KR20200068706A - 준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈 - Google Patents

준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20200068706A
KR20200068706A KR1020207013337A KR20207013337A KR20200068706A KR 20200068706 A KR20200068706 A KR 20200068706A KR 1020207013337 A KR1020207013337 A KR 1020207013337A KR 20207013337 A KR20207013337 A KR 20207013337A KR 20200068706 A KR20200068706 A KR 20200068706A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cover element
gpa
display module
mpa
thickness
Prior art date
Application number
KR1020207013337A
Other languages
English (en)
Inventor
쉬누 베이비
티모시 마이클 그로스
유세프 카예드 콰로쉬
샘 세이머 주비
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20200068706A publication Critical patent/KR20200068706A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B32B17/10045—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets with at least one intermediate layer consisting of a glass sheet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10082—Properties of the bulk of a glass sheet
    • B32B17/10119—Properties of the bulk of a glass sheet having a composition deviating from the basic composition of soda-lime glass, e.g. borosilicate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10128—Treatment of at least one glass sheet
    • B32B17/10137—Chemical strengthening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

디스플레이 모듈은: 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께, 약 20 내지 140 GPa의 탄성률, 및 제1 및 제2 주된 표면을 갖는 유리-함유 커버 요소; 및 스택을 포함하며, 상기 스택은: (a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및 (b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는 제1 접착제를 포함한다. 더욱이, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 3700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.

Description

준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈
본 출원은, 2017년 10월 11일에 출원된 미국 가출원 제62/571,017호의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 전체적으로 참조로서 여기에 병합된다.
본 개시는, 일반적으로 굽힘가능한 디스플레이 모듈 (display modules) 및 물품에 관한 것으로, 특히 유리-함유 커버를 포함하는 굽힘가능한 디스플레이 모듈에 관한 것이다.
사실상 전통적으로 견고한 제품 및 구성요소의 플랙시블 버전들 (Flexible versions)은, 새로운 적용을 위해 개념화되고 있다. 예를 들어, 플랙시블 전자 장치는, 만곡된 디스플레이 및 웨어러블 장치 (wearable devices)를 포함하는 새로운 적용들에 대한 기회를 제공하는 얇은, 경량 및 플랙시블 특성들을 제공할 수 있다. 이러한 플랙시블 전자 장치 중 다수는, 이들 장치들의 전자 구성요소를 보유 및 장착하기 위해 플랙시블 기판을 포함한다. 금속 포일 (Metal foils)은, 열안정성 및 내약품성을 포함하는 몇몇 장점들을 갖지만, 고비용 및 광학 투명성의 부족을 겪고 있다. 고분자 포일은, 저비용 및 내충격성을 포함하는 몇몇 장점을 갖지만, 한계 광학 투명성 (marginal optical transparency), 열안정성의 부족, 제한된 기밀성 및 주기적 피로 성능 (fatigue performance)을 겪고 있다.
이들 전자 장치 중 일부는 또한 플랙시블 디스플레이의 사용을 만들 수 있다. 광학 투명성 및 열안정성은 종종 플랙시블 디스플레이 적용들에 바람직한 특성이다. 부가적으로, 플랙시블 디스플레이는, 특히 터치 스크린 기능성을 갖거나 및/또는 접혀질 수 있는 플랙시블 디스플레이의 경우, 작은 굽힘 반경에서 파손에 대한 저항성을 포함하여, 높은 피로 및 천공 저항성을 가져야 한다. 더욱이, 플랙시블 디스플레이는, 디스플레이에 대해 의도된 적용에 의존하여, 소비자에 의해 쉽게 굽혀지고 접혀질 수 있어야 한다.
몇몇 플랙시블 유리 및 유리-함유 물질은, 플랙시블 및 폴더블 기판 (foldable substrate) 및 디스플레이 적용들을 위한 많은 바람직한 특성을 제공한다. 그러나, 이러한 적용들을 위한 유리 물질을 이용하려는 노력은 현재까지 어려웠다. 일반적으로, 유리 기판은, 점점 작아지는 굽힘 반경을 달성하기 위해 매우 낮은 두께 수준 (< 25 ㎛)으로 제작될 수 있다. 이러한 "얇은" 유리 기판은 제한된 내천공성 (puncture resistance)을 겪는다. 동시에, 더 두꺼운 유리 기판 (> 150 ㎛)은, 더 우수한 내천공성으로 제조될 수 있지만, 이들 기판은 굽힘시 적절한 피로 저항성 및 기계적 신뢰성이 부족하다.
더욱이, 이러한 플랙시블 유리 물질이 전자 구성요소 (예를 들어, 박막 트랜지스터 ("TFT"), 터치 센서, 등), 부가적인 층들 (예를 들어, 고분자 전자 장치 패널) 및 접착제 (예를 들어, 에폭시, 광학 투명 접착제 ("OCAs"))를 또한 포함하는 모듈에서 커버 요소 (cover elements)로서 사용됨에 따라, 이들 다양한 구성요소들과 요소들 사이의 상호작용은, 최종 제품, 예를 들어, 전자 디스플레이 장치 내에 모듈의 사용 동안 존재하는 점점 더 복합 응력 상태 (complex stress states)로 이어질 수 있다. 이러한 복합 응력 상태는, 커버 요소에 의해 경험되는 증가된 응력 수준 및/또는 응력 집중 계수 (stress concentration factors)로 이어질 수 있다. 이로써, 이러한 커버 요소는, 모듈 내에 응집 및/또는 박리 파손 모드 (cohesive and/or delamination failure modes)에 취약할 수 있다. 더욱이, 이러한 복합 상호작용은, 소비자가 커버 요소를 굽히고 접는데 증가된 굽힘력 (bending forces)으로 이어질 수 있다.
따라서, 다양한 전자 장치 적용들, 특히 플랙시블 전자 디스플레이 장치 적용들, 특히 더, 폴더블 디스플레이 장치 적용들에 사용을 위해, 이들 물질을 이용하는 플랙시블, 유리-함유 물질 및 모듈 디자인에 대한 요구가 있다.
본 개시의 제1 관점에 따르면, 디스플레이 모듈은 제공되며, 상기 디스플레이 모듈은: 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고, 상기 스택은: (a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및 (b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함한다. 더욱이, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험 (Quasi-Static Indentation Test)에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
본 개시의 제2 관점에 따르면, 디스플레이 모듈은 제공되며, 상기 디스플레이 모듈은: 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고, 상기 스택은: (a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및 (b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함한다. 더욱이, 상기 디스플레이 모듈은, 펜-낙하 시험 (Pen-Drop Test)에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 12000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
본 개시의 제3 관점에 따르면, 디스플레이 모듈은 제공되며, 상기 디스플레이 모듈은: 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고; 상기 스택은: (a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및 (b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함한다. 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다. 더욱이, 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 750 N/㎜ 이상의 강성 (stiffness)을 포함한다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다. 예를 들어, 이하 구체 예들에 따라 다양한 특색들은 조합될 수 있다.
구체 예 1. 디스플레이 모듈은:
약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고,
상기 스택은:
(a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및
(b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함하며,
여기서, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 2. 구체 예 1에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 3200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 3. 구체 예 2 또는 구체 예 3에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소는 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함한다.
구체 예 4. 구체 예 1-3 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
구체 예 5. 구체 예 1-4 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 스택은:
(c) 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 중간층 탄성률을 가지며, 유리 조성물을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는 중간층; 및
(d) 상기 중간층을 기판에 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제2 접착제를 더욱 포함한다.
구체 예 6. 구체 예 5에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 7. 구체 예 6에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소 및 중간층 각각은, 약 75 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함한다.
구체 예 8. 구체 예 5-7 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
구체 예 9. 디스플레이 모듈은:
약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고,
상기 스택은:
(a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및
(b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함하며,
여기서, 상기 디스플레이 모듈은, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 11000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 10. 구체 예 9에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 디스플레이 모듈은, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 9000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 11. 구체 예 10에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소는, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함한다.
구체 예 12. 구체 예 9-11 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
구체 예 13. 구체 예 9-12 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 스택은:
(c) 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 중간층 탄성률을 가지며, 유리 조성물을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는 중간층; 및
(d) 상기 중간층을 기판에 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제2 접착제를 더욱 포함한다.
구체 예 14. 구체 예 13에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 디스플레이 모듈은, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 11000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함한다.
구체 예 15. 구체 예 14에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소 및 상기 중간층 각각은, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함한다.
구체 예 16. 구체 예 13-15 중 어느 하나에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기제1 및 제2 접착제 각각은 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
구체 예 17. 디스플레이 모듈은:
약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고,
상기 스택은:
(a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및
(b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함하며,
여기서, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하고,
상기 디스플레이 모듈은 준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 750 N/㎜ 이상의 강성을 포함한다.
구체 예 18. 구체 예 17에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 3200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은 준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 1000 N/㎜ 이상의 강성을 포함한다.
구체 예 19. 구체 예 18에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소는, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함한다.
구체 예 20. 구체 예 19에 따른 디스플레이 모듈에서, 상기 제1 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
구체 예 21. 디스플레이 모듈은:
약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및 스택을 포함하고,
상기 스택은:
(a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께를 포함하는 기판, 및
(b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제, 및 여기서, 상기 디스플레이 모듈은:
준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성;
펜 낙하 시험에서 커버 요소에 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 12000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성; 및
준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 750 N/mm 이상의 강성; 중 적어도 하나를 더욱 포함한다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적인 것이고, 청구범위의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 병합되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 구체 예의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다. 여기에 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어진 것이고, 절대 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1a는, 본 개시의 몇몇 관점에 따른 3-층 디스플레이 모듈의 단면도이다.
도 1b는, 본 개시의 몇몇 관점에 따른 5-층 디스플레이 모듈의 단면도이다.
도 2는, 본 개시의 몇몇 관점에 따른, 준-정적 및 동적 내충격성을 측정하기 위한 펜 낙하 시험 장치 내에 디스플레이 모듈을 도시한다.
도 3a는, 본 개시의 몇몇 관점에 따른, 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 주응력 (maximum principal stress) 대 60N의 하중까지 모델링된 준-정적 압입 시험에서 모듈에 가해지는 하중의 플롯 (plot)이다.
도 3b는, 본 개시의 몇몇 관점에 따른, 60N의 피크 하중 (peak load)까지 모델링된 준-정적 압입 시험을 받는 디스플레이 모듈에 대한 변형 대 하중의 플롯이다.
도 4는, 준-정적 압입 시험에 시험되고, 도 3a에 개략적으로 도시된 모듈의 일부에 대한 최대 파손 하중의 플롯이다.
도 5a는, 본 개시의 몇몇 관점에 따라, 25㎝의 펜 낙하 높이로 펜 낙하 시험에서 모델링된 바와 같은, 충격 위치로부터의 거리 대 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 주응력의 플롯이다.
도 5b는, 본 개시의 몇몇 관점에 따라, 25㎝의 펜 낙하 높이로 펜 낙하 시험에서 모델링된 바와 같은, 충격 위치로부터의 거리 대 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제1 주된 표면에서의 최대 주응력의 플롯이다.
도 6a 및 6b는, 본 개시의 몇몇 관점에 따라, 25㎝의 펜 낙하 높이로 펜 낙하 시험에서 모델링된 바와 같은, 충격으로부터의 시간 대 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 주응력 및 변형 각각의 플롯이다.
도 7은, 샘플에서 관찰된 가장 낮은 최대 주응력에 대한 각각의 응력 값의 증가 퍼센트와 함께, 도 3a-6b에 도시된 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 주응력의 막대 차트이다.
이하, 언급은 청구범위에 따른 구체 예에 대해 매우 상세하게 이루어질 것이고, 이의 실시 예는 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부분을 나타내는 것으로 도면 전반적으로 사용될 것이다. 범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 또 다른 구체 예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구체 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에서 범위의 수치 값 또는 말단-점이 "약"을 언급하는지의 여부에 관계없이, 범위의 수치 값 또는 말단-점은 2개의 구체예들: "약"에 의해 변경되는 하나, 및 "약"에 의해 변경되지 않는 다른 하나를 포함하는 것으로 의도된다. 각각의 범위의 말단점은, 다른 말단점과 관련하여 및 다른 말단점과 무관하게, 의미있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형은, 기재된 특색이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것으로 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은, 평면 또는 거의 평면인 표면을 나타내는 것으로 의도된다. 게다가, "실질적으로"는, 2개의 값이 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 몇몇 구체 예에서, "실질적으로"는, 서로 약 10% 이내, 예컨대, 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내의 값을 나타낼 수 있다.
다른 특색 및 이점들 중에서, 본 개시의 디스플레이 모듈 및 물품은, 예상하지 못한 높은 준-정적 및 동적 내충격성을 제공한다. 이러한 모듈은, 모듈 내에 층의 수와 함께, 접착제 및 커버 요소의 두께의 설계를 통해 이러한 내충격성 수준을 달성한다. 더욱이, 이러한 모듈과 관련된 내충격 속성의 향상은 또한 기계적 신뢰성 및 내천공성에 기여할 수 있다. 기계적 신뢰성과 관련하여, 본 개시의 디스플레이 모듈은, 모듈에 대한 휨 (flexing), 굽힘 또는 기타 변형시 이들의 유리-함유 커버 요소에 손상을 피하도록 구성된다. 예를 들어, 디스플레이 모듈은, 폴더블 전자 디스플레이 장치의 사용자-대면 부분 상에 커버, 내천공성이 특히 바람직한 위치; 장치 자체 내에 내부에 배치되고, 전자 구성요소가 배치되는 기판 모듈; 또는 디스플레이 장치의 어떤 다른 곳 중 하나 이상으로 사용될 수 있다. 선택적으로, 본 개시의 디스플레이 모듈은, 디스플레이를 갖지 않지만, 유리 또는 유리-함유 층이 이의 유익한 특성을 위해 사용되고, 타이트한 굽힘 반경으로, 폴더블 디스플레이에서와 같이 유사한 방식으로, 접혀지거나 굽혀지는 장치에 사용될 수 있다. 디스플레이 모듈이, 사용자가 상호작용할 위치에서, 장치의 외부에 사용된 경우, 내천공성은 특히 이롭다.
보다 구체적으로, 본 개시의 디스플레이 모듈 및 물품은, 모듈 내에 사용된 커버 요소, 접착제 및 중간층의 물질 특성 및 두께의 제어를 통해 전술한 장점들 중 일부 또는 전부를 얻을 수 있다. 예를 들어, 이러한 디스플레이 모듈은, 중간층의 증가된 두께, 중간층의 증가된 탄성률 및/또는 제1 접착제의 증가된 탄성률을 통해, 모델링된 또는 실제 준-정적 압입 또는 동적 펜 낙하 시험에서 측정된 커버 요소의 주된 표면에서 감소된 인장 응력을 특징으로 하는, 향상된 내충격성을 나타낼 수 있다. 준-정적 및 동적 하중과 관련된 이러한 낮은 인장 응력은, 특히, 모듈이 적용-상황 충격 진화 (application-driven impact evolutions)를 받음에 따라, 커버 요소의 내파손성의 측면에서 개선된 모듈 신뢰성으로 이어질 수 있다. 게다가, 본 개시의 구체 예들 및 개념들은, 통상의 기술자에게 커버 요소의 주된 표면에서 인장 응력을 감소시키기 위해 디스플레이 모듈을 설계하기 위한 틀거리를 제공하며, 이는 다른 정도 및 양의 굽힘 및 접힘 진화 (folding evolutions)를 포함하는 다양한 적용들에 사용하기 위한 이들 모듈의 신뢰성, 제조가능성 및 적합성에 기여할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a)은, 본 개시의 몇몇 관점에 따른, 3-층 모듈로서 대표적인 형태로 도시된다. 모듈 (100a)은, 커버 요소 (50), 제1 접착제 (10a), 및 기판 (60)을 포함한다. 더욱이, 참조된 스택 (90a)은 접착제 (10a) 및 기판 (60)을 포함한다. 더욱이, 커버 요소 (50)는, 두께 (52), 제1 주된 표면 (54) 및 제2 주된 표면 (56)을 갖는다. 두께 (52)는, 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 예를 들어, 약 25 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 75 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 75 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 약 75 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 약 125 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 약 125 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 및 약 150 ㎛ 내지 약 175 ㎛의 범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 두께 (52)는, 약 25 ㎛ 내지 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 약 60 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위일 수 있다. 커버 요소 (50)의 두께 (52)는 또한 전술한 범위들 사이에서 다른 두께 또는 두께 범위로 설정될 수 있다. 디스플레이 모듈 (100a)의 몇몇 관점들은, 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 다른 유리 커버 요소의 두께와 비교하여, 상대적으로 얇은 두께, 예를 들어, 약 75 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 커버 요소 (50)를 포함한다. 상대적으로 더 얇은 두께 값을 갖는 이러한 커버 요소 (50)의 사용은, 준-정적 압입 또는 펜 낙하 시험에서 충격시 커버 요소 (50)의 제1 및 제2 주된 표면 (54, 56)에서 관찰된 감소된 인장 응력에서 나타난 바와 같이, 예상하지 못한 준-정적 및 동적 충격에 대한 향상된 저항성을 제공한다.
도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)은, 약 20 GPa 내지 약 140 GPa, 예를 들어, 약 20 GPa 내지 약 120 GPa, 약 20 GPa 내지 약 100 GPa, 약 20 GPa 내지 약 80 GPa, 약 20 GPa 내지 약 60 GPa, 약 20 GPa 내지 약 40 GPa, 약 40 GPa 내지 약 120 GPa, 약 40 GPa 내지 약 100 GPa, 약 40 GPa 내지 약 80 GPa, 약 40 GPa 내지 약 60 GPa, 약 60 GPa 내지 약 120 GPa, 약 60 GPa 내지 약 100 GPa, 약 60 GPa 내지 약 80 GPa, 약 80 GPa 내지 약 120 GPa, 약 80 GPa 내지 약 100 GPa, 및 약 100 GPa 내지 약 120 GPa의 커버 요소 탄성률을 갖는 커버 요소 (50)를 포함한다. 커버 요소 (50)는, 유리 조성물을 갖는 구성요소일 수 있거나 또는 유리 조성물을 갖는 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 후자의 경우, 커버 요소 (50)는, 유리-함유 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 커버 요소 (50)는 고분자 매트릭스에 제2 상 유리 입자 (second phase glass particles)로 구성된 고분자/유리 복합체일 수 있다. 몇몇 관점들에서, 커버 요소 (50)는, 약 50 GPa 내지 약 100 GPa의 탄성률, 또는 이들 한도 사이에 임의의 탄성률 값 또는 값들의 범위를 특징으로 하는 유리 요소이다. 다른 관점들에서, 커버 요소 탄성률은, 약 20 GPa, 30 GPa, 40 GPa, 50 GPa, 60 GPa, 70 GPa, 80 GPa, 90 GPa, 100 GPa, 110 GPa, 120 GPa, 130 GPa, 140 GPa, 또는 이들 값들 사이에 임의의 탄성률 값 또는 값들의 범위이다.
도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)의 특정 관점들에서, 커버 요소 (50)는 유리층을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 커버 요소 (50)는 둘 이상의 유리층을 포함할 수 있다. 이로써, 두께 (52)는 커버 요소 (50)를 구성하는 개별 유리층의 두께의 합을 반영한다. 커버 요소 (50)가 둘 이상의 개별 유리층을 포함하는 관점에서, 개별 유리층 각각의 두께는 1 ㎛ 이상이다. 예를 들어, 모듈 (100a)에 사용된 커버 요소 (50)는, 약 8㎛의 두께를 각각 갖는, 3개의 유리층을 포함할 수 있어서, 커버 요소 (50)의 두께 (52)는 약 24 ㎛이다. 그러나, 커버 요소 (50)는, 다수의 유리층 사이에 개재된 다른 비-유리층 (예를 들어, 컴플라이언트 고분자층 (compliant polymer layers))을 포함할 수 있는 것으로 또한 이해되어야 한다. 모듈 (100a)의 다른 실행에서, 커버 요소 (50)는, 유리-함유 물질을 포함하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 커버 요소 (50)는 고분자 매트릭스에 제2 상 유리 입자로 구성된 고분자/유리 복합체일 수 있다.
도 1a에서, 유리 물질을 포함하는 커버 요소 (50)를 포함하는 디스플레이 모듈 (100a)은, 무-알칼리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제조될 수 있다. 커버 요소 (50)는 또한 알칼리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제조될 수 있다. 특정 관점들에서, 알칼리토 개질제는, 커버 요소 (50)용 전술한 조성물 중 어느 하나에 첨가될 수 있다. 몇몇 관점들에서, 다음에 따른 유리 조성물은, 하나 이상의 유리층을 갖는 커버 요소 (50)에 적합하다: 50 내지 75% (mol%)의 SiO2; 5 내지 20%의 Al2O3; 8 내지 23%의 B2O3; 0.5 내지 9%의 MgO; 1 내지 9%의 CaO; 0 내지 5%의 SrO; 0 내지 5%의 BaO; 0.1 내지 0.4%의 Sn02; O 내지 0.1%의 Zr02; 및 0 내지 10%의 Na20, 0 내지 5%의 K20, 및 0 내지 10%의 Li2O. 몇몇 관점들에서, 다음에 따른 유리 조성물은, 하나 이상의 유리층을 갖는 커버 요소 (50)에 적합하다: 64 내지 69% (mol%)의 SiO2; 5 내지 12%의 Al2O3; 8 내지 23%의 B2O3; 0.5 내지 2.5%의 MgO; 1 내지 9%의 CaO; 0 내지 5%의 SrO; 0 내지 5%의 BaO; 0.1 내지 0.4%의 Sn02; 0 내지 0.1%의 Zr02; 및 0 내지 1%의 Na20. 다른 관점들에서, 다음 조성물은 커버 요소 (50)에 적합하다: ~67.4% (mol%)의 SiO2; ~12.7%의 Al2O3; ~3.7%의 B2O3; ~2.4%의 MgO; 0%의 CaO; 0%의 SrO; ~0.1%의 Sn02; 및 ~13.7%의 Na20. 또 다른 관점들에서, 다음의 조성물은 또한 커버 요소 (50)에 사용되는 유리층에 적합하다: 68.9% (mol%)의 SiO2; 10.3%의 Al2O3; 15.2%의 Na20; 5.4%의 MgO; 및 0.2%의 Sn02. 다른 관점들에서, 커버 요소 (50)는 다음의 유리 조성물 ("유리 1")을 사용할 수 있다: ~65% (mol%)의 SiO2; ~5%의 B2O3; ~14%의 Al2O3; ~14%의 Na20; 및 ~2mol%의 MgO. 또 다른 관점들에서, 다음의 조성물은 또한 커버 요소 (50)에 사용되는 유리층에 적합하다: 68.9% (mol%)의 SiO2; 10.3%의 Al2O3; 15.2%의 Na20; 5.4%의 MgO; 및 0.2%의 Sn02. 결함의 혼입을 최소화하면서 낮은 두께 수준으로 제조의 용이성; 굽힘 동안 발생된 인장 응력을 상쇄하기 위한 압축 응력 영역의 발생의 용이성; 광학 투명도; 및 내식성을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 유리 물질을 포함하는 커버 요소 (50)를 위한 조성물을 선택하기 위해 다양한 기준은 사용될 수 있다.
폴더블 모듈 (100a)에 사용되는 커버 요소 (50)는, 다양한 물리적 형태 및 형상을 채택할 수 있다. 단-면 투시도로부터, 단일층 또는 다중층으로서, 요소 (50)는 평평하거나 또는 평면일 수 있다. 몇몇 관점들에서, 요소 (50)는 최종 적용에 의존하여 비-직사형의, 시트-형 형태로 제조될 수 있다. 예로서, 타원형 디스플레이 및 베젤을 갖는 모바일 디스플레이 장치는, 일반적으로 타원형의, 시트-형 형태를 갖는 커버 요소 (50)를 사용할 수 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a)은: 약 100 ㎛ 내지 1600 ㎛의 두께 (92a)를 갖는 스택 (90a); 및 상기 스택 (90a)을 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에 연결하도록 구성된 제1 접착제 (10a)를 더욱 포함하고, 상기 제1 접착제 (10a)는, 두께 (12a) 및 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa, 예를 들어, 약 0.001 GPa 내지 약 8 GPa, 약 0.001 GPa 내지 약 6 GPa, 약 0.001 GPa 내지 약 4 GPa, 약 0.001 GPa 내지 약 2 GPa, 약 0.001 GPa 내지 약 1 GPa, 약 0.01 GPa 내지 약 8 GPa, 약 0.01 GPa 내지 약 6 GPa, 약 0.01 GPa 내지 약 4 GPa, 약 0.01 GPa 내지 약 2 GPa, 약 0.1 GPa 내지 약 8 GPa, 약 0.1 GPa 내지 약 6 GPa, 약 0.1 GPa 내지 약 4 GPa, 약 0.2 GPa 내지 약 8 GPa, 약 0.2 GPa 내지 약 6 GPa, 및 약 0.5 GPa 내지 약 8 GPa약 10GPa의 탄성률을 특징으로 한다. 디스플레이 모듈 (100a)의 제1 관점의 몇몇 실행에 따르면, 제1 접착제 (10a)는, 약 0.001 GPa, 0.002 GPa, 0.003 GPa, 0.004 GPa, 0.005 GPa, 0.006 GPa, 0.007 GPa, 0.008 GPa, 0.009 GPa, 0.01 GPa, 0.02 GPa, 0.03 GPa, 0.04 GPa, 0.05 GPa, 0.1 GPa, 0.2 GPa, 0.3 GPa, 0.4 GPa, 0.5 GPa, 0.6 GPa, 0.7 GPa, 0.8 GPa, 0.9 GPa, 1 GPa, 2 GPa, 3 GPa, 4 GPa, 5 GPa, 6 GPa, 7 GPa, 8 GPa, 9 GPa, 10 GPa, 또는 이들 탄성률 값들 사이에 임의의 양 또는 양들의 범위의 탄성률을 특징으로 한다.
도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)을 다시 참조하면, 제1 접착제 (10a)는, 약 5 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 예를 들어, 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 15 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 15 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 55 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 15 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 및 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 두께 (12a)를 특징으로 한다. 다른 구체 예는, 약 5 ㎛, 10 ㎛, 15 ㎛, 20 ㎛, 25 ㎛, 30 ㎛, 35 ㎛, 40 ㎛, 45 ㎛, 50 ㎛, 55 ㎛, 60 ㎛, 또는 이들 두께 값들 사이에 임의의 두께 또는 두께들의 범위의 두께 (12a)를 특징으로 하는 제1 접착제 (10a)를 갖는다. 몇몇 관점들에서, 제1 접착제 (10a)의 두께 (12a)는 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛이다. 디스플레이 모듈 (100a)의 몇몇 관점들은, 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 종래의 접착제의 두께와 비교하여, 상대적으로 더 얇은 두께, 예를 들어, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 접착제 (10a)를 포함한다. 상대적으로 더 얇은 두께 값들을 갖는 이러한 접착제 (10a)의 사용은, 준-정적 압입 또는 펜 낙하 시험에서 충격시 커버 요소 (50)의 제1 및 제2 주된 표면 (54, 56)에서 관찰된 감소된 인장 응력에서 나타난 바와 같이, 준-정적 및 동적 충격에 대하여 예상하지 못한 향상된 정도의 저항성을 제공한다.
도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)의 몇몇 구체 예에서, 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 푸아송의 비 (Poisson's ratio)를 더욱 특징으로 한다. 다른 구체 예들은, 약 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 또는 이들 값들 사이에 임의의 푸아송의 비 또는 푸아송의 비들의 범위를 특징으로 하는 제1 접착제 (10a)를 포함한다. 몇몇 관점들에서, 제1 접착제 (10a)의 푸아송의 비는, 약 0.1 내지 약 0.25이다.
위에서 개요가 서술된 바와 같이, 도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)은, 특정 물질 특성 (예를 들어, 약 0.001 GPa 내지 10 GPa의 탄성률)을 갖는 접착제 (10a)를 포함한다. 모듈 (100a)에서 접착제 (10a)로서 사용될 수 있는 대표 접착제는, 광학 투명 접착제 ("OCAs") (예를 들어, Henkel Corporation LOCTITE® 액체 OCAs), 에폭시, 및 스택 (90a) (예를 들어, 기판 (60))을 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에 연결하기에 적합한 기술분야의 당업자에게 이해되는 다른 연결 물질을 포함한다. 모듈 (100a)에서 접착제 (10a)로서 사용될 수 있는 다른 대표 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 및 합성 수지 중 하나 이상을 포함한다.
도 1a를 다시 참조하면, 폴더블 모듈 (100a)의 스택 (90a)은, 유리 조성물을 갖는 구성요소, 제1 및 제2 주된 표면 (64, 66), 및 두께 (62)를 포함하는 기판 (60)을 더욱 포함한다. 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하기 때문에, 기판 (60)은, 몇몇 구체 예에서, 약 20 GPa 내지 140 GPa, 예를 들어, 약 20 GPa 내지 약 120 GPa, 약 20 GPa 내지 약 100 GPa, 약 20 GPa 내지 약 80 GPa, 약 20 GPa 내지 약 60 GPa, 약 20 GPa 내지 약 40 GPa, 약 40 GPa 내지 약 120 GPa, 약 40 GPa 내지 약 100 GPa, 약 40 GPa 내지 약 80 GPa, 약 40 GPa 내지 약 60 GPa, 약 60 GPa 내지 약 120 GPa, 약 60 GPa 내지 약 100 GPa, 약 60 GPa 내지 약 80 GPa, 약 80 GPa 내지 약 120 GPa, 약 80 GPa 내지 약 100 GPa, 및 약 100 GPa 내지 약 120 GPa의 탄성률을 가질 수 있다. 기판 (60)은 유리 조성물을 갖는 구성요소일 수 있거나 또는 유리 조성물을 갖는 적어도 하나의 구성요소를 포함할 수 있다. 후자의 경우에, 기판 (60)은 유리-함유 물질을 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수 있는데, 예를 들어, 기판 (60)은, 고분자 매트릭스에 제2 상 유리 입자로 구성된 고분자/유리 복합체일 수 있다. 몇몇 관점들에서, 기판은 약 50 GPa 내지 약 100 GPa의 탄성률, 또는 이들 한도 사이에 임의의 탄성률 값 또는 값들의 범위를 특징으로 하는 유리 요소이다. 다른 관점들에서, 기판 (60)의 탄성률은, 약 20 GPa, 30 GPa, 40 GPa, 50 GPa, 60 GPa, 70 GPa, 80 GPa, 90 GPa, 100 GPa, 110 GPa, 120 GPa, 130 GPa, 140 GPa, 또는 이들 값들 사이에 임의의 탄성률 값 또는 값들의 범위이다. 더욱이, 몇몇 구체 예에서, 기판 (60)은 유리 조성물의 측면에서 커버 요소 (50)와 실질적으로 유사하거나 또는 동일하다.
도 1a에 도시된 디스플레이 모듈 (100a)의 구체 예에서, 기판 (60)은, 약 100 ㎛ 내지 약 1500 ㎛, 예를 들어, 약 100 ㎛ 내지 약 1250 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 750 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 500 ㎛ 내지 약 1500 ㎛, 예를 들어, 약 500 ㎛ 내지 약 1250 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 750 ㎛, 약 750 ㎛ 내지 약 1500 ㎛, 약 750 ㎛ 내지 약 1250 ㎛, 약 750 ㎛ 내지 약 1000 ㎛, 약 1000 ㎛ 내지 약 1500 ㎛, 약 1000 ㎛ 내지 약 1250 ㎛, 또는 이들 두께 값들 사이에 임의의 두께 또는 두께의 범위의 두께 (62)를 갖는다. 더욱이, 기판 (60)의 두께 (62)가 주어지면, 디스플레이 모듈 (100a)은, 어느 정도로, 특정 구체 예에서, 예를 들어, 약 10 ㎜ 이상, 또는 5 ㎜ 이상의 굽힘 반경으로 굽혀지거나, 휘어지거나 또는 기계적으로 변형될 수 있다.
몇몇 실행에서, 모듈 (100a)에서 기판 (60)으로서 사용될 수 있는 적합한 물질은, 전자 장치 (102)를 장착하고, 폴더블 전자 장치 모듈 (100a)과 연관된 굽힘을 받을 경우 높은 기계적 무결성 및 유연성을 보유하는데 적합한, 다양한 열경화성 및 열가소성 물질, 예를 들어, 폴리이미드를 포함한다. 예를 들어, 기판 (60)은 유기 발광 다이오드 ("OLED") 디스플레이 패널일 수 있다. 기판 (60)용으로 선택된 물질은 또한 모듈 (100a)의 적용 환경 및/또는 이의 공정 조건들과 관련된 물질 특성 변화 및/또는 열화에 저항하기 위해 높은 열안정성을 나타낼 수 있다.
도 1a에 나타낸 디스플레이 모듈 (100a)의 스택 (90a)은 또한 기판 (60)에 연결된 하나 이상의 전자 장치 (도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이들 전자 장치는 종래의 OLED-함유 디스플레이 장치에 사용되는 종래의 전자 장치일 수 있다. 예를 들어, 스택 (90a)의 기판 (60)은, 터치 센서, 편광기, 등의 형태 및 구조의 하나 이상의 전자 장치, 및 기타 전자 장치들과 함께, 이러한 장치들을 기판에 연결시키기 위한 접착제 또는 기타 화합물을 포함할 수 있다. 더욱이, 전자 장치는, 기판 (60) 내에 및/또는 이의 주된 표면 (64, 66)의 하나 이상에 위치될 수 있다.
도 1b에 또한 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈 (100b)은, (c) 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 (72) 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 중간층 탄성률을 가지며, 유리 조성물을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는 중간층 (70); 및 (d) 상기 중간층 (70)을 기판 (60)에 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께 (12b)를 포함하는, 제2 접착제 (10b)를 더욱 포함하는 (즉, 제1 접착제 (10a) 및 기판 (60)에 부가하여) 스택 (90a)을 갖는 5-층 모듈로서 대표적인 형태로 나타낸다. 별도로 언급되지 않는 한, 중간층 (70)은, 커버 요소 (50)와 동일하거나 또는 유사한 조성물, 두께 및 탄성률로 구성될 수 있다. 더욱이, 별도로 언급되지 않는 한, 제2 접착제 (10b)는 제1 접착제 (10a)의 것과 동일하거나 또는 유사한 조성물, 두께 및 탄성률로 구성될 수 있다. 좀 더 일반적으로, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 구성은, 임의의 수의 층을 갖는 디스플레이 모듈이 본 개시의 원리에 따라 사용될 수 있음을 보여준다.
이하, 도 2를 참조하면, 펜 낙하 시험 장치 (200)는 도시된다. 여기에서 사용된 바와 같은, "펜 낙하 시험"은, 펜 낙하 장치 (200)로 수행되어, 커버 요소의 주된 표면 (54, 56)에서 관찰된 응력 상태를 특징으로 하는, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a 및 1b, 참조)의 내충격성을 평가한다. 여기에서 기재되고 언급된 바와 같이, 펜 낙하 시험은, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) 샘플이 커버 요소 (50)의 노출된 표면, 즉, 주된 표면 (54)에 전해진 하중 (즉, 25㎝의 고정 높이에서 낙하하는 펜으로부터 하중)으로 시험되는 것으로 수행되는 동적 시험이다. 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 대향 면, 예를 들어, 주된 표면 (66) (도 1a 및 1b, 참조)은 알루미늄 플레이트 (400 그릿 페이퍼 (grit paper)를 이용한 표면 거칠기로 연마된 바와 같은, 6063 알루미늄 합금)에 의해 지지된다. 하나의 튜브는 펜 낙하 시험에 따라 사용되어 펜을 샘플로 안내하고, 상기 튜브의 세로 축이 샘플의 상부 표면에 실질적으로 수직이 되도록, 상기 튜브는 샘플의 상부 표면에 접촉하여 배치된다. 각 튜브는, 2.54㎝ (1 인치)의 외경, 1.4㎝ (9/16 인치)의 내경 및 90㎝의 길이를 갖는다. 아크릴로니트릴 부타디엔 ("ABS") 심 (shim)은, 각 시험에 대해 25㎝의 원하는 높이 (기판 표면 위의 볼의 높이)에서 펜을 유지하는데 사용된다. 각 낙하 후에, 튜브는 샘플에 대해 재위치되어 펜을 샘플 상에 다른 충격 위치로 안내한다. 펜 낙하 시험에 사용된 펜은, 직경이 0.35 ㎜인 볼 포인트 팁 (212) 및 캡을 포함하여 5.7 그램의 중량을 갖는다. 도 2에 도시된 펜 낙하 시험에 따르면, 볼 포인트 (212)가 시험 샘플, 즉, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)과 상호작용할 수 있도록, 캡이 상단 (즉, 팁의 반대쪽 단부)에 부착된 채로 펜은 낙하된다.
유리하게는, 도 2에 도시된 펜 낙하 시험 장치로 수행된 바와 같은, 펜 낙하 시험은, 25㎝의 고정된 펜 낙하 높이에 기초하여 커버 요소 (50)의 주된 표면 (54, 56)에서 발생된 인장 응력을 추정하기 위해 FEA 기술을 사용하여 모델링된다. 본 개시의 분야에 통상의 기술자에 의해 더욱 이해되는 바와 같이, 이러한 모델링을 수행하는데 특정 가정들은 만들어지는데, 특히, 커버 요소 (50) 및 기판 (60)은 71 GPa의 탄성률 및 0.22의 푸아송의 비를 갖는 것으로 가정된다. 더욱이, 통상적인 광학 접착제는, 제1 및 제2 접착제에 대해 0.3 GPa의 탄성률 및 0.49의 푸아송의 비를 나타내는 것으로 가정된다. 펜 낙하 시험 모델링과 더욱 관련하여, 다음의 부가적인 가정들은 만들어진다: 펜 팁 (212)은 펜 팁 변형이 없는 강체 (rigid body)로 모델링되고; 모듈 (100a)의 1/4 대칭 슬라이스는 사용되며; 모듈 (100a)에서 모든 인터페이스 (interfaces)는 분석 동안, 박리 없이, 완벽하게 결합된 것으로 가정되고; 펜 낙하 시험 장치 (200)와 관련하여 언급된 알루미늄 지지판은, 강체 알루미늄판으로서 모델링되며; 모듈 (100a)과 알루미늄 지지판 사이에 마찰이 없는 접촉은 가정되며; 펜 팁 (212)이 모듈 (100a)의 커버 요소 (50)를 관통하지 않는 것으로 가정되고; 모듈 (100a)의 요소들에 대한 선형-탄성 또는 초-탄성 물질 특성을 사용하며; 큰 변형 접근법을 사용하고; 및 시뮬레이션된 시험 동안 모듈 (100a)은 실온에 있다.
디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a 및 1b, 참조)의 특정 실행에서, 모듈은, 25㎝의 펜 낙하 높이로 모델링된 바와 같은 (도 2 참조), 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시, 커버 요소 (50)의 제1 주된 표면 (54)에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에서 약 12000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 나타낼 수 있다. 예상치 못하게, 펜 낙하 시험의 이러한 모델링을 통해 이해되는 바와 같이, 접착제 (10a, 10b)의 두께 (12a, 12b) 및 커버 요소 (50)의 두께 (52)는, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소 (50)의 제1 주된 표면 (54)에서 인장 응력이 약 4000 MPa 미만 및 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에서 인장 응력이 약 9000 MPa 미만이도록, 모듈 (100a)의 내충격성을 더욱 향상시키기 위해 조정될 수 있다. 디스플레이 모듈 (100a)의 관점들은 또한 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 종래의 접착제의 두께와 비교하여, 상대적으로 더 얇은 두께 (12a), 예를 들어, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛로 제1 접착제 (10a)를 포함할 수 있다. 유사하게, 디스플레이 모듈 (100a)은 또한, 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 다른 유리-함유 커버 요소의 두께와 비교하여, 상대적으로 더 얇은 두께 (52), 예를 들어, 약 75 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛로 커버 요소 (50)를 포함할 수 있다. 제1 접착제 (10a) 및 커버 요소 (50)의 이러한 모델링 및 설계에 의해, 커버 요소 (50)의 제1 주된 표면 (54)에서 인장 응력은, 약 4000 MPa 미만, 3900 MPa, 3800 MPa, 3700 MPa, 3600 MPa, 3500 MPa, 3400 MPa, 3300 MPa, 3200 MPa, 3100 MPa, 3000 MPa 이하로 감소될 수 있다. 유사하게, 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에서 인장 응력은, 약 12000 MPa 미만, 11000 MPa, 10000 MPa, 9000 MPa, 8000 MPa, 7500 MPa, 7000 MPa, 6500 MPa, 6000 MPa, 5500 MPa, 5000 MPa, 4500 MPa, 4000 MPa, 3500 MPa, 3000 MPa 이하로 감소될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 펜 낙하 시험 장치 (200)는 도시된다. 여기에 사용된 바와 같이, "준-정적 압입 시험"은, 커버 요소의 주된 표면 (54, 56)에서 관찰된 응력 상태을 특징으로 하는, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a 및 1b, 참조)의 내충격성을 평가하기 위해 펜 낙하 장치 (200)로 수행된다. 여기에 기재되고 언급된 바와 같은, 준-정적 압입 시험은, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) 샘플이 커버 요소 (50)의 노출된 표면, 즉, 주된 표면 (54)에 전해진 60N의 일정한 하중으로 시험되도록 수행되는 준-정적 시험이다. 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 대향 면, 예를 들어, 주된 표면 (66) (도 1a 및 1b, 참조)은 알루미늄 플레이트 (400 그릿 페이퍼를 이용한 표면 거칠기로 연마된 바와 같은, 6063 알루미늄 합금)에 의해 지지된다. 준-정적 압입 시험에 사용된 펜은, 직경이 0.5 ㎜인 볼 포인트 팁 (212) 및 캡을 포함하여 5.7 그램의 중량을 갖는다. 도 2에 도시된 준-정적 압입 시험에 따르면, 펜은 60N의 일정한 하중으로 또는 5N에서 시작하여 파손까지 연속적으로 더 높은 하중으로, 커버 요소 (50)의 노출된 표면에 직접 적용된다.
유리하게는, 도 2에 도시된 펜 낙하 시험 장치로 수행된 바와 같은, 준-정적 압입 시험은, 60N의 적용된 하중에 기초하여 커버 요소 (50)의 주된 표면 (54, 56)에서 발생된 인장 응력을 평가하기 위해 FEA 기술을 사용하여 모델링된다. 본 개시의 분야에서 당업자에 의해 더욱 이해되는 바와 같이, 이러한 모델링을 수행하는데 특정 가정들은 만들어진다. 특히, 커버 요소 (50) 및 기판 (60)은, 71 GPa의 탄성률 및 0.22의 푸아송의 비를 갖는 것으로 가정된다. 더욱이, 통상적인 광학 접착제는, 제1 및 제2 접착제에 대해, 0.3GPa의 탄성률 및 0.49의 푸아송의 비를 나타내는 것으로, 가정된다. 준-정적 시험 모델링과 더욱 관련하여, 다음의 부가적인 가정들은 만들어진다: 펜 팁 (212)은 펜 팁 변형이 없는 강체로 모델링되고; 모듈 (100a, 100b)의 1/4 대칭 슬라이스는 사용되며; 모듈 (100a, 100b)에서 모든 인터페이스는 분석 동안, 박리 없이, 완벽하게 결합된 것으로 가정되고; 펜 낙하 시험 장치 (200)와 관련하여 언급된 알루미늄 지지판은, 강체 알루미늄판으로서 모델링되며; 모듈 (100a, 100b)과 알루미늄 지지판 사이에 마찰이 없는 접촉은 가정되며; 펜 팁 (212)이 모듈 (100a, 100b)의 커버 요소 (50)를 관통하지 않는 것으로 가정되고; 모듈 (100a, 100b)의 요소들에 대한 선형-탄성 또는 초-탄성 물질 특성을 사용하며; 큰 변형 접근법을 사용하고; 및 시뮬레이션된 시험 동안 모듈 (100a, 100b)은 실온에 있다.
디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 특정 실행들 (도 1a 및 1b, 참조)에서, 모듈은, 60N의 고정 하중으로 모델링된 것으로 (도 2 참조), 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면 (56)에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 나타낼 수 있다. 예상치 못하게, 준-정적 압입 시험의 이러한 모델링을 통해 이해된 바와 같이, 접착제 (10a, 10b)의 두께 (12a, 12b) 및 커버 요소 (50)의 두께 (52)는, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 충격시 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에서 인장 응력이 약 3200 MPa 미만이도록, 모듈 (100a, 100b)의 내충격성을 더욱 향상시키기 위해 조정될 수 있다. 디스플레이 모듈 (100a)의 관점들은 또한 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 종래의 접착제의 두께와 비교하여, 상대적으로 더 얇은 두께 (12a), 예를 들어, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛로 제1 접착제 (10a)를 포함할 수 있다. 유사하게, 디스플레이 모듈 (100a)은 또한, 이러한 전자 장치 적용들에 사용되는 다른 유리-함유 커버 요소의 두께와 비교하여, 상대적으로 더 얇은 두께 (52), 예를 들어, 약 75 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛로 커버 요소 (50)를 포함할 수 있다. 제1 접착제 (10a) 및 커버 요소 (50)의 이러한 모델링 및 설계에 의해, 커버 요소 (50)의 제2 주된 표면 (56)에서 인장 응력은, 약 4700 MPa 미만, 4600 MPa, 4500 MPa, 4400 MPa, 4300 MPa, 4200 MPa, 4100 MPa, 4000 MPa, 3900 MPa, 3800 MPa, 3700 MPa, 3600 MPa, 3500 MPa, 3400 MPa, 3300 MPa, 3200 MPa, 3100 MPa, 3000 MPa 이하로 감소될 수 있다.
도 1a 및 1b를 여전히 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 커버 요소 (50)는, 본 개시의 특정 관점들에서, 제1 및/또는 제2 주된 표면 (54, 56)으로부터 커버 요소 (50)에 선택된 깊이로 연장되는 하나 이상의 압축 응력 영역 (도시되지 않음)을 갖는 유리층 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 더욱이, 모듈 (100a, 100b)의 특정 관점에서, 요소 (50)의 에지들 (예를 들어, 주된 표면 (54, 56)에 수직 또는 실질적으로 수직)로부터 선택된 깊이까지 연장되는 에지 압축 응력 영역들 (도시되지 않음)은 또한 발생될 수 있다. 예를 들어, 유리 커버 요소 (50)에 함유된 압축 응력 영역 또는 영역들 (및/또는 에지 압축 응력 영역들)은, 이온-교환 ("IOX") 공정으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시 예로서, 유리 커버 요소 (50)는, 층들 및/또는 영역들과 관련된 열팽창계수 ("CTE")의 불일치를 통해 하나 이상의 이러한 압축 응력 영역들을 발생시키는데 사용될 수 있는 다양한 조정된 유리층들 및/또는 영역들을 포함할 수 있다.
IOX 공정으로 형성된 하나 이상의 압축 응력 영역들을 갖는 커버 요소 (50)를 구비한 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 이러한 관점들에서, 압축 응력 영역(들)은, 복수의 이온-교환 가능한 금속 이온 및 다수의 이온-교환 금속 이온을 포함할 수 있고, 상기 이온-교환 금속 이온은 압축 응력 영역(들)에서 압축 응력을 생성하도록 선택된다. 압축 응력 영역(들)을 함유하는 모듈 (100a)의 몇몇 관점들에서, 이온-교환된 금속 이온은, 이온-교환 가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는다. 이온-교환 가능한 이온 (예를 들어, Na+ 이온)은, 이온 교환 공정에 적용되기 전에, 유리 커버 요소 (50)에 존재한다. 이온-교환 이온 (예를 들어, K+ 이온)은 유리 커버 요소 (50) 내로 혼입되어 궁극적으로 압축 응력 영역(들)이 되는 요소 (50) 내에 영역(들) 내에 이온-교환 가능한 이온의 일부를 대체할 수 있다. 커버 요소 (50) 내로 이온-교환 이온, 예를 들어, K+ 이온의 혼입은, 이온-교환 이온을 함유하는 용융염 욕조 (예를 들어, 용융된 KNO3 염)에 (예를 들어, 완전한 모듈 (100a)의 형성 전에) 요소 (50)를 침지시켜 수행될 수 있다. 이러한 실시 예에서, K+ 이온은 Na+ 이온보다 큰 원자 반경을 가지며, 예를 들어, 압축 응력 영역(들)에 어디든지 존재하는, 유리 커버 요소 (50)에 국소 압축 응력을 발생시키는 경향이 있다.
도 1a 및 1b에 도시된 디스플레이 모듈 (100a, 100b)에 사용된 커버 요소 (50)에 대해 사용된 이온-교환 공정 조건에 의존하여, 이온-교환 이온은, 커버 요소 (50)의 제1 주된 표면 (54)으로부터 제1 이온 교환 깊이 (도시되지 않음, "DOL")까지 전해져 이온 교환 압축의 깊이 ("DOC")를 확립할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, DOC는 여기에 기재된 화학적으로 강화된 알칼리 알루미노실리케이트 유리 물품에서 응력이 압축에서 인장으로 변화하는 깊이를 의미한다. DOC는, 이온 교환 처리에 의존하여 표면 응력계 (FSM - Orihara Industrial Co., Ltd. (일본)에서 제작된, FSM-6000과 같은, 상업적으로 이용 가능한 기구) 또는 산란된 편광 편광기 (SCALP)에 의해 측정될 수 있다. 유리 물품 내로 칼륨 이온을 교환하여 유리 물품에 응력이 발생되는 경우, FSM은 DOC를 측정하는데 사용된다. 나트륨 이온을 유리 물품 내로 교환하여 응력이 발생되는 경우, SCALP는 DOC를 측정하는데 사용된다. 칼륨 및 나트륨 이온 모두를 유리 내로 교환하여 유리 물품에 응력이 발생되는 경우, DOC는 SCALP에 의해 측정되는데, 이는 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내고, 칼륨 이온의 교환 깊이가 압축 응력의 크기에서 변화 (그러나 압축으로부터 인장으로 응력의 변화는 아님)를 나타내는 것으로 믿어지기 때문이며; 이러한 유리 물품에서 칼륨 이온의 교환 깊이는 FSM에 의해 측정된다. (표면 CS를 포함하는) 압축 응력은 FSM에 의해 측정된다. 표면 응력 측정은, 유리의 복굴절과 관련된, 응력 광학 계수 (SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는, 결국, 명칭이 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"이고, 이의 전체적인 내용이 여기에 참조로 병합되는, ASTM 표준 C770-16에 기재된 절차 C (Glass Disc Method)에 따라 측정된다. 유사하게, 제2 압축 응력 영역은, 제2 주된 표면 (56)으로부터 제2 이온 교환 깊이까지 요소 (50)에서 발생될 수 있다. DOL 내에 100 MPa를 훨씬 초과하는 압축 응력 수준은, 이러한 IOX 공정으로 최대 2000 MPa까지 달성될 수 있다. 커버 요소 (50) 내에 압축 응력 영역(들)에서 압축 응력 수준은, 폴더블 전자 장치 모듈 (100a)의 굽힘시 커버 요소 (50)에서 발생된 인장 응력을 상쇄시키는 역할을 할 수 있다.
도 1a 및 1b를 다시 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)은, 몇몇 실행에서, 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 각각 한정된, 제1 및 제2 주된 표면 (54, 56)에 수직인 에지에서 커버 요소 (50)에 하나 이상의 에지 압축 응력 영역들을 포함할 수 있다. 이러한 에지 압축 응력 영역들은, 요소 (50)의 형상 또는 형태에 의존하여, 커버 요소 (50)에서 이의 주된 표면과 별개의 이의 에지 또는 표면들 중 어느 하나에서 발생될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 타원-형 커버 요소 (50)를 갖는 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 몇몇 실행에서, 에지 압축 응력 영역들은, 요소의 주된 표면들로부터 수직 (또는 실질적으로 수직)인 요소의 외부 에지로부터 내측으로 발생될 수 있다. 주된 표면 (54, 56)에 근접한 압축 응력 영역(들)을 발생시키기 위해 사용된 것과 사실상 유사한 IOX 공정은, 이러한 에지 압축 응력 영역들을 생성하도록 전개될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 커버 요소 (50)에 임의의 이러한 에지 압축 응력 영역들은, 예를 들어, 이의 주된 표면 (54, 56)에서 커버 요소 (50)의 불-균일 굽힘 및/또는 이의 에지들 중 어느 하나를 가로지르는 커버 요소 (50) (및 모듈 (100a, 100b))에 대한 준-정적 또는 동적 충격을 통해 요소의 에지에서 발생된 인장 응력을 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 또는 이에 부가하여, 이론에 구속되지 않고, 커버 요소 (50)에 사용된 임의의 이러한 에지 압축 응력 영역들은, 모듈 (100a, 100b) 내에 요소 (50)에 또는 에지에 충격 또는 마모 사건으로부터의 악영향을 상쇄할 수 있다.
도 1a 및 1b를 다시 참조하면, 요소 (50) 내에 영역들 또는 층들의 CTE의 불일치를 통해 형성된 하나 이상의 압축 응력 영역들을 갖는 커버 요소 (50)를 갖는 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 관점들에서, 이들 압축 응력 영역은 요소 (50)의 구조에 맞추어 발생된다. 예를 들어, 요소 (50) 내에 CTE 차이는, 요소 내에 하나 이상의 압축 응력 영역을 생성할 수 있다. 일 실시 예에서, 커버 요소 (50)는, 요소의 주된 표면 (54, 56)에 각각 실질적으로 평행한, 클래드 영역들 또는 층들에 의해 샌드위치된 코어 영역 또는 층을 포함할 수 있다. 더욱이, 코어층은 (예를 들어, 코어 및 클래드층 또는 영역의 조성적 제어에 의해) 클래드 영역들 또는 층들의 CTE보다 큰 CTE로 조정된다. 커버 요소 (50)가 이의 제조 공정으로부터 냉각된 후, 코어 영역 또는 층과 클래드 영역들 또는 층들 사이에 CTE 차이는, 냉각시 불균일한 부피 수축 (volumetric contraction)을 일으켜서, 클래드 영역들 또는 층들 내에 주된 표면 (54, 56) 아래에 압축 응력 영역들의 발생에서 나타난 커버 요소 (50)에 잔류 응력의 발생으로 이어진다. 달리 말하면, 코어 영역 또는 층 및 클래드 영역들 또는 층들은, 고온에서 서로 밀접하게 접촉을 일으키고; 이들 층들 또는 영역들은 그 다음 낮은 CTE 클래드 영역들 (또는 층들)에 비해 높은 CTE 코어 영역 (또는 층)의 큰 부피 변화가 커버 요소 (50) 내에 클래드 영역들 또는 층들에 압축 응력 영역들을 생성하도록 저온으로 냉각된다.
CTE-발생 압축 응력 영역을 갖는 도 1a 및 1b에 도시된, 모듈 (100a, 100b)의 커버 요소 (50)를 여전히 참조하면, CTE-관련 압축 응력 영역들은, 각각, 제1 주된 표면 (54)으로부터 제1 CTE 영역 깊이까지, 제2 주된 표면 (56)으로부터 제2 CTE 영역 깊이까지 도달하고, 따라서 클래드층 또는 영역들 내에 및 각각의 주된 표면 (54, 56)과 관련된 압축 응력 영역들 각각에 대한 CTE-관련 DOLs를 확립한다. 몇몇 관점들에서, 이들 압축 응력 영역들에서 압축 응력 수준은, 150 MPa를 초과할 수 있다. 코어 영역 (또는 층)과 클래드 영역 (또는 층) 사이에 CTE 값에서 차이를 최대화하는 것은, 제조 후 요소 (50)의 냉각시 압축 응력 영역들에서 발생된 압축 응력의 크기를 증가시킬 수 있다. 이러한 CTE-관련 압축 응력 영역들을 갖는 커버 요소 (50)를 구비한 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 특정 실행에서, 커버 요소 (50)는, 코어 영역 두께를 클래드 영역 두께의 합으로 나눈 3 이상의 두께 비로 코어 영역 및 클래드 영역을 사용한다. 이로써, 클래드 영역의 크기 및/또는 CTE에 비해 코어 영역의 크기 및/또는 이의 CTE를 최대화하는 것은, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 압축 응력 영역들에서 관찰되는 압축 응력 수준의 크기를 증가시키는 역할을 할 수 있다.
다른 장점들 중에서, (예를 들어, 전술한 단락에 개요가 서술된 IOX- 또는 CTE-관련 접근법을 통해 발생된 바와 같은) 압축 응력 영역들은, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a 및 1b, 참조)에 대한 준-정적 또는 동적 충격시 요소에 발생된 인장 응력, 특히 충격의 성질에 의존하여, 주된 표면 (54, 56) 중 하나에서 최대에 도달하는 인장 응력을 상쇄시키기 위해 커버 요소 (50) 내에 사용될 수 있다. 특정 관점들에서, 압축 응력 영역은, 커버 요소 (50)의 주된 표면 (54, 56)에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력을 포함할 수 있다. 몇몇 관점들에서, 주된 표면에서 압축 응력은, 약 600 MPa 내지 약 1000 MPa이다. 다른 관점들에서, 압축 응력은, 커버 요소 (50)에서 압축 응력을 생성하기 위해 사용된 공정에 의존하여, 2000 MPa까지, 주된 표면에서 1000 MPa를 초과할 수 있다. 압축 응력은 또한 본 개시의 다른 관점들에서 요소 (50)의 주된 표면에서 약 100 MPa 내지 약 600 MPa의 범위일 수 있다. 부가적인 관점에서, 모듈 (100a, 100b)의 커버 요소 (50) 내에 압축 응력 영역 (또는 영역들)은, 약 100 MPa 내지 약 2000 MPa, 예를 들어, 약 100 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 100 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 100 MPa 내지 약 800 MPa, 약 100 MPa 내지 약 600 MPa, 약 100 MPa 내지 약 400 MPa, 약 100 MPa 내지 약 200 MPa, 약 200 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 200 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 200 MPa 내지 약 800 MPa, 약 200 MPa 내지 약 600 MPa, 약 200 MPa 내지 약 400 MPa, 약 400 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 400 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 400 MPa 내지 약 800 MPa, 약 400 MPa 내지 약 600 MPa, 약 600 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 600 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 600 MPa 내지 약 800 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1000 MPa, 및 약 1000 MPa 내지 약 1500 MPa의 압축 응력을 나타낼 수 있다.
디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a 및 1b, 참조)의 커버 요소 (50)에 사용된 이러한 압축 응력 영역 내에서, 압축 응력은, 주된 표면으로부터 하나 이상의 선택된 깊이까지 깊이의 함수에 따라 일정하게 유지, 감소 또는 증가할 수 있다. 이로써, 다양한 압축 응력 프로파일은 압축 응력 영역에 사용될 수 있다. 더욱이, 각각의 압축 응력 영역의 깊이는, 커버 요소 (50)의 주된 표면 (54, 56)으로부터 대략 15 ㎛ 이하로 설정될 수 있다. 다른 관점들에서, 압축 응력 영역(들)의 깊이는, 이들이 제1 및/또는 제2 주된 표면 (54, 56)으로부터 커버 요소 (50)의 두께 (52)의 대략 1/3 이하, 또는 커버 요소 (50)의 두께 (52)의 대략 20% 이하로 설정될 수 있다.
도 1a 및 1b를 다시 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)은, 제1 및/또는 제2 주된 표면 (54, 56)에서 최대 흠의 크기가 5 ㎛ 이하인 하나 이상의 압축 응력 영역들을 갖는 유리 물질을 포함하는 커버 요소 (50)를 포함할 수 있다. 최대 흠의 크기는 또한 약 2.5 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하, 1.5 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 0.4 ㎛ 이하, 또는 심지어 더 작은 흠 크기의 범위로 유지될 수 있다. 유리 커버 요소 (50)의 압축 응력 영역에서 흠 크기의 감소는, 디스플레이 모듈 (100a, 100b) (도 1a, 1b 및 2, 참조)에 충격-관련 힘에 의해 인장 응력의 적용시 균열 전파에 의한 요소 (50)의 파손 경향을 더욱 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 모듈 (100a, 100b)의 몇몇 관점들은, 하나 이상의 압축 응력 영역들 사용 없이 제어된 흠 크기 분포 (예를 들어, 제1 및/또는 제2 주된 표면 (54, 56)에서 0.5 ㎛ 이하의 흠 크기)를 갖는 표면 영역을 포함할 수 있다.
도 1a 및 1b를 다시 참조하면, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 다른 실행은, 요소 (50) 내에 흠 분포를 개선하고 및/또는 흠 크기가 감소하도록 조정된 다양한 에칭 공정에 적용되는 유리 물질을 포함하는 커버 요소 (50)를 포함할 수 있다. 이러한 에칭 공정은, 커버 요소 (50) 내에서 이의 주된 표면 (54, 56)에 근접하고 및/또는 이의 에지 (도시되지 않음)를 따라 흠 분포를 제어하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 조성물을 갖는 커버 요소 (50)의 표면을 약하게 에칭하기 위해, 약 15 부피% HF 및 15 부피% HCl을 함유하는 에칭 용액은 사용될 수 있다. 광 에칭 (light etching)의 시간 및 온도는, 커버 요소 (50)의 표면으로부터의 원하는 물질 제거의 수준 및 요소 (50)의 조성물에 따라, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 설정될 수 있다. 요소 (50)의 일부 표면은, 에칭 절차 동안 이러한 표면에 마스킹 층 또는 이와 유사한 것을 사용하여 에칭되지 않은 상태로 남을 수 있다. 좀 더 구체적으로, 이러한 광 에칭은, 커버 요소 (50)의 강도를 유리하게 개선시킬 수 있다. 특히, 커버 요소 (50)로서 궁극적으로 사용되는 유리 구조물을 구획하기 위해 사용되는 절단 또는 개별화 공정 (singulating processes)은, 요소 (50)의 표면 내에 흠들 및 기타 결함들을 남길 수 있다. 이러한 흠 및 결함들은, 적용 환경 및 용도로부터 요소 (50)를 함유하는 모듈 (100a, 100b)에 응력의 적용 동안 전파될 수 있고, 유리 파괴를 유발할 수 있다. 선택적 에칭 공정은, 요소 (50)의 하나 이상의 에지를 약간 에칭하여, 흠 및 결함들 중 적어도 일부를 제거함으로써, 약간-에칭된 표면의 강도 및/또는 내파괴성을 증가시킬 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 광 에칭 단계는, 커버 요소 (50)의 화학적 템퍼링 (예를 들어, 이온 교환) 후에 수행될 수 있다. 화학적 템퍼링 후에 이러한 광 에칭은, 화학 템퍼링 공정 자체에 의해 도입된 임의의 흠들을 감소시킬 수 있고, 따라서 커버 요소의 강도 및/또는 내파단성을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 1a 및 1b에 도시된 디스플레이 모듈 (100a, 100b)에 사용된 커버 요소 (50)는, 전술한 강도-향상 특색들 (strength-enhancing features): (a) IOX-관련 압축 응력 영역들; (b) CTE-관련 압축 응력 영역들; 및 (c) 더 작은 결함 크기를 갖는 에칭된 표면; 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 강도-향상 특색들은, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)의 적용 환경, 용도 및 처리와 관련된 커버 요소 (50)의 표면에서 발생된 인장 응력을 상쇄시키거나 또는 부분적으로 상쇄시키는데 사용될 수 있다.
몇몇 실행들에서, 도 1a 및 1b에 도시된 디스플레이 모듈 (100a, 100b)은, 최종 제품 전자 장치와 관련된 디스플레이, 인쇄회로기판, 하우징 또는 기타 특색들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)은, 수많은 박막 트랜지스터 ("TFTs")를 함유하는 전자 디스플레이 장치 또는 저-온 폴리실리콘 ("LTPS") 백플레인을 함유하는 LCD 또는 OLED 장치에 사용될 수 있다. 디스플레이 모듈 (100a, 100b)이 디스플레이에 사용된 경우, 예를 들어, 모듈 (100a, 100b)은, 실질적으로 투명할 수 있다. 더욱이, 모듈 (100a, 100b)은, 전술한 단락에서 설명된 바와 같이, 준-정적 및 동적 충격과 관련하여, 바람직한 내충격성을 가질 수 있다. 몇몇 실행들에서, 디스플레이 모듈 (100a, 100b)은, 웨어러블 전자 장치, 예를 들어, 시계, 지갑 또는 팔찌에 사용된다. 여기에 정의된 바와 같은, "폴더블"은, 완전한 폴딩, 부분 폴딩, 굽힘, 휨, 불연속 굽힘, 및 다중-폴딩 성능을 포함하고; 더욱이, 디스플레이가 폴딩시 장치의 외부에 있거나 또는 폴딩시 장치의 내부에 있어도, 장치는 폴딩될 수 있다.
실시 예
본 실시 예에서, 비교 디스플레이 모듈 (비.실. 1) 및 본 개시의 관점들과 일치하는 디스플레이 모듈 (예를 들어, 실. 1-1 내지 1-4, 2-1 및 2-2)은, 각각의 준-정적 압입 시험 및 펜 낙하 시험에 따른 모의실험된 준-정적 및 동적 충격에 적용되는 것으로 모델링된다. 부가적으로, 실제 준-정적 압입 시험은, 샘플 중 몇몇에 대해 피크 하중 대 파손 값들을 얻기 위해 수행되어, 파손까지 실제 압입 하중의 변화를 알아본다. 이들 모델링 및 실험 측정의 결과는, 도 3a-7에 도시된다. 더욱이, 이들 차트에서 범례는, 모델링된 및/또는 시험된 디스플레이 모듈의 구성을 설명한다. 예를 들어, 비.실. 1은, 100 ㎛의 두께를 갖는 유리 커버 요소, 100 ㎛의 두께를 갖는 PSA 물질을 포함하는 제1 접착제 및 1.1㎜의 두께를 갖는 유리 1 조성물을 함유하는 기판으로 구성된다. 비록 기판이 1.1 ㎜의 두께로 모델링되었지만, 이는 스택에 대한 접착층의 영향을 나타내기 위해 수행된다. 기판은 1.1 ㎜의 두께를 가질 필요가 없고; 대신에, 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 기판은 1.1 ㎜ 미만의 두께, 예를 들어, 기판 (62)과 관련하여 전술된 바와 같은 두께를 가질 수 있고, 경향은 여전히 1.1 ㎜ 두께의 유리 기판에서 관찰된 것과 유사할 것이다.
도 3a를 참조하면, 모델링된 준-정적 압입 시험에서 모듈에 가해지는 하중 대 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서의 최대 주응력의 플롯은, 본 개시의 몇몇 관점들에 따라, 60N의 피크 하중까지 제공된다. 도면으로부터 명백한 바와 같이, 약 100 ㎛의 더 큰 제1 접착제 두께를 갖는 모듈 (비.실. 1)과 비교하여, 약 15 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 더 작은 두께를 갖는 제1 접착제를 구비한 3-층 디스플레이 모듈 (실. 1-1 내지 1-4)은, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 가장 낮은 최대 주응력 수준을 보여준다. 더욱이, 3-층 디스플레이 모듈 (실. 1-1 내지 1-4)은, 5-층 디스플레이 모듈 (실. 2-1 및 2-2)에 비해 커버 요소의 제2 주된 표면에서 더 낮은 최대 주응력 수준을 보여준다. 부가적으로, 약간 더 두꺼운 커버 요소를 갖는 디스플레이 모듈 (실. 1-4, 커버 요소 두께 = 130 ㎛)은, 약간 더 얇은 커버 요소를 갖는 비슷하게 구성된 디스플레이 모듈 (실. 1-2, 커버 요소 두께 = 100 ㎛)에 비해 커버 요소의 제2 주된 표면에서 더 낮은 최대 주응력 수준을 보여준다.
이론에 구속됨에 없이, 도 3a에 나타낸 결과를 고려하여, 감압 접착제 (PSA) 물질을 포함하는 상대적으로 더 연질의 제1 접착제 물질은, 시험 장치의 천공 팁 아래에서 디스플레이 유리의 국소화된 굽힘을 용이하게 한다. 작은 반경의 팁 (도 2 참조, 반경 = 0.5 ㎜)은, 커버 요소의 주된 표면에 높은 인장 응력을 생성시키는 매우 국소화된 굽힘을 결과하는 경향이 있다. 굽힘 응력이 모듈의 전체 강성과 관련이 있음에 따라, 모듈의 강성을 높이면 개선된 충격 성능으로 이어질 수 있는 것으로 민어진다.
이하, 도 3b를 참조하면, 모델링된 준-정적 압입 시험에 적용되는 디스플레이 모듈에 대한 하중 대 변형의 플롯은, 도 3a의 결과를 발생시키기 위해 이전에 사용된, 60 N의 피크 하중까지 제공된다. 더욱이, 도 3b의 하중 대 변형 곡선의 기울기는, 디스플레이 모듈의 강성의 측정이다. 도 3a에서 앞서 나타낸 결과를 고려하면, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 더 높은 강성 값을 갖는 모듈은, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 감소된 최대 주응력의 측면에서 더 잘 수행되는 경향이 있음이 명백하다. 달리 말하면, 준-정적 압입 시험으로부터 관찰된 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 인장 응력은, 모듈의 강성에 반비례한다.
이제, 도 4를 참조하면, 준-정적 압입 시험으로 모델링되고, 도 3a 및 3b에 개략적으로 도시된 모듈의 일부에 대해 실험적으로-결정된 피크 파손 하중의 플롯은 제공된다. 특히, 2개의 3-층 모듈 (실. 1-2 및 1-3) 및 2개의 5-층 모듈 (실. 2-1 및 2-2)은, 파손에 대한 평균 하중을 발생시키기 위해 증가하는 적용 하중 (60 N의 일정 하중이 아님)으로 실제 준-정적 압입 시험에 적용된다. 이들 샘플들에 대해 수행된 현미경 관찰 분석 (Fractography analyses)은, 모두 이축 파손 메커니즘을 경험한 것으로 드러났다. 더욱이, 도 4에 나타낸 결과로부터 명백한 바와 같이, 3-층 디스플레이 모듈은, 5-층 디스플레이 모듈에 비해 파손에 대해 상당히 더 높은 피크 하중을 나타낸다. 이러한 결과는, 이들 설계에 존재하는 상대적으로 더 적은 양의 접착제 (즉, 3-층 모듈에 대해 하나의 접착제 및 5-층 모듈에 대해 2개의 접착제)를 고려할 때, 3-층 디스플레이 모듈이 이들의 5-층 대응 모듈보다 더 견고하다는 사실에 기인하는 것으로 믿어진다.
이제, 도 5a 및 5b를 참조하면, 25㎝의 펜 낙하 높이를 갖는 펜 낙하 시험에서 모델링된 것으로, 충격 위치로부터의 거리 대 도 3a 및 3b에 도시된 동일한 그룹의 디스플레이 모듈의 각각의 커버 요소의 제2 주된 표면 및 제1 주된 표면에서 최대 주응력의 플롯은 제공된다. 도 5a 및 5b로부터 일반적으로 명백한 바와 같이, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 인장 응력은, 25㎝의 동일한 펜 낙하 높이에 대해 제1 주된 표면에서 관찰된 인장 응력에 비해 정도가 상당히 더 크다. 이론에 구속됨이 없이, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 관찰되는 더 높은 인장 응력은, 커버 요소의 국소화된 이-축 굽힘에 기인하고, 제1 주된 표면에서의 다소 낮은 인장 응력은, 펜 낙하 시험에서 펜 팁과의 헤르츠 접촉 (Hertzian contact)과 관련되는 것으로 민어진다 (도 2, 참조).
도 5a 및 5b를 다시 참조하면, 25 cm 펜 낙하 높이로 모의실험된 펜 낙하 시험으로부터 결과한 바와 같은, 커버 요소의 제2 및 제1 주된 표면에서 인장 응력의 공간적 변화 (spatial variation)는 도시된다. 특히, 더 얇은 제1 접착제 두께 수준을 갖는 디스플레이 모듈 (예를 들어, 실. 1-1 내지 1-3, 약 15 내지 50 ㎛의 두께)은, 더 큰 제1 접착제 두께를 갖는 디스플레이 모듈 (즉, 비.실. 1, 두께 = 100 ㎛)과 비교하여 주된 표면 모두에서 더 낮은 인장 응력을 경험한다. 더욱이, 3-층 디스플레이 모듈 (실. 1-1 내지 1-4)은, 펜 낙하 시험으로부터 결과하는 바와 같이, 5-층 디스플레이 모듈 (실. 2-1 및 2-2)과 비교하여 커버 요소의 주된 표면 모두에서 더 낮은 최대 주응력 수준을 보여준다. 부가적으로, 약간 더 두꺼운 커버 요소를 갖는 디스플레이 모듈 (실. 1-4, 커버 요소 두께 = 130 ㎛)은, 약간 더 얇은 커버 요소를 갖는 비슷하게 구성된 디스플레이 모듈 (실. 1-2, 커버 요소 두께 = 100 ㎛)에 비해 커버 요소의 주된 표면 모두에서 더 낮은 최대 주응력 수준을 보여준다.
이제, 도 6a 및 6b를 참조하면, 25㎝의 펜 낙하 높이로 펜 낙하 시험에서 모델링된 것으로, 충격으로부터의 시간 대 도 3a 및 3b에 도시된 동일한 그룹의 디스플레이 모듈에 대한 커버 요소의 제2 주된 표면에서, 각각, 최대 주응력 및 변형에 대한 플롯은 제공된다. 특히, 도 6a 및 6b는, 디스플레이 모듈이 25㎝에서 펜 낙하와 관련된 이의 최대 변형을 경험할 때, 제2 주된 표면에서 관찰된 최대 인장 응력이 발생함을 나타낸다. 따라서, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 관찰된 최대 인장 응력은, 디스플레이 모듈의 전체 강성의 함수이다.
이제, 도 7을 참조하면, 샘플에서 관찰된 가장 낮은 최대 주응력에 대한 각각의 이들 응력 값의 퍼센트 증가와 함께, 도 3a-3b에 도시된 동일한 그룹의 디스플레이 모듈의 커버 요소의 제2 주된 표면에서 최대 주응력의 막대 차트는 제공된다. 즉, 최고 성능 (즉, 커버 요소의 제2 주된 표면에서 가장 낮게 관찰된 최대 주응력, ~7700 MPa)을 갖는 디스플레이 모듈인, 실. 1-1은, 이 차트의 기준으로 역할을 한다. 특히, PSA 및 15 ㎛의 두께를 포함하는 접착제를 갖는 디스플레이 모듈은 최고 성능을 나타낸다. 도 7의 차트는, 접착제의 두께의 증가 (예를 들어, 비.실. 1, 두께 ~100 ㎛)가 기준 조건보다 약 59%의 인장 응력의 증가를 결과한다는 것을 더욱 보여준다. 도 7의 차트는, 또한 3-층 디스플레이 모듈 (실. 1-1 내지 1-4)이 5-층 디스플레이 모듈 (실. 2-1 및 2-2)에 비해 커버 요소의 제2 주된 표면에서 더 낮은 최대 주응력 수준을 나타낸다는 것을 더욱 보여준다.
청구범위의 사상 또는 범주를 벗어나지 않으면서 본 개시의 폴더블 전자 장치 모듈에 대한 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 커버 요소 탄성률을 가지며, 유리 조성물, 제1 주된 표면, 및 제2 주된 표면을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는, 커버 요소; 및
    스택을 포함하는, 디스플레이 모듈로서,
    상기 스택은:
    (a) 약 100 ㎛ 내지 1500 ㎛의 두께 및 유리 조성물을 갖는 구성요소를 포함하는 기판, 및
    (b) 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에 상기 스택을 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제1 접착제를 포함하며,
    여기서, 상기 디스플레이 모듈은:
    준-정적 압입 시험에서 상기 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4700 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성; 또는
    펜 낙하 시험에서 커버 요소에 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 12000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 3200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 접착제는, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소는 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함하는, 디스플레이 모듈.
  4. 청구항 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  5. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택은:
    (c) 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 두께 및 약 20 GPa 내지 약 140 GPa의 중간층 탄성률을 가지며, 유리 조성물을 갖는 구성요소를 더욱 포함하는 중간층; 및
    (d) 상기 중간층을 기판에 연결시키고, 약 0.001 GPa 내지 약 10 GPa의 탄성률 및 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 포함하는, 제2 접착제를 더욱 포함하는, 디스플레이 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 4200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소 및 중간층 각각은, 약 75 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함하는 디스플레이 모듈.
  8. 청구항 5-7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  9. 청구항 5-8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 11000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 및 제2 접착제 각각은, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소 및 중간층 각각은, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함하는, 디스플레이 모듈.
  11. 청구항 1-10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 펜 낙하 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제1 주된 표면에서 약 4000 MPa 미만의 인장 응력 및 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 9000 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하는, 디스플레이 모듈.
  12. 청구항 1-11 중 어느 한 항에 있어서,
    준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 750 N/㎜ 이상의 강성을 더욱 포함하는, 디스플레이 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 준-정적 압입 시험에서 커버 요소에 대한 충격시 상기 커버 요소의 제2 주된 표면에서 약 3200 MPa 미만의 인장 응력을 특징으로 하는 내충격성을 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은 준-정적 압입 시험 동안 측정된 것으로, 약 1000 N/㎜ 이상의 강성을 포함하는 디스플레이 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 접착제는, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛의 두께를 더욱 포함하고, 상기 커버 요소는, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛의 두께를 더욱 포함하는, 디스플레이 모듈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 접착제는, 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 아크릴, 스티렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리비닐 부티랄, 에틸렌 비닐 아세테이트, 소듐 실리케이트, 광학 투명 접착제 (OCA), 감압 접착제 (PSA), 고분자 발포체, 천연 수지, 또는 합성 수지 중 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 모듈.
KR1020207013337A 2017-10-11 2018-10-09 준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈 KR20200068706A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762571017P 2017-10-11 2017-10-11
US62/571,017 2017-10-11
PCT/US2018/055030 WO2019074935A1 (en) 2017-10-11 2018-10-09 QUASI-STATIC AND DYNAMIC SHOCK RESISTANCE DISPLAY MODULES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200068706A true KR20200068706A (ko) 2020-06-15

Family

ID=64051712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207013337A KR20200068706A (ko) 2017-10-11 2018-10-09 준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3694708A1 (ko)
JP (1) JP7208986B2 (ko)
KR (1) KR20200068706A (ko)
CN (1) CN111295282A (ko)
TW (1) TWI779112B (ko)
WO (1) WO2019074935A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110223604A (zh) * 2019-05-27 2019-09-10 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板用的柔性盖板及其制备方法、显示装置
CN112689789B (zh) 2019-08-19 2023-04-04 京东方科技集团股份有限公司 可折叠显示屏及其制作方法和显示装置
CN110473475B (zh) * 2019-08-30 2022-01-25 京东方科技集团股份有限公司 光学胶层、拉伸显示装置及光学胶层的制备方法
CN113744630B (zh) * 2020-05-28 2023-06-23 云谷（固安）科技有限公司 显示模组、显示模组的制造方法及显示装置
WO2022060656A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 Corning Incorporated Foldable apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW564471B (en) * 2001-07-16 2003-12-01 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and peeling off method and method of manufacturing semiconductor device
JP2007171399A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 液晶ディスプレイモジュールの製造方法
WO2010005853A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 Gentex Corporation Rearview mirror assemblies with anisotropic polymer laminates
US20130114219A1 (en) * 2011-11-08 2013-05-09 Sean Matthew Garner Opto-electronic frontplane substrate
US9785299B2 (en) * 2012-01-03 2017-10-10 Synaptics Incorporated Structures and manufacturing methods for glass covered electronic devices
CN103474580A (zh) * 2013-09-09 2013-12-25 京东方科技集团股份有限公司 柔性有机电致发光器件的封装结构、方法、柔性显示装置
KR102292101B1 (ko) * 2014-03-18 2021-08-24 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법
TWI733654B (zh) * 2014-11-04 2021-07-21 美商康寧公司 具有無鹼玻璃元件的可彎曲玻璃物件
JP6618168B2 (ja) * 2015-02-13 2019-12-11 新科實業有限公司ＳＡＥ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ（Ｈ．Ｋ．）Ｌｔｄ． 薄膜圧電体基板、薄膜圧電体素子およびその製造方法
WO2017066364A1 (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Corning Incorporated Bendable electronic device modules, articles and methods of making the same
KR102233720B1 (ko) * 2016-03-17 2021-03-30 코닝 인코포레이티드 굽힘 가능한 전자 소자 모듈들, 물품들 및 이를 형성하는 본딩 방법들

Also Published As

Publication number Publication date
EP3694708A1 (en) 2020-08-19
TWI779112B (zh) 2022-10-01
WO2019074935A1 (en) 2019-04-18
CN111295282A (zh) 2020-06-16
JP2020536773A (ja) 2020-12-17
JP7208986B2 (ja) 2023-01-19
TW201923427A (zh) 2019-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11631828B2 (en) Foldable electronic device modules with impact and bend resistance
KR102233720B1 (ko) 굽힘 가능한 전자 소자 모듈들, 물품들 및 이를 형성하는 본딩 방법들
KR20200068706A (ko) 준-정적 및 동적 내충격성을 갖는 디스플레이 모듈
KR102438786B1 (ko) 가요성 전자 장치 모듈들, 물품들 및 그의 제조 방법들
US20210206145A1 (en) Foldable electronic device assemblies and cover elements for the same
KR102470918B1 (ko) 스택 조립체
US20180326704A1 (en) Laminated glass article with determined modulus contrast and method for forming the same
EP3429974A1 (en) Pre-compressed glass article

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal