CN111971645A - 形状可变的电子装置及其操作方法 - Google Patents

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朴善泽
文成撤
朴烽济
朴承九
尹载雄
黄仁旭
林廷默
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Abstract

本发明涉及一种形状可变的电子装置及其操作方法，更具体地，形状可变的电子装置包括：基板，具有单元区域；光源单元，位于所述单元区域上；以及柔性层，与所述光源单元竖直地间隔开。所述柔性层包括致动器部，所述致动器部改变所述柔性层的形状，并且所述致动器部包括：光热响应部，接收从所述光源单元发射的光并产生热能；变形部，接收来自所述光热响应部的所述热能，并且所述变形部的机械刚度减小；以及顶电极和底电极，分别位于所述变形部的两个表面上。

Description

形状可变的电子装置及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种形状可变的电子装置及其操作方法，更具体地，涉及一种形状可变的显示器及其操作方法。
背景技术
近来，由于基于触摸屏的电子装置的快速发展和传播，结合图形用户界面(graphical user interface，GUI)的平面触摸界面已经在世界范围内普及。当前使用的平面触摸界面中的大多数仅提供触觉反馈，使得当用户的手指与界面接触时振动传递到手指。
近来，提出了通过控制致动器(例如，马达或音圈)的动态驱动信号来提供点击按钮的感觉的技术或根据接触力来改变触觉反馈的强度的技术。
发明内容
技术问题
本发明所要解决的问题提供了一种能够表现出优异的耐久性并且具有各种形状和颜色的形状可变的装置。
本发明所要解决的另一问题提供了一种形状可变的装置的操作方法。
技术方案
根据本发明构思的形状可变的电子装置可包括：基板，具有单元区域；光源单元，位于所述单元区域上；以及柔性层，与所述光源单元竖直地间隔开。所述柔性层可包括致动器部，所述致动器部改变所述柔性层的形状，并且所述致动器部可包括：光热响应部，接收从所述光源单元发射的光并产生热能；变形部，接收来自所述光热响应部的所述热能，并且所述变形部的机械刚度减小；以及顶电极和底电极，分别位于所述变形部的两个表面上。
根据本发明的另一构思的形状可变的电子装置可包括：基板，具有二维布置的多个单元区域；多个光源单元，分别位于所述多个单元区域中；柔性层，位于所述多个单元区域上，所述柔性层水平地延伸跨越所述多个单元区域；以及支撑单元，位于所述基板上并且支撑所述柔性层。所述柔性层可包括：底电极和顶电极，产生静电力；以及变形部，位于所述底电极与所述顶电极之间。所述变形部的形状可由于从所述光源单元发射的光和所述静电力而改变。
根据本发明的又一构思的形状可变的电子装置的操作方法可包括：从光源单元向光热响应部发射光，其中，所述光热响应部接收所述光并产生热能；通过使用所述热能加热变形部，其中，所述变形部被加热以降低其机械刚度；以及在所述底电极与所述顶电极之间产生静电力以改变所述变形部的形状。
有益效果
根据本发明的形状可变的电子装置可提供具有各种形状和颜色的相对薄的柔性层。触觉反馈可提供给柔性层。
附图说明
图1是用于示出根据本发明的实施例的形状可变的显示器的平面图。
图2是沿着图1的线A-A'截取的剖面图。
图3a、图3b和图3c中的每个是图2的M区域的放大截面图。
图3d是用于示出显示部的一个实施例的截面图。
图4、图5和图6是用于示出根据本发明的实施例的形状可变的显示器的操作的截面图。
图7是根据本发明的实施例的具有改变了形状的形状可变的显示器的平面图。
图8是沿着图1的线A-A'截取的用于示出根据本发明的另一实施例的形状可变的显示器的剖面图。
图9a和图9b是根据本发明的第一实施例的光热响应部的平面图。
图10a和图10b是根据本发明的第二实施例的光热响应部的平面图。
图11a、图11b和图11c中的每个是图10b的N区域的放大平面图。
图12和图13中的每个是根据本发明的第三实施例的光热响应部的截面图。
图14是沿着图1的线A-A'截取的用于示出根据本发明的又一实施例的形状可变的显示器的剖面图。
图15是用于示出图14的形状可变的显示器的操作的截面图。
图16是用于示出根据本发明的又一实施例的形状可变的显示器的平面图。
图17是沿着图16的线A-A'截取的剖面图。
图18是用于示出图16的形状可变的显示器的操作的平面图。
图19是沿着图18的线A-A'截取的剖面图。
图20是示出根据本发明的实施例的形状可变的电子装置的一个示例的透视图。
图21a和图21b中的每个是示出其中图20的电子装置的形状变形的示例的透视图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的优选实施例，以充分地理解本发明的构成和效果。然而，本发明可以以具有各种变化的不同形式来呈现，但不限于在此阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本发明所属领域的技术人员充分地传达本发明的范围。
在本说明书中，将理解的是，当组件被称为在另一组件“上”时，其可直接在另一组件上，或者也可存在介于中间的第三组件。此外，在附图中，为了有效地描述技术特征，夸大了组件的厚度。相似的附图标记始终指的是相似的元件。
尽管在本说明书的各种实施例中使用如第一、第二和第三的术语来描述各种组件，但组件不应限于这些术语。这些术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。在此描述和例示的实施例包括其补充的实施例。
在本说明书中，术语仅用于解释实施例，而不限制本发明。在本说明书中，除非上下文另有明确指示，否则单数形式也包括复数形式。说明书中使用的“包括”和/或“包含”的含义不排除存在或添加除了所提及的组件之外的一个或更多个其他组件。
本发明的形状可变的电子装置可包括具有其形状改变的柔性层(flexiblelayer)的各种电子装置。在下文中，作为根据本发明的实施例的形状可变的电子装置的一个示例，将详细地描述形状可变的显示器。
图1是用于示出根据本发明的实施例的形状可变的显示器的平面图。图2是沿着图1的线A-A'截取的剖面图。图3a、图3b和图3c中的每个是图2的M区域的放大截面图。图3d是用于示出显示部的一个实施例的截面图。
参照图1和图2，可提供具有单元区域(CEL)的基板(SUB)。光源单元(LSP)可设置在基板(SUB)的单元区域(CEL)上。光源单元(LSP)可包括能够发光的元件，例如，发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)。当在平面中观察时，光源单元(LSP)可设置在单元区域(CEL)内。光源单元(LSP)可具有各种形状，并且在图1中被示出为圆形形状。
作为一个示例，光源单元(LSP)可包括一个发光元件(例如，LED)。作为另一示例，光源单元(LSP)可包括多个发光元件(例如，多个微型LED)。
围绕的支撑单元(SUP)可设置在基板(SUB)上。由支撑单元(SUP)支撑的柔性层(FLL)可设置在单元区域(CEL)上。当在平面中观察时，支撑单元(SUP)可围绕柔性层(FLL)。柔性层(FLL)可通过支撑单元(SUP)与光源单元(LSP)竖直地(即，在第三方向(D3)上)间隔开。柔性层(FLL)可包括多个层叠层。构成柔性层(FLL)的多个层中的每个可利用柔性(flexible)材料形成，使得其形状可变形。
柔性层(FLL)可包括顺序层叠在光源单元(LSP)上的致动器部(ACP)、显示部(DIP)和传感器部(SSP)。根据本发明的实施例的致动器部(ACP)、显示部(DIP)和传感器部(SSP)中的每个可利用柔性材料形成，使得其形状可变形。
致动器部(ACP)可主动地使柔性层(FLL)的形状变形。致动器部(ACP)可通过支撑单元(SUP)在第三方向(D3)上与光源单元(LSP)间隔开。空的空间(EMS)可限定在致动器部(ACP)、支撑单元(SUP)和光源单元(LSP)之间。
致动器部(ACP)可光热响应部(Photo-thermal response part，PTR)、底电极(BEL)、变形部(Deformation part，DFL)和顶电极(TEL)。根据本实施例，光热响应部(PTR)、底电极(BEL)、变形部(DFL)和顶电极(TEL)可在第三方向(D3)上顺序地层叠。
光热响应部(PTR)可包括可吸收光(例如，可见光或红外光)并产生热的光热材料(Photo-thermal material)。例如，光热响应部(PTR)可包括聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT，poly(3,4-ethylenedioxythiophene))、聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT：PSS，poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrene sulfonate))或PEDOT/金属颗粒复合物。
例如，形成光热响应部(PTR)可包括通过使用表面沉积方法(例如，喷涂或旋涂)在底电极(BEL)上形成具有光热响应特性的聚合物膜。
底电极(BEL)和顶电极(TEL)中的每个可包括即使在其形状变形时也可保持导电性的导电材料。导电材料可具有结合特性，即，具有结合到变形部(DFL)的趋势。作为一个示例，底电极(BEL)和顶电极(TEL)中的每个可包括纳米线、石墨烯、碳纳米管、柔性金属和柔性导电聚合物中的至少一种。
优选地，底电极(BEL)和顶电极(TEL)中的每个可包括具有包括空隙的网状结构的纳米线或碳纳米管。当底电极(BEL)和顶电极(TEL)包括具有网状结构的纳米线或碳纳米管时，底电极(BEL)和顶电极(TEL)可嵌在变形部(DFL)内。当底电极(BEL)和顶电极(TEL)嵌(embedded)在变形部(DFL)中时，可改善电极与变形部(DFL)之间的结合特性，并且即使在形状反复地变形时，电极的导电性也可几乎不降低。
变形部(DFL)可包括具有其中机械性能(mechanical property)随温度而改变的双稳态(bistable)特性的介电聚合物层(dielectric polymer layer)。变形部(DFL)具有双稳态特性，因此可在室温下具有高机械刚度(mechanical stiffness)，但是其机械刚度可在特定温度或更高温度下显著降低。也就是说，变形部(DFL)在室温下可以是刚性(rigid)的，并且变形部(DFL)在特定温度或更高温度下可变成柔性的。
本发明中使用的术语“机械刚度”可以是通过测量变形部(DFL)抵抗形状变形的阻力而获得的值。例如，参照图5，当静电力(ESF)沿着第三方向(D3)施加到变形部(DFL)时，机械刚度可由静电力(ESF)与变形部(DFL)在第三方向(D3)上的突出距离(DED)的比(ESF/DED)表示。
当即使沿着第三方向(D3)施加静电力(ESF)，变形部(DFL)也完全不变形时，突出距离(DED)为零。因此，在这种情况下，变形部(DFL)的机械刚度的值可非常大，诸如无限大。
当变形部(DFL)由于沿着第三方向(D3)施加的静电力(ESF)而沿着第三方向(D3)弯曲时，突出距离(DED)可具有特定值。在这种情况下，当与上述的突出距离(DED)为零的情况相比时，机械刚度的值可显著减小。
变形部(DFL)可包括形状记忆聚合物(shape memory polymer)。例如，形状记忆聚合物可从由聚(丙烯酸叔丁酯)(PTBA，poly(tert-butyl acrylate))、丙烯酸叔丁酯共聚物(tert-butyl acrylate copolymer)和丙烯酸硬脂基酯聚合物(stearyl acrylatepolymer)组成的组中选择。
致动器部(ACP)上的显示部(DIP)可输出图形用户界面。具体地，显示部(DIP)可发射具有特定波长的光(例如，可见光)。显示部(DIP)可包括至少一个像素。根据本发明的另一实施例，在不需要形状可变的电子装置具有显示功能的情况下，可省略显示部(DIP)。例如，当根据本发明的电子装置用在盲人的盲文设备中时，可省略显示部(DIP)。
参照图3a，将更详细地描述根据本发明的一个实施例的显示部(DIP)。显示部(DIP)可包括第一电极至第四电极(EL1-EL4)和设置在它们之间的第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)。第一电极至第四电极(EL1-EL4)和第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)交替地层叠在彼此上。
第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)可发射具有特定波长的光。作为一个示例，第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)可分别发射红光、绿光和蓝光。显示部(DIP)可通过第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)的组合来显示期望的颜色。
第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)中的每个可包括电致发光材料(Electroluminescence material)。作为一个示例，第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)中的每个可包括分散在柔性聚合物中的硫化物基电致发光材料或硒化物基电致发光材料。作为另一示例，第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)可包括诸如聚合物LED的OLED。作为又一示例，第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)中的每个可包括分散在柔性聚合物中的电致发光量子点。
参照图3b，将更详细地描述根据本发明另一实施例的显示部(DIP)。显示部(DIP)可包括第一电极和第二电极(EL1，EL2)以及设置在它们之间的发光层(LEL)。显示部(DIP)还可包括位于第二电极(EL2)上的滤色器(CF)。发光层(LEL)可与上面参照图3a描述的第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)中的一个相同。作为一个示例，滤色器(CF)可包括柔性聚合物内的量子点。显示部(DIP)可通过滤色器(CF)显示期望的颜色。
参照图3c，将更详细地描述根据本发明的又一实施例的显示部(DIP)。显示部(DIP)可包括第一电极和第二电极(EL1，EL2)以及设置在它们之间的液晶层(LCL)。显示部(DIP)还可包括位于第二电极(EL2)上的滤色器(CF)。当通过第一电极和第二电极(EL1，EL2)施加彼此不同的电压时，液晶层(LCL)的液晶沿着一个方向布置，并且因此可增大透射率。因此，从光源单元(LSP)发射的光可贯穿致动器部(ACP)和液晶层(LCL)。当光穿过滤色器(CF)时，显示部(DIP)可显示期望的颜色。
参照图3d，将更详细地描述根据本发明的又一实施例的显示部(DIP)。显示部(DIP)可形成在变形部(DFL)内。具体地，变形部(DFL)可包括其中分散有电致发光颗粒(ELP)的第一发光层至第三发光层(LEL1-LEL3)。发光层(LEL1-LEL3)可通过将电致发光颗粒(ELP)分散到形状记忆聚合物层中来构成。变形部(DFL)还可包括在第一发光层与第二发光层(LEL1，LEL2)之间的第一电极(EL1)以及在第二发光层与第三发光层(LEL2，LEL3)之间的第二电极(EL2)。根据本实施例的变形部(DFL)可主动地使柔性层(FLL)的形状变形并且执行显示功能。
再次参照图1和图2，传感器部(SSP)可从用户接收信息。具体地，传感器部(SSP)可包括能够识别用户的触摸的触摸传感器。例如，传感器部(SSP)可包括能够感测施加在预定区域上的压力的压力传感器。
根据本发明的另一实施例，在不需要形状可变的电子装置具有从用户接收信息的功能的情况下，可省略传感器部(SSP)。例如，当根据本发明的电子装置用在用于广告产品的数字墙(Digital wall)中时，可省略传感器部(SSP)。
虽然未示出，但根据本发明的实施例的形状可变的显示器还可包括信号控制模块。信号控制模块可连接到光源单元(LSP)、致动器部(ACP)、显示部(DIP)和传感器部(SSP)。信号控制模块可控制光源单元(LSP)、致动器部(ACP)和显示部(DIP)的操作。信号控制模块可从传感器部(SSP)接收信号并提供反馈。
图4、图5和图6是用于示出根据本发明的实施例的形状可变的显示器的操作的截面图。图7是根据本发明的实施例的具有改变了形状的形状可变的显示器的平面图。
参照图4，可从光源单元(LSP)发射第一光(LI1)，并且第一光(LI1)可产生至光热响应部(PTR)。光热响应部(PTR)可响应于入射的第一光(LI1)而产生热能(Themal energy，THE)。从光热响应部(PTR)产生的热能(THE)可传递到变形部(DFL)。
变形部(DFL)的温度可由于热能(THE)而升高。随着变形部(DFL)的温度升高到特定温度或更高温度，变形部(DFL)的机械刚度可减小。也就是说，刚性的变形部(DFL)可改变为柔性的。
参照图5，当在下电极(BEL)和顶电极(TEL)上施加电压时，可在它们之间产生静电力。由于在第三方向(D3)上的静电力(electro-static force，ESF)，使得柔性变形部(DFL)的形状可改变。例如，在第三方向(D3)上的翘曲变形(buckled deformation)可发生在变形部(DFL)中。
根据本发明的另一实施例，变成柔性的变形部(DFL)可通过供应空气、气体和流体的压力而非静电力来变形。也就是说，通过添加能够在变形部(DFL)上施加液压压力(hydraulic pressure)或气动压力(pneumatic pressure)的装置，变形部(DFL)可使用该装置而变形。
参照图5和图7，随着变形部(DFL)的形状改变，在柔性层(FLL)中形成沿着第三方向(D3)突出的突出区域(PP)。突出区域(PP)可具有与光源单元(LSP)的平面形状对应的圆形按钮形状。
当变形部(DFL)的温度在变形部(DFL)通过静电力变形之后降低到特定温度或更低温度时，变形部(DFL)可在保持变形的形状的同时变为刚性。因此，即使电压不再施加到底电极(BEL)和顶电极(TEL)，柔性层(FLL)也可按照原样保持变形的形状(突出的按钮形状)。也就是说，尽管电压没有施加到底电极(BEL)和顶电极(TEL)，但柔性层(FLL)的突出区域(PP)可保持原样。
参照图6和图7，可从显示部(DIP)发射第二光(LI2)。第二光(LI2)可具有特定波长(例如，特定颜色)。突出区域(PP)可通过从显示部(DIP)发射的第二光(LI2)而具有特定颜色。当用户触摸突出区域(PP)时，传感器部(SSP)可识别触摸并将信号发送到信号控制模块。
将另外描述用于将形状可变的显示器恢复到图4中所示的初始状态的方法。如上面参照图4所示，可经光源单元(LSP)通过加热变形部(DFL)而使变形部(DFL)变为柔性的。
可通过按照与上面在图5中所示的方式相反的方式向底电极(BEL)和顶电极(TEL)施加电压来改变柔性的变形部(DFL)的形状。例如，当变形部(DFL)包括极性聚合物或离子时，极性聚合物或离子沿着与第三方向(D3)相反的方向运动，因此变形部(DFL)可恢复到图4中所示的形状。
当变形部(DFL)的温度在柔性层(FLL)恢复到图4中所示的形状之后降低到特定温度或更低温度时，柔性层(FLL)可以是刚性的，同时保持恢复的形状。
根据本发明的实施例的形状可变的显示器不通过焦耳加热(Joule heating)法来加热变形部(DFL)，而可通过光热响应法来加热变形部(DFL)。因此，整个变形部(DFL)可在短时间内被均匀地加热。此外，由于根据本发明的实施例不使用焦耳加热电极，因此电极不会损坏，因而可获得优异的耐久性。
根据本发明的实施例，由于变形部(DFL)具有双稳态特性，因此当变形部(DFL)在变形部(DFL)的形状变形之后变成刚性时，即使电压没有始终施加到底电极(BEL)和顶电极(TEL)，柔性层(FLL)的形变也可保持原样。因此，可改善显示元件的电力消耗。
根据本发明的实施例，突出区域(PP)形成在柔性层(FLL)中，并且突出区域(PP)可具有特定颜色。例如，在本发明中，具有现有模拟形状的按钮可形成在显示器上。用户从视觉上和触觉上识别突出区域(PP)，并且可通过推动突出区域来向本发明的电子装置输入信息。
根据本发明的实施例，致动器部(ACP)不使用机械驱动部件，因此可具有薄的结构。也就是说，致动器部(ACP)可小型化。
作为根据本发明的比较示例的形状可变的电子装置，存在一种其中通过使用聚合物活性材料(polymer active material)基的柔性致动器从柔性触摸界面提供振动触感的装置。还存在一种其中柔性聚合物薄膜通过使用液压压力(hydraulic pressure)或气动压力(pneumatic pressure)变形的装置，或者一种其中结合焦耳加热和机械性能可变的材料的装置。
然而，在其中通过使用聚合物材料的形状变形来提供振动触感的情况下，由于材料柔性而发生振动触感的劣化。在使用液压压力或气动压力的技术的情况下，由于液压压力供应部件或气动压力供应部件而难以使装置小型化。在使用焦耳加热的技术中，由于施加到焦耳加热电极的力而发生电阻的变化，因此电极的耐久性可能劣化。此外，当聚合物材料通过焦耳加热来加热时，难以在短时间内均匀地加热材料。材料的温度偏差可能导致形状变形的不均匀性。
另一方面，根据本发明的形状可变的电子装置基于光热响应而改变材料的机械性能，因此材料可被快速且均匀地加热。此外，该装置具有优异的耐久性，并且可小型化。此外，根据本发明的形状可变的装置可提供各种形状和颜色，因此可应用于车辆/移动装置的形状可变的输入设备、盲人的盲文显示器、有形互动(tangible interaction)的教育教科书或者博物馆文物体验型设备。
图8是沿着图1的线A-A'截取的用于示出根据本发明的另一实施例的形状可变的显示器的剖面图。图9a和图9b是根据本发明的第一实施例的光热响应部的平面图。图10a和图10b是根据本发明的第二实施例的光热响应部的平面图。图11a、图11b和图11c中的每个是图10b的N区域的放大平面图。图12和图13中的每个是根据本发明的第三实施例的光热响应部的截面图。在本实施例中，将省略对与上面参照图1和图2描述的技术特征重复的技术特征的描述，并且将详细地描述差异。
参照图8、图9a和图9b，光热响应部(PTR)可包括上述聚合物基光热材料。光热响应部(PTR)可通过使用转印工艺(transfer process)嵌(embedded)在变形部(DFL)内。例如，光热响应部(PTR)的底表面可与变形部(DFL)的底表面共面。
作为一个示例，如图9a中所示，光热响应部(PTR)可形成为具有与光源单元(LSP)相同的平面形状。光热响应部(PTR)可形成为具有一个圆形形状。
作为另一示例，如图9b中所示，光热响应部(PTR)可包括多个四边形图案(SPA)。一个光热响应部(PTR)可通过以特定形状布置多个图案(SPA)来构成。
参照图10a、图10b、图11a、图11b和图11c，光热响应部(PTR)可包括具有元结构(meta-structure)的金属图案。光热响应部(PTR)的金属图案可具有能够吸收从光源单元(LSP)发射的光的波长的图案形状(即，元结构)。光热响应部(PTR)的金属图案可通过使用光刻工艺形成在变形部(DFL)上。光热响应部(PTR)的金属图案可嵌在变形部(DFL)内。
参照图10a，金属图案可具有诸如第一金属图案(MEP1)的一维布置或诸如第二金属图案(MEP2)的网格形状的二维布置。
参照图10b，具有上述诸如第二金属图案(MEP2)的网格形状的布置的金属图案可利用图11a至图11c中所示的精细图案构成。图11a的精细图案(MEP3)具有线网格形状，图11b的精细图案(MEP4)具有四边形贴片形状，图11c的精细图案(MEP5)具有锥形形状。
参照图12，光热响应部(PTR)可包括柔性基层(BL)和分散在柔性层内的金属颗粒(MEP)。根据本实施例的光热响应部(PTR)可通过使用分散的金属颗粒(MEP)的表面等离子体共振(surface plasmon resonance)将从光源单元(LSP)发射的光转换成热能。可调节金属颗粒(MEP)的材料、尺寸、形状和密度，使得产生表面等离子体共振的波长与从光源单元(LSP)发射的光的波长匹配。
参照图13，光热响应部(PTR)可包括分散在变形部(DFL)内的金属颗粒(MEP)。也就是说，可省略图12的基层(BL)。金属颗粒(MEP)分散在变形部(DFL)内，并且可吸收光源单元(LSP)的光并直接加热变形部(DFL)。
图14是沿着图1的线A-A'截取的用于示出根据本发明的又一实施例的形状可变的显示器的剖面图。图15是用于示出图14的形状可变的显示器的操作的截面图。在本实施例中，将省略对与上面参照图1和图2描述的技术特征重复的技术特征的描述，并且将详细地描述差异。
参照图14，一个单元区域(CEL)上的显示部(DIP)可包括多个像素(PX)。也就是说，显示部(DIP)可包括像素阵列。
参照图15，在柔性层(FLL)变形时形成的突出区域(PP)中，显示部(DIP)的像素(PX)可发射具有不同颜色的光。由于显示部(DIP)的像素(PX)产生不同的颜色，因此可在突出区域(PP)上输出特定图像。
图16是用于示出根据本发明的又一实施例的形状可变的显示器的平面图。图17是沿着图16的线A-A'截取的剖面图。图18是用于示出图16的形状可变的显示器的操作的平面图。图19是沿着图18的线A-A'截取的剖面图。在本实施例中，将省略对与上面参照图1至图6描述的技术特征重复的技术特征的描述，并且将详细地描述差异。
参照图16和图17，可提供具有多个单元区域(CEL)的基板(SUB)。单元区域(CEL)可沿着第一方向(D1)和第二方向(D2)二维地布置。单元区域(CEL)可构成二维阵列。例如，单元区域(CEL)可包括在第一方向(D1)上并排布置的第一单元区域、第二单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL2，CEL3)。
光源单元(LSP)可分别设置在单元区域(CEL)上。作为一个示例，光源单元(LSP)可具有相同的尺寸和形状。作为另一示例，光源单元(LSP)可具有不同的尺寸和不同的形状。
支撑单元(SUP)可设置在基板(SUB)上。当在平面中观察时，支撑单元(SUP)可围绕多个单元区域(CEL)。也就是说，一个支撑单元(SUP)可限定多个单元区域(CEL)。
一个柔性层(FLL)可设置在多个单元区域(CEL)上。柔性层(FLL)设置在多个单元区域(CEL)上，并且可沿着水平方向(即，第一方向(D1)和第二方向(D2))延伸穿过多个单元区域(CEL)。当在平面中观察时，柔性层(FLL)可与多个单元区域(CEL)和多个光源单元(LSP)叠置。
柔性层(FLL)可通过支撑单元(SUP)在第三方向(D3)上与光源单元(LSP)间隔开。柔性层(FLL)可包括顺序层叠的致动器部(ACP)、显示部(DIP)和传感器部(SSP)。
参照图18和图19，光从光源单元(LSP)中的一些发射，并且单元区域(CEL)的一些部分上的柔性层(FLL)的形状可改变。例如，光可从第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的光源单元(LSP)发射。可减小第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的致动器部(ACP)的机械刚度。也就是说，第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的致动器部(ACP)可变成柔性的。另一方面，第二单元区域(CEL2)上的致动器部(ACP)的机械刚度可保持原样。也就是说，第二单元区域(CEL2)上的致动器部(ACP)可按照原样为刚性的。
如上面参照图5所示，当产生电场时，第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上变成柔性的致动器部(ACP)的形状可改变。因此，第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的柔性层(FLL)的形状可改变。第一突出区域(PP1)和第二突出区域(PP2)可分别形成在第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的柔性层(FLL)中。
另一方面，由于第二单元区域(CEL2)上的致动器部(ACP)处于刚性状态，因此即使产生电场，其形状也可不改变。因此，在第二单元区域(CEL2)上可不形成突出区域。
第一单元区域和第三单元区域(CEL1，CEL3)上的显示部(DIP)可显示颜色。因此，第一突出区域和第二突出区域(PP1，PP2)中的每个可具有特定颜色。
根据本发明的实施例，不同的形状变形可通过由一个支撑单元(SUP)支撑的一个柔性层(FLL)而发生在多个单元区域(CEL)中的每个上。
通常，多个支撑单元(SUP)设置在现有技术的形状可变的电子装置中，并且以一个网格形状分别围绕单元区域(CEL)。在这种情况下，由于具有分隔壁形状的支撑单元(SUP)设置在相邻单元区域(CEL)之间，因此装置的显示面积增大，并且形状变形受到限制。然而，由于在本发明中一个柔性层(FLL)设置在多个单元区域(CEL)上，因此可仅通过打开/关闭光源单元(LSP)来获得各种形状。
图20是示出根据本发明的实施例的形状可变的电子装置的一个示例的透视图。图21a和图21b中的每个是示出其中图20的电子装置的形状变形的示例的透视图。
参照图20，根据本发明的形状可变的电子装置(SVE)可设置为具有平坦顶表面的板形状。
参照图21a，根据用户的需要，图20的形状可变的电子装置(SVE)的形状可改变为键盘形状(SVE1)。具体地，装置的顶表面可像键盘的按键的形状一样突出。
参照图21b，根据用户的需要，图20的形状可变的电子装置(SVE)的形状可改变为钢琴键形状(SVE2)。具体地，装置的顶表面可像钢琴的键的形状一样突出。此外，键的颜色可通过装置的显示部(DIP)产生。
除了上面参照图20、图21a和图21b描述的那些之外，根据本发明的实施例的形状可变的电子装置可应用于各种电子设备。例如，本发明的形状可变的电子装置可应用于嵌在车辆中的用户操纵设备或应用于移动装置中的用户操纵设备。本发明的形状可变的电子装置可应用于盲人的盲文设备。本发明的形状可变的电子装置可应用于博物馆中的文物体验设备。
尽管参照附图描述了本发明构思的实施例，但本发明所属技术领域的普通技术人员将理解的是，在不改变技术构思或必要特征的情况下，本发明可以以其他的特定形式来实施。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种形状可变的电子装置，包括：
基板，具有单元区域；
光源单元，位于所述单元区域上；以及
柔性层，与所述光源单元竖直地间隔开，
其中，所述柔性层包括致动器部，所述致动器部改变所述柔性层的形状，并且
所述致动器部包括：
光热响应部，接收从所述光源单元发射的光并产生热能；
变形部，接收来自所述光热响应部的所述热能，并且所述变形部的机械刚度减小；以及
顶电极和底电极，分别位于所述变形部的两个表面上。
2.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述光热响应部嵌在所述变形部内。
3.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述光热响应部是包括光热材料的聚合物膜。
4.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，
其中，所述光热响应部包括具有元结构的金属图案。
5.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述光热响应部包括分散在所述变形部内的金属颗粒，并且
所述金属颗粒通过使用表面等离子体共振从所述发射的光产生所述热能。
6.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述变形部包括形状记忆聚合物。
7.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述底电极和所述顶电极在其间产生静电力，并且改变具有减小了机械刚度的所述变形部的形状。
8.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述柔性层还包括位于所述致动器部上的显示部，并且
所述显示部包括至少一个像素。
9.根据权利要求8所述的形状可变的电子装置，其中，所述显示部包括交替层叠在彼此上的发光层和电极，并且
所述发光层中的每个包括电致发光材料。
10.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述柔性层还包括位于所述致动器部上的传感器部，并且
所述传感器部识别用户的触摸。
11.根据权利要求1所述的形状可变的电子装置，其中，所述单元区域包括二维布置的多个单元区域，
所述光源单元包括分别位于所述多个单元区域中的多个光源单元，并且
当在平面中观察时，所述柔性层与所述多个单元区域叠置。
12.根据权利要求11所述的形状可变的电子装置，所述电子装置还包括支撑所述柔性层的支撑单元，
其中，当在平面中观察时，所述支撑单元围绕所述多个单元区域。
13.一种形状可变的电子装置，包括：
基板，具有二维布置的多个单元区域；
多个光源单元，分别位于所述多个单元区域中；
柔性层，位于所述多个单元区域上，所述柔性层水平地延伸跨越所述多个单元区域；以及
支撑单元，位于所述基板上并且支撑所述柔性层，
其中，所述柔性层包括：
底电极和顶电极，产生静电力；以及
变形部，位于所述底电极与所述顶电极之间，
其中，所述变形部的形状由于从所述光源单元发射的光和所述静电力而改变。
14.根据权利要求13所述的形状可变的电子装置，其中，所述柔性层还包括光热响应部，所述光热响应部接收所述发射的光并且将热能传递到所述变形部。
15.根据权利要求13所述的形状可变的电子装置，其中，所述变形部包括形状记忆聚合物。
16.根据权利要求13所述的形状可变的电子装置，其中，所述柔性层还包括位于所述变形部上的显示部，并且
所述显示部具有分别位于所述多个单元区域上的像素。
17.一种形状可变的电子装置的操作方法，所述形状可变的电子装置包括光源单元和位于所述光源单元上的柔性层，
其中，所述柔性层包括光热响应部、底电极、顶电极以及位于所述底电极与所述顶电极之间的变形部，并且
所述操作方法包括：
从所述光源单元向所述光热响应部发射光，其中，所述光热响应部接收所述光并产生热能；
通过使用所述热能加热所述变形部，其中，所述变形部被加热以降低其机械刚度；以及
在所述底电极与所述顶电极之间产生静电力以改变所述变形部的形状。
18.根据权利要求17所述的操作方法，其中，所述柔性层还包括显示部，并且
所述操作方法还包括通过使用所述显示部在具有改变了形状的所述柔性层上显示特定颜色。
19.根据权利要求17所述的操作方法，其中，所述柔性层还包括传感器部，并且
所述操作方法还包括通过使用所述传感器部来识别用户的施加在具有改变了形状的所述柔性层上的触摸。
20.根据权利要求17所述的操作方法，其中，所述柔性层的位于未被来自所述光源单元的光照射的区域中的形状不改变。
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