KR102414084B1 - 충격 저항성 및 굽힘 저항성을 가지는 폴더블 전자 장치 모듈들 - Google Patents
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Abstract
폴더블 전자 장치 모듈은 약 25μm 내지 약 200μm의 두께, 약 20 내지 140GPa의 탄성 계수, 및 제1 및 제2 주표면들을 가지는 유리-함유 커버 부재; (a)약 0.01 내지 10GPa의 탄성 계수 및 약 50 내지 200μm의 두께를 가지는 중간층, 및 (b) 약 100 내지 200μm의 두께를 가지는 플렉서블 기판을 포함하는 스택; 및 상기 스택을 상기 커버 부재에 결합시키고 약 0.001 내지 10GPa의 탄성 계수 및 약 5 내지 25μm의 두께를 포함하는 제1 접착제를 포함한다. 또한, 상기 모듈은 펜 낙하 시험에서의 충격에, 상기 커버 부재의 상기 제1 및 제2 주표면들에서 각각 약 4100MPa 미만 및 약 8300MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함한다.
Description
본 개시는 개괄적으로 폴더블 전자 장치 모듈들 및 물품들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 폴더블 디스플레이 장치용 유리-함유 커버를 가지는 폴더블 전자 장치 모듈들에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 10월 11일 출원된 미국 가출원 제62/571,028호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용 전체는 참조에 의해 인용되며 본 명세서에 결합된다.
전통적으로 사실상 단단한 제품들 및 컴포넌트들의 플렉서블 버젼들이 새로운 응용들을 위하여 개념화되고 있다. 예를 들어, 플렉서블 전자 장치들은 커브드 디스플레이들 및 웨어러블 장치들을 포함하는 새로운 응용들에 대한 기회들을 제공하는 얇고, 가볍고, 유연한 성질들을 제공할 수 있다. 많은 이러한 플렉서블 전자 장치들은 이러한 장치들의 전자 컴포넌트들을 고정하고 장착하기 위한 플렉서블 기판들을 포함한다. 금속 포일(foil)들은 열적 안정성 및 내화학성을 포함하는 일부 장점들을 가지지만, 높은 비용 및 광학적 투명성의 부족을 겪는다. 폴리머 포일들은 낮은 비용 및 충격 저항성을 포함하는 일부 장점들을 가지지만, 미미한 광학적 투명성, 열적 안정성의 부족, 제한된 기밀성 및 반복 피로 성능을 겪는다.
이러한 전자 장치들 중 일부는 플렉서블 디스플레이들을 이용할 수 있다. 광학적 투명성 및 열적 안정성은 종종 플렉서블 디스플레이 응용들에 바람직한 성질들이다. 또한, 플렉서블 디스플레이들은, 특히 터치 스크린 기능을 가지거나 및/또는 접힐 수 있는 플렉서블 디스플레이들의 경우, 작은 굽힘 반경에서의 파괴에 대한 저항성을 포함하여, 높은 피로 및 천공(puncture) 저항성을 가져야 한다. 또한, 플렉서블 디스플레이들은 디스플레이의 의도된 응용에 따라 소비자들이 쉽게 굽히고 접을 수 있어야 한다.
일부 플렉서블 유리 및 유리-함유 재료들은 많은 플렉서블 및 폴더블 기판 및 디스플레이 응용들에 이로운 성질들을 제공한다. 그러나, 이러한 응용들에 유리 재료들을 활용하려는 노력들은 쉽지 않았다. 일반적으로, 유리 기판들은 더 작은 굽힘 반경을 달성하기 위해 매우 낮은 두께 레벨들(<25μm)로 제조될 수 있다. 이러한 "얇은" 유리 기판들은 제한된 천공 저항성을 겪는다. 동시에, 더 두꺼운 유리 기판들(>150μm)은 더 나은 천공 저항성을 가지도록 제조될 수 있으나, 이러한 기판들은 굽힘에 대한 적합한 피로 저항성 및 기계적 신뢰성이 부족하다.
또한, 이러한 플렉서블 유리 재료들이 전자 컴포넌트들(예를 들어, 박막 트랜지스터들(TFTs), 터치 센서들 등), 추가적인 층들(예를 들어, 폴리머성 전자 장치 패널들) 및 접착제들(예를 들어, 에폭시들, 광학적으로 투명한 접착제들(OCAs)을 또한 포함하는 모듈들 내에 커버 부재들로서 사용되므로, 이러한 다양한 컴포넌트들과 부재들 사이의 상호작용들은 최종 제품, 예를 들어, 전자 디스플레이 장치 내의 모듈의 사용 동안 존재하는 점점 더 복잡한 응력 상태들을 야기할 수 있다. 이러한 복잡한 응력 상태들은 상기 커버 부재들이 경험하는 증가된 응력 레벨들 및/또는 응력 집중 계수들을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 커버 부재들은 모듈 내의 응집 및/또는 박리(delamination) 파괴 모드들에 취약할 수 있다. 또한, 이러한 복잡한 상호작용들은 소비자들이 상기 커버 부재를 굽히고 접기 위한 굽힘 힘들의 증가를 야기할 수 있다.
따라서, 다양한 전자 장치 용도들, 특히 플렉서블 전자 디스플레이 장치 응용들, 및 보다 구체적으로 폴더블 디스플레이 장치 응용들에 사용하기 위한 유연한 유리-함유 재료들 및 이러한 재료들을 사용하는 모듈 설계들이 필요하다.
본 개시가 해결하려는 과제는 위와 같다.
본 개시의 제1 양상에 따르면, 약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 포함하는 커버 부재; (a)제1 및 제2 주표면들, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및 (b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는 스택; 및 상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈이 제공된다. 또한, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 4100MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 8300MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함한다(아래 설명된 바와 같이). 상기 장치 모듈은 또한 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 3900MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 7000MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함할 수 있다.
본 개시의 제2 양상에 따르면, 약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고, 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재; (a)제1 및 제2 주표면, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및 (b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는 스택; 및 상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈이 제공된다. 또한, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 110N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함한다. 상기 장치 모듈은 또한 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 70N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함할 수 있다.
본 개시의 제3 양상에 따르면, 약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고, 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 포함하는 커버 부재; (a)제1 및 제2 주표면, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및 (b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는 스택; 및 상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈이 제공된다. 또한, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 200MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함한다. 상기 장치 모듈은 또한 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 150MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함한다.
본 개시의 제4 양상에 따르면, 약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고, 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재; (a)제1 및 제2 주표면, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및 (b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는 스택; 및 상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 1GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈이 제공된다. 또한, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 한 세트의 충격들에 대하여 약 6cm 이상의 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함한다. 상기 장치 모듈은 또한 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 한 세트의 충격들에 대하여 약 7.2cm 이상의 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 접착제는 약 5μm의 두께 및 UV-경화된 광폴리머를 더 포함할 수 있다.
추가적인 특징들 및 장점들이 다음의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업계의 통상의 기술자들에게 쉽게 명백하거나 청구항들이 뒤따르는 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 포함하여 본 명세서에 설명된 바와 같이 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다. 예를 들어, 본 명세서의 다양한 특징들은 다음의 실시예들에 따라 조합될 수 있다.
실시예 1.
약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하고,
상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 4100MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 8300MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 3900MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 7000MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 3. 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 상기 중간 층은 약 5GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 4. 실시예 1 내지 3 중 임의의 하나에 있어서, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 3700MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 5500MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 5. 실시예 1 내지 4에 있어서, 상기 중간 층은 약 125μm 내지 200μm의 두께를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 6. 실시예 5에 있어서, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 약 3650MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 6000MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 7. 실시예 1 내지 6 중 임의의 하나에 있어서, 상기 플렉서블 장치 기판은 플렉서블 유기 발광 다이오드(OLED) 기판이고,
상기 제1 접착제는 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학적으로 투명한 접착제(OCA), 압력 민감성 접착제(PSA), 폴리머 폼(polymeric foam), 천연 수지, 및 합성 수지 중 하나 이상을 포함하고,
상기 중간 층은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴, 스티렌 메틸 메타크릴레이트, 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP), 실리카 입자들, 지르코니아 입자들, 티타니아 입자들, 및 실리카 졸-겔들 중 하나 이상을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 8.
약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하고,
상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 110N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 9. 실시예 8에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 70N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 10. 실시예 8 또는 실시예 9에 있어서, 상기 중간 층은 약 50μm 내지 약 125μm의 두께를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 11. 실시예 10에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 60N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 12. 실시예 8 내지 11 중 임의의 하나에 있어서, 상기 중간 층은 약 0.01GPa 내지 약 5GPa의 탄성 계수를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 13. 실시예 12에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 장치 모듈 내에서 약 70N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 14. 실시예 8 내지 11 중 임의의 하나에 있어서, 상기 플렉서블 장치 기판은 플렉서블 유기 발광 다이오드(OLED) 기판이고,
상기 제1 접착제는 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학적으로 투명한 접착제(OCA), 압력 민감성 접착제(PSA), 폴리머 폼(polymeric foam), 천연 수지, 및 합성 수지 중 하나 이상을 포함하고,
상기 중간 층은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴, 스티렌 메틸 메타크릴레이트, 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP), 실리카 입자들, 지르코니아 입자들, 티타니아 입자들, 및 실리카 졸-겔들 중 하나 이상을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 15.
약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 약 0.01GPa 내지 약 10GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 0.001GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하고,
상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 200MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 16. 실시예 15에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 150MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 17. 실시예 15 또는 실시예 16에 있어서, 상기 중간 층은 약 0.01GPa 내지 약 5GPa의 탄성 계수를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 18. 실시예 17에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 140MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 19. 실시예 15 내지 18 중 임의의 하나에 있어서, 상기 중간 층은 약 50μm 내지 약 125μm의 두께를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 20. 실시예 19에 있어서, 상기 장치 모듈은 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면이 오목하도록 약 6mm의 플레이트 간격으로 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 약 80MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 21. 실시예 15 내지 20 중 임의의 하나에 있어서, 상기 플렉서블 장치 기판은 플렉서블 유기 발광 다이오드(OLED) 기판이고,
상기 제1 접착제는 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학적으로 투명한 접착제(OCA), 압력 민감성 접착제(PSA), 폴리머 폼(polymeric foam), 천연 수지, 및 합성 수지 중 하나 이상을 포함하고,
상기 중간 층은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴, 스티렌 메틸 메타크릴레이트, 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP), 실리카 입자들, 지르코니아 입자들, 티타니아 입자들, 및 실리카 졸-겔들 중 하나 이상을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 22.
약 25μm 내지 약 200μm의 두께 및 약 20GPa 내지 약 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 약 0.01GPa 내지 약 140GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 약 50μm 내지 약 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 약 25μm 내지 약 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 약 1GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수 및 약 5μm 내지 약 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하고,
상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 한 세트의 충격들에 대하여 약 6cm 이상의 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 23. 실시예 22에 있어서, 상기 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 한 세트의 충격들에 대하여 약 7.2cm 이상의 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
실시예 24. 실시예 22 또는 실시예 23에 있어서, 상기 제1 접착제는 약 5μm의 두께를 가지고 UV-경화된 광폴리머를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
전술한 개괄적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시적이며 청구항들의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 첨부된 도면들은 추가적인 이해를 제공하도록 포함되며, 본 명세서에 결합되어 그 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예들을 도시하며, 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 작동을 설명하는 역할을 한다. 본 명세서에 사용된 방향적 용어들-예를 들어, 상, 하, 좌, 우, 전, 후-는 도시된 도면들을 참조하여서만 성립되며, 절대적인 방향을 암시하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일부 양상들에 따른 폴더블 전자 장치 모듈의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 굽힘 저항성 및 굽힘 응력 저항성을 측정하기 위한 2점 굽힘 시험 장치 내에서 각각 굽혀지지 않은, 및 굽혀진 상태의 폴더블 전자 장치를 묘사한다.
도 3은 본 개시의 일부 양상들에 따른, 충격 저항성을 측정하기 위한 펜 낙하 시험 장치 내의 폴더블 전자 장치 모듈을 묘사한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제1 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 4c 및 도 4d는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제2 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 커버 부재의 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 모듈을 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제1 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 굽힘 힘들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 2점 굽힘 시험에서 커버 부재를 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제2 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 시험된, 폴더블 전자 장치 모듈들 및 비교 장치 모듈에 대한 평균 펜 낙하 높이들의 플롯들이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 일부 실시예들에 따른, 굽힘 저항성 및 굽힘 응력 저항성을 측정하기 위한 2점 굽힘 시험 장치 내에서 각각 굽혀지지 않은, 및 굽혀진 상태의 폴더블 전자 장치를 묘사한다.
도 3은 본 개시의 일부 양상들에 따른, 충격 저항성을 측정하기 위한 펜 낙하 시험 장치 내의 폴더블 전자 장치 모듈을 묘사한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제1 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 4c 및 도 4d는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제2 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 커버 부재의 제1 주표면이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 모듈을 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제1 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 굽힘 힘들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일부 양상들에 따른, 2점 굽힘 시험에서 커버 부재를 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈의 커버 부재의 제2 주표면에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 양상들에 따른, 펜 낙하 시험에서 시험된, 폴더블 전자 장치 모듈들 및 비교 장치 모듈에 대한 평균 펜 낙하 높이들의 플롯들이다.
청구항들에 따라 실시예들에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이며, 그 예들이 첨부된 도면들에 도시된다. 가능할 때마다, 동일한 참조 번호들은 도면들에 걸쳐 동일하거나 유사한 부분들을 참조하도록 사용될 것이다. 범위들은 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 내지 "약" 다른 특정 값으로 본 명세서에 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 다른 실시예는 상기 하나의 특정 값 및/또는 내지 상기 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값들이 선행사 "약"의 사용에 의해 근사치들로서 표현된 경우, 상기 특정 값은 다른 실시예를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서의 수치 값 또는 범위의 끝점이 "약"을 언급하는지에 무관하게, 상기 수치 값 또는 범위의 끝점은 두 실시예들을 포함하도록 의도된다: "약"에 의해 수정된 하나, 및 "약"에 의해 수정되지 않는 하나. 각각의 범위들의 끝점들은 다른 끝점과 관련하여서도, 다른 끝점과 독립적으로도 중요하다는 것이 더 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 용어들 "실질적인", "실질적으로", 및 그 변형들은 설명된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 대략 동일하다는 것을 나타내도록 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평평한" 표면은 평평하거나 대략 평평한 표면을 나타내도록 의도된다. 또한, "실질적으로"는 두 값들이 동일하거나 대략 동일하다는 것을 나타내도록 의도된다. 일부 실시예들에서, "실질적으로"는 서로의 약 10% 내, 예컨대 서로의 약 5% 내, 또는 서로의 약 2% 내의 값들을 나타낼 수 있다.
다른 특징들 및 이점들 중에서, 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈들 및 물품들은 충격 저항성, 제한된 굽힘 저항성(즉, 소비자가 장치를 굽히기 쉬움) 및 굽힘 응력 저항성을 제공하며, 이들 모두는 작은 굽힘 반경에서의(예를 들어, 정적 장력 및 피로에서) 기계적 신뢰성 및 천공 저항성에 기여할 수 있다. 기계적 신뢰성과 관련하여, 본 개시의 폴더블 모듈들은 그들의 유리-함유 커버 부재들 내의 파괴를 피하도록 구성된다. 굽힘가능한 모듈들이 폴더블 전자 장치 디스플레이, 예를 들어 디스플레이의 일 부분이 디스플레이의 다른 부분 상에 접히는 것에 사용되는 경우 작은 굽힘 반경 및 청공 저항성 성능들은 이롭다. 예를 들어, 폴더블 장치 모듈은 폴더블 전자 디스플레이 장치의 사용자를 향하는 부분 상의 커버, 천공 저항성이 특히 바람직한 위치; 그 장치 내에 내부적으로 배치되며 그 상에 전자 컴포넌트들이 배치된 기판 모듈; 또는 폴더블 전자 디스플레이 장치 내의 다른 위치 중 하나 이상으로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 개시의 폴더블 모듈들은 디스플레이를 가지지 않으나 유리 또는 유리-함유 층이 그 이로운 성질들로 인해 사용되며 타이트한 굽힘 반경으로 폴더블 디스플레이에서와 유사한 방식으로 접히거나 굽혀지는 장치에 사용될 수 있다. 천공 저항성은 특히 사용자가 상호작용하는 위치에서 폴더블 모듈이 장치의 외관에 사용될 때 이롭다. 또한, 이러한 장치 모듈들 및 물품들의 특정한 구성들을 접거나 굽히기 위한 비교적 낮은 굽힘 힘들은 특히 이러한 모듈들 및 물품들이 수동 굽힘을 포함하는 응용들(예를 들어, 폴더블, 지갑과 유사한 플렉서블 디스플레이 장치)에 사용될 때 사용자에게 이롭다.
보다 구체적으로, 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈은 모듈들에 사용된 커버 부재, 접착제들, 및 중간 층들의 물성들 및 두께들의 제어를 통해 전술한 장점들 중 일부 또는 전부를 얻을 수 있다. 예를 들어, 이러한 폴더블 모듈들은 중간 층의 증가된 두께, 중간 층의 증가된 탄성 계수, 및/또는 제1 접착제의 증가된 탄성 계수를 통해 커버 부재의 주표면들에서의 감소된 인장 응력들 및/또는 펜 낙하 시험에서 측정되는 평균 펜 낙하 높이의 증가에 의해 특징지어지는 바와 같은 향상된 천공 저항성을 나타낼 수 있다. 이러한 폴더블 모듈들은 또한 중간 층의 두께 및/또는 탄성 계수의 감소를 통해 2점 굽힘 시험에서 측정된 감소된 굽힘 힘들에 의해 특징지어지는 바와 같이 향상된 굽힘 저항성을 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 폴더블 모듈들은 중간 층의 두께 및/또는 탄성 계수의 증가를 통해 2점 굽힘 시험에서 측정된 커버 부재의 제2 주표면에서의 감소된 인장 응력들에 의해 특징지어지는 바와 같이 향상된 굽힘 응력 저항성을 나타낼 수 있다. 이러한 낮은 인장 응력들, 굽힘 저항성 및 증가된 펜 낙하 높이 성능은 특히 모듈이 용도에 의해 발생된 굽힘 및/또는 충격 진화를 겪을 때 커버 부재의 파괴 저항성의 측면에서 향상된 모듈 신뢰성을 야기할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들 및 개념들은 통상의 기술자들이 모듈을 굽힐 때 커버 부재의 주표면들에서의 인장 응력들을 감소시키고 굽힘 힘들을 감소시키고 파괴 전 평균 펜 낙하 높이를 증가시키는 폴더블 전자 장치 모듈들을 설계하기 위한 개요를 제공하며, 이들 모두는 이러한 모듈들의 신뢰성, 제조성, 및 상이한 정도 및 양의 굽힘 및 접힘 진화들을 가지는 다양한 용도들에의 사용에의 적합성에 기여할 수 있다.
도 1을 참조하면, 커버 부재(50), 제1 접착제(10a), 스택(90a), 중간 층(75), 전자 장치들(102), 및 플렉서블 전자 장치 기판(60)을 포함하는 본 개시의 일부 양상들에 따른 폴더블 전자 장치 모듈(100a)이 묘사된다. 커버 부재(50)는 두께(52), 제1 주표면(54) 및 제2 주표면(56)을 가진다. 두께(52)는 약 25μm 내지 약 200μm, 예를 들어 약 25μm 내지 약 175μm, 약 25μm 내지 약 150μm, 약 25μm 내지 약 125μm, 약 25μm 내지 약 100μm, 약 25μm 내지 약 75μm, 약 25μm 내지 약 50μm, 약 50μm 내지 약 175μm, 약 50μm 내지 약 150μm, 약 50μm 내지 약 125μm, 약 50μm 내지 약 100μm, 약 50μm 내지 약 75μm, 약 75μm 내지 약 175μm, 약 75μm 내지 약 150μm, 약 75μm 내지 약 125μm, 약 75μm 내지 약 100μm, 약 100μm 내지 약 175μm, 약 100μm 내지 약 150μm, 약 100μm 내지 약 125μm, 약 125μm 내지 약 175μm, 약 125μm 내지 약 150μm, 및 약 150μm 내지 약 175μm 범위일 수 있다. 다른 양상들에서, 두께(52)는 약 25μm 내지 150μm, 약 50μm 내지 100μm, 또는 약 60μm 내지 80μm 범위일 수 있다. 커버 부재(50)의 두께(52)는 또한 전술한 범위들 및 값들 사이의 다른 두께들로 설정될 수 있다.
도 1에 묘사된 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 약 20GPa 내지 140GPa, 예를 들어 약 20GPa 내지 약 120GPa, 약 20GPa 내지 약 100GPa, 약 20GPa 내지 약 80GPa, 약 20GPa 내지 약 60GPa, 약 20GPa 내지 약 40GPa, 약 40GPa 내지 약 120GPa, 약 40GPa 내지 약 100GPa, 약 40GPa 내지 약 80GPa, 약 40GPa 내지 약 60GPa, 약 60GPa 내지 약 120GPa, 약 60GPa 내지 약 100GPa, 약 60GPa 내지 약 80GPa, 약 80GPa 내지 약 120GPa, 약 80GPa 내지 약 100GPa, 및 약 100GPa 내지 약 120GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지는 커버 부재(50)를 포함한다. 상기 커버 부재(50)는 유리 조성을 가지는 컴포넌트일 수 있거나 유리 조성을 가지는 적어도 하나의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 후자의 경우, 커버 부재(50)는 유리-함유 재료들을 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부재(50)는 폴리머 매트릭스 내의 제2 상 유리 입자들로 구성되는 폴리머/유리 복합 재료일 수 있다. 일부 양상들에서, 커버 부재(50)는 약 50GPa 내지 약 100GPa, 또는 이러한 한계들 사이의 임의의 탄성 계수 값의 탄성 계수에 의해 특징지어지는 유리 부재이다. 다른 양상들에서, 상기 커버 부재 탄성 계수는 약 20GPa, 30GPa, 40GPa, 50GPa, 60GPa, 70GPa, 80GPa, 90GPa, 100GPa, 110GPa, 120GPa, 130GPa, 140GPa, 또는 이러한 값들 사이의 임의의 탄성 계수 값이다.
도 1에 묘사된 폴더블 모듈(100a)의 특정 양상들에서, 커버 부재(50)는 유리 층을 포함할 수 있다. 다른 양상들에서, 상기 커버 부재(50)는 2개 이상의 유리 층들을 포함할 수 있다. 따라서, 두께(52)는 커버 부재(50)를 구성하는 개별적인 유리 층들의 두께들의 합을 반영한다. 커버 부재(50)가 둘 이상의 개별적인 유리 층들을 포함하는 양상들에서, 개별적인 유리 층 각각의 두께는 1μm 이상이다. 예를 들어, 상기 모듈(100a)에 사용된 상기 커버 부재(50)는 3개의 유리 층들을 포함할 수 있으며, 각각의 유리 층은 약 8μm의 두께를 가지고, 커버 부재(50)의 두께(52)는 약 25μm 이다. 그러나, 커버 부재(50)가 다수의 유리 층들 사이에 샌드위치된 다른 비유리 층들(예를 들어, 순응성 폴리머 층들)을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 모듈(100a)의 다른 실시들에서, 상기 커버 부재(50)는 유리-함유 재료들을 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부재(50)는 폴리머 매트릭스 내의 제2 상 유리 입자들로 구성된 폴리머/유리 복합 재료일 수 있다.
도 1에서, 유리 재료를 포함하는 커버 부재(50)를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 무알칼리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물들로부터 제조될 수 있다. 상기 커버 부재(50)는 또한 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물들로부터 제조될 수 있다. 특정 양상들에서, 알칼리 토금속 개질제(modifier)들이 커버 부재(50)를 위한 전술한 조성물들 중 임의의 것에 첨가될 수 있다. 일부 양상들에서, 다음에 따른 유리 조성물들은 하나 이상의 유리 층들을 가지는 커버 부재(50)에 적합하다: 50 내지 75%(몰%) SiO2; 5 내지 20% Al2O3; 8 내지 23% B2O3; 0.5 내지 9% MgO; 1 내지 9% CaO; 0 내지 5% SrO; 0 내지 5% BaO; 0.1 내지 0.4% SnO2; 0 내지 0.1% ZrO2; 및 0 내지 10% Na2O; 0 내지 5% K2O, 및 0 내지 10% Li2O. 일부 양상들에서, 다음에 따른 유리 조성들은 하나 이상의 유리 층들을 가지는 커버 부재(50)에 적합하다: 64 내지 69%(몰%) SiO2; 5 내지 12% Al2O3; 8 내지 23% B2O3; 0.5 내지 2.5% MgO; 1 내지 9% CaO; 0 내지 5% SrO; 0 내지 5% BaO; 0.1 내지 0.4% SnO2; 0 내지 0.1% ZrO2; 및 0 내지 1% Na2O. 다른 양상들에서, 다음의 조성은 상기 커버 부재(50)에 적합하다: ~67.4%(몰%) SiO2; ~12.7% Al2O3; ~3.7% B2O3; ~2.4% MgO; 0% CaO; 0% SrO; ~0.1% SnO2; 및 ~13.7% Na2O. 추가적인 양상들에서, 다음의 조성은 또한 상기 커버 부재(50)에 사용되는 유리 층에 적합하다: 68.95%(몰%) SiO2; 10.3% Al2O3; 15.2% Na2O; 5.4% MgO; 및 0.2% SnO2. 다른 양상들에서, 상기 커버 부재(50)는 다음의 유리 조성(제1 유리)을 사용할 수 있다: ~64%(몰%) SiO2; ~16% Al2O3; ~11 몰% Na2O; ~6 몰% Li2O; ~1 몰% ZnO; 및 ~2% P2O5. 추가적인 양상들에서, 다음의 조성은 또한 상기 커버 부재(50)에 사용되는 유리 층에 적합하다: 68.9%(몰%) SiO2; 10.3% Al2O3; 15.2% Na2O; 5.4% MgO; 및 0.2% SnO2. 유리 재료를 포함하는 커버 부재(50)를 위한 조성을 선택하는데 다양한 기준이 사용될 수 있다. 상기 기준은 결함들을 최소화하면서 낮은 두께 레벨로의 제조의 용이성; 굽힘 동안 발생된 인장 응력들을 상쇄시키기 위한 압축 응력 영역 형성의 용이성; 광학적 투명성; 및 부식 저항성을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
폴더블 모듈(100a)에 사용된 상기 커버 부재(50)는 다양한 물리적 형태들 및 형상들을 채택할 수 있다. 단면 관점에서, 단일 층 또는 다중 층들인 상기 부재(50)는 평평하거나 평면일 수 있다. 일부 양상들에서, 상기 부재(50)는 최종 응용에 따라 비직선형, 시트형 형태들로 제조될 수 있다. 예로서, 타원형 디스플레이 및 베젤을 가지는 모바일 디스플레이 장치는 일반적으로 타원형, 시트형 형태를 가지는 커버 부재(50)를 사용할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 약 100μm 내지 600μm의 두께(92a)를 가지는 스택(90a); 및 상기 스택(90a)을 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에 결합시키도록 구성된 제1 접착제(10a)를 더 포함한다. 상기 제1 접착제(10a)는 두께(12a) 및 약 0.001GPa 내지 약 10GPa, 예를 들어, 약 0.001GPa 내지 약 8GPa, 약 0.001GPa 내지 약 6GPa, 약 0.001GPa 내지 약 4GPa, 약 0.001GPa 내지 약 2GPa, 약 0.001GPa 내지 약 1GPa, 약 0.01GPa 내지 약 8GPa, 약 0.01GPa 내지 6GPa, 약 0.01GPa 내지 약 4GPa, 약 0.01GPa 내지 약 2GPa, 약 0.1GPa 내지 약 8GPa, 약 0.1GPa 내지 약 6GPa, 약 0.1GPa 내지 약 4GPa, 약 0.2GPa 내지 약 8GPa, 약 0.2GPa 내지 약 6GPa, 및 약 0.5GPa 내지 약 8GPa의 탄성 계수에 의해 특징지어진다. 폴더블 모듈(100a)의 제1 양상의 일부 실시들에 따르면, 상기 제1 접착제(10a)는 약 0.001GPa, 0.002GPa, 0.003GPa, 0.004GPa, 0.005GPa, 0.006GPa, 0.007GPa, 0.008GPa, 0.009GPa, 0.01GPa, 0.02GPa, 0.03GPa, 0.04GPa, 0.05GPa, 0.1GPa, 0.2GPa, 0.3GPa, 0.4GPa, 0.5GPa, 0.6GPa, 0.7GPa, 0.8GPa, 0.9GPa, 1GPa, 2GPa, 3GPa, 4GPa, 5GPa, 6GPa, 7GPa, 8GPa, 9GPa, 10GPa, 또는 이러한 탄성 계수 값들 사이의 임의의 값 또는 범위의 탄성 계수에 의해 특징지어 진다. 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 접착제들의 탄성 계수에 비하여 비교적 높은, 예를 들어 약 1GPa 내지 약 10MPa의, 탄성 계수를 가지는 접착제(10a)를 포함한다. 비교적 높은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 접착제들(10a)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 측정되는 평균 펜 낙하 높이의 향상으로 나타나는 바와 같이 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다.
도 1에 묘사된 폴더블 모듈(100a)을 다시 참조하면, 상기 제1 접착제(10a)는 약 5μm 내지 약 60μm, 예를 들어, 약 5μm 내지 약 50μm, 약 5μm 내지 약 40μm, 약 5μm 내지 약 30μm, 약 5μm 내지 약 20μm, 약 5μm 내지 약 15μm, 약 5μm 내지 약 10μm, 약 10μm 내지 약 60μm, 약 15μm 내지 약 60μm, 약 20μm 내지 약 60μm, 약 30μm 내지 약 60μm, 약 40μm 내지 약 60μm, 약 50μm 내지 약 60μm, 약 55μm 내지 약 60μm, 약 10μm 내지 약 50μm, 약 10μm 내지 약 40μm, 약 10μm 내지 약 30μm, 약 10μm 내지 약 20μm, 약 10μm 내지 약 15μm, 약 20μm 내지 약 50μm, 약 30μm 내지 약 50μm, 약 40μm 내지 약 50μm, 약 20μm 내지 약 40μm, 및 약 20μm 내지 약 30μm의 두께(12a)에 의해 특징지어 진다. 다른 실시예들은 약 5μm, 10μm, 15μm, 20μm, 25μm, 30μm, 35μm, 40μm, 45μm, 50μm, 55μm, 60μm, 또는 이러한 두께 값들 사이의 임의의 두께 범위들 또는 값들의 두께(12a)에 의해 특징지어지는 제1 접착제(10a)를 가진다. 일부 양상들에서, 상기 제1 접착제(10a)의 두께(12a)는 약 5μm 내지 25μm이다. 폴더블 모듈들(100a)의 일부 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 접착제들의 두께들에 비하여 비교적 낮은, 예를 들어 약 5μm 내지 약 10μm의, 두께를 가지는 접착제(10a)를 포함한다. 비교적 낮은 두께 값들을 가지는 이러한 접착제들(10a)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 측정된 평균 펜 낙하 높이의 향상으로 나타나는 바와 같이 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다.
도 1에 묘사된 폴더블 모듈(100a)의 일부 실시예들에서, 상기 제1 접착제(10a)는 약 0.1 내지 약 0.5, 예를 들어 약 0.1 내지 약 0.45, 약 0.1 내지 약 0.4, 약 0.1 내지 약 0.35, 약 0.1 내지 약 0.3, 약 0.1 내지 약 0.25, 약 0.1 내지 약 0.2, 약 0.1 내지 약 0.15, 약 0.2 내지 약 0.45, 약 0.2 내지 약 0.4, 약 0.2 내지 약 0.35, 약 0.2 내지 약 0.3, 약 0.2 내지 약 0.25, 약 0.25 내지 약 0.45, 약 0.25 내지 약 0.4, 약 0.25 내지 약 0.35, 약 0.25 내지 약 0.3, 약 0.3 내지 약 0.45, 약 0.3 내지 약 0.4, 약 0.3 내지 약 0.35, 약 0.35 내지 약 0.45, 약 0.35 내지 약 0.4, 및 약 0.4 내지 약 0.45의 푸아송(Poisson) 비에 의해 더 특징지어진다. 다른 실시예들은 약 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5 또는 이러한 값들 사이의 임의의 푸아송 비 또는 값들의 범위의 푸아송 비에 의해 특징지어지는 제1 접착제(10a)를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 제1 접착제(10a)의 푸아송 비는 약 0.1 내지 약 0.25이다.
위에 개요된 바와 같이, 도 1에 묘사된 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 특정 물성들(예를 들어, 약 0.001GPa 내지 10GPa의 탄성 계수)을 가지는 접착제(10a)를 포함한다. 모듈(100a) 내의 접착제(10a)로서 사용될 수 있는 예시적인 접착제들은 광학적으로 투명한 접착제들(OCAs)(예를 들어, Henkel Corporation LOCTITE® 액체 OCAs), 에폭시들, 및 상기 스택(90a)(예를 들어, 상기 중간 층(75) 및 플렉서블 전자 장치 기판(60))을 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에 결합시키는데 적합한 당업계의 통상의 기술자들에 의해 이해되는 다른 결합 재료들을 포함한다. 모듈(100a) 내의 접착제(10a)로서 사용될 수 있는 다른 예시적인 접착제들은 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학적으로 투명한 접착제(OCA), 압력 민감성 접착제(PSA), 폴리머 폼(polymeric foam), 천연 수지, 및 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 모듈(100a)의 상기 스택(90a)은 제1 및 제2 주표면들(64, 66), 두께(62), 및 약 300MPa 내지 약 10GPa, 예를 들어, 약 300MPa 내지 8000MPa, 약 300MPa 내지 6000MPa, 약 300MPa 내지 4000MPa, 약 300MPa 내지 2000MPa, 약 300MPa 내지 1000MPa, 약 300MPa 내지 500MPa, 약 500MPa 내지 8000MPa, 약 500MPa 내지 6000MPa, 약 500MPa 내지 4000MPa, 약 500MPa 내지 2000MPa, 약 500MPa 내지 1000MPa, 약 1000MPa 내지 8000MPa, 약 1000MPa 내지 6000MPa, 약 1000MPa 내지 4000MPa, 약 1000MPa 내지 2000MPa, 약 2000MPa 내지 8000MPa, 약 2000MPa 내지 6000MPa, 약 2000MPa 내지 4000MPa, 약 4000MPa 내지 8000MPa, 약 4000MPa 내지 6000MPa, 및 약 6000MPa 내지 8000MPa의 기판 탄성 계수 또는 전술한 값들 사이의 임의의 탄성 계수 값들 또는 값들의 범위들을 가지는 플렉서블 전자 장치 기판(60)(예를 들어, OLED-포함 기판)을 더 포함한다. 또한, 상기 폴더블 모듈(100a)의 실시예들에서, 상기 기판(60)은 약 25μm 내지 약 200μm, 예를 들어, 약 25μm 내지 약 190μm, 약 25μm 내지 약 180μm, 약 25μm 내지 약 170μm, 약 25μm 내지 약 160μm, 약 25μm 내지 약 150μm, 약 25μm 내지 약 140μm, 약 25μm 내지 약 130μm, 약 25μm 내지 약 120μm, 약 25μm 내지 약 110μm, 약 25μm 내지 약 105μm, 약 25μm 내지 약 95μm, 약 25μm 내지 약 85μm, 약 25μm 내지 약 75μm, 약 25μm 내지 약 65μm, 약 25μm 내지 약 55μm, 약 25μm 내지 약 45μm, 약 100μm 내지 약 200μm, 예를 들어, 약 100μm 내지 약 190μm, 약 100μm 내지 약 180μm, 약 100μm 내지 약 170μm, 약 100μm 내지 약 160μm, 약 100μm 내지 약 150μm, 약 100μm 내지 약 140μm, 약 100μm 내지 약 130μm, 약 100μm 내지 약 120μm, 약 100μm 내지 약 110μm, 약 100μm 내지 약 105μm의 두께(62) 또는 이러한 두께 값들 사이의 임의의 두께들 또는 두께들의 범위를 가진다.
상기 모듈(100a) 내의 상기 기판(60)으로서 사용될 수 있는 적합한 재료들은 전자 장치들(102)을 장착하기에 적합하고 폴더블 전자 장치 모듈(100a)과 관련된 굽힘을 겪을 때 높은 기계적 무결성 및 유연성을 가지는 다양한 열경화성 및 열가소성 재료들, 예를 들어, 폴리이미드들을 포함한다. 예를 들어, 기판(60)은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 패널일 수 있다. 상기 기판(60)을 위하여 선택된 재료는 또한 모듈(100a)의 응용 환경 및/또는 그 가공 환경들과 관련된 물성 변화들 및/또는 열화를 견디도록 높은 열적 안정성을 나타낼 수 있다.
도 1에 도시된 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 상기 스택(90a)은 또한 상기 플렉서블 전자 장치 기판(60)에 결합된 하나 이상의 전자 장치들(102)을 포함할 수 있다. 이러한 전자 장치들(102)은, 예를 들어, 통상적인 OLED-포함 디스플레이 장치들에 사용되는 통상적인 전자 장치들이다. 예를 들어, 상기 스택(90a)의 상기 기판(60)은 터치 센서, 편광기 등, 및 다른 전자 장치들의 형태 및 구조의 하나 이상의 전자 장치들(102)을 상기 기판(60)에 이러한 장치들을 결합시키기 위한 접착제들 또는 다른 화합물들과 함께 포함할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치들(102)은 상기 기판(60) 내 및/또는 그 주표면들(64, 66) 중 하나 이상 상에 위치될 수 있다. 또한 도 1에 묘사된 바와 같이, 상기 스택(90a)은 또한 스택 부재(75)를 포함할 수 있다. 상기 스택 부재(75)는 최종 사용 응용에 따라 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)과 관련된 다양한 피쳐들을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 모듈(100a)의 상기 스택(90a)은 중간 층 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 더 포함한다. 상기 중간 층(75)은 약 0.01GPa 내지 약 10GPa, 예를 들어, 약 0.01GPa 내지 약 8GPa, 약 0.01GPa 내지 약 6GPa, 약 0.01GPa 내지 약 4GPa, 약 0.01GPa 내지 약 2GPa, 약 0.1GPa 내지 약 8GPa, 약 0.1GPa 내지 약 6GPa, 약 0.1GPa 내지 약 4GPa, 약 0.2GPa 내지 약 8GPa, 약 0.2GPa 내지 약 6GPa, 약 0.5GPa 내지 약 8GPa의 탄성 계수, 또는 이러한 범위들 사이의 임의의 탄성 계수 값들 또는 값들의 범위에 의해 더 특징지어진다. 상기 폴더블 모듈(100a)의 일부 양상들에 따르면, 상기 중간 층(75)은 약 0.01GPa, 0.02GPa, 0.03GPa, 0.04GPa, 0.05GPa, 0.06GPa, 0.07GPa, 0.08GPa, 0.09GPa, 0.1GPa, 0.2GPa, 0.3GPa, 0.4GPa, 0.5GPa, 0.6GPa, 0.7GPa, 0.8GPa, 0.9GPa, 1GPa, 2GPa, 3GPa, 4GPa, 5GPa, 6GPa, 7GPa, 8GPa, 9GPa, 10GPa, 또는 이러한 탄성 계수 값들 사이의 임의의 양 또는 양들의 범위의 탄성 계수에 의해 특징지어진다. 실시예들에서, 상기 중간 층(75)은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 폴리스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴, 스티렌 메틸 메타크릴레이트, 유리 섬유 강화 폴리머(GFRP), 실리카 입자들, 지르코니아 입자들, 티타니아 입자들, 및 실리카 솔-겔들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간층들의 탄성 계수에 비하여 비교적 높은, 예를 들어 약 5GPa 내지 약 10MPa의, 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 높은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다. 상기 폴더블 모듈들(100a)의 다른 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 탄성 계수에 비하여 비교적 낮은, 예를 들어 약 0.01GPa 내지 약 5GPa의, 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 낮은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈(100a)의 굽힘 시 감소된 굽힘 힘들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 굽힘 저항성을 제공한다. 상기 폴더블 모듈들(100a)의 추가적인 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 탄성 계수에 비하여 비교적 높은, 예를 들어 약 5GPa 내지 10GPa의 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 높은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈(100a)의 굽힘 시 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면(56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타난 바와 같이 향상된 정도의 굽힘 응력 저항성을 제공한다.
도 1을 다시 참조하면, 사익 폴더블 모듈(100a)의 상기 스택(90a)은 중간 층 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 더 포함한다. 상기 중간 층(75)은 약 50μm 내지 약 200μm, 예를 들어 약 50μm 내지 약 175μm, 약 50μm 내지 약 150μm, 약 50μm 내지 약 125μm, 약 50μm 내지 약 100μm, 약 50μm 내지 약 75μm, 약 75μm 내지 약 175μm, 약 75μm 내지 약 150μm, 약 75μm 내지 약 125μm, 약 75μm 내지 약 100μm, 약 100μm 내지 약 175μm, 약 100μm 내지 약 150μm, 약 100μm 내지 약 125μm, 약 125μm 내지 약 175μm, 약 125μm 내지 약 150μm, 및 약 150μm 내지 약 175μm의 범위일 수 있는 두께(76)에 의해 더 특징지어질 수 있다. 다른 양상들에서, 상기 중간 층(75)의 두께(76)는 약 50μm 내지 200μm, 약 75μm 내지 175μm, 또는 약 100μm 내지 150μm 범위일 수 있다. 상기 중간 층(75)의 두께(76)는 또한 전술한 범위들 사이의 다른 두께들 또는 두께들의 범위들로 설정될 수 있다.
상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 두께에 비하여 비교적 높은, 예를 들어 약 125μm 내지 약 200μm의, 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 높은 두께(76) 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타난 바와 같이 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다. 상기 폴더블 모듈들(100a)의 다른 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 두께에 비하여 비교적 낮은, 예를 들어 약 50μm 내지 약 125μm의 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 낮은 두께(76) 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈(100a)의 굽힘 시 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 감소된 굽힘 힘들 및/또는 인장 응력들에 나타나는 바와 같이 향상된 정도의 굽힘 저항성을 제공한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)이 본 개시의 일부 양상들에 따라 2점 굽힘 시험 장치(200) 내에서 각각 굽혀지지 않은 및 굽혀진 상태로 묘사된다. 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)과 관련된 특징들 중 일부는 명확성의 목적으로 도 2a 및 도 2b에 묘사되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 도 2a에서, 상기 모듈(100a)은 2점 시험 장치(200)(시험 장치(200)를 도시하는 도 2b를 참조) 내에서 굽혀지지 않은 상태로 묘사된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "2점 굽힘 시험"은 두 수직 플레이트들(250)이 일정한 굽힘 힘(Fbend)으로 상기 모듈(100a)에 대하여 안쪽으로 가압되도록 도 2a 및 도 2b에 묘사된 시험 장치(200)로 수행된다. 상기 시험 장치(200)와 관련된 고정구(미도시)는 상기 Fbend 힘이 상기 플레이트들(250)을 통해 상기 모듈들에 인가됨에 따라 상기 모듈들이 위로 오목한 방향으로 굽혀지는 것을 보장한다. 도 2b를 참조하면, 상기 플레이트들(250)은 특정 굽힘 반경(220)이 달성될 때까지 함께 이동된다. 일반적으로, 상기 굽힘 반경(220)은 상기 플레이트들(250) 사이의 거리(D)의 대략 절반이다. 이전에 개요가 서술된 바와 같이, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 상기 제1 주표면(54)(즉, C 점에서)이 압축 상태가 되도록 2점 장치(200) 내에서 상기 모듈을 약 20mm 내지 약 2mm의 굽힘 반경(220)으로 굽힐 시 상기 커버 부재(50)의 제2 주표면(56)(도 1 참조)에서(즉, T점에서) 발생하는 응력들(주로 인장)에 의해 특징지어진다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 굽힘 반경(220)은 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54) 위의 중심 점으로부터 상기 플렉서블 전자 장치 기판(60)의 상기 제2 주표면(66)까지 측정된다. 이러한 중심 점은 상기 모듈(100a)과 관련된 대칭 선(210) 상에 위치된다.
유리하게, 상기 2점 굽힘 시험은 유한 요소 분석(finite element analysis, FEA) 기술들을 사용하여 모델링될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 상기 모듈(100a) 내에서 상기 커버 부재의 주표면들(54, 56)에서의 응력들 및 굽힘 힘들(Fbend)을 시뮬레이션하기 위해 본 개시에 사용되는 상기 FEA 모델링은, 본 개시의 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 이해되는 바와 같이, 특정 모델 가정들에 따라 수행되었다. 이러한 가정들은 상기 모듈(100a)의 요소들에 대한 선형-탄성 또는 초탄성(hyper-elastic) 물성들의 사용; 대변형(large deformation) 분석 접근법의 사용; 및 준정상(quasi-steady) 상태 분석 접근법의 사용을 포함한다. 또한, 2점 굽힘 시험의 모든 모델링은 상기 모듈(100a)이 상온에 있고 매우 작은 마찰 계수가 상기 플레이트들과 상기 모듈(100a) 사이에 존재한다는 것을 가정함으로써 수행되었다. 또한, 달리 언급된 바와 같이, 모든 모델링된 조건들에 대하여 6mm의 플레이트 간격(D)이 가정되었다. 또한, 상기 커버 부재(50)는 71GPa의 탄성 계수 및 0.22의 푸아송 비를 가지도록 가정되었다. 상기 기판(60)은 50μm의 두께, 0.3GPa의 탄성 계수 및 0.49의 푸아송 비를 가지는 광학 접착 층; 및 100μm의 두께, 3GPa의 탄성 계수, 및 0.38의 푸아송 비를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층으로 구성되는 것으로 가정되었다.
상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 특정 실시들에서, 상기 모듈은 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 시험 장치(200)(도 2a 및 도 2b 참조)으로의 2점 굽힘 시험에서 6mm의 플레이트 간격으로의 굽힘 시 상기 모듈(100a) 내에서 약 110N 미만의 굽힘 힘에 의해 특징지어지는 굽힘 저항성을 나타낼 수 있다. 예상치 못하게, 2점 굽힘 시험의 이러한 모델링을 통해 이해되는 바와 같이, 상기 중간 층(75)의 성질들 및/또는 그 두께(76)는 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 시험 장치(200)(도 2a 및 도 2b 참조)로의 2점 굽힘 시험에서 6mm의 플레이트 간격으로의 굽힘 시 상기 모듈(100a) 내에 70N 미만의 굽힘 힘이 존재하도록 상기 모듈(100a)의 굽힘 저항성을 더 향상시키도록 조절될 수 있다. 특히, 상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 탄성 계수에 비하여 낮은, 예를 들어 약 0.01GPa 내지 약 5GPa의, 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 낮은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 상기 2점 굽힘 시험 동안 상기 모듈(100a) 내의 감소된 굽힘 힘들에 나타나는 바와 같이 향상된 정도의 굽힘 저항성을 제공한다. 상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 또한 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 두께에 비하여 비교적 낮은, 예를 들어 약 50μm 내지 약 125μm의, 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 포함할 수 있다. 비교적 낮은 두께(76) 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 6mm의 플레이트 간격에서 2점 굽힘 시험에서의 굽힘 시 상기 모듈(100a) 내에서 관찰되는 감소된 굽힘 힘들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 굽힘 저항성을 제공한다. 상기 중간 층(75)의 이러한 모델링 및 설계에서, 상기 모듈(100a) 내의 굽힘 힘들은 약 110N 미만, 약 100N 미만, 약 90N 미만, 약 80N 미만, 약 70N 미만, 약 60N 미만, 약 50N 미만, 약 40N 미만, 약 30N 미만, 약 20N 미만, 및 더 낮은 값으로 감소될 수 있다.
상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 추가적인 실시들에서, 상기 모듈은 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 시험 장치(200)(도 2a 및 도 2b 참조)로의 2점 굽힘 시험에서 6mm의 플레이트 간격으로의 굽힘 시 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 약 200MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 굽힘 응력 저항성을 나타낼 수 있다. 예기치 못하게, 2점 굽힘 시험의 이러한 모델링을 통해 이해되는 바와 같이, 상기 중간 층(75)의 성질들 및/또는 그 두께(76)는 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 테스트 장치(200)(도 2a 및 도 2b 참조)로의 2점 굽힘 시험에서 6mm의 플레이트 간격으로의 굽힘 시 약 150MPa 미만의 인장 응력이 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에 존재하도록 상기 모듈(100a)의 굽힘 응력 저항성을 더 향상시키도록 조절될 수 있다. 특히, 상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 탄성 계수에 비하여 낮은, 예를 들어 약 0.01GPa 내지 약 5GPa의, 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 낮은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 2점 굽힘 시험 동안 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 감소된 인장 응력에서 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 굽힘 응력 저항성을 제공한다. 상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 또한 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 두께에 비하여 비교적 낮은, 예를 들어 약 50μm 내지 약 125μm의, 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 포함할 수 있다. 비교적 낮은 두께(76) 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 6mm의 플레이트 간격에서 2점 굽힘 시험에서 굽힘 시 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 굽힘 응력 저항성을 제공한다. 상기 중간 층(75)의 이러한 모델링 및 설계에서, 상기 모듈(100a) 내의 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 인장 응력들은 약 200MPa 미만, 약 190MPa 미만, 약 180MPa 미만, 약 170MPa 미만, 약 160MPa 미만, 약 150MPa 미만, 약 140MPa 미만, 약 130MPa 미만, 약 120MPa 미만, 약 110MPa 미만, 약 100MPa 미만, 약 90MPa 미만, 약 80MPa 미만, 약 70MPa 미만, 약 60MPa 미만, 약 50MPa 미만, 약 40MPa 미만, 약 30MPa 미만, 약 20MPa 미만, 약 10MPa 미만, 및 더 낮은 값들로(예를 들어, 이 위치가 압축 응력들을 나타내도록) 감소될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 펜 낙하 시험 장치(300)가 묘사된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 파괴 전 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 충격 저항성을 평가하도록 "펜 낙하 시험"이 펜 낙하 장치(300)로 수행되었다. 본 명세서에 설명되고 참조되는 바와 같이, 폴더블 전자 장치 모듈(100a) 샘플들이 커버 부재(50)의 노출된 표면, 즉 주표면(54)에 부여된 하중으로(즉, 특정 높이에서의 펜 낙하로부터의) 시험되도록 펜 낙하 시험이 수행된다. 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 반대 측(예를 들어, 주표면(66)(도 1 참조))은 알루미늄 플레이트(6063 알루미늄 합금, 400 그릿(grit) 종이로 표면 거칠기로 폴리싱됨)에 의해 지지된다. 낙하 시험에 따라 펜(310)을 샘플로 안내하기 위해 하나의 튜브가 사용되고, 상기 튜브는 상기 튜브의 종방향 축이 상기 샘플의 상면에 실질적으로 수직하도록 상기 샘플의 상면과 접촉하도록 배치된다. 각각의 튜브는 2.54cm(1 인치)의 외부 직경, 1.4cm(1 인치의 9/16)의 내부 직경, 및 90cm의 길이를 가진다. 각각의 시험에서, 제1 표면(54) 위로 볼의 원하는 높이(314)에 상기 펜을 잡기 위해 아크릴로니트릴 부타디엔(ABS) 심이 사용된다. 각각의 낙하 후에, 상기 튜브는 상기 펜을 상기 샘플 상의 다른 충격 위치로 안내하도록 상기 샘플에 대하여 재배치된다. 상기 펜 낙히 시험에 사용된 상기 펜(310)은 직경 0.34mm의 볼 포인트 팁(312), 및 캡을 포함하여 5.7 그램의 무게를 가진다.
도 3에 묘사된 펜 낙하 시험에 따르면, 상기 펜(310)은 상단(즉, 상기 팁과 반대편의 단부)에 부착된 캡과 함께 낙하되어 상기 볼 포인트(312)는 상기 시험 샘플, 즉, 폴더블 전자 장치 모듈(100a)과 상호작용할 수 있다. 상기 펜 낙하 시험에 따른 일련의 낙하들에서, 첫번째 펜 낙하는 1cm의 최초 높이에서 수행되며, 이후 90cm의 최대 낙하 높이까지 2cm씩 증가되는 후속적인 낙하들이 뒤따른다. 또한, 각각의 낙하가 수행된 후, 상기 폴더블 전자 장치 어셈블리 또는 커버 부재에 대한 어떠한 관찰가능한 파손, 파괴 또는 손상의 다른 증거의 존재가 특정한 펜 낙하 높이와 함께 기록된다. 펜 낙하 시험 하에서, 평균 펜 낙하 높이의 결정을 포함하여 향상된 통계 자료들을 가지는 모집단을 발생시키기 위하여 다수의 샘플들이 동일한 낙하 순서에 따라 시험될 수 있다.
유리하게, 10cm의 고정된 펜 낙하 높이(314)를 기초로 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)에 발생된 인장 응력들을 추정하기 위하여 도 3에 묘사된 펜 낙하 시험이 FEA 기술들을 사용하여 모델링되었다. 본 개시의 분야의 통상의 기술자들에 의해 더 이해되는 바와 같이, 이러한 모델링을 수행하기 위해, 2점 굽힘 시험 모델링과 관련하여 이전에 언급된 바와 동일한 물성들의 사용을 포함하는 특정 가정들이 이루어졌다. 펜 낙하 시험 모델링과 더 관련하여, 다음의 추가적인 가정들이 이루어졌다: 펜 팁(312)은 펜 팁 변형이 없는 강체로 모델링되었고; 모듈(100a)의 1/4 대칭 조각이 사용되었으며; 모듈(100a) 내의 모든 계면들은 분석 동안 박리 없이 완벽히 결합되는 것으로 가정되었고; 상기 펜 낙하 시험 장치(300)와 관련하여 언급된 알루미늄 지지 플레이트는 강체 알루미늄 플레이트로 모델링되었고; 모듈(100a)과 알루미늄 지지 플레이트 사이에 마찰 없는 접촉이 가정되었고; 펜 팁(312)이 모듈(100a)의 커버 부재(50)를 관통하지 않는 것이 가정되었고; 상기 모듈(100a)의 요소들을 위한 선형-탄성 또는 초탄성 물성들의 사용; 대변형 접근법의 사용; 및 시뮬레이션된 시험 동안 모듈(100a)이 상온에 있음.
폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 특정 실시들에서, 10cm의 펜 낙하 높이(314)(도 3 참조)로 모델링된 바와 같이, 상기 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)에서 약 4100MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 약 8300MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 나타낼 수 있다. 예기치 못하게, 펜 낙하 시험의 이러한 모델링을 통해 이해되는 바와 같이, 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)에서 약 3900MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에 약 7000MPa 미만의 인장 응력을 달성하도록 상기 중간 층(75)의 성질들 및/또는 그 두께(76)는 모듈(100a)의 충격 저항성을 더 향상시키도록 조절될 수 있다. 특히, 상기 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 탄성 계수에 비하여 비교적 높은, 예를 들어, 약 5GPa 내지 약 10GPa의 탄성 계수를 가지는 중간 층(75)을 포함한다. 비교적 높은 탄성 계수 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다. 폴더블 모듈들(100a)의 양상들은 또한 이러한 전자 장치 응용들에 사용되는 통상적인 중간 층들의 두께에 비하여 비교적 높은, 예를 들어 약 125μm 내지 약 200μm의, 두께(76)를 가지는 중간 층(75)을 포함할 수 있다. 비교적 높은 두께(76) 값들을 가지는 이러한 중간 층들(75)의 사용은 예기치 못하게 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 상기 커버 부재(50)의 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 감소된 인장 응력들에 나타나는 바와 같이, 향상된 정도의 충격 저항성을 제공한다. 중간 층(75)의 이러한 모델링 및 설계에서, 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)에서 인장 응력들은 약 4100MPa, 4000MPa, 3900MPa, 3800MPa, 3700MPa, 3600MPa, 3500MPa, 3400MPa, 3300MPa, 3200MPa, 3100MPa, 3000MPa 미만 또는 그 보다 더 낮은 값으로 감소될 수 있다. 유사하게, 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 인장 응력들은 약 8300MPa, 8000MPa, 7500MPa, 7000MPa, 6500MPa, 6000MPa, 5500MPa, 5000MPa, 4500MPa, 4000MPa, 3500MPa, 3000MPa 미만, 또는 그보다 더 낮은 값으로 감소될 수 있다.
도 1을 계속 참조하면, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 상기 커버 부재(50)는, 본 개시의 특정 양상들에서, 상기 제1 및/또는 제2 주표면들(54, 56)로부터 상기 커버 부재(50)의 선택된 깊이까지 연장되는 하나 이상의 압축 응력 영역들(미도시)을 가지는 유리 층 또는 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 모듈(100a)의 특정 양상들에서, 부재(50)의 엣지들(주표면들(54, 56)에 수직하거나 실질적으로 수직한)로부터 선택된 깊이로 연장되는 엣지 압축 응력 영역들(미도시)이 또한 생성될 수 있다. 예를 들어, 유리 커버 부재(50)에 포함되는 상기 압축 응력 영역 또는 영역들(및/또는 엣지 압축 응력 영역들)은 이온 교환(IOX) 공정으로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 유리 커버 부재(50)는 층들 및/또는 영역들과 관련된 열 팽창 계수들(CTE)의 불일치를 통해 하나 이상의 이러한 압축 응력 영역들을 형성하는데 사용될 수 있는 다양한 가공된 유리 층들 및/또는 영역들을 포함할 수 있다.
IOX 공정으로 형성된 하나 이상의 압축 응력 영역들을 가지는 커버 부재(50)를 가지는 장치 모듈(100a)의 이러한 양상들에서, 상기 압축 응력 영역(들)은 복수의 이온-교환가능한 금속 이온들 및 복수의 이온-교환된 금속 이온들을 포함할 수 있으며, 상기 이온-교환된 금속 이온들은 상기 압축 응력 영역(들) 내에 압축 응력을 생성하도록 선택된다. 압축 응력 영역(들)을 포함하는 모듈(100a)의 일부 양상들에서, 상기 이온-교환된 금속 이온들은 이온-교환 가능한 금속 이온들의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 가진다. 상기 이온-교환 가능한 이온들(예를 들어, Na+ 이온)은 이온 교환 공정을 거치기 전에 상기 유리 커버 부재(50) 내에 존재한다. 이온-교환하는 이온들(예를 들어, K+ 이온들)은 상기 유리 커버 부재(50) 내로 혼입될 수 있으며, 상기 부재(50) 내의 궁극적으로 압축 응력 영역(들)이 되는 영역(들) 내의 이온-교환 가능한 이온들 중 일부를 대체한다. 이온-교환하는 이온들, 예를 들어, K+ 이온들의 상기 커버 부재(50) 내로의 혼입은 상기 부재(50)를 이온-교환하는 이온들을 포함하는 용융 염(예를 들어, 용융 KNO3 염) 욕조에 침지시킴으로써(예를 들어 완전한 모듈(100a)의 형성 전에) 이루어질 수 있다. 이 예에서, K+ 이온들은 Na+ 이온들보다 큰 원자 반경을 가지고, 상기 유리 커버 부재(50) 내에 존재하는 곳마다, 예를 들어 압축 응력 영역(들) 내에, 지역적인 압축 응력을 발생시키는 경향이 있다.
도 1에 묘사된 폴더블 전자 장치 모듈(100a)에 사용된 상기 커버 부재(50)를 위하여 사용된 이온-교환 공정 조건들에 따라, 이온-교환하는 이온들은 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)으로부터 제1 이온 교환 깊이(미도시, DOL)까지 아래로 전달될 수 있으며, 이온 교환 압축 깊이(DOC)를 형성한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, DOC는 본 명세서에 설명된 화학적으로 강화된 알칼리 알루미노실리케이트 유리 물품 내에서 응력이 압축으로부터 인장으로 변화하는 깊이를 의미한다. DOC는 이온 교환 처리에 따라 표면 응력계(FSM-상업적으로 입수가능한 기기들, 예컨대 Orihara Industrial Co., Ltd.(일본)에 의해 제조된 FSM-6000을 사용하여) 또는 산란 광 편광기(SCALP)에 의해 측정될 수 있다. 상기 유리 물품 내로 칼륨 이온들을 교환함으로써 상기 유리 물품 내의 응력이 발생된 경우, DOC를 측정하기 위해 FSM이 사용된다. 상기 물품 내로 나트륨 이온들을 교환함으로써 응력이 발생된 경우, DOC를 측정하기 위해 SCALP가 사용된다. 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내고, 칼륨 이온들의 교환 깊이가 압축 응력의 크기의 변화(그러나 압축으로부터 인장으로의 응력의 변화는 아님)를 나타내는 것으로 믿어지므로, 상기 유리 내로 칼륨 및 나트륨 이온들 둘 모두를 교환함으로써 상기 유리 물품 내의 응력이 발생된 경우, 상기 DOC는 SCALP에 의해 측정된다; 이러한 유리 물품들 내의 칼륨 이온들의 교환 깊이는 FSM에 의해 측정된다. 압축 응력(표면 CS를 포함)은 FSM에 의해 측정된다. 표면 응력 측정들은 유리의 복굴절과 관련된 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는 "유리 응력-광학 계수의 측정을 위한 표준 시험 방법"이라는 제목의 ASTM 표준 C770-16에 설명된 절차 C(유리 디스크 방법)에 따라 측정되며, 그 내용 전체는 참조에 의해 본 명세서에 결합된다. 유사하게, 제2 압축 응력 영역이 상기 제2 주표면(56)으로부터 아래로 제2 이온 교환 깊이까지 상기 부재(50) 내에 형성될 수 있다. 100MPa을 훨씬 초과하는, 최대 2000MPa의, DOC 내의 압축 응력 레벨들은 이러한 IOX 공정들로 달성될 수 있다. 상기 커버 부재(50) 내의 압축 응력 영역(들) 내의 압축 응력 레벨들은 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 굽힘 시 상기 커버 부재(50) 내에 발생된 인장 응력들을 상쇄시키는 역할을 할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은, 일부 실시들에서, 상기 제1 및 제2 주표면들(54, 56)에 수직한 엣지들에서 상기 커버 부재(50) 내의 하나 이상의 엣지 압축 응력 영역들을 포함할 수 있으며, 각각은 100MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의된다. 이러한 엣지 압축 응력 영역들이 부재(50)의 형상 또는 형태에 따라 그 주표면들로부터 먼 임의의 엣지들 또는 표면들에서 상기 커버 부재(50) 내에 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 타원형 커버 부재(50)를 가지는 폴더블 모듈(100a)의 일부 실시들에서, 엣지 압축 응력 영역들은 상기 부재의 상기 주표면들에 수직한(또한 실질적으로 수직한) 외부 엣지(상기 부재의)로부터 안으로 형성될 수 있다. 이러한 엣지 압축 응력 영역들을 생성하기 위해 상기 주표면들(54, 56)에 가깝게 압축 응력 영역(들)을 발생시키는데 사용된 것들과 본질적으로 유사한 IOX 공정들이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 커버 부재(50) 내의 임의의 이러한 엣지 압축 응력 영역들은 예를 들어 임의의 엣지들에 걸친 상기 커버 부재(50)(및 모듈(100a))의 굽힘 및/또는 그 주표면들(54, 46)에서의 상기 커버 부재(50)의 불균일한 굽힘을 통해 상기 부재의 엣지들에서 발생되는 인장 응력들을 상쇄시키는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 이론에 제한됨 없이, 상기 커버 부재(50)에 사용된 임의의 이러한 엣지 압축 응력 영역들은 상기 모듈(100a) 내의 상기 부재(50)의 엣지들에서 또는 엣지들에 대한 충격 또는 마모로 인한 부작용들을 상쇄시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 부재(50) 내의 영역들 또는 층들의 CTE 불일치를 통해 형성된 하나 이상의 압축 응력 영역들을 가지는 커버 부재(50)를 가지는 상기 장치 모듈(100a)의 양상들에서, 이러한 압축 응력 영역들은 상기 부재(50)의 구조를 조정함으로써 형성된다. 예를 들어, 상기 부재(50) 내의 CTE 차이들은 상기 부재 내에 하나 이상의 압축 응력 영역들을 생성할 수 있다. 일 예에서, 상기 커버 부재(50)는 각각이 상기 부재의 주표면들(54, 56)에 실질적으로 평행한 클래드 영역들 또는 층들에 의해 샌드위치된 코어 영역 또는 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 코어 층은 상기 클래드 영역들 또는 층들의 CTE보다 큰 CTE로 조정된다(예를 들어 상기 코어 및 클래드 층들 또는 영역들의 조성 제어에 의해). 상기 커버 부재(50)가 그 제조 공정들로부터 냉각된 후, 상기 코어 영역 또는 층과 상기 클래드 영역들 또는 층들 사이의 CTE 차이들은 냉각 시 균일하지 않는 부피 수축을 야기하며, 이는 상기 클래드 영역 또는 층들 내의 상기 주표면들(54, 56) 아래의 압축 응력 영역들의 형성으로 나타나는 상기 커버 부재(50) 내의 잔류 응력의 형성을 야기한다. 달리 말하면, 상기 코어 영역 또는 층 및 상기 클래드 영역들 또는 층들은 고온에서 서로 밀접하게 접촉되며; 이러한 층들 또는 영역들은 이후 저온으로 냉각되어 낮은 CTE 클래드 영역들(또는 층들)에 비해 높은 CTE 코어 영역(또는 층)의 더 큰 부피 변화는 상기 커버 부재(50) 내의 상기 클래드 영역들 또는 층들에 상기 압축 응력 영역들을 생성한다.
CTE-형성된 압축 응력 영역들을 가지는 도 1에 묘사된 상기 모듈(100a) 내의 상기 커버 부재(50)를 계속 참조하면, 상기 CTE-관련된 압축 응력 영역들은 각각 상기 제1 주표면(54)으로부터 아래로 제1 CTE 영역 깊이까지 및 상기 제2 주표면(56)으로부터 제2 CTE 영역 깊이까지 도달하며, 따라서 상기 클래드 층 또는 영역들 내에 각각의 주표면들(54, 56)과 관련된 각각의 압축 응력 영역들에 대하여 CTE-관련 DOC들을 형성한다. 일부 양상들에서, 이러한 압축 응력 영역들 내의 압축 응력 레벨들은 150MPa를 초과할 수 있다. 상기 코어 영역(또는 층)과 상기 클래드 영역들(또는 층들) 사이의 CTE 값들의 차이를 최대화하는 것은 제조 후 상기 부재(50)의 냉각 시 상기 압축 응력 영역들 내에 형성된 압축 응력의 크기를 증가시킬 수 있다. 이러한 CTE-관련 압축 응력 영역들을 가지는 커버 부재(50)를 가지는 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 특정 실시들에서, 상기 커버 부재(50)는 상기 코어 영역 두께 나누기 상기 클래드 영역 두께들의 합이 3 이상의 두께 비를 가지는 코어 영역 및 클래드 영역들을 사용한다. 이와 같이, 상기 클래드 영역들의 크기 및/또는 CTE에 대한 상기 코어 영역의 크기 및/또는 그 CTE를 최대화하는 것은 상기 폴더블 모듈(100a)의 압축 응력 영역들 내에 관찰되는 압축 응력 레벨들의 크기를 증가시키는 역할을 할 수 있다.
다른 장점들 중, 압축 응력 영역들(예를 들어, 전술한 단락들에 개요가 설명된 IOX- 또는 CTE-관련 접근법들을 통해 형성됨)은 상기 폴더블 모듈(100a)의 굽힘 시 상기 부재 내에 발생된 인장 응력들, 특히 굽힘 방향에 따라 상기 주표면들(54, 56) 중 하나 상에서 최댓값에 도달하는 인장 응력들을 상쇄시키기 위해 상기 커버 부재(50) 내에 사용될 수 있다. 특정 양상들에서, 상기 압축 응력 영역은 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)에서 약 100MPa 이상의 압축 응력을 포함할 수 있다. 일부 양상들에서, 상기 주표면들에서의 압축 응력은 약 600MPa 내지 약 1000MPa이다. 다른 양상들에서, 상기 압축 응력은 상기 커버 부재(50) 내에 상기 압축 응력을 생성하는데 사용된 공정에 따라 주표면들에서 최대 2000MPa까지 1000MPa을 초과할 수 있다. 본 개시의 다른 양상들에서 상기 압축 응력은 또한 상기 부재(50)의 상기 주표면들에서 약 100MPa 내지 약 600MPa의 범위일 수 있다. 추가적인 양상들에서, 상기 모듈(100a)의 상기 커버 부재(50) 내의 상기 압축 응력 영역(또는 영역들)은 약 100MPa 내지 약 2000MPa, 예를 들어, 약 100MPa 내지 약 1500MPa, 약 100MPa 내지 약 1000MPa, 약 100MPa 내지 약 800MPa, 약 100MPa 내지 약 600MPa, 약 100MPa 내지 약 400MPa, 약 100MPa 내지 약 200MPa, 약 200MPa 내지 약 1500MPa, 약 200MPa 내지 약 1000MPa, 약 200MPa 내지 약 800MPa, 약 200MPa 내지 약 600MPa, 약 200MPa 내지 약 400MPa, 약 400MPa 내지 약 1500MPa, 약 400MPa 내지 약 1000MPa, 약 400MPa 내지 약 800MPa, 약 400MPa 내지 약 600MPa, 약 600MPa 내지 약 1500MPa, 약 600MPa 내지 약 1000MPa, 약 600MPa 내지 약 800MPa, 약 800MPa 내지 약 1500MPa, 약 800MPa 내지 약 1000MPa, 및 약 1000MPa 내지 약 1500MPa의 압축 응력을 나타낼 수 있다.
폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 상기 커버 부재(50) 내에 사용된 이러한 압축 응력 영역 내에서, 상기 압축 응력은 상기 주표면들로부터 아래로 하나 이상의 선택된 깊이들까지 깊이의 함수로서 일정하게 유지될 수 있거나, 감소하거나, 증가할 수 있다. 이와 같이, 상기 압축 응력 영역 내에 다양한 압축 응력 프로파일들이 사용될 수 있다. 또한, 각각의 상기 압축 응력 영역들의 깊이는 상기 커버 부재(50)의 상기 주표면들(54, 56)로부터 대략 15μm 이하로 설정될 수 있다. 다른 양상들에서, 상기 압축 응력 영역(들)의 깊이는 상기 제1 및/또는 제2 주표면들(54, 56)로부터 상기 커버 부재(50)의 두께(52)의 대략 1/3 이하, 또는 상기 커버 부재(50)의 두께(52)의 20% 이하가 되도록 설정될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 상기 제1 및/또는 제2 주표면들(54, 56)에서 5μm 이하의 최대 결함 크기를 가지는 하나 이상의 압축 응력 영역들을 가지는 유리 재료를 포함하는 커버 부재(50)를 포함할 수 있다. 최대 결함 크기는 또한 약 2.5μm 이하, 2μm 이하, 1.5μm 이하, 0.5μm 이하, 0.4μm 이하, 또는 훨씬 더 작은 결함 크기 범위들로 유지될 수 있다. 유리 커버 부재(50)의 압축 응력 영역 내의 결함 크기를 감소시키는 것은 굽힘 및/또는 상기 폴더블 모듈(100a)에 대한 충격-관련된 힘들을 통한 인장 응력들의 인가 시(도 2a, 도 2b, 및 도 3 참조) 크랙 전파에 의해 부재(50)가 파괴되는 경향을 더 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 폴더블 장치 모듈(100a)의 일부 양상들은 하나 이상의 압축 응력 영역들의 사용 없이 제어된 결함 크기 분포(예를 들어, 상기 제1 및/또는 제2 주표면들(54, 56)에서 0.5μm 이하의 결함 크기들)를 가지는 표면 영역을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 다른 실시들은 상기 부재(50) 내의 결함 크기들을 감소시키고 및/또는 결함 분포를 향상시키도록 맞추어진 다양한 식각 공정들을 거친 유리 재료를 포함하는 커버 부재(50)를 포함할 수 있다. 이러한 식각 공정들은 주표면들(54, 56) 근처에서 및/또는 그 엣지들(미도시)을 따른 상기 커버 부재(50) 내의 결함 분포들을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 조성을 가지는 커버 부재(50)의 상기 표면들을 가볍게 식각하기 위해 약 15 부피% HF 및 15 부피% HCl을 함유하는 식각 용액이 사용될 수 있다. 상기 가벼운 식각의 시간 및 온도는, 통상의 기술자들에 의해 이해되는 바와 같이, 상기 부재(50)의 조성 및 상기 커버 부재(50)의 상기 표면들로부터의 원하는 재료 제거 레벨에 따라 설정될 수 있다. 또한 상기 식각 과정 동안 이러한 표면들에 마스킹 층들 등을 사용함으로써 상기 부재(50)의 일부 표면들이 식각되지 않은 상태로 남을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 특히, 이러한 가벼운 식각은 상기 커버 부재(50)의 강도를 이롭게 향상시킬 수 있다. 특히, 최종적으로 상기 커버 부재(50)로 사용되는 유리 구조를 절단하는데 사용되는 절단 또는 분리 공정들은 상기 부재(50)의 표면들 내에 흠들 및 다른 결함들을 남길 수 있다. 이러한 흠들 및 결함들은 응용 환경 및 용도로부터 상기 부재(50)를 포함하는 상기 모듈(100a)로 응력들을 인가하는 동안 전파할 수 있으며, 유리 깨짐을 야기할 수 있다. 상기 부재(50)의 하나 이상의 엣지들을 가볍게 식각함으로써, 상기 선택적인 식각 공정은 상기 흠들 및 결함들 중 적어도 일부를 제거할 수 있으며, 이로써 가볍게 식각된 표면들의 강도 및/또는 파괴 저항성을 증가시킨다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가벼운 식각 단계는 상기 커버 부재(50)의 화학적 템퍼링(예를 들어, 이온 교환) 후에 수행될 수 있다. 화학적 템퍼링 후의 이러한 가벼운 식각은 화학적 템퍼링 공정에 의해 도입된 임의의 결함들을 감소시킬 수 있으며, 따라서 상기 커버 부재의 강도 및/또는 파괴 저항성을 증가시킬 수 있다.
또한 도 1에 묘사된 상기 폴더블 모듈(100a)에 사용된 상기 커버 부재(50)는 전술한 강도-강화 피쳐들: (a) IOX-관련 압축 응력 영역들; (b) CTE-관련 압축 응력 영역들; 및 (c) 더 작은 결함 크기들을 가지는 식각된 표면들 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 강도-강화 피쳐들은 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 응용 환경, 용도, 및 가공과 관련된 상기 커버 부재(50)의 표면들에서 발생된 인장 응력들을 상쇄하거나 부분적으로 상쇄하는데 사용될 수 있다.
일부 실시들에서, 도 1에 묘사된 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 디스플레이, 인쇄 회로 기판, 하우징, 또는 최종 제품 전자 장치와 연관된 다른 피쳐들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴더블 모듈(100a)은 많은 박막 트랜지스터들(TFTs)을 포함하는 전자 디스플레이 장치 또는 저온 폴리실리콘(LTPS) 백플레인을 포함하는 LCD 또는 OLED 장치에 사용될 수 있다. 상기 폴더블 모듈(100a)이 디스플레이에 사용되는 경우, 예를 들어, 상기 모듈(100a)은 실질적으로 투명할 수 있다. 또한, 상기 모듈(100a)은 전술한 단락들에 설명된 바와 같이 연필 경도, 굽힘 반경, 천공 저항성 및/또는 설계된 굽힘 힘 성능들을 가질 수 있다. 일부 실시들에서, 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)은 웨어러블 전자 장치, 예를 들어, 시계, 지갑, 또는 팔찌에 사용된다. 본 명세서에 정의된 바와 같이, "폴더블"은 완전한 접힘, 부분적인 접힘, 굽힘, 구부리기, 불연속적 굽힘들, 및 복수 접힘 성능들을 포함한다; 또한 상기 장치는 상기 디스플레이가 접혔을 때 상기 장치의 바깥 또는 접혔을 때 상기 장치의 내부 상에 있도록 접힐 수 있다.
예들
4개의-인자의, 실험 계획법(DOE) 모델이 아래의 표 1에 보여지는 바와 같이 중심 합성 계획법(CCD)에 따라 펜 낙하 시험(10cm의 펜 낙하 높이) 및 2점 굽힘 시험(6mm의 플레이트 간격)으로 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 충격 저항성, 굽힘 저항성 및, 굽힘 응력 저항성의 모델링을 수행하는데 사용되었다. 특히, 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)은 아래 표 1에 제시된 중간 층(75) 및 제1 접착제(10a) 특성들에 따라 모델링되었다. 또한, 펜 낙하 시험 및 2점 굽힘 시험과 관련하여 이전에 개요가 설명된 모델링 조건들 및 가정들이 표 1에 개요가 설명된 DOE-CCD에 사용되었다.
| 샘플 | 제1 접착제 두께 (μm) |
중간 층 두께 (μm) |
제1 접착제 탄성 계수(GPa) |
중간 층 탄성 계수(GPa) |
| 1 | 5 | 50 | 0.001 | 0.01 |
| 2 | 5 | 50 | 0.001 | 10 |
| 3 | 5 | 50 | 10 | 0.01 |
| 4 | 5 | 50 | 10 | 10 |
| 5 | 5 | 200 | 0.001 | 0.01 |
| 6 | 5 | 200 | 0.001 | 10 |
| 7 | 5 | 200 | 10 | 0.01 |
| 8 | 5 | 200 | 10 | 10 |
| 9 | 25 | 50 | 0.001 | 0.01 |
| 10 | 25 | 50 | 0.001 | 10 |
| 11 | 25 | 50 | 10 | 0.01 |
| 12 | 25 | 50 | 10 | 10 |
| 13 | 25 | 200 | 0.001 | 0.01 |
| 14 | 25 | 200 | 0.001 | 10 |
| 15 | 25 | 200 | 10 | 0.01 |
| 16 | 25 | 200 | 10 | 10 |
| 17 | 15 | 125 | 5.0005 | 5.0005 |
| 18 | 15 | 125 | 5.0005 | 5.0005 |
| 19 | 5 | 125 | 5.0005 | 5.0005 |
| 20 | 25 | 125 | 5.0005 | 5.0005 |
| 21 | 15 | 50 | 5.0005 | 5.0005 |
| 22 | 15 | 200 | 5.0005 | 5.0005 |
| 23 | 15 | 125 | 0.001 | 5.0005 |
| 24 | 15 | 125 | 10 | 5.0005 |
| 25 | 15 | 125 | 5.0005 | 0.01 |
| 26 | 15 | 125 | 5.0005 | 10 |
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 10cm의 펜 낙하 높이에서의 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)에서 발생되는 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균 및 파레토 플롯들이 제공된다. 이들 도면들로부터 명백한 바와 같이, 인장 응력들은 중간 층의 두께 및 탄성 계수에 특히 민감하며, 이러한 특성들의 증가는 이 위치에서 인장 응력을 감소시키는 경향이 있다. 상기 제1 접착제의 탄성 계수의 증가는 더 적은 정도지만 또한 유사한 효과를 가진다. 유리하게, 이러한 정보는 본 개시의 상기 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 충격 저항성을 설계하는데 사용될 수 있다.
이제 도 4c 및 도 4d를 참조하면, 10cm의 펜 낙하 높이에서의 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재(50)에 대한 충격 시 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 발생된 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균 및 파레토 플롯들이 제공된다. 이들 도면들로부터 명백한 바와 같이, 인장 응력들은 중간 층의 두께 및 탄성 계수에 특히 민감하며, 이러한 특성들의 증가는 이 위치에서 인장 응력을 감소시키는 경향이 있다. 상기 제1 접착제의 탄성 계수의 증가는 더 작은 정도지만 또한 유사한 효과를 가진다. 유리하게, 이러한 정보는 본 개시의 상기 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 충격 저항성을 설계하는데 사용될 수 있다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 6cm의 평행한 플레이트 간격(즉, 약 3cm의 굽힘 반경)으로 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 모듈을 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)에서 발생된 시뮬레이션된 굽힘 힘들의 주변 평균들 및 파레토 플롯들이 제공된다. 이들 도면들로부터 명백한 바와 같이, 굽힘 힘들은 상기 중간 층의 두께 및 탄성 계수에 특히 민감하며, 이러한 특성들의 감소는 상기 모듈 내의 굽힘 힘들을 감소시키는 경향이 있다. 상기 제1 접착제의 탄성 계수의 감소는 더 작은 정도지만 또한 유사한 효과를 가진다. 유리하게, 이러한 정보는 본 개시의 상기 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 굽힘 저항성을 설계하는데 사용될 수 있다.
이제 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 6cm의 평행한 플레이트 간격으로 상기 커버 부재(50)의 상기 제1 주표면(54)이 오목하도록 2점 굽힘 시험에서 상기 커버 부재를 굽힐 시 폴더블 전자 장치 모듈(100a)의 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면(56)에서 발생된 시뮬레이션된 인장 응력들의 주변 평균 및 파레토 플롯들이 제공된다. 이들 도면들로부터 명백한 바와 같이, 굽힘과 관련된 인장 응력들은 상기 중간 층의 두께 및 탄성 계수에 특히 민감하며, 이러한 특성들의 증가는 상기 커버 부재(50)의 상기 제2 주표면에서의 굽힘-관련된 인장 응력들을 감소시키는 경향이 있다. 상기 제1 접착제의 탄성 계수의 증가는 더 작은 정도지만 또한 유사한 효과를 가진다. 유리하게, 이러한 정보는 본 개시의 상기 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 굽힘 저항성을 설계하는데 사용될 수 있다.
또한 도 4a 내지 도 6b가 상기 제1 접착제의 두께 및 탄성 계수가 이러한 모듈들의 충격 저항성, 굽힘 응력 관련된 저항성 및 굽힘 저항성에 역할을 하지만 상기 중간 층의 두께 및 탄성 계수만큼 중요한 영향을 미치지는 않는다는 것을 보여준다는 것이 인식되어야 한다. 또한 상기 중간 층의 두께 및 탄성 계수는 한편으로는 굽힘 저항성 및 다른 한편으로는 충격 저항성 및 굽힘 응력-관련된 저항성의 측면과 반대의 효과를 가지는 경향이 있다는 것이 명백하다. 따라서, 도 4a 내지 도 6b의 플롯들에 묘사된 바와 같이, 표 1의 DOE-CCD 모델로부터의 결과는 이러한 모듈들의 컴포넌트들, 특히 중간 층들(75) 및 제1 접착제들(10a)의 치수들 및 성질들을 수정 및 조절함으로써 폴더블 전자 장치 모듈(100a)(도 1 참조)의 충격 저항성, 굽힘 저항성, 및 굽힘 응력-관련 저항성 성질들을 설계하는데 사용될 수 있다.
이제 아래 표 2를 참조하면, 이 예의 모델링 작업(즉, 표 1의 DOE-CCD 모델에서 이전에 상세히 설명됨)은 펜 낙하 시험과 관련된 시뮬레이션된 충격들로부터 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 인장 응력들을 최소화하기 위한 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 구성을 설계하는데 사용될 수 있다. 표 2에 도시된 바와 같이, 10.83μm의 제1 접착 층 두께, 108.75μm의 중간 층 두께, 및 1.845GPa의 중간 층 탄성 계수를 가지는 '기준' 모듈(100a)은 각각 3949MPa 및 7210MPa의 상기 제1 및 제2 주표면들(54, 56)에서의 인장 응력들을 나타낸다. 표 2로부터 명백한 바와 같이, 10GPa의 향상된 중간 층 탄성 계수, 73.97μm의 감소된 중간 층 두께, 및 25μm의 증가된 제1 접착제 두께를 가지는 모듈(100a)은 펜 낙하 시험에서 동일한 충격 조건에 대하여 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 인장 응력들의 10% 및 13% 감소들을 야기한다. 또한, 주표면(54)에서 15% 및 20%의 추가적인 감소를 가지는 것이 바람직한 응용들의 경우, 이러한 결과들을 달성하기 위해 상기 제1 접착제 층 두께, 중간 층 두께, 및 중간 층 탄성 계수는 모듈 샘플 #3 및 #4에 나열된 바와 같이 설계될 수 있다.
| 모듈 샘플# |
접착 층 두께 (μm) |
중간 층 두께 (μm) |
접착 층 탄성 계수 (GPa) |
중간 층 탄성 계수(GPa) |
주표면(54)에서 인장 응력(MPa) | 주표면(56)에서 인장 응력(MPa) | 표면(54)에서 응력 감소(%) | 표면(56)에서 응력 감소(%) |
| 1 | 10.828 | 108.75 | 0.001 | 1.845 | 3949 | 7210 | 0 | 0 |
| 2 | 25 | 73.97 | 0.001 | 10 | 3554 | 6293 | 10 | 13 |
| 3 | 25 | 105.35 | 0.001 | 10 | 3357 | 5913 | 15 | 18 |
| 4 | 20.128 | 136.30 | 0.001 | 10 | 3159 | 5543 | 20 | 23 |
이제 아래 표 3을 참조하면, 이 예의 모델링 작업(즉, 이전에 표 1의 DOE-CCD 모델에서 상세히 설명됨)은 펜 낙하 시험과 관련된 시뮬레이션된 충격들로부터 상기 주표면들(54, 56)에서 관찰되는 인장 응력들을 최소화하기 위해 본 개시의 상기 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 구성을 설계하기 위한 다른 접근법에 사용될 수 있다. 표 3에 도시된 바와 같이, 10.83μm의 제1 접착 층 두께, 108.75μm의 중간 층 두께, 및 1.845GPa의 중간 층 탄성 계수를 가지는 '기준' 모듈(100a)은 각각 3949MPa 및 7210MPa의 상기 제1 및 제2 주표면들(54, 56)에서의 인장 응력들을 나타낸다. 표 3, 모듈 샘플 #3으로부터 명백한 바와 같이, 7GPa의 중간 층 탄성 계수를 가지는 모듈(100a)(예를 들어, 7GPa의 탄성 계수를 야기하는 응용-드라이브된 중간 층(75) 재료 선택에 기초함)은 모듈 샘플#2에서 유사하게 관찰되는 바와 같이 제1 주표면(54)에서 인장 응력의 동일한 10% 감소를 달성하기 위해 접착제 층 두께 및 중간 층 두께의 측면에서 설계될 수 있다. 또한 표 3, 모듈 샘플 #4으로부터 명백한 바와 같이, 100μm의 중간 층 두께 및 5GPa의 탄성 계수를 가지는 모듈(100a)(예를 들어, 다른 응용-드라이브된 중간 층(75) 물질 선택에 기초함)은 모듈 샘플#2에서 유사하게 관찰되는 바와 같이, 상기 제1 주표면(54)에서 인장 응력의 동일한 10% 감소를 달성하기 위해 접착 층 두께 및 탄성 계수의 측면에서 설계될 수 있다.
| 모듈 샘플# |
접착 층 두께 (μm) |
중간 층 두께 (μm) |
접착 층 탄성 계수 (GPa) |
중간 층 탄성 계수(GPa) |
주표면(54)에서 인장 응력(MPa) | 주표면(56)에서 인장 응력(MPa) | 표면(54)에서 응력 감소(%) | 표면(56)에서 응력 감소(%) |
| 1 | 10.828 | 108.75 | 0.001 | 1.845 | 3949 | 7210 | 0 | 0 |
| 2 | 25 | 73.97 | 0.001 | 10 | 3554 | 6293 | 10 | 13 |
| 3 | 20.84 | 122.92 | 0.001 | 7 | 3554 | 5876 | 10 | 19 |
| 4 | 18.85 | 100.00 | 10 | 5 | 3554 | 5112 | 10 | 29 |
이제 아래의 표 4를 참조하면, 이 예의 모델링 작업(즉, 이전에 표 1의 DOE-CCD 모델에서 상세히 설명된 바와 같이)은 펜 낙하 시험으로부터 상기 주표면(54)에서 관찰되는 인장 응력들 및 2점 굽힘 시험과 관련된 시뮬레이션된 굽힘으로부터의 상기 모듈 내의 굽힘 힘들을 최소화하기 위하여 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈들(100a)의 구성을 설계하기 위한 추가적인 접근법에 사용될 수 있다. 이전에 표 2, 모듈 샘플 #1에서 보여지는 바와 같이, 10.83μm의 제1 접착 층 두께, 108.75μm의 중간 층 두께, 및 1.845GPa의 중간 층 탄성 계수를 가지는 '기준' 모듈(100a)은 3949MPa의 상기 제1 주표면(54)에서의 인장 응력을 나타낸다. 표 4, 모듈 샘플 #1 내지 #4로부터 명백한 바와 같이, 각각은 10GPa의 중간 층 탄성 계수 및 0.001GPa의 제1 접착제 탄성 계수를 가지는 모듈(100a)(예를 들어, 응용-드라이브된 중간 층(75) 및 제1 접착제(10a) 재료 선택들에 기초함)이 표 2의 모듈 샘플#1에 대하여 상기 제1 주표면(54)에서 관찰되는 인장 응력들의 감소 및 50N 이하의 굽힘 힘들을 달성하기 위해 접착 층 및 중간 층 두께들의 측면에서 설계될 수 있다는 것을 나타낸다.
| 모듈 샘플# |
접착 층 두께 (μm) |
중간 층 두께 (μm) |
접착 층 탄성 계수 (GPa) |
중간 층 탄성 계수(GPa) |
주표면(54)에서 인장 응력(MPa) | 주표면(56)에서 인장 응력(MPa) | 굽힘 힘 (N) |
표면(56)에서 응력 감소(%) |
| 1 | 12.36 | 171.46 | 0.001 | 5 | 3625 | 6079 | 50 | 8 |
| 2 | 14.83 | 133.34 | 0.001 | 5 | 3691 | 6154 | 25 | 7 |
| 3 | 22.96 | 114.90 | 0.001 | 5 | 3762 | 6300 | 15 | 5 |
| 4 | 25.00 | 90.48 | 0.001 | 5 | 3846 | 6403 | 10 | 3 |
이제 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 실제 펜 낙하 시험들(즉, 변화하는 펜 낙하 높이들로)에서 시험된 폴더블 전자장치 모듈들 및 비교 장치 모듈에 대한 평균 펜 낙하 높이들의 플롯들이 제공된다. 도 7a에서, OCA(50μm) 및 PET(100μm)를 포함하는 기판 및 유리-함유 커버 부재(25μm)의 3층 구성을 가지는 비교 샘플(비교예 1)에 대하여 5.2cm의 평균 펜 낙하 높이가 보여진다. 제1 접착제로서 OCA 및 Gunze HD 필름(HDGZ), 섬유 유리(FGC), 및 유리의 중간 층들을 가지는 다른 5층 모듈 샘플들(비교예 2-1, 2-3, 2-4 및 2-5)에서 관찰된 평균 펜 낙하 높이는 3층 모듈(비교예 1)에서 보고된 값들과 유사하다는 것이 도 7a로부터 명백하다. 또한, 25μm(비교예 2-1)로부터 10μm(비교예 2-2)로 OCA인 제1 접착제의 두께의 감소는 또한 평균 펜 낙하 높이의 큰 차이를 발생시키지 못했다. 그러나, 제1 접착제로서 렌즈 본드 P-92 및 중간 층으로서 유리를 사용하는 5층 모듈에서 약 24cm의 상당히 더 높은 평균 펜 낙하 높이가 관찰되었다. 이론에 제한됨 없이, OCA 재료의 탄성 계수(~70MPa)에 비해 P-92 재료의 증가된 탄성 계수(~1.72GPa)가 모듈의 향상된 충격 저항성에 기여한 것으로 믿어진다. 즉, 제1 접착제로서 ~70MPa의 탄성 계수를 가지는 OCA를 포함하는 비교예 1, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 및 2-5는 8cm 미만의 평균 펜 낙하 높이를 나타냈다. 그러나, 제1 접착제로서 ~1.72GPa의 탄성 계수를 가지는 P-92를 포함하는 예 1은 8cm 이상의 평균 펜 낙하 높이를 나타냈다.
도 7b에서, OCA(50μm) 및 PET(100μm)를 포함하는 기판 및 유리-함유 커버 부재(25μm)의 3층 구조를 가지는 비교 샘플들(비교예 1)에 대하여 5.2cm 및 3.6cm의 평균 펜 낙하 높이들이 보여진다. A 유리 제목 하의 제1 그룹은 이전에 언급된 제1 유리 조성을 사용하였다. B 유리 제목 하의 제2 그룹은 또한 이전에 언급된 제1 유리 조성을 사용하였으나, 다른 드로우 조건들로 제조되었다. 또한, 도 7b는 렌즈 본드 P-92 재료를 포함하며 두 두께들(5μm 및 25μm)을 가지는 제1 접착제 및 다양한 중간 층 재료들(예를 들어, 유리, Kuraray Spallshield™ CPET 필름, PET 필름, 및 HDGZ 필름)을 사용하는 다양한 5층 모듈들(예들 2-1 내지 2-3 및 3-1 내지 3-5)에 대한 평균 펜 낙하 높이들을 보여준다. HDGZ 취성 중간 층 재료를 가지는 예 3-4를 제외하고 제1 접착제로서 P-92 재료를 사용하는 모든 5-층 모듈들은 6cm 초과의 펜 낙하 높이들을 나타내었다는 것이 도 7b로부터 명백하다. 또한 P-92 제1 접착제 재료의 두께를 감소시키는 것은 유리-함유 중간 층을 가지는 모듈 구성들에서 평균 펜 낙하 높이를 증가시키는 경향이 있다는 것이 도 7b로부터 명백하다.
도 7c에서, OCA(50μm) 및 PET(100μm)를 포함하는 기판, 및 유리-함유 커버 부재(35μm)의 3층 구성을 가지는 비교 샘플(비교예 1)에 대한 5.2cm의 평균 펜 낙하 높이가 다시 보여진다. 제1 접착제로서 P-92, 동일한 커버 부재 두께(35μm) 및 PET 또는 Kuraray Spallshield™(즉, PEC 필름)의 중간 층들을 가지는 다른 5층 모듈 샘플들(예 4-1 및 4-2)에서 관찰되는 평균 펜 낙하 높이는 각각 10.64cm 및 8.6cm로 상당히 더 높았다는 것이 도 7c로부터 명백하다.
청구항들의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈들에 다양한 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 당업계의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.
Claims (24)
- 25μm 내지 200μm의 두께 및 20GPa 내지 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고, 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 0.01GPa 내지 10GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 50μm 내지 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 25μm 내지 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 0.001GPa 내지 10GPa의 탄성 계수 및 5μm 내지 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈로서,
상기 폴더블 전자 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 충격 시 상기 커버 부재의 상기 제1 주표면에서 3700MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에서 5500MPa 미만의 인장 응력에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하고,
상기 중간 층은 5GPa을 초과하고 10GPa이하인 탄성 계수를 포함하고,
상기 중간 층은 125μm 내지 200μm의 두께를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈.
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- 25μm 내지 200μm의 두께 및 20GPa 내지 140GPa의 커버 부재 탄성 계수를 가지고, 유리 조성을 가지는 컴포넌트, 제1 주표면, 및 제2 주표면을 더 포함하는 커버 부재;
스택으로서,
(a) 제1 및 제2 주표면들, 0.01GPa 내지 140GPa의 중간 층 탄성 계수, 및 50μm 내지 200μm의 두께를 가지는 중간 층, 및
(b) 25μm 내지 200μm의 두께를 가지며 상기 중간 층에 결합된 플렉서블 전자 장치 기판을 포함하는, 스택; 및
상기 스택을 상기 커버 부재의 상기 제2 주표면에 결합시키고, 1GPa 내지 10GPa의 탄성 계수 및 5μm 내지 25μm의 두께에 의해 특징지어지는 제1 접착제를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈로서,
상기 폴더블 전자 장치 모듈은 펜 낙하 시험에서 상기 커버 부재에 대한 한 세트의 충격들에 대하여 8cm 이상의 평균 펜 낙하 높이에 의해 특징지어지는 충격 저항성을 포함하고,
상기 제1 접착제는 UV-경화된 광폴리머를 포함하는 폴더블 전자 장치 모듈. - 삭제
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