(57)【要約】  第１のガラス層、その第１のガラス層に隣接して配置された第２のガラス層、およびその第１のガラス層を第２のガラス層に摺動自在に結合する界面を有するガラス物品。その界面の厚さは、２ｎｍから５００ｎｍである。そのガラス物品は、（ａ）その物品が、２５℃および５０％の相対湿度で６０分間に亘り１０ｍｍの平行板分離距離で保持されたときに破損のないこと、（ｂ）第２のガラス層が（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持されており、第１のガラス層に、直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときに、約６ｋｇｆ（約５８．８Ｎ）超の穿刺抵抗により特徴付けられる。
2020500143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品において、
第１のガラス層と、
前記第１のガラス層に隣接して配置された第２のガラス層と、
前記第１のガラス層を前記第２のガラス層に摺動可能に結合する界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する界面と、
を備え、
（ａ）前記物品が、２５℃および５０％の相対湿度で６０分間に亘り１０ｍｍの平行板分離距離に保持されたときに破損のないこと；（ｂ）前記第２のガラス層が（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持されており、前記第１のガラス層が、直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときの、約６ｋｇｆ（約５８．８Ｎ）超の穿刺抵抗により特徴付けられるガラス物品。
【請求項２】
前記界面に配置された屈折率整合材料をさらに備える、請求項１記載のガラス物品。
【請求項３】
前記第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングであって、前記界面に配置されたコーティングをさらに備える、請求項１または２記載のガラス物品。
【請求項４】
前記第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上の前記コーティングがポリイミド材料から作られる、請求項３記載のガラス物品。
【請求項５】
前記第２のガラス層が１０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、請求項１から４いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項６】
前記第１のガラス層が１０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、請求項１から５いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項７】
前記第１のガラス層が前記第２のガラス層より大きい厚さを有する、請求項１から５いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項８】
前記第１のガラス層が１００マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、請求項７記載のガラス物品。
【請求項９】
ヒンジ軸をさらに備え、前記第１と第２のガラス層が該ヒンジ軸で互いに対して固定されている、請求項１から８いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項１０】
前記第１と第２のガラス層の周りに配置されたフレーム要素をさらに備える、請求項１から９いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項１１】
ガラス物品において、
１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第１のガラス層と、
前記第１のガラス層に隣接して配置された第２のガラス層であって、１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第２のガラス層と、
前記第１のガラス層を前記第２のガラス層に摺動可能に結合する第１の界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する第１の界面と、
前記第２のガラス層に隣接して配置された第３のガラス層であって、１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第３のガラス層と、
前記第２のガラス層を前記第３のガラス層に摺動可能に結合する第２の界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する第２の界面と、
を備え、
（ａ）前記物品が、２５℃および５０％の相対湿度で６０分間に亘り２ｍｍの平行板分離距離に保持されたときに破損のないこと、（ｂ）前記第３のガラス層が（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持されており、前記第１のガラス層が、直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときの、約６ｋｇｆ（約５８．８Ｎ）超の穿刺抵抗により特徴付けられるガラス物品。
【請求項１２】
前記第１から第５の界面の内の少なくとも１つに配置された屈折率整合材料をさらに備える、請求項１１記載のガラス物品。
【請求項１３】
前記第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングであって、前記界面に配置されたコーティングをさらに備える、請求項１１または１２記載のガラス物品。
【請求項１４】
前記第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上の前記コーティングがポリイミド材料から作られる、請求項１３記載のガラス物品。
【請求項１５】
前記第１のガラス層が、前記第２から第６のガラス層のいずれか１つより大きい厚さを有する、請求項１１から１４いずれか１項のガラス物品。
【請求項１６】
ヒンジ軸をさらに備え、前記第１と第２のガラス層が該ヒンジ軸で互いに対して固定されている、請求項１１から１５いずれか１項記載のガラス物品。
【請求項１７】
前記第１と第２のガラス層の周りに配置されたフレーム要素をさらに備える、請求項１１から１６いずれか１項記載のガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１６年１０月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／４１５２２５号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、広く、曲げられるガラス物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
昔から本質的に剛性である製品および構成部材の可撓性版が、新たな用途のために概念化されている。例えば、可撓性電子機器は、新たな用途、例えば、湾曲ディスプレイおよびウェアラブルデバイスのために機会を提供する、薄い性質、軽量性および可撓性を与えることができる。これらの可撓性の電子機器の多くは、これらの機器の電子部品を保持し、搭載するための可撓性基板を必要とする。金属箔は、熱安定性および耐薬品性を含むいくつかの利点を有するが、高コストおよび光透過性の欠如を欠点として持つ。高分子箔は、疲労破損に対する抵抗を含むいくつかの利点を有するが、最低限の透明性、熱安定性の欠如および限られた密閉性を欠点として持つ。
【０００４】
これらの電子機器のいくつかも、可撓性ディスプレイを利用することができる。光透過性および熱安定性は大抵、可撓性ディスプレイ用途にとって重要な性質である。その上、可撓性ディスプレイは、特に、タッチスクリーン機能を有するおよび／または折り畳める可撓性ディスプレイについて、小さい曲げ半径での破損抵抗を含む、高い疲労抵抗と穿刺抵抗を有するべきである。
【０００５】
従来の可撓性ガラス材料は、可撓性基板および／またはディスプレイ用途に必要とされる性質の多くを提供する。しかしながら、これらの用途にガラス材料を利用する労力は、これまでのところ、いささかうまくいっていない。一般に、ガラス基板は、次第に小さくなる曲げ半径を達成するために、非常の小さい厚さレベル（２５μｍ未満）に製造することができる。これらの「薄い」ガラス基板は、限られた穿刺抵抗を欠点として持つ。それと同時に、より厚いガラス基板（１５０μｍ超）は、より良好な穿刺抵抗を持つように製造できるが、これらの基板は、適切な疲労抵抗および曲げの際の機械的信頼性が欠如している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ、特に可撓性電子機器用途について、可撓性基板および／またはディスプレイ用途および機能に信頼して使用できるガラス材料、構成部材およびアセンブリが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
単一の極薄ガラス層のように、きつい半径に曲げることができるが、より厚いモノリスガラス片のように、穿刺抵抗を有する、極薄ガラス層の積層体からガラス物品が構成される。ここに用いられているように、「極薄」ガラス層という用語は、各々の厚さが約２５マイクロメートル（以後、マイクロメートルまたは「μｍ」）から約１００マイクロメートルのガラス層を意味する。このガラス物品は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーンおよび有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）機器を含む曲げられるディスプレイ積層体用のカバーガラスであり得る。
【０００８】
本開示は、構造的完全性（穿刺抵抗）の観点から厚いガラスのモノリス層に似ているが、きつい半径に曲げることができ、それでも、カバー要素のユーザに面する側で８Ｈ以上の鉛筆硬度を提供するという点で極薄ガラスシートに似ている極薄ガラス層の層状ガラス物品（「積層体」）の実施の形態を提供する。それらの極薄ガラス層の間の減摩コーティングおよび／または材料により、極薄ガラス層が、曲げ中に互いに摺動することができる（綴じに対して平行な軸の周りで厚いソフトカバーの本を曲げられる様式と似て）。それらのガラス層は、例えば、１つのエッジ上の永久エッジシールとしての、それらの間の接続のために、または積層体を機器内に保持するフレームによる拘束のために、非曲げ形態にあるときに、再び揃う。
【０００９】
単一の極薄ガラス層と比べて、本開示の実施の形態は、より厚いモノリスガラス片の穿刺抵抗を有することがある。
【００１０】
前記積層体における全ての極薄層からのガラスの全厚と同様の厚さのモノリスガラス片と比べて、本開示のいくつかの実施の形態は、よりきつい曲げ半径を達成し、極薄ガラスの単層により達成できるものと類似の曲げ半径に迫る。
【００１１】
プラスチックのみ、または家庭用電子機器上の顧客に面するカバー面としてのプラスチックと比べて、本開示のいくつかの実施の形態によるガラス物品は、摩耗耐性のある８Ｈ以上、例えば、９Ｈ以上の鉛筆硬度の向上した表面硬度；より高い透過率；より高い化学的耐久性；および曲げによる反りに対するより高い抵抗を有する。
【００１２】
添付図面は、記載された原理のさらなる理解のために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示し、説明と共に、例として、それらの実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。本明細書および図面に開示された様々な特徴は、任意と全ての組合せで使用して差し支えないことを理解すべきである。
【００１３】
ここに記載されたような、実施の形態、およびそれらの実施の形態の特徴は、例示であり、単独で、または本開示の範囲から逸脱せずに、ここに与えられた他の実施の形態のどの１つ以上の特徴との任意の組合せで、与えられても差し支えない。さらに、先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、本開示の実施の形態を提示しており、説明され、請求項に記載されたような実施の形態の性質および特徴を理解するための概要または骨子を与えることが意図されていることを理解すべきである。添付図面は、実施の形態のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に含まれ、その一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施の形態を示し、説明と共に、その原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】いくつかの実施の形態による、曲げられていない形態にある積層体の概略側面図
【図２】いくつかの実施の形態による、曲げられた形態にある積層体の概略側面図
【図３−１】３Ａ〜３Ｆは、いくつかの実施の形態による様々な積層体の概略側面図
【図３−２】図１の試験構成を使用した穿刺抵抗試験のモデル化結果をプロットしたグラフであって、荷重（横軸にＮで表す）に対する最大主応力（縦軸にＭＰａで表す）を含むグラフ
【図４】モデル化積層体の形態Ａ〜Ｆの各々に関する閾値穿刺荷重（縦軸にＫｇｆで表す）のモデル化結果をプロットしたグラフ
【図５】試験構成の概略側面図
【図６】積層体Ａ〜Ｃ（横軸に沿う）に関する閾値穿刺荷重（縦軸にＫｇｆで表す）を含む穿刺抵抗試験の実験結果をプロットしたグラフ
【図７】ガラスの厚さ（横軸にマイクロメートル（以後、マイクロメートルまたはμｍ）で表す）に対する破損高さ（縦軸にｃｍで表す）を含む、ペン落下試験の実験結果をプロットしたグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の詳細な説明において、限定ではなく、説明の目的で、様々な原理および態様の完全な理解を与えるために、具体的な詳細を開示する例示の実施の形態が説明される。しかしながら、ここに開示されたそれらの具体的な詳細から逸脱した他の実施の形態において、請求項の主題が実施されることもあることが、本開示の恩恵を受けた当業者に明白であろう。さらに、周知の装置、方法および材料の記載は、ここに述べられた様々な原理の説明を分かりにくくしないように、省略されることがある。最後に、適用できる場合にはいつでも、同様の参照番号が、同様の要素を指す。
【００１６】
ここで、本開示の例示の実施の形態が示されている添付図面を参照して、方法および装置を以下により詳しく記載する。できるときはいつでも、図面に亘り、同じまたは同様の部分を指すために、同じ参照番号が使用される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化されることがあり、ここに述べられた実施の形態に限定されると解釈されるべきではない。
【００１７】
いくつかの実施の形態によれば、層状ガラス物品（「積層体」）は、電子機器のカバー要素として使用されることがある。ここでの層状ガラス物品の実施の形態は、電子機器におけるカバー要素として記載されているが、その必要はない。この曲げられるガラス積層体は、その材料が、小さい半径への曲げ性；穿刺抵抗；気密性；および／または耐引掻性、例えば、８Ｈ以上、または９Ｈ以上の鉛筆硬度：のいずれか１つ以上を有することが有益である、どの環境で使用しても差し支えない。
【００１８】
図１に示されるように、積層体３は、界面１２に亘り互いに隣接して配置された２つ以上のガラス層１０を備える。ガラス層１０は、互いから分離されており（すなわち、全域に亘り、または全周に亘り互いに結合されていない）、それゆえ、互いに対して摺動することができる。それは、積層体がきつい半径に曲がることができるように、ガラス層１０が、互いに対して摺動できるからである。すなわち、図２に示されるように、３つのガラス層１０の積層体は、曲げられたときに、互いに対して摺動し、それゆえ、ガラス層１０の１つに誘発される応力は、隣接するガラス層１０に誘発される応力とは大部分、関係ない。図２において、曲率中心の側にあるガラス層１０は、最小の曲率半径に曲げられ、次に続くガラス層は、積層体３の曲率半径に沿って外側に移動したときに、次第に大きくなる曲率半径に曲げられるのが分かる。したがって、より大きい曲率半径でのガラス層は、積層体３の曲率中心に最も近いものよりも、曲げられたときに、曲げ誘起応力が小さくなる。また、最も内側のガラス層は、次に隣接するガラス層１０の周囲を超えて延在し、曲率半径に沿って、次も同様である。いずれにしても、ガラス層１０は互いから分離しているので、あるガラス層１０に誘発された応力は、隣接するガラス層のものとは大部分、関係ない。積層体３が曲げられていない場合、ガラス層１０は、再び、互いに対して摺動し、それらの実質的に平らな状態に戻る。ガラス層を互いに対して揃った状態に維持するために、それらは、１３で概略示されたように、互いに連結されている。ガラス層１０は、ガラス層１０を一緒にして、ある点で、好ましくは層のエッジで、好ましくは積層体３がその周りに曲げられる軸に沿って、留める（連結する、または他の様式で互いに対してしっかりと保持または固定する）ために、接着剤、クランプ、テープ、留め具、もしくは他の適切な材料または器具により、連結されることがある。実際には、それらの層を一緒に連結し、よって、積層体３がその一部である電子機器の曲げ、折り畳み、または巻き付けの最中にそれらの層が曲げられるヒンジ軸も含む部分で、それらが互いに対して固定されることが有益である。それに代えて、またはそれに加え、フレーム要素（図示されていないが、積層体３の部分の周り、それを覆って、および／またはその下に配置されることがある）が、ガラス層１０を適切に揃うように維持するためにそれらガラス層の部分の動きを制限してもよい。この手法に関する難題は、穿刺抵抗を増加させるために、あるガラス層から次のガラス層へのエネルギーの伝達／吸収が十分であるように、複数の層間で十分な連結を得ると同時に、摺動によるそれらの層の１つ以上への摩擦損傷を防ぐために、互いに対する層の十分な分離および減摩摺動を維持することである。したがって、隣接するガラス層間の直接接触を防ぐことが有益である。しかしながら、それらの層が直接接触していない場合でさえ、層間の外来からの粒子が、あるガラス層が別のガラス層に対して摺動する際に、損傷が生じることがある。それゆえ、ガラス層への摩擦損傷を防ぐために、ガラス層間の潤滑性および清浄度が有益である。
【００１９】
ガラス層１０の各々は、１０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚、例えば、１０マイクロメートル、２０マイクロメートル、３０マイクロメートル、４０マイクロメートル、５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、７０マイクロメートル、８０マイクロメートル、９０マイクロメートル、１００マイクロメートル、１１０マイクロメートル、１２０マイクロメートル、１２５マイクロメートル、および先の値の間の部分的な範囲の厚さであることがある。どの積層体３の層１０の厚さも、同じであっても、または異なってもよい。例えば、ある場合には、最上層としてより厚いガラス層（例えば、１００マイクロメートル厚、または１１０マイクロメートル厚、または１２０マイクロメートル厚、または１２５マイクロメートル厚）を有することが望ましいことがある。何故ならば、より薄い厚さ（例えば、５０マイクロメートル厚以下）を有する最上層は、他の全ての事が等しい、より薄い層よりも容易に穴が開くかもしれないからである。そのような現象は、界面１２がガラス層間でエネルギーを完全には伝達させない現実の世界の検討事項に対するもののようである。また、ある場合には、積層体におけるガラス厚の同じ全体量を達成するために、より多数のより薄い層よりも、より少数のより厚い層を有することが好ましいことがある。例えば、２００マイクロメートルの所望のガラス厚について、ある場合には、４層の５０マイクロメートル厚のガラスを使用するよりも、２層の１００マイクロメートル厚のガラスを使用することが好ましいことがある。ガラス層１０の各々は、無アルカリのまたはアルカリを含有するアルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、またはケイ酸塩のガラス組成物から製造されることがある。例えば、ガラス層１０は、無アルカリのアルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、またはケイ酸塩のガラス組成物から製造されることがある。ガラス層１０は、アルカリを含有するアルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、またはケイ酸塩のガラス組成物から製造しても差し支えない。ある実施の形態において、ガラス層１０のための先の組成物のいずれに、アルカリ土類改質剤を添加しても差し支えない。ガラス層１０は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック材料またはその複合体から形成されることがある。どの積層体３の層１０が、その積層体３の他の層１０と同じまたは異なる材料から製造されてもよい。いくつの適切な数のガラス層１０をどの所定の積層体３に使用してもよい。例えば、積層体に、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、またはそれより多くのガラス層１０が使用されてもよい。ガラス層の数は、他の検討事項の中でも、所望の穿刺抵抗および各層の厚さに依存するであろう。
【００２０】
界面１２は、材料１４およびコーティング１６のいずれか１つ以上を含んでもよい。材料１４は、一般に、ガラス層１０の屈折率と異なる屈折率を有するその中の材料の量を最小にするために界面１２に使用される。例えば、ガラス層１０が空気と異なる屈折率を有する場合、その中の空気の量を最小にするために、材料１４が界面１２に配置される。何故ならば、積層体を見たときに、屈折率差により、ニュートンリング、反射、または他の望ましくない光学的効果が生じることがあるからである。さらに、積層体３の下に配置されるディスプレイをはっきりと見られるように、材料１４が光学的に透明であることが望ましい。材料１４は、屈折率整合油（鉱油またはゲルなど）または空隙を含むことがある。コーティング１６が、どの特定の界面に亘り配置された、一方のガラス層１０、両方のガラス層１０の上に存在しても、またはどのガラス層１０にも存在しなくてもよい。コーティング１６は、存在する場合、互いに損傷を生じずに、隣接するガラス層１０が互いに対して摺動するのを支援する減摩特性を有することがある。コーティング１６としては、以下が挙げられるであろう：ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＦＥＰ、ＰＶＤＦおよび非晶質フッ化炭素（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）ＡＦ（ＤｕＰｏｎｔ）、接着のために機械的連結機構に典型的に依存するＣｙｔｏｐ（Ａｓａｈｉ））またはＤＣ２６３４（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）もしくは単層または多層として堆積できる（５０〜８０℃、５０％の相対湿度で硬化する）他のフルオロまたはペルフルオロシラン（またはアルキルシラン）などの熱可塑性プラスチックを含むフッ化炭素材料が、その低い表面エネルギーで知られている；シリコーン樹脂、ワックス、それ自体で、もしくは酸化スズなどの高温端コーティング（接着の改善および接触表面積の減少）、またはパリレンおよびＤＬＣ（ダイヤモンド状コーティング）などの蒸着コーティングと共に使用されるポリエチレン（酸化）も、低摩擦、疎水性コーティングを提供するために使用することができる；酸化亜鉛、二硫化モリブデン（またはタングステン）、六方晶窒化ホウ素を使用しても、低摩擦コーティングを得ることができる、またはホウ化マグネシウム・アルミニウムを、単独で、または結合剤への添加剤として使用しても差し支えない；ガラス層の１つ以上に、ポリイミド、ポリエステルまたはポリアクリレートなどの他のコーティングも施して差し支えない。コーティング１６は、数ナノメートル（ｎｍ）厚、例えば、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の厚さであることがある。コーティング１６が界面１２に亘っていずれのガラス層上にも存在しない場合、界面１２は、屈折率整合特徴並びに減摩特徴を有する材料１４を含むことがある。例えば、界面１２の厚さは、約５マイクロメートル以下、例えば、４．５マイクロメートル、４．０マイクロメートル、３．５マイクロメートル、３．０マイクロメートル、２．５マイクロメートル、２．０マイクロメートル、１．５マイクロメートル、１．０マイクロメートル、０．５マイクロメートル、お���び先の値の間の全ての範囲と部分的範囲であり得る。他方で、層が互いに摺動できるように層間に十分な潤滑性を与えるために、その界面は、少なくとも数ｎｍ厚程度、例えば、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍ、１０ｎｍ、１１ｎｍ、１２ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の厚さであるべきである。
【００２１】
薄いガラスの穿刺抵抗が損なわれる理由の１つは、特に、ガラスの下に軟質材料があるときの、ガラスの底面での二軸破損である。より厚いガラスは、上面で破損する、より高い穿刺破損高さを有するが、所望のきつい半径に曲げることが難しいかできない。
【００２２】
所望の曲げ半径への適切な曲げ性並びに適切な穿刺抵抗を積層体に与えるために、積層体３の特徴（ガラス層１０の厚さと数；界面１２の厚さ；材料１４の存在、材料、および厚さ；およびコーティング１６の存在と材料を含む）が選択される。いくつかの実施の形態によれば、ガラス層１０中の応力は、ガラス層１０の厚さの三乗として変化するので、各ガラス層１０の厚さは、積層体３の所望の曲げ半径に耐えるのに十分に小さく、すなわち、１２５マイクロメートル以下、例えば、１２０マイクロメートル、１１０マイクロメートル、１００マイクロメートル、９０マイクロメートル、８０マイクロメートル、７０マイクロメートル、６０マイクロメートル、５０マイクロメートル、４０マイクロメートル、３０マイクロメートル、２０マイクロメートル、１０マイクロメートル、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の厚さに選択されることがある。ひいては、積層体に適切な穿刺抵抗、例えば、厚いガラス層、すなわち、１５０マイクロメートル以上、例えば、１６０マイクロメートル、１７０マイクロメートル、１８０マイクロメートル、１９０マイクロメートル、２００マイクロメートル、２１０マイクロメートル、２２０マイクロメートル、２３０マイクロメートル、２４０マイクロメートル、または２５０マイクロメートル、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の厚さのガラス層に迫る穿刺抵抗を与えるために、層間に界面を介して、上述したように、お互いの上に多数のより薄い層が積み重ねられる。
【００２３】
図７は、モノリスガラス片の様々な厚さについてのペン落下試験を示している。ペン落下試験は、以下のように行った：破片を抑えるために、３Ｍ  ４７１の０．１４ｍｍの粘着テープ片を試験サンプルの底面に貼った；次に、そのサンプルを、テープ側を下にして、５ｍｍ厚のＡＢＳ／ＰＶＣプレートの上面に置き、このプレートを次に２６ｍｍ厚のＥｐｏｘｙｎ  Ｓｕｐｐｏｒｔの上面に置いた；使用したペンは、重さ６．４５ｇのＰａｐｅｒ  Ｍａｔｅ（登録商標）による０．８ｍｍのボールペン、Ｆｌｅｘ  Ｇｒｉｐ  Ｅｌｉｔｅ  Ｍであり、各異なるサンプルについて、５回落とす毎にペンを替えた；６７マイクロメートル厚のガラスについて、１６個の試料を試験し、１５０マイクロメートル厚および２００マイクロメートル厚のガラスについて、各々３個の試料を試験したことを除いて、ペン毎の厚さ毎に、１０個の試料を試験した；管を、ガラスサンプルの主面に対して実質的に垂直に配置し、ペンをサンプルに案内するために使用した；ペンの高さは、停止ピンにより制御され、サンプルの２ｃｍ上から開始した；サンプルが特定のペン落下高さに合格した場合、管を動かして、サンプルの主面の異なる地点に次のペン落下を導かせ、ガラスが亀裂により破損するまで、高さを２ｃｍずつ増加させた；図７のように、５０から１００マイクロメートル厚のガラスについて、最大試験高さは９０ｃｍ未満であることが分かった；１５０および２００マイクロメートル厚のガラスサンプルについて、９０ｃｍのペン落下高さに合格した後、各サンプルに、１５０ｃｍと３００ｃｍの各々で、３回の落下を行い、破損が生じるのが見られなかった；３００ｃｍの最大落下高さが記録され、試験は、サンプルが破損せずに終わった。図７から分かるように、より厚いガラス片（例えば、１５０マイクロメートルおよび２００マイクロメートル）は、１００マイクロメートル以下のガラス片よりもずっと大きい穿刺抵抗を有する。しかしながら、当該技術分野に知られているように、ガラスの剛性は、その厚さの三乗として非線形様式で増加するので、より薄いガラス片（例えば、１２５マイクロメートル以下）は、より厚いガラス片（例えば、２００マイクロメートル以上）により達成できるよりも、ずっと小さい曲げ半径を達成できる。したがって、ガラス物品が、２００マイクロメートル厚（またはそれより厚い）ガラス片と類似の穿刺抵抗を達成しつつ、１２５マイクロメートル厚（またはそれより薄い）ガラス片の曲げ性を維持することが有益であろう。
【００２４】
それゆえ、適切な穿刺抵抗、例えば、２００マイクロメートル厚のモノリスガラス片と類似のものに迫る穿刺抵抗を達成しつつ、所望のきつい曲げ半径への曲げ性を維持するために、積層体３の様々な構成を設計した（例えば、１００マイクロメートル厚のモノリスガラス片のもの、ここで、そのガラスは、米国特許第９３２１６７７号明細書に記載されたように、エッチング、イオン交換、およびエッチングにより調製され、ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手した）。
【００２５】
積層体Ａが、図３Ａに示されており、１００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。図５の試験装置に関して下記に記載するように、積層体をモデル化し、積層体３の下にある機器の性能を模倣するように下地材料を選択して、試験した。詳しくは、全ての積層体（積層体Ａ〜Ｆ）に共通する下地材料は、固体アルミニウムステージ２であり、その上面に、１００マイクロメートル厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層４が配置され、その上面に５０マイクロメートル厚の光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）または粘着剤（ＰＳＡ）層６が配置されている。次に、５０マイクロメートルのＯＣＡまたはＰＳＡ層の上面に、積層体３が配置されている。積層体３の材料の性質は、表１において下記に示されたようなものである。図５および６の試験結果と同様に、図３および４のモデル化で、直径１ｍｍの炭化タングステン球により印加される荷重を用いた。多層積層体において、それらの層（ＯＣＡ／ＰＳＡ層、およびそれに隣接した層以外）は、全表面に亘り互いに直接的に「強固に」結合されていないが、曲げられたときに摺動できるようにモデル化した。ＯＣＡ／ＰＳＡ層に関してさえ、それらは接着剤であるが、互いに対して摺動するとモデル化した。何故ならば、それらの層は、剪断方向に互いに対して動けるほど十分に低い剛性を有するからである。そのガラスは、各表面で約８５０ＭＰａの圧縮応力を達成するようにイオン交換済みであるとモデル化し、その圧縮応力は、約１０から１５マイクロメートルの圧縮深さを有した（圧縮深さは、応力が圧縮から引張に変わる地点と定義される）。このモデル化では、最上層のガラス層の下側での最大主応力が実質的に３０００ＭＰａの値に達したときに、破損とみなした−図３Ｇの点線３００を参照のこと。この数を全てのサンプルに一貫して用いたが、実際には、この数は、ガラス組成および強化を含む様々な要因に応じて、上下にシフトするであろう。次に、図４は、Ｋｇｆに変換された破壊荷重を有する図３Ｇのモデル化結果（図３Ａ〜Ｆの積層体に関する）を示す。図３Ｇに示されるように、積層体Ａは、破壊時に約２４Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約２．４Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００２６】
積層体Ｂが、図３Ｂに示されており、２００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。図３Ｇに示されるように、積層体Ｂは、破壊時に約１２３Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約１２．３Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００２７】
積層体Ｃが、図３Ｃに示されており、界面１２に亘り配置された２つの１００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。界面１２は、各ガラス層上のコーティング１６およびそれらの間の材料１４を含む。界面１２の厚さは約５０ｎｍであった。図３Ｇに示されるように、積層体Ｃは、破壊時に約６２Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約６．２Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００２８】
積層体Ｄが、図３Ｄに示されており、５０マイクロメートルのＯＣＡまたはＰＳＡ層を間に介した２つの１００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。図３Ｇに示されるように、積層体Ｄは、破壊時に約１９Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約１．９Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００２９】
積層体Ｅが、図３Ｅに示されており、５０マイクロメートルのポリイミド（ＰＩ）層を介した２つの１００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。この積層体は、隣接するガラス層から分離したＰＩ層を有する、すなわち、それに接着されていないとモデル化した。図３Ｇに示されるように、積層体Ｅは、破壊時に約４７Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約４．７Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００３０】
積層体Ｆが、図３Ｆに示されており、隣接するガラス層の対の間の界面１２に亘り配置された６個の１００マイクロメートル厚のガラス層１０を含む。各界面１２は、各ガラス層上のコーティング１６およびそれらの間の材料１４を含む。各界面１２の厚さは約５０ｎｍであった。図３Ｇに示されるように、積層体Ｆは、破壊時に約１２８Ｎの荷重を達成するようにモデル化されており；図４に示されるように、これは、約１２．８Ｋｇｆの荷重に相当する。
【００３１】
一般に、ガラスの下地層が、点荷重による最上層のガラスの局所的な曲げを制限し、それゆえ、最上層のガラスおよび積層体全体の穿刺抵抗を増加させることが分かる。しかしながら、より詳しくは、積層体Ａを積層体Ｄと比べると、積層体におけるガラスの厚さを単に増加させただけでは効果的ではないことが分かる。すなわち、積層体Ｄ（１００マイクロメートル厚のガラスを二層有する）は、１００マイクロメートル厚のガラス層を１つしか有さない積層体Ａとほぼ同じ穿刺抵抗（図４に示されるように、１．９対２．４Ｋｇｆ）を有した。これは、第２の層が恩恵を提供できようになる前に、最上層が破損点まで曲げられた、積層体Ｄにおけるガラス層の間の５０マイクロメートル厚のＯＣＡ／ＰＳＡ層のためである。それゆえ、低剛性または低弾性率を有するガラスの間の層は、押し込まれ、下地層がどのような支持も与える前に、ガラスに二軸曲げを経験させる。したがって、積層体におけるガラス層は、互いをより直接的に支持する（すなわち、ある層から次の層へのエネルギー伝達／吸収を増加させるように、ガラス層間のより大きい結合を提供する）必要がある。
【００３２】
積層体Ｄを積層体Ｅと比べると、下地ガラス層による最上ガラス層のより直接的な支持は、ガラス層間にある層の剛性を増加させることによって、提供できることが分かる。より詳しくは、積層体Ｄと同様に、積層体Ｅは、５０マイクロメートル厚の中間層により分離された２つの１００マイクロメートル厚のガラス層を有した。しかしながら、積層体Ｅの場合、中間層は、積層体ＤにおけるＯＣＡ／ＰＳＡのものより大きい剛性を有するポリイミド（ＰＩ）であった。したがって、より剛性のＰＩ中間層は、積層体Ｅが約４．７Ｋｇｆの、すなわち、積層体Ｄ（１．９Ｋｇｆ）および積層体Ａ（２．４Ｋｇｆ）の両方のものより高い、穿刺荷重を有するように、ガラス層をより密接に結合することができた。例えば、図４参照のこと。モデル化していないが、本開示の原理によれば、積層体ＤにおけるＰＩのより薄い層は、その穿刺抵抗を改善する見込みがある。
【００３３】
積層体Ｅを積層体Ｃと比べると、最上層のガラス層をさらにより直接的に支持することは、より薄い中間層により行えることが分かる。より詳しくは、積層体Ｃは、図１に示されたように、ガラス層の間に界面を用いた：各ガラス層１０は、その表面上の減摩コーティング材料１６（約２ナノメートル（ｎｍ）のシラン）、およびその間の材料１４（約５０ｎｍの鉱油）を有した。積層体Ｃは、約６．２Ｋｇｆの、すなわち、積層体Ｅ（４．７Ｋｇｆ）、積層体Ｄ（１．９Ｋｇｆ）および積層体Ａ（２．４Ｋｇｆ）の各々のものより高い、穿刺抵抗を達成した。例えば、図４を参照のこと。したがって、ｎｍ程度から数マイクロメートルまでの界面１２の厚さが、下地ガラス層によるガラス層のより直接的な支持を与える上で有益である。しかしながら、積層体Ｃの穿刺抵抗（６．２Ｋｇｆ）は、２００マイクロメートル厚のモノリスガラス片である、積層体Ｂ（１２．３Ｋｇｆ）の約半分に過ぎない。例えば、図４を参照のこと。
【００３４】
したがって、積層体におけるガラス厚が複数の層に分割されている（すなわち、２００マイクロメートルのモノリスガラス片は、２つの１００マイクロメートルのモノリスガラス片を有する積層体におけるものと同じガラス厚を有する）場合、同様の穿刺抵抗を達成するために、より大きいガラス厚が使用されるようである。実際に、積層体Ｆを積層体Ｂと比べると、１つの２００マイクロメートル厚のモノリスガラス片とほぼ同じ穿刺抵抗を達成するために、６個の１００マイクロメートル厚のモノリスガラス片を使用できることが分かる。すなわち、積層体Ｆは、積層体Ｂのもの（１２．３Ｋｇｆ）と非常に似た、１２．８Ｋｇｆの穿刺抵抗を有した。例えば、図４を参照のこと。
【００３５】
次に、積層体３の様々な形態を構築し、試験した。図５は、積層体３の穿刺抵抗を試験するのに使用した試験装置の概略側面図である。カバー要素の下にある材料は、そのカバー要素の曲げに対する影響、それゆえ、穿刺に抵抗する能力を有する。したがって、カバーの下にある携帯型表示装置における材料の性質を模倣するように選択した下地材料と共に、積層体を試験した。
【００３６】
この試験装置は、その上面にベース８が配置されている固体アルミニウムステージ２を含む。ベース８の材料は、カバー要素の下にある表示装置におけるものを模倣する性質を有するように選択した。より詳しくは、ベース８は、１００マイクロメートルのＰＥＴ層４を含み、その上面には、５０マイクロメートル厚のＰＳＡ層６が配置されている。５０マイクロメートルのＰＳＡの代わりに、ＯＣＡがＰＳＡと同様の性質を有している限り、５０マイクロメートル厚のＯＣＡ層を使用してもよい。様々な材料、１００マイクロメートル厚のＰＥＴ層４、５０マイクロメートル厚のＰＳＡ／ＯＣＡ層６、およびガラス層１０の性質が、表１に示されている。
【００３７】
【表１】
2020500143.tif 000003
【００３８】
任意の特定の積層体３を試験するために、積層体３をベース８上に置く。次に、Ｉｎｓｔｒｏｎを使用して、直径１ｍｍの炭化タングステン球９を、積層体における最上層のガラス層１０に亀裂が見えるまで、毎分１ｍｍの速度で積層体３上で方向７に押し付ける。この亀裂は、積層体３の破壊を表す。積層体３の破壊時に球９に印加されている荷重を、積層体３の穿刺抵抗として記録する。
【００３９】
詳しくは、積層体Ａ、Ｃ、およびＢを構築し、図５の装置を使用した試験した。試験の結果が、図６に示されており、これは、積層体Ａ、積層体Ｂ、および積層体Ｃの構成に関する閾値穿刺荷重（Ｋｇｆで表された破壊荷重）のプロットである。実験結果に関して、ガラスは、イオン交換されていないか、または米国特許第９３２１６７７号明細書に述べられたような製造過程が施された。その代わりに、ガラスは、ディスプレイグレードで、無アルカリのフュージョンダウンドローされた１００マイクロメートル厚のガラスであった。図６に示されたように、積層体Ａ（１層の１００マイクロメートル厚のガラスを有する）は、１つの２００マイクロメートル厚のガラス層を有する積層体Ｂ（１２Ｋｇｆ）よりもずっと小さい穿刺抵抗（４Ｋｇｆ）を有する。積層体Ｃにおけるように、１００マイクロメートル厚のガラスの２層を使用すると、積層体Ａ（約４Ｋｇｆ）と比べて穿刺閾値を増加させる（約６Ｋｇｆ）ことができるが、積層体Ｂの閾値と同じレベル（約１２Ｋｇｆ）は達成されない。これらの結果は、モデル化結果と非常に合致している。先に述べたように、実験結果は非強化ガラスに行ったのに対し、モデル化結果は強化ガラスにより得た。しかしながら、強化ガラスに行った場合、実験結果は、わずかに上方にシフトすることが予測されるであろう。何故ならば、強化によりガラスの反る能力が増加するであろう、すなわち、破損する前に下側でより高い応力を達成できるであろうからである。しかしながら、強化、および米国特許第９３２１６７７号明細書に述べられた過程は、きつい曲げ半径を達成するガラスの能力に対する影響が多く、その点に関して、すなわち、積層体におけるガラスの層の各々において特定の曲げ半径を達成するために、そのような方法が利用されるであろう。いずれにせよ、１００マイクロメートル厚のガラスの２層を使用すると、ただ１つの１００マイクロメートル厚のガラス層に対して積層体が取る閾値穿刺荷重が約１．５から１．６倍、改善される。
【００４０】
図３Ｇおよび４のモデル化結果、並びに図６の実験結果は、半静的荷重に耐える積層体の能力を示す。すなわち、炭化タングステン球は、極めて遅く（毎分１ｍｍで）動く。しかしながら、半静的であるけれども、方向的に、積層体アセンブリにおける材料の特徴および厚さを考えると、その試験は、破壊せずにエネルギーを吸収する積層体の能力を示すことが一般に予測されるであろう。すなわち、別の積層体アセンブリよりも高い静荷重に耐える積層体アセンブリの能力も、同様により高い動荷重、例えば、他の穿刺抵抗試験、例えば、ペン落下試験の動荷重に耐えるであろうことを一般に示す。
【００４１】
先の結果から、ガラス層間の適切な結合により、積層体におけるガラス層の数を増加させると、積層体の穿刺抵抗を増加させることができることが分かる。ある例によれば、例えば、積層体Ａを積層体Ｃおよび積層体Ｆと比較すると、ガラス層の数を１から増加させると、破壊荷重に対して増倍効果があることが分かる。より詳しくは、同じ厚さのガラス層と仮定すると、ガラス層の数を１（積層体Ａにおけるように）から２（積層体Ｃにおけるように）に増加させると、破壊荷重は、２倍超、すなわち、２．４Ｋｇｆから６．２Ｋｇｆに増加した。同様に、ガラス層の数を１（積層体Ａにおけるように）から６（積層体Ｆにおけるように）に増加させると、破壊荷重は、ほぼ６倍、すなわち、２．４Ｋｇｆから１２．８Ｋｇｆに増加した。
【００４２】
積層体の曲がる能力に関して、界面に隣接したガラス層の各面をＣ−１８シランで被覆した、１００マイクロメートル厚のガラス（このガラスは、米国特許第９３２１６７７号明細種に述べられたように、エッチング、イオン交換、およびエッチングの過程にしたがって製造した）を３層有する積層体Ｆの変種を構築した。それらのガラス層を、曲げの区域（ヒンジ区域）において互いに連結した。このサンプルは、１０ｍｍの距離で分離された平行板の間の曲げに耐えることができた。平行板の曲げ試験は、２５℃および５０％の相対湿度で６０分に亘り行った。
【００４３】
机上の例によれば、積層体Ｆの変種は、２ｍｍの平行板距離まで曲がり、２５℃および５０％の相対湿度の環境において６０分後に壊れないように設計できるであろう。その積層体は、各々が、７００ＭＰａ以上の表面圧縮応力と、屈折率整合材料（ガラス層の屈折率と一致するように）が中に配置された２ｎｍから５００ｎｍ厚の隣接するガラス層間の界面と、その界面を画成する各ガラス層表面上のコーティング（先に記載したような）とを有する、７０マイクロメートル厚のガラスの３層により作ることができる。さらに、７０マイクロメートル厚のガラスが多層あるために、その積層体は、一方の外側ガラス層が、（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持され、他方の外側ガラス層が直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときに、約６ｋｇｆ超の穿刺抵抗も有することができる。
【００４４】
曲げ応力：
きつい曲げ半径により、大きい引張応力が生じる。ガラス表面に前からある傷の存在のために、ガラスは、壊滅的な様式または遅れ破壊様式（繰り返し荷重による疲労破壊）のいずれかで破壊する傾向にある。一定の曲率半径によるガラスシートの最大曲げ応力を予測するために、下記の式を使用することができる：
【００４５】
【数１】
2020500143.tif 000004
【００４６】
式中、Ｅはヤング率であり、νはポアソン比であり、ｈはガラスの厚さであり、Ｒは曲率半径である。この式を使用すると、図１に示されるような、曲げによるガラスの最大引張応力に対するヤング率、ガラスの厚さおよび曲率半径の効果を予測することができる。明らかに、最大曲げ応力は、ガラスの厚さ、ガラスのヤング率に線形に依存し、曲率半径に反比例する。したがって、最大曲げ応力を最小にするために、より薄く、ヤング率の低いガラスが好ましい。
【００４７】
ガラス表面上の傷の存在により（傷は、製造過程中に導入され得るか、もしくは後処理または取扱い過程のためであり得る）、そのような引張曲げ応力下では、破壊力学に基づいて、傷先端での応力拡大係数を予測することができる：
【００４８】
【数２】
2020500143.tif 000005
【００４９】
式中、ａは傷のサイズであり、Ｙは幾何学的因子である（一般に、エッジの亀裂の場合、１．１２であると仮定される）。この式は、亀裂面に沿った引張応力が一定であると仮定し、これは、薄いガラスについて、傷のサイズが小さい（１マイクロメートル未満）ときに、妥当な仮定である。
【００５０】
応力拡大係数は、亀裂先端での傷の重大性を数量化するための数値である。応力拡大係数が
【００５１】
【数３】
2020500143.tif 000006
【００５２】
である場合、ガラスは、瞬間的に破損する。ＫＩＣは、ガラスの破壊靭性（亀裂成長に抵抗する材料特性の尺度）である。ガラスについて、破壊靭性は、一般に、０．７ＭＰａ・ｍ０．５程度である。応力拡大係数が
【００５３】
【数４】
2020500143.tif 000007
【００５４】
である場合、ガラスは、ゆっくりと（繰り返し荷重または他の応力駆動事象による疲労様式で）破損する。Ｋ閾値は、それより下では、疲労破壊が起こらない臨界応力拡大係数値である。Ｋ閾値は、実験的特性評価により製品の寿命要件に基づいて明確に決定できる。ここでは、Ｋ閾値は、０．２ＭＰａ・ｍ０．５程度であると仮定する。理想的には、Ｋ閾値は、疲労破壊モードをなくせるように、ゼロに近い、または負でさえあるべきである（物理的に、応力拡大係数の負の値は、亀裂先端が圧縮応力状態にあることを意味する）。
【００５５】
以前の実験結果および経験に基づいて、典型的なフュージョン法により形成されたガラス表面について、傷のサイズａは、１マイクロメートル未満程度であり得る。ここでは、傷のサイズを４００ｎｍと仮定する。非強化ガラスへの様々な曲率半径による、応力拡大係数に対するヤング率、厚さ、および曲率半径の効果が、図２に示されている。明らかに、引張曲げ応力が高いほど、応力拡大係数が大きくなる。５ｍｍの曲率半径要件について、様々な厚さおよびヤング率のガラスは、非強化ガラスについて、瞬間破壊様式または疲労亀裂成長様式のいずれかにあり得る。したがって、きつい曲げ半径要件を達成するために、ガラスを強化する必要がある。
【００５６】
ここで、２つの可能性のある強化機構を考える。一方は、クラッドガラスとコアガラスとの間のＣＴＥの不一致による積層強化であり、他方は、典型的なイオン交換強化である。ここでは、ＣＴＥの不一致には、１５０ＭＰａの表面圧縮を、イオン交換には、７００ＭＰａの表面圧縮を仮定する。曲げおよび強化圧縮による正味の応力は、
【００５７】
【数５】
2020500143.tif 000008
【００５８】
と推定することができ、式中、ＣＳは強化による表面圧縮である。図３は、強化ガラスへの５ｍｍの曲率半径による最大引張応力に対するヤング率、厚さおよび曲率半径の効果を示す。明らかに、１５０ＭＰａの表面圧縮だけでは、５ｍｍのきつい曲げ半径により生じ
引張応力の全てを抑制するのには十分ではない。ガラス表面が引張下にある場合、ひいては、図４に示されるように、ガラスは、瞬間的に、または疲労による遅延様式のいずれかで、破壊する可能性がある。
【００５９】
式（１．５）から推定される正味の応力に基づいて、２μｍの傷のサイズ（顧客の使用中に導入され得る）を仮定すると、亀裂先端での応力拡大係数は、全亀裂表面に沿った様々な応力状態を組み込むことによる重み関数手法によって、数値予測することができる（Tada, H., P.C. Paris, and G.R. Irwin, The Stress Analysis of Cracks Handbook. 2000: ASM International.）。この応力拡大係数の推定は、試料の有限厚も含む。
【００６０】
曲げ中に、積層体における複数の層は、異なる曲げ半径を経験する。例えば、内側に折り曲げる場合（図５および１０）、最も外側の層は、内部湾曲に向かって進む層よりも大きい曲げ半径を経験する。
【００６１】
折り畳まれた多層ガラス積層体。互いに永久的に接着された層は、モノリスガラスユニットとして挙動し、曲げに抵抗する。それらの層は、曲げ中に互いに摺動し、次に、曲げ後に再び揃わなければならない。例えば、図１と２、および先の記載を参照のこと。
【００６２】
式（１．１）において、Ｒは、ガラス層が、２つの平行板の間の仮想上の完全に円柱のマンドレルの周りに曲げられたときに、一定であると仮定される。理論で束縛されないが、当業者には、半径Ｒは、用途に関連する曲げ、または２つの平行板の間の試験のいずれかから、曲げの発展中に非一定であり得ることも認識されるであろう。下記の式（１Ａ）は、これらの不均一性を説明できる：
【００６３】
【数６】
2020500143.tif 000009
【００６４】
式中、Ｅは、ＧＰａで表された材料のヤング率であり、νは材料のポアソン比であり、ｔは、ｍｍで表された材料の厚さであり、Ｄは、平行板の間の分離距離（ｍｍで表される）である。式（１Ａ）は、平行板曲げ装置における最大応力であり、サンプルは、平行板試験装置において均一で一定の曲げ半径（式（１．１）に仮定されたような）を達成しないが、より小さい最小半径を有するという事実を説明するので、式（１．１）におけるものとは異なる。最小半径（Ｒ）は、Ｄ−ｈ＝２．３９６Ｒと定義され、式中、ｈは、ｍｍで表されるガラス要素の厚さであり、ｔは同じである。所定の板分離に決定される最小半径Ｒは、最大応力を決定するために、式（１．１）に使用できる。より一般に、最大曲げ応力は、ガラス層の厚さおよび弾性率に線形に依存し、ガラス層の曲率の曲げ半径に反比例して依存することが、式（１．１）および（１Ａ）から明らかである。
【００６５】
ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴は、正確ではなく、正確である必要はないが、要望通り、公差、換算率、丸め、測定誤差など、および当業者に公知の他の要因を反映して、近似および／またはより大きいか小さいくてもよいことを意味する。値または範囲の端点を記載する上で、「約」という用語が使用されている場合、本開示は、言及されている特定の値または端点を含むと理解すべきである。本明細書においてある範囲の数値または端点が「約」を伴っていようとなかろうと、その範囲の数値または端点は、「約」により修飾されているもの、および「約」により修飾されていないものの、２つの実施の形態を含むことが意図されている。範囲の各々の端点は、他の端点に関してと、他の端点に関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
【００６６】
ここに用いられているような「実質的」、「実質的に」などの用語、およびその変形は、記載された特徴が、ある値または記載と等しいまたはほぼ等しいことを留意することが意図されている。例えば、「実質的に平面の」表面は、平面またはほぼ平面である表面を意味することが意図されている。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいまたはほぼ等しいことを意味することが意図されている。いくつかの実施の形態において、「実質的に」は、互いに約５％以内、または互いに約２％以内など、互いに約１０％以内の値を意味することがある。
【００６７】
ここに用いられているような方向の用語−例えば、上、下、右、左、前、後、頂部、底部−は、描かれた図面に関してのみ使用され、絶対的な向きを暗示する意図はない。
【００６８】
ここに用いられているように、名詞は、「少なくとも１つ」の対象を指し、そうではないと明白に示されていない限り、「たった１つ」に限定されるべきではない、それゆえ、例えば、「構成要素」に関する言及は、文脈がそうではないと明白に示していない限り、そのような構成要素を２つ以上有する実施の形態を含む。
【００６９】
本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示に様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。それゆえ、本開示は、そのような改変および変更を、それらが、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入ると言う条件で、包含することが意図されている。例えば、ここに開示された様々な概念は、実施の形態の以下の限定的なリストで組み合わせてもよい。
【００７０】
実施の形態１。ガラス物品において、
第１のガラス層と、
その第１のガラス層に隣接して配置された第２のガラス層と、
その第１のガラス層をその第２のガラス層に摺動可能に結合する界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する界面と、
を備え、
（ａ）その物品が、２５℃および５０％の相対湿度で６０分間に亘り１０ｍｍの平行板分離距離に保持されたときに破損のないこと；（ｂ）その第２のガラス層が（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持されており、その第１のガラス層が、直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときの、約６ｋｇｆ（約５８．８Ｎ）超の穿刺抵抗により特徴付けられるガラス物品。
【００７１】
実施の形態２。その界面に配置された屈折率整合材料をさらに備える、実施の形態１のガラス物品。
【００７２】
実施の形態３。その第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングであって、その界面に配置されたコーティングをさらに備える、実施の形態１または２のガラス物品。
【００７３】
実施の形態４。その第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングがポリイミド材料から作られる、実施の形態３のガラス物品。
【００７４】
実施の形態５。その第２のガラス層が１０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、実施の形態１から４いずれか１つのガラス物品。
【００７５】
実施の形態６。その第１のガラス層が１０マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、実施の形態１から５いずれか１つのガラス物品。
【００７６】
実施の形態７。その第１のガラス層がその第２のガラス層より大きい厚さを有する、実施の形態１から５いずれか１つのガラス物品。
【００７７】
実施の形態８。その第１のガラス層が１００マイクロメートルから１２５マイクロメートル厚である、実施の形態７のガラス物品。
【００７８】
実施の形態９。ヒンジ軸をさらに備え、その第１と第２のガラス層がそのヒンジ軸で互いに対して固定されている、実施の形態１から８いずれか１つのガラス物品。
【００７９】
実施の形態１０。その第１と第２のガラス層の周りに配置されたフレーム要素をさらに備える、実施の形態１から９いずれか１つのガラス物品。
【００８０】
実施の形態１１。ガラス物品において、
１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第１のガラス層と、
その第１のガラス層に隣接して配置された第２のガラス層であって、１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第２のガラス層と、
その第１のガラス層をその第２のガラス層に摺動可能に結合する第１の界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する第１の界面と、
その第２のガラス層に隣接して配置された第３のガラス層であって、１０マイクロメートルから７０マイクロメートルの厚さを有する第３のガラス層と、
その第２のガラス層をその第３のガラス層に摺動可能に結合する第２の界面であって、２ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する第２の界面と、
を備え、
（ａ）その物品が、２５℃および５０％の相対湿度で６０分間に亘り２ｍｍの平行板分離距離に保持されたときに破損のないこと、（ｂ）その第３のガラス層が（ｉ）１ＧＰａ未満の弾性率を有する５０μｍ厚の粘着剤および（ｉｉ）１０ＧＰａ未満の弾性率を有する約１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート層により支持されており、その第１のガラス層が、直径１ｍｍの炭化タングステン球で荷重されたときの、約６ｋｇｆ（約５８．８Ｎ）超の穿刺抵抗により特徴付けられるガラス物品。
【００８１】
実施の形態１２。第１から第５の界面の内の少なくとも１つに配置された屈折率整合材料をさらに備える、実施の形態１１のガラス物品。
【００８２】
実施の形態１３。その第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングであって、その界面に配置されたコーティングをさらに備える、実施の形態１１または１２のガラス物品。
【００８３】
実施の形態１４。その第１と第２のガラス層の少なくとも一方の上のコーティングがポリイミド材料から作られる、実施の形態１３のガラス物品。
【００８４】
実施の形態１５。その第１のガラス層が、第２から第６のガラス層のいずれか１つより大きい厚さを有する、実施の形態１１から１４いずれか１つのガラス物品。
【００８５】
実施の形態１６。ヒンジ軸をさらに備え、その第１と第２のガラス層がそのヒンジ軸で互いに対して固定されている、実施の形態１１から１５いずれか１つのガラス物品。
【００８６】
実施の形態１７。その第１と第２のガラス層の周りに配置されたフレーム要素をさらに備える、実施の形態１１から１６いずれか１つのガラス物品。
【符号の説明】
【００８７】
２    固体アルミニウムステージ
３    積層体
４    ポリエチレンテレフタレート層
６    接着剤または粘着剤層
８    ベース
９    炭化タングステン球
１０    ガラス層
１２    界面
１４    材料
１６    コーティング
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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