CN104751773A - 一种柔性显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

为了根据用户需要实现柔性显示器的折叠或伸展，并实现三维实时动画显示，本发明提出一种柔性显示器，包括柔性基板及设置于所述柔性基板上的显示器件，以及在柔性基板的上面或下面布置有各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述阵列电路全部或部分为形状记忆材料，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。本发明还提出一种上述柔性显示器的制造方法，包括：制备柔性基板以及在柔性基板上制备显示器件，并在柔性基板的上面或下面全部或部分沉积形状记忆材料，并利用光刻工艺制备各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。

Description

一种柔性显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种柔性显示器及其制造方法，尤其涉及一种采用形状记忆材料的柔性显示器及其制造方法。

背景技术

柔性显示器是指显示面板可弯曲变形的显示装置，其包括柔性有机电致发光显示器(OLED)、柔性电泳显示器(EPD)、柔性液晶显示器(LCD) 等多种类型。作为新一代的显示器件，因其具有薄而轻、高对比度、快速响应、宽视角、高亮度、全彩色等优点，因此在手机、个人数字助理(PDA)、数码相机、车载显示、笔记本电脑、壁挂电视以及军事领域等具有十分广泛的应用前景。

柔性显示器中使用的是柔性基板，柔性基板由可弯曲的柔性材料制成，从而使显示器可弯曲。聚酰亚胺（Polyimide以下简称PI）等有机聚合物凭借其超强弯曲、抗冲击力以及抗疲劳能力正逐步成为柔性基板的主要材料。由于表面张力的作用，利用PI等有机聚合物作为柔性基板材料，会使柔性显示器在自然状态下处于收缩状态，或者卷曲状态，虽然易于收纳，但在观看显示屏时，为了保证显示器的笔直或平坦，需要外加特殊硬质支架等方式将显示器固定，因此不便于用户的使用。

现有的，有在柔性基板的某些位置加入铰链装置或在柔性显示器的边缘加入塑性支架来实现柔性显示器的自由伸展。然而，随着长期使用，铰链很容易失效，支架也容易损坏，而刚性材料的加入会降低显示器的可变形性，与柔性显示的目的背道而驰，且不具有三维实时动态显示的效果，不利于高端智能化。

发明内容

为了根据用户需要实现柔性显示器的折叠或伸展，并实现三维实时动画显示，本发明提出一种柔性显示器，包括柔性基板及设置于所述柔性基板上的显示器件，在柔性基板的上面或下面布置有各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述阵列电路全部或部分为形状记忆材料，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。

特别地，所述阵列电路全部由具有导电性的形状记忆材料制成，所述形状记忆材料为聚己内酯或聚异戊二烯或环氧聚合物或聚苯胺或聚氨酯或铁锰碳合金或铜锌铝合金或铁硅碳合金。

特别地，所述阵列电路由形状记忆材料与非形状记忆的导电材料的复合材料制成，或者，所述阵列电路上至少部分附着有形状记忆材料，比如所述形状记忆材料成点状结构，布置于所述阵列电路的交叉点上，所述形状记忆材料为合金或形状记忆聚合物或形状记忆陶瓷，所述合金为铁锰碳合金或铜锌铝合金或铁硅碳合金或铁镍合金或铁锰合金或铜锌铝合金或铁锰硅，所述形状记忆聚合物为聚乙烯醇或聚己内酯或聚异戊二烯或环氧聚合物或聚苯胺或聚氨酯。

特别地，所述形状记忆材料以电子墨水的形态置于阵列电路中。

进一步地，所述柔性显示器包括设于阵列电路各线路端口或柔性显示器边缘的控制器，所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状。

特别地，所述控制器为光学激励发射器和接收器或电学激励发射器和接收器或力学激励发射器和接收器。

进一步地，所述柔性显示器的至少一个边缘布置有形状记忆材料。

一种柔性显示器的制造方法，包括制备柔性基板以及在柔性基板上制备显示器件，并在柔性基板的上面或下面全部或部分沉积形状记忆材料，并利用光刻工艺制备各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。

特别地，所述方法包括制备点状结构的形状记忆材料，将其沉积于所述阵列电路的交叉点上。

进一步地，所述制造方法还包括在阵列电路的各线路端口处或柔性显示器的边缘设置控制器，使所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状。

进一步地，所述制造方法还包括在所述柔性显示器的至少一个边缘上布置形状记忆材料。

本发明的柔性显示器，可以实现显示器在使用过程中的笔直与伸展，同时又能呈现三维实时动画，并使用户体验到触觉感受。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1 为实施例一的柔性显示器的示意图。

图2为实施例一的柔性显示器的剖面图。

图3为实施例一的柔性显示器制造方法的流程示意图。

图4为实施例二的柔性显示器的示意图。

图5为实施例二的柔性显示器的剖面图。

图6为实施例二的柔性显示器实现三维动画的原理示意图。

图7为实施例二的柔性显示器制造方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一

如图1和图2所示，为柔性显示器的结构示意图，本实施例的柔性显示器为有源矩阵有机发光显示器（AMOLED），11为柔性基板，在柔性基板11上布置有显示器件（未示出）和第一阵列电路（未示出）。作为优选，柔性基板为有机聚合物PI，当然也可以根据需要选择金属或玻璃为柔性基板材料。显示器件包括有源矩阵有机发光二极管、像素电极、公共电极等。第一阵列电路由矩阵分布的数据线和栅极线构成，相邻两条数据线和栅极线围成一个矩形区域，每个矩形区域对应一个像素。该柔性显示器还包括一个前板（未示出），位于柔性显示器的顶部。

在柔性基板11的上面（也可以为下面）布置有第二阵列电路12，包括多个矩阵分布并相交形成多个交叉点123的列线121和行线122，它们由形状记忆材料制成。形状记忆材料是一种在物理激励下可以产生形变，而在物理激励撤除后恢复原来形状的材料，该物理激励为光学、电学或力学等物理激励。

特别地，当第二阵列电路12位于柔性基板11的上面时，可以在柔性基板11与显示器件中间，也可以在显示器件的上面。交叉点123的位置可以与像素相对应，也可以不相对应。

本实施例中，列线121和行线122所选用的形状记忆材料为聚己内酯，具有导电性，当然也可以选用聚异戊二烯、环氧聚合物、聚苯胺、聚氨酯、铁锰碳合金、铜铝锌合金或铁硅碳合金等其他具有导电性的形状记忆材料，也可以为铁镍合金、铁锰合金、铜锌铝合金、铁锰硅合金或陶瓷等非导电性形状记忆材料与普通非形状记忆性导电材料复合化的复合材料。

如图1所示，在列线121的各端口处有多个列紫外光发射器131和列紫外光接收器141，行线122的各端口处有多个行紫外光发射器132和行紫外光接收器142，分别控制其对应的列线和行线。当开启紫外光发射器和接收器131、132、141和142时，列线121和行线122在列紫外光发射器131和行紫外光发射器132的光耦合作用下发生形变，从而能够根据用户需要实现显示器的折叠或伸展。同时，通过控制紫外光发射器131和132，可使交叉点123产生三维微观运动，从而实现柔性显示器的三维实时动画，并使用户体验到因交叉点运动而带来的触觉感受。

本实施例优选紫外光发射器和接收器为控制器，以对由形状记忆材料制成的第二阵列电路12产生物理激励，当然也可以选用其他光学激励控制器或电学激励控制器或力学激励控制器。控制器可以用引线引出并设置于柔性显示器的边缘，以方便操作。

作为优选，柔性显示器的至少一个边缘布置有形状记忆材料，该形状记忆材料在控制器的激励下伸展，从而进一步保证了柔性显示器在使用过程中的笔直和平坦。

作为优选，本实施例中，柔性基板11上还沉积有多层薄膜层，该多层薄膜层为有机物与无机物的薄膜交叠层，有机薄膜可选择丙烯酸树脂或聚对苯二甲酸类塑料或压敏胶或聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对二甲苯等，无机薄膜可选择氧化硅或氮化硅或氧化铝或二氧化钛或石墨烯等，所述薄膜交叠层的周期为n，1≤n＜10。

本实施例为有源矩阵有机发光显示器（AMOLED），但同样适用于无源矩阵有机发光显示器（PMOLED）或薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）或电泳显示器(EPD，特别地，当柔性显示器为EPD时，第二阵列电路由全部或部分含有形状记忆材料颗粒的电子墨水形成。

如图3所示，本实施例还提供制造以上所述柔性显示器的方法，包括：

步骤101，在柔性基板上利用物理气相沉积和化学气相沉积的方式制备多层薄膜层，该多层薄膜层为有机物与无机物的薄膜交叠层，有机薄膜可选择丙烯酸树脂或聚对苯二甲酸类塑料或压敏胶或聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对二甲苯等，无机薄膜可选择氧化硅或氮化硅或氧化铝或二氧化钛或石墨烯等，所述薄膜交叠层的周期为n，1≤n＜10；

步骤102，在柔性基板上制备显示器件和第一阵列电路；

步骤103，利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法在柔性基板的下面或显示器件的上面或下面沉积形状记忆材料，并利用光刻工艺制备各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的第二阵列电路，所述形状记忆材料在物理激励下可产生形变，并在激励撤除后恢复原来形状； 

步骤104，在第二阵列电路的各线路端口处或柔性显示器的边缘设置控制器，使所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状；

步骤105，在柔性显示器的至少一个边缘上利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法沉积形状记忆材料。

利用该方法制造的柔性显示器，可以保证显示器在使用过程中的笔直与伸展，同时又能呈现三维实时动画，并使用户体验到触觉感受。

实施例二

如图4和图5所示，为柔性显示器的结构示意图，本实施例的柔性显示器为有源矩阵有机发光显示器（AMOLED），21为柔性基板，在柔性基板上布置有显示器件（未示出）和第一阵列电路（未示出）。柔性基板为有机聚合物PI，当然也可以根据需要选择金属或玻璃为柔性基板材料。显示器件包括有源矩阵有机发光二极管、像素电极、公共电极等。第一阵列电路由矩阵分布的数据线和栅极线构成，相邻两条数据线和栅极线围成一个矩形区域，每个矩形区域对应一个像素。该柔性显示器还包括一个前板（未示出），位于柔性显示器的顶部。

在柔性基板21的上面（也可以为下面）布置有第二阵列电路22，包括多个矩阵分布并相交形成多个交叉点223的列线221和行线222，它们由普通的导电材料制成，优选为硅橡胶。在交叉点223上布置有形状记忆元件224，所述形状记忆元件234为点状结构的形状记忆材料聚乙烯醇，也可以选用其他形状记忆聚合物，如聚己内酯、聚异戊二烯、环氧聚合物、聚苯胺、聚氨酯，或选用合金，如铁锰碳合金、铜锌铝合金、铁硅碳合金、铁镍合金、铁锰合金，铜锌铝合金、铁锰硅，也可以选用形状记忆陶瓷，形状记忆元件224在物理激励下可产生形变，并在激励撤除后恢复原来形状。

特别地，当第二阵列电路22位于柔性基板21的上面时，可以在柔性基板21与显示器件中间，也可以在显示器件的上面。交叉点223的位置可以与像素相对应，也可以不相对应。

如图6所示，在列线221的各端口处有多个列紫外光发射器231和列紫外光接收器241，行线222的各端口处有多个行紫外光发射器232和行紫外光接收器242，分别控制其对应的列线和行线。每个形状记忆元件224有对应的紫外光发射器和接收器控制并发生形变，从而能够根据用户需要实现显示器的折叠或伸展。

如图6所示，通过控制与图中标号为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L和M的形状记忆元件相对应的紫外光发射器，可使这些形状记忆元件产生微观运动，从而实现柔性显示器呈现图形笑脸。由于形状记忆元件可在三维空间内产生微观运动，因此柔性显示器可呈现三维实时动画，并使用户体验到因形状记忆元件的运动而带来的触觉感受。为了说明的方便，本实施例只描述了简单图形的显示原理，可以理解的是，通过对第二阵列电路和控制器的设计可以实现非常复杂的动态画面。

本实施例优选紫外光发射器和接收器为控制器，以对形状记忆元件224产生物理激励，当然也可以选用其他光学激励控制器或电学激励控制器或力学激励控制器。控制器可以用引线引出并设置于柔性显示器的边缘，以方便操作。

作为优选，柔性显示器的至少一个边缘布置有形状记忆材料，该形状记忆材料在控制器的激励下伸展，从而进一步保证了柔性显示器在使用过程中的笔直和平坦。

作为优选，本实施例中，柔性基板21上还沉积有多层薄膜封装层，该多层薄膜封装层为有机物与无机物的薄膜交叠层，有机薄膜可选择丙烯酸树脂或聚对苯二甲酸类塑料或压敏胶或聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对二甲苯等，无机薄膜可选择氧化硅或氮化硅或氧化铝或二氧化钛或石墨烯等，所述薄膜交叠层的周期为n，1≤n＜10。

本实施例为有源矩阵有机发光显示器（AMOLED），但同样适用于无源矩阵有机发光显示器（PMOLED）或薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）或电泳显示器(EPD。特别地，当柔性显示器为EPD时，第二阵列电路由电子墨水形成，形状记忆元件以电子墨水的形态存在于阵列电路的交叉点位置上或以点状固体结构布置于阵列电路的交叉点位置上。

如图7所示，本实施例还提供制造以上所述柔性显示器的方法，包括：

步骤201，在柔性基板上利用物理气相沉积和化学气相沉积的方式制备多层薄膜层，该多层薄膜层为有机物与无机物的薄膜交叠层，有机薄膜可选择丙烯酸树脂或聚对苯二甲酸类塑料或压敏胶或聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对二甲苯等，无机薄膜可选择氧化硅或氮化硅或氧化铝或二氧化钛或石墨烯等，所述薄膜交叠层的周期为n，1≤n＜10；

步骤202，在柔性基板上制备显示器件和第一阵列电路；

步骤203，利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法在柔性基板的下面或显示器件的上面或下面沉积导电材料，并利用光刻工艺制备行线；

步骤204，利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法在将形成的第二阵列电路交叉点位置上沉积点状形状记忆材料，形成形状记忆元件；

步骤205，利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法沉积导电材料，并利用光刻工艺制备列线，行线与列线相交构成第二阵列电路；

步骤206，在第二阵列电路的各线路端口处或柔性显示器的边缘设置控制器，使所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状；

步骤207，在柔性显示器的至少一个边缘上利用喷墨打印或物理气相沉积或化学气相沉积的方法沉积形状记忆材料。

利用该方法制造的柔性显示器，可以保证显示器在使用过程中的笔直与伸展，同时又能呈现三维实时动画，并使用户体验到触觉感受。

以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种柔性显示器，包括柔性基板及设置于所述柔性基板上的显示器件，其特征在于，在柔性基板的上面或下面布置有各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述阵列电路全部或部分为形状记忆材料，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。

2.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述阵列电路全部由具有导电性的形状记忆材料制成。

3.根据权利要求2所述的柔性显示器，其特征在于，所述具有导电性的形状记忆材料为聚己内酯或聚异戊二烯或环氧聚合物或聚苯胺或聚氨酯或铁锰碳合金或铜锌铝合金或铁硅碳合金。

4.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述阵列电路由形状记忆材料与非形状记忆的导电材料的复合材料制成。

5.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述阵列电路上至少部分附着有形状记忆材料。

6.根据权利要求5所述的柔性显示器，其特征在于，所述形状记忆材料成点状结构，布置于所述阵列电路的交叉点上。

7.根据权利要求4或5或6所述的柔性显示器，其特征在于，所述形状记忆材料为合金或形状记忆聚合物或形状记忆陶瓷，所述合金为铁锰碳合金或铜锌铝合金或铁硅碳合金或铁镍合金或铁锰合金或铜锌铝合金或铁锰硅，所述形状记忆聚合物为聚乙烯醇或聚己内酯或聚异戊二烯或环氧聚合物或聚苯胺或聚氨酯。

8.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述形状记忆材料以电子墨水的形态置于阵列电路中。

9.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述柔性显示器包括设于阵列电路各线路端口或柔性显示器边缘的控制器，所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状。

10.根据权利要求9所述的柔性显示器，其特征在于，所述控制器为光学激励发射器和接收器或电学激励发射器和接收器或力学激励发射器和接收器。

11.根据权利要求1所述的柔性显示器，其特征在于，所述柔性显示器的至少一个边缘布置有形状记忆材料。

12.一种柔性显示器的制造方法，包括制备柔性基板以及在柔性基板上制备显示器件，其特征在于，还包括在柔性基板的上面或下面全部或部分沉积形状记忆材料，并利用光刻工艺制备各线路矩阵分布并相交形成多个交叉点的阵列电路，所述形状记忆材料在物理激励下产生形变且可恢复。

13.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，制备点状结构的形状记忆材料，将其沉积于所述阵列电路的交叉点上。

14.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在阵列电路的各线路端口处或柔性显示器的边缘设置控制器，使所述形状记忆材料在所述控制器的物理激励下产生形变，且在所述控制器停止物理激励后恢复激励前形状。

15.根据权利要求12所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括在所述柔性显示器的至少一个边缘上布置形状记忆材料。