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TWI766265B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI766265B
TWI766265B TW109112772A TW109112772A TWI766265B TW I766265 B TWI766265 B TW I766265B TW 109112772 A TW109112772 A TW 109112772A TW 109112772 A TW109112772 A TW 109112772A TW I766265 B TWI766265 B TW I766265B
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劉佳怡
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元太科技工業股份有限公司
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Abstract

一種顯示裝置包括光學薄膜、顯示面板以及塗佈層。顯示面板位在光學薄膜下方。塗佈層位在光學薄膜與顯示面板之間，且塗佈層具有在約10帕至1000帕範圍中的剪切損失模數(Shear Loss Modulus G”)以及在約100至10000帕範圍中的剪切儲存模數(Shear Storage Modulus G’)。

Description

顯示裝置
本揭露是有關於一種顯示裝置。
在現行可撓式的顯示裝置中，薄型光學級覆蓋薄膜與顯示面板之間是以光學膠黏合。在此狀況下，若要以薄型光學薄膜作為表面保護之材料，無法滿足耐刮耐衝擊的表面硬度與具備手寫筆功能之可撓顯示面板的需求。若是為了增加表面硬度而形成硬化層於薄型光學薄膜表面，則會導致顯示裝置難以達到小角度彎折並在彎折過程中易產生光學膠剝離現象。換句話說，對於可撓式顯示裝置，可彎折與高表面硬度的特性是互相矛盾的特性。
然而，若是在不考慮彎折能力的狀況下，分別設置光學膠層及硬化層於光學薄膜相對表面，會導致顯示裝置整體的介面數量增加，而增加彎折應力導致剝離現象的風險增加。
有鑑於此，如何提供一種可解決上述問題的可撓式顯示裝置，仍是目前業界亟需研發的目標之一。
本揭露之一技術態樣為一種顯示裝置。
在一些實施例中，一種顯示裝置包括光學薄膜、顯示面板以及塗佈層。顯示面板位在光學薄膜下方。塗佈層位在光學薄膜與顯示面板之間。
在一些實施例中，塗佈層直接接觸光學薄膜面對顯示面板的表面。
在一些實施例中，塗佈層具有在約10帕至1000帕範圍中的剪切損失模數(Shear Loss Modulus, G”)以及在約100至10000帕範圍中的剪切儲存模數(Shear Storage Modulus, G’)。
在一些實施例中，光學薄膜背對塗佈層的表面硬度大於等於鉛筆硬度5H。
在一些實施例中，光學薄膜的厚度在約5微米到80微米的範圍中。
在一些實施例中，塗佈層的材料包含丙烯酸樹脂。
在一些實施例中，顯示面板具可撓性。
在一些實施例中，塗佈層與光學薄膜之間無黏著材料。
在一些實施例中，顯示裝置還包括功能性模組，位在塗佈層與顯示面板之間。
在一些實施例中，塗佈層直接接觸功能性模組面對光學薄膜的表面。
在上述實施例中，由於塗佈層同時可具有低剪切損失模數G”以及低剪切儲存模數G’的特性，因此可使顯示裝置兼具高表面硬度以及柔軟耐彎折等特性。此外，塗佈層可同時具有光學膠層的黏著效果。因此，藉由設置塗佈層在光學薄膜下方，還可減少(或維持)顯示裝置整體的貼附介面數量。如此一來，可降低顯示裝置的彎折應力，避免因貼附介面數量增加造成彎折過程中產生剝離或破損等現象發生。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。且為了清楚起見，圖式中之層和區域的厚度可能被誇大，並且在圖式的描述中相同的元件符號表示相同的元件。
第1圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置100的剖面圖。顯示裝置100包括光學薄膜110、顯示面板120以及塗佈層130。顯示面板120位在光學薄膜110下方。塗佈層130位在光學薄膜110與顯示面板120之間，且塗佈層130具有在約010帕至1000帕範圍中的剪切損失模數G”(Shear Loss Modulus)以及在約100至10000帕範圍中的剪切儲存模數G’(Shear Storage Modulus)。具體來說，塗佈層130的剪切損失模數G”以及剪切儲存模數G’為固化後所測得之數值。塗佈層130的固化方式可包含熱固化(thermal cure)或是紫外線固化(UV cure)。
顯示裝置100為可撓式顯示裝置，顯示面板120具可撓性。光學薄膜110具有面對塗佈層130的表面112以及背對塗佈層130的表面114。上述的光學薄膜110為薄型光學薄膜。為了因應可撓式的應用，光學薄膜110具有小於100微米之厚度，以及高透明、耐彎折等特性。舉例來說，光學薄膜110之材料可包含聚脂(Poly ester)、聚氨脂(Poly urethane)、環烯烃聚合物(cyclo olefin polymer)、聚醯亞胺(Polyimide)或是高透明性聚醯亞胺(colorless Polyimide，CPI)。在本實施例中，塗佈層130的材料包含丙烯酸樹脂以及可與光學薄膜110的表面112鍵結的官能基。換句話說，塗佈層130直接接觸光學薄膜110面對顯示面板120的表面112。在另一實施例中，顯示面板120上方設置有功能性模組140，功能性模組140可例如是觸控模組。此實施例中，塗佈層130位於光學薄膜110與功能性模組140之間。
然而，在傳統可撓式的顯示裝置中，以上述材料製成的光學薄膜110與顯示面板之間是以光學膠黏合，而無本實施例中的塗佈層130。在此狀況下，雖然光學薄膜110具有高透明性優點，但若要以光學薄膜110作為表面保護之材料，卻無法具有耐刮耐衝擊的表面硬度，因此無法滿足需具備手寫筆功能之可撓顯示面板的需求。
同時參照第1圖及第2圖。第2圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置100與習知顯示裝置的流變性質及機械性質的比較數據。第2圖中的第二欄資料對應本揭露之顯示裝置100，也就是將塗佈層130設置在光學薄膜110的表面112之實施例。第二欄資料分別列出顯示裝置100之塗佈層130的剪切儲存模數G’以及顯示裝置100之光學薄膜110的表面114的硬度。第2圖中的第三欄資料對應設置習知的光學膠在光學薄膜110的表面112之顯示裝置。第三欄資料分別列出光學膠的剪切儲存模數G’ 以及光學薄膜110的表面114的硬度。第2圖中的第四欄資料對應設置習知硬化層於光學薄膜110的表面114之顯示裝置。第四欄資料分別列出硬化層的剪切儲存模數G’ 以及硬化層背對光學薄膜110的表面(即顯示裝置最外側的表面)的硬度。
本揭露之顯示裝置背對徒步層130之表面的硬度為大於等於鉛筆硬度5H。由第2圖可看出，本實施例之顯示裝置100的光學薄膜110背對塗佈層130的表面114之硬度例如為大於等於鉛筆硬度5H且小於等於鉛筆硬度7H、而習知的顯示裝置的表面硬度為小於或等於鉛筆硬度3H。其原因在於固化後的塗佈層130具有較低的剪切損失模數G” ，代表固化後的塗佈層130的黏性部分所消耗之能量較低，也就是固化後的塗佈層130不容易在遭受振動力後產生無法回復的變形。反觀習知光學膠則無法具有受衝擊力後快速回復的特性。
由此可知，設置在光學薄膜110的表面112上的塗佈層130，可使光學薄膜110位在最外側的表面114具有較佳的衝擊力吸收效果，也就是表面114在遭受振動力或衝擊時(例如敲擊測試)，可分散高荷重衝擊力。如此一來，光學薄膜110的表面114在經過敲擊測試後可快速回復且無凹陷變形產生。因此，藉由設置具有低剪切損失模數G”的塗佈層130於光學薄膜110的表面112，可提升光學薄膜110背對塗佈層130的表面114的硬度至大於等於鉛筆硬度5H且小於等於鉛筆硬度7H，藉此讓光學薄膜110的表面114具有良好保護效果，以作為可搭配手寫筆使用的可撓式顯示裝置。
在可撓式的顯示裝置中，若是為了增加表面硬度而形成硬化層於光學薄膜110的表面114，則會導致顯示裝置難以彎折。換句話說，可彎折與高表面硬度的特性是互相矛盾的。由第2圖可看出，本實施例之塗佈層130的剪切儲存模數G’小於10000帕，習知的光學膠的剪切儲存模數G’例如是大於10000帕，而習知的硬化層例如是大於100000帕。由此可知，塗佈層130的剪切儲存模數G’遠低於習知光學膠及硬化層的剪切儲存模數G’，代表固化後的塗佈層130的彈性部分所儲存之能量較低，也就是固化後的塗佈層130較柔軟易彎折。因此塗佈層130相較於光學膠具有更佳的柔軟度及耐彎折性。
根據上述比對可知，由於塗佈層130同時可具有低剪切損失模數G”以及低剪切儲存模數G’的特性，因此可使顯示裝置100兼具高表面硬度(即光學薄膜110的表面114)以及柔軟耐彎折等特性。
具體而言，考量光學膠裁切需求’ 低剪切儲存模數G’ (小於10000Pa)之光學膠在裁切過程中易產生回黏不易斷裂或膠體拉扯過程中變形等現象。因此，習知光學膠的剪切儲存模數G’設計值大於等於10000Pa。反觀本實施例中之顯示裝置100，由於塗佈層130是塗佈於光學薄膜110的表面112且經固化後再進行裁切，且光學薄膜110的表面114硬度提升後，使得裁切過程變得容易。如此一來，也可使顯示裝置100的製程更具彈性及便利性。
參閱第1圖，顯示裝置100還包括功能性模組140，位在塗佈層130與顯示面板120之間。功能性模組140可為觸控模阻、筆寫模組等，但本揭露並不以此為限。在本實施例中，塗佈層130直接接觸功能性模組140面對光學薄膜110的表面142。塗佈層130具有黏性，因此塗佈層130與功能性模組140之間可無黏著材料，且塗佈層130與光學薄膜110之間也可無黏著材料。換句話說，功能性模組140與光學薄膜110是透過塗佈層130黏合。也就是說，塗佈層130除了取代習知光學膠用以黏合光學薄膜110與功能性模組140之功能外，還可同時具有較佳的柔軟耐彎折特性。
對於傳統可撓式顯示裝置來說，若是在不考慮彎折能力的狀況下，分別設置光學膠層及硬化層於光學薄膜110的表面112及表面114，會導致顯示裝置整體的介面數量增加，而增加彎折應力導致剝離現象的風險增加。在本實施例中，光學薄膜110位在顯示裝置100的最外側。換句話說，光學薄膜110的表面114無需再設置如硬化層的表面保護材料。也就是說，塗佈層130可同時具有光學膠層的黏著效果以及使光學薄膜110的表面114具有硬化層的表面保護效果。因此，藉由設置塗佈層130在光學薄膜110的表面112，還可減少(或維持)顯示裝置100整體的貼附介面數量。藉由這樣的設計，還可降低顯示裝置100的彎折應力，避免因貼附介面數量增加造成彎折過程中產生剝離或破損等現象發生。
除此之外，可撓性的顯示裝置考量彎折半徑與應力分布等因素,多採用薄型光學級薄膜(例如小於100微米)，但塗佈層130之設置仍需考慮光學薄膜110的厚度，使顯示裝置100具有耐彎折及高表面硬度的功效。換句話說，由於塗佈層130可直接設置在習知的薄型光學級薄膜110，可擴展光學薄膜110的應用範圍。
在本實施例中，塗佈層130的厚度在約5微米到80微米的範圍中。習知可撓性顯示裝置所採用之光學膠之厚度例如是在25微米至50微米的範圍中。若為了增加顯示裝置的可彎折度，而將光學膠之厚度縮減，則可能使光學膠產生低黏性問題而導致顯示裝置產生剝離現象。相較於此，由於塗佈層130具有更佳的柔軟耐彎折特性，也不會產生低黏性剝離問題，進而確保了貼合穩定度。此外，由於塗佈層130可具有與光學膠層相近的厚度或更薄的厚度，因此藉由塗佈層130取代光學膠，不會使顯示裝置100的厚度增加，因此也不會降低顯示裝置100可彎折的程度。
第3圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置100與習知顯示裝置的手寫筆測試比較數據。第3圖為比較第1圖中的顯示裝置100與習知以光學膠黏合光學薄膜110與功能性模組140之顯示裝置。第3圖中的顯示裝置100與習知顯示裝置個別皆具有80微米的光學薄膜110、50微米的功能性模組140以及188微米的顯示面板120，且此處以厚度為25微米的塗佈層130以及厚度為25微米的光學膠層做為比較範例。
如第3圖中第2欄之資料所示，在750克荷重的鉛筆硬度測試中，習知顯示裝置僅具有2H的硬度，而本實施例的顯示裝置100具有大於等於5H且小於等於7H的鉛筆硬度。如同前述，由於塗佈層130具有低剪切損失模數G”，因此可使光學薄膜110背對塗佈層130的表面114具有與硬化層更佳的表面保護效果。
如第3圖中第3、4欄之資料所示，在靜態彎折測試中，以半徑小於等於5微米之彎折角度維持240個小時，習知顯示裝置與顯示裝置100皆不產生剝離現象。而在動態彎折測試中，以半徑小於等於7.5微米之彎折角度重複彎折5萬次，習知顯示裝置與顯示裝置100皆不產生剝離現象。換句話說，由於顯示裝置100的塗佈層130具有低剪切儲存模數G’，因此塗佈層130除了可具有柔軟耐彎折的優點外，塗佈層130同時還可具有與習知顯示裝置的光學膠相當的黏著效果。
如第3圖中第5欄之資料所示，在筆尖敲擊測試中，以半徑小於等於0.8微米之筆尖進行測試。測試條件例如為200克重的荷重、每分鐘30次的敲擊速率以及13500次的敲擊次數等。在上述測試條件下，習知顯示裝置與顯示裝置100皆不產生敲擊痕跡。
如第3圖中第6欄之資料所示，在筆尖拖行測試中，以半徑小於等於0.7微米之筆尖進行測試。測試條件例如為200克重的荷重、每秒50微米的拖行速率以及6500次的拖行次數等。在上述測試條件下，習知顯示裝置會具有筆尖拖動產生的拖行痕跡，而顯示裝置100則不具有筆尖拖行產生的拖動痕跡。
如第3圖中第7欄之資料所示，在筆尖推擠測試中，以半徑小於等於0.8微米之筆尖進行測試。測試條件例如為1公斤重的荷重、每分鐘30次的推擠速率以及10次的推擠次數等。習知顯示裝置與顯示裝置100皆不產生推擠痕跡。
由上述第5欄之第7欄中的比對資料可知，由於顯示裝置100具有低剪切損失模數G”，因此可快速回復且不產生凹陷。因此相較於以光學膠黏合光學薄膜110及功能性模組140的習知顯示裝置，顯示裝置100的表面硬度(及光學薄膜110的表面114)可滿足搭配手寫筆的可撓式顯示裝置的需求。
綜上所述，由於塗佈層130同時可具有低剪切損失模數G”以及低剪切儲存模數G’的特性，因此可使顯示裝置100兼具高表面硬度(及光學薄膜110的表面114)以及柔軟耐彎折等特性。此外，塗佈層130可同時具有光學膠層的黏著效果。因此，藉由設置塗佈層130在光學薄膜110的表面112，還可減少(或維持)顯示裝置100整體的貼附介面數量。如此一來，可降低顯示裝置100的彎折應力，避免因貼附介面數量增加造成彎折過程中產生剝離或破損等現象發生。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:顯示裝置 110:光學薄膜 112,114,142:表面 120:顯示面板 130:塗佈層 140:功能性模組
第1圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置的剖面圖。 第2圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置與習知顯示裝置的流變性質及機械性質的比較數據。 第3圖為依據本揭露一實施例之顯示裝置與習知顯示裝置的手寫筆測試比較數據。
100:顯示裝置
110:光學薄膜
112,114,142:表面
120:顯示面板
130:塗佈層
140:功能性模組

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，包括：一光學薄膜，其中該光學薄膜的材料包含聚脂(Poly ester)、聚氨脂(Poly urethane)、環烯烴聚合物(cyclo olefin polymer)、聚醯亞胺(Polyimide)、高透明性聚醯亞胺(colorless Polyimide，CPI)或上述之組合；一顯示面板，位在該光學薄膜下方；以及一塗佈層，位在該光學薄膜與該顯示面板之間，其中該塗佈層具有在約10帕至1000帕範圍中的剪切損失模數(Shear Loss Modulus,G”)以及在約100至10000帕範圍中的剪切儲存模數(Shear Storage Modulus,G’)，且該塗佈層直接接觸該光學薄膜面對該顯示面板的一表面。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該光學薄膜背對該塗佈層的一表面硬度大於等於鉛筆硬度5H。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該塗佈層的厚度在約5微米到80微米的範圍中。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該塗佈層的材料包含丙烯酸樹脂。
  5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該顯示面 板具可撓性。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該塗佈層與該光學薄膜之間無黏著材料。
  7. 如請求項1所述之顯示裝置，還包括：一功能性模組，位在該塗佈層與該顯示面板之間。
  8. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該塗佈層直接接觸該功能性模組面對該光學薄膜的一表面。
TW109112772A 2020-04-16 2020-04-16 顯示裝置 TWI766265B (zh)

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