可折叠保护膜、可折叠显示屏及可折叠电子设备的制作方法

1.本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种可折叠保护膜、可折叠显示屏及可折叠电子设备。


背景技术：

2.可折叠式终端设备因其既能满足用户对屏幕大尺寸的需求，又能避免因大尺寸屏幕带来的携带不便的问题而广受用户喜爱。相关技术中，可折叠式终端设备通常包括柔性显示屏，但现有的可折叠显示屏较为柔软，其表面的抗冲击能力差，容易受损。


技术实现要素：

3.本申请实施例提供一种可折叠保护膜、可折叠显示屏及可折叠电子设备，可以提高应用有可折叠保护膜的显示屏的抗冲击能力。
4.本申请实施例提供一种可折叠保护膜，包括：基膜层；沉积层，设置在基膜层一侧且与基膜层为一体结构；其中，基膜层的材料包括聚合物材料，沉积层的材料包括由聚合物材料经过碳离子注入而形成的聚合物
‑
碳复合材料。
5.本申请实施例还提供一种可折叠保护膜的制作方法，该方法包括：制备基膜层，其中，基膜层的材料包括聚合物材料；对基膜层的预定区域进行碳离子注入，以使预定区域内的基膜层的至少部分厚度的聚合物材料转化为聚合物
‑
碳复合材料，形成与基膜层为一体结构的沉积层。
6.本申请实施例还提供一种可折叠显示屏，包括：柔性显示面板；保护膜，保护膜为根据前述的可折叠保护膜或由前述的方法制得的可折叠保护膜，保护膜覆盖于柔性显示面板的显示面。
7.本申请实施例还提供一种可折叠电子设备，包括：壳体；可折叠显示屏，可折叠显示屏设置在壳体上，可折叠显示屏为前述的可折叠显示屏。
8.区别于现有技术，本申请实施例通过对基膜层的聚合物材料进行碳离子注入，使基膜层一侧形成聚合物
‑
碳复合材料的沉积层，通过形成呈现出硬度加强、抗冲击性能加强以及表面耐磨性能加强等特性的沉积层，可以实现在保持基膜层的可折叠特性的前提下，提高可折叠保护膜的抗冲击能力和表面耐磨性能，且可折叠保护膜的脆性也得到了改善，杨氏模量降低。
9.本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
10.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
11.图1为本申请实施例提供的电子设备处于展开状态的结构示意图。
12.图2为本申请实施例提供的电子设备处于折叠状态的结构示意图。
13.图3为图1所示可折叠显示屏的第一结构示意图；
14.图4为图3所示可折叠保护膜的第一结构示意图；
15.图5为图3所示可折叠保护膜的第二结构示意图；
16.图6为图3所示可折叠保护膜的第三结构示意图；
17.图7为图1所示可折叠显示屏的第二结构示意图；
18.图8为图1所示可折叠显示屏的第三结构示意图；
19.图9为图1所示可折叠显示屏的第四结构示意图；
20.图10为图1所示可折叠显示屏的第五结构示意图；
21.图11为图1所示可折叠显示屏的第六结构示意图；
22.图12为图1所示可折叠显示屏的第七结构示意图；
23.图13为本申请实施例提供的一种可折叠保护膜的制作方法的流程示意图；
24.图14为图13中碳离子注入的流程示意图；
25.图15为图13中步骤s10的流程示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
27.请参阅图1，图1为本申请实施例提供的可折叠电子设备处于展开状态的结构示意图。图1的可折叠电子设备10可以是但并不限于可折叠手机、可折叠平板电脑、可折叠个人数字助理(personal digital assistant，pda)、可折叠电子书阅读器、可折叠mp3播放器、可折叠mp4播放器、可折叠可穿戴设备、可折叠导航仪、可折叠掌上游戏机等图1的可折叠电子设备10包括壳体100和可折叠显示屏200。
28.其中，可折叠显示屏200用于显示画面。可折叠显示屏200可以为规则形状，比如长方体结构、圆角矩形结构，可折叠显示屏200也可以为不规则的形状。可折叠显示屏200可以采用柔性有机发光二极管(organic light emitting diode，oled)、柔性液晶显示屏(liquid crystal display，lcd)、柔性有源矩阵有机发光二极体显示屏(active
‑
matrix organic light
‑
emitting diode，amoled)、或其他类型的可折叠显示屏200。
29.优选地，可折叠显示屏200可以采用amoled显示屏，amoled显示屏作为一种自发光显示屏，无需设置背光模组。因此，当amoled显示屏中的衬底采用柔性树脂材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet)构成时，amoled显示屏能够具有可弯折的特性。
30.壳体100用于形成电子设备的外部轮廓，可折叠显示屏200设置在壳体100上。壳体100可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料、或这些材料的任意两种或更多种的组合形成。壳体100可使用一体式配置形成，在该一体式配置
中，一些或全部壳体100被加工或模制成单一结构，或者可使用多个结构(例如，内框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成。
31.壳体100可以为可折叠壳体100，具体而言，可折叠壳体100包括中框和装饰圈，可折叠显示屏200设于中框之上，装饰圈装设于中框，装饰圈的内缘沿可折叠显示屏200的周向环绕设置，并搭接于可折叠显示屏200之上。
32.请参阅图1和图2，图2为本申请实施例提供的可折叠电子设备处于折叠状态的结构示意图，可折叠电子设备10包括可弯折部分和不可弯折部分。诸如可弯折部分连接在两个不可弯折部分之间，且两个不可弯折部分可通过可弯折部分进行弯折，以实现可折叠电子设备10弯折状态和展开状态之间的切换。这样，当可折叠电子设备10处于折叠状态时(如图2所示)，可以使得可折叠电子设备10的占用空间较小，从而便于可折叠电子设备10的携带与存放；当可折叠电子设备10处于展开状态时(如图1所示)，可以使得可折叠电子设备10具有较大的显示面300积，从而便于用户对可折叠电子设备10的操作及阅读。需要说明的是，可折叠电子设备10的可弯折部分可具有一个弯折方向，即可单向弯折；可折叠电子设备10的可弯折部分可具有两个弯折方向，即可双向弯折。
33.如图3所示，图3为图1所示可折叠显示屏的第一结构示意图。本申请实施例的可折叠显示屏200可以包括柔性显示面板210。
34.柔性显示面板210可以包括显示基板和封装材料，显示基板和封装材料中间封装有机发光物；显示基板和封装材料中间也可以封装有液晶材料，可折叠电子设备10的主板为液晶材料提供电压，从而改变液晶分子的排列方向，背光模组投射出的光经由显示面300板内部共同作用后，在显示区域形成图像，以显示画面。柔性显示面板210可以包括显示面300和非显示面，柔性显示面板210的显示面300和柔性显示面板210的非显示面可以相背设置。
35.请继续参阅图3，可折叠显示屏200可以还包括保护膜220。其中，本申请实施例的保护膜220可以为可折叠保护膜220，保护膜220用于覆盖于柔性显示面板210的显示面300，保护柔性显示面板210表面不被划伤。
36.如图3所示，柔性显示面板210包括非折弯区211和折弯区212，在柔性显示面板210处在折叠状态时折弯区212处在弯折状态。需要说明的是，柔性显示面板210可以包括内折和外折两种方式，在折叠状态下，当柔性显示面板210的非折弯区211相对时，柔性显示面板210处于内折状态；当柔性显示面板210的非折弯区211相互背离时，柔性显示面板210处于外折状态。
37.可折叠保护膜220包括非折弯部221和折弯部222。具体而言，非折弯部221用于覆盖于非折弯区211，以用于对柔性显示面板210的非折弯区211进行保护，避免柔性显示面板210的非折弯区211的显示面300出现划伤。
38.如图3所示，折弯部222用于覆盖于折弯区212，非折弯部221连接在折弯部222的中心轴线的两侧。在折弯部222的延伸方向上，过折弯部222的几何中心的直线可以定义为折弯部222的中心轴线(如图4所示的“a
‑
b”，图4为图3所示可折叠保护膜的第一结构示意图)，折弯部222可以绕中心轴线弯折，通过设置非折弯部221连接在折弯部222的中心轴线的两侧，可以在电子设备折叠时，使非折弯部221可以绕中心轴线翻转，以使非折弯部221与非折弯区211保持同步运动状态，从而使非折弯部221可以始终贴合覆盖于非折弯区211，以保护
非折弯区211不被划伤。
39.具体而言，如图4所示，非折弯部221连接于折弯部222的中心轴线的两侧，当用户对电子设备折叠时，用户操作非折弯区211绕折弯区212转动，相应地，覆盖于非折弯区211的非折弯部221绕折弯部222转动，在此过程中，非折弯部221与非折弯区211同步运动，折弯部222与折弯区212同步运动，且电子设备处于折叠状态时，位于折弯部222两侧的非折弯部221相互背离。
40.当用户对电子设备展开时，用户操作非折弯区211绕折弯区212转动，相应地，覆盖于非折弯区211的非折弯部221绕折弯部222转动，在此过程中，非折弯部221与非折弯区211同步运动，折弯部222与折弯区212同步运动，且电子设备处于展开状态时，非折弯区211与折弯区212处于同一平面，非折弯部221与折弯部222平滑连接以覆盖展开状态的显示屏。
41.如图5所示，图5为图3所示可折叠保护膜的第二结构示意图，本申请实施例的可折叠保护膜220包括：基膜层223和沉积层224，沉积层224设置在基膜层223一侧且与基膜层223为一体结构。
42.其中，基膜层223的材料包括聚合物材料，聚合物材料可以包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸类、聚苯乙烯、其共聚物、或其组合。沉积层224的材料包括由聚合物材料经过碳离子注入而形成的聚合物
‑
碳复合材料。
43.其中，碳离子注入工艺具体可以采用低能量注入的方式进行。其中，碳离子注入的能量应以基膜层223的实际材料和厚度为准，碳离子注入的剂量应以所要形成的沉积层224的掺杂碳含量或沉积层224的硬度大小为准。
44.碳离子注入后基膜层223表面的元素成分发生了变化，注入离子在聚合物材料中的电离能量损失使基膜层223表面的分子链同时产生裂解、重构和交联等复杂过程，自由氢原子结合生成氢气并从表面释放，基膜层223表面的氢含量减少，碳离子注入后产生的活性键相互交联，链状的分子形成大分子网状结构，同时，基膜层223表面出现碳聚集和碳化物颗粒的沉积，最终在基膜层223表面形成聚合物
‑
碳复合材料的沉积层224，该沉积层224呈现出硬度加强、抗冲击性能加强以及表面耐磨性能加强的特性。
45.在一些实施例中，沉积层224的硬度为5
‑
7h(布氏硬度)。
46.区别于现有技术，本申请实施例通过对基膜层223的聚合物材料进行碳离子注入，使基膜层223一侧形成聚合物
‑
碳复合材料的沉积层224，通过形成呈现出硬度加强、抗冲击性能加强以及表面耐磨性能加强等特性的沉积层224，可以实现在保持基膜层223的可折叠特性的前提下，提高可折叠保护膜220的抗冲击能力和表面耐磨性能；进一步地，可提高使用有该可折叠保护膜220的可折叠显示屏200的抗冲击能力和表面耐磨性能，且可折叠保护膜220的脆性也得到了改善，杨氏模量降低。
47.在一些实施例中，聚合物材料包括聚酯材料和/或改性聚酯材料，聚合物
‑
碳复合材料包括聚酯
‑
碳复合材料和/或改性聚酯
‑
碳复合材料。
48.聚酯材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma，又称亚克力)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)、热塑性聚酯弹性体(tpee)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚氨基甲酸酯(pu)、其共聚物、或其组合。
49.优选的，聚酯材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
50.改性聚酯材料可以为有机硅改性的聚酯材料或加入紫外蓝光吸收剂改性的聚酯
材料。可以理解的是，有机硅改性可减小聚酯基膜层223表面的摩擦系数和改善聚酯基膜层223表面的应力，提高聚酯基膜层223的表面光洁度。加入紫外蓝光吸收剂改性，得到具有抗蓝光与防紫外线功能的聚酯基膜层223。
51.如图6所示，图6为图3所示可折叠保护膜的第三结构示意图，本申请实施例的可折叠保护膜220还包括设置在基膜层223远离沉积层224的一侧的透明支撑层225，透明支撑层225有一定的刚性，可以为基膜层223提供支撑作用，提高基膜层223的整个表面的平整度，能够在当可折叠显示屏200处于完全展开状态、或处在折叠状态时，使可折叠保护膜220的非折弯部221和折弯部222均具有较高的平整度，从而避免影响可折叠显示屏200的图像显示和用户对可折叠显示屏200的操作。
52.具体地，透明支撑层225的材料可以为超薄玻璃(ultra thin glass，utg)或薄玻璃。更优选地，透明支撑层225的材料可以超薄柔性玻璃，超薄柔性玻璃可以弯曲、弯折、折叠和卷曲，其具有可折叠、柔韧性好、硬度高、耐磨的特点。
53.在一些实施例中，基膜层223、沉积层224以及透明支撑层225的透光率均在90％以上。
54.如图7所示，图7为图1所示可折叠显示屏的第二结构示意图。本申请实施例的可折叠显示屏200还可以包括偏光片226，偏光片226设置于柔性显示面板210与保护膜220之间。偏光片226可以采用聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，pva)材料制成，比如偏光片226可以为聚乙烯醇材料制成的聚乙烯醇薄膜。偏光片226的数量可以为一个，一个偏光片226可以设置在柔性显示面板210的显示面300。当然一个偏光片226也可以设置在柔性显示面板210的非显示面。需要说明的是，偏光片226的数量也可以为多个，比如两个偏光片226、三个偏光片226或者是其他数量的偏光片226，偏光片226的数量可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此并不予以限定。
55.如图8所示，图8为图1所示可折叠显示屏的第三结构示意图。本申请实施例的柔性显示面板210可以包括显示模组213以及电容式指纹传感器膜片214。电容式指纹传感器膜片214位于显示模组213靠近保护膜220的一侧，且电容式指纹传感器膜片214覆盖显示模组213的显示面300，以感应触摸至保护膜220的用户指纹。偏光片226设置在电容式指纹传感器膜片214与保护膜220之间，偏光片226用于减小外界光线由保护膜220入射至电容式指纹传感器膜片214的入射光的亮度，从而减少因电容式指纹传感器膜片214上网格走线(特别是金属网格走线)反射而导致的柔性显示面板210外观出现一定角度的异色现象。
56.如图9所示，图9为图1所示可折叠显示屏的第四结构示意图。本申请实施例的柔性显示面板210可以包括依次层叠设置的上偏光片215、彩膜基板216、tft基板217、感应线圈218以及下偏光片219，感应线圈218设于tft基板217和下偏光片219之间，保护膜220设置于上偏光片215背离彩膜基板216的一侧。
57.如图10所示，图10为图1所示可折叠显示屏的第五结构示意图。本申请实施例的柔性显示面板210可以包括依次层叠设置的上偏光片215、彩膜基板216、tft基板217、下偏光片219以及感应线圈218以及背光模组(图未示出)。即感应线圈218设置在下偏光片219与背光模组之间，可以降低感应线圈218对tft基板217上的基膜层223以及驱动ic的电磁干扰。
58.如图11所示，图11为图1所示可折叠显示屏的第六结构示意图。本申请实施例的柔性显示面板210与保护膜220之间填充有透明填充胶层230。
59.透明填充胶层230例如可以为oca光学胶，oca光学胶为用于胶结透明光学元件的特种粘胶剂，具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好、可在室温或中温下固化等特点。
60.如图12所示，图12为图1所示可折叠显示屏的第七结构示意图。本申请实施例可以采用透明填充胶层230将偏光片226同时与保护膜220和柔性显示面板210粘接，透明填充胶层230可以采用oca(optically clear adhesive)光学胶材料或其他胶层材料制成。
61.请参阅图13，图13为本申请实施例提供的一种可折叠保护膜的制作方法的流程示意图，该方法用于制作上述实施例中的可折叠保护膜220，具体包括以下步骤：
62.s10：制备基膜层223，其中，基膜层223的材料包括聚合物材料。
63.具体而言，聚合物材料可以包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸类、聚苯乙烯、其共聚物、或其组合。
64.优选的，聚合物材料包括聚酯材料和/或改性聚酯材料。聚酯材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma，又称亚克力)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)、热塑性聚酯弹性体(tpee)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚氨基甲酸酯(pu)、其共聚物、或其组合。改性聚酯材料可以为有机硅改性的聚酯材料或加入紫外蓝光吸收剂改性的聚酯材料。
65.更优选的，聚酯材料可以包括聚甲基丙烯酸甲酯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
66.s20：对基膜层223的预定区域进行碳离子注入，以使预定区域内的基膜层223的至少部分厚度的聚合物材料转化为聚合物
‑
碳复合材料，形成与基膜层223为一体结构的沉积层224。
67.具体而言，可以使预定区域内的全部厚度的基膜层223的聚合物材料转化为聚合物
‑
碳复合材料，此时，预定区域内的基膜层223的厚度为0；或者，可以使预定区域内的部分厚度的基膜层223的聚合物材料转化为聚合物
‑
碳复合材料，即：在碳离子注入时，不将预定区域内的全部聚合物材料转化为聚合物
‑
碳复合材料，由此，经过碳离子注入所形成的沉积层224的下方仍保留有部分聚合物材料。
68.在本步骤中，碳离子注入工艺具体可以采用低能量(例如采用0.5～5mev的能量或者60～80kev的能量)注入的方式进行。其中，碳离子注入的能量应以基膜层223的实际材料和厚度为准，碳离子注入的剂量应以所要形成的聚合物
‑
碳复合材料的掺杂离子浓度或沉积层224的硬度大小为准。
69.需要说明的是，第一，预定区域即为基膜层223中需要形成聚合物
‑
碳复合材料的区域。第二，具体碳离子注入的深度可根据实际情况进行设定。
70.碳离子注入后基膜层223表面的元素成分发生了变化，注入离子在聚合物材料中的电离能量损失使基膜层223表面的分子链同时产生裂解、重构和交联等复杂过程，自由氢原子结合生成氢气并从表面释放，基膜层223表面的氢含量减少，碳离子注入后产生的活性键相互交联，链状的分子形成大分子网状结构，同时，基膜层223表面出现碳聚集和碳化物颗粒的沉积，最终在基膜层223表面形成聚合物
‑
碳复合材料的沉积层224，该沉积层224呈现出硬度加强、抗冲击性能加强以及表面耐磨性能加强的特性。
71.在一些实施例中，沉积层224的硬度为5
‑
7h(布氏硬度)。
72.区别于现有技术，本申请实施例通过对基膜层223的聚合物材料进行碳离子注入，
使基膜层223一侧形成聚合物
‑
碳复合材料的沉积层224，通过形成呈现出硬度加强、抗冲击性能加强以及表面耐磨性能加强等特性的沉积层224，可以实现在保持基膜层223的可折叠特性的前提下，提高可折叠保护膜220的抗冲击能力和表面耐磨性能。
73.请参阅图14，图14为图13中碳离子注入的流程示意图，上述步骤s20中的碳离子注入具体包括以下步骤：
74.s21：在真空条件下，将碳离子注入的原材料电离以产生离子束。
75.s22：对离子进行加速，并将离子束注入到基膜层223。
76.将基膜层223放到真空室试样台上，对真空室抽真空后，使真空室试样台沿自身轴线匀速缓慢旋转，同时用离子注入机对聚合物材料进行碳离子注入。其中，碳离子注入的原材料包括c
x
h
y+
或c
+
，x、y≥1且为整数。
77.请参阅图15，图15为图13中步骤s10的流程示意图，上述步骤s10具体包括以下步骤：
78.s11：提供一透明支撑层225。
79.具体地，透明支撑层225的材料可以为超薄玻璃(ultra thin glass，utg)或薄玻璃。更优选地，透明支撑层225的材料可以超薄柔性玻璃，超薄柔性玻璃可以弯曲、弯折、折叠和卷曲，其具有可折叠、柔韧性好、硬度高、耐磨的特点。
80.s12：在透明支撑层225的一侧形成基膜层223。
81.具体地，可以在透明支撑层225的一侧涂布聚合物材料溶液后固化成膜形成基膜层223，或者，可以通过等离子体cvd法、溅射法等在透明支撑层225的一侧形成基膜层223。
82.本申请发明人在超薄玻璃一侧形成tpu层，得到基材，并将该基材加工成片状样品(其中，超薄玻璃的尺寸为15cm
×
8cm
×
0.5mm，tpu层的尺寸为15cm
×
8cm
×
0.5mm)，在离子注入机上进行ch
+
的注入，其中，离子剂量范围为1
×
10
15
ions/cm2，注入能量范围为0.5～5mev。在动静摩擦磨损试验机上测量离子注入前后片状样品表面的磨损量(干磨状态)，试验发现：离子注入后，片状样品背离超薄玻璃一侧的表面耐磨性增强了47.5倍，可折叠保护膜220的脆性也得到了改善，杨氏模量降低至24
×
103gpa。
83.以上对本申请实施例提供的可折叠保护膜、可折叠显示屏及可折叠电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。