Structured glass panel and foldable display device with a structured glass panel

Abstract

A glass panel (1), in particular for a carrier (20) of an electronic display (2), wherein the glass panel (1) has two opposing side faces (10, 11) and the two side faces define a glass surface,the glass panel (1) having a reduced bending stiffness in at least one first section (12) with respect to the bending stiffness of second sections (13) adjoining the at least one first section (12), so that the glass panel (1) is bendable at the first section (12), the reduced stiffness of the first section (12) being achieved by a stiffness reducing pattern (4) comprising an arrangement of openings (3), wherein the first section (12) exerts a repulsive force upon bending, and wherein the bending produces a tensile stress on the surface of the first section (12), so that the ratio is at least 0.00003 N / (mm*MPa), preferably at least 0.00006 N / (mm*MPa), with RF denoting the repulsive force, S. Max denoting the maximum tensile stress, the length being the length of the first section (12) in direction along the bending axis (5), the repulsive force being the force acting perpendicular to the side faces of the second sections (13), whereby the glass panel (1) is bent about the first section so that the second sections (13) face each other and so that the side faces (10, 11) of the second sections (13) are parallel to each other.

Description

Structured glass panel and foldable display device with a structured glass panelDescription

[0001] The invention relates to structured glass panes, in particular bendable thin glass panels structured with a multitude of openings.Prior art

[0002] A lot of effort is currently being invested in the development of foldable displays. These displays usually comprise a carrier or back plate, sometimes also referred to as “bracket” , as a support for the display. The back plate is usually arranged between the bottom layer of the display and electronic components of the device. Currently, struc-tured metal plates (e.g. stainless steel, aluminum or titanium) , glass fiber reinforced plastics plates (GFRP) , carbon fiber reinforced plastics plates (CFRP) , or plastic plates are being used as back-plates to flexibly support the display. The typical thickness for common plates made from stainless steel, titanium or carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is in a range from 0.12 mm to 0.15 mm. For example, a back panel fabricated from GFRP, CFRP, aluminum or plastic is known from KR 2018 / 0036904 A. US 2021 / 0165454 A1, US 2022 / 0294886 A1, US 2022 / 0343809 A1 disclose support sub-strates made from metal.

[0003] Although these types of back plates can be produced at low cost, they have certain dis-advantages. Materials like metal or CFRP are not transparent, and therefore for in-dis-play optical fingerprint sensors, cut-outs are required for such back-plates. Further, metal or CFRP plates may insufficiently transmit ultrasonic waves. Therefore, cut-outs may be required for in-display ultrasonic fingerprint sensors. Further, metals such as stainless steel have a high density, adding weight to the mobile device. As well, materi-als like metal and CFRP are prone to fatigue (strength degradation after load cycles) and creep (continuous deformation occurs at stresses below the yield strength) , thereby interfering with long term mechanical reliability. As well, metal and CFRP can have a certain surface roughness, particularly compared to glass. Because OLED panels are thin and soft, the surface topography of the back-plate is transferred to the front surface  of the display, negatively affecting the visual appearance. As well, the surface rough-ness can deteriorate the display quality. Further, if the repulsive force of the back plate is low, a crease phenomenon can occur. This means that, when the display is unfolded, there is a noticeable unevenness present in the folding region of the display. Particularly with the materials mentioned above, such a crease frequently occurs. On the other hand, if back plates made from materials such as metals and CFRP were designed to have higher repulsive forces, they would be more susceptible to creep. Another problem is the poor impact resistance of metals and CFRP due to limits of the available structur-ing techniques. Metals are generally structured by masking / etching. Coming along with the etching process, the through holes are generally at least as wide as the plate thick-ness. Such wide holes are not ideal to support the display from impacts. CFRP is gener-ally structured by laser scoring. As CFRP is not transparent to the laser, the structuring is mainly achieved by thermal effect. Therefore, the holes of CFRP are also quite big (～100 μm) and not ideal to support the display from impacts either.

[0004] Structured glass panels with a bendable section may as well be used as back plate or display glass for foldable displays. Glass as a material for display back plates is consid-ered as a new material of choice. To provide a foldable display, the folding zone of a glass substrate is structured with through-holes to provide sufficient flexibility of the glass, similarly to the back plates made from metal, CFRP or GFRP. To add additional support to the structured area, these holes may be filled with a polymer.

[0005] Glass carriers or back panels are known, e.g., from WO 2024 / 065155 A1, US 2022 / 0002185 A1 or US 2022 / 0223806 A1. Glass as a material for a carrier of a foldable display solves many of the above-mentioned problems. In particular, glass shows no fatigue or creep. However, although typically also the formation of creases is greatly reduced compared to the other carrier materials, such creases may still be pre-sent and visible. It is therefore an object of the present invention to provide a glass back panel design that solves or at least improves the aforementioned crease problems and helps to create flatter displays with improved toughness and resistance to breakage. This object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments and re-finements are defined in the dependent claims.

[0006] Disclosure of the invention

[0007] Accordingly, a glass panel, in particular for a carrier of an electronic display is provided, having two opposing side faces which define a glass surface. The glass panel has a re-duced bending stiffness in at least one first section with respect to the bending stiffness of a second section adjoining the at least one first section, so that the glass panel is bendable at the first section. The reduced stiffness of the first section is achieved by a stiffness reducing pattern comprising an arrangement of openings. The first section ex-erts a repulsive force upon bending as it acts as a spring. Also, the bending produces a tensile stress on the surface of the first section. The stiffness reducing pattern is de-signed so that the ratio is at least 0.00003 N /  (mm*MPa) (i.e. 3*10-5 N /  (mm*MPa) ) , preferably at least 0.00006 N /  (mm*MPa) (i.e. 6*10-5 N /  (mm*MPa) ) . In this ratio, RF denotes the repulsive force and S. Max denotes the maximum tensile stress. The length denotes the length of the first section in direction along the bending axis, or, respectively, in direction parallel to the boundary line between the first section and an adjacent second section. The repulsive force is the force acting perpendicular to the side faces of the second sections when the glass panel is bent about the first section so that the second sections face each other, and so that the side faces of the second sections are parallel to each other. In other words, the repulsive force is the force that occurs when the second sections are folded by about 180°. This ratio is preferably valid for a bending radius within a range from 1 mm to 3 mm. This ratio which significantly de-pends on the ratio of repulsive force to maximum tensile strength (RF  / S. Max) has been shown to be effective to reduce unevenness, in particular creases in the unfold state. In some embodiments, this ratio is at most 0.001 N /  (mm·MPa) , preferably at most 0.0005 N / (mm·MPa) to avoid high bending forces when folding the display.

[0008] In an additional or alternative embodiment to avoid crease, a glass panel, in particular for a carrier of an electronic display is provided, having two opposing side faces which define a glass surface. The glass panel has a reduced bending stiffness in at least one first section with respect to the bending stiffness of a second section adjoining the at least one first section, so that the glass panel is bendable at the first section. As well, the reduced stiffness of the first section is achieved by a stiffness reducing pattern compris-ing an arrangement of openings. The first section exerts a repulsive force upon bending  as it acts as a spring. In this embodiment, the stiffness reducing pattern fulfills at least one of the following conditions:

[0009] (i)  preferably 0.1 N / mm, preferably 0.12 N / mm, preferably 0.16 N / mm, for a bending radius of 1 to 3 mm;

[0010] (ii)  preferably 4000 MPa, preferably 3500 MPa, prefera-bly 3000 MPa;

[0011] for a bending radius of 1 to 3 mm;

[0012] (iii)

[0013] In these above listed conditions, the length refers to the length of the first section in di-rection along the bending axis. E is the Young’s modulus and the thickness is the thick-ness of the glass panel. Preferably, the thickness of a glass panel according to this dis-closure is in a range from 50 μm to 500 μm, without restriction to the above listed condi-tions (i) – (iii) . However, the thickness can also be chosen depending on the application. For example, for large displays, the thickness may also be larger. The bending radius is the radius of the curvature of the first section in bent state, measured at the outer or convex curved surface or side of the first section. The minimum bending radius refers to the bending radius achievable without breakage of the glass panel. S. Max denotes the maximum tensile stress occurring in the first section in the bent state. Typically, this stress will occur at the outer or convex side of the first section. Generally, these condi-tions also result in a high ratio of the repulsive force to the maximum tensile stress on the surface of the first section, thereby reducing creases in the unfold state of a display comprising such a carrier or back plate.

[0014] The invention also concerns a foldable electronic display device comprising a carrier with the glass panel according to this disclosure. Typically, the electronic display device comprises a cover glass, a display panel and a carrier with the glass panel as described herein.

[0015] Preferred embodiments of the invention are shown in the figures and will be explained in more detail in the following description, wherein identical reference signs refer to identi-cal or similar components or elements.

[0016] Brief description of the figures:

[0017] Fig. 1 shows a flexible glass panel in top view onto one of its side faces.

[0018] Fig. 2 shows a device for measuring the repulsive force of a bent glass panel.

[0019] Fig. 3 shows details of openings with elongated shape.

[0020] Fig. 4 and Fig. 5 show various embodiments of stiffness reducing patterns.

[0021] Fig. 6 to Fig. 9 show diagrams of the repulsive force and maximum tensile stress for var-ious stiffness reducing patterns as a function of the bending radius.

[0022] Fig. 10 and Fig. 11 show two stiffness reducing patterns and variations thereof.

[0023] Fig. 12 shows a part of a stiffness reducing pattern with openings having a waist.

[0024] Fig. 13 shows a stiffness reducing pattern with openings having inwardly protruding edge sections.

[0025] Fig. 14 shows a section of a glass panel with a first section and adjacent second sec-tions.

[0026] Fig. 15 shows an example of a stiffness reducing pattern with varying area coverage.

[0027] Fig. 16 shows two examples of bending shapes of a flexible first section.

[0028] Fig. 17 shows a diagram with the course of the bending stiffness in a direction across the first section.

[0029] Fig. 18 shows a cross section through a foldable electronic display.

[0030] Detailed Description

[0031] Fig. 1 shows a glass panel 1 which may serve as a carrier, preferably as a back plate of an electronic display. The glass panel 1 comprises a first section 12 with a stiffness re-ducing pattern 4. This section 12 generally extends across the glass panel 1 between opposite edges 7 with a length 119. Generally, to provide a booklet like foldability, it is preferred that the first section 12 is arranged between two second sections 13, as it is also the case in the example of Fig 1. In some embodiments, the length may be in a range from 10 mm to 500 mm. However, depending on the application, the length 119 may also be smaller or larger, e.g. in the case of desktop-size foldable displays. The first section 12 has a width 120 in a direction from the boundary to one second section to the boundary to the opposed second section. The stiffness reducing pattern 4 comprises an arrangement of openings 3. The openings 3 are preferably arranged in rows 35 and staggered from row to row. The stiffness reduction within the pattern 4 depends on the shape, distribution and size of the openings 3, or, vice versa, the remaining material within the first section 12. To facilitate folding of the glass panel 1, a large amount of the surface can be removed by providing openings 3 in close proximity, or, respectively, less residual material between the openings 3. However, this also has the disadvantage that the carrier provides poor support for the display in this area. Furthermore, such a struc-ture may promote creases in the unfold state which disturb the visual appearance. Therefore, the pattern of the openings 3 may be selected so that the ratio  is at least 0.00003 N /  (mm*MPa) , preferably at least 0.00006 N /  (mm*MPa) .

[0032] Alternatively or in addition, the pattern may be selected to fulfill one or more of the above discussed conditions (i) , (ii) , or (iii) .

[0033] Fig. 2 shows a device for measuring the repulsive force of the glass panel 1. The glass panel 1 is bent at the first section 12 and clamped between two parallel plates 6 so that the second sections 13 facing each other and so that the side faces 10, 11 at these sec-ond sections 13 are parallel. The bent first section 12 exerts a repulsive force to the  plates 6 due to its elastic deformation. This way, the repulsive force can be easily meas-ured. The repulsive force RF acting on one of the plates 6 in a direction perpendicular to the side faces 10, 11 and hence also perpendicular to the plates 6 is symbolized in Fig. 2 with an arrow. Further, the bending radius of the first section 13 can be calculated from the distance of the plates 6.

[0034] According to a preferred embodiment, which is also realized in the example of Fig. 1, the openings 3 have the shape of elongated through holes, with their longitudinal direction preferably extending along the bending axis 5 when bending the glass pane 1 at the first section 12, or, along a longitudinal direction of the strip shaped first section 12, respec-tively. As can be seen in Fig. 1, the bending axis 5 typically extends along a direction parallel to the boundary between the first section 12 and an adjacent second section 13. Thus, in other words in the preferred embodiment, the longitudinal direction of the elon-gated openings 3 extends parallel to the direction of the boundary between the first sec-tion 12 and an adjacent second section 13. To keep the maximum tensile stress low in bent state, it is generally advantageous if the ends of the longitudinal openings 3 are rounded. Thus, the ratio of the repulsive force to the maximum tensile strength and con-dition (ii) , i.e. the ratio are not only influenced by the size and arrangement of the openings 3 but also by their shape.

[0035] The bendability of the glass panel 1 is also affected by the ratio of the length of the shortest path connecting the unstructured regions separated by a structured region, to the width of the structured region. The ratio is ≥ 1.5, preferably 2.0, preferably 2.5, pref-erably 3, but ≤20, preferably 17.5, preferably 15.

[0036] The glass panel 1 may advantageously be fabricated with a method similarly as dis-closed in WO 2024 / 065155 A1, i.e. by providing a plate shaped glass element, directing and focusing the laser beam of an ultrashort pulsed laser onto the element, the laser beam having a wavelength at which the glass of the element is transparent so that the laser beam can penetrate into the element, the laser beam being focused to produce a preferably elongated focus within the glass element. The intensity of the laser beam is chosen to be sufficient to produce a filament shaped damage zone within the element  along the focus. The laser beam is moved relative to the glass element to insert a plural-ity of filament shaped damage zones side by side along a multitude of ring shaped, or, respectively, closed paths. Then the glass element is etched wherein the etchant in-trudes into the filament shaped damage zones, so that the filament shaped damage zones widen to form channels which eventually combine due to the widening, so that the part of the element encompassed by the ring-shaped paths detaches and the openings 3 are produced, forming a first section 12 with a stiffness reducing pattern 4.

[0037] Fig. 3 shows openings 3 of the stiffness reducing pattern 4 with elongated shape in more detail to illustrate various parameters which influence the ratio of repulsive force to maximum tensile strength and the conditions (i) – (iii) . The openings 3 can be divided into a middle portion 30 having a length L and two end portions 32 having a length b in longitudinal direction. Specifically, partial image (a) shows four openings and partial im-age (b) shows an end portion of an opening 3. Partial image (b) shows the end portion 32 in detail. The end portions 32 are rounded and connect the opposite edges of the openings 3. In a preferred embodiment, the middle portions 30 are linear as shown. Fur-ther, generally, it is preferred that the openings 3 are arranged in a staggered manner so that webs 40 having a width Y are formed between openings 3 of adjacent opening rows 35. This feature is independent from whether or not the middle portions are linear. Within a row 35 of openings 3, the remaining material between consecutive openings 3 forms interconnectors 42. A parameter X denoting the longitudinal distance between the middle portions 30 of consecutive openings 3 within a row can be assigned to the pat-tern. Further, the end portions 32 have a length b and a half width a. The half width a obviously also corresponds to the half width of the middle portion 30 in case of linear openings 3 with straight parallel edges of the middle portion 30, as in the shown exam-ple. More generally, the parameter a also corresponds to the half maximum width of the openings 3. The minimum width of the interconnectors 42 is given by the difference X-2b. In case of circular rounded end portions 32, this difference is identical to the differ-ence X-2a.

[0038] In the following table, the parameters a, b, X-2a, X, Y and L are listed for ten examples of stiffness reducing patterns 4 with straight elongated openings 3:

[0039] Table 1:

[0040] Dimensions in the table are given in microns.

[0041] The stiffness reducing patterns 4 of these examples 1 to 10 are shown in Fig. 4 and Fig. 5. The maximum tensile stress and the repulsive force for these examples can be calcu-lated by a finite element analysis. In the analysis performed, a 3D-shell model for a glass of the size 100 x 20 mm2 and a thickness of 120 μm was used. The glass simu-lated was not chemical toughened and the bending radius applied in a 2-point-bending test was 1.0 mm to 3.0 mm. The glass was bent along the 100 mm direction, i.e. the width of the glass parallel to the bending axis, or, respectively, the length 119 of the first section 12 is 20 mm.

[0042] In the following table, the values of the maximum tensile stress S. Max in MPa and the repulsive force RF in N are listed for radii between 1 mm and 3 mm for examples #1 to #10. The length 119 of the first section 12 in direction along the bending axis is 20 mm and the glass thickness is 0.12 mm.

[0043] Table 2:

[0044] Examples #1, #3 and #6 have comparably low repulsive forces. Thus, examples #2, #4, #5 and #7 -#10 are more preferred among the examples to be effective against for-mation of creases. The highest ratio of repulsive force to maximum tensile stress is achieved with design #8, followed by design #5. These designs have in common that the width of the interconnectors 42 is comparably large with respect to the length of the openings 3. The overall length of the openings 3 is given by L+2b and the minimum width of the interconnectors 42 is X-2b, being equal to X-2a in the examples and is also given by the minimum distance between consecutive openings 3 in a row 35. The ratio of overall length of the openings 3 to the minimum width of the interconnectors 42 is 0.224 for pattern #5 and 0.588 for pattern #8. In one embodiment, thus, the ratio be-tween the length of the openings 3 and the minimum distance between consecutive openings 3 in a row 35 is at least 0.2.

[0045] Fig. 6 to Fig. 9 show diagrams of the repulsive force and maximum tensile stress as a function of the bending radius, calculated with finite element analysis for the examples listed in the above table. To avoid or mitigate creases on the foldable display, a high re-pulsive force is advantageous, as it is particularly the case with example 2, see Fig. 7. However, this pattern also exhibits a high maximum tensile stress as is evident from Fig. 6. The high maximum tensile stress increases the probability of breakage in bent state. On the other hand, certain designs such as pattern #4 and pattern #5) exhibit a similar  S. Max (i.e. similar maximum tensile stress, or minimum admissible bending radius) , but their repulsive forces are significantly different. Specifically, as can be seen from Fig. 6, pattern #5 shows a lower maximum tensile stress compared to example #4. For an opti-mal structure regarding the mitigation of creases, the repulsive force should be high to effectively improve the folding crease while the S. Max value should be maintained low to ensure reliable bendability. The inventors found that for the present design (straight slot-ted) , one can predict the repulsive force by a fitting equation based on the above de-scribed parameters X, Y, L, a:

[0046] The exponents n1, …, n5 slightly depend on the bending radius. The best fittings for the exponents for various bending radii are listed in the following table:

[0047] Table 3:

[0048] Based on the absolute values of the exponents, one can conclude that the most domi-nating factor affecting the repulsive force is L and then Y. Thereby, an increasing L (i.e. length of the middle portion of the opening 3) reduces the repulsive force, whereas an increasing Y (width of the webs 40) increases the repulsive force. Also, the period of the rows of openings 3, which corresponds to the parameter Y+2a has some effect, wherein a large period increases the repulsive force. The remaining factors are less effective. Therefore, in order to achieve a high repulsive force for better crease control, the design should have small L, or an overall length of the opening, while Y, or, correspondingly, the width of the webs 40, and / or the period of the rows of openings 3 in a direction verti-cally to the bending axis is large. The above equation yields a figure of merit for a design by comparing the design with another design. However, it is also possible to calculate  repulsive forces or a figure of merit for a specific design by including fixed values of Y, a, L, X, E (Young’s modulus) and t (thickness of the glass panel 1) for another design. Ac-cording to one embodiment, this way, a ratio of repulsive force RRF is given by:

[0049] Preferably, this ratio of repulsive force for a glass panel 1 according to this disclosure is at least 2, preferably at least 2.5, more preferably at least 3, most preferred at least 4.

[0050] Generally, without restriction to specific examples, a stiffness reducing pattern 4 is pre-ferred, having one or more, preferably all of the following dimensions:

[0051] 15 μm ≤ a ≤ 50 μm;

[0052] L > X ≥ 100 μm;

[0053] 100 μm ≤ L ≤ 5000 μm;

[0054] 10 μm ≤ Y ≤ 300 μm;

[0055] 60 GPa ≤ E ≤ 100 GPa, wherein E is the Young’s modulus;

[0056] 50 μm ≤ t ≤ 200 μm, t being the thickness of the glass panel 1.

[0057] As already described above, the parameter a corresponds to the half maximum width of the openings 3. The openings 3 have a middle portion 30 with straight edges and rounded end portions 32. L is the length of the middle portion 30 of the openings 3 and X denotes the distance of adjacent middle portions 30 within a row 35 of openings. Y is the width of the webs 40 formed between the openings 3 of adjacent rows 35.

[0058] However, reducing the length L of the openings or increasing the width Y of the webs 40 can also increase the tensile stress in the flexible first section 12. This in turn may affect the bendability in that the glass may potentially break when approaching a small bend-ing radius. Thus, it is advantageous to choose a design of the stiffness reducing pattern which maintains the maximum tensile stress S. Max below a certain threshold. This pa-rameter, however, is also influenced by the shape of the openings 3. In particular, the  ends of elongated openings 3 can influence the maximum tensile stress. Thereby, also the ratio of repulsive force to the maximum tensile stress can be adapted to achieve both low crease and high bendability.

[0059] Fig. 10 and Fig. 11 show the stiffness reducing patterns #7 and #9 already depicted in Fig. 5 together with variations of the patterns regarding the shape of the openings 3. Specifically, Fig. 10, partial image (a) shows stiffness reducing pattern #7 and partial im-age (b) shows a variant thereof. Similarly, Fig. 11, partial image (a) shows stiffness re-ducing pattern #9 and partial image (b) shows a variant of this pattern.

[0060] In the following table, the values of the maximum tensile stress and the repulsive force are listed for these patterns for different bending radii:

[0061] Table 4:

[0062] The data demonstrate that even a subtle modification of the shape can lead to a signifi-cant change of the value of the maximum tensile stress S. Max. For example, in case of pattern #9b, the repulsive force dropped by about 17%, but the value of S. Max dropped by about 37%. Thus, such a modification is advantageous as it increases the repulsive force to S. Max ratio. This is mainly achieved by the enlarged curvature radius at the end portions 32 compared to the minimum width of the openings 3 which in the shown exam-ples #7b and #9b is located in the middle of the openings 3. Due to the minimum width in the middle of the openings 3, the openings have a waist in the middle portion 30 be-tween the end portions 32. Therefore, according to a refinement, a glass element 1 is provided with a stiffness reducing pattern 4 with openings 3 having rounded end por-tions 32 with a curvature radius, which is larger than half of the minimum width of the openings 3, in particular at a location between the end portions. In other words, in these embodiments, the maximum width of the openings 3 is located at or near the ends of the openings 3. In the shown examples, the maximum width of the openings 3 is at the ends of the middle portions 30. The alteration of the shape of the openings 3 also results in other features which can influence the ratio of the repulsive force to the maximum ten-sile strength. These features are illustrated in more detail in Fig. 12, showing a part of a stiffness reducing pattern 4 with openings 3 having a more pronounced waist than in the examples of Fig. 10 and Fig. 11, partial images (b) .

[0063] First, the webs 40 are not parallel to the bending axis 5, or, respectively, the lengthwise direction 43 of the webs 40 is inclined with respect to the bending axis 5. Further, the in-clinations of the lengthwise directions 43 of webs 40 with respect to the bending axis 5 adjacent in directions both parallel and perpendicular to the bending axis 5 alternate, e.g., from +5° to -5° and so on. In other words, the inclinations of the lengthwise direc-tions 43 of adjacent webs 40 with respect to the bending axis 5 alternate from row 35 to row 35. Also, the inclinations of the lengthwise direction of subsequent webs 40 alter-nate along a row 35 of openings 3.

[0064] The advantageous high ratio of repulsive force to maximum tensile strength can also at least partly be achieved with a high ratio of remaining glass, or, vice versa, a low area coverage of the openings 3. This high ratio of remaining glass or glass coverage area is surprising since common designs are usually optimized towards high flexibility which can be achieved, e.g. by large openings 3 arranged in close proximity, separated by only thin webs 40. Preferably, at a side face 10, 11, the area coverage or ratio of the area covered by glass within the first section 12 to the total area of the bendable first section 12 is at least 0.6 (or at least 60%) , more preferably at least 0.65, more prefera-bly at least 0.7, even more preferred at least 0.75. Vice versa, the ratio of the total area of the openings 3 within the first section 12 to the total area of the first section 12 is pref-erably at most 0.4, more preferably at most 0.35, more preferably at most 0.3, most pref-erably at most 0.25. However, to maintain a sufficient bendability, the ratio of the total area of the openings 3 within the first section 12 to the total area of the first section 12 is preferably at most 0.99, more preferably at most 0.95, more preferably at most 0.9.

[0065] To enhance the area coverage of the glass filled area within a first section 12, it is also possible to provide protrusions on the edge of the openings 3 extending into the open-ings and thereby reducing the area of the openings 3. Fig. 13 shows a stiffness reducing pattern 4 with openings 3 having two types of inwardly protruding edge sections. In the center of the pattern, one opening 3 has straight edges 37 and rounded end portions. The edges 37 of the other openings 3 have protrusions 38 extending into the openings 3, thereby reducing the area of the openings 3. As shown, protrusions 38 may be pre-sent at sections of the edge 37 along the webs 40. Further, protrusions 38 may extend from the interconnectors 42. The protrusions 38 may have different shapes, such as an-gular or rounded shapes, as also shown in the example. Generally, without restriction to one of the examples, thus, a glass pane 1 is provided, having a stiffness reducing pat-tern 4 with openings 3 having an edge 37 with a protrusion 38, particularly, wherein the protrusion extends into the opening 3 and thereby lowering the area of the opening 3. Preferably, the protrusions 38 are designed so as to have no or at least only minor influ-ence on the maximum tensile force S. Max or the repulsive force. Thus, the main goal is a reduction of the percentage of open areas which do not support layers of the display.

[0066] The ratio of repulsive force to maximum tensile stress is also influenced by the path along which tensions can propagate along the surface. The maximum tensions typically  can be found at the ends of the openings 3, in particular at the rounded end portions 32. The shortest path on the glass across the first section 12 composed of straight sections generally also touches the edge of these rounded end portions 32. It has been found that the length of this path is related to the ratio of repulsive force to maximum tensile stress. As the length of this path is dependent on the width of the first section 12, it is also reasonable to define the ratio of the path length to the width of the first section 12. The path and this ratio are illustrated with the help of Fig. 14, showing two embodiments of a part of a first section 12 with a stiffness reducing pattern 4 and adjacent second sections 13. Specifically, it has been found advantageous if the pattern 4 has a ratio of a path length and the width 120 of the first section 12, the path length being the length of the shortest path 15 across the first section 12 running over the glass and not crossing the openings 3, the path 15 being composed of straight sections 150 running perpendic-ular to the bending axis 5 alternating with straight sections 151 running parallel to the edges 37 of the closest openings 3, wherein the ratio is at least 1.5, preferably at least 2.0, and preferably at most 20, preferably at most 15.

[0067] The first section 12 has a width 120 measured between delimiting lines defined by the position of the outermost edges 37 of the openings 3 which also form the borders 14 be-tween the first section 12 and the second sections 13. As shown in Fig. 14, the shortest path 15 across the first section 12 meanders around the openings 3 and touches the edges 37 of the rounded end portions 32 of the openings 3. Obviously, the shortest path 15 is always longer than the width 120 of the first section 12, at least as long as the openings 3 are arranged in a staggered manner as shown. The length of the path 15 de-pends on the overlap of the openings 3. A good balance between repulsive force and maximum tensile stress to ameliorate the tendency of a display to develop creases and to ascertain sufficient bendability is found if the ratio of path length to width 120 has the values given above. However, a very long path length may lower the repulsive force and thereby may increase the tendency of a display to develop creases. Therefore, it is also preferred that the ratio is at most 20, more preferred at most 17.5. more preferred at most 15. Summarizing, according to one aspect of this disclosure, independent from the ratio of the repulsive force to the maximum tensile strength, a glass panel 1, in particular for a carrier of an electronic display is provided, wherein the glass panel 1 has two op-posing side faces and the two side faces define a glass surface, the glass panel 1 hav-ing a reduced bending stiffness in at least one first section 12 with respect to the bend-ing stiffness of second sections 13 adjoining the at least one first section 12, so that the  glass panel 1 is bendable at the first section 12, the reduced stiffness of the first section 12 being achieved by a stiffness reducing pattern 4 comprising an arrangement of open-ings 3, wherein the first section 12 has a width 120, particularly measured in direction perpendicular to the transition between the first and second sections, or, respectively, perpendicular to the bending axis, or, as described above, by the distance of lines run-ning along the outermost edges 37 of the openings 3 at the transitions to the second sections, the pattern 4 having a ratio of a path length and the width 120 of the first sec-tion 12, the path length being the length of the shortest path 15 across the first section running over the glass and not crossing the openings 3, with the path 15 being com-posed of straight sections 150 running perpendicular to the bending axis 5 alternating with straight sections 151 running parallel to the edges 37 of the closest openings 3, the ratio being at least 1.5, preferably at least 2.0, but preferably at most 20, preferably at most 15.

[0068] Partial image (a) of Fig. 14 shows an embodiment with straight elongated openings 3 similar to those shown in Figs. 4 and 5. In this case, the straight sections 151 are also running along the bending axis 5. The path in this case may then also be defined as the shortest path running across the first section and being composed of straight sections 150, 151 running at right angles. Partial image (b) of Fig. 14 shows a pattern with angled openings 3. As in the example of Fig. 12, this embodiment also has webs 40 with the lengthwise direction 43 of the webs 40 being inclined with respect to the bending axis 5. As the openings 3 have an angled shape, the edges 37 of the openings 3 and thus also the sections 151 of path 15 are inclined with respect to the bending axis 5, or the bor-ders 14, respectively.

[0069] In the following table, the values for the ratio of the shortest path length for a path 15 composed of straight segments to the width 120 of the first section 12 are listed for the examples #1 to #10:

[0070] Table 5

[0071] As described above, a high area coverage is advantageous to avoid creases. This fea-ture also facilitates deposition and fixing of the layers of a display with the glass panel 1 serving as carrier. However, it can also be beneficial to vary the area coverage across the stiffness reducing pattern. Such a variation may inter alia be advantageous to re-duce the maximum tensile stress S. Max while maintaining a high repulsive force. With-out restriction to specific examples, therefore, a glass panel 1 with a stiffness reducing pattern 4 in the first section 12 is provided having a varying area coverage of the glass, or, respectively, a varying ratio of the area covered by the glass of the glass panel 1 to the area of the openings 3. To influence the bending force and / or the maximum tensile stress S. Max, this variation preferably is along a direction perpendicular to the bending axis, or, respectively, in a direction perpendicular to the transition between the first and second section 12, 13. Fig. 15 shows an example of a stiffness reducing pattern 5 with varying area coverage. As also in the shown example, the overall length 39 of the open-ings 3 and / or the minimum width 44 of the interconnectors 42, being the minimum dis-tance between consecutive openings 3 within a row 35 of openings 3 may vary. Gener-ally, without restriction to the shown example, the variation is preferably not only perpen-dicular to the bending axis, but also symmetrically in both directions from the border be-tween the first and second section 12, 13 towards the center of the first section 3 which is typically parallel to the bending axis or coincides with the lateral position and orienta-tion of the bending axis 5. In the example, the minimum width 44 of the interconnectors 42 decreases from the border 14 towards the center of the first section 12, coinciding with the lateral position of the bending axis 5. This variation results in a bending stiffness varying along a direction from the border 14 towards the center of the first section 12. Specifically, in the shown example, the bending stiffness reduces towards the center. However, the opposite case with an increasing stiffness of course can be realized as well. This feature of a varying bending stiffness can also be achieved with other types of variations and is thus not restricted to the shown example. The variation in area cover-age can be achieved in general by at least one of the following: the density of openings 3, or, respectively, the number of openings 3 per unit area, the width of the openings 3, the distance between adjacent openings 3 in direction from the border 14 to the center of the first section 12 (or, respectively, in direction perpendicular to the border 14 be-tween the first section 12 and a second section 13) , and, as already mentioned a varia-tion of the minimum interconnector width 44, a variation of the overall length of the open-ings 3. Depending on the progression of the stiffness, the curvature of the first section  12 in bent state can be influenced. Fig. 16 shows two examples of bending shapes of a flexible first section 12. For the sake of simplicity, the first sections 12 are shown as lines. In example (a) (dotted line) , the stiffness variation is such that the curvature ap-proximates a parabolic course. For example, such a curvature can be simply achieved by a constant, i.e. not varying stiffness. As well, this curvature will typically form if the stiffness varies from more rigid to more flexible in direction from the borders 14 to the second sections towards the center 122 of the first section 12. In example (b) (continu-ous line) , the curvature approximates a circular shape. This means that the curvature changes less than in example (a) . Such a curvature may be achieved by a stiffness var-ying from more flexible at the border 14 to more rigid at the center 122 of the first section 12. Example (b) can be favorable in that the minimum curvature is larger compared to example (a) , thereby further helping to reduce creases and also the maximum tensile stress S. Max . Generally, a variation in stiffness can be achieved also by other means than the area coverage. For example, as also shown above, the shape of the openings 3 can influence stiffness and maximum tensile stress. To achieve a more rounded or ap-proximately circular curvature, in one embodiment and without restriction to specific ex-amples, the first section 12 has a varying bending stiffness in direction from the borders 14 to the second sections 13 towards the center 122 of the first section 12, wherein the bending stiffness increases towards the center 122. This feature does not necessarily need to be fulfilled for the whole distance between a border 14 and the center 122 but may be valid only for a part of this distance. Again, it is preferred that this increase oc-curs in both directions from the borders 14 towards the center 122. In other words, the bending stiffness of the first section 12 varies from the borders 14 of the first section 12 to the second sections 13 towards the center 122 of the first section 12, wherein the bending stiffness reaches a maximum at the center 122. This maximum is not neces-sarily an absolute maximum but may in particular be a relative maximum compared to values of the bending stiffness at regions within the first section 12 beside of the center 122. This is illustrated with the help of Fig. 17. Fig. 17 shows a diagram with the course of the bending stiffness K in a direction x across the first section perpendicular to the borders 14 or the bending axis, respectively. The bending stiffness drops at the border 14 from the value present at the second section, reaches a minimum and increases again so that a local maximum is reached at the center 122. This course continues later-ally reversed from the center 122 towards the border 14 to the other second section 13.

[0072] Fig. 18 shows a cross section through a foldable electronic display device 2 comprising a glass panel 1 according to this disclosure. The glass panel 1 forms a carrier 20 or at least a part thereof. Besides of the glass panel 1, the carrier 20 may comprise further el-ements such as functional layers. In one embodiment, metal layers 26 are bound to or deposited onto one or both of the side faces 10, 11 of the glass panel 1. Such a metal layer 26 may serve as a ground plane for the display and / or improve heat dissipation. On one of the side faces 10, 11, a display panel 22 is attached. This display panel 22 comprises the functional layers of the display. In a preferred embodiment, the display panel comprises OLED layers to provide an OLED display. A cover window 24 covers the display panel 22 to protect the display. The cover window 24 may be an ultrathin glass or a plastic sheet or a combination thereof, e.g. a laminate of ultrathin glass and a PET-or CPI-sheet. Folding and unfolding the display 2 at the first section 12 results in slight displacements and / or stress between the glass panel 1 and the layers attached thereon. The layer structure of the display shown in Fig. 18 is simplified since a display such as an OLED device typically comprises many organic and inorganic layers. Folding and unfolding the display results to viscoelastic deformation, particularly of the organic layers. When the display is unfolded as shown in Fig. 18, the displacement may not fully relax due to the creep of the many organic layers, resulting in visible creases of the dis-play surface. However, the relatively high repulsive force of the glass panel 1 forces a flattening in the first section 12, thereby smoothing the surface. The electronic display device 2 typically has a somewhat higher stiffness compared to the glass panel 1 due to the additional layers. In a preferred embodiment, the foldable electronic display device 2 has a repulsive force in folded state in which the glass panel 1 is bent about the first section 12 so that the second sections 13 face each other and so that the side faces 10, 11 of the second sections 13 are parallel to each other, wherein the repulsive force is at least 0.05 N, preferably at least 0.075 N, or even at least 0.1 N per millimeter length of the first section 12 measured in a direction along the bending axis 5. A display set up this way using a glass panel 1 according to this disclosure exhibits a much lower ten-dency for creases in the folding area, i.e. at the first section 12 of the glass panel 1.

[0073] Although the present invention has been described with reference to preferred examples of embodiments, it is not limited thereto but can be modified in a variety of ways.

[0074] List of reference numerals

Claims

1.A glass panel (1) , in particular for a carrier (20) of an electronic display (2) , wherein the glass panel (1) has two opposing side faces (10, 11) and the two side faces define a glass surface,the glass panel (1) having a reduced bending stiffness in at least one first section (12) with respect to the bending stiffness of second sections (13) adjoining the at least one first section (12) , so that the glass panel (1) is bendable at the first sec-tion (12) , the reduced stiffness of the first section (12) being achieved by a stiff-ness reducing pattern (4) comprising an arrangement of openings (3) , wherein the first section (12) exerts a repulsive force upon bending, and wherein the bending produces a tensile stress on the surface of the first section (12) , so that the ratiois at least 0.00003 N /  (mm*MPa) , preferably at least 0.00006 N /  (mm*MPa) , with RF denoting the repulsive force, S. Max denot-ing the maximum tensile stress, the length being the length of the first section (12) in direction along the bending axis (5) , the repulsive force being the force acting perpendicular to the side faces (10, 11) of the second sections (13) , when the glass panel (1) is bent about the first section so that the second sections (13) face each other and so that the side faces (10, 11) of the second sections (13) are parallel to each other.2.A glass panel (1) , preferably according to the preceding claim, wherein the glass panel (1) has two opposing side faces (10, 11) and the two side faces define a glass surface,the glass panel (1) having a reduced bending stiffness in at least one first section (12) with respect to the bending stiffness of a second section (13) adjoining the at least one first section (12) , so that the glass panel (1) is bendable at the first section (12) , the reduced stiffness of the first section (12) being achieved by a stiffness reducing pattern (4) comprising an arrangement of openings (3) , wherein the first section (12) exerts a repulsive force upon bending, and wherein the bending produces a tensile stress on the surface of the first section (12) , wherein the stiffness reducing pattern fulfills at least one of the following condi-tions:(i) preferably 0.1 N / mm, preferably 0.12 N / mm, preferably 0.16 N / mm, for a bending radius of 1 to 3 mm, wherein the length denotes the length of the first section (12) in direction along the bend-ing axis (5) ;(ii) preferably 4000 MPa, preferably 3500 MPa, preferably 3000 MPa for a bending radius of 1 to 3 mm;(iii) 3.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the open-ings (3) have the shape of elongated through holes, with the longitudinal direc-tion of the elongated openings (3) extending parallel to the direction of the boundary between the first section (12) and an adjacent second section (13) .4.The glass panel (1) according to the preceding claim, wherein the openings (3) are arranged in a staggered manner so that webs (40) are formed between openings (3) of adjacent rows (35) of openings (3) .5.The glass panel (1) according to the preceding claim, characterized by at least one of the following parameters:· 15 μm ≤ a ≤ 50 μm, a being the half maximum width of the openings 3;· L > X ≥ 100 μm; L being the length of a middle portion of the openings 3 having straight edges, X being the distance between adjacent middle portions (30) within a row (35) of openings (3) ;· 100 μm < L ≤ 5000 μm;· 10 μm ≤ Y ≤ 300 μm, wherein Y is the width of the webs (40) ;· 60 GPa ≤ E ≤ 100 GPa, wherein E is the Young’s modulus;· 50 μm ≤ t ≥ 200 μm, wherein t is the thickness of the glass panel (1) .6.The glass panel (1) according to one of the two preceding claims, having a ratio of repulsive force RRF the ratio being at least 2, preferably at least 2.5, more pref-erably at least 3, most preferred at least 4, wherein Y denotes the width of the webs (40) , a denotes the half maximum width of the openings 3, L being the length of a middle portion (30) of the openings (3) having straight edges, X being the distance between adjacent middle portions (30) within a row (35) of openings (3) , E being the Young’s modulus and t being the thickness of the glass panel (1) .7.The glass panel (1) according to one of the three preceding claims, character-ized by at least one of the following features:- the openings (3) of the stiffness reducing pattern (4) have rounded end portions (32) with a curvature radius, which is larger than half of the minimum width of the openings (3) ,- the lengthwise direction (43) of the webs (40) is inclined with respect to the bending axis (5) ,- the inclinations of the lengthwise directions (43) of adjacent webs (40) with re-spect to the bending axis (5) alternate from row 35 to row (35) ,- the inclinations of the lengthwise directions of subsequent webs (40) alternate along a row (35) of openings (3) .8.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the ratio between the length of the openings (3) and the minimum distance between con-secutive openings (3) in a row (35) is at least 0.2.9.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the pat-tern (4) has a ratio of a path length and a width (120) of the first section (12) , the path length being the length of the shortest path (15) across the first section (12) running over the glass and not crossing the openings (3) , the path (15) being composed of straight sections (150) running perpendicular to the bending axis (5) alternating with straight sections (151) running parallel to the edges (37) of  the closest openings (3) , the ratio being at least 1.5, preferably at least 2.0, and preferably at most 20, preferably at most 15.10.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the ratio of the area covered by glass within the first section (12) to the total area of the first section (12) is at least 0.6, more preferably at least 0.65, more preferably at least 0.7, even more preferred at least 0.75.11.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, having a stiffness reducing pattern (4) in the first section (12) with a varying area coverage of the glass, the area coverage varying along a direction perpendicular to the bending axis (5) .12.The glass panel (1) according to the preceding claim, characterized by at least one of the following features:- the variation in area coverage is symmetrically in both directions from the bor-der (14) between the first and second sections (12, 13) towards the center of the first section (3) ,- the bending stiffness varies along a direction from the border (14) between the first section (12) and a second section (13) towards the center of the first section (12) ,- the variation in area coverage is achieved by at least one of the density of openings (3) , the width of the openings (3) , the distance between adjacent open-ings (3) in direction perpendicular to the border (14) between the first section (12) and a second section (13) , a variation of the minimum interconnector width 44, a variation of the overall length of the openings (3) .13.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the bend-ing stiffness of the first section (12) varies from the borders (14) of the first sec-tion (12) to the second sections (13) towards the center (122) of the first section (12) , wherein the bending stiffness reaches a maximum at the center (122) .14.The glass panel (1) according to one of the preceding claims, wherein the stiff-ness reducing pattern (4) has openings (3) having an edge (37) with a protrusion  38) .15.A foldable electronic display device (2) comprising a carrier (20) with a glass panel (1) according to one of the preceding claims.16.The foldable electronic display device (2) , further comprising a display panel (22) attached to the carrier (20) and a cover glass (24) covering the display panel (22) .17.The foldable electronic display device (2) according to one of the two preceding claims, the electronic display device (2) having a repulsive force in folded state in which the glass panel (1) is bent about the first section (12) so that the second sections (13) face each other and so that the side faces (10, 11) of the second sections (13) are parallel to each other, the repulsive force being at least 0.05 N, preferably at least 0.075 N, more preferably at least 0.1 N per millimeter width of the first section (12) measured in a direction along the bending axis (5) .

Images