CN116457198A - 可折叠装置 - Google Patents
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Abstract
可折叠装置包括多个第一部分以及至少一个第二部分,至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,该最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分包括至少五个第二部分。在一些实施例中,至少一个第二部分中的每个第二部分包括在从约10微米到约250微米的范围内的厚度。在一些实施例中,每个第一部分包括第一中性平面并且每个第二部分包括第二中性平面。在一些实施例中,装置弯曲力在总弯曲力的约0.5倍到约1倍的范围内。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2020年9月15日提交的美国临时申请序列第63/078557号的优先权,本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及可折叠装置,并且更具体地涉及包括可折叠基板的可折叠装置。
背景技术
可折叠基板通常用于例如显示器应用,例如,液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管显示器(OLED)、等离子体显示面板(PDP)等。
期望开发可折叠显示器以及安装在可折叠显示器上的可折叠保护盖。可折叠显示器和可折叠盖应具有良好的抗冲击性和抗穿刺性。同时,可折叠显示器和可折叠盖应具有小的最小弯曲半径(例如,约10毫米(mm)或更小)。然而,具有小的最小弯曲半径的塑料显示器和盖往往具有较差的抗冲击性和/或抗穿刺性。此外,传统观点认为,具有小的最小弯曲半径的超薄玻璃基片(例如,约75微米(μm或微米)或更小的厚度)往往具有较差的抗冲击性和/或抗穿刺性。此外,具有良好的抗冲击性和/或抗穿刺性的较厚玻璃基片(例如,大于125微米)往往具有相对大的最小弯曲半径(例如,约30毫米或更大)。此外,包括较厚玻璃基片的可折叠装置可能会遭受与疲劳相关的故障和/或具有机械可靠性问题。
因此,需要开发用于可折叠装置的可折叠基板(例如,玻璃基基板、陶瓷基基板),该可折叠装置具有低的最小弯曲半径和良好的抗冲击性和抗穿刺性。此外,需要开发具有减少的基于疲劳的故障和/或良好的机械可靠性的可折叠装置。
发明内容
本文阐述了可折叠装置和制造包括可折叠基板的可折叠装置的方法。根据本公开的实施例的可折叠装置可以提供若干技术益处。例如,可折叠基板可以提供小的有效弯曲半径,同时提供良好的抗冲击性和抗穿刺性。可折叠装置可以包括玻璃基和/或陶瓷基材料,玻璃基和/或陶瓷基材料材料包括一个或多个压缩应力区域,该一个或多个压缩应力区域可以进一步提供增加的抗冲击性和/或抗穿刺性,同时促进良好的弯曲性能。
提供包括比一对相邻的第一部分低得多的(例如,从约1/500000到约1/500、从约1/100000到约1/10000)杨氏模量的至少一个第二部分可以减少在该对相邻的第一部分中的第一部分中的一个或多个第一部分上的弯曲引起的应力。减少弯曲引起的应力可以减少(例如,减少、消除)可折叠装置的弯曲引起的机械不稳定性。此外,减少弯曲引起的应力可以减少可折叠装置的疲劳,同时增加可折叠装置的可靠性和/或耐久性。同样,提供包括为相邻的第一部分的抗弯刚度的1/100或更小的第二部分的抗弯刚度的第二部分可以减少第一部分上的弯曲引起的应力、可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。
为可折叠装置提供接近(例如,在2的因子内、从约0.5倍到约1倍)来自单独弯曲每个第一部分的总弯曲总弯曲力的装置弯曲力可以使低的用户施加的力能够折叠可折叠装置。此外,这可以反映出相邻对的第一部分之间弯曲引起的应力的耦合减小。
提供其中每个第一部分包括第一中性平面并且每个第二部分包括第二中性平面的可折叠装置可以减少第一部分和至少一个第二部分内的弯曲引起的应力。如上所述,减少的弯曲引起的应力可以减少可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。
以下描述本公开的一些示例实施例,其中应当理解各种实施例的任何特征可以单独使用或彼此组合使用。
实施例1.可折叠装置包括多个第一部分。可折叠装置包括至少一个第二部分,至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。至少一个第二部分包括至少五个第二部分。至少五个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。
实施例2.实施例1的可折叠装置,其中,至少五个第二部分中的每个第二部分包括在从约10微米到约250微米的范围内的厚度。
实施例3.可折叠装置包括多个第一部分。可折叠装置包括至少一个第二部分,至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。至少一个第二部分中的每个第二部分包括在从约10微米到约250微米的范围内的厚度。
实施例4.实施例2-3中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分的厚度在从约25微米到约100微米的范围内。
实施例5.实施例1-4中任一项的可折叠装置,其中,对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分包括第一中性平面。至少一个第二部分中的每个第二部分包括第二中性平面。
实施例6.可折叠装置包括多个第一部分。多个第一部分中的每个第一部分包括第一中性平面。可折叠装置包括至少一个第二部分,至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。至少一个第二部分中的每个第二部分包括第二中性平面。至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。
实施例7.实施例1-6中任一项的可折叠装置,其中,装置弯曲力在总弯曲力的约0.5倍到约1倍的范围内,总弯曲力包括使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力。
实施例8.可折叠装置包括多个第一部分。可折叠装置包括至少一个第二部分,至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。装置弯曲力在总弯曲力的约0.5倍到约1倍的范围内,总弯曲力包括使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力。
实施例9.实施例1-8中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,最大杨氏模量在从对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/100000到约1/10000的范围内。
实施例10.实施例1-9中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分包括约0.5兆帕斯卡或更小的最大杨氏模量。
实施例11.实施例10的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分的最大杨氏模量在从约0.01兆帕斯卡到约0.1兆帕斯卡的范围内。
实施例12.如权利要求1-11中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分包括约0.49或更大的泊松比。
实施例13.实施例12的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分的泊松比在从约0.495到约0.500的范围内。
实施例14.实施例1-13中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分的抗弯刚度是对应的一对相邻的第一部分的抗弯刚度的约1/1000或更小。
实施例15.实施例14的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的每个第二部分的抗弯刚度是对应的一对相邻的第一部分的抗弯刚度的1/40000到约1/4000。
实施例16.实施例1-15中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分的第二部分的数量比多个第一部分中的第一部分的数量少一个。
实施例17.实施例1-16中任一项的可折叠装置,其中,多个第一部分中的至少一个第一部分包括两个或更多个第一子部分。两个或更多个第一子部分中的一个第一子部分包括与两个或更多个第一子部分中的另一个第一子部分的组分不同的组分。
实施例18.实施例17的可折叠装置,其中,两个或更多个第一子部分包括三个或更多个第一子部分,三个或更多个第一子部分进一步包括附加的第一子部分。附加的第一子部分定位在一个第一子部分和另一个第一子部分之间。
实施例19.实施例17-18中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分中的与至少一个第一部分相邻的第二部分接触一个第一子部分,但不接触另一个第一子部分。
实施例20.实施例1-19中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分的折射率与对应的一对相邻的第一部分中的相邻第一部分的折射率之间的差的大小为约0.1或更小。
实施例21.实施例1-20中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分包括光学透明粘合剂和/或压敏粘合剂。
实施例22.实施例1-21中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分包括硅基聚合物、丙烯酸酯基聚合物、环氧基聚合物、含硫醇聚合物、聚酰亚胺基材料或聚氨酯中的一种或多种。
实施例23.实施例1-22中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分包括二氧化硅、氧化铝、高岭土和/或羟基磷灰石中的一种或多种纳米颗粒。
实施例24.实施例1-22中任一项的可折叠装置,其中,至少一个第二部分包括氧化铜、β-石英、钨酸盐、钒酸盐、焦磷酸盐和/或镍钛合金中的一种或多种的颗粒。
实施例25.实施例1-24中任一项的可折叠装置,其中,多个第一部分中的至少一个第一部分包括玻璃基基板。
实施例26.实施例1-24中任一项的可折叠装置,其中,多个第一部分中的至少一个第一部分包括陶瓷基基板。
实施例27.消费者电子产品包括壳体,壳体包括前表面、后表面和侧表面。消费者电子产品包括至少部分地在壳体内的电气组件。电气组件包括控制器、存储器和显示器。显示器在壳体的前表面处或附近。消费者电子产品包括盖基板,盖基板设置在显示器上方。壳体的部分或盖基板中的至少一个包括实施例1-26中任一项的可折叠装置。
附图说明
当参考附图阅读以下具体实施方式时,可以更好地理解本公开的实施例的上述和其他特征和优点,其中:
图1是根据一些实施例的处于平坦配置的示例可折叠装置的示意图,其中折叠配置的示意图可以如图9所示出现;
图2是根据一些实施例的沿图1的线2-2的可折叠装置的示意性横截面视图;
图3是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图4是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图5是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图6是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图7是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图8是根据一些实施例的沿图1的线2-2的另一可折叠装置的横截面视图;
图9是根据一些实施例的处于折叠配置的另一示例可折叠装置的示意图,其中平坦配置的示意图可以如图1所示出现;
图10是根据一些实施例的沿图9的线10-10的处于折叠配置的示例可折叠装置的横截面视图;
图11示意性地示出了在折叠配置中具有机械不稳定性的可折叠装置的视图;
图12示意性地示出了在折叠配置中具有另一机械不稳定性的可折叠装置的视图;
图13是根据一些实施例的示例消费者电子设备的示意性平面图;
图14是图13的示例消费者电子设备的示意性透视图;
图15是因变于贯穿类似于图4的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图16是因变于贯穿类似于图4的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图17是因变于贯穿类似于图5的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图18是因变于贯穿类似于图5的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图19是因变于贯穿类似于图6的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图20是因变于贯穿类似于图7的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;
图21是因变于贯穿类似于图8的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图;以及
图22是因变于贯穿类似于图8的可折叠装置的厚度的深度的应变的曲线图。
贯穿本公开,附图用于强调某些方面。因此,除非另有明确指示,否则不应假设附图中所示的不同区域、部分和基板的相对尺寸与其实际相对尺寸成比例。
具体实施方式
现在将在下文中参考示出各示例实施例的附图来更全面地描述实施例。只要有可能,在所有附图中均使用相同的附图标记来指代相同或相似的零件。然而,权利要求可以涵盖各种实施例的许多不同方面,并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。
贯穿本公开,附图用于强调某些方面。因此,除非另有明确指示,否则不应假设附图中所示的不同层、涂层、部分和基板的相对尺寸与其实际相对尺寸成比例。
图1至图8示出了根据本公开的实施例的可折叠装置101、301、401、501、601、701和801的视图。除非另有说明,否则对一个可折叠装置的实施例的特征的讨论可以同样适用于本公开的实施例中的任一者的对应特征。例如,贯穿本公开的相同的零件标号可以指示,在一些实施例中,所标识的特征彼此相同,并且除非另有说明,否则对一个实施例的所标识的特征的讨论可以同样适用于本公开的实施例中的任一者的所标识的特征。
图1至图8示意性地示出了根据本公开的实施例的处于展开(例如,平坦)配置的可折叠装置101、301、401、501、601、701和801的示例实施例,而图9至图10示出了根据本公开的实施例的处于折叠配置的可折叠装置901。如图2至图8所示,可折叠装置101、301、401、501、601、701和801可以包括三个或更多个层。三个或更多个层包括至少一个第二部分,该至少一个第二部分定位在多个第一部分中的一对相邻的第一部分之间。在一些实施例中,如图4和图10所示,可折叠装置401和901可以包括第一子部分421、另一个第一子部分431和定位在第一子部分421和另一个第一子部分431之间的聚合物基子部分441。在一些实施例中,可折叠装置可以包括显示设备和/或盖基板(例如,玻璃基基板、陶瓷基基板),例如,作为多个第一部分中的第一部分。
贯穿本公开,参考图1,可折叠装置的宽度103被认为是在可折叠装置的折叠轴102的方向104上在可折叠装置的相对边缘之间截取的可折叠装置的尺寸。此外,贯穿本公开,可折叠装置的长度105被认为是在垂直于可折叠装置的折叠轴102的方向106上在可折叠装置的相对边缘之间截取的可折叠装置的尺寸。
图1至图8示意性地示出了根据本公开的实施例的处于展开(例如,平坦)配置的可折叠装置101、301、401、501、601、701和801的示例实施例。如图2至图8所示,可折叠装置101、301、401、501、601、701和801可以包括第一主表面201和与第一主表面201相对的第二主表面203。如图所示,第一主表面201可以包括平面表面。第二主表面203可以包括平面表面。在一些实施例中,如图所示,第一主表面202可以平行于第二主表面203。在一些实施例中,尽管未示出,但是第一主表面和/或第二主表面可以包括弯曲表面和/或曲线表面。在一些实施例中,如图2所示,装置厚度211可以被限定在第一主表面201和第二主表面203之间。在进一步的实施例中,装置厚度211可以是约10微米(μm)或更大、约20μm或更大、约40μm或更大、约60μm或更大、约80μm或更大、约100μm或更大、约200μm或更大、约400μm、约5毫米(mm)或更小、约2mm或更小、约1mm或更小、约800μm或更小、约600μm或更小、或者约500μm或更小。在进一步的实施例中,装置厚度211可以在从约10μm到约5mm、从约10μm到约2mm、从约20μm到约2mm、从约40μm到约2mm、从约40μm到约1mm、从约60μm到约1mm、从约80μm到约1mm,从约80μm到约800μm、从约100μm到约800μm、从约200μm到约800μm、从约200μm到约600μm、从约200μm到约500μm、从约400μm到约500μm的范围或其间的任何范围或子范围内。
如图2至图8所示,可折叠装置101、301、401、501、601、701和801包括多个第一部分。贯穿本公开,多个第一部分可以在装置厚度211的方向113上布置为堆叠。例如,如图2至图8所示,多个第一部分在装置厚度211的方向113上顺序地布置为堆叠。例如,在图2中,可折叠装置可以包括多个第一部分205a-n。在一些实施例中,如图2至图8所示,第一部分205a、303、403、503、603、703和803的表面可以包括第一主表面201。如下文所讨论的,在一些实施例中,第二部分可以定位在多个第一部分中的一对相邻的第一部分之间。在进一步的实施例中,每对相邻的第一部分可以具有位于其间的对应第二部分。在一些实施例中,如图2至图8所示,第一部分205n、307、409、511、615、719、823的表面可以包括第二主表面203。在进一步的实施例中,如图所示,第一部分205a、303、403、503、603、703和803的表面可以包括第一主表面201,并且另一个第一部分205n、307、409、511、615、719、823的表面可以包括第二主表面203。
在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以包括杨氏模量(Young’smodulus)。如本文所使用的,杨氏模量是单轴(uniaxial)应力与应变的比率。贯穿本公开,使用ASTM D638(其使用拉伸试验机(例如,Instron 3400或Instron 6800)),在23℃和50%的相对湿度下,用I型狗骨形样品确定聚合物材料(例如,粘合剂、聚合物基部分)的拉伸强度、极限伸长率(例如,故障时的应变)和屈服点(yield point)。贯穿本公开,使用ISO 527-1:2019测量杨氏模量和/或泊松比(Poisson’s ratio)。在一些实施例中,第一部分可以包括多于一种材料,如下文所讨论的。如本文所使用的,一个部分的最大杨氏模量是包括该部分的所有材料的最大杨氏模量。如本文所使用的,一个部分的最小杨氏模量是包括该部分的所有材料的最小杨氏模量。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的最大杨式模量可以是约500兆帕斯卡(MPa)或更大、约1千兆帕斯卡(GPa)或更大、约5GPa或更大、约10GPa或更大、约40GPa或更大、约50GPa或更大、约100GPa或更小、约90GPa或更小、约80GPa或更小、约70Gpa或更小、约60GPa或更小。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的最大杨氏模量可以在从约500MPa到约100GPa、从约1GPa到约100GPa、从约1GPa到约90GPa、从约5GPa到约90GPa、从约5GPa到约80GPa、从约10GPa到约80GPa、从约40GPa到约80GPa、从约40GPa到约70GPa、从约50GPa到约70GPa、从约50GPa到约60GPa的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,多个第一部分中的所有第一部分的最大杨氏模量的最大值可以在上面列出的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的最小杨氏模量可以在上文针对第一部分的最大杨氏模量所讨论的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,多个第一部分中的所有第一部分的最小杨氏模量的最小值可以在上面针对最大杨氏模量列出的范围内一个或多个范围内。应当理解,第一部分可以包括在上述范围中的一个或多个范围内的最大杨氏模量,而对应的最小杨氏模量不在上述范围中的一个或多个范围内。
如本文所使用的,泊松比是由轴向压缩产生的横向膨胀与由轴向压缩产生的轴向收缩的比率。在不希望受到理论束缚的情况下,0.5的泊松比对应于不可压缩的各向同性材料,这意味着材料的体积不会因轴向压缩而改变。如本文所使用的,一个部分的最大泊松比是包括该部分的所有材料的最大泊松比。如本文所使用的,一个部分的最小泊松比是包括该部分的所有材料的最小泊松比。在一些实施例中,第一部分可以包括约0.05或更大、约0.10或更大、约0.20或更大、约0.25或更大、约0.50或更小、约0.40或更小、约0.35或更小、或约0.30或更小的最大泊松比。在一些实施例中,第一部分可以包括在从约0.05到约0.50、从约0.10到约0.50、从约0.10到约0.40、从约0.20到约0.40、从约0.20到约0.35、从约0.25到约0.35、从约0.25到约0.30的范围或其间的任何范围或子范围内的最大泊松比。在一些实施例中,多个第一部分中的所有第一部分的最大泊松比的最大值可以在上面列出的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的最小泊松比可以在上面针对第一部分的最大泊松比所讨论的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,多个第一部分中的所有第一部分的最小泊松比的最小值可以在上面针对最大泊松比列出的范围内一个或多个范围内。
在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以包括多个第一子部分。在进一步的实施例中,第一部分可以包括两个或更多个第一子部分。例如,如图5所示,第一部分503可以包括一个第一子部分513和另一个第一子部分515。在更进一步的实施例中,如图5所示,一个第一子部分513可以包括与两个或更多个子部分中的另一个第一子部分515不同的组分(例如,材料)。类似地,在图5中,又另一个第一部分511可以包括一个第一子部分521和另一个第一子部分523,并且一个第一子部分521可以包括与另一个第一子部分523的组分不同的组分。同样,在图5中,多个第一部分中的另一个第一部分507可以包括一个第一子部分517和另一个第一子部分519,并且一个第一子部分517可以包括与另一个第一子部分519的组分不同的组分。在进一步的实施例中,如图5所示,两个或更多个第一子部分可以布置在装置厚度211的方向113上(参见图2)。例如,如图5所示,另一个第一部分507的一个第一子部分517可以在装置厚度211的方向113上定位在另一个第一部分507的另一个第一子部分519上方。在进一步的实施例中,如图5所示,另一个第一部分507的一个第一子部分517可以接触与另一个第一部分507相邻的第二部分505,但不接触与另一个第一部分507相邻的另一个第二部分509。在更进一步的实施例中,如图所示,另一个第一部分507的另一个第一子部分519可以接触与另一个第一部分507相邻的另一个第二部分509,但不接触与另一个第一部分507相邻的第二部分505。在仍进一步的实施例中,另一个第一部分507的一个第一子部分517可以接触另一个第一部分507的另一个第一子部分519。
在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以包括三个或更多个第一子部分。在进一步的实施例中,如图4所示,第一部分407可以包括一个第一子部分421、另一个第一子部分431和附加的第一子部分441。在更进一步的实施例中,如图所示,附加的第一子部分441可以定位在一个第一子部分421和另一个第一子部分431之间。在仍进一步的实施例中,如图所示,附加的第一子部分441可以接触一个第一子部分421和另一个第一子部分431。在仍进一步的实施例中,一个第一子部分421和另一个第一子部分431两者可以都接触相邻的第二部分405。在仍进一步的实施例中,如图所示,三个或更多个第一子部分可以在装置厚度211的方向113上处于基本相同的位置(参见图2)。在仍进一步的实施例中,如图所示,三个或更多个第一子部分可以布置在基本垂直于装置厚度211的方向113的方向(例如,图1中所示的方向106)上。
如图4所示,可折叠装置401的第一部分(包括附图标记407和409)可以包括第一子部分421和另一个第一子部分431,其中聚合物基子部分441位于它们之间。在一些实施例中,第一子部分421可以包括第一玻璃基部分。在一些实施例中,第一子部分421可以包括第一陶瓷基部分。在一些实施例中,第一子部分421可以包括基本等于另一个第一子部分431的厚度的厚度。在一些实施例中,第一子部分421的厚度可以在可折叠装置101的对应长度105(参见图1)和/或可折叠装置101的对应宽度103(参见图1)上基本均匀。如图4进一步所示,在一些实施例中,另一个子部分431可以包括第二玻璃基部分。在一些实施例中,另一个第一子部分431可以包括第二陶瓷基部分。在一些实施例中,另一个第一子部分431的厚度可以在其对应长度105和/或其对应宽度103上基本均匀。
如图4进一步所示,第一子部分421可以包括第一表面区域427和与第一表面区域427相对的第二表面区域429。第一子部分421可以包括在第一表面区域427和第二表面区域429之间延伸的第一边缘表面423。第一边缘表面423可以包括外周边部分425。在一些实施例中,尽管未示出,但第一边缘表面423可以包括与第一表面区域427和/或第二表面区域429形成的大致直角。在一些实施例中,如图4所示,第一边缘表面423可以包括钝边缘表面。如本文所使用的,如果边缘的表面在第一表面区域和边缘的表面之间的相交处与第一表面区域形成钝内角,和/或如果边缘的表面在第二表面区域和边缘的表面之间的相交处形成钝内角,则该部分被认为具有钝边缘。如本文所使用的,内角是在该部分内部测量的。如本文所使用的,钝角大于90度且小于180度。例如,钝边缘表面可以是倒角边缘表面、弯曲表面、圆角边缘表面、椭圆边缘表面、圆形边缘表面或其组合(例如,复合边缘表面)。
如图4所示,另一个第一子部分431可以包括第三表面区域437和与第三表面区域439相对的第四表面区域439。另一个第一子部分431可以包括在第三表面区域437和第四表面区域439之间延伸的第二边缘表面433。第二边缘表面433可以包括外周边部分435。在一些实施例中,尽管未示出,但第二边缘表面433可以包括与第三表面区域437和/或第四表面区域439形成的大致直角。在一些实施例中,如图4所示,第二边缘表面433可以包括钝边缘表面。在一些实施例中,如图所示,第二边缘表面433可以基本上是第一边缘表面423的镜像。
本公开的可折叠装置101、301、401、501、601、701和801可以包括多个第一部分中的包括可折叠基板的第一部分。在一些实施例中,可折叠基板可以包括具有8H或更大(例如,9H或更大)的铅笔硬度的玻璃基基板和/或陶瓷基基板。
在一些实施例中,第一部分可以包括可折叠基板,该可折叠基板包括玻璃基基板。如本文所使用的,“玻璃基”包括玻璃和玻璃陶瓷两者,其中玻璃陶瓷具有一个或多个晶相和非晶的残余玻璃相。玻璃基材料(例如,玻璃基基板)可以包括非晶材料(例如,玻璃)和可选地一种或多种结晶材料(例如,陶瓷)。可以强化非晶材料和玻璃基材料。如本文所使用的,术语“强化”可以指材料已经例如通过较大离子与基板表面中的较小离子的离子交换而被化学强化,如以下所讨论的。然而,其他强化方法可以用于形成经强化的基板(例如热回火,或利用基板的各部分之间的热膨胀系数的失配来产生压缩应力和中心张力区域)。示例性玻璃基材料(其可以不含氧化锂或含有氧化锂)包括:钠钙玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、含碱金属硼硅酸盐玻璃、含碱金属铝磷硅酸盐玻璃和含碱金属铝硼硅酸盐玻璃。在一个或多个实施例中,玻璃基材料可以包括(以摩尔百分比(mol%)计):从约40mol%到约80mol%范围内的SiO2、从约5mol%到约30mol%范围内的Al2O3、从0mol%到约10mol%范围内的B2O3、从0mol%到约5mol%范围内的ZrO2、从0mol%到约15mol%范围内的P2O5、从0mol%到约2mol%范围内的TiO2、从0mol%到约20mol%范围内的R2O、以及从0mol%到约15mol%范围内的RO。如本文所使用的,R2O可以指碱金属氧化物,例如,Li2O、Na2O、K2O、Rb2O和Cs2O。如本文所使用的,RO可以指MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO。在一些实施例中,玻璃基基板可以可选地进一步包括在从0mol%到约2mol%范围内的Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr、As2O3、Sb2O3、SnO2、Fe2O3、MnO、MnO2、MnO3、Mn2O3、Mn3O4、Mn2O7中的每一者。“玻璃陶瓷”包括通过玻璃的受控结晶生产的材料。在一些实施例中,玻璃陶瓷具有约1%到约99%的结晶度。合适的玻璃陶瓷的示例可以包括Li2O-Al2O3-SiO2体系(即,LAS体系)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2体系(即,MAS体系)玻璃陶瓷、ZnO×Al2O3×nSiO2(即,ZAS体系)、和/或包括主晶相的玻璃陶瓷,该主晶相包括β-石英固溶体、β-锂辉石、堇青石、透锂长石和/或二硅酸锂。玻璃陶瓷基板可使用化学强化工艺进行强化。在一个或多个实施方式中,MAS体系玻璃陶瓷基板可以在Li2SO4熔融盐中强化,由此可发生2Li+对Mg2+的交换。
在一些实施例中,第一部分可以包括可折叠基板,该可折叠基板包括陶瓷基基板。如本文所使用的,“陶瓷基”包括陶瓷和玻璃陶瓷两者,其中玻璃陶瓷具有一个或多个晶相和非晶的残余玻璃相。可以强化陶瓷基材料(例如,化学强化)。在一些实施例中,可以通过加热玻璃基材料以形成陶瓷(例如,结晶)部分来形成陶瓷基材料。在进一步的实施例中,陶瓷基材料可以包括一种或多种成核剂,该一种或多种成核剂可以促进(多个)晶相的形成。在一些实施例中,陶瓷基材料可以包括一种或多种氧化物、氮化物、氮氧化物、碳化物、硼化物和/或硅化物。陶瓷氧化物的示例实施例包括氧化锆(ZrO2)、锆石氧化锆(ZrSiO4)、碱金属氧化物(例如,氧化钠(Na2O))、碱土金属氧化物(例如,氧化镁(MgO))、二氧化钛(TiO2)、氧化铪(Hf2O)、氧化钇(Y2O3)、氧化铁、氧化铍、氧化钒(VO2)、熔融石英、莫来石(包括氧化铝和二氧化硅的组合的矿物)和尖晶石(MgAl2O4)。陶瓷氮化物的示例实施例包括氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铍(Be3N2)、氮化硼(BN)、氮化钨(WN)、氮钒、碱土金属氮化物(例如,氮化镁(Mg3N2))、氮化镍和氮化钽。氮氧化物陶瓷的示例实施例包括氮氧化硅、氮氧化铝和SiAlON(氧化铝和氮化硅的组合,并且可以具有化学式,例如,Si12-m-nAlm+nOnN16-n、Si6-nAlnOnN8-n或Si2-nAlnO1+nN2-n,其中m、n及所得下标均为非负整数)。碳化物和含碳陶瓷的示例实施例包括碳化硅(SiC)、碳化钨(WC)、碳化铁、碳化硼(B4C)、碱金属氧化物(例如,碳化锂(Li4C3))、碱土金属碳化钨(例如,碳化镁(Mg2C3))和石墨。硼化物的示例实施例包括硼化铬(CrB2)、硼化钼(Mo2B5)、硼化钨(W2B5)、硼化铁、硼化钛、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化铌(NbB2)和硼化镧(LaB6)。硅化物的示例实施例包括二硅化钼(MoSi2)、二硅化钨(WSi2)、二硅化钛(TiSi2)、硅化镍(NiSi)、碱土硅化物(例如,硅化钠(NaSi))、碱金属硅化物(例如,硅化镁(Mg2Si))、二硅化铪(HfSi2)和硅化铂(PtSi)。
在一些实施例中,可折叠装置可以包括第一部分(第一部分包括玻璃基基板和/或陶瓷基基板),其中可折叠基板的一个或多个部分可以包括压缩应力区域。在一些实施例中,压缩应力区域可以通过化学强化可折叠基板来产生。化学强化可以包括离子交换过程,其中表面层中的离子被具有相同价态或氧化态的较大离子取代或与之交换。在不希望受到理论束缚的情况下,化学强化可折叠基板可以实现小的(例如,小于约10mm或更小)弯曲半径,因为来自化学强化的压缩应力可以抵消可折叠基板的最外表面(例如,图10中的第二主表面203)上的弯曲引起的拉伸应力。压缩应力区域可以延伸到可折叠基板的一部分中达到称为压缩深度的深度。如本文所使用的,压缩深度是指本文所述的经化学强化的基板中的应力从压缩应力改变为拉伸应力的深度。取决于离子交换处理和被测制品的厚度,压缩深度可以通过表面应力计或散射光偏振仪(SCALP)测量。如果基板中的应力是通过将钾离子交换到基板中而生成的,则使用表面应力计(例如,FSM-6000(Orihara Industrial Co.,Ltd.(日本))来测量压缩深度。除非另有规定,否则压缩应力(包括表面CS)是使用商用仪器(例如,Orihara制造的FSM-6000)通过表面应力计(FSM)测量的。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的准确测量,SOC与玻璃的双折射相关。除非另有规定,否则SOC是根据ASTM标准C770-16题为“用于玻璃应力光学系数测量的标准测试方法”中描述的程序C(玻璃盘方法)测量的,其内容通过引用以其整体并入本文。如果应力是通过将钠离子交换到基板中而生成并且被测制品的厚度大于约75μm,则使用SCALP来测量压缩深度和中心张力(CT)。如果基板中的应力是通过将钾离子和钠离子两者交换到玻璃中而生成并且被测制品的厚度大于75μm,则通过SCALP来测量压缩深度和CT。在不希望受到理论束缚的情况下,钠的交换深度可以指示压缩深度,而钾离子的交换深度则可以指示压缩应力的幅度的变化(但不是应力从压缩到拉伸的变化)。折射近场(RNF)方法也可以用于导出应力分布的图形表示。当使用RNF方法导出应力分布的图形表示时,在RNF方法中利用由SCALP提供的最大中心张力值。由RNF导出的应力分布的图形表示是力平衡的,并校准为由SCALP测量提供的最大中心张力值。如本文所使用的,“层深度”(DOL)是指离子(例如,钠、钾)已经交换到基板中的深度。通过本公开,当不能通过SCALP直接测量中心张力时(如当被测制品薄于约75μm时),最大中心张力可以近似为最大压缩应力与压缩深度的乘积除以基板厚度与两倍的压缩深度之间的差,其中压缩应力和压缩深度是通过FSM测量的。
在一些实施例中,玻璃基基板和/或陶瓷基基板可以包括压缩应力区域。在进一步的实施例中,玻璃基基板和/或陶瓷基基板可以被化学强化到第一压缩深度,作为对应厚度的百分比,第一压缩深度可以是约1%或更大、约5%或更大、约10%或更大、约30%或更小、约25%或更小、或约20%或更小。在更进一步的实施例中,作为对应厚度的百分比,第一压缩深度可以在从约1%到约30%、从约1%到约25%、从约1%到约20%、从约5%到约30%、从约5%到约25%、从约5%到约20%、从约10%到约30%、从约10%到约25%、从约10%到约20%的范围或其间的任何范围或子范围内。在进一步的实施例中,第一压缩深度可以是约1μm或更大、约10μm或更大、约50μm或更大、约200μm或更小、约150μm或更小、或约100μm或更小。在进一步的实施例中,第一压缩深度可以在从约1μm到约200μm、从约1μm到约150μm、从约1μm到约100μm、从约10μm到约200μm、从约10μm到150μm、从约10μm到约100μm、从约50μm到约200μm、从约50μm到约150μm的范围或其间的任何范围或子范围内。通过提供包括在对应厚度的约1%到约30%范围内的第一压缩深度(例如,经化学强化)的玻璃基和/或陶瓷基部分,可以实现可折叠装置的良好的抗冲击性和/或抗穿刺性。
在一些实施例中,玻璃基基板和/或陶瓷基基板的压缩应力区域可以包括第一最大压缩应力。在进一步的实施例中,最大压缩应力可以是约100兆帕斯卡(MPa)或更大、约200MPa或更大、约400MPa或更大、约600MPa或更大、约700MPa或更大、约1500MPa或更小、约1200MPa或更小、约1000MPa或更小、或约800MPa或更小。在进一步的实施例中,最大压缩应力可以在从约100MPa到约1500MPa、从约200MPa到约1500MPa、从约200MPa到约1200MPa、从约400MPa到约1200MPa、从约400MPa到约1000MPa、从约600MPa到约1000MPa、从约600MPa到约800MPa的范围或其间的任何范围或子范围内。提供从约100MPa到约1500MPa范围内的最大压缩应力可以实现可折叠装置的良好的抗冲击性和/或抗穿刺性。在一些实施例中,玻璃基基板和/或陶瓷基基板可以包括与上述压缩应力区域相对的附加的压缩应力区域。在进一步的实施例中,附加的压缩应力区域可以包括在上述范围中的一个或多个范围内的压缩深度和/或上述范围中的一个或多个范围内的最大压缩应力。
在一些实施例中,第一部分可以包括在第一主表面201和/或第二主表面201处(例如,设置在玻璃基基板和/或陶瓷基基板上)的可选涂层。在一些实施例中,涂层(如果提供)可以包括易于清洁的涂层、低摩擦涂层、疏油涂层、类金刚石涂层、耐刮擦涂层或耐磨涂层中的一者或多者。耐刮擦涂层可以包括厚度为约500微米或更厚的氧氮化物(例如,氮氧化铝或氮氧化硅)。在这样的实施例中,耐磨层可以包括与耐刮擦层相同的材料。在一些实施例中,低摩擦涂层可以包括高度氟化的硅烷偶联剂,例如,在硅原子上具有氧甲基的烷基氟硅烷。在这样的实施例中,易于清洁的涂层可以包括与低摩擦涂层相同的材料。在其他实施例中,易于清洁的涂层可以包括可质子化的基团(例如胺),例如在硅原子上具有氧甲基的烷基氨基硅烷。在这样的实施例中,疏油涂层可以包括与易于清洁的涂层相同的材料。在一些实施例中,类金刚石涂层包括碳,并且可以通过在存在碳氢化合物等离子体的情况下施加高电压电势来产生。此外,涂层可以是设置在可折叠基板上和/或结合到可折叠基板的硬涂层材料。用于光学透明聚合物硬涂层的合适材料包括但不限于:固化的丙烯酸酯树脂材料、无机-有机杂化聚合物材料、脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯、硅氧烷基杂化材料和纳米复合材料,例如,具有纳米硅酸盐的环氧树脂和氨基甲酸酯材料。在一些实施例中,光学透明聚合物硬涂层可以基本上由这些材料中的一种或多种组成。在一些实施例中,光学透明的聚合物硬涂层可以由这些材料中的一种或多种组成。如本文所使用的,“无机-有机杂化聚合物材料”是指包含具有无机和有机组分的单体的聚合物材料。无机-有机杂化聚合物通过具有无机基团和有机基团的单体之间的聚合反应获得。无机-有机杂化聚合物不是包含分离的无机和有机成分或相的纳米复合材料,例如,分散在有机基质中的无机颗粒。更具体地,用于光学透明聚合物(OTP)硬涂层的合适材料包括但不限于:聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、有机聚合物材料、无机-有机杂化聚合材料和脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯。在一些实施例中,OTP硬涂层可以基本上由有机聚合物材料、无机-有机杂化聚合物材料或脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯组成。在一些实施例中,OTP硬涂层可以由聚酰亚胺、有机聚合物材料、无机-有机杂化聚合物材料或脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯组成。在一些实施例中,OTP硬涂层可以包括纳米复合材料。在一些实施例中,OTP硬涂层可以包括环氧树脂和氨基甲酸酯材料中的至少一种的纳米硅酸盐。用于这种OTP硬涂层的合适组分在美国专利公开第2015/0110990号中进行描述,该美国专利通过引用以其整体并入本文。如本文所使用的,“有机聚合物材料”是指包含仅具有有机组分的单体的聚合物材料。在一些实施例中,OTP硬涂层可以包括由Gunze有限公司制造的具有9H硬度的有机聚合物材料,例如,Gunze的“高度耐用透明膜”。如本文所使用的,“无机-有机杂化聚合物材料”是指包含具有无机和有机组分的单体的聚合物材料。无机-有机杂化聚合物通过具有无机基团和有机基团的单体之间的聚合反应获得。无机-有机杂化聚合物不是包含分离的无机和有机成分或相的纳米复合材料,例如,分散在有机基质中的无机颗粒。在一些实施例中,无机-有机杂化聚合物材料可以包括包含无机硅基基团的聚合单体,例如倍半硅氧烷聚合物。倍半硅氧烷聚合物可以是,例如,具有以下化学结构的烷基倍半硅氧烷、芳基倍半硅氧烷或芳基烷基倍半硅氧烷:(RSiO1.5)n,其中R是有机基团,例如但不限于甲基或苯基。在一些实施例中,OTP硬涂层可以包括与有机基质结合的倍半硅氧烷聚合物,例如,由Nippon Steel Chemical有限公司制造的SILPLUS。在一些实施例中,OTP硬涂层可以包括90wt%到95wt%的芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(例如,由Miwon Specialty Chemical公司制造的PU662NT(芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯))和10wt%到5wt%的光引发剂(例如,由Ciba SpecialtyChemicals Corporation制造的Darocur 1173),该OTP硬涂层的硬度为8H或更高。在一些实施例中,由脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯组成的OTP硬涂层可以通过以下方式形成为独立层:将该层旋涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上;固化氨基甲酸酯丙烯酸酯;以及从PET基板上去除聚氨酯丙烯酸酯层。OTP硬涂层的厚度可以在1μm到150μm的范围内,例如,从10μm到140μm、从20μm到130μm、从30μm到120μm、从40μm到110μm、从50μm到100μm、从60μm到90μm、70μm,80μm、从2μm到140μm、从4μm到130μm、从6μm到120μm、从8μm到110μm、从10μm到100μm、从10μm到90μm、10μm、80μm、10μm、70μm、10μm、60μm、10μm、50μm或其间的任何范围或子范围。在一些实施例中,OTP硬涂层可以是单个单片层。
在一些实施例中,OTP硬涂层可以是厚度在80μm到120μm的范围(包括子范围)内的无机-有机杂化聚合物材料层或有机聚合物材料层。例如,包括无机-有机杂化聚合物材料或有机聚合物材料的OTP硬涂层可以具有从80μm到110μm、从90μm到100μm、或其间的任何范围或子范围的厚度。在一些实施例中,OTP硬涂层可以是厚度在10μm到60μm的范围(包括子范围)内的脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯材料层。例如,包括脂肪族或芳香族六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯材料的OTP硬涂层可以具有从10μm到55μm、从10μm到50μm、从10μm到40μm、从10μm到45μm、从10μm到40μm、从10μm到35μm、从10μm到30μm、从10μm到25μm、从10μm到20μm、或其间的任何范围或子范围的厚度。
本公开的可折叠装置101、301、401、501、601、701和801可以包括多个第一部分中的第一部分,该第一部分包括聚合物基部分、偏振器、触摸传感器和/或显示设备(如下所述)。在一些实施例中,聚合物基部分可以包括刚性聚合物(例如,在23℃下包括约3千兆帕斯卡(GPa)或更大、约8GPa或更大、约9GPa或更大、或约10GPa或更大的杨氏模量)。刚性聚合物的示例实施例包括但不限于苯乙烯基聚合物(例如,聚苯乙烯(PS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、苯乙烯马来酸酐(SMA))、亚苯基聚合物(例如,聚苯硫醚(PPS))、聚氯乙烯(PVC)、聚砜(PSU)、聚邻苯二甲酰亚胺(PPA)、聚甲醛(POM)、聚丙交酯(PLA)、聚酰亚胺(PI)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚乙醇酸交酯(PGA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚碳酸酯(PC)中的一种或多种的混合物、纳米颗粒和/或纤维复合材料。
多个第一部分中的第一部分可以包括第一厚度。例如,参考图3,多个第一部分中的第一部分303可以包括第一厚度304,并且多个第一部的另一个第一部分307可以包括另一个第一厚度308。在一些实施例中,第一厚度可以是约10μm或更大、约20μm或更大、约40μm或更大、约60μm或更大、约80μm或更大、约100μm或更大、约1mm或更小、约800μm或更小、约500μm或更小、约300μm或更小、或约200μm或更小。在进一步的实施例中,第一厚度可以在从约10μm到约1mm、从约10μm到约800μm、从约20μm到约800μm、从约40μm到约800μm、从约40μm到500μm、从约60μm到约500μm、从约80μm到约500μm、从约80μm到约300μm、从约100μm到约300μm、从约100μm到约200μm的范围或其间的任何范围或子范围内。
贯穿本公开,材料的抗弯刚度是材料的杨氏模量与材料厚度的立方除以12乘以1减去材料泊松比的平方的数量的乘积。如本文所使用的,包括多种材料的部分的抗弯刚度是每种材料的抗弯刚度的总和。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以包括约10-6帕斯卡立方米(Pa m3)或更大、约10-5Pa m3或更大、约10-4Pa m3或更大、约10-3Pa m3或更大、约0.5Pa m3或更小、约0.3Pa m3或更小、约0.1Pa m3或更小、约0.05Pa m3或更小、或约0.01Pa m3或更小的抗弯刚度。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以包括在从约10-6Pa m3到约0.5Pa m3、从约10-5Pa m3到约0.5Pa m3、从约10-5Pa m3到约0.3Pa m3、从约10-4Pa m3到约0.3Pa m3、从约10-4Pa m3到约0.1Pa m3、从约10-3Pa m3到约0.1Pa m3、从约10- 3Pa m3到约0.01Pa m3的范围或其间的任何范围或子范围内的抗弯刚度。
可折叠装置包括至少一个第二部分。贯穿本公开,至少一个第二部分可以定位在一对相邻的第一部分之间,作为在装置厚度211的方向113上的堆叠。例如,如图3至图4所示,可折叠装置301或401可以分别包括一个第二部分305或405。此外,如图2和图5至图8所示,当至少一个第二部分包括两个或更多个第二部分时,该两个或更多个第二部分可以在装备厚度211的方向113上顺序地布置成堆叠。例如,如图5所示,可折叠装置501可以包括两个第二部分506和510。在另一示例中,如图6所示,可折叠装置601可以包括三个第二部分605、609和613。在另一示例中,如图7所示,可折叠装置701可以包括四个第二部分705、709、713和717。在进一步的实施例中,可折叠装置可以包括五个或更多个第二部分。例如,如图8所示,可折叠装置801可以包括五个第二部分805、809、813、817和821。在进一步的实施例中,如图2至图8所示,一个或多个第二部分中的第二部分可以定位在多个第一部分中的一对相邻的第一部分之间。在更进一步的实施例中,如图所示,一个或多个第二部分中的每个第二部分可以定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。在更进一步的实施例中,每个第二部分可以在其与可折叠装置的第一主表面和/或第二主表面之间具有至少一个第一部分。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括杨氏模量。在一些实施例中,第二部分可以包括多于一种材料,如下文所讨论的。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的最大杨式模量可以是约0.001MPa或更大、约0.005MPa或更大、约0.01MPa或更大、约0.02MPa或更大、约0.05MPa或更大、约0.08MPa或更大、约10MPa或更小、约1MPa或更小、约0.5MPa或更小、约0.3MPa或更小、约0.2MPa或更小、或约0.1MPa或更小。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的最大杨氏模量可以在从约0.001MPa到约10MPa、从约0.001MPa到约1MPa、从约0.005MPa到约1MPa、从约0.005MPa到约0.5MPa、从约0.01MPa到约0.5MPa、从约0.01MPa到约0.3MPa、从约0.02MPa到约0.3MPa、从约0.02MPa到约0.2MPa、从约0.05MPa到约0.2MPa、从约0.05MPa到约0.1Mpa、从约0.08MPa到约0.1Mpa的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分中的所有第二部分的最大杨氏模量的最大值可以在上面列出的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的最小杨氏模量可以在上文针对第二部分的最大杨氏模量所讨论的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分中的所有第二部分的最小杨氏模量的最小值可以在上面针对最大杨氏模量列出的范围中的一个或多个范围内。应当理解,第二部分可以包括在上述范围中的一个或多个范围内的最小杨氏模量,而对应的最大杨氏模量不在上述范围中的一个或多个范围内。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括约0.20或更大、约0.30或更大、约0.40或更大、约0.45或更大、约0.49或更大、约0.495或更大、约0.499或更大、或约0.50或更小的最大泊松比。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括在从约0.20到约0.50、从约0.30到约0.50、从约0.40到约0.50、从约0.45到约0.50、从约0.49到约0.50、从约0.495到约0.50、从约0.499到约0.50的范围或其间的任何范围或子范围内的最大泊松比。在一些实施例中,至少一个第二部分中的所有第二部分的最大泊松比的最大值可以在上面列出的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的最小泊松比可以在上文针对第二部分的最大泊松比所讨论的范围中的一个或多个范围内。在一些实施例中,至少一个第二部分中的所有第二部分的最小泊松比的最小值可以在上面针对最大泊松比列出的范围中一个或多个范围内。提供包括接近0.5的泊松比的第二部分可以减少弯曲引起的体积变化,这可以减少光学变形和/或弯曲引起的机械不稳定性的发生率。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括粘合剂。在进一步的实施例中,粘合剂可以包括光学透明粘合剂和/或压敏粘合剂。在进一步的实施例中,粘合剂可以包括光学透明粘合剂,该光学透明粘合剂包括聚合物(例如,光学透明聚合物)。光学透明粘合剂的示例性实施例可以包括但不限于丙烯酸粘合剂(例如,3M 8212粘合剂)、光学透明液体粘合剂(例如,LOCTITE光学透明液体粘结剂)和透明丙烯酸、环氧树脂、硅和聚氨酯。在一些实施例中,第二部分可以包括硅基聚合物、丙烯酸酯基聚合物、环氧基聚合物、含硫醇聚合物或聚氨酯中的一种或多种。在更进一步的实施例中,硅基聚合物可以包括硅弹性体。硅弹性体的示例性实施例包括可从Gelest获得的PP2-OE50和可从NuSil获得的LS8941。在更进一步的实施例中,第二部分可以包括以下光学透明的一种或多种:丙烯酸(例如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、环氧树脂、硅和/或聚氨酯。环氧树脂的示例包括双酚基环氧树脂、酚醛基环氧树脂、脂环族基环氧树脂和缩水甘油胺基环氧树脂。在进一步的实施例中,第一材料可以包括聚烯烃、聚酰胺、含卤化物聚合物(例如,聚氯乙烯或含氟聚合物)、弹性体、聚氨酯、酚醛树脂、聚对二甲苯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚醚醚酮(PEEK)中的一种或多种。聚烯烃的示例实施例包括低分子量聚乙烯(LDPE)、高分子量聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚丙烯(PP)。含氟聚合物的示例实施例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟聚醚(PFPE)、全氟磺酸(PFSA)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)聚合物和乙烯四氟乙烯(ETFE)聚合物。弹性体的示例实施例包括橡胶(例如,聚丁二烯、聚异戊二烯、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶)和嵌段共聚物(例如,苯乙烯-丁二烯、高抗冲聚苯乙烯、聚(二氯磷腈))。在一些实施例中,第二部分可以包括溶胶凝胶材料。聚氨酯的示例实施例包括热固性聚氨酯(例如,可从Incorez获得的Dispurez 102)和热塑性聚氨酯(例如,可从Huntsman获得的KrystalFlex PE505)。在更进一步的实施例中,第二部分可以包括乙烯酸共聚物。乙烯酸共聚物的示例性实施例包括可从Dow获得的SURLYN(例如,Surlyn PC-2000、Surlyn 8940、Surlyn8150)。第二部分的附加示例性实施例包括可从Axalta获得的Eleglass w802-GL044,其具有1wt%到2wt%的交联剂。
在一些实施例中,第二部分可以包括具有玻璃转变(Tg)温度的聚合物基材料。如本文所使用的,玻璃转变温度、温度范围内的杨氏模量和玻璃态稳定期处的杨氏模量是使用动态机械分析(DMA)和仪器(例如,来自TA Instruments的DMA 850)测量的。在进一步的实施例中,聚合物基材料的玻璃转变温度可以是约0℃或更低、约-20℃或更低、或约-40℃或更低。在进一步的实施例中,聚合物基部分的玻璃转变温度可以在从约-200℃到约0℃、从约-160℃到约0℃、从约-100℃到0℃、从约-100℃到约-20℃、从约-80℃到约-20℃、从约-80℃到约-40℃的范围或其间的任何范围或子范围内。在进一步的实施例中,聚合物基材料的玻璃转变温度可以是约40℃或更高、约50℃或更高、约60℃或更高、或约70℃或更高。在进一步的实施例中,聚合物基部分的玻璃转变温度可以在从约40℃到约250℃、从约50℃到约220℃、从约60℃到200℃、从约60℃到约180℃、从约60℃到约150℃、从约60℃到约120℃、从约70℃到100℃的范围或其间的任何范围或子范围内。提供具有在可折叠装置的操作范围(例如,从约0℃到约40℃、从约-20℃到约60℃)之外的玻璃转变温度的聚合物基部分可以使得可折叠装置能够在整个操作范围内具有一致的属性。
在一些实施例中,第二部分可以保持在弹性变形机制内。在一些实施例中,第二部分可以包括约10%或更大、约50%或更大、约100%或更大、约150%或更大、或约200%或更大的屈服应变(strain at yield)。在一些实施例中,第二部分可以包括在从约10%到约10000%、从50%到约5000%、从约100%到约1000%、从约100%到约500%、从约100%到约300%、从约100%到约200%、从约150%到约1000%、从约150%到约500%、从约200%到约500%的范围或其间的任何范围或子范围内的屈服应变。在一些实施例中,第二材料可以包括聚酰胺、LDPE、HDPE、PTFE、全氟烷氧基乙烯、PVF、ETFE、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶中的一种或多种。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括颗粒和/或纳米颗粒。在进一步的实施例中,第二部分可以包括一种或多种类型的纳米颗粒,例如,二氧化硅、氧化铝、高岭土和/或羟基磷灰石。在进一步的实施例中,第二部分可以包括一种或多种类型的颗粒,例如,氧化铜、β-石英、钨酸盐、钒酸盐、焦磷酸盐和/或镍钛合金。在进一步的实施例中,第二部分可以包括低热膨胀系数(CTE)或负热膨胀系数。如本文所使用的,热膨胀系数是根据ASTM E289-17使用Picoscale Michelson干涉仪在-20℃和40℃之间测量的。在更进一步的实施例中,第二部分可以包括约-20x10-7 1/℃或更大、约-10x10-7 1/℃或更大、约-5x10-7 1/℃或更大、约-2x10-7 1/℃或更大、约10x10-7 1/℃或更小、约5x10-7 1/℃或更小、约2x10-7 1/℃或更小、约1x10-7 1/℃或更小、或0 1/℃或更小的CTE。在更进一步的实施例中,第二部分可以包括在从约-20x10-7 1/℃到约10x10-71/℃、从约-20x10-7 1/℃到约5x10-7 1/℃、从约-10x10-7 1/℃到约-5x10-71/℃、从约-10x10-7 1/℃到约2x10-7 1/℃、从约-10x10-7 1/℃到0 1/℃、从约-5x10-7 1/℃到约0 1/℃、从约-2x10-7 1/℃到约0 1/℃的范围或其间的任何范围或子范围内的CTE。
至少一个第二部分中的第二部分可以包括第二厚度。例如,参考图3,至少一个第二部分中的第二部分305可以包括第二厚度306。在一些实施例中,第二厚度可以是约10μm或更大、约25μm或更大、约40μm或更大、约65μm或更大、约1mm或更小、约500μm或更小、约250μm或更小、约200μm或更小、约150μm或更小、约125μm或更小、约100μm或更小、或约80μm或更小。在进一步的实施例中,第二厚度可以在从约10μm到约1mm、从约10μm到约500μm、从约10μm到约250μm、从约10μm到约200μm、从约10μm到约150μm、从约10μm到125μm、从约10μm到约100μm、从约25μm到约100μm、从约40μm到约100μm、从约65μm到100μm、从约65μm到约80μm的范围或其间的任何范围或子范围中。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括约10-9Pa m3或更大、约10-8Pa m3或更大、约10-7Pa m3或更大、约10-6Pa m3或更大、约10-4Pa m3或更小、约5x 10- 5Pa m3或更小、约10-5Pa m3或更小、或约5x 10-6Pa m3或更小的抗弯刚度。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括在从约10-9Pa m3到约10-4Pa m3、从约10-8Pa m3到约10-4Pa m3、从约10-8Pa m3到约5x 10-5Pa m3、从约10-7Pa m3到约5x 10-5Pa m3、从约10-7Pam3到约10-5Pa m3、从约10-7Pa m3到约5x 10-6Pa m3、从约10-6Pa m3到约5x 10-6Pa m3的范围或其间的任何范围或子范围内的抗弯刚度。提供包括低(例如,约10-4Pa m3或更小)抗弯刚度的第二部分可以减少相邻的第一部分中的弯曲引起的应力,这可以减少弯曲引起的机械不稳定性的发生率。
贯穿本公开,可折叠装置的至少一个第二部分定位在多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间。例如,参考图3,至少一个第二部分包括第二部分305,该第二部分305定位在多个第一部分中的一对相邻的第一部分之间,所述一对相邻的第一部分包括第一部分303和附加的第一部分307。如本文所使用的,一对相邻的第一部分意味着该对第一部分之间只有第二部分而没有其他第一部分。例如,参考图3,第一部分303和附加的第一部分307是一对相邻的第一部分,因为在该对相邻的第一部分的第一部分303和307之间只有第二部分305而没有第一部分。例如,参考图6,第一部分603和附加的第一部分607是一对相邻的第一部分,因为在该对相邻的第一部分的第一部分603和607之间只有第二部分605而没有第一部分。相比之下,参考图6,第一部分603和另一个第一部分611不是一对相邻的第一部分,因为存在定位在第一部分603和611之间的附加的第一部分607。
贯穿本公开,如果在第一部分和第二部分之间不存在另外的第一部分,则第一部分是相对于第二部分的“相邻的”第一部分。例如,参考图6,第一部分603是相对于第二部分605的相邻的第一部分,因为第一部分603和第二部分605之间不存在另外的第一部分。因此,一对相邻的第一部分中的每个第一部分都是相对于定位于该对相邻的第一部分之间的第二部分的相邻的第一部分。相比之下,参考图6,第一部分603不是相对于附加的第二部分609的相邻的第一部分,因为附加的第一部分607定位在第一部分603和附加的第二部分609之间。
贯穿本公开,第二部分包括小于相邻的第一部分的最小杨氏模量的最大杨氏模量。此外,第二部分的最大杨氏模量至多是相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500。因此,包括大于相邻的第一部分的最小杨氏模量的最大杨氏模量的预期部分被视为第一部分的一部分。包括大于相邻的第一部分的最小杨氏模量的1/500的最大杨式模量的预期部分被视为第一部分的一部分。包括为相邻的第一部分的最小杨氏模量的1/500或更小的最大杨氏模量的预期部分被视为第二部分,尽管在进一步的实施例中,例如,在接下来的两段中,可以指定更小的比例。
此外,预期部分可以相对于相邻的第二部分进行分类。如本文所使用的,如果在第二部分和另一部分之间没有其他层,则第二部分与另一部分相邻。包括小于相邻的第二部分的最大杨氏模量的最小杨氏模量的预期部分被视为相邻的第二部分的一部分。包括小于相邻的第二部分的最大杨氏模量的500倍的最小杨式模量的预期部分被视为相邻的第二部分的一部分。包括为相邻的第二部分的最大杨氏模量的约500倍或更多倍的最小杨氏模量的预期部分被视为第一部分,尽管在进一步的实施例中,例如,在下一段中,可以指定更大的倍数。
在一些实施例中,第二部分的最大杨氏模量可以是相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500或更小、约1/750或更小、约1/1000或更小、约1/5000或更小、约1/8000或更小、约1/10000或更小、约1/15000或更小、约1/30000或更小、约1/60000或更小、约1/500000或更大、约1/400000或更大、约1/300000或更大、约1/150000或更大、或约1/100000或更大。在一些实施例中,第二部分的最大杨氏模量可以在相邻的第一部分的最小杨氏模量的从约1/500000到约1/500、从约1/400000到约1/500、从约1/400000到约1/750、从约1/400000到约1/1000、从约1/300000到约1/1000、从约1/300000到约1/3000、从约1/300000到约1/5000、从约1/300000到约1/8000、从约1/150000到约1/8000、从约1/150000到约1/10000、从约1/100000到约1/10000、从约1/100000到约1/15000、从约1/100000到约1/30000、从约1/100000到约1/60000的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,每个第二部分可以包括对应的最大杨氏模量,该最大杨氏模量是对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分的约1/500或更小、约1/750或更小、约1/1000或更小、约1/5000或更小、约1/8000或更小、约1/10000或更小、约1/15000或更小、约1/30000或更小、约1/60000或更小、约1/500000或更大、约1/400000或更大、约1/300000或更大、约1/150000或更大、或约1/100000或更大。在一些实施例中,每个第二部分可以包括对应的最大杨氏模量,该最大杨氏模量是对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分的约1/500或更小、约1/750或更小、约1/1000或更小、约1/5000或更小、约1/8000或更小、约1/10000或更小、约1/15000或更小、约1/30000或更小、约1/60000或更小、约1/500000或更大、约1/400000或更大、约1/300000或更大、约1/150000或更大、或约1/100000或更大。在一些实施例中,第二部分的最大杨氏模量可以在相邻的第一部分的最小杨氏模量的从约1/500000到约1/500、从约1/400000到约1/500、从约1/400000到约1/750、从约1/400000到约1/1000、从约1/300000到约1/1000、从约1/300000到约1/3000、从约1/300000到约1/5000、从约1/300000到约1/8000、从约1/150000到约1/8000、从约1/150000到约1/10000、从约1/100000到约1/10000、从约1/100000到约1/15000、从约1/100000到约1/30000、从约1/100000到约1/60000的范围或其间的任何范围或子范围内。提供包括比一对相邻的第一部分低得多的(例如,从约1/500000到约1/500、从约1/100000到约1/10000)杨氏模量的至少一个第二部分可以减少在该对相邻的第一部分中的第一部分中的一个或多个第一部分上的弯曲引起的应力。减少弯曲引起的应力可以减少(例如,减少、消除)可折叠装置的弯曲引起的机械不稳定性。此外,减少弯曲引起的应力可以减少可折叠装置的疲劳,同时增加可折叠装置的可靠性和/或耐久性。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以比多个第一部分中的第一部分的数量少一个。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是1。例如,参考图3,可折叠装置301可以包括至少一个第二部分中的一个第二部分305和多个第一部分中的两个第一部分303和307。同样地,参考图4,可折叠装置401可以包括至少一个第二部分中的一个第二部分405和多个第一部分中的两个第一部分,其中多个第一部分包括一个第一部分403和包括附图标记407和409的另一个第一部分。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是2。例如,参考图5,可折叠装置401可以包括至少一个第二部分中的两个第二部分505和509和三个第一部分,其中多个第一部分包括一个第一部分503(包括两个第一子部分513和515)、另一个第一部分507(包括两个第一子部分517和519)以及附加的第一部分511(包括两个第一子部分521和523)。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是3。例如,参考图6,可折叠装置601可以包括至少一个第二部分中的三个第二部分605、609和613和多个第一部分中的四个第一部分603、607、611和615。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是4。例如,参考图7,可折叠装置701可以包括至少一个第二部分中的四个第二部分705、709、713和717和多个第一部分中的五个第一部分703、707、711、715和719。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是5或更多。在更进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分的数量可以是5。例如,参考图8,可折叠装置801可以包括至少一个第二部分中的五个第二部分805、809、813、817和821和多个第一部分中的六个第一部分803、807、811、815、819和823,其中第一部分823包括一个第一子部分831和另一个第一子部分833。
在一些实施例中,第二部分的抗弯刚度可以小于相邻的第一部分的抗弯刚度。在进一步的实施例中,第二部分的抗弯刚度可以是相邻的第一部分的抗弯刚度的约1/1000或更小、约1/4000或更小、约1/8000或更小、约1/12000或更小、约1/16000或更小、约1/20000或更小、约1/50000、约1/250000或更大、约1/100000或更大、约1/40000或更大、约1/30000或更大、或约1/25000或更大。在进一步的实施例中,第二部分的抗弯刚度可以在相邻的第一部分的抗弯刚度的约1/500000到约1/1000、约1/250000到约1/1000、约1/100000到约1/1000、约1/100000到约1/4000、约1/40000到约1/4000、约1/40000到约1/8000、约1/40000到约1/12000、约1/30000到约1/12000、约1/30000到约1/16000、约1/30000到约1/20000的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,每个第二部分可以包括对应的抗弯刚度,该对应的抗弯刚度小于对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分的抗弯刚度。在进一步的实施例中,每个第二部分可以包括对应的抗弯刚度,该对应的抗弯刚度是对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分的抗弯刚度的约1/1000或更小、约1/4000或更小、约1/8000或更小、约1/12000或更小、约1/16000或更小、约1/20000或更小、约1/50000、约1/250000或更大、约1/100000或更大、约1/40000或更大、约1/30000或更大、或约1/25000或更大。在进一步的实施例中,每个第二部分可以包括对应的抗弯刚度,该对应的抗弯刚度在对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分的抗弯刚度的约1/500000到约1/1000、约1/250000到约1/1000、约1/100000到约1/1000、约1/100000到约1/4000、约1/40000到约1/4000、约1/40000到约1/8000、约1/40000到约1/12000、约1/30000到约1/12000、约1/30000到约1/16000、约1/30000到约1/20000的范围或其间的任何范围或子范围内。提供包括为相邻的第一部分的抗弯刚度的1/100或更小的第二部分的抗弯刚度的第二部分可以减少第一部分上的弯曲引起的应力、可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。
贯穿本公开,“光学透明”是指在400nm到700nm的波长范围内,通过1.0mm厚的材料片的平均透射率为70%或更高。在一些实施例中,光学透明材料可以具有在400nm到700nm的波长范围内通过1.0mm厚的材料片的75%或更大、80%或更大、85%或更大、或90%或更大、92%或更大、94%或更大、96%或更大的平均透射率。通过测量从约400nm到约700nm的整数波长的透射率并对测量值求平均来计算在400nm到700nm的波长范围内的平均透射率。在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以是光学透明的。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分可以是光学透明的。在进一步的实施例中,多个第一部分中的每个第一部分可以是光学透明的。在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以是光学透明的。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的每个第二部分可以是光学透明的。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括可以是光学透明的粘合剂层(例如,包括光学透明粘合剂(OCA))。
贯穿本公开,折射率可以是穿过材料的光的波长的函数。贯穿本公开,对于第一波长的光,材料的折射率被定义为真空中的光速与对应材料中的光速之间的比率。在不希望受到理论束缚的情况下,材料的折射率可以使用第一角度的正弦与第二角度的正弦的比率来确定,其中第一波长的光以第一角度从空气入射到材料的表面上,并且在材料的表面处折射来以第二角度在材料内传播光。第一角度和第二角度两者都是相对于材料表面的法线测量的。如本文所使用的,折射率是根据ASTM E1967-19测量的,其中第一波长包括589nm。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的第一折射率可以是约1或更大、约1.3或更大、约1.4或更大、约1.45或更大、约1.49或更大、约3或更小、约2或更小、或约1.7或更小、约1.6或更小、或约1.55或更小。在一些实施例中,多个第一部分中的第一部分的第一折射率可以在从约1到约3、从约1到约2、从约1到约1.7、从约1.3到约1.7、从约1.4到约1.7、从约1.4到约1.6、从约1.45到约1.55、从1.49到1.55的范围或其间的任何范围或子范围内。
在一些实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括第二折射率。在进一步的实施例中,至少一个第二部分中的第二部分可以包括以上关于第一部分的第一折射率所讨论的范围中的一个或多个范围内的折射率。在进一步的实施例中,多个第一部分中的第一部分的第一折射率与至少一个第二部分中的第二部分的第二折射率之间的差的大小可是约0.1或更小、约0.07或更小、约0.05或更小、约0.03或更小、约0.001或更大、约0.01或更大、或约0.02或更大。在进一步的实施例中,该差在从约0.001到约0.1、从约0.001到约0.07、从约0.01到约0.07、从约0.01到约0.05、从约0.02到约0.05、从约0.01到约0.02的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,第二折射率可以大于或小于第一折射率。
在一些实施例中,包括第二折射率的第二部分可以定位在一对相邻的第一部分之间,并且该对相邻的第一部分可以包括第一折射率。在进一步的实施例中,第二部分的第二折射率与相邻的第一部分的第一折射率之间的差的大小可以在以上针对第一折射率与第二折射率之间的绝对差所讨论的范围中的一个或多个范围内。提供与相邻的第一部分的第一折射率基本上匹配的第二折射率可以减少(例如,减轻、避免)否则可能因不匹配的折射率而发生的光学变形。
图9至图10示意性地示出了根据本公开的实施例的处于折叠配置的可折叠装置901的示例实施例。在一些实施例中,如图10所示,可折叠装置901可以被折叠,使得第一主表面201在折叠的可折叠装置901的内侧,而第二主表面203在折叠的可折叠装置901的外侧。在进一步的实施例中,折叠的可折叠装置901的外侧上的另一个第一部分409可以包括显示设备,该显示设备可以位于折叠的可折叠装置901的外侧上,使得用户将通过第一部分403观看显示设备,因此,该显示设备将被定位在第一主表面201的侧面上并且从第一主表面201的侧面观看。在进一步的实施例中,折叠的可折叠装置901的内侧上的第一部分403可以包括显示设备,该显示设备可以位于折叠的可折叠装置901的内侧上,使得用户将通过另一个第一部分409观看显示设备,因此,该显示设备将被定位在第二主表面203的侧面上并且从第二主表面203的侧面观看。在一些实施例中,尽管未示出,但折叠的可折叠装置可以被折叠,使得第二主表面在折叠的可折叠装置的内侧,而第一主表面在折叠的可折叠装置的外侧。
在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701和801可以关于平面(例如,参见图1中的平面109)基本上对称。如进一步所示出,在一些实施例中,平面109可以包括可折叠装置的折叠轴102。在一些实施例中,可以围绕折叠轴102在方向111(例如,参见图1)上折叠可折叠装置,以形成折叠配置(例如,参见图9至图10)。如图所示,可折叠装置可以包括单个折叠轴,以允许可折叠装置包括双折叠,其中,例如,可折叠装置可以对折。在进一步实施例中,可折叠装置可以包括两个或更多个折叠轴。例如,提供两个折叠轴可以允许可折叠装置包括三折叠。
如本文所使用的,“可折叠”包括完全折叠、部分折叠、弯曲、屈伸或多种能力。如本文所使用的,术语“失败”、“故障”等是指断裂、破坏、分层、或裂纹扩展。当基板在约60℃和约90%的相对湿度下保持在“X”的有效最小弯曲半径下达24小时时,如果可折叠基板能够抵抗故障,则可折叠基板实现“X”的有效弯曲半径,或具有“X”的有效弯曲半径、或包括“X”的有效弯曲半径。
如本文所使用的,可折叠装置的“有效最小弯曲半径”是使用平行板装置1001(参见图10)通过以下测试配置和过程测量的,该平行板装置1001包括一对平行刚性不锈钢板1003、1005(包括第一刚性不锈钢板1003和第二刚性不锈钢板1005)。可折叠装置放置在一对平行刚性不锈钢板1003、1005之间,使得显示设备(如果存在)位于弯曲的外侧上,类似于图10所示的配置(例如,当另一个第一部分409包括显示设备时)。平行板之间的距离以50μm/s的速率减小,直到平行板距离1011等于待测的“有效最小弯曲半径”的两倍。然后,在约60℃和约90%的相对湿度下,将平行板保持在待测的有效最小弯曲半径的两倍达24小时。如本文所使用的,“有效最小弯曲半径”是可折叠装置在上述条件和配置下可以承受而不会出现故障的最小的有效弯曲半径。
在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以实现100mm或更小、50mm或更小、20mm或更小、或10mm或更小的有效最小弯曲半径。在进一步的实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以实现10毫米(mm)、或7mm、或5mm、或1mm的有效弯曲半径。在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以包括约10mm或更小、约7mm或更小、约5mm或更小、约1mm或更大、约2mm或更大、或约5mm或更大的有效最小弯曲半径。在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以包括在从约1mm到约10mm、从1mm到约7mm、从约1mm到约5mm、从约2mm到约10mm、从约2mm到约7mm、从约2mm到约5mm、从约5mm到约10mm、从约5mm到约7mm、从约7mm到约10mm的范围或其间的任何范围或子范围内的有效最小弯曲半径。
本公开的实施例可以在折叠可折叠装置期间减少(例如,减轻、避免)可折叠装置的不稳定性。例如,参考图11,在可折叠装置1101的第二主表面203处可见第一不稳定性1107。如图所示,可折叠装置可以包括五个层(例如,部分),所述五个层(例如,部分)包括杨氏模量大于其他两层1105a和1105b的三层1103a、1103b和1103c。在该示例中,可折叠装置1101的第二主表面203处的外层1103表现出褶皱。在不希望受到理论束缚的情况下,褶皱可以由外层1103c所经历的局部应力的变化引起,其中弯曲引起的应变(例如,相对于第二主表面203的平面内应变)超过外层1103c可以承受的临界应变。在不希望受到理论束缚的情况下,褶皱可以是相邻层和/或一对相邻的层(例如,1103b和1103c)之间的应力耦合(例如,未解耦合)的结果,其中杨氏模量大于定位在它们之间的另一层1105b。
例如,参考图12,可折叠装置1201的第一内层1205a表现出第二不稳定性1207。如图所示,可折叠装置可以包括五个层(例如,部分),所述五个层(例如,部分)包括杨氏模量大于其他两层1205a和1205b的三层1203a、1203b和1203c。在该示例中,第一内层1205a表现出变薄。如图12所示,实线偏离虚线,虚线表示没有不稳定性1207的可折叠装置1201的轮廓。例如,第一内层1205a的第一厚度1211大于第一内层1205a的第二厚度1213。此外,第二内层1205b可以包括第二内层1205b的第一厚度1215,第一厚度1215大于第二内层1205b的第二厚度1217。第一内层1205a和/或第二内层1205b在分别包括第二厚度1213或1217的位置处的变薄可能导致光学变形和/或导致可折叠装置1201在随后的折叠事件中的故障。在不希望受到理论束缚的情况下,内层1205a和/或1205b的变薄可以由对应内层所经历的局部应力的变化引起,其中弯曲引起的应变超过对应内层可以承受的临界应变。
贯穿本公开,中性平面是当可折叠装置在方向111上折叠时(参见图1)的一系列位置(包括基本上0应变)。在一些实施例中,其中可折叠装置包括多个层且每个层基本上是同质的,当可折叠装置处于展开(例如,平坦)配置时,可折叠装置的中性平面可以包括基本上平行于第一主表面201和/或第二主表面203延伸的平面。在进一步的实施例中,可折叠装置可以包括多个中性平面,当可折叠装置处于展开(例如,平坦)配置时,每个中性平面基本上平行于第一主表面201和/或第二主表面203。如本文所使用的,第一中性平面是这样的中性平面,其中相对于中性平面更靠近第一主表面的第一区域是正的(例如,对应于拉伸应力),并且相对于中性平面更靠近第二主表面的第二区域是负的(例如,对应于压缩应力)。在一些实施例中,第一部分可以包括第一中性平面。在进一步的实施例中,多个第一部分中的每个第一部分可以包括第一中性平面。如以下关于示例B、D-F和H更详细地讨论的,每个第一部分可以包括其自己的第一中性平面。例如,参考图4和图16,可折叠装置401可以包括两个第一部分403和407,其中一个第一部分403内具有第一中性平面1607a,并且另一个第一部分407内具有另一个第一中性平面1607b。在另一示例中,参考图5和图18,可折叠装置501可以包括三个第一部分503、506和511,其中一个第一部分503内具有第一中性平面1807a、另一个第一部分507内具有另一个第一中性平面1807b、并且附加的第一部分511内具有附加的第一中性平面1807c。在另一示例中,参考图6和图19,可折叠装置601可以包括四个第一部分603、607、611和615,其中一个第一部分603内具有第一中性平面1907a、另一个第一部分607内具有另一个第一中性平面1907b、附加的第一部分611内具有附加的第一中性平面1907c、并且进一步的第一部分615内具有进一步的第一中性平面1907d。在另一示例中,参考图7和图20,可折叠装置701可以包括五个第一部分703、707、711、715和719,其中一个第一部分703内具有第一中性平面2007a、另一个第一部分707内具有另一个第一中性平面2007b、附加的第一部分711内具有附加的第一中性平面2007c、进一步的第一部分715内具有进一步的第一中性平面2007d、并且又另一个第一部分719内具有又另一个第一中性平面2007e。在另一示例中,参考图8和图22,可折叠装置801可以包括五个第一部分803、807、811、815、819和823,其中一个第一部分803内具有第一中性平面2207a、另一个第一部分807内具有另一个第一中性平面2207b、附加的第一部分811内具有附加的第一中性平面2207c、进一步的第一部分815内具有进一步的第一中性平面2207d、又另一个第一部分819内具有又另一个第一中性平面2207e、并且仍另一个第一部分823内具有仍另一个第一中性平面2207f。在一些实施例中,可折叠装置可以包括多个第一部分中的六个或更多个第一部分,第一中性平面的数量等于第一部分的数量,并且每个第一中性平面定位在对应的第一部分中。
如本文所使用的,第二中性平面是这样的中性平面,其中相对于中性平面更靠近第一主表面的第一区域是负的(例如,对应于压缩应力),并且相对于中性平面更靠近第二主表面的第二区域是正的(例如,对应于拉伸应力)。在一些实施例中,第二部分可以包括第二中性平面。在进一步的实施例中,多个第一部分中的每个第二部分可以包括第二中性平面。如以下关于示例B、D-F和H更详细地讨论的,每个第一部分可以包括其自己的第一中性平面。例如,参考图4和图16,可折叠装置401可以包括第二部分405,其中一个第二部分405内具有第二中性平面1609a。在另一示例中,参考图5和图18,可折叠装置501可以包括两个第二部分505和509,其中一个第二部分505内具有第二中性平面1809a、并且另一个第二部分509内具有另一个第二中性平面1809b。在另一示例中,参考图6和图19,可折叠装置601可以包括三个第二部分605、609和613,其中一个第二部分605内具有第二中性平面1909a、另一个第二部分609内具有另一个第二中性平面1909b、附加的第二部分613内具有附加的第二中性平面1909c。在另一示例中,参考图7和图20,可折叠装置701可以包括四个第二部分705、709、713和717,其中一个第二部分705内具有第二中性平面2009a、另一个第二部分709内具有另一个第二中性平面2009b、附加的第一部分713内具有附加的第二中性平面2009c、并且进一步的第二部分717内具有进一步的第二中性平面2009d。在另一示例中,参考图8和图22,可折叠装置801可以包括五个第一部分805、809、813、817和821,其中一个第二部分805内具有第二中性平面2209a、另一个第二部分809内具有另一个第二中性平面2209b、附加的第二部分813内具有附加的第二中性平面2209c、进一步的第二部分817内具有进一步的第二中性平面2209d、并且又另一个第二部分821内具有又另一个第二中性平面2209e。在一些实施例中,可折叠装置可以包括至少一个第二部分中的五个或更多个第二部分,第二中性平面的数量等于第二部分的数量,并且每个第二中性平面定位在对应的第二部分中。
在一些实施例中,可折叠装置可以包括多个第一中性平面和至少一个第二中性平面。在进一步的实施例中,多个第一中性平面中的第一中性平面的数量可以等于多个第一部分中的第一部分的数量,并且至少一个第二中性平面中的第二中性平面的数量可以等于至少一个第二部分中的第二部分的数量。在进一步的实施例中,多个第一部分中的每个第一部分可以包括第一中性平面,并且至少一个第二部分中的每个第二部分可以包括第二中性平面。在进一步的实施例中,可折叠装置可以包括六个或更多个第一部分、对应数量的第一中性平面、五个或更多个第二部分、以及对应数量的第二中性平面。例如,参考图8和图22,可折叠装置801可以包括六个第一部分803、807、811、815和819、对应数量(六个)的第一中性平面2207a、2207b、2207c、2207d、2207e和2207f、五个第二部分805、809、813和817、以及对应数量(五个)的第二中性平面2209a、2209b、2209c、2209d和2209e。提供其中每个第一部分包括第一中性平面并且每个第二部分包括第二中性平面的可折叠装置可以减少第一部分和至少一个第二部分内的弯曲引起的应力。如上所述,减少的弯曲引起的应力可以减少可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。
当根据“落笔测试(Pen Drop Test)”进行测量时,可折叠装置可以具有由可折叠装置101、301、401、501、601、701或801的第一主表面201的能力定义的抗冲击性,以避免在落笔高度(例如,8厘米(cm)或更大)处故障。如本文所使用的,进行“落笔测试”,以使得可折叠装置的样品在负载(即,从一定高度掉落的笔)被施加到可折叠基板的情况下进行测试,该可折叠基板按照平行板测试进行配置,其中使用50μm厚的光学透明粘合剂附接100μm厚的PET层,该粘合剂设置在可折叠装置101、301、401、501、601、701或801的第二主表面203上。应当理解,在落笔测试中使用50μm厚的光学透明粘合剂附接的100μm厚的PET层用于代替光学透明粘合剂和显示设备,可折叠装置可以与该PET层结合使用作为根据本公开的实施例的消费者电子产品的一部分。由此,落笔测试中的PET层旨在模拟柔性电子显示设备(例如,OLED设备)。对于包括显示设备的样品,50μm厚的光学透明粘合剂和100μm厚的PET层被省略。在测试期间,将结合到PET层的可折叠基板放置在铝板(6063铝合金,用400砂纸抛光至表面粗糙度)上,PET层与铝板接触。放在铝板上的样品的侧边不使用胶带。
管用于落笔测试以将笔引导到可折叠装置101、301、401、501、601、701或801的第一主表面201,并且管被放置成与可折叠装置101、301、401、501、601、701或801的第一主表面201接触,使得管的纵向轴基本上垂直于第一主表面201,其中管的纵向轴在重力方向上延伸。管具有1英寸(2.54cm)的外径、9/16英寸(1.4cm)的内径和90cm的长度。丙烯腈丁二烯(ABS)垫片用于在每次测试中将笔保持在预确定高度。在每次掉落之后,将管相对于样品重新定位,以将笔引导到样品上的不同冲击位置。落笔测试中采用的笔是BIC Esay GlidePen,Fine,这种笔具有直径为0.7mm(0.68mm)的碳化钨圆珠笔尖端,和5.73克(g)的包括笔帽的重量(不含笔帽为4.68g)。
对于落笔测试,笔掉落时笔帽被附接到顶端(即,与笔尖相对的一端),以便圆珠笔可以与测试样品相互作用。在根据落笔测试的掉落顺序中,在1cm的初始高度进行一次落笔,然后以0.5cm的增量连续掉落,直至20cm,然后在20cm之后,以2cm的增量连续掉落,直到测试样品故障。在进行每次掉落之后,记录样品是否存在任何可观察到的断裂、故障或其他损坏迹象以及特定的落笔高度。使用落笔测试,可以根据相同的掉落顺序对多个样品进行测试,以生成具有提高的统计准确度的总体。对于落笔测试,每5次掉落之后,以及对于测试的每个新样品,都要将笔更换为新笔。此外,所有的落笔都在样品中心或附近的随机位置进行的,不会在样品的边缘附近或边缘上进行落笔。
出于落笔测试的目的,“故障”是指在层压板中形成可见的机械缺陷。机械缺陷可以是裂纹或塑性变形(例如,表面凹陷)。裂纹可以是表面裂纹或贯穿裂纹。裂纹可以形成在层压板的内表面或外表面上。裂纹可以延伸穿过可折叠装置的表面(例如,第一主表面201)处的第一部分的全部或一部分。可见的机械缺陷具有0.2毫米或更大的最小尺寸。
在一些实施例中,可折叠装置101、301、401、501、601、701或801可以抵抗在10厘米(cm)、12cm、14cm、16cm或20cm的落笔高度处的落笔故障。在一些实施例中,可折叠装置在不出现故障的情况下可以承受的最大落笔高度可以是约10cm或更高、约12cm或更高、约14cm或更高、约16cm或更高、约40cm或更低、约30cm或更低、约20cm或更低、约18cm或更低。在进一步的实施例中,可折叠装置在不出现故障的情况下可以承受的最大落笔高度可以在从约10cm到约40cm、从约12cm到约40cm、从约12cm到30cm、从约14cm到约30cm、从约14cm到约20cm、从约16cm到约20cm、从约18cm到20cm的范围或其间的任何范围或子范围内。
最小力可以用于实现与可折叠装置的预确定平行板距离。如上所述,图10的平行板装置用于测量本公开的实施例的可折叠装置或可折叠装置的一部分的“弯曲力”。测量从平坦配置(例如,参见图1)到弯曲(例如,折叠)配置(例如,参见图10)的力,该弯曲配置包括预确定平行板距离。在一些实施例中,包括将可折叠装置从平坦配置弯曲到10mm的平行板距离的最小力的装置弯曲力可以是约20牛顿(N)或更小、15N或更小、约12N或更小、约10N或更小、约0.1N或更大、约0.5N或更大、约1N或更大、约2N或更大、约5N或更大。在一些实施例中,包括将可折叠装置从平坦配置弯曲到10mm的平行板距离的最小力的装置弯曲力可以在从0.1N到约20N、从约0.5N到约20N、从约0.5N到约15N、从约1N到约15N、从约1N到约12N、从约2N到约12N、从约2N到约10N、从约5N到约10N的范围或其间的任何范围或子范围内。在一些实施例中,包括将可折叠装置从平坦配置弯曲到3mm的平行板距离的最小力的装置弯曲力可以是约10N或更小、约8N或更小、约6N或更小、约4N或更小、约3N或更小、约0.05N或更大、约0.1N或更大、约0.5N或更大、约1N或更大、约2N或更大、约3N或更大。在一些实施例中,包括将可折叠装置从平坦配置弯曲到3mm的平行板距离的最小力的装置弯曲力可以在从0.05N到约10N、从约0.1N到约10N、从约0.1N到约8N、从约0.5N到约8N、从约0.5N到约6N、从约1N到约6N、从约1N到约4N、从约2N到约4N、从约2N到约3N的范围或其间的任何范围或子范围内。
如本文所使用的,“总弯曲力”是使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力的总和。例如,参考图3,总弯曲力将是(1)一个第一部分303、(2)第二部分305和(3)另一个第一部分307的弯曲力的总和。在一些实施例中,将可折叠装置的每个部分从平坦配置单独弯曲到10mm的平行板距离的总弯曲力可以是约30N或更小、25N或更小、约20N或更小、约15N或更小、约0.1N或更大、约0.5N或更大、约1N或更大、约5N或更大、约10N或更大。在一些实施例中,将可折叠装置的每个部分从平坦配置单独弯曲到10mm的平行板距离的总弯曲力可以在从0.1N到约30N、从约0.1N到约25N、从约0.5N到约25N、从约0.5N到约20N、从约1N到约20N、从约1N到约15N、从约5N到约15N、从约10N到约15N的范围或其间的任何范围或子范围内。
在一些实施例中,将可折叠装置的每个部分从平坦配置单独弯曲到3mm的平行板距离的总弯曲力可以是约20N或更小、约16N或更小、约12N或更小、约8N或更小、约6N或更小、约0.05N或更大、约0.1N或更大、约0.5N或更大、约1N或更大、约2N或更大、约4N或更大。在一些实施例中,将可折叠装置的每个部分从平坦配置单独弯曲到3mm的平行板距离的总弯曲力可以在从0.05N到约20N、从约0.1N到约16N、从约0.1N到约16N、从约0.5N到约16N、从约0.5N到约12N、从约1N到约12N、从约1N到约8N、从约2N到约8N、从约4N到约8N、从约4N到约6N的范围或其间的任何范围或子范围内。
在一些实施例中,装置弯曲力可以小于总弯曲力,总弯曲力包括使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力。在一些实施例中,作为包括使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力的总弯曲力的倍数,装置弯曲力可以是总弯曲力的约0.5倍或更大、约0.6倍或更大、约0.75倍或更大、约0.8倍或更大、约1倍或更小、约0.95倍或更小、约0.9倍或更小、或约0.85倍或更小。在一些实施例中,作为包括使多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使至少一个第二部分单独弯曲的力的总弯曲力的倍数,装置弯曲力可以在总弯曲力的从约0.5倍到约0.95倍、从约0.6倍到约1倍、从约0.6倍到约0.95倍、从约0.75倍到约0.95倍、从约0.75倍到约0.9倍、从约0.8倍到约0.9倍、从约0.8倍到约0.85倍的范围或其间的任何范围或子范围内。为可折叠装置提供接近(例如,在2的因子内、从约0.5倍到约1倍)来自单独弯曲每个第一部分的总弯曲总弯曲力的装置弯曲力可以使低的用户施加的力能够折叠可折叠装置。此外,这可以反映出相邻对的第一部分之间弯曲引起的应力的耦合减小。
在一些实施例中,可折叠装置可以包括显示设备。在进一步的实施例中,显示设备可以包括多个第一部分中的第一部分。显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管(OLED)显示器、或等离子体显示面板(PDP)。在一些实施例中,显示设备可以是便携式电子设备(例如,智能手机、平板、可穿戴设备或笔记本电脑)的一部分。
本公开的实施例可以包括消费者电子产品。消费者电子产品包括前表面、后表面和侧表面。消费者电子产品可以进一步包括至少部分地在壳体内的电气组件。电气组件可以包括控制器、存储器和显示器。显示器可以在壳体的前表面处或附近。消费者电子产品可以包括覆盖基板,覆盖基板设置在显示器上方。在一些实施例中,壳体的部分或盖基板中的至少一个包括贯穿本公开所讨论的可折叠装置。
本文公开的可折叠装置可以结合到另一制品中,例如,具有显示器(或显示制品)(例如,消费者电子设备,包括移动电话、平板、计算机、导航系统、可穿戴设备(例如,手表)等)、建筑制品、运输制品(例如,汽车、火车、飞机、船舶等)、器具制品、或可以受益于某些透明度、耐刮擦性、耐磨性或其组合的任何制品。图13和图14中示出了包含本文公开的任何可折叠装置的示例性制品。具体而言,图13和图14示出了消费者电子设备1300,消费者电子设备1300包括:壳体1302,壳体1302具有前表面1304、后表面1306和侧表面1308;电气组件(未示出),电气组件至少部分地或完全在壳体内,并且至少包括控制器、存储器和在壳体的前表面处或附近的显示器1310;以及盖基板1312,盖基板1312在壳体的前表面处或上方,使得其在显示器上方。在一些实施例中,盖基板1312或壳体1302的部分中的至少一个可以包括本文公开的任何可折叠装置。
示例
将通过以下示例进一步阐述各种实施例。示例A-H都包括包括多个层的可折叠装置,在一些实施例中,这些层可以是第一部分或第二部分的一部分。示例B、D-F和H与本公开的实施例相对应,而示例A、C和G是比较示例。图15-图22包括应变的水平轴1501、1601、1701、1801、1901、2001、2101和2201(例如,x轴),距离第一主表面201的位置的垂直轴1503、1603、1703、1803、1903、2003、2103和2203(例如,y轴),并且示出了分别对应于示例A-H的曲线1505、1605、1705、1805、1905、2005、2105和2205。图15-图22中所示的曲线1505、1605、1705、1805、1905、2005、2105和2205是通过数值模拟生成的;然而,示例A-H承受具有(或不具有)机械不稳定性(例如,褶皱、屈曲)的弯曲的能力是基于对应示例的实验测试。
示例A-B类似于图4所示的可折叠装置401,示例A-B的属性分别如表1-表2所示。在示例A中,部分405包括0.5MPa的杨氏模量。如图15所示,可折叠装置包括单个第一中性轴1507a。示例A在34mm的平行板距离处表现出褶皱(参见图11)。在示例A中,部分405的杨氏模量(例如,部分405的最大杨氏模量)是子部分441和451的杨氏模量(例如,部分407的最小杨氏模量)的1/200。同样,部分407的最大杨氏模量(71000MPa)等于部分409的最小杨氏模量。因此,部分405、407和409都是相同的部分类型(例如,第一、第二)。这意味着(i)示例A包括2个第一部分,没有第二部分,而不是有一个或多个第二部分,或者(ii)示例A包括1个第一部分,而不是多个第一部分;并且第二主表面203包括第二部分,而不是定位在第二部分与第一主表面201和第二主表面201之间的至少一个第一部分。
与示例A形成对比,示例B的部分405包括0.05MPa而不是0.5MPa的杨氏模量。在示例B中,部分405的杨氏模量(例如,部分405的最大杨氏模量)小于子部分441和451的杨氏模量(例如,部分407的最小杨氏模量)的1/500、1/750、1/1000、1/1500(1/2000)。因此,示例B包括两个第一部分以及第二部分,其中一个第一部分包括第一部分403,另一个第一部分包括部分407和409,并且第二部分包括第二部分405。示例B包括两个第一中性平面1607a和1607b以及第二中性平面1609a,其中一个第一部分403包括一个第一中性平面1607a,另一个第一部407包括另一个第一中性平面1607b,并且第二部分405包括第二中性平面1609a。示例B能够承受弯曲至6mm的平行板距离,而没有任何机械不稳定性。
表1:与图15相对应的示例A的属性
表2:与图16相对应的示例B的属性
示例C-D类似于图5所示的可折叠装置501,示例C-D的属性分别如表3-表4所示。在示例C中,部分505和509包括0.1MPa的杨氏模量。如图17所示,可折叠装置包括两个第一中性轴1707a和1707b以及单个第二中性轴1709a。示例C在100mm的平行板距离处表现出褶皱(参见图11)。
在示例C中,部分509的杨氏模量(例如,部分509的最大杨氏模量)是子部分521和523的杨氏模量(例如,部分511的最小杨氏模量)的1/1000。因此,部分509和511是相同的部分类型(例如,第一、第二)。这意味着在示例C中:(i)第一部分的数量是三,因为部分509和511包括第一部分,但只有一个第二部分,而不是比第一部分的数量少一个(即两个),或者(ii)第一部分的数量等于第二部分的数量,并且包括部分509和511的第二部分包括第二主表面203,而不是至少一个第一部分定位在第二部分与第一主表面201和第二主表面201之间。
与示例C形成对比,示例D的部分505和509包括0.01MPa而不是0.1MPa的杨氏模量。在示例B中,部分509的杨氏模量(例如,部分509的最大杨氏模量)小于子部分521和523的杨氏模量(例如,部分511的最小杨氏模量)的1/500、1/750、1/1000、1/1500和1/5000(1/10000)。因此,示例D包括三个第一部分和两个第二部分,其中一个第一部分包括部分503,另一个第一部分包括部分507,附加的第一部分511,一个第二部分包括部分505,并且附加的第二部分包括部分509。示例D包括三个第一中性平面1807a、1807b和1807c以及两个第二中性平面1809a和1809b,其中一个第一部分503包括一个第一中性平面1807a,另一个第一部分507包括另一个第一中性平面1807b,附加的第一部分511包括附加的第一中性平面1807c,并且一个第二部分505包括一个第二中性平面1609a,并且附加的第二部分509包括附加的第二中性平面1609b。示例D能够承受弯曲至8mm的平行板距离,而没有任何机械不稳定性。
表3:与图17相对应的示例C的属性
表4:与图18相对应的示例D的属性
示例E类似于图6所示的可折叠装置601,示例E的属性如表5所示。在示例E中,部分605、609和613包括0.1MPa的杨氏模量。在示例E中,部分605的杨氏模量(例如,部分605的最大杨氏模量)小于部分603的杨氏模量(例如,部分603的最小杨氏模量)的1/500、1/750、1/1000、1/1500、1/5000、1/8000、1/10000、1/15000(1/25000)。其他第二部分609和613的杨氏模量相对于对应的相邻对的第一部分的杨氏模量的比例(1/28000)比部分605的杨氏模量(1/25000)更小。因此,示例E包括四个第一部分603、607、611和615以及三个第二部分605、609和613。示例E包括四个第一中性平面1907a、1907b、1907c和1907d以及三个第二中性平面1909a、1909b和1909c,其中一个第一部分603包括一个第一中性平面1907a,另一个第一部分607包括另一个第一中性平面1907b,附加的第一部分611包括附加的第一中性平面1907c,进一步的第一部分615包括进一步的第一中性平面1907d,一个第二部分605包括一个第二中性平面1909a,另一第二部分609包括另一个中性平面1909b,并且附加的第二部分613包括附加的中性平面1909c。示例E能够承受弯曲至8mm的平行板距离,而没有任何机械不稳定性。
表5:与图19相对应的示例E的属性
示例F类似于图7所示的可折叠装置701,示例F的属性如表6所示。在示例E中,第二部分705、709、713和717包括0.1MPa的杨氏模量。在示例F中,第二部分709的杨氏模量(例如,第二部分709的最大杨氏模量)小于第一部分707的杨氏模量(例如,第一部分707的最小杨氏模量)的1/500、1/750、1/1000、1/1500、1/5000、1/8000、1/10000和1/15000(1/25000)。其他第二部分705、713和717的杨氏模量相对于对应的相邻对的第一部分的杨氏模量的比例(1/27600、1/37500、1/72000)比第二部分709的杨氏模量(1/25000)更小。因此,示例F包括五个第一部分703、707、711、715和719以及四个第二部分705、709、713和717。示例F包括五个第一中性平面2007a、2007b、2007c、2007d和2007e以及四个第二中性平面2009a、2009b、2009c和2009d,其中一个第一部分703包括一个第一中性平面2007a,另一个第一部分707包括另一个第一中性平面2007b,附加的第一部分711包括附加的第一中性平面2007c,进一步的第一部分715包括进一步的第一中性平面2007d,又另一个第一部分719包括又另一个第一中性平面2007e,一个第二部分705包括一个第二中性平面2009a,另一个第二部分709包括另一个中性平面2009b,附加的第二部分713包括附加的中性平面2009c,并且进一步的第二部分717包括进一步的第二中性平面2009d。示例F能够承受弯曲至12mm的平行板距离,而没有任何机械不稳定性。
表6:与图20相对应的示例F的属性
示例G-H类似于图8所示的可折叠装置801,示例G-H的属性分别如表7-表8所示。在示例G中,部分805、809、813、817和821包括0.2MPa的杨氏模量。如图21所示,可折叠装置包括两个第一中性轴2107a和2107b以及单个第二中性轴2109a。在示例G中,部分821的杨氏模量(例如,部分821的最大杨氏模量)是子部分831和833的杨氏模量(例如,第一部分823的最小杨氏模量)的1/500。因此,部分821和823是相同的部分类型(例如,第一、第二)。这意味着在示例G中:(i)第一部分的数量是四,因为部分821和823包括第一部分,但只有两个第二部分,而不是比第一部分的数量少一个(即三个),或者(ii)第一部分的数量等于第二部分的数量,并且包括部分821和823的第二部分包括第二主表面203,而不是至少一个第一部分定位在第二部分与第一主表面201和第二主表面201之间。示例G在32.5mm的平行板距离处表现出褶皱(参见图11)。
与示例G形成对比,示例H的第二部分805、809、813、817和821包括0.01MPa而不是0.2MPa的杨氏模量。在示例H中,第二部分821的杨氏模量(例如,第二部分821的最大杨氏模量)小于子部分831和833的杨氏模量(例如,部分823的最小杨氏模量)的1/500、1/750、1/1000、1/1500和1/5000(1/10000)。其他第二部分805、809和817的杨氏模量相对于对应的相邻对的第一部分的杨氏模量的比例(1/330000)比第二部分821的杨氏模量(1/10000)更小。因此,示例H包括六个第一部分803、807、811、815、819和823以及五个第二部分805、809、813、817和821。
示例H包括六个第一中性平面2207a、2207b、2207c、2207d、2207e和2207f以及五个第二中性平面2209a、2209b、2209c、2209d和2209e,其中一个第一部分803包括一个第一中性平面2207a、另一个第一部分807包括另一个第一中性平面2207b、附加的第一部分811包括附加的第一中性平面2207c,进一步的第一部分815包括进一步的第一中性平面2207d、仍另一个第一部分819包括仍另一个第一中性平面2207e、又另一个第一部分823包括又另一个第一中性平面2209f,一个第二部分805包括一个第二中性平面2209a、另一个第二部分809包括另一个第二中性平面2209b、附加的第二部分813包括附加的第二中性平面2209c、进一步的第二部分817包括进一步的第二中性平面2209d、并且又另一个第二部分821包括又另一个第二中性平面2209e。示例H能够承受弯曲至3mm的平行板距离,而没有任何机械不稳定性。
表7:与图21相对应的示例G的属性
表8:与图22相对应的示例H的属性
总体而言,包括示例B、D-F和H的示例实施例能够承受弯曲至约12mm或更小(例如,约8mm、约6mm、约3mm)的平行板距离,而不会表现出机械不稳定性(例如,褶皱、屈曲),而比较示例包括在100mm平行板距离处褶皱的示例C、在34mm平行板距离处褶皱的示例a以及在32mm平行板距离处褶皱的示例G。示例B、D-F和H都具有包括第一主表面201的第一部分和包括第二主表面203的另一个第一部分。此外,示例B、D-F和H都具有比多个第一部分中的第一部分的数量少一个的第二部分的数量。附加地,示例B、D-F和H也具有与第一部分的数量相等的第一中性平面的数量和与第二中性平面的数量相等的第二中性平面的数量。此外,第二中性平面的数量比第一中性平面的数量少一个。
根据本公开的实施例的可折叠装置可以提供若干技术益处。例如,可折叠基板可以提供小的有效弯曲半径,同时提供良好的抗冲击性和抗穿刺性。可折叠装置可以包括玻璃基和/或陶瓷基材料,玻璃基和/或陶瓷基材料材料包括一个或多个压缩应力区域,该一个或多个压缩应力区域可以进一步提供增加的抗冲击性和/或抗穿刺性,同时促进良好的弯曲性能。提供包括比一对相邻的第一部分低得多的(例如,从约1/500000到约1/500、从约1/100000到约1/10000)杨氏模量的至少一个第二部分可以减少在该对相邻的第一部分中的第一部分中的一个或多个第一部分上的弯曲引起的应力。减少弯曲引起的应力可以减少(例如,减少、消除)可折叠装置的弯曲引起的机械不稳定性。此外,减少弯曲引起的应力可以减少可折叠装置的疲劳,同时增加可折叠装置的可靠性和/或耐久性。同样,提供包括为相邻的第一部分的抗弯刚度的100倍或更大的第二部分的抗弯刚度的第二部分可以减少第一部分上的弯曲引起的应力、可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。为可折叠装置提供接近(例如,在2的因子内、从约0.5倍到约1倍)来自单独弯曲每个第一部分的总弯曲总弯曲力的装置弯曲力可以使低的用户施加的力能够折叠可折叠装置。此外,这可以反映出相邻对的第一部分之间弯曲引起的应力的耦合减小。提供其中每个第一部分包括第一中性平面并且每个第二部分包括第二中性平面的可折叠装置可以减少第一部分和至少一个第二部分内的弯曲引起的应力。如上所述,减少的弯曲引起的应力可以减少可折叠装置中的弯曲引起的机械不稳定性和/或可折叠装置的疲劳。
如本文中所使用的方向性术语(例如,上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅参考如所绘制的附图作出,而不旨在隐含绝对取向。
将理解的是,各个公开的实施例可涉及特征、元件或步骤(结合该实施例来描述它们)。还将理解的是,虽然结合一个实施例来描述特征、元件或步骤,但是可以将它们以各种未示出的组合或排列与替代实施例互换或组合。
还应当理解的是,如本文所使用的,术语“所述”、“一”或“一个”是指“至少一个”,并且不应被限制成“仅一个”,除非具体地指示了相反含义。例如,对“组件”的引用包括具有两个或更多个这样的组件的实施例,除非上下文明确地另作指示。同样,“多个”旨在表示“不止一个”。
如本文中所使用,术语“约”是指量、尺寸、配方、参数、和其他数量和特性不是也不需要是精确的,但可以根据需要是近似的和/或更大或更小,从而反映出公差、转换因子、舍入、测量误差等和本领域技术人员已知的其他因素。范围在本文中可以表示为从“约”一个特定值,和/或到“约”另一特定值。当表达这样的范围时,实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地,当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时,将理解为特定值形成另一实施例。无论说明书中的数值或范围的端点是否记载了“约”,该数值或范围的端点旨在包括两个实施例:一个由“约”修饰,并且一个不由“约”修饰。还将理解的是,范围中的每一个范围的端点相对于另一个端点都是重要的,并且独立于另一个端点。
本文中所使用的术语“基本”、“基本上”以及它们的变型旨在表示,所描述的特征等于或近似等于一个值或描述。例如,“基本上平面的”表面旨在表示平面的或近似平面的表面。此外,如以上所定义的,“基本上类似”旨在表示两个值相等或近似相等。在一些实施例中,“基本上类似”可以表示彼此的大约10%内的值,例如,彼此的大约5%内、或彼此的大约2%内。
除非另外明确地指出,本文所阐述的任何方法决不会被解释为要求其步骤以特定的顺序执行。因此,在方法权利要求实际上未叙述要遵循其步骤的顺序、或者在权利要求或说明书中未以其他方式特别陈述这些步骤限于特定顺序的情况下,不打算推断出任何特定顺序。
当特定实施例的各种特征、元素或步骤可以通过使用过渡短语“包括(comprising)”而公开,应该理解的是隐含着替代的实施例,包括可以使用过渡短语“由…组成(consisting)”或“基本由…组成(consisting essentially of)”而被描述的那些实施例。因此,例如,包括A+B+C的装置的隐含的替代实施例包括其中装置由A+B+C组成的实施例和其中装置基本上由A+B+C组成的实施例。如本文所使用的,除非另有指示,否则术语“包括(comprising)”和“包括(including)”及其变型应被解释为同义词和开放式的。
上述实施例以及那些实施例的特征是示例性的,并且可以单独提供或者以与本文提供的其他实施例的任何一个或多个特征的任何组合提供,而不脱离本公开的范围。
对本领域的技术人员显而易见的是,可在不背离本公开的精神和范围的情况下对本公开作出各种修改和变化。因此,本公开旨在涵盖本文的实施例的修改和变化,只要这些修改和变化在所附权利要求书及其等效方案的范围内。
Claims (27)
1.一种可折叠装置,所述可折叠装置包括:
多个第一部分;以及
至少一个第二部分,所述至少一个第二部分定位在所述多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间,所述至少一个第二部分包括至少五个第二部分,
其中所述至少五个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,所述最大杨氏模量在从所述对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。
2.如权利要求1所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少五个第二部分中的每个第二部分包括在从约10微米到约250微米的范围内的厚度。
3.一种可折叠装置,所述可折叠装置包括:
多个第一部分;以及
至少一个第二部分,所述至少一个第二部分定位在所述多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间,
其中所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,所述最大杨氏模量在从所述对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内,并且所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括在从约10微米到约250微米的范围内的厚度。
4.如权利要求2-3中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分的所述厚度在从约25微米到约100微米的范围内。
5.如权利要求1-4中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述对应的一对相邻的第一部分中的每个第一部分包括第一中性平面,并且所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括第二中性平面。
6.一种可折叠装置,所述可折叠装置包括:
多个第一部分,所述多个第一部分中的每个第一部分包括第一中性平面;以及
至少一个第二部分,所述至少一个第二部分定位在所述多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间,所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括第二中性平面,
其中所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,所述最大杨氏模量在从所述对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内。
7.如权利要求1-6中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,装置弯曲力在总弯曲力的约0.5倍到约1倍的范围内,所述总弯曲力包括使所述多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使所述至少一个第二部分单独弯曲的力。
8.一种可折叠装置,所述可折叠装置包括:
多个第一部分;以及
至少一个第二部分,所述至少一个第二部分定位在所述多个第一部分中的对应的一对相邻的第一部分之间,
其中所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,所述最大杨氏模量在从所述对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/500000到约1/500的范围内,并且装置弯曲力在总弯曲力的约0.5倍到约1倍的范围内,所述总弯曲力包括使所述多个第一部分中的每个第一部分单独弯曲和使所述至少一个第二部分单独弯曲的力。
9.如权利要求1-8中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括最大杨氏模量,所述最大杨氏模量在从所述对应的一对相邻的第一部分的最小杨氏模量的约1/100000到约1/10000的范围内。
10.如权利要求1-9中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括约0.5兆帕斯卡或更小的最大杨氏模量。
11.如权利要求10所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分的所述最大杨氏模量在从约0.01兆帕斯卡到约0.1兆帕斯卡的范围内。
12.如权利要求1-11中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分包括约0.49或更大的泊松比。
13.如权利要求12所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分的所述泊松比在从约0.495到约0.500的范围内。
14.如权利要求1-13中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分的抗弯刚度是所述对应的一对相邻的第一部分的抗弯刚度的约1/1000或更小。
15.如权利要求14所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的每个第二部分的抗弯刚度是所述对应的一对相邻的第一部分的抗弯刚度的1/40000到约1/4000。
16.如权利要求1-15中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分的第二部分的数量比所述多个第一部分中的第一部分的数量少一个。
17.如权利要求1-16中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述多个第一部分中的至少一个第一部分包括两个或更多个第一子部分,所述两个或更多个第一子部分中的一个第一子部分包括与所述两个或更多个第一子部分中的另一个第一子部分的组分不同的组分。
18.如权利要求17所述的可折叠装置,其特征在于,所述两个或更多个第一子部分包括三个或更多个第一子部分,所述三个或更多个第一子部分进一步包括附加的子部分,所述一个第一子部分定位在所述另一个第一子部分和所述附加的第一子部分之间。
19.如权利要求17-18中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分中的与所述至少一个第一部分相邻的第二部分接触所述一个第一子部分,但不接触所述另一个第一子部分。
20.如权利要求1-19中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分的折射率与所述对应的一对相邻的第一部分中的相邻第一部分的折射率之间的差的大小为约0.1或更小。
21.如权利要求1-20中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分包括光学透明粘合剂和/或压敏粘合剂。
22.如权利要求1-21中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分包括硅基聚合物、丙烯酸酯基聚合物、环氧基聚合物、含硫醇聚合物、聚酰亚胺基材料或聚氨酯中的一种或多种。
23.如权利要求1-22中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分包括二氧化硅、氧化铝、高岭土和/或羟基磷灰石中的一种或多种纳米颗粒。
24.如权利要求1-22中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述至少一个第二部分包括氧化铜、β-石英、钨酸盐、钒酸盐、焦磷酸盐和/或镍钛合金中的一种或多种的颗粒。
25.如权利要求1-24中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述多个第一部分中的至少一个第一部分包括玻璃基基板。
26.如权利要求1-24中任一项所述的可折叠装置,其特征在于,所述多个第一部分中的至少一个第一部分包括陶瓷基基板。
27.一种消费者电子产品,所述消费者电子产品包括:
壳体,所述壳体包括前表面、后表面和侧表面;
至少部分地在所述壳体内的电气组件,所述电气组件包括控制器、存储器和显示器,所述显示器在所述壳体的所述前表面处或附近;以及
盖基板,所述盖基板设置在所述显示器上方,
其中所述壳体的部分或所述盖基板中的至少一个包括如权利要求1-26中任一项所述的可折叠装置的部分。
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