具有非平面特征和不含堿金屬的玻璃元件的玻璃制品的制作方法
相關申請的交叉引用
本申請依據35u.s.c.§119要求2014年11月5日提交的美國臨時申請系列號62/075599的優先權，本申請以其內容為基礎，并通過參考將其全文納入本文。
本公開總體上涉及具有一個或多個靜態非平面特征的玻璃制品、堆疊組裝件和電子裝置組裝件以及它們的各種制造方法。更具體而言，本公開涉及這些含有不含堿金屬的玻璃元件的制品和組裝件的多種版本以及它們的制造方法。
背景
傳統上剛性和/或本來是平面的產品和組件的撓性和彎曲版本正為了新應用而被概念化。例如，撓性電子裝置可提供薄、輕質和撓性性質，這些性質為用于例如彎曲的顯示器和可穿戴裝置的新應用中提供了機會。這些撓性電子裝置中的許多需要撓性基材來固定和安裝這些裝置的電子組件。聚合物箔有包括抗疲勞失效在內的一些優勢，但是其飽受邊緣透光率、熱穩定性不足以及有限的氣密性之苦。當聚合物箔被用作電子裝置的背板或基材時，它們的有限的溫度耐性會顯著限制用于這些裝置中電子組件的加工和制造。
這些電子裝置中的一些具有靜態、非平面特征的裝置還可使用撓性顯示器。例如，這些靜態、非平面特征可構成具有傾斜邊緣、在封裝顯示器的裝置的長度方向上彎曲、在封裝顯示器的裝置的寬度方向上彎曲、以及彎曲、彎折或非平面顯示器特征的其它排列組合的顯示器。透光率和熱穩定性對于撓性顯示器應用而言經常是重要的性質。另外，具有靜態、非平面特征的撓性顯示器應當具有較強的抗靜態疲勞和耐穿刺性，包括耐受在小彎曲半徑下發生的失效，特別是對于具有觸摸屏功能的具有一個或多個顯著彎曲表面的撓性顯示器而言。
常規的撓性玻璃材料通常提供具有一個或多個靜態、非平面特征的基材和/或顯示器應用所需的許多性質。然而，迄今為止，對于提高用于這些應用的玻璃材料的硬度的嘗試還很不成功。通常，可將玻璃基材制成很低的厚度水平(＜25μm)，以實現越來越小的彎曲半徑。然而，這些“薄的”玻璃基材飽受有限的耐穿刺性之苦。同時，較厚的玻璃基材(＞150μm)可被制成具有更好的耐穿刺性，但是這些基材在彎曲成一個或多個靜態、非平面形狀之后缺乏合適的抗靜態疲勞性和機械可靠性。另外，一些常規的玻璃基材組合物具有含有相對較高的堿金屬離子水平的缺點。由這些組合物制成的玻璃基材容易受到堿金屬離子遷移的影響，其可降低電子裝置和安裝在基材中的組件的性能。
因此，需要能夠可靠地用于具有一個或多個靜態、非平面特征的背板、基材和/或顯示器應用、特別是非平面形狀的電子裝置應用中的玻璃材料、組件和組裝件。
發明概述
根據一個方面，提供了一種電子裝置組裝件，其包含具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量和約20μm～約100μm的最終厚度的背板。所述背板還具有第一主表面和第二主表面。主表面的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至最終厚度，其中，所述原始厚度比所述最終厚度大至少20μm。所述組裝件還包含位于背板的第一主表面上的保護層和多個位于背板的第二主表面上的電子組件。另外，背板配置有至少一處彎曲半徑在約25mm～約5mm之間的靜態彎曲。在一些情況中，背板的彎曲半徑可被設定在約15mm～約5mm之間。根據一些實現方式，電子裝置組裝件的電子組件包含至少一個薄膜晶體管(tft)元件或有機發光二極管(oled)元件。
在本公開的某些方面中，電子裝置組裝件還包含在多個電子組件上的蓋板，所述蓋板具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面、第二主表面、至少一處半徑基本上等同于背板的彎曲半徑的靜態彎曲。所述蓋板還包含透光率至少為90％且具有第一主表面的第一玻璃層；以及壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從第一玻璃層的第一主表面延伸至第一玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于第一玻璃層的第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力確定。所述蓋板的特征還在于，當蓋板的第一主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板的第二主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘，且蓋板的鉛筆硬度大于或等于8h。
根據一個附加的方面，電子裝置組裝件還包含位于多個電子組件之上的蓋板，所述蓋板具有玻璃組合物和至少一處半徑基本上等同于背板的彎曲半徑的彎曲特征。所述蓋板的特征還在于，蓋板的透光率至少為90％，且當蓋板的第一主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板的第二主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘，且蓋板的鉛筆硬度大于或等于8h。
在本公開的電子裝置組裝件的某些方面中，所述組裝件還包含位于蓋板下方且與背板接合的包封件，所述包封件配置成包封多個電子組件。電子裝置組裝件的一些實現方式包含位于蓋板下方且與背板接合的包封件，所述包封件配置成包封多個電子組件。另外，所述包封件具有約25μm～約125μm的厚度，并且還包含：(a)透光率至少為90％且具有第一主表面的第二玻璃層；以及(b)壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從第二玻璃層的第一主表面延伸至第二玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于第二玻璃層的第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定。所述包封件的特征還在于，具有至少一處半徑基本上等同于背板的彎曲半徑的彎曲特征。
在本公開的另一個方面中，電子裝置組裝件還可包含位于蓋板下方且與背板接合的包封件，所述包封件被進一步配置成包封多個電子組件；和位于所述包封件的第一主表面上的保護層。在該方面中，包封件的特征還在于：具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物且具有至少90％的透光率；約40gpa～約100gpa的彈性模量；約20μm～約100μm的最終厚度；第一主表面；和第二主表面，所述主表面的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至最終厚度，其中，所述原始厚度比所述最終厚度大至少20μm。所述包封件的特征還在于，具有至少一處半徑基本上等同于背板的彎曲半徑的彎曲特征或靜態彎曲。
根據一個附加的方面，提供了一種電子裝置組裝件的形成方法，所述方法包括以下步驟：形成背板，所述背板具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、比最終厚度大至少20μm的初始厚度、第一主表面和第二主表面；以及從背板的初始厚度除去材料以限定最終厚度，且所述最終厚度約為20μm～約100μm。該方法還包括以下步驟：在背板的第一主表面上形成保護層；在背板的第二主表面上設置多個電子組件；以及在將多個電子組件設置于背板的第二主表面上的步驟之后，在背板中形成至少一處靜態彎曲，且所述靜態彎曲具有約25mm～約5mm的彎曲半徑。
在電子裝置組裝件的形成方法的某些方面中，所述方法還可包括以下步驟：在多個電子組件上形成蓋板，所述蓋板具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面和第二主表面。所述蓋板還包含透光率至少為90％且具有第一主表面的第一玻璃層；以及壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從第一玻璃層的第一主表面延伸至第一玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于第一玻璃層的第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定。所述蓋板的特征還在于，當蓋板的第一主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板的第二主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘，且蓋板的鉛筆硬度大于或等于8h。所述方法還包括彎曲所述蓋板的步驟，以形成至少一處半徑基本上等同于所述背板中的所述靜態彎曲的所述彎曲半徑的靜態彎曲。
在電子裝置組裝件的形成方法的某些方面中，所述方法包括以下步驟：用包封件密封背板；以及用包封件密封多個電子組件。根據一些實施方式，所述包封件具有約25μm～約125μm的厚度；透光率至少為90％且具有第一主表面的第二玻璃層；和第二主表面。所述包封件還包含壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從第二玻璃層的第一主表面延伸至第二玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于第二玻璃層的第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定；和至少一處半徑基本上等同于背板中的靜態彎曲的彎曲半徑的彎曲特征。某些方面還包括以下步驟：在將包封件密封至背板的步驟之前，彎曲包封件以形成至少一處彎曲特征。在上述方法的另一個方面中，密封步驟包括將包封件熔接密封至背板。
在以下的詳細描述中給出了本文的其他特征和優點，其中的部分特征和優點對本領域的技術人員而言，根據所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的各種實施方式而被認識。
應理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都僅僅是示例性，用來提供理解權利要求的性質和特性的總體評述或框架。所附附圖提供了進一步理解，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖說明了一個或多個實施方式，并與說明書一起用來解釋各種實施方式的原理和操作。本文所用的方向術語，例如上、下、左、右、前、后、頂、底，僅僅是參照繪制的附圖而言，并不用來表示絕對的取向。
附圖的簡要說明
圖1是一組具有經過蝕刻和壓刻的主表面的撓性玻璃試樣和另一組具有經過蝕刻的主表面的撓性玻璃試樣的失效概率vs失效負荷的韋布爾圖。
圖2是根據本公開的一個方面的可彎曲堆疊組裝件的透視圖，其包含具有基本上不含堿金屬離子的組合物的不含堿金屬的玻璃元件和保護層。
圖2a是圖2中所示的堆疊組裝件的截面圖。
圖2b是在將圖2中所示的堆疊組裝件彎曲成具有一處靜態彎曲構造之后的截面圖，其中，所述靜態彎曲具有根據本公開的另一個方面的規定半徑。
圖2c是在將圖2中所示的堆疊組裝件彎曲成具有兩處靜態彎曲構造之后的截面圖，其中，所述靜態彎曲具有根據本公開的一個方面的規定半徑。
圖3和3a是圖示根據本公開的另一些方面的可彎曲堆疊組裝件的設計構造的示意圖，其特別涉及這些組裝件中所采用的不含堿金屬的玻璃元件的最大彎曲半徑、彈性模量和厚度。
圖4是根據本公開的一個附加方面的電子裝置組裝件的截面圖，其包含具有不含堿金屬的玻璃組合物的背板、保護層、背板上的電子裝置以及使含有電子裝置的表面處于壓縮之下的背板的一處靜態彎曲。
圖4a是根據本公開的一個方面的電子裝置組裝件的截面圖，其包含具有不含堿金屬的玻璃組合物的背板、保護層、背板上的電子裝置以及使含有電子裝置的表面處于張力之下的背板的兩處靜態彎曲。
圖5是結合有圖4中所示的電子裝置組裝件以及包封件和具有一處靜態彎曲的蓋板的電子裝置組裝件的截面圖，其中，所述靜態彎曲基本上等同于圖4中所示的組裝件的背板的靜態彎曲。
圖5a是結合有圖4a中所示的電子裝置組裝件以及包封件和具有多處靜態彎曲的蓋板的電子裝置組裝件的截面圖，其中，所述靜態彎曲基本上等同于圖4中所示的組裝件的背板的靜態彎曲。
發明詳述
下面將詳細說明優選實施方式，這些實施方式的例子在附圖中示出。只要可能，在附圖中使用相同的附圖標記表示相同或相似的組件。本文中，范圍可以表示為從“約”一個具體值開始和/或至“約”另一個具體值終止。表述這樣的范圍時，另一種實施方式包括自所述一個具體值始和/或至所述另一具體值止。類似地，用先行詞“約”將數值表示為近似值時，應理解該具體值構成另一個實施方式。還應理解的是，每個范圍的端點值在與另一個端點值相結合以及獨立于另一個端點值的情況下都是有意義的。
除了其它特征和益處以外，本公開的堆疊組裝件、玻璃元件和玻璃制品(以及它們的制造方法)還能夠提供小彎曲半徑下的機械穩定性(例如靜態張力和靜態疲勞)。當堆疊組裝件、玻璃元件和/或玻璃制品被用作非平面形狀的顯示器和/或具有一個或多個靜態、非平面特征的顯示器內的基材或背板組件時，所述小彎曲半徑和更加不易受到堿金屬離子遷移影響的性質是特別有益的。例如，元件、組裝件或制品可被用于顯示器中，其中，顯示器的一部分具有靜態的傾斜邊緣、或者具有確定曲率的其它靜態特征。本公開中的制品的撓性允許在制造過程中將這些制品塑形成所需的非平面端部形狀，同時保持在所述非平面形狀下的所述制品在應用環境中的機械完整性和可靠性。更普遍而言，這些堆疊組裝件、玻璃元件和/或玻璃制品可被用作以下中的一種或多種：可折疊顯示器的面向用戶部分上的蓋板，該位置處的耐穿刺性特別重要；設置在裝置自身內部的設置有電子組件的基材；或者可折疊顯示裝置中的其它位置，例如包封層。或者，堆疊組裝件、玻璃元件和/或玻璃制品可按照與具有所述特征的上述顯示器相似的方式被用于不具有顯示器但其中的玻璃層因其有益性質而使用且配置有一個或多個靜態、非平面特征的裝置中。
根據本公開的一個方面，提供了一種可彎曲的堆疊組裝件，其包含具有基本上不含堿金屬離子的組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量以及約20μm～約100μm的最終厚度的玻璃元件。該組裝件還包含至少一個位于玻璃元件的一個或多個主表面上的保護層。玻璃元件的最終厚度是指該元件在材料去除處理之后的最終厚度，所述材料去除處理例如從玻璃元件的各表面上除去至少10微米的蝕刻處理。另外，堆疊組裝件的玻璃元件具有一個或多個具有規定半徑的靜態彎曲。
不含堿金屬的可彎曲玻璃制品在不在靜態和/或循環條件下失效的條件下彎曲成所需構造的能力至少部分取決于該制品的強度。制品的強度經常取決于制品中的缺陷相對于施加至該制品的應力場的尺寸和分布。在制造過程中，不含堿金屬的玻璃基材被切割、分割或以其它方式截取成最終或接近最終的形狀。這些處理以及與它們相關聯的加工經常將缺陷引入制品中，降低了這些制品的強度和韌度。因此，不含堿金屬的玻璃板經常展現出250mpa或更小的強度水平。約0.8mpa·m1/2的斷裂韌度(kic)值對于不含堿金屬的玻璃組合物而言是典型的。通過使用下式(1)，對于這些受到與加工和制造有關的損傷的制品，可估算出約2.6毫米的最大缺陷尺寸：
kic＝y*σ*a1/2(1)，
其中，a是最大缺陷尺寸，y是依靠經驗確定的裂紋尺寸因子，例如，對于與施加至顯示裝置中所采用的玻璃元件的分割和與制造有關的加工損傷典型相關的表面劃痕而言，約為1.12*π1/2。
諸如在分割之后進行的酸蝕刻程序這樣的材料去除處理可通過降低缺陷的密度和尺寸顯著改善不含堿金屬的玻璃制品(以及其它玻璃組合物)中的缺陷分布。可采用本領域技術人員采用的其它方法(例如激光蝕刻)來除去玻璃中的材料。根據本公開的一個方面，這些材料去除處理可將不含堿金屬的玻璃元件的強度增強至1000mpa或更高的水平。鑒于式(1)，材料去除處理將最大缺陷尺寸，a，降至約162nm。
由于加工和分割會使制品受損，還可預期在材料去除處理之后對不含堿金屬的玻璃制品(以及具有其它玻璃組合物的制品)所進行的最低限度的更加小心的加工也會顯著降低經過材料去除程序得到的制品的增強了的強度。圖1顯示了證明這點的失效負荷與失效概率的韋布爾圖。具體而言，一組未經強化且經過材料去除處理和較小的立方角壓刻的康寧(corning)
再次參考圖1，a1組在10％或更高的失效概率下顯示出超過1000mpa的強度值。此外，認為強度值遠低于1000mpa的兩個數據點是在與測試有關的加工過程中受損的異常值。結果是，圖1中所示的a1組的韋布爾模量(即失效概率vs失效應力的斜率)從某種意義上來說是保守的，其還包含兩個異常值。如果將異常值從該組中忽略不計，則所得到的韋布爾模量顯示在2％或更高的失效概率下具有超過1000mpa的估計的強度值。相比之下，b1組試樣在所有失效概率下顯示出200mpa或更小的強度值。在2％的失效概率下，預期的強度約為150mpa。預期圖1中所生成的與未經強化的康寧
鑒于這些理解，本公開的一個方面是為了最終應用或產品構造而向不含堿金屬的玻璃元件的一個或多個表面添加保護層，所述表面因靜態彎曲和/或彎曲特征的形成而受到拉伸應力。預期保護層將確保不含堿金屬的玻璃元件的強度水平在將玻璃元件裝入電子裝置或其它制品中之前得到增強，并且在附加的加工和制造后得以保持。例如，可對不含堿金屬的玻璃元件的主表面施用保護層，所述主表面因在制造過程中在元件中作為其最終設計的一部分而形成的永久或半永久的彎折和/或彎曲而處于張力之下。在一些方面中，施用保護層，以對要保護的不含堿金屬的玻璃元件的表面進行最低限度的接觸。可利用厚度為100微米或更薄的粘合劑層將厚度為100微米或更薄的諸如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)這樣的材料的聚合物薄膜粘合至不含堿金屬的玻璃元件的主表面上以對其提供保護。在某些實施方式中，保護層可包含納米二氧化硅微粒和環氧樹脂或氨基甲酸酯材料的混合物，所述保護層的厚度約為5微米～約50微米。此外，可利用以下涂布施用技術中的任一種或多種來施用保護層：浸漬、噴霧、滾筒、狹縫模頭、幕簾、噴墨、膠版印刷、凹版印刷、凹版膠印、刷涂、轉印、澆筑并固化以及操作現場技術人員所掌握的其它合適工藝。這種混合物還可用于保護預期將會經歷因與元件最終設計構造相關的元件中的靜態彎曲而產生的拉伸應力的不含堿金屬的玻璃元件的邊緣。
參考圖2～2c，圖2～2c圖示了根據本公開的一個方面的可彎曲的堆疊組裝件100、100a。組裝件100包含具有基本上不含堿金屬離子的組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、約20μm～約100μm的最終厚度52、第一主表面54和第二主表面56的玻璃元件50。圖2b中，向可彎曲的堆疊組裝件100施加一處靜態彎曲，以使第一主表面54基本上處于張力下，且第二主表面56基本上處于壓縮下。圖2c中，向可彎曲的堆疊組裝件100a施加兩處靜態彎曲，以使第一主表面54基本上處于壓縮下，且第二主表面56基本上處于張力下。在一些方面中，在主表面54和56中的一個或多個上對堆疊組裝件100、100a施加一處或多處靜態彎曲。
如圖2～2c所示，主表面54、56的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至最終厚度52，其中，所述原始厚度比所述最終厚度52大至少20μm。玻璃元件還包含在第一主表面54上的具有厚度72的保護層70。在一些附加的方面中，向第二主表面56或主表面54、56施用保護層70。另外，可彎曲的堆疊組裝件100的玻璃元件50的特征在于，當以約100mm或更小、75mm或更小、50mm或更小、25mm或更小、小至約5mm的彎曲半徑40對元件50施加一處靜態彎曲時，玻璃元件50不發生失效(參見圖2b)。類似地，可彎曲的堆疊組裝件100a的玻璃元件50的特征在于，當以約100mm或更小、75mm或更小、50mm或更小、25mm或更小、小至約5mm的彎曲半徑40a對元件50施加一處或多處靜態彎曲時，玻璃元件50不發生失效(參見圖2c)。在一些方面中，除了其它考量以外，根據玻璃元件50的厚度和模量、以及處于張力下的元件區域內的缺陷分布，甚至更小的彎曲半徑40、40a也是可行的。
根據一些方面，圖2～2c所示的玻璃元件50的組合物具有li2o、na2o、k2o、rb2o和cs2o，且它們各自的含量小于0.5摩爾％。在某些實現方式中，玻璃元件50的不含堿金屬的屬性的特征在于，li2o、na2o、k2o、rb2o以及cs2o各自的含量小于0.45摩爾％、0.40摩爾％、0.35摩爾％、0.30摩爾％、0.25摩爾％、0.20摩爾％、0.15摩爾％、0.10摩爾％或0.05摩爾％。
在一些實現方式中，圖2～2c中所示的可彎曲的堆疊組裝件100、100a包含玻璃元件50，其特征在于，當元件50于約25℃下、在約50％的相對濕度下以約15mm的彎曲半徑40、40a包含一處或多處靜態彎曲時，元件50不發生失效。在另一些方面中，元件50的特征在于，當元件在相同或相似的測試條件下以5mm的彎曲半徑包含一處或多處靜態彎曲時，該元件不發生彎曲。圖2～2c中所示的堆疊組裝件100、100還可在與預期應用環境相一致的其它測試條件(例如濕度和/或溫度水平在前述數值的約+/-10％以內)下具有相同或相似的彎曲半徑(例如在前述彎曲半徑的約+/-10％以內)。
再次參考圖2～2c，玻璃元件50的主表面54上(和/或在一些方面中在第二主表面56上)的可彎曲的堆疊組裝件100、100a的保護層70可包含各種材料。優選地，保護層70包含厚度72至少為5微米的聚合物材料。在一些方面中，保護層70的厚度72可在5微米～50微米的范圍內，這取決于玻璃元件50的厚度。對于較薄的玻璃元件，優選采用厚度72在上述范圍下限的保護層70，以避免與元件加工相關的元件翹曲導致保護層的收縮。隨著玻璃元件厚度的變大，根據一些方面，保護層70的厚度72也可在上述范圍內增大。另外，當保護層70將會位于將要在其塑形狀態在處于張力下的玻璃元件50的表面上時，可制造保護層70以使其對于玻璃元件50中的拉伸應力的貢獻最小化。例如，對保護層70的厚度和/或模量進行選擇，以使其小于玻璃元件50的厚度和/或模量。
保護層70可包含納米二氧化硅微粒以及環氧樹脂和氨基甲酸酯材料中的至少一種。用于保護層70的這些組合物以及其它合適的替代性的組合物也公開在2014年10月17日提交的美國申請號14/516685中。在一個優選的例子中，對于保護層70，可采用具有以下組成的氨基甲酸酯：50％的低聚物(
圖2～2b中所示的可彎曲堆疊組裝件100可配置有具有顯示增強了的強度值的缺陷分布的玻璃元件50。在某些實現方式中，第一主表面54和位于第一主表面54與最終厚度62的大約一半處之間的區域60確定基本上不含缺陷的區域，所述區域的缺陷分布的特征在于，具有多個平均最長截面尺寸約為200nm或更小的缺陷。在一些方面中，基本上不含缺陷的區域60可跨越元件50內的各個深度(例如從玻璃元件50的厚度52的1/3至2/3)，這取決于為了在區域60內形成減小了的缺陷尺寸而使用的處理條件。根據一些實施方式，基本上不含缺陷的區域60位于玻璃元件50的多個區域內，所述多個區域受到與彎曲半徑40的一處或多處靜態彎曲(例如使其處于張力下的第一主表面54上的靜態彎曲)相關的拉伸應力。區域60中的增強了的強度可抵消該區域中的與包含一處或多處靜態彎曲相關的較高的拉伸應力。
類似地，圖2c中所示的可彎曲堆疊組裝件100a可配置有具有顯示增強了的強度值的缺陷分布的玻璃元件50。在某些實現方式中，第二主表面56和位于第二主表面56與最終厚度62a的大約一半處之間的區域60a確定基本上不含缺陷的區域，所述區域的缺陷分布的特征在于，具有多個平均最長截面尺寸約為200nm或更小的缺陷。在一些方面中，基本上不含缺陷的區域60a可跨越元件50內的各個深度(例如從玻璃元件50的厚度52的1/3至2/3)，這取決于為了在區域60a內形成減小了的缺陷尺寸而使用的處理條件。根據一些實施方式，基本上不含缺陷的區域60a位于玻璃元件50的多個區域內，所述多個區域受到與彎曲半徑40a的一處或多處靜態彎曲(例如使其處于張力下的第二主表面56上的靜態彎曲)相關的拉伸應力。區域60a中的增強了的強度可抵消該區域中的與包含一處或多處靜態彎曲相關的較高的拉伸應力。
根據本公開的另一些方面，圖2～2c中所示的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可包含利用熔合法形成的彈性模量在約40gpa～約65gpa之間的玻璃元件50。因此，玻璃元件50可包含熔合線(未圖示)。在某些方面中，玻璃元件50的特征可在于，在約1010pa·s的粘度下的假想溫度在700℃～800℃之間，優選使用熔合法來制備。這些假想溫度通常高于大多數不含堿金屬的玻璃組合物的假想溫度，并且導致相比于利用浮法并退火而制得的組合物具有更低的彈性模量值。利用浮法制得的不含堿金屬的玻璃組合物不太令人滿意，因為它們相比于利用熔合法制得的玻璃元件經常具有更高的彈性模量。
在圖2～2c中所示的可彎曲的堆疊組合件100、100a的另一種實現方式中，組裝件包含具有基本上不含堿金屬離子的組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、至少0.6mpa·m1/2的kic斷裂韌度以及約20μm～約100μm的厚度52的玻璃元件50。關于組裝件100，玻璃元件50在包含半徑40的一處靜態彎曲之后還可包含基本上處于張力下的第一主表面54和基本上處于壓縮下的第二主表面56(參見圖2b)。關于組裝件100a(參見圖2c)，玻璃元件50在包含半徑40a的一處或多處靜態彎曲之后還可包含基本上處于張力下的第二主表面56和基本上處于壓縮下的第一主表面54。組裝件100、100a的玻璃元件50還在第一主表面54上包含保護層70。
在圖2～2c中所示的可彎曲的堆疊組合件100、100a的某些方面中，組裝件配置有具有基本上不含堿金屬離子的組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、約20μm～約100μm的最終厚度52、在2％或更高失效概率下至少1000mpa的彎曲強度的玻璃元件50。玻璃元件50在這些主表面上包含一處或多處彎曲半徑40、40a的靜態彎曲之后還包含基本上處于張力或壓縮下的第一主表面54和基本上處于壓縮或張力下的第二主表面56。在這種構造中，主表面54、56的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至最終厚度52，其中，所述原始厚度比所述最終厚度52大至少20μm。玻璃元件50還在第一主表面54上包含保護層70。另外，玻璃元件的特征在于，在組裝件100、100a的層壓至第一主表面54的保護層70的部分受到由立方角壓頭施加的10gf的壓刻之后，保持了至少90％的彎曲強度。
如圖3所示，根據本公開的多個方面，包含具有各種厚度和彈性模量的不含堿金屬的玻璃元件的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可被用于實現25mm或更小的彎曲半徑40、40a。可通過使拉伸應力保持在最大強度值的1/5或以下，可得到期望的1000mpa或更大的強度水平、估計10年使用壽命的耐疲勞失效(例如循環和/或靜態疲勞)。因此，產生200mpa或更小的應力水平的靜態彎曲半徑應不容易在不含堿金屬的玻璃元件中發生與靜態疲勞有關的失效。更具體而言，使用下式(2)來形成圖3中所示的解空間，假設堆疊組裝件100、100a中所采用的玻璃元件的最大誘導拉伸應力(σmax)為200mpa。
r＝(e*h)/(1-ν2)*2σmax(2)，
其中，r＝堆疊組裝件在不發生與疲勞有關的失效下的最大彎曲半徑，h是玻璃元件的厚度，e是玻璃元件的彈性模量，ν是不含堿金屬的玻璃的泊松比(假設為0.2)。
參考圖3，顯而易見的是，配置有彈性模量約為82gpa的玻璃元件50(“玻璃c”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約22mm的最大靜態彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至約4mm(即更尖銳的彎曲成為可能)。類似地，配置有具有約74gpa的較低的彈性模量的玻璃元件50(“玻璃b”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約18mm的最大彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至小于4mm。此外，配置有彈性模量約為57gpa的玻璃元件50(“玻璃a”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約15mm的最大彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至約3mm。
如圖3a所示，根據本公開的多個方面，包含具有各種厚度和彈性模量的不含堿金屬的玻璃元件的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可被用于實現25mm或更小的彎曲半徑40、40a。可通過使拉伸應力保持在最大強度值的1/3或以下，得到期望的1000mpa或更大的強度水平、估計10年使用壽命的耐疲勞失效(例如循環和/或靜態疲勞)。因此，產生333mpa或更小的應力水平的靜態彎曲半徑應不容易在不含堿金屬的玻璃元件中發生與靜態疲勞有關的失效。更具體而言，使用下式(2)來形成圖3a中所示的解空間，假設堆疊組裝件100、100a中所采用的玻璃元件的最大誘導拉伸應力(σmax)為333mpa。
r＝(e*h)/(1-ν2)*2σmax(2)，
其中，r＝堆疊組裝件在不發生與疲勞有關的失效下的最大彎曲半徑，h是玻璃元件的厚度，e是玻璃元件的彈性模量，ν是不含堿金屬的玻璃的泊松比(假設為0.2)。
參考圖3a，顯而易見的是，配置有彈性模量約為82gpa的玻璃元件50(“玻璃c”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約13mm的最大靜態彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至約2.5mm(即更尖銳的彎曲成為可能)。類似地，配置有具有約74gpa的較低的彈性模量的玻璃元件50(“玻璃b”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約11.5mm的最大彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至小于2.5mm。此外，配置有彈性模量約為57gpa的玻璃元件50(“玻璃a”)且厚度約為100微米的可彎曲的堆疊組裝件100、100a可具有約9mm的最大彎曲半徑40、40a。例如，通過將厚度減至20微米，能夠將最大彎曲半徑改善至小于2mm。
參考圖4～4a，提供了電子裝置組裝件200、200a，其包含具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量和約20μm～約100μm的最終厚度152的背板150。背板150具有第一主表面154和第二主表面156。此外，主表面154、156的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至最終厚度152，其中，所述原始厚度比所述最終厚度152大至少20μm。組裝件200、200a還包含位于背板150的第一主表面154上的保護層170和多個位于背板150的第二主表面156上的電子組件180。另外，組裝件100的背板150(參見圖4)配置有彎曲半徑140約為25mm～約5mm的至少一處靜態彎曲或彎曲特征。類似地，組裝件100a的背板150(參見圖4a)配置有彎曲半徑140a約為25mm～約5mm的至少一處靜態彎曲。在組裝件200、200a的一些方面中，背板150配置有彎曲半徑140、140a約為15mm～約5mm的至少一處靜態彎曲或彎曲特征。
如圖4所示，電子裝置組裝件200可包含彎曲半徑140的靜態彎曲，以使第一主表面154處于張力之下，且含有電子組件180的第二主表面156處于壓縮之下。因此，保護層170可被置于處于張力下的主表面154上，以確保會導致強度降低并最終導致給定彎曲半徑140下的靜態疲勞壽命性能降低的與加工有關的瑕疵不會在該表面中形成。在裝置組裝件200的一些方面中，具有深度162的基本上不含缺陷的區域160配置在背板150內。背板150中存在的不含缺陷的區域160可(例如通過提高背板150的強度和斷裂韌度的益處)抵消背板中沿著第一主表面154的與彎曲半徑140的靜態彎曲相關的拉伸應力。基本上不含缺陷的區域160在所有方面都與上文指出的與組裝件100(參見圖2～2b以及相關描述)關聯的不含缺陷的區域60具有可比性。
如圖4a所示，電子裝置組裝件200a可包含彎曲半徑140a的靜態彎曲，以使含有電子組件180的第二主表面156處于張力之下。然而，在該方面中，保護層170可被置于(處于壓縮之下的)第一表面154上，以確保不會在元件150的該面上形成與加工有關的會導致過早失效的瑕疵。在一些方面(未圖示)中，保護層170可被置于處于張力下的第二主表面156(即含有電子元件180的表面)上，以確保會導致強度降低并最終導致給定彎曲半徑140a下的靜態疲勞壽命性能降低的與加工有關的瑕疵不會在該表面中形成。在該方面中，可部分選擇保護層170的組成，以確保其具有足以承受與將電子組件180安裝和/或附著至第二主表面156上相關聯的制造工藝的耐高溫性。在裝置組裝件200a的一些方面中，具有深度162a的基本上不含缺陷的區域160a配置在背板150內。背板150中存在的不含缺陷的區域160可(例如通過提高背板150的強度和斷裂韌度的益處)抵消背板中沿著第二主表面156的與彎曲半徑140a的靜態彎曲相關的一處或多處拉伸應力。基本上不含缺陷的區域160a在所有方面都與上文指出的與組裝件100a(參見圖2～2c以及相關描述)關聯的不含缺陷的區域60a具有可比性。
關于圖4～4a中所示的電子裝置組裝件200、200a，電子組裝件的背板150、基本上不含缺陷的區域160、160a和保護層170組件分別與圖2～2c中所示的堆疊組裝件100、100a中所采用的玻璃元件50、基本上不含缺陷的區域60、60a和保護層70具有可比性。因此，堆疊組裝件100、100a的上述變化形式也可應用于電子裝置組裝件200、200a。
在一些方面中，電子裝置組裝件200、200a的電子組件180包含至少一個薄膜晶體管(tft)元件或至少一個有機發光二極管(oled)元件。當耐溫保護層170組合物被用于裝置組裝件200、200a中時，(例如，相比于具有聚合物背板的系統)可對背板150上的電子組件180進行高溫處理。有益的是，裝置組裝件200、200a(例如相比于僅依賴于撓性、聚合物組件的常規系統)的提高了的耐溫性可被用于實現更高的制造產量和/或將性能更好的電子裝置組件整合入封裝背板的裝置中。
參考圖5～5a，所示的電子裝置組裝件300、300a相比于圖4～4a中所示的組裝件采用或者包含裝置組裝件200、200a。具體而言，組裝件300、300a還包括位于多個電子組件180上的蓋板260。蓋板260可具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面264和第二主表面266以及至少一處具有基本上等同于向背板150施加的彎曲半徑140、140a的半徑265、265a的靜態彎曲。關于組裝件300(參考圖5)，蓋板260還包含(a)透光率至少為90％且具有第一主表面264a和第二主表面266a的第一玻璃層260a；以及(b)壓縮應力區域268，所述壓縮應力區域268從第一玻璃層260a的第一主表面264a延伸至第一玻璃層中的第一深度268a處，且區域268由位于第一玻璃層260a的第一主表面264a處的至少約100mpa的壓縮應力確定。關于組裝件300a(參考圖5a)，壓縮應力區域268b從第一玻璃層260a的第二主表面266a延伸至第一深度268c，且區域268b由第二主表面266a處的至少100mpa的壓縮應力確定。
另外，電子裝置組裝件300、300a的蓋板260的特征還在于：(a)當蓋板260的第一主表面264由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板260具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板260的第二主表面266負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘，且(b)蓋板260的鉛筆硬度大于或等于8h。
如圖5～5a所示，壓縮應力區域268、268b位于蓋板260的類似地受到與半徑265、265a的靜態彎曲相關聯的拉伸應力的部分內。但應當理解的是，壓縮應力區域268、268b也可位于蓋板260的其它位置中，基本上位于預期會在應用環境中經歷拉伸應力的任何區域中，或者在高強度水平可有利于蓋板的區域中(例如暴露于含有電子裝置組裝件300、300a的裝置的用戶的操作下的表面)。
在電子裝置組裝件300、300a中所采用的蓋板260的某些方面中，蓋板260的厚度可在約25μm～約125μm的范圍內。在另一些方面中，蓋板260的厚度可在約50μm～約100μm或者約60μm～約80μm的范圍內。可將上述范圍內的其它厚度值用于可彎曲的蓋板260的厚度。
在蓋板260的一些實施方式中，其含有厚度與蓋板260的厚度相當的單一玻璃層260a。在另一些方面中，蓋板260可含有兩個或更多個玻璃層260a。因此，各玻璃層260a的厚度可在約1μm～約125μm的范圍內。還應當理解的是，玻璃蓋板260除了一個或多個玻璃層260a以外，還可包含其它非玻璃層(例如貼合的聚合物層)。
根據本公開的一個方面，電子裝置組裝件300、300a采用與圖4～4a中所示的組裝件相當的裝置組裝件200、200a。具體而言，組裝件300、300a還包括位于多個電子組件180上的蓋板260。蓋板260可具有玻璃組合物和至少一處半徑265、265a基本上等同于向背板150施加的彎曲半徑140、140a的彎曲特征。關于組裝件300(參見圖5)，蓋板260的特征還在于：(a)至少90％的透光率；(b)當蓋板260的第一主表面264由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板260具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板260的第二主表面266負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘；以及(c)蓋板260的鉛筆硬度大于或等于8h。例如，在這種構造中，蓋板260可采用剛形成的一處或多處靜態彎曲和/或彎曲特征的玻璃元件。
進一步關于蓋板260的玻璃層(260a)，各玻璃層260a(以及確實不含玻璃層260a的蓋板260)可由不含堿金屬的鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼鋁硅酸鹽和硅酸鹽玻璃組合物制成。各玻璃層260a還可由含有堿金屬的鋁硅酸鹽、硼硅酸鹽、硼鋁硅酸鹽和硅酸鹽玻璃組合物制成。在某些方面中，可向任意上述組合物中添加堿土金屬改性劑。在一個示例性的方面中，具有以下組成的玻璃組合物適合玻璃層260a：64～69％(以摩爾％計)的sio2；5～12％的al2o3；8～23％的b2o3；0.5～2.5％的mgo；1～9％的cao；0～5％的sro；0～5％的bao；0.1～0.4％的sno2；0～0.1％的zro2；和0～1％的na2o。在一個示例性的方面中，以下組成適合玻璃層50a：約67.4％(以摩爾％計)的sio2；約12.7％的al2o3；約3.7％的b2o3；約2.4％的mgo；0％的cao；0％的sro；約0.1％的sno2；和約13.7％的na2o。在另一個示例性的方面中，以下組成也適合玻璃層260a：68.9％(以摩爾％計)的sio2；10.3％的al2o3；15.2％的na2o；5.4％的mgo；和0.2％的sno2。在一些方面中，對玻璃層260a的組成進行選擇，以使其(相比于其它替代性的玻璃)具有相對較低的彈性模量。玻璃層260a中的較低的彈性模量可降低層260a中與其所包含的靜態彎曲的形成相關聯的拉伸應力。可使用其它標準來選擇玻璃層260a的組成，包括但不限于在將缺陷的引入降到最少的同時便于薄厚度水平下的制造、便于形成壓縮應力區域以抵消彎曲過程中形成的拉伸應力、透光率和耐腐蝕性。
仍然參考圖5和5a，電子裝置組裝件300的蓋板260還包含從玻璃層260a的第一主表面264a延伸至玻璃層260a中第一深度268a處的壓縮應力區域268。此外，電子裝置組裝件300a的蓋板260還包含從玻璃層260a的第二主表面266a延伸至玻璃層260a中第一深度268c處的壓縮應力區域268b。除了其它益處以外，壓縮應力區域268、268b還可被用于玻璃層260a中以抵消形成一處或多處靜態彎曲之后在玻璃層260a中生成的拉伸應力，特別是在主表面264a、266a附近達到最大值的拉伸應力。壓縮應力區域268、268b可在玻璃層260a的第一主表面264a或第二主表面266a處具有至少約100mpa的壓縮應力。在一些方面中，第一主表面264a或第二主表面266a處的壓縮應力約為600mpa～約1000mpa。在另一些方面中，第一主表面264a或第二主表面266a處的壓縮應力可超過1000mpa、高至2000mpa，這取決于為了在玻璃層260a中產生壓縮應力而使用的處理。例如，壓縮應力區域268、268b可通過離子交換處理或通過將具有不同熱膨脹系數的材料(包括不同的玻璃材料)層壓在一起來形成。在本公開的另一些方面中，第一或第二主表面264a、266a處的壓縮應力還可在約100mpa～約600mpa的范圍內。
在壓縮應力區域268、268b內，壓縮應力可在玻璃層260a內隨著玻璃層264a、266a的第一或第二主表面的深度降至第一深度268a、268c而保持恒定、降低或升高。因此，可在壓縮應力區域268、268b中使用各種壓縮應力曲線。此外，可將深度268a、268c設定為與玻璃層264a、266a的第一或第二主表面相距約15μm或更近。在另一些方面中，可對深度268a、268c進行設定，以使其與玻璃層264a、266a的第一或第二主表面相距玻璃層260a厚度的約1/3或更近、或者相距玻璃層260a厚度的20％或更近。
參考圖5和5a，蓋板260的特征在于，當蓋板260在約25℃、約50％的相對濕度下具有一處或多處彎曲半徑265、265a約為5mm～約25mm的靜態彎曲時不發生失效。在一些方面中，可將蓋板260內各靜態彎曲的彎曲半徑265、265a設定在約5mm～約15mm之間。還可將各靜態彎曲的彎曲半徑265、265a設定至約25mm～約5mm內的數值，這取決于應用的需求。如本文所用，術語“失效”等是指使本公開的堆疊組裝件、玻璃制品、玻璃元件和裝置組裝件不適合它們的目標用途的破裂、損毀、脫層、裂紋蔓延或其它機制。當蓋板260在這些條件(即約25℃和約50％的相對濕度)下含有一處或多處具有彎曲半徑265的靜態彎曲時(參見圖5)，在蓋板260的第一主表面264產生拉伸應力，而在第二主表面266產生壓縮應力。類似地，當蓋板260在這些條件下含有一處或多處具有彎曲半徑265a的靜態彎曲時(參見圖5a)，在蓋板260的第二主表面266產生拉伸應力，而在第一主表面264產生壓縮應力。還應當理解的是，彎曲測試的結果可在溫度和/或濕度水平與上述不同的測試條件下發生變化。例如，具有彎曲半徑265較小(例如＜5mm)的靜態彎曲的蓋板260的特征可在于在濕度水平顯著低于50％相對濕度下的彎曲測試中不發生失效。
蓋板260的特征還在于，當元件260的第一主表面264由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑(“psa”)以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層(“pet”)支承時，蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板260的第二主表面266負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘(例如，為了模擬在應用環境下在電子裝置組裝件300、300a的使用過程中對蓋板260產生的沖擊)。通常，根據本公開的一些方面的穿刺測試在0.5毫米/分鐘十字頭速度的位移控制下進行。在某些方面中，在特定次數的測試(例如10次測試)之后用新的釘替換不銹鋼釘，以避免因與對具有較高彈性模量的材料(例如玻璃蓋板260)進行測試相關聯的金屬釘的變形而可能導致的偏移。在一些方面中，蓋板260的特征在于，在韋布爾圖中的5％或更大的失效概率下具有大于約1.5kgf的耐穿刺性。蓋板260的特征還可在于，在韋布爾特征強度(即63.2％或更大)下具有大于約3kgf的耐穿刺性。在某些方面中，電子裝置組裝件300、300a的蓋板260可抵御約2kgf或更大、2.5kgf或更大、3kgf或更大、3.5kgf或更大、4kgf或更大、或甚至更高范圍的耐穿刺性。蓋板260的特征還可在于具有大于或等于8h的鉛筆硬度。
參考圖5～5a，圖中所示的電子裝置組裝件300、300a的截面圖顯示了本公開的一個方面，其中，組裝件依靠離子交換處理在蓋板260中形成壓縮應力區域268、268b。在組裝件300的一些方面中，蓋板260的壓縮應力區域268、268b可通過離子交換處理來形成。即，壓縮應力區域268、268b可包含多個可進行離子交換的金屬離子和多個經過離子交換的金屬離子，對經過離子交換的金屬離子進行選擇，以在區域268、268b中產生壓縮應力。在電子裝置組裝件300、300a的一些方面中，經過離子交換的金屬離子的原子半徑大于可進行離子交換的金屬離子的原子半徑。可進行離子交換的離子(例如na+離子)在進行離子交換處理之前存在于蓋板260和玻璃層260a中。離子交換離子(例如k+離子)可被結合入蓋板260和一個或多個層260a中，取代一些可進行離子交換的離子。可通過將元件或層浸入含有離子交換離子的熔融鹽浴(例如熔融kno3鹽)中來實現將離子交換離子，例如k+離子結合入蓋板260和層260a中。在該例子中，k+離子的原子半徑大于na+離子的原子半徑，且傾向于在其存在的玻璃的任何位置產生局部壓縮應力。
取決于所采用的離子交換處理的條件，可將離子交換離子從第一或第二主表面264a、266a引至第一離子交換深度268a、268c，建立起壓縮應力區域268、268b的離子交換層深度(“dol”)。利用這些離子交換處理可實現超過100mpa的dol內的壓縮應力水平，高達2000mpa。如上所述，壓縮應力區域268、268b內的壓縮應力水平可起到抵消蓋板260和一個或多個玻璃層260a中因存在一處或多處具有半徑265、265a的靜態彎曲而產生的拉伸應力的作用。
其它與處理相關的信息以及根據本公開的蓋板260元件的替代性構造可通過分別于2014年1月29日和2014年4月3日提交申請的美國臨時專利申請號61/932924和61/974732(統稱為“924”和“732”申請)中所教導的堆疊組裝件及相關制品的方面來得到。例如，電子裝置組裝件300、300a可在蓋板260內采用各種玻璃組合物，包括含有堿金屬的組合物，因為蓋板260不與電子組件180直接接觸。在裝置組裝件300、300a的另一些方面中，蓋板260可采用位于背板150上的整合的電子組件(例如觸摸傳感器)和安裝至背板的電子組件180。在這些方面中，蓋板260會優選地采用不含堿金屬的玻璃組合物。
在圖5～5a中所示的電子裝置組裝件300、300a的一些方面中，組裝件還包含位于蓋板260下方且與背板150接合的包封件250。包封件250配置成包封電子組件180。在一些方面中，包封件可配置為可選的透明聚合物密封材料。然而，應當理解的是，包封件250必須具有合適的機械完整性，以發揮包封件的作用并且當組裝件300、300a包含一處或多處具有半徑265、265a的靜態彎曲時不發生失效。因此，包封件可具有一處或多處半徑255、255a基本上等同于蓋板260的半徑265、265a的靜態彎曲。
再次參考圖5～5a，電子裝置組裝件300、300a的另一個方面采用厚度約為25μm～約125μm的玻璃層形式的包封件250，其還包含：(a)透光率至少為90％且具有第一主表面254a和第二主表面256a的第二玻璃層250a；以及(b)壓縮應力區域258、258b，所述壓縮應力區域258、258b分別從第二玻璃層250a的第一主表面254a或第二主表面256a延伸至第二玻璃層250a中的第一深度258a、258c處，且區域258、258b分別由位于第二玻璃層的第一或第二主表面254a、256a處的至少約100mpa的壓縮應力限定。包封件250的特征還在于，當包封件在約25℃、約50％相對濕度下包含一處或多處半徑255、255a基本上等同于背板150中存在的靜態彎曲的靜態彎曲和/或彎曲特征時，包封件250不發生失效。因此，可將包封件250相同或相似地配置到上述玻璃蓋板260。
對于電子裝置組裝件300、300a的一些方面，不根據包封件250對與蓋板260特別關聯的耐穿刺性和鉛筆硬度需求進行控制。即，包封件250不太可能直接受到制造人員或裝置所有者的加工，從而降低了高耐穿刺性和鉛筆硬度的重要性。在本公開的某些其它方面中，包封件250可包含基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物，如上文聯系背板150所進行的討論所述。組裝件300、300a的這些方面通常需要包封件250與其下方的電子組件180緊密接觸。盡管未在圖5和5a中具體顯示，實踐中會將包封件250密封至背板以為了電子組件180而形成氣密環境。可通過本領域已知的熔接密封將包封件250密封至背板150。
在電子裝置組裝件300、300a的某些實現方式中，組裝件的總厚度為400微米或更薄、375微米或更薄、350微米或更薄、325微米或更薄、300微米或更薄、275微米或更薄、250微米或更薄、225微米或更薄、或200微米或更薄。電子裝置組裝件的總厚度通常取決于背板150、包封件250、蓋板260和保護層170各自的厚度。對于采用構成聚合物膜和粘合劑的保護層170的裝置組裝件300、300a的一些方面，總厚度可約為600微米或更薄。如上所述，背板的厚度可取決于與現有材料的去除相關聯的處理條件的程度。
根據一個附加的方面，提供了一種電子裝置組裝件300、300a(參見圖5～5a)的形成方法，所述方法包括以下步驟：形成背板150，所述背板150具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、比最終厚度152大至少20μm的初始厚度、第一主表面154和第二主表面156；從背板150的初始厚度(未圖示)除去材料以限定最終厚度152，且所述最終厚度154約為20μm～約100μm。該方法還包括以下步驟：在背板150的第一主表面154上形成保護層170；在背板150的第二主表面156上設置多個電子組件180；以及在將多個電子組件180設置于背板150的第二主表面156上的步驟之后，在背板150中形成至少一處靜態彎曲，且所述靜態彎曲具有約25mm～約5mm的彎曲半徑140。
在電子裝置組裝件300、300a的形成方法的某些方面中，所述方法還可包括以下步驟：在多個電子組件180上形成蓋板260，所述蓋板260具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面264和第二主表面266。蓋板260還包含透光率至少為90％的第一玻璃層260a；第一主表面264a；和第二主表面266a。組裝件300的蓋板260還包含壓縮應力區域268，所述壓縮應力區域268從第一玻璃層260a的第一主表面264a延伸至第一玻璃層中的第一深度268a處，且區域268由位于第一玻璃層260a的第一主表面264a處的至少約100mpa的壓縮應力限定。組裝件300a的蓋板260還包含壓縮應力區域268b，所述壓縮應力區域268b從第一玻璃層260a的第二主表面266a延伸至第一玻璃層中的第一深度268c處，且區域268b由位于第一玻璃層260a的第二主表面264a處的至少約100mpa的壓縮應力限定。
按照上述方法形成的組裝件300、300a的蓋板260的特征還在于，當蓋板260的第一主表面264由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，蓋板260具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且蓋板260的第二主表面266負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘，且蓋板的鉛筆硬度大于或等于8h。組裝件300、300a的形成方法還包括彎曲蓋板260的步驟，以形成至少一處半徑265基本上等同于背板150中的一處或多處靜態彎曲的彎曲半徑140的靜態彎曲或彎曲特征。
在電子裝置組裝件300、300a的形成方法的某些方面中，所述方法包括以下步驟：用包封件250密封背板150；以及用包封件250密封多個電子組件180。根據一些實施方式，包封件250具有約25μm～約125μm的厚度；透光率至少為90％的第二玻璃層250a；和第一主表面254。此外，按照上述方法形成的組裝件300的包封件250包含壓縮應力區域258，所述壓縮應力區域258從第二玻璃層250a的第一主表面254a延伸至第二玻璃層中的第一深度258a處，且區域258由位于第二玻璃層250a的第一主表面254s處的至少約100mpa的壓縮應力限定。類似地，按照上述方法形成的組裝件300a的包封件250包含壓縮應力區域258b，所述壓縮應力區域258b從第二玻璃層250a的第二主表面256a延伸至第二玻璃層中的第一深度258c處，且區域258b由位于第二玻璃層250a的第二主表面256a處的至少約100mpa的壓縮應力限定。另外，組裝件300、300a的包封件250還包含至少一處半徑255、255a基本上等同于背板150的彎曲半徑140的彎曲特征或靜態彎曲。本公開所述的方法的某些方面還需要以下步驟：在將包封件250密封至背板150的步驟之前，彎曲包封件250以形成至少一處靜態彎曲或彎曲特征。在上述方法的另一個方面中，密封步驟包括將包封件250熔接密封至背板150。
對本領域的技術人員而言，顯而易見的是可以在不偏離權利要求的精神和范圍的情況下進行各種修改和變動。例如，圖2～2c中所示的堆疊組裝件100、100a在主表面254上包含保護層70，預期其處于因存在一處或多處具有半徑40、40a的靜態彎曲而導致的張力之下。其它變化形式也是可能的，其中，在堆疊組裝件100、100a中所采用的玻璃元件50的附加表面和/或邊緣(未圖示)上使用保護層70，預期所述附加表面和/或邊緣經歷因存在一處或多處靜態彎曲和/或彎曲特征而導致的拉伸應力之下。
利用附加的例子來說明，當堆疊組裝件的各種層在被組裝入堆疊件中之前被置入形成為所需非平面形狀(例如塌落或者形成為非平面形狀以使它們一般處于這種非平面構造下)的堆疊件或玻璃層中時，可在形成為所需非平面形狀的可彎曲玻璃層以外形成堆疊組裝件的各種層。包封層和蓋板中的后者尤其如此，可不需要在將其組裝入堆疊之前以平面方式對其進行處理。
本說明書中所述的各個方面可任意組合以及全部組合結合在一起。例如，可按照如下所述的方式對所述方面進行組合。
根據第1方面，提供一種電子裝置組裝件，其包含：
背板，所述背板具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、
約40gpa～約100gpa的彈性模量、
約20μm～約100μm的最終厚度、
第一主表面、和
第二主表面，所述主表面的特征在于，除去現有材料以將原始厚度減小至所述最終厚度，其中，所述原始厚度比所述最終厚度大至少20μm；
保護層，所述保護層位于所述背板的所述第一主表面上；和
多個電子組件，所述電子組件位于所述背板的所述第二主表面上，
其中，所述背板配置有至少一處彎曲半徑在約25mm～約5mm之間的靜態彎曲。
根據第2方面，提供根據方面1的電子裝置組裝件，其中，所述靜態彎曲具有約15mm～約5mm的彎曲半徑。
根據第3方面，提供根據方面1或方面2的電子裝置組裝件，其中，所述保護層包含納米二氧化硅微粒以及環氧樹脂和氨基甲酸酯材料中的至少一種。
根據第4方面，提供根據方面1～3中任一者的電子裝置組裝件，其中，所述背板的所述組合物具有li2o、na2o、k2o、rb2o和cs2o，它們各自的含量小于0.5摩爾％。
根據第5方面，提供根據方面1～4中任一者的電子裝置組裝件，其中，所述電子組裝件包含至少一個薄膜晶體管元件。
根據第6方面，提供根據方面1～4中任一者的電子裝置組裝件，其中，所述電子組裝件包含至少一個oled元件。
根據第7方面，提供根據方面1～6中任一者的電子裝置組裝件，其還包含：
蓋板，所述蓋板位于所述多個電子組件之上，且具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面、第二主表面、至少一處半徑基本上等同于所述彎曲半徑的靜態彎曲，并且還包含：
(a)第一玻璃層，所述第一玻璃層具有至少90％的透光率和第一主表面；和
(b)壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從所述第一玻璃層的所述第一主表面延伸至所述第一玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于所述第一玻璃層的所述第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力確定，
其中，所述蓋板的特征在于：
(a)當所述蓋板的所述第一主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，所述蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且所述蓋板的所述第二主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘；且
(a)鉛筆硬度大于或等于8h。
根據第8方面，提供根據方面7的電子裝置組裝件，其中，所述電子裝置組裝件具有250μm或更小的總厚度。
根據第9方面，提供根據方面1～6中任一者的電子裝置組裝件，其還包含：
蓋板，所述蓋板位于所述多個電子組件之上，且具有玻璃組合物和至少一處半徑基本上等同于所述彎曲半徑的彎曲特征，
其中，所述蓋板的特征還在于：
(a)透光率至少為90％；
(b)當所述蓋板的所述第一主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，所述蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且所述蓋板的所述第二主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘；且
(c)鉛筆硬度大于或等于8h。
根據第10方面，提供根據方面7或方面9的電子裝置組裝件，其還包含位于所述蓋板下方且與所述背板接合的包封件，所述包封件配置成包封所述多個電子組件。
根據第11方面，提供根據方面7或方面9的電子裝置組裝件，其還包含：
包封件，所述包封件位于所述蓋板的下方且與所述背板接合，所述包封件配置成包封所述多個電子組件，其中，所述包封件具有約25μm～約125μm的厚度，并且還包含：
(a)第二玻璃層，所述第二玻璃層具有至少90％的透光率和第一主表面；和
(b)壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從所述第二玻璃層的所述第一主表面延伸至所述第二玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于所述第二玻璃層的所述第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定，
其中，所述包封件的特征還在于，具有至少一處直徑基本上等同于所述彎曲直徑的彎曲特征。
根據第12方面，提供根據方面11的電子裝置組裝件，其中，所述第二玻璃層具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物。
根據第13方面，提供根據方面11或方面12的電子裝置組裝件，其中，所述電子裝置組裝件具有約375μm或更小的總厚度。
根據第14方面，提供一種電子裝置組裝件的形成方法，所述方法包括以下步驟：
形成背板，所述背板具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物、約40gpa～約100gpa的彈性模量、比最終厚度大至少20μm的初始厚度、第一主表面和第二主表面；
從所述背板的所述初始厚度除去材料以限定所述最終厚度，且所述最終厚度約為20μm～約100μm；
在所述背板的所述第一主表面上形成保護層；
在所述背板的所述第二主表面上設置多個電子組件；以及
在將所述多個電子組件設置于所述背板的所述第二主表面上的步驟之后，在所述背板中形成至少一處靜態彎曲，且所述靜態彎曲具有約25mm～約5mm的彎曲半徑。
根據第15方面，提供根據方面14的方法，其中，所述靜態彎曲具有約15mm～約5mm的彎曲半徑。
根據第16方面，提供根據方面14或方面15的方法，其中，所述保護層包含納米二氧化硅微粒以及環氧樹脂和氨基甲酸酯材料中的至少一種。
根據第17方面，提供根據方面14～16中任一者的方法，其中，所述背板的所述組合物具有li2o、na2o、k2o、rb2o和cs2o，它們各自的含量小于0.5摩爾％。
根據第18方面，提供根據方面14～17中任一者的方法，其中，所述電子組裝件包含至少一個薄膜晶體管元件。
根據第19方面，提供根據方面14～18中任一者的方法，其中，所述電子組裝件包含至少一個oled元件。
根據第20方面，提供根據方面14～19中任一者的方法，其還包括以下步驟：
在所述多個電子組件上形成蓋板，所述蓋板具有約25μm～約125μm的厚度、第一主表面、第二主表面、至少一處半徑基本上等同于所述背板中的所述靜態彎曲的所述彎曲半徑的靜態彎曲，并且還包含：
(a)第一玻璃層，所述第一玻璃層具有至少90％的透光率；
(b)第一主表面；和
(c)壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從所述第一玻璃層的所述第一主表面延伸至所述第一玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于所述第一玻璃層的所述第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定，
其中，所述蓋板的特征在于：
(a)當所述蓋板的所述第二主表面由(i)彈性模量小于約1gpa的約25μm厚的壓敏粘合劑以及(ii)彈性模量小于約10gpa的約50μm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯層支承時，所述蓋板具有大于約1.5kgf的耐穿刺性，且所述蓋板的所述第一主表面負載有具有直徑為200μm的平底的不銹鋼釘；且
(b)鉛筆硬度大于或等于8h；以及
彎曲所述蓋板，以形成至少一處半徑基本上等同于所述背板中的所述靜態彎曲的所述彎曲半徑的靜態彎曲。
根據第21方面，提供根據方面20的方法，其中，所述電子裝置組裝件具有250μm或更小的總厚度。
根據第22方面，提供根據方面20的方法，其還包括以下步驟：
用包封件密封所述背板；并且
用所述包封件包封所述多個電子組件。
根據第23方面，提供根據方面22的方法，其中，所述包封件包含：
(a)約25μm～約125μm的厚度；
(b)第二玻璃層，所述第二玻璃層具有至少90％的透光率；
(c)第一主表面；
(d)壓縮應力區域，所述壓縮應力區域從所述第二玻璃層的所述第一主表面延伸至所述第二玻璃層中的第一深度，且所述區域由位于所述第二玻璃層的所述第一主表面處的至少約100mpa的壓縮應力限定；和
(e)至少一處半徑基本上等同于所述背板中的所述靜態彎曲的所述彎曲半徑的彎曲特征。
根據第24方面，提供根據方面22或方面23的方法，其中，所述第二玻璃層具有基本上不含堿金屬離子的玻璃組合物。
根據第25方面，提供根據方面22的方法，其還包括以下步驟：
在將所述包封件密封至所述背板的步驟之前，彎曲所述包封件以形成所述至少一處彎曲特征。
根據第26方面，提供根據方面22的方法，其中，所述電子裝置組裝件具有約375μm或更小的總厚度。
根據第27方面，提供方面23～26中任一者的方法，其中，所述密封步驟包括將所述包封件熔接密封至所述背板。
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