柔性屏的柔性模组及其制备方法与流程

1.本发明属于柔性屏技术领域，更具体地说，是涉及一种柔性屏的柔性模组及其制备方法。


背景技术：

2.柔性屏，也叫柔性显示屏，是一种由柔软材料制成的可变形可弯曲的显示装置。柔性屏对高端智能移动产品、笔记本、电视或者智能穿戴产品的研发有着重要的意义。和传统的全面屏相比，柔性屏具有低消耗、体积小、可折叠、可弯曲、便于携带等特点，为终端产品提供了更多的设计思路。
3.现有的柔性屏在使用过程中需要反复弯折，贴合在支撑层上下两侧的胶粘层容易出现胶粘层剥落的问题，且弯折位置处容易出现线路短路、屏幕微裂缝的情况，影响了柔性屏的正常使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种柔性屏的柔性模组及其制备方法，能够利用应力释放孔降低局部应力集中，改善胶粘层脱粘的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种柔性屏的柔性模组，包括依次排布并贴合的支撑膜、显示层、阻隔膜、tp、偏光片以及盖板；支撑膜的中部设有弯折区，弯折区上贯通设有若干个间隔排布的应力释放孔；阻隔膜与tp之间以及偏光片与盖板之间分别设有胶粘层。
6.通过支撑膜、显示层、阻隔膜、tp、偏光片以及盖板等多个层叠设置的膜层材料形成柔性模组，上述膜层材料均具有良好的柔性，具有耐弯折的特点。支撑膜上设置的应力释放孔，可有效改善弯折区的粘结强度，避免出现胶层脱粘现象，进而提高柔性屏的弯折良率。
7.在一种可能的实现方式中，应力释放孔为椭圆形、矩形、花型、三角形、菱形、五边形和六边形中的任一种，应力释放孔在弯折区内呈矩阵排列。应力释放孔可选择多种不同的截面形状，且上述应力释放孔可选择不同的排列形式，优选为矩阵排列的形式，以便使弯折过程中的应力更均匀的释放，提高柔性屏的弯折良率。
8.一些实施例中，应力释放孔为椭圆形或矩形，应力释放孔在弯折区内设有若干行，相邻两行应力释放孔之间交错设置，相邻两行应力释放孔的长叉呈α夹角，90
°
≤α≤150
°
。
9.优选的，应力释放孔为椭圆形或矩形，且上述应力释放孔成行列排布的方式。相邻两行应力释放孔在列的方向上相互交错排布。在此基础上，相邻两行的应力释放孔的长轴也相互交叉形成一定角度，便于释放各个方向的弯折应力，提高柔性模组抵抗弯折的能力。
10.在一种可能的实现方式中，支撑膜的厚度为t，应力释放孔的最小孔径为d，d≥1.3t。应力释放孔应该与支撑膜的厚度具有一定的关系，支撑膜厚度越大，则应力释放孔的孔径也越大，便于释放应力，保证支撑膜的弯折效果。上述范围值的选择，便于高效的释放
应力，且能够保证支撑膜的自身结构性能。
11.一些实施例中，应力释放孔的长轴尺寸为100-120微米，短轴尺寸为80-100微米。应力释放孔设置为椭圆形或者矩形的孔型，应力释放孔的长轴尺寸和短轴尺寸满足上述数值范围，便于进行应力的释放，提高柔性模组的折弯性能。
12.在一种可能的实现方式中，相邻两个应力释放孔之间的距离为3-5mm，应力释放孔与弯折区的边缘的间距≥1mm。实际使用过程中，为避免弯折区边缘位置受到应力释放孔的影响，应使应力释放孔与弯折区的边缘间隔一定宽度。相邻两个应力释放孔之间间距控制在3-5mm的范围，既保证了支撑膜的支撑效果，又实现了弯折过程中应力的有效释放，避免柔性模组发生分层及脱胶问题。
13.在一种可能的实现方式中，支撑膜为钢板材质构件，支撑膜的厚度为50微米-75微米，支撑膜的弹性膜量为2.4-2.6gpa。支撑膜的材料为钢板，支撑膜的厚度为50-75微米，该厚度既保证了支撑膜的支撑效果，又尽量减小了柔性模组的整体厚度，避免了弯折过程中产生的脱胶等问题。
14.弹性模量指的是单向应力状态下应力除以该方向的应变。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，也就是应符合胡克定律，其比例系数称为弹性模量。弹性模量是描述物质弹性的一个物理量，即衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，上述弹性模量值的选择，使支撑屏具有良好的弹性变形能力，以便配合需要进行柔性模组的弯折，提高柔性模组的弯折良率。
15.在一种可能的实现方式中，支撑膜的外侧面上设有弹性泡棉层。泡棉是塑料粒子发泡过的材料，简称泡棉。泡棉分为pu泡棉、防静电泡棉以及导电泡棉等不同种类。通过设置弹性泡棉层，使支撑膜与外部构件的连接具有一定弹性，避免了震动造成的影响。
16.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，本技术实施例提供的柔性屏的柔性模组，采用叠层集成技术，实现了盖板、偏光片、tp、阻隔膜、显示层以及支撑膜的有效集成，通过在支撑膜的弯折区内设置应力释放孔，实现柔性模组弯折过程中应力的消除，有效地改善弯折区的粘结强度，避免出现胶粘层脱粘现象，使柔性屏具有更好的机械弯折性能，不仅兼顾了光学、触控和外观等方面，也更加注重机械弯折性能。
17.基于同一发明构思，本发明还提供了一种基于柔性屏的柔性模组的制作方法，包括以下步骤：
18.s100：制作tft基板：
19.用清洗剂和超纯水清洗玻璃基板，去除表面异物，然后在干净的第一玻璃基板表面，通过溅射淀积形成金属薄膜(即在近似真空的环境中，用电场加速惰性元素轰击金属靶材，金属原子被溅射出来，淀积到基板上形成薄膜)。在金属薄膜的表面均匀涂覆一层光刻胶，然后紫外线透过光刻胶进行曝光，光刻胶曝光部分被显影液溶解，留下部分图案呈现所需形状。
20.把上述第一玻璃基板放入对应腐蚀液或腐蚀气体中，没有光刻胶覆盖的薄膜会被腐蚀掉。用化学剥离液去除残余的光刻胶，留下所需形状的金属薄膜，完成一次光刻。通过化学气相沉积形成绝缘体或半导体薄膜(即通过特定气体在等离子状态下反应，生成物附着在基板表面形成绝缘体或半导体薄膜，然后通过光刻将半导体或绝缘体薄膜加工成所需形状)。薄膜沉积和光刻过程反复进行4-5次，各层不同材料和形状的薄膜在第一玻璃基板
上层叠构成薄膜晶体管阵列和互联线，完成tft基板的制作，并进行品质检测。
21.制作cf基板：
22.用清洗剂或超纯水清洗第二玻璃基板，去除表面异物，涂覆黑色感光树脂材料，曝光、显影并形成黑矩阵，然后涂覆一层感光的红色有机感光层，曝光、显影并形成红色滤光层。
23.重复上述工艺，在红色滤光层上依次层叠制作绿色滤光层、蓝色滤光层，在红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层上整体沉积一层透明导电薄膜(ito),作为全部像素电压信号的公共电极。最后，在上述基板的最上层涂覆一层透明感光树脂材料，经过曝光、显影等流程形成衬垫物(ps)，最终获得cf基板。
24.压合tft基板和cf基板以获得显示层：
25.用清洗剂和超纯水清理上述阵列基板(tft基板)和彩膜基板(cf基板)，分别在二者的表层涂覆pi膜以形成取向层，用包裹了化纤或纯棉绒布的滚轮沿特定方向分别摩擦tft基板和cf基板的表面，并在tft基板对应显示区域的位置滴注液晶分子，在cf基板对应显示边界的区域涂布封框胶。上述操作还可以采用在cf基板对应显示区域的位置滴注液晶分子，在tft基板对应显示边界的区域涂布封框胶。
26.在真空环境下，将tft基板和cf基板压合在一起形成显示层。在封框胶封闭的显示区域内，液晶均匀扩散并充满显示区域，同时在紫外线照射和加热条件下，封框胶固化。对已经粘合好的显示层，按照所需大小进行切割，并对边缘进行打磨以保证其边缘光滑，加入电信号对显示屏进行检测，并利用卷带式薄膜覆晶封装设备对压合好的显示层进行封装。
27.s200：贴合tp至偏光片上，并贴合阻隔膜至显示层上；
28.s300：利用胶粘层将阻隔膜的外侧面和tp的外侧面粘合；
29.s400：利用胶粘层粘合盖板至偏光片的外侧面上，并将显示层贴合至阻隔膜的外侧面上；
30.s500：贴合支撑膜至显示层的外侧面上，上述贴合操作分别采用软对硬贴合设备进行贴合。
31.在进行盖板和偏光片的粘接时，采用oca光学透明胶，其中oac(optically clear adhesive)是用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种粘胶剂，具有无色透明、光透过率在95％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点。
32.为了提高制作效率，将tp与偏光片的贴合及阻隔膜与显示层的贴合设置为平行并列的工序，二者同步进行，然后再将二者贴合在一起形成整体，以提高操作效率。后续制作完显示层后，再将显示层贴合在上述整体上、并将盖板贴合在偏光板上，贴合显示层和盖板的过程也可以同步进行，提高柔性屏的制作效率。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例提供的柔性屏的柔性模组的结构示意图；
35.图2为本发明实施例提供的支撑膜一个实施例的结构示意图；
36.图3为本发明实施例提供的支撑膜另一个实施例的结构示意图；
37.图4为本发明实施例提供的支撑膜再一个实施例的结构示意图。
38.其中，图中各附图标记：
39.1、盖板；2、偏光片；3、tp；4、阻隔膜；5、显示层；6、支撑膜；7、弹性泡棉层；81、第一oac光学透明胶层；82、第二oac光学透明胶层；91、弯折区；92、应力释放孔。
具体实施方式
40.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
42.请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的柔性屏的柔性模组进行说明。包括依次排布并贴合的支撑膜6、显示层5、阻隔膜4、tp3、偏光片2以及盖板1；支撑膜6的中部设有弯折区91，弯折区91上贯通设有若干个间隔排布的应力释放孔92；阻隔膜4与tp3之间以及偏光片2与盖板1之间分别设有胶粘层。
43.作为一种具体的实施方式，应力释放孔92为椭圆形、矩形、花型、三角形、菱形、五边形和六边形中的任一种，应力释放孔92在弯折区91内呈矩阵排列。
44.一些实施例中，应力释放孔92为椭圆形或矩形，应力释放孔92在弯折区91内设有若干行，相邻两行应力释放孔92之间交错设置，相邻两行应力释放孔92的长叉呈α夹角，90
°
≤α≤150
°
。支撑膜6的厚度为t，应力释放孔92的最小孔径为d，d≥1.3t。应力释放孔92的长轴尺寸为100-120微米，短轴尺寸为80-100微米。
45.进一步的，相邻两个应力释放孔92之间的距离为3-5mm，应力释放孔92与弯折区91的边缘的间距≥1mm。
46.在一种可能的实现方式中，支撑膜6为钢板材质构件，支撑膜6的厚度为70微米-80微米，支撑膜6的弹性膜量为2.4-2.6gpa。支撑膜6在与外部构件之间相连时，与外部构件之间还设有弹性泡棉层7。
47.制作柔性屏的柔性模组的制作方法，包括以下步骤：
48.s100：分别制作tft基板以及cf基板；压合tft基板和cf基板以获得显示层5；
49.s200：贴合tp3至偏光片2上，并贴合阻隔膜4至显示层5上；
50.s300：利用胶粘层(即第一oac光学透明胶层81)将阻隔膜4的外侧面和tp3的外侧面粘合；
51.s400：利用胶粘层(即第二oac光学透明胶层82)粘合盖板1至偏光片2的外侧面上，并将显示层5贴合至阻隔膜4的外侧面上；
52.s500：贴合支撑膜6至显示层5的外侧面上。
53.利用abaqus软件对柔性屏进行模拟分析并检测。abaqus软件是一种工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。abaqus包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，是一种通用的模拟工具。
54.需要说明的是，为了方便描述，胶粘层采用oca光学透明胶，将处于盖板1和偏光片2之间的oca光学透明胶定义为第一oca光学透明胶层81，将处于tp3和阻隔膜4之间的oca光学透明胶定义为第二oca光学透明胶层82。
55.由于第二oca光学透明胶层82容易剥离、且与其相邻的tp3和阻隔膜4的柔性一般，所以在abaqus仿真数据结果输出第二oca光学透明胶层82的应力值和即可展示柔性模组的抗弯折性能。
56.下面的实施例通过模拟柔性屏获得第二oca光学透明胶层82的应力值和应变值，并设置对应的实施例和对比例进行上述参数的比对，如果实施例相对对比例可获得更小的应力值和应变值，则可证明上述设置应力释放孔92的结构具有更好的机械弯折性能。将tp3(touch panel触控面板)当做偏光片2一个保护层，这样可以降低材料成本。
57.实施例1：
58.在abaqus软件中，创建盖板1、第一oca光学透明胶层81、偏光片2、tp3、第二oca光学透明胶层82、阻隔膜4、显示层5、支撑膜6、泡棉7多个层次，并各自赋予它们相应的材料属性，按顺序将各层组装。
59.其中，请参见图2，支撑膜6的厚度为75微米，弹性模量为2.5gpa，在支撑膜6的弯折区91设置的应力释放孔92采用成行成列的排列方式，应力释放孔92的形状设置为椭圆形；并将整个模组网格设置为1，运行并输出数据。
60.对比例1：
61.在abaqus软件中，创建盖板1、第一oca光学透明胶层81、偏光片2、tp3、第二oca光学透明胶层82、阻隔膜4、显示层5、支撑膜6、泡棉7多个层次，并各自赋予它们相应的材料属性，按顺序将各层组装。
62.其中，支撑膜6的厚度为75微米，弹性模量为2.5gpa，在支撑膜6的弯折区91并不设置应力释放孔92；将整个模组网格设置为1，运行并输出数据。
63.上述实施例1和对比例1的输出参数见表1，可见，实施例1中第二oca光学透明胶层82的应力值为0.235mpa、应变值为0.01478，分别小于对比例1中第二oca光学透明胶层82的应力值0.262mpa、应变值0.02435。尤其是实施例1中的应变值远远小于对比例1中的应变值。由上述数据对比得出，在支撑膜6的弯折区91设置应力释放孔92的方式能有效改善第二oca光学透明胶层82的粘结强度，使其应力应变数值变小。
64.实施例2：
65.在abaqus软件中，创建盖板1、第一oca光学透明胶层81、偏光片2、tp3、第二oca光学透明胶层82、阻隔膜4、显示层5、支撑膜6、泡棉7多个层次，并各自赋予它们相应的材料属
性，按顺序将各层组装。
66.其中，请参见图3，支撑膜6的厚度为75微米，弹性模量为2.5gpa，在支撑膜6的弯折区91设置的应力释放孔92在列的方向上相交错，上下两行应力释放孔92的长轴的夹角为α，α为60
°
，也就是将长轴沿竖直方向设置的应力释放孔92绕其中心逆时针旋转30
°
、将与其相邻一行应力释放孔92绕其中心顺时针旋转30
°
，使上述两行应力释放孔92的长轴与水平线夹角分别为60
°
，且应力释放孔92的形状设置为椭圆形。将整个模组网格设置为1，运行并输出数据。
67.对比例2：
68.在abaqus软件中，创建盖板1、第一oca光学透明胶层81、偏光片2、tp3、第二oca光学透明胶层82、阻隔膜4、显示层5、支撑膜6、泡棉7多个层次，并各自赋予它们相应的材料属性，按顺序将各层组装。
69.其中，请参见图4，支撑膜6的厚度为75微米，弹性模量为2.5gpa，在支撑膜6的弯折区91设置的应力释放孔92在列的方向上相交错，上下两行应力释放孔92的长轴的夹角为α，α为60
°
，也就是将长轴沿竖直方向设置的应力释放孔92绕其中心逆时针旋转30
°
、将与其相邻一行应力释放孔92绕其中心顺时针旋转30
°
，使上述两行应力释放孔92的长轴与水平线夹角分别为60
°
，应力释放孔92的形状设置为矩形。将整个模组网格设置为1，运行并输出数据。
70.上述实施例2和对比例2的输出参数见表1，可见实施例2中第二oca光学透明胶层82的应力值为0.159mpa、应变值为0.01089，分别小于对比例1中第二oca光学透明胶层82的应力值0.178mpa、应变值0.01365。实施例2中的应变值和应变值相比对比例2中的数值均有减小。由上述数据对比得出，在支撑膜6的弯折区91设置椭圆形的应力释放孔92能有效改善第二oca光学透明胶层82的粘结强度，相较设置矩形的应力释放孔92，其应力应变数值更小。
71.表1：
[0072][0073]
在此基础上，进行下述对比：
[0074]
对比实施例1和实施例2可以得出，在支撑膜6的弯折区91设置的上下两行应力释放孔92呈交错设置时，相邻两行应力释放孔92的长轴交错呈60
°
的水平夹角时，对胶粘层的
粘结强度有明显的改善效果，也就是两行应力释放孔92的长轴方向处于非单一方向时，应力释放效果更好。
[0075]
对比实施例2和对比例2的数据可以得出，应力释放孔92形状为椭圆形时，改善胶粘层的粘结强度效果更好，能够避免在柔性屏经过数次的弯折后出现胶粘层脱粘的现象。。
[0076]
本实施例通过上述方法制得的柔性屏的柔性模组，与现有技术相比，上述柔性屏采用叠层集成技术，实现了盖板1、偏光片2、tp3、阻隔膜4、显示层5以及支撑膜6的有效集成，通过在支撑膜6的弯折区91内设置应力释放孔92，实现柔性模组弯折过程中应力的消除，能有效改善弯折区91的粘结强度，避免出现胶粘层脱粘现象，使柔性屏具有更好的机械弯折性能，不仅兼顾了光学、触控和外观等方面，也更加注重机械弯折性能。
[0077]
以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。