一种复合盖板和显示装置的制作方法

1.本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种复合盖板和包括该复合盖板的显示装置。


背景技术：

2.随着显示技术的高速发展，显示装置的可折叠属性日益受到消费者喜爱。目前柔性折叠装置使用的盖板材料均为高分子薄膜，优选透明聚酰亚胺膜(cpi)。但与以往的刚性显示装置相比，cpi的最大差异在于柔性显示装置的耐冲击性能较刚性显示装置的耐冲击性能差，盖板表面通常会出现明显凹痕，且随着时间延长，无法恢复。


技术实现要素：

3.本公开实施例提供一种显示装置，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。
4.作为本公开实施例的一个方面，本公开实施例提供一种显示装置，包括：包括基底层、粘接层和多孔材料层。其中，所述粘接层位于所述基底层和多孔材料层之间；且所述多孔材料层具有40-50％的空隙率。
5.在一些可能的实现方式中，所述多孔材料层的厚度范围为50-150μm。
6.在一些可能的实现方式中，所述多孔材料层中的空隙具有多边形的图形。
7.在一些可能的实现方式中，所述空隙的图形为六边形、方形或三角形。
8.在一些可能的实现方式中，所述图形的边长为5-15μm。
9.在一些可能的实现方式中，所述多孔材料层由选自聚氨酯和橡胶的材料形成。
10.在一些可能的实现方式中，所述基底层为聚酰亚胺层或玻璃基板。
11.在一些可能的实现方式中，所述粘接层由透过率为85％以上，雾度为2.0以下，常温条件下的弹性模量为30-500mpa的光学胶形成。
12.作为本公开实施例的另一个方面，本公开实施例提供一种显示装置，包括显示基板和上述复合盖板。
13.在一些可能的实现方式中，所述显示装置为柔性显示装置。
14.本公开实施例中的复合盖板由于具有多孔结构而可以有效吸收冲击波，有效降低冲击量达50％以上，从而降低变形平均量达40％以上，并且加速度和速度均可达到下降的目的。
15.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本公开进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
16.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的
部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本公开公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本公开范围的限制。
17.图1为本公开一实施例的复合盖板的结构示意图；
18.图2为本公开一实施例的复合盖板的多孔结构动态力学曲线；
19.图3a为本公开一实施例的复合盖板的落笔试验示意图；
20.图3b为根据现有技术的对比盖板的落笔试验示意图；
21.图4为不同盖板的冲击力测试图；
22.图5a、图5b和图5c为本公开一实施例的复合盖板的多孔结构图形示意图。
23.附图标记说明：
24.1、基底层；2、粘接层；3、多孔材料层。
具体实施方式
25.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
26.图1为本公开一实施例中复合盖板的结构示意图。如图1所示，复合盖板包括基底层1、粘接层2和多孔材料层3，其中，粘接层2位于基底层1和多孔材料层3之间。
27.在本技术实施例的显示盖板中，基底层1可为柔性的无色聚酰亚胺(colorless polyimide，cpi)层或者刚性的玻璃基板。当基底层1为cpi时，可用于柔性或可折叠的显示面板；当基底层1为玻璃基板时，可用于刚性显示面板。
28.粘接层2可由光学胶(optically clear adhesive，oca)形成，用于粘接基底层1与多孔材料层3。根据一个具体实施例，该光学胶的透过率在85％以上，优选90％以上，雾度在2.0以下，优选1.5以下，且室温条件下的弹性模量在30-500mpa的范围内，优选在80-400mpa，更优选在100-360mpa的范围内，例如可为150mpa，180mpa，230mpa，280mpa以及320mpa等。根据一个具体实施例，该光学胶可为丙烯酸类光学胶。
29.多孔材料层3可为具有多孔结构的聚氨酯层，或具有多孔结构的橡胶层，优选超弹性多孔橡胶层。当显示盖板与显示基板组装成显示装置时，多孔材料层3位于显示盖板下层，即面向显示基板侧。当显示盖板受到冲击力时，多孔材料层3可减少显示盖板z方向的应变和冲击，增大x方向和y方向的能量吸收。为满足显示装置的显示性能要求，形成多孔材料层的材料要求具有83％以上的透过率，优选90％以上的透过率。
30.根据一个具体实施例，多孔材料层3可具有50-150μm的厚度，优选60-130μm的厚度，更优选75-100μm的厚度。上述多孔结构可为在聚氨酯层或弹性橡胶层内形成有一定图形的空隙，该空隙可具有不规则的形状，也可具有规则的形状。相比而言，规则形状的多孔结构更有利于使冲击力消散，具有更佳的耐冲击性能。
31.根据一个具体实施例，上述多孔结构可具有例如六边形、方形或三角形的形状，分别如图5a、5b和5c所示。根据一个优选实施例，该多孔材料层3具有40-50％，优选42-47％，更优选45％的空隙率。
32.参见图2，根据本技术实施例的显示盖板，在冲击过程中，多孔材料层3由于具有多孔结构而可吸收冲击波，其材料具有高模量特性，在冲击波的作用下经过线弹性阶段、应力
平台阶段和密实化阶段。因此，本技术实施例的显示盖板通过多孔结构层的状态变化，能够有效降低冲击量，优选可使冲击量降低50％以上，使显示盖板的变形平均量可降低40％以上，并且加速度和速度均可得到下降。
33.本公开一个实施例提供一种显示装置，包括显示基板和上述显示盖板。其中，显示盖板位于显示基板的出光侧。该显示装置可为柔性显示装置，也可为刚性显示装置。在一种实施方式中，本技术实施例的显示装置可以包括有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)显示装置、micro oled显示装置、mini led显示装置和液晶lcd(liquid crystal display)显示装置中的任一种。可以理解的是，上述柔性显示装置可以是柔性oled显示装置，也可以包括其它类型的柔性显示装置。
34.当上述显示装置为柔性显示装置时，其落笔性能从笔跌0.5cm出现凹痕提高到笔跌5cm无凹痕，从笔跌15cm显示异常提高到笔跌30cm无显示异常。
35.根据本技术具体实施例，上述多孔材料层的多孔结构可通过溶液浇铸/盐析、熔体模塑、气体发泡、3d打印、印刷和光刻等工艺形成。例如，在溶液浇铸/盐析和熔体模塑工艺中，可通过改变可浸出颗粒的形状和尺寸及其添加量来有效控制多孔结构的形状尺寸和空隙率。在气体发泡工艺中，可通过调整发泡剂的比例来控制多孔结构的尺寸和空隙率。
36.本技术还可使用3d打印技术来形成上述多孔结构，优选使用溶液3d打印技术。根据一个实施例，上述3d打印步骤例如可包括：将拟形成多孔结构的弹性材料(例如聚氨酯或橡胶)和对应多孔结构尺寸的填料(例如粘土)在溶剂(例如二甲基甲酰胺或邻苯二甲酸二丁酯)中混合制备得到打印墨水；根据所需多孔结构的尺寸、形状和空隙率要求，设置打印参数，在基材(例如玻璃)上打印墨水层；对墨水层进行酸刻蚀(例如氢氟酸刻蚀)、水洗和干燥，得到多孔材料层。
37.根据本技术一个具体实施方式，复合盖板的制备方法包括：提供基底层；制备多孔材料层，其具有预定图形的多孔结构；在基底层和多孔材料层之间施加光学胶形成粘接层。
38.根据本技术一实施例，制备复合盖板，包括：提供基底层cpi，厚度约为100μm；采用3d多孔材料层，其打印技术提供具有多孔结构的多孔聚氨酯层；在基底层和多孔聚氨酯层之间涂覆光学胶，形成粘接层，厚度约为100μm。其中，多孔聚氨酯层分别具有六边形形状、正方形形状和三角形形状的多孔结构，厚度分别约为100μm，多孔结构图形的边长分别约为：六边形边长15μm，正方形边长20μm，三角形边长25μm；空隙率分别约为：六边形形状40％，正方形形状45％，三角形形状50％。
39.具体地，参见图3至图5，分别提供包括如图5a、5b和5c所示多孔结构的复合盖板，其中，复合盖板一(图5a)的多孔结构层具有六边形形状，复合盖板二(图5b)的多孔结构层具有正方形形状，复合盖板三(图5c)的多孔结构层具有三角形形状。
40.同时，提供不具有多孔材料层的普通盖板为对照样品。
41.在上述实施例样品和对照样品中，采用相同的基底层cpi和粘接层(oca层)。对上述实施例样品和对照样品进行抗冲击性能的测试如下。
42.评价方法
43.落球测试方法：
44.采用质量为32.65g、直径为20mm的钢珠，从60cm的高度自由下落在盖板上，测试盖板的冲击吸收性。
45.判断依据：盖板表面无凹痕，2小时内可以自动恢复的外观异常，即为ok。
46.钢笔跌落测试：
47.目的：本测试主要判定盖板视窗区能承受外界撞击的能力(尖锐物品撞击下)测试条件，使用钢笔(12gf，φ0.5mm，晨光)，仿照落球测试进行。
48.测试步骤:仿照落球测试(钢笔跌落测试高度为3cm，5cm，10cm，15cm，30cm)。
49.合格判据：仿照落球测试(针对跌落高度5cm进行判断)。
50.进一步参见图3a和图3b，使用晨光钢笔对本技术实施例提供的复合盖板一、复合盖板二和复合盖板三以及对照普通盖板进行落笔冲击试验。在铅笔笔尖距离显示盖板的出光面的距离为5cm的情况下，使笔尖落至显示盖板表面。
51.图3a所示的本技术实施例的显示盖板一、显示盖板二和显示盖板三在受到笔尖冲击时，借助于多孔材料层多孔结构的弹性性能能够吸收掉绝大部分的冲击力，从而降低损伤，并且显示盖板所受应力分散，变形面积大，凹陷不明显。图3b所示的作为对照的普通显示盖板，由于不包括弹性多孔结构层，在受到外力冲击时，应力集中，盖板的变形集中且变形幅度较大，凹陷明显。
52.如图4所示，根据本技术实施例的复合盖板一(多孔结构图形为六边形)、复合盖板二(多孔结构图形为正方形)、复合盖板三(多孔结构图形为三角形)受到笔落冲击后，其中产生的应力明显小于普通盖板中产生的应力，尤其是复合盖板二的应力减小幅度最大，其最大冲击力(约73.13n)相对于普通盖板的最大冲击力(约140.51n)的降低幅度远超过50％。
53.跌落高度5cm的具体笔落测试结果示于表1中。
54.表1
55.tpu型号f
max
(n)厚度(μm)多孔材料弹性模量(mpa)复合盖板一113.59100366复合盖板二73.13100272复合盖板三89.96100148普通盖板140.51100/
56.由以上实施例和对照例可看出，本技术实施例的复合盖板一、复合盖板二和复合盖板三包括具有弹性多孔结构的多孔材料层(多孔聚氨酯层)，在受冲击过程中，该多孔结构经过线弹性区，到应力平台区，最后到密室化区，在应力平台区可吸收大量的能量进行存储，进而达到了减少冲击损伤的过程。并且，多孔材料层具有高弹性模量，能够有效降低冲击量达50％以上，变形平均量能降低40％以上，能够有效增强显示盖板的耐冲击性能。其中，复合盖板二包括具有正方形多孔结构的多孔材料层，最大冲击力可降低至73.13n，对冲击力的吸收能力最强。
57.继续将上述复合盖板一至三的落笔高度提升至15cm，笔落试验后仍然显示正常，表面无凹痕。而对照的普通盖板在4-5cm的落笔高度冲击下，表面就已出现难以恢复的凹痕。
58.铅笔硬度测试：
59.采用三菱试验铅笔芯，施加0.75kgf压力，铅笔芯与待测表面的夹角为45
°
，在待测位置划5笔，每笔长20mm。测试后观察无划痕及压痕。
60.判断依据：
61.即视无划痕/压痕，则ok；
62.即视ng，放置24h后复判，若无划痕/压痕，判为ok。
63.铅笔硬度提升至3h，对上述复合盖板一至三进行硬度测试，表面均无凹痕，无划伤。而对照的普通盖板在铅笔硬度5b时，才能使表面无凹痕和划伤，超过该硬度，则会使表面凹陷并划伤。
64.本公开实施方式还提供一种显示装置。该显示装置可以包括上述显示盖板。根据一具体实施例，该显示装置可以包括显示基板和显示盖板。该显示装置可为便携式显示装置(例如手机、电脑)、电视、相机、可穿戴显示设备、车载显示装置等，但本技术不限于此。
65.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
66.以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。