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TWI783313B - 可折疊顯示裝置 - Google Patents

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TWI783313B
TWI783313B TW109142398A TW109142398A TWI783313B TW I783313 B TWI783313 B TW I783313B TW 109142398 A TW109142398 A TW 109142398A TW 109142398 A TW109142398 A TW 109142398A TW I783313 B TWI783313 B TW I783313B
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display device
layer
display panel
foldable display
folding
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TW109142398A
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Inventor
李勝圭
趙恩愛
Original Assignee
南韓商樂金顯示科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可折疊顯示裝置。顯示裝置包含顯示面板、背板、第一支撐層及衝擊吸收層。顯示面板包含折疊區域及位於折疊區域的二側的非折疊區域。背板設置於顯示面板之下。第一支撐層設置於背板之下，並在其對應折疊區域的部分中具有開口圖案。衝擊吸收層設置於第一支撐層之下。衝擊吸收層包含對應折疊區域的第一部分及對應非折疊區域的第二部分，第一部分的彈性模數大於第二部分的彈性模數。因此，即使當點衝擊被施加於折疊區域時，點衝擊會轉變成面衝擊，而能更有效地防止點衝擊對顯示面板或觸控面板造成損害。因此，可改善顯示裝置的耐衝擊特性。

Description

可折疊顯示裝置
本發明係關於可折疊顯示裝置，尤其係關於具有經改善的耐衝擊性的可折疊顯示裝置。
近來，隨著社會朝向資訊取向社會(information-oriented society)演進，用於處理並顯示大量資訊的顯示裝置領域迅速演進，並對應地正在發展多種平坦顯示裝置。
此種平坦顯示裝置的具體示例包含液晶顯示裝置(LCD)、場發射顯示裝置(FED)、電致發光顯示裝置(ELD)、有機發光二極體(OLED)及類似的顯示裝置。這些平坦顯示裝置就薄型化、輕量化及低功耗之方面展現優異的性能，因此迅速取代習知的陰極射線管(CRT)。
同時，由於此種平坦顯示裝置使用玻璃基板承受製造過程中產生的高熱，故在減少重量及厚度以及提供可撓性之方面會受限制。
因此，使用如塑膠等之可撓性材料而非使用習知的非可撓性玻璃基板製造的可撓性顯示裝置即使在如紙張般彎曲時仍保持顯示性能的完整性，且此種可撓性顯示裝置正迅速成為下一代的平坦顯示裝置。
此種可撓性顯示裝置可被歸類為使用塑膠薄膜電晶體基板而具有高耐久性的不破裂型(unbreakable type)、不會斷裂的可彎曲型(bendable type)、能被捲起的可捲曲型(rollable type)、能被折疊的可折疊型(foldable type)等。這些可撓性顯示裝置在空間利用及內部設計方面具有優勢並能利用於多種應用領域。
具體地，近來，為了同時實現大面積與薄型化、輕量化及小型化，能以折疊狀態被攜帶並以未折疊狀態顯示影像的可折疊顯示裝置正被積極地研究中。
可折疊顯示裝置不僅能應用於行動裝置，例如行動電話、超行動個人電腦(ultra-mobile PC)、電子化書籍(e-book)及電子報紙，亦可應用於各種應用領域，例如電視及顯示器。
此種可折疊顯示裝置包含顯示面板、背板及窗蓋。顯示面板用於實現影像。背板位於顯示面板之下以支撐顯示面板。窗蓋位於顯示面板前方以保護顯示面板。
本發明之發明人發現由於可折疊顯示裝置的結構及操作方式，顯示器能被折疊及展開，並且所有的背板、窗蓋、顯示面板皆配置成非常薄的膜片的形式。此外，此種薄膜形式垂直地傳遞從外界傳來的大部分衝擊。本發明人發現因窗蓋及背板為薄膜形式，故當衝擊從外界施加於窗蓋或背板時，來自外界的衝擊會直接傳遞至位於窗蓋及背板之間的顯示面板。這會對顯示面板造成損害，進而劣化顯示面板的顯示品質。
本發明人想出用於降低阻力的多種結構。舉例而言，本發明一或多個實施例提供具有經改善的耐衝擊性的可折疊顯示裝置。
本發明進一步實施例提供能防止顯示品質劣化的可折疊顯示裝置。
本發明的技術優點不限於上述優點，本領域具有通常知識者能從以下描述中清楚地理解其他上述未提及之優點。
根據本發明一態樣，可折疊顯示裝置可包含顯示面板，顯示面板包含折疊區域及位於折疊區域的二側的非折疊區域。背板可設置於顯示面板之下，第一支撐層設置於背板之下並在其對應折疊區域的部分中具有開口圖案。衝擊吸收層可設置於第一支撐層之下。衝擊吸收層可包含對應折疊區域的第一部分及對應非折疊區域的第二部分，第一部分的彈性模數可大於第二部分的彈性模數。
實施例的其他詳細事項包含於實施方式及圖式中。
在根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置中，衝擊吸收層的第一部分由具有高的彈性模數的材料形成，其中衝擊吸收層的第一部分對應顯示面板的折疊區域。因此，即使當點衝擊(point impact)被施加於折疊區域時，點衝擊會轉變成面衝擊(surface impact)，而能更有效地防止點衝擊對顯示面板或觸控面板造成的損害。因此，可改善顯示裝置之耐衝擊性的特性。
由於說明書中所描述之所欲解決的技術問題、解決問題的手段及功效並不旨在限制請求項的必要特徵，因此請求項的範圍不受限於說明書中所描述的內容。
本發明之優點及特徵及達成這些優點及特徵的方法透過參考附圖及以下詳細描述之實施例將變得清楚。然而，本發明不受限於本文所揭露之實施例，而是可以多種形式實施。透過示例的方式提供實施例而使得本領域具有通常知識者能完整地理解本發明的內容及本發明的範圍。
在圖式中所繪示之用於描述本發明實施例的形狀、尺寸、比例、角度及數字僅為示例，且本發明不限於此。在通篇說明書中，相似的標號一般表示相似的元件。此外，在以下描述中，可省略已知相關技術的詳細解釋以避免不必要地模糊本發明的標的。除非與「僅」之用語一起使用，否則本文所使用如「包含」、「具有」之用語一般旨在允許加入其他元件。除非特別指出，否則任何單數形式用語可包含複數形式。
即使沒有明確說明，元件仍被解釋為包含一般性誤差範圍。
當使用如「於」、「於…之上」、「於…之下」或「於…旁」之用語描述兩個部件之間的位置關係時，除非與「立即」或「直接」之用語一起使用，否則一或多個部件可位於這兩個部件之間。
當一元件或層體設置於另一元件或層體「上」時，另一層體或另一元件可直接插設於其他元件或他們之間。
僅管使用「第一」、「第二」等用語描述多種元件，但這些元件不應受限於這些用語。這些用語僅在區分一元件與另一元件。因此，在本發明的技術概念中，以下提及的第一元件可為第二元件。
在通篇說明書中，相似的標號一般表示相似的元件。
為了便於描述，在圖式中所繪示的各元件的尺寸及厚度為示例性的，且本發明不受限於所繪示之元件的尺寸及厚度。
本發明之多種實施例的特徵能部分地或整體地彼此連結或結合，並能以多種技術方式互鎖或操作，並且實施例可獨立地或彼此關聯地被實施。
以下，將參考附圖說明根據本發明實施例之顯示裝置。
圖1為根據本發明第一實施例之可折疊顯示裝置的剖面示意圖。圖2為圖1之顯示面板的剖面示意圖。
如圖所示，可折疊顯示裝置100包含顯示面板110、觸控面板120、窗蓋130、背板140、第一支撐層160及第二支撐層150。顯示面板110用於實施影像。觸控面板120包含觸控感應器(未繪示)。窗蓋130用於保護顯示面板110。背板140用於支撐顯示面板110。第一支撐層160設置於背板140之下並具有開口圖案161。第二支撐層150位於背板140及第一支撐層160之間。
於此，當為了便於解釋而定義圖式中的方向時，基於顯示面板110的顯示表面面向前方的前提下，背板140、第一支撐層160及第二支撐層150位於顯示面板110的後方，且窗蓋130位於顯示面板110的前方。
觸控面板120位於顯示面板110及窗蓋130之間。各個元件透過接合劑180a、180b、190a、190b彼此接合並接附。
於此，顯示面板110可由液晶顯示裝置(LCD)、場發射顯示裝置(FED)、電致發光顯使裝置(ELD)及有機發光二極體(OLED)其中一者形成，而較佳為使用有機發光二極體，其中有機發光二極體為可撓性顯示裝置的代表並即使在如紙張般彎曲時仍能保持顯示性能的完整性。
有機發光二極體為自發光裝置，並能被製造成輕且薄的，這是因為有機發光二極體不需要在作為非發光裝置之液晶顯示裝置中所使用的背光。
此外，有機發光二極體的視角及對比度優於液晶顯示裝置的視角及對比度，且有機發光二極體在功耗、DC低電壓驅動及快的反應速度之方面具有優勢。此外，由於有機發光二極體的內部元件為固體，故有機發光二極體可耐外界衝擊並具有較廣的使用溫度範圍。
尤其，由於有機發光二極體的製程簡單，故相較於習知的液晶顯示裝置來說更有利於降低生產成本。
在由此種有機發光二極體形成的顯示面板110中，可撓性基板101由封裝件105g封裝，其中可撓性基板101上形成有驅動薄膜電晶體102及發光元件103。
於此，請參考圖2，將詳細描述由有機發光二極體形成的顯示面板(以下亦稱為有機發光二極體面板)。
請參考圖2，可撓性基板101用以支撐並保護設置於其上的可折疊顯示裝置100的元件。
近來，可撓性基板101可由具有可撓特性的延性材料(ductile material)形成，例如塑膠。
可撓性基板101可為薄膜形式，包含聚酯類聚合物、聚矽氧類聚合物、丙烯酸類聚合物、聚烯烴類聚合物及其共聚物其中一者。
舉例而言，可撓性基板101可由聚對酞酸乙二酯(PET)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚矽烷、聚矽氧烷、聚矽氮烷、聚碳矽烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯、環烯烴共聚物(COC)、環烯烴聚合物(COP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚醯亞胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚縮醛(POM)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酯碸(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、全氟烷聚合物(PFA)、苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)及其組合其中至少一者形成。
緩衝層可進一步設置於可撓性基板101上。緩衝層防止來自外界的水氣或其他雜質滲透可撓性基板101，並可使可撓性基板101的表面平坦化。緩衝層不須為必要元件，並且可依據設置於可撓性基板101上的薄膜電晶體102的類型省略緩衝層。
薄膜電晶體102設置於可撓性基板101上並可包含閘極電極102a、源極電極102d、汲極電極102c及半導體層102b。
在此情況下，半導體層102b可由非晶矽或多晶矽組成，但不限於此。相較於非晶矽，多晶矽具有較佳的遷移率(mobility)、低能量功耗及優異的可靠性而可應用於像素內的驅動薄膜電晶體。
半導體層102b可由氧化物半導體形成。氧化物半導體具有優異的遷移率及均勻的特性。氧化物半導體可由四元金屬氧化物、三元金屬氧化物或二元金屬氧化物形成，四元金屬氧化物例如銦錫鎵鋅氧化物(InSnGaZnO)材料，三元金屬氧化物例如銦鎵鋅氧化物(InGaZnO)材料、銦錫鋅氧化物(InSnZnO)材料、錫鎵鋅氧化物(SnGaZnO)材料、鋁鎵鋅氧化物(AlGaZnO)材料、銦鋁鋅氧化物(InAlZnO)材料及錫鋁鋅氧化物(SnAlZnO)材料，二元金屬氧化物例如銦鋅氧化物(InZnO)材料、錫鋅氧化物(SnZnO)材料、鋁鋅氧化物(AlZnO)材料、鋅鎂氧化物(ZnMgO)材料、錫鎂氧化物(SnMgO)材料、銦鎂氧化物(InMgO)材料、銦鎵氧化物(InGaO)材料、氧化銦(InO)材料、氧化錫(SnO)材料及氧化鋅(ZnO)材料。包含於氧化物半導體中的各元素的組成比例不以此為限。
半導體層102b可包含源極區域、汲極區域及通道區域，其中源極區域包含p型或n型雜質，且通道區域位於源極區域及汲極區域之間。半導體層102b可更包含低濃度摻雜區域，低濃度摻雜區域位於相鄰於通道區域的汲極區域及源極區域之間。
源極區域及汲極區域摻雜有高濃度的雜質，並可分別連接於薄膜電晶體102的源極電極102d及汲極電極102c。
作為雜質離子，可使用p型雜質或n型雜質。P型雜質可為硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)及銦(In)其中一者，n型雜質可為磷(P)、砷(As)及銻(Sb)其中一者。
根據N型金屬氧化物半導體(NMOS)或P型金屬氧化物半導體(PMOS)薄膜電晶體結構，半導體層102b的通道區域可摻雜有n型雜質或p型雜質，並且包含於根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置100中的薄膜電晶體可為N型金屬氧化物半導體(NMOS)或P型金屬氧化物半導體(PMOS)薄膜電晶體。
第一絕緣層105a為由氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiNx)之單層結構或其多層結構組成的絕緣層，並可被設置成使流經半導體層102b的電流不會流動至閘極電極102a。此外，氧化矽的延展性低於金屬的延展性但優於氮化矽的延展性，氧化矽可依據其特性而形成為單層結構或多層結構。
閘極電極102a用以作為根據透過閘極線路從外界傳來的電訊號而導通或斷開薄膜電晶體102的開關，並可由導體金屬或其合金的單層結構或多層結構組成，導體金屬例如銅(Cu)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)及釹(Nd)。然而，實施例不限於此。
源極電極102d及汲極電極102c連接於資料線路，並可使從外界傳遞來的電訊號能從薄膜電晶體102被傳遞至發光元件103。源極電極102d及汲極電極102c可由導體金屬或其合金的單層結構或多層結構組成，導體金屬例如銅(Cu)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、金(Au)、鈦(Ti)、鎳(Ni)及釹(Nd)，但不限於此。
為了使閘極電極102a、源極電極102d及汲極電極102c彼此絕緣，第二絕緣層105b可設置於閘極電極102a、源極電極102d及汲極電極102c之間，其中第二絕緣層105b由氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiNx)之單層結構或其多層結構組成。
由無機絕緣層形成的鈍化層可設置於薄膜電晶體102上，其中無機絕緣層例如氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiNx)。
鈍化層可防止設置於鈍化層之上或之下的元件之間不必要的電性連接，並可防止連自外界的污染或損害。可依據薄膜電晶體102及發光元件103的構造及特性省略鈍化層。
根據構成薄膜電晶體102的元件的位置，薄膜電晶體102的結構可分為反向交錯結構(inverted-staggered structure)及共平面結構。舉例而言，具有反向交錯結構的薄膜電晶體係指具有特定結構的薄膜電晶體。在此特定結構中，閘極電極基於半導體層而相對源極電極及汲極電極設置。如圖2所示，具有共平面結構的薄膜電晶體102係指具有特定結構的薄膜電晶體。於此特定結構中，閘極電極102a基於半導體層102b而與源極電極102d及汲極電極102c設置於同側。
在圖2中，繪示有具有共平面結構的薄膜電晶體102，但根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置100亦可包含具有反向交錯結構的薄膜電晶體。
為了方便描述，在可包含於可折疊顯示裝置100中的多種薄膜電晶體之中僅繪示驅動薄膜電晶體。開關薄膜電晶體、電容器等亦可被包含於可折疊顯示裝置100中。
此外，當訊號從閘極線路被施加於開關薄膜電晶體時，開關薄膜電晶體會將訊號從資料線路傳遞至驅動薄膜電晶體的閘極電極。驅動薄膜電晶體可藉由從開關薄膜電晶體傳遞來的訊號而將透過電源線路傳輸的電流傳遞至陽極103a，並藉由傳遞至陽極103a的電流控制發光。
第一平坦化層105c及第二平坦化層105d可設置於薄膜電晶體102上以保護薄膜電晶體102，進而減緩由薄膜電晶體102造成的段差(step)現象，並減少在薄膜電晶體102及閘極線路跟資料線路與發光元件103之間所產生的寄生電容(parasitic capacitance)。
第一平坦化層105c及第二平坦化層105d可由丙烯酸樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯樹脂(polyphenylene resin)、聚苯硫樹脂(polyphenylene sulfides resin)及苯并環丁烯其中一或多者形成，但不限於此。
根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置100可包含依序堆疊的第一平坦化層105c及第二平坦化層105d。也就是說，第一平坦化層105c可設置於薄膜電晶體102上，且第二平坦化層105d可設置於第一平坦化層105c上。
緩衝層可設置於第一平坦化層105c上。緩衝層可由氧化矽(SiOx)之多層結構組成以保護設置於第一平坦化層105c上的元件，並且可依據薄膜電晶體102及發光元件103的構造及特性省略第一平坦化層105c。
中間電極104可透過形成於第一平坦化層105c中的接觸孔連接於薄膜電晶體102。中間電極104堆疊以連接於薄膜電晶體102，且資料線路亦可形成為多層結構。
資料線路可被形成為具有特定結構，在此特定結構中，與源極電極102d及汲極電極102c由相同的材料形成的下層以及與中間電極104由相同的材料形成的上層彼此連接。也就是說，資料線路可被實施為兩個層體彼此並聯連接之結構，且在此情況中可使資料線路的線路電阻降低。
同時，由無機絕緣層形成的鈍化層可進一步設置於第一平坦化層105c及中間電極104上，其中無機絕緣層例如氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiNx)。鈍化層可用以防止元件之間不必要的電性連接並用以防止來自外界的污染或損害，並且可依據薄膜電晶體102及發光元件103的構造及特性省略鈍化層。
設置於第二平坦化層105d上的發光元件103可包含陽極103a、發光單元103b及陰極103c。
陽極103a可設置於第二平坦化層105d上。
陽極103a用以將電洞供應至發光單元103b並透過第二平坦化層105d中的接觸孔連接於中間電極104，進而電性連接於薄膜電晶體102。
陽極103a可由透明導體材料形成，例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)等，但不限於此。
當可折疊顯示裝置100為將光線發射至可折疊顯示裝置100中設置有陰極103c的上部之頂部發射型(top emission type)顯示裝置時，可折疊顯示裝置100可更包含反射層，而使得發射的光線從陽極103a被反射以朝供陰極103c設置的上部順利地發射。
陽極103a可為依序堆疊有透明導體材料形成的透明導體層及反射層之二層結構，或者為依序堆疊有透明導體層、反射層及透明導體層的三層結構。反射層可由銀(Ag)或包含銀的合金形成。
設置於陽極103a及第二平坦化層105d上的堤層105e可藉由劃分實際發光的區域來界定子像素。在陽極103a上形成光阻之後，可藉由光刻製程來形成堤層105e。光阻係指一種光感樹脂，其在顯影劑(developer)中的溶解度會因光的作用而改變，且可藉由曝光及顯影光阻獲得特定的圖案。光阻的類型可歸類為正型光阻(positive photoresist)及負型光阻(negative photoresist)。正型光阻的曝光部分的溶解度在顯影劑中因曝光而增加。當使正型光阻顯影時，可獲得曝光部分被移除的圖案。負型光阻的曝光部分的溶解度在顯影劑中因曝光而顯著降低。當使負型光阻顯影時，可獲得未曝光部分被移除的圖案。
精細金屬遮罩(fine metal mask，FMM)為沉積遮罩，且可用於形成發光元件103的發光單元103b。
此外，為了防止可能因接觸設置於堤層105e上的沉積遮罩而造成的損害並為了維持堤層105e及沉積遮罩之間的恆定距離，由作為透明有機材料之聚醯亞胺、光丙烯酸(photo acryl)及苯并環丁烯(BCB)其中一者形成的間隔件105f可設置於堤層105e上。
發光單元103b可設置於陽極103a及陰極103c之間。
發光單元103b用以發光並可包含電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、發光層、電子傳輸層(ETL)及電子注入層(EIL)其中至少一者，並且可依據可折疊顯示裝置100的結構或特性省略一些元件。於此，電致發光層及無機發光層可被應用至發光層。
電洞注入層設置於陽極103a上以促進電洞的注入。
電動傳輸層設置於電洞注入層上以將電洞順利地傳輸至發光層。
發光層設置於電洞傳輸層上並可包含能發出特定顏色之光線的材料，從而發出特定顏色的光線。此外，可使用磷光材料或螢光材料形成發光材料。
電子注入層可進一步設置於電子傳輸層上。電子注入層為促進電子從陰極103c注入的有機層，並且可依據可折疊顯示裝置100的結構及特性省略電子注入層。
另一方面，在相鄰於發光層的位置，會進一步設置阻擋電洞或電子流動的電子阻擋層或電洞阻擋層，以防止當電子注入發光層時，電子從發光層移動並到達相鄰的電洞傳輸層之現象，或是防止當電洞注入發光層時，電洞從發光層移動並到達相鄰的電子傳輸層之現象，進而可提升發光效率。
陰極103c設置於發光單元103b上並用以將電子供應至發光單元103b。由於陰極103c需要供應電子，故可由如鎂(Mg)、具有低功函數之導體材料的銀鎂合金(Ag: Mg)之金屬形成陰極103c，且不限於此。
當可折疊顯示裝置100為頂部發射型顯示裝置時，陰極103c可為透明導體氧化物，例如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦錫鋅氧化物(ITZO)、氧化鋅(ZnO)及氧化錫(TO)。
封裝件105g可設置於發光元件103上以防止作為可折疊顯示裝置100的元件之薄膜電晶體102及發光元件103因從外界引入的水氣、氧氣或雜質而被氧化或損害。可藉由堆疊多個封裝層、外來材料補償層及多個阻隔膜來形成封裝件105g。
封裝層可設置於薄膜電晶體102及發光元件103的上部的整個表面上，並可由作為無機材料之氧化鋁(AlyOz)或氮化矽(SiNx)其中一者形成。然而，實施例不限於此。封裝層可進一步設置於設置在封裝層上的外來材料補償層上。
外來材料補償層可設置於封裝層上，如碳氧化矽(SiOCz)、丙烯酸或環氧樹脂之有機材料可用於外來材料補償層。然而，實施例不限於此。當因由外來材料或在製程中可能產生的顆粒所產生的破裂而造成缺陷時，可藉由以外來材料補償層覆蓋曲面及外來材料來補償。
阻隔膜可設置於封裝層及外來材料補償層上，從而使可折疊顯示裝置100可延緩來自外界的氧氣或水氣的滲透。阻隔膜為透光且雙側黏著的薄膜，並可由烯烴類、丙烯酸類及矽類絕緣材料其中任一者組成。或者，可進一步堆疊有由環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)及聚碳酸酯(PC)組成的阻隔膜，但不限於此。
圖3為根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置的剖面示意圖。
在圖3中的一些元件實質上相同於或相似於圖1中所描述的元件，故不再贅述。
背板240、第二支撐層250、第一支撐層260及衝擊吸收層270依序設置於顯示面板210的背面上，且窗蓋230位於顯示面板210的前方。此外，觸控面板220位於顯示面板210及窗蓋230之間。各個元件透過接合劑280a、280b、290a、290b、290c彼此接合並接附。
由於顯示面板210的可撓性基板101太薄，故背板240附接於顯示面板210的背面以支撐顯示面板210。背板240可由如不銹鋼(SUS)之材料或由聚合物形成，聚合物例如為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚矽氧或聚胺酯(PU)。
第一支撐層260亦稱為板底。第一支撐層260在其對應可折疊顯示裝置200的折疊區域FA的部分中可包含開口圖案261。彈性變形區域透過形成於折疊區域FA中的開口圖案261而增加，從而允許恢復的進行。在一些實施例中，開口圖案261為開放的空隙區域(例如充滿空氣)。在其他實施例中，開口圖案261為以任何適合的材料填充的空隙區域而使開口圖案261作為彈簧，而使得彈性位能增加，進而可減少恢復時間。因此，可改善可折疊顯示裝置200的折疊特性。此外，第一支撐層260可用以防止組件(set)所造成的移動(transfer)。第一支撐層260由如不銹鋼(SUS)之金屬材料形成，但不限於此。第一支撐層260亦可由聚合物形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚矽氧或聚胺酯(PU)。
第二支撐層250亦稱為板頂。第二支撐層250設置於背板240及第一支撐層260之間，並能提升顯示面板210的剛性。此外，第二支撐層250可用以防止開口圖案261透過顯示面板被看見。第二支撐層250可由金屬材料形成，例如包含鐵(Fe)及其他金屬的不銹鋼(SUS)、鋁(Al)或鎂(Mg)，且其他金屬例如為包含於鐵中的鉻(Cr)及鎳(Ni)，但不限於此。第二支撐層250可由聚合物形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚矽氧或聚胺酯(PU)。
如上所述，由於可折疊顯示裝置應能夠被折疊或展開，故所有的背板及窗蓋以及顯示面板皆配置成非常薄的膜片的形式，並且此種薄膜形式垂直地傳遞從外界傳遞的大部分衝擊。
舉例而言，當衝擊從外界傳遞至窗蓋時，傳遞到窗蓋的衝擊被傳遞至位於窗蓋之下的顯示面板或觸控面板。
因此，觸控面板的觸控感應器的電極或顯示面板的元件會受到損害。因此，本發明人發明可折疊顯示裝置的新結構以解決如上所述之限制。
衝擊吸收層270可設置於第一支撐層260之下。衝擊吸收層270可使從外界施加於觸控面板或顯示面板210的衝擊的傳遞最小化。衝擊吸收層270可由聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯(PU)、聚胺酯發泡體或熱塑性聚胺酯(TPU)形成，但不限於此。
於此，衝擊吸收層270的厚度為100微米至1000微米。當衝擊吸收層的厚度小於100微米時，衝擊吸收能力不明顯，而當衝擊吸收層的厚度大於1000微米時，可能會產生難以折疊可折疊顯示裝置的問題。
然而，本發明人已發現上述結構的缺點。圖4為呈現圖3中之可折疊顯示裝置的球落試驗(ball drop test)結果的照片。請參考圖4，可看見顯示面板210的折疊區域FA因點衝擊而受到損害。相較於施加於整個表面的面衝擊，作為施加於局部區域的衝擊的點衝擊可能對顯示面板施加更大的損害。
當從外界施加點衝擊時，點衝擊在沒有開口圖案的第一支撐層的非折疊區域中會轉變成面衝擊，而使得衝擊能被有效地吸收。然而，由於開口圖案存在於第一支撐層的折疊區域中以改善折疊特性，故當點衝擊被施加於折疊區域的上部時，點衝擊不能被轉變成面衝擊，這會對顯示面板或觸控面板造成損害。因此，本發明人意識到此問題並發明出一種衝擊吸收層的新結構。
圖5為繪示根據本發明另一實施例之可折疊顯示裝置300的剖面示意圖。
請參考圖5，根據本發明另一實施例之可折疊顯示裝置300可包含顯示面板310。窗蓋330位於顯示面板310的前方。此外，觸控面板320位於顯示面板310及窗蓋330之間。顯示面板310可包含折疊區域FA及位於折疊區域FA的二側的非折疊區域NFA。背板340設置於顯示面板310之下。第一支撐層360設置於背板340之下，其中第一支撐層360在其對應折疊區域FA的部分中具有開口圖案361。衝擊吸收層370設置於第一支撐層360之下。衝擊吸收層370包含對應折疊區域FA的第一部分370-1及對應非折疊區域NFA的第二部分370-2。衝擊吸收層370可由特定的材料形成而使得第一部分370-1的彈性模數高於第二部分370-2的彈性模數。也就是說，相較於第二部分370-2，第一部分370-1可由具有較大彈性模數的材料形成。各個元件透過接合劑380a、380b、390a、390b、390c彼此接合並接附。
第一部分370-1可由聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯(PU)、聚胺酯發泡體及熱塑性聚胺酯(TPU)其中至少一者形成。
第一部分370-1的彈性模數之值為1百萬帕(MPa)至30 MPa，且第一部分370-1的厚度為100微米至1000微米。當第一部分370-1的厚度小於100微米時，衝擊吸收能力不明顯，而當第一部分370-1的厚度大於1000微米時，可能造成難以折疊可折疊顯示裝置300的問題。
第二部分370-2可由聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯(PU)、聚胺酯發泡體及熱塑性聚胺酯(TPU)其中至少一者形成。
第二部分370-2的彈性模數之值為10千帕(KPa)至1000 KPa，且第二部分370-2的厚度為100微米至1000微米。當第二部分370-2的厚度小於100微米時，衝擊吸收能力不明顯，而當第二部分370-2的厚度大於1000微米時，可能造成難以折疊可折疊顯示裝置300的問題。
表1
第一支撐層 衝擊吸收層 開口圖案 (存在) 開口圖案 (不存在)
無 2.5公分 2.5公分
4MPa 12.5公分 2.5公分
10MPa 10公分 2.5公分
10KPa 2.5公分 15公分
20KPa 2.5公分 15公分
上述表1呈現球落試驗結果，球落試驗結果顯示出根據衝擊吸收層370的彈性模數及第一支撐層360的開口圖案存在與否而對顯示面板造成損害時的即時質點(point)高度。請參考表上述表1，在具有開口圖案361的第一部分370-1的彈性模數相對高(4MPa或10MPa)的情況下，當球掉落時，可確認對顯示面板310造成損害的高度為10公分以上。然而，在具有開口圖案361的第一部分370-1的彈性模數相對低(10KPa或20KPa)的情況下，可確認當球在高度2.5公分處落下時會對顯示面板310造成損害。另一方面，在沒有開口圖案361的第二部分370-2的彈性模數相對高(4MPa或10MPa)時，當球在高度2.5公分處落下時會對顯示面板310造成損害。然而，當沒有開口圖案361的第二部分370-2的彈性模數相對低(10KPa或20KPa)時，可確認當球在高度15公分處落下時會對顯示面板310造成損害。
透過本試驗，在根據本發明實施例之可折疊顯示裝置300中，衝擊吸收層370中對應折疊區域FA的第一部分370-1的彈性模數具有相對較大之值(1至30MPa)，且衝擊吸收層370中對應非折疊區域NFA的第二部分370-2的彈性模數的值小於第一部分370-1的彈性模數之值。因此，相較於一般的可折疊顯示裝置，即使當外部衝擊被施加於可折疊顯示裝置300時，衝擊仍會部分地受到減緩，進而改善觸控面板320或顯示面板310的耐衝擊性特性。
第二支撐層350可更包含於背板340及第一支撐層360之間。第二支撐層350可提升顯示面板310的剛性。此外，第二支撐層350可用以防止開口圖案361透過顯示面板310被看見。
第二支撐層350可由金屬材料形成，例如包含鐵(Fe)及其他金屬的不銹鋼(SUS)、鋁(Al)或鎂(Mg)，其他金屬例如包含於鐵中的鉻(Cr)及鎳(Ni)，但不限於此。第二支撐層350可由聚合物形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚矽氧或聚胺酯(PU)。
同時，在目前為止的描述中，描述並繪示在可折疊顯示裝置300中，觸控面板320是位於實施影像的顯示面板310之上。然而，在其他實施例中，觸控面板320能被省略。
根據本發明另一實施例之可折疊顯示裝置300可包含顯示面板310。顯示面板310可包含折疊區域FA及位於折疊區域FA的二側的非折疊區域NFA。第一支撐層360可位於顯示面板310之下，其中第一支撐層360在其對應折疊區域FA的部分中具有開口圖案361。衝擊吸收層370設置於第一支撐層360之下。衝擊吸收層370包含對應折疊區域FA的第一部分370-1以及對應非折疊區域NFA的第二部分370-2。在衝擊吸收層370中，第一部分370-1的彈性模數之值大於第二部分370-2的彈性模數之值，以減少由施加於折疊區域FA的點衝擊對顯示面板310造成的損害。
第一部分370-1可將施加於顯示面板310的折疊區域FA的點衝擊轉變成面衝擊，以防止折疊區域FA變形。開口圖案361不形成於對應第二部分370-2的第一支撐層360中。因此，第一支撐層360能將從外界施加的點衝擊轉變成面衝擊。然而，由於開口圖案361形成於對應第一部分370-1的第一支撐層360中以改善折疊特性，故點衝擊因開口圖案361而不能被轉變成面衝擊。因此，為了將點衝擊轉變成面衝擊，對應開口圖案361的第一部分370-1會具有高的彈性模數的值。也就是說，相較於第二部分370-2，第一部分370-1可由具有較高之彈性模數的材料形成。
第一部分370-1可由聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯(PU)、聚胺酯發泡體及熱塑性聚胺酯(TPU)其中至少一者形成。
第一部分370-1的彈性模數之值為1至30 MPa，且第一部分370-1的厚度為100至1000微米。當第一部分370-1的厚度小於100微米時，衝擊吸收能力不明顯，而當第一部分370-1的厚度大於1000微米時，可能會造成難以折疊可折疊顯示裝置300的問題。
第二部分370-2可由聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯(PU)、聚胺酯發泡體及熱塑性聚胺酯(TPU)其中至少一者形成。
第二部分370-2的彈性模數之值為10 KPa至1000 KPa，第二部分370-2的厚度為100微米至1000微米。當第二部分370-2的厚度小於100微米時，衝擊吸收能力不明顯，而當第二部分370-2的厚度大於1000微米時，可能造成難以折疊可折疊顯示裝置300的問題。
在根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置300中，衝擊吸收層370的第一部分370-1由具有高的彈性模數的材料形成，其中衝擊吸收層370的第一部分370-1對應顯示面板310的折疊區域FA。因此，即使當點衝擊被施加於折疊區域FA時，點衝擊仍會被轉變成面衝擊，而能更有效地防止點衝擊對顯示面板310或觸控面板320造成的損害。因此，可改善可折疊顯示裝置300之耐衝擊性的特性。
儘管已參考附圖詳細描述本發明實施例，但本發明不限於此並可在不脫離本發明之技術概念下以多種形式實施。因此，本發明實施例僅用於示例，並不旨在限制本發明之技術概念。本發明之技術概念的範圍不限於此。因此，應理解上述實施例在所有方面皆為示例性的且不限制本發明。本發明的保護範圍應基於以下請求項來解釋，在其同等範圍的所有技術概念應被解釋為落入本發明的範圍。
100、200、300:可折疊顯示裝置 101:可撓性基板 102:薄膜電晶體 102a:閘極電極 102b:半導體層 102c:汲極電極 102d:源極電極 103:發光元件 103a:陽極 103b:發光單元 103c:陰極 104:中間電極 105a:第一絕緣層 105b:第二絕緣層 105c:第一平坦化層 105d:第二平坦化層 105e:堤層 105f:間隔件 105g:封裝件 110、210、310:顯示面板 120、220、320:觸控面板 130、230、330:窗蓋 140、240、340:背板 150、250、350:第二支撐層 160、260、360:第一支撐層 161、261、361:開口圖案 180a、180b、190a、190b、280a、280b、290a、290b、290c、380a、380b、390a、390b、390c:接合劑 270、370:衝擊吸收層 370-1:第一部分 370-2:第二部分 FA:折疊區域 NFA:非折疊區域
從以下詳細描述並參考附圖可更清楚地理解本發明上述及其他態樣、特徵及其他優點。 圖1為本發明之可折疊顯示裝置的剖面示意圖。 圖2為圖1之顯示面板的剖面示意圖。 圖3為根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置的剖面示意圖。 圖4為呈現根據本發明一實施例之可折疊顯示裝置的球落試驗(ball drop test)結果的照片。 圖5根據本發明另一實施例之可折疊顯示裝置的剖面示意圖。
300:可折疊顯示裝置
310:顯示面板
320:觸控面板
330:窗蓋
340:背板
350:第二支撐層
360:第一支撐層
361:開口圖案
370:衝擊吸收層
370-1:第一部分
370-2:第二部分
380a、380b、390a、390b、390c:接合劑
FA:折疊區域
NFA:非折疊區域

Claims (20)

  1. 一種可折疊顯示裝置，包含：一顯示面板，包含一折疊區域及位於該折疊區域的二側的多個非折疊區域；一背板，設置於該顯示面板之下；一第一支撐層，設置於該背板之下；一開口圖案，包含於該第一支撐層中，該開口圖案排列於對應該折疊區域的一部分中；以及一衝擊吸收層，設置於該第一支撐層之下，其中該衝擊吸收層包含一第一部分及一第二部分，該第一部分對應該折疊區域，該第二部分對應該些非折疊區域，其中該第一部分的彈性模數大於該第二部分的彈性模數。
  2. 如請求項1所述之可折疊顯示裝置，其中相較於該第二部分，該第一部分由具有較高的彈性模數的材料形成。
  3. 如請求項1所述之可折疊顯示裝置，其中該第一部分及該第二部分包含選自聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯、聚胺酯發泡體或熱塑性聚胺酯之任一材料。
  4. 如請求項1所述之可折疊顯示裝置，其中該第一部分的厚度為100至1000微米且該第一部分的彈性模數為1至30百萬帕。
  5. 如請求項4所述之可折疊顯示裝置，其中該第二部分的厚度為100至1000微米且彈性模數為10至1000千帕。
  6. 如請求項1所述之可折疊顯示裝置，更包含：一第二支撐層，位於該背板及該第一支撐層之間。
  7. 如請求項6所述之可折疊顯示裝置，其中該第二支撐層包含鋁、鎂及含有鐵、鉻、鎳的不銹鋼之任一者。
  8. 如請求項1所述之可折疊顯示裝置，其中該開口圖案減輕該折疊區域的折疊應力以防止對該顯示面板造成損壞。
  9. 一種可折疊顯示裝置，包含：一顯示面板，包含一折疊區域及鄰設於該折疊區域的各側的一或多個非折疊區域；一第一支撐層，設置於該顯示面板之下；一開口圖案，包含於該第一支撐層中，該開口圖案排列於對應該折疊區域的一重疊位置；以及一衝擊吸收層，設置於該第一支撐層之下，並包含一第一部分及一第二部分，該第一部分對應該折疊區域，該第二部分對應該一或多個非折疊區域，其中該第一部分的彈性模數大於該第二部分的彈性模數，以減少施加於該折疊區域的一點衝擊對該顯示面板造成之損壞。
  10. 如請求項9所述之可折疊顯示裝置，其中該第一部分將施加於該顯示面板的該折疊區域的該點衝擊轉變成一面衝擊，以防止該折疊區域變形。
  11. 如請求項9所述之可折疊顯示裝置，其中該第二部分藉由對應該第二部分的該第一支撐層而不受到該點衝擊的影響。
  12. 如請求項9所述之可折疊顯示裝置，其中相較於該第二部分，該第一部分由具有較高的彈性模數的材料形成。
  13. 如請求項12所述之可折疊顯示裝置，其中該第一部分及該第二部分包含選自聚矽氧、聚矽氧發泡體、丙烯酸發泡體、聚丙烯發泡體、聚胺酯、聚胺酯發泡體及熱塑性聚胺酯之任一材料。
  14. 如請求項13所述之可折疊顯示裝置，其中該第一部分的厚度為100至1000微米且彈性模數為1至30百萬帕。
  15. 如請求項14所述之可折疊顯示裝置，其中該第二部分的厚度為100至1000微米且彈性模數為10至1000千帕。
  16. 如請求項9所述之可折疊顯示裝置，更包含：一第二支撐層，位於該顯示面板及該第一支撐層之間。
  17. 如請求項16所述之可折疊顯示裝置，其中該第二支撐層包含鋁、鎂及含有鐵、鉻、鎳的不銹鋼之任一者。
  18. 如請求項9所述之可折疊顯示裝置，其中該開口圖案減輕該折疊區域的折疊應力以防止對該顯示面板造成損壞。
  19. 一種可折疊顯示裝置，包含：一顯示面板，包含一折疊區域及位於該折疊區域的二側的多個非折疊區域； 一窗蓋，設置於該顯示面板之上以保護該顯示面板；一觸控面板，設置於該顯示面板及該窗蓋之間；一背板設置於該顯示面板之下；一第一支撐層，設置於該背板之下；一開口圖案，包含於該第一支撐層中，該開口圖案排列於對應該折疊區域的該第一支撐層的一部分；一第二支撐層，設置於該背板及該第一支撐層之間；以及一衝擊吸收層，設置於第一支撐層之下，並包含一第一部分及一第二部分，該第一部分對應該折疊區域，該第二部分對應該些非折疊區域，其中該第一部分的彈性模數大於該第二部分的彈性模數。
  20. 如請求項19所述之可折疊顯示裝置，其中相較於該第二部分，該第一部分由具有高的彈性模數的材料形成。
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