WO2022111080A1 - 一种柔性支撑层及柔性显示装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种柔性支撑层及柔性显示装置，柔性支撑层用于柔性显示装置中，沿柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层材料的含量呈增大趋势。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年11月25日提交中国专利局、申请号为202011335061.5、申请名称为“一种柔性支撑层及柔性显示装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本公开涉及显示技术领域，特别涉及一种柔性支撑层及柔性显示装置。
柔性显示是显示技术的重要发展方向，该技术具有可弯曲、不易碎、超轻超薄、低功耗和便携等特点，在电子书、移动通信、笔记本、电视、公共信息等领域具有广阔的应用前景和良好的发展预期。
发明内容
本公开实施例提供的一种柔性支撑层，所述柔性支撑层用于柔性显示装置中，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述柔性支撑层材料的含量呈增大趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述柔性支撑层具有多个沟槽，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的占比呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述多个沟槽呈阵列排布，各所述沟槽的尺寸相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的个数呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述多个沟槽呈阵列排布，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的个数相同， 且不同单位体积内所述沟槽的尺寸呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，各所述沟槽的深度相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，不同单位体积内所述沟槽的长度相同，不同单位体积内所述沟槽的宽度呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，各所述沟槽的深度相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，不同单位体积内所述沟槽的长度呈降低趋势，不同单位体积内所述沟槽的宽度相同。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述沟槽为贯穿所述柔性支撑层的通孔。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，所述沟槽的长度和宽度均相同，不同单位体积内所述沟槽的深度呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述沟槽的形状包括矩形、方形、圆形、椭圆形或不规则形。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，所述柔性支撑层的材料为金属，所述金属的材质为不锈钢或形状记忆类合金。
相应地，本公开实施例还提供了一种柔性显示装置，包括：
柔性衬底；
柔性显示器件，位于所述柔性衬底上；
本公开实施例提供的上述柔性支撑层，位于所述柔性衬底背离所述柔性显示器件的一侧。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性显示装置中，还包括：位于所述柔性显示器件和所述柔性衬底之间的驱动电路层，位于所述柔性衬底和所述柔性支撑层之间的背膜，以及位于所述柔性显示器件背离所述柔性衬底一侧依次层叠设置的封装层、第一胶层、偏光片、触控层、第二胶层和盖板。
图1为相关技术中提供的一种柔性显示装置的截面结构示意图；
图2为本公开实施例提供的柔性显示装置卷曲圈数与应力的关系示意图；
图3为本公开实施例提供的一种柔性支撑层的俯视结构示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种柔性支撑层的俯视结构示意图；
图5为本公开实施例提供的又一种柔性支撑层的俯视结构示意图；
图6为本公开实施例提供的又一种柔性支撑层的俯视结构示意图；
图7为本公开实施例提供的一种柔性显示装置的截面结构示意图。
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
对于柔性显示模组，由于其需要进行不同形态的变形，如卷曲、折叠等，其模组资材厚度一直在进行薄化，如传统用的玻璃盖板换成柔性的CPI(透明PI)盖板。但在产品使用过程中，除了需要模组能做柔性变形外，也需要具有一定的支撑和回弹性，保证使用过程中的使用体验和触控质感，因此一般会在显示模组上贴合回弹性能较优的金属支撑件，传统柔性显示模组如图1所示，从上至下包括依次层叠设置的盖板11、第二胶层10、触控层9、偏光片8、第一胶层7、封装层6、发光器件5、驱动电路层4、柔性衬底3、背膜2和柔性支撑层1，柔性支撑层1整面均匀设置，柔性支撑层1还具有遮光、电磁屏蔽、导热等作用。
对于新形态运动模式的柔性显示模组，比如卷曲产品，往往会进行3圈以上的卷绕，为了让显示模组按照理想模式进行卷曲和展开，需要对显示模组施加一定应力。但由于显示模组本身具有一定厚度，在卷曲和展平过程中，显示模组的内外侧膜层会受到一定的应变累积，随着柔性显示面板的连续卷绕，应力将逐渐累积。以卷曲为例，如图2所示，图2为柔性显示模组在卷曲过程中卷轴尾端位置的材料所受到最大应力与卷曲圈数之间关系，可见随着卷曲圈数的增加，卷轴尾端位置的材料受到应力积累较大，容易成为失效起始源。因此，在柔性显示模组连续卷绕以形成滚筒状结构时，使得远离滚筒状结构的中心轴的部分积累了较多的应力，即使得卷绕末端处积累了较多的应力，从而使得柔性显示模组中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，降低了柔性显示模组的信赖性。
为了减少卷绕末端处积累的应力，本公开实施例提供了一种柔性支撑层，如图3-图6所示，该柔性支撑层1用于柔性显示装置中，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，单位体积内柔性支撑层1材料的含量呈增大趋势。
本公开实施例提供的上述柔性支撑层，该柔性支撑层1用于柔性显示装置中，且沿柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层1材料的含量呈增大趋势。即本公开通过设置可调模量的柔性支撑层1资材，在卷曲内圈层部分调低资材等效模量，满足卷曲变形需求，在卷曲外圈层部分调高资材等效模 量，尽量减少应变累积导致的资材变形。在本发明实施例的柔性支撑层1应用在柔性显示装置中时，可以采用调整柔性支撑层材料的等效模量来减轻卷曲最外圈材料承受的应变累积，从而避免卷绕末端处积累较多的应力，从而避免柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。另外，由于柔性显示装置中柔性衬底上层的膜材生产过程大多都是卷材裁切成型，并且为了满足厚度和光学功能的均匀性，较难进行等效模量调整，本公开通过采用图形化柔性支撑层，可以重新调整显示装置整体材料在不同区域的等效模量，以满足不同变形模式对柔性支撑层的要求。
需要说明的是，模量是指材料在受力状态下应力与应变之比。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。一般材料的含量越大，刚度也越大。因此可以理解的是，前述所说的沿柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层材料的含量呈增大趋势，也即沿柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层材料的模量呈增大趋势，也即柔性支撑层材料的刚度呈增大趋势。
具体地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图3-图6所示，沿柔性显示装置的卷曲方向，柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势。膜层模量大时，受相同应力变形量较小，可以吸收较大的外界应力而不导致膜层间断裂，因此模量较大的外圈层可以吸收较大的外界应力而不导致膜层间断裂；膜层模量小时，受相同应力变形量较大，可以通过自身形变量吸收应变累积，因此模量较小的内圈层可以通过自身形变量吸收应变累积。因此本公开通过采用图形化柔性支撑层，可以重新调整显示装置整体材料在不同区域的等效模量，以满足不同变形模式对柔性支撑层的要求。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图3-图6所示，柔性支撑层1具有多个沟槽01，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，单位体积内沟槽01的占比呈降低趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图3所示，多个沟槽01呈阵列排布，各沟槽01的尺寸相同，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，单位体积内沟槽01的个数呈降低趋势。即沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的密度呈降低趋势，不同开孔密度对膜层模量的影响可以通过实物测试总结出影响规律，也可以通过有限元模拟分析进行评估。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图4和图5所示，多个沟槽01呈阵列排布，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，单位体积内沟槽01的个数相同，且不同单位体积内沟槽01的尺寸呈降低趋势。即本公开通过将沟槽01的尺寸设置呈降低趋势，相应地柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势，从而减小柔性显示装置卷曲过程中外圈层的应力累积，从而避免柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图4所示，各沟槽01的深度相同，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，不同单位体积内沟槽01的长度相同，不同单位体积内沟槽01的宽度呈降低趋势。沟槽01的尺寸可以体积表示，体积为长×宽×高(深度)，长和高相同，宽呈降低趋势，因此沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的体积呈降低趋势，相应地柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势，从而减小柔性显示装置卷曲过程中外圈层的应力累积，从而避免柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图5所示，各沟槽01的深度相同，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，不同单位体积内沟槽01的长度呈降低趋势，不同单位体积内沟槽01的宽度相同。沟槽01的尺寸可以体积表示，体积为长×宽×高(深度)，宽和高相同，长呈降低趋势，因此沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的体积呈降低趋势，相应地柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势，从而减小柔性显示装置卷曲过程中外 圈层的应力累积，从而避免柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。
如图4和图5所示，本公开通过对开孔形状进行微调，进行实现对膜层等效模量的调控。根据现有力学计算经验，开孔的形状会对等效模量有影响。在柔性支撑层材料区域以矩形开孔为例，通过调整不同区域的矩形孔的长宽尺寸，可以实现等效模量的调整。具体的方案也可以参考有限元模拟和实物测试结果。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图4和图5所示，沟槽01可以为贯穿柔性支撑层1的通孔。具体地，对柔性支撑层进行开孔的加工工艺主要包括蚀刻、冲压、线切割和激光切割等，沟槽01设置成为贯穿柔性支撑层1的通孔，这样可以控制制作沟槽的工艺条件一致，方便制作。
需要说明的是，图4和图5是以沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的密度(开孔密度)相同为例，图4仅通过改变不同沟槽01的宽度来实现沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，柔性支撑层1的模量呈增大趋势。图5仅通过改变不同沟槽01的长度来实现沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，柔性支撑层1的模量呈增大趋势。当然，也可以采用沿柔性显示装置的卷曲方向，沟槽01的密度(开孔密度)呈降低趋势，且沟槽01的长度和/或宽度也呈降低趋势，通过合理调整沟槽01的密度和沟槽01的长度和/或宽度也可以实现沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图6所示，沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的长度和宽度均相同，不同单位体积内沟槽01的深度呈降低趋势。沟槽01的尺寸可以体积表示，体积为长×宽×高(深度)，长和宽相同，高呈降低趋势，因此沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的体积呈降低趋势，相应地柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势，从而减小柔性显示装置卷曲过程中外圈层的应力累积，从而避免 柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。
具体地，图6以沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，沟槽01的密度(开孔密度)相同为例，仅通过改变不同沟槽01的深度来实现沿柔性显示装置的卷曲方向(箭头所示)，柔性支撑层1的模量呈增大趋势。当然，也可以采用沿柔性显示装置的卷曲方向，沟槽01的密度(开孔密度)呈降低趋势，且沟槽01的深度也呈降低趋势，通过合理调整沟槽01的密度和沟槽01的深度也可以实现沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内柔性支撑层1材料的模量呈增大趋势。
具体地，对柔性支撑层进行开孔的加工工艺主要包括蚀刻、冲压、线切割和激光切割等，根据产品需求，综合成本优劣可择优考虑各种加工方案。要实现图6中不同深度的开孔方案，开孔深度调整主要考虑蚀刻的方案，控制蚀刻药液和反应时间调节实现盲孔开孔深度设计。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图3-图6所示，沟槽01的形状可以为矩形，但不限定为矩形孔，也可以为方形、圆形、椭圆形或不规则形孔。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性支撑层中，如图3-图6所示，柔性支撑层1的材料可以为金属，金属的材质可以为不锈钢或形状记忆类合金。
综上，本公开针对实现柔性支撑层对卷曲应变累积的设计进行保护，保护三种调节应变累积(等效模量)的技术方案，(1)开孔密度调整(2)开孔尺寸调整(3)开孔深度调整。整个设计可以根据需求实现不同区域具有不同等效模量的目的，满足新形态显示模组消除运动过程中产生应变累积需求，具体设计可以参考实例总结的经验公式或仿真模拟得出的计算值。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种柔性显示装置，如图7所示，包括：
柔性衬底3；
柔性显示器件5，位于柔性衬底3上；
上述柔性支撑层1，位于柔性衬底3背离柔性显示器件5的一侧。
该显示装置解决问题的原理与前述显示面板相似，因此该显示装置的实施可以参见前述显示面板的实施，重复之处在此不再赘述。
可选地，在本公开实施例提供的上述柔性显示装置中，如图7所示，还包括：位于柔性显示器件5和柔性衬底3之间的驱动电路层4，位于柔性衬底3和柔性支撑层1之间的背膜2，以及位于柔性显示器件5背离柔性衬底3一侧依次层叠设置的封装层6、第一胶层7、偏光片8、触控层9、第二胶层10和盖板11。
当然，本公开实施例提供的柔性显示装置还可以包括本领域技术人员熟知的其他功能性膜层，在此不做详述。
具体地，本公开实施例提供的柔性显示装置为有机发光显示装置。
本公开实施例提供的上述显示装置可以为手机、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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本公开的限制。
本公开实施例提供的上述柔性支撑层及柔性显示装置，该柔性支撑层用于柔性显示装置中，且沿柔性显示装置的卷曲方向，柔性支撑层材料的含量呈增大趋势。即本公开通过设置可调模量的柔性支撑层资材，在卷曲内圈层部分调低资材等效模量，满足卷曲变形需求，在卷曲外圈层部分调高资材等效模量，尽量减少应变累积导致的资材变形。在本发明实施例的柔性支撑层应用在柔性显示装置中时，可以采用调整柔性支撑层材料的模量来减轻卷曲最外圈材料承受的应变累积，从而避免卷绕末端处积累较多的应力，从而避免柔性显示装置中各层结构在卷绕末端容易断裂或各层结构之间在卷绕末端处容易剥离开来的情况，提高了柔性显示装置的信赖性。另外，由于柔性显示装置中柔性衬底上层的膜材生产过程大多都是卷材裁切成型，并且为了满足厚度和光学功能的均匀性，较难进行模量调整，本公开通过采用图形化柔性支撑层，可以重新调整显示装置整体材料在不同区域的等效模量，以满足 不同变形模式对柔性支撑层的要求。
尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样，倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
- 一种柔性支撑层，所述柔性支撑层用于柔性显示装置中，其中，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述柔性支撑层材料的含量呈增大趋势。
- 如权利要求1所述的柔性支撑层，其中，所述柔性支撑层具有多个沟槽，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的占比呈降低趋势。
- 如权利要求2所述的柔性支撑层，其中，所述多个沟槽呈阵列排布，各所述沟槽的尺寸相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的个数呈降低趋势。
- 如权利要求2所述的柔性支撑层，其中，所述多个沟槽呈阵列排布，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，单位体积内所述沟槽的个数相同，且不同单位体积内所述沟槽的尺寸呈降低趋势。
- 如权利要求4所述的柔性支撑层，其中，各所述沟槽的深度相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，不同单位体积内所述沟槽的长度相同，不同单位体积内所述沟槽的宽度呈降低趋势。
- 如权利要求4所述的柔性支撑层，其中，各所述沟槽的深度相同，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，不同单位体积内所述沟槽的长度呈降低趋势，不同单位体积内所述沟槽的宽度相同。
- 如权利要求5或6所述的柔性支撑层，其中，所述沟槽为贯穿所述柔性支撑层的通孔。
- 如权利要求2所述的柔性支撑层，其中，沿所述柔性显示装置的卷曲方向，所述沟槽的长度和宽度均相同，不同单位体积内所述沟槽的深度呈降低趋势。
- 如权利要求1所述的柔性支撑层，其中，所述沟槽的形状包括矩形、方形、圆形、椭圆形或不规则形。
- 如权利要求1所述的柔性支撑层，其中，所述柔性支撑层的材料为金属，所述金属的材质为不锈钢或形状记忆类合金。
- 一种柔性显示装置，其中，包括：柔性衬底；柔性显示器件，位于所述柔性衬底上；如权利要求1-10任一项所述的柔性支撑层，位于所述柔性衬底背离所述柔性显示器件的一侧。
- 如权利要求11所述的柔性显示装置，其中，还包括：位于所述柔性显示器件和所述柔性衬底之间的驱动电路层，位于所述柔性衬底和所述柔性支撑层之间的背膜，以及位于所述柔性显示器件背离所述柔性衬底一侧依次层叠设置的封装层、第一胶层、偏光片、触控层、第二胶层和盖板。
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