TWI739939B - 用於改良的穿刺抗性的堆疊結構 - Google Patents

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Abstract

一種包括玻璃元件與支撐玻璃元件的第一層的堆疊組件，玻璃元件具有小於或等於200微米的厚度。當玻璃元件直接鄰接於固態鋁平台上時，玻璃元件具有第一筆落下高度值。第一層具有從9x105 N/m至2.0x106 N/m的剛性。當玻璃元件藉由第一層而支撐在鋁平台上時，玻璃元件包含第二筆落下高度值，其中第二筆落下高度值大於第一筆落下高度值。

Description

用於改良的穿刺抗性的堆疊結構
本申請案依據專利法主張2016年10月27日提出申請之美國臨時專利申請案第62/413647號之優先權權益，其全部內容被依賴且在此以引用方式併入本文。
本發明大體上關於薄玻璃堆疊結構，且更明確地，係關於安置在裝置的面向使用者側上的薄玻璃堆疊結構。
目前，由於藉由衝擊於薄玻璃的試驗實施而產生的局部雙軸扭曲(biaxial flexure)，安置在裝置的面向使用者側上的薄玻璃在低穿刺試驗力下損壞。一種解決方法已經使用更能抵抗局部雙軸扭曲的更厚的玻璃，然而，在某些應用中，諸如指紋感應器中，功能性對於玻璃厚度是相當敏感的。因此，較厚的玻璃是不利的。另一種解決方法是將聚合物材料的一層或多層施加於薄玻璃的外表面上，以改善穿刺抗性。然而，此解決方法具有負面結果在於裝置的面向使用者表面不再具有玻璃表面的硬度(包括刮痕與化學抗性)及美學(外觀與感覺)。因此，有著對於可安置在裝置的面向使用者側上且具有改善的穿刺抗性的薄玻璃結構的需求。
本發明提出顯著地改善薄玻璃元件的穿刺抗性的玻璃堆疊組態，如藉由筆落下試驗破壞高度增加而得證的。此堆疊組態包括安置在此薄玻璃元件的一側上的多層。第一層具有高剛性且耦接於此薄玻璃元件的一側，例如以黏著劑的薄層，例如壓感黏著劑。第一層的高剛性在衝擊事件期間，例如在穿刺試驗期間，減少薄玻璃元件中局部雙軸扭曲。第二(低剛性)層耦接於高剛性第一層，於薄玻璃元件的相同側上。低剛性第二層在衝擊事件期間散佈並吸收能量。此玻璃堆疊可用於各種應用中，特別是在穿刺抗性會是有利的應用，及在期望玻璃的外觀與感覺或其他性質(例如氣密性、抗刮性)的應用。例如，此玻璃堆疊可用於指紋感應器中、裝置外殼的面向使用者部分中，例如在電子裝置外殼中、在後擋板(backsplash)中、或白板。
隨附圖式被包括以提供所述原理的進一步理解，且被併入並構成本說明書的一部分。圖式繪示一或多個具體例，並與說明書一同作為解釋(當作實例)這些具體例的原理與操作。將理解到本說明書與圖式中所揭示的各種特徵可被用於任意及所有組合。作為非限制性實例，下列具體例中說明的各種特徵可互相組合：
具體例1.一種堆疊組件，包含： 包含小於或等於200微米的厚度的玻璃元件，當此玻璃元件直接鄰接於固態鋁平台時，此玻璃元件包含第一筆落下高度值；及 鄰接於此玻璃元件的第一層，此第一層包含從9x105 N/m至2.0x106 N/m的剛性， 其中當此玻璃元件直接鄰接於此第一層時，此玻璃元件包含第二筆落下高度，此第一層依序地直接鄰接於固態鋁平台，及其中第二筆落下高度值大於第一筆落下高度值。
具體例2.一種堆疊組件，包含： 包含小於或等於200微米的厚度的玻璃元件； 鄰接於此玻璃元件的支撐層，此支撐層包含第一層與第二層，其中第一層包含第一剛性，而第二層包含第二剛性，其中第一剛性大於第二剛性； 其中當此玻璃元件安置在第一層的頂上時，第一層依序地直接鄰接於固態鋁平台，此玻璃元件包含第一筆落下高度值；及 其中當此玻璃元件安置在第一層的頂上時，第一層依序地安置在第二層的頂上，第二層依序地直接鄰接於固態鋁平台，此玻璃元件包含第二筆落下高度值，其中第二筆落下高度值大於兩倍的第一筆落下高度值。
具體例3.如具體例2的堆疊組件，其中第一剛性為從9x105 N/m至2.0x106 N/m。
具體例4.如具體例1的堆疊組件，進一步包含含有第二剛性的第二層，其中第一層安置在玻璃元件與第二層之間。
具體例5.如具體例2至4任一者的堆疊組件，其中第二剛性為從1x105 N/m至3x105 N/m。
具體例6.一種堆疊組件，包含： 包含小於或等於200微米的厚度的玻璃元件；及 鄰接於此玻璃元件的支撐層，此支撐層包含第一層與第二層， 其中第一層包含從9x105 N/m至2.0x106 N/m的第一剛性，而第二層包含從1x105 N/m至3x105 N/m的第二剛性。
具體例7.如具體例2至6任一者的堆疊組件，其中第一剛性大於或等於兩倍的第二剛性。
具體例8.如前述具體例任一者的堆疊組件，其中第一層包含第一材料與黏著劑材料，此黏著劑材料將第一材料接合此玻璃元件。
具體例9.如具體例8的堆疊組件，其中此黏著劑材料包含從約25微米至約50微米的厚度。
本文所論述的具體例與這些具體例的特徵是範例性的且在不悖離本發明的範疇下可被單獨提供或與本文提供的其他具體例的任一或多個特徵以任意結合而被提供。再者，將理解到前述的總括說明與接下來的詳細說明兩者呈現了本發明的具體例，且當具體例被說明並請求時，意於提供用於理解具體例的本質與特性的概觀與架構。隨附圖式被包括以提供具體例的進一步理解，且被併入並構成本說明書的一部分。圖式繪示本發明的各種具體例，並與說明書一同作為解釋具體例的原理與操作。
在接下來的詳細說明中，為了說明目的且不被侷限，揭示特定細節的範例具體例被說明以提供完整理解各種原理與具體例。然而，為了具有本發明的益處，所主張的標的可在背離本文所揭示的特定細節下的其他具體例中實行，此對於本領域中具有通常知識者是顯而易見的。再者，廣為人知的裝置、方法及材料的說明可被省略，以便不混淆本文所提出的各種原理的說明。最後，每當可應用時，相同的元件符號指稱類似元件。
堆疊結構現在將在此之後參照隨附圖式被更加完整地說明，本發明的範例具體例顯示在隨附圖式中。儘可能地，在整個圖式中使用相同的元件符號指稱相同或類似部件。然而，本發明可以許多不同形式而實行，且不應被推斷為侷限於本文所提出的具體例。在某些具體例中，堆疊結構可用於裝置中，例如電子裝置，例如具有感應器的裝置，其中薄玻璃片用於做為感應器的覆蓋。本發明的堆疊結構大幅地改善安置在裝置的使用者界面的薄玻璃元件的穿刺抗性或吸收衝擊能量的能力而沒有損壞，例如以筆落下試驗而量測的。
筆落下試驗。
用於評估包括薄玻璃元件的堆疊的穿刺抗性的一種試驗包括將一支筆落在堆疊之上，增加高度直到玻璃破裂。此試驗如下述方式實施且用於量測本文揭示的筆落下高度。以負載施加於其上具有薄玻璃元件的堆疊的此側而試驗此樣品，此堆疊的相反側藉由拋光的鋁板(9.5 mm厚，等級6061)所支撐。此堆疊簡單地放置在此鋁板上，沒有使用膠帶以將堆疊與此鋁板耦接。使用一管以將筆導引至樣品，而此管放置在此樣品的頂表面上，使得此管的縱軸大體上正交於此樣品的頂表面。此管具有2.54公分(cm)(1英吋)的外直徑與1.4 cm(16分之9英吋)的內直徑。在每次落下後，相對於此樣品重新定位此管，以將此筆導引至樣品上的不同衝擊位置。所有的落下係執行在接近於此樣品的中央區域，沒有任何落下執行在邊緣上。此筆是BIC公司的Easy Glide, Fine筆，具有0.7 mm直徑的筆珠(ball point)與5.75克的重量。此筆以蓋子附在後端的方式落下，使得筆珠可與試驗樣品相互作用。此筆首先從10 cm的高度落下，而每次落下以5 cm的高度增加直到此落下致使此薄玻璃元件破裂。致使破裂的落下高度接著被記錄。最大落下高度為75 cm。因此，75 cm的筆落下高度指示此薄玻璃元件在此試驗期間沒有破裂。在每五次落下之後及試驗每個新的樣品時，將此筆交換成新的筆。
雖然上述的筆落下試驗是動態負載的一實例，將大體上預期到方向性地，已知在堆疊組件中的材料的特性與厚度，此試驗指示出堆疊的吸收能量而不破壞的能力。即，一堆疊組件相較於另一堆疊組件的耐受較高動態負載的能力也大體上指示出其也可耐受較高的靜態負載，例如其他穿刺抗性試驗的靜態負載，例如以不鏽鋼尖端或碳化鎢球按壓。
比較性堆疊結構
比較性堆疊2的結構顯示在圖1中。比較性堆疊2包括經由黏著劑15耦接於第一層10的薄玻璃元件30。在比較性堆疊2的所有具體例中，薄玻璃元件30是根據美國專利號9,321,677中說明的處理而製成的100微米(在此之後為微米(micrometer)、微米(micron)、及/或μm)厚的玻璃基板(可從紐約康寧的康寧公司獲得)。
比較性實例1.在比較性堆疊2的此實例中：第一層10是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃，具有每公尺1.6x106 牛頓(1.6x106 N/m)的剛性；黏著劑15是50微米厚的壓感黏著劑(PSA)片，其可由3M公司(明尼蘇達州聖保羅)獲得，如代碼8212。此堆疊具有平均筆落下破壞高度為34 cm(+/- 8 cm)。
比較性實例2.在比較性堆疊2的此實例中：第一層10是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃，具有1.6x106 N/m的剛性；黏著劑15是25微米厚的PSA片，其可由3M公司(明尼蘇達州聖保羅)獲得，如代碼8211。此堆疊具有平均筆落下破壞高度為28 cm(+/- 3 cm)。
比較性實例3.在比較性堆疊2的此實例中：第一層10是4.8 mm厚的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)片，可由Kydex, LLC(賓州布盧姆斯堡)獲得，商標名為Kydex® T，其具有9.4x105 N/m的剛性，其中此材料的剛性不與厚度相依；黏著劑15是50微米厚的PSA。此比較性堆疊具有平均筆落下破壞高度為10 cm+/-0。
比較性實例4.在比較性堆疊2的此實例中：第一層10是4.8 mm厚的ABS片，商標名為Kydex® T，其具有9.4x105 N/m的剛性，其中此材料的剛性不與厚度相依；黏著劑15是25微米厚的PSA。此比較性堆疊具有平均筆落下破壞高度為10 cm+/-0。
將比較性實例1與比較性實例2做比較，及將比較性實例3與比較性實例4做比較，可看到無論黏著劑15的厚度是50微米或25微米，比較性堆疊2吸收衝擊能量的能力是大約相同的。
一般地，通常會認為在堆疊中包括較小剛性材料會造成較大的堆疊吸收能量的能力，及因而較高的筆落下高度。然而，將比較性實例3與比較性實例1做比較(或將比較性實例4與比較性實例2做比較)，可看到使用較小剛性材料的實例3(剛性為9.4x105 N/m，小於比較性實例1的剛性1.6x106 N/m)實際上具有相反的效果－筆落下高度顯著地從約30 cm減少至10 cm。
由研究比較性實例1至4，發明人發現簡單地以更撓性(compliant)的材料(即較小剛性)支撐薄玻璃元件並不足以增加薄玻璃元件的穿刺抗性。反而，當衝擊時(例如以筆)，較小剛性材料容許玻璃元件的雙軸扭曲，其導致增加的破壞。因此，支撐薄玻璃元件的材料需要以不同方式設置，以改善堆疊抵抗穿刺的能力，即，增加吸收能量而沒有破壞的能力。
發明人發現使用兩層結構，此等層相對彼此適當地設置，容許此堆疊在更高的筆落下高度存留下來，即，此堆疊能吸收更多負載能量，而不損傷此薄玻璃元件。在某些具體例中，此堆疊包括耦接於薄玻璃元件的第一層，此第一層在安置為遠離使用者的薄玻璃元件的此側上。此第一層可藉由黏著劑(例如PSA，例如具有從25至50微米的厚度的PSA)耦接於此薄玻璃元件。若此黏著劑變得太厚、或太過撓性，那麼會有風險在於此薄玻璃元件將經受雙軸扭曲且將不能吸收如此多的衝擊能量。此第一層接著藉由第二層所支撐，此第二層具有相較於此第一層之較小的剛性。
第一層應該是剛硬的。第一層的剛性應該是高的，以增加薄玻璃元件的雙軸扭曲抗性。雙軸扭曲是在諸如筆落下試驗的穿刺事件期間，薄玻璃元件被觀察到的破壞模式。當單獨地以筆落下試驗這些材料時，1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃(帶有1.6x106 N/m的剛性)勝過帶有較低剛性(9.4x105 N/m)的ABS。因此，第一層(支撐薄玻璃元件)的較高剛性降低此薄玻璃元件局部彎曲的能力，且因而降低雙軸扭曲應力。
在此剛硬的第一層之下，可安置用於能量吸收的具有低剛性的第二層。此外，第一層與第二層共同的複合剛性為低的會是有利的。
圖2顯示根據某些具體例的堆疊。更明確地，堆疊4包括藉由黏著劑15耦接於第一層10的薄玻璃元件30。第一層10依序地藉由第二層20而被支撐。在堆疊4的所有具體例中，薄玻璃元件30是根據美國專利號9,321,677中說明的處理而製成的100微米厚的玻璃基板(可從紐約康寧的康寧公司獲得)。
實例1.在堆疊4的此實例中：第一層10是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃片，其具有1.6x106 N/m的剛性；黏著劑15是50微米厚的PSA；第二層20是0.8 mm厚的發泡聚乙烯片，其中第一層10與第二層20的合併剛性是2.9x105 N/m。薄玻璃元件30是100微米厚。此堆疊具有平均筆落下破壞高度為66 cm +/- 8。
實例2.在堆疊4的此實例中：第一層10是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃片，其具有1.6x106 N/m的剛性；黏著劑15是25微米厚的PSA；第二層20是0.8 mm厚的發泡聚乙烯片，其中第一層10與第二層20的合併剛性是2.9x105 N/m。薄玻璃元件30是100微米厚。此堆疊具有平均筆落下破壞高度為49 cm +/- 15。
如上面比較性實例1與比較性實例2可知，將實例1與實例2做比較，再次地看到PSA的厚度可變動從25微米至50微米，而沒有統計上極顯著地影響於此筆落下結果。因此，耦接第一層至此薄玻璃元件的黏著劑可為50微米或更小。
此外，將實例1和2與比較性實例1和2分別做比較，可看到在筆落下高度中，前者是遠勝於後者，指示出當衝擊時增加的吸收能量的能力。即，在第一層之下的第二層(更加撓性、較小剛性)容許堆疊在此薄玻璃元件破壞之前吸收更多衝擊能量，即使當第一層的剛性是相同時。此外，將實例1和2與比較性實例3和4分別做比較，當在兩層堆疊中的第一層藉由更加撓性的第二層而支撐時，可以相較於其他方式認為可能的更加剛硬的材料製成第一層。更明確地，在實例1和2中的第一層具有1.6x106 N/m的剛性，其高於比較性實例3與4中的第一層的剛性(9.4x105 N/m)，又實例1和2中的堆疊相較於比較性實例3和4具有增加的筆落下高度，因而指示出有利地增加的吸收衝擊能量的能力。
圖3至5顯示根據某些具體例的堆疊6，其中第二層20可藉由安置在第一層下方的流體所製成，例如空氣(或任何其他合適氣體、或在某些具體例中，藉由真空空間、及在其他具體例中的液體)。更明確地，支撐件50提供第二層20如何可由安置在第一層10下方的氣體而製成的一實例。支撐件50可包括蓋52與周圍支撐件54。蓋52可為大致上矩形外形，帶有第一尺寸61與第二尺寸63。在某些具體例中，第一尺寸61與第二尺寸63可為彼此相等的，但此並非必要的，由於在其他具體例中，其可為不相等的。周圍支撐件54可為畫框的外形，具有外壁57與在其中央的凹部56，其中凹部56藉由周圍壁58所界定。凹部56可具有第一尺寸65與第二尺寸67。在某些具體例中，第一尺寸65與第二尺寸67可為彼此相等的，但此並非必要的，由於在其他具體例中，其可為不相等的。蓋52的中央部分59可安置在凹部56上方。支撐件50包括整體厚度60，然而蓋52具有厚度62(其也是中央部分59的厚度)，而周圍壁54具有厚度64，其也對應於凹部56的厚度。因此，帶有厚度62的第一層10由中央部分59所形成，而帶有厚度64的第二層20由凹部56內的氣體(或其他流體)所形成。根據某些具體例：蓋52可具有約12.7 mm的第一尺寸61與約10.1 mm的第二尺寸63；凹部56可具有約7.2 mm的第一尺寸65與約7.2 mm的第二尺寸67；厚度60可為約4.8 mm，厚度62可為約1.8 mm，及厚度64可為約3 mm。
如虛線所示，薄玻璃元件30可安置在蓋52的中央59之上，從而形成堆疊6，堆疊6由薄玻璃元件30、第一層10(由蓋52的中央59所形成)、與第二層20(由凹部56內的空氣所形成)所形成。
實例3.在堆疊6的此實例中：第一層10是1.8 mm厚的ABS片(由蓋52的中央59所形成)，其具有9.4x105 N/m的剛性；第二層20是空氣(安置在凹部56內)，其中第一層10與第二層20的合併剛性是1.0x105 N/m。薄玻璃元件30是100微米厚。此堆疊具有平均筆落下破壞高度為75 cm +/- 0。
將實例3與比較性實例3及4的任一者或兩者做比較，當在兩層堆疊中的第一層是由更加撓性的第二層所支撐時，第一層可由相較於其他方式認為可能的更加剛硬的材料製成。更明確地，實例3中的第一層具有9.4x105 N/m的剛性，其與比較性實例3及4中的第一層的剛性(9.4x105 N/m)是相同的，然而實例3中的堆疊具有與比較性實例3及4相較之下增加的筆落下高度，因而指示出有利地增加的吸收衝擊能量的能力。
此外，將實例3與實例1及2的任一者或兩者做比較，帶有中空凹部的ABS(帶有合併剛性為1.0x105 N/m)勝過帶有PE泡沫下層的鋁矽酸鹽(具有較高的複合剛性為2.9 x 105 N/m)。因此，具有較低複合剛性(來自第一層與第二層的合併剛性)的堆疊能夠較佳地吸收衝擊能量(由較高的筆落下高度得證)，因而減少對於薄玻璃元件的破壞。
堆疊組態在增加玻璃元件的穿刺抗性上的效應主要地不與樣品的面積相依。即，因為圍繞衝擊事件的受影響區域至多為數毫米，只要剛性存在於此局部區域中，樣品的此區域將會獲得穿刺抗性增加效應。試驗的部件是大約100 mm x 150 mm與150 mm x 200 mm。
薄玻璃元件30。
儘管上述關於比較性實例1至4及實例1至3的薄玻璃元件30是根據美國專利號9,321,677中說明的處理而製成的美國專利玻璃基板中的原理所處理的100微米厚的玻璃片(可從紐約康寧的康寧公司獲得)，此並非是必要的。本文所述的概念可使用於不同組成與不同製造方法的其他薄玻璃元件。例如，薄玻璃元件可為無鹼或含鹼的鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、硼鋁矽酸鹽、或矽酸鹽玻璃組成物，此玻璃元件可被強化(例如熱強化或化學強化，例如離子交換)，但不必然是，及可能是玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料，或前述物的組合。此外，薄玻璃元件不需要為100微米厚。大體上，本文所述的概念可使用於具有小於或等於200微米的厚度的玻璃元件。即，大體上，當玻璃元件變得更厚，其自身將越來越能夠抵抗穿刺事件，及因此本文所述的概念將變得越來越無益於改善此特定玻璃元件的穿刺抗性。例如，此玻璃元件可具有厚度為200微米、190微米、180微米、175微米、170微米、160微米、150微米、140微米、130微米、125微米、120微米、110微米、100微米、90微米、80微米、75微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米、25微米、20微米、或10微米、或在任意前述厚度之間的任意子範圍。
第一層10。
第一層10可由各種材料製成，只要此材料具有足夠剛性(當與可能存在的任何黏著劑層15結合時)以避免薄玻璃元件30的過度雙軸扭曲。例如，第一層的剛性可在9x105 N/m至2.0x106 N/m的範圍，於參照下述的在「剛性量測」中的鋁矽酸鹽玻璃與ABS材料而量測的。在某些具體例中，層10的材料比用於層20的材料至少剛硬約兩倍。第一層10的厚度並未特別限制，由於相較於厚度，剛性是更重要的於避免過度雙軸扭曲。因此，只要負載維持沿著特定材料的負載-位移曲線的線性部分(見圖6)，限制雙軸扭曲的效果將不與材料的厚度相依。因此，厚度可根據其在特定堆疊中的應用的要求而選擇。可用於第一層10的材料的實例包括鋁矽酸鹽玻璃與ABS。
第二層20
第二層20可由各種材料製成，只要其具有足夠的能量吸收能力以容許第一層整體的某些移動或撓曲，即，第一層沒有局部地過於彎曲拉緊於一半徑，其中此半徑將容許薄玻璃元件的雙軸扭曲。亦即，如參照圖3至5中所描繪的具體例而更加容易觀察的，第一層10的中央可彎曲，儘管在大的曲率半徑(足夠大以避免薄玻璃元件30的雙軸扭曲)，而非如完全平面的物體向上與向下移動。例如：第二層20的剛性可高達第一層10的剛性的一半。可用於第二層20的材料的實例包括：發泡聚乙烯、流體、氣體、空氣、真空空間、液體、凝膠。由於第二層的低剛性，第二層的材料並非直接藉由球衝擊至材料而量測，而是參照如下述名為「剛性量測」的部分中的發泡聚乙烯做為堆疊的部分而量測。當如下述而量測時，第二層20的剛性可為從1x105 N/m至3x105 N/m。第二層20的厚度，類似於第一層的情況，是不被特別限制的，由於相較於厚度，剛性對於能量吸收能力是更重要的。因此，只要負載維持沿著特定材料的負載-位移曲線的線性部分(見圖6)，能量吸收能力的效果將不與材料的厚度相依。因此，厚度可根據其在特定堆疊中的應用的要求而選擇。
剛性量測
使用在堆疊中的材料的剛性是由下述方式所量測。一個16 mm直徑的碳化鎢球被按壓至被量測的層元件或多層元件的表面中。此位移被量測為從0至140 N負載的函數，並描繪如圖6所示。剛性量測是由從20至140 N的繪圖的斜率(負載變化/位移變化)而得到。由圖6可知：線610是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃片的繪圖，其具有剛性為1.6x106 N/m；線620是ABS材料片(商標名為Kydex® T)的繪圖，其具有剛性為9.4x105 N/m，其中此材料的剛性是不與厚度相依；線630是1.1 mm厚的鋁矽酸鹽玻璃片的繪圖，其帶有支撐鋁矽酸鹽玻璃的0.8 mm厚的發泡聚乙烯(PE)層(即，安置在玻璃與試驗台之間，使得按壓在樣品上的碳化鎢球是在玻璃的此側上)，其中此兩層結構具有剛性為2.9x105 N/m；線640是ABS材料片(商標名為Kydex® T)的繪圖，其具有厚度為1.8 mm且其邊緣被圍繞支撐(如關於圖3至5所描述的)，以便被安置在具有3 mm厚度的空氣的凹部上方，帶有在其中央(在空氣的凹部上方)所造成剛性為1.0x105 N/m。
在本文使用時，用語「約」意味著數量、尺寸、公式、參數、及其他量值與特徵不是且不需要是準確的，但可為大約的及/或大於或小於，如所期望的，以反映公差、換算因素、捨入、量測誤差及類似物，與本領域的熱習技藝者所習知的其他因素。當用語「約」被用於描述數值或範圍的端點時，此揭示應被理解為包括此特定數值或所指稱的端點。無論本說明書中的數值或範圍的端點是否述明「約」，此數值或範圍的端點意於包括兩種具體例：由「約」所修飾的一種，與不由「約」所修飾的一種。將進一步理解到各範圍的端點在相關於其他端點及獨立於其他端點兩者上是重要的。
本文使用的方向性用語，例如上、下、右、左、前、後、頂、底，是僅參照所繪示的圖式而得，且不意於意指絕對方位。
本文使用的用語「該」、「一(a)」或「一(an)」意指「至少一個」，且不應被侷限於「僅一個」，除非明確地指示出相反涵意。因此，例如，參照「一組件」包括具有兩個或更多個此組件的具體例，除非上下文清楚地指示出並非如此。
本文使用的用語「實質的」、「實質上」與其變化意於指明所描述的特徵在數值或敘述上是相等的或大致上相等的。例如，「實質上平面的」表面意於表示表面是平面的或大致上平面的。再者，如上所界定的，「實質上類似」意於表示兩個數值是相等的或大致上相等的。在某些具體例中，「實質上類似」可表示數值彼此在約10%之內，諸如彼此在約5%之內、或彼此在約2%之內。
在不悖離本發明的精神與範圍下，可對本發明進行各種修改與變化，對於本領域的熟習技藝者是顯而易見的。因此，意於本發明覆蓋本發明的修改與變化，只要此修改與變化在隨附申請專利範圍及其等效物的範疇中。
例如，儘管第一層10顯示僅為一層，其自身可為多於一層的複合物，呈現由製成其的多層的厚度與剛性而衍生的合併厚度與合併剛性。類似地，儘管第二層20顯示僅為一層，其自身可為多於一層的複合物，呈現由製成其的多層的厚度與剛性而衍生的合併厚度與合併剛性。又再者，儘管黏著劑15顯示僅為一層，其自身可為多於一層的複合物，呈現由製成其的多層的剛性。
此外，例如，儘管第二層20被描述為具有與第一層10相同的大致外形，此並非是必要的。為了提供變化的吸收能量的能力，第二層20可具有不同於第一層10的外形；例如藉由結合圖2至5的具體例的組態。更明確地，第二層20可由具有相較於第一層10較低剛性的材料所製成(如圖2的具體例)，但也具有框架型組態(如圖3至5的周圍支撐件54)，從而提供兩種不同剛性，每一者小於第一層10的剛性。
又再者，例如，儘管支撐件50(與各個蓋52及周圍支撐件54)被描述為矩形，但是其他外形是可能的，例如，橢圓形、三角形、多邊形。此外，儘管蓋52被描述為具有與周圍支撐件54及凹部56的任一者或兩者類似的外形，此並非是必要的；其在某些具體例中可具有不同的外形(包括：凹部56的外形不類似於周圍支撐件54的外壁57的外形，例如，其中凹部周圍壁不平行於周圍支撐件54的外壁57)。再者，儘管蓋52及支撐件54被描述為兩塊分別的片，此並非是必要的；其可被形成為獨塊體(monolith)；或其可被形成為彼此接合的兩塊分別的片。
例如，儘管此等層被描述為薄片，其並不需要為如此。反而，此等層可為不確定長度的網絡與用於儲存與分佈的滾軋製品。
例如，層10、15、及/或20的一者或多者可包括裝飾性元件，其可透過堆疊的一側或多個側而被看見，特別是透過玻璃元件30。
例如，儘管沒有黏著劑存在於第一層10與第二層20之間，但是可以存在黏著劑。在黏著劑存在於第一層10與第二層20之間的情況中，堆疊組態將仍增加玻璃元的穿刺抗性件(所有其他事物是相同的)，只要黏著劑剛性足夠小，使得第二層20的剛性主導衝擊事件負載。即，類似於黏著劑15具有微小影響於層10支撐玻璃元件以抵抗雙軸扭曲的能力，在層10及20之間的黏著劑可選擇為具有微小影響於層20吸收衝擊能量的能力。
2‧‧‧比較性堆疊4‧‧‧堆疊5‧‧‧線6‧‧‧堆疊10‧‧‧第一層15‧‧‧黏著劑20‧‧‧第二層30‧‧‧薄玻璃元件50‧‧‧支撐件52‧‧‧蓋54‧‧‧周圍支撐件56‧‧‧凹部57‧‧‧外壁58‧‧‧周圍壁59‧‧‧中央部分60‧‧‧厚度61‧‧‧第一尺寸62‧‧‧厚度63‧‧‧第二尺寸64‧‧‧厚度65‧‧‧第一尺寸67‧‧‧第二尺寸610、620、630、640‧‧‧線
圖1是根據某些具體例的比較性堆疊結構的圖解側視圖。
圖2是根據某些具體例的堆疊結構的圖解側視圖。
圖3是根據某些具體例的堆疊支撐結構的圖解頂視圖。
圖4是根據某些具體例的圖3的堆疊支撐結構的圖解底視圖。
圖5是當沿著圖4的線5-5之根據某些具體例的圖3的堆疊支撐結構(與堆疊結構)的圖解側視圖。
圖6是各種材料的負載(在Y軸上以牛頓(N)為單位)對位移(在X軸上以毫米(mm)為單位)的作圖，用於測定剛性。
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4‧‧‧堆疊
10‧‧‧第一層
15‧‧‧黏著劑
20‧‧‧第二層
30‧‧‧薄玻璃元件

Claims (9)

  1. 一種堆疊組件，包含：一玻璃元件，包含小於或等於200微米的一厚度；及一支撐層，鄰接於該玻璃元件，該支撐層包含一第一層與一第二層，其中該第一層包含從9x105N/m至2.0x106N/m的一第一剛性，而該第二層包含從1x105N/m至3x105N/m的一第二剛性。
  2. 一種堆疊組件，包含：一玻璃元件，包含小於或等於200微米的一厚度，當該玻璃元件直接鄰接於一拋光的鋁板時，該玻璃元件包含一第一筆落下高度值；及一第一層，鄰接於該玻璃元件，該第一層包含從9x105N/m至2.0x106N/m的一剛性，其中當該玻璃元件直接鄰接於該第一層時，該玻璃元件包含一第二筆落下高度值，該第一層依序地直接鄰接於該拋光的鋁板，及其中該第二筆落下高度值大於該第一筆落下高度值。
  3. 一種堆疊組件，包含：一玻璃元件，包含小於或等於200微米的一厚度；一支撐層，鄰接於該玻璃元件，該支撐層包含一第 一層與一第二層，其中該第一層包含一第一剛性，而該第二層包含一第二剛性，其中該第一剛性大於該第二剛性；其中當該玻璃元件安置在該第一層的頂部上時，該第一層依序地直接鄰接於一拋光的鋁板，該玻璃元件包含一第一筆落下高度值；以及其中當該玻璃元件安置在該第一層的頂部上時，該第一層依序地安置在該第二層的頂部上，該第二層依序地直接鄰接於該拋光的鋁板，該玻璃元件包含一第二筆落下高度值，其中該第二筆落下高度值大於兩倍的該第一筆落下高度值。
  4. 如請求項3所述的堆疊組件，其中該第一剛性為從9x105N/m至2.0x106N/m。
  5. 如請求項2所述的堆疊組件，進一步包含一第二層，該第二層包含一第二剛性，其中該第一層安置在該玻璃元件與該第二層之間。
  6. 如請求項3至5的任一項所述的堆疊組件，其中該第二剛性為從1x105N/m至3x105N/m。
  7. 如請求項1或請求項3至5的任一項所述的堆疊組件，其中該第一剛性大於或等於兩倍的該第二剛性。
  8. 如請求項1至5的任一項所述的堆疊組件， 其中該第一層包含一第一材料與一黏著劑材料，該黏著劑材料將該第一材料接合該玻璃元件。
  9. 如請求項8所述的堆疊組件，其中該黏著劑材料包含從約25微米至約50微米的一厚度。
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