KR102390422B1 - 구부림 가능한 유리 스택 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

스택 조립체가 제공되고, 상기 스택 조립체는, 두께, 제 1 및 제 2 주 표면을 가진 유리 층, 및 제 2 주 표면으로부터 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역; 및 제 2 주 표면에 결합된 제 2 층을 포함한다. 상기 유리 층은 다음과 같이 특징이 지어진다: 상기 층이 약 3 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재, 상기 제 2 주 표면이 (i) ~25 ㎛ 두께의 PSA 및 (ii) ~50 ㎛ 두께의 PET 층에 의해 지지되고, 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, 8H 이상의 펜슬 경도 및 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축.

Description

구부림 가능한 유리 스택 조립체 및 그 제조 방법{BENDABLE GLASS STACK ASSEMBLIES AND METHODS OF MAKING THE SAME}
관련 출원 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C.§ 119 하에 2014년 8월 19일 자로 출원된 미국 가출원 제62/039120호의 우선권 주장 출원이고, 상기 가출원은 전반적으로 본 명세서에 참조로 병합된다.
본 개시내용은 일반적으로 유리 스택 조립체들, 요소들 및 층들, 및 이들을 제조하기 위한 다양한 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 이들 구성 요소들의 스택형 (stacking) - 최적화 및 구부림 가능한 (bendable) 펑크 저항성 (puncture-resistant) 버전들, 및 이들을 적용물들을 위해 제조하는 방법들에 관한 것이며, 이때 상기 적용물들은 박막 트랜지스터 (TFT) 백플레인, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디바이스들, 적합한 (conformable) 디스플레이 스택들, 대형 곡선 디스플레이들 및 백스플레시들 (backsplashes)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
사실상 전통적으로 딱딱한 제품들 및 구성요소들의 가요성 버전은 새로운 적용물들에 대해 개념화되고 있다. 예를 들어, 가요성 전자 디바이스들은 얇고, 가벼우면서도 가요성 속성들을 제공하여 예를 들어 곡선형 디스플레이들 및 웨어러블 디바이스들의 새로운 적용물들에 대한 기회들을 제공할 수 있다. 이들 가요성 전자 디바이스들 중 다수는 이들 디바이스들의 전자 구성요소들을 유지 및 장착하기 위한 가요성 기판들을 필요로 한다. 금속 호일들은 열적 안정성 및 내화학성을 포함한 몇 가지 장점들을 가지고 있지만 높은 비용과 광학적 투명성이 부족하다. 폴리머 호일들은 피로 파괴 (fatigue failure)에 대한 내성을 포함하는 몇 가지 장점을 가지지만, 한계 광학 투명성 (marginal optical transparency), 열 안정성 및 제한된 기밀성이 없다.
이들 전자 디바이스들 중 일부는 또한 가요성 디스플레이들을 사용할 수 있다. 광학 투명성 및 열적 안정성은 종종 가요성 디스플레이 적용물들에 대해 중요한 속성들이다. 추가로, 가요성 디스플레이들은 특히 터치 스크린 기능성을 가지고 그리고/또는 접힐 수 있는 가요성 디스플레이에 대해 작은 굽힘 반경들 (bend radii)에서의 파괴에 대한 내성을 포함한 고 피로 및 펑크 저항성을 가져야 한다.
종래의 가요성 유리 재료들은 가요성 기판 및/또는 디스플레이 적용들을 위해 필요한 많은 속성을 제공한다. 예를 들어, 초박형 유리 (<200 ㎛)는 투명성, 화학적 안정성, 및 금속 및 폴리머 대체재들에 비해 긁힘에 대한 내성을 감안할 때, 이들 적용들에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 그러나 이들 가요성 적용들을 위해 유리 재료들을 사용하려는 노력은 현재까지는 크게 성공적이지 못했다. 일반적으로, 유리 기판은 더 작고 작은 굽힘 반경들을 얻기 위해 매우 낮은 두께 수준 (<25 ㎛)으로 제조될 수 있다. 이들 "얇은" 유리 기판들은 펑크 저항성이 제한적이다. 동시에, 더 두꺼운 유리 기판들 (> 150 ㎛)이 더 나은 펑크 저항성으로 제조될 수 있지만, 이들 기판들은 굽힘 시에 적절한 피로 저항성 및 기계적 신뢰성이 부족하다.
접이식 디스플레이 용도들과 연관된 굽힘 조건들 하에서, 예를 들어, 그러한 얇은 유리 기판들은 디바이스의 디스플레이-측면 상의 것들을 대향한 이들 주 표면들 (예컨대, 굽힘 동안 볼록한 측면)에서 최대 인장 굽힘 응력들을 경험한다. 특히, 그러한 접이식 디스플레이들 내의 유리 기판들은 기판들의 디스플레이-측면이 서로 (예를 들어, 지갑과 같이) 접혀지도록 구부려지게 의도되고, 이 경우에 그들 내부 표면들 (즉, 디스플레이-측면 표면으로부터 대향한 표면들)은 인장력을 받는다. 그러한 인장 응력들은 감소하는 굽힘 반경 또는 곡률 반경의 함수로서 증가한다. 이들 주 표면들에는 흠들 및 다른 결함들이 있을 수 있다. 결과적으로, 이들 적용 환경으로부터 그러한 얇은 유리 기판들에 적용되는 굽힘력들은, 이들 유리 기판들이 특히 인장 관련된 및 피로 관련된 파괴를 일으키기 쉽고 잠재적으로 그러한 흠들 및 결함들에서 균열 발생을 개시하도록 한다.
이로써, 가요성 기판 및/또는 디스플레이 적용들 및 기능들, 특히 가요성 전자 디바이스 적용들에서 신뢰성 있는 사용을 위한 유리 재료들, 유리 스택 조립체들, 구성요소들 및 다른 관련 조립체들이 필요하다. 더욱이, 적용 환경 내에서 전개된 응력들을 염두에 둔 그러한 가요성 유리 조립체들 및 구성요소들을 개발하기 위한 재료들 설계 및 공정 접근법들이 필요하다.
일 양태에 따라서, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 제 1 두께 및 제 1 및 a 제 2 주 표면을 가진 유리 요소를 포함한 스택 조립체가 제공된다. 상기 유리 요소는 (a) 제 1 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층 및 (b) 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역을 더 포함하고, 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다. 상기 스택 조립체는 또한 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 제 2 두께를 가진 제 2 층을 더 포함한다. 소정의 양태들에서, 상기 제 2 층은 상기 유리 층의 탄성 계수 (elastic modulus)보다 낮은 탄성 계수를 가진다. 상기 유리 요소는: (a) 상기 요소가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경 (bend radius)으로 유지될 때의 파손의 부재, (b) 상기 요소의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 (pressure-sensitive adhesive, PSA) 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층 (polyethylene terephthalate)에 의해 지지되고, 상기 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀 (stainless steel pin)에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, (c) 8H 이상의 펜슬 경도 (pencil hardness), 및 (d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축 (neutral axis)에 의해 특징이 지어진다.
일부 실시예들에서, 상기 유리 요소는 하나 이상의 추가 유리 층들 및 제 1 유리 층 아래에 배치된 하나 이상의 압축 응력 영역들 각각을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 요소는 상기 제 1 유리 층 아래에서 대응하는 추가적인 압축 응력 영역들을 갖는 2개, 3 개, 4 개 또는 그 초과의 추가의 유리 층들을 포함할 수 있다.
일 양태에 따라서, 다음을 포함하는 유리 제품이 제공된다: 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 제 1 두께를 가진 유리 층. 상기 층은 (a) 제 1 주 표면, (b) 제 2 주 표면, 및 (c) 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역을 더 포함하고, 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다. 상기 유리 제품은 또한 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 제 2 두께를 가진 제 2 층을 더 포함한다. 일부 양태들에 따라서, 상기 제 2 층은 상기 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다. 상기 유리 층은: (a) 상기 층이 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재, (b) 상기 층의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 층의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, (c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및 (d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어진다.
일부 실시예들에서, 상기 유리 층은 무-알칼리 (alkali-free) 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트 (alkali-containing aluminosilicate), 보로실리케이트 (borosilicate), 보로알루미노실리케이트 (boroaluminosilicate), 또는 실리케이트 (silicate) 유리 조성물을 포함한다. 상기 유리 층의 두께는 또한 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위일 수 있다. 상기 유리 층의 두께는 일부 양태들에 따라서, 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위일 수 있다.
일부 실시예들에서, 유리 요소 또는 유리 층의 굽힘 반경은 약 3 mm 내지 약 20 mm일 수 있다. 다른 양태들에서, 상기 굽힘 반경은 약 3 mm 내지 약 10 mm일 수 있다.
소정의 양태들에 따라서, 상기 유리 요소 또는 유리 층은 유리 요소 또는 층의 제 1 주 표면 상에 (예컨대, 스택 조립체의 디스플레이-측면 상에) 배치된 마찰 계수가 낮은 제 3 층을 포함할 수 있다. 소정의 양태들에 따라서, 상기 제 3 층은 열가소성 물질 및 비정질 플루오로카본으로 이루어진 군으로부터 선택된 플루오로카본 재료를 포함하는 코팅일 수 있다. 상기 제 3 층은 또한 실리콘, 왁스, 폴리에틸렌, 핫 엔드, 파릴렌 및 다이아몬드형 코팅 제제로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함한 코팅일 수 있다. 더욱이, 상기 제 3 층은 산화 아연 (zinc oxide), 이황화 몰리브덴 (molybdenum disulfide), 이황화 텅스텐 (tungsten disulfide), 육방정 질화 붕소 (hexagonal boron nitride) 및 붕소화 알루미늄 마그네슘 (aluminum magnesium boride)으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 코팅일 수 있다. 일부 실시예들에 따라서, 상기 제 3 층은 산화 아연, 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐, 육방정 질화 붕소 및 붕소화 알루미늄 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함한 코팅일 수 있다.
일부 구현예들에서, 상기 제 2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 광학성 투명 접착제 (optically clear adhesive, OCA)의 복합체를 포함하거나, 그 복합체 단독으로 구성될 수 있고, 상기 접착제는 유리 층 또는 요소의 제 2 주 표면에 결합된다. 상기 제 2 층은 또한 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate, PMMA) 및 OCA의 복합체를 포함하거나, 그 복합체 단독으로 구성될 수 있고, 상기 접착제는 유리층 또는 요소의 제 2 주 표면에 결합된다. 스택 조립체에 대한 특정 적용에 따라, 유리 층 또는 요소에 대한 낮은 탄성 계수를 가진 다른 재료들, 재료 조합들 및/또는 구조체들이 제 2 층 구조체로서 사용될 수 있다. 소정의 구현예들에서, 유리 요소 또는 층의 두께 및 탄성 계수는 제 2 층의 것들과 함께, 유리 층 또는 요소 내의 중립 축을, 유리 층 또는 요소의 제 2 주 표면을 향해 이동시키도록 구성된다.
일부 양태들에서, 제 2 주 표면에서의 압축 응력 영역에서의 압축 응력은 약 300 MPa 내지 1000 MPa이다. 압축 응력 영역은 또한 유리 층의 제 2 주 표면에서 5㎛ 이하의 최대 흠 크기를 포함할 수 있다. 소정의 경우들에서, 압축 응력 영역은 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼 작은 최대 흠 크기를 포함한다. 소정의 구현예들에서, 제 2 압축 응력 영역은 또한 제 1 주 표면에 통합될 수 있다. 추가의 압축 영역들은 또한 유리 층 또는 요소의 하나 이상의 에지들에서 전개될 수 있다. 이들 추가의 압축 응력 영역들은 디바이스의 디스플레이-측면 상을 포함하여, 적용-배향 인장 응력들이 반드시 최대가 아닌 다른 위치들에서, 유리에 도입된 표면 흠들과 연관된 응력-유도 균열 및 전파를 완화 또는 제거하는데 있어 추가 이점들을 제공할 수 있다.
다른 양태들에서, 상기 압축 응력 영역은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들 및 복수의 이온-교환된 금속 이온들을 포함하며, 상기 이온-교환 금속 이온들은 압축 응력을 만들어 내도록 선택된다. 일부 양태들에서, 상기 이온-교환 금속 이온들은 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 가진다. 또 다른 양태에 따라서, 상기 유리 층은 코어 영역, 및 코어 영역 상에 배치된 제 1 및 제 2 클래드 영역을 더 포함할 수 있고, 추가로 코어 영역에 대한 열 팽창 계수는 클래드 영역들에 대한 열 팽창 계수보다 크다.
추가 양태들에 따라서, 다음 단계를 포함하는 스택 조립체 제조 방법이 제공된다: 제 1 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층, 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 및 최종 두께를 형성하는 단계 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -; 및 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된 제 2 두께를 갖는 제 2 층을 형성하는 단계. 소정의 양태들에서, 상기 제 2 층은 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다. 상기 방법은 또한 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가진 유리 요소를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 요소는 제 1 및 제 2 주 표면, 및 상기 제 1 유리 층을 더 포함한다. 상기 유리 요소는: (a) 상기 요소가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재, (b) 상기 요소의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, (c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및 (d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어진다.
방법의 일부 실시예들에서, 상기 제 1 유리 층을 형성하는 단계는 융합, 슬롯 인발, 롤링, 재인발 및 부유 공정들로 이루어진 군으로부터 선택된 성형 공정을 포함할 수 있으며, 상기 성형 공정은 최종 두께로 유리 층을 형성하도록 더 구성된다. 다른 성형 공정들은 유리 층에 대한 최종 형상 인자 및/또는 최종 유리 층에 사용되는 유리 전구체의 중간 치수에 따라 사용될 수 있다. 상기 성형 공정은 또한 최종 두께에 도달하기 위해 유리 층으로부터 재료를 제거하도록 구성된 재료 제거 공정을 포함할 수 있다.
방법의 일부 양태들에 따라서, 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 유리 층의 제 1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계는: 유리 층에 함유된 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 크기가 큰 원자 반경을 가진 복수의 이온-교환 금속 이온들을 포함한 강화 욕조를 제공하는 단계; 및 유리 층에서의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들의 일 부분과 강화 욕조에서의 복수의 이온-교환 금속 이온들의 일 부분을 교환하여 제 2 주 표면으로부터 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역을 형성하기 위해, 강화 욕조에 상기 유리 층을 침지시키는 단계를 포함한다. 소정의 경우들에서, 침지 단계는 약 15 분 내지 약 180 분 동안 약 400 ℃ 내지 약 450 ℃에서 강화 욕조에 유리 층을 침지시키는 단계를 포함한다.
소정의 실시예들에서, 상기 방법은 또한 압축 응력 영역이 생성된 후에 제 2 주 표면에서 유리 층의 최종 두께로부터 약 1㎛ 내지 약 5㎛를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제거 단계는 압축 응력 영역이 유리 층의 제 2 주 표면에서 5㎛ 이하의 최대 흠 크기를 포함하도록 수행될 수 있다. 제거 단계는 또한 압축 응력 영역이 유리 층의 제 2 주 표면에서 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼의 최대 흠 크기를 포함하도록 수행될 수 있다.
추가의 특징들 및 이점들은 이하의 상세한 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이고, 이하의 상세한 설명, 청구 범위 및 첨부 도면을 포함하여 본 명세서에 기술된 바와 같이, 실시예들을 실지함으로써 인지될 것이다. 다양한 양태들은 임의의 및 모든 적절한 조합들에서 사용될 수 있고, 예를 들어 다음과 같다:
제 1 양태에 따라서, 스택 조립체가 제공되고, 상기 스택 조립체는:
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 제 1 두께, 및 제 1 및 제 2 주 표면을 가진 유리 요소를 포함하며,
상기 유리 요소는:
제 1 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층, 및
(b) 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -; 및
상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 제 2 두께를 가진 제 2 층을 더 포함하고,
상기 유리 요소는:
(a) 상기 요소가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재,
(b) 상기 요소의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성,
(c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및
(d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어진다.
제 2 양태에 따라서, 제 1 양태의 조립체가 제공되고, 상기 제 1 유리 층은 무-알칼리 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함한다.
제 3 양태에 따라서, 제 1 양태 또는 제 2 양태의 조립체가 제공되고, 상기 요소의 두께는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛이다.
제 4 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 3 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 요소의 굽힘 반경은 약 3 mm 내지 약 10 mm이다.
제 5 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 4 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 유리 층의 제 2 주 표면에서 상기 압축 응력은 약 300 MPa 내지 1000 MPa이다.
제 6 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 5 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 제 1 깊이는 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 두께의 대략 1/3 이하로 설정된다.
제 7 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 6 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 압축 응력 영역은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들 및 복수의 이온-교환 금속 이온들을 포함하고, 상기 이온-교환 금속 이온들은 상기 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 가진다.
제 8 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 7 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 유리 층은 에지를 더 포함하며, 상기 유리 요소는 상기 에지로부터 상기 유리 층에서의 에지 깊이까지 연장된 에지 압축 응력 영역을 더 포함하고, 상기 에지 압축 응력 영역은 상기 에지에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다.
제 9 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 8 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate, PET) 및 광학성 투명 접착제 (optically clear adhesive, OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 10 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 9 양태 중 어느 하나의 조립체가 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 11 양태에 따라서, 제 9 양태의 조립체가 제공되고, 상기 PET, OCA 및 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성된다.
제 12 양태에 따라서, 제 10 양태의 조립체가 제공되고, 상기 PET, OCA 및 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성된다.
제 13 양태에 따라서, 유리 제품이 제공되고, 상기 유리 제품은:
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 제 1 두께를 가진 유리 층을 포함하며,
상기 층은:
(a) 제 1 주 표면,
(b) 제 2 주 표면, 및
(c) 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -; 및
상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 제 2 두께를 가진 제 2 층을 더 포함하고,
상기 유리 층은:
(a) 상기 층이 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재,
(b) 상기 층의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 층의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성,
(c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및
(d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어진다.
제 14 양태에 따라서, 제 13 양태의 제품이 제공되고, 상기 유리 층은 무-알칼리 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함한다.
제 15 양태에 따라서, 제 13 양태 또는 제 14 양태의 제품이 제공되고, 상기 유리 층의 두께는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛이다.
제 16 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 15 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 유리 층의 굽힘 반경은 약 3 mm 내지 약 10 mm이다.
제 17 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 16 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 유리 층의 제 2 주 표면에서 상기 압축 응력은 약 300 MPa 내지 1000 MPa이다
제 18 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 17 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 제 1 깊이는 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 두께의 대략 1/3 이하로 설정된다.
제 19 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 18 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 압축 응력 영역은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들 및 복수의 이온-교환 금속 이온들을 포함하고, 상기 이온-교환 금속 이온들은 상기 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 가진다.
제 20 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 19 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 유리 층은 에지, 및 상기 에지로부터 상기 유리 층에서의 에지 깊이까지 연장된 에지 압축 응력 영역을 더 포함하며, 상기 에지 압축 응력 영역은 상기 에지에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다.
제 21 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 20 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 22 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 20 양태 중 어느 하나의 제품이 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 23 양태에 따라서, 제 21 양태의 제품이 제공되고, 상기 PET, OCA 및 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성된다.
제 24 양태에 따라서, 제 22 양태의 제품이 제공되고, 상기 PMMA, OCA 및 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성된다.
제 25 양태에 따라서, 스택 조립체를 제조하는 방법에 제공되고, 상기 방법은:
제 1 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층, 상기 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 및 최종 두께를 형성하는 단계 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -;
상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된 제 2 두께를 갖는 제 2 층을 형성하는 단계; 및
약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가진 유리 요소를 형성하는 단계 - 상기 요소는 제 1 및 제 2 주 표면, 및 상기 제 1 유리 층을 더 포함함 -를 포함하며,
상기 유리 요소는:
(a) 상기 요소가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재,
(b) 상기 요소의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성,
(c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및
(d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어진다.
제 26 양태에 따라서, 제 25 양태의 방법이 제공되고, 다음 단계를 더 포함한다:
상기 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키기 위해, 상기 제 1 유리 층 및 상기 제 2 층의 두께 및 탄성 계수를 최적화하는 단계.
제 27 양태에 따라서, 제 26 양태의 방법이 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 28 양태에 따라서, 제 26 양태의 방법이 제공되고, 상기 제 2 층은 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된다.
제 29 양태에 따라서, 제 1 양태 내지 제 12 양태 중 어느 한 조립체가 제공되고, 상기 제 2 층은 상기 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다.
제 30 양태에 따라서, 제 13 양태 내지 제 24 양태 중 어느 한 제품이 제공되고, 상기 제 2 층은 상기 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다.
제 31 양태에 따라서, 제 25 양태 내지 제 28 양태 중 어느 한 방법이 제공되고, 상기 제 2 층은 상기 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다.
이해하여야 하는 바와 같이, 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시적인 것이며 청구 범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하기 위한 것으로 의도된다. 첨부 도면은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예들을 도시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 방향 용어들 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상, 하 -은 도시된 도면을 참조할 때만 만들어지며 절대적인 방향을 의미하지는 않는다.
도 1은 기판의 두께의 약 절반에서 중립 축과 함께 구부려질 때의 유리 기판을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 양태에 따른 유리 층에 결합된 제 1 유리 층 및 제 2 층을 가진 스택 조립체를 나타내는 개략도이다.
도 3은 2-점 굽힘 테스트 구성을 받는 제 1 유리 층 및 제 2 층을 가진 스택 어셈블리의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 양태에 따른 OCA 및 PET 층의 추가가 있거나 없는 유리 요소 또는 층의 주 표면에서 명백한 최대 인장 응력의 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 추가 양태에 따른 OCA 및 PET 층의 추가가 있거나 없는 유리 요소 또는 층의 주 표면에서 명백한 최대 인장 응력의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 또 다른 양태에 따른 OCA 및 PET 층의 추가가 있거나 없는 유리 요소 또는 층의 주 표면에서 명백한 최대 인장 응력의 개략도이다.
도 7은 본 개시내용의 추가 양태에 따른 스택 조립체를 사용한 가요성 백스플래시의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 가능할 때마다, 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이다. 범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 특정값 및/또는 "약" 또 다른 특정 값으로부터 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 또 다른 실시예는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값들이 근사값들로 표현될 때, 선행하는 "약"의 사용에 의해, 특정 값이 또 다른 실시예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 범위들 각각의 종점이 다른 종점과 관련하여, 그리고 다른 종점과는 독립적으로 중요하다는 것이 더 이해될 것이다.
다른 특징들 및 이점들 중에서, 본 개시내용의 스택 조립체들, 유리 요소들 및 유리 제품들 (및 이들을 제조하는 방법들)은 작은 굽힘 반경들, 나아가 높은 펑크 저항성에서 기계적 신뢰성 (예컨대, 정적 인장력 및 피로에서 또는 동등한 수의 동적 로딩 사이클들을 통해)을 제공한다. 작은 굽힘 반경들 및 펑크 저항성은, 스택 조립체, 유리 요소, 및/또는 유리 제품이 접이식 디스플레이에, 예를 들어, 디스플레이의 일부가 디스플레이의 또 다른 부분의 상부 상에 접힌 경우에 사용될 때 유익하다. 예를 들어, 스택 조립체, 유리 요소 및/또는 유리 제품은, 다음 중 하나 이상으로서 사용될 수 있다: 접이식 디스플레이의 사용자-대면 부분 상의 커버, 펑크 저항성이 특히 중요한 위치; 전자 구성요소들이 배치된 디바이스 자체 내에서 내부로 배치된 기판; 또는 접이식 디스플레이 디바이스의 다른 곳. 대안적으로, 스택 조립체, 유리 요소 및/또는 유리 제품은 디스플레이를 갖지 않는 디바이스에서 사용될 수 있지만, 그러나 이 경우에 유리 층은 빽빽한 굽힘 반경에 대해, 유익한 속성들을 위해 사용되고 접이식 디스플레이에서와 같이 유사한 방식으로 접힐 수 있다. 펑크 저항성은 스택 조립체, 유리 요소 및/또는 유리 제품이 디바이스의 외부 상에서 사용될 때 특히 유용하며, 여기서 사용자는 그것과 상호 작용할 것이다.
초기 문제로서, 본 개시내용의 구부림 가능한 유리 스택 조립체들 및 요소들, 및 이들을 제조하는 방법들은 2004년 1월 29일 자 및 2014년 4월 3일 자로 각각 출원된 미국 가출원 제61/932,924호 및 제61/974,732호 (총칭하여 "Bendable Glass Applications")에 상세히 설명되고, 이들 전체는 참조로서 본원에 병합된다. 예를 들어, 스택 조립체들 (100, 100a, 100b, 100c, 100d 및 100e) 및 구부림 가능한 유리 적용들에 대응하는 설명은 예컨대, 도 2에 도시되고 이하에서 더 상세하게 기술된 바와 같이, 본 개시내용의 유리 요소 (200) (본원에서 "유리 층 (200)"으로 언급됨) 내에 사용되거나 포함될 수 있다.
본 개시내용의 일부 양태들에 따른 스택 조립체들의 또 다른 이점 및 특징은 적용의 굽힘과 연관된 인장 응력들을 상쇄시키기 위해 압축 응력의 크기가 큰 압축 응력 영역들을 필요로 하지 않는다는 점이다. 결과적으로, 이들 스택 조립체들은 보다 적은 정도 (lesser degree)로 강화될 수 있고, 비-스택형-최적화되고 구부림 가능한 유리 조립체들에 비해 공정 관련비용을 절감할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상향 굽힘 조건 (즉, 기판 (10)을 "u" 형상으로 구부림)을 겪는 두께 (12(h))를 가진 노출된 유리 기판 (10) (예컨대, 임의의 추가 층들이 없는 유리 기판)이 개략적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 기판 (10)의 중립 축 (500)은 유리 기판의 주 표면들 중 하나로부터 거리 (12a)에 있다. 거리 (12a)는 유리 층의 두께의 약 절반 (h/2)이다. 이에 따라서, 상향 운동으로 유리 기판 (10)을 굽히는 것은 일반적으로 기판 (10)의 상부 표면을 압축 상태로 (예컨대, "u" 형상의 내부에서), 그리고 하부 표면을 인장 상태로 (예컨대, "u" 형상의, 바닥, 외부에서) 있게 한다.
도 1에서 기판 (10)의 굽힘으로부터 발생되는 인장 응력들은 다음 방정식으로부터 계산되거나 추정될 수 있다:
Figure 112017026876269-pct00001
여기서, E는 기판 (10)의 탄성 계수이고, R은 굽힘 동안 기판 (10)의 곡률 반경이고, υ는 기판 (10)에 대한 포아송 비 (Poisson's ratio)이며, 그리고 z는 중립 축 (500)까지의 거리이다. 도 1에 도시된 바와 같이, z는 약 h/2에 위치된 기판 (10)의 거리 (12a)이다. 이에 따라서, h/2는 기판 (10)의 바닥 표면에서 (즉, "u"의, 바닥, 외부에서) 최대 인장 응력을 추정하기 위해 상기 식 (1)에서 대체될 수 있다. 또한 명백한 바와 같이, 최대 인장 응력은 유리 기판 (10)의 두께 및/또는 탄성 계수의 증가에 비례하여 증가할 것이다.
도 2를 참조하면, 유리 층 (200) 및 제 2 층 (260)을 가진 스택 조립체 (300)가 본 개시내용의 일 양태에 따라 도시된다. 유리 층 (200)이 본 명세서에 참조로 병합된, 구부림 가능한 유리 적용들에서 100, 100a, 100b, 100c, 100d 및 100e로 식별된 스택 조립체들 중 임의의 형태일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 스택 조립체 (300)는 상향 굽힘력 (예컨대, 관찰자의 안구가 도 2에 도시된 관찰자를 향해 "u" 형상과 같이)으로 인장 상태에 있는 유리 층 (200)의 주 표면을 향해 이동되는 중립 축 (500)의 이점을 제공한다. 중립 축 (500)을 인장 상태의 유리 층 (200)의 표면 (예컨대, 주 표면 (206a))을 향해 이동시킴으로써, 유리 층 (200)의 적은 볼륨은 인장 응력을 받고, 유리 층의 인장 표면에서의 최대 인장 응력 (즉, 주 표면 (206a))도 감소한다. 또한, 이해하여야 하는 바와 같이, 중립 축 (500)의 이동의 크기는 유리 층 (200) 및 제 2 층 (260) (제 2 층 (260) 내에 존재하는 임의의 하위-층들과 함께)의 탄성 계수 및 두께를 제어하거나 그렇지 않으면 조정함으로써 최적화될 수 있다. 이러한 스택 최적화를 통해, 유리 층의 인장 표면에 위치한 압축 응력 영역에서의 압축 응력의 크기 (예컨대, 이온 교환 공정을 통해 전개됨)는, 적은 양의 압력 응력이 굽힘 동안에 발생된 인장 응력을 상쇄 또는 완화하는데 필요하기 때문에, 감소될 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 공정은 이동 중립 축을 가진 그러한 스택 조립체들에서 보다 짧은 시간 및/또는 온도에 대해 수행될 수 있으며, 이로써, 공정-관련 비용 절감을 제공한다.
도 2에서, 두께 (262) (h)를 가진 스택 조립체 (300)는 탄성 계수 (Eg)를 가진 유리 층 (200)을 포함한다. 유리 층 (200)은 또한 각각 두께 (202 (tg)), 및 제 1 및 제 2 주 표면들 (206, 206a) 각각을 특징으로 한다. 더욱이, 유리 층 (200)은 제 1 주 표면 (206)으로부터 거리 (500a)에 위치된 중립 축 (500)을 구비한다.
스택 조립체 (300)는 또한 탄성 계수 Eo 및 Ep를 각각 갖는 2 개의 하위-층들 (220 및 240)을 가진 제 2 층 (260)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 층 (260) (및 하위-층들 (220 및 240))의 탄성 계수는 Eg보다 작다. 더욱이, 하위-층들 (220 및 240)은 두께 (222 (to) 및 242 (tp)) 각각으로 특징 지워진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 층 (260)은 노출된 주 표면 (244)을 가지며, 유리 층 (200)의 제 2 주 표면 (260a)에 결합된다. 일부 구현예들에서, 제 2 층 (260)을 유리 층 (200)의 제 2 주 표면 (206a)에 강하게 접합시키거나, 그렇지 않으면 강하게 결합시켜 중립 축이 스택 조립체 (300)에 굽힘력을 가하는 동안 의도된 대로 이동되는 것을 보장하는 것이 특히나 중요하다.
일부 구현예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 제 1 두께 (202), 및 제 1 및 제 2 주 표면 (206 및 206a) 각각을 가진 유리 요소 (200) (예컨대, 하나 이상의 유리 층들)를 포함한 스택 조립체 (300)가 제공된다. 유리 요소 (200)는 유리 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)으로부터 유리 요소 (200)의 제 1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 더 포함하며, 상기 영역은 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다. 일부 양태들에서, 유리 요소 또는 층 (200)에서의 제 1 깊이는 제 2 주 표면 (206a)으로부터 측정된 바와 같이, 유리 층 또는 요소 (200)의 두께 (262)의 대략 1/3로 설정된다. 또한, 스택 조립체 (300)는 제 2 두께 (예컨대, 제 2 층 (260)이 하위 층들 (220 및 240)로 구성될 때의 두께 (222 (to) 및 242 (tp))의 합)를 가진 유리 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)에 결합된 제 2 층 (260)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 층 (260)은 유리 요소 (200)의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수 (예컨대, Ep 및 Eo의 평균)를 가진다.
이들 구현예들에서, 유리 요소 (200)는 다음에 의해 특징이 지어질 수 있다: (a) 요소 (200)가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재, (b) 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 요소 (200)의 제 1 주 표면 (206)이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, (c) 8H 이상의 펜슬 경도 (pencil hardness), 및 (d) 제 2 주 표면 (206a)과 제 1 두께 (202)의 절반 (tg/2) 사이에 위치된 유리 요소 (200) 내의 중립 축 (500).
일부 실시예들에서, 유리 요소 또는 층 (200)은 하나 이상의 추가 유리 층들 및 제 1 유리 층 아래에 배치된 하나 이상의 각각의 압축 응력 영역들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 요소 또는 층 (200)은 제 1 유리 층 아래에서 대응하는 추가적인 압축 응력 영역들을 갖는 2 개, 3 개, 4 개 또는 그 초과의 추가의 유리 층들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 유리 요소 또는 층 (200)은 무-알칼리 또는 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 또는 실리케이트 유리 조성물을 포함한다. 유리 요소 또는 층 (200)의 두께 (202 (tg))는 또한 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 범위일 수 있다. 일부 양태에 따르면, 유리 층 (200)의 두께 (202 (tg))는 60㎛ 내지 약 80㎛의 범위 일수 있다.
일부 실시예들에서, 유리 요소 또는 유리 층 (200)의 굽힘 반경은 약 3 mm 내지 약 20 mm일 수 있다. 다른 양태들에서, 굽힘 반경은 약 3mm 내지 약 10mm 일 수 있다. 추가로 이해되어야 하는 바와 같이, 본 개시내용의 일 양태에서, 유리 요소 또는 층 (200)의 굽힘 반경은 스택 조립체 (300)에 의도된 적용을 기반으로 하여 설정될 수 있다; 그런 다음 스택 최적화는 그러한 굽힘 반경에 의해 발생된 예상 응력 수준들을 고려하여, 유리 층 (200) 및 제 2 층 (260)의 두께 및 탄성 계수를 최적화하거나 맞추기위해 수행될 수 있다.
소정의 양태들에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리 요소 또는 유리 층 (200)은 유리 요소 또는 층 (200)의 제 1 주 표면 (206) 상에 (예컨대, 스택 조립체의 디스플레이-측면 상에) 배치된 마찰 계수가 낮은 제 3 층을 포함할 수 있다. 소정의 양태들에 따르면, 제 3 층은 열가소성 물질 (thermoplastics) 및 비정질 플루오로카본 (amorphous fluorocarbons)으로 이루어진 군으로부터 선택된 플루오로카본 재료를 포함하는 코팅일 수 있다. 제 3 층은 또한 실리콘, 왁스, 폴리에틸렌, 핫 엔드 (hot-end), 파릴렌 (parylene) 및 다이아몬드형 코팅 제제 (preparation)로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함한 코팅일 수 있다. 더욱이, 제 3 층은 산화 아연, 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐, 육방정 질화 붕소 및 붕소화 알루미늄 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 코팅일 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 제 3 층은 산화 아연, 이황화 몰리브덴, 이황화 텅스텐, 육방정 질화 붕소 및 붕소화 알루미늄 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함한 코팅일 수 있다.
일부 구현예들에서, 제 2 층 (260) (도 2 참조)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하거나, 그 복합체 단독으로 구성될 수 있고, 상기 접착제는 유리 층 또는 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)에 결합된다. 제 2 층 (260)은 또한 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 및 OCA의 복합체를 포함하거나, 그 복합체 단독으로 구성될 수 있고, 상기 접착제는 유리층 또는 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 스택 조립체 (300)에 대한 특정 적용에 따라, 유리 층 또는 요소 (200)의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 갖는 다른 재료들, 재료 조합들 및/또는 구조체들이 제 2 층 (260) 구조체로서 사용될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 유리 요소 또는 층 (200)의 두께 및 탄성 계수는 제 2 층 (260)의 것들과 함께, 유리 층 또는 요소 (200) 내의 중립 축 (500)을, 유리 층 또는 요소 (200)의 제 2 주 표면 (206a)을 향해 이동시키도록 구성된다.
일부 양태들에서, 제 2 주 표면 (206a)에서의 압축 응력 영역 (도시되지 않음)에서의 압축 응력은 약 300 MPa 내지 1000 MPa이다. 압축 응력 영역은 또한 유리 층의 제 2 주 표면 (206a)에서 5㎛ 이하의 최대 흠 크기를 포함할 수 있다. 소정의 경우에서, 압축 응력 영역은 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼 작은 최대 흠 크기를 포함한다. 소정의 구현예들에서, 제 2 압축 응력 영역은 또한 제 1 주 표면 (206)에 통합될 수 있으며, 바람직하게는 약 300MPa 내지 1000MPa이다. 추가의 압축 영역들은 또한 유리 층 또는 요소의 하나 이상의 에지들에서 전개될 수 있고, 바람직하게는 그러한 에지들에서 적어도 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의될 수 있다. 이들 추가의 압축 응력 영역들 (예컨대, 제 1 주 표면 (206) 및/또는 유리 층 또는 요소 (200)의 에지들에서)은, 적용-배향 인장 응력들 (application-oriented tensile stresses)이 반드시 최대가 아니지만 흠 및 결함 집단이 디바이스의 디스플레이-측면 상을 포함하여, 스택 조립체 (300)에서 잠재적으로 유행하는 위치들에서, 유리에 도입된 표면 흠들과 연관된 응력-유도 균열 및 전파를 완화 또는 제거하는 것을 도울 수 있다.
다른 양태들에서, 압축 응력 영역은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들 및 복수의 이온-교환된 금속 이온들을 포함하며, 이온-교환된 금속 이온들은 압축 응력을 만들어 내도록 선택된다. 일부 양태들에서, 이온-교환된 금속 이온들은 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 가진다. 또 다른 양태에 따라서, 유리 층 (200)은 코어 영역, 및 코어 영역 상에 배치된 제 1 및 제 2 클래드 (clad) 영역을 더 포함할 수 있고, 추가로 코어 영역에 대한 열 팽창 계수는 클래드 영역들에 대한 열 팽창 계수보다 크다.
도 3을 참조하면, 제 1 유리 층 (예컨대, 유리 층 (200)) 및 제 2 층 (예컨대, 제 2 층 (260))을 가진 스택 조립체 (300)는 2 점 굽힘 테스트 구성을 받는다. 도 3에서, 굽힘 플레이트들 (320)은 스택 조립체 (300)를 구부리기 위해 서로를 향해 이동된다. 굽힘 플레이트들 (320) 사이의 거리 (330)는 굽힘 플레이트들이 서로를 향해 이동됨에 따라 변하고, 이로써 스택 조립체 (300)와 연관된 굽힘 반경을 감소시킨다.
도 3에 도시된 굽힘 테스트 구성에서 다음 식을 사용하여 굽힘 플레이트들 사이의 거리의 함수로서 유리 시트의 최대 굽힘 응력을 추정할 수 있다:
Figure 112017026876269-pct00002
여기서, E는 유리 시트의 탄성 계수이고, h는 유리 시트의 두께이며, 그리고 D는 굽힘 플레이트들 사이의 거리이다. 식 (2)는 Matthewson, M. J. et al., Strength Measurement of Optical Fibers by Bending, J. Am. Ceram. Soc., vol. 69, 815-21 (Matthewson)에서 참조된다. Mathewson은 특히 식 (2)과 관련된 그의 개시내용에 대해 본 명세서에 참고로 병합된다.
도 3에 도시된 스택 조립체 (300)가 유리 층 (200) 및 제 2 층 (260)의 복합체 스택인 것으로 가정하면, 식 (2)는 도 2와 관련하여 본 개시내용에서 앞서 개략적으로 설명된 중립 축 이동을 해결하기 위해 개선될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 스택 조립체 (300)에 대해, 제 2 주 표면 (206a)에서의 유리 층 (200)상의 최대 인장 응력은 다음 식에 의해 주어진다:
Figure 112017026876269-pct00003
여기서, x는 제 1 주 표면 (206)으로부터 중립 축 (500)까지의 거리 (즉, 거리 (500a))이고, h는 스택 조립체 (300)의 총 두께 (즉, 두께 (262))이고, tg는 유리 층 (200)의 두께 (즉, 두께 (202))이며, 그리고 Eg는 유리 층 (200)의 탄성 계수이다.
식 (3)에서 중립 축 (500)에 관해서는, x는 다음 식에 기반하여 계산될 수 있다:
Figure 112017026876269-pct00004
여기서 변수들은 도 2와 관련하여 전술한 스택 조립체 (300)의 요소들과 관련하여 기술된 바와 같다. 상기의 식 (3) 및 (4)를 사용함으로써, 유리 층 (200) 및 제 2 층 (260) (예컨대, 하위-층들 (220 및 240))의 탄성 계수 및 두께는, 스택 조립체 (300)의 유리 층 (200)에서 최대 인장 응력 상의 이들 각각의 충격을 평가하기 위해, 변형될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시내용의 양태에 따른 OCA 및 PET 층들을 추가하거나 추가하지 않은 스택 조립체 (300)의 유리 요소 또는 층 (200)의 주 표면 (206a)에서 명백한 최대 인장 응력에 대한 개략도가 제공된다. 도 4에 도시된 결과들은, 상기 식들 (3) 및 (4)에 의해 모델링되었다. 이러한 평가에서, 스택 조립체 (300)는 70 GPa의 탄성 계수를 가진 유리 층 (200); 1 MPa의 탄성 계수를 갖는 OCA를 포함한 하위-층 (220); 및 1660 MPa의 탄성 계수를 갖는 PET 재료를 포함한 하위-층 (240)을 가지는 것으로 가정했다. 스택 조립체 (300)에 5mm의 굽힘 반경을 적용하였고 플레이트 거리(d)는 10mm로 가정하였다. 더욱이, 유리 층 (200)의 두께 (tg)는 75 ㎛로 일정하게 유지되었고, 하위-층들 (220 및 240)의 두께들 (to 및 tp)은 각각 25 내지 100 ㎛ 및 50 내지 300 ㎛로 변경되었다. 비교 점으로서, 최대 응력 값들 또한 임의의 제 2 층 또는 하위-층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대해 도 4에 도시되었다.
여전히 도 4를 참조하면, 추가 층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대한 최대 추정 인장 응력은 634 MPa였다. 이와 비교하여, 유리 층과 더불어 탄성 계수가 낮은 하위-층들을 갖는 스택 조립체들 (300)에 대한 최대 추정 인장 응력은 230 내지 620 MPa의 범위였다. 명확하게, OCA 및 PET 하위-층들의 두께를 증가시키는 것은 유리 층 (200)에서 관찰된 최대 추정 인장 응력을 감소시킬 수 있다. 또한 명백한 바와 같이, PET 층의 두께를 증가시키는 것이 최대 인장 응력의 크기를 유리 층 (200)의 표면 (206a)에서 감소시키는데 더 효과적이다.
도 5를 참조하면, 본 개시내용의 추가 양태에 따라 OCA 및 PET 층들을 추가하거나 추가하지 않은 스택 조립체 (300)의 유리 요소 또는 층 (200)의 주 표면 (206a)에서 명백한 최대 인장 응력에 대한 개략도가 제공된다. 도 5에 도시된 결과들은 또한 상기의 식 (3) 및 (4)를 사용하여 모델링되었다. 이러한 평가에서, 스택 조립체 (300)는 70 GPa의 탄성 계수를 가진 유리 층 (200); 1 MPa의 탄성 계수를 갖는 OCA를 포함한 하위-층 (220); 및 5000 MPa의 탄성 계수를 갖는 PET 재료를 포함한 하위-층 (240)을 가지는 것으로 가정하였다. 스택 조립체 (300)에 5mm의 굽힘 반경을 적용하였고 플레이트 거리(d)는 10mm로 가정하였다. 더욱이, 유리 층 (200)의 두께 (tg)는 75 ㎛로 일정하게 유지되었고, 하위-층들 (220 및 240)의 두께들 (to 및 tp)은 각각 25 내지 100 ㎛ 및 50 내지 300 ㎛로 변경되었다. 비교 점으로서, 최대 응력 값들 또한 임의의 제 2 층 또는 하위-층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대해 도 5에 도시되었다.
도 4 및 도 5를 비교하면, 모델링된 스택 조립체들 (300) 사이의 주된 차이는 PET 하위-층 (240)의 탄성 계수이다. 도 5에서, 스택 조립체 (300)는 5000 MPa의 상당히 높은 탄성 계수 (즉, 도 4에서 모델링된 스택 조립체 (300)에서의 하위-층 (240)에 대한 1660 MPa와 비교하여)를 가진 PET 하위-층 (240)을 가진다. 여전히 도 5를 참조하여 보면, 임의의 추가 층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대한 최대 추정 인장 응력은 634 MPa였다. 이와 비교하여, 유리 층과 더불어 탄성 계수가 낮은 하위-층들을 갖는 스택 조립체들 (300)에 대한 최대 추정 인장 응력은 -479 내지 +574 MPa 범위였다. 명확하게, PET 하위-층의 계수를 증가시키는 것은 제 2 주 표면 (206a)에서 유리 층 (200)에 관찰된 최대 추정 인장 응력을 감소시킬 수 있다. 일부 조건들에서, 제 2 주 표면 (206a)에서 관찰된 최대 추정 응력은 음이며, 이는 압축 응력 및 기계적 신뢰성이 높은 유리를 나타낸다. 마찬가지로, 유리 층 (200)의 주 표면 (206a)에서 관찰된 압축 응력들을 갖는 그러한 스택 조립체들 (300)은 (예컨대, Bendable Glass Applications에 설명된 바와 같이, 화학 이온 교환 공정들을 통해) 추가적인 압축 응력 영역의 전개 또는 부과를 필요로 함 없이, 다수의 가요성 전자 디바이스 적용들에 대해 적절할 수 있다.
도 6을 참조하여 보면, 본 개시내용의 추가 양태에 따라 OCA 및 PET 층들을 추가하거나 추가하지 않은 스택 조립체 (300)의 유리 요소 또는 층 (200)의 주 표면 (206a)에서 명백한 최대 인장 응력에 대한 개략도가 제공된다. 도 6에 도시된 결과들은 마찬가지로 상기의 식 (3) 및 (4)를 사용하여 모델링되었다. 이러한 평가에서, 스택 조립체 (300)는 70 GPa의 탄성 계수를 가진 유리 층 (200); 100 MPa의 탄성 계수를 갖는 OCA를 포함한 하위-층 (220); 및 1660 MPa의 탄성 계수를 갖는 PET 재료를 포함한 하위-층 (240)을 가지는 것으로 가정하였다. 스택 조립체 (300)에 5mm의 굽힘 반경을 적용하였고 플레이트 거리(d)는 10mm로 가정하였다. 더욱이, 유리 층 (200)의 두께 (tg)는 75 ㎛로 일정하게 유지되었고, 하위-층들 (220 및 240)의 두께들 (to 및 tp)은 각각 25 내지 100 ㎛ 및 50 내지 300 ㎛로 변경되었다. 비교 점으로서, 최대 응력 값들 또한 임의의 제 2 층 또는 하위-층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대해 도 6에 도시되었다.
도 4 및 도 6을 비교하면, 모델링된 스택 조립체들 (300) 사이의 주된 차이는 OCA 하위-층 (220)의 탄성 계수이다. 도 6에서, 스택 조립체 (300)는 100 MPa의 상당히 높은 탄성 계수 (즉, 도 4에서 모델링된 스택 조립체 (300)에서의 하위-층 (220)에 대한 1 MPa와 비교하여)를 가진 OCA 하위-층 (220)을 가진다. 여전히 도 6를 참조하여 보면, 임의의 추가 층들이 없는 스택 조립체 (300)에 대한 최대 추정 인장 응력은 634 MPa였다. 그러나, 본 명세서에서 도시된 바와 같이, OCA 하위-층 (220)의 계수를 증가시키는 것은 유리 층 (200)의 주 표면 (206a)에서 추정된 최대 인장 응력에 대해 수 MPa의 덜 중요한 감소를 제공한다.
이해하여야 하는 바와 같이, 도 4 내지 도 6에 도시된 결과들 및 모델링은, 본 개시내용의 양태들에 따라 구부림 가능한 유리 스택 조립체들 (예컨대, 스택 조립체들 (300))를 개발하기 위한 스택 최적화 방법론들의 예시이다. 식 (3) 및 (4)는, 적용-배향 굽힘 구성들 (application-oriented bending configurations)과 연과된 유리 층의 주 표면에서 관찰되는 인장 응력들을 최소화시키거나 일부 구현예들에서 제거하기 위해, 스택 조립체들 (300)을 포함하여, 이들 구부림 가능한 유리 스택 조립체들의 중립 축 위치를 최적화하는데 사용될 수 있다.
도 7을 참조하여 보면, 스택 조립체 (300)는 본 개시내용의 추가 양태에 따라 가요성 백스플레시 (backsplash) 적용 내에 사용된 것으로 도시된다. 도 7로부터 명백한 바와 같이, 스택 조립체 (300)는 유리 층 (200) (도시되지 않음)의 제 2 주 표면 (206a)일 수 있는 바와 같이, 제 1 주 표면 (206)이 압축 상태에 있고 (예컨대, 오목-형상), 제 2 층 (260)의 주 표면 (244)이 인장 상태에 있도록, 벽들 (400) 사이의 상향 굽힘을 받는다. 즉, 스택 조립체 (300) 내의 유리 층 (200)은 바깥쪽을 향하게 되어, 이로써 세척의 손쉬움 (easy-to-clean), 긁힘 저항성 및 펑크 저항성 특징들을 제공할 것이다.
본 개시내용의 추가 양태에 따라서, 스택 조립체 (300)를 제조하는 방법은: 제 1 및 제 2 주 표면 (예컨대, 주 표면들 (206 및 206a) 각각)을 가진 제 1 유리 층 (예컨대, 유리 층 (200)), 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역, 및 최종 두께 (예컨대, 두께 (262))을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 약 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의된다. 상기 방법은 또한 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된 제 2 두께 (예컨대, 두께 (262))를 갖는 제 2 층 (예컨대, 제 2 층 (260))을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 층은 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진다. 상기 방법은 또한 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가진 유리 요소 (예컨대, 유리 요소 또는 층 (200))를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 요소는 제 1 및 제 2 주 표면, 및 제 1 유리 층을 더 포함한다. 그러한 방법에 의해 형성된 유리 요소 또는 층은 다음에 의해 특징이 지어진다: (a) 요소가 약 25 ℃ 및 약 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재, (b) 요소의 제 2 주 표면이 (i) 약 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 약 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 대략 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 약 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성, (c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및 (d) 제 2 주 표면과 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 유리 층 또는 요소 내의 중립 축.
방법의 일부 실시예들에서, 상기 제 1 유리 층을 형성하는 단계는 융합 (fusion), 슬롯 인발 (slot drawing), 롤링, 재인발 및 부유 (float) 공정들로 이루어진 군으로부터 선택된 성형 공정을 포함할 수 있으며, 상기 성형 공정은 최종 두께로 유리 층을 형성하도록 더 구성된다. 다른 성형 공정들은 유리 층에 대한 최종 형상 인자 (factor) 및/또는 최종 유리 층에 사용되는 유리 전구체의 중간 치수에 따라 사용될 수 있다. 성형 공정은 또한 최종 두께에 도달하기 위해 유리 층으로부터 재료를 제거하도록 구성된 재료 제거 공정을 포함할 수 있다.
방법의 일부 양태들에 따라서, 유리 층의 제 2 주 표면 (예컨대, 제 2 주 표면 (206a))으로부터 유리 층의 제 1 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계는: 유리 층에 함유된 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 크기가 큰 원자 반경을 가진 복수의 이온-교환 금속 이온들을 포함한 강화 욕조 (strengthening bath)를 제공하는 단계; 및 유리 층에서의 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들의 일 부분과 강화 욕조에서의 복수의 이온-교환 금속 이온들의 일 부분을 교환하여 제 2 주 표면으로부터 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역을 형성하기 위해, 강화 욕조에 유리 층을 침지시키는 단계를 포함한다. 소정의 경우들에서, 침지 단계는 약 15 분 내지 약 180 분 동안 약 400 ℃ 내지 약 450 ℃에서 강화 욕조에 유리 층을 침지시키는 단계를 포함한다.
소정의 실시예들에서, 상기 방법은 또한 압축 응력 영역이 생성된 후에 제 2 주 표면 (예컨대, 제 2 주 표면 (206a))에서 유리 층의 최종 두께 (예컨대, 두께 (262))로부터 약 1㎛ 내지 약 5㎛를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 제거 단계는 압축 응력 영역이 유리 층의 제 2 주 표면에서 5㎛ 이하의 최대 흠 크기를 포함하도록 수행될 수 있다. 제거 단계는 또한 압축 응력 영역이 유리 층의 제 2 주 표면에서 2.5 ㎛ 이하, 또는 심지어 0.4 ㎛ 이하만큼의 최대 흠 크기를 포함하도록 수행될 수 있다.
일부 구현예들에서, 상술한 방법은 스택 조립체의 중립 축 (예컨대, 중립 축 (500))을 유리 층의 제 2 주 표면을 향하여 - 즉, 스택 조립체의 디스플레이-측면으로부터 대향한 주 표면을 향하여 이동시키기 위해 유리 층 (예컨대, 유리 층 또는 요소 (200)) 및 제 2 층 (예컨대, 제 2 층 (260))의 두께 및 탄성 계수를 최적화하는 단계를 포함할 수 있다.
청구 범위의 기술 사상 또는 권리 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 특히, 전술한 개시 내용은 그러한 조립체들의 다양한 양태들 및 세부 사항을 설명하기 위해 개략적으로 설명된 접이식 디바이스 적용을 갖는 스택-최적화의 구부림 가능한 유리 조립체들 및 이들을 만들기 위한 방법들을 제시한다. 그러나, 이해하여야 하는 바와 같이, 이들 유리 조립체들 및 연관 방법들은 또한 전술한 접이식 디바이스 적용에 의해 고려되는 것에 대해 서로 다른 방향 및 각도로 굽힘력이 가해지는 다른 가요성 디바이스 적용들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 고려되는 바와 같이, 그러한 스택-최적화의 조립체들은 이들의 제 1 주 표면들이 문제의 적용물에 의해 인장 상태로 놓여지는 경우의 상황들에서 사용될 수 있다. 전술한 원리는 그러한 스택-최적화의 조립체들에 적용되어 중립 축을 이들의 제 1 주 표면들을 향해 이동시켜 이들 위치에서 관측되는 인장 응력의 크기를 감소시킬 수 있되, 예를 들어 (유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가진 일부 실시예들에서) 추가 층 또는 층들을 최적화된 탄성 계수 및/또는 두께를 갖는 그러한 표면들과 결합시킴으로써 감소시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 제 1 주 표면 및 제 2 주 표면, 및 상기 제 1 주 표면과 상기 제 2 주 표면 사이에서 25 ㎛ 내지 125 ㎛의 제 1 두께를 가진 유리 요소,
    여기서 상기 유리 요소는:
    (a) 제 1 주 표면 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층, 및
    (b) 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 제 1 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -;을 더 포함함; 및
    상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 제 2 두께를 가진 제 2 층;을 포함하며,
    상기 유리 요소는:
    (a) 상기 유리 요소가 25 ℃ 및 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 3 mm 내지 10 mm의 굽힘 반경 (bend radius)으로 유지될 때의 파손의 부재,
    (b) 상기 유리 요소의 제 2 주 표면이 (i) 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 (pressure-sensitive adhesive) 및 (ii) 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층 (polyethylene terephthalate layer)에 의해 지지되고, 상기 유리 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀 (stainless steel pin)에 하중을 받을 때의 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성 (puncture resistance),
    (c) 8H 이상의 펜슬 경도 (pencil hardness), 및
    (d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 제 1 유리 층 내의 중립 축 (neutral axis)에 의해 특징이 지어지는, 스택 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축 응력 영역은 5 ㎛ 이하의 최대 흠 크기를 포함하는, 스택 조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에서 상기 압축 응력은 300 MPa 내지 1000 MPa인, 스택 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 깊이는 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 제 1 유리 층의 두께의 1/3 이하로 설정되는, 스택 조립체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 유리 층은 에지를 더 포함하며, 그리고
    상기 유리 요소는 상기 에지로부터 상기 제 1 유리 층에서의 에지 깊이까지 연장된 에지 압축 응력 영역을 더 포함하고, 상기 에지 압축 응력 영역은 상기 에지에서 적어도 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의되는, 스택 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate, PET) 및 광학성 투명 접착제 (optically clear adhesive, OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 상기 PET, OCA 및 제 1 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성되는, 스택 조립체.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 층은 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate, PMMA) 및 광학성 투명 접착제 (OCA)의 복합체를 포함하고, 상기 접착제는 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합되고, 상기 PMMA, OCA 및 제 1 유리 층의 두께 및 탄성 계수는 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키도록 구성되는, 스택 조립체.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 제 1 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가지는, 스택 조립체.
  9. 스택 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 주 표면 및 제 2 주 표면을 가진 제 1 유리 층, 상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면으로부터 상기 제 1 유리 층의 제 1 깊이까지 연장된 압축 응력 영역 및 상기 제 1 주 표면과 상기 제 2 주 표면 사이의 최종 두께를 형성하는 단계 - 상기 영역은 상기 층의 제 2 주 표면에서 적어도 100 MPa의 압축 응력에 의해 정의됨 -;
    상기 압축 응력 영역이 생성된 후에 상기 제 2 주 표면에서 상기 제 1 유리 층의 최종 두께로부터 1 ㎛ 내지 5 ㎛를 제거하는 단계;
    상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면에 결합된 제 2 두께를 갖는 제 2 층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 주 표면과 상기 제 2 주 표면 사이에서 25 ㎛ 내지 125 ㎛의 제 1 두께를 가진 유리 요소를 형성하는 단계 - 상기 유리 요소는 제 1 및 제 2 주 표면, 및 상기 제 1 유리 층을 더 포함함 -를 포함하며,
    상기 유리 요소는:
    (a) 상기 유리 요소가 25 ℃ 및 50 % 상대 습도에서 적어도 60 분 동안 3 mm 내지 10 mm의 굽힘 반경으로 유지될 때의 파손의 부재,
    (b) 상기 유리 요소의 제 2 주 표면이 (i) 1 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 25 ㎛ 두께의 감압성 접착제 및 (ii) 10 GPa 미만의 탄성 계수를 가진 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층에 의해 지지되고, 상기 유리 요소의 제 1 주 표면이 200 ㎛ 직경을 갖는 평평한 바닥을 가진 스테인리스 강철 핀에 하중을 받을 때의 1.5 kgf보다 큰 펑크 저항성,
    (c) 8H 이상의 펜슬 경도, 및
    (d) 상기 제 2 주 표면과 상기 제 1 두께의 절반 사이에 위치된 상기 제 1 유리 층 내의 중립 축에 의해 특징이 지어지는, 스택 조립체 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 유리 층의 제 2 주 표면을 향해 실질적으로 상기 중립 축을 이동시키기 위해, 상기 제 1 유리 층 및 상기 제 2 층의 두께 및 탄성 계수를 제어하거나 조정하는 단계를 더 포함하는, 스택 조립체 제조 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 제 1 유리 층의 탄성 계수보다 낮은 탄성 계수를 가지는, 스택 조립체 제조 방법.
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