CN111665664A - 柔性显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种柔性显示装置，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板，设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，以及背光源；所述第一基板包括导光基板和设置于所述导光基板上的第一功能层，所述导光基板包括第一柔性衬底，设置于所述第一柔性衬底远离所述液晶层的一侧的反射层和，设置于所述第一柔性衬底靠近所述液晶层的一侧的导光结构；所述背光源为侧入式背光源，设置于所述第一柔性衬底侧面，所述背光源包括多个发光单元，相邻两个所述发光单元之间具有一弯曲部，所述柔性显示装置划分为多个弯曲单元，每一弯曲单元与一所述发光单元一一对应。

Description

柔性显示装置
技术领域
本申请涉及柔性显示领域，尤其涉及一种柔性显示装置。
背景技术
柔性薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display，常简称为TFT-LCD)具有超薄、质量轻、可卷曲、设计自由度高等特点，在可穿戴设备、手机通讯、电视、商业广告及军事应用中有着广阔的市场前景。然而，受现有的背光源结构的限制，轻、薄、可卷曲的TFT-LCD的实现仍然是一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请目的在于提供一种轻、薄、可卷曲的柔性TFT-LCD。
本申请提供一种柔性显示装置，其包括相对设置的第一基板和第二基板，设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，以及背光源；
所述第一基板包括导光基板和设置于所述导光基板上的第一功能层，所述导光基板包括第一柔性衬底，设置于所述第一柔性衬底远离所述液晶层的一侧的反射层和，设置于所述第一柔性衬底靠近所述液晶层的一侧的导光结构；
所述背光源为侧入式背光源，设置于所述第一柔性衬底侧面，所述背光源包括多个发光单元，相邻两个所述发光单元之间具有一弯曲部，所述柔性显示装置划分为多个弯曲单元，每一弯曲单元与一所述发光单元一一对应。
在一种实施方式中，所述背光源包括多个沿所述导光基板的侧边间隔设置的LED灯、与所述LED灯一一对应设置的多个准直透镜以及封装所述LED灯和所述准直透镜的柔性封装材料，每一所述发光单元包括LED灯与所述LED灯对应设置的准直透镜，所述弯曲部由所述柔性封装材料构成。
在一种实施方式中，所述背光源还包括多个导光部件，所述导光部件与所述发光单元一一对应，设置于所述发光单元与所述导光基板之间。
在一种实施方式中，所述导光部件为梯形棱台，所述梯形棱台的下底面与所述准直透镜的出光面相对设置，所述梯形的上底面与所述第一柔性衬底的侧面相对设置，所述梯形棱台的侧面设置有反射部。
在一种实施方式中，所述第一柔性衬底的折射率为n0；
所述导光结构包括:
设置在所述第一柔性衬底上的第一导光元件，所述第一导光元件的折射率为n1，其中，n1>n0；
覆盖在所述第一导光元件上的折射率为n2的折射层，其中，n2<n0<n1；以及
设置在所述折射层上的折射率层为n3的第二导光元件，其中，n2<n0<n1≤n3。
在一种实施方式中，所述第一导光元件为光散射元件，所述第二导光元件为光汇聚元件。
在一种实施方式中，在所述第二导光元件上覆盖有折射率为n4的平坦化层，n2≤n4≤n3。
在一种实施方式中，所述柔性显示装置包括位于所述导光基板与所述液晶层之间的第一偏光结构和位于所述液晶层的第二基板侧的第二偏光结构。
在一种实施方式中，所述第一偏光结构为金属线栅偏光片。
在一种实施方式中，所述第二基板包括第二柔性衬底和设置于所述第二柔性衬底上的薄膜晶体管阵列层，所述第二偏光结构设置于所述薄膜晶体管阵列层与所述液晶层之间，所述第一偏光结构设置于所述滤色层与所述液晶层之间，所述第一偏光结构和所述第二偏光结构为金属线栅偏光片。
本申请针对现有侧入式或直下式背光难以薄型化和卷曲的问题，以柔性显示装置的一侧的柔性衬底为导光板。在柔性衬底上制作网点、反射层及其他光学结构，将普通侧入式背光中不同光学膜片上的光学结构集成在一张导光基板上。每颗LED灯对应一准直透镜构成一个发光单元。每个发光单元，也可以说准直透镜所对应的显示区域可以作为一个弯曲单元。发光单元之间可弯折，柔性LCD可以以每个发光单元对应的显示区域作为一个弯曲单元进行弯折。准直透镜可以对每颗LED出光进行准直，并利用与导光基板连接的导光部将准直后的光传导至导光基板，从而实现轻、薄、可卷曲的LCD柔性显示。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施方式的柔性显示装置的结构示意图。
图2是本申请一实施方式的柔性显示装置的俯视示意图。
图3是本申请一实施方式的柔性显示装置的背光模组弯曲时的侧面示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，本申请第一实施方式提供一种柔性显示装置100，该种柔性显示装置100可以用于电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
该柔性显示装置100为柔性TFT-LCD。柔性显示装置100包括相对设置的第一基板10和第二基板20，设置于第一基板10和第二基板20之间的液晶层30以及设置于第一基板10一侧的背光源40。
第一基板10包括导光基板11和设置于导光基板11上的第一功能层12。在一个实施方式中，第一基板10为阵列基板。第一功能层12包括薄膜晶体管(TFT)阵列层。导光基板11用于将背光源40发出的光导向柔性显示装置100的显示面，还用于支撑和设置第一功能层12。第一功能层12包括用于显示的各显示元件，例如薄膜晶体管、像素电极、公共电极等。导光基板11包括第一柔性衬底111，设置于第一柔性衬底111远离液晶层30的一侧的反射层112和设置于第一柔性衬底111靠近液晶层30的一侧的导光结构11a。第一柔性衬底111为柔性透明材料，包括但不限于聚酰亚胺(Polyimide，PI)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)等。反射层112例如可以是金属反射膜，也可以是反射微结构。
导光结构11a包括设置在第一柔性衬底111上的第一导光元件113。第一柔性衬底111的折射率为n0，第一导光元件113的折射率为n1，其中，n1>n0。在本实施方式中，第一导光元件113为光散射元件，例如为网点。网点可以对光线起到反射、散射等作用，从而使反射光线形成沿各个方向均匀分布的散射光线。网点的形状可以为圆形、椭圆形、多边形等，也可以是其他不规则图形，此处不做限定。网点可以通过在第一柔性衬底111上涂布折射材料层并利用刻蚀工艺制作。第一导光元件113可以按照一定的规律排列，也可以均匀的分散在第一柔性衬底111的表面，此处不对第一导光元件113的分布进行限定。
在第一导光元件113上覆盖有折射率为n2的折射层114。其中，n2<n0<n1。在折射层114上设置有折射率层为n3的第二导光元件115。其中，n2<n0<n1≤n3。在一个实施方式中，第二导光元件115为光汇聚元件，例如棱镜。棱镜的截面的形状为三角形为例进行示意。在其他实施方式中，棱镜的截面也可以是其他形状，例如梯形，多边形，或弧形等，此处不对棱镜的形状进行限定，棱镜可以为长条状，且多个棱镜可以在第一柔性基材111的出光面上并排排列。棱镜能够对光线起汇聚作用，从而使第一柔性基材111的出光面出射的光线能够汇聚在一定区域内，提高出射光强度。棱镜可以通过涂布折射率层，并利用压印工艺制作。在第二导光元件115上覆盖有折射率为n4的平坦化层116，n2≤n4≤n3。在一个实施方式中，n2≤n4＜n1≤n3。
由于n2<n0，以大角度的入射光会产生全反射，在第一柔性衬底111中向前传播，即朝向远离背光源40的方向传播；由于n0<n1，入射到第一导光元件113的光发生折射并出射到折射层114；由于n2<n3，入射到折射层114的光会以小角度进入第二导光元件115；n4<n3；光从第二导光元件115进入平坦化层116，满足角度的入射光通过第二导光元件115作用准直出射，不满足角度的光被反射后再次进入第一柔性衬底111向前传播。
第二基板20包括第二柔性衬底21和设置于第二柔性衬底21上的第二功能层22。第一功能层12和第二功能层22共同包括彩色滤光膜、黑色矩阵层、及TFT阵列层。本发明对彩色滤光膜、黑色矩阵层、及TFT阵列层的位置并不做限定，第一基板10和第二基板20可以分别为传统的柔性TFT阵列基板与柔性彩膜基板，即第一功能层12包括TFT阵列层，第二功能层22包括彩色滤光膜与黑色矩阵层。或者本发明的LCD显示器也可以采用其他类型的结构，例如黑色矩阵设于阵列侧(Black matrixOn Arry，BOA)结构、或彩色滤光膜设于阵列侧(Color filter On Array，COA)结构，由于BOA结构与COA结构均是现有技术，因此此处不做描述。
液晶层30可以使用本领域中常用的材料，在此不再赘述。
请参考图2，背光源40为侧入式背光源，设置于第一柔性衬底111侧面。从背光源40发出的光经过第一柔性衬底111被导向第二基板20。背光源40与导光基板11共同作为本申请的柔性显示装置100的背光模组发挥作用。
背光源40包括多个发光单元41。相邻两个发光单元41之间具有一弯曲部42。背光源40相邻两个发光单元41之间能够通过弯曲部42发生弯曲/弯折。同时，柔性显示装置100可以划分为多个弯曲单元100a。每一弯曲单元100a与一发光单元41一一对应。柔性显示装置100的弯曲单元100a能够随着发光单元41的弯曲/弯折发生弯曲/弯折。例如，图2中的A-A线就是柔性显示装置100的一条弯折轴线的例子。图3是柔性显示装置100的背光模组沿着A-A线弯折的从左侧看到的侧面示意图。
背光源40包括多个沿导光基板11的侧边间隔设置的LED411、与LED灯411一一对应设置的多个准直透镜412以及封装LED灯411和准直透镜412的柔性封装材料413。准直透镜412覆盖LED灯411的出光面。相邻两个LED灯411以及相邻两个准直透镜412之间由柔性封装材料413连接。每一发光单元41包括LED灯411与LED灯411对应设置的准直透镜412。弯曲部42由柔性封装材料413构成。柔性封装材料413可以为具有透光性的柔性有机材料，例如聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚对苯二甲二乙酯(Polyethylene terephthalate，PET)或其他聚合物材料。
此外，背光源40还包括多个导光部件43。多个导光部件43与发光单元41一一对应，设置于发光单元41与导光基板11之间。导光部件43将从发光单元41发出的光导向导光基板11。在一个实施方式中，导光部件43连接于发光单元41上。具体而言，导光部件43设置于准直透镜412朝向导光基板11一侧。导光部件43之间的位置也可以随着发光单元41之间的弯曲部42的弯折/弯曲一起弯折/弯曲。本申请不限定导光部件43的形状。在本实施方式中，导光部件43形成为一梯形棱台。梯形棱台的下底面d1与准直透镜412的出光面相对设置，梯形的上底面d2与第一柔性衬底111的侧面相对设置，梯形棱台的侧面设置有反射部4131。
此外，柔性显示装置100还包括位于导光基板11与液晶层30之间的第一偏光结构13和位于液晶层30的第二基板20侧的第二偏光结构23。在本申请中，由于将第一基板10的第一柔性衬底111作为导光板，下偏光片需要内置在第一基板10中。本申请对第一偏光结构13和第二偏光结构23的具体结构不做限制，其可以为本申请中常用的偏光板，也可以为金属线栅偏光片。在一个实施方式中，考虑到制造工艺，第一偏光结构13可以采用金属线栅偏光片。
第二基板20侧的第二偏光结构23可以设置在第二基板20远离液晶层30的一侧，也可以内置在第二基板20中。例如，在一个实施方式中，第二基板20还包括位于第二柔性衬底21与液晶层30之间的第二偏光结构23。第二偏光结构23为金属线栅偏光片。
在一个具体的实施方式中，请参考图1，第一偏光结构13设置于第一功能层12，即薄膜晶体管阵列层与液晶层30之间，第二偏光结构23设置于第二功能层22，即滤色层与液晶层30之间，第一偏光结构12和第二偏光结构23为金属线栅偏光片。
本申请针对现有侧入式或直下式背光难以薄型化和卷曲的问题，以柔性显示装置的一侧的柔性衬底为导光板。在柔性衬底上制作网点、反射层及其他光学结构，将普通侧入式背光中不同光学膜片上的光学结构集成在一张导光基板上。每颗LED灯对应一准直透镜构成一个发光单元。每个发光单元，也可以说准直透镜所对应的显示区域可以作为一个弯曲单元。发光单元之间可弯折，柔性LCD可以以每个发光单元对应的显示区域作为一个弯曲单元进行弯折。准直透镜可以对每颗LED出光进行准直，并利用与导光基板连接的导光部将准直后的光传导至导光基板，从而实现轻、薄、可卷曲的LCD柔性显示。
以上对本申请实施方式提供了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种柔性显示装置，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板，设置于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，以及背光源；
所述第一基板包括导光基板和设置于所述导光基板上的第一功能层，所述导光基板包括第一柔性衬底，设置于所述第一柔性衬底远离所述液晶层的一侧的反射层和，设置于所述第一柔性衬底靠近所述液晶层的一侧的导光结构；
所述背光源为侧入式背光源，设置于所述第一柔性衬底侧面，所述背光源包括多个发光单元，相邻两个所述发光单元之间具有一弯曲部，所述柔性显示装置划分为多个弯曲单元，每一弯曲单元与一所述发光单元一一对应。
2.如权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述背光源包括多个沿所述导光基板的侧边间隔设置的LED灯、与所述LED灯一一对应设置的多个准直透镜以及封装所述LED灯和所述准直透镜的柔性封装材料，每一所述发光单元包括LED灯与所述LED灯对应设置的准直透镜，所述弯曲部由所述柔性封装材料构成。
3.如权利要求2所述的柔性显示装置，其特征在于，所述背光源还包括多个导光部件，所述导光部件与所述发光单元一一对应，设置于所述发光单元与所述导光基板之间。
4.如权利要求3所述的柔性显示装置，其特征在于，所述导光部件为梯形棱台，所述梯形棱台的下底面与所述准直透镜的出光面相对设置，所述梯形的上底面与所述第一柔性衬底的侧面相对设置，所述梯形棱台的侧面设置有反射部。
5.如权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一柔性衬底的折射率为n0；
所述导光结构包括:
设置在所述第一柔性衬底上的第一导光元件，所述第一导光元件的折射率为n1，其中，n1>n0；
覆盖在所述第一导光元件上的折射率为n2的折射层，其中，n2<n0<n1；以及
设置在所述折射层上的折射率层为n3的第二导光元件，其中，n2<n0<n1≤n3。
6.如权利要求5所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一导光元件为光散射元件，所述第二导光元件为光汇聚元件。
7.如权利要求5所述的柔性显示装置，其特征在于，在所述第二导光元件上覆盖有折射率为n4的平坦化层，n2≤n4≤n3。
8.如权利要求1所述的柔性显示装置，其特征在于，所述柔性显示装置包括位于所述导光基板与所述液晶层之间的第一偏光结构和位于所述液晶层的第二基板侧的第二偏光结构。
9.如权利要求8所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第一偏光结构为金属线栅偏光片。
10.如权利要求8所述的柔性显示装置，其特征在于，所述第二基板包括第二柔性衬底和设置于所述第二柔性衬底上的薄膜晶体管阵列层，所述第二偏光结构设置于所述薄膜晶体管阵列层与所述液晶层之间，所述第一偏光结构设置于所述滤色层与所述液晶层之间，所述第一偏光结构和所述第二偏光结构为金属线栅偏光片。
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