JP2022546476A - 折り畳み可能な装置、リボン、及び製造方法 - Google Patents

折り畳み可能な装置、リボン、及び製造方法 Download PDF

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Abstract

折り畳み可能な装置は、基板厚さと、第1の部分と第2の部分との間に配置された中心部分とを備えた、折り畳み可能な基板を含みうる。中心部分は、基板厚さより薄い中心厚さを含みうる。第1の部分における第1の引張応力領域の第1の最大引張応力、及び第2の部分における第2の引張応力領域の第2の最大引張応力は、中心部分における中心引張応力領域の第3の最大引張応力より小さくなりうる。リボンは、リボン厚と、第1の部分と第2の部分との間に配置された中心部分とを含みうる。中心部分は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域とを含みうる。幾つかの実施形態では、リボンを処理する方法は、第1の部分をマスキングする工程、第2の部分をマスキングする工程、及び中心部分を化学的に強化する工程を含みうる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その各内容が依拠され、それらの全体がここに参照することによって本願に援用される、2019年10月14日出願の米国仮特許出願第62/914720号及び2019年8月29日出願の米国仮特許出願第62/893306号の米国法典第35編特許法119条に基づく優先権の利益を主張する。
本開示は概して、折り畳み可能な装置、リボン、及び製造方法に関し、より詳細には、圧縮応力領域を含む折り畳み可能な基板を含む、折り畳み可能な装置及びリボン、並びに折り畳み可能な装置及びリボンを製造する方法に関する。
ガラスをベースとした基板(例えば、リボン)は、例えば、ディスプレイデバイス、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)、電気泳動ディスプレイ(EPD)、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)などにおいて一般的に使用される。
折り畳み可能なディスプレイ、並びに折り畳み可能なディスプレイ上に取り付けるための折り畳み可能な保護カバーを開発することが望まれている。折り畳み可能なディスプレイ及びカバーは、良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性を備えている必要がある。同時に、折り畳み可能なディスプレイ及びカバーは、小さい最小曲げ半径(例えば、約10ミリメートル(mm)以下)を備えている必要がある。しかしながら、小さい最小曲げ半径を有するプラスチックのディスプレイ及びカバーは、耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性が不十分である傾向がある。
さらには、一般通念では、小さい最小曲げ半径を有する、極めて薄いガラスをベースとしたシート(例えば、約75マイクロメートル(μm又はミクロン)以下の厚さ)は、耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性が不十分である傾向があることが示唆されている。さらには、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を備えた、より厚いガラスをベースとしたシート(例えば、125マイクロメートル超)は、比較的大きい最小曲げ半径(例えば、約30ミリメートル以上)を有する傾向がある。したがって、低い最小曲げ半径、並びに良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性を有する、折り畳み可能な装置のための基板を開発することが必要とされている。
さらには、小さい最小曲げ半径を有する、(例えば、化学的、熱的に)強化されたリボン(例えば、ガラスをベースとしたリボン、セラミックをベースとしたリボン)は、不十分な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を有する傾向がある。さらには、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を備えた、強化されていないリボンは、比較的大きい最小曲げ半径(例えば、約30ミリメートル以上)を有する傾向がある。したがって、低い最小曲げ半径、並びに良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性を有する、折り畳み可能な装置のためのリボンを開発することが必要とされている。
ガラスをベースとした基板及び/又はセラミックをベースとした基板を含む、折り畳み可能な基板又はリボンを備えた折り畳み可能な装置、並びに該折り畳み可能な装置を製造する方法が、本明細書に記載される。折り畳み可能な基板及びリボンは、小さい有効最小曲げ半径を提供すると同時に、良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性、並びに低いエネルギー破壊を提供することができる。本開示の装置は、ある基板厚さを有する、第1の部分及び第2の部分を含みうる。基板厚さは、良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性を提供するのに十分な厚さ(例えば、約80マイクロメートル(ミクロン又はμm)~約2ミリメートルの範囲)でありうる。
本開示の装置は、第1の部分を第2の部分につなげる中心部分を含みうる。特に、本開示の実施形態は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置されうる中心引張応力領域を含む中心部分を提供することができる。幾つかの実施形態では、中心引張応力領域の最大引張応力は、第1の部分における第1の引張応力領域の最大引張応力、及び/又は第2の部分における第2の引張応力領域の最大引張応力より大きくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、実質的に強化されていなくてもよく(例えば、応力がない、化学的に強化されていない、熱的に強化されていない)、実質的に引張応力領域がないか、又は小さい最大引張応力しか有しない。提供される場合は第1の引張応力領域の第1の最大引張応力より大きい、及び/又は提供される場合は第2の引張応力領域の第2の最大引張応力より大きい、中心最大引張応力を提供することにより、良好な折り畳み性能を提供しつつ、第1の部分及び/又は第2の部分における衝撃による低いエネルギー破壊を提供することができる。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、中心部分の厚さが薄くなった結果でありえ、これは、所与の最大引張応力のために、より厚いガラス部分が蓄えるであろうよりも少ないエネルギーを蓄える。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、曲げを被る中心部分から離れて位置する第1の部分及び/又は第2の部分における破壊の結果でありえ、ここで、第1の部分及び/又は第2の部分は、中心部分よりも低い最大引張応力を含む。提供される場合は第1の引張応力領域の第1の最大引張応力より大きい、及び/又は提供される場合は第2の引張応力領域の第2の最大引張応力より大きい、中心最大引張応力を提供することにより、第1の部分及び/又は第2の部分における良好なペン落下性能によって示され、かつ以下に論じられるように、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を提供することができる。
本開示の装置は、第1の部分を第2の部分につなげる中心部分を含みうる。中心部分は、基板厚さより薄い中心厚さを含みうる。中心厚さは十分に薄くすることができ(例えば、約10マイクロメートル~約125マイクロメートルの範囲)、折り畳み可能な装置の曲げ領域に存在することができ、かつ小さい有効最小曲げ半径(例えば、約10ミリメートル以下、又は約9mm以下、又は約8mm以下、又は約7mm以下、又は約6mm以下、又は約5mm以下、又は約4mm以下、又は約3mm以下、約2mm以下、約1mm)を提供することができる。図14に示されるペン落下試験の驚くべき結果が示すように、約50μm以下のより薄い厚さを含むガラスをベースとした基板は良好なペン落下性能をもたらすことができ、一方、約50μm~約80μmの範囲の厚さは、不十分なペン落下性能をもたらす。さらには、幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板の圧縮応力領域に関連する実質的に均一な圧縮の深さをもたらすことにより、不均一なイオン交換のためのマスキング又は他の方法の使用を回避することによって、物品の製造を単純化することができる。
圧縮応力領域(例えば、化学的強化による)は引張曲げによって誘発される力を打ち消すことができることから、第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と第2の圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを含む中心部分を含む本開示の実施形態によるリボンは、小さい最小曲げ半径(例えば、約10ミリメートル以下)を可能にすることができる。さらには、リボン厚の約10%~約30%の範囲の第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さを提供することにより、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。同様に、約10%以上の第1の中心層深さ及び/又は第2の中心層深さを含む中心部分は、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。圧縮応力領域、圧縮深さ、及び/又は層深さを有する中心領域の第1のエッジ部分及び/又は中心領域の第2のエッジ部分を提供することにより、曲げによって誘発される応力による損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)を低減することによって、小さい最小曲げ半径をさらに可能にすることができる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力に実質的に等しくなりうる第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、リボンに低い反り(例えば、約2nm以下、約1nm以下)をもたらすことができる。幾つかの実施形態では、最小曲げ半径の約5倍の幅(例えば、約5mm~約55mmの幅)を含む中心部分を提供することにより、最小曲げ半径又はその近くでのリボンの曲げ長さに沿った応力集中及び損傷を低減(例えば、回避)することによって、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。同時に、第1の部分及び/又は第2の部分は、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、約0.3ナノメートル以下の、第1の主面及び/又は第2の主面における表面粗さを含みうる。第1及び/又は第2の部分における(一又は複数の)表面の滑らかさ(例えば、低い表面粗さ)は、(一又は複数の)表面における欠陥を最小限に抑えることができ、これにより、リボンに対する損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)の発生を低減することができる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、リボンのリボン厚の0%~約5%の範囲で、第1の主面及び/又は第2の主面からの層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、第1の主面及び/又は第2の主面に非応力領域を含みうる。第1の部分及び/又は第2の部分の(一又は複数の)表面に有意な化学的強化及び/又は圧縮応力がないことにより、(一又は複数の)表面における欠陥の発生を最小限に抑えることができ、(一又は複数の)表面における欠陥を最小限に抑えることができ、これにより、リボンに対する損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)の発生を低減することができる。リボンが接着剤(例えば、光学的に透明な接着剤)を含む折り畳み可能な装置の一部である場合、接着剤の屈折率をリボンの屈折率に一致させる(例えば、約0.1以内)ことにより、折り畳み可能な装置における光学的歪みを最小限に抑えることができる。
本開示の幾つかの例となる実施形態は、さまざまな実施形態の特徴のいずれかが単独で又は互いに組み合わせて使用されうることを理解して、以下に説明される。
実施形態1.リボンは、第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成されたリボン厚を含む。該リボンは、第1の主面における第1の非応力領域と第2の主面における第2の非応力領域とを備えた、第1の部分を含む。該リボンは、第1の主面における第3の非応力領域と第2の主面における第4の非応力領域とを含む、第2の部分を含む。該リボンは、第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と、第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを備えた、中心部分をさらに含む。該中心部分は、リボンの長さの方向に、第1の部分と第2の部分との間に配置される。
実施形態2.リボンは、第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成されたリボン厚を含む。該リボンは、リボン厚の0%~約5%の第1の主面からの第1の層深さと、リボン厚の0%~約5%の第2の主面からの第2の層深さとを含む、第1の部分を含む。該リボンは、リボン厚の0%~約5%の第1の主面からの第3の層深さと、リボン厚の0%~約5%の第2の主面からの第4の層深さとを含む、第2の部分を含む。該リボンは、リボン厚の約10%以上の第1の主面からの第1の中心層深さを含む、中心部分を含む。中心部分は、第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域を含む。該中心部分は、リボン厚の約10%以上の第2の主面からの第2の中心層深さを含み、また、該中心部分は、第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域を含む。該中心部分は、リボンの長さの方向に、第1の部分と第2の部分との間に配置される。
実施形態3.第1の中心圧縮深さが、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態1又は2に記載のリボン。
実施形態4.第2の中心圧縮深さが、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態1から3のいずれかに記載のリボン。
実施形態5.リボンは、第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成されたリボン厚を含む。該リボンは、約0.3ナノメートル以下の、第1の主面の第1の表面粗さを含む、第1の部分を含む。該第1の部分は、約0.3ナノメートル以下の、第2の主面の第2の表面粗さを含む。該リボンは、約0.3ナノメートル以下の第1の主面における第3の表面粗さを含む、第2の部分を含む。該第2の部分は、約0.3ナノメートル以下の、第2の主面の第4の表面粗さを含む。該リボンは、第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域を含む、中心部分を含む。該中心部分は、第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域を含む。第1の中心圧縮深さは、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある。第2の中心圧縮深さは、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある。該中心部分は、リボンの長さの方向に、第1の部分と第2の部分との間に配置される。
実施形態6.リボンの第1のエッジと該第1のエッジとは反対側のリボンの第2のエッジとの間に画成された幅をさらに含む、実施形態1から5のいずれかに記載のリボン。第1のエッジは、第1の主面と第2の主面との間に延在する。第2のエッジは、第1の主面と第2の主面との間に延在する。第1の中心圧縮応力領域及び第2の中心圧縮応力領域はそれぞれ、第1のエッジから第2のエッジまで延びる。
実施形態7.実施形態2~4のいずれかに記載のリボンは、第1の圧縮応力領域と第2の圧縮応力領域との間に配置された第1の引張応力領域をさらに含む。第1の引張応力領域は、第1の最大引張応力を含む。該リボンは、第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置された第2の引張応力領域をさらに含む。第2の引張応力領域は、第2の最大引張応力を含む。該リボンは、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域をさらに含む。中心引張応力領域は、中心最大引張応力を含む。中心最大引張応力は、第1の最大引張応力より大きい。中心最大引張応力は、第2の最大引張応力より大きい。
実施形態8.第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域をさらに含む、実施形態1から6のいずれかに記載のリボン。中心引張応力領域は、約10メガパスカル~約375メガパスカルの範囲の中心最大引張応力を含む。
実施形態9.リボンが、10ミリメートル未満の最小曲げ半径を含む、実施形態1から8のいずれかに記載のリボン。
実施形態10.最小曲げ半径が5ミリメートルである、実施形態9に記載のリボン。
実施形態11.最小曲げ半径が3ミリメートルである、実施形態9に記載のリボン。
実施形態12.リボンの長さの方向における中心部分の長さが、最小曲げ半径の約5倍以上である、実施形態9から11のいずれかに記載のリボン。
実施形態13.リボンの長さの方向における中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、実施形態1から11のいずれかに記載のリボン。
実施形態14.リボンの長さが、約20ミリメートル~約500ミリメートルの範囲にある、実施形態1から13のいずれかに記載のリボン。
実施形態15.リボン厚が、約25マイクロメートル~約150マイクロメートルの範囲にある、実施形態1から14のいずれかに記載のリボン。
実施形態16.リボンが、約10ナノメートル~約2マイクロメートルの範囲の、第1の主面によって画成された第1の平面に対する反りを示す、実施形態1から15のいずれかに記載のリボン。
実施形態17.反りが、約100ナノメートル~約1マイクロメートルの範囲にある、実施形態16に記載のリボン。
実施形態18.第1の中心圧縮応力領域及び第2の中心圧縮応力領域が、ナトリウム及び/又はカリウムに富んでいる、実施形態1から17のいずれかに記載のリボン。
実施形態19.第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力が、約10メガパスカル~約1,500メガパスカルの範囲にある、実施形態1から18のいずれかに記載のリボン。第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、約10メガパスカル~約1,500メガパスカルの範囲にある。
実施形態20.第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力が、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力に実質的に等しい、実施形態19に記載のリボン。
実施形態21.リボンが、ガラスをベースとした材料を含む、実施形態1から20のいずれかに記載のリボン。
実施形態22.リボンが、セラミックをベースとした基板を含む、実施形態1から20のいずれかに記載のリボン。
実施形態23.実施形態1から22のいずれかに記載のリボンを含む、折り畳み可能な装置。折り畳み可能な装置は、光学的に透明な接着剤を含む。折り畳み可能な装置は、剥離ライナを含む。光学的に透明な接着剤は、リボンと剥離ライナとの間に配置される。
実施形態24.折り畳み可能な装置は、実施形態1から22のいずれかに記載のリボンを含む。折り畳み可能な装置は、光学的に透明な接着剤を含む。折り畳み可能な装置は、ディスプレイデバイスを含む。光学的に透明な接着剤は、リボンとディスプレイデバイスとの間に配置される。
実施形態25.前面、背面、及び側面を含む筐体を備えた消費者向け電子製品。消費者向け電子製品は、少なくとも部分的に筐体内にある電気部品を備えており、該電気部品は、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイは、筐体の前面にあるか又は隣接している。消費者向け電子製品は、ディスプレイの上に配置されたカバー基板を含む。筐体の一部又はカバー基板のうちの少なくとも一方は、実施形態1から24のいずれかに記載の折り畳み可能な装置を含む。
実施形態26.折り畳み可能な基板は、該折り畳み可能な基板の幅の方向に延びる軸を中心に折り畳み可能である。折り畳み可能な基板は、第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成された基板厚さをさらに含む。折り畳み可能な基板は、基板厚さと、第1の最大引張応力を含む第1の引張応力領域とを備えた第1の部分をさらに含む。折り畳み可能な基板は、基板厚さと、第2の最大引張応力を含む第2の引張応力領域とを備えた第2の部分をさらに含む。折り畳み可能な基板は、第2の主面とは反対側の第1の中心表面エリアと、中心最大引張応力を含む中心引張領域とを備えた中心部分をさらに含む。中心部分は、折り畳み可能な基板の幅の方向に垂直な、その折り畳み可能な基板の長さの方向で、第1の部分と第2の部分との間に配置される。中心部分は、第1の中心表面エリアと第2の主面との間に画成された中心厚さを含む。中心厚さは基板厚さより薄い。第1の最大引張応力は中心最大引張応力より小さい。第2の最大引張応力は第3の最大引張応力より小さい。
実施形態27.第1の最大引張応力が約100メガパスカル(MPa)以下である、実施形態26に記載の折り畳み可能な基板。第2の最大引張応力は約100MPa以下である。中心最大引張応力は、約125MPa~約375MPaの範囲にある。
実施形態28.第1の最大引張応力が約10メガパスカル(MPa)~約100MPaの範囲にある、実施形態26又は27に記載の折り畳み可能な基板。第2の最大引張応力は、約10MPa~約100MPaの範囲にある。
実施形態29.基板厚さが、約100マイクロメートル~約2ミリメートルの範囲にある、実施形態26から28のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態30.基板厚さが、約125マイクロメートル~約200マイクロメートルの範囲にある、実施形態29に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態31.中心厚さが、約25マイクロメートル~約80マイクロメートルの範囲にある、実施形態26から30のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態32.中心厚さが、約25マイクロメートル~約50マイクロメートルの範囲にある、実施形態31に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態33.中心厚さが、基板厚さの約0.5%~約13%の範囲にある、実施形態26から32のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態34.折り畳み可能な基板が、約1ミリメートル~約10ミリメートルの範囲の有効最小曲げ半径を含む、実施形態26から33のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態35.折り畳み可能な基板が、10ミリメートルの有効曲げ半径を実現する、実施形態34に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態36.折り畳み可能な基板が、5ミリメートルの有効曲げ半径を実現する、実施形態35に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態37.中心部分の幅が、有効最小曲げ半径の約2.8倍~有効最小曲げ半径の約6倍の範囲にある、実施形態34から36のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態38.中心部分の幅が、約2.8ミリメートル~約40ミリメートルの範囲にある、実施形態26から36のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態39.第1の部分が、第1の主面における第1の圧縮応力領域と第2の主面における第2の圧縮応力領域とをさらに含む、実施形態26から38のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。第1の引張応力領域は、第1の圧縮応力領域と第2の圧縮応力領域との間に配置される。第2の部分は、第1の主面における第3の圧縮応力領域と第2の主面における第4の圧縮応力領域とをさらに含む。第2の引張応力領域は、第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置される。中心部分は、第1の中心表面エリアにおける第1の中心圧縮応力領域と、第2の主面における第2の中心圧縮応力領域とをさらに含む。第3の引張応力領域は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置される。
実施形態40.第1の圧縮応力領域の第1の圧縮深さが、基板厚さの約1%~約10%の範囲にある、実施形態39に記載の折り畳み可能な基板。第2の圧縮応力領域の第2の圧縮深さは、基板厚さの約1%~約10%の範囲にある。
実施形態41.第3の圧縮応力領域の第3の圧縮深さが、基板厚さの約1%~約10%の範囲にある、実施形態39から40のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。第4の圧縮応力領域の第4の圧縮深さは、基板厚さの約1%~約10%の範囲にある。
実施形態42.第1の中心圧縮応力領域の第1の中心圧縮深さが、中心厚さの約10%~約30%の範囲にある、実施形態39から41のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。第2の中心圧縮応力領域の第2の中心圧縮深さは、中心厚さの約10%~約30%の範囲にある。
実施形態43.第1の圧縮深さが、第1の中心圧縮深さと実質的に等しく、第3の圧縮深さが、第1の中心圧縮深さと実質的に等しい、実施形態42に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態44.第2の圧縮深さが、第2の中心圧縮深さと実質的に等しく、第4の圧縮深さが、第2の中心圧縮深さと実質的に等しい、実施形態42又は43に記載の折り畳み可能な基板。
実施形態45.第1の圧縮応力領域が、約700メガパスカル以上の第1の最大圧縮応力を含む、実施形態39から44のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。第2の圧縮応力領域は、第2の最大圧縮応力を含む。第3の圧縮応力領域は、約700メガパスカル以上の第3の最大圧縮応力を含む。第4の圧縮応力領域は、第4の最大圧縮応力を含む。第1の中心圧縮応力領域は、約700メガパスカル以上の第1の中心最大圧縮応力を含む。第2の中心圧縮応力領域は、第2の中心最大圧縮応力を含む。
実施形態46.第2の最大圧縮応力が約700メガパスカル以上である、実施形態45に記載の折り畳み可能な基板。第4の最大圧縮応力は約700メガパスカル以上である。第2の中心最大圧縮応力は約700メガパスカル以上である。
実施形態47.折り畳み可能な基板が、ガラスをベースとした材料である、実施形態26から46のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態48.折り畳み可能な基板が、セラミックをベースとした材料である、実施形態26から46のいずれかに記載の折り畳み可能な基板。
実施形態49.折り畳み可能な装置は、中心部分の第1の中心表面エリアと第1の主面によって画成された第1の平面との間に画成された凹部が接着剤で満たされている、実施形態26から48のいずれかに記載の折り畳み可能な基板を含む。
実施形態50.折り畳み可能な基板の屈折率と接着剤の屈折率との差の大きさが約0.1以下である、実施形態49に記載の折り畳み可能な装置。
実施形態51.接着剤が第1の中心表面エリアと接触する第1の接触面を含む、実施形態49又は50に記載の折り畳み可能な装置。
実施形態52.接着剤の第1の接触面がさらに第1の主面に接触する、実施形態51に記載の折り畳み可能な装置。
実施形態53.接着剤の第2の接触面に付着したディスプレイデバイスをさらに含む、実施形態51又は52に記載の折り畳み可能な装置。
実施形態54.接着剤の第2の接触面に付着した剥離ライナをさらに含む、実施形態51又は52に記載の折り畳み可能な装置。
実施形態55.前面、背面、及び側面を含む筐体を備えた消費者向け電子製品。消費者向け電子製品は、少なくとも部分的に筐体内にある電気部品を備えており、該電気部品は、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、該ディスプレイは、筐体の前面にあるか又は隣接している。消費者向け電子製品は、ディスプレイの上に配置されたカバー基板を含む。筐体の一部又はカバー基板のうちの少なくとも一方は、実施形態26から48のいずれかに記載の折り畳み可能な基板を含む。
実施形態56.リボンを処理する方法は、リボンの第1の主面の第1の表面エリアとリボンの第2の主面の第2の表面エリアとを含む、リボンの第1の部分をマスキングする工程を含む。該方法は、第1の主面の第3の表面エリア及び第2の主面の第4の表面エリアを含む、リボンの第2の部分をマスキングする工程を含む。該方法は、第1の主面の中心部分から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と、第2の主面の中心部分から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを実現するためにリボンの中心部分を化学的に強化する工程を含む。リボンの中心部分は、第1の部分と第2の部分との間に配置される。
実施形態57.化学的に強化する工程が、リボンをナトリウム及び/又はカリウムを含む浴に浸漬することを含む、実施形態56に記載の方法。
実施形態58.化学的に強化する工程の後に、第1の部分及び第2の部分のそれぞれを非マスク化する工程をさらに含む、実施形態56又は57に記載の方法。
実施形態59.化学的に強化する工程が、第1の主面の中心部分に塩溶液を配置することを含む、実施形態56に記載の方法。化学的に強化する工程は、第2の主面の中心部分に塩溶液を配置することを含む。化学的に強化する工程は、リボンを約300℃~約500℃の範囲の温度で約15分~約12時間の範囲の時間、加熱することを含む。
実施形態60.リボンを加熱する前に、第1の部分及び第2の部分がそれぞれ非マスク化される、実施形態59に記載の方法。
実施形態61.塩溶液が有機結合剤を含む、実施形態59又は60に記載の方法。
実施形態62.塩溶液が硝酸カリウム及びリン酸カリウムを含む、実施形態59から61のいずれかに記載の方法。
実施形態63.第1の部分をマスキングする工程及び第2の部分をマスキングする工程がそれぞれ、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化マグネシウム、及び/又はジルコニアのうちの1つ以上を配置することを含む、実施形態56から62のいずれかに記載の方法。
実施形態64.第1の中心圧縮深さが、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態56から63のいずれかに記載の方法。
実施形態65.第2の中心圧縮深さが、リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態56から64のいずれかに記載の方法。
実施形態66.第1の中心圧縮応力領域及び第2の中心圧縮応力領域がナトリウム及び/又はカリウムに富んでいる、実施形態56から65のいずれかに記載の方法。
実施形態67.第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力が、約10メガパスカル~約1,500メガパスカルの範囲にある、実施形態56から66のいずれかに記載の方法。第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、約10メガパスカル~約1,500メガパスカルの範囲にある。
実施形態68.第1の圧縮応力領域の最大圧縮応力が、第2の圧縮応力領域の最大圧縮応力と実質的に等しい、実施形態67に記載の方法。
実施形態69.リボンの長さの方向におけるリボンの中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、実施形態56から68のいずれかに記載の方法。
実施形態70.リボンが、ガラスをベースとした材料を含む、実施形態56から69のいずれかに記載の方法。
実施形態71.リボンが、セラミックをベースとした材料を含む、実施形態56から69のいずれかに記載の方法。
本開示の実施形態の上記及び他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明が添付の図面を参照して読まれるときに、よりよく理解される。
幾つかの実施形態による、フラットな構成での例となる折り畳み可能な装置の概略図 幾つかの実施形態による、図1の線2-2に沿った折り畳み可能な装置の断面図 幾つかの実施形態による、図1の線2-2に沿った折り畳み可能な装置の断面図 幾つかの実施形態による、フラットな構成での例となるリボンの上面図 幾つかの実施形態による、図4の線5-5に沿ったリボンの側面図 図4~5のリボンを含む、例となる折り畳み可能な装置の断面図 図4~5のリボンを含む、例となる折り畳み可能な装置の断面図 幾つかの実施形態による、折り畳まれた構成における図3の例となる折り畳み可能な装置の概略図 幾つかの実施形態による、図8の線9-9に沿った、折り畳まれている構成での例となる折り畳み可能な装置の断面図 幾つかの実施形態による、折り畳まれた構成での図4~5の例となる折り畳み可能な装置の概略図 幾つかの実施形態による、図10の線11-11に沿った、折り畳まれている構成での例となる折り畳み可能な装置の断面図 故障モードを測定するための衝撃装置の断面図 幾つかの実施形態による、図8の線9-9に沿った、折り畳まれている構成での別の例となる折り畳み可能な装置の断面図 ガラスをベースとした基板の厚さの関数としてのガラスをベースとした基板の主面における最大主応力を示すガラスをベースとした基板(例えば、リボン)のペン落下試験の実験結果を示す図 ペン落下装置の概略的な斜視図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 折り畳み可能な装置(例えば、折り畳み可能な基板、リボン)を製造する方法における工程を概略的に示す図 本開示の実施形態による折り畳み可能な装置(例えば、リボン)を製造する例となる方法を示すフローチャート 幾つかの実施形態による例となる消費者向け電子デバイスの概略的な上面図 図31の例となる消費者向け電子デバイスの概略的な斜視図
本開示全体を通して、図面は、ある特定の態様を強調するために用いられている。したがって、特に明記されていない限り、図面に示されている異なる領域、部分、及び基板の相対的なサイズが実際の相対的なサイズに比例すると想定すべきではない。
これより、例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、実施形態をより詳細に説明する。可能な場合はいつでも、同一又は類似した部分についての言及には、図面全体を通して同じ参照番号が用いられる。しかしながら、特許請求の範囲は、さまざまな実施形態の多くの異なる態様を包含しうるものであり、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
図1~3、図9、及び図13は、本開示の実施形態による折り畳み可能な基板201を含む、折り畳み可能な装置101、301、801、及び1301の図を示しており、図4~7及び図11は、本開示の実施形態によるリボン501を含む、折り畳み可能な装置401、601、及び701の図を示している。特に断りのない限り、1つの折り畳み可能な装置の実施形態の特徴についての考察は、本開示の任意の実施形態の対応する特徴に等しく適用することができる。例えば、本開示全体を通して同一の部品番号は、幾つかの実施形態では、識別された特徴が互いに同一であり、また、一実施形態の識別された特徴についての考察は、特に断りのない限り、本開示の他の実施形態のいずれかの識別された特徴に等しく適用することができることを示しうる。
図1~3は、折り畳まれていない(例えば、フラットな)構成での本開示の実施形態による折り畳み可能な装置101及び301の例となる実施形態を概略的に示している。図2~3に示されるように、折り畳み可能な装置101及び301は、折り畳み可能な基板201と、接着剤207(例えば、光学的に透明な接着剤(OCA))とを含みうる。幾つかの実施形態では、図2に示されるように、折り畳み可能な装置101は、剥離ライナ213を含みうる。幾つかの実施形態では、図3に示されるように、折り畳み可能な装置301は、ディスプレイデバイス303を含みうる。
図4~7は、折り畳まれていない(例えば、フラット構成)、本開示の実施形態による折り畳み可能な装置401、601、及び701の例となる実施形態を概略的に示している。図6~7に示されるように、折り畳み可能な装置601及び701は、リボン501及び接着剤207(例えば、光学的に透明な接着剤(OCA))を含みうる。幾つかの実施形態では、図6に示されるように、折り畳み可能な装置601は、剥離ライナ213を含みうる。幾つかの実施形態では、図7に示されるように、折り畳み可能な装置701は、ディスプレイデバイス303を含みうる。
折り畳み可能な基板201及び/又は1601及び/又はリボン501は、ガラスをベースとした材料及び/又はセラミックをベースとした材料、並びに8H以上、例えば9H以上の鉛筆硬度を含みうる。
本明細書で用いられる場合、「ガラスをベースとした」には、ガラスとガラスセラミックの両方が含まれ、ガラスセラミックは、1つ以上の結晶相と、非晶質の残留ガラス相とを有する。ガラスをベースとした材料(例えば、ガラスをベースとした折り畳み可能な基板)は、非晶質の材料(例えば、ガラス)と、任意選択的に1つ以上の結晶性材料(例えば、セラミック)とを含みうる。非晶質の材料及びガラスをベースとした材料は、強化することができる。本明細書で用いられる場合、「強化された」という用語は、例えば、以下に論じられるように、基板の表面において、より大きなイオンをより小さなイオンへとイオン交換することを通じて化学的に強化されている材料を指しうる。しかしながら、当技術分野で知られている他の強化方法、例えば、熱焼き戻し、又は基板の部分間の熱膨張係数の不一致を利用することによって圧縮応力領域及び中心張力領域を生成することを利用して、強化された基板を形成することができる。例示的なガラスをベースとした材料には、それらがリチアを含んでいるか、いないかにかかわらず、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、アルカリ含有アルミノボロケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホスホケイ酸塩ガラス、及びアルカリ含有アルミノホスホケイ酸塩ガラスが含まれうる。1つ以上の実施形態では、ガラスをベースとした材料は、モルパーセント(モル%)単位で、次を含みうる:約40モル%~約80%の範囲のSiO、約10モル%~約30モル%の範囲のAl、0モル%~約10モル%の範囲のB、0モル%~約5モル%の範囲のZrO、0モル%~約15モル%の範囲のP、0モル%~約2モル%の範囲のTiO、0モル%~約20モル%の範囲のRO、及び0モル%~約15モル%の範囲のRO。本明細書で用いられる場合、ROは、アルカリ金属酸化物、例えば、LiO、NaO、KO、RbO、及びCsOを指すことができる。本明細書で用いられる場合、ROは、MgO、CaO、SrO、BaO、及びZnOを指すことができる。幾つかの実施形態では、ガラスをベースとした基板は、任意選択的に、NaSO、NaCl、NaF、NaBr、KSO、KCl、KF、KBr、As、Sb、SnO、Fe、MnO、MnO、MnO、Mn、Mn、Mnのそれぞれを、0モル%~約2モル%の範囲でさらに含むことができる。「ガラスセラミック」は、ガラスの制御された結晶化を通して製造された材料を含む。幾つかの実施形態では、ガラスセラミックは約1%~約99%の結晶化度を有する。適切なガラスセラミックの例には、LiO-Al-SiO系(すなわち、LAS系)のガラスセラミック、MgO-Al-SiO系(すなわち、MAS系)のガラスセラミック、ZnO×Al×nSiO(すなわち、ZAS系)、及び/又は、β-石英固溶体、β-スポジュメン、コージエライト、ペタライト、及び/又は二ケイ酸リチウムを含む主結晶相を含むガラスセラミックが含まれうる。ガラスセラミック基板は、化学的強化プロセスを使用して強化することができる。1つ以上の実施形態では、MAS系のガラスセラミック基板は、LiSO溶融塩中で強化することができ、それによって、2LiからMg2+への交換が起こりうる。
本開示全体を通して、「セラミックをベースとした」材料(例えば、セラミックをベースとした折り畳み可能な基板)には、セラミック及びガラスセラミックの両方が含まれる(ガラスセラミックは、1つ以上の結晶相と、非晶質の残留ガラス相とを有する)。セラミックをベースとした材料は、本明細書に記載されるように強化することができる。幾つかの実施形態では、セラミックをベースとした材料は、ガラスをベースとした材料を加熱してセラミック(例えば、結晶性)部分を形成することによって形成することができる。さらなる実施形態では、セラミックをベースとした材料は、(一又は複数の)結晶相の形成を促進することができる、1つ以上の核形成剤を含みうる。幾つかの実施形態では、セラミックをベースとした材料は、1つ以上の酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、ホウ化物、及び/又はケイ化物を含みうる。セラミック酸化物の例となる実施形態には、ジルコニア(ZrO)、ジルコン(ZrSiO)、アルカリ金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム(NaO))、アルカリ土類金属酸化物(例えば、酸化マグネシウム(MgO))、チタニア(TiO)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化イットリウム(Y)、酸化鉄、酸化ベリリウム、酸化バナジウム(VO)、溶融石英、ムライト(酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との組合せを含む鉱物)、及びスピネル(MgAl)が含まれる。セラミック窒化物の例となる実施形態には、窒化ケイ素(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化ベリリウム(Be)、窒化ホウ素(BN)、窒化タングステン(WN)、窒化バナジウム、アルカリ土類金属窒化物(例えば、窒化マグネシウム(Mg))、窒化ニッケル、及び窒化タンタルが含まれる。酸窒化セラミックの例となる実施形態には、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、及びSiAlON(アルミナと窒化ケイ素との組合せであり、例えば、Si12-m-nAlm+n16-n、Si6-nAl8-n、又はSi2-nAl1+n2-nの化学式を有することができ、式中、m、n、及び得られる下付き文字はすべて負ではない整数である)が含まれる。炭化物及び炭素含有セラミックの例となる実施形態には、炭化ケイ素(SiC)、炭化タングステン(WC)、炭化鉄、炭化ホウ素(BC)、アルカリ金属炭化物(例えば、炭化リチウム(Li))、アルカリ土塁金属炭化物(例えば、炭化マグネシウム(Mg))、及びグラファイトが含まれる。ホウ化物の例となる実施形態には、ホウ化クロム(CrB)、ホウ化モリブデン(Mo)、ホウ化タングステン(W)、ホウ化鉄、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム(ZrB)、ホウ化ハフニウム(HfB)、ホウ化バナジウム(VB)、ホウ化ニオブ(NbB)、及びホウ化ランタン(LaB)が含まれる。ケイ化物の例となる実施形態には、二ケイ化モリブデン(MoSi)、二ケイ化タングステン(WSi)、二ケイ化チタン(TiSi)、ケイ化ニッケル(NiSi)、アルカリ金属ケイ化物(例えば、ケイ化ナトリウム(NaSi))、アルカリ土類金属ケイ化物(例えば、ケイ化マグネシウム(MgSi))、二ケイ化ハフニウム(HfSi)、及びケイ化白金(PtSi)が含まれる。
図2~3に示されるように、折り畳み可能な基板201は、第1の主面203と、該第1の主面203とは反対側の第2の主面205とを含みうる。示されるように、第1の主面203は、第1の平面204aに沿って延在しうる。第2の主面205は、第2の平面204bに沿って延在しうる。幾つかの実施形態では、示されるように、第2の平面204bは、第1の平面204aに平行でありうる。基板厚さ222は、第1の平面204aと第2の平面204bとの間に画成されうる。ペン落下試験の結果(図14を参照して以下に説明される)に基づいて、約80マイクロメートル(μm)を超える、ガラスをベースとした基板の厚さを選択することにより、穿刺抵抗性の向上を実現することができる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板の穿刺抵抗性は、約100μm以上、約125μm以上、約150μm以上、約200μm以上、約500μm以上、約2ミリメートル(mm)以下、約1mm以下、約500μm以下、又は約200μm以下の範囲内の基板厚さ222で、向上させることができる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222は、約100μm~約2mm、約100μm~約1mm、約100μm~約500μm、約125μm~約500μm、約125μm~約200μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
折り畳み可能な基板201は、折り畳み可能な基板201の第1の主面203の第1の表面エリア237を含む第1の部分221を含みうる。示されるように、折り畳み可能な基板201の第1の部分221はまた、折り畳み可能な基板201の第2の主面205の第2の表面エリア247も含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分221は、基板厚さ222と実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分221の厚さは、折り畳み可能な基板201の対応する長さ105(図1参照)及び/又は折り畳み可能な基板201の対応する幅103(図1参照)にわたって実質的に均一でありうる。本開示全体を通して、折り畳み可能な基板201の幅103は、折り畳み可能な装置の折り畳み軸102の方向104において、折り畳み可能な基板の対向するエッジ間で取られる、折り畳み可能な基板201の寸法と見なされる。さらには、本開示全体を通して、折り畳み可能な基板201の長さ105は、折り畳み可能な装置の折り畳み軸102に垂直な方向106において、折り畳み可能な基板の対向するエッジ間で取られる折り畳み可能な基板201の寸法と見なされる。
図2~3にさらに示されるように、折り畳み可能な基板201はまた、折り畳み可能な基板201の第1の主面203の第3の表面エリア239を含む、第2の部分223も含みうる。示されるように、折り畳み可能な基板201の第2の部分223もまた、折り畳み可能な基板201の第2の主面205の第4の表面エリア249を含みうる。第2の部分223は、基板厚さ222と実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分221の厚さは、第2の部分223の厚さと実質的に等しくなりうる。例えば、第1の部分221の厚さ及び第2の部分223の厚さは、基板厚さ222と実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第2の部分223の厚さは、折り畳み可能な基板201の対応する長さ105及び/又は折り畳み可能な基板201の対応する幅103にわたって実質的に均一でありうる。
図2~3に示されるように、折り畳み可能な基板は、中心部分225を含みうる。示されるように、中心部分225は、折り畳み可能な基板201の第1の部分221と折り畳み可能な基板201の第2の部分223との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、中心部分225は、折り畳み可能な基板201の折り畳み軸102の方向104に垂直な折り畳み可能な基板201の長さ105の方向106における、第1の部分221と第2の部分223との間に配置されうる。中心部分225は、第1の主面203の第1の表面エリア237と第1の主面203の第3の表面エリア239との間に配置された第1の中心表面エリア233を含みうる。図2~3に示されるように、凹部234は、第1の中心表面エリア233と第1の平面204aとの間に画成されうる。中心部分225は、第1の部分221における第2の主面205の第2の表面エリア247と第2の部分223における第2の主面205の第4の表面エリア249との間に配置された、第2の主面205の第2の中心表面エリア245を含みうる。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、例えば、電子デバイス及び/又は機械デバイスのための余地を残すために、凹部は完全には満たされていなくてもよい。
図2~3に示されるように、中心部分225は、第1の中心表面エリア233の中心主面235を含みうる。さらなる実施形態では、中心主面235は、第3の平面204cに沿って延在しうる。さらに別の実施形態では、第3の平面204cは、第1の平面204aに平行でありうる。さらに別の実施形態では、第3の平面204cは、第2の平面204bに平行でありうる。
中心部分225は、第2の平面204bと第1の中心表面エリア233との間に画成された、折り畳み可能な基板201の中心厚さ226を含みうる。第2の平面204bに平行な第3の平面204cに沿って延在する中心部分225の中心主面235を設けることにより、中心部分225の一部にわたって均一な中心厚さ226を設け、中心厚さ226に対して所定の厚さで、強化された折り畳み性能を提供することができる。中心部分225にわたる均一な中心厚さ226は、折り畳み性能を改善し、中心部分225の一部が中心部分231の残りの部分よりも薄い場合に発生するであろう応力集中を防止することができる。また、図14を参照して以下に説明されるペン落下試験の結果に基づいて、約50マイクロメートル(μm)未満又は約80μm超のガラスをベースとした基板厚さを選択することにより、穿刺抵抗性の向上を達成することができる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226は、約10μm以上、25μm以上、約40μm以上、約80μm以上、約220μm以下、約125μm以下、約80μm以下、約60μm以下、又は約50μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226は、約10μm~約220μm、25μm~約220μm、約50μm~約220μm、約80μm~約220μm、約100μm~約220μm、約125μm~約220μm、約150μm~約220μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、中心厚さ226は、約80μm超、例えば、約80μm以上、約100μm以上、約125μm以上、約220μm以下、約175μm以下、又は約150μm以下でありうる。さらなる実施形態では、中心厚さ226は、約80μm~約220μm、約80μm~約175μm、約100μm~約175μm、約100μm~約150μm、約125μm~約150μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226は、約80μm未暗、例えば、約10μm~約80μm、約25μm~約80μm、約25μm~約60μm、約25μm~約50μm、約40μm~約50μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、中心厚さ226は、約50μm未満、例えば、約10μm以上、約25μm以上、約30μm以上、約50μm以下、約45μm以下、又は約40μm以下でありうる。さらなる実施形態では、中心厚さ226は、約10μm~約50μm、約10μm~約45μm、約25μm~約45μm、約30μm~約45μm、約30μm~約40μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、第2の平面204bに平行な第3の平面204cに沿って延在する中心主面235は、折り畳み可能な装置の折り畳み領域における応力集中及び損傷の低減をもたらすために、有効最小曲げ半径(例えば、曲げ長さ)の約2.8倍以上(例えば、約3.2倍以上、約4.4倍以上、約6倍)の幅を含みうるものと理解されたい。
幾つかの実施形態では、図2~3に示されるように、中心厚さ226は、基板厚さ222未満でありうる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226は、基板厚さ222の約0.5%以上、約1%以上、約2%以上、約5%以上、約13%以下、約10%以下、又は約5%以下でありうる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222のパーセンテージとしての中心厚さ226は、約0.5%~約13%、約0.5%~約10%、約1%~約10%、約1%~約5%、約2%~約5%、約5%~約13%、約5%~約10%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、中心部分225は、第1の遷移部分227を含みうる。図2~3に示されるように、第1の遷移部分227は、第1の部分221を中心主面235につなげることができる。第1の遷移部分227の厚さは、第2の平面204bと第1の中心表面エリア233との間に画成されうる。図2~3に示されるように、第1の遷移部分227の厚さは、中心主面235(例えば、中心厚さ226)から第1の部分221(例えば、基板厚さ222)まで連続的に増加させることができる。幾つかの実施形態では、示されるように、第1の遷移部分227の厚さは、中心主面235から第1の部分221まで一定の割合で増加させることができる。幾つかの実施形態では、図示してはいないが、第1の遷移部分227の厚さは、第1の遷移部分227の中央よりも、中心主面235が第1の遷移部分227とぶつかる場所でよりゆっくりと増加しうる。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、第1の遷移部分227の厚さは、第1の遷移部分227の中央よりも第1の部分221が第1の遷移部分227とぶつかる場所でよりゆっくりと増加しうる。
幾つかの実施形態では、中心部分225は、第2の遷移部分229を含みうる。図2~3に示されるように、第2の遷移部分229は、第2の部分223を中心主面235につなげることができる。第2の遷移部分229の厚さは、第2の平面204bと第1の中心表面エリア233との間に画成されうる。図2~3に示されるように、第2の遷移部分229の厚さは、中心主面235(例えば、中心厚さ226)から第2の部分223(例えば、基板厚さ222)まで連続的に増加させることができる。幾つかの実施形態では、示されるように、第2の遷移部分229の厚さは、中心主面235から第2の部分223まで一定の割合で増加させることができる。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、第2の遷移部分229の厚さは、第2の遷移部分229の中央よりも中心主面235が第2の遷移部分229とぶつかる場所でよりゆっくりと増加しうる。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、第2の遷移部分229の厚さは、第2の遷移部分229の中央よりも第2の部分223が第2の遷移部分229とぶつかる場所でよりゆっくりと増加しうる。
第1の遷移部分227の幅230aは、折り畳み可能な基板201の長さ105の方向106における中心主面235と第1の部分221との間に画成されうる。第2の遷移部分229の幅230bは、折り畳み可能な基板201の長さ105の方向106における中心主面235と第2の部分223との間に画成されうる。図14を参照して以下に説明されるペン落下試験の結果に基づいて、約80μm超又は約50マイクロメートル(μm)未満のガラスをベースとした基板の厚さを選択することにより、穿刺抵抗性の向上を実現することができる。さらなる実施形態では、中心厚さ226は、穿刺抵抗性の増加を達成するために、約80マイクロメートル(μm)より大きくなりうる。約50μm未満の中心厚さと約80μmを超える基板厚さとの組合せは、小さい有効最小曲げ半径を提供すると同時に、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性をもたらすことができる。さらに別の実施形態では、基板厚さ222は、80μmを超える範囲であってよく、一方、中心厚さ226は、約80μmより大きくなりうる。さらなる実施形態では、穿刺抵抗性の増加を達成するために、中心厚さ226は約50μm未満でありうる。さらに別の実施形態では、基板厚さ222は、80μmを超える範囲であってよく、一方、中心厚さ226は、約50μm未満でありうる。約80μmを超える中心厚さと約80μmを超える基板厚さとの組合せは、小さい有効最小曲げ半径を提供すると同時に、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を提供することができる。
幾つかの実施形態では、第1の遷移部分227の幅230a及び/又は第2の遷移部分229の幅230bを減少させて(例えば、5mm以下)、65μm付近の厚さ(例えば、約50μm~約80μmの範囲)を有する遷移部分の程度を最小化することができ、それにより、折り畳み可能な基板のより広いエリアでの穿刺抵抗性を向上させることができる。さらには、同時に、第1の遷移部分227の幅230a及び/又は第2の遷移部分229の幅230bは、そうでなければ第1の厚さと中心厚さとの間に階段状の遷移又は小さい遷移幅を生じうる光学的歪みを回避するのに十分に大きくなりうる。幾つかの実施形態では、光学的歪みも回避しつつ、折り畳み可能な基板の穿刺抵抗性を高めるために、第1の遷移部分227の幅230a及び/又は第2の遷移部分229の幅230bは、約1mm以上、約2mm以上、約3mm以上、約5mm以下、約4mm以下、又は約3mm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の遷移部分227の幅230a及び/又は第2の遷移部分229の幅230bは、約1mm~約5mm、約1mm~約4mm、約1mm~約3mm、約2mm~約5mm、約2mm~約4mm、約2mm~約3mm、約3mm~約5mm、約3mm~約4mmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
折り畳み可能な基板201の第2の主面205、リボン501の第1の主面403、及び/又はリボン501の第2の主面405は、任意選択的なコーティングを含みうる。幾つかの実施形態では、コーティングは、提供される場合には、洗浄が容易なコーティング、低摩擦コーティング、疎油性コーティング、ダイヤモンド様コーティング、耐スクラッチ性コーティング、又は耐摩耗性コーティングのうちの1つ以上を含みうる。耐スクラッチ性コーティングは、約500マイクロメートル以上の厚さを有する、酸窒化物、例えば、酸窒化アルミニウム又は酸窒化ケイ素を含みうる。このような実施形態では、耐摩耗性の層は、耐スクラッチ性の層と同じ材料を含みうる。幾つかの実施形態では、低摩擦コーティングは、高度にフッ素化されたシランカップリング剤、例えば、ケイ素原子にぶら下がったオキシメチル基を有するアルキルフルオロシランを含みうる。このような実施形態では、洗浄が容易なコーティングは、低摩擦コーティングと同じ材料を含みうる。他の実施形態では、洗浄が容易なコーティングは、プロトン化可能な基、例えばアミン、例えば、ケイ素原子にぶら下がったオキシメチル基を有するアルキルアミノシランを含みうる。このような実施形態では、疎油性コーティングは、洗浄が容易なコーティングと同じ材料を含みうる。幾つかの実施形態では、ダイヤモンド様コーティングは炭素を含み、炭化水素プラズマの存在下で高電圧電位を印加することによって生成することができる。
幾つかの実施形態では、光学的に透明な高分子ハードコート層は、折り畳み可能な基板201の第2の主面205の上に配置されるか、及び/又はそれに結合させることができる。光学的に透明な高分子ハードコート層に適した材料には、次のものが含まれるが、これらに限定されない:硬化アクリル樹脂材料、無機-有機ハイブリッド高分子材料、脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレート、シロキサンをベースとしたハイブリッド材料、及びナノ複合材料、例えば、ナノケイ酸塩を含むエポキシ及びウレタン材料。幾つかの実施形態では、光学的に透明な高分子ハードコート層は、本質的にこれらの材料のうちの1つ以上で構成されうる。幾つかの実施形態では、光学的に透明な高分子ハードコート層は、これらの材料のうちの1つ以上で構成されうる。本明細書で用いられる場合、「無機-有機ハイブリッド高分子材料」とは、無機及び有機成分を有する、モノマーを含む高分子材料を意味する。無機-有機ハイブリッドポリマーは、無機基を有するモノマーと有機基を有するモノマーとの間の重合反応によって得られる。無機-有機ハイブリッドポリマーは、例えば、有機マトリクス内に分散された無機粒子を含むナノ複合材料などの別個の無機及び有機の構成成分又は相ではない。より具体的には、光学的に透明なポリマー(OTP)ハードコート層に適した材料には、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、有機ポリマー材料、無機-有機ハイブリッド高分子材料、及び脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレートが含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、本質的に、有機ポリマー材料、無機-有機ハイブリッド高分子材料、若しくは脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレートで構成されうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、ポリイミド、有機ポリマー材料、無機-有機ハイブリッド高分子材料、若しくは脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレートで構成されうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、ナノ複合材料を含みうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、エポキシ及びウレタン材料のうちの少なくとも一方のナノケイ酸塩を含みうる。このようなOTPハードコート層に適した組成物は、ここに参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2015/0110990号明細書に記載されている。本明細書で用いられる場合、「有機ポリマー材料」とは、有機成分のみを有するモノマーを含むポリマー材料を意味する。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、グンゼ株式会社が製造した、例えば、グンゼ社の「高耐久性透明膜」などの9Hの高度を有する有機ポリマー材料を含みうる。本明細書で用いられる場合、「無機-有機ハイブリッド高分子材料」とは、無機及び有機成分を有する、モノマーを含む高分子材料を意味する。無機-有機ハイブリッドポリマーは、無機基を有するモノマーと有機基を有するモノマーとの間の重合反応によって得られる。無機-有機ハイブリッドポリマーは、例えば、有機マトリクス内に分散された無機粒子を含むナノ複合材料などの別個の無機及び有機の構成成分又は相ではない。幾つかの実施形態では、無機-有機ハイブリッド高分子材料は、無機ケイ素をベースとした基を含む重合モノマー、例えば、シルセスキオキサンポリマーを含みうる。シルセスキオキサンポリマーは、例えば、次の化学構造を有する、アルキルシルセスキオキサン、アリールシルセスキオキサン、又はアリールアルキルシルセスキオキサンでありうる:(RSiO1.5)n、式中、Rは、限定はしないが、例えばメチル又はフェニルなどの有機基である。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、例えば、新日鐵化学株式会社が製造したSILPLUSなどの有機マトリクスと組み合わせたシルセスキオキサンポリマーを含みうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、90質量%~95質量%の芳香族六官能性ウレタンアクリレート(例えば、Miwon Specialty Chemical Co.製造のPU662NT(芳香族六官能性ウレタンアクリレート))、及び10質量%~5質量%の光開始剤(例えば、Ciba Specialty Chemicals Corporation製造のDarocur1173)(8H以上の高度を有する)を含みうる。幾つかの実施形態では、脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレートで構成されるOTPハードコート層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板上に層をスピンコーティングし、ウレタンアクリレートを硬化させ、かつPET基板からウレタンアクリレート層を除去することにより、独立型の層として形成することができる。OTPハードコート層は、部分範囲を含めて、1μm~150μmの範囲の厚さを有しうる。例えば、OTPハードコート層の厚さは、10μm~140μm、20μm~130μm、30μm~120μm、40μm~110μm、50μm~100μm、60μm~90μm、70μm、80μm、2μm~140μm、4μm~130μm、6μm~120μm、8μm~110μm、10μm~100μm、10μm~90μm、10μm、80μm、10μm、70μm、10μm、60μm、10μm、50μm、又はこれらの値のいずれか2つを端点として有する範囲内にありうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、単一のモノリシック層でありうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、部分範囲を含めて、80μm~120μmの範囲の厚さを有する、無機-有機ハイブリッド高分子材料層又は有機ポリマー材料層でありうる。例えば、無機-有機ハイブリッド高分子材料又は有機ポリマー材料を含むOTPハードコート層は、80μm~110μm、90μm~100μm、又はこれらの値のいずれか2つを端点として有する範囲内の厚さを有しうる。幾つかの実施形態では、OTPハードコート層は、部分範囲を含めて、10μm~60μmの範囲の厚さを有する、脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレート材料層でありうる。例えば、脂肪族又は芳香族六官能性ウレタンアクリレート材料を含むOTPハードコート層は、10μm~55μm、10μm~50μm、10μm~45μm、10μm~40μm、10μm~35μm、10μm~30μm、10μm~25μm、10μm~20μm、又はこれらの値のいずれか2つを端点として有する範囲内の厚さを有しうる。
折り畳み可能な装置は、低エネルギー故障又は高エネルギー故障として説明することができる、故障モードを有しうる。折り畳み可能な装置の故障モードは、図12に示される衝撃装置1201を使用して測定することができる。衝撃装置1201は、図9及び11の平行プレート装置に類似している(以下に説明される)。しかしながら、折り畳み可能な基板201又はリボン501は、該折り畳み可能な基板201又はリボン501の上に配置された接着剤207(例えば、光学的に透明な接着剤)、剥離ライナ213、及び/又はディスプレイデバイス303なしに、衝撃装置1201において試験される。例えば、図12に示されるように、折り畳み可能な基板201は、該折り畳み可能な基板201の上に配置された接着剤、剥離ライナ、及び/又はディスプレイデバイスなしに試験される。図12に示されるように、折り畳み可能な基板201の第1の主面203は、平行なプレート903、905に付着している。平行なプレート903、905は、目標の平行プレート距離1211が達成されるまで、5mm/秒の速度でともに移動する。目標の平行プレート距離1211は、4mm、又は折り畳み可能な基板201の有効最小曲げ半径の2倍のいずれか大きい方である。次に、炭化タングステンの鋭い接触プローブが、折り畳み可能な基板201の中心部分225の第1の主面203の最外周からの所定の距離1213である第2の主面205の衝突位置1215で、折り畳み可能な基板201に衝突する。所定の距離1213は30mmである。本明細書で用いられる場合、破壊中に折り畳み可能な基板から放出される粒子の平均速度が1メートル毎秒(m/秒)以上であり、破壊によって2つより多い亀裂分岐が生じる場合、破壊は高エネルギーである。本明細書で用いられる場合、破壊によって2つ以下の亀裂分岐が生じる場合、及び/又は1m/秒以上の破壊中に折り畳み可能な基板から放出される粒子の平均速度をもたらさない場合、破壊は低エネルギーである。放出された粒子の平均速度は、鋭い接触プローブが衝突位置1215に接触してから5,000マイクロ秒後までの折り畳み可能な基板201の高速ビデオをキャプチャすることによって測定することができる。
低エネルギー故障(例えば、低い破壊エネルギー、低いエネルギー破壊)の折り畳み可能な基板を提供することにより、故障時に1m/秒を超える平均速度を有する粒子を回避することができる。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、中心部分の厚さが低減した結果、より厚い部分(例えば、ガラスをベースとした部分)よりも所与の最大引張応力に対して、より少ないエネルギーを蓄えることによる。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、曲げを被る中心部分から離れて位置する第1の部分及び/又は第2の部分における破壊の結果でありえ、この第1の部分及び/又は第2の部分は、中心部分より低い最大引張応力を含む。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201及び/又はリボン501の1つ以上の部分は、圧縮応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、圧縮応力領域は、化学的に強化することによって生成されうる。化学的に強化することは、表面層のイオンが同じ原子価又は酸化状態を有するより大きいイオンによって置き換えられるか、又は交換される、イオン交換プロセスを含みうる。化学的に強化する方法については、後で論じる。理論に縛られることは望まないが、化学強化による圧縮応力は、折り畳み可能な基板(例えば、図2の第1の主面203、図2の第2の主面205)及び/又はリボン(例えば、図5の第1の主面403、図5の第2の主面405)の最外面における、曲げによって誘発される引張応力を打ち消すことができることから、折り畳み可能な基板201を化学的に強化することにより、小さい(例えば、約10mm以下より小さい)曲げ半径を可能にすることができる。圧縮応力領域は、圧縮深さと呼ばれる深さで、折り畳み可能な基板201の一部に延びうる。本明細書で用いられる場合、圧縮深さとは、本明細書に記載される化学的に強化された基板の応力が圧縮応力から引張応力へと変化する深さを意味する。圧縮深さは、イオン交換処理及び測定される物品の厚さに応じて、表面応力計又は散乱光偏光計(SCALP(ここに報告されている値は、エストニア国所在のGlasstress Co.社製造のSCALP-5を使用して作成された))によって測定することができる。カリウムイオンを基板内へと交換することによって基板に応力が生じる場合は、表面応力計、例えばFSM-6000(折原製作所(日本))を使用して圧縮深さを測定する。特に指定のない限り、圧縮応力(表面CSを含む)は、例えば折原製のFSM-6000などの市販の機器を使用して表面応力計(FSM)で測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する応力光学係数(SOC)の正確な測定に依拠している。特に指定のない限り、SOCは、その内容全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、「ガラス応力-光学係数の測定のための標準試験方法(Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient)」と題されたASTM規格C770-16に記載される手順C(ガラスディスク法)に準拠して測定される。ナトリウムイオンを基板又はリボン内へと交換することによって応力が生じ、かつ測定される物品が約75μmより厚い場合には、SCALPを使用して圧縮深さ及び中心張力(CT)を測定する。カリウムイオン及びナトリウムイオンの両方を基板又はリボン内へと交換することによって基板に応力が生じ、かつ測定される物品が約75μmより厚い場合には、圧縮深さ及びCTはSCALPによって測定される。理論に拘束されることは望まないが、ナトリウムの交換深さは圧縮深さを示し、カリウムイオンの交換深さは圧縮応力の大きさの変化(ただし、圧縮から引張への応力の変化ではない)を示しうる。屈折近視野(RNF;このRNF法は、その全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、「ガラス試料のプロファイル特性を測定するためのシステム及び方法(Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample)」と題された米国特許第8,854,623号明細書に記載されている)法を使用して、応力プロファイルのグラフ表示を導出することもできる。RNF法を利用して応力プロファイルのグラフ表示を導出する場合、SCALPによって提供される最大中心張力値がRNF法に利用される。RNFによって導出される応力プロファイルのグラフ表示は、力のバランスがとられ、SCALP測定によって提供される最大中心張力値へと較正される。本明細書で用いられる場合、「層深さ」(DOL)とは、イオンが基板又はリボン内へと交換された深さを意味する(例えば、ナトリウム、カリウム)。本開示を通じて、中心張力をSCALPで直接測定することができない場合(測定される物品が約75μmより薄い場合など)、最大中心張力は、最大圧縮応力と圧縮深さとの積を基板の厚さと圧縮深さの2倍との差で割った商によって概算することができ、ここで、圧縮応力と圧縮深さはFSMによって測定される。
幾つかの実施形態では、第1の部分221は、第1の主面203から第1の圧縮深さまで延びうる、第1の主面203における第1の圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第1の圧縮応力領域は、第1の表面エリア237を含むことができ、第1の表面積237から第1の圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、第1の部分221は、第2の主面205から第2の圧縮深さまで延びうる、第2の主面205における第2の圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第2の圧縮応力領域は、第2の表面エリア247を含むことができ、第2の表面エリア247から第2の圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222のパーセンテージとしての第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1%以上、約2%以上、約5%以上、約10%以下、約8%以下、又は約5%以下でありうる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222のパーセンテージとしての第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1%~約10%、約1%~約8%、約1%~約5%、約2%~約10%、約2%~約8%、約2%~約5%、約5%~約10%、約5%~約8%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第1の圧縮深さは、第2の圧縮深さに実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1μm以上、約5μm以上、約10μm以上、約20μm以下、約15μm以下、又は約10μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1μm~約20μm、約1μm~約15μm、約1μm~約10μm、約5μm~約10μm、約5μm~約20μm、約10μm~約20μm、約10μm~約15μm、約15μm~約20μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。基板厚さの約1%~約10%の範囲の第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さを含む第1の部分を提供することにより、以下に論じられるように、低いエネルギー破壊を提供しつつ、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の圧縮応力領域は、第1の最大圧縮応力を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の圧縮応力領域は、第2の最大圧縮応力を含みうる。さらなる実施形態では、第1の最大圧縮応力及び/又は第2の最大圧縮応力は、約100メガパスカル(MPa)以上、約200MPa以上、約300MPa以上、約400MPa以上、約500MPa以上、約600MPa以上、約700MPa以上、約1,500MPa以下、約1,200MPa以下、約1,000MPa以下、約600MPa以下、又は約400MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、第1の最大圧縮応力及び/又は第2の最大圧縮応力は、約100MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,000MPa、約300MPa~約600MPa、約300MPa~約400MPa、700MPa~約1,500MPa、約700MPa~約1,200MPa、約700MPa~約1,000MPa、約700MPa~約900MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約100MPa~約1,500MPaの範囲の第1の最大圧縮応力及び/又は第2の最大圧縮応力をもたらすことにより、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の部分221は、第1の引張応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の引張応力領域は、第1の圧縮応力領域と第2の圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第1の引張応力領域は、第1の最大引張応力を含みうる。さらなる実施形態では、第1の最大引張応力は、約10MPa以上、約20MPa以上、約30MPa以上、約100MPa以下、約80MPa以下、又は約60MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、第1の最大引張応力は、約10MPa~約100MPa、約10MPa~約80MPa、約20MPa~約80MPa、約20MPa~約60MPa、約30MPa~約60MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約10MPa~約100MPaの範囲の第1の最大引張応力をもたらすことにより、以下に論じられるように、低いエネルギー破壊を提供しつつ、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第2の部分223は、第1の主面203から第3の圧縮深さまで延びうる、第1の主面203における第3の圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第3の圧縮応力領域は、第3の表面エリア239を含むことができ、第3の表面エリア239から第3の圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、第2の部分223は、第2の主面205から第4の圧縮深さまで延びうる、第2の主面205における第4の圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第4の圧縮応力領域は、第4の表面エリア249を含むことができ、第4の表面エリア249から第4の圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222のパーセンテージとしての第3の圧縮深さ及び/又は第4の圧縮深さは、約1%以上、約2%以上、約5%以上、約10%以下、約8%以下、又は約5%以下でありうる。幾つかの実施形態では、基板厚さ222のパーセンテージとしての第3の圧縮深さ及び/又は第4の圧縮深さは、約1%~約10%、約1%~約8%、約1%~約5%、約2%~約10%、約2%~約8%、約2%~約5%、約5%~約10%、約5%~約8%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第3の圧縮深さは、第4の圧縮深さに実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第3の圧縮深さ及び/又は第4の圧縮深さは、約1μm以上、約5μm以上、約10μm以上、約20μm以下、約15μm以下、又は約10μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第3の圧縮深さ及び/又は第4の圧縮深さは、約1μm~約20μm、約1μm~約15μm、約1μm~約10μm、約5μm~約10μm、約5μm~約20μm、約10μm~約20μm、約10μm~約15μm、約15μm~約20μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。基板厚さの約1%~約10%の範囲の第3の圧縮深さ及び/又は第4の圧縮深さを含む第2の部分を提供することにより、以下に論じられるように、低いエネルギー破壊を提供しつつ、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第3の圧縮応力領域は、第3の最大圧縮応力を含みうる。幾つかの実施形態では、第4の圧縮応力領域は、第4の最大圧縮応力を含みうる。さらなる実施形態では、第3の最大圧縮応力及び/又は第4の最大圧縮応力は、約100メガパスカル(MPa)以上、約200MPa以上、約300MPa以上、約400MPa以上、約500MPa以上、約600MPa以上、約700MPa以上、約1,500MPa以下、約1,200MPa以下、約1,000MPa以下、約600MPa以下、又は約400MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、第3の最大圧縮応力及び/又は第4の最大圧縮応力は、約100MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,000MPa、約300MPa~約600MPa、約300MPa~約400MPa、700MPa~約1,500MPa、約700MPa~約1,200MPa、約700MPa~約1,000MPa、約700MPa~約900MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約100MPa~約1,500MPaの範囲の第3の最大圧縮応力及び/又は第4の最大圧縮応力をもたらすことにより、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第2の部分223は、第2の引張応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の引張応力領域は、第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第2の引張応力領域は、第2の最大引張応力を含みうる。さらなる実施形態では、第2の最大引張応力は、約10MPa以上、約20MPa以上、約30MPa以上、約100MPa以下、約80MPa以下、又は約60MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、第2の最大引張応力は、約10MPa~約100MPa、約10MPa~約80MPa、約20MPa~約80MPa、約20MPa~約60MPa、約30MPa~約60MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約10MPa~約100MPaの範囲の第2の最大引張応力をもたらすことにより、以下に論じられるように、低いエネルギー破壊を提供しつつ、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、中心部分225は、第1の中心表面エリア233からの第1の中心圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第1の中心表面エリア233を含むことができ、第1の中心表面エリア233から第1の中心圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、中心部分225は、第2の主面205から第2の中心圧縮深さまで延びうる、第2の主面205における第2の中心圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、第2の中心表面エリア245を含むことができ、第2の中心表面エリア245から第2の中心圧縮深さまで延びうる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226のパーセンテージとしての第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さは、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約30%以下、約25%以下、又は約20%以下でありうる。幾つかの実施形態では、中心厚さ226のパーセンテージとしての第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さは、約10%~約30%、約10%~約25%、約15%~約25%、約15%~約20%、約20%~約25%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮深さは、第2の中心圧縮深さと実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1μm以上、約5μm以上、約10μm以上、約20μm以下、約15μm以下、又は約10μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の圧縮深さ及び/又は第2の圧縮深さは、約1μm~約20μm、約1μm~約15μm、約5μm~約15μm、約5μm~約10μm、約10μm~約15μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。中心厚さの約10%~約30%の範囲の第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さを含む中心部分を提供することにより、低い最小曲げ半径を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第1の中心最大圧縮応力を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、第2の中心最大圧縮応力を含みうる。さらなる実施形態では、第1の中心最大圧縮応力及び/又は第2の中心最大圧縮応力は、約100メガパスカル(MPa)以上、約200MPa以上、約300MPa以上、約400MPa以上、約500MPa以上、約600MPa以上、約700MPa以上、約1,500MPa以下、約1,200MPa以下、約1,000MPa以下、約600MPa以下、又は約400MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、第1の中心最大圧縮応力及び/又は第2の中心最大圧縮応力は、約100MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,500MPa、約200MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,200MPa、約300MPa~約1,000MPa、約300MPa~約600MPa、約300MPa~約400MPa、700MPa~約1,500MPa、約700MPa~約1,200MPa、約700MPa~約1,000MPa、約700MPa~約900MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約100MPa~約1,500MPaの範囲の第1の中心最大圧縮応力及び/又は第2の中心最大圧縮応力をもたらすことにより、低い最小曲げ半径を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、中心部分225は、中心引張応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、中心引張応力領域は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、中心引張応力領域は、中心最大引張応力を含みうる。さらなる実施形態では、中心最大引張応力は、約125MPa以上、約150MPa以上、約200MPa以上、約375MPa以下、約300MPa以下、又は約250MPa以下でありうる。さらなる実施形態では、中心最大引張応力は、約125MPa~約375MPa、約125MPa~約300MPa、約150MPa~約300MPa、約150MPa~約250MPa、約200MPa~約250MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。約125MPa~約375MPaの範囲の中心最大引張応力をもたらすことにより、低い最小曲げ半径を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の圧縮応力領域、第2の圧縮応力領域、第3の圧縮応力領域、第4の圧縮応力領域、第1の中心圧縮応力領域、及び/又は第2の中心圧縮応力領域は、化学強化によって生成されうる。幾つかの実施形態では、第1の最大引張応力及び第2の最大引張応力は、中心最大引張応力より小さくなりうる。中心部分の中心最大引張応力より小さい第1の最大引張応力及び第2の最大引張応力をもたらすことにより、低いエネルギー破壊を可能にすると同時に、より低い最小曲げ半径を可能にすることができる。さらなる実施形態では、第1の圧縮深さは、第1の中心圧縮深さに実質的に等しくなりうる。さらに別の実施形態では、第3の圧縮深さは、第1の中心圧縮深さに実質的に等しくなりうる。実質的に等しい第1の圧縮深さ、第3の圧縮深さ、及び第1の中心圧縮深さを提供することにより、マスキング又は折り畳み可能な基板を選択的に化学強化するための他の手順が必要とされないため、製造を単純化することができる。さらなる実施形態では、第2の圧縮深さは、第2の中心圧縮深さに実質的に等しくなりうる。さらに別の実施形態では、第4の圧縮深さは、第2の中心圧縮深さに実質的に等しくなりうる。実質的に等しい第2の圧縮深さ、第4の圧縮深さ、及び第2の中心圧縮深さを提供することにより、マスキング又は折り畳み可能な基板を選択的に化学強化するための他の手順が必要とされないため、製造を単純化することができる。上で論じたように、中心厚さは、基板厚さよりも薄くすることができ(例えば、約0.5%~約13%の範囲)、これにより、第1の部分、第2の部分、及び中心部分の(一又は複数の)圧縮深さが実質的に同じであるにもかかわらず、第3の最大中心張力を第1の最大中心張力及び第2の最大中心張力より大きくすることができる。
図2~3に示されるように、接着剤207(例えば、光学的に透明な接着剤(OCA))は、第1の接触面209を含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、接着剤207は、折り畳み可能な基板201の第1の部分における第1の主面の第1の表面エリア237の上に配置されうる。さらなる実施形態では、示されるように、接着剤207の第1の接触面209は、折り畳み可能な基板201の第1の部分221における第1の主面203の第1の表面エリア237に接触させることができ、接着剤207は、第1の表面エリア237に結合させることができる。幾つかの実施形態では、示されるように、接着剤207の第1の接触面209は、折り畳み可能な基板201の第2の部分223における第1の主面203の第3の表面エリア239の上に配置されうる。さらなる実施形態では、示されるように、接着剤207の第1の接触面209は、折り畳み可能な基板201の第2の部分223における第1の主面203の第3の表面エリア239に接触させることができ、接着剤207は、第3の表面エリア239に結合させることができる。幾つかの実施形態では、接着剤207の第1の接触面209は、折り畳み可能な基板201の第1の中心表面エリア233の上に配置することができる。さらなる実施形態では、示されるように、接着剤207の第1の接触面209は、折り畳み可能な基板201の第1の中心表面エリア233に接触させることができ、接着剤207は、第1の中心表面エリア233に結合させることができる。示されるように、接着剤207は、第1の平面204aと中心部分225の第1の中心表面エリア233との間に画成された凹部234を満たすことができる。本明細書で用いられる場合、第1の層及び/又は構成要素が、第2の層及び/又は構成要素「の上に配置」されると記載される場合、他の層は、第1の層及び/又は構成要素と第2の層及び/又は構成要素との間に存在していても、存在していなくてもよい。本明細書で用いられる場合、第1の層及び/又は構成要素が第2の層及び/又は構成要素「に結合」されると記載される場合には、層及び/又は構成要素は、2つの層及び/又は構成要素間の直接接触及び/又は結合のいずれかによって、若しくは接着剤層を介して、互いに結合されることを意味する。
接着剤207は、第1の接触面209とは反対側にあり、かつ第1の接触面209から離間されうる第2の接触面211を含みうる。幾つかの実施形態では、図2~3に示されるように、接着剤207の第2の接触面211は平面を含みうる。さらなる実施形態では、示されるように、接着剤207の第2の接触面211の平面は、第1の平面204aに平行でありうる。
幾つかの実施形態では、接着剤207は、光学的に透明であってよく、「光学的に透明な接着剤」と呼ぶことができる。本明細書で用いられる場合、「光学的に透明」とは、厚さ1.0mmの材料片を通る400nm~700nmの波長範囲で70%以上の平均透過率を意味する。幾つかの実施形態では、光学的に透明な材料は、厚さ1.0mmの材料片を通る400nm~700nmの波長範囲で、75%以上、80%以上、85%以上、又は90%以上、92%以上、94%以上、96%以上の平均透過率を有しうる。400nm~700nmの波長範囲での平均透過率は、約400nm~約700nmの整数波長の透過率を測定し、その測定値を平均することによって計算される。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201及び/又はリボン501は、光学的に透明でありうる。
幾つかの実施形態では、接着剤207は、光学的に透明な接着剤を含みうる。光学的に透明な接着剤は、第1の屈折率を含みうる。第1の屈折率は、光学的に透明な接着剤を通過する光の波長の関数でありうる。第1の波長の光では、材料の屈折率は、真空中の光速と対応する材料内の光速との比として定義される。理論に縛られることは望まないが、光学的に透明な接着剤の屈折率は、第1の角度の正弦の第2の角度の正弦に対する比を使用して決定することができ、ここで、第1の波長の光は、第1の角度で、空気から光学的に透明な接着剤の表面に入射し、光学的に透明な接着剤の表面で屈折して、第2の角度で光学的に透明な接着剤内で光を伝播する。第1の角度及び第2の角度は両方とも、光学的に透明な接着剤の表面の法線に対して測定される。本明細書で用いられる場合、屈折率はASTM E1967-19に準拠して測定され、第1の波長は589nmを含む。幾つかの実施形態では、光学的に透明な接着剤の第1の屈折率は、約1以上、約1.3以上、約1.4以上、約1.45以上、約3以下、約2以下、約1.7以下、約1.6以下、又は約1.55以下でありうる。幾つかの実施形態では、光学的に透明な接着剤の第1の屈折率は、約1~約3、約1~約2、約1.3~約2、約1.3~約1.7、約1.4~約1.7、約1.4~約1.6、約1.45~約1.6、約1.45~約1.55の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
折り畳み可能な基板201及び/又はリボン501は、光学的に透明であってよく、第2の屈折率を含みうる。第2の屈折率は、上で論じた第1の屈折率の任意の範囲内にありうる。折り畳み可能な基板201の第2の屈折率と接着剤207の第1の屈折率との差の絶対値に等しい差は、約0.1以下、約0.07以下、約0.05以下、約0.001以上、約0.01以上、又は約0.02以上でありうる。幾つかの実施形態では、差は、約0.001~約0.1、約0.001~約0.07、約0.01~約0.07、約0.01~約0.05、約0.02~約0.05の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲である。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の第2の屈折率は、接着剤207の第1の屈折率より大きくなりうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の第2の屈折率は、接着剤207の第1の屈折率より小さくなりうる。
幾つかの実施形態では、接着剤207は、ポリオレフィン、ポリアミド、ハロゲン化物含有ポリマー(例えば、ポリ塩化ビニル又はフッ素含有ポリマー)、エラストマー、ウレタン、フェノール樹脂、パリレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、及びポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のうちの1つ以上を含みうる。ポリオレフィンの例となる実施形態には、低分子量ポリエチレン(LDPE)、高分子量ポリエチレン(HDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、及びポリプロピレン(PP)が含まれる。フッ素含有ポリマーの例となる実施形態には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、パーフルオロポリエーテル(PFPE)、パーフルオロスルホン酸(PFSA)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)ポリマー、及びエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)ポリマーが含まれる。エラストマーの例となる実施形態には、ゴム(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム)、及びブロックコポリマー(例えば、スチレンブタジエン、耐衝撃性ポリスチレン、ポリ(ジクロロホスファゼン)が含まれる。さらなる実施形態では、接着剤207は、光学的に透明な接着剤を含みうる。さらに別の実施形態では、光学的に透明な接着剤は、次の1つ以上の光学的に透明なポリマーを含みうる:アクリル(例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA))、エポキシ、シリコーン、及び/又はポリウレタン。エポキシの例には、ビスフェノールをベースとしたエポキシ樹脂、ノボラックをベースとしたエポキシ、脂環式をベースとしたエポキシ、及びグリシジルアミンをベースとしたエポキシが含まれる。さらに別の実施形態では、光学的に透明な接着剤は、アクリル接着剤、例えば、3M8212接着剤、又は光学的に透明な液体接着剤、例えば、LOCTITEという光学的に透明な液体接着剤を含みうるが、これらに限定されない。光学的に透明な接着剤の例示的な実施形態は、透明なアクリル、エポキシ、シリコーン、及びポリウレタンを含む。
折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403の第1の表面エリア237又は537及び/又は第3の表面エリア239又は539と、接着剤207の第2の接触面211とから測定された接着剤207の接着剤厚さ208は、約1μm以上、約5μm以上、約10μm以上、約20μm以上、約100μm以下、約50μm以下、又は約30μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、接着剤207の接着剤厚さ208は、約1μm~約100μm、約5μm~約100μm、約5μm~約50μm、約10μm~約50μm、約10μm~約30μm、約20μm~約30μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、図2に示されるように、折り畳み可能な装置101は、剥離ライナ213を含みうる。さらなる実施形態では、示されるように、剥離ライナ213は、接着剤207の上に配置されうる。さらに別の実施形態では、示されるように、剥離ライナ213は、接着剤207の第2の接触面211と直接接触(例えば、接着)させることができる。剥離ライナ213は、第1の主面215及び該第1の主面215とは反対側の第2の主面217を含みうる。示されるように、剥離ライナ213は、接着剤207の第2の接触面211を剥離ライナ213の第2の主面217に付着させることによって、接着剤207上に配置することができる。幾つかの実施形態では、示されるように、剥離ライナ213の第1の主面215は、平面を含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、剥離ライナ213の第2の主面217は、平面を含みうる。剥離ライナ213は、紙及び/又はポリマーを含みうる。紙の例示的な実施形態には、クラフト紙、マシン仕上げ紙、ポリコート紙(例えば、ポリマーコーティング、グラシン紙、シリコーン処理紙)、又はクレーコート紙が含まれる。ポリマーの例示的な実施形態には、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET))及びポリオレフィン(例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP))が含まれる。
幾つかの実施形態では、図3に示されるように、折り畳み可能な装置301は、ディスプレイデバイス303を含みうる。さらなる実施形態では、示されるように、ディスプレイデバイス303は、接着剤207の上に配置されうる。さらなる実施形態では、示されるように、ディスプレイデバイス303は、接着剤207の第2の接触面211と直接接触(例えば、接着)させることができる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置301の製造は、図2の折り畳み可能な装置101の剥離ライナ213を取り外し、ディスプレイデバイス303を接着剤207の第2の接触面211に付着させることによって達成することができる。あるいは、折り畳み可能な装置301は、例えば、剥離ライナ213が接着剤207の第2の接触面211に施されていない場合に、ディスプレイデバイス303を接着剤207の第2の接触面211に付着させる前に剥離ライナ213を除去する追加の工程なしに、製造することができる。ディスプレイデバイス303は、第1の主面309及び該第1の主面309とは反対側の第2の主面311を含みうる。示されるように、ディスプレイデバイス303は、接着剤207の第2の接触面211をディスプレイデバイス303の第2の主面311に付着させることによって、接着剤207上に配置することができる。幾つかの実施形態では、示されるように、ディスプレイデバイス303の第1の主面309は、平面を含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、ディスプレイデバイス303の第2の主面311は、平面を含みうる。ディスプレイデバイス303は、液晶ディスプレイ(LCD)、電気泳動ディスプレイ(EPD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、又はプラズマディスプレイパネル(PDP)を含みうる。幾つかの実施形態では、ディスプレイデバイス303は、携帯用電子機器、例えば、消費者向け電子製品、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、又はラップトップの一部でありうる。
本開示の実施形態は、消費者向け電子製品を含みうる。消費者向け電子製品は、前面、背面、及び側面を含みうる。消費者向け電子製品は、少なくとも部分的に筐体内にある電気部品をさらに含みうる。電気部品は、コントローラ、メモリ、及びディスプレイを含みうる。ディスプレイは、筐体の前面にあるか、又は隣接していてよい。消費者向け電子製品は、ディスプレイの上に配置されたカバー基板を含みうる。幾つかの実施形態では、筐体の一部又はカバー基板のうちの少なくとも一方は、本開示の実施形態の折り畳み可能な装置又はリボンを含む。
本明細書に開示される折り畳み可能な装置は、例えば、ディスプレイを備えた(一又は複数の)物品(例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム、ウェアラブルデバイス(例えば、時計)などを含む、消費者向け電化製品)、建築用品、輸送用品(例えば、自動車、列車、航空機、船舶など)、家電機器用品、又は透明度、耐スクラッチ性、耐摩耗性、又はそれらの組合せから恩恵を受けうる任意の物品などの別の物品に組み込むことができる。本明細書に開示される折り畳み可能な装置のいずれかを組み込んだ例示的な物品が、図31~32に示されている。具体的には、図31~32は、前面3104、背面3106、及び側面3108を有する筐体3102;筐体内部に少なくとも部分的に、又は筐体内に全体的にあり、かつ少なくともコントローラと、メモリと、筐体の前面にあるか又はそれに隣接するディスプレイ3110とを含む電気部品(図示せず);並びに、ディスプレイの上方になるように筐体の前面又はその上にあるカバー基板3112を備えた、消費者向け電子デバイス3100を示している。幾つかの実施形態では、カバー基板3112又は筐体3102の一部のうちの少なくとも一方は、本明細書に開示される折り畳み可能な装置のいずれか、例えば折り畳み可能な基板を含みうる。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置101、301、及び601は、平面に対して実質的に対称でありうる(例えば、図1~3の平面109を参照)。平面109は、幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の第2の主面205に配置することができる折り畳み可能な装置の中心軸107を含みうる。さらに示されるように、幾つかの実施形態では、平面109は、折り畳み可能な装置の折り畳み軸102を含みうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置は、幅103の方向104に延びる折り畳み軸102を中心に方向111で折り畳まれて(例えば、図1参照)、折り畳まれた構成を形成することができる(例えば、図8~9及び図13を参照)。示されるように、折り畳み可能な装置は、該折り畳み可能な装置が二つ折りを含むことができるように、単一の折り畳み軸を含むことができ、ここで、例えば、折り畳み可能な装置は二つに折り畳むことができる。さらなる実施形態では、折り畳み可能な装置は、2つ以上のピボット軸を含むことができ、各折り畳み軸は、上で論じた中心部分225と同様又は同一の対応する中心部分を含む。例えば、2つのピボット軸を設けることにより、折り畳み可能な装置が三つ折りを含むことを可能にし、例えば、折り畳み可能な装置は、第1の部分221、第2の部分223、並びに第1又は第2の部分と同様又は同一の第3の部分を含む3つの部分をともなって折り畳むことができる。
図8~9は、折り畳み可能な装置801の実施形態を概略的に示しており、図13は、折り畳まれた構成における(例えば、図3にフラットな構成で示されている折り畳み可能な装置301と同様の)、本開示の実施形態による折り畳み可能な装置1301の実施形態を概略的に示している。図13に示されるように、折り畳まれている折り畳み可能な装置1301は、折り畳み可能な装置301に類似しており、ディスプレイデバイス303が、折り畳まれている折り畳み可能な装置1301の内側になり、一方、折り畳み可能な基板201の第2の主面205が、折り畳まれている折り畳み可能な装置1301の外側になるように、折り畳まれている。ユーザは、折り畳み可能な基板201を通じてディスプレイデバイス303を見るであろうことから、第2の主面205の側面に位置付けられよう。図9に示されるように、折り畳まれている折り畳み可能な装置801は、折り畳み可能な基板201の第2の主面205が折り畳まれている折り畳み可能な装置801の内側になり、一方、PET909のシート(例えば、図3の折り畳み可能な装置301のディスプレイデバイス303の代用)が折り畳まれている折り畳み可能な装置801の外側になるように、折り畳まれている。しかしながら、この場合も、ユーザは、第2の主面20の側面に位置付けられて、折り畳み可能な基板201を通じてディスプレイデバイス303を見るであろう。
本明細書で用いられる場合、「折り畳み可能」には、完全な折り畳み、部分的な折り畳み、曲げ、屈曲、又は複数の機能が含まれる。本明細書で用いられる場合、「故障」、「不具合」などの用語は、破損、破壊、層間剥離、又は亀裂伝播を指す。ガラスをベースとした物品を半径「X」で約85℃及び約85%の相対湿度で24時間保持したときに破損に耐える場合に、折り畳み可能な基板は、「X」の曲げ半径を達成するか、又は「X」の曲げ半径を有するか、又は「X」の曲げ半径を含む。
本明細書で用いられる場合、折り畳み可能な基板(例えば、ガラスをベースとした及び/又はセラミックをベースとした折り畳み可能な基板201)の「有効最小曲げ半径」は、第1の剛性ステンレス鋼プレート903及び第2の剛性ステンレス鋼プレート905を含む一対の平行な剛性ステンレス鋼プレート903、905を備えた平行プレート装置901(図9参照)を使用して、次の試験構成及びプロセスで測定される。「有効最小曲げ半径」を測定する場合、光学的に透明な接着剤907は(例えば、接着剤207の代わりに存在する場合)、接着剤207の第2の接触面913と、折り畳み可能な基板201の第1の主面203の第1の表面エリア237及び第3の表面エリア239との間に、50μmの厚さを含む。「有効最小曲げ半径」を測定する場合には、図9に示されるように、試験は、図3に示されるディスプレイデバイス303ではなく、100μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)のシート909を使用して実施される。したがって、「有効最小曲げ半径」を決定する試験中、ディスプレイデバイス303は使用しない。図2に示されるように剥離ライナ213を第2の接触面211に付着させる方法と同じ方法で、ディスプレイデバイス303ではなく、100μmの厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)のシート909を、光学的に透明な接着剤907の第2の接触面913に付着させる。折り畳み可能な装置101、301、801、又は1301が光学的に透明な接着剤を含む接着剤207を含む場合、接着剤は、50μmの厚さを含むように調整することができる。折り畳み可能な基板を備えた折り畳み可能な装置が接着剤を含まない場合(例えば、折り畳み可能な装置301)、50μmの厚さを含む光学的に透明な接着剤907は、折り畳み可能な基板の第1の主面(例えば、203又は403)の上に配置することができる。組み立てられた折り畳み可能な基板201、50μmの厚さの光学的に透明な接着剤907、及び100μmの厚さのPETシートを、一対の平行な剛性ステンレス鋼プレート903、905間に配置し、図9に示される構成と同様に、折り畳み可能な基板201が曲げの内側になるようにする。プレート間の距離は、平行プレート距離911が試験する「有効最小曲げ半径」の2倍に等しくなるまで、50μm/秒の速度で縮められる。次に、平行なプレートを有効最小曲げ半径の2倍で保持して、約85℃及び約85%の相対湿度で24時間、試験する。本明細書で用いられる場合、「有効最小曲げ半径」とは、折り畳み可能な基板201が上述した条件及び構成下で故障することなく耐えることができる最小の有効曲げ半径である。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置101又は301の折り畳み可能な基板201は、100mm以下、50mm以下、20mm以下、又は10mm以下の有効最小曲げ半径を実現することができる。さらなる実施形態では、折り畳み可能な装置101又は301の折り畳み可能な基板201は、10mm、又は7mm、又は5mm、3mm、又は1mmの有効曲げ半径を実現することができる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置101又は303の折り畳み可能な基板201は、約10mm以下、約7mm以下、約5mm以下、約1mm以上、約2mm以上、又は約5mm以上の有効最小曲げ半径を含みうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置101又は301の折り畳み可能な基板201は、約1mm~約10mm、約1mm~約7mm、約1mm~約5mm、約2mm~約10mm、約2mm~約7mm、約2mm~約5mm、約5mm~約10mm、約5mm~約7mm、約7mm~約10mmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲の有効最小曲げ半径を含みうる。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の中心部分225の幅232は、長さ105の方向106における第1の部分221と第2の部分223との間に画成される。幾つかの実施形態では、中心部分225の幅232は、有効最小曲げ半径の約2.8倍以上、約3倍以上、約4倍以上、約6倍以下、約5倍以下、又は約4倍以下でありうる。幾つかの実施形態では、有効最小曲げ半径の倍数としての中心部分225の幅232は、約2.8倍~約6倍、約2.8倍~約5倍、約3倍~約5倍、約3倍~約4倍、約4倍~約6倍、約4倍~約5倍の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。理論に縛られることは望まないが、平行なプレート間の円形構成の曲げ部分の長さは、平行プレート距離911の約1.6倍(例えば、有効最小曲げ半径の約3倍、有効最小曲げ半径の約3.2倍)でありうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の中心部分225の幅232は、約2.8mm以上、約6mm以上、約9mm以上、約60mm以下、約40mm以下、又は約24mm以下でありうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の中心部分231の幅232は、約2.8mm~約60mm、約2.8mm~約40mm、約6mm~約40mm、約6mm~約24mm、約9mm~約24mmの範囲、若しくはそれらの間の部分範囲の任意の範囲でありうる。
均一な厚さの折り畳み可能な基板と比較して、基板厚さより薄い中心厚さを含む中心部分を含む本開示の実施形態の折り畳み可能な基板は、有利でありうる。1つの利点は、より厚い第1及び/又は第2の部分の最大CTと比較した中心部分の最大中心張力(CT)の差から生じうる。例えば、中心部分(第1及び/又は第2の部分の基板厚さより薄い中心厚さを含む)が、1つの部品として同じ浴内にあることにより、第1及び/又は第2の部分と一緒に同じイオン交換条件に供される場合に、より薄い中心部分は、結果として、基板厚さを有する基板の第1及び/又は第2の部分よりも高い最大中心張力(CT)となる。したがって、第1及び/又は第2の部分(中心部分の最大CTと比較してより低い最大CTを含み、本開示に記載された範囲内にある)で破壊が発生する場合、基板は少数の破片へと破壊し、非暴力的な方式で破壊する。一方、中心部分(第1及び/又は第2の部分の最大CTと比較してより高い最大CTを含み、本開示に記載された中心部分の最大CTの範囲内にある)で破壊が発生する場合、破壊は中心部分内に含まれ、第1及び/又は第2の部分には伝播せず、それにより、基板の大部分が破損せず、依然として視覚的に心地よいままでありうる。別の言い方をすれば、折り畳み可能な基板の第1の部分及び/又は第2の部分における低い最大引張応力(本開示に記載される範囲内のように)は、折り畳み可能な基板の第1の部分及び/又は第2の部分に蓄えられるエネルギーが比較的少なく、低エネルギー故障を促進することができる。
折り畳み可能な装置は、「ペン落下試験」に準拠して測定する場合に、ペン落下高さ(例えば、8センチメートル(cm)以上)での故障を回避するための、折り畳み可能な装置の折り畳み可能な基板201の第1の部分221及び/又は第2の部分223の能力によって定義される耐衝撃性を有しうる。本明細書で用いられる場合、「ペン落下試験」は、折り畳み可能な基板の第1の主面及び中心表面エリアに堆積された50μmの厚さの光学的に透明な接着剤を使用して100μmの厚さのPET層を付着させた平行プレート試験のように構成されたガラスをベースとした物品の第2の主面に加えられた荷重(すなわち、ある特定の高さから落下させたペンからの荷重)で、折り畳み可能な基板の試料を試験するように実施される。ペン落下試験における50μmの厚さの光学的に透明な接着剤を使用して付着させた100μmの厚さのPET層は、光学的に透明な接着剤と任意選択的な剥離ライナ又はディスプレイデバイス(折り畳み可能な基板が本開示の実施形態による折り畳み可能な装置の部品として組み合わせて使用されうる)の代わりに用いられるものと理解されたい。このように、ペン落下試験におけるPET層は、折り畳み可能な電子ディスプレイデバイス(例えば、OLEDデバイス)をシミュレートすることを意図している。試験中、PET層に結合されたカバーガラスをベースとした層は、PET層がアルミニウム板と接触した状態でアルミニウム板(6063アルミニウム合金、400グリット紙で、ある表面粗さに研磨されたもの)上に配置される。アルミニウム板に載っている試料の側面には、テープは使用されていない。
図15に示されるように、ペン落下装置1501はボールペン1503を含む。ペン落下試験に用いられるペンは、直径0.7mm(0.68mm)、キャップを含めた重量5.73グラム(g)(キャップなしで4.68g)の炭化タングステンボールペンチップを含む、BIC Easy Glide Pen,Fineである。ボールペン1503は、折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403から所定の高さ1509に保持される。ボールペン1503を折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403へと導くために、チューブ(明確にするために図示されていない)がペン落下試験に用いられ、チューブは、該チューブの長手軸が折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403に実質的に垂直になるように、折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403と接触して配置される。チューブの外径は1インチ(2.54cm)であり、内径は9/16インチ(1.4cm)であり、長さは90cmである。アクリロニトリルブタジエン(「ABS」)シムを使用して、各試験でボールペン1503を所定の高さ1509に保持する。各落下の後、チューブは、折り畳み可能な基板201又はリボン501に対して再配置されて、ボールペン1503を折り畳み式基板201又はリボン501上の異なる衝撃位置に導く。
ペン落下試験では、ボールペンチップ1505が、折り畳み可能な基板201又はリボン501の第1の主面203又は403と相互作用できるように、ボールペン1503はキャップが上端(すなわち、先端とは反対側の端)に取り付けられた状態で落下させられる。ペン落下試験による落下シーケンスでは、1回のペン落下が最初の高さ1cmで行われ、続いて0.5cm刻みで20cmまで連続して落下させ、次に、20cmの後は2cm刻みで、折り畳み可能な基板201又はリボン501が破損するまで連続して落下される。各落下が行われた後、破壊、故障、若しくは折り畳み可能な基板201又はリボン501への損傷の観察可能な他の証拠のいずれかの存在が、ペン落下のための特定の所定の高さ1509とともに記録される。ペン落下試験を使用することにより、複数のガラスをベースとしたリボン(例えば、試料)を同じ落下シーケンスに従って試験して、統計精度が向上した母集団を生成することができる。ペン落下試験では、ボールペン1503は、5回の落下ごとに新しいペンに交換され、各新しい折り畳み可能な基板201又はリボン501が試験される。加えて、すべてのペン落下は、折り畳み可能な基板201又はリボン501の中心又はその近くの折り畳み可能な基板201又はリボン501上のランダムな位置で行われ、折り畳み可能な基板201又はリボン501のエッジ上又はその近くにはペンを落下させない。ペン落下試験の目的では、「故障」とは、目に見える機械的欠陥のある、ガラスをベースとしたリボンの形成を意味する。機械的欠陥は、亀裂又は塑性変形(例えば、表面押込)でありうる。亀裂は、表面亀裂又は貫通亀裂でありうる。亀裂は、ガラスをベースとしたリボンの内面又は外面に形成されうる。亀裂は、折り畳み可能な基板201又はリボン501の全部又は一部を通って延びうる。目に見える機械的欠陥の最小寸法は0.2ミリメートル以上である。
図14は、ガラスをベースとした基板の第2の主面への2cmのペン落下高さに基づいて、折り畳み可能な基板のマイクロメートル単位の厚さ1403の関数としての、折り畳み可能な基板の第1の主面上のメガパスカル(MPa)単位での最大主応力1405の曲線1401を示している。図14に示されるように、ガラスをベースとしたシートの第1の主面における最大主応力は、約65μmの厚さ222、503で最大になる。これは、例えば、約80μm超又は約50μm未満の厚さ222、503を使用するなど、約65μm超又は約65μm未満の厚さ222、503を回避することによって、ペン落下性能を改善することができることを示唆している。
図4~7は、折り畳まれていない(例えば、フラットな)構成での本開示の実施形態によるリボン501を含む折り畳み可能な装置401、601、及び701の例となる実施形態を概略的に示している。リボン501は、第1の主面403と、該第1の主面403とは反対側の第2の主面405(図5を参照)とを含みうる。示されるように、リボン501のリボン厚503は、第1の主面403と第2の主面405との間に画成されうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503は、約25μm以上、約50μm以上、約80μm以上、約100μm以上、約125μm以上、約150μm以下、約125μm以下、約100μm以下、約50μm以下、又は約40μm以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503は、約25μm~約150μm、約25μm~約125μm、約25μm~約100μm、約25μm~約50μm、約25μm~約40μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503は、約50μm~約150μm、約100μm~約150μm、約100μm~約125μm、約125μm~約150μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503は、約80μm~約150μm、約80μm~約125μm、又は約80μm~約100μmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、図5~7に示されるように、リボン501の第1の主面403は、第1の平面に沿って延在しうる。さらなる実施形態では、示されるように、第2の主面405は、第1の平面に平行でありうる第2の平面に沿って延在しうる。さらに別の実施形態では、リボン厚503は、リボンの長さ及び/又は幅に沿って実質的に均一でありうる。
本明細書で用いられる場合、反りは、ASTM F1390に準拠して、基準平面に対して定義される。幾つかの実施形態では、反りは、リボン厚503の方向においてリボン501の第1の主面403によって画成された第1の平面によって定義される基準平面に対して測定される。さらに別の実施形態では、反りは、約10ナノメートル(nm)以上、約50nm以上、約100nm以上、約200nm以上、約2μm以下、約1.5μm以下、約1μm以下、又は約500nm以下でありうる。さらに別の実施形態では、反りは、約10nm~約2μm、約50nm~約2μm、約50nm~約1.5μm、約100nm~約1.5μm、約100nm~約1μm、約200nm~約1μm、約200nm~約500の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
リボン501を含む折り畳み可能な装置401は、図4に示されるように、第1のエッジ411、及び該第1のエッジとは反対側の第2のエッジ413を含みうる。第1のエッジ411は、第1の主面403と第2の主面405との間に延びうる。図5に示されるように、第2のエッジ413は、第1の主面403と第2の主面405との間に延びうる。リボン501の幅103は、リボン501の第1のエッジ411とリボン501の第2のエッジ413との間に画成されうる。図4に示されるように、幅103は、リボン501の折り畳み軸102の方向104に延びうる。
リボン501の長さ105は、リボン501の幅103の方向104に垂直な方向106に画成されうる。図4に示されるように、長さ105は、折り畳み軸102の方向104に垂直な方向106に延びうる。幾つかの実施形態では、幅103の方向104及び長さ105の方向106は、第1の主面403によって画成することができる平面に平行な平面を画成しうる。幾つかの実施形態では、図4に示されるように、リボン501は、第3のエッジ415、及び該第3のエッジ415とは反対側の第4のエッジ417を含みうる。第3のエッジ415は、第1の主面403と第2の主面405との間に延在しうる。第4のエッジ417は、第1の主面403と第2の主面405との間に延在しうる。さらなる実施形態では、長さ105は、第3のエッジ415と第4のエッジ417との間に画成されうる。幾つかの実施形態では、リボン501は、4つ以上の辺を有する多角形(例えば、四辺形(長方形)、五角形、六角形)、曲線形状(例えば、楕円形)、若しくは(一又は複数の)多角形形状及び(一又は複数の)曲線形状との組合せを含む形状(例えば、平坦な第1のエッジと平坦な第2のエッジとの間の丸みを帯びた端部)を含みうる。
幾つかの実施形態では、リボン501の幅103及び/又はリボン501の長さ105は、約10mm以上、約20mm以上、約50mm以上、約1,000mm以下、約500mm以下、約200mm以下、又は約100mm以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン501の幅103及び/又はリボン501の長さ105は、約10mm~約1,000mm、約20mm~約1,000mm、約20mm~約500mm、約50mm~約500mm、約50mm~約200mm、約50mm~約100mmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、1つ以上の部分(以下に論じられる)は、その対応する表面のうちの1つ以上の表面粗さによって特徴付けることができる。本明細書で用いられる場合、「表面粗さ」とは、Ra表面粗さを意味し、これは、試験エリアの表面に垂直な方向の平均位置からの表面プロファイルの絶対偏差の算術平均である。特に断りのない限り、すべての表面粗さの値は、原子間力顕微鏡(AFM)を使用して80μm×80μmの試験エリアで測定された平均粗さ(Ra)である。
リボン501は第1の部分521を含みうる。図5に示されるように、リボン501の第1の部分521は、リボン501の第1の主面403の第1の表面エリア537を含みうる。示されるように、リボン501の第1の部分521は、リボン501の第2の主面405の第2の表面エリア527を含みうる。図5に示されるように、第1の部分521は、リボン厚503に実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521の厚さは、その対応する長さ105及び/又は幅103にわたって実質的に均一でありうる(図4参照)。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。さらなる実施形態では、第1の主面403の第1の表面エリア537は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びてよく、第2の主面405の第2の表面エリア527は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511と、第1のエッジ411の第1のエッジ部分(図示せず)とを含みうる。
幾つかの実施形態では、第1の部分521は、リボン501の第1の主面に第1の非応力領域403を含みうる。さらなる実施形態では、第1の非応力領域は、リボン501の第1の部分521に第1の主面403の第1の表面エリア537を含みうる。さらなる実施形態では、第1の非応力領域は、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、リボン501の第2の主面405に第2の非応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第2の非応力領域は、リボン501の第1の部分521に第2の主面405の第2の表面エリア527を含みうる。さらなる実施形態では、第2の非応力領域は、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分を含みうる。以下に論じる例によって示されるように、第1の非応力領域及び/又は第2の非応力領域を含む第1の部分を提供することにより、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第1の主面403からの第1の層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第2の主面405からの第2の層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の層深さ及び/又は第2の層深さは、0%以上、約1%以上、約2%以上、約5%以下、約3%以下、又は約1%以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の層深さ及び/又は第2の層深さは、0%~約5%、0%~約2%、0%~約1%、約1%~約5%、約2%~約5%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第1の層深さは、リボン501の第1の部分521における第1の主面403の第1の表面エリア537から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分は、第1の層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第2の主面405からの第2の層深さを含みうる。さらなる実施形態では、第2の層深さは、リボン501の第1の部分521における第2の主面405の第2の表面エリア527から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分は、第2の層深さを含みうる。以下に論じる例によって示されるように、0%~約5%の第1の層深さ及び/又は第2の層深さを含む第1の部分を提供することにより、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第1の主面403の第1の表面粗さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第2の主面405の第2の表面粗さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の表面粗さ及び/又は第2の表面粗さは、約0.01nm以上、約0.1nm以上、約0.2nm以上、約0.3nm以下、約0.25nm以下、又は約0.2nm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の表面粗さ及び/又は第2の表面粗さは、約0.01nm~約0.3nm、約0.01nm~約0.25nm、約0.1nm~約0.25nm、約0.1nm~約0.2nm、約0.2nm~約0.3nm、約0.25nm~約0.3nmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第1の表面粗さは、リボン501の第1の部分521における第1の主面403の第1の表面エリア537から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分は、第1の表面粗さを含みうる。さらなる実施形態では、第1の表面粗さは、リボン501のプリスチンな表面(例えば、エッチングされていない、イオン交換されていない)の表面粗さに対応しうる。さらなる実施形態では、第2の表面粗さは、リボン501の第1の部分521における第2の主面405の第2の表面エリア527から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分は、第2の表面粗さを含みうる。さらなる実施形態では、第2の表面粗さは、リボン501のプリスチンな表面(例えば、エッチングされていない、イオン交換されていない)の表面粗さに対応しうる。理論に縛られることは望まないが、低い(例えば、プリスチンな表面の表面粗さ)、第1の表面粗さ及び/又は第2の表面粗さを含む第1の部分を提供することにより、以下に論じる例によって示されるように、表面欠陥の発生を低減することができ、かつ良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
リボン501は第2の部分523を含みうる。図5に示されるように、リボン501の第2の部分523は、リボン501の第1の主面403の第3の表面エリア539を含みうる。示されるように、リボン501の第2の部分523は、リボン501の第2の主面405の第4の表面エリア529を含みうる。図2に示されるように、第2の部分523は、リボン厚503に実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第1の部分521の厚さに実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523の厚さは、その長さ及び/又は幅にわたって実質的に均一でありうる。さらなる実施形態では、第1の主面403の第3の表面エリア539は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びてよく、第2の主面405の第4の表面エリア529は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513と第1のエッジ411の第2のエッジ部分とを含みうる(図示せず)。
幾つかの実施形態では、第2の部分523は、リボン501の第1の主面403に第3の非応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第3の非応力領域は、リボン501の第2の部分523に第1の主面403の第3の表面エリア539を含みうる。さらなる実施形態では、第3の非応力領域は、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、リボン501の第2の主面405に第4の非応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第4の非応力領域は、リボン501の第2の部分523に第2の主面405の第4の表面エリア529を含みうる。さらなる実施形態では、第4の非応力領域は、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513、及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分を含みうる。第3の非応力領域及び/又は第4の非応力領域を含む第2の部分を提供することにより、以下に論じる例によって示されるように、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第1の主面403からの第3の層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第2の主面405からの第4の層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第3の層深さ及び/又は第4の層深さは、0%以上、約1%以上、約2%以上、約5%以下、約3%以下、又は約1%以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第3の層深さ及び/又は第4の層深さは、0%~約5%、0%~約2%、0%~約1%、約1%~約5%、約2%~約5%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第3の層深さは、リボン501の第2の部分523における第1の主面403の第3の表面エリア539から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513及び/又は第1のエッジ411の第2のエッジ部分は、第3の層深さを含みうる。さらなる実施形態では、第4の層深さは、リボン501の第2の部分523における第2の主面405の第4の表面エリア529から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513及び/又は第1のエッジ411の第2のエッジ部分は、第4の層深さを含みうる。0%~約5%の第3の層深さ及び/又は第4の層深さを含む第2の部分を提供することにより、以下に論じる例によって示されるように、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の部分521は、第1の最大引張応力を含む第1の引張応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第1の引張応力領域は、第1の圧縮応力領域と第2の圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第2の最大引張応力を含む第2の圧縮応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、第2の最大引張応力を含む第2の引張応力領域が、第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第1の最大引張応力及び/又は第2の最大引張応力は、0MPa以上、約1MPa以上、約5MPa以上、約10MPa以上、約100MPa以下、約50MPa以下、約20MPa以下、又は約10MPa以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の最大引張応力及び/又は第2の最大引張応力は、0MPa~約100MPa、0MPa~約50MPa、約1MPa~約50MPa、約1MPa~約20MPa、5MPa~約20MPa、約5MPa~約10MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、例えば、第1の部分521及び/又は第2の部分523が実質的に強化されていない(例えば、応力がない)場合には、第1の部分521は第1の引張応力領域を含んでいなくてもよく、及び/又は第2の部分523は第2の引張応力領域を含んでいなくてもよい。
幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第1の主面403の第3の表面粗さを含みうる。幾つかの実施形態では、第2の部分523は、第2の主面405の第4の表面粗さを含みうる。幾つかの実施形態では、第3の表面粗さ及び/又は第4の表面粗さは、約0.01nm以上、約0.1nm以上、約0.2nm以上、約0.3nm以下、約0.25nm以下、又は約0.2nm以下でありうる。幾つかの実施形態では、第3の表面粗さ及び/又は第4の表面粗さは、約0.01nm~約0.3nm、約0.01nm~約0.25nm、約0.1nm~約0.25nm、約0.1nm~約0.2nm、約0.2nm~約0.3nm、約0.25nm~約0.3nmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。さらなる実施形態では、第3の表面粗さは、リボン501の第2の部分523における第1の主面403の第3の表面エリア539から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513及び/又は第1のエッジ411の第2のエッジ部分は、第3の表面粗さを含みうる。さらなる実施形態では、第3の表面粗さは、リボン501のプリスチンな表面(例えば、エッチングされていない、イオン交換されていない)の表面粗さに対応しうる。さらなる実施形態では、第4の表面粗さは、リボン501の第2の部分523における第2の主面405の第4の表面エリア529から測定することができる。さらなる実施形態では、第2のエッジ413の第2のエッジ部分513及び/又は第1のエッジ411の第1のエッジ部分は、第4の表面粗さを含みうる。さらなる実施形態では、第4の表面粗さは、リボン501のプリスチンな表面(例えば、エッチングされていない、イオン交換されていない)の表面粗さに対応しうる。以下に論じる例によって示されるように、理論に縛られることは望まないが、低い(例えば、プリスチンな表面の表面粗さ)、第3の表面粗さ及び/又は第4の表面粗さを含む第2の部分を提供することにより、表面欠陥の発生を低減することができ、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。
リボン501は中心部分541を含みうる。図5に示されるように、リボン501の中心部分541は、リボン501の第1の主面403の第1の中心表面エリア535を含みうる。示されるように、リボン501の中心部分541は、リボン501の第2の主面405の第2の中心表面エリア525を含みうる。図5に示されるように、中心部分541は、リボン厚503に実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、中心部分541は、第1の部分521の厚さに実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、中心部分541は、第2の部分523の厚さに実質的に等しい厚さを含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、第1の部分521、第2の部分523、及び中心部分541は、リボン501の長さ105及び幅103に沿って実質的に均一である、実質的に同じ厚さ(すなわち、リボン厚522)を有しうる。幾つかの実施形態では、中心部分541の厚さは、その長さ及び/又は幅にわたって実質的に均一でありうる。さらなる実施形態では、第1の主面403の第1の中心表面エリア535は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びてよく、第2の主面405の第2の中心表面エリア525は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。中心部分にわたって実質的に均一な厚さを提供することにより、折り畳み性能を改善し、中心部分の一部が中心部分の残りの部分よりも薄い場合に発生するであろう応力集中を防ぐことができる。幾つかの実施形態では、中心部分541は、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515と第1のエッジ411の第2のエッジ部分とを含みうる(図示せず)。
図4~7に示されるように、中心部分541は、リボン501の長さ105の方向106に、第1の部分521と第2の部分523との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521、中心部分541、及び第2の部分523は、リボン501の長さ105の方向106に直列に配置することができる。幾つかの実施形態では、中心部分541は、第1の部分521を第2の部分523につなげることができる。幾つかの実施形態では、第1の主面403の第1の中心表面エリア535は、第1の主面403の第1の表面エリア537と第1の主面403の第3の表面エリア539との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第2の主面405の第2の中心表面エリア525は、第2の主面405の第2の表面エリア527と第2の主面405の第4の表面エリア529との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515は、第2のエッジ413の第1のエッジ部分511と第2のエッジ413の第2のエッジ部分513との間に配置されうる。
幾つかの実施形態では、中心部分541は第1の中心圧縮応力領域を含みうる。第1の中心圧縮応力領域は、リボン501の第1の主面403から第1の中心圧縮深さで延びうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、リボン501の第1の主面403の第1の中心表面エリア535を含みうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮深さは、第1の主面403の第1の中心表面エリア535から測定することができる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515及び/又は第1のエッジ411の第3のエッジ面を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、ナトリウムイオン及び/又はカリウムイオンが豊富でありうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第1の主面403の第1の表面エリア537、第1の主面403の第3の表面エリア539、第2の主面405の第2の表面エリア527、及び/又は第2の主面405の第3の表面エリア539と比較して、及び/又はガラスのバルク(例えば、深さのミッドプレーンにおけるガラスの組成)と比較して、ナトリウム及び/又はカリウムイオンが豊富でありうる。
幾つかの実施形態では、中心部分541は、第2の中心圧縮応力領域を含みうる。第2の中心圧縮応力領域は、リボン501の第2の主面405から第2の中心圧縮深さで延びうる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、リボン501の第2の主面405の第2の中心表面エリア525を含みうる。さらなる実施形態では、第2の中心圧縮深さは、第2の主面405の第2の中心表面エリア525から測定することができる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、第1のエッジ411から第2のエッジ413まで延びうる。さらなる実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515及び/又は第1のエッジ411の第3のエッジ面を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域は、ナトリウムイオン及び/又はカリウムイオンが豊富でありうる。さらなる実施形態では、第1の中心圧縮応力領域は、第1の主面403の第1の表面エリア537、第1の主面403の第3の表面エリア539、第2の主面405の第2の表面エリア527、及び/又は第2の主面405の第3の表面エリア539と比較して、ナトリウム及び/又はカリウムイオンが豊富でありうる。
幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さは、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約30%以下、約25%以下、又は約20%以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さは、約10%~約30%、約10%~約25%、約15%~約25%、約15%~約20%、約20%~約25%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮深さは、第2の中心圧縮深さより深く、浅く、又は実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力より大きく、小さく、又は実質的に等しくなりうる。
幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力及び/又は第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、約10メガパスカル(MPa)以上、50MPa以上、約100MPa以上、約200MPa以上、約300MPa以上、約400MPa以上、約500MPa以上、約600MPa以上、約700MPa以上、約1,500MPa以下、約1,200MPa以下、約1,000MPa以下、約600MPa以下、又は約400MPa以下でありうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力及び/又は第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、約10MPa~約1,500MPa、約10MPa~約1,200MPa、約50MPa~約1,200MPa、約50MPa~約1,000MPa、約100MPa~約1,000MPa、約100MPa~約700MPa、約100MPa~約600MPa、約300MPa~約600MPa、約300MPa~約400MPa、700MPa~約1,500MPa、約700MPa~約1,200MPa、約700MPa~約1,000MPaの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、中心部分541は、リボン501の第1の主面403からの第1の中心層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の中心層深さは、リボン501の中心部分541における第1の主面403の第1の中心表面エリア535から測定することができる。幾つかの実施形態では、第1の中心層深さは、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515から、及び/又は第1のエッジ411の第3のエッジ部分から延びうる。
幾つかの実施形態では、中心部分541は、リボン501の第2の主面405からの第2の中心層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第2の中心層深さは、リボン501の中心部分541における第2の主面405の第2の中心表面エリア525から測定することができる。幾つかの実施形態では、第2の中心層深さは、第2のエッジ413の第3のエッジ部分515から、及び/又は第1のエッジ411の第3のエッジ部分から延びうる。
幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の中心層深さ及び/又は第2の中心層深さは、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約40%以下、約30%以下、又は約25%以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン厚503のパーセンテージとしての第1の層深さ及び/又は第2の層深さは、約10%~約40%、約15%~約40%、約15%~約30%、約20%~約30%、約20%~約25%、約10%~約25%、約15%~約25%の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、第1の主面403と第1の中心層深さとの間の領域は、第1の中心圧縮応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、第2の主面405と第2の中心層深さとの間の領域は、第2の中心圧縮応力領域を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の中心層深さは、第2の中心層深さに実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の中心層深さは、第2の中心層深さより深くなりうる。幾つかの実施形態では、第1の中心層深さは、第2の中心層深さより浅くなりうる。
幾つかの実施形態では、中心部分541は、中心引張応力領域を含みうる。さらなる実施形態では、中心引張応力領域は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置されうる。幾つかの実施形態では、中心最大圧縮応力は、約10MPa以上、約20MPa以上、約50MPa以上、約100MPa以上、約375MPa以下、約300MPa以下、約200MPa以下、又は約150MPa以下でありうる。幾つかの実施形態では、中心最大圧縮応力は、約10MPa~約375MPa、約10MPa~約300MPa、約20MPa~約300MPa、約20MPa~約200MPa、約50MPa~約200MPa、約50MPa~約150MPa、約100MPa~約150MPa、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。中心最大圧縮応力は、提供される場合は第1の最大圧縮応力より、及び/又は提供される場合は第2の最大圧縮応力より大きくなりうる。1つの利点は、提供される場合は第1及び/又は第2の部分の最大CTに対する中心部分の最大中心張力(CT)の差から生じうる。例えば、破壊が第1及び/又は第2の部分(中心部分の最大CTと比較して実質的に0又は低い最大CTを含む)で発生する場合、基板は少数の破片へと破壊し、非暴力的な方式で破壊する。他方では、中心部分(提供される場合には、第1及び/又は第2の部分の最大CTと比較してより高い最大CT有する)で破壊が発生する場合、破壊は中心部分内に含まれ、第1及び/又は第2の部分には伝播せず、それにより、基板の大部分が破損せず、依然として視覚的に心地よいままでありうる。別の言い方をすれば、折り畳み可能な基板の第1の部分及び/又は第2の部分における低い最大引張応力(本開示に記載される範囲内のように)は、折り畳み可能な基板の第1の部分及び/又は第2の部分に蓄えられるエネルギーが比較的少なく、低エネルギー故障を促進することができる。
理論に縛られることは望まないが、化学強化による圧縮応力は、曲げにおけるリボンの最外面(例えば、図10の第2の主面405)の引張応力を打ち消すことができることから、中心部分541を化学的に強化して第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域を生成することにより、小さい(例えば、より小さい、約10mm以下、又は約9mm以下、又は約8mm以下、又は約7mm以下、又は約6mm以下、又は約5mm以下、又は約4mm以下、又は約3mm以下、又は約2mm以下、又は約1mm)曲げ半径を可能にすることができる。さらには、第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域に第1のエッジ及び/又は第2のエッジを含めることにより、折り畳み応力による損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)を低減することによって、小さい最小曲げ半径をさらに可能にすることができる。
幾つかの実施形態では、リボン501は、図10~11に示されるように折り畳まれた構成を形成するために、折り畳み軸102の周りで図4に示される方向111に折り畳むことができる。図10は、折り畳まれた構成における本開示の実施形態によるリボン501の例となる実施形態を概略的に示している。図10は、第1の主面403が折り畳まれているリボン501の内側になり、一方、第2の主面405が折り畳まれているリボン501の外側になるように、リボン501が折り畳まれていることを示している。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、リボン501は、第2の主面405が折り目の内側になるように折り畳むことができる。
示されるように、リボンは、例えばリボンを2つに折り畳むことができる二つ折りを含むことができるように構成された、単一の中心部分を含みうる。さらなる実施形態では、リボンは、2つ以上の中心部分を含むことができ、各中心領域は、中心部分541について上で論じたものと同様又は同一の対応する第1の圧縮応力領域及び第2の圧縮応力領域を含む。例えば、2つの中心部分を設けることにより、リボンを三つ折りにすることができる。
本明細書で用いられる場合、リボンの「最小曲げ半径」は、図11に示されるように、平行プレート装置1101を使用して次の試験構成及びプロセスで測定される。平行プレート装置1101は、第1の剛性ステンレス鋼プレート903及び第2の剛性ステンレス鋼プレート905を含む、一対の平行な剛性ステンレス鋼プレート903、905を含む。最小曲げ半径を測定するとき、リボン501は、図11に示される構成と同様にリボン501が折り畳まれるように、一対の平行な剛性ステンレス鋼プレート903、905間に配置される。プレート間の距離は、平行プレート距離1111が試験される曲げ半径(R)に相当するまで、5mm/秒の速度で縮められる。本明細書で用いられる場合、対応する曲げ半径は、平行プレート距離1111とリボン厚503との差の2.396倍に等しい。次に、平行なプレートは、約85℃及び約85%の相対湿度で24時間、試験される曲げ半径に対応する平行プレート距離1111で保持される。本明細書で用いられる場合、「最小曲げ半径」とは、リボン501が上述した条件及び構成下で故障することなく耐えることができる最小曲げ半径である。平行プレート距離1111とリボン厚503との差は、リボン501では「最小曲げ半径」の2.396倍に相当し、一方、平行プレート距離911は、折り畳み可能な基板201を備えた折り畳み可能な装置101、301、801、及び1301では「有効最小曲げ半径」の2倍に相当する。
幾つかの実施形態では、リボン501は、10mm、又は7mm、又は5mm、3mm、又は1mmの最小曲げ半径を実現することができる。幾つかの実施形態では、リボン501は、10mm未満、7mm未満、5mm未満、又は3mm未満の最小曲げ半径を含みうる。幾つかの実施形態では、リボン501は、約1mm~約10mm、約1mm~約7mm、約2mm~約7mm、約2mm~約5mm、約5mm~約10mm、約5mm~約7mm、約7mm~約10mmの範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲の最小曲げ半径を含みうる。
図4に示されるように、中心部分541は、リボン501の長さ105の方向106に幅432を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分521と第2の部分523との間に画成されたリボン501の中心部分541の幅432は、最小曲げ半径の約3倍以上でありうる。理論に縛られることは望まないが、平行なプレート間の円形構成の曲げ部分の長さは、対応する最小曲げ半径の約3倍でありうる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、実質的に、その最小曲げ半径におけるリボンの曲げ長さと実質的に等しいかそれより大きくなりうる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、約3mm以上、約6mm以上、約9mm以上、約55mm以下、約40mm以下、又は約30mm以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、約3mm~約55mm、約3mm~約40mm、約6mm~約40mm、約6mm~約30mm、約9mm~約30mmの範囲、若しくはそれらの間の部分範囲の任意の範囲でありうる。
幾つかの実施形態では、第1の部分521と第2の部分523との間に画成されたリボン501の中心部分541の幅432は、最小曲げ半径の約5倍以上でありうる。理論に縛られることは望まないが、平行なプレート間の楕円形構成の曲げ部分の長さは、最小曲げ半径に対応する平行プレート距離1111の約2.2倍でありうる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、実質的に、その最小曲げ半径におけるリボンの曲げ長さと実質的に等しいかそれより大きくなりうる。理論に縛られることは望まないが、中心部分の圧縮応力領域は、引張曲げによって誘発される応力を、リボンの強化されていない(例えば、応力がない)部分より良好に打ち消すことができることから、実質的に曲げ領域と実質的に等しいかそれよりも大きい中心部分541の幅432を提供することにより、損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)の発生を低減することができる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、約5mm以上、約10mm以上、約20mm以上、約55mm以下、約40mm以下、又は約30mm以下でありうる。幾つかの実施形態では、リボン501の中心部分541の幅432は、約5mm~約55mm、約5mm~約40mm、約5mm~約30mm、約10mm~約55mm、約10mm~約40mm、約10mm~約30mm、約20mm~約55mm、約20mm~約40mm、約20mm~約30mmの範囲、若しくはそれらの間の部分範囲の任意の範囲でありうる。
図6~7に示されるように、リボン501は、折り畳み可能な装置601又は701に組み込むことができる。幾つかの実施形態では、図6~7に示されるように、接着剤207をリボン501の上に配置することができる。さらなる実施形態では、接着剤207の第1の接触面209は、リボン501の第1の主面403と直接接触(例えば、接着)させることができる。さらなる実施形態では、接着剤207は、上で論じた材料の1つ以上及び/又は上で論じた接着剤厚さを含みうる。さらなる実施形態では、図6に示されるように、折り畳み可能な装置601は、接着剤207の第2の接触面211の上に配置された剥離ライナ213を含みうる。さらなる実施形態では、図7に示されるように、折り畳み可能な装置701は、接着剤207の第2の接触面211の上に配置されたディスプレイデバイス303を含みうる。さらなる実施形態では、剥離ライナ213及び/又はディスプレイデバイス303は、上で論じた特性を含みうる。
本開示の実施形態による折り畳み可能な装置を製造する方法の実施形態は、図30のフローチャート及び図8~14に示される例となる方法工程を参照して説明される。
これより、図1~6に示される折り畳み可能な装置を製造する方法101、301、及び601の例となる実施形態を、図16~19及び図27~29並びに図30のフローチャートを参照して説明する。本開示の方法の第1の工程3001では、図16に示されるように、折り畳み可能な基板1601(例えば、ガラスをベースとした折り畳み可能な基板及び/又はセラミックをベースとした折り畳み可能な基板)を提供することから始める。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板1601は、折り畳み可能な基板を購入又は他の方法で入手することによって、若しくは折り畳み可能な基板を形成することによって提供することができる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板は、さまざまなリボン成形プロセス、例えば、スロットドロー、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、アップドロー、プレスロール、リドロー、又はフロートでそれらを成形することによって提供されうる。折り畳み可能な基板1601は、第1の平面1604に沿って延在しうる第1の主面1603を含みうる。第1の主面1603は、第2の主面1605とは反対側に存在しうる。
工程3001の後、図30に示されるように、該方法は、任意選択的に、折り畳み可能な基板1601の第1の主面1603に凹部1634を形成することを含む工程3003へと進めることができる。図16に示されるように、凹部1634は、エッチング、レーザアブレーション、又は第1の主面1603を機械的に加工することによって形成することができる。例えば、第1の主面1603は、折り畳み可能な基板に非常に正確なパターンを生成するために、ダイヤモンド刻印によって機械的に加工されうる。図16に示されるように、ダイヤモンド刻印を使用して、折り畳み可能な基板1601の第1の主面1603に凹部1634を生成することができ、ここで、ダイヤモンドチッププローブ1639は、コンピュータ数値制御(CNC)工作機械1637を使用して制御することができる。ダイヤモンド以外の材料をCNC工作機械での刻印に使用することができる。さらには、凹部を形成する他の方法には、リソグラフィ、エッチング、及びレーザアブレーションが含まれる。第1の主面1603に凹部1634を形成することにより、折り畳み可能な基板1601の第1の部分1621と第2の部分1623との間に中心部分1625を設けることができる。中心部分1625は、第1の中心表面エリア1633を含むことができ、ここで、凹部1634は、第1の中心表面エリア1633と、第1の主面1603がそれに沿って延在する第1の平面1604との間に画成されうる。中心部分1625はまた、第1の部分1621を中心主面1635に付着させる第1の遷移部分1627、及び第2の部分1623を中心主面1635に付着させる第2の遷移部分1629も含みうる。幾つかの実施形態では、第1の遷移部分1627の厚さは、中心主面1635から第1の部分1621まで連続的に増加させることができる。さらなる実施形態では、第2の遷移部分1629の厚さは、中心主面1635から第2の部分1623まで連続的に増加させることができる。図16に示されるように、幾つかの実施形態では、第1の中心表面エリア1633は、示されるように、平面でありうるが、さらなる実施形態では非平面構成が提供されうる、中心部分1625の中心主面1635を含みうる。さらには、中心主面1635は、図16に示されるように、第1の平面1604及び/又は第2の主面1605に対して平面でありうる。
工程3003の後、図30にさらに示されるように、該方法は、任意選択的に、図17に示されるように折り畳み可能な基板1601の厚さを薄くすることを含む工程3005へと進めることができる。幾つかの実施形態では、図示してはいないが、折り畳み可能な基板1601の厚さは、機械的に加工(例えば、研削)することによって薄くすることができる。さらなる実施形態では、図17に示されるように、折り畳み可能な基板1601の厚さは、化学的エッチングを使用して薄くすることができる。幾つかの実施形態では、示されるように、化学的エッチングは、折り畳み可能な基板1601をエッチング浴1701内に含まれるエッチング溶液1703と接触させることを含みうる。さらなる実施形態では、エッチング溶液1703は、1つ以上の鉱酸(例えば、HCl、HF、HSO、HNO)を含みうる。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板1601の厚さは、折り畳み可能な基板1601の第1の主面1603から層を除去して、図1~3に示される第1の主面203を含みうる新しい第1の主面を露出させることによって、薄くすることができる。加えて又は代替的に、折り畳み可能な基板1601の厚さは、折り畳み可能な基板1601の第2の主面1605から層を除去して、図1~3に示される第2の主面205を含みうる新しい第2の主面を露出させることによって、薄くすることができる。
幾つかの実施形態では、第1の主面1603から層を除去することは、凹部1634の形成中に生成された表面欠陥を除去するのに有益でありうる。例えば、第1の主面1603を機械的に加工して(例えば、ダイヤモンドチッププローブを用いて)凹部1634を生成することにより、亀裂、又は折り畳み可能な基板1601の壊滅的な故障が折り畳み時に起こる可能性があるという弱点を提示しうる他の欠陥が生成される可能性がある。したがって、第1の主面1603から層を除去することにより、凹部1634の形成中に層に生成された表面の欠陥を除去することができ、表面欠陥の少ない新しい第1の主面203を提示することができる。表面に存在する欠陥が少ないため、折り畳み可能な基板を故障させることなく、曲げ半径を縮小することができる。さらには、折り畳み可能な基板の幾つかの処理は、折り畳み可能な基板の第1及び第2の主面において、折り畳み可能な基板の中心部分とは異なる材料特性を提示する可能性がある。例えば、ダウンドロープロセス中、ガラスをベースとした基板の主面におけるガラスをベースとした基板の特性は、ガラスをベースとした基板の中心部分とは異なっている可能性がある。したがって、第1の部分1621及び第2の部分1623において第1の主面1603から層を除去することにより、これらの部分の新しい第1の主面203は、第1の中心表面エリア1633を形成するガラスをベースとした材料と同じ特性を有することができ、折り畳み可能な基板の長さ全体にわたって一貫した光学特性を提供することができる。
幾つかの実施形態では、第2の主面1605(例えば、第2の主面全体1605)は、第2の主面1605がエッチングされないように任意選択的なマスク1705で覆うことができ、上記図1~3に関して論じられた第2の主面205として第2の主面1605を設けることができる。第2の主面1605のエッチングを防止することは、幾つかの処理技法(例えば、アップドロー又はダウンドロー)で存在しうる第2の主面1605のプリスチンな性質を保存するために有益でありうる。プリスチンな表面を維持することは、折り畳み可能な装置のユーザが観察及び/又は触れることができる折り畳み可能な装置の最外面を形成しうる第2の主面1605について、特に滑らかな表面を提示しうる。あるいは、上で論じた折り畳み可能な基板の長さ全体にわたってより一貫した光学特性を有する中心層を露出させるために、例えば、スキン層を除去するなど、第2の主面1605から層を除去することにより、折り畳み可能な基板1601の厚さを薄くすることができる。したがって、幾つかの実施形態では、第2の主面1605から層が除去されて、図1~3に示される第2の主面205を含みうる新しい第2の主面を露出させることができる。
幾つかの実施形態では、第1の主面1603から層が除去されて、図1~3に示される第1の主面203を含みうる新しい第1の主面を露出し、第2の主面1605から層が除去されて、図1~3に示される第2の主面205を含みうる新しい第2の主面を露出させることができる。第1及び第2の主面の両方から層を除去することにより、折り畳み可能な基板の下にある内部部分よりも一貫性のない光学特性を有する可能性がある折り畳み可能な基板の外層を除去することができる。したがって、折り畳み可能な基板の長さ及び幅全体にわたる全体の厚さは、より一貫した光学特性を有することができ、折り畳み可能な基板全体にわたってほとんど又は全く歪みのない、一貫した光学性能を提供することができる。
図17に示されるように、工程3005は、図1~3に示される折り畳み可能な基板201を生成することができ、ここで、図16の折り畳み可能な基板1601の凹部1634が折り畳み可能な基板201の凹部234へと発展する。さらには、折り畳み可能な基板1601の中心部分1625は、前述の中心主面235、第1の遷移部分227、及び第2の遷移部分229を含みうる、図1~3の中心部分225へと発展させることができる。さらにまた、折り畳み可能な基板1601の第1の部分1621及び第2の部分1623は、前述の折り畳み可能な基板201の対応する第1の部分221及び第2の部分223へと発展させることができる。
工程3005の後、図17にさらに示されるように、該方法は、図18に示される折り畳み可能な基板201を化学的に強化することを含む工程3007へと進めることができる。イオン交換によって折り畳み可能な基板201を化学的に強化する工程は、折り畳み可能な基板201の表面のある深さ内の第1のカチオンが、第1のカチオンより大きい半径を有する塩溶液1803内の第2のカチオンと交換される場合に、行われうる。例えば、折り畳み可能な基板201の表面のその深さ内のリチウムカチオンは、塩溶液1803内のナトリウムカチオン又はカリウムカチオンと交換されうる。したがって、リチウムカチオンは塩溶液1803内の交換されるナトリウムカチオン又はカリウムカチオンの半径よりも小さい半径を有することから、折り畳み可能な基板の表面は圧縮状態に置かれ、それによって、イオン交換プロセスによって化学的に強化される。折り畳み可能な基板201を化学的に強化する工程は、リチウムカチオン及び/又はナトリウムカチオンを含む折り畳み可能な基板201の少なくとも一部を、硝酸カリウム、リン酸カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、及び/又は硝酸ナトリウムを含む塩溶液1803を含む塩浴1801と接触させ、それによって、リチウムカチオン及び/又はナトリウムカチオンが折り畳み可能な基板201から塩浴1801内に含まれる塩溶液1803へと拡散することを含みうる。幾つかの実施形態では、塩溶液1803の温度は、約300℃以上、約360℃以上、約400℃以上、約500℃以下、約460℃以下、又は約400℃以下でありうる。幾つかの実施形態では、塩溶液1803の温度は、約300℃~約500℃、約360℃~約500℃、約400℃~約500℃、約300℃~約460℃、約360℃~約460℃、約400℃~約460℃、約300℃~約400℃、約360℃~約400℃の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲でありうる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201は、約15分以上、約1時間以上、約3時間以上、約48時間以下、約24時間以下、又は約8時間以下の間、塩溶液1803と接触させることができる。幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201は、約15分~約48時間、約1時間~約48時間、約3時間~約48時間、約15分~約24時間、約1時間~約24時間、約3時間~約48時間、約3時間~約24時間、約3時間~約8時間の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲の時間、塩溶液1803と接触させることができる。
折り畳み可能な基板201を化学的に強化する工程は、折り畳み可能な基板201の第1の中心表面エリア233を化学的に強化すること、第1の主面203の第1の部分221の第1の表面エリア237を化学的に強化すること、第1の主面203の第2の部分223の第3の表面エリア239及び第2の主面205を化学的に強化することを含みうる。幾つかの実施形態では、化学的に強化する工程は、第1の部分221を第1の主面203の第1の表面エリア237から第1の深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化すること、第2の部分223を第1の主面203の第3の表面エリア239から第4の深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化すること、及び中心部分225を第1の中心表面エリア233から第1の中心深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化することを含む。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板201の第2の主面205を化学的に強化する工程は、第2の主面205の第1の部分221の第2の表面エリア247を化学的に強化すること、第2の主面205の第2の部分223の第4の表面エリア249を化学的に強化すること、及び第2の主面205の中心部分225の第2の中心表面エリア245を化学的に強化すること含みうる。幾つかの実施形態では、第2の主面205を化学的に強化する工程は、第2の主面205の第2の表面エリア247から第1の部分221を第2の深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化すること、第2の部分223を第2の主面205の第4の表面エリア249から第4の深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化すること、及び中心部分225を第2の主面205の第2の中心表面エリア245から第2の中心深さ(例えば、圧縮深さ)まで化学的に強化することを含みうる。
工程3007の後、図30にさらに示されるように、該方法は、任意選択的に、図19に示される折り畳み可能な基板を化学的にエッチングすることを含む工程3009へと進めることができる。工程3003及び図17に関して上述したように、エッチングは、折り畳み可能な基板201をエッチング浴1901に含まれるエッチング溶液1903と接触させることを含みうる。エッチング溶液1903は、エッチング溶液1703に関して上で論じたいずれかの化合物を含みうる。幾つかの実施形態では、第1の主面203及び第1の中心表面エリア233がエッチングされる。幾つかの実施形態では、第2の主面205がエッチングされる。さらなる実施形態では、第1の主面203、第1の中心表面エリア1633、及び第2の主面205がエッチングされる。化学的エッチングの工程3009は、実行した場合に、折り畳み可能な基板201を化学的に強化する工程3007から残されうる表面の欠陥を除去するように設計することができる。実際、化学的に強化する工程3007は、折り畳み可能な基板の強度及び/又は光学的品質に影響を及ぼしうる表面の欠陥をもたらす可能性がある。工程3009の間にエッチングすることにより、化学的に強化する工程3007の間に生成された表面の欠陥を取り除くことができる。工程3009の間のこのようなエッチングは、層を5~10ナノメートル未満で除去するように設計することができ、それにより、化学的に強化する工程3007中に達成される折り畳み可能な基板の厚さ又は表面圧縮を実質的に変化させない。
工程3009の後、図27~29に示されるように、本開示の方法は、接着剤207を施して、第1の主面203の第1の表面エリア237、第1の主面203の第3の表面エリア239、及び中心部分225の第1の中心表面エリア233を、凹部234を満たす接着剤207と接触させることを含む、工程3011へと進めることができる。幾つかの実施形態では、図示されてはいないが、例えば、電子デバイス及び/又は機械デバイスのための余地を残すために、凹部は完全には満たされていなくてもよい。
幾つかの実施形態では、図27に示されるように、接着剤の1つ以上の層2701は、凹部234に堆積されて、凹部234を満たすことができる。接着剤207の第1の接触面2705の中心部分は、中心部分225の第1の中心表面エリア233に接触することができる。加えて、図12に示されるように、接着剤207の第2の層2703は、折り畳み可能な基板201上に配置することができる。第2の層2703の第1の表面エリアは第1の主面203の第1の表面エリア237に接触させることができ、第2の層2703の第2の表面エリアは第1の主面203の第3の表面エリア239に接触させることができる。さらには、第2の層2703の第3の表面エリアは、凹部234を満たす1つ以上の層2701の外面に接触して、それらの間に一体化した界面を提供することができる。1つ以上の層2701及び第2の層2703は、幾つかの実施形態では、実質的に同じ屈折率を含むことができることから、1つ以上の層2701と第2の層2703との間の一体化した界面に起因して、光がシート間を移動するときに光回折を回避することができる。実質的に同じ屈折率を有する1つ以上の層2701と第2の層2703とを提供することにより、そうでなければ1つ以上の層2701と第2の層2703との間の界面の近くの折り畳み可能な装置に存在しうる光学的不連続性を回避することができる。したがって、接着剤207の第1の接触面2705は、第1の主面203の第1の表面エリア237及び第1の主面203の第3の表面エリア239にも接触しつつ、第1の中心表面エリア233に接触することができる。さらなる実施形態では、図27に示されるように、接着剤の第2の層2703は、平面であってよく、かつ、幾つかの実施形態では、第1の表面エリア237及び/又は第3の表面エリア239と平行でありうる、第2の接触面2707を含みうる。他の実施形態では、接着剤の層全体を、液体材料の塗布(当技術分野で知られているいずれかの適切な方法による)と、それに続く任意選択的な硬化によって形成することができる。
幾つかの実施形態では、図28~29に示されるように、接着性液体2803は、凹部234に堆積されうる。さらなる実施形態では、導管(例えば、フレキシブルチューブ、マイクロピペット、又はシリンジ)を使用して、接着性液体2803を凹部234に堆積させることができる。さらなる実施形態では、図28に示されるように、接着性液体2803は、該接着性液体2803を容器2801から凹部234に注ぐことによって、凹部234に堆積させることができる。幾つかの実施形態では、接着性液体2803を凹部234堆積させることにより、少なくとも部分的に(例えば、実質的に完全に)凹部234を満たすことができる。幾つかの実施形態では、接着性液体2803は、接着剤前駆体及び溶媒を含みうる。幾つかの実施形態では、接着剤前駆体は、モノマー、促進剤、硬化剤、エポキシ、及び/又はアクリレートのうちの1つ以上を含みうるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、接着剤前駆体のための溶媒は、極性溶媒(例えば、水、アルコール、酢酸塩、アセトン、ギ酸、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキソン、ニトロメタン、炭酸プロピレン、ポリ(エーテルエーテルケトン))、及び/又は非極性溶媒(例えば、ペンタン、1,4-ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン)を含みうる。接着性液体2803を硬化させて、図29に示されるように、接着剤207の第1の層2701を形成することができる。さらなる実施形態では、接着性液体2803を硬化させる工程は、接着性液体2803を加熱することを含みうる。さらなる実施形態では、接着性液体2803を硬化させる工程は、紫外線(UV)放射を用いて接着性液体2803に照射することを含みうる。
図29に示されるように、接着剤207の第2の層2703は、折り畳み可能な基板201及び第1の層2701上に配置することができる。幾つかの実施形態では、第2の層2703の第1の表面エリアは、第1の主面203の第1の表面エリア237に接触させることができ、第2の層2703の第2の表面エリアは、第1の主面203の第3の表面エリア239に接触させることができる。さらには、第2の層2703の第3の表面エリアは、第1の層2701の外面と接触して、それらの間に一体化した界面を提供することができる。第1の層2701及び第2の層2703は、幾つかの実施形態では、実質的に同じ屈折率を含むことができることから、第1の層2701と第2の層2703との間の一体化した界面に起因して、光がシート間を移動するときに光回折を回避することができる。第1の層2701及び第2の層2703に実質的に同じ屈折率を提供することにより、そうでなければ第1の層2701と第2の層2703との間の界面の近くの折り畳み可能な装置に存在しうる、光学的不連続性を回避することができる。したがって、接着剤207の第1の接触面209(例えば、第2の層2703の第1の接触面2705)は、第1の主面203の第1の表面エリア237及び第1の主面203の第3の表面エリア239にも接触しつつ、第1の中心表面エリア233に接触することができる。さらなる実施形態では、図29に示されるように、接着剤の第2の層2703は、平面であってよく、かつ、幾つかの実施形態では、第1の表面エリア237及び/又は第3の表面エリア239と平行でありうる、第2の接触面2707を含みうる。
幾つかの実施形態では、剥離ライナ(例えば、図2の剥離ライナ213を参照)又はディスプレイデバイス(例えば、図3のディスプレイデバイス303を参照)は、接着剤207の第2の接触面(例えば、2707)上に配置することができる。図30のフローチャートの終了3013において、折り畳み可能な装置が完成している。
幾つかの実施形態では、折り畳み可能な装置を製造する方法は、上に開示された順序で上に開示された工程を含むことができる(例えば、3001、3003、3005、3007、3009、3011、3013)。幾つかの実施形態では、図30に示されるように、矢印3002、3004、及び3006を順に追うことができ、ここで、提供された折り畳み可能な基板201(工程3001)は、折り畳み可能な基板201の厚さを低減するためにエッチングされた(工程3005)後に、凹部1634が折り畳み可能な基板201の第1の主面203に形成され(工程3003)、折り畳み可能な基板201が化学的に強化される(例えば、イオン交換、工程3007)。幾つかの実施形態では、矢印3006に続き、例えば提供された折り畳み可能な基板201が基板厚さ222と実質的に等しい厚さを含む場合には、折り畳み可能な基板201をエッチングして折り畳み可能な基板の厚さを薄くする工程をスキップすることができる。幾つかの実施形態では、矢印3008に続き、折り畳み可能な基板201を化学的に強化した後に折り畳み可能な基板201をエッチングする工程をスキップすることができる。幾つかの実施形態では、該方法は、購入又は他の方法で凹部234を備えた折り畳み可能な基板201を入手する工程、その後、折り畳み可能な基板201を化学的に強化することを含む工程3007から先に進む工程を含みうる。上記選択肢のいずれかを組み合わせて、本開示の実施形態による折り畳み可能な装置を製造することができる。
本開示の実施形態によるリボンを処理する方法の実施形態は、図20~26に示される、例となる方法工程を参照して論じられる。幾つかの実施形態では、リボンは、リボン(例えば、ガラスをベースとしたリボン、セラミックをベースとしたリボン)を購入することによって提供することができる。幾つかの実施形態では、リボンは、例えば、スロットドロー、ダウンドロー、フュージョンダウンドロー、アップドロー、又はフロートなどのさまざまなリボン成形プロセスを用いて成形することによって提供することができる。幾つかの実施形態では、リボンは、図1及び図4~5に関して上で論じた、第1の主面、第2の主面、長さ、幅、及び/又はリボン厚を含みうる。リボンを処理する2つの例となる方法を以下に説明する。第1の例となる方法は、リボンをナトリウム及び/又はカリウムを含む浴に浸漬する工程を含む。第2の例となる方法は、リボンを加熱する前に第1の主面及び第2の主面の中心部分に塩溶液を配置する工程を含む。
リボンを処理する方法は、図20に示されるように、リボンの第1の部分をマスキングする工程、及びリボンの第2の部分をマスキングする工程を含みうる。第1のマスク2003をリボン501の第1の部分521上に配置して、第1のマスキングされた部分を生成することができる。第1のマスキングされた部分は、第1の主面403の第1の表面エリア537と第2の主面405の第2の表面エリア527とを含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、第1のマスキングされた部分は、リボン501の第3のエッジ415を含みうる。幾つかの実施形態では、第1のマスキングされた部分は、第1のエッジの第1のエッジ部分及び/又は第2のエッジの第1のエッジ部分を含みうる。第2のマスク2001をリボン501の第2の部分523上に配置して、第2のマスキングされた部分を生成することができる。第2のマスキングされた部分は、第1の主面403の第3の表面エリア539と第2の主面405の第4の表面エリア529とを含みうる。幾つかの実施形態では、示されるように、第2のマスキングされた部分は、リボンの第4のエッジ417を含みうる。幾つかの実施形態では、第2のマスキングされた部分は、第1のエッジの第2のエッジ部分及び/又は第2のエッジの第2のエッジ部分を含みうる。
幾つかの実施形態では、第1のマスク及び/又は第2のマスクは、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化マグネシウム、及びジルコニアのうちの1つ以上を含みうる。さらなる実施形態では、第1のマスク及び/又は第2のマスクは、マスクの材料を通るイオンの浸透(例えば、拡散)を阻害(例えば、防止)することができる。さらなる実施形態では、第1の部分をマスキングする工程及び第2の部分をマスキングする工程は、それぞれ、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸化マグネシウム、及びジルコニアのうちの1つ以上を配置することを含みうる。第1のマスク及び/又は第2のマスクは、コーティング技法、例えば、物理的気相堆積(PVD)、化学気相堆積(CVD)、プラズマ化学気相堆積(PECVD)、及び原子層堆積(ALD)を使用して配置することができる。PVD技法は、スパッタ技法、イオン支援電子ビーム(IAD~EB)、熱蒸着、イオンビーム、及び/又はレーザアブレーションを含みうる。第1のマスクは、機械的研磨(例えば、研削)及び/又は化学的エッチングを使用して除去することができる。化学的エッチングは、第1のマスク及び/又は第2のマスクを1つ以上の鉱酸(例えば、HCl、HF、HSO、HNO)と接触させることを含みうる。幾つかの実施形態では、第1のマスク及び/又は第2のマスクは、テープ又はポリマーを含みうる。さらなる実施形態では、第1のマスク及び/又は第2のマスクは、容易に除去することができる。
リボンを処理する方法は、第1のマスク2003が第1の部分521上に配置され、第2のマスク2001が第2の部分523上に配置された後に、第1の主面403の中心部分541と第2の主面405の中心部分541とを化学的に強化する工程を含みうる。リボン(例えば、ガラスをベースとしたリボン、セラミックをベースとしたリボン)を化学的に強化する工程は、ガラスをベースとしたリボンの外面のある深さ内にある第1のカチオンが該第1のカチオンより大きい半径を有する第2のカチオンと交換される、イオン交換によるものでありうる。例えば、ガラスをベースとしたリボンの表面のその深さ内のリチウムカチオンを、ナトリウムカチオン又はカリウムカチオンと交換することができる。したがって、リチウムカチオンが、交換されたナトリウムカチオン又はカリウムカチオンの半径よりも小さい半径を有することから、ガラスをベースとしたリボンの表面は圧縮状態に置かれ、それによって、イオン交換プロセスによって化学的に強化される。
リボンの中心部分を化学的に強化することにより、リボンの第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域を実現することができる。リボンの中心部分を化学的に強化することにより、リボンの第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域を実現することができる。上で論じたように、中心部分は、中心部分の幅について上で論じた範囲内の幅を含みうる。上で論じたように、中心部分は、第1の部分と第2の部分との間に配置されうる。第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さは、第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さについて上述した範囲内でありうる。第1の中心圧縮応力領域は最大圧縮応力を含むことができ、及び/又は、第2の中心圧縮応力領域は、リボンの第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力について上述した範囲内でありうる最大圧縮応力を実現することができる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力と実質的に等しくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力より小さくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力より大きくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域は、第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域に関して上で論じたように、ナトリウム及び/又はカリウムが豊富でありうる。
リボンを処理する第1の例となる方法では、図20~21に示されるように、リボンが化学的に強化される前に、第1のマスク2003が第1の部分上に配置され、第2のマスク2001が第2の部分523上に配置される。リボンを化学的に強化する工程は、リボンを塩浴1801内に含まれる塩溶液1803に浸漬することを含みうる。幾つかの実施形態では、塩溶液1803は、折り畳み可能な基板(例えば、リボン)を塩溶液1803と接触させることができる組成、温度、及び/又は時間に関して図18を参照して上で論じた塩浴と同様又は同一でありうる。リボンを塩溶液1803に浸漬した後、図21に示されるように、リボンは、マスクされ、したがって化学強化されていない第1の部分521と第2の部分523との間に化学的に強化された中心部分541を含みうる。第1の例となる方法は、第1のマスク2003及び第2のマスク2001を除去することによって第1の部分521及び第2の部分523のそれぞれを非マスク化して、図4~7及び図10~11に示されるリボン501を提供することをさらに含みうる。
リボンを処理する第2の例となる方法では、図20に示されるように、リボン501が化学的に強化される前に、第1のマスク2003が第1の部分521上に配置され、第2のマスク2001が第2の部分523上に配置される。図23に示されるように、リボン501を化学的に強化する工程は、供給源2301から第1の主面403における中心部分541に塩溶液2303を配置することを含みうる。塩溶液2303を硬化させて、第1の塩堆積物2401を生成することができる。加えて、リボン501を化学的に強化する工程は、供給源2301から第2の主面405における中心部分に塩溶液を配置することを含みうる。第2の主面405の中心部分の塩溶液2303を硬化させて、第1の塩堆積物2401とは反対側に位置する第2の塩堆積物2403を生成することができる。幾つかの実施形態では、供給源2301は、導管(例えば、フレキシブルチューブ、マイクロピペット、又はシリンジ)、スプレーノズル、又は容器(例えば、ビーカー)を含みうる。
塩溶液2303は、有機結合剤又は溶媒を含みうる。有機結合剤は、セルロース、セルロース誘導体、疎水性修飾エチレンオキシドウレタン修飾剤(HUER)、及びエチレンアクリル酸のうちの1つ以上を含みうる。セルロース誘導体の例には、エチルセルロース、メチルセルロース、及びAQUAZOL(ポリ2エチル-2オキサジン)が含まれる。溶媒は、極性溶媒(例えば、水、アルコール、酢酸塩、アセトン、ギ酸、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキソン、ニトロメタン、炭酸プロピレン、ポリ(エーテルエーテルケトン))、及び/又は非極性溶媒(例えば、ペンタン、1,4-ジオキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン)を含みうる。幾つかの実施形態では、塩溶液を硬化させて、溶媒及び/又は有機結合剤を除去することによって第1の塩堆積物2401及び/又は第2の塩堆積物2403を形成することができる。さらなる実施形態では、溶媒及び/又は有機結合剤は、塩溶液2303を室温(約20℃~約30℃)で8時間以上乾燥させることによって除去することができる。さらなる実施形態では、溶媒及び/又は有機結合剤は、塩溶液2303を、約100℃~約140℃又は約100℃~約120℃の範囲の温度で、約8分~約30分、又は約8分~約20分、又は約8分~約15分の範囲の時間、乾燥させることによって除去することができる。幾つかの実施形態では、塩溶液2303は、硝酸カリウム、リン酸カリウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、及び/又は硝酸ナトリウムのうちの1つ以上を含みうる。さらなる実施形態では、塩溶液は、硝酸カリウム及びリン酸カリウムを含みうる。
リボンを処理する第2の例となる方法では、第1の部分521及び第2の部分523は、第1のマスク2003及び第2のマスク2001を除去し、図24に示されるように、リボン501の中心部分541の対向する表面(例えば、第1の主面403、第2の主面405)に第1の塩堆積物2401及び第2の塩堆積物2403を残すことによって、非マスク化することができる。リボン501を加熱して図25に示される第1の中心圧縮応力領域及び/又は第2の中心圧縮応力領域を生成する前に、第1の部分521及び第2の部分523は非マスク化されてもよい。他の実施形態では、マスクは、加熱中、そのまま残しておいてもよい。
幾つかの実施形態では、図25に示されるように、リボン501はオーブン2501内に置くことができる。幾つかの実施形態では、リボン501は、約300℃以上、約360℃以上、約400℃以上、約500℃以下、約460℃以下、又は約400℃以下の温度で加熱することができる。幾つかの実施形態では、リボン501は、約300℃~約500℃、約360℃~約500℃、約400℃~約500℃、約300℃~約460℃、約360℃~約460℃、約400℃~約460℃、約300℃~約400℃、約360℃~約400℃の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲の温度で加熱することができる。幾つかの実施形態では、リボン501は、約15分以上、約1時間以上、約3時間以上、約48時間以下、約24時間以下、又は約8時間以下の間、加熱することができる。幾つかの実施形態では、リボン501の一部は、約15分~約48時間、約1時間~約48時間、約3時間~約48時間、約15分~約24時間、約1時間~約24時間、約3時間~約48時間、約3時間~約24時間、約3時間~約8時間の範囲、若しくはそれらの間の任意の範囲又は部分範囲の時間、加熱することができる。
リボンが加熱された後に、図26に示されるように、リボンは、第1の部分521と第2の部分523との間に化学的に強化された中心部分541を含みうる。第2の例となる方法は、第1の塩堆積物2401及び第2の塩堆積物2403を除去する工程をさらに含みうる。幾つかの実施形態では、図26に示されるように、第1の塩堆積物2401及び第2の塩堆積物2403を除去する工程は、表面(例えば、第1の主面403、第2の主面405)を横切る方向2603にツール2601を掃引することを含みうる。さらなる実施形態では、ツールを使用することは、掻き取り、研削、押し込みなどを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の塩堆積物2401及び第2の塩堆積物2403は、表面(例えば、第1の主面403、第2の主面405)を溶媒で洗浄することによって除去することができる。
以下の実施例によって、さまざまな実施形態がさらに明らかになるであろう。実施例A~Jはすべて、ガラスをベースとした材料を含む基板又はリボンを含む(次のモル%単位での公称組成を有する組成1:63.6のSiO;15.7のAl;10.8のNaO;6.2のLiO;1.16のZnO;0.04のSnO;及び、2.5のP)。実施例A~Eを、第1の主面、中心表面エリア、及び第2の主面について、第1の部分、第2の部分、及び中心部分を表1及び2に記載される圧縮深さまでイオン交換することによって調製した。実施例A~Eの第1の部分における最大圧縮応力及び最大引張応力が表1に報告されている。実施例A~Eの中心部分における最大圧縮応力及び最大引張応力が表2に報告されている。より低い有効最小曲げ半径の値は、折り畳み性の向上に関連している。より高いペン落下高さは、耐衝撃性の向上に関連している。ペン落下試験の実験結果は、実施例A~Eの基板厚さを含む領域で実施されたものである。実施例A~Eの機械的特性が表3に報告されている。表4は、実施例F~Gの異なるリボン厚で得られた最小曲げ半径を示している。
実施例Aは、ガラスをベースとした基板の長さ及び幅にわたり、25μmの均一な厚さを含んでいた。実施例Aは、均一な6μmの圧縮深さ及び354MPaの関連最大引張応力を達成するように化学的に強化されたものである。実施例Aは、1.2mmの有効最小曲げ半径及び15cmのペン落下高さを示した。
実施例Bは、実施例Aと同じ組成のガラスをベースとした基板の長さ及び幅にわたり、50μmの均一な厚さを含んでいた。実施例Bは、均一な9.7μmの圧縮深さ及び235MPaの関連最大引張応力を達成するように化学的に強化されたものである。実施例Bは、2.5mmの有効最小曲げ半径及び10cmのペン落下高さを示した。
実施例Cは、実施例Aと同じ組成のガラスをベースとした基板の長さ及び幅にわたり、125μmの均一な厚さを含んでいた。実施例Cは、均一な21.2μmの圧縮深さ及び226MPaの関連最大引張応力を達成するように化学的に強化されたものである。実施例Cは、6.2mmの有効最小曲げ半径及び25cmのペン落下高さを示した。
実施例Dは、本開示の実施形態に従って作製された実施例Aと同じ組成のガラスをベースとした基板を含んでいた。第1の部分及び第2の部分は150μmの基板厚さを含んでおり、一方、中心部分は30μmの中心厚さを含んでいる。実施例Dは、第1の部分における37MPaの最大引張応力及び中心部分における223MPaの最大引張応力に対応する、均一な5.5μmの圧縮深さを得るように化学的に強化されたものである。実施例Dは、1.7mmの有効最小曲げ半径及び80cmのペン落下高さを示した。
実施例Eは、本開示の実施形態に従って作製されたガラスをベースとした基板を含んでいた。第1の部分及び第2の部分は150μmの基板厚さを含んでおり、一方、中心部分は50μmの中心厚さを含んでいる。実施例Eは、均一な9.7μmの圧縮深さを得るように化学的に強化されたものである。実施例Eは、2.5mmの有効最小曲げ半径及び80cmのペン落下高さを示した。
Figure 2022546476000002
Figure 2022546476000003
Figure 2022546476000004
実施例A~Cはすべて、第1の部分の最大引張応力が約200MPa以上、すなわち、それぞれ、354MPa、235MPa、及び226MPaを含んでいた。実施例A~Cはすべて、高エネルギー故障モードを有する。対照的に、実施例D~Eは、第1の部分の最大引張応力が約100MPa未満、すなわち、それぞれ、37MPa及び68MPaを含んでいた。実施例D~Eは、低エネルギー故障モードを有する。このように、約100MPa以下の第1の部分及び/又は第2の部分の最大引張応力を提供することは、低エネルギー故障モードと関連付けることができる。
実施例A~Cは、基板厚さの増加が有効最小曲げ半径の増加に関連していることを示している。しかしながら、実施例Dは1.7mmの有効最小曲げ半径を含んでおり、これは、実施例Aに関連する有効最小曲げ半径(25μmの基板厚さで1.2mm)と実施例Bに関連する有効最小曲げ半径(50μmの基板厚さで2.5μm)との間にある。実施例Eは、実施例Bと実質的に同じ有効最小曲げ半径を達成し、実施例Bの基板厚さは実施例Eの中心厚さと実質的に等しい。このように、有効最小曲げ半径は、所定の基板厚さを維持しつつ、ガラスをベースとした基板の中心厚さを薄くすることによって減少させることができる。基板厚さよりも薄い中心厚さを提供することは、均一な厚さを含むガラスをベースとした基板よりも優れた曲げ性能(例えば、より低い有効最小曲げ半径)と関連付けることができる。
上で論じたように、表3に報告されているペン落下高さに基づいた耐衝撃性は、基板厚さを含む領域(例えば、第1の部分)内でのみペンが落下した場合に実施した。したがって、中心部分内の位置(例えば、第1の遷移部分、中心部分、第2の遷移部分)は、表3に報告されているデータには使用しなかった。実施例A~Cは、耐衝撃性についての不均一な傾向を示している。それでもなお、実施例A~Cはすべて、約25cm以下のペン落下高さを有している。対照的に、実施例D~Eは、約80cmのペン落下高さを達成する。これは、基板厚さを含む領域で試験した場合に、中心部分の厚さがガラスをベースとした基板の耐衝撃性に実質的に影響を及ぼさないことを示している。むしろ、一定の中心厚さを維持しつつ、基板厚さを増加させることによって、耐衝撃性の向上を獲得することができる。
実施例Fは、化学的に強化されていないガラスをベースとしたリボンを含む。このように、実施例Fのガラスをベースとしたリボンは、第1の主面の圧縮応力領域も、第2の主面の圧縮応力領域も含まない。表4に示されるように、ガラスをベースとしたリボンは、50μm以上のリボン厚では、10mmの最小曲げ半径を実現することができない。
実施例Gは、約1,200MPaの最大圧縮応力を含む第1の圧縮応力領域と約1,200MPaの最大圧縮応力を含む第2の圧縮応力領域とを含むように、本開示の実施形態によるガラスをベースとしたリボンの中心部分を化学的に強化することを含む。実施例Gの表4に示されるように、調査したすべてのリボン厚は、約1mm~約10mmの範囲(例えば、約1mm~約8mm、約1.2mm~約7.5mm)の最小曲げ半径を示している。実施例Gは、実施例Fで達成可能な最小曲げ半径の約7分の1~約8分の1の最小曲げ半径を達成することができる。例えば、25μmのリボン厚では、実施例Gは1.2mmの最小曲げ半径を達成するが、一方、実施例Fは9.3mmの最小曲げ半径を達成する(実施例Gの最小曲げ半径の7.75倍)。同様に、150μmのリボン厚では、実施例Gは7.5mmの最小曲げ半径を達成するが、一方、実施例Fは56mmの最小曲げ半径を達成する(実施例Gの最小曲げ半径の7.46倍)。このように、圧縮応力領域を含む中心部分を含むガラスをベースとしたリボンを提供することにより、このような圧縮応力領域を有しないガラスをベースとしたリボンと比較して、より小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。
Figure 2022546476000005
実施例Hは、化学的に強化された、ガラスをベースとしたリボンを含んでおり、その結果、ガラスをベースとしたリボンは、第1の主面全体を含む第1の圧縮応力領域と、第2の主面全体を含む第2の圧縮応力領域とを含んでいた。第1の圧縮応力領域は、1,200MPaの最大圧縮応力を含んでいた。第2の圧縮応力領域は、1,200MPaの最大圧縮応力を含んでいた。実施例Hの試料は、50μm又は100μmのいずれかの厚さを含んでいた。
実施例Iは、50μm又は100μmのいずれかの厚さを含む、実施例Gに従って調製された試料を含んでいた。実施例H~Iは、上述したペン落下試験を使用して分析した。100μmの厚さを含む試料では、実施例Hは、実施例Iの故障時のペン落下高さの約30%の故障時のペン落下高さを含んでいた。50μmの厚さを含む試料では、実施例Hは、実施例Iの故障時のペン落下高さの約20%の故障時のペン落下高さを含んでいた。理論に縛られることは望まないが、第1の主面全体及び第2の主面全体を化学的に強化すると、表面欠陥が生成及び/又は増大する可能性があり、また、全体的な表面粗さが増加しうる。実施例H~Iの比較は、中心領域(例えば、曲げ領域)の外側の第1の主面の部分を化学的に強化することは、ペン落下性能(例えば、耐衝撃性、穿刺抵抗性)の低下と関連しうる。このように、化学的に強化されていない(例えば、応力なし、リボン厚の0%~約5%の範囲の層深さを含む、約0.3nm以下の表面粗さを含む)ガラスをベースとしたリボンを提供することにより、耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性が向上するという技術的利点を提供することができる。
実施例Jは、100μmの厚さ、20mmの長さ、並びに7,00MPa又は1,200MPaのいずれかの第1の圧縮応力領域及び第2の圧縮応力領域最大圧縮応力値を含む、実施例Gに従って調製された試料を含んでいた。シミュレーションした面外の反りプロファイルを使用して、最大反りを測定した。700MPaの最大圧縮応力を含む試料では、約0.4μmの最大反りが測定された。1,200MPaの最大圧縮応力を含む試料では、約0.6μmの最大反りが測定されたことが示された。このように、本開示の実施形態によるガラスをベースとしたリボンは、約2mm以下(例えば、約10nm~約2μm、約100nm~約1μm)の最大反りを可能にすることができる。
上記の観察結果を組み合わせて、小さい有効最小曲げ半径、高い耐衝撃性、及び低い破壊エネルギー故障を含む折り畳み可能な基板を備えた折り畳み可能な装置を提供することができる。折り畳み可能な基板及びリボンは、小さい有効最小曲げ半径を提供すると同時に、良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性、並びに低いエネルギー破壊を提供することができる。本開示の装置は、基板厚さをともなって、第1の部分及び第2の部分を含みうる。基板厚さは、良好な耐衝撃性及び穿刺抵抗性を提供するのに十分な厚さ(例えば、約80μm~約2mmの範囲)でありうる。
本開示の装置は、第1の部分を第2の部分につなげる中心部分を含みうる。特に、本開示の実施形態は、第1の中心圧縮応力領域と第2の中心圧縮応力領域との間に配置されうる中心引張応力領域を含む、中心部分を提供することができる。幾つかの実施形態では、中心引張応力領域の最大引張応力は、第1の部分における第1の引張応力領域の最大引張応力及び/又は第2の部分における第2の引張応力領域の最大引張応力より大きくなりうる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、実質的に強化されていなくてもよく(例えば、応力がない、化学的に強化されていない、熱的に強化されていない)、実質的に引張応力領域がないか、又は小さい最大引張応力しか有しない。提供される場合は第1の引張応力領域の第1の最大引張応力より大きい、及び/又は提供される場合は第2の引張応力領域の第2の最大引張応力より大きい中心最大引張応力をもたらすことにより、良好な折り畳み性能を提供しつつ、第1の部分及び/又は第2の部分における衝撃に由来する、低いエネルギー破壊を提供することができる。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、中心部分の厚さが薄くなった結果でありうる(厚いガラス部分よりも所与の最大引張応力に対して少ないエネルギーを蓄える)。幾つかの実施形態では、低いエネルギー破壊は、曲げを被る中心部分から離れて位置する第1の部分及び/又は第2の部分における破壊の結果でありうる(この第1の部分及び/又は第2の部分は、中心部分より低い最大引張応力を含む)。提供される場合は第1の引張応力領域の第1の最大引張応力より大きい、及び/又は提供される場合は第2の引張応力領域の第2の最大引張応力より大きい、中心最大引張応力をもたらすことにより、第1の部分及び/又は第2の部分における良好なペン落下性能によって示されるように、並びに以下に論じられるように、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を提供することができる。
本開示の装置は、第1の部分を第2の部分につなげる中心部分を含みうる。中心部分は、基板厚さより薄い中心厚さを含みうる。中心厚さは、十分に薄くすることができ(例えば、約10μm~約125μmの範囲)、折り畳み可能な装置の曲げ領域に存在することができ、かつ小さい有効最小曲げ半径(例えば、約10mm以下、又は約9mm以下、又は約8mm以下、又は約7mm以下、又は約6mm以下、又は約5mm以下、又は約4mm以下、又は約3mm以下、約2mm以下、約1mm)を提供することができる。図14に示されるペン落下試験の驚くべき結果が示すように、約50μm以下より薄い厚さを含むガラスをベースとした基板は良好なペン落下性能をもたらすことができるが、一方、約50μm~約80μmの範囲の厚さは、不十分なペン落下性能をもたらす。さらには、幾つかの実施形態では、折り畳み可能な基板の圧縮応力領域に関連する実質的に均一な圧縮の深さを提供することにより、不均一なイオン交換のためのマスキング又は他の方法の使用を回避することによって、物品の製造を単純化することができる。
圧縮応力領域(例えば、化学的強化による)は引張曲げによって誘発される力を打ち消すことができることから、第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と第2の圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを含む中心部分とを含む本開示の実施形態によるリボンは、小さい最小曲げ半径(例えば、約10ミリメートル以下)を可能にすることができる。さらには、リボン厚の約10%~約30%の範囲の第1の中心圧縮深さ及び/又は第2の中心圧縮深さを提供することにより、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。同様に、約10%以上の第1の中心層深さ及び/又は第2の中心層深さを含む中心部分は、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。圧縮応力領域、圧縮深さ、及び/又は層深さを有する中心領域の第1のエッジ部分及び/又は中心領域の第2のエッジ部分を提供することにより、曲げによって誘発される応力による損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)を低減することによって、小さい最小曲げ半径をさらに可能にすることができる。幾つかの実施形態では、第2の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力に実質的に等しくなりうる第1の中心圧縮応力領域の最大圧縮応力は、リボンに低い反り(例えば、約2nm以下、約1nm以下)を提供することができる。幾つかの実施形態では、最小曲げ半径の約5倍の幅(例えば、約5mm~約55mmの幅)を含む中心部分を提供することにより、最小曲げ半径又はその近でのリボンの曲げ長さに沿った応力集中及び損傷を低減(例えば、回避)することによって、小さい最小曲げ半径を可能にすることができる。同時に、第1の部分及び/又は第2の部分は、良好な耐衝撃性及び/又は穿刺抵抗性を可能にすることができる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、約0.3ナノメートル以下の第1の主面及び/又は第2の主面における表面粗さを含みうる。第1及び/又は第2の部分における(一又は複数の)表面の滑らかさ(例えば、低い表面粗さ)は、(一又は複数の)表面における欠陥を最小限に抑えることができ、これにより、リボンに対する損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)の発生を低減することができる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、ガラスをベースとしたリボンのリボン厚の0%~約5%の範囲で、第1の主面及び/又は第2の主面からの層深さを含みうる。幾つかの実施形態では、第1の部分及び/又は第2の部分は、第1の主面及び/又は第2の主面に非応力領域を含みうる。第1の部分及び/又は第2の部分の(一又は複数の)表面に有意な化学的強化及び/又は圧縮応力がないことにより、(一又は複数の)表面における欠陥の発生を最小限に抑えることができ、(一又は複数の)表面における欠陥を最小限に抑えることができ、これにより、リボンに対する損傷(例えば、破損及び/又は亀裂)の発生を低減することができる。リボンが光学的に透明な接着剤を含む折り畳み可能な装置の一部である場合、光学的に透明な接着剤の屈折率を、ガラスをベースとしたリボンの屈折率と一致させる(例えば、約0.1以内)ことにより、折り畳み可能な装置における光学的歪みを最小限に抑えることができる。
本明細書で用いられる方向用語(例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部)は、描かれた図を参照してのみ作られており、絶対的な方向を意味することは意図していない。
さまざまな開示される実施形態は、その実施形態に関連して記載される特徴、要素、又は工程を包含しうることが認識されよう。また、特徴、要素、又は工程は、一実施形態に関連して説明されているが、図示されていないさまざまな組合せ又は順列での代替的な実施形態と交換すること又は組み合わせることができることも認識されよう。
本明細書で用いられる場合、用語「the」、「a」、又は「an」は、「少なくとも1つ」を意味し、明示的に反対の指示がない限り、「1つのみ」に限定されるべきではないことが理解されるべきである。例えば、「ある1つの(a)構成要素」への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、そのような構成要素を2つ以上有する実施形態を含む。同様に、「複数」は、「1つより多い」ことを示すことを意図している。
本明細書で用いられる場合、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、及び他の量及び特性が正確ではなく、かつ、正確である必要はなく、許容誤差、変換係数、四捨五入、測定誤差など、並びに当業者に知られている他の要因を反映して、必要に応じて近似及び/又はより大きく又はより小さくてもよいことを意味する。本明細書では、範囲は、「約」1つの特定の値から、及び/又は「約」別の特定の値までとして表現することができる。このような範囲が表現される場合、実施形態は、その1つの特定の値から及び/又は他方の特定の値までを含む。同様に、例えば先行詞「約」の使用によって、値が近似値として表される場合、その特定の値は別の実施形態を形成することが理解されよう。明細書の範囲の数値又は端点が「約」を記載しているかどうかにかかわらず、範囲の数値又は端点は、「約」によって修飾されたものと、修飾されていないものの2つの実施形態を含むことが意図されている。さらには、範囲の各々の端点は、他の端点に関連して及び他の端点とは独立してのいずれにおいても重要であることが理解されよう。
本明細書で用いられる用語「実質的な」、「実質的に」、及びそれらの変形は、記載された特徴が値又は説明に等しいか又はほぼ等しいことを示すことが意図されている。例えば、「実質的に平坦な」表面は、平坦な又はほぼ平坦な表面を示すことが意図されている。さらには、上記に定義されるように、「実質的に同様」は、2つの値が等しいかほぼ等しいことを示すことが意図されている。幾つかの実施形態では、「実質的に同様」とは、互いの約10%以内、例えば、互いの約5%以内、又は互いの約2%以内などの値を意味しうる。
特に明記しない限り、本明細書に記載の任意の方法は、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームがその工程が従うべき順序を実際に列挙していないか、又は工程が特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲又は明細書に具体的に述べられていない場合には、いかなる特定の順序も、推測されることは、決して意図していない。
特定の実施形態のさまざまな特徴、要素、又は工程は、「含む」という移行句を使用して開示されうるが、「~からなる」又は「~から実質的になる」という移行句を使用して説明されうるものを含む代替的な実施形態態が暗示されることが理解されるべきである。したがって、例えば、A+B+Cを含む装置の暗黙の代替的な実施形態には、装置がA+B+Cからなる実施形態と、装置が実質的にA+B+Cからなる実施形態とが含まれる。本明細書で用いられる場合、「含む」及び「包含する」という用語、並びにそれらの変形は、特に明記しない限り、同義であり、オープンエンドであるものとして解釈されたい。
上記実施形態、並びにそれらの実施形態の特徴は例示であり、本開示の範囲から逸脱することなく、単独で、又は本明細書に提供されている他の実施形態の1つ以上の特徴と組み合わせて、提供することができる。
本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示に対してさまざまな修正及び変形がなされうることは、当業者にとって明白であろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にある限り、本明細書の実施形態の修正及び変形を包含することが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
リボンであって、
第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成されたリボン厚、
前記リボン厚の0%~約5%の前記第1の主面からの第1の層深さと、前記リボン厚の0%~約5%の前記第2の主面からの第2の層深さとを含む、第1の部分、
前記リボン厚の0%~約5%の前記第1の主面からの第3の層深さと、前記リボン厚の0%~約5%の前記第2の主面からの第4の層深さとを含む、第2の部分、並びに
前記リボン厚の約10%以上の前記第1の主面からの第1の中心層深さ、前記第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域、前記リボン厚の約10%以上の前記第2の主面からの第2の中心層深さ、及び前記第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域を含む、中心部分
を備えており、
前記中心部分が、前記リボンの長さの方向に、前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、
リボン。
実施形態2
前記第1の中心圧縮深さが前記リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態1に記載のリボン。
実施形態3
前記リボンの第1のエッジと該第1のエッジとは反対側の前記リボンの第2のエッジとの間に画成された幅をさらに含み、前記第1のエッジが前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在し、前記第2のエッジが前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在し、前記第1の中心圧縮応力領域及び前記第2の中心圧縮応力領域の各々が前記第1のエッジから前記第2のエッジまで延びる、実施形態1又は2に記載のリボン。
実施形態4
前記第1の圧縮応力領域と前記第2の圧縮応力領域との間に配置された第1の引張応力領域であって、第1の最大引張応力を含む、第1の引張応力領域、
第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置された第2の引張応力領域であって、第2の最大引張応力を含む、第2の引張応力領域、及び
前記第1の中心圧縮応力領域と前記第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域であって、中心最大引張応力を含む、中心引張応力領域
をさらに含み、
前記中心最大引張応力が前記第1の最大引張応力より大きく、前記中心最大引張応力が前記第2の最大引張応力より大きい、
実施形態1から3のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態5
前記第1の中心圧縮応力領域と前記第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域をさらに含み、該中心引張応力領域が、約10メガパスカル~約375メガパスカルの範囲の中心最大引張応力を含む、実施形態1から4のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態6
前記リボンが、10ミリメートル未満の最小曲げ半径を含む、実施形態1から5のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態7
前記リボンが、5ミリメートルの曲げ半径を実現する、実施形態6に記載のリボン。
実施形態8
前記リボンの前記長さの方向における前記中心部分の長さが、前記最小曲げ半径の約5倍以上である、実施形態6又は7に記載のリボン。
実施形態9
前記リボンの前記長さの方向における前記中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、実施形態1から8のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態10
前記リボン厚が、約25マイクロメートル~約150マイクロメートルの範囲にある、実施形態1から9のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態11
前記リボンが、約10ナノメートル~約2マイクロメートルの範囲にある、前記第1の主面によって画成された第1の平面に対する反りを示す、実施形態1から10のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態12
前記リボンがガラスをベースとした材料を含む、実施形態1から11のいずれか1つに記載のリボン。
実施形態13
折り畳み可能な装置であって、
実施形態1から12のいずれか1つに記載のリボン、
光学的に透明な接着剤、及び
剥離ライナであって、前記光学的に透明な接着剤が前記リボンと前記剥離ライナとの間に配置される、剥離ライナ
を備えた、装置。
実施形態14
消費者向け電子製品であって、
前面、背面、及び側面を含む筐体、
少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、前記電気部品がコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品、並びに
前記ディスプレイの上に配置されたカバー基板であって、前記筐体の一部又は前記カバー基板のうちの少なくとも一方が、実施形態1から12のいずれか1つに記載のリボンを含む、カバー基板
を備えた、消費者向け電子製品。
実施形態15
リボンを処理する方法であって、
前記リボンの第1の主面の第1の表面エリアと前記第1の主面とは反対側の前記リボンの第2の主面の第2の表面エリアとを含む前記リボンの第1の部分をマスキングする工程、
前記第1の主面の第3の表面エリアと前記第2の主面の第4の表面エリアとを含む前記リボンの第2の部分をマスキングする工程、及び
前記リボンの中心部分を化学的に強化して、前記第1の主面の中心部分から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と、前記第2の主面の中心部分から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを実現する工程であって、前記リボンの前記中心部分が前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、工程
を含む、方法。
実施形態16
前記化学的に強化する工程が、
前記第1の主面の前記中心部分に塩溶液を配置すること、
前記第2の主面の前記中心部分に前記塩溶液を配置すること、及び
前記リボンを約300℃~約500℃の範囲の温度で約15分~約12時間の範囲の時間、加熱すること
を含む、実施形態15に記載の方法。
実施形態17
前記リボンを加熱する前に、前記第1の部分及び前記第2の部分がそれぞれ非マスク化される、実施形態16に記載の方法。
実施形態18
前記塩溶液が、有機結合剤、硝酸カリウム、及びリン酸カリウムを含む、実施形態16又は17に記載の方法。
実施形態19
前記第1の中心圧縮深さが、前記リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、実施形態15から18のいずれか1つに記載の方法。
実施形態20
前記リボンの長さの方向における前記リボンの前記中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、実施形態15から19のいずれか1つに記載の方法。
101,301,401,601,701 折り畳み可能な装置
102 折り畳み軸
103 幅
105 長さ
201,1601 折り畳み可能な基板
203,309,403,1603 第1の主面
205,311,405,1605 第2の主面
207,907,1601 接着剤
208 接着剤厚さ
209,2705 第1の接触面
211,913,2707 第2の接触面
213 剥離ライナ
221,521,1621 第1の部分
222,503 基板厚さ
223,523,1623 第2の部分
225,231,541,1625 中心部分
226 中心厚さ
227,1627 第1の遷移部分
229,1629 第2の遷移部分
233,1633 第1の中心表面エリア
234,1634 凹部
235,1635 中心主面
237,537 第1の表面エリア
245,525 第2の中心表面エリア
247,527 第2の表面エリア
239,539 第3の表面エリア
249,529 第4の表面エリア
303 ディスプレイデバイス
411 第1のエッジ
413 第2のエッジ
415 第3のエッジ
417 第4のエッジ
501 リボン
503 リボン厚
513 第2のエッジ部分
901 平行プレート装置
903,905 平行なプレート
909 シート
1201 衝撃装置
1211 平行プレート距離
1501 ペン落下装置
1503 ボールペン
1509 高さ
1637 コンピュータ数値制御(CNC)工作機械
1639 ダイヤモンドチッププローブ
1701,1901 エッチング浴
1703,1903 エッチング溶液
2001 第2のマスク
2003 第1のマスク
2301 供給源
2303 塩溶液
2401 第1の塩堆積物
2403 第2の塩堆積物
2701 第1の層
2703 第2の層
2801 容器
2803 接着性液体
3100 消費者向け電子デバイス
3102 筐体
3104 前面
3106 背面
3108 側面
3110ディスプレイ
3112 カバー基板

Claims (20)

  1. リボンであって、
    第1の主面と該第1の主面とは反対側の第2の主面との間に画成されたリボン厚、
    前記リボン厚の0%~約5%の前記第1の主面からの第1の層深さと、前記リボン厚の0%~約5%の前記第2の主面からの第2の層深さとを含む、第1の部分、
    前記リボン厚の0%~約5%の前記第1の主面からの第3の層深さと、前記リボン厚の0%~約5%の前記第2の主面からの第4の層深さとを含む、第2の部分、並びに
    前記リボン厚の約10%以上の前記第1の主面からの第1の中心層深さ、前記第1の主面から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域、前記リボン厚の約10%以上の前記第2の主面からの第2の中心層深さ、及び前記第2の主面から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域を含む、中心部分
    を備えており、
    前記中心部分が、前記リボンの長さの方向に、前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、
    リボン。
  2. 前記第1の中心圧縮深さが前記リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、請求項1に記載のリボン。
  3. 前記リボンの第1のエッジと該第1のエッジとは反対側の前記リボンの第2のエッジとの間に画成された幅をさらに含み、前記第1のエッジが前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在し、前記第2のエッジが前記第1の主面と前記第2の主面との間に延在し、前記第1の中心圧縮応力領域及び前記第2の中心圧縮応力領域の各々が前記第1のエッジから前記第2のエッジまで延びる、請求項1又は2に記載のリボン。
  4. 前記第1の圧縮応力領域と前記第2の圧縮応力領域との間に配置された第1の引張応力領域であって、第1の最大引張応力を含む、第1の引張応力領域、
    第3の圧縮応力領域と第4の圧縮応力領域との間に配置された第2の引張応力領域であって、第2の最大引張応力を含む、第2の引張応力領域、及び
    前記第1の中心圧縮応力領域と前記第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域であって、中心最大引張応力を含む、中心引張応力領域
    をさらに含み、
    前記中心最大引張応力が前記第1の最大引張応力より大きく、前記中心最大引張応力が前記第2の最大引張応力より大きい、
    請求項1から3のいずれか一項に記載のリボン。
  5. 前記第1の中心圧縮応力領域と前記第2の中心圧縮応力領域との間に配置された中心引張応力領域をさらに含み、該中心引張応力領域が、約10メガパスカル~約375メガパスカルの範囲の中心最大引張応力を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のリボン。
  6. 前記リボンが、10ミリメートル未満の最小曲げ半径を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のリボン。
  7. 前記リボンが、5ミリメートルの曲げ半径を実現する、請求項6に記載のリボン。
  8. 前記リボンの前記長さの方向における前記中心部分の長さが、前記最小曲げ半径の約5倍以上である、請求項6又は7に記載のリボン。
  9. 前記リボンの前記長さの方向における前記中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、請求項1から8のいずれか一項に記載のリボン。
  10. 前記リボン厚が、約25マイクロメートル~約150マイクロメートルの範囲にある、請求項1から9のいずれか一項に記載のリボン。
  11. 前記リボンが、約10ナノメートル~約2マイクロメートルの範囲にある、前記第1の主面によって画成された第1の平面に対する反りを示す、請求項1から10のいずれか一項に記載のリボン。
  12. 前記リボンがガラスをベースとした材料を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載のリボン。
  13. 折り畳み可能な装置であって、
    請求項1から12のいずれか一項に記載のリボン、
    光学的に透明な接着剤、及び
    剥離ライナであって、前記光学的に透明な接着剤が前記リボンと前記剥離ライナとの間に配置される、剥離ライナ
    を備えた、装置。
  14. 消費者向け電子製品であって、
    前面、背面、及び側面を含む筐体、
    少なくとも部分的に前記筐体内にある電気部品であって、前記電気部品がコントローラ、メモリ、及びディスプレイを備えており、前記ディスプレイが前記筐体の前記前面又はそれに隣接している、電気部品、並びに
    前記ディスプレイの上に配置されたカバー基板であって、前記筐体の一部又は前記カバー基板のうちの少なくとも一方が、請求項1から12のいずれか一項に記載のリボンを含む、カバー基板
    を備えた、消費者向け電子製品。
  15. リボンを処理する方法であって、
    前記リボンの第1の主面の第1の表面エリアと前記第1の主面とは反対側の前記リボンの第2の主面の第2の表面エリアとを含む前記リボンの第1の部分をマスキングする工程、
    前記第1の主面の第3の表面エリアと前記第2の主面の第4の表面エリアとを含む前記リボンの第2の部分をマスキングする工程、及び
    前記リボンの中心部分を化学的に強化して、前記第1の主面の中心部分から第1の中心圧縮深さまで延びる第1の中心圧縮応力領域と、前記第2の主面の中心部分から第2の中心圧縮深さまで延びる第2の中心圧縮応力領域とを実現する工程であって、前記リボンの前記中心部分が前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置される、工程
    を含む、方法。
  16. 前記化学的に強化する工程が、
    前記第1の主面の前記中心部分に塩溶液を配置すること、
    前記第2の主面の前記中心部分に前記塩溶液を配置すること、及び
    前記リボンを約300℃~約500℃の範囲の温度で約15分~約12時間の範囲の時間、加熱すること
    を含む、請求項15に記載の方法。
  17. 前記リボンを加熱する前に、前記第1の部分及び前記第2の部分がそれぞれ非マスク化される、請求項16に記載の方法。
  18. 前記塩溶液が、有機結合剤、硝酸カリウム、及びリン酸カリウムを含む、請求項16又は17に記載の方法。
  19. 前記第1の中心圧縮深さが、前記リボン厚の約10%~約30%の範囲にある、請求項15から18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記リボンの長さの方向における前記リボンの前記中心部分の長さが、約5ミリメートル~約55ミリメートルの範囲にある、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法。
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