柔性屏折叠盖板及其制备方法和柔性显示模组与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种柔性屏折叠盖板及其制备方法和柔性显示模组。

背景技术：

柔性屏折叠盖板作为可弯折柔性屏的重要组成部分，设置在柔性屏的最外端。随着显示技术的不断发展，弯折性能好的柔性屏越来越备受市场青睐，进而对柔性屏折叠盖板的弯折性能也提出了更高的要求。现有的柔性屏折叠盖板多采用无色透明聚酰亚胺(colorlesspolyimide,cpi)搭配硬化涂层或超薄玻璃(ultrathinglass,utg)制备，然而柔性屏采用以上盖板时弯折性能却不乐观，存在弯折性能差的问题，因此，未实现预计弯折次数就出现裂纹、表面划伤及内部断线等异常。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种柔性屏折叠盖板及其制备方法，另外，本发明还提供一种应用所述柔性屏折叠盖板的柔性显示模组，以解决现有柔性屏折叠盖板弯折性能差的问题。

根据本发明的第一方面，本发明实施例提供了一种柔性屏折叠盖板，该柔性屏折叠盖板包括：柔性基材；以及形成于所述柔性基材表面的覆盖层；其中，所述覆盖层包括至少一层负泊松比材料层。

在一个实施例中，所述负泊松比材料层的厚度为15-70nm。

在一个实施例中，所述覆盖层的材料选自以下材料中的一种或多种：二氧化硅、石墨烯、聚四氟乙烯和铟锡合金。

在一个实施例中，所述柔性基材包括层叠设置的第一基材和第二基材；所述覆盖层包括形成于所述第一基材表面的至少一层第一负泊松比材料层和形成于所述第二基材表面的远离所述第一负泊松比材料层的至少一层第二负泊松比材料层。

在一个实施例中，所述第一基材和所述第二基材由相同或不同的材料制成。

在一个实施例中，所述柔性基材的材料选自无色透明聚酰亚胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物或超薄玻璃。

在一个实施例中，所述柔性基材的厚度小于所述覆盖层的厚度。

在一个实施例中，所述覆盖层的厚度为20-90μm。

根据本发明的第二方面，本发明实施例提供了一种柔性显示模组，包括上述任一所述的柔性屏折叠盖板。

根据本发明的第三方面，本发明实施例提供了一种柔性屏折叠盖板的制备方法，包括以下步骤：提供柔性基材；在所述柔性基材表面形成覆盖层；其中，所述覆盖层包括至少一层负泊松比材料层。

在一个实施例中，所述在所述柔性基材表面形成覆盖层包括：提供模具，所述模具具有多个内凹结构单元；将所述模具覆盖于所述柔性基材的表面形成多个网格状间隙，在所述多个网格间隙处形成所述覆盖层；利用热处理工艺使所述模具与所述覆盖层脱离。

在一个实施例中，所述在所述柔性基材表面形成覆盖层包括：在所述柔性基材的表面形成一层沉积层；提供模具，所述模具具有多个内凹结构开口单元，将所述模具覆盖于所述沉积层的表面；刻蚀去除所述开口单元处的沉积材料形成所述覆盖层。

本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板及其制备方法和柔性显示模组，通过将包括至少一层负泊松比材料层的覆盖层设置在柔性基材的表面，由于折叠盖板表层的覆盖层具有负泊松比特性，减缓了盖板受力时的应力集中，降低了盖板表面出现裂纹甚至断裂的风险，进而提高了柔性屏折叠盖板的弯折性能。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。

图2所示为本发明另一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。

图3所示为本发明再一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的柔性显示模组中柔性屏的结构示意图。

图5所示为本发明一实施例提供的柔性屏受力作用时不同膜层的受力分析示意图。

图6所示为本发明一实施例提供的柔性屏折叠盖板的制备方法的流程图。

图7所示为本发明一实施例提供的覆盖层中负泊松比材料层的形成过程示意图。

图8所示为本发明一实施例提供的柔性屏折叠盖板中覆盖层的制备流程图。

图9所示为本发明另一实施例提供的柔性屏折叠盖板中覆盖层的制备流程图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有的柔性屏折叠盖板存在弯折性能较差的技术问题。本申请发明人在研发过程中发现，柔性屏在使用过程中存在内折和外折两种情况，内折时，设置在表面的折叠盖板受压；外折时，设置在表面的折叠盖板受拉，对于弯折时的受力情况，折叠盖板对压应力具有较大的承受力，但过大的拉应力对折叠盖板极易产生不利影响。现有柔性屏达不到预计弯折次数的一大原因是由于在屏体外折时，设置在最外侧的折叠盖板受到拉应力，较大的拉应力使表面产生较大的拉应变，进而导致折叠盖板产生表面裂纹甚至断裂。为了解决上述问题，发明人设计了一种负泊松比柔性屏折叠盖板，由于负泊松比材料的内部结构为球状腔，在受到单一方向的拉伸时，垂直于拉力方向会发生膨胀；在受到单一方向的压缩时，垂直于压力方向发生压缩；在受到卷曲时，由于受拉方向向外膨胀，与其垂直方向上也向外膨胀，中间形成了压力较小的区域带，因此可减缓柔性屏折叠盖板受力时的应力状态，进而提高柔性屏折叠盖板的弯折性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。如图1所示，该柔性屏折叠盖板100包括：柔性基材10，以及形成于柔性基材10表面的覆盖层20，其中，覆盖层20包括至少一层负泊松比材料层21。

具体地，覆盖层20设置在柔性基材10的上表面，当柔性屏折叠盖板100受到作用力时，覆盖层20为最先受力面。当柔性屏折叠盖板100受到外折作用力时，覆盖层20受到拉应力作用，负泊松比材料层21在单一方向受拉，垂直于拉力的方向发生膨胀，折叠盖板弯折处的应力集中效应减弱，柔性屏折叠盖板100的表面产生的拉应变较小，从而降低表面出现裂纹甚至断裂的风险。需要说明的是，覆盖层20中负泊松比材料层21的数量可以是一层、两层、三层以及多层，本发明实施例对负泊松比材料层21的具体层数不做具体限定，只要有利于柔性屏折叠盖板100的弯折即可。覆盖层20的材料可选自以下材料中的一种或多种：二氧化硅、石墨烯、聚四氟乙烯和铟锡合金。然而应当理解，覆盖层材料的具体选择可根据实际需求而调整，本发明实施例不限定覆盖层材料的具体选择。

本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板100，通过将包括至少一层负泊松比材料层21的覆盖层20设置在柔性基材10的表面，由于外层的覆盖层20具有负泊松比特性，减缓了盖板受力时的应力集中，降低了盖板表面出现裂纹甚至断裂的风险，进而提高了柔性屏折叠盖板100的弯折性能。

在本发明一实施例中，柔性基材10的材料可选自无色透明聚酰亚胺(colorlesspolyimide，cpi)、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、环烯烃聚合物(cycloolefinpolymer，cop)或环烯烃共聚物(cyclicolefincopolymer，coc)，以上高分子材料具有较好的柔软性，但硬度较低。由于材料的硬度h可表示成关于弹性模量e和泊松比v的表达式h＝[e/(1-v²)]^γ，随着负泊松比绝对值的增加而愈加明显。当v接近–1时，抵抗压痕的阻力会趋近于无穷大。当负泊松比材料受冲击载荷时，材料受冲击区域聚集变得更加致密，抵抗压痕的能力得到提高。传统材料则正好相反，冲击载荷会使材料向两侧分离，硬度明显低于负泊松比材料。覆盖层20包括至少一层负泊松比材料层21，因此具有较高的硬度，能够有效的抵抗压痕。

本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板100，通过将包括至少一层负泊松比材料层21的覆盖层20设置在柔性基材10的表面，在屏体硬度测试时，覆盖层20受到冲击载荷作用，由于覆盖层20能够有效的抵抗压痕，柔性屏折叠盖板100表面不会留有压痕，此外，柔性屏折叠盖板100的耐刮擦性能也得到了提升。

在本发明一实施例中，负泊松比材料层的厚度为15-70nm。由于负泊松比材料层的厚度为纳米级别，因此覆盖层20可做成超薄膜层，透明度较高，相对于现有的在cpi基材表面涂覆硬化层的盖板，可提高柔性屏折叠盖板100的光透过率，此外，盖板的厚度整体降低，可进一步提高柔性屏折叠盖板100的弯折性。

图2所示为本发明另一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。如图2所示，该柔性屏折叠盖板200包括：第一基材11以及设置于第一基材11上方的第二基材12，覆盖层20包括形成于第一基材11表面的至少一层第一负泊松比材料层21和形成于第二基材12表面的远离第一负泊松比材料层21的至少一层第二负泊松比材料层21’。

具体地，柔性屏折叠盖板200为双层基材结构，第二基材12可通过胶层30与第一基材11的第一负泊松比材料层21贴合，胶层30的材料可以是光学胶、压敏胶或胶黏剂，本发明实施例对胶层30材料的具体选择不做限定。第一基材11和第二基材12的材料可选自无色透明聚酰亚胺(colorlesspolyimide，cpi)、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、环烯烃聚合物(cycloolefinpolymer，cop)或环烯烃共聚物(cyclicolefincopolymer，coc)，本发明实施例对第一基材11和第二基材12材料的选择不做具体限定。

本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板200，在受到外折作用力时，第二基材12受到的拉应变较大，第二基材12表面的第二负泊松比材料层21’单一方向受拉，垂直于拉力的方向上发生膨胀，使得第二基材12应力集中效应较弱；在受到内折作用力时，第一基材11受到的拉应变较大，第一基材11表面的第一负泊松比材料层21起效，减缓了第一基材11的受力状态。由于第一基材11和第二基材12的表面均设置有负泊松比材料层，第一基材11和第二基材12的受力状态均得到改善，柔性屏折叠盖板200的弯折性能得到提升。此外，具有双层基材结构的盖板能够实现较大的压缩变形，是一种有效吸能材料。因此，本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板200应用到柔性屏时有利于屏体在落球落笔实验中能量的吸收，而不至于损伤显示模组结构，进而保证了封装的可靠性。

在本发明一实施例中，第一基材11和第二基材12的材料可进一步选用超薄玻璃(ultrathinglass,utg)。虽然超薄玻璃自身的弯折性能较差，但在盖板受到弯折时由于设置于超薄玻璃上方的负泊松比材料层承受了较大的应变，因此减缓了超薄玻璃的受力状态，柔性屏折叠盖板200的整体弯折性能得到提高。

图3所示为本发明再一实施例提供的柔性屏折叠盖板的结构示意图。如图3所示，柔性屏折叠盖板300包括柔性基材10以及形成于柔性基材10表面的覆盖层20，其中，柔性基材10的厚度小于覆盖层20的厚度。

具体地，覆盖层20包括多层负泊松比材料层21。柔性基材10为超薄基材，柔性基材10的厚度可根据生产厂商所能制备的最薄基材而定，本发明对柔性基材10的厚度不做具体限定。覆盖层20的厚度可设置在20-90μm之间，以进一步提高柔性屏折叠盖板300的弯折性能。更进一步地，为提高盖板的弯折性能，柔性屏折叠盖板300可仅包括覆盖层20。相对于现有的厚度为50-100μm的折叠盖板，本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板300可进一步减小盖板的整体厚度以提高盖板的弯折性能。

图4所示为本发明一实施例提供的柔性显示模组中柔性屏的结构示意图。如图4所示，柔性屏1000包括触控组件3001和设置在触控组件3001上方的柔性屏折叠盖板1001。其中，柔性屏折叠盖板1001可以为上述图1-图3中任一实施例所示的柔性屏折叠盖板。

具体地，柔性屏折叠盖板1001可通过胶层2001与触控组件3001贴合，胶层2001的材料可以是光学胶、压敏胶或胶黏剂，本发明实施例对胶层2001材料的具体选择不做限定。应当理解，触控组件3001根据到柔性屏折叠盖板1001的距离由近到远可依次为偏光片层、金属触控层、封装层、有机发光层、阵列电路层等，其中考虑金属触控层是否与封装层集成，偏光片层与金属触控层可互换位置，此外，触控组件3001还可以包括其他功能膜层。

图5为本发明一实施例提供的柔性屏受力作用时不同膜层的受力分析示意图。现有技术中柔性屏在受到外折作用力时，设置在表面的折叠盖板受拉，由于胶层的粘结效应，界面处受到的应变是连续的，下层的胶层受力相同，进而影响触控组件中金属触控层在拉应力的作用下产生拉应变，导致金属线易发生断裂。如图5所示，本发明实施例提供的柔性屏1000在受到外折作用力时，由于柔性屏折叠盖板1001表面的负泊松比材料层在单一方向受拉，垂直于拉力的方向发生膨胀，减缓了折叠盖板1001弯折处的应力集中效应，因此，缓解了触控组件3001中金属触控层的应力，应力释放使得金属线断裂的风险降低。

本发明实施例提供的柔性显示模组，通过将包括至少一层负泊松比材料层的覆盖层设置在柔性基材的表面，由于折叠盖板表层的覆盖层具有负泊松比特性，减缓了盖板以及金属触控层在受力时的应力集中，进而提高了柔性显示模组中柔性屏的弯折性能。

图6为本发明一实施例提供的柔性屏折叠盖板的制备方法的流程图。如图6所示，柔性屏折叠盖板的制备方法，包括以下步骤：

s101：提供柔性基材；

s102：在柔性基材表面形成覆盖层，其中，覆盖层包括至少一层负泊松比材料层。

具体地，柔性基材的材料可选自无色透明聚酰亚胺(colorlesspolyimide，cpi)、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)、环烯烃聚合物(cycloolefinpolymer，cop)、环烯烃共聚物(cyclicolefincopolymer，coc)或超薄玻璃(ultrathinglass,utg)。柔性基材可为覆盖层的形成提供平整的表面，并且其厚度可根据实际需求而调整。形成覆盖层的材料可选自以下材料中的一种或多种：二氧化硅、石墨烯、聚四氟乙烯和铟锡合金，本发明实施例不限定覆盖层材料的具体选择。

图7所示为本发明一实施例提供的覆盖层中负泊松比材料层的形成过程示意图。

如图8所示，在本发明一个实施例中，柔性屏折叠盖板的制备方法中的步骤s102具体包括：

s1021：提供模具，该模具具有多个内凹结构单元。具体地，该模具如图7a所示，具有多个阵列排布的内凹结构单元，本发明中模具单元的形状不限于内凹结构，例如还可以为蜂窝状结构。

s1022：将上述模具作为掩模版覆盖于柔性基材的表面形成多个网格状间隙，在多个网格状间隙处形成覆盖层。具体地，在多个网格间隙处形成如图7b所示的负泊松比材料层。该步骤可以重复多次，以形成具有多层负泊松比材料层的覆盖层，重复的次数可根据所要制备的覆盖层的厚度而定。覆盖层的制备方法可选用原子沉积(atomiclayerdeposition，ald)工艺进行制备，当然本发明并不以此为限，制备工艺还可以是磁控溅射(physicalvapordeposition，pvd)工艺等。

s1023：利用热处理工艺使模具与覆盖层脱离。覆盖层形成后，利用热处理工艺使模具与覆盖层脱离，由于覆盖层的热膨胀系数大于模具的热膨胀系数，收缩时，覆盖层的收缩量大于模具的收缩量，覆盖层与模具间出现间隙使两者脱离。

继续参照图7，在本发明另一实施例中，如图9所示，步骤s102具体包括：

s1021'：在柔性基材的表面形成一层沉积层。沉积层的厚度可根据所要制备的覆盖层的厚度而定，沉积层的制备方法可选用原子沉积(atomiclayerdeposition，ald)工艺进行制备，当然本发明并不以此为限，制备工艺还可以是磁控溅射(physicalvapordeposition，pvd)工艺等。

s1022'：提供模具，该模具具有多个内凹结构开口单元，将模具作为掩模版覆盖于上述沉积层的表面。本发明中模具开口单元的形状不限于图7a所示的内凹结构，例如还可以为蜂窝状结构。

s1023'：刻蚀去除开口单元处的沉积材料形成覆盖层。具体地，覆盖层包括如图7b所示的至少一层负泊松比材料层，刻蚀过程可选用激光刻蚀工艺，本发明对此不做具体限定。

其中，在柔性基底表面形成的沉积层可以为sio2(二氧化硅)膜层，sio2膜层的具体制备方法包括：

将反应气体sicl4和h2o按比例混合以反应生成sio2；

将生成的sio2沉积到具有图案化的掩模版的表面，以在柔性衬底表面形成具有图案化的sio2膜层，其中sio2膜层的膨胀系数大于掩模版材料的热膨胀系数；

利用热处理工艺使掩模版与sio2膜层脱离。

sio2膜层制备工艺简单，节约成本，有利于进行工业化生产。

本发明实施例提供的柔性屏折叠盖板的制备方法，通过将包括至少一层负泊松比材料层的覆盖层设置在柔性基材的表面，由于折叠盖板表层的覆盖层具有负泊松比特性，减缓了盖板受力时的应力集中，降低了盖板表面出现裂纹甚至断裂的风险，进而提高了柔性屏折叠盖板的弯折性能。

应当理解，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

应当理解，本发明实施例中提到的第一、第二等限定词，仅仅为了更清楚地描述本发明实施例的技术方案使用，并不能用以限制本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。