專利名稱：一種柔性顯示器的柔性背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉一種柔性顯示器的柔性背板。
背景技術(shù)：
柔性顯示器作為新一代的顯示器件，由于柔性顯示器具有方便攜帶，重量輕，不宜摔碎等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、車(chē)載顯示、筆記本電腦、壁掛電視以及軍事領(lǐng)域等具有十分廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)今主要技術(shù)挑戰(zhàn)在于制造柔性薄膜電晶基板。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于柔性顯示器而言，柔性顯示器中柔性基板的材料一般使用如聚酞亞胺(Polyimide)等高分子材料，使用該柔性基板在曲率半徑數(shù)毫米程度內(nèi)并不會(huì)發(fā)生塑性變形(永久變形)，然而若彎曲至超出彈性變形的范圍就會(huì)引起永久變形，且變形部分變成白色渾濁狀，進(jìn)而影響其顯示質(zhì)量。另外，在對(duì)柔性基板進(jìn)行折彎的時(shí)候，附在柔性基板上的電子器件受到擠壓或者拉伸，在經(jīng)多次彎折變形后，柔性基板會(huì)由于應(yīng)力疲勞，使得位于柔性基板上的電子器件受損傷而造成線路損壞，從而造成功能不良。負(fù)泊松比材料是一種新興的材料研究方向。其特性為:負(fù)泊松比材料在受到拉伸時(shí)，垂直于拉應(yīng)力方向會(huì)發(fā)生膨脹，而不是發(fā)生通常的收縮；在受到壓縮時(shí)，材料在垂直于應(yīng)力方向發(fā)生收縮，而不是通常的膨脹；在受到彎曲時(shí)，在材料的內(nèi)部會(huì)形成一個(gè)中空低氣壓帶(雙曲率特性)，這可以提高材料的背部支撐力。同時(shí)該結(jié)構(gòu)還具有具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度、高比剛度、高剪切模量、抗沖擊、隔熱等綜合功能。負(fù)泊松比材料的特殊性能使它逐漸成為一類值得關(guān)注的新材料，具有廣闊的應(yīng)用空間。同時(shí)隨著新型智能材料形狀記憶聚合物的發(fā)現(xiàn)和使用，我們發(fā)現(xiàn)利用這種大變形形狀記憶材料可以很好的解決柔性顯示器基板的制造方面的某些問(wèn)題。形狀記憶聚合物在轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，具有聚合物的基本特征；在轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)可以有很大的變形，并且該變形是可固定的，同時(shí)這樣的變形又是可完全恢復(fù)的；形狀記憶聚合物材料的變形可根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能驅(qū)動(dòng)；同時(shí)它的聚合物材料具有樹(shù)脂基聚合物材料所具有的高比強(qiáng)度、高比剛度等優(yōu)異的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上不足之處，本發(fā)明公開(kāi)一種柔性顯示器的柔性背板，它是利用了特殊的蜂窩結(jié)構(gòu)的負(fù)泊松比效應(yīng)及新型智能材料形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料的形狀記憶效應(yīng)，在改變外界溫度影響因素達(dá)到材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔融轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，可發(fā)生尺寸的變化或形狀的改變，在降低溫度的條件下，新的形狀又可被固定，當(dāng)再次使材料達(dá)到其轉(zhuǎn)變溫度后，支撐構(gòu)件的主體和支架可自動(dòng)回復(fù)到其初始的形狀。并且上述過(guò)程可重復(fù)。本發(fā)明所采用的技術(shù)如下:一種柔性顯示器的柔性背板，包括結(jié)構(gòu)層和鋪設(shè)層，結(jié)構(gòu)層采用負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)層均勻的平鋪于結(jié)構(gòu)層的中央平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)層采用形狀記憶聚合物或其復(fù)合材料制成，鋪設(shè)層材料采用碳纖維及其復(fù)合材料、碳化硅纖維及其復(fù)合材料、銅絲、鎳絲或碳基納米紙材料，鋪設(shè)層設(shè)置有兩個(gè)電極的引出端；當(dāng)給兩個(gè)電極通電，鋪設(shè)層生熱，加熱結(jié)構(gòu)層使之達(dá)到結(jié)構(gòu)層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)施加外力而達(dá)到使蜂窩變形的目的，停止加熱后蜂窩形狀能夠固定，其尺寸在兩個(gè)方向上變大，從而增大了背板的尺寸；當(dāng)其受單向壓縮作用時(shí)，其尺寸在平面內(nèi)縮小，從而減小了背板的尺寸；所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)具有雙曲率特性。本發(fā)明還具有如下特征:1、以上所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)采用具有負(fù)泊松比效應(yīng)的手性蜂窩結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)相互平均間隔的剛性區(qū)塊及其連接的韌帶，其尺寸的改變依靠連接韌帶的彎曲，每個(gè)剛性層區(qū)塊與柔性顯示器顯示功能層中的像素單元所在位置的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，各個(gè)剛性區(qū)塊之間的間隙能保證柔性顯示器在彎折過(guò)程中不發(fā)生相鄰區(qū)塊內(nèi)電子器件之間的相互碰撞和擠壓，從而保證柔性顯示器的在多次彎折后仍能保證其正常顯示。2、以上所述的形狀記憶聚合物材料為形狀記憶聚氨醋樹(shù)脂、聚氨醋類形狀記憶聚合物、異氰酸醋類形狀記憶聚合物、苯乙烯類形狀記憶聚合物、環(huán)氧類的熱塑性形狀記憶聚合物或熱固性形狀記憶聚合物。3、以上所述的結(jié)構(gòu)層外圍設(shè)有高彈性橡膠圈。4、以上所述的結(jié)構(gòu)層采用三韌帶反手性蜂窩、四韌帶手性蜂窩、四韌帶反手性蜂窩或反蜂窩三韌帶反手性蜂窩。5、一種柔性顯示器采用以上所述的一種柔性顯示器的柔性背板。本發(fā)明提供的柔性顯示器的背板，具有可彎曲、雙曲率、可存在尺寸變化、可智能驅(qū)動(dòng)、輕質(zhì)和美觀的特點(diǎn)。而且由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，當(dāng)選擇手性蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)，可視為其設(shè)有相互間隔設(shè)置的剛性層區(qū)塊來(lái)保護(hù)柔性顯示器中的電子器件，因此在對(duì)柔性顯示器進(jìn)行折彎時(shí)，各個(gè)剛性層區(qū)塊之間的間隙保證了在折彎過(guò)程中不會(huì)發(fā)生相鄰區(qū)塊內(nèi)電子器件之間的相互碰撞和擠壓。如此，則可以延長(zhǎng)柔性顯示器的折彎壽命。具有負(fù)泊松比效應(yīng)的蜂窩結(jié)構(gòu)與普通蜂窩結(jié)構(gòu)相比，在具有相同的承載能力的情況下，負(fù)泊松比蜂窩具有輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，便于攜帶。同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有抗沖擊、防震特性。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為反蜂窩結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2的反蜂窩結(jié)構(gòu)尺寸變化圖；圖4為手性蜂窩結(jié)構(gòu)，圖5為圖4中的手性蜂窩結(jié)構(gòu)的尺寸變形圖a和b ;圖6為三韌帶反手性蜂窩；圖7為四韌帶手性蜂窩；圖8為四韌帶反手性蜂窩；圖9為反蜂窩三韌帶反手性蜂窩。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖舉例進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1如圖1所示，一種柔性顯示器的柔性背板，包括結(jié)構(gòu)層2和鋪設(shè)層3，結(jié)構(gòu)層采用負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)層均勻的平鋪于結(jié)構(gòu)層的中央平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)層采用形狀記憶聚合物或其復(fù)合材料制成，鋪設(shè)層材料采用碳纖維及其復(fù)合材料、碳化硅纖維及其復(fù)合材料、銅絲、鎳絲或碳基納米紙材料，鋪設(shè)層設(shè)置有兩個(gè)電極的引出端4 ;如圖2所示，當(dāng)給兩個(gè)電極通電，鋪設(shè)層生熱，加熱結(jié)構(gòu)層使之達(dá)到結(jié)構(gòu)層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)施加外力而達(dá)到使蜂窩變形的目的，停止加熱后蜂窩形狀能夠固定，其尺寸在兩個(gè)方向上變大，從而增大了背板的尺寸；如圖3所示，當(dāng)其受單向壓縮作用時(shí)，其尺寸在平面內(nèi)縮小，從而減小了背板的尺寸；所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)具有雙曲率特性。實(shí)施例2如圖4-5所示，本實(shí)施例如實(shí)施例1，并且負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)采用具有負(fù)泊松比效應(yīng)的手性蜂窩結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)相互平均間隔的剛性區(qū)塊5及其連接的韌帶1，其尺寸的改變依靠連接韌帶I的彎曲，每個(gè)剛性層區(qū)塊與柔性顯示器顯示功能層中的像素單元所在位置的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，各個(gè)剛性區(qū)塊之間的間隙能保證柔性顯示器在彎折過(guò)程中不發(fā)生相鄰區(qū)塊內(nèi)電子器件之間的相互碰撞和擠壓，從而保證柔性顯示器的在多次彎折后仍能保證其正常顯示。并可在結(jié)構(gòu)層外圍曾設(shè)高彈性橡膠圈以保護(hù)結(jié)構(gòu)及使用者。進(jìn)一步地，本發(fā)明設(shè)計(jì)的柔性顯示器背板的蜂窩結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)尺寸具有可設(shè)計(jì)性，進(jìn)而若用手性蜂窩結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)需要調(diào)整其圓形區(qū)域及韌帶的長(zhǎng)度。實(shí)施例3如圖6所示，本實(shí)施方式與實(shí)施例2的不同之處在于結(jié)構(gòu)層2為三韌帶反手性蜂窩。實(shí)施例4如圖7所示，本實(shí)施方式與實(shí)施例2的不同之處在于結(jié)構(gòu)層2為四韌帶手性蜂窩。實(shí)施例5如圖8所示，本實(shí)施方式與實(shí)施例2的不同之處在于結(jié)構(gòu)層2為四韌帶反手性蜂窩。實(shí)施例6如圖9所示，本實(shí)施方式與實(shí)施例2的不同之處在于結(jié)構(gòu)層2為為反蜂窩三韌帶反手性蜂窩。實(shí)施例7進(jìn)一步地，本發(fā)明設(shè)計(jì)的柔性顯示器背板的蜂窩結(jié)構(gòu)具有雙曲率特性，即在一個(gè)方向彎曲時(shí)，與之垂直的方向不會(huì)發(fā)生反向彎曲，而是與之同向彎曲。此特性使得該背板的彎曲可完全符合人體外形從而可根據(jù)使用者的需要造型成為美觀的裝飾物，如手鐲、吊墜等，美觀并便于攜帶。用本方法制作的柔性顯示器背板，其特殊的蜂巢結(jié)構(gòu)賦予了背板的優(yōu)良的變形及力學(xué)特性，同時(shí)應(yīng)用形狀記憶材料解決傳統(tǒng)材料制備的柔性顯示器在使用過(guò)程中復(fù)雜性、勞動(dòng)成本高、材料生產(chǎn)成本貴和生產(chǎn)效率差等問(wèn)題。同時(shí)該蜂窩結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計(jì)性，使其結(jié)構(gòu)中自帶相互間隔的剛性區(qū)塊，每個(gè)剛性層區(qū)塊可與柔性顯示器顯示功能層中的像素單元所在位置的區(qū)域相對(duì)應(yīng)以保證柔性顯示器在彎折過(guò)程中不發(fā)生相鄰區(qū)塊內(nèi)電子器件之間 的相互碰撞和擠壓，從而延長(zhǎng)柔性顯示器的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種柔性顯示器的柔性背板，包括結(jié)構(gòu)層和鋪設(shè)層，其特征在于:結(jié)構(gòu)層采用負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)層均勻的平鋪于結(jié)構(gòu)層的中央平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)層采用形狀記憶聚合物或其復(fù)合材料制成，鋪設(shè)層材料采用碳纖維及其復(fù)合材料、碳化硅纖維及其復(fù)合材料、銅絲、鎳絲或碳基納米紙材料，鋪設(shè)層設(shè)置有兩個(gè)電極的引出端；當(dāng)給兩個(gè)電極通電，鋪設(shè)層生熱，加熱結(jié)構(gòu)層使之達(dá)到結(jié)構(gòu)層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)施加外力而達(dá)到使蜂窩變形的目的，停止加熱后蜂窩形狀能夠固定，其尺寸在兩個(gè)方向上變大，從而增大了背板的尺寸；當(dāng)其受單向壓縮作用時(shí)，其尺寸在平面內(nèi)縮小，從而減小了背板的尺寸；所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)具有雙曲率特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性顯示器的柔性背板，其特征在于:所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)采用具有負(fù)泊松比效應(yīng)的手性蜂窩結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)相互平均間隔的剛性區(qū)塊及其連接的韌帶，其尺寸的改變依靠連接韌帶的彎曲，每個(gè)剛性層區(qū)塊與柔性顯示器顯示功能層中的像素單元所在位置的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，各個(gè)剛性區(qū)塊之間的間隙能保證柔性顯示器在彎折過(guò)程中不發(fā)生相鄰區(qū)塊內(nèi)電子器件之間的相互碰撞和擠壓，從而保證柔性顯示器的在多次彎折后仍能保證其正常顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性顯示器的柔性背板，其特征在于:所述的形狀記憶聚合物材料為形狀記憶聚氨醋樹(shù)脂、聚氨醋類形狀記憶聚合物、異氰酸醋類形狀記憶聚合物、苯乙烯類形狀記憶聚合物、環(huán)氧類的熱塑性形狀記憶聚合物或熱固性形狀記憶聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柔性顯示器的柔性背板，其特征在于:所述的結(jié)構(gòu)層采用三韌帶反手性蜂窩、四韌帶手性蜂窩、四韌帶反手性蜂窩或反蜂窩三韌帶反手性蜂窩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柔性顯示器的柔性背板，其特征在于:所述的結(jié)構(gòu)層外圍設(shè)有高彈性橡膠圈。
6.一種柔性顯示器采用如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種柔性顯示器的柔性背板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性顯示器的柔性背板，包括結(jié)構(gòu)層和鋪設(shè)層，結(jié)構(gòu)層采用負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)層均勻的平鋪于結(jié)構(gòu)層的中央平面內(nèi)，結(jié)構(gòu)層采用形狀記憶聚合物或其復(fù)合材料制成，鋪設(shè)層材料采用碳纖維，鋪設(shè)層設(shè)置有兩個(gè)電極的引出端；當(dāng)給兩個(gè)電極通電，鋪設(shè)層生熱，加熱結(jié)構(gòu)層使之達(dá)到結(jié)構(gòu)層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)施加外力而達(dá)到使蜂窩變形的目的，停止加熱后蜂窩形狀能夠固定，其尺寸在兩個(gè)方向上變大，從而增大了背板的尺寸；當(dāng)其受單向壓縮作用時(shí)，其尺寸在平面內(nèi)縮小，從而減小了背板的尺寸；所述的負(fù)泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)具有雙曲率特性。本發(fā)明具有可彎曲、雙曲率、抗沖擊、防震特性、可智能驅(qū)動(dòng)、輕質(zhì)和美觀的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B3/12GK103177656SQ2013101219
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者姚永濤, 楊成, 黃建, 劉彥菊, 冷勁松 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)