彎曲軸。
  2. 如請求項1所述之撓性玻璃結構，其中該加強層進一步包含一塗層材料。
  3. 如請求項2所述之撓性玻璃結構，其中該加強元件係經包覆在該塗層材料中。
  4. 如請求項2所述之撓性玻璃結構，其中該加強元件具有一楊氏模數，該楊氏模數大於該塗層材料之一楊氏模數。
  5. 如請求項1所述之撓性玻璃結構，其中該加強元件包含一剪切稠化材料、一玻璃纖維或一金屬線。
  6. 如請求項1所述之撓性玻璃結構，該撓性玻璃結構包含多個加強元件，該等多個加強元件彼此間隔開並彼此平行。
  7. 如請求項1所述之撓性玻璃結構，該加強層進一步包含：一第二加強元件，該第二加強元件沿一第二方向上之該撓性玻璃基板之該表面延伸，該第二方向係不同於該行進方向；其中該第一加強元件及該第二加強元件分別在該行進方向及該第二方向上延伸，且具有經選擇以抑制該撓性玻璃基板之扭曲或雙軸彎曲之楊氏模數。
  8. 一種控制一撓性玻璃結構之彎曲之方法，該方法包含以下步驟：沿一行進方向將至少一個加強元件佈置為與一撓性玻璃結構之一表面相鄰；及沿該行進方向將該至少一個加強元件耦接至該表面，該至少一個加強元件具有一楊氏模數，該楊氏模數經選擇以在實質上與該至少一個加強元件之該行進方向平行之一方向上提供該撓性玻璃基板之一較佳彎曲軸。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該耦接步驟包括以下步驟：將該至少一個加強元件包覆在一塗層材料中，該塗層材料黏合至該撓性玻璃基板之該表面。
  10. 如請求項8所述之方法，其中該至少一個加強元件包含一剪切稠化材料、一玻璃纖維或一金屬線。
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