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TWI631019B - 形成積層玻璃結構之方法 - Google Patents

形成積層玻璃結構之方法 Download PDF

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TWI631019B
TWI631019B TW103113439A TW103113439A TWI631019B TW I631019 B TWI631019 B TW I631019B TW 103113439 A TW103113439 A TW 103113439A TW 103113439 A TW103113439 A TW 103113439A TW I631019 B TWI631019 B TW I631019B
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flexible
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朱安諾珍馬克馬丁傑拉德
江桔釗
路易斯蘇卡蜜爾
納塔拉詹戈文達拉詹
肖宇
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美商康寧公司
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Abstract

本發明揭示一種形成積層玻璃結構之方法，該方法包括以下步驟：將具有不大於約0.3mm之厚度之可撓性玻璃基板之連續帶引至基板材料。基板材料具有熱膨脹係數(CTE)，該CTE大於可撓性玻璃基板之CTE。可撓性玻璃基板在升高溫度下積層至基板材料。基板材料經冷卻以在可撓性玻璃基板之整個厚度上引入壓縮應力。

Description

形成積層玻璃結構之方法 【相關申請案】
本申請案根據專利法規定主張2013年4月19申請之美國臨時申請案第61/813718號之優先權權益，本文依賴該案之內容且該案內容全文以引用之方式併入本文中。
本揭示案係關於玻璃-積層結構，且更特定言之，係關於形成積層玻璃結構之方法。
積層玻璃結構可用作製造各種器具之組件、汽車組件、建築結構或電子器件。舉例而言，積層玻璃結構可合併成用於各種最終產品(諸如，冰箱、裝飾玻璃、電視)的蓋玻璃或合併成用於智慧型互動顯示器之嵌式觸控積層。然而，使用積層玻璃結構之應用經受強度限制及衝擊限制。另外，一些電子設備需要特殊形狀之積層玻璃結構，諸如，具有彎曲、成型、傾斜、刀角形或另外的波狀輪廓之積層玻璃片。因此，存在對用於形成積層玻璃結構之裝置及方法的需要。
一種改良可撓性玻璃之機械可靠性的技術為將可撓性玻璃積層或接合至一或多個積層材料或基板。可撓性玻璃可為具有300微米或更小(包括但不限於300微米、275微米、250微米、225微米、200微米、190微米、180微米、170微米、160微米、150微米、140微米、130微米、120微米、110微米、100微米、90微米、80微米、70微米、60微米、50微米、40微米、30微米、20微米或10微米)之厚度的玻璃。視積層玻璃結構之機械強度及抗衝擊要求以及預期應用中之預期彎曲應力及方向而定，積層玻璃結構可經設計以根據本文中揭示之概念滿足各種機械要求。積層玻璃結構在適當使用時可提供優於未經積層之可撓性玻璃之改良的機械可靠性及/或抗刮痕、抗損傷或抗衝擊效能。
將在隨後的詳細描述中闡述額外特徵及優點，且對於熟習此項技術者而言，該等額外特徵及優點將部分地自描述顯而易見或藉由實踐書面描述中所例示之揭示內容及附圖來認識到。應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者僅為本揭示案之例示且意欲提供用於理解本揭示案所主張之本揭示案之性質與特性的概述或框架。
包括隨附圖式以提供對本揭示案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揭示案的原理及操作。應理解，本說明書及圖式中所揭示之揭示內容之各種特徵可以任何及所有組合使用。根據 以下態樣，本揭示案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，一種形成積層玻璃結構之方法，該方法包含以下步驟：將具有不大於約0.3mm之厚度之可撓性玻璃基板之連續帶引入至非玻璃基板材料，該非玻璃基板材料具有熱膨脹係數(CTE)，該CTE大於可撓性玻璃基板之CTE；在升高溫度下將可撓性玻璃基板積層至非玻璃基板材料；及冷卻積層玻璃結構以在可撓性玻璃基板之整個厚度上引入壓縮應力。
根據第二態樣，提供態樣1之方法，其中可撓性玻璃基板具有在可撓玻璃基板之整個厚度上之至少約40MPa的壓縮強度。
根據第三態樣，提供態樣1或態樣2之方法，其中可撓性玻璃基板具有在可撓玻璃基板之整個厚度上之至少約69MPa的壓縮應力。
根據第四態樣，提供態樣1至3中之任一態樣的方法，其中非玻璃基板材料具有一CTE，該CTE為可撓性玻璃基板之CTE的至少約10倍。
根據第五態樣，提供態樣1至4中任一態樣之方法，該方法包含以下步驟：在將基板材料加熱至升高溫度時，相對於可撓性玻璃基板膨脹非玻璃基板材料。
根據第六態樣，提供態樣1至5中任一態樣之方法，該方法進一步包含以下步驟：在可撓性玻璃基板與非玻璃基板材料之間提供黏合劑層，該黏合劑層將非玻璃基板材料積層至可撓性玻璃基板。黏合劑層可經UV或壓力活化。
根據第七態樣，一種形成積層玻璃結構之方法包含以下步驟：將預成形基板成型為非平面形狀，該預成形基板包含非玻璃材料；及將可撓性玻璃基板積層至預成形基板，同時使可撓性玻璃符合預成形基板之非平面形狀。
根據第八態樣，提供態樣7之方法，其中非玻璃材料包含金屬、金屬合金或聚合物。
根據第九態樣，提供態樣7或態樣8之方法，該方法進一步包含以下步驟：在可撓性玻璃基板與預成形基板之間提供黏合劑層。
根據第十態樣，提供態樣7至9中任一態樣之方法，其中成型預成形基板之步驟包含以下步驟：將預成形基板引入至具有非平面輪廓之成形表面。
根據第十一態樣，提供態樣7至10中任一態樣之方法，其中將可撓性玻璃基板積層至預成形基板之步驟包含以下步驟：加熱位於可撓性玻璃基板與預成形基板之間的黏合劑層。
根據第十二態樣，提供態樣11之方法，其中將可撓 性玻璃基板積層至預成形基板之步驟包含以下步驟：施加外部壓力至可撓性玻璃基板與預成形基板中之一者或兩者。
根據第十三態樣，提供態樣11或態樣12之方法，其中加熱及冷卻黏合劑層，同時施加外部壓力至可撓性玻璃基板及預成形基板中之一者或兩者。
根據第十四態樣，一種形成積層玻璃結構之方法包含以下步驟：形成基板堆疊，該基板堆疊包括可撓性玻璃基板層、包含非玻璃材料之預成形基板層及位於可撓性玻璃基板與預成形基板之間的黏合材料層；將基板堆疊引入至壓力區；及將壓力施加至加壓區內之基板堆疊，同時基板堆疊經加熱且接著經冷卻。
根據第十五態樣，提供態樣14之方法，其中非玻璃材料包含金屬、金屬合金或聚合物。
根據第十六態樣，提供態樣14或態樣15之方法，該方法包含以下步驟：將可撓性玻璃基板引入至預成形基板作為可撓性玻璃基板之連續帶。
根據第十七態樣，提供態樣14至16中任一態樣之方法，該方法包含以下步驟：將預成形璃基板引入至可撓性玻璃帶作為可撓性玻璃基板之連續帶。
根據第十八態樣，提供態樣14至17中任一態樣之方法，該方法包含以下步驟：將黏合材料引入至可撓性玻璃 基板與預成形基板中之一者或兩者作為黏合材料之連續帶。
根據第十九態樣，提供態樣14至18中任一態樣之方法，該方法進一步包含以下步驟：將基板堆疊引入至壓力區作為基板堆疊之連續帶。
根據第二十態樣，提供態樣14至19中任一態樣之方法，該方法進一步包含以下步驟：成型預成形基板之步驟包含以下步驟：將預成形基板引入至具有非平面輪廓之成形表面。
根據第二十一態樣，提供態樣14至20中任一態樣之方法，其中至少一部分加壓區形成在一對加熱壓力輥之間。
根據第二十二態樣，提供態樣14至21中任一態樣之方法，其中至少一部分加壓區形成在一對冷卻壓力輥之間。
根據第二十三態樣，提供態樣14至22中任一態樣之方法，其中至少一部分加壓區形成在一對加熱壓力輥與一對冷卻壓力輥兩者之間。
根據第二十四態樣，提供態樣14至23中任一態樣之方法，該方法進一步包含以下步驟：將預成形基板成型為非平面形狀。
根據第二十五態樣，提供態樣24之方法，其中形成基板堆疊之步驟包含以下步驟：將可撓性玻璃基板積層至預成形基板，同時使可撓性玻璃符合預成形基板之非平面形狀。
130‧‧‧非玻璃基板
132‧‧‧寬表面
133‧‧‧非玻璃基板層
134‧‧‧寬表面
140‧‧‧可撓性玻璃片
141‧‧‧第一可撓性玻璃層
142‧‧‧寬表面
143‧‧‧第二可撓性玻璃層
144‧‧‧外表面
145‧‧‧條紋
146‧‧‧厚度
148‧‧‧寬表面
162‧‧‧輥頭
170‧‧‧黏合材料
174‧‧‧黏合劑層
175‧‧‧黏合劑層
200‧‧‧積層玻璃結構
202‧‧‧積層玻璃結構
204‧‧‧積層玻璃結構
300‧‧‧片對片積層方法
302‧‧‧可撓性玻璃片
304‧‧‧基板片
306‧‧‧壓力輥
308‧‧‧壓力輥
310‧‧‧夾壓部
312‧‧‧積層玻璃結構
320‧‧‧卷對片積層方法
322‧‧‧連續帶
324‧‧‧基板片
326‧‧‧壓力輥
328‧‧‧壓力輥
330‧‧‧夾壓部
332‧‧‧積層玻璃結構
334‧‧‧供應輥
340‧‧‧卷對卷積層方法
342‧‧‧連續帶
344‧‧‧供應輥
346‧‧‧連續帶
348‧‧‧壓力輥
350‧‧‧壓力輥
352‧‧‧夾壓部
354‧‧‧供應輥
356‧‧‧積層玻璃結構
360‧‧‧裝置
364‧‧‧黏合劑塗覆階段
365‧‧‧基板材料源
366‧‧‧可撓性玻璃應用台
368‧‧‧積層台
369‧‧‧基板形成台
370‧‧‧連續帶
372‧‧‧供應輥
374‧‧‧供應輥
376‧‧‧連續帶
378‧‧‧連續帶
380‧‧‧壓力輥
382‧‧‧壓力輥
384‧‧‧供應輥
386‧‧‧供應輥
388‧‧‧連續帶
390‧‧‧連續帶
392‧‧‧壓力輥
394‧‧‧壓力輥
396‧‧‧連續積層玻璃結構
398‧‧‧加熱站
400‧‧‧真空站
401‧‧‧切割器件/虛線
402‧‧‧冷卻站
403‧‧‧真空器件
404‧‧‧裝置
406‧‧‧積層玻璃結構
408‧‧‧基板形成階段
410‧‧‧黏合劑塗覆台
412‧‧‧可撓性玻璃應用台
414‧‧‧積層台
415‧‧‧切割器件
416‧‧‧壓力輥
420‧‧‧裝置
422‧‧‧積層玻璃結構
424‧‧‧基板形成台
426‧‧‧黏合劑塗覆台
428‧‧‧可撓性玻璃應用台
430‧‧‧積層台
431‧‧‧切割器件
432‧‧‧壓板
434‧‧‧裝置
436‧‧‧積層玻璃結構
438‧‧‧基板形成台
440‧‧‧黏合劑塗覆台
442‧‧‧可撓性玻璃應用台
444‧‧‧積層台
445‧‧‧切割器件
446‧‧‧加壓空氣/惰性氣體源
450‧‧‧裝置
452‧‧‧積層玻璃結構
454‧‧‧基板形成台
456‧‧‧黏合劑塗覆台
458‧‧‧可撓性玻璃應用台
460‧‧‧積層台
461‧‧‧切割器件
462‧‧‧皮帶組件
464‧‧‧皮帶
466‧‧‧驅動輥
468‧‧‧加熱輥組件
470‧‧‧加熱壓力輥
472‧‧‧冷卻輥組件
474‧‧‧冷卻壓力輥
500‧‧‧積層玻璃結構形成裝置
502‧‧‧不對稱積層玻璃結構
504‧‧‧不對稱積層玻璃結構
510‧‧‧真空模具
512‧‧‧寬度
514‧‧‧第一表面
516‧‧‧成形表面
520‧‧‧真空系統
522‧‧‧真空器件
524‧‧‧接線
526‧‧‧總體方向
530‧‧‧預成形積層材料
532‧‧‧第一表面
534‧‧‧第二表面
540‧‧‧可撓性玻璃
542‧‧‧第一表面
544‧‧‧第二表面
546‧‧‧厚度
550‧‧‧動態傳送台
551‧‧‧初始位置
552‧‧‧傳送表面
553‧‧‧最終位置
554‧‧‧致動表面
556‧‧‧前緣
557‧‧‧尾緣
558‧‧‧總體方向
559‧‧‧致動機構
560‧‧‧可程式化輥組件
561‧‧‧初始位置
562‧‧‧輥頭
563‧‧‧外表面
564‧‧‧輥架
565‧‧‧直徑
566‧‧‧致動組件
567‧‧‧方向
568‧‧‧總體方向
569‧‧‧最終位置
570‧‧‧黏合材料
574‧‧‧黏合劑層
580‧‧‧控制器
582‧‧‧可撓性玻璃載體
583‧‧‧方向
584‧‧‧核心
586‧‧‧可撓性載體材料
600‧‧‧基材玻璃結構
700‧‧‧致動路徑
C‧‧‧中心平面
當參考附隨圖式閱讀本揭示案之以下詳細描述時，更好地理解本揭示案之該等及其他特徵、態樣及優點，其中： 第1圖圖示根據本揭示案之態樣之對稱積層玻璃結構的一個實施例的橫截面視圖；第2圖圖示根據本揭示案之態樣之不對稱積層玻璃結構的一個實施例的橫截面視圖；第3圖圖示根據本揭示案之態樣之第1圖的對稱積層玻璃結構的橫截面視圖，該對稱積層玻璃結構具有在黏合劑層上的裝飾圖案；第4圖圖示根據本揭示案之態樣之沒有黏合劑層的不對稱積層玻璃結構的一個實施例的橫截面視圖；第5圖示意性圖示用於形成積層玻璃結構之製程及裝置之實施例；第6圖示意性圖示用於形成積層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第7圖示意性地圖示用於形成積層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第8圖示意性地圖示用於使用捲軸式積層形成積層玻璃結構之製程及裝置之實施例；第9圖示意性地圖示用於使用捲軸式積層形成積層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第10圖示意性地圖示用於使用捲軸式積層形成積層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第11圖示意性地圖示用於使用捲軸式積層形成積層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第12圖示意性地圖示用於使用捲軸式積層形成積 層玻璃結構之製程及裝置之另一實施例；第13圖及第14圖示意性地圖示用於形成積層玻璃結構之方法及裝置之實施例；第15圖圖示用於第13圖之裝置中之輥頭的實施例；第16圖圖示用於第13圖之裝置中之輥頭的另一實施例；第17圖圖示用於形成積層玻璃結構之方法及裝置之另一實施例；第18圖圖示用於形成積層玻璃結構之方法及裝置之另一實施例；及第19圖圖示由可撓性載體材料攜載之可撓性玻璃之離散片。
在以下詳細描述中，出於解釋及非限制之目的，闡述揭示具體細節之示例性實施例以提供對本揭示案之各種原理的透徹理解。然而，將對受益於本揭示案之一般技術者顯而易見的是，可在脫離本文中揭示之具體細節之其他實施例中實踐本揭示案。此外，可省略對熟知器件、方法及材料之描述，以免模糊對本揭示案之各種原理之描述。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，範圍可表示為自「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即與其他端點相關且與其他端點無關。
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，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，在任何方面，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規定。因此，例如，參考「組件」包括具有兩個或兩個以上該等「組件」之態樣，除非上下文另有明確規定。
儘管玻璃為固有強健材料，但玻璃之強度及機械可靠性為玻璃之表面缺陷或瑕疵大小密度分佈及應力對材料隨時間之累積曝露的函數。在整個產品生命週期期間，積層玻璃結構可經受各種類型之靜態及動態機械應力。本文中描述之實施例大體上係關於形成積層玻璃結構的方法，其中可撓性玻璃片可使用非玻璃基板強化。本文中論述之特定實例係關於積層玻璃結構，其中非玻璃基板為聚合物及/或金屬或金 屬合金，諸如，不銹鋼、鋁、鎳、鎂、黃銅、青銅、鈦、鎢、銅、鑄鐵或貴金屬。在一些實施例中，可藉由在升高的積層溫度(例如，大於約100℃)下將非玻璃基板積層至可撓性玻璃片之後控冷來將非玻璃基板與可撓性玻璃片之間的相對大的熱膨脹係數(CTE)失配用於改良強度。一旦積層玻璃結構冷卻，此升高的積層溫度方法則可產生在可撓性玻璃片之整個厚度上之均勻分佈之剩餘壓縮應力。
在一些實施例中，連續製程經開發用於強化可撓性玻璃基板，該連續製程藉由在升高的溫度下積層非玻璃基板及可撓性玻璃基板且接著緩慢冷卻以利用非玻璃基板與可撓性玻璃基板之間的大CTE失配(例如，約2倍或更大，諸如約5倍或更大、諸如約10倍或更大)而產生在可撓性玻璃基板之整個厚度上的剩餘壓縮應力。在一些實施例中，CTE失配可為至少約3ppm/℃或更大，諸如約6ppm/℃或更大、諸如約9ppm/℃或更大、諸如約12ppm/℃或更大、諸如約15ppm/℃或更大、諸如約20ppm/℃或更大、諸如約27ppm/℃或更大、諸如約50ppm/℃或更大。
參看第1圖及第2圖，圖示兩個示例性積層玻璃結構200及202之橫截面視圖。首先參看第1圖，積層玻璃結構200通常稱為對稱積層玻璃結構，且包括：第一可撓性玻璃最外層141，該第一可撓性玻璃最外層141由可撓性玻璃片140形成；第二可撓性玻璃最外層143，該第二可撓性玻璃最外層143由另一可撓性玻璃片140形成；及非玻璃基板層133，該非玻璃基板層133夾在第一可撓性玻璃層141與第二 可撓性玻璃層143之間且積層至第一可撓性玻璃層141及第二可撓性玻璃層143。第1圖中所示之對稱積層玻璃結構200經構造，以使得積層玻璃結構200之中心平面C下方之層形成中心平面C上方之層的鏡像，而如第2圖中所示，不對稱積層玻璃結構不具有關於該等結構之中心平面的此鏡像。非玻璃基板層133由非玻璃基板130形成，諸如，聚合物、金屬合金，諸如，不銹鋼、銅、鎳、黃銅、青銅、鈦、鎢、鑄鐵、鋁、陶瓷、複合物或另一聚合物或剛性材料或該等材料之組合。在許多實施例中，非玻璃基板130由金屬或金屬合金形成。
非玻璃基板130可使用聚合物材料形成，例如以下各物中之任何一或多者：聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、四氟乙烯(ETFE)或熱聚合聚烯烴(TPOTM一聚乙烯、聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯(BCPP)或橡膠之聚合物/填料摻合物)、聚酯、聚碳酸酯、聚丁酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯及取代聚乙烯、聚羥基丁酸酯(polyhydroxybutyrates)、聚羥基乙烯丁酸酯(polyhydroxyvinylbutyrates)、聚醚醯亞胺、聚醯胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphalate)、聚醯亞胺、聚醚、聚碸、聚乙烯基乙炔、透明熱塑膠、透明聚丁二烯、聚氰基丙烯酸酯、纖維素基聚合物、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、多硫化物、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯及聚矽氧烷。亦可能使用可經沉積/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、聚氨酯、酚醛 樹脂及三聚氰胺-甲醛樹脂。許多顯示器及電氣應用可優選丙烯基聚合物、聚矽氧及該等結構幫助層，例如，可購自DuPont之市售SentryGlas®。對於一些應用，聚合物層可為透明的，但對於其他應用，聚合物層不必為透明的。
黏合劑層174、黏合劑層175可由黏合材料170形成，該黏合材料170可用於將第一可撓性玻璃層141及第二可撓性玻璃層143在該等玻璃層之各別寬表面134、142及132、148之間的介面處積層至非玻璃基板層133。黏合材料170可為非黏合夾層、黏合劑、黏合片或黏合膜、液體黏合劑、粉末黏合劑、壓敏黏合劑、紫外光黏合劑、熱黏合劑或其他類似黏合劑或上述各者之組合。黏合材料170可幫助在積層期間將可撓性玻璃140附接至非玻璃基板130。低溫黏合材料170之一些實例包括由UV固化之Norland 68、3M OCA 8211及8212(在室溫下壓力接合)、矽樹脂、丙烯酸酯、光學透明之黏合劑、密封材料、聚氨酯及木膠。較高溫度之黏合材料170之一些實例包括DuPont SentryGlas、DuPont PV 5411、Japan World Corporation material FAS及聚乙烯醇縮丁醛樹脂。黏合劑層174可為薄的，具有小於或等於約1000μm之厚度，包括小於或等於約500μm、約250μm、小於或等於約50μm、小於或等於約25μm及在約0.1mm與約5mm之間。黏合劑亦可含有其他官能組份，諸如，顏色、裝飾、耐熱性或UV抗性、抗反射(AR)過濾等。黏合材料170可在固化中為光學透明的或可能另外係不透明的。在黏合材料170為黏合片或黏合膜的實施例中，黏合材料170可具有穿過可撓 性玻璃之厚度可見的裝飾圖案或設計，如第3圖中所示。
在第3圖中，積層玻璃結構200包括黏合劑層174，該黏合劑層174由黏合材料170之片或膜形成。黏合材料170具有條紋145圖型，該等條紋145自可撓性玻璃層141之外表面144可見。一些氣泡在積層期間或積層之後可能變得夾帶於積層玻璃結構中，但具有等於或小於100μm之直徑的氣泡可不影響積層玻璃結構的抗衝擊性。氣泡之形成可藉由使用真空系統或施加壓力至結構之表面而減少。在其他實施例中，可撓性玻璃層可在無黏合劑的情況下積層。在又一些其他實施例中，第二可撓性玻璃層143可由可撓性玻璃形成，該可撓性玻璃具有不同於第一可撓性玻璃層141之可撓性玻璃片140之化學組成。控制積層玻璃結構之層141、層174、層133之間的接合強度亦可影響積層玻璃結構的抗衝擊性。
雖然第1圖圖示對稱積層玻璃結構200中之可撓性玻璃最外層141、143，但第2圖圖示僅具有積層至非玻璃基板層133之第一可撓性玻璃最外層141的替代積層玻璃結構202，該結構通常稱為不對稱積層玻璃結構。又，黏合劑層174可用於在第一可撓性玻璃最外層141及非玻璃基板層133之各別寬表面134、142之間的介面處將第一可撓性玻璃最外層141積層至非玻璃基板層133。第4圖圖示另一積層玻璃結構204，該積層玻璃結構204包括在無黏合劑層174的情況下積層至非玻璃基板層133之第一可撓性玻璃最外層141。第1圖至第4圖圖示具有大量層之示例性積層玻璃結構，然而，可使用具有更多或更少層之其他積層玻璃結構。
可撓性玻璃片140可具有約0.3mm或更小之厚度146，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、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。可撓性玻璃片140可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或以上各者之複合物形成。形成高品質可撓性玻璃片之融合製程(例如，下拉製程)可用於各種器件中，且一個此應用為平板顯示器。當與由其他方法生產之玻璃片相比時，融合製程中生產之玻璃片具有擁有優越平面度及光滑度之表面。美國專利案第3,338,696號及第3,682,609號中描述了融合製程。其他適當玻璃片形成方法包括浮式法、上拉法、下拉法及狹縫拉製法。另外，可撓性玻璃片140藉由使用玻璃之化學組成亦可含有抗菌性質，該化學組成包括表面上之範圍大於0至0.047μg/cm2之Ag離子濃度，此情況在美國專利申請公開案第2012/0034435A1號中進一步描述。可撓性玻璃140亦可塗覆有由銀組成之釉或以其他方式摻雜有銀離子，以獲得所需抗菌性質，此情況在美國專利申請公開案第2011/0081542A1號中進一步描述。另外，可撓性玻璃140可具有50%之SiO2、25%之CaO及25%之Na2O之莫耳組成以達成所需抗菌效應。
第5圖至第7圖示意性地圖示用於形成各種積層玻 璃結構之製程及裝置。首先參看第5圖，圖示片對片積層方法300，其中壓力用於將可撓性玻璃片302接合至基板片304。在此實施例中，壓力輥306及壓力輥308形成夾壓部310，可撓性玻璃片302及基板片304傳送至該夾壓部310。在一些實施例中，當可撓性玻璃片302與基板片304同時傳送至夾壓部310時，可將黏合劑提供在可撓性玻璃片302與基板片304之間。夾壓部310中之壓力用於形成積層玻璃結構312。經加熱之輥306及308可用於利用可撓性玻璃片302與基板片304之間的CTE失配，以便在可撓性玻璃片302之整個厚度上引入壓縮應力以在冷卻後強化可撓性玻璃片302。參看第6圖，圖示卷對片積層方法320，其中壓力再次用於將來自供應輥334之可撓性玻璃之連續帶322接合至基板片324。在此實施例中，壓力輥326及壓力輥328(例如，經加熱或未加熱)形成夾壓部330，可撓性玻璃之連續帶322及基板片324傳送至該夾壓部330。在一些實施例中，當可撓性玻璃之連續帶322與基板片324同時傳送至夾壓部330時，可將黏合劑提供在可撓性玻璃之連續帶322與基板片324之間。夾壓部330中之壓力用於形成積層玻璃結構332。參看第7圖，圖示卷對卷積層方法340，其中壓力用於將來自供應輥344之可撓性玻璃之連續帶342接合至來自供應輥354之基板材料之連續帶346。在此實施例中，壓力輥348及壓力輥350形成夾壓部352，可撓性玻璃之連續帶342及基板材料之連續帶346傳送至該夾壓部352。在一些實施例中，當可撓性玻璃之連續帶342與基板材料之連續帶346同時傳送至夾壓部353 時，可將黏合劑提供在可撓性玻璃之連續帶342與基板材料之連續帶346之間。夾壓部352中之壓力用於形成積層玻璃結構356。
現參看第8圖至第12圖，示意性地圖示了用於使用卷對卷積層形成積層玻璃結構之示例性裝置及製程。參看第8圖，裝置360包括基板形成台369、黏合劑塗覆台364、可撓性玻璃應用台366及積層台368。基板形成台369可包括形成基板材料之連續帶370之基板材料(例如，塑膠及/或金屬)之源365(例如，滾筒、擠壓機等)。選擇基板材料可影響積層玻璃結構之材料性質。例如，選擇具有較高CTEα之基板材料可藉由誘發可撓性玻璃之整個厚度上之壓縮應力及減少拉伸應力而影響積層玻璃結構之強度。壓縮應力可增加積層玻璃結構之抗衝擊性。具有明顯大於可撓性玻璃之CTEα值之CTEα值(諸如，大兩倍或三倍)的基板材料可增加可撓性玻璃中之壓縮應力。另外，基板材料之剛性可影響積層玻璃結構之彎曲應力。例如，若基板材料具有高剛性，則積層玻璃結構可具有減小之彎曲應力。
基板材料之連續帶370可傳送至黏合劑塗覆台364用於塗覆黏合材料。在此實施例中，黏合劑塗覆台364包括供應輥372及供應輥374，該等供應輥將黏合材料之連續帶376及連續帶378供應至基板材料之連續帶370之相對表面。或者，任何其他方法及黏合材料形成可用於基板材料之連續帶370。可提供壓力輥380及壓力輥382(例如，經加熱或未加熱)用於發起基板材料之連續帶370與黏合材料之連續帶 376及連續帶378之間的接合。可撓性玻璃應用台366包括供應輥384及供應輥386，該等供應輥將可撓性玻璃之連續帶388及連續帶390供應至基板材料之連續帶370之相對表面，以使得黏合材料可用於將可撓性玻璃之連續帶388及連續帶390積層至基板材料之連續帶370。可提供壓力輥392及壓力輥394用於發起基板材料之連續帶370與可撓性玻璃之連續帶388及連續帶390之間的接合。積層台368可利用熱及壓力形成連續積層玻璃結構396。積層台368可包括加熱站398、真空站400及冷卻站402。可使用真空器件403施加真空以提供壓力用於形成連續積層玻璃結構396。可提供切割器件401用於切割或以其他方式分離積層玻璃結構396之區段與連續積層玻璃結構396。切割操作可在積層之後或在進入積層台368之前發生(參見虛線401)。
第9圖圖示用於形成積層玻璃結構406之方法及裝置404的替代實施例，該裝置404包括上文參看裝置360描述的許多元件及特徵，包括基板形成台408、黏合劑塗覆台410、可撓性玻璃應用台412、積層台414及切割器件415。然而，在此示例性實施例中，壓力輥416連同熱量及受控冷卻一起用於形成積層玻璃結構406。
第10圖圖示用於形成積層玻璃結構422之方法及裝置420的另一替代實施例，該裝置420包括上文參看裝置360描述的許多元件及特徵，包括基板形成台424、黏合劑塗覆台426、可撓性玻璃應用台428、積層台430及切割器件431。然而，在此示例性實施例中，壓板432連同熱量及受控冷卻 一起用於形成積層玻璃結構422。
第11圖圖示用於形成積層玻璃結構436之方法及裝置434的另一替代實施例，該裝置434包括上文參看裝置360描述的許多元件及特徵，包括基板形成台438、黏合劑塗覆台440、可撓性玻璃應用台442、積層台444及切割器件445。然而，在此示例性實施例中，來自加壓空氣(或惰性氣體)源446之加壓空氣(或惰性氣體)用於一起供應積層壓力連同熱量及受控冷卻以形成積層玻璃結構436。
第12圖圖示用於形成積層玻璃結構452之方法及裝置450的又一替代實施例，該裝置450包括上文參看裝置360描述的許多元件及特徵，包括基板形成台454、黏合劑塗覆台456、可撓性玻璃應用台458、積層台460及切割器件461。然而，在此示例性實施例中，皮帶組件462用於一起供應積層壓力以及熱量以形成積層玻璃結構452。皮帶組件462可包括位於驅動輥466周圍之皮帶464。經加熱輥組件468可包括可用於同時加熱且施加積層壓力之一或多個經加熱壓力輥470。冷卻之輥組件472可包括用於冷卻且形成積層玻璃結構452之一或多個冷卻之壓力輥474。
雖然在可撓性玻璃基板之整個厚度上需要較大壓縮應力(例如，約30MPa或更大，諸如約40MPa或更大、諸如約50MPa或更大、諸如約60MPa或更大、諸如約69MPa或更大、諸如約80MPa或更大、諸如約90MPa或更大、諸如約100MPa或更大、諸如約110MPa或更大)，但存在對可引入之壓縮應力量的限制。舉例而言，為達成可撓玻璃基 板中之大壓縮應力，一種方法為將積層溫度設置得盡可能高。然而，該積層溫度之上限值不應超過可撓玻璃-聚合物積層材料之特殊性質設置的限制，諸如任何使用之黏合劑之工作溫度限制。應在保證產品可靠性方面考慮材料及結構完整性。因此，各種限制可影響可引入至可撓玻璃基板之壓縮應力的量。
雖然許多以上方法及裝置可用於連續積層結構形成，但現參看第13圖及第14圖，圖示積層玻璃結構形成裝置500之一個實施例的示意性橫截面視圖，該裝置500可使用可撓性玻璃片以不連續方式使用。積層玻璃結構形成裝置500包括真空模具510及真空系統520。預成形積層材料530位於真空模具510中。動態傳送台550及可程式化輥組件560亦包括於積層玻璃形成裝置500之此實施例中。積層玻璃結構形成裝置500之其他實施例可包括僅一些該等元件或不只是包括該等元件。雖然在第13圖中以一個方向中圖示，但應理解，積層玻璃結構形成裝置500可以「倒置」、「垂直」或傾斜方向定向。
真空組件520可以任何適當方式(諸如，藉由接線524)連接至真空模具510，且可拉動或推動空氣或另一氣體穿過真空模具510以在真空模具510之表面516附近形成真空環境。預成形積層材料530可接近真空模具510定位或定位在真空模具510中，且可由在真空模具510之表面516附近的真空環境固定至真空模具510，該真空環境由真空組件520形成。在一些實施例中，預成形積層材料530可在傳送至 真空模具510之前、期間及/或之後加熱。可撓性玻璃540可由動態傳送台550或自線軸饋送至積層玻璃結構形成台500，如下所論述。在一個實施例中，動態傳送台550可將可撓性玻璃540傳送靠近預成形積層材料530。當可撓性玻璃540接近預成形積層材料530時，可程式化輥組件560可在動態傳送台550之尾緣557處接近真空模具510。可程式化輥組件560可接著以對應於動態傳送台550之速度及角度拖曳動態傳送台550。由於可程式化輥組件560沿致動路徑跟隨動態傳送台550，故可程式化輥組件560可施加壓力至可撓性玻璃540，幫助可撓性玻璃540接觸預成形積層材料530，從而將可撓性玻璃540積層至預成形積層材料530且形成具有適當設計之壓縮應力的積層玻璃結構600(第14圖中所示)，該壓縮應力係利用CTE α失配及/或抗衝擊性增強機構貫穿可撓性玻璃540之厚度誘發。在一些情況下，積層玻璃結構600可為不對稱的，其中可撓性玻璃540積層至預成形積層材料530之一個表面。在其他情況下，積層玻璃結構500可為對稱的，其中可撓性玻璃540積層至預成形積層材料530之一個表面或相對表面。歸因於可撓性玻璃540中之任何誘發之壓縮應力，以及可撓性玻璃540及預成形積層材料530之材料性質，積層玻璃結構600可具有增強之強度、耐久性及抗衝擊性。應注意，連同將預成形積層保持於模具中之真空系統520，空氣軸承系統等可經設計以避免預成形表面直接接觸真空模具系統510。此外，壓縮空氣或氣體饋送系統(未圖示)可耦接至真空模具系統510中。
仍參看第13圖，真空模具510可具有有孔或多孔第一表面514及有孔或多孔成形表面516，其中孔或開口穿過真空模具510自第一表面514延伸至成形表面516。孔或開口可允許空氣或另一氣體沿整個表面或沿表面之某些離散區段自真空模具510之第一表面514推動或拉動至真空模具510之成形表面516。在第13圖中所示之實施例中，真空組件520藉由連接線524附接至真空模具510。真空組件520包括真空器件522，該真空器件522在總體方向526上將空氣自真空模具510之成形表面516穿過真空模具520之寬度512朝向真空模具510之第一表面514拉動。該耦接之壓縮空氣或氣體組件(未圖示)亦可在積層期間或積層完成之後，在大體上與方向526相反之方向上將空氣自真空模具510之第一表面514推動至真空模具510之成形表面516。表面516處之該增加之空氣壓力亦可允許積層玻璃結構600容易自真空模具510釋放。
真空模具510之保持及/或成形表面516可具有各種複雜形狀，諸如，具有一或多個曲線或起伏之形狀或包括完整或部分平坦區段、三維輪廓或任何其他非平面輪廓之曲線。真空模具510之成形表面516可由金屬、多孔金屬、陶瓷、多孔陶瓷、聚合物、多孔聚合物或以上各者之複合物或經選擇以避免損壞預成形積層材料530之任何其他材料構成。用於真空模具510之成形表面516之材料的選擇可影響將預成形積層材料530放置於真空模具510附近或真空模具中之能力或影響將積層玻璃結構600自真空模具510移除之 能力。
真空模具510可為整體式模具、兩片式模具或可具有附接至成形表面516以形成多個複雜形狀之其他片，且可以其他方式再使用。真空模具510之主體可由任何固體材料構成，諸如，玻璃、陶瓷、金屬、木材、聚合物及/或複合物。
預成形積層材料530放置於真空模具510附近或真空模具510中。預成形積層材料530具有第一表面532及第二表面534。預成形積層材料530經定位，以使得預成形積層材料530之第一表面532與真空模具510之成形表面516接觸。預成形積層材料530可由玻璃構成，包括與可撓性玻璃540相同之玻璃、木材、玻璃陶瓷、金屬(諸如，不銹鋼或鋁)、陶瓷、複合物或另一聚合物或剛性材料。在本文中剛性由材料之楊氏模數量測決定。示例性剛性材料為楊氏模數為70000MPa之鋁，或楊氏模數為200000MPa之不銹鋼。
預成形積層材料530之選擇可影響積層玻璃結構600之材料性質。例如，選擇具有較高CTE α之預成形積層材料可藉由誘發在可撓性玻璃540之整個厚度546上之壓縮應力且減少拉伸應力來影響積層玻璃結構600之強度。壓縮應力可增加積層玻璃結構600之抗衝擊性。具有明顯大於可撓性玻璃540之CTE α值的CTE α值(諸如，大兩倍或三倍)之預成形積層材料530可增加可撓性玻璃540中之壓縮應力。另外，預成形積層材料530之剛性可影響積層玻璃結構600之彎曲應力。例如，若預成形積層結構600具有高剛性，則積層玻璃結構600可具有降低之彎曲應力。
預成形積層材料530可使黏合材料570在第一表面532及第二表面534上，如第14圖中所示，從而形成一或多個黏合劑層574。黏合材料570可幫助在積層期間將可撓性玻璃540附接至預成形積層材料530。黏合材料570之一些實例可在商業上用作Norland 68、3M OCA 8211、3M 8212、DuPont SentryGlas、DuPont PV 5411、矽樹脂、丙烯酸酯、Japan World Corporation material FAS、密封材料、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、木膠等或光學透明的黏合劑。黏合劑層574可為薄的，具有小於或等於500μm之厚度，包括小於或等於250μm之厚度、小於或等於50μm之厚度、小於或等於25μm之厚度及亞微米厚度。若黏合劑層574為實質透明的，預成形積層材料530之第二表面534則可自可撓性玻璃540之第二表面544可見。黏合材料570亦可為UV固化、熱活化或壓敏黏合劑。黏合劑可含有其他官能組份，諸如，顏色、裝飾、耐熱性或UV抗性、抗反射(AR)過濾等。
待積層至預成形積層材料530之可撓性玻璃540可由動態傳送台550傳送至預成形積層材料530。在其他實施例中，可撓性玻璃540可經由連續可撓性玻璃線軸傳送，如下所論述。可撓性玻璃540為「超薄」且具有小於或等於約0.3mm之厚度546(參見第1圖及第2圖)，如下所論述。可撓性玻璃540可暫時及/或永久接合至膜、未塗覆或塗覆有功能材料，諸如，顯示觸控材料。可撓性玻璃540經定位，以使得可撓性玻璃540之第一表面542接近預成形積層材料530之第二表面534，且可撓性玻璃540之第二表面544可與動態 傳送台550接觸。
動態傳送台550包括傳送表面552、致動表面554、前緣556及尾緣557。動態傳送台550包括連接至動態傳送台550之致動表面554之致動機構559。動態傳送台550將可撓性玻璃540傳送至預成形積層材料530。可撓性玻璃540定位於傳送表面542上，以使得可撓性玻璃540之第二表面與動態傳送台550之傳送表面552接觸或接近傳送表面552定位。塗層(諸如，鐵氟龍(Teflon)或另一減摩或無摩擦材料)可包括於傳送表面552上，以避免傳送表面552損壞可撓性玻璃540且允許可撓性玻璃540以平滑方式過渡至預成形積層材料540。傳送表面552亦可為空氣軸承，從而避免或以其他方式限制與可撓性玻璃540直接接觸。在一些實施例中，動態傳送台550可由可撓性彈性材料製成，諸如，聚合物、塑膠、橡膠等。在其他實施例中，動態傳送台550可由剛性材料製成，諸如，聚合物、塑膠、金屬等。動態傳送台550之尾緣557可經成型、彎曲或以其他方式設計以在可撓性玻璃540離開傳送表面552且積層至預成形積層材料530以形成積層玻璃結構600時避免硬轉角或邊緣與可撓性玻璃540接觸。
在第13圖中所示之實施例中，動態傳送台550可在總體方向558上致動，以使得前緣556在尾緣557前面。動態傳送台550具有初始位置551，在該初始位置551處，尾緣557接近預成形積層材料530之第二表面534定位。動態傳送台550沿致動路徑700致動，且在總體方向558上繼續，直至整個可撓性玻璃540積層至預成形積層材料530且動態傳 送台550到達最終位置553。例如，視成形表面516之形狀或輪廓而定，致動路徑700可包括不止一個曲線、弓形、彎曲或其他起伏。在積層完成之後，如第14圖中所示，動態傳送台550可重新裝載另一片可撓性玻璃540且經重置為動態傳送台550之初始位置551。相對於動態傳送台550之真空模具510之速度、方向及角度可由致動機構559連續調整。動態傳送台550之動態運動可在可撓性玻璃540傳送至真空模具510時控制可撓性玻璃540之運動。例如，動態傳送台550可相對於真空模具510以30度角定位，從而以30度角將可撓性玻璃540傳送至真空模具510。在另一實例中，動態傳送台550可相對於真空模具510以20度角定位，從而以20度角將可撓性玻璃540傳送至真空模具510。在另一實例中，動態傳送台550可相對於真空模具510以10度角定位，從而以10度角將可撓性玻璃540傳送至真空模具510。
仍參看第13圖及第14圖，當動態傳送台550處於初始位置551時，可程式化輥組件560處於接近動態傳送台550之初始位置561。可程式化輥組件560包括輥頭562、輥架564及致動組件566。當可程式化輥組件560接近動態傳送台550定位在初始位置561處時，可程式化輥組件560之輥頭562靠近動態傳送台550之尾緣557及可撓性玻璃540。當動態傳送台550沿致動路徑700致動時，可程式化輥組件560沿接近尾緣557之致動路徑700跟隨動態傳送台550，直至到達第14圖中之最終位置569。輥頭562可接觸可撓性玻璃540且施加壓力，以使得可撓性玻璃540積層至預成形積層材料 530，或以使得黏合接合形成在預成形積層材料130與可撓性玻璃540之間。可程式化輥組件560之致動組件566可控制壓力、相對於真空模具510之角度及輥架564之速度，該速度可決定壓力及輥頭562施加壓力至可撓性玻璃540之角度。對於不對稱積層玻璃結構502、504，壓力剖面可減少翹曲。積層在可高於室溫之升高的積層溫度下發生。積層溫度可受輥頭562影響，且可影響積層玻璃結構600之材料性質，如上所論述。
致動組件566可為活塞及氣缸組件、氣動組件、液壓組件或任何其他運動控制組件。可程式化輥組件560之輥架564可沿方向567或相對於該方向成角度致動或延伸或回縮，且沿總體方向568遵循致動路徑700，以使得可撓性玻璃540積層至預成形積層材料530。控制器580可用於控制及協調可程式化輥組件560及動態傳送台550之運動，如第13圖及第14圖中所示。可程式化輥組件560之壓力、角度、速度及其他運動可由連接至致動組件566之控制器580連續調整。
可撓性玻璃540之表面品質可影響可撓性玻璃540之固有強度。劃痕、破裂或其他表面損傷可降低可撓性玻璃540之表面品質且可由黏附至輥頭562之外表面563的污染物或異物導致。第15圖及第16圖中圖示輥頭562之兩個實施例。在第15圖中，輥頭562圖示為具有直徑565及外表面563。外表面563可在積層期間與可撓性玻璃540接觸。輥頭562之外表面563可包含或以其他方式塗覆有固體潤滑無摩擦材料或塗層，諸如，鐵氟龍、聚氨酯、矽樹脂、聚對苯二 甲酸伸乙酯或另一無摩擦材料，從而避免造成對可撓性玻璃540之表面損傷。若外表面563塗覆有固體潤滑無摩擦塗層，則輥頭562僅可操作固定數目之循環，因為塗層可自輥頭562之外表面562剝離。塗層接著可被替換或可使用新的輥頭562。
第16圖中圖示輥頭562之另一實施例，其中輥頭562可為空氣軸承，從而避免與可撓性玻璃540直接接觸。若輥頭562為空氣軸承，則空氣或另一氣體可在輥頭162遵循致動路徑300時在近均勻之壓力下注入穿過輥頭562之外表面563。輥頭562可在可程式化輥組件560沿致動路徑700前進時旋轉，或可在可程式化輥組件560前進時以其他方式保持於固定位置。若輥頭562在可程式化輥組件560沿致動路徑700前進時旋轉，則輥頭562可具有用於待注入穿過外表面563之空氣的均勻出口，以便實現近均勻之空氣分佈。若輥頭562保持於固定位置，則僅輥頭562靠近可撓性玻璃540之部分可為空氣軸承。
現參看第17圖，以橫截面視圖來圖示積層玻璃結構形成裝置500之另一實施例。此實施例亦包括真空模具510、真空系統520、預成形積層材料530、動態傳送台550及可程式化輥組件560。然而，此實施例圖示真空模具510，其中成形表面526具有更複雜之形狀。預成形積層材料530具有同樣複雜之形狀。在第17圖中，可程式化輥組件560圖示為處於接近動態傳送台550之尾緣557之初始位置561且亦在致動路徑700之端點處之最終位置569處。可撓性玻璃540圖 示為經傳送至預成形積層材料530以及經積層至預成形積層材料530且圖示為形成積層玻璃結構600。在第17圖中，在可撓性玻璃540經積層之後，間隙存在於可撓性玻璃540之間，但僅為清晰起見。例如，當積層完成之後，可撓性玻璃540之第一表面542將與預成形積層材料530之第二表面534直接或經由黏合劑耦合。
現參看第18圖，以橫截面視圖圖示了積層玻璃結構形成裝置500之另一實施例。此實施例亦包括真空模具510、真空系統520、預成形積層材料530及可程式化輥組件560。然而，在此實施例中，可撓性玻璃540自可撓性玻璃線軸580傳送至預成形積層材料530。可撓性玻璃線軸580含有可撓性玻璃載體582之同心層。如第19圖中所示，可撓性玻璃載體582包括附接至可撓性載體材料586之可撓性玻璃540之離散片。視積層玻璃結構形成裝置500之定向而定，可撓性玻璃線軸580可在方向583上繞核心584旋轉。當可撓性玻璃載體582自可撓性玻璃線軸580解繞時，可撓性玻璃540接近預成形積層材料530定位。在一個實施例中，可程式化輥組件560使可撓性載體材料586與輥頭562接觸且如在前述實施例中遵循致動路徑700。當可程式化輥組件560到達最終位置569時，完成可撓性玻璃540至預成形積層材料530的積層，且可撓性載體材料586可自動移除或在分離台及裝置處移除。可程式化輥組件560及線軸580相對於真空模具510之相對運動允許將可撓性玻璃應用至積層材料530。然而，實際而言，若線軸係重的，則模具組件可為移動組件，而輥組 件可係固定的或可在模具之相反方向上移動。
在第18圖之積層玻璃結構形成裝置500之一些實施例中，可撓性載體材料586可在自可撓性玻璃540移除時連續捲繞，或可撓性載體材料186可在致動可程式化輥組件560之前移除。在又一實施例中，可撓性載體材料586可在可程式化輥組件560沿致動路徑700前進時以連續方式自可撓性玻璃540移除。在一些情況下，可程式化輥組件560可與可撓性玻璃540而非可撓性載體材料586接觸。在一些情況下，在分離裝置中進行積層結構的冷卻。在一些其他情況下，積層結構可經加熱且隨後冷卻以達成顯示器品質的光學積層。
除上文提供之彼等實例之外，用於在升高的積層溫度下將非玻璃基板積層至可撓性玻璃片之黏合材料的進一步非限制性實例包括UV可固化光學黏合劑或光學膠合劑，諸如，由NorlandTM Optical Adhesives(NOA60、NOA61、NOA63、NOA65、NOA68、NOA68T、NOA71、NOA72、NOA73、NOA74、NOA75、NOA76、NOA78、NOA81、NOA84、NOA88、NOA89)、Dow CorningTM(Sylgard 184及其他熱固化矽樹脂)、DymaxTM及其他公司製造之彼等UV可固化光學黏合劑或光學膠合劑。對於熱活化黏合材料(例如，NOA83H)，具有大於預選溫度之活化溫度(例如，約50℃或更大，諸如約70℃或更大、諸如80℃或更大、諸如100℃或更大)之黏合材料可用於允許基板材料有機會在基板材料積層至可撓性玻璃之前相對於可撓性玻璃膨脹。
另外，每一非玻璃基板本身可為由具有不同楊氏模 數、不同泊松比及/或層厚度之不同類型之金屬製成的積層結構或複合結構。在此情況下，熟習此項技術者將能夠使化合物層均勻，以獲得整體層之有效值，包括有效厚度、有效楊氏模數及有效泊松比，該等有效值如本文所述可用於有利地配置玻璃金屬積層。例如，複合物可由以上材料及/或金屬(諸如，不銹鋼、鎳、銅、貴金屬、金屬氧化物等)之任何組合形成。
本文中描述之積層玻璃結構可為用作電子器件中之保護元件的光學透明可成形及/或可撓性結構，其中積層玻璃結構為複合結構，該結構包含厚度為自5微米至300微米之一層可撓性玻璃片140及厚度範圍自0.1mm至5mm之一層非玻璃基板130(諸如，金屬)。在該連接中，積層玻璃結構之成形性允許該結構藉由彎曲及/或扭曲以偏離完全平面性，故該結構可適用於一些其他物件之形狀或形式。
根據分批製程，可撓性玻璃片及非玻璃基板可以片形式提供。或者，可撓性玻璃片可以片形式提供，且非玻璃基板來自連續輥軋。作為進一步可能性，可撓性玻璃片及非玻璃基板兩者來自連續輥軋。雖然一些實施例展示非玻璃基板經形成且接著立即在線內用於形成積層(例如，參見第8圖至第12圖之實施例(該等實施例並不需要如此))；相反，非玻璃基板可經形成、軋製或以其他方式儲存，且接著在以後(例如)藉由展開用於積層形成製程。
對於非玻璃基板，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 氨酯、酚醛樹脂及三聚氰胺-甲醛樹脂。可用黏合材料將可撓性玻璃及非玻璃基板積層在層之間。在此情況下，在積層製程期間，黏合材料可在室溫或升高的積層溫度下且在有或無壓力的情況下預塗覆至可撓性玻璃片及非玻璃基板中之一者上或預塗覆至可撓性玻璃片及非玻璃基板兩者上。UV固化黏合劑亦係適用的。非玻璃基板可為金屬片形式，該等金屬片用熱封膠預塗覆。將非玻璃基板積層及/或沉積至可撓性玻璃片上可整合於玻璃之製造製程中，亦即，可撓性玻璃脫離製造線且隨後(仍為熱的或溫暖或冷的)用金屬基板塗覆。
上述積層玻璃結構可為可撓性玻璃提供增加之強度。近似恆定之均勻壓縮應力可穿過對稱積層玻璃結構之玻璃厚度提供。基板材料可提供破裂保護且在發生任何破裂的情況下將可撓性玻璃固持在一起。積層玻璃結構可提供觸控及蓋玻璃，該玻璃可用於替代化學強化玻璃。可提供彎曲顯示器玻璃，諸如，上文連同不對稱積層玻璃結構論述之彼玻璃。可撓玻璃亦可用作防濕障壁且阻擋不需要的UV光。
積層玻璃結構亦可改良基板材料穿過可撓性玻璃之光學品質、效能、強度、抗衝擊性及機械耐久性。基板材料可藉由積層玻璃結構中之可撓性玻璃層免受劃傷、破裂或其他損傷。積層玻璃結構之外表面上之可撓性玻璃可比基板材料之表面更容易清洗。例如，由具有不銹鋼積層至可撓性玻璃之積層玻璃結構製成的冰箱門可為耐指紋的，或由具有鋁積層至可撓性玻璃之積層玻璃結構製成之行動電子器件電池蓋可防劃傷且易清洗。
額外功能性可併入非玻璃基板中。舉例而言，基板材料可包含金屬偏光片、對比度增強濾光片積層，該基板材料具有抗反射性質、彩色濾光片性質或顏色轉換性質。或者或另外，非玻璃基板可經設計以阻擋不需要的環境光及/或具有散射粒子，以便降低波導且增加器件之亮度。更進一步，或者或另外，玻璃可具有抗菌功能性。該等額外功能性可併入可撓性玻璃。
聚合物材料易於自環境元素(包括日光曝露)而劃傷、降解且提供不良防濕/隔氧性質。另一方面，玻璃係耐劃傷、耐用的且因優良防濕/隔氧性質而著稱。然而，與(例如)金屬相比，玻璃具有較高密度且為脆性材料，其中玻璃之強度受缺陷及瑕疵影響。上述積層玻璃結構及製造該等積層玻璃結構之方法利用該等兩種類型之材料且將該等材料組合成一種積層結構，與裸可撓性玻璃堆疊相比，該積層結構具有改良之障壁性質、輕重量及較高機械可靠性。
應強調，本揭示案之上述實施例(包括任何實施例)僅為實施之可能實例，僅闡述用於清楚理解本揭示案之各種原理。在實質上不脫離本揭示案之精神及各種原理的情況下，可對本揭示案之上述實施例作出許多變化及修改。在本文中，所有此等修改及變化意欲包括於本揭示案及本揭示案之範疇內且受以下申請專利範圍保護。

Claims (13)

  1. 一種形成一積層玻璃結構之方法，該方法包含以下步驟：將具有不大於0.3mm之一厚度之可撓性玻璃基板之一連續帶引入至一非玻璃基板材料，該非玻璃基板材料具有一熱膨脹係數(CTE)，該CTE大於該可撓性玻璃基板之CTE；將該非玻璃基板加熱至一升高溫度，以在將該非玻璃基板積層至該可撓性玻璃基板之前，允許該非玻璃基板材料相對於該可撓性玻璃基板熱膨脹；隨後在該升高溫度下將該可撓性玻璃基板積層至該非玻璃基板材料；以及冷卻該積層玻璃結構以在該可撓性玻璃基板之一整個厚度上引入一壓縮應力。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該可撓玻璃基板具有在該可撓玻璃基板之該整個厚度上之至少約40MPa的一壓縮強度。
  3. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該非玻璃基板材料具有一CTE，該CTE為該可撓玻璃基板之該CTE之至少10倍。
  4. 如請求項1或請求項2所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在該可撓性玻璃基板與該非玻璃基板材料之間提供一黏合劑層，該黏合劑層將該非玻璃基板材料耦接至該可撓性玻璃基板。
  5. 一種形成一積層玻璃結構之方法，該方法包含以下步驟：將一基板成型為一非平面形狀，該基板包含一非玻璃材料；以及將一可撓性玻璃基板積層至該基板，同時使該可撓性玻璃符合該基板之該非平面形狀，其中在積層步驟期間，藉由沿著致動路徑移動之一可程式化輥組件，將一軋延壓力施加至該可撓性玻璃基板。
  6. 如請求項5所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在該可撓性玻璃基板與該基板之間提供一黏合劑層。
  7. 如請求項5或請求項6所述之方法，其中將該可撓性玻璃基板積層至該基板之該步驟包含以下步驟：加熱位於該可撓性玻璃基板與該基板之間的一黏合劑層。
  8. 如請求項7所述之方法，其中在施加該外部壓力至該可撓性玻璃基板及該基板中之一者或兩者的同時，加熱並隨後冷卻該黏合劑層。
  9. 一種形成一積層玻璃結構之方法，該方法包含以下步驟：將一可撓性玻璃基板作為連續帶引至包含非玻璃材料之一基板，其中非玻璃材料之該基板係作為連續帶引至該可撓性玻璃基板；形成一基板堆疊，該基板堆疊包括一層該可撓性玻璃基板、一層包含非玻璃材料之該基板、以及位於該可撓性玻璃基板與該基板之間的一層黏合材料；將該基板堆疊引入至一壓力區；以及施加壓力至該加壓區內之該基板堆疊，同時加熱並隨後冷卻該基板堆疊。
  10. 如請求項5或請求項9所述之方法，其中該非玻璃材料包含一金屬、金屬合金或聚合物。
  11. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：將該基板堆疊引入至該壓力區作為該基板堆疊之一連續帶。
  12. 如請求項5或請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：成型該基板之步驟包含以下步驟：將該基板引入至具有一非平面輪廓之一成形表面。
  13. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：將該基板成型為一非平面形狀，且進一步地，其中形成該基板堆疊之該步驟包含以下步驟：將該可撓性玻璃基板積層至該基板，同時使該可撓性玻璃符合該基板之該非平面形狀。
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