TWI825147B - 包含具有超薄玻璃層的抗穿刺積層之物件 - Google Patents

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Abstract

一種物件包括積層，該積層具有基板及超薄覆蓋玻璃層，該超薄覆蓋玻璃層結合至該基板之頂部表面。該超薄覆蓋玻璃層具有在1微米至49微米之範圍內的厚度。該超薄覆蓋玻璃層以光學透明黏合劑層結合至該基板之該頂部表面，該光學透明黏合劑層具有在5微米至50微米之範圍內的厚度。

Description

包含具有超薄玻璃層的抗穿刺積層之物件
本申請案根據專利法主張2018年8月24日申請之美國臨時申請案序列號第62/722309號之優先權權益，該申請案之內容為本文之基礎且以全文引用方式併入本文中。
本揭示案係關於抗穿刺積層。具體而言，本揭示案係關於包括玻璃層之抗穿刺及斷裂積層，該玻璃層以黏合劑層結合至基板。
用於電子裝置之顯示器之覆蓋基板保護顯示螢幕且提供使用者可藉以觀察顯示螢幕的光學透明表面。電子裝置(例如，手持式及可穿戴裝置)中之最近進步傾向於具有改良之可靠性之較輕便裝置。此等裝置之不同組件包括例如覆蓋玻璃及基板的保護組件之重量已經減少以產生較輕便裝置。
另外，消費者電子工業多年來已集中精力於將可穿戴及/或可撓性概念變成消費者產品。近來，由於塑膠膜之連續開發及改良，用於裝置的基於塑膠之覆蓋基板在市場上已表明一些成就。然而，使用塑膠覆蓋基板之固有缺點保持例如低濕氣及/或氧化抵抗力及低表面硬度，此在使用期間可導致裝置故障。塑膠基板針對其可撓性之使用在一些情形下可增加重量，降低光學透明度，降低抗刮性，降低抗穿刺性，且/或降低用於覆蓋基板之熱持久性。
因此，繼續需要用於消費者產品之覆蓋，例如用於保護顯示螢幕之覆蓋基板或玻璃中之創新。且具體而言，持續需要用於包括可撓性組件，例如可撓性顯示螢幕之消費者裝置之覆蓋玻璃或覆蓋基板。
本揭示案針對可撓性、抗穿刺，及抗斷裂積層，該等積層包括超薄覆蓋玻璃層，該超薄覆蓋玻璃層以黏合劑結合至基板。該超薄覆蓋玻璃層具有小於50微米(μm或微米)之厚度。出乎意料地，具有小於50微米之厚度之超薄覆蓋玻璃層當以適當厚的黏合劑層結合至基板時提供合適的抗穿刺性及抗斷裂性。抗穿刺性及抗斷裂性與此類超薄覆蓋玻璃層(具有小於50微米之厚度)之可撓性一起產生如本文所描述的積層之性質之合意的組合。
一些實施例針對物件，該物件包括積層，該積層具有基板；覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層結合至該基板之頂部表面，該覆蓋玻璃層具有在1微米至49微米之範圍內的厚度；以及光學透明黏合劑層，該光學透明黏合劑層具有在5微米至50微米之範圍內的厚度，該光學透明黏合劑層將該覆蓋玻璃層之底部表面結合至該基板之該頂部表面。
在一些實施例中，根據先前段落之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層具有在1微米至40微米之範圍內的厚度。在一些實施例中，根據先前段落之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層具有在1微米至30微米之範圍內的厚度。在一些實施例中，根據先前段落之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層具有在35微米至49微米之範圍內的厚度。在一些實施例中，根據先前段落之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層具有在25微米至49微米之範圍內的厚度。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括光學透明黏合劑層，該光學透明黏合劑層具有在25微米至50微米之範圍內的厚度。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層以該光學透明黏合劑層直接結合至該基板之該頂部表面。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括積層，該積層可達成3毫米(mm)之曲彎半徑。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括積層，該積層具有藉由該覆蓋玻璃層在穿刺測試中之2.25公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括積層，該積層具有藉由該覆蓋玻璃層在8公分或更大之筆落高度處避免故障之能力限定的抗衝擊性，其中該筆落高度係根據筆落測試量測。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層為拉製至該覆蓋玻璃層之該厚度的再拉製玻璃層。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層包括含鹼鋁矽酸鹽玻璃。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層包括55莫耳%至70莫耳%的SiO2 、10莫耳%至20莫耳%的Al2 O3 ，及10莫耳%至20莫耳%的Na2 O。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層具有至少在該覆蓋玻璃層之頂部表面或該底部表面中之一個處的壓縮應力，及至少在貫穿該覆蓋玻璃層之該厚度的兩個點處不同的金屬氧化物濃度。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括基板，該基板包括電子顯示器，該電子顯示器具有限定該基板之該頂部表面之至少一部分的顯示表面。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括塗層，該塗層設置在該覆蓋玻璃層之頂部表面上。在一些實施例中，該塗層可包括選自由以下組成之群組的塗層：防反射塗層、防光眩塗層、防指紋塗層、防碎片層、抗菌塗層，及易於清潔的塗層。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可包括積層，該積層缺乏設置在該覆蓋玻璃層之頂部表面上的聚合硬塗層。
在一些實施例中，根據先前段落中之任何段落之實施例之物件可為消費者電子產品，且該基板可包括電子顯示器，該消費者電子產品包括殼體，該殼體包含前表面、後表面及側表面；以及電氣組件，該等電氣組件至少部分地在該殼體內，該等電氣組件包括控制器、記憶體，及該電子顯示器，該電子顯示器在該殼體之該前表面處或鄰近該前表面，其中該覆蓋玻璃層形成該殼體之至少一部分。
一些實施例針對電子顯示組件，該電子顯示組件包括電子顯示器，該電子顯示器包括顯示表面；覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層結合至該顯示表面，該覆蓋玻璃層包括在1微米至49微米之範圍內的厚度；以及光學透明黏合劑層，該光學透明黏合劑層具有在5微米至50微米之範圍內的厚度，該光學透明黏合劑層將該覆蓋玻璃層之底部表面結合至該電子顯示器之該顯示表面。
在一些實施例中，根據先前段落之實施例之顯示組件可包括塗層，該塗層設置在該玻璃層之頂部表面上。
在一些實施例中，根據前述兩個段落中之任一段落之實施例之顯示組件可包括覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層以該光學透明黏合劑層直接結合至該電子顯示器之該顯示表面。
一些實施例針對製作積層之方法，該方法包括將覆蓋玻璃層結合至基板之頂部表面，該覆蓋玻璃層具有在1微米至49微米之範圍內的厚度，其中該覆蓋玻璃層之底部表面以光學透明黏合劑層結合至該基板之該頂部表面，該光學透明黏合劑層具有在5微米至50微米之範圍內的厚度。
在一些實施例中，根據先前段落之實施例之方法可包括以再拉製製程形成該覆蓋玻璃層，其中該再拉製製程包括將該覆蓋玻璃層再拉製至該覆蓋玻璃層之該厚度。
在一些實施例中，根據兩個前述段落中之任一段落之實施例之方法可包括以塗層塗佈該覆蓋玻璃層之頂部表面。
以下實例例示，而非限制本揭示案。本領域中通常遭遇且熟習此項技術者將顯而易見的條件及參數之種類之其他合適的修改及調適在本提示案之精神及範疇內。
用於消費者產品之覆蓋基板例如覆蓋玻璃可尤其用來減少不希望的反射，防止玻璃中之機械缺陷(例如，刮痕或裂縫)之形成，且/或提供易於清潔的透明表面。本文所揭示的覆蓋玻璃及積層可併入另一物件中，該另一物件例如具有顯示器之物件(或顯示物件) (例如，消費者電子產品，包括行動電話、平板、電腦、導航系統、可穿戴裝置(例如，手錶)等等)、架構物件、運輸物件(例如，汽車、火車、飛機、海用船舶等)、用具物件，或可受益於一些透明度、抗刮性、抗磨性，或其組合的任何物件。
併入本文所揭示的覆蓋玻璃層或積層中之任一個的示範性物件為消費者電子裝置，該消費者電子裝置包括具有前表面、後表面，及側表面的殼體；電氣組件，該等電氣組件至少部分地在殼體內側或完全在殼體內且包括至少一控制器、記憶體，及在殼體之前表面處或鄰近於該前表面的顯示器；以及覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層在殼體之前表面處或上，使得該覆蓋玻璃層在顯示器上。在一些實施例中，覆蓋玻璃層可包括本文所揭示的玻璃層中之任一個。在一些實施例中，殼體或顯示器之一部分中之至少一個包含如本文所揭示的覆蓋玻璃層或積層。如本文所使用，「積層」為包括至少一覆蓋玻璃層及基板的多層結構，該基板與設置在覆蓋玻璃層與基板之間的黏合劑層結合在一起。
覆蓋基板，例如覆蓋玻璃，亦用來保護消費者產品之敏感組件免受機械損壞(例如，穿刺及衝擊力)。對於包括可撓性、可折疊，及/或急劇彎曲部分(例如，可撓性、可折疊，及/或急劇彎曲顯示螢幕)的消費者產品，用於保護顯示螢幕之覆蓋基板應保持螢幕之可撓性、可折疊性，及/或曲率而亦保護螢幕。此外，覆蓋基板應抵抗機械損壞，例如刮痕及破裂，使得使用者可享受顯示螢幕之無阻礙視野。
厚整塊玻璃層可提供足夠的機械性質，但此等層可為巨大的且不能折疊至緊湊半徑以便在可折疊、可撓性，或急劇彎曲的消費者產品中加以利用。且高度可撓性覆蓋基板，例如塑膠基板，可不能提供對於消費者產品合意的足夠的抗穿刺性、抗刮性，及/或抗斷裂性。
作為覆蓋基板，與塑膠相比，玻璃提供對濕氣(及氧)的優越障壁且提供硬度性質以在使用期間使刮痕及變形最小化。且超薄玻璃可曲變至極小的曲彎半徑。可折疊物件或積層至緊湊曲彎半徑之曲彎藉由物件或積層之總體剛性驅動。由於高玻璃模數，物件或積層之覆蓋玻璃層主要有助於物件或積層之剛性。因此，需要較薄的覆蓋玻璃層來促進物件或積層之曲彎。因此，藉由提供足夠的抗穿刺性、抗刮性，及/或抗斷裂性的超薄玻璃層限定或包括該超薄玻璃層的覆蓋基板能夠充當覆蓋基板。此超薄玻璃層(具有小於50微米之厚度)可降低用以生產具有合適的機械性質之覆蓋基板之層數。
本文所描述的物件包括具有小於50微米(微米) (亦即，49微米或更少，例如48微米，或47微米，或46微米，或45微米，或40微米，或35微米，或30微米，或25微米，或其間之任何及所有子範圍)之厚度之超薄覆蓋玻璃層。出乎意料地，與具有50微米之厚度且以黏合劑結合至基板的覆蓋玻璃層相比，具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層當以類似的黏合劑層結合至類似的基板時提供優越的抗穿刺性及抗斷裂性。先前，據信，在玻璃厚度減少至50微米以下時，抗穿刺性及抗斷裂性將由於玻璃層之薄度而類似地降低。然而，對於以適當厚的黏合劑層黏附地結合至基板的覆蓋玻璃層，狀況並非如此。
具體而言，出乎意料地，對於具有小於50微米之厚度之超薄覆蓋玻璃層，展現在覆蓋玻璃層中的應力與結合至基板的層之剛性成反比。在穿刺測試或筆落測試期間導致覆蓋玻璃之故障的高應力起因於玻璃之局部化曲彎。因此，先前據信覆蓋玻璃之剛性與抗穿刺性及抗斷裂性一致地且直接地有關。因為據信由於穿刺力展現在覆蓋玻璃層中的應力將總是與玻璃層之剛性成反比，所以此為理解。因此，據信，相對較厚、較硬的覆蓋玻璃層將總是改良筆落及穿刺測試效能，及因此抗穿刺性及抗斷裂性。
然而，已發現具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層可為積層提供合適的穿刺故障負荷及筆落效能。如本文所揭示，小於50微米的覆蓋玻璃層厚度展示相較於50微米厚的覆蓋玻璃層的較佳效能。且當經受筆落或準靜態壓痕負載(穿刺力)時，小於50微米的覆蓋玻璃層厚度展示與大於50微米及高達約100微米的覆蓋玻璃層厚度類似的效能。然而，與由具有50微米或更多之厚度之相同材料製成的覆蓋玻璃層相比，小於50微米之覆蓋玻璃層厚度將具有優越的可撓性及曲彎性質。此類覆蓋玻璃層(具有小於50微米之厚度)之優越的可撓性及可曲彎性允許該等覆蓋玻璃層在無故障的情況下藉由較小的曲彎半徑曲彎。此外，因為此等較薄的覆蓋玻璃層減少用來製作提供合意的保護的覆蓋玻璃層的原材料之量，所以該等較薄的覆蓋玻璃層可降低製造成本。
包括結合至基板的覆蓋玻璃層且具有小於50微米之厚度的積層在筆落效能測試期間相較於具有50微米之厚度且類似地結合至類似基板的可比較玻璃層表現更好。為確認此出乎意料的行為，進一步積層藉由INSTRON®機器(由Illinois Tool Works Inc.製造的控制穿刺測試機器)在控制負載的情況下使用穿刺測試加以測試。與損壞引發及傳播有關的資訊可得自此穿刺測試之結果。若不可能，則此資訊難以藉由筆落實驗獲得。穿刺測試允許在準靜態負載期間監視控制斷裂。換言之，穿刺測試幫助區分積層中之哪個層首先出故障，因為該穿刺測試可在第一感測斷裂之後立即停止。第一感測斷裂之後的停止幫助區分覆蓋玻璃層及/或覆蓋玻璃層所結合到的基板之故障。穿刺測試結果確認具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層具有相較於可比較的50微米厚的覆蓋玻璃層的優越抗穿刺性及抗斷裂性。
根據出乎意料的筆落及穿刺測試，包括結合至基板的覆蓋玻璃層的積層之行為經模型化以評估藉由給予覆蓋玻璃層之表面上的穿刺力產生的應力分佈。模型結果展示用於具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層的應力級總起來小於用於具有50微米之厚度之可比較的覆蓋玻璃層的彼等者。此等模型化結果確認具有小於50微米之厚度且以適當厚的黏合劑結合至基板的覆蓋玻璃層與類似地結合至類似基板的50微米厚的覆蓋玻璃層相比由於穿刺力或衝擊力在抵抗故障方面較優越。如本文所描述的結合至基板的小於50微米厚的覆蓋玻璃層提供足夠的可撓性、抗穿刺性、抗刮性，及抗斷裂性，以充當用於基板及包括基板的物件之保護組件。
第1圖例示根據一些實施例之物件100。物件100包括積層102，該積層具有基板110及覆蓋玻璃層120，該覆蓋玻璃層以光學透明黏合劑層130結合至基板110。覆蓋玻璃層120可覆蓋基板110之全部或一部分。覆蓋玻璃層120可覆蓋基板110之頂部表面114之全部或一部分。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可覆蓋頂部表面114之整體。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可在頂部表面114之所有相對邊緣之間但並非在頂部表面之整體上覆蓋基板110之頂部表面114。
在一些實施例中，基板110可為電子顯示器或包括電子顯示器的電子顯示組件。在一些實施例中，基板110之頂部表面114之全部或一部分可為電子顯示器或電子顯示組件之顯示表面。換言之，顯示表面可限定基板110之頂部表面114之全部或一部分。示範性電子顯示器包括發光二極體(light emitting diode; LED)顯示器或有機發光二極體(organic light emitting diode; OLED)顯示器。在一些實施例中，基板110可為非電子顯示裝置。例如，基板110可為顯示靜態或印刷郵政標記的顯示裝置。在一些實施例中，基板110可為觸壓感測器，例如電容性觸壓感測器，或偏光鏡，或電池。
在一些實施例中，基板110，例如電子顯示器或電子顯示組件，可為可撓性基板。如本文所使用，可撓性層、物件，或基板為可獨自達成10 mm或更少之曲彎半徑的層、物件，或基板。在一些實施例中，基板110可達成5 mm或更少之曲彎半徑。在一些實施例中，基板110可達成4 mm或更少之曲彎半徑。在一些實施例中，基板110可達成3 mm或更少之曲彎半徑。若當基板110在約25℃且約50%相對濕度處保持在「X」半徑處達60分鐘時該基板抵抗故障，則基板110達成「X」之曲彎半徑。第9圖例示積層102，以及基板110之曲彎半徑170之量測。
覆蓋玻璃層120為具有小於50微米之厚度126之超薄玻璃層。覆蓋玻璃層120可具有自覆蓋玻璃層120之底部表面122量測至頂部表面124的在1微米至49微米(微米，μm)之範圍包括其間的子範圍內之厚度126。例如，覆蓋玻璃層120可具有1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、46微米、47微米、48微米、49微米，或在具有此等值中之任何兩個作為端點之範圍內的厚度126。在一些實施例中，厚度126可在1微米至40微米，或自2微米至35微米，或自3微米至30微米，或自4微米至30微米，或自5微米至30微米，或自6微米至25微米，或自7微米至20微米，或自10微米至20微米，或自15微米至20微米，或自15微米至25微米，或自15微米至30微米，或自15微米至35微米，或自15微米至40微米，或自15微米至45微米，或自15微米至49微米之範圍內。在一些實施例中，厚度126可在1微米至30微米之範圍內。在一些實施例中，厚度126可在35微米至49微米之範圍內。在一些實施例中，厚度126可在25微米至49微米之範圍內。在一些實施例中，厚度126可在15微米至49微米之範圍內。在一些實施例中，厚度126可在5微米至49微米之範圍內。
覆蓋玻璃層120可達成10 mm或更少之曲彎半徑。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可達成5 mm或更少之曲彎半徑。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可達成4 mm或更少之曲彎半徑。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可達成3 mm或更少之曲彎半徑。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可包括含鹼鋁矽酸鹽玻璃材料。用於覆蓋玻璃層120之其他合適的材料包括玻璃材料，例如但不限於，鈉鈣玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃，及鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃。在一些變體中，玻璃材料可不含氧化鋰。在其他實施例中，玻璃材料可含有氧化鋰。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可為再拉製玻璃層。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可為使用缺乏化學薄化製程的製程形成的玻璃層(亦即，覆蓋玻璃層120可為非化學薄化玻璃層)。如本文所使用，術語「再拉製覆蓋玻璃層」意味在再拉製製程中拉製至其最終厚度的玻璃材料層。例如，在再拉製製程中，玻璃塊可經加熱至所要的拉製溫度且藉由拉伸輥(在非品質區域，例如，設置在玻璃之邊緣內部的區域及/或意欲用來製作裝置的區域中)展開以將該玻璃塊之厚度減少至覆蓋玻璃層之最終厚度。在再拉製至最終厚度之後，無額外製作步驟經利用來顯著地改變覆蓋玻璃層之厚度。研磨或拋光可用來成形再拉製覆蓋玻璃層之邊緣，但此研磨或拋光並非視為改變層之厚度。如本文所使用，術語「化學薄化覆蓋玻璃層」意味經受一或多個化學蝕刻製程以將其厚度減少至玻璃層之最終所要的厚度的玻璃材料層。化學薄化(亦稱為蝕刻)玻璃層將由於用來減少其厚度的刻蝕製程(多個)而具有相較於再拉製玻璃層的不同性質。例如，再拉製玻璃層之表面可顯著地比化學薄化玻璃層之表面更平滑。用於再拉製玻璃層之表面粗糙度可小至約0.1 nm (奈米)至0.2 nm，而化學薄化玻璃層之最小表面粗糙度為約2 nm至3 nm。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可為強化玻璃層，例如已經受離子交換製程或熱回火製程的玻璃層。對於經受離子交換製程的覆蓋玻璃層120，覆蓋玻璃層120包括頂部表面124及/或底部表面122處之壓縮應力及至少在穿過覆蓋玻璃層120之厚度126的兩個點處不同的金屬氧化物之濃度。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可為非強化玻璃層，例如未經受離子交換製程或熱回火製程的玻璃層。
除非另有指示，否則覆蓋玻璃層120為單個整塊層。如本文所使用，「單個整塊層」意味跨於其體積具有實質上一致的組成物之單個整體形成的層。藉由使一或多個層或材料成層，或藉由機械地附接不同的層製作的層不視為單個整塊層。
光學透明黏合劑層130設置在基板110之頂部表面114上放且將覆蓋玻璃層120結合至基板110。在一些實施例中，光學透明黏合劑層130可設置在基板110之頂部表面114上。在此類實施例中，光學透明黏合劑層130之底部表面132與基板110之頂部表面114直接接觸。如本文所使用，「設置在…上」意味第一層及/或組件與第二層及/或組件直接接觸。「設置在」第二層及/或組件上的第一層及/或組件可經沉積、形成、置放，或以其他方式直接施加至第二層及/或組件上。換言之，若第一層及/或組件設置在第二層及/或組件上，則不存在設置在第一層及/或組件與第二層及/或組件之間的層。描述為「結合至」第二層及/或組件的第一層及/或組件意味層及/或組件係藉由兩個層及/或組件之間的直接接觸及/或結合或藉由黏合劑層彼此結合。若第一層及/或組件經描述為「設置在」第二層及/或組件上方，則其他層可以或可不存在於第一層及/或組件與第二層及/或組件之間。
用於層130之合適的光學透明黏合劑包括但不限於丙烯酸黏合劑，例如3MTM 8212黏合劑，或任何光學透明液體黏合劑，例如Loctite®光學透明液體黏合劑。光學透明黏合劑層130可具有自光學透明黏合劑層130之底部表面132量測至頂部表面134的在5微米至50微米之範圍，包括子範圍內的厚度136。例如，光學透明黏合劑層130之厚度136可為5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米，或在具有此等值中之任何兩個作為端點的範圍內。在一些實施例中，厚度136可在25微米至50微米之範圍內。在一些實施例中，厚度136可自5微米至49微米，或自5微米至45微米，或自5微米至40微米，或自5微米至35微米，或自5微米至30微米，或自5微米至25微米，或自5微米至20微米，或自5微米至15微米，或自5微米至48微米，或自10微米至45微米，或自15微米至45微米，或自20微米至45微米，或自25微米至45微米，或自30微米至45微米，或自35微米至45微米，或自6微米至48微米，或自10微米至42微米，或自15微米至37微米，或自20微米至32微米，或自25微米至30微米。
如本文所使用，「光學透明」意味在400 nm至700 nm之波長範圍內穿過材料之1.0 mm厚片的70%或更大之平均透射率。在一些實施例中，光學透明材料可具有在400 nm至700 nm之波長範圍穿過材料之1.0 mm厚片的75%或更大、80%或更大、85%或更大，或90%或更大之平均透射率。400 nm至700 nm之波長範圍內的平均透射率係藉由量測自約400 nm至約700 nm的整數波長之透射率及對量測求平均計算。覆蓋玻璃層120可為光學透明的。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120之底部表面122可與光學透明黏合劑層130之頂部表面134直接接觸。在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可藉由光學透明黏合劑層130直接結合至基板110之頂部表面114。在此類實施例中，覆蓋玻璃層之底部表面122及基板110之頂部表面114分別與光學透明黏合劑層130之頂部表面134及底部表面132直接接觸。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120之頂部表面124可為積層102及/或物件100之最頂部外部、面向使用者的表面。如本文所使用，術語「頂部表面」或「最頂部表面」及「底部表面」或「最底部表面」參考在層、組件，或物件將在其正常及預定使用期間定向時的該層、組件，或物件之頂部表面及底部表面，其中頂部表面為面向使用者的表面。例如，當併入具有電子顯示器的手持式消費者電子產品中時，物件、層，或積層之「頂部表面」係指當藉由經由物件、積層，或層觀察電子顯示器的使用者固持時的該物件、層，或積層將經定向時的彼物件、積層，或層之頂部表面。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120之頂部表面124可以一或多個塗層(例如，塗層180)塗佈以提供所要的特性。此類塗層包含但不限於聚合硬塗層、防反射塗層、防光眩塗層、防指紋塗層、防碎片層、抗菌及/或抗病毒塗層，及易於清潔的塗層。在一些實施例中，積層102可缺乏設置在覆蓋玻璃層120之頂部表面124上方或結合至該頂部表面的塗層(例如，塗層180)。在一些實施例中，積層102可缺乏設置在覆蓋玻璃層120之頂部表面124上方或結合至該頂部表面的聚合硬塗層。聚合硬塗層，例如本文所描述的光學透明聚合(optically transparent polymeric; OTP)硬塗層，為具有經組配來改良積層之抗穿刺性及/或抗斷裂性的顯著硬度之層。以一或多個塗層塗佈，或未以任何塗層塗佈的覆蓋玻璃層120可稱為「覆蓋基板」。
物件100及/或積層102可達成10 mm或更少之曲彎半徑170。在一些實施例中，物件100及/或積層102可達成5 mm或更少之曲彎半徑170。在一些實施例中，物件100及/或積層102可達成4 mm或更少之曲彎半徑170。在一些實施例中，物件100及/或積層102可達成3 mm或更少之曲彎半徑170。第9圖例示施加至物件100及/或積層102以將該物件及/或積層曲彎至曲彎半徑170的曲彎力172。如第9圖中所示，彎曲半徑170可在玻璃層120之頂部表面124朝向自身曲彎的情況下相對於基板110之底部表面112加以量測。因而，基板110具有如第9圖中所示的曲彎半徑170，且玻璃層120具有小於基板110之曲彎半徑的曲彎半徑。
在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在根據「筆落測試」量測時的8公分(cm)或更大之筆落高度處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在根據「筆落測試」量測時的9 cm或更大之筆落高度處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在根據「筆落測試」量測時的10 cm或更大之筆落高度處避免故障之能力限定的抗衝擊性。
如本文所描述且涉及，「筆落測試」經實施，使得積層之樣本以給予覆蓋玻璃層之頂部表面的負載(亦即，來自在一定高度處降落的筆)測試，其中覆蓋玻璃層之底部表面以50微米厚的光學透明黏合劑層結合至聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate; PET)之100微米厚的層，從而充當用於積層之基板。筆落測試中之PTE層意圖模擬可撓性電子顯示裝置(例如，OLED裝置)。在測試期間，結合至PET層的覆蓋玻璃層經置放在鋁板(6063鋁合金，如以400粒度紙拋光至表面粗糙度)上，並且PET層與鋁板接觸。無帶子使用於擱置在鋁板上的樣本之側上。
管材經使用於筆落測試以將筆導引至樣本，且管材經置放成與樣本之頂部表面接觸，使得管材之縱向軸線實質上垂直於樣本之頂部表面。管材具有1吋(2.54 cm)之外徑、十六分之九吋(1.4 cm)之內徑及90 cm之長度。丙烯腈丁二烯(「acrylonitrile butadiene; ABS」)墊片經使用來將筆固持在用於每個測試之所要的高度處。在每個降落之後，管材相對於樣本重新定位以將筆導引至樣本上之不同衝擊位置。使用在筆落測試中的筆為具有0.7 mm ( 0.68 mm)直徑之碳化鎢球點尖端及包括帽的5.73克(g) (在無帽的情況下4.68 g)之重量的BIC® Easy Glide Pen, Fine。
對於筆落測試，筆係在帽附接至頂部末端(亦即，與尖端相對的末端)的情況下降落，使得球點可與測試樣本相互作用。在根據筆落測試之降落序列中，在1 cm之初始高度處實施一個筆降落，接著是以0.5 cm增量直至20 cm的相繼降落，且在20 cm之後，2 cm增量直至測試樣本之故障。在每個降落經實施之後，與特定筆落高度一起記錄任何可觀察的斷裂、故障或樣本之損壞之其他證據。使用筆落測試，可根據相同降落序列測試多個樣本以產生具有改良統計量之母體。對於筆落測試，筆將在每5個降落之後，且針對測試的每個新樣本改變成新筆。另外，所有筆降落係在樣本之中心處或附近的樣本上之隨機位置處執行，沒有筆降落處於樣本之邊緣附近或上。
出於筆落測試之目的，「故障」意味積層中之可見機械缺陷之形成。機械缺陷可為裂縫或塑性變形(例如，表面凹陷)。裂縫可為表面裂縫或貫穿裂縫。裂縫可形成於積層之內部或外部表面上。裂縫可延伸穿過積層之層之全部或一部分。可見機械缺陷具有0.2毫米或更大之最小尺寸。第2圖及第3圖之曲線圖展示根據筆落測試測試的用於具有測試樣本400之組態的各種測試樣本的故障處之降落高度與覆蓋玻璃層厚度。
在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在「穿刺測試」中的2.25公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在「穿刺測試」中的2.5公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在「穿刺測試」中的2.75公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在「穿刺測試」中的3公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。在一些實施例中，積層102可具有藉由覆蓋玻璃層120在「穿刺測試」中的3.25公斤-力或更大之穿刺負載處避免故障之能力限定的抗衝擊性。
如本文所描述且涉及，「穿刺測試」經實施，使得積層之樣本係以給予覆蓋玻璃層之頂部表面的負載測試，其中覆蓋玻璃層之底部表面以50微米厚的光學透明黏合劑層結合至聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之100微米厚的層，從而充當對於積層之基板。穿刺測試中之PTE層意圖模擬可撓性電子顯示裝置(例如，OLED裝置)。在穿刺測試期間，覆蓋玻璃層之頂部表面以具有帶有200微米直徑之平坦底部之不銹鋼銷負載。根據本揭示案之穿刺測試係以0.5毫米/分鐘十字頭速度在位移控制下執行。此準靜態負載測試(壓痕)係藉由利用INSTRON®機器(藉由Illinois Tool Works Inc.製造的控制穿刺測試機器)進行。在測試期間，將樣本置放在銷尖端下方且增加負載直至觀察到故障。在故障處，記錄以公斤-力(kgf)為單位量測的穿刺負載。不銹鋼銷在規定數量的測試(亦即，10個測試)之後以新銷置換，以避免可起因於與測試相關聯的金屬銷之變形的偏位。
出於穿刺測試之目的，「故障」意味積層中之可見機械缺陷之形成。機械缺陷可為裂縫或塑性變形(例如，表面凹陷)。裂縫可為表面裂縫或貫穿裂縫。裂縫可形成於積層之內部或外部表面上。裂縫可延伸穿過積層之層之全部或一部分。可見機械缺陷具有0.2毫米或更大之最小尺寸。第2圖及第3圖之曲線圖展示根據穿刺測試測試的用於具有測試樣本400之組態的各種測試樣品的故障處之壓痕負載與覆蓋玻璃層厚度。
每個測試樣本400包括覆蓋玻璃層430，該覆蓋玻璃層以50微米厚的光學透明黏合劑層420結合至100微米厚的PTE基板410，如第4圖中所示。測試的覆蓋玻璃層430包括再拉製覆蓋玻璃層(在第2圖及第3圖中以「R」標記)及化學薄化覆蓋玻璃層(在第3圖中以「CT」標記)。每個覆蓋玻璃層430為包含具有表1中之組成物1之組成物的含鹼鋁矽酸鹽玻璃的玻璃層。每個覆蓋玻璃層430為非強化覆蓋玻璃層。測試樣本400包括以下覆蓋玻璃層：(i) 25微米厚的再拉製覆蓋玻璃層430、(ii) 35微米厚的再拉製覆蓋玻璃層430、(iii) 50微米厚的化學薄化覆蓋玻璃層430、(iv) 50微米厚的再拉製覆蓋玻璃層430、(v) 75微米厚的再拉製覆蓋玻璃層430，及(vi) 100微米厚的再拉製覆蓋玻璃層430。
雖然第2圖及第3圖中所報告的測試結果為對具有組成物1之組成物的玻璃層執行的測試之結果，但結果中所例示的趨勢並不取決於所測試的特定鋁矽酸鹽玻璃組成物。類似的測試結果對於其他玻璃組成物，包括表1中之組成物2-5，展示相同的趨勢。本文所論述的用於覆蓋玻璃層之其他合適的玻璃材料包括鈉鈣玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃，及鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃。在一些變體中，玻璃材料可不含氧化鋰。此等玻璃材料可為強化的或非強化的。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括40莫耳%至90莫耳%的SiO2 (氧化矽)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括40莫耳%、45莫耳%、50莫耳%、55莫耳%、60莫耳%、65莫耳%、70莫耳%、75莫耳%、80莫耳%、85莫耳%，或90莫耳%的SiO2 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點之任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括55莫耳%至70莫耳%的SiO2 。在一些實施例中，玻璃組成物可包括57.43莫耳%至68.95莫耳%的SiO2 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括1莫耳%至10莫耳%的B2 O3 (氧化硼)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括1莫耳%、2莫耳%、3莫耳%、4莫耳%、5莫耳%、6莫耳%、7莫耳%、8莫耳%、9莫耳%，或10莫耳%的B2 O3 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括3莫耳%至6莫耳%的B2 O3 。在一些實施例中，玻璃組成物可包括3.86莫耳%至5.11莫耳%的B2 O3 。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括B2 O3 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括5莫耳%至30莫耳%的Al2 O3 (氧化鋁)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括5莫耳%、10莫耳%、15莫耳%、20莫耳%、25莫耳%，或30莫耳%的Al2 O3 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括10莫耳%至20莫耳%的Al2 O3 。在一些實施例中，玻璃組成物可包括10.27莫耳%至16.10莫耳%的Al2 O3 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括1莫耳%至10莫耳%的P2 O5 (氧化磷)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括1莫耳%、2莫耳%、3莫耳%、4莫耳%、5莫耳%、6莫耳%、7莫耳%、8莫耳%、9莫耳%，或10莫耳%的P2 O5 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括2莫耳%至7莫耳%的P2 O5 。在一些實施例中，玻璃組成物可包括2.47莫耳%至6.54莫耳%的P2 O5 。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括P2 O5 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括5莫耳%至30莫耳%的Na2 O (氧化鈉)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括5莫耳%、10莫耳%、15莫耳%、20莫耳%、25莫耳%，或30莫耳%的Na2 O，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括10莫耳%至20莫耳%的Na2 O。在一些實施例中，玻璃組成物可包括10.82莫耳%至17.05莫耳%的Na2 O。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括0.01莫耳%至0.05莫耳%的K2 O (氧化鉀)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%、0.02莫耳%、0.03莫耳%、0.04莫耳%，或0.05莫耳%的K2 O，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%的K2 O。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括K2 O。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括1莫耳%至10莫耳%的MgO (氧化鎂)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括1莫耳%、2莫耳%、3莫耳%、4莫耳%、5莫耳%、6莫耳%、7莫耳%、8莫耳%、9莫耳%，或10莫耳%的MgO，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括2莫耳%至6莫耳%的MgO。在一些實施例中，玻璃組成物可包括2.33莫耳%至5.36莫耳%的MgO。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括MgO。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括0.01莫耳%至0.1莫耳%的CaO (氧化鈣)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%、0.02莫耳%、0.03莫耳%、0.04莫耳%、0.05莫耳%、0.06莫耳%、0.07莫耳%、0.08莫耳%、0.09莫耳%，或0.1莫耳%的CaO，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.03莫耳%至0.06莫耳%的CaO。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括CaO。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括0.01莫耳%至0.05莫耳%的Fe2 O3 (氧化鐵)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%、0.02莫耳%、0.03莫耳%、0.04莫耳%，或0.05莫耳%的Fe2 O3 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%的Fe2 O3 。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括Fe2 O3 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括0.5莫耳%至2莫耳%的ZnO (氧化鋅)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.5莫耳%、1莫耳%、1.5莫耳%，或2莫耳%的ZnO，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括1.16莫耳%的ZnO。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括ZnO。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括1莫耳%至10莫耳%的Li2 O (氧化鋰)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括1莫耳%、2莫耳%、3莫耳%、4莫耳%、5莫耳%、6莫耳%、7莫耳%、8莫耳%、9莫耳%，10莫耳%的Li2 O，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括5莫耳%至7莫耳%的Li2 O。在一些實施例中，玻璃組成物可包括6.19莫耳%的Li2 O。在一些實施例中，玻璃組成物可不包括Li2 O。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可包括0.01莫耳%至0.3莫耳%的SnO2 (氧化錫)。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%、0.05莫耳%、0.1莫耳%、0.15莫耳%、0.2莫耳%、0.25莫耳%，或0.3莫耳%的SnO2 ，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.01莫耳%至0.2莫耳%的SnO2 。在一些實施例中，玻璃組成物可包括0.04莫耳%至0.17莫耳%的SnO2 。
在一些實施例中，本文所論述的用於玻璃層之玻璃組成物可為包括在10莫耳%至30莫耳%之範圍內之R2 O (鹼金屬氧化物(多個)) + RO (鹼土金屬氧化物(多個))之值的組成物。在一些實施例中，R2 O + RO可為10莫耳%、15莫耳%、20莫耳%、25莫耳%，或30莫耳%，或具有此等值中之任何兩個作為端點的任何範圍內之莫耳%。在一些實施例中，R2 O + RO可在15莫耳%至25莫耳%之範圍內。在一些實施例中，R2 O + RO可在16.01莫耳%至20.61莫耳%之範圍內。 表1：玻璃組成物
此外，雖然第2圖及第3圖中所報告的測試結果為用於具有50微米厚的光學透明黏合劑層之樣本400之測試結果，但較薄的光學透明黏合劑層420，例如25微米及10微米，將導致用於覆蓋玻璃層之相同效能。然而，顯著量的黏合劑允許穿刺力位置處之覆蓋玻璃層之局部變形。在一些實施例中，相對彈性的光學透明黏合劑層允許覆蓋玻璃層在穿刺力位置處局部性地變形，且因此吸收穿刺力中之一些。5微米之最小黏合劑層厚度允許覆蓋玻璃層之充分局部化變形。
第2圖展示用於再拉製覆蓋玻璃層430之五個不同厚度( 25微米、35微米、50微米、75微米，及100微米)之筆落故障高度及壓痕故障負載值的曲線圖200。曲線圖200上之每個點表示用於測試樣本400之每個厚度之15-20個資料點之平均值。筆落高度資料點經展示為圓且壓痕故障負載資料點經展示為正方形。
筆落高度及壓痕故障負載結果展示筆落故障高度及壓痕故障負載兩者對於具有自100微米減少至50微米的厚度之覆蓋玻璃層430單調地減少。然後，出乎意料地，當覆蓋玻璃層430之厚度進一步減少至小於50微米時，用於筆落故障高度及壓痕故障負載兩者之趨勢逆轉。用於35微米測試樣本及25微米測試樣本之筆落故障高度及凹痕故障負載值高於用於50微米測試樣本之值。此行為展示可藉由將覆蓋玻璃層之厚度減少至50微米以下相對於50微米厚的層增加覆蓋玻璃層之可靠性(例如，抗穿刺性及抗斷裂性)。此厚度減少不僅改良覆蓋玻璃層之可靠性，而且由於厚度減少而增加覆蓋玻璃層之相對可撓性(可曲彎性)。與由相同材料製成的較厚覆蓋玻璃層相比，較薄的覆蓋玻璃層傾向於具有增加之可撓性。
除測試再拉製覆蓋玻璃層430之五個厚度之外，化學薄化覆蓋玻璃層430之一個厚度經測試以決定化學薄化玻璃層將比再拉製玻璃層更好地或更壞地執行。第3圖展示用於第2圖中所示的再拉製覆蓋玻璃層430之相同的五個厚度，及化學薄化覆蓋玻璃層430之一個厚度(50微米)之筆落故障高度及壓痕故障負載值。類似於第2圖，在第3圖中，筆落故障高度資料點經展示為圓且壓痕故障負載資料點經展示為正方形。
如第3圖中所示，使用化學薄化製程形成的覆蓋玻璃層與具有相同厚度且由相同材料製成的再拉製玻璃層相比在筆落測試及穿刺測試兩者中更壞地執行。例如，第3圖中之50微米的化學薄化樣本之筆落高度及壓痕負載(分別小於2.5 cm，且小於1.5 kgf)低於第2圖及第3圖中之50微米的再拉製樣本之筆落高度及壓痕負載(分別大於8 cm，且大於2.25 kgf)。據信，用來生產化學薄化覆蓋玻璃層的蝕刻製程在覆蓋玻璃層之化學薄化表面(多個)上引入表面疵點。因此，化學薄化玻璃層經視為通常不及具有相同厚度的對應再拉製覆蓋玻璃層可靠。
有限元素分析用來評估具有小於50微米之厚度之再拉製覆蓋玻璃層為何在筆落測試及穿刺測試兩者中出乎意料地比化學薄化覆蓋玻璃層更好地執行。藉由模型化藉由筆落測試給予的應力，藉由穿刺力給予覆蓋玻璃層上的應力之程度可經分析以評估覆蓋玻璃層之故障模式。第5圖例示用來分析此等應力的有限元素模型500。
模型500中之覆蓋玻璃層510表示測試樣本400之覆蓋玻璃層430。模型化覆蓋玻璃層510之頂部表面514以穿刺力負載的表面，且模型化覆蓋玻璃層510之底部表面512以50微米厚的光學透明黏合劑層結合至基板的表面。在模型500中，X方向沿著模型化覆蓋玻璃層510之長度518與頂部表面514對應，Y方向沿著模型化覆蓋玻璃層510之寬度519與頂部表面514對應，且Z方向與自底部表面512至頂部表面514的模型化覆蓋玻璃層510之厚度516對應。筆落高度530係依Z方向量測。對於模型500，筆520經模型化以將穿刺負載給予模型化覆蓋玻璃層510之頂部表面514上。筆520經模型化以複製具有0.7 mm (0.68 mm)直徑(0.34 mm之半徑524)之碳化鎢球點尖端522及5.73克之重量(該重量包括BIC® Easy Glide Pen之帽之重量)的BIC® Easy Glide Pen, Fine。
第6圖展示用於不同的覆蓋玻璃層510厚度及用於10公分(cm)之筆落高度530的依模型500之X方向給予頂部表面514上的最大主應力分佈的曲線圖600。第7圖展示用於不同的覆蓋玻璃層510厚度且用於10公分(cm)之筆落高度530的依模型500之X方向給予底部表面512上的最大主應力分佈的曲線圖700。曲線圖600及700兩者展示50微米、35微米，及25微米之模型化覆蓋玻璃層510厚度。在曲線圖600中，零X方向值為模型化球點尖端522之中心接觸頂部表面514所在的頂部表面514上之點。在曲線圖700中，零X方向值為依Z方向直接在模型化球點尖端522之中心接觸頂部表面514所在的頂部表面514上之點下方的底部表面512上之點。
如第6圖中所示，有限元素分析展示用於所有三個厚度的用於頂部表面514上之最大主應力之值遵循類似的趨勢。類似地，如第7圖中所示，有限元素分析展示用於所有三個厚度的用於底部表面512上之最大主應力之值遵循類似趨勢。
藉由比較第6圖及第7圖，可看出，頂部表面514上之最大主應力與底部表面512上之最大主應力之間的最大差異(「差量最大應力」)位於零X值(亦即，模型化球點尖端522之中心接觸頂部表面514所在的頂部表面514上之點)處。第6圖及第7圖展示玻璃層510在此位置，零X值處經歷最高應力。因而，比較地，25微米厚的玻璃層510在零X值處具有最小差量最大應力，此展示具有25微米之厚度之模型化覆蓋玻璃層510在穿刺事件期間經歷最低應力量(在此等厚度間)。具有35微米之厚度之模型化覆蓋玻璃層510具有大於25微米厚的層，但仍小於50微米厚的層的差量最大應力。對於25微米厚的玻璃層510，等於零的X處之底部表面512上之最大主應力小於其他玻璃厚度(35微米及50微米)之彼最大主應力。等於零的X處之25微米厚的玻璃層510之頂部表面514上之最大主應力高於其他玻璃厚度之彼最大主應力。然而，等於零的X處之玻璃層之底部表面512處的最大主應力比頂部表面上之彼最大主應力高得多(比彼最大主應力高約2倍或更多倍)，因此此最大主應力將最可能決定玻璃層是否在穿刺事件期間出故障。
第6圖及第7圖中所示的結果指示相較於50微米厚的覆蓋玻璃層510之彼等者的較低應力值貫穿25微米及35微米厚的覆蓋玻璃層510之厚度存在。貫穿較薄覆蓋玻璃層510之厚度存在的此等較低應力值導致如第2圖中所示的改良筆落測試及穿刺測試結果。換言之，與50微米厚的玻璃層相比，類似的降落能量貫穿具有小於50微米之厚度的覆蓋玻璃層之厚度產生相對較少的應力。此意味此等較薄層與50微米厚的覆蓋玻璃層相比更好地能夠經受住給定穿刺力。如第6圖及第7圖中所示，使覆蓋玻璃層厚度自50微米減少至25微米導致底部表面512上之較低拉伸應力及頂部表面514上之較高應力。據信，此行為指示玻璃厚度減少時的玻璃故障模式之移位，且此移位之結果為改良之抗穿刺性及抗斷裂性。
此外，藉由比較第6圖及第7圖，可看出，存在於覆蓋玻璃層510之底部表面512上的主應力之最大值在量級上顯著地高於頂部表面514上之彼等者。此對於小於約0.15 mm的X值尤其成立，其中底部表面512上之最大值在5000 MPa (兆帕)以上。因為模型500展示底部表面512上之拉伸主應力為高最主應力；所以此等應力最可能在筆落測試及/或穿刺測試期間促進故障。因此，導致底部表面512上之較低最大主應力的覆蓋玻璃層更可能在筆落及/或穿刺測試中具有改良之效能。
第8圖基於2公分(cm)之筆落高度展示作為厚度516之函數的用於模型化覆蓋玻璃層510之底部表面512上之最大主應力的曲線圖800。如第8圖中所示，底部表面512上之主應力之最大量發生在具有約65微米之厚度516之覆蓋玻璃層510中。與第6圖及第7圖中所示的結果一致且將覆蓋玻璃層之厚度減少至50微米以下導致用於底部表面512上之最大主應力之較低值。且類似於第6圖及第7圖之結果，此行為係出乎意料的。
因此，如第2圖及第3圖之測試結果及第6圖至第8圖中之有限元素模型分析結果中所示，包括在本文所描述的積層中之具有小於50微米(例如，49微米或更少)之厚度之覆蓋玻璃層與包括在類似積層中之具有50微米之厚度之覆蓋玻璃層相比具有優越的且出乎意料的抗穿刺性及抗斷裂性。此行為係出乎意料的，因為，通常，在玻璃厚度降低時，預期對衝擊力(例如，筆降落力)之抗穿刺性及抗斷裂性降低。降低抗穿刺性及抗斷裂性之趨勢展示在第2圖及第3圖中之用於100微米厚、75微米厚，及50微米厚的測試樣本400之測試結果中。然而，對於小於50微米的厚度，此趨勢出乎意料地逆轉。用於35微米及25微米厚的測試樣本400之測試結果展示，藉由將覆蓋玻璃層之厚度減少至小於50微米，可相對於可比較的50微米厚的覆蓋玻璃層增加對衝擊力(例如，筆降落力)之抗穿刺性及抗斷裂性。
具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層之出乎意料及優越行為藉由有限元素分析確認，該有限元素分析展示衝擊力(例如，筆降落力)在此類覆蓋玻璃層中產生較小量的應力。因為此等應力值為較小的，所以此類覆蓋玻璃層(具有小於50微米之厚度)可更好地抵抗歸因於衝擊力的穿刺及/或斷裂。具體而言，具有小於50微米之厚度之覆蓋玻璃層之底部表面上的較小應力值導致更好地適合於抵抗歸因於衝擊力的穿刺及/或斷裂的覆蓋玻璃層。
在一些實施例中，例如如第10圖中所示，積層102可以具有底部表面182、頂部表面184，及厚度186之塗層180塗佈。在一些實施例中，塗層180可結合至覆蓋玻璃層120之頂部表面124。在一些實施例中，塗層180可設置在覆蓋玻璃層120之頂部表面124上。在一些實施例中，相同或不同材料及/或厚度之多個塗層180可經塗佈在覆蓋玻璃層120上方，包括頂部表面上，及/或底部表面112上。
在一些實施例中，塗層180可為光學透明聚合(OTP)堅硬塗層。用於OTP硬塗層之合適的材料包括但不限於聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(polycarbonate; PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate; PMMA)、有機聚合物材料、無機-有機混合聚合材料，及脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯。在一些實施例中，OTP硬塗層可基本上由有機聚合物材料、無機-有機混合聚合材料，或脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯組成。在一些實施例中，OTP硬塗層可由聚醯亞胺、有機聚合物材料、無機-有機混合聚合材料，或脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯組成。
如本文所使用，「有機聚合物材料」意味包含具有僅有機組份之單體的聚合材料。在一些實施例中，OTP硬塗層可包含藉由Gunze Limited製造且具有9H之硬度的有機聚合物材料，例如Gunze的「Highly Durable Transparent Film」。如本文所使用，「無機-有機混合聚合材料」意味包含具有無機及有機組份之單體的聚合材料。無機-有機混合聚合物係藉由具有無機基團及有機基團之單體之間的聚合反應獲得。無機-有機混合聚合物並非包含單獨無機及有機構成或相的奈米複合材料，例如分散在有機基質內的無機微粒。
在一些實施例中，無機-有機混合聚合材料可包括包含無機矽基基團的聚合單體，例如，矽倍半氧烷聚合物。矽倍半氧烷聚合物可為例如烷基-矽倍半氧烷、芳基-矽倍半氧烷，或具有以下化學結構之芳基烷基-矽倍半氧烷：(RSiO1 .5 )n，其中R為有機基團，例如，但不限於甲基或苯基。在一些實施例中，OTP硬塗層可包含與有機基質組合的矽倍半氧烷聚合物，例如藉由Nippon Steel Chemical Co., Ltd製造的SILPLUS。
在一些實施例中，OTP硬塗層可包含90 wt%至95 wt%的芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯(例如，藉由Miwon Specialty Chemical Co.製造的PU662NT (芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯))及具有8H或更大之硬度之10 wt%至5 wt%的光引發劑(例如，藉由Ciba Specialty Chemicals Corporation製造的Darocur 1173)。在一些實施例中，包含脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯的OTP硬塗層可藉由將層旋轉塗佈在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板上，固化胺甲酸乙酯丙烯酸酯，且自PET基板移除胺甲酸乙酯丙烯酸酯層形成為獨立層。
OTP硬塗層可具有在10微米至120微米之範圍，包括子範圍內的厚度186。例如，OTP硬塗層可具有10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、110微米、120微米，或在具有此等值中之任何兩個作為端點之範圍內的厚度186。在一些實施例中，OTP硬塗層可為單個整塊層。
在一些實施例中，OTP硬塗層可為具有在80微米至120微米之範圍，包括子範圍內的厚度之無機-有機混合聚合材料層或有機聚合物材料層。例如，包含無機-有機混合聚合材料或有機聚合物材料的OTP硬塗層可具有80微米、90微米、100微米、110微米、120微米，或在具有此等值中之任何兩個作為端點之範圍內的厚度。在一些實施例中，OTP硬塗層可為具有在10微米至60微米之範圍，包括例如15微米至60微米，或20微米至60微米，或25微米至60微米，或30微米至60微米，或45微米至60微米，或50微米至60微米，或10微米至55微米，或10微米至50微米，或10微米至45微米，或10微米至40微米，或10微米至35微米，或10微米至30微米，或10微米至25微米，或10微米至20微米之子範圍內的厚度之脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯材料層。例如，包含脂肪族或芳香族六官能胺甲酸乙酯丙烯酸酯材料的OTP硬塗層可具有10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米，或在具有此等值中之任何兩個作為端點之範圍內的厚度。
在一些實施例中，塗層(多個) 180可為防反射塗層。適合於使用在防反射塗層中之示範性材料包括：SiO2 、Al2 O3 、GeO2 、SiO、AlOx Ny 、AlN、SiNx 、SiOx Ny 、Siu Alv Ox Ny 、Ta2 O5 、Nb2 O5 、TiO2 、ZrO2 、TiN、MgO、MgF2 、BaF2 、CaF2 、SnO2 、HfO2 、Y2 O3 、MoO3 、DyF3 、YbF3 、YF3 、CeF3 、聚合物、氟聚合物、電漿聚合的聚合物、矽氧烷聚合物、矽倍半氧烷、聚醯亞胺、氟化聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚苯碸、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯酸聚合物、胺甲酸乙酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯，及以上作為適合於使用在抗刮痕層中所引用的其他材料。防反射塗層可包括不同材料之子層。
在一些實施例中，防反射塗層可包括六方填充奈米粒子層，例如但不限於2016年3月1日頒佈之美國專利第9,272,947號中所描述的六方填充奈米粒子層，該美國專利由此以全文引用方式併入本文。在一些實施例中，防反射塗層可包括奈米多孔含矽塗層，例如但不限於2013年7月18日公佈的WO2013/106629中所描述的奈米多孔含矽塗層，該專利由此以全文引用方式併入本文。在一些實施例中，防反射塗層可包括多層塗層，例如，但不限於2013年7月18日公佈的WO2013/106638；2013年6月6日公佈的WO2013/082488；以及2016年5月10日頒佈的美國專利第9,335,444號中所描述的多層塗層，該等專利中之全部由此以全文引用方式併入本文。
在一些實施例中，塗層(多個) 180可為易於清潔的塗層。在一些實施例中，易於清潔的塗層可包括選自由氟烷基矽烷、全氟聚醚烷氧基矽烷、全氟烴基烷氧基矽烷、氟烷基矽烷-(非氟烷基矽烷)共聚物，及氟烷基矽烷之混合物組成之群組的材料。在一些實施例中，易於清潔的塗層可包括為含有全氟化基團的選定類型之矽烷的一或多個材料，例如，化學式(RF )y SiX4-y 之全氟烴基矽烷，其中RF為線性C6-C30 全氟烷基基團，X = CI、乙醯氧基、-OCH3 ，及-OCH2 CH3 ，且y = 2或3。全氟烷基矽烷可自許多銷售商包括Dow-Corning(例如氟碳化物2604及2634)、3M Company (例如ECC-1000及ECC-4000)，及其他氟碳化物供應商例如Daikin Corporation, Ceko (南韓)、Cotec-GmbH (DURALON UltraTec材料)及Evonik商業獲得。在一些實施例中，易於清潔的塗層可包括如2013年6月6日公佈的WO2013/082477中所描述的易於清潔的塗層，該專利由此以全文引用方式併入本文。
在一些實施例中，塗層(多個) 180可為形成於覆蓋玻璃層120之頂部表面124上或設置在該頂部表面上方的防眩層。合適的防眩層包括但不限於藉由美國專利公告第2010/0246016號、第2011/0062849號、第2011/0267697號、第2011/0267698號、第2015/0198752號，及第2012/0281292號中所描述的製程準備的防眩層，該等美國專利中之全部由此以全文引用方式併入本文。
在一些實施例中，塗層(多個)180可為防指紋塗層。合適的防指紋塗層包括但不限於如在例如2011年8月25日公佈的美國專利申請案公告第2011/0206903號中所描述的包括氣體截留特徵之拒油性表面層，及如在例如2013年5月23日公佈的美國專利申請案公告第2013/0130004號中所描述的親油性塗層，該等親油性塗層由包含與玻璃或玻璃-陶瓷基板之表面反應的無機側鏈的未固化或部分固化的矽氧烷塗層前驅物(例如，部分固化的線性烷基矽氧烷)形成。美國專利申請案公告第2011/0206903號及美國專利申請案公告第2013/0130004號之內容以全文引用方式併入本文。
在一些實施例中，塗層(多個) 180可為形成於覆蓋玻璃層120之頂部表面124上或設置在該頂部表面上方的抗菌及/或抗病毒層。合適的抗菌及/或抗病毒層包括但不限於如在例如2012年2月9日公佈的美國專利申請案公告第2012/0034435號及2015年4月30日公佈的美國專利申請案公告第2015/0118276號中所描述的自玻璃之表面延伸至玻璃中之深度的抗菌Ag+區，該抗菌Ag+區具有玻璃之表面上之Ag+1離子之合適的濃度。美國專利申請案公告第2012/0034435號及美國專利申請案公告第2015/0118276號之內容以全文引用方式併入本文。
在一些實施例中，覆蓋玻璃層120可為2D、2.5D，或3D覆蓋玻璃。如本文所使用，「2D覆蓋玻璃」包括具有帶有鄰近於周邊邊緣的覆蓋玻璃之頂部及/或底部表面上之倒角形狀之周邊邊緣的覆蓋玻璃。頂部及/或底部表面上之倒角形狀可藉由例如精整方法包括機械研磨形成。2D覆蓋玻璃可具有覆蓋玻璃之頂部表面及底部表面上之相同或不同的倒角形狀。
如本文所使用，「2.5D覆蓋玻璃」意味具有帶有其頂部(面向使用者)側上之彎曲表面之周邊邊緣的覆蓋玻璃。彎曲表面可藉由例如機械拋光方法形成。2.5D覆蓋玻璃之頂部側上之彎曲表面比2D覆蓋玻璃之倒角表面接觸起來更平滑。如本文所使用，「3D覆蓋玻璃」意味具有形成非平面形狀的曲彎周邊邊緣的覆蓋玻璃。曲彎周邊邊緣可藉由例如熱成型法及/或冷成型法形成。3D覆蓋玻璃具有鄰近於覆蓋玻璃之周邊邊緣的彎曲底部表面及彎曲頂部表面。3D覆蓋玻璃係指在室溫(23℃)處且當不經受外力(例如，曲彎力)時保持如本文所描述的3D形狀的覆蓋玻璃。可在室溫處在其自身重量下變形的可撓性膜不視為如本文所描述的3D覆蓋玻璃。2.5D及3D覆蓋玻璃兩者具有最頂部外部表面，該最頂部外部表面包括實質上平坦中心區域及設置在實質上平坦中心區域之全部或部分周圍的彎曲周邊區域。3D覆蓋玻璃具有最底部外部表面，該最底部外部表面包括實質上平坦中心區域及設置在實質上平坦中心區域之全部或部分周圍的彎曲周邊區域。
第11A圖展示根據一些實施例之2D覆蓋玻璃1100。覆蓋玻璃1100包括實質上平坦中心區域1102及倒角周邊區域1104。2D覆蓋玻璃1100之周邊區域1104可藉由機械研磨方法精整，以在覆蓋玻璃1100之頂部表面1106及/或底部表面1108上產生倒角形狀。在一些實施例中，覆蓋玻璃1100之頂部表面1106及底部表面1108上的倒角形狀可為相同的。
第11B圖展示根據一些實施例之2.5D覆蓋玻璃1110。2.5D覆蓋玻璃1110包括實質上平坦中心區域1112及覆蓋玻璃1110之頂部表面1116上的彎曲周邊區域1114。彎曲周邊區域1114可以機械拋光方法精整以在頂部表面1116上形成彎曲表面。因而，2.5D覆蓋玻璃1110可具有帶有平坦底部表面1118及彎曲頂部表面1116之周邊區域1114。在一些實施例中，2.5D覆蓋玻璃可藉由機械地拋光玻璃層之周邊區域加以製作。
第11C圖展示根據一些實施例之3D覆蓋玻璃1120。3D覆蓋玻璃1120包括實質上平坦中心區域1122及彎曲周邊區域1124。3D覆蓋玻璃1120具有彎曲周邊區域1124中之彎曲頂部表面1126及彎曲底部表面1128。3D覆蓋玻璃1120可藉由例如將玻璃層模製成3D形狀加以形成。
第12圖展示根據一些實施例之消費者電子產品1200。消費者電子產品1200可包括殼體1202，該殼體具有前(面向使用者)表面1204、與前表面1204相對的後表面1206，及側表面1208。電氣組件可至少部分地提供在殼體1202內。電氣組件尤其可包括控制器1210、記憶體1212，及顯示組件，包括顯示器1214。在一些實施例中，顯示器1214可提供在殼體1202之前表面1204處或鄰近於該前表面。顯示器1214可為例如發光二極體(LED)顯示器或有機發光二極體(OLED)顯示器。
如例如第12圖中所示，消費者電子產品1200可包括覆蓋基板1220。覆蓋基板1220可用來保護顯示器1214及電子產品1200之其他組件(例如，控制器1210及記憶體1212)以免損壞。在一些實施例中，覆蓋基板1220可設置在顯示器1214上方。在一些實施例中，覆蓋基板1220可結合至顯示器1214。在一些實施例中，覆蓋基板1220可為全部或部分由本文所論述的覆蓋玻璃層120限定的覆蓋玻璃。覆蓋基板1220可為2D、2.5D，或3D覆蓋基板。覆蓋基板1220可限定殼體1202之至少一部分。在一些實施例中，覆蓋基板1220可限定殼體1202之前表面1204。在一些實施例中，覆蓋基板1220可限定殼體1202之前表面1204，及殼體1202之側表面1208之全部或一部分。在一些實施例中，消費者電子產品1200可包括限定殼體1202之後表面1206之全部或一部分的覆蓋基板1220。
在一些實施例中，本文所論述的覆蓋玻璃層可包含藉由玻璃之控制結晶生產的「玻璃-陶瓷」材料。在此類實施例中，玻璃-陶瓷具有約30%至約90%的結晶度。可使用的玻璃-陶瓷系統之非限制實例包括Li2 O × Al2 O3 × nSiO2 (亦即LAS系統)、MgO × Al2 O3 × nSiO2 (亦即MAS系統)，及ZnO × Al2 O3 × nSiO2 (亦即ZAS系統)。在一或多個替代實施例中，玻璃層可包括例如玻璃-陶瓷基板(其可為強化或非強化)的結晶基板，或可包括例如藍寶石的單晶結構。在一或多個特定實施例中，玻璃層可包括非晶形基底(例如，玻璃)及結晶包層(例如，藍寶石層、多晶氧化鋁層及/或尖晶石(MgAl2 O4 )層)。在一些實施例中，本文所論述的覆蓋玻璃層可並非由玻璃-陶瓷材料組成。
如本文所論述，覆蓋玻璃層經強化以形成強化層。如本文所使用，術語「強化層」可指已經化學強化的基板，例如已經由將層之表面中的較小離子交換成較大離子的離子交換而強化。亦可利用此項技術中已知的其他強化方法來形成強化層，該等方法例如熱回火，或利用層之數個部分之間的熱脹係數之不匹配來產生壓縮應力及中心張力區。
在層藉由離子交換製程來化學強化的情況下，層之表面層中的離子由具有相同原子價或氧化態之較大離子置換——或由該等較大離子交換。離子交換製程典型地藉由將層浸沒於含有較大離子的熔融鹽浴中來進行，該等較大離子欲與基板中之較小離子交換。熟習此項技術者將瞭解的是，用於離子交換製程之參數包括但不限於浴組成物及溫度、浸沒時間、層於(一或多個)鹽浴中之浸沒次數、多個鹽浴之使用、額外步驟例如退火、洗滌，及類似參數，該等參數通常由層之組成物及因強化操作而產生的基板之所要壓縮應力(compressive stress；CS)、壓縮應力層深度(或層深度)決定。舉例而言，含鹼金屬玻璃層之離子交換可藉由浸沒於含有鹽的至少一個熔融浴中來達成，該鹽例如但不限於較大鹼金屬離子之硝酸鹽、硫酸鹽及氯化物。熔融鹽浴之溫度典型地在自約380℃至多約450℃範圍內，而浸沒時間在約15分鐘至多約40小時範圍變化。然而，亦可使用與以上所述之彼等者不同的溫度及浸沒時間。
另外，其中玻璃層浸沒於多個離子交換浴中的具有介於浸沒之間的洗滌及/或退火步驟的離子交換製程之非限制實例描述於以下專利中：由Douglas C. Allan等人2009年7月10日申請的標題名稱為「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」且主張來自2008年7月11申請的美國臨時專利申請案第61/079,995號之優先權的美國專利申請案第12/500,650號，其中玻璃基板係藉由浸沒於不同濃度之鹽浴中的多個、相繼、離子交換處置加以強化；以及由Christopher M. Lee等人在2012年11月20日頒佈，且標題名稱為「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」且主張來自2008年7月29日申請的美國臨時專利申請案第61/084,398號之優先權的美國專利8,312,739，其中玻璃基板係藉由以流出離子稀釋的第一浴中之離子交換，繼之以浸沒於第二浴中加以強化，該第二浴具有相比於第一浴的流出離子之較小濃度。美國專利申請案第12/500,650號及美國專利第8,312,739號之內容以全文引用方式併入本文。
雖然本文已描述各種實施例，但該等實施例已藉由實例而非限制之方式呈現。應明白的是，基於本文呈現的教示及指導，調適及修改意欲在所揭示實施例之等效物之意義及範圍內。因此，熟習此項技術者將明白的是，可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下對本文所揭示的實施例做出各種形式及細節變化。本文呈現的實施例之元件未必互斥，但可互換以滿足如熟習此項技術者將瞭解的各種情形。
本文參考如伴隨圖式中所例示的本發明之實施例詳細地描述本揭示案之實施例，在圖式中，相同元件符號用來指示相同的或功能類似的元件。對「一個實施例」、「一實施例」、「一些實施例」、「在特定實施例中」等等之涉及指示所描述的實施例可包括特定特徵、結構，或特性，但每個實施例可未必包括該特定特徵、結構，或特性。另外，此類片語未必涉及相同實施例。此外，當特定特徵、結構，或特性與一實施例相結合地加以描述時，則認為該特徵、結構，或特性在熟習此項技術者對與無論是否明確描述的其他實施例相結合地影響此特徵、結構，或特性之認識內。
實例例示而非限制本揭示案。本領域中通常遭遇且熟習此項技術者將明白的條件及參數之種類之其他合適的修改及調適在本提示案之精神及範疇內。
用來描述元件或組件的不定冠詞「一(a及an)」意味此等元件或組件中之一個或至少一個存在。儘管此等冠詞按照慣例使用來表示所修飾的名詞為單數名詞，但如本文所使用，冠詞「一(a及an)」亦包括複數，除非在特定情況下另有說明。類似地，如本文所使用的定冠詞「該」亦表示所修飾名詞可為單數的或複數的，再次除非在特定情況下另有說明。
如申請專利範圍中所使用，「包含」為開放式過渡用語。過渡用語「包含」之後的元件之列表為非排他性列表，使得除列表中具體所述的彼等者之外的元件亦可存在。如申請專利範圍中所使用，「基本上由…組成」或「基本上構成自…」將材料之組成物限制於指定的材料及本質上不影響材料之基本及新穎特性(多個)的彼等者。如申請專利範圍中所使用，「由…組成」或「完全構成自…」將材料之組成物限制於指定的材料且排除未指定的任何材料。
術語「其中」作為開放式過渡用語用來引入結構之一系列特性之敘述。
在數值之範圍在本文中敘述的情況下，包含上值及下值，除非在特定情況下另有說明，否則範圍意欲包括其端點，及範圍內的所有整數及小數。並非意欲將申請專利範圍之範疇限於限定範圍時敘述的特定值。此外，當量、濃度，或其他值或參數經給出為範圍、一或多個較佳範圍或上較佳值及下較佳值之列表時，此將理解為具體地揭示由任何上範圍限制或較佳值及任何下範圍限制或較佳值之任何對形成的所有範圍，而不管此類對是否經單獨地揭示。最後，當術語「約」使用在描述值或範圍之端點時，本發明應被理解為包括所涉及的特定值或端點。無論範圍之數值或端點是否敘述「約」，範圍之數值或端點意欲包括兩個實施例：藉由「約」修飾的一個及未藉由「約」修飾的一個。
如本文所使用，術語「約」意味量、大小、配方、參數，及其他數量及特性並非且無需為精確的，但可根據需要為近似的及/或較大的或較小的，從而反映公差、轉換因數、捨入、量測誤差等等，及熟習此項技術者已知的其他因素。
如本文所使用的術語「實質」、「實質上」及其變化意欲指：所描述特徵與值或描述相等或近似相等。例如，「實質上平面」表面意欲表示平面的或近似平面的表面。此外，「實質上」意欲表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上」可表示在彼此之約10%內的值，例如在彼此之約5%內或彼此之約2%內的值。
以上已藉助於例示所呈現實施例(多個)之指定功能及關係的功能構建塊描述該等實施例。為便於描述，此等功能構建塊之邊界在本文中已任意地限定。可限定替代邊界，只要其指定功能及關係經適當地執行。
將理解，本文所使用的用語或術語係用於描述且非限制之目的。本揭示案之廣度及範疇不應受以上描述的示範性實施例中之任何實施例限制，但應根據以下申請專利範圍及其等效物加以限定。
100:物件 102:積層 110:基板 112:底部表面 114:頂部表面 120:覆蓋玻璃層 122:底部表面 124:頂部表面 126:厚度 130:光學透明黏合劑層 132:底部表面 132:底部表面 134:頂部表面 136:厚度 170:曲彎半徑 172:曲彎力 180:塗層 182:底部表面 184:頂部表面 186:厚度 400:測試樣本 410:PTE基板 420:光學透明黏合劑層 430:覆蓋玻璃層 500:模型 510:覆蓋玻璃層 512:底部表面 514:頂部表面 516:厚度 518:長度 519:寬度 520:筆 522:碳化鎢球點尖端 524:半徑 200、300、600、700、800:曲線圖 1100:2D覆蓋玻璃 1102:實質上平坦中心區域 1104:倒角周邊區域 1106:頂部表面 1108:底部表面 1110:2.5D覆蓋玻璃 1112:實質上平坦中心區域 1114:彎曲周邊區域 1116:頂部表面 1118:平坦底部表面 1120:3D覆蓋玻璃 1122:實質上平坦中心區域 1124:彎曲周邊區域 1126:彎曲頂部表面 1128:彎曲底部表面 1200:消費者電子產品 1202:殼體 1204:前表面 1206:後表面 1208:側表面 1210:控制器 1212:記憶體 1214:顯示器 1220:覆蓋基板
併入本文中的伴隨圖式形成本說明書之部分且例示本提示案之實施例。連同描述一起，圖進一步用來解釋所揭示實施例之原理且用來使熟習此項技術者能夠製作且使用所揭示實施例。此等圖意欲為例示性的，而非限制。儘管本揭示案一般地描述於此等實施例之上下文中，但應理解，不欲使本揭示案之範疇限於此等特定實施例。在圖式中，相同元件符號指示相同或功能上類似的元件。
第1圖例示根據一些實施例之物件。
第2圖為用於具有帶有再拉製覆蓋玻璃層之第4圖之測試樣本組態的各種測試樣本之筆落故障高度及壓痕負載的曲線圖。
第3圖為用於具有帶有再拉製且化學薄化覆蓋玻璃層之第4圖之測試樣本組態的各種測試樣本之筆落故障高度及壓痕負載的曲線圖。
第4圖例示測試樣本組態。
第5圖例示根據一些實施例之用以模擬筆落測試的有限元素模型。
第6圖為作為覆蓋玻璃層之頂部表面上的距離之函數的用於模型化積層之覆蓋玻璃層之頂部表面上的最大主應力的曲線圖。
第7圖為作為覆蓋玻璃層之底部表面上的距離之函數的用於模型化積層之覆蓋玻璃層之底部表面上的最大主應力的曲線圖。
第8圖為作為覆蓋玻璃層厚度之函數的用於模型化積層之覆蓋玻璃層之底部表面上的最大應力的曲線圖。
第9圖例示在物件彎曲時的第1圖之物件的橫截面圖。
第10圖例示根據一些實施例之包括塗層之物件。
第11A圖至第11C圖例示根據各種實施例之覆蓋玻璃層。
第12圖例示根據一些實施例之消費者產品。
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
200:曲線圖

Claims (11)

  1. 一種玻璃物件，包含：一積層，該積層包含：一基板；一覆蓋玻璃層，該覆蓋玻璃層結合至該基板之一頂部表面，該覆蓋玻璃層包含在1微米至49微米之一範圍內的一厚度；以及一光學透明黏合劑層，該光學透明黏合劑層包含在5微米至50微米之一範圍內的一厚度，該光學透明黏合劑層將該覆蓋玻璃層之一底部表面結合至該基板之該頂部表面，其中該覆蓋玻璃層包含一含鹼鋁矽酸鹽玻璃，該含鹼鋁矽酸鹽玻璃包含0.01莫耳%至0.08莫耳%的SnO2。
  2. 如請求項1所述之玻璃物件，其中該覆蓋玻璃層以該光學透明黏合劑層直接結合至該基板之該頂部表面。
  3. 如請求項1所述之玻璃物件，其中以下之至少一者：該積層達成3mm之一曲彎半徑；該積層包含藉由該覆蓋玻璃層在一穿刺測試中的2.25公斤-力或更大之一穿刺負載處避免故障之能力 所界定的一抗衝擊性；或該積層包含藉由該覆蓋玻璃層在8公分或更大之一筆落高度處避免故障之能力所界定的一抗衝擊性，其中該筆落高度係根據一筆落測試量測。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之玻璃物件，其中該覆蓋玻璃層包含：55莫耳%至70莫耳%的SiO2；10莫耳%至20莫耳%的Al2O3；以及10莫耳%至20莫耳%的Na2O，且其中該覆蓋玻璃層包含在該覆蓋玻璃層之一頂部表面或該底部表面中之至少一者處的一壓縮應力，及至少在貫穿該覆蓋玻璃層之該厚度的兩個點處不同的一金屬氧化物濃度。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之玻璃物件，包含一塗層，該塗層設置在該覆蓋玻璃層之一頂部表面上，且其中該塗層包含選自由以下者組成之群組中的一塗層：一防反射塗層、一防光眩塗層、一防指紋塗層、一防碎片塗層、一抗菌塗層及一易於清潔的塗層。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之玻璃物件，其中該積層缺乏設置在該覆蓋玻璃層之一頂部表面上的一聚合硬塗層。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之玻璃物件，其中該物件為一消費者電子產品且該基板包含一電子顯示器，該消費者電子產品包含：一殼體，該殼體包含一前表面、一後表面及側表面；以及電氣組件，該等電氣組件至少部分地定位在該殼體內，該等電氣組件包含一控制器、一記憶體及該電子顯示器，該電子顯示器在該殼體之該前表面處或鄰近該殼體之該前表面，其中該覆蓋玻璃層形成該殼體之至少一部分。
  8. 如請求項1所述之玻璃物件，其中該含鹼鋁矽酸鹽玻璃包含0.04莫耳%至0.08莫耳%的SnO2。
  9. 一種製作一積層之方法，該方法包含以下步驟：將一覆蓋玻璃層結合至一基板之一頂部表面，該覆蓋玻璃層包含在1微米至49微米之範圍內的一厚度，其中該覆蓋玻璃層之一底部表面以一光學透明黏合劑層結合至該基板之該頂部表面，該光學透明黏合劑層包含在5微米至50微米之一範圍內的一厚度，且其中該覆蓋玻璃層包含一含鹼鋁矽酸鹽玻璃，該含 鹼鋁矽酸鹽玻璃包含0.01莫耳%至0.08莫耳%的SnO2。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包含以下步驟：以一再拉製製程形成該覆蓋玻璃層，其中該再拉製製程包含將該覆蓋玻璃層再拉製至該覆蓋玻璃層之該厚度。
  11. 如請求項9或10所述之方法，進一步包含以下步驟：以一塗層塗佈該覆蓋玻璃層之一頂部表面。
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