一种柔性显示装置的制作方法

文档序号:15401337发布日期:2018-09-11 17:35阅读:162来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种柔性显示装置。



背景技术:

柔性显示装置是由柔性材料制成的、可弯曲形变的显示器件,由于其可挠曲、轻便等卓越的显示特质,柔性显示装置可被应用在可穿戴设备、移动设备、增强现实与虚拟技术设备等多个领域,被认为是未来显示领域的主流。

柔性显示装置通常被制作为在非运行状态可通过卷曲或折叠收起,运行时展开的结构。但是,柔性显示装置的衬底材料在人为卷曲/折叠过程中容易受到损伤,而且在长期的折叠/卷曲存放后也会发生不可逆形变、导致出现折痕或翘曲的问题。而上述问题会使得衬底材料展开后存在不平整等问题,影响到显示器的显示效果。同时由于衬底的不平整也会影响到显示器内部结构的工作特性和寿命,降低显示器的可靠性。



技术实现要素:

本发明提供了一种柔性显示装置,上述柔性显示装置可延长柔性衬底的寿命、提升显示装置的显示效果并提高显示装置的可靠性。

为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:

一种柔性显示装置,包括:

柔性衬底;

形成于所述柔性衬底一侧的柔性刚性转化层,所述柔性刚性转化层包括可在电场作用下进行柔性与刚性转化的转化薄膜和用于形成驱动所述转化薄膜变化的电场的电极层。

本发明提供了一种柔性显示装置,上述柔性显示装置包括柔性衬底和形成于柔性衬底一侧的柔性刚性转化层,柔性刚性转化层包括转化薄膜和电极层。具体的,当电极层产生用于使转化薄膜由柔性转化为刚性的电场后,转化薄膜在垂直于电场方向伸展,弹性模量改变,膜层舒展平铺,且由于柔性刚性转化层形成于柔性衬底,则柔性衬底也会相应的平铺,从而可起到使柔性衬底平坦化的作用;此外,通过调节电极层可使处于电场内的转化薄膜由刚性转化为柔性,之后,柔性衬底失去支撑,从而可满足使用者对柔性显示装置的卷曲或弯折需求。

本发明提供的柔性显示装置中的转化薄膜可在电场作用下切换弹性参数,由柔性层切换为刚性层,从而实现柔性衬底的平坦化,且通过转化薄膜的转化也可降低柔性衬底在多次重复卷曲、展开过程中的损坏,从而延长显示装置寿命、提升显示品质。

因此,上述显示装置可延长柔性衬底的寿命、提升显示装置的显示效果并提高显示装置的可靠性。

优选地,所述转化薄膜包括多个转化单元,多个所述转化单元沿所述柔性衬底的可卷曲方向排列、且各所述转化单元间绝缘设置。

优选地,所述电极层包括阳极层和阴极层,所述阳极层包括多个与所述转化单元一一对应的阳极单元,每一对相互对应的阳极单元与转化单元中,所述阳极单元设于所述转化单元背离所述柔性衬底一侧,且所述阴极层设于所述转化薄膜朝向所述柔性衬底一侧;或者,

所述电极层包括阳极层和阴极层,所述阴极层包括多个与所述转化单元一一对应的阴极单元,每一对相互对应的阴极单元与转化单元中,所述阴极单元设于所述转化单元背离所述柔性衬底一侧,且所述阳极层设于所述转化薄膜朝向所述柔性衬底一侧。

优选地,所述转化薄膜包括一个转化单元。

优选地,所述电极层包括阳极层和阴极层,所述阳极层与所述阴极层设于所述转化薄膜的两侧;或者,

所述电极层包括阳极层和阴极层,所述阳极层与所述阴极层设于所述转化薄膜的同侧,且所述阳极层包括多个阳极单元,所述阴极层包括多个阴极单元,多个所述阴极单元与多个所述阳极单元设于间隔设置于同一层。

优选地,所述柔性刚性转化层还包括用于增加平整度的平坦层,所述平坦层设于所述转化薄膜以及电极层背离所述柔性衬底的一侧。

优选地,还包括设于所述柔性衬底一端的固定轴,所述柔性衬底相对所述固定轴具体展开状态和卷曲状态。

优选地,还包括用于控制所述柔性衬底在展开状态与卷曲状态间切换的卷曲装置以及用于驱动所述卷曲装置动作的驱动系统。

优选地,所述固定轴沿径向方向尺寸可调;和/或,

所述固定轴沿自身延伸方向尺寸可调。

优选地,当所述转化薄膜包括多个转化单元时,沿所述柔性衬底的可卷曲方向,每个所述转化单元的长度小于等于所述固定轴周长的八分之一。

附图说明

图1为本发明实施例提供的柔性显示装置结构图;

图2为本发明实施例提供的柔性显示装置又一结构图;

图3为本发明实施例提供的结构一中结构示意图;

图4为本发明实施例提供的形式一中结构示意图;

图5为本发明实施例提供的结构二中结构示意图;

图6为本发明实施例提供的形式三中结构示意图;

图7为本发明实施例提供的形式四中结构示意图;

图8为本发明实施例提供的显示装置又一结构示意图;

图9为本发明实施例提供的显示装置又一结构示意图;

图10为本发明实施例提供的柔性显示装置的流程图。

图标:1-柔性衬底;2-柔性刚性转化层;21-转化薄膜;22-电极层;221-阳极层;222-阴极层;23-平坦层;24-控制模块;3-显示元器件;31-薄膜晶体管开关;32-发光层;33-封装层;34-保护层。

具体实施方式

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。

请参考图1,本发明提供一种柔性显示装置,包括:

柔性衬底1;

形成于柔性衬底1一侧的柔性刚性转化层2,柔性刚性转化层2包括可在电场作用下进行柔性与刚性转化的转化薄膜21和用于形成驱动转化薄膜21变化的电场的电极层22。

本发明提供了一种柔性显示装置,上述柔性显示装置包括柔性衬底1和形成于柔性衬底1一侧的柔性刚性转化层2,柔性刚性转化层2包括转化薄膜21和电极层22。具体的,当电极层22产生用于使转化薄膜21由柔性转化为刚性的电场后,转化薄膜21在垂直于电场方向伸展,弹性模量改变,膜层舒展平铺,且由于柔性刚性转化层2形成于柔性衬底1,则柔性衬底1也会相应的平铺,从而可起到使柔性衬底1平坦化的作用;之后,通过调节电极层22可使处于电场内的转化薄膜21由刚性转化为柔性,此时,柔性衬底1失去支撑,从而可满足使用者对柔性显示装置的卷曲或弯折需求。

本发明提供的柔性显示装置中的转化薄膜21可在电场作用下切换弹性参数,由柔性层切换为刚性层,从而实现柔性衬底1的平坦化,且通过转化薄膜21的转化也可降低柔性衬底1在多次重复卷曲、展开过程中的损坏,从而延长显示装置寿命、提升显示品质。

因此,上述显示装置可延长柔性衬底1的寿命、提升显示装置的显示效果并提高显示装置的可靠性。

需要说明的是,柔性衬底1上设有显示元器件3,该显示元器件3可为有机致电发光显示器件或者柔性液晶显示器件等,具体的,请参考图2,可选取显示元器件3具体结构包括沿背离柔性衬底1方向依次设置的薄膜晶体管开关31、发光层32、封装层33以及保护层34,此外,显示元器件3内还可设有用于控制显示元器件3正常显示功能的控制芯片,在此不做具体限定。

值得注意的是,柔性刚性转化层2可设于柔性衬底1与显示元器件3之间、显示元器件3背离柔性衬底1的一侧或者柔性衬底1背离显示元器件3的一侧,作为一种优选实施方式,选取柔性刚性转化层2设于柔性衬底1背离显示元器件3的一侧。

需要说明的是,柔性衬底1可使用有机或无机柔性材料,具体的,可以为聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、金属薄膜或其他可弯折衬底材料;柔性刚性转化层2中的转化薄膜21可采用介电弹性材料,在通电情况下可发生弹性参数改变,由柔性转化为刚性,例如硅橡胶、丙烯酸酯或碳纳米管及石墨烯人工肌肉等;电极层22的制备材料可以为非金属导电材料,如铟锡氧化物、铝掺杂的氧化锌或其他非金属导电材料,且当采用该种材料时可通过喷溅、蒸镀等方式成膜,或者电极层22的制备材料可以为金属导电材料,如au、ag、cu、fe等,采用该种材料时通过蒸镀等方式成膜。

具体的,转化薄膜21的制备材料可选取硅橡胶类、丙烯酸酯类材料、碳纳米管材料等的聚合物材料,而在实际制备过程中可通过丝网印刷、面涂、数码印制等方式涂覆前驱体材料,并通过热固化或紫外方式固化成膜。

需要说明的是,由于转化薄膜21的制备原料在工业上较为常用,且制备工艺也较为成熟,因而可降低本发明提供的柔性显示装置的制备难度,提高生产效率。

在上述技术方案的基础上,需要说明的是,柔性刚性转化层2的结构有多种,具体至少为以下几种结构中的一种:

结构一:

请参考图3,转化薄膜21包括多个转化单元,多个转化单元沿柔性衬底1的可卷曲方向排列、且各转化单元间绝缘设置。

需要说明的是,上述结构中多个转化单元实现了对柔性衬底1平坦化的区域化控制,各转化单元可控制与自身对应的部分柔性衬底1的平坦化,且多个转化单元间的间隔尺寸由绝缘材料的绝缘特性决定,在此不做限制。

在上述技术方案的基础上,需要说明的是,当转化薄膜21包括多个转化单元时,电极层22的设置形式存在多种可能,至少为以下两种中的一种:

形式一:请参考图4,电极层22包括阳极层221和阴极层222,阳极层221包括多个与转化单元一一对应的阳极单元,每一对相互对应的阳极单元与转化单元中,阳极单元设于转化单元背离柔性衬底1一侧,且阴极层222设于转化薄膜21朝向柔性衬底1一侧。

形式二:电极层22包括阳极层221和阴极层222,阴极层222包括多个与转化单元一一对应的阴极单元,每一对相互对应的阴极单元与转化单元中,阴极单元设于转化单元背离柔性衬底1一侧,且阳极层221设于转化薄膜21朝向柔性衬底1一侧。

结构二:

请参考图5,转化薄膜21包括一个转化单元。

需要说明的是,转化薄膜21仅包括一个转化单元,即转化薄膜21整层铺设于柔性衬底1,以实现对柔性衬底1的平坦化作用。

在上述技术方案的基础上,需要说明的是,当转化薄膜21包括一个转化单元时,电极层22的设置形式存在多种可能,至少为以下两种中的一种:

形式三:请参考图6,电极层22包括阳极层221和阴极层222,阳极层221与阴极层222设于转化薄膜21的两侧。

形式四:请参考图7,电极层22包括阳极层221和阴极层222,阳极层221与阴极层222设于转化薄膜21的同侧,且阳极层221包括多个阳极单元,阴极层222包括多个阴极单元,多个阴极单元与多个阳极单元设于间隔设置于同一层。

需要说明的是,制备上述形式四中的电极层22时,可通过刻蚀或涂覆形成阳极层221和阴极层222。

在上述技术方案的基础上,为了起到平整表面以及保护电极的作用,作为一种优选实施方式,柔性刚性转化层2还包括用于增加平整度的平坦层23,平坦层23设于转化薄膜21以及电极层22背离柔性衬底1的一侧,例如图4、图6与图7中所示。

由于上述各技术方案中电极层22与转化薄膜21的位置关系存在多种可能,因而,具体的,以靠近柔性衬底1为内侧作为基准,平坦层23设于柔性刚性转化层2中各膜层的最外侧。

需要说明的是,平坦层23可以使用氮化硅等无机薄膜或其他具有保护作用的有机膜层,而具体制备方法可使用等离子体增强化学的气相沉积法、原子层沉积方法或其他方式。

此外,柔性刚性转化层2还可包括用于负责输出转化薄膜21在柔性与刚性间转化所需信号的控制模块24,控制模块24输出的电信号可由电学走线传输至电极层22并施加于转化薄膜21上,请参考图8和图9。

在上述技术方案的基础上,控制模块24输出的电信号可为脉冲信号,具体的,电极层22接收到控制模块24的脉冲电压信号后产生电场,转化薄膜21被在垂直于电场方向伸展,弹性模量改变,膜层舒展平铺,此时由于转化薄膜21与柔性衬底1粘附在一起,柔性衬底1也相应的平铺,起到柔性衬底1平坦化作用。

需要说明的是,转化薄膜21在被施加电信号后一定时间内可保持刚性,直至下一个脉冲电压施加,而脉冲电压间隔时间需小于等于转化层保持时间,具体的间隔时间及电压幅值需根据根据材料结构、掺杂情况等综合制定。

此外,控制模块24也可集成于本发明提供的柔性显示装置的控制系统内或显示元器件3的控制芯片中。

在上述技术方案的基础上,本发明提供的柔性显示装置还包括设于柔性衬底1一端的固定轴,柔性衬底1相对固定轴具体展开状态和卷曲状态。

需要说明的是,固定轴为圆柱状结构,显示元器件3设于柔性衬底1朝向固定轴的一侧,在需要相对固定轴卷曲柔性衬底1时,柔性衬底1以及柔性衬底1上的显示元器件3和柔性刚性转化层2以固定轴的中心点进行卷曲。

在上述技术方案的基础上,本发明提供的柔性显示装置还包括用于控制柔性衬底1在展开状态与卷曲状态间切换的卷曲装置以及用于驱动卷曲装置动作的驱动系统。

为了缩小本发明提供的柔性显示装置体积,作为一种优选实施方式,卷曲装置与驱动系统设于固定轴,驱动系统可以选取空气压缩式系统或其他移动动力系统。

此外,固定轴内还可设有用于控制驱动系统动作的固定轴控制系统,固定轴控制系统可包括控制电路以及移动控制面板等,用户可通过固定轴控制系统调节柔性衬底1、显示元器件3以及柔性刚性转化层2组成的显示器进行卷曲、打开及放映动作,并调节显示器的实际显示尺寸和分辨率,当然,用户也可以通过手动卷曲的形式将显示器以固定轴为中心卷起。

在上述技术方案的基础上,固定轴的长度及半径可以为固定,或者,固定轴沿径向方向尺寸可调;和/或,固定轴沿自身延伸方向尺寸可调。

需要说明的是,固定轴的尺寸调节可以通过人工手动设置,也可以通过固定轴伸缩装置控制,而固定轴具体的直径和长度根据显示器的最小曲率半径和显示器工作尺寸决定,且驱动系统可为固定轴的长度与半径的变化以及显示器的卷曲/打开提供动力。

在上述技术方案的基础上,需要说明的是,当转化薄膜21包括多个转化单元时,沿柔性衬底1的可卷曲方向,每个转化单元的长度小于等于固定轴周长的八分之一。

此外,当固定轴的半径尺寸可调时,沿柔性衬底1的可卷曲方向,每个转化单元的长度小于等于固定轴最小周长的八分之一。

在上述技术方案的基础上,提供一种本发明提供的柔性显示装置的具体工作流程,请参考图10:

1、在关闭状态下:柔性衬底1、显示元器件3以及柔性刚性转化层2组成的显示器为卷曲状态,柔性刚性转化层2不通电,且其膜质为柔性状态。

2、显示器最大尺寸运行状态:固定轴完全打开,显示器呈最大面积放开状态。此时,控制模块24输出电信号,柔性刚性转化层2各个区域全部通电,转化薄膜21由柔性转化为刚性,转化薄膜21膜层舒展平铺,由于柔性刚性转化层2与柔性衬底1直接粘附在一起,柔性衬底1也相应的平铺,起到柔性衬底1平坦化作用。

3、显示器非最大尺寸运行状态:固定轴部分打开,显示器仅部分面积工作。此时,控制模块24根据显示器工作面积输出部分电信号,柔性刚性转化层2对应部分区域通电,由该部分区域内柔性薄膜由柔性转化为刚性,该部分柔性薄膜膜层舒展平铺,由于柔性刚性转化层2与柔性衬底1直接粘附在一起,柔性衬底1也相应的平铺,起到柔性衬底1平坦化作用。

需要说明的是,柔性刚性转化层2可同样适用于折叠式、固定弧度式或其他形态改变的柔性显示装置。

显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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