CN107710445B - 具有用于中性平面调节的刚性层的柔性显示器 - Google Patents

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Abstract

本公开的至少一些方面的特征在于一种柔性显示器，所述柔性显示器包括多个功能层、多个粘结层和刚性层。所述多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间。所述刚性层具有的弹性模量大于所述多个功能层的弹性模量，以调节所述柔性显示器的中性平面在所述显示层内的位置。

Description

具有用于中性平面调节的刚性层的柔性显示器
技术领域
本公开的至少一些方面涉及具有联锁装置的显示器。本公开的至少一些方面涉及具有用于中性平面调节的刚性层的显示器。
发明内容
本公开的至少一些方面的特征在于一种柔性显示器，该柔性显示器包括：多个功能层，该多个功能层包括具有显示部件的显示层；多个粘结层，该多个粘结层包括粘结部件；以及刚性层。多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间。刚性层具有的弹性模量大于多个功能层中的每个的弹性模量，以调节柔性显示器的中性平面在显示层内的位置。
附图说明
附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式阐明本发明的优点和原理。在附图中，
图1示出使用联锁装置的显示器的一部分的近距离概念视图；
图2A-2H示出联锁装置的一些示例；
图3A-3F示出联锁片段的设置的一些示例；
图4示出具有刚性层的显示器的一个示例的剖视图；
图5A-5D示出中性平面的位置与刚性层的厚度之间的关系，其中刚性层具有各种弹性模量；
图6A-6D示出在无应变状态下具有非平面形状的(一个或多个)功能层的一些示例。
在这些附图中，类似的附图标号表示类似的元件。虽然可能未按比例绘制的以上附图示出了本公开的各种实施方案，但还可以设想其它实施方案，如在具体实施方式中所指出。在所有情况下，本公开都通过示例性实施方案的表示而非通过表述限制来描述当前公开的发明。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案落入本公开的范围和实质内。
具体实施方式
除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物理特性的数字在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员使用本文所公开的教导内容寻求获得的期望特性而变化。所使用的由端值表述的数值范围包括此范围内包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及在此范围内的任何范围。
除非上下文另外明确指定，否则如本说明书和所附权利要求书中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有复数指代对象的实施方案。除非上下文另外明确指定，否则如本说明和所附权利要求书中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。
若在本文中使用空间相关的术语，包括但不限于“下部”、“上部”、“下面”、“下方”、“上方”和“在顶部”，则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。除了图中所描绘的和本文所述的具体取向之外，此类空间相关术语还涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其它元件下方或下面的部分应当在那些其它元件上方。
如本文所用，例如当元件、部件或层描述为与另一元件、部件或层形成“一致界面”、或在“其上”、“连接到其”、“耦合到其”或“与其接触”，则可为直接在其上、直接连接到其、直接与其耦合、直接与其接触，或例如居间的元件、部件或层可能在特定元件、部件或层上，或连接到、耦合到或接触特定元件、部件或层。例如，当元件、部件或层例如被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接耦合到”另一元件或“直接与”另一元件“接触”时，不存在居间的元件、部件或层。如本文所用，“被供电”意指装置接收操作功率。
本公开的一些方面涉及一种显示器，在一些情况下，涉及使用联锁装置提供足够的粘结强度和剪切迁移性的柔性显示器。联锁装置可设置在柔性显示器的相邻功能层之间，例如支撑层、显示层、保护层、触摸装置等。每个功能层可包括一个或多个部件。例如，显示层可包括有机发光器件或其它显示装置。又如，保护层可包括触敏装置、保护膜、光增强膜等。又如，支撑层可包括支撑基板、电池、电路层等。在一些实施方案中，联锁装置可与光学透明凝胶、粘合剂或液体一起使用以改善粘结特性和/或光学特性。
本公开的一些方面涉及一种显示器，在一些情况下涉及柔性显示器，该柔性显示器具有刚性层以配置显示器的中性平面的位置。中性平面是指经受弯曲的结构内的概念平面，在此处该平面不受应力，既不受压力也不受张力。刚性层是指具有相对较高的弹性模量的层，例如大于显示器中的至少一层或大于其它层。通常希望使中性平面定位在显示层处、在显示层内或邻近显示层，在该显示层中设置有显示部件。
图1示出使用联锁装置110的显示器100的一部分的近距离概念视图。如图所示，显示器100包括第一层120和第二层130以及设置在这两个层(120,130)之间的粘结层150。粘结层150包括联锁装置110。显示器可包括除层120和层130之外的其它层。联锁装置110包括附接到层120或与层120成一体的第一联锁部件102以及附接到层130或与层130成一体的第二联锁部件104。第二联锁部件104被构造成用于与第一联锁部件102接合。在一些实施方案中，该接合防止第一层120与第二层130沿垂直于第二层的表面的方向Z分离。在一些实施方案中，第一联锁部件与第二联锁部件之间的接合对第一层120相对于第二层在沿第二层130的表面的方向X上滑动提供了极小的限制或无限制。在一些情况下，第一联锁部件120和/或第二联锁部件130具有槽，这些槽可便于或引导两个部件之间的滑动。例如，第一联锁部件120和/或第二联锁部件130具有导轨或大致对准的形成槽的元件。
在一些实施方案中，联锁装置110可使用光学透明的材料，例如具有至少90％的可见光透光率和小于2％的雾度的材料。在一些情况下，联锁装置110可设置在观察区域之外。在此类情况下，联锁装置110可使用非光学透明的材料。在一些具体实施中，联锁装置110可包括介于联锁部件之间的气隙。在一些其它情况下，联锁装置110的至少一部分可设置在观察区域内。在此类情况下，设置在观察区域中的联锁装置110的部分使用光学透明的材料，例如光学透明的聚合物等。在一些实施方案中，光学透明的聚合物可以是具有介于1.50和1.60之间的折射率的选定聚合物，例如聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物等。
在一些具体实施中，粘结层150可包含粘结材料140，该粘结材料140可设置为与联锁装置110一起邻近第一层120和第二层130。在一些情况下，粘结材料140可包含光学透明的材料，例如光学透明的粘合剂、光学透明的凝胶、光学透明的液体等。对于联锁装置，粘结材料140可使用具有相对较低粘度的材料，例如低粘度液体，以降低抗弯曲性。在一些实施方案中，粘结材料140可使用这样的材料，该材料具有密切匹配联锁装置110的折射率的折射率。例如，粘结材料140可具有这样的总折射率，该总折射率与联锁装置110的部分(更具体地，观察区域内的联锁部件102和连锁部件104)的折射率的绝对差值小于或等于0.05。例如，粘结材料140可包含材料，例如丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅、聚烯烃等。
在一些实施方案中，联锁装置110具有不超过10mm的高度。在一些情况下，联锁装置110具有不超过1mm的高度。在一些情况下，联锁装置110具有不超过200微米的高度。在一些情况下，联锁装置110具有不超过100微米的高度。在一些情况下，联锁装置110具有不小于5微米的高度。在一些实施方案中，联锁装置110还包括设置为邻近第一联锁部件102和第二联锁部件104的光耦合器106。在一些情况下，光耦合器106包含具有相对较低的弹性模量、低蠕变和在剪切荷载下的高度剪切应变的材料，以便于反复弯曲，例如液体、粘合剂、凝胶等。例如，光耦合器106可包括低粘度液体以减小联锁部件之间的摩擦曳力，并且减小抗弯曲性。
在一些实施方案中，光耦合器106可使用这样的材料，该材料具有密切匹配联锁装置110(更具体地，联锁部件102和联锁部件104)的折射率的折射率。在此类情况下，联锁装置110的光学透明度可通过消除联锁部件102与联锁部件104之间的气隙来恢复。在一些情况下，光耦合器106可具有这样的总折射率，该总折射率与联锁装置110的部分(更具体地，观察区域内的联锁部件102和连锁部件104)的折射率的绝对差值小于或等于0.05。例如，光耦合器106可包含如下材料，诸如例如包含苯基和磷基团的液体，诸如Santicizer 141(可购自美国福禄公司(Ferro,USA))，或使用此类液体与丙烯酸酯聚合物结合配制而成的凝胶，其中丙烯酸酯聚合物使用包含有助于提高折射率的官能团诸如芳族基团苯基、萘基、蒽基、硫基、溴基等的单体以控制和调节凝胶的光学指数。如果将紧密匹配的粘合剂用作光耦合元件106，则该粘合剂无法限制联锁装置110的相对运动(即，相对滑动)。在一些情况下，光耦合器106可与粘结材料140使用相同的材料。
在一些实施方案中，第一联锁部件102或第二联锁部件104包括多个接合元件。接合元件中的至少一些具有横截面形状，该横截面形状具有杆部和比杆部宽的顶盖，如图1所示，由此使得接合元件之间的接合防止沿Z轴的分离或位移。在一些情况下，第一联锁部件或第二联锁部件包括允许沿X轴滑动的多个接合导轨。在一些具体实施中，接合导轨中的至少一些具有横截面形状，该横截面形状具有柱子和顶盖。在一些实施方案中，多个接合元件或接合导轨中的每个具有不超过10mm的高度。在一些情况下，多个接合元件或接合导轨中的每个具有不超过1mm的高度。在一些情况下，多个接合元件或接合导轨中的每个具有不超过200微米的高度。在一些情况下，多个接合元件或接合导轨中的每个具有不超过100微米的高度。在一些情况下，多个接合元件或接合导轨中的每个具有不小于5微米的高度。
在一些情况下，第一联锁部件102包括一组第一接合元件，并且第二联锁部件104包括一组第二接合元件。在一些情况下，第一接合元件与第二接合元件具有大致相同的形状。
在一些情况下，柔性显示器100具有X轴和大致垂直于X轴的Y轴，其中柔性显示器100被构造成用于围绕Y轴弯曲。在一些实施方案中，联锁装置110沿X轴设置。在一些情况下，联锁装置110被设置为沿X轴靠近柔性显示器100的两个相对边缘。在一些构造中，柔性显示器100可包括多于两个功能层，其中每两个相邻的功能层具有介于其中的粘结层，并且粘结层包括联锁装置。
图2A-2F示出联锁装置的一些示例。参见图2A，联锁装置200A包括第一联锁部件210A以及被构造成用于与第一联锁部件210A接合的第二联锁部件220A。第一联锁部件210A可包括基板211和一个或多个接合导轨215A。第二联锁部件220A可包括基板221和一个或多个接合导轨225A。接合导轨215A包括杆部212和比杆部212宽的顶盖214A。接合导轨215A的横截面为蘑菇状形状。相似地，接合导轨225A包括杆部222和比杆部222宽的顶盖224A。该设计可在两个联锁部件之间具有较小的间隙。
图2B示出与联锁装置200A具有类似设计的联锁装置200B。第一联锁部件210B可包括基板211和一个或多个接合导轨215B。第二联锁部件220B可包括基板221和一个或多个接合导轨225B。接合导轨215B包括杆部212和比杆部212宽的顶盖214B。接合导轨215B的横截面为蘑菇状形状。相似地，接合导轨225B包括杆部222和比杆部222宽的顶盖224B。对于该构造，两个联锁部件(210B,220B)在顶盖(214B,224B)之间具有更多的重叠，其相比于图2A所示的构造具有更高的全厚度粘结强度。
图2C示出联锁装置200C的一个示例。联锁装置200C包括第一联锁部件210C以及被构造成用于与第一联锁部件210C接合的第二联锁部件220C。第一联锁部件210C可包括基板211和一个或多个接合导轨215C。第二联锁部件220C可包括基板221和一个或多个接合导轨225C。接合导轨215C包括杆部212和比杆部212宽的顶盖214C。接合导轨215C的横截面为蘑菇状形状。相似地，接合导轨225C包括杆部222和比杆部222宽的顶盖224C。顶盖214C和顶盖224C为大致平坦的。对于该设计，两个联锁部件(210C,220C)在其间具有更大的间隙，这可以减小摩擦并改善弯曲柔韧性。接合导轨的更多构造以及相对间距和材料在US 6,357,128、US 6,546,604和US 6,588,074中有所描述，所述专利全文均以引用方式并入本文。
图2D和图2E示出具有相似形状的接合导轨(200D,200E)的一些示例。由基板210支撑的接合导轨200D具有杆部212和顶盖214D，该杆部212和顶盖214D类似于图2B中所示的杆部和顶盖。接合导轨200E具有与接合导轨200D类似的形状，但是一个或多个狭缝216沿大致垂直于接合导轨200E的纵向方向的方向延伸。在一些情况下，狭缝216与垂直于接合导轨200E的一般表面的方向具有较小的角度，例如5°。在一些实施方案中，两个相邻狭缝216之间的距离在接合导轨200E的高度的1/4和该高度的50倍之间的范围内。在一些情况下，狭缝216可为穿过接合导轨200E的一部分(例如，顶盖214E、杆部212和/或基板210整体)的开口。又如，狭缝216可为穿过顶盖214D、杆部212和/或基板210的一部分的开口。在一些情况下，狭缝216可具有预定义的宽度，该宽度可允许沿大致垂直于基板210的表面的两个方向(即，向内和向外)弯曲。狭缝216可沿接合导轨的整个长度方向或邻近选定的一个或多个位置设置。狭缝216可改善接合导轨以及由其形成的联锁装置的弯曲柔韧性。
图2F示出联锁装置200F的另一个示例。联锁装置200F包括第一联锁部件210F以及被构造成用于与第一联锁部件210F接合的第二联锁部件220F。第一联锁部件210F可包括基板211和一个或多个接合元件215F。第二联锁部件220F可包括基板221和一个或多个接合元件225F。接合元件215F包括杆部212和比杆部212宽的顶盖214F。接合元件215F的横截面为蘑菇状形状。相似地，接合元件225F包括杆部222和比杆部222宽的顶盖224F。在如图2F所示的一些实施方案中，接合元件215F和225F被设置成具有规则的间距。在一些情况下，接合元件215F和/或225F形成行以允许或引导滑动。成行杆部的间距和顶盖的尺寸可被选择为提供沿大致垂直于基板(211或221)的方向的期望程度的机械接合，同时仍允许沿行的方向轻松滑动。联锁部件的杆部上以及联锁部件中的一者或两者上的顶盖可具有除大致圆形或蘑菇形之外的形状。例如，一个或多个接合元件上的顶盖可为长方形或椭圆形。适用于该顶盖的材料包括US 5,077,870和US 5,845,375中提出的圆形或蘑菇形顶盖以及US 5,868,987中提出的长方形或椭圆形顶盖，以上专利全文均以引用方式并入本文。
图2G示出可以带形式或片形式提供的联锁装置200G的概念性示例的剖视图；并且图2H示出联锁装置200G的透视图。联锁装置200G包括第一联锁部件210G、第二联锁部件220G、第一粘合剂层230、第一剥离衬件240、第二粘合剂层250和第二剥离衬件260。第一联锁部件210G包括基板211和一个或多个接合导轨215G，并且第二联锁部件220G包括基板221和一个或多个接合导轨225G。接合导轨(215G,225G)允许沿联锁部件之间的导轨的纵向方向相对滑动，并且防止沿大致垂直于基板211或基板221的表面的Z方向分离。联锁部件(210G,220G)可使用本文所述的联锁部件的任何构造，例如包括狭缝。
在一些实施方案中，联锁装置可包括多个联锁片段。联锁片段中的每个可包括两个联锁部件，其中每个联锁部件可使用本文所述的联锁部件的任何构造。多个联锁片段可设置于几何图案中。图3A-3F示出联锁片段的设置的一些示例。图3A示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300A。联锁装置300A包括大致垂直于弯曲方向Y设置的多个联锁片段310A。在一些实施方案中，多个联锁片段310A中的至少两个大致彼此平行。在一个实施方案中，每两个相邻连锁片段310A沿Y轴具有大致相等的间距。
图3B示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300B的另一个示例。联锁装置300B包括大致彼此平行的第一组联锁片段310B、大致彼此平行的第二组联锁片段314B以及设置在第一组联锁片段与第二组联锁片段之间的第三组联锁片段312B。第三组联锁片段312B可设置在提供足够的弯曲柔韧性的弯曲区域中。图3C示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300C的一个示例。联锁装置300C包括分散于功能层305的表面上的多个短联锁片段或单个联锁元件310C，其可实现足够的粘结特性和弯曲柔韧性。
图3D示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300D的一个示例。联锁装置300D包括第一组联锁片段310D和第二组联锁片段320D。第一组联锁片段310D被设置为沿功能层305的X轴邻近第一边缘，并且第二组联锁片段320D被设置为沿功能层305的X轴邻近第二边缘。第一组联锁片段310D包括两个大致平行的联锁片段312D。第二组联锁片段320D包括两个大致平行的联锁片段322D。
图3E示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300E的另一个示例。联锁装置包括第一组联锁片段310E和第二组联锁片段320E。第一组联锁片段310E被设置为沿功能层305的X轴邻近第一边缘，并且第二组联锁片段320E被设置为沿功能层305的X轴邻近第二边缘。第一组联锁片段310E包括设置在第一侧上的两个大致平行的联锁片段312E、设置在第二侧上的两个大致平行的联锁片段314E以及设置在第一侧与第二侧之间的一组短联锁片段316E。第二组联锁片段320E包括设置在第一侧上的两个大致平行的联锁片段322E、设置在第二侧上的两个大致平行的联锁片段324E以及设置在第一侧与第二侧之间的一组短联锁片段或单个联锁元件326E。
图3F示出设置在显示器的功能层305上的联锁装置300F的另一个示例。联锁装置包括第一组联锁片段310F和第二组联锁片段320F。第一组联锁片段310F被设置为沿功能层305的X轴邻近第一边缘，并且第二组联锁片段320F被设置为沿功能层305的X轴邻近第二边缘。第一组联锁片段310F包括一组短联锁片段或单个联锁元件312F。第二组联锁片段320F包括一组短联锁片段或单个联锁元件322F。
在一些实施方案中，希望将柔性显示器的中性平面的位置调节为需要较低张力和/或压缩的位置，例如，包括对应力敏感的部件(例如，氧化铟锡(ITO)驱动电极、薄膜晶体管等)的显示层。柔性显示器可具有包括显示层和多个粘结层的多个功能层，其中中性平面位于显示层之外。本公开的至少一些方面涉及将刚性层添加到显示器以调节中性平面。图4示出具有刚性层410的显示器400的一个示例的剖视图。显示器具有第一层420、第一粘结层430、显示层440、第二粘结层450和第二层460。例如，第一层420具有1GPa的弹性模量和25μm的厚度；第一粘结层430具有100KPa的弹性模量和25μm的厚度；显示层440具有10GPa的弹性模量和15μm的厚度；第二粘结层450具有100KPa的弹性模量和25μm的厚度；并且第二层460具有10GPa的弹性模量和75μm的厚度。中性平面的位置可使用公式(1)进行计算：
其中yNP为从参考平面测得的中性平面的位置，诸如第二层的底部表面，为从参考平面到第i层的重心的距离，其中i标识从1到n层，其中n被定义为膜叠堆或柔性显示器中的层数，Ei为第i层的弹性模量，并且Ai为第i层的横截面积。
在一些实施方案中，刚性层被选择为使用弹性模量大于功能层的最低弹性模量的的材料。使用以上示例，刚性层具有大于1GPa的弹性模量。刚性层410可设置在任意层的上方或下方。例如，刚性层410可设置在第一层的上方或下方，或设置在第二层的上方或下方。刚性层可使用如下材料，诸如例如柔性玻璃、金属箔、纤维增强塑料等。在一些实施方案中，刚性层的厚度至少部分地基于多个功能层中的至少一个的弹性模量来选择。在一些情况下，刚性层的厚度至少部分地基于多个功能层中的至少一个的厚度来选择。在一些情况下，刚性层的厚度至少部分地基于多个粘结层中的至少一个的弹性模量来选择。在一些情况下，刚性层的厚度至少部分地基于多个粘结层中的至少一个的厚度来选择。
图5A示出对于具有10GPa的弹性模量的刚性层，中性平面的位置与刚性层的厚度的关系，其中刚性层410被放置在第一层420的顶部表面上。虚线指示显示层440的上部表面和下部表面的位置。如图所示，具有介于10-15μm之间的厚度的刚性层410将调节中性平面的位置使其邻近显示层。图5B示出对于具有70GPa的弹性模量的刚性层，中性平面的位置与刚性层的厚度的关系，其中刚性层410被放置在第一层420的顶部表面上。虚线指示显示层440的上部表面和下部表面的位置。如图所示，具有小于5μm的厚度的刚性层410将调节中性平面的位置使其位于显示层处。在一些具体实施中，采用具有更大的弹性模量的材料，刚性层可减小其厚度，这可能是一些柔性显示器构造所期望的。
图5C示出对于具有70GPa的弹性模量的刚性层，中性平面的位置与刚性层的厚度的关系，其中刚性层410被放置在第一层420的底部表面上。虚线指示显示层440的上部表面和下部表面的位置。图5D示出对于具有70GPa的弹性模量的刚性层，中性平面的位置与刚性层的厚度的关系，其中刚性层410被放置在显示层440的顶部表面上。虚线指示显示层440的上部表面和下部表面的位置。
在一些实施方案中，柔性显示器400的多个粘结层中的一个可具有联锁装置。联锁装置可使用本文所述的构造中的任一个。此类实施方案可减小显示层中的应力，并且改善显示器的弯曲柔韧性。在一些实施方案中，刚性层410包括联锁装置，该联锁装置使用本文所述的构造中的任一种。刚性层410还可包含如下材料，例如柔性玻璃、金属箔、纤维增强塑料等。
在一些实施方案中，显示器可包括在无应变状态下为非平面的功能层。例如，显示层可以在无应变状态下呈弯曲形状。在一个实施方案中，柔性显示器或可折叠显示器包括多个功能层，所述多个功能层包括具有显示部件和多个粘结层的显示层，如图4中具有或不具有刚性层的构造所示。多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间。如图6A所示，多个功能层610A中的一个在无应变状态下为非平面的。在一个实施方案中，功能层610A具有第一部分612A和第二部分614A，当功能层610A处于无应变状态时，第二部分614A与第一部分612A形成角度616A。在一些情况下，角度616A小于150°。在一些情况下，角度616A大于45°。在一些情况下，角度616A为约90°。在一些情况下，角度616A在80°-100°的范围内。在一些具体实施中，粘结层620A被设置在处于无应变状态的功能层610A上。例如，粘结层620A包括光学透明的粘合剂。粘结层可使用如本文所述的粘结层的任何实施方案。
在一些具体实施中，柔性显示器或可折叠显示器包括一个或多个在无应变状态下具有非平面基板的功能层。在一些情况下，非平面功能层均不是保护层。对四个样品进行有限元分析，其中两(2)mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)样品最初形成为平坦的，或者在无应变状态下形成为具有1R、2R或4R的半径。然后将样品弯曲至半径R，并且也强制将其压平。该分析用线性弹性材料行为来描述显示器的所有功能层，以创建指定的运动。该分析在本质上被视为静态的，并且忽略热效应。然后记录这四种情形下的最大应力以及最小应变和最大应变。结果汇总于表1中。结果表明，在极端条件下(保持平坦和弯曲到半径R)所经受的最大应力可通过使用具有非平面的无应变状态的层而大大减小。
表1
图6C示出处于无应变状态的具有非平面形状的功能层610C的另一个示例。如图所示，当功能层610C处于无应变状态时，功能层610C具有波浪形状。如图6D所示，粘结层620C可被设置在处于无应变状态的功能层上。
实施例
实施例1：具有联锁片材组件的柔性显示器
使用可购自美国俄亥俄州利马的美国塑料制造公司(United States PlasticCorp.,Lima,OH)的两个2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×2.54E-2cm(1.0E-2英寸)LexanTM9034聚碳酸酯片材来装配膜叠堆，其中第一层120和第二层130如图1所示。通过施加可购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的厚度为2.54E-2cm(1.00E-2英寸)的CEF 2210光学透明粘合剂(OCA)层，将可购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)并且如名称为“Self-mating Reclosable MechanicalFastener”(自配合可重新闭合的机械紧固件)所述(该专利全文以引用方式并入本文)的两个2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.0E0cm(3.93E-1英寸)×2.00E-1cm(7.87E-2英寸)联锁装置110的两侧固定到聚碳酸酯片材上。联锁装置110沿垂直于弯曲方向的长度方向被定位在聚碳酸酯片材上，距离每个边缘4.00E-1cm(1.57E-1英寸)，如图3F所示。
实施例2：具有能够调节的刚性层的柔性显示器-组件
如图4所示，使用可购自美国俄亥俄州利马的美国塑料制造公司(United StatesPlastic Corp.,Lima,OH)的2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×7.5E-3cm(2.9E-3英寸)的LexanTM9034聚碳酸酯片材来装配膜叠堆。第二层460具有2.5GPa的弹性模量。将可购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×2.5E-3cm(9.8E-4英寸)CEF 2210光学透明粘合剂(OCA)层450放置在第二层的顶部上。将可购自日本大阪的东洋纺美国公司(ToyoboAmerica,Osaka,Japan)的2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×1.5E-3cm(5.9.E-4英寸)的 EMC2330显示层440定位在OCA 450的层的顶部上。显示层的弹性模量为10GPa。将可购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×2.5E-3cm(9.8E-4英寸)CEF 2210光学透明的粘合剂(OCA)层430放置在显示层440的顶部上。两个CEF 2210OCA层各自具有1.00E-4GPa的弹性模量。将可购自南荷兰省鹿特丹的利安德巴塞尔公司(LyondellBasell,Rotterdam,South Holland)的2.60E1cm(1.02E1英寸)×1.88E1cm(7.40英寸)×2.5E-3cm(9.8E-4英寸)的Alathon H5112HDPE显示层的第一层420放置在OCA层430的顶部上。第一层420的弹性模量为1GPa。
实施例3：具有能够调节的刚性层的柔性显示器–中性平面偏移
将刚性调节层添加到膜叠堆第二层的顶部表面，如实施例2所述。基于施加的刚性层的厚度，计算中性平面位置相对于参考平面的移动。用于计算中性平面位置偏移的关系式如下所述：
其中yNP为从参考平面测得的中性平面的位置，诸如第二层的下部，为从参考平面到第i层的重心的距离，其中i标识从1到n层，其中n被定义为膜叠堆中的层数，Ei为第i层的弹性模量，并且Ai为第i层的横截面积。
表2提供了结果总结，并且图5A提供了当添加的刚性层具有10GPa的弹性模量时的视觉表示。参考平面被指定为第二层460的底部表面。
表2
刚性层厚度(cm) 中性平面的位置(cm)
5.0E-4 9.08E-3
1.0E-3 1.01E-2
1.5E-3 1.11E-2
2.0E-3 1.19E-2
2.5E-3 1.27E-2
3.0E-3 1.34E-2
表3提供了结果总结，并且图5B提供了当添加的刚性层具有70GPa的弹性模量时的视觉表示。
表3
刚性层厚度(cm) 中性平面的位置(cm)
1.0E-4 9.41E-3
2.0E-4 1.05E-2
3.0E-4 1.13E-2
5.0E-4 1.26E-2
1.0E-3 1.44E-2
1.5E-3 1.56E-2
实施例4：具有能够调节的刚性层的柔性显示器–中性平面偏移
将刚性调节层添加到第一层420的底部表面，如实施例2所述。基于施加的刚性层的厚度，计算中性平面位置相对于参考平面的移动。用于计算中性平面位置偏移的关系式如下所述：
其中yNP为从参考平面测得的中性平面的位置，诸如第二层的下部，为从参考平面到第i层的重心的距离，其中i标识从1到n层，其中n被定义为膜叠堆中的层数，Ei为第i层的弹性模量，并且Ai为第i层的横截面积。
表4提供了结果总结，并且图5C提供了当添加的刚性层具有70GPa的弹性模量时的视觉表示。
表4
刚性层厚度(cm) 中性平面的位置(cm)
1.0E-4 9.04E-3
2.0E-4 9.82E-3
3.0E-4 1.04E-2
5.0E-4 1.12E-2
1.0E-3 1.24E-2
1.5E-3 1.31E-2
将刚性中性平面调节层添加到显示层的顶部表面，如实施例2所述。基于施加的刚性层的厚度，计算中性平面位置相对于参考平面的移动。用于计算中性平面位置偏移的关系式如下所述：
其中yNP为从参考平面测得的中性平面的位置，诸如第二层460的下部，为从参考平面到第i层的重心的距离，其中i标识从1到n层，其中n被定义为膜叠堆中的层数，Ei为第i层的杨氏模量，并且Ai为第i层的横截面积。
表5提供了结果总结，并且图5D提供了当添加的刚性层具有70GPa的弹性模量时的视觉表示。
表5
刚性层厚度(cm) 中性平面的位置(cm)
1.0E-4 8.60E-3
2.0E-4 9.07E-3
3.0E-4 9.42E-3
5.0E-4 9.94E-3
1.0E-3 1.07E-2
1.5E-3 1.13E-2
示例性实施方案
实施方案A1：一种柔性显示器，所述柔性显示器包括：多个功能层，所述多个功能层包括具有显示部件的显示层；多个粘结层，所述多个粘结层包括粘结部件，所述多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间；以及刚性层，所述刚性层具有的弹性模量大于所述多个功能层中的每个的弹性模量，以调节柔性显示器的中性平面在所述显示层内的位置。
实施方案A2：根据实施方案A1所述的柔性显示器，其中所述刚性层设置在所述多个功能层中的第一层的下方，所述第一层处于所述显示层的上方。
实施方案A3：根据实施方案A1或A2所述的柔性显示器，其中所述刚性层设置在所述多个功能层中的第二层的上方，所述第二层处于所述显示层的下方。
实施方案A4：根据实施方案A1-A3中任一项所述的柔性显示器，其中所述刚性层设置在所述多个功能层中的第二层的下方，所述第二层处于所述显示层的下方。
实施方案A5：根据实施方案A1-A4中任一项所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个功能层中的至少一个的弹性模量来选择。
实施方案A6：根据实施方案A1-A5中任一项所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个功能层中的至少一个的厚度来选择。
实施方案A7：根据实施方案A1-A6中任一项所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个粘结层中的至少一个的弹性模量来选择。
实施方案A8：根据实施方案A1-A7中任一项所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个粘结层中的至少一个的厚度来选择。
实施方案A9：根据实施方案A1-A8中任一项所述的柔性显示器，其中所述显示部件包括有机发光器件。
实施方案A10：根据实施方案A1-A9中任一项所述的柔性显示器，其中所述粘结部件包含丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅和聚烯烃中的至少一种。
实施方案A11：根据实施方案A1-A10中任一项所述的柔性显示器，其中所述粘结层中的至少一个包括联锁装置，所述联锁装置包括第一联锁部件以及与所述第一联锁部件接合的第二联锁部件。
实施方案A12：根据实施方案A11所述的柔性显示器，其中所述联锁装置具有不超过10mm的高度。
实施方案A13：根据实施方案A11或A12所述的柔性显示器，其中所述联锁装置还包括光耦合器，该光耦合器位于所述第一联锁部件与所述第二联锁部件之间。
实施方案A14：根据实施方案A13所述的柔性显示器，其中所述光耦合器为液体、粘合剂、凝胶或它们的组合。
实施方案A15：根据实施方案A13所述的柔性显示器，其中所述光耦合器的折射率与所述联锁装置的折射率具有小于或等于0.05的绝对差值。
实施方案A16：根据实施方案A11-A15中任一项所述的柔性显示器，其中所述联锁装置为光学透明的。
实施方案A17：根据实施方案A11-A16中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一联锁部件或所述第二联锁部件包括多个接合元件。
实施方案A18：根据实施方案A17所述的柔性显示器，其中所述接合元件的至少一部分具有这样的横截面形状，该横截面形状具有杆部和比杆部宽的顶盖。
实施方案A19：根据实施方案A11-A18中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一联锁部件或所述第二联锁部件包括多个接合导轨。
实施方案A20：根据实施方案A19所述的柔性显示器，其中所述接合导轨的至少一部分具有这样的横截面形状，该横截面形状具有杆部和顶盖。
实施方案A21：根据实施方案A19所述的柔性显示器，其中所述接合导轨的至少一部分具有一个或多个狭缝。
实施方案A22：根据实施方案A11-A21中任一项所述的柔性显示器，其中第一紧固件包括一组第一接合元件并且第二紧固件包括一组第二接合元件。
实施方案A23：根据实施方案A15所述的柔性显示器，其中所述第一接合元件与所述第二接合元件具有大致相同的形状。
实施方案A24：根据实施方案A11-A23中任一项所述的柔性显示器，其中所述柔性显示器具有X轴和大致垂直于所述X轴的Y轴，其中所述柔性显示器被构造成用于围绕Y轴弯曲。
实施方案A25：根据实施方案A24所述的柔性显示器，其中所述联锁装置沿X轴设置。
实施方案A26：根据实施方案A24所述的柔性显示器，其中所述联锁装置包括第一联锁片段和第二联锁片段，其中所述第一联锁片段被设置为邻近沿所述柔性显示器的X轴的第一边缘，并且所述第二联锁片段被设置为邻近沿所述柔性显示器的X轴的第二边缘。
实施方案A27：根据实施方案A24所述的柔性显示器，其中所述联锁装置包括多个联锁片段。
实施方案A28：根据实施方案A26所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段以图案设置。
实施方案A29：根据实施方案A26所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段中的至少两个大致彼此平行。
实施方案A30：根据实施方案A26所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段被设置为沿X轴和Y轴具有大致相等的间距。
实施方案A31：根据实施方案A1-A30中任一项所述的柔性显示器，其中所述功能层中的至少一个包括触敏装置、电路、电池和保护膜中的至少一者。
实施方案A32：根据实施方案A1-A31中任一项所述的柔性显示器，其中所述粘结层中的至少一个包含光学透明的材料。
实施方案A33：根据实施方案A31所述的柔性显示器，其中所述光学透明的材料包含光学透明的粘合剂、光学透明的凝胶或光学透明的液体。
实施方案A34：根据实施方案A11-A33中任一项所述的柔性显示器，其中所述联锁装置设置在观察区域之外。
实施方案A35：根据实施方案A32所述的柔性显示器，其中所述联锁装置的至少一部分设置在观察区域内。
实施方案A36：根据实施方案A35所述的柔性显示器，其中联锁装置的设置在观察区域内的至少一部分为光学透明的。
实施方案A37：根据实施方案A36所述的柔性显示器，其中所述光学透明材料的折射率与所述联锁装置的折射率具有小于或等于0.05的绝对差值。
实施方案B1：一种柔性显示器，所述柔性显示器包括：多个功能层，所述多个功能层包括具有显示部件的显示层；多个粘结层，所述多个粘结层包括粘结部件，所述多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间，其中所述多个功能层中的至少一个在无应变状态下为非平面的。
实施方案B2：根据实施方案B1所述的柔性显示器，其中所述多个功能层中的至少一个具有第一部分和第二部分，当所述多个功能层中的至少一个处于无应变状态时，所述第二部分与所述第一部分形成一定角度。
实施方案B3：根据实施方案B2所述的柔性显示器，其中所述角度小于150°。
实施方案B4：根据实施方案B1所述的柔性显示器，其中当所述多个功能层中的至少一个处于无应变状态时，所述多个功能层中的至少一个具有波浪形状。
实施方案B5：根据实施方案B1-B4中任一项所述的柔性显示器，其中所述多个功能层中的至少一个在无应变状态下包括非平面基板。
实施方案B6：根据实施方案B1-B5中任一项所述的柔性显示器，其中所述多个功能层中的至少一个不是保护层。
实施方案C1：一种柔性显示器，所述柔性显示器包括：第一层和第二层，设置在所述第一层与所述第二层之间的粘结层，其中所述粘结层包括联锁装置，其中所述联锁装置包括附接第一层到或与第一层成一体的第一联锁部件以及附接到第二层或与第二层成一体的第二联锁部件，所述第二联锁部件被构造成用于与所述第一联锁部件接合，由此使得所述接合防止所述第一层与所述第二层沿大致垂直于所述第二层的表面的方向分离。
实施方案C2：根据实施方案C1所述的柔性显示器，其中所述联锁装置具有不超过10mm的高度。
实施方案C3：根据实施方案C1或C2所述的柔性显示器，其中所述联锁装置还包括光耦合器，所述光耦合器介于所述第一联锁部件与所述第二联锁部件之间。
实施方案C4：根据实施方案C3所述的柔性显示器，其中所述光耦合器为液体、粘合剂、凝胶或它们的组合。
实施方案C5：根据实施方案C4所述的柔性显示器，其中所述光耦合器的折射率与所述联锁装置的折射率具有小于或等于0.05的绝对差值。
实施方案C6：根据实施方案C1-C5中任一项所述的柔性显示器，其中所述联锁装置为光学透明的。
实施方案C7：根据实施方案C1-C6中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一联锁部件或所述第二联锁部件包括多个接合元件。
实施方案C8：根据实施方案C7所述的柔性显示器，其中所述接合元件的至少一部分形成滑槽。
实施方案C9：根据实施方案C7所述的柔性显示器，其中所述接合元件中的至少一部分具有这样的横截面形状，该横截面形状具有杆部和比杆部宽的顶盖。
实施方案C10：根据实施方案C1-C9中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一联锁部件或所述第二联锁部件包括多个接合导轨。
实施方案C11：根据实施方案C10所述的柔性显示器，其中所述接合导轨的至少一部分具有这样的横截面形状，该横截面形状具有杆部和顶盖。
实施方案C12：根据实施方案C10所述的柔性显示器，其中所述接合导轨的至少一部分具有一个或多个狭缝。
实施方案C13：根据实施方案C1-C12中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一紧固件包括一组第一接合元件并且所述第二紧固件包括一组第二接合元件。
实施方案C14：根据实施方案C13所述的柔性显示器，其中所述第一接合元件与所述第二接合元件具有大致相同的形状。
实施方案C15：根据实施方案C1-C14中任一项所述的柔性显示器，其中所述柔性显示器具有X轴和大致垂直于所述X轴的Y轴，其中所述柔性显示器被构造成用于围绕Y轴弯曲。
实施方案C16：根据实施方案C15所述的柔性显示器，其中所述联锁装置沿X轴设置。
实施方案C17：根据实施方案C15所述的柔性显示器，其中所述联锁装置包括第一联锁片段和第二联锁片段，其中所述第一联锁片段被设置为邻近沿所述柔性显示器的X轴的第一边缘，并且所述第二联锁片段被设置为邻近沿所述柔性显示器的X轴的第二边缘。
实施方案C18：根据实施方案C15所述的柔性显示器，其中所述联锁装置包括多个联锁片段。
实施方案C19：根据实施方案C18所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段以图案设置。
实施方案C20：根据实施方案C18所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段中的至少两个大致彼此平行。
实施方案C21：根据实施方案C18所述的柔性显示器，其中所述多个联锁片段被设置为沿X轴和Y轴具有大致相等的间距。
实施方案C22：根据实施方案C1-C21中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一层和所述第二层中的至少一个包括触敏装置、电路、电池和保护膜中的至少一者。
实施方案C23：根据实施方案C1-C22中任一项所述的柔性显示器，其中所述第一层和所述第二层中的至少一个包括有机发光器件。
实施方案C24：根据实施方案C1-C23中任一项所述的柔性显示器，其中所述粘结层包含光学透明的材料。
实施方案C25：根据实施方案C24所述的柔性显示器，其中所述光学透明的材料包含光学透明的粘合剂、光学透明的凝胶、光学透明的弹性体或光学透明的液体。
实施方案C26：根据实施方案C1-C25中任一项所述的柔性显示器，其中所述联锁装置设置在观察区域之外。
实施方案C27：根据实施方案C24所述的柔性显示器，其中所述联锁装置的至少一部分设置在观察区域内。
实施方案C28：根据实施方案C27所述的柔性显示器，其中所述联锁装置的设置在观察区域内的至少一部分为光学透明的。
实施方案C29：根据实施方案C28所述的柔性显示器，其中所述粘结层中的所述光学透明材料的折射率与所述联锁装置的折射率具有小于或等于0.05的绝对差值。
本发明不应被认为限于上述特定实施例和实施方案，因为详细描述此类实施方案是为了有利于说明本发明的各个方面。相反，本发明应被理解为涵盖本发明的所有方面，包括落在如由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明的实质和范围内的各种修改、等同过程和替代装置。

Claims (14)

1.一种柔性显示器，所述柔性显示器包括：
多个功能层，所述多个功能层包括具有显示部件的显示层，
多个粘结层，所述多个粘结层包括粘结部件，所述多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间，和
刚性层，所述刚性层具有的弹性模量大于所述多个功能层中的每个的弹性模量，以调节所述柔性显示器的中性平面在所述显示层内的位置，
其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个功能层中的至少一个的弹性模量来选择。
2.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述刚性层设置在所述多个功能层中的第一层的下方，并且其中所述第一层位于所述显示层的上方。
3.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述刚性层设置在所述多个功能层中的第二层的上方，并且其中所述第二层位于所述显示层的下方。
4.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个功能层中的至少一个的厚度来选择。
5.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个粘结层中的至少一个的弹性模量来选择。
6.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个粘结层中的至少一个的厚度来选择。
7.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述显示部件包括有机发光器件。
8.根据权利要求1所述的柔性显示器，其中所述粘结层中的至少一个包括联锁装置，所述联锁装置包括第一联锁部件以及与所述第一联锁部件接合的第二联锁部件。
9.根据权利要求8所述的柔性显示器，其中所述联锁装置具有不超过10mm的高度。
10.根据权利要求8所述的柔性显示器，其中所述联锁装置还包括光耦合器，所述光耦合器位于所述第一联锁部件与所述第二联锁部件之间。
11.根据权利要求10所述的柔性显示器，其中所述光耦合器的折射率与所述联 锁装置的折射率具有小于或等于0.05的绝对差值。
12.一种柔性显示器，所述柔性显示器包括：
多个功能层，所述多个功能层包括具有显示部件的显示层，
多个粘结层，所述多个粘结层包括粘结部件，所述多个粘结层中的每个设置在两个相邻功能层之间，
刚性层，所述刚性层具有的弹性模量大于所述多个功能层中的每个的弹性模量，以调节所述柔性显示器的中性平面在所述显示层内的位置，
其中所述粘结层中的至少一个包括联锁装置，所述联锁装置包括第一联锁部件以及与所述第一联锁部件接合的第二联锁部件，
其中所述刚性层的厚度至少部分地基于所述多个功能层中的至少一个的弹性模量来选择。
13.根据权利要求12所述的柔性显示器，其中所述联锁装置为光学透明的。
14.根据权利要求12所述的柔性显示器，其中所述第一联锁部件或所述第二联锁部件包括多个接合元件。
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