阅读说明：本技术 柔性显示装置及其制造方法 (Flexible display device and method of manufacturing the same ) 是由 谢坤龙 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：一种柔性显示装置,包括底膜、显示面板、保护膜以及胶层。显示面板位于底膜上。底膜的面积与显示面板的面积实质上相同。保护膜位于显示面板远离底膜的表面上。保护膜的面积小于显示面板的面积。胶层位于显示面板远离底膜的表面上且所述胶层与保护膜具有重叠部分。胶层的厚度介于10微米至500微米之间。胶层的杨氏系数介于0.1GPa至10GPa之间。底膜的侧边缘、显示面板的侧边缘以及胶层的侧边缘实质上切齐。另提供一种柔性显示装置的制造方法。(A flexible display device includes a base film, a display panel, a protective film, and a glue layer. The display panel is disposed on the base film. The area of the bottom film is substantially the same as the area of the display panel. The protective film is positioned on the surface of the display panel away from the base film. The area of the protective film is smaller than that of the display panel. The glue layer is located on the surface of the display panel far away from the bottom film, and the glue layer and the protective film are provided with overlapped parts. The thickness of the glue layer is between 10 and 500 microns. The Young's modulus of the adhesive layer is between 0.1GPa and 10 GPa. The side edges of the carrier film, the display panel, and the adhesive layer are substantially aligned. A method for manufacturing the flexible display device is also provided.)

柔性显示装置及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种显示装置及其制造方法，且特别是有关于一种柔性显示装置及其制造方法。

背景技术

一般而言，柔性显示装置中的部分构件与膜层仍有一定的硬脆性质，使得柔性显示装置在挠曲或弯曲的状态下，有可能会因为弯折应力而造成结构上的断裂，而可能进一步造成内部元件的损坏。因此，如何降低弯折应力对柔性显示装置的不良影响，进而提升柔性显示装置的使用寿命实已成目前亟欲解决的课题。

发明内容

本发明提供一种柔性显示装置及其制造方法，其可以降低弯折应力对柔性显示装置的不良影响，提升柔性显示装置的使用寿命。

本发明提供一种柔性显示装置，包括底膜、显示面板、保护膜以及胶层。显示面板位于底膜上。底膜的面积与显示面板的面积实质上相同。保护膜位于显示面板远离底膜的表面上。保护膜的面积小于显示面板的面积。胶层位于显示面板远离底膜的表面上且所述胶层与保护膜具有重叠部分。胶层的厚度介于10微米至500微米之间。胶层的杨氏系数介于0.1GPa至10GPa之间。底膜的侧边缘、显示面板的侧边缘以及胶层的侧边缘实质上切齐。

本发明提供一种柔性显示装置的制造方法，包括设置显示面板于底膜上。设置保护膜于显示面板远离底膜的表面上，其中保护膜的面积小于显示面板的面积。形成胶层于显示面板远离底膜的表面上且胶层与保护膜具有重叠部分。胶层的厚度介于10微米至500微米之间。胶层的杨氏系数介于0.1GPa至10GPa之间。进行激光切割制程，以使底膜的侧边缘、显示面板的侧边缘以及胶层的侧边缘实质上切齐。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A至1D是依照本发明的一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。

图2A是依照本发明的另一实施例的柔性显示装置的部分顶视图。

图2B是沿图2A中的线A-A’的部分剖视图。

图2C是沿图2A中的线B-B’的部分剖视图。

图3A至图3D是依照本发明的又一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。

图4A至图4C是依照本发明的再一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。

其中，附图标记：

10：可弯折区

20：非弯折区

100、200、300、400：柔性显示装置

110：底膜

120：显示面板

120a：表面

110s、120s、130s、140s、330s、332s、334s、450s：侧边缘

130、330：保护膜

130a：顶面

140、142、440：胶层

1401：垂直部分

1402：水平部分

332：塑胶材料层

334：硬涂层

450：光学结构层

d1、d2、d3、d4、d5：厚度

G：区域

L：距离

P：重叠部分

R：堆叠方向

W：宽度

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

以下将以附图描述本发明的多个实施方式，为明确说明，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解的是，这些实务上的细节不应用被以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习知的结构与元件在附图中将省略或以简单示意的方式为之。

在整个说明书中，相同的附图标记表示相同或类似的元件。在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件「上」或「连接到」另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者所述元件与所述另一元件中间可以也存在其他元件。相反，当元件被称为「直接在另一元件上」或「直接连接到」另一元件时，所述元件与所述另一元件中间不存在其他元件。如本文所使用的，「连接」可以指物理及/或电性连接。再者，二元件互相「电性连接」或「耦合」系可为二元件间存在其它元件。

本文使用的术语仅仅是为了描述本发明特定的实施例，而不是用来限制本发明。举例来说，本文使用的「一」、「一个」和「该」并非限制元件为单数形式或复数形式。本文使用的「或」表示「及/或」。如本文所使用的，术语「及/或」包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语「包括」或「包含」指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。

此外，诸如「下」或「底部」和「上」或「顶部」的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则原本被描述为在元件的「下」侧的其他元件将变成被定向在元件的「上」侧。因此，取决于附图的特定取向，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为原本在元件「下」或「下方」的其他元件将变成被定向为在其它元件「上方」。因此，示例性术语「下」或「下方」可以包括上方和下方的取向。

本文使用的「约」或「实质上」包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，「约」可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的「约」或「实质上」可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

图1A至1D是依照本发明的一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。在本实施例中，柔性显示装置100的制造方法可以包括以下步骤。

请参考图1A，设置显示面板120于底膜110上。应说明的是，尽管图1A中底膜110的面积可以是与显示面板120的面积实质上相同，但本发明不限于此，在进行后续激光切割制程之前，底膜110的面积可以是与显示面板120的面积不同。

在本实施例中，底膜110与显示面板120可以具有柔性。举例而言，底膜110的材料可以是塑胶薄膜、金属薄膜或其组合，其中塑胶薄膜可以具有支撑功能，而金属薄膜可以提升底膜110的平整度。塑胶薄膜例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以上几种塑胶材料，或其他柔曲的高分子聚合物，但本发明不限于此。金属薄膜例如是不锈钢箔、铜箔、铝箔，但本发明不限于此。

显示面板120可以由柔性基板、形成于柔性基板上的多个元件、彩色滤光片及偏光片所组成，但本发明不限于此。举例而言，柔性基板例如为玻璃基材、塑胶基材、金属软性基材或是由上述材料组合的多层复合基材。多个元件可包括驱动元件，如驱动元件可以是多个薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、被动元件、触控元件或对应的导线(如：扫描线、数据线或其他类似的信号线)以及发光元件，如有机发光二极管(organic lightemitting diode，OLED)、薄膜封装(Thin Film Encapsulation，TFE)、微型发光二极管(micro LED)、次毫米发光二极管(mini LED)。彩色滤光片包含柔性透明基板、黑色矩阵、RGB彩色层等。偏光片例如为圆偏光片。

请参考图1B，设置保护膜130于显示面板120远离底膜的表面120a上，其中保护膜130的面积小于显示面板120的面积。换句话说，显示面板120位于底膜110与保护膜130之间，保护膜130内缩于显示面板120并暴露出部分的显示面板120，而于显示面板120的侧边缘120s与保护膜130的侧边缘130s之间形成一保护膜130未覆盖的区域G，以确保在后续切割显示面板120时不会切割到保护膜130，避免保护膜130的侧边缘130s因切割而产生微小裂纹(micro crack)，进而导致在反复弯折下产生延裂的状况，且在保护膜130较昂贵的情况下，保护膜130未覆盖的区域G即为切割公差范围，如此还可以降低切割所造成保护膜130、显示面板120与底膜110损失的制造成本。

在本实施例中，为了可以有效地保护显示面板120，因此保护膜130的厚度d1可以大于显示面板120的厚度d2，且保护膜130的表面硬度可以大于显示面板120的表面硬度与底膜110的表面硬度，但本发明不限于此。在此，厚度方向为底膜110、显示面板120以及保护膜130依序堆叠的堆叠方向R。本发明不限制显示面板120以及保护膜130的设置方法。可以视实际设计需求而定。

请参考图1C，形成胶层140于显示面板120远离底膜110的表面120a上且胶层140与保护膜130具有重叠部分P。举例而言，胶层140与保护膜130于堆叠方向R上具有重叠部分P。换句话说，胶层140与保护膜130的重叠部分P覆盖保护膜130的部分顶面130a，而另一部分保护膜130的顶面130a被暴露出来。胶层140可以从保护膜130的侧边缘130s延伸覆盖至保护膜130的顶面130a，以良好地保护保护膜130的侧边缘130s，降低边缘因碰撞而损坏的机率。胶层140例如是涂布所形成。

在本实施例中，胶层140的厚度d3介于10微米至500微米之间，胶层140的杨氏系数介于0.1GPa至10GPa之间，因此，藉由胶层140的厚度与其杨氏系数的参数设定，不单增加柔性显示装置100在保护膜130未覆盖的区域G下线路的保护能力，还可以动态地调整柔性显示装置100在保护膜130未覆盖的区域G的中性轴的位置，降低显示面板120边缘上的线路因反复弯折而产生断裂的机率，进而可以降低弯折应力对柔性显示装置100的不良影响，提升柔性显示装置100的使用寿命。

举例而言，胶层140的厚度及杨氏系数的参数设定可以根据显示面板120与底膜110的整体刚性进行调整，以使柔性显示装置100的中性轴可以位在显示面板120中较靠近驱动元件及发光元件的区域内，以避免驱动元件及发光元件因弯折应力过大而损坏，进而降低弯折应力对柔性显示装置100的不良影响，提升柔性显示装置100的使用寿命。在此，刚性为杨氏系数与厚度的乘积。进一步而言，若显示面板120由柔性下基板、驱动元件、发光元件、触控元件及彩色滤光片(含柔性透明上基板)所组成，则显示面板120中的柔性下基板的刚性加上底膜110的刚性可以约等于显示面板120中的柔性透明上基板的刚性加上胶层140的刚性，因显示面板120中的柔性下基板与柔性透明上基板的刚性会设计成相同，让驱动元件及发光元件越接近显示面板120的中性轴，且胶层140的厚度d3可以约大于或等于底膜110的厚度d4，因此，胶层140的杨氏系数可以小于或等于底膜110的杨氏系数，以使柔性显示装置100的中性轴可以落在显示面板120中较靠近多个元件(如驱动元件与发光元件)存在的区域内，进而降低弯折应力对上述元件的不良影响(如使上述区域内的线路因弯折而断裂)，进而提升柔性显示装置100的使用寿命。在一实施例中，若底膜为复合材料，例如是以胶贴合的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)加不锈钢箔，则无法以刚性线性加减计算中性轴位置，需以模拟计算其中性轴，故仍需视实际设计需求而定。

在本实施例中，重叠部分P可以包括保护膜130的侧边缘130s。换句话说，重叠部分P可以从保护膜130的侧边缘130s往中间延伸。重叠部分P的宽度W可以介于10微米至1000微米之间，且保护膜130的侧边缘130s与胶层140的侧边缘140s之间的距离L可以介于100微米至1000微米之间，藉由上述参数的设定，可以让显示面板120和底膜110进行切割时，不会切到保护膜130，并提供保护膜130的侧边缘130s有效保护，避免侧边撞击而使保护膜130产生微小裂纹(micro crack)，进而导致在反复弯折下产生延裂的状况，此外，胶层140除可有效地调整柔性显示装置100的中性轴的位置，进一步降低弯折应力对柔性显示装置100的不良影响外，亦可提供显示装置100在保护膜130未覆盖的区域G下线路的保护，尤其在未来窄边框及大萤幕屏占比趋势下，可以使柔性显示装置100达到窄边框的设计，其中边框可以是距离L所界定的区域。

请参考图1D，形成胶层140后，进行激光切割制程，以使底膜110的侧边缘110s、显示面板120的侧边缘120s以及胶层140的侧边缘140s实质上切齐，此可以避免落尘堆积在如图1B所示的区域G上进而损坏显示面板120。换句话说，进行激光切割制程之后，可以使底膜110的面积与显示面板120的面积实质上相同。在本实施例中，以保护膜130的顶面130a为边界，进行激光切割制程后，胶层140可以分为垂直部分1401与水平部分1402，其中垂直部分1401较靠近显示面板120，垂直部分1401连接显示面板120与水平部分1402。垂直部分1401与水平部分1402具有不同厚度与宽度，如图1D所示，垂直部分1401的宽度可以等于距离L，垂直部分1401的厚度可以等于保护膜130的厚度d1，而水平部分1402的宽度可以等于距离L与重叠部分P的宽度W的总和，水平部分1402的厚度可以等于胶层140的厚度d3与保护膜130的厚度d1之间的差值。

在一实施例中，胶层140可以为黑色胶层，因此可以避免使用者在使用时误撕保护膜130，进而可以降低保护膜130从显示面板120上剥离的机率，以进一步提升柔性显示装置100的使用寿命。另一方面，保护膜130可以包括无机材料层，无机材料层可以包括薄玻璃。举例而言，薄玻璃可以是强化薄玻璃，但本发明不限于此，在其他实施例中，保护膜130可以具有其他不同态样。

在此必须说明的是，以下实施例沿用图1A至图1D的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明，关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2A是依照本发明的另一实施例的柔性显示装置的部分顶视图。图2B是沿图2A中的线A-A’的部分剖视图。图2C是沿图2A中的线B-B’的部分剖视图。请同时参照图2A至图2C，本实施例的柔性显示装置200包括可弯折区10以及与可弯折区10相接的非弯折区20，可弯折区10的胶层140的厚度d3与非弯折区20的胶层142的厚度d5不同。可弯折区10的胶层140的厚度d3可以是小于非弯折区20的胶层142的厚度d5，由于可弯折区10的胶层140的厚度d3较小，因此可以提供柔性显示装置200较大弯折的空间，而非弯折区20的胶层142的厚度d5较大则可以提供柔性显示装置200较佳的保护性。

图3A至图3D是依照本发明的又一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。请同时参照图3A至图3D，本实施例的柔性显示装置300与图1A至图1D实施例的柔性显示装置200差别在于：保护膜330可以是塑胶材料层332与硬涂层334的组合。塑胶材料层332可以是具有光可穿透性的透明塑胶材料。举例而言，塑胶材料层332的材料可以是透明聚酰亚胺(CPI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，但本发明不限于此。硬涂层334的材料例如是硅氧聚合物(polymerized siloxanes或polysiloxanes)，硅氧聚合物可以是包括有机与无机的聚合物。在一实施例中，化学式为[-R2SiO-]n，其中R为甲基、苯基等的有机官能基。这些材料由无机硅氧键骨架(...-Si-O-Si-O-Si-O-...)和以共价键和硅原子结合的支链有机基团组成。举例而言，通过控制骨架的长度、有机基团的种类和骨架的交联，可得到具有有机及无机混成不同性质的硅氧聚合物，无机的材料的比例越高，骨架的交联越多，其硬度也越高。

应说明的是，在未绘示的实施例中，保护膜可以是无机材料层(如薄玻璃)、塑胶材料层(如聚酰亚胺)与硬涂层(如硅氧聚合物)的组合的组合。换句话说，保护膜可以包括于显示面板120上依序堆叠无机材料层(如薄玻璃)、塑胶材料层(如聚酰亚胺)与硬涂层(如硅氧聚合物)。

图4A至图4C是依照本发明的再一实施例的柔性显示装置在不同阶段的制造过程中的部分剖视图。请同时参照图4A及图4C，本实施例的柔性显示装置400与图3A至图3D实施例的柔性显示装置300差别在于：更包括在形成保护膜330之前，于显示面板120远离底膜110的表面120a上形成光学结构层450。换句话说，光学结构层450位于显示面板120与保护膜330之间。保护膜330的面积可以是小于光学结构层450的面积，且光学结构层450的面积可以是小于显示面板120的面积。换句话说，光学结构层450内缩于显示面板120，保护膜330内缩于光学结构层450。另一方面，柔性显示装置400的胶层440可以包覆光学结构层450的侧边缘450s、保护膜330的侧边缘330s(塑胶材料层332的侧边缘332s与硬涂层334的侧边缘334s)。

基于上述，本发明藉由胶层与保护膜具有重叠部分以及胶层的厚度与杨氏系数的参数设定可以动态地调整柔性显示装置中性轴的位置，降低边缘因反复弯折而产生延裂的机率，进而可以降低弯折应力对柔性显示装置的不良影响，提升柔性显示装置的使用寿命。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。