[发明专利]具有不含碱性玻璃元件的可弯曲玻璃制品

说明书

一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40‑100GPa的弹性模量、约20‑100μm的最终厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2014年11月04日提交的美国临时申请系列第62/074,940号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本文一般地涉及可弯曲的玻璃制品、堆叠组件和电子器件组件，及其各种制造方法。更具体来说，本文涉及含无碱性玻璃元件的这些制品和组件的可弯曲版本，以及它们的制造方法。

背景技术

正在构思将通常天然是刚性的产品和组件的挠性版本用于新应用。例如，挠性电子器件可以提供薄、轻量化和挠性性质，这提供了用于例如曲面显示器和可穿戴装置之类的新应用的机会。许多这些挠性电子器件采用挠性基材来容纳和安装这些器件的电子组件。聚合物箔具有包括耐疲劳失效在内的一些优势，但是遭受边缘光学透明度、缺乏热稳定性和有限密封性的问题。当采用聚合物箔作为电子器件的背板或基材时，它们有限的耐温度性明显限制了用于这些器件中的电子组件的加工和制造。

这些电子器件中的一些还可使用挠性显示器。对于挠性显示器应用，光学透明度和热稳定性通常是重要性质。此外，挠性显示器应该具有高的耐疲劳性和耐穿刺性，包括小弯曲半径下的耐失效性，特别是对于具有触摸屏功能性和/或可以被折叠的挠性显示器而言。

常规挠性玻璃材料为挠性基材和/或显示器应用提供许多所需的性质。但是，迄今为止，这些应用的线玻璃材料(harness glass material)的努力在很大程度上是尚未成功的。通常来说，可以将玻璃基材制造成非常低的厚度水平(25μm)以实现越来越小的弯曲半径。但是，这些“薄”玻璃基材遭受有限耐刺穿性的问题。与此同时，较厚的玻璃基材(150μm)可以被制造成具有更好的耐穿刺性，但是这些基材在弯曲之后缺乏合适的耐疲劳性和机械可靠性。此外，一些常规玻璃基材组合物具有含较高碱性离子水平的劣势。这些组合物制成的玻璃基材易于发生碱性离子迁移，这会劣化这些基材上安装的电子器件和组件的性能。

因此，存在对于可靠地用于挠性背板、基材和/或显示器应用和功能(特别是用于挠性电子器件应用)的玻璃材料、组分、组件和器件构造的需求。

发明内容

根据一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、约20-100μm的最终厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面，主表面的特征在于，从初始厚度到最终厚度的事先材料去除，所述初始厚度至少比最终厚度大20μm。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。此外，玻璃元件的特征在于，在约25℃和约50％相对湿度下，当元件以约15mm的弯曲半径保持弯曲至少60分钟之后，不发生失效。根据一些方面，玻璃元件的组成具有小于0.5摩尔％的以下每一种：Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O和Cs₂O。

根据一个方面，提供了一种可弯曲堆叠组件，其包括玻璃元件，所述玻璃元件具有：基本不含碱性离子的组成、约40-100GPa的弹性模量、至少0.6MPa·m^1/2的K_IC断裂韧度、约20-100μm的厚度，在元件弯曲之后明显处于张力的第一主表面，和弯曲之后明显处于压缩的第二主表面。玻璃元件还包括在第一主表面上的保护层。