(57)【要約】  ガラス−ポリマー積層構造は、約０．３ｍｍ以下の厚さを有する可撓性ガラス基板を含む。可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の少なくとも２倍のＣＴＥを有するポリマー層を可撓性ガラス基板の表面に積層される。ポリマー層の熱膨張の後、ポリマー層が可撓性ガラス基板の表面に積層されて、可撓性ガラス基板の厚さに沿って少なくとも約３０ＭＰａの面内圧縮応力が可撓性ガラス基板に付与される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス−ポリマー積層構造であって：
約０．３ｍｍ以下の厚さを有する可撓性ガラス基板と；
前記可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の少なくとも約２倍のＣＴＥを有する、または前記可撓性ガラス基板のＣＴＥよりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有する、前記可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層であって、このポリマー層の熱膨張後に、前記可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を前記可撓性ガラス基板に付与する前記可撓性ガラス基板の前記表面に積層された前記ポリマー層と；
を含むことを特徴とするガラス−ポリマー積層構造。
【請求項２】
前記可撓性ガラス基板が、前記可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約８０ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする請求項１に記載の積層構造。
【請求項３】
前記ポリマー層が、前記可撓性ガラス基板のＣＴＥの少なくとも約１０倍のＣＴＥを有することを特徴とする請求項１または２に記載の積層構造。
【請求項４】
前記ポリマー層を前記可撓性ガラス基板に積層する接着層をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層構造。
【請求項５】
湾曲構造をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層構造。
【請求項６】
可撓性ガラス−ポリマー積層構造の形成方法であって：
前記可撓性ガラス−ポリマー積層構造のポリマー層であって、前記可撓性ガラス−ポリマー積層構造の可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の少なくとも２倍のＣＴＥを有する、または前記可撓性ガラス−ポリマー積層構造の前記可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有するポリマー層を、２０℃を超える高温に加熱するステップと；
前記高温における前記ポリマー層を前記可撓性ガラス基板に積層するステップと；
前記ポリマー層を前記高温未満まで冷却して、前記可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を導入するステップと；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記可撓性ガラス基板が、前記可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約８０ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー層が、前記可撓性ガラス基板のＣＴＥの少なくとも約１０倍のＣＴＥを有することを特徴とすることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマー層が前記高温に加熱されるときに、前記ポリマー層を前記可撓性ガラス基板に対して膨張させるステップを含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記可撓性ガラス基板と前記ポリマー層との間に、前記ポリマー層を前記可撓性ガラス基板に積層する接着層を塗布するステップを含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリマー層を前記高温未満まで冷却して前記可撓性ガラス基板を湾曲させ、同時に前記可撓性ガラス基板の厚さの少なくとも一部にわたって圧縮応力を付与することをさらに含むことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２０１２年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／６９５７８１号明細書（その内容は信頼され、全体が参照により本明細書に援用される）の米国法典第３５編第１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ガラス−ポリマー積層構造に関し、特に、強化され薄型ガラス−ポリマー積層構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
可撓性ポリマー基板は、１つ以上のポリマーフィルムが積層されたポリマーベース材料を使用して製造される。これらの積層基板スタックは、低コストおよび実証された性能のためにＰＶ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、およびパターン化された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）エレクトロニクスに関連する可撓性パッケージにおいて一般に使用されている。
【０００４】
代替の技術選定として可撓性ガラス構造を推進するために、脆性材料であるガラスに関連する機械的信頼性性能の実際の制限および認識される制限を克服し実証する必要がある。可撓性ガラス基板は、可撓性ポリマー技術に対していくつかの技術的利点が得られる。技術的利点の１つは、屋外エレクトロニクスの主要な劣化機構である水分または気体の障壁としてガラスが機能できることである。第２の利点は、１つ以上のパッケージ基板層の減少または省略による全体のパッケージサイズ（厚さ）および重量が減少できる可能性である。別の利点は、容易に清浄にできるガラスに関連する優れた表面品質を有することである。したがって、ガラスに関連する機械的信頼性性能の実際の制限および認識される制限を克服可能であれば、可撓性ガラス構造の使用を進めることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
裸の可撓性ガラスの機械的信頼性を改善するための技術の１つは、可撓性ガラス基板に１つ以上の薄膜ポリマーを積層することである。機械的強度の要求と、最終用途で予想される曲げ応力および曲げ方向とに依存して、本明細書に開示される概念によると、可撓性ガラス−ポリマー積層基板は、機械的要求に適合するように設計することができる。適切に使用すれば、本発明の積層構造は、可撓性非積層（裸のガラス）構造よりも改善された機械的信頼性性能が得られる。
【０００６】
さらなる特徴および利点が以下の詳細な説明に記載されており、その一部は当業者には説明から容易に明らかとなるであろうし、あるいは記載の説明および添付の図面によって例示されるように本発明を実施することによって理解されるであろう。以上の一般的説明および以下の詳細な説明の両方は、本発明の単なる例であり、特許請求される本発明の性質および特徴を理解するための概要または枠組みの提供を意図していることを理解されたい。
【０００７】
添付の図面は、本発明の原理のさらなる理解を得るために含まれており、本明細書中に含まれその一部を構成している。図面は、１つ以上の実施形態を示しており、説明とともに、例として、本発明の原理および操作を説明する機能を果たしている。本明細書および図面に開示される本発明の種々の特徴は、あらゆる組合せで使用できることを理解されたい。非限定的な例として、本発明の種々の特徴は、以下の態様により互いに組み合わせることができる。
【０００８】
第１の態様によると、ガラス−ポリマー積層構造であって：
約０．３ｍｍ以下の厚さを有する可撓性ガラス基板と；
可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の少なくとも約２倍のＣＴＥを有する、可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層であって、このポリマー層の熱膨張後に、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を可撓性ガラス基板に付与する、可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層と；
を含む、ガラス−ポリマー積層構造が提供される。
【０００９】
第２の態様によると、ガラス−ポリマー積層構造であって：
約０．３ｍｍ以下の厚さを有する可撓性ガラス基板と；
可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有する、可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層であって、このポリマー層の熱膨張後に、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を可撓性ガラス基板に付与する可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層と；
を含む、ガラス−ポリマー積層構造。
【００１０】
第３の態様によると、可撓性ガラス基板が、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約８０ＭＰａの面内圧縮応力を有する、態様１または態様２の積層構造が提供される。
【００１１】
第４の態様によると、ポリマー層が、可撓性ガラス基板のＣＴＥの少なくとも約１０倍のＣＴＥを有する、態様１〜３のいずれか１つの積層体が提供される。
【００１２】
第５の態様によると、ポリマー層を可撓性ガラス基板に積層する接着層をさらに含む、態様１〜４のいずれか１つの積層体が提供される。
【００１３】
接着層が熱活性化され、約５０℃を超える活性化温度を有する、第６の態様によると、態様５の積層体が提供される。
【００１４】
第７の態様によると、接着層が感圧接着剤である、態様５の積層体が提供される。
【００１５】
第８の態様によると、接着層がＵＶ活性化される、態様５の積層体が提供される。
【００１６】
第９の態様によると、上記可撓性ガラス基板が第１の可撓性ガラス基板であり、積層構造がポリマー層に積層された第２の可撓性ガラス基板をさらに含み、ポリマー層は第１および第２の可撓性ガラス基板の間に存在する、態様１〜８の積層体が提供される。
【００１７】
第１０の態様によると、ポリマー層が液体ポリマーから形成される、態様９の積層体が提供される。
【００１８】
第１１の態様によると、ポリマー層が、第１および第２の可撓性ガラス基板の少なくとも１つの外縁を越えて延在する、態様１０の積層体が提供される。
【００１９】
第１２の態様によると、上記ポリマー層が第１のポリマー層であり、積層構造が、可撓性ガラス基板に積層された第２のポリマー層をさらに含み、可撓性ガラス基板が第１および第２のポリマー層の間に存在する、態様１〜１１の積層体が提供される。
【００２０】
第１３の態様によると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の形成方法であって：
可撓性ガラス−ポリマー積層構造のポリマー層であって、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の少なくとも２倍のＣＴＥを有するポリマー層を、２０℃を超える高温に加熱するステップと；
上記高温のポリマー層を可撓性ガラス基板に積層するステップと；
ポリマー層を上記高温未満まで冷却して、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を導入するステップと；
を含む、方法が提供される。
【００２１】
第１４の態様によると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の形成方法であって：
可撓性ガラス−ポリマー積層構造のポリマー層であって、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有するポリマー層を、２０℃を超える高温に加熱するステップと；
上記高温のポリマー層を可撓性ガラス基板に積層するステップと；
ポリマー層を上記高温未満まで冷却して、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約３０ＭＰａの圧縮応力を導入するステップと；
を含む、方法が提供される。
【００２２】
第１５の態様によると、可撓性ガラス基板が、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって少なくとも約８０ＭＰａの面内圧縮応力を有する、態様１３または態様１４の方法が提供される。
【００２３】
第１６の態様によると、ポリマー層が可撓性ガラス基板のＣＴＥの少なくとも約１０倍のＣＴＥを有する、態様１３〜１５の方法が提供される。
【００２４】
第１７の態様によると、ポリマー層が上記高温に加熱されるときに、ポリマー層を可撓性ガラス基板に対して膨張させるステップを含む、態様１３〜１６の方法が提供される。
【００２５】
第１８の態様によると、可撓性ガラス基板とポリマー層との間に、ポリマー層を可撓性ガラス基板に積層する接着層を塗布するステップをさらに含む、態様１３〜１７の方法が提供される。
【００２６】
第１９の態様によると、ポリマー層が上記高温に到達した後に、接着層を熱活性化させるステップを含む、態様１８の方法が提供される。
【００２７】
第２０の態様によると、ポリマー層が上記高温に到達した後に、接着層を圧力活性化させるステップを含む、態様１８の方法が提供される。
【００２８】
第２１の態様によると、ポリマー層が上記高温に到達した後に、接着層をＵＶ活性化させるステップを含む、態様１８の方法が提供される。
【００２９】
第２２の態様によると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の形成方法であって：
可撓性ガラス−ポリマー積層構造のポリマー層であって、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有するポリマー層を、２０℃を超える高温に加熱するステップと；
上記高温のポリマー層を可撓性ガラス基板に積層するステップと；
ポリマー層を上記高温未満まで冷却して可撓性ガラス基板を湾曲させ、同時に可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって圧縮応力を付与するステップと；
を含む、方法が提供される。
【００３０】
第２３の態様によると、ポリマー層を加熱するステップが、ポリマー層を可撓性ガラス基板に積層するステップの前に、少なくとも約５０℃の温度にポリマー層を加熱するステップを含む、態様２２の方法が提供される。
【００３１】
第２４の態様によると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造であって：
約０．３ｍｍ以下の厚さを有する可撓性ガラス基板と；
可撓性ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも少なくとも約３ｐｐｍ／℃大きいＣＴＥを有する、可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層であって、このポリマー層の熱膨張後に、可撓性ガラス基板に湾曲構造を付与し、同時に、可撓性ガラスの厚さの少なくとも一部に沿って圧縮応力を付与する可撓性ガラス基板の表面に積層されたポリマー層と；
を含む、可撓性ガラス−ポリマー積層構造。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】対称可撓性ガラス−ポリマー積層構造の一実施形態の概略図である。
【図２】対称可撓性ガラス−ポリマー積層構造の別の一実施形態の概略図である。
【図３】端部保護特徴を有する可撓性ガラス−ポリマー積層構造の別の一実施形態の概略図である。
【図４】可撓性ガラス−ポリマー積層構造の別の一実施形態の概略図である。
【図５】中立湾曲軸を有するガラス片の概略図である。
【図６】代表的な熱的に湾曲させた積層体の引張応力の減少を示している。
【図７】可撓性ガラス−ポリマー積層構造の別の一実施形態の概略図である。
【図８】可撓性ガラス−ポリマー積層構造の別の一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的で、具体的な詳細が開示される例示的実施形態が、本発明の種々の原理の十分な理解を得るために示されている。しかし、本開示の利益を有している当業者には明らかなように、本発明は、本明細書に開示される具体的な詳細から逸脱した別の実施形態で実施可能である。さらに、本発明の種々の原理の説明を不明瞭にしないようにするため、よく知られた装置、方法、および材料の説明は省略する場合がある。最後に、該当する場合はいつでも、類似の参照番号は類似の要素を意味する。
【００３４】
本明細書において、「約」のついた特定の１つの値から、および／または「約」のついたもう１つの特定の値までとして範囲を表現することができる。このように範囲が表現される場合、別の一実施形態は、その特定の１つの値から、および／または別の特定の値までを含む。同様に、前に「約」を使用することによって、値が近似値として表現される場合、その特定の値が別の一実施形態を形成することも理解されよう。それぞれの範囲の端点は、他方の端点に対して、および他方の端点とは独立しての両方で有用であることをさらに理解されよう。
【００３５】
本明細書において使用される場合、方向の用語、たとえば上、下、右、左、前、後、上部、底部は、描かれている図に関してのみ記載されており、絶対的な方向を意味することを意図したものではない。
【００３６】
ガラスは本来強固な材料だが、その強度（信頼性）は、その表面欠陥または欠陥寸法密度分布、ならびに経時による材料に対する応力の累積曝露の関数となる。全製品寿命サイクル中、可撓性ガラス−ポリマー積層体は、さまざまな種類の静的および動的な機械的応力にさらされる。本明細書に記載の実施形態は、一般に、ポリマー層を用いて強化される可撓性ガラス基板に関する。高温でポリマー層を可撓性ガラス基板に積層し、次にゆっくり冷却することによって、ポリマー層と可撓性ガラス基板との間の比較的大きな熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致が利用される。このような高温積層方法によって、積層構造が冷却された後に、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって均一に分布した圧縮残留応力を発生させることができる。
【００３７】
図１および２を参照すると、２つの代表的な可撓性ガラス−ポリマー積層構造１０および４０が、それらの対応する応力図１２および４２とともに示されている。最初に図１を参照すると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造１０は、第１の可撓性ガラス基板１６（Ｅｇ、Ｖｇ、α、ｔｇ／２を有する）によって形成される第１の最外ガラス層１４と、第２の可撓性ガラス基板２０（Ｅｇ、Ｖｇ、α、ｔｇ／２を有する）によって形成される第２の最外ガラス層１８と、第１および第２の可撓性ガラス基板１６および２０の間に挟まれ積層されるポリマー層２２（Ｅｐ、Ｖｐ、αｐ、ｔｐを有する）とを含む。第１および第２の可撓性ガラス基板１６および２０をポリマー層２２に、それらのそれぞれの広い表面２８、３０および３２、３４の間の界面で積層するために、接着層２４および２６を使用することができる。
【００３８】
図１は最外ガラス層１４および１８を示しているが、図２は、最外ポリマー層５０および５２（それぞれＥｐ、Ｖｐ、αｐ、ｔｐ／２を有する）の間に挟まれた可撓性ガラス基板４４（Ｅｇ、Ｖｇ、α、ｔｇを有する）を有する別の実施形態を示している。この場合も、第１および第２のポリマー層５０および５２を可撓性ガラス基板４４に、それらのそれぞれの広い表面５８、６０および６２、６４の間の界面で積層するために、接着層５４および５６を使用することができる。
【００３９】
図１および２の応力図１２および４２は、残留面内圧縮応力が、可撓性ガラス−ポリマー積層構造１０の可撓性ガラス基板１６および２０、ならびに可撓性ガラス−ポリマー積層構造４０の可撓性ガラス基板４４の厚さ全体にわたって発生することを示しており、これらは、可撓性ガラス−ポリマー積層構造１０のポリマー層２２中、および可撓性ガラス−ポリマー積層構造４０のポリマー層５０および５２中の引張応力によって補償される。最初に図１を参照すると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造１０の可撓性ガラス基板１６および２０中の残留圧縮応力は、可撓性ガラス基板１６および２０の厚さ全体にわたって実質的に均一に分布することができ、ポリマー層２２を可撓性ガラス基板１６および２０に高温で積層し次に室温まで冷却することによって発生させることができる。同様に、図２を参照すると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造４０の可撓性ガラス基板４４中の残留圧縮応力は、可撓性ガラス基板４４の厚さ全体にわたって実質的に均一に分布することができ、ポリマー層５０および５２を可撓性ガラス基板４４に高温で積層し次に室温まで冷却することによって発生させることができ、これについて以下により詳細に説明する。さらに、３層積層構造が図１および２に示されているが、層の数は３層より多くても少なくてもよく、たとえば最終用途、および加工の要求に依存して選択することができる。種々の別の層状積層体の例が本明細書において説明される。
【００４０】
可撓性ガラス基板１６、２０、および４４は、約０．３ｍｍ以下の厚さｔｇを有する「超薄層」であってよく、限定するものではないが、たとえば、約０．０１〜０．０５ｍｍ、約０．０５〜０．１ｍｍ、約０．１〜０．１５ｍｍ、および約０．１５〜０．３ｍｍなどの厚さであってよい。可撓性ガラス基板１６、２０、および４４は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック材料、またはそれらの複合材料から形成することができる。高品質薄型ガラスシートが形成される溶融法（たとえば、ダウンドロー法）が、フラットパネルディスプレイなどの種々の装置において使用することができる。溶融法で製造されたガラスシートは、別の方法で製造されたガラスシートと比較して優れた平坦性および平滑性の表面を有する。溶融法は、米国特許第３，３３８，６９６号明細書および米国特許第３，６８２，６０９号明細書に記載されている。別の好適なガラスシート形成方法としては、フロート法、アップドロー法、およびスロットドロー法が挙げられる。
【００４１】
対称可撓性ガラス−ポリマー積層体の強化
ポリマー層および可撓性ガラス基板（たとえば、図１および２に示されるようなもの）を高温で積層し、次にゆっくり冷却することによって、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって残留圧縮応力を発生させることで、ポリマー層と可撓性ガラス基板との間の大きなＣＴＥ不一致（たとえば、約２倍以上、たとえば約５倍以上、たとえば約１０倍以上）を利用する可撓性ガラス基板の強化方法を開発した。ある実施形態においては、ＣＴＥの不一致は、少なくとも約３ｐｐｍ／℃以上、たとえば約６ｐｐｍ／℃以上、たとえば約９ｐｐｍ／℃以上、たとえば約１２ｐｐｍ／℃以上、たとえば約１５ｐｐｍ／℃以上、たとえば約２０ｐｐｍ／℃以上、たとえば約２７ｐｐｍ／℃以上、たとえば約５０ｐｐｍ／℃以上であってよい。可撓性ガラス−ポリマー積層体は、対称および非対称で分類することができる。対称積層構造は、積層構造の中心面Ｃ（図１および２）の下の層が中心面Ｃの上の層の鏡像を形成するように構成され、非対称積層体は、それらの中心面に関してそのような鏡像を有さない。２つの異なる材料から形成され、高温で積層された異なるＣＴＥを有する３つ以上の層から形成された対称可撓性ガラス−ポリマー積層体の場合、室温における可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたる圧縮応力（２軸変形を仮定する）は：
【数１】
2015533685.tif 000003
（式中：
Ｅはヤング率であり、αは線熱膨張係数であり、ｔは１つの種類の材料の全体の厚さであり、νはポアソン比であり、下付き文字「ｇ」および「ｐ」はそれぞれ「ガラス」および「ポリマー」を意味する。Ｔ積層は、積層プロセス中に使用される接着剤の硬化温度を意味する）
で表される。
【００４２】
したがって、可撓性ガラス基板中の圧縮応力は、
１．ガラス層厚さの減少；
２．可撓性ガラス基板のヤング率の増加；
３．ポリマー層のヤング率の増加；
４．ポリマー層の厚さの増加；
５．可撓性ガラス基板とポリマー層との間の熱膨張係数差の増加；および
６．積層温度の上昇、
の１つ以上によって増加させることができる。
【００４３】
可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたって、より大きな圧縮応力（たとえば、３０ＭＰａ以上、たとえば５０ＭＰａ以上、たとえば６０ＭＰａ以上、たとえば約７０ＭＰａ以上、たとえば約８０ＭＰａ以上、たとえば約９０ＭＰａ以上、たとえば約１００ＭＰａ以上、たとえば約１１０ＭＰａ以上）が望ましいが、導入可能な圧縮応力の量には制限が存在する。たとえば、可撓性ガラス基板中で大きな圧縮応力を実現するためには、積層温度をできるだけ高く設定することが方法の１つである。しかし、この積層温度の上限は、使用される接着剤の使用温度の制限などの可撓性ガラス−ポリマー積層体材料の特定の性質よって設定される制限を超えるべきではない。製品の信頼性の確保において、材料および構造的完全性を考慮すべきである。したがって、種々の制限が、可撓性ガラス基板に導入可能な圧縮応力の量に影響を与えうる。
【００４４】
強化された可撓性ガラス−ポリマー積層体の形成
可撓性ガラス基板中で所望の高い圧縮応力を実現するために、多数の積層方法を使用することができる。重要なことは、ポリマー層を可撓性ガラス基板に積層する前に、可撓性ガラス基板とポリマー層との間の大きなＣＴＥ不一致のために、ポリマー層は、可撓性ガラス基板に対して少なくともある程度熱膨張できるようにすべきである。積層後、可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、制御可能に冷却（たとえば、約１〜２℃／分以下）して室温に戻すことができ、それによって圧縮応力が可撓性ガラス基板中に導入される。
【００４５】
ポリマー層と可撓性ガラス基板との間の大きなＣＴＥ不一致により圧縮応力を発生させるための高温での積層の例を以下に説明する。これらの実施例は、代表的な性質のものであり、限定を意味するものではない。たとえば、以下に議論される多くの実施例でポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のポリマー層を使用することができるが、可撓性ガラス基板に対して比較的大きなＣＴＥ不一致を有するポリカーボネートのポリマー層、および後述の多数の別のポリマー材料を使用することができる。可撓性ガラス−ポリマー積層体の最終用途で透明性が好ましい場合は、ＰＭＭＡおよびポリカーボネートのポリマー材料が望ましい場合がある。
【００４６】
実施例１：ＵＶ感受性接着剤
厚さ０．１ｍｍの２枚の可撓性ガラス基板と、透明で熱可塑性で１．３ｍｍの厚さを有するポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）から形成された１つのポリマー層とを用いて、図１に示されるような可撓性ガラス−ポリマー積層構造を形成した。ＵＶ感受性接着剤（Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓより市販されるＮＯＡ  ６８）をポリマー層と可撓性ガラス基板層との間に厚さ約２０ｎｍで塗布した。得られた可撓性ガラス−ポリマー積層構造を熱電気ホットプレート上に置き、ＵＶ感受性接着剤の使用制限の９０℃未満である８０℃に維持して一方の側から加熱した。次に、熱電気ホットプレートとは反対側の可撓性ガラス−ポリマー積層構造の側からＵＶ感受性接着剤にＵＶ光を照射してＵＶ感受性接着剤を硬化させて、高温でポリマー層を可撓性ガラス基板層に接合させ、３℃／分の速度で冷却した。複屈折測定（ＦＳＭ）を用いて可撓性ガラス基板中に約１１０ＭＰａの圧縮応力を確認した。以下の表Ｉは、この代表的な可撓性ガラス−ポリマー積層構造の材料特性を強調しており、以下の表ＩＩは、前述の圧縮応力の式を用いた応力の推定値を示している。
【００４７】
【表１】
2015533685.tif 000004
【００４８】
【表２】
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【００４９】
実施例２：感熱接着剤
厚さ０．１ｍｍの２枚の可撓性ガラス基板と、１．３ｍｍの厚さを有するＰＭＭＡから形成された１つのポリマー層とを用いて、図１に示されるような可撓性ガラス−ポリマー積層構造を形成した。感熱接着剤（Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓより市販されるＮＯＡ  ６８Ｈ）をポリマー層と可撓性ガラス基板層との間に厚さ約２０ｎｍで塗布した。得られた可撓性ガラス−ポリマー積層構造を対流オーブン中で、ＰＭＭＡの軟化温度（９１℃〜１１５℃）よりも低い積層温度（１００℃で３時間硬化、３℃／分の昇温速度、１℃／分の冷却速度、５０℃で１２時間エージングの後、室温まで冷却）まで加熱し、積層温度に到達したときにポリマー層を膨張させ、高温でポリマー層を可撓性ガラス基板層に接合させた。
【００５０】
実施例３：感圧接着剤
厚さ０．１ｍｍの２枚の可撓性ガラス基板と、１．３ｍｍの厚さを有するＰＭＭＡから形成された１つのポリマー層とを用いて、図１に示されるような可撓性ガラス−ポリマー積層構造を形成した。感圧接着剤（３Ｍより市販される８２１１  ＯＣＡ）をポリマー層と可撓性ガラス基板層との間に塗布した（厚さ約５０μｍ）。得られた可撓性ガラス−ポリマー積層構造をオートクレーブ中で、ＰＭＭＡの軟化温度（９１℃〜１１５℃）よりも低い積層温度まで加熱し、積層温度に到達したときにポリマー層を膨張させ、高温でポリマー層を可撓性ガラス基板層に接合させた（９０ｐｓｉ（６２０．５ｋＰａ）および８５℃で１時間硬化、３°Ｆ／分（１．６７℃／分）の昇温および冷却速度）。
【００５１】
上記の実施例では、ポリマー層および可撓性ガラス基板を接合させるために中間接着層を利用しているが、別の実施形態は、中間接着層を全く使用せずに可撓性ガラス基板に直接接合させたポリマー層を含むことができる。たとえば、ポリマー層を、塑性軟化温度（ガラス転移温度）よりも高いが、ポリマーの溶融温度よりも低い温度に加熱することができる。たとえばＰＭＭＡの場合、軟化温度は９１℃〜１１５℃であり、溶融温度は１６０℃である。軟化温度と溶融温度との間の温度にポリマー層を加熱するために、熱および圧力の組合せを使用することができる（たとえば、オートクレーブを使用）。場合によっては、加熱温度は、あらかじめ選択された時間の間維持することができ、次に可撓性ガラス−ポリマー積層構造をあらかじめ選択された速度（たとえば、約３°Ｆ／分（約１．６７℃／分）未満）で冷却することができる。
【００５２】
ポリマー層の別の一例として、液体ポリマー溶液を可撓性ガラス基板の間の空間に注入することができる。簡潔に図３を参照すると、高温において、たとえばスペーサー（点線７６で表される）を使用して可撓性ガラス基板７２および７４を分離することによって、可撓性ガラス−ポリマー積層体７０を形成することができる。液体ポリマー溶液７８は、可撓性ガラス基板７２および７４の間に形成される空間８０に注入することができる。ポリマー層８２の可撓性ガラス基板７２および７４への積層は、ポリマーの固化（たとえば硬化）および制御された冷却ステップによって完了することができる。加熱中の液体ポリマー溶液７８の毛管力、粘性流、および膨張によって、可撓性ガラス基板７２および７４の外縁８４および８６を越えて液体ポリマー溶液７８が押し出され、それによって外縁８４および８６の封止および被覆を行うことができる。この外縁８４および８６の封止によって、ポリマー層８２が形成された後、端部保護特徴８８を可撓性ガラス基板７２および７４に付与することができる。ポリマー層８２の形成後でさえも、可撓性基板７２および７４の端部における圧縮応力が比較的小さいまたはさらには存在しない場合があり、端部はバルクのガラスよりも比較的低強度となりうるので、このような端部保護が好都合となりうる。接合を促進するため、接着促進剤をポリマー溶液７８に加えることができる。物理的接合、および場合によっては化学的接合が、ポリマー層８２と可撓性ガラス基板７２および７４との間で起こる。
【００５３】
前述のヒーターおよびオーブンに加えて、放射ヒーター（およびマイクロ波加熱）などの非接触ヒーターを使用して、本明細書で議論されるポリマー層を加熱することができる。放射ヒーターは、赤外線を放出し、それを材料が吸収することができ、その結果加熱された物体に熱が伝達される。放射加熱は、対流加熱または伝導加熱よりも効率的で迅速な場合があり、加熱される物体の表面に接触する必要がない。実施例１の加熱の代替法の１つとして、可撓性ガラス−ポリマー積層構造をＵＶ光源と放射ヒーターとの間に通すことができ、それによって接着材料が所望の温度でＵＶ硬化し、その温度は放射加熱によって維持することができる。さらに、実施例２の変形として、対流オーブンの代わりに２つの放射ヒーターを使用することができ、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の両側に１つずつ配置することができる。この方法は、加熱、積層温度、および冷却を実現するために供給速度およびヒーターの出力を制御することによって、連続的となることができる。複数の放射ヒーターを使用して、加熱、休止、および冷却の速度を制御することができる。
【００５４】
非対称可撓性ガラス−ポリマー積層体
積層プロセスは、非対称可撓性ガラス−ポリマー積層構造の応力プロファイルを操作またはこれに影響を与えるために使用することもできる。これらの実施形態において、可撓性ガラス基板とポリマー層との間の大きなＣＴＥ不一致により、ポリマー層を可撓性ガラス基板に積層する前に、ポリマー層を可撓性ガラス基板に対して熱膨張させることができる。しかし、可撓性ガラス−ポリマー積層構造の非対称の性質のため、１軸または２軸の湾曲が、可撓性ガラス基板とポリマー層との間に導入されうる。
【００５５】
図４を参照すると、非対称の可撓性ガラス−ポリマー積層構造９０のＣＴＥ不一致によって導入される１軸湾曲曲率は（平面応力を仮定し、可撓性ガラス基板９６およびポリマー層９８が同じ幅および長さの寸法を有する）：
【数２】
2015533685.tif 000006
（式中：
κは湾曲曲率であり、Ｅはヤング率であり、αは線熱膨張係数であり、ｔは１つの種類の材料の全体の厚さであり、下付き文字「ｇ」および「ｐ」はそれぞれ「ガラス」および「ポリマー」を意味する。Ｔ積層は、積層プロセス中に使用される接着剤の硬化温度を意味する）
によって求められる。湾曲曲率κは、中心Ｃから中立軸Ａまでで測定される半径Ｒと：
【数３】
2015533685.tif 000007
の関係があり、可撓性ガラス−ポリマー積層構造９０の末端９２および９４の間で測定される角度θと：
θ＝Ｌ／Ｒ＝κＬ
の関係もある。中立軸までの高さｈは：
【数４】
2015533685.tif 000008
によって求めることができる。したがって、非対称可撓性ガラス−ポリマー積層構造の湾曲特性は、材料特性および積層温度が既知の場合に求めることができる。たとえば、１００μｍ／５００μｍ／１００μｍのガラス／ポリカーボネート／ガラス積層体の場合で、ポリカーボネートのヤング率Ｅが２．３７７ＧＰａであり、ＣＴＥαが６７．５×１０−６／℃であり、積層温度Ｔ積層は８０℃である場合、室温まで冷却した後の高さｈは約１１．３ｍｍである。
【００５６】
図５を参照すると、コーティングされていないガラス片１００（ガラスのシートまたはリボンのいずれか）が半径Ｒの曲線で湾曲する場合（ガラスがデバイス中に維持される場合、または加工中にローラーの周囲で湾曲する場合など）、ガラス中に応力が発生する。ガラス片１００が曲げモーメントを受け、それによってガラスが湾曲半径Ｒに到達する場合、ｘ軸（中立軸）に対する位置（ｙ）における応力は：
【数５】
2015533685.tif 000009
（式中：
σは応力であり；
Ｅｇはガラスのヤング率であり；
ｖｇはガラスのポアソン比であり；
ｙは応力σが計算されるｙ軸方向の位置であり；
Ｒはガラスの湾曲半径である）
によって計算することができる。
【００５７】
最大引張応力は、ガラス１００のいずれかの側で発生し、湾曲方向に依存して表面１０２または表面１０４のいずれかで発生する。すなわち、表面１０２が凸型となるようにガラス１００が湾曲する場合、最大引張応力は表面１０２上で発生し、一方、表面１０４が凸型となるようにガラス１００が湾曲する場合、最大引張応力は表面１０４上で発生する。いずれの場合も、ｙに■ｔｇを代入することによって、最大応力σｍａｘの絶対値は：
【数６】
2015533685.tif 000010
によって定義される。
【００５８】
たとえば図４に示されるような高温におけるポリマー層９８の可撓性ガラス基板９６への積層によって、図５のコーティングされていないガラスに対して応力プロファイルを操作することができる。特に、可撓性ガラス基板に湾曲を発生させ圧縮応力を導入するための大きいＣＴＥ不一致を有するポリマー層９８と可撓性ガラス基板９６との積層は、湾曲したガラスで予想される引張応力を軽減、またはさらには解消することができ、湾曲した可撓性ガラス積層構造９０全体を強化する機能を果たすことができる（図４）。
【００５９】
以下の議論では、可撓性ガラス−ポリマー積層体中の可撓性ガラス基板の引張応力の軽減を説明する。２つの異なる材料から形成される非対称可撓性ガラス−ポリマー積層体の場合、ＣＴＥ不一致によって誘発される曲率（１軸平面応力湾曲を仮定）は（前述のように）：
【数７】
2015533685.tif 000011
となり、中立軸は：
【数８】
2015533685.tif 000012
で与えられ、室温における可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたる曲げ応力は：
【数９】
2015533685.tif 000013
で与えられる。
【００６０】
可撓性ガラス基板の上面における曲げ応力は：
【数１０】
2015533685.tif 000014
で与えられ、底面（すなわちポリマー層との界面）における曲げ応力は：
【数１１】
2015533685.tif 000015
で与えられ、式中：
Ｅｇ、νｇは、可撓性ガラス基板のヤング率およびポアソン比であり；
Ｅｐ、νｐは、ポリマー層のヤング率およびポアソン比であり；
ｔｇは可撓性ガラス基板の厚さであり；
ｔｐはプラスチック層の厚さであり；
αｇは可撓性ガラス基板の熱膨張係数であり；
αｐはポリマー層の熱膨張係数であり；
Ｔ積層は積層温度であり；
κ０はＣＴＥ不一致によって誘発される湾曲曲率であり；
σは曲げ応力であり；
ｙ０は湾曲した積層体の中立軸である。
【００６１】
図６と、特に曲げ応力の前述の式を参照すると、熱的に湾曲させた可撓性ガラス基板の内側の引張応力は、機械的に湾曲させた可撓性ガラス基板よりもはるかに小さいことが分かる。この引張応力の減少は、底部側から上部側までの可撓性ガラス基板の厚さ全体で見ることができる。しかし、可撓性ガラス基板の厚さ全体にわたる応力は、可撓性ガラス基板の湾曲のため、図１および２に示されるように均一ではないことに留意されたい。この実施形態において、可撓性ガラスの厚さの一部のみ、可撓性ガラス基板の底部側のより近くで３０ＭＰａ以上となる。
【００６２】
全般的な考察
本明細書に記載の積層構造中に使用されるポリマー層は、種々のポリマーを含むことができ、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、または熱重合体のポリオレフィン（ＴＰＯ（商標）−ポリエチレン、ポリプロピレン、ブロックコポリマーのポリプロピレン（ＢＣＰＰ）、またはゴムのポリマー／充填剤ブレンド）、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルブテレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンおよび置換ポリエチレン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシビニルブチレート、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリビニルアセチレン、透明熱可塑性樹脂、透明ポリブタジエン、ポリシアノアクリレート、セルロース系ポリマー、ポリアクリレートおよびポリメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリスルフィド、ポリビニルブチラール、ポリメタクリル酸メチル、およびポリシロキサンのいずれか１つ以上を含むことができる。プレポリマーまたは予備配合物として堆積／コーティングして、次に変換可能なポリマー、たとえばエポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、およびメラミン−ホルムアルデヒド樹脂を使用することもできる。多くのディスプレイおよび電気用途では、アクリル系ポリマー、シリコーン、およびそのような構造補助層、たとえば、ＤｕＰｏｎｔより市販されるＳｅｎｔｒｙＧｌａｓ（登録商標）が好ましい場合がある。ポリマー層は一部の用途では透明であってよいが、他の用途では透明である必要はない。
【００６３】
高温で可撓性ガラス基板にポリマー層を積層するための接着材料の非限定的な例としては、ＵＶ硬化性光学接着剤または光学セメント、たとえばＮｏｒｌａｎｄ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（ＮＯＡ６０、ＮＯＡ６１、ＮＯＡ６３、ＮＯＡ６５、ＮＯＡ６８、ＮＯＡ６８Ｔ、ＮＯＡ７１、ＮＯＡ７２、ＮＯＡ７３、ＮＯＡ７４、ＮＯＡ７５、ＮＯＡ７６、ＮＯＡ７８、ＮＯＡ８１、、ＮＯＡ８４、ＮＯＡ８８、ＮＯＡ８９）、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（商標）（Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４およびその他の熱硬化性シリコーン）、Ｄｙｍａｘ（商標）、およびその他の製造のものが挙げられる。熱活性化接着材料（たとえば、ＮＯＡ８３Ｈ）の場合、あらかじめ選択された温度（たとえば、約５０℃以上、たとえば約７０℃以上、たとえば８０℃以上、たとえば１００℃以上）より高い活性化温度を有する接着材料を使用することで、ポリマー層が積層前に、可撓性ガラス基板に対して膨張する可能性を得ることができる。
【００６４】
さらに、各ポリマー層自体が、異なるヤング率、異なるポアソン比、および／または層厚さを有する異なる種類のポリマーでできた積層構造または複合構造であってよい。この場合、当業者であれば、ガラス−ポリマー積層体を好都合に構成するために本明細書に記載のように使用できる、有効な厚さ、有効なヤング率、および有効なポアソン比などの層全体の有効な厚さを見いだすために、化合物層を均質化させることができる。たとえば、上記材料および／または金属、たとえばステンレス鋼、ニッケル、銅、貴金属、金属酸化物などのあらゆる組合せから複合材料を形成することができる。
【００６５】
本明細書に記載のガラス−ポリマー積層体は、デバイス機能層を実装するための基板として使用することができるし、またはデバイス中の封止層または障壁層として使用することができる。デバイスは、電子デバイス、たとえば、ディスプレイスクリーン（たとえば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、フラットパネルディスプレイなど）、発光デバイス、または太陽電池モジュールであってよい。機能層としては、たとえば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、ダイオード、フォトダイオード、三極管、光起電力セル、フォトカプラ、透明電極、カラーフィルタ、または導電層を挙げることができる。ガラス−ポリマー積層体は、ディスプレイスクリーン上に積層されるカバーとして使用することができる。ガラス−ポリマー積層体は、ＯＬＥＤ（小分子蛍光（ＳＭＦ）および（ＬＥＰ）発光ポリマー）のためだけでなく、電気活性層、たとえば有機光検出器、有機太陽電池、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ、およびＯＬＥＤ用ＴＦＴなどの他のデバイスのための基板／封止剤として使用することができる。別の使用は、ＬＥＰ製品用、たとえばパターン化されていないバックライトおよび他の光源、あるいはパターン化された他のデバイス、たとえば標識、文字数字表示装置またはドットマトリックス、およびその他の高解像度表示装置である。
【００６６】
ガラス−ポリマー積層体は、電子デバイス中の保護要素として使用するための実質的に透明の成形可能および／または可撓性の構造であってよく、この場合のガラス−ポリマー積層体は、５〜３００マイクロメートルの厚さのガラス層と、５０マイクロメートル〜１ｃｍ以上の範囲の厚さのポリマー層とを含む複合構造である。これに関連して、ガラス−ポリマー積層体の成形性により、湾曲および／またはねじれによって完全な平面から逸脱することができ、そのため一部の他の物体の形状または形態に適合することができる。その可撓性のために、障壁特性に悪影響を与えることなく湾曲させることができる。
【００６７】
ガラス−ポリマー積層体は、電子デバイスの基板を構成することができ、そのため透明電極層をコーティングすることができる。この層は、アノードであってよく、インジウムスズ酸化物または銀を主成分とする導体であってよい。あるいは、ガラス−ポリマー積層体は、発光、または他の電子デバイスの封止フィルムを構成することができる。
【００６８】
ガラス−ポリマー積層体を有する電子デバイスは、ガラス−ポリマー積層体の構成、透明電極層の堆積、各電気活性層の堆積、および第２の電極層の堆積を含む統合された一連のステップによって製造することができる。完成デバイスの製造のために、バッチ、半連続、または連続のプロセスを考慮することができる。第２の電極層上にさらなる封止層を設けることができる。異なる実施形態により、ガラス−ポリマー積層体の種々の製造技術が実施可能である。
【００６９】
一実施形態によると、第１の透明電極（たとえばＩＴＯ）のコーティングを有するポリマー層が提供される。次に、電気活性、たとえばエレクトロルミネッセンスの有機材料の少なくとも１つの層が堆積され、次に第２の電極層が堆積される。次に完成した構造がガラス層に積層される。別の一実施形態によると、上記順序でポリマー層およびガラス層が交換される。さらなる一実施形態によると、ガラス−ポリマー積層体があらかじめ製造され、次に第１の電極層、電気活性材料の少なくとも１つの層、および第２の電極層の堆積の土台として使用される。
【００７０】
ガラス層およびポリマー層は、バッチプロセスによりシート形態で提供することができる。あるいは、ガラス層はシート形態で提供することができ、ポリマー層は連続ロールから提供することができる。さらなる可能性として、ガラス層およびポリマー層の両方が連増ロールから得られる。複合構造は、たとえばバッチプロセス、連続ロール・ツー・ロールプロセス、またはポリマー層が連続フィルムでありガラス層がシート形態である半連続プロセスにより、ガラス層およびポリマー層を積層することによって形成することができる。
【００７１】
ポリマー層の場合、プレポリマーまたは予備配合物として堆積／コーティングして、次に変換可能なポリマー、たとえばエポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、およびメラミン−ホルムアルデヒド樹脂を使用することができる。ガラスおよびポリマー層の積層は、層の間にグルー／接着剤を使用することができる。その場合、接着剤は、２つの基板の１つの上または両方の基板の上にあらかじめコーティングすることができるし；あるいは積層プロセス中に、室温または高温で、圧力を使用してまたは使用せずに供給することもできる。ＵＶ硬化性グルーも好適である。ポリマー層は、ヒートシールグルーがあらかじめコーティングされたポリマーシートの形態であってよい。ガラス層上へのポリマー層の積層および／または堆積は、ガラスの製造プロセス中で統合することができ、すなわちガラスは製造ラインから外れ、次に（依然として熱いまたは温かいまたは冷たい）ポリマーがコーティングされる。
【００７２】
積層による形成の代替法として、バッチプロセスまたは連続プロセスによって、複合体のポリマー層がガラス層上にコーティングされる。ガラス上へのポリマーのコーティングは、ディップコーティング、スプレーコーティング、溶液スピンコーティング、溶液ブレードコーティング、メニスカスコーティングによって行うことができるし、またはガラス層上への溶融ポリマーのコーティングによって行うことができる。すなわち、（ｉ）ポリマーがすでにフィルムとして存在し、ガラスに積層される場合、および（ｉｉ）ポリマーはフィルム形態ではなく、ディップ、スプレーなどによってガラス上にコーティングされる場合などの種々の状況を考慮することができる。たとえば前述のプレポリマーは、場合（ｉｉ）が適している。しかし、前述のいくつかの別のポリマーを場合（ｉｉ）でコーティングすることもできる。この場合、ポリマーは、主として、溶液から、溶融物から、またはプレポリマーとしてコーティングすることによってガラス上にコーティングすることができる。
【００７３】
電子デバイスの製造において、通常は一部またはすべての層に対して処理ステップを行う必要がある。たとえば、ポリ（フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）などの反導電性共役ポリマーであるエレクトロルミネッセンス有機材料が存在する場合、その層の堆積は、通常、溶媒中のポリマーの前駆体を、たとえばスピンコーティングによって堆積し、次にその層に対して次の処理ステップを行って、その前駆体を最終ポリマーに変換することによって行われる。したがって、下にあるガラス−ポリマー積層体は、これらの処理ステップ中に存在する場合には、前駆体層のスピンコーティングに使用される溶媒に耐えることができ、引き続く溶媒の除去および前駆体からポリマーへの変換に使用される温度に耐えることができる必要がある。したがって、ガラス−ポリマー積層体のポリマー層は、適切な品質であることが必要となる。たとえば、ガラス−ポリマー積層体が高温にさらされる場合、ポリマー層のガラス転移温度（および使用される接着剤の使用温度）が、これらの温度よりも高温であるべきである。たとえば、１５０℃を超える温度が可能となる。さらに、特定の場合では、ポリマー層は、ポリマーに使用される溶媒層、たとえば混合キシレン、ＴＨＦ、可溶性共役ポリマーに使用される溶媒層、たとえばＭＥＨ  ＰＰＶに耐えるべきである。
【００７４】
ガラス−ポリマー積層体は、２または３を超える層を含むことができる。図７を参照すると、可撓性ガラス−ポリマー積層構造１２０は、４つ以上の層を含み、この場合、７つの層１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、および１３４を含み、層１２２および１３４がガラス１であり、層１２６および１３０がガラス２であり、層１２４および１３２がポリマー２であり、層１２８がポリマー１である。ここで、ガラス層１２２および１３４が最外層を形成する。ガラス１およびガラス２は同じまたは異なるガラス塑性（Ｅｇ、Ｖｇ、α、ｔｇを含む）を有することができ、それぞれが１枚の均一シートであってよいし、またはガラス積層体であってよい。ポリマー１およびポリマー２は同じ材料であってもよいし、異なる材料で構成されてもよく（Ｅｐ、Ｖｐ、αｐ、ｔｐを含む）、１枚の均一ポリマーシート、または種々のポリマーの積層体のいずれであってもよい。
【００７５】
図８を参照すると、別の可撓性ガラス−ポリマー積層構造１４０は７つの層１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、および１５４を含み、層１４２および１５４はポリマー２であり、層１４６および１５０はポリマー１であり、層１４４および１５２はガラス２であり、層１４８はガラス１である。ここで、ポリマー層１４２および１５４が最外層を形成する（Ｅｐ２、Ｖｐ２、αｐ２、ｔｐ２／２を有する）。ガラス１およびガラス２（Ｅｇ１、Ｖｇ１、αｇ１、ｔｇ１；およびＥｇ２、Ｖｇ２、αｇ２、ｔｇ２／２をそれぞれ有する）は、同じまたは異なるガラス塑性を有することができ、それぞれが１枚の均一シート、またはガラス積層体であってよい。ポリマー１およびポリマー２（Ｅｐ１、Ｖｐ１、αｐ１、ｔｐ１／２；およびＥｐ２、Ｖｐ２、αｐ２、ｔｐ２／２をそれぞれ有する）は同じ材料であってもよいし、異なる材料で構成されてよく、１枚の均一ポリマーシート、または種々のポリマーの積層体のいずれであってもよい。
【００７６】
以上に記載の可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、超薄可撓性ガラス基板の強度を増加させる。ほぼ一定の均一な圧縮応力を、対称積層構造のガラスの厚さを介して提供することができる。ポリマー層は、破壊から保護することができ、破壊が生じた場合可撓性ガラス基板を共に維持することができる。可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、タッチカバーガラスを提供することができ、化学強化ガラスの代わりに使用することができる。非対称可撓性ガラス−ポリマー積層構造に関連して前述したような湾曲ディスプレイガラスを提供することができる。可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、ＢＩＰＶ用途などの薄膜ＰＶの障壁層を提供することができ、ＰＶモジュールに改善された衝撃保護性を付与することができる。可撓性ガラス基板は、防湿層として機能し、望ましくないＵＶ光を遮断することもできる。可能性のある用途の１つはＯＬＥＤの封止材としてである。
【００７７】
さらなる機能をポリマー層に組み込むことができる。たとえば、ポリマー層は、ポリマー偏光シート、コントラスト増強フィルタ積層体を含むことができ、反射防止特性、カラーフィルタ特性、または色変換特性を有することができる。たとえば、発光層が青色光を放出し、積層体が、たとえば、青色を吸収して赤色または緑色を再放出する赤色または緑色蛍光分子を含有するデバイスを有することができる。あるいはまたはこれに加えて、ポリマー層は、望ましくない周囲光を遮断する、および／または散乱粒子を有するように設計することができ、それによって導波が減少し、デバイスの輝度が増加する。このようなさらなる機能をガラス層中に組み込むことができる。複合構造中に第３のポリマー層が設けられる場合、これによって、２つの異なる種類のポリマー層が可能となり、異なる層中に別のさらなる機能を組み込む自由度が得られる。
【００７８】
電子デバイスに加えて、前述の可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、建築用の表面装飾、保護コーティング、エレクトロクロミックウィンドウ、耐火性表面などの別の分野に使用することができ、および衝撃グレージング（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  ｇｌａｚｉｎｇ）の要求に適合するために必要な多層スタック構造の種々の構成に使用することができる。同様に、可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、有機／薄膜、ＰＶ、ＯＬＥＤディスプレイ、および照明などの用途のフィルム、構造、および／またはデバイスを酸素および水分の侵入／透過から保護する障壁材料として機能することができる。
【００７９】
本発明の可撓性ガラス−ポリマー積層構造は、２つの種類の材料（有機および無機）の性質を利用することができる。ポリマー材料は、容易にすりきずが生じ、太陽光曝露などの環境要素により劣化し、水分／酸素障壁特性が不十分となる。他方、ガラスは、耐擦傷性、耐久性であり、優れた水分／酸素障壁特性で知られている。しかし、ガラスは、ポリマーよりも高密度であり、欠陥およびきずによってガラスの強度が示される場合は脆性材料である。前述の可撓性ガラス−ポリマー積層構造、およびそれらの方法は、これら２つの種類の材料を利用しており、それらを組み合わせることで、改善された障壁特性、軽量、および裸の薄型ガラススタックよりも高い機械的信頼性を有する１つの積層構造が得られる。
【００８０】
結論
前述の本発明の実施形態、特にあらゆる「好ましい」実施形態は、単なる実施のための可能な例であり、単に本発明の種々の原理の明確な理解のために記載されていることが強調される。本発明の意図および種々の原理から実質的に逸脱することなく、前述の本発明の実施形態に対する種々の変形および修正を行うことができる。このような全ての修正および変形が、本開示および本発明の範囲内として本明細書に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護されることを意図している。
【図１】
2015533685.tif 000016
【図２】
2015533685.tif 000017
【図３】
2015533685.tif 000018
【図４】
2015533685.tif 000019
【図５】
2015533685.tif 000020
【図６】
2015533685.tif 000021
【図７】
2015533685.tif 000022
【図８】
2015533685.tif 000023
【国際調査報告】
2015533685.tif 000024
2015533685.tif 000025
2015533685.tif 000026