CN105702167B - 可变形装置及其制造方法 - Google Patents
可变形装置及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105702167B CN105702167B CN201510902557.9A CN201510902557A CN105702167B CN 105702167 B CN105702167 B CN 105702167B CN 201510902557 A CN201510902557 A CN 201510902557A CN 105702167 B CN105702167 B CN 105702167B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- electroactive layer
- deformable device
- electroactive
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
- H10K50/822—Cathodes characterised by their shape
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
- G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/0009—Materials therefor
- G02F1/0018—Electro-optical materials
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
- G06F1/1652—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being flexible, e.g. mimicking a sheet of paper, or rollable
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
- H10K50/813—Anodes characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/40—OLEDs integrated with touch screens
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04102—Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2380/00—Specific applications
- G09G2380/02—Flexible displays
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/311—Flexible OLED
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
- H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
Abstract
可变形装置及其制造方法。提供了一种可变形装置。所述可变形装置包括电活性层。第一电极被设置在所述电活性层内部的下部处。第二电极被设置在所述电活性层内部的上部处。在根据本公开的实施方式的所述可变形装置中,与将电极形成在电活性层外部的情况相比,不管反复操作都抑制电极的性能降低并且能够增加所述可变形装置的寿命。
Description
技术领域
本公开涉及可变形装置以及制造该可变形装置的方法,并且更具体地,涉及一种包括电极的可变形装置以及一种制造该可变形装置的方法。
背景技术
电活性聚合物(EAP)是通过电刺激可变形的聚合物,并且意指能够通过电刺激反复地膨胀、收缩和弯曲的聚合物。在各种类型的电活性聚合物当中,主要使用铁电聚合物和介电弹性体。例如,铁电聚合物包括PVDF(聚偏二氟乙烯)和P(VDF)-TrFE(聚(偏二氟乙烯)-三氟乙烯),而介电弹性体可以基于硅、聚氨酯、丙烯等。
铁电聚合物具有令人满意的柔性和令人满意的介电常数(permittivity)的优点,但是在诸如光透射率的光学特性方面具有显著问题。因此,难以在显示装置的整个表面上使用铁电聚合物。此外,介电弹性体有令人满意的透射率,但是其驱动电压较高。因此,存在难以照原样在诸如移动装置的具有相对较低的驱动电压的显示装置中使用介电弹性体的问题。
然而,电活性聚合物的介电弹性体通常具有使得其形状可不同地变形的柔性和弹性。因此,已经利用近来一直积极地开发的柔性显示装置研究了能够利用介电弹性体的领域。为了方便描述,在下文中,假定介电弹性体被用作电活性聚合物。
当通过被设置在由电活性聚合物构成的电活性层的上表面和下表面这二者上的电极对电活性层施加电场时,在电活性层内部发生极化。正电荷和负电荷分别由于这种极化而被累积在被设置在电活性层的上部和下部处的电极上,并且通过在经累积的电荷当中产生的静电引力(库仑力)对电活性层施加麦克斯韦应力(Maxwell Stress)。表示麦克斯韦应力的大小的公式如下。
[数学式1]
在本文中,麦克斯韦应力意指通过电荷的静电引力要在厚度方向上收缩并且要在长度方向上膨胀的电活性层的力。由于通过麦克斯韦应力变形的电活性层的特性,电活性层作为构成可变形装置的电活性层的新材料而引人注目。
参照数学式1,麦克斯韦应力的大小P与电活性层的介电常数εr、电场E和电压V的大小成比例。当麦克斯韦应力的大小变得更大时,电活性层有更多位移或者进一步变形。因此,为了增加可变形装置的位移或变形度,必须增加麦克斯韦应力的大小。因此,为了增加麦克斯韦应力并降低可变形装置的驱动电压,正在进行用于提高电活性层的介电常数或用于提高有效电场的研究。
通过电活性层的柔性和弹性以及麦克斯韦应力,在可变形装置中设置并形成电极的方法成为一件重要的事情。通过作为通常的电极形成方法的溅射而形成的电极可能在操作包括由电活性聚合物构成的电活性层的可变形装置时被变形损坏,并且可变形装置的性能根据可变形装置的反复操作而降低。可以将电活性聚合物层插入在通过其它方法形成有电极的支承基板之间。然而,因为支承基板与电活性层相比具有不令人满意的柔性,所以电活性层的位移可能受支承基板约束。因此,作为应用于包括由电活性聚合物构成的电活性层的可变形装置的电极,使用了适合于变形的软电极。
作为这种软电极,使用了通过使弹性体与碳导电膏、碳黑或碳纳米管(CNT)混合而制造的电极。这种电极可以通过印刷工艺而被形成,并且具有薄层电阻特性不是令人满意的并且工艺不容易的问题。
因此,性能不管反复操作都不降低、能够通过麦克斯韦应力最大地保证电活性层的位移、并且制造工艺容易的可变形装置以及制造该可变形装置的方法是必需的。
为了解决如以上描述的可变形装置的电极的低性能和短寿命的问题,本公开的发明人已经发明了一种新结构可变形装置及其制造方法,其中电极形成在电活性层内部。
本公开的一个目的在于提供一种能够通过简单工艺将电极形成在电活性层内部的可变形装置及其制造方法。
此外,本公开的另一目的在于提供一种能够根据将电极形成在所述电活性层内部而不管反复操作都保持电极的性能并且增加寿命的可变形装置及其制造方法。
此外,本公开的又一目的在于提供一种不需要用来在可变形装置外部粘合电极的独立的粘合层以及根据将电极形成在所述可变形装置内部的独立的屏蔽层从而较薄的显示装置。
本公开的目的不限于以上描述的目的,并且以上未提及的其它目的能够由本领域技术人员从以下描述清楚地理解。
发明内容
为了解决以上描述的问题,提供了一种根据本公开的实施方式的可变形装置。所述可变形装置包括电活性层。第一电极被设置在所述电活性层内部。第二电极被设置在所述电活性层内部,并且按照离所述第一电极一定距离设置在所述第一电极上。在根据本公开的实施方式的所述可变形装置中,与将电极形成在电活性层外部的情况相比,不管反复操作都抑制所述电极的性能降低并且能够增加所述可变形装置的寿命。
根据本发明的另一方面,所述电活性层被设置为围绕所述第一电极和所述第二电极中的全部。
根据本发明的另一方面,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括导电材料的沉淀物。在这种情况下,能够将所述第一电极和所述第二电极嵌入在所述电活性层的材料中,包括导电材料在重力影响下沉降在所述电活性层的仍然至少部分地为液体的材料内的自然沉淀、以及借助于与所述导电材料在化学上起反应的附加沉淀剂的化学沉淀。根据本公开的另一方面,所述电活性层包括电活性聚合物。
根据本发明的示例性实施方式,所述电活性层包括弹性体,具体地,介电弹性体。
根据本公开的又一方面,所述电活性层还包含杂质,所述杂质包括导电材料、沉淀剂和所述导电材料与所述沉淀剂的化合物以及硬化剂中的至少一种。
根据本公开的又一方面,所述电活性层中的所述杂质的浓度随着更靠近所述第一电极和所述第二电极而变得更高。
根据本公开的又一方面,所述电活性层被设置为围绕所述第一电极和所述第二电极。
根据本公开的又一方面,所述第一电极和所述第二电极被设置在沿着所述电活性层的厚度方向的所述电活性层中的杂质的浓度比特定浓度高的范围内。
根据本公开的又一方面,所述电活性层的厚度是50μm至400μm。根据一个示例性实施方式,所述电活性层的所述厚度是100μm至300μm。应该考虑到操作所述可变形装置所需的功耗和驱动电压来选择所述厚度。如果所述厚度过量,则需要高驱动电压来产生正常地操作所述可变形装置所需的麦克斯韦应力,并且功耗增加。然而,如果所述厚度太小,则不能够施加正常地操作所述可变形装置所需的足够电压。
根据本公开的又一方面,所述第一电极的下表面与所述电活性层的下表面之间的厚度以及所述第二电极的上表面与所述电活性层的上表面之间的厚度中的至少一个是0.1μm至10μm。
根据本发明的另一示例性实施方式,所述第一电极的下表面与所述电活性层的下表面之间的厚度以及所述第二电极的上表面与所述电活性层的上表面之间的厚度中的至少一个与所述电活性层的厚度成比例。
为了解决以上描述的问题,提供了一种根据本公开的另一实施方式的显示装置。根据本发明的显示装置包括显示面板以及如上所述的可变形装置。所述可变形装置被设置在所述显示面板下方。所述可变形装置包括电活性层以及被插入到所述电活性层中的电极。当所述可变形装置变形时,所述显示装置也变形为各种形式,并且所述显示装置能够提供被变形为各种形式的输出。
根据本公开的另一方面,所述显示面板具有柔性基板。
根据本公开的又一方面,所述显示装置还包括:下盖,该下盖被设置在所述可变形装置下方;以及上盖,该上盖被设置在所述可变形装置上,其中,所述下盖和所述上盖由具有柔性的材料构成。
上述类型的所述显示装置可以是以下各项中的一个:智能电话;手表;电子报纸;窗帘。
根据本公开的又一方面,上述类型的所述显示装置是以下各项中的一个:智能电话;手表;电子报纸;窗帘。
本公开还涉及一种用于制造上述类型的可变形装置的方法,该方法包括以下步骤:将导电材料注入到第一电活性层材料和第二电活性层材料;使所述导电材料沉淀以形成第一电活性层和第二电活性层,其中第一电极和第二电极分别被设置在所述第一电活性层和所述第二电活性层内部,并且使所述第一电活性层和所述第二电活性层硬化;以及将所述第一电活性层和所述第二电活性层彼此结合。
在该方法中,所述第一电极和所述第二电极单独地形成在相应的第一电活性层和第二电活性层中。通过控制所述导电材料的沉淀以及所述第一电活性层和所述第二电活性层的材料的硬化,杂质(包括例如所述导电材料、所述沉淀剂和所述硬化剂)的浓度的变化能够在相应的电活性层内以及所述第一电极和所述第二电极的形成时变化。当使单独的第一电活性层和第二电活性层硬化时,能够在它们之间无需任何粘合层的情况下将它们彼此结合。
根据一个实施方式,所述第一电活性层和所述第二电活性层通过热彼此结合。
根据本发明的另一实施方式,压力被施加到被加热的所述第一电活性层和所述第二电活性层,从而使它们完全结合。所述第一电活性层与所述第二电活性层之间的界面在该工艺中消失,并且形成在电活性层上。
根据本发明的一个实施方式,所述导电材料的沉淀是自然沉淀,其中所述导电材料通过重力沉淀在具有液性的所述电活性层材料中。这种自然沉淀是所述沉淀剂被沉积的沉降。
根据本发明的另一实施方式,所述沉淀是所述导电材料通过与沉淀剂的化学反应而沉淀在具有流动性的所述电活性层材料中的化学沉淀。
根据本发明的不同的实施方式,能够通过所述电活性层材料在正常温度下硬化的自然硬化、通过化学硬化(意味着所述电活性层材料在化学反应中硬化)、通过热(即,在比正常温度高的温度下)硬化或通过光(例如,通过紫外线(UV))硬化来执行所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的硬化。
根据依据本发明的方法的另一实施方式,所述方法包括将沉淀剂和/或硬化剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的工艺。
根据本发明的又一优选实施方式,将沉淀剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的工艺以及将硬化剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的工艺被同时执行。
根据本发明的另一优选实施方式,所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的硬化的速度是通过设定相应的电活性层材料和所述硬化剂的比率来控制的。在该实施方式中,能够控制相应的电活性层中的所述杂质(包括所述导电材料、所述沉淀剂和所述硬化剂)的浓度。利用所述杂质的浓度的变化,能够改变相应的电活性层的介电常数。
其它实施方式的细节被包括在具体实施方式和附图中。
根据本公开,能够提供一种可变形装置,在该可变形装置中,用于对所述电活性层施加电压的所述电极能够容易地形成在所述电活性层内部,并且其中,能够不管反复操作都长时间保持所述电极的性能。
另外,能够提供一种可变形装置,在该可变形装置中,所述电极能够在没有用于形成所述电极的昂贵的电极形成设备的情况下在较短工艺时间内形成在所述电活性层内部。
而且,因为在所述电极被插入到所述可变形装置中以给所述可变形装置提供所述电极时独立的粘合层和屏蔽层不是必需的,所以能够提供具有较小的厚度并在薄外形方面有利的所述显示装置。
根据本公开的优点不限于以上举例说明的描述,并且更多的各种优点被包括在本说明书中。
附图说明
图1是例示了根据本公开的实施方式的可变形装置的示意立体图。
图2A、图2B和图2C是根据本公开的实施方式的可变形装置的示意截面图以及例示了相对于电活性层的高度的导电材料的浓度的曲线图。
图3是例示了制造根据本公开的实施方式的可变形装置的方法的流程图。
图4A、图4B、图4C和图4D是例示了制造根据本公开的实施方式的可变形装置的方法的工艺的立体图。
图5是例示了根据本公开的另一实施方式的可变形装置的示意截面图。
图6是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的显示装置的分解立体图。
图7是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的显示装置的各种变形的示例性状态图。
图8是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的电子报纸的示例性图。
图9是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的手表的示例性图。
图10是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的窗帘的示例性图。
具体实施方式
将参照在下面参照附图详细地描述的实施方式来澄清本公开的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法。然而,本公开不限于以下描述的这些实施方式,并且将被按照各种形式具体实现。这些实施方式使本公开变得完整,并且被提供以使得本领域技术人员能够完全知道本公开的范围,但是仅由权利要求的范围来限定。
在附图中公开以用于描述本公开的实施方式的组件的形状、尺寸、比率、角度、数量等是示例性的,并且本公开不限于这些例示。另外,在本公开的说明书中,当确定了关于相关已知技术的具体描述可能不必要地使本公开的要点模糊时,省略其详细描述。当使用了本说明书中提及的“包含(include)”、“具有”、“包括(comprise)”等时,除非使用了“仅”,否则可以添加其它部分。构成元素由单数形式表达,除非存在具体描述,否则它包括复数形式。
在分析构成元素时,即使当不存在独立的描述时,它们也包括误差范围。
在位置关系的描述中,当利用例如“位于...上”、“在上部处”、“位于...下方”、“在下部处”、“接近”等对两个部分之间的位置关系进行描述时,除非使用了“正好”或“直接”,否则可以在两个部分之间设置一个或更多个其它部分。
装置或层位于另一装置或层上的描述包括另一层或另一装置被正好插置在另一装置上或插置在中间的所有情况。
尽管第一、第二等被用来描述各种构成元素,但是这些构成元素不受这些术语限制。这些术语仅用来区分一个构成元素和另一构成元素。因此,在本公开的技术精神内,在下文中提及的第一构成元素可以是第二构成元素。
贯穿本说明书,相同的附图标记和符号表示相同的构成元素。
附图所例示的各个构造的尺寸和厚度是为了方便描述而示出的,但是本公开不必限于所例示的构造的尺寸和厚度。
本公开的各种实施方式的特征能够彼此部分地或整体地联接或组合,并且能够如可以由本领域技术人员充分理解的那样在技术上不同地联动或操作,并且这些实施方式可以被彼此独立地具体实现,并且可以被彼此协作地一起具体实现。
在下文中,将参照附图详细描述本公开的各种实施方式。
图1是例示了根据本公开的实施方式的可变形装置的示意立体图。参照图1,可变形装置100包括电活性层110、第一电极121和第二电极122。
参照图1,电活性层110包括电活性聚合物。具体地,电活性层110由介电弹性体构成。例如,电活性层110可以由基于硅、聚氨酯、丙烯等的介电弹性体构成。
第一电极121是被设置在可变形装置100的下部处的电极。具体地,第一电极121被设置在电活性层110内部的电活性层110的下部处。例如,可以如图1所例示的那样在电活性层110内部与电活性层110的下表面分开地设置第一电极121,并且第一电极121可以被设置为在电活性层110内部与电活性层110的下表面接触,但是未例示。
第二电极122是被设置在可变形装置100的上部处的电极。第二电极122被按照离第一电极121一定垂直距离设置在电活性层110内部的电活性层110的上部处。例如,可以如图1所例示的那样在电活性层110内部与电活性层110的上表面分开地设置第二电极122,并且第二电极122可以被设置为在电活性层110内部与电活性层110的上表面接触,但是未例示。
第一电极121和第二电极122可以由相同的材料制成。具体地,第一电极121和第二电极122包括导电材料。例如,第一电极121和第二电极122可以由诸如金属粉末、碳纳米管(CNT)、Ag-纳米线(Ag-NW)或导电聚合物的各种导电材料制成。在一些实施方式中,第一电极121和第二电极122还可以包括除导电材料以外的杂质。在这种情况下,杂质可以是沉淀剂或者导电材料和沉淀剂的化合物。
尽管图1未例示,但是电活性层110还可以包括除电活性聚合物以外的杂质。具体地,杂质可以是与构成第一电极121和第二电极的导电材料相同的材料、沉淀剂以及沉淀剂和导电材料的化合物中的至少一种。
当在电活性层110中存在杂质时,电活性层110中的杂质的浓度随着更靠近第一电极121和第二电极122而增加。换句话说,杂质的浓度在第一电极121和第二电极122周围最高,而在电活性层110的作为第一电极121与第二电极122之间的中间部分的中心处最低。
电活性层110中的杂质的浓度对施加到电活性层110的麦克斯韦应力(MaxwellStress)的大小有影响。麦克斯韦应力与电活性层110的介电常数(permittivity)成比例,并且可以通过电活性层110中的杂质来提高介电常数。具体地,当在电活性层110中存在杂质时,电活性层110的介电常数被提高,进而,可以增加施加到电活性层110的麦克斯韦应力。
第一电极121和第二电极122是软电极。换句话说,第一电极121和第二电极122可以具有柔性以使由具有柔性的弹性体制成的电活性层110的形状变形。因此,第一电极121和第二电极122被插入到电活性层110中。因此,即使当电活性层110的形状变形时也不发生破裂并且电极的性能也不下降。
通过由供应给第一电极121和第二电极122的电荷产生的电场使电活性层110变形,从而使可变形装置100变形。具体地,可变形装置100的变形的方向和形状可以根据供应给第一电极121和第二电极122的电荷的极性而变化。在下文中,将详细地描述通过第一电极121和第二电极122来使电活性层110变形的过程。
第一电极121向电活性层110的下部供应电荷。第二电极122向电活性层110的上部供应电荷。因此,在第一电极121与第二电极122之间形成电场。在这种情况下,供应给第一电极121和第二电极122的电荷的电特性可以彼此相反。换句话说,当正电荷被供应给第一电极121时,负电荷被供应给第二电极122,而当负电荷被供应给第一电极121时,正电荷被供应给第二电极122。在这种情况下,当供应给第一电极121的电荷的电特性与供应给第二电极122的电荷的电特性被改变为彼此相反时,电场的方向也改变。换句话说,施加到第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的电压可以是交流(AC)电压,并且基于该交流电压的电场形成在第一电极121与第二电极122之间。在一些实施方式中,正电荷或负电荷被供应给第一电极121和第二电极122中的任一个,并且另一电极可以接地。
因此,形成在第一电极121与第二电极122之间的电场导致第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的极化,并且通过基于极化的静电引力,经受麦克斯韦应力的电活性层110变形。
当在第一电极121与第二电极122之间施加交流电压时,通过第一电极121与第二电极122之间的电场在电活性层110中产生麦克斯韦应力。电活性层110和可变形装置100的变形的程度根据在第一电极121与第二电极122之间施加的这种交流电压的振幅而变化。具体地,当在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的振幅增加时,麦克斯韦应力的大小与交流电压的振幅的平方成比例地增加。因此,当在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的振幅增加时,麦克斯韦应力的大小增加,并且电活性层110的形状和可变形装置100的形状显著变形。
另外,电活性层110和可变形装置100的变形速度根据在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的频率而改变。具体地,当在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的频率被提高时,在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的极性迅速地改变。因此,施加到电活性层110和可变形装置100的麦克斯韦应力的方向迅速地改变,并且电活性层110和可变形装置100的变形的方向也迅速地改变。
在根据本公开的实施方式的可变形装置100中,能够不管反复操作都长期保持性能的第一电极121和第二电极122被设置在电活性层110内部。具体地,第一电极121被插入到电活性层110中的下部中,第二电极122被插入到电活性层110中的上部中,进而通过从第一电极121和第二电极122供应的电荷在电活性层110中形成电场。然而,当按照将软电极涂覆或印刷在电活性层的外表面上的方式形成第一电极和第二电极时,这些软电极由于可变形装置的反复操作而破裂或损坏。因此,这些软电极不用作电极,并且可变形装置也不能够操作。相反,在根据本公开的实施方式的可变形装置100中,第一电极121和第二电极122被插入到电活性层110中,并且由适合于变形的材料制成,进而不管可变形装置100的反复操作都能够使第一电极121和第二电极122的损坏最小化。
另外,当根据本公开的实施方式的可变形装置100的电活性层110包含杂质时,通过电活性层110中的杂质增加了麦克斯韦应力的大小。具体地,在第一电极121与第二电极122之间的电活性层110中可能存在除电活性聚合物以外的杂质,所述电活性聚合物包括介电常数比不包含杂质的介电弹性体的介电常数高的杂质。因此,因为包含杂质的电活性层110的介电常数比不包含杂质的电活性层的介电常数高,所以与介电常数成比例的麦克斯韦应力的大小也增加。
在下文中,将一起参照图2A、图2B和图2C详细地描述可变形装置100的驱动电压根据将第一电极和第二电极设置在电活性层110中而下降。
图2A、图2B和图2C是根据本公开的实施方式的可变形装置的示意截面图以及例示了导电材料的浓度关于截面图中的电活性层的高度的曲线图。具体地,图2A是根据本公开的实施方式的可变形装置的示意截面图,图2B是通过对图2A中的可变形装置的一部分(X)进行放大而获得的截面图,图2C是关于根据图2B所例示的可变形装置的截面的高度的导电材料的浓度的曲线图。因为图2A和图2B是图1所例示的可变形装置100的截面图,所以不重复相同的描述。
参照图2A,第一电极121被设置为远离电活性层110的下表面,并且第二电极122被设置为远离电活性层110的上表面。因此,电活性层110被形成为围绕第一电极121和第二电极122中的全部。换句话说,第一电极121和第二电极122被插入到电活性层110中。具体地,被注入到电活性层材料的导电材料被沉淀为远离电活性层的下表面,从而形成电极。例如,导电材料被注入到第一电活性层材料,经注入的导电材料被沉淀为远离第一电活性层的下表面,从而形成第一电极121,并且导电材料被注入到第二电活性层材料,经注入的导电材料被沉淀为远离第二电活性层的下表面,从而形成第二电极122。在这种情况下,可以通过使导电材料沉淀来将第一电极121和第二电极122形成为具有任意厚度。因此,在形成了第一电极121和第二电极122之后,可以通过将第一电活性层材料和第二电活性层材料结合使得第二电极122如图2A所例示的那样被设置在第一电极121上方来形成可变形装置100。换句话说,如图2A所例示的,在可变形装置100中,可以远离电活性层110的下表面形成第一电极121,并且可以远离电活性层110的上表面形成第二电极122。将稍后参照图3以及图4A、图4B、图4C和图4D来描述制造包括第一电极121和第二电极122的可变形装置的具体方法。
如上所述,当电活性层110形成在电活性层110内部的第一电极121下方并且形成在电活性层110内部的第二电极122上时,形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2小于形成在第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的厚度d3。在一些实施方式中,形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2可以彼此不同。
在本文中,可以由本领域技术人员考虑操作可变形装置100所需的功耗和驱动电压并且考虑是否正常地作为可变形装置100进行操作来自由地选择电活性层110的厚度d。优选地,电活性层110的厚度d可以是50μm至400μm。更优选地,电活性层110的厚度d可以是100μm至300μm。在本文中,当电活性层110的厚度d小于50μm时,不能够施加正常地操作可变形装置100所需的足够电压。因此,不能够正常地操作可变形装置100。另外,当电活性层110的厚度d大于400μm时,需要高驱动电压来产生正常地操作可变形装置所需的麦克斯韦应力,并且从而可能过度地增加功耗。
形成在第一电极121下方的电活性层110的部分以及形成在第二电极122上的电活性层110的部分可以用作屏蔽层。换句话说,形成在第一电极121下方的电活性层110的部分以及形成在第二电极122上的电活性层110的部分能够保护第一电极121和第二电极122使其不与外部导电材料接触。因此,第一电极121和第二电极122可以通过形成在第一电极121下方的电活性层110的部分以及形成在第二电极122上的电活性层110的部分的接触孔来连接至外部电源线。
可以适当地确定形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2以执行屏蔽层功能。例如,形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2中的至少一个可以是0.1μm至10μm。在本文中,当形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2小于0.1μm时,作为形成在第一电极121下方的电活性层110以及形成在第二电极122上的电活性层110的屏蔽层的功能可以显著减少。当厚度d1和厚度d2大于10μm时,可能难以通过接触孔将第一电极121和第二电极122连接至外部电源线。在这种情况下,能够通过调节被注入到电活性层110的导电材料的浓度和比重并且调节是否添加沉淀剂来形成在以上描述的厚度方面有关系的电活性层110。
在一些实施方式中,当电活性层110的厚度d是300μm时并且当形成在第一电极121下方的电活性层110的厚度d1以及形成在第二电极122上的电活性层110的厚度d2是数μm至10μm时,形成在第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的厚度d3被形成为大约280μm至290μm。
第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的厚度d3对施加到电活性层110的麦克斯韦应力的大小有影响。麦克斯韦应力与有效电场的大小成比例,并且随着第一电极121与第二电极122之间的距离变小,第一电极121与第二电极122之间的有效电场的大小增加。根据通过减小第一电极121与第二电极122之间的距离来减小形成在第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的厚度d3,施加到第一电极121与第二电极122之间的电活性层110的有效电场的大小增加。因此,为了在使在第一电极121与第二电极122之间施加的交流电压的振幅最小化的同时增加有效电场的大小,第一电极121和第二电极122被设置在电活性层110中,以使第一电极121与第二电极122之间的距离变窄。与第一电极121和第二电极122被分别设置在电活性层110的上表面和下表面上的情况(即,第一电极121和第二电极122按照电活性层110的厚度d分开的情况)相比,可以增加施加到电活性层110的麦克斯韦应力,并且能够仅通过具有小振幅的交流电压来操作可变形装置100。
参照图2B和图2C,导电材料的浓度随着被从第一电极121的下表面导向电活性层110的中心而逐渐减小。具体地,确定了从电活性层110的下表面朝向电活性层110的上表面的方向是电活性层110的厚度方向Td,并且导电材料的浓度N随着从第一电极121沿着电活性层110的厚度方向Td靠近电活性层110的中心而逐渐减小。另外,在电活性层110的下表面与第一电极121的下表面之间的电活性层110中可能没有导电材料。换句话说,为了让导电材料基本上用作电极,导电材料被沉淀以按照任意厚度远离电活性层110的下表面,并且被沉淀为与第一电极121的厚度对应,从而构造第一电极121。
当在导电材料的浓度N沿着电活性层110的厚度方向Td减小的同时导电材料的浓度等于或低于特定浓度N0(渗滤阈值)时,导电材料不能够用作电极。换句话说,当从通过沉淀形成的第一电极121的上表面沿电活性层110的厚度方向Td前进时,导电材料的浓度N减小为能够用作电极的浓度N0或更低浓度。因此,存在于第一电极121的上表面与电活性层110的中心之间的导电材料基本上不构成电极。类似地,如图2A所例示的,当从通过沉淀形成的第二电极122的下表面靠近电活性层110的中心时,导电材料的浓度N减小为能够用作电极的浓度N0或更低浓度。因此,存在于第二电极122的下表面与电活性层110的中心之间的导电材料基本上不构成电极。
因此,尽管在第一电极121与第二电极122之间的电活性层110中存在导电材料,但是存在于第一电极121与第二电极122之间的电活性层110中的导电材料可以不用作电极。然而,存在于第一电极121与第二电极122之间的电活性层110中的导电材料用作通过增加电活性层110的介电常数来增加麦克斯韦应力的掺杂剂。因此,作用于电活性层110的麦克斯韦应力增加,并且用于产生相同的麦克斯韦应力的驱动电压可以减小。
在根据本公开的实施方式的可变形装置100中,第一电极121和第二电极122被设置在电活性层110中,并且麦克斯韦应力的大小增加。具体地,因为第一电极121和第二电极122被设置在电活性层110中,所以与这些电极被设置在电活性层110外部的情况相比,第一电极121与第二电极122之间的距离减小。因此,第一电极121与第二电极122之间的有效电场的大小增加,并且与有效电场的大小成比例的麦克斯韦应力的大小也增加。
图3是例示了制造根据本公开的实施方式的可变形装置的方法的流程图。图4A、图4B、图4C和图4D是例示了制造根据本公开的实施方式的可变形装置的方法的工艺的立体图。图4A、图4B、图4C和图4D是例示了制造图1所例示的可变形装置的方法的工艺的立体图,并且不反复地描述参照图1所描述的构成元素。
首先,导电材料被注入到第一电活性层材料和第二电活性层材料(S31)。
参照图4A,导电材料被注入到第一电活性层材料491和第二电活性层材料492。在这种情况下,第一电活性层材料491和第二电活性层材料492包括电活性聚合物,并且处于液态或半液态。换句话说,第一电活性层材料491和第二电活性层材料492是具有流动性的材料,并且处于能够注入导电材料的状态。另外,还可以将沉淀剂注入到第一电活性层材料491和第二电活性层材料492,并且还可以将硬化剂注入到第一电活性层材料491和第二电活性层材料492。
在本文中,导电材料包括在第一电活性层材料491和第二电活性层材料492中独立地具有导电性的材料。另外,导电材料可以包括通过与沉淀剂的化学反应而具有导电性的材料。换句话说,导电材料包括本身具有导电性的材料以及本身没有导电性但是通过与沉淀剂起反应而具有导电性的材料这二者。例如,导电材料可以是金属粉末、碳纳米管(CNT)、Ag-纳米线(Ag-NW)或导电聚合物。
在本文中,沉淀剂是在化学上与导电材料起反应以使导电材料沉淀的材料。因此,可以通过引起与导电材料的沉淀反应来将沉淀剂转换成导电沉淀物。例如,沉淀剂可以是污水处理厂中使用的沉淀剂。
在本文中,硬化剂是使处于具有流动性的液态或半液态的第一电活性层材料491和第二电活性层材料492硬化成固态的材料。将参照图4B稍后描述硬化剂的功能。
此后,导电材料被沉淀以形成第一电活性层和第二电活性层(S32)。在本文中,电极是在导电材料向下沉淀在电活性层中并且使第一电活性层材料491和第二电活性层材料492硬化的同时形成的。换句话说,在形成电活性层的工艺中,可以同时执行使导电材料向下沉淀在电活性层中的工艺和使电活性层硬化的工艺。然而,当以高速度使电活性层硬化时,可以降低电活性层中的经注入的导电材料中的经沉淀的导电材料的比率。因此,当电活性层的硬化速度较高时,可以增加电活性层中的杂质浓度。
导电材料被沉淀在第一电活性层材料491中以形成第一电极121。具体地,导电材料可以通过沉降自然地沉淀在第一电活性层材料491中。在这种情况下,自然沉淀意味着导电材料通过重力沉降在具有流动性的第一电活性层材料491中。例如,当包括导电材料的第一电活性层材料491被留下达24小时或更长时间时,导电材料通过重力自然地沉淀。
另外,导电材料可以通过沉淀剂以化学方式沉淀在第一电活性层材料491中。在这种情况下,化学沉淀意味着导电材料通过与沉淀剂的化学反应而沉淀在具有流动性的第一电活性层材料491中。例如,导电材料可以通过与沉淀剂化学联结而被改变为具有导电性的新化学沉淀物,并且该新化学沉淀物被设置在第一电活性层材料491下方。
在使第一电活性层材料491硬化的同时,可以减小其流动性。具体地,可以使第一电活性层411自然地硬化。在这种情况下,自然硬化意味着在正常温度下使第一电活性层材料491硬化。
另外,可以通过硬化剂以化学方式使第一电活性层材料491硬化。在这种情况下,化学硬化意味着通过化学反应使第一电活性层材料491硬化,并且硬化速度可以根据硬化剂而变化。具体地,使第一电活性层材料491硬化的速度可以根据第一电活性层材料491和硬化剂的比率而变化。例如,当第一电活性层材料491和硬化剂的比率从10:1增加至10:3时,硬化速度被提高。
另外,可以通过热使第一电活性层材料491硬化。具体地,可以在比正常温度高的温度(例如,90℃)下使第一电活性层材料491硬化。因此,当通过热使第一电活性层材料491硬化时,可以按照比自然硬化的速度高的速度使第一电活性层材料491硬化。
另外,可以通过光使第一电活性层材料491硬化。具体地,可以通过例如紫外线(UV)使第一电活性层材料491硬化。因此,当通过光使第一电活性层材料491硬化时,可以按照比自然硬化的速度高的速度使第一电活性层材料491硬化。
在这种热硬化和光硬化中,可以使用与化学硬化的硬化剂不同的硬化剂,第一电活性层材料491和硬化剂的比率可以与化学硬化的比率不同。
因此,第一电活性层材料491的流动性通过自然硬化、化学硬化、热硬化和光硬化而迅速地减小,导电材料通过自然沉淀和化学沉淀而迅速地沉淀,并且第一电极121从而形成在第一电活性层411中。在这种情况下,当硬化速度被提高时,第一电活性层材料491迅速地硬化,并且第一电极121在导电材料、沉淀剂和硬化剂中的全部被沉淀之前形成在第一电活性层411中。因此,第一电活性层411中的包括导电材料、沉淀剂和硬化剂的杂质的浓度增加。随着杂质的浓度增加,还可以略微地增加第一电活性层411的介电常数。当使第一电活性层411硬化时,第一电活性层411处于能够被结合至另一电活性层的状态。
第二电极122通过与将第一电极121形成在第一电活性层411的下部处的工艺相同的工艺而形成在第二电活性层412的下部处。然而,将第二电极122形成在第二电活性层412的下部处的工艺以及将第一电极121形成在第一电活性层411的下部处的工艺可以在新化学沉淀物的具体的自然沉淀和自然硬化时间或构造和比率等方面具有差异。换句话说,可以在同一工艺中形成第一电极121和第二电极122,但是形成第一电极121和第二电极122的工艺中的详细工艺条件可以是不同的。
此后,第一电活性层和第二电活性层彼此结合(S33)。
参照图4C,第一电活性层411和第二电活性层412彼此结合。具体地,可以在第二电活性层412被颠倒并被设置在第一电活性层411上使得图4B中的第二电活性层412的上表面与第一电活性层411的上表面接触之后执行结合工艺。在这种情况下,第一电活性层411和第二电活性层412可以通过热彼此结合。具体地,在第一电活性层411的上表面和第二电活性层412的上表面被设置为彼此接触之后,从被加热的第一电活性层411的下部以及第二电活性层412的上部施加压力。例如,大约40MPa的压力被施加到第一电活性层411和第二电活性层412,并且在150℃至200℃下将第一电活性层411和第二电活性层412加热,从而使它们完全结合。
具体地,界面通过施加到第一电活性层411和第二电活性层412的热和压力而在第一电活性层411的上表面与第二电活性层412的上表面之间消失,进而可以形成一个电活性层110。因此,形成了在一个电活性层110中第一电极121被设置在下部处并且第二电极122被设置在上部处的可变形装置100。
此外,可以去除电活性层110的一部分以将第一电极121和第二电极122连接至外部电源。具体地,可以去除形成在第一电极121下方或在其侧面上的电活性层的一部分或形成在第二电极122上或在其侧面上的电活性层110的一部分。在这种情况下,可以通过硅蚀刻剂来去除电活性层110的所述部分。电线可以通过电活性层110的经去除的部分连接为与第一电极121或第二电极122接触,并且通过连接至第一电极121或第二电极122的电线来向可变形装置100供应电力。
在制造根据本公开的实施方式的可变形装置的方法中,导电材料被沉淀在电活性层中以容易地形成电极。具体地,导电材料被沉淀在电活性层中以形成软电极。换句话说,用于将电极形成在电活性层的上部或下部处的诸如溅射设备的昂贵的独立设备不是必需的,并且能够仅通过基于重力的自然沉淀和基于沉淀剂的化学沉淀简单且容易地形成包括电极的大量电活性层。
另外,在制造根据本公开的另一实施方式的可变形装置的方法中,在没有任何粘合剂的情况下,其中设置有电极的多个电活性层被加热和加压以容易地形成可变形装置100。具体地,因为电极被设置在电活性层中,所以电极未被设置在多个电活性层外部。因此,用于在电活性层与电极之间并且在这些电极之间粘合的粘合剂不是必需的,并且能够通过对电活性层施加热和压力来容易地形成可变形装置100。
图5是例示了根据本公开的另一实施方式的可变形装置的示意截面图。在图5所例示的可变形装置500中,与图1所例示的可变形装置100相比仅第二电极522的位置改变,其它构造基本上相同,并且不重复重叠的描述。
参照图5,第一电极521和第二电极522被设置在电活性层110中。具体地,第一电极521被设置在电活性层的下部处,第二电极522被设置为靠近电活性层110的中心。例如,可以将第二电极522设置在比电活性层110的中心高的一部分处。换句话说,第二电活性层412的下表面被设置为在无需使第二电活性层412颠倒以使得图4B中的第二电活性层412的上表面与第一电活性层411的上表面接触的情况下与第一电活性层411的上表面接触。因此,第一电极521与第二电极522之间的距离d4小于图2A所例示的可变形装置100中的第一电极121与第二电极122之间的距离d3。因此,与第二电极522被设置在电活性层110的上部处的情况相比,第一电极521与第二电极522之间的距离减小。随着第一电极521与第二电极522之间的距离减小,施加到电活性层110的麦克斯韦应力的大小增加。
在根据本公开的另一实施方式的可变形装置500中,在第一电极521与第二电极522之间麦克斯韦应力的大小增加。具体地,第一电极521在电活性层110中被设置电活性层110的下部处,并且第二电极522被设置在比作为图2A所例示的可变形装置100的厚度d的一半的中间部分高的一部分处。在这种情况下,第一电极521与第二电极522之间的距离d4小于图2A所例示的可变形装置100中的第一电极121与第二电极122之间的距离d3。因此,形成在第一电极521与第二电极522之间的电活性层的厚度d4减小,形成在第一电极521与第二电极522之间的电活性层的有效电场的大小增加,并且还可以增加麦克斯韦应力的大小。
图6是例示了包括根据本公开的实施方式的可变形装置的显示装置的示意分解立体图。参照图6,显示装置600包括上盖610、触摸面板620、显示面板630、可变形装置640和下盖650。诸如“向上”、“向下”、“位于...上”、“上”、“下”等的术语指代使用中的在下盖610从相反侧覆盖显示装置的同时能够从上侧(即,从上盖610侧)观看显示面板的显示装置600的通常定向。注意,这个术语不应该将本发明限于显示装置600的任何定向,而是用来澄清显示装置600的不同组件相对于彼此的布置。
上盖610被设置在触摸面板620上,以覆盖触摸面板620、显示面板630和可变形装置640的上部。上盖610保护显示装置600中的内部构造不受外部冲击、异物和湿气的影响。例如,上盖610可以由诸如塑料的能够通过热形成并具有令人满意的可成形性的材料制成,但不限于此。另外,上盖610可以由可随着可变形装置640的形状变化而变形的材料制成。例如,上盖610可以由具有柔性的诸如塑料的材料制成,但不限于此。
触摸面板620被设置在可变形装置100上。触摸面板620意指感测用户对显示装置700的触摸输入的面板。例如,可以将静电电容方式、电阻膜方式、超声方式、红外线方式等用作触摸面板620,但是优选地,可以将静电电容方式的触摸面板620用作触摸面板620。
尽管图6未例示,但是粘合层可以用来将显示面板630、可变形装置640、触摸面板620和上盖610彼此粘合。例如,粘合层可以是OCA(光学透明粘合剂)或OCR(光学透明树脂),但不限于此。
显示面板630意指设置有用于在显示装置600中显示视频的显示元素的面板。例如,显示面板630可以是诸如有机发光显示面板、液晶显示面板和电泳显示面板的各种显示面板。在这种情况下,显示面板630可以是有机发光显示装置。因为被设置在显示面板630下方的可变形装置640可以利用柔性来变形,所以有机发光显示装置可以被构造为也利用柔性来变形。换句话说,有机发光显示装置是具有柔性的有机发光显示装置,并且包括柔性基板。柔性有机发光显示装置可通过从外部施加的力在各种方向上并按照各种角度变形。在下文中,为了方便描述,假定显示面板630由柔性有机发光显示装置构造。
可变形装置640被设置在显示面板630下方。具体地,可变形装置640被设置在显示面板630下方。可以将可变形装置640设置为与显示面板630的下表面直接接触,并且还可以在显示面板630的下表面与可变形装置640的上表面之间设置粘合层。在这种情况下,可变形装置640可以是图1和图2A所例示的可变形装置100以及图5所例示的可变形装置500中的一个。
另外,可变形装置640可以电连接至显示面板630。例如,被设置在显示面板630中的FPCB(柔性印刷电路板)和可变形装置640的电极可以通过布线彼此电连接。下盖650被设置在可变形装置640下方,以覆盖触摸面板620、显示面板630和可变形装置640的下部。下盖650可以由与上盖610的材料相同的材料制成。具体地,下盖650还可以由要可与可通过可变形装置640按照各种形状变形的触摸面板620和显示面板630一起变形的柔性材料制成。例如,下盖650可以由具有柔性的诸如塑料的材料制成,但不限于此。
当对可变形装置640施加电压时,可变形装置640变形。因此,结合至可变形装置640的触摸面板620和显示面板630还根据可变形装置640的变形而变形,并且显示装置600也变形。
在根据本公开的实施方式的显示装置600中,触摸面板620、显示面板630和可变形装置640被集成为一体,并且能够通过可变形装置640按照各种形状使显示装置640变形。具体地,当对可变形装置640施加电压时,可变形装置640变形。因此,触摸面板620和显示面板630也根据可变形装置640的变形的形状而一起变形。换句话说,整个显示装置600可以变形,并且以下将参照图7描述显示装置600的基于可变形装置640的变形的变形形状。
图7是例示包括根据本公开的实施方式的可变形装置的显示装置的各种变形形状的示例性状态图。在图7中,为了方便描述,假定显示装置700是智能电话。
参照图7,显示装置700的一部分能够向上或向下弯曲。具体地,在显示装置700中,可变形装置被固定在显示屏710下方,并且通过操作可变形装置来使可变形装置和显示装置700的全体变形。换句话说,显示装置700的一部分可以根据可变形装置的一部分向上或向下的弯曲而向上或向下弯曲。在本文中,当可变形装置的一部分以预定周期向上或向下弯曲时,显示装置700的一部分也可以向上或向下弯曲。另外,当可变形装置的一部分向上或向下弯曲的状态被保持时,可以保持显示装置700的一部分向上或向下弯曲的状态。
例如,显示装置700的一部分可以通过与用户输入给显示装置700的触摸输入对应的输出而向上或向下弯曲。换句话说,当显示装置700接收到消息或者语音呼叫正传入到显示装置700时,显示装置700的一部分可以向上或向下弯曲作为与此对应的输出。
在显示装置700中,可以通过显示装置700不同地设定弯曲部分、弯曲方向、弯曲时间、在弯曲方向上变化的周期等。换句话说,显示装置700的形状通过可变形装置的变化可以由用户不同地设定,并且不限于以上所描述的形状的示例性变化。
在包括根据本公开的实施方式的可变形装置的显示装置700中,可变形装置根据各种输入来不同地变形。具体地,可以针对施加到显示装置700的各个输入来不同地设定变形部分、变形方向、变形的持续时间、在变形方向上变化的周期等。因此,显示装置700通过可变形装置按照各种形状变形,并且可以为用户提供各种类型的输出。
图8是包括根据本公开的实施方式的可变形装置的电子报纸的示例性图。参照图8,电子报纸800包括显示面板810以及结合至显示面板810的下部的可变形装置。
在包括根据本公开的实施方式的可变形装置的电子报纸800中,可以通过可变形装置来提供与阅读由纸制成的实际报纸类似的感觉。当通过电子报纸800的显示面板810输入了翻页的信号时,可以使在输入有该信号的一部分处的可变形装置变形。因此,电子报纸800的一部分在可变形装置变形的同时暂时弯曲,并且可以像由纸制成的报纸一样提供翻页的感觉。
另外,当新文章被上传并显示在包括根据本公开的实施方式的可变形装置的电子报纸800上时,电子报纸800的一部分变形以提供该文章被上传的事实。例如,当上传了具有新标题的文章时,在文章上传的部分处的可变形装置变形,以立即显示该文章被上传的事实。
图9是例示包括根据本公开的实施方式的可变形装置的手表的示例性图。参照图9,手表900包括显示面板910以及结合至显示面板910的下部的可变形装置。为了方便描述,假定手表900是智能手表。
在包括根据本公开的实施方式的可变形装置的手表900中,可以通过可变形装置来具体实现手表900的各种功能。通常的时间信息是通过手表900的显示面板910来显示的。另外,可以通过手表900的显示面板910来显示天气、新闻等。而且,手表900可以包括简单的呼叫功能,并且可以确定穿戴手表900的用户的心率。在本文中,为了让用户时刻知道或知道指定的闹钟时间,手表900中的可变形装置可以收缩。因此,可以通过收紧用户的腕部来提供时间信息。另外,即使当显示了新的天气信息或新闻时,手表900中的可变形装置可以收缩,并且当接收到电话呼叫时,突起部可以形成在手表900的显示面板910的一部分处,由此提供信息。另外,当通过手表900的一部分测量到的用户的心率处于风险水平时,手表900中的可变形装置可以收缩或者在形状上改变,以向用户提供警告。
图10是例示包括根据本公开的实施方式的可变形装置的窗帘的示例性图。参照图10,窗帘1000包括显示面板1010以及结合至显示面板1010的下部的可变形装置。
在包括根据本公开的实施方式的可变形装置的窗帘1000中,可以通过可变形装置按照各种方式表示关于外部环境的信息。具体地,可以通过显示面板1010在预定画面上显示外部天气,并且可以改变窗帘1000的形式以表示特定天气的状态。例如,在多云和有风天气的情况下,可以通过窗帘1000的显示面板1010来显示云,窗帘1000的一部分可以弯曲,并且弯曲部分的区域可以通过可变形装置根据风的方向和风的速度而变化。换句话说,可以通过窗帘1000的弯曲方向来表示实际的窗帘根据风的方向弯曲或摇晃的方向,并且窗帘1000的弯曲部分的区域可以随着风变强而增加。此外,当通过玻璃窗户输入的光的强度低于预定强度时,窗帘1000可以自动地卷起或者可以左右折叠。
已经参照附图更详细地描述了本公开的实施方式,但是本公开不必限于这些实施方式,并且可以在不偏离本公开的技术精神的范围内被不同地修改。因此,本公开所描述的实施方式将不限制本公开的技术精神而是将对它进行说明,并且本公开的技术精神的范围不受这些实施方式约束。应该通过以下权利要求书来理解本公开的保护范围,并且应该理解,等效范围内的所有技术精神被包括在本公开的权利范围中。
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年6月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2015-0084577以及2014年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2014-0175855的优先权,通过引用将其公开内容并入本文。
Claims (14)
1.一种可变形装置,该可变形装置包括:
电活性层;
第一电极,该第一电极位于所述电活性层内部;以及
第二电极,该第二电极位于所述电活性层内部,在所述第一电极上方并且离所述第一电极一定距离,
其中,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括导电材料的沉淀物。
2.根据权利要求1所述的可变形装置,其中,所述电活性层被设置为围绕所述第一电极和所述第二电极中的全部。
3.根据权利要求1所述的可变形装置,其中,所述电活性层还包含杂质,所述杂质包括导电材料、沉淀剂、导电材料与沉淀剂的化合物以及硬化剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的可变形装置,其中,所述电活性层中的所述杂质的浓度随着更靠近所述第一电极和所述第二电极而变得更高。
5.根据权利要求1所述的可变形装置,其中,所述第一电极和所述第二电极被设置在沿着所述电活性层的厚度方向Td的所述电活性层中的杂质的浓度比特定浓度N0高的范围内。
6.根据权利要求2所述的可变形装置,其中,所述电活性层的厚度是50μm至400μm。
7.根据权利要求1所述的可变形装置,其中,所述第一电极的下表面与所述电活性层的下表面之间的厚度以及所述第二电极的上表面与所述电活性层的上表面之间的厚度中的至少一个是0.1μm至10μm。
8.一种显示装置,该显示装置包括:
显示面板;以及
可变形装置,该可变形装置位于所述显示面板下方,
其中,所述可变形装置包括电活性层、位于所述电活性层内部的第一电极以及位于所述电活性层内部并且在所述第一电极上方且离所述第一电极一定距离的第二电极,
其中,所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括导电材料的沉淀物。
9.根据权利要求8所述的显示装置,该显示装置还包括位于所述显示面板上的触摸面板。
10.根据权利要求8所述的显示装置,该显示装置还包括:
下盖,该下盖位于所述可变形装置下方;以及
上盖,该上盖位于所述可变形装置上,
其中,所述下盖和所述上盖由具有柔性的材料构成。
11.一种用于制造可变形装置的方法,该方法包括以下步骤:
将导电材料注入到第一电活性层材料和第二电活性层材料;
使所述导电材料沉淀以设置第一电活性层和第二电活性层,其中第一电极和第二电极分别在所述第一电活性层和所述第二电活性层内部,并且使所述第一电活性层和所述第二电活性层硬化;以及
将所述第一电活性层与所述第二电活性层彼此结合。
12.根据权利要求11所述的方法,该方法还包括以下步骤:将沉淀剂和/或硬化剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,将沉淀剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的步骤以及将硬化剂注入到所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的步骤被同时执行。
14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述第一电活性层材料和所述第二电活性层材料的硬化的速度是通过设定相应的电活性层材料与硬化剂的比率来控制的。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140175855 | 2014-12-09 | ||
KR10-2014-0175855 | 2014-12-09 | ||
KR10-2015-0084577 | 2015-06-15 | ||
KR1020150084577A KR102447739B1 (ko) | 2014-12-09 | 2015-06-15 | 가변 소자 및 가변 소자 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105702167A CN105702167A (zh) | 2016-06-22 |
CN105702167B true CN105702167B (zh) | 2018-09-14 |
Family
ID=54783433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510902557.9A Expired - Fee Related CN105702167B (zh) | 2014-12-09 | 2015-12-09 | 可变形装置及其制造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9812664B2 (zh) |
EP (1) | EP3032597B1 (zh) |
JP (1) | JP6296567B2 (zh) |
CN (1) | CN105702167B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6644950B2 (ja) * | 2016-08-25 | 2020-02-12 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 可変集束x線散乱線除去デバイス |
KR102640240B1 (ko) * | 2016-10-31 | 2024-02-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 접촉 감응 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 |
EP3551241B1 (en) * | 2016-12-06 | 2023-01-18 | The Texas A&M University System | Antimicrobial shape memory polymers |
CN106652802B (zh) * | 2017-02-27 | 2020-03-17 | 上海天马微电子有限公司 | 一种可折叠显示装置 |
KR20200040057A (ko) * | 2018-10-08 | 2020-04-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 |
KR102379765B1 (ko) | 2019-02-14 | 2022-03-29 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차 전지 및 전지 모듈 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5410210A (en) * | 1992-07-08 | 1995-04-25 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric device and process for production thereof |
CN1985289A (zh) * | 2004-07-15 | 2007-06-20 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 柔性显示器件 |
CN101855586A (zh) * | 2007-07-02 | 2010-10-06 | 高通Mems科技公司 | 具有与机械及电功能分离的光学功能的微机电装置 |
CN102099712A (zh) * | 2008-08-08 | 2011-06-15 | 奥普托图尼股份公司 | 电活性光学装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3105645B2 (ja) | 1992-05-27 | 2000-11-06 | 呉羽化学工業株式会社 | 圧電素子およびその製造方法 |
WO2006123317A2 (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Dielectric electroactive polymer |
ITPI20050095A1 (it) * | 2005-09-05 | 2005-12-05 | Federico Carpi | Attuatore, sensore e generator a polimeri elettroattivi in configurazione ripiegata |
KR100888480B1 (ko) * | 2007-05-23 | 2009-03-12 | 삼성전자주식회사 | 전기 활성 고분자를 이용한 반사 유닛 및 플렉서블디스플레이 |
JP5186160B2 (ja) | 2007-08-31 | 2013-04-17 | 東海ゴム工業株式会社 | 柔軟電極およびそれを用いたアクチュエータ |
KR101703281B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2017-02-06 | 삼성전자주식회사 | 다층 전기활성 폴리머 디바이스 및 그 제조방법 |
TWM426082U (en) | 2011-11-29 | 2012-04-01 | Henghao Technology Co Ltd | Touch panel and touch display panel using the same |
KR101983858B1 (ko) | 2012-10-25 | 2019-05-30 | 삼성디스플레이 주식회사 | 층 사이의 간격을 조절할 수 있는 디스플레이 장치 |
KR101960387B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2019-03-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 플렉서블 표시장치 및 그의 제조방법 |
-
2015
- 2015-12-03 EP EP15197817.8A patent/EP3032597B1/en not_active Not-in-force
- 2015-12-08 US US14/962,569 patent/US9812664B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-12-09 JP JP2015239874A patent/JP6296567B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-12-09 CN CN201510902557.9A patent/CN105702167B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-10-02 US US15/722,914 patent/US10193099B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5410210A (en) * | 1992-07-08 | 1995-04-25 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric device and process for production thereof |
CN1985289A (zh) * | 2004-07-15 | 2007-06-20 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 柔性显示器件 |
CN101855586A (zh) * | 2007-07-02 | 2010-10-06 | 高通Mems科技公司 | 具有与机械及电功能分离的光学功能的微机电装置 |
CN102099712A (zh) * | 2008-08-08 | 2011-06-15 | 奥普托图尼股份公司 | 电活性光学装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6296567B2 (ja) | 2018-03-20 |
JP2016110156A (ja) | 2016-06-20 |
US20180047935A1 (en) | 2018-02-15 |
US10193099B2 (en) | 2019-01-29 |
EP3032597B1 (en) | 2019-02-27 |
US20160164023A1 (en) | 2016-06-09 |
US9812664B2 (en) | 2017-11-07 |
EP3032597A1 (en) | 2016-06-15 |
CN105702167A (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105702167B (zh) | 可变形装置及其制造方法 | |
JP6339996B2 (ja) | 多層可変素子及び表示装置 | |
US10229564B2 (en) | Apparatus and methods for providing tactile stimulus incorporating tri-layer actuators | |
JP6231542B2 (ja) | 多層可変素子及び表示装置 | |
US9398359B2 (en) | Display device | |
US20150287904A1 (en) | Apparatus and associated methods | |
KR20140112871A (ko) | 능동형 플렉시블 기판 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
CN110134270A (zh) | 力传感器构件和包括该力传感器构件的显示装置 | |
US20130038820A1 (en) | Micro structure substrates for flexible display device and methods of manufacturing the same | |
TWI571483B (zh) | 包含電活性膜之觸控感應裝置、包含該觸控感應裝置之顯示裝置與該電活性膜之製造方法 | |
KR102381748B1 (ko) | 다층 가변 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
US20130038379A1 (en) | Micro structure substrates for sensor panels | |
TWI619277B (zh) | 可變形裝置及其製造方法與包含其之顯示裝置 | |
CN109616449A (zh) | 柔性电子器件及其制作方法 | |
KR102287736B1 (ko) | 액츄에이터 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
Lee et al. | Low-Voltage Stretchable Electroluminescent Loudspeakers with Synchronous Sound and Light Generation | |
KR102381743B1 (ko) | 다층 가변 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 | |
CN220569197U (zh) | 指纹传感器以及包括其的电子装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180914 Termination date: 20201209 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |