EP4150403A1 - Flexible display-vorrichtung, verfahren zum stabilisieren mindestens einer geometrischen konfiguration einer flexiblen display-vorrichtung, rollbare projektionswand, und verfahren zum stabilisieren einer ausgerollten konfiguration einer rollbaren projektionswand - Google Patents

Flexible display-vorrichtung, verfahren zum stabilisieren mindestens einer geometrischen konfiguration einer flexiblen display-vorrichtung, rollbare projektionswand, und verfahren zum stabilisieren einer ausgerollten konfiguration einer rollbaren projektionswand

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Publication number
EP4150403A1
EP4150403A1 EP21723658.7A EP21723658A EP4150403A1 EP 4150403 A1 EP4150403 A1 EP 4150403A1 EP 21723658 A EP21723658 A EP 21723658A EP 4150403 A1 EP4150403 A1 EP 4150403A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
display device
flexible
active material
rollable
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.)
Pending
Application number
EP21723658.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Adrian Ehrenhofer
Thomas Wallmersperger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Publication of EP4150403A1 publication Critical patent/EP4150403A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/58—Projection screens collapsible, e.g. foldable; of variable area
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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

Definitions

  • FLEXIBLE DISPLAY DEVICE METHOD FOR STABILIZING AT LEAST ONE GEOMETRIC CONFIGURATION OF A FLEXIBLE DISPLAY DEVICE, ROLLABLE PROJECTION SCREEN, AND METHOD FOR STABILIZING A ROLLED CONFIGURATION OF A ROLLED PROJECTION WALL
  • Various embodiments relate to a flexible display device, a method for stabilizing at least one geometric configuration of a flexible display device, a rollable projection screen, and a method for stabilizing a rolled-out configuration of a rollable projection screen.
  • Various embodiments relate to a flexible display device and a rollable projection screen, as well as a method for stabilizing the same, with a change in geometry of an active material or an active material and a stiffening resulting therefrom being used to stabilize the display device or the projection wall.
  • active materials sometimes also referred to as “smart materials”
  • hydrogels e.g. hydrogels
  • An “active material” can be understood to mean a material that can be reversibly mechanically deformed by non-mechanical stimulation (“activation”).
  • a “passive material”, in turn, can be understood to mean, for example, a material that does not have the abovementioned ability or in which the abovementioned ability is present but is not used.
  • a corrugated sheet structure can form, which can change, in particular increase, the flexural rigidity of the structure.
  • the change in flexural rigidity can be achieved by changing the geometry of the active material, or a layer or structure which the active material has or consists of.
  • the change in geometry can be adjustable and reversible, so that the flexural rigidity can be freely adjusted.
  • the extent of the change in geometry can depend on the strength of the stimulation and / or the duration of the stimulation.
  • An active material can therefore also be understood to mean, for example, a material that can be used as a sensor and / or actuator.
  • a rollable projection screen can also be implemented, for example, which does not require any additional fixation (e.g. by means of a metal rod or a metal frame).
  • a flexible display device a method for stabilizing at least one geometric configuration of a flexible display device, a rollable projection screen and a method for stabilizing a rollable projection screen according to the independent patent claims are provided. Further embodiments are described in the dependent claims.
  • a flexible display device comprising: a flexible layer; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the flexible layer for stabilizing at least one geometric configuration of the flexible layer, the at least one layer comprising an active material which is reversibly mechanically deformable by non-mechanical stimulation; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the flexible display device when the non-mechanical stimulation is applied to the active material, the flexible display device can be stabilized on the basis of a change in geometry of the flexible layer and of the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material.
  • the flexible layer can comprise or consist of a passive material.
  • the flexible layer can comprise or consist of an inorganic material.
  • the passive material can be an inorganic material.
  • the flexible layer can comprise or consist of an organic material.
  • the passive material can be an organic material.
  • the flexible layer can have or be a film.
  • the two opposite sides of the flexible layer can be an upper side and a lower side of the flexible layer.
  • the top and the bottom of the flexible layer can, for example, be parallel to a display surface of the flexible display device, for example parallel to a display surface of a display panel of the flexible display device.
  • the active material can be a material that expands or contracts when the at least one non-mechanical stimulation is applied.
  • the active material can be a material that expands or contracts isotropically upon application of the at least one non-mechanical stimulation.
  • An example of an active material that can expand or contract isotropically is a hydrogel.
  • active materials can also be used that expand or contract anisotropically, or generally undergo an anisotropic change in shape when the non-mechanical stimulation is applied.
  • the at least one layer can be designed in such a way that a flexural rigidity of the flexible display device is changed by the mechanical deformation of the active material.
  • the flexural rigidity of the display device can be increased by the mechanical deformation of the active material.
  • at least the structure of the flexible layer and the at least one layer containing the active material can be deformed (e.g. adopt a U shape, a bowl shape, a corrugated plate shape or another curved shape), whereby a change (in particular Increase) the flexural rigidity of the structure and thus the display device can be achieved.
  • the active material can transition from a first (e.g. undeformed or slightly deformed state) to a second (e.g. deformed or more strongly deformed) state through a non-mechanical stimulation, so that the flexural rigidity of the structure made of flexible layer and the at least a layer comprising the active material changes from a first value to a second value (in particular increased).
  • a first e.g. undeformed or slightly deformed state
  • a second e.g. deformed or more strongly deformed
  • the active material can switch from the second state back to the first state (in other words, the deformation can recede) if the (first) non-mechanical stimulation is omitted or if a second non-mechanical stimulation is applied to the active material is applied, which causes, for example, a deformation effect opposite to the (first) non-mechanical stimulation, so that the flexural rigidity of the structure of flexible layer and the at least one layer develops again towards the first value (in particular decreased).
  • the (first) non-mechanical stimulation can cause the active material to expand, and omitting the (first) non-mechanical stimulation or applying the second non-mechanical stimulation can cause the active material to contract again. This process can, for example, be reversible several times.
  • the flexural rigidity of the flexible display device can be set variably, for example by different strength and / or duration of the applied non-mechanical stimulation.
  • the at least one layer can be set up such that a flexural rigidity of the at least one layer when the active material is not in a deformed state is approximately equal to a flexural rigidity of the flexible layer.
  • a flexural rigidity of the at least one layer when the active material is not in a deformed state is approximately equal to a flexural rigidity of the flexible layer.
  • the flexural rigidity of the structure composed of flexible layer and the at least one layer and / or the flexural rigidity of the flexible display device can be increased by the mechanical deformation of the active material by a factor of at least 2, for example at least 5, for example at least 10, for example at least 100, for example at least 1000, for example at least 10,000.
  • the active material can comprise or be at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a piezopolymer), a polymer composite material, a shape memory material (for example a shape memory alloy or a shape memory polymer) .
  • the at least one non-mechanical stimulation can have or be an electrical stimulation, a thermal stimulation, a stimulation by light and / or a chemical stimulation.
  • Electrical stimulation can be, for example, the application of an electrical voltage or an electrical current to the active material.
  • the device for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material can be configured for applying the electrical voltage or the electrical current.
  • the device may have or be a suitable electrical circuit.
  • the electrical circuit can be electrically connected to the at least one layer.
  • Thermal stimulation can be, for example, heating or cooling of the active material.
  • the device for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material can be configured to heat or cool the active material.
  • the device can have or be a suitable heating element and / or cooling element.
  • the heating element and / or cooling element can be coupled to the at least one layer.
  • Stimulation by light can be, for example, irradiating the active material with light of a predetermined wavelength or light of a predetermined wavelength range.
  • the device for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material can be configured to irradiate the active material.
  • the device can have or be a suitable light source.
  • the predetermined wavelength range can be, for example, in the UV range or in the visible range, for example in the case of a hydrogel as the active material. Alternatively, however, other wavelengths or wavelength ranges are also possible.
  • Chemical stimulation can be, for example, a change in a pH value or a change in the concentration of at least one component of the active material (e.g. the hydrogel).
  • the device for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material can be configured to change the pH value or change the concentration.
  • the change in the pH value or the concentration of a surrounding or containing solution can be implemented by, for example, reversible chemical reactions or light-induced chemical reactions or oxidation reactions or electrochemical reactions.
  • the change in the pH value or the concentration can be implemented by microfluidic supply from a reservoir.
  • the at least one layer can only be arranged on one of the two opposite sides of the flexible layer.
  • a mechanical deformation of the active material can, for example, bring about a curvature of the flexible layer or the structure made up of a flexible layer and at least one layer. This can, for example, enable or help to convert the flexible display device from a flat state to a curved state, and back again.
  • the at least one layer can have a plurality of partial layers that are separate from one another.
  • Each sub-layer can, for example, have the shape of a patch, for example a strip, with a length, width and height.
  • the length can be larger than the width.
  • the width can be greater than the height.
  • the height can be equal to the thickness of the partial layer.
  • the patches can be arranged parallel to one another.
  • the patches can all have the same dimensions.
  • the patches can be arranged equidistantly.
  • the sub-layers can for example be stimulated non-mechanically together, or one or more of the sub-layers can be non-mechanically stimulated independently of the other sub-layers.
  • one or more, e.g. all, partial layers can be stimulated individually (e.g. electrically controlled).
  • a mechanical deformation of the active material in the respective sub-layer can take place independently of the mechanical deformation of the active material of the other sub-layers. In this way, for example, locally different deformations of the at least one layer or the structure made up of a flexible layer and at least one layer can be achieved.
  • the at least one layer can have a first layer, which is arranged on one of the two opposite sides of the flexible layer, and a second layer, which is arranged on the other of the two opposite sides of the flexible layer.
  • a first layer comprising an active material (or the active material) can be arranged on one of the two opposite sides of the flexible layer
  • a second layer can be arranged on the other of the two opposite sides of the flexible layer, which comprises an active material (or the active material).
  • the second layer can act, for example, as a compensation layer which counteracts an excessive deformation (e.g. curvature), or a deformation in a certain direction, of the flexible layer, which is caused by a mechanical deformation of the active material of the first layer.
  • the second layer can reduce the deformation of the flexible layer.
  • both the first layer on one side (e.g. top or bottom) of the flexible layer and the second layer on the other (opposite) side of the flexible layer have an active material when a non-mechanical stimulation is applied to the active material Material
  • an effect of a mechanical deformation of the active material on one side (eg top or bottom) of the flexible layer on the flexible layer can be compensated for by an opposite effect of a similar deformation of the active material on the other side of the flexible layer.
  • the effects of the mechanical deformations of the active material on the two sides of the flexible layer on the flexible layer can at least partially cancel each other out, so that an excessive deformation of the flexible layer or a deformation in a certain direction can be reduced or prevented.
  • the first layer can have a plurality of partial layers separated from one another and the second layer can have at least one partial layer.
  • Each sub-layer can, for example, be in the form of a patch, e.g. a strip, with a length Have width and height. The length can be greater than the width. The width can be greater than the height. The height can be equal to the thickness of the partial layer.
  • the patches of the first layer can be arranged parallel to one another. The patches of the first layer can be arranged equidistantly. The patches of the first layer can be arranged perpendicular to the patch or patches of the second layer. The patch or patches of the second layer can overlap the strips of the first layer.
  • the sub-layers (e.g. patches) of the first layer can, for example, be non-mechanically stimulated together, or one or more of the sub-layers can be non-mechanically stimulated independently of the other sub-layers.
  • one or more, e.g. all, partial layers can be stimulated individually (e.g. electrically controlled).
  • a mechanical deformation of the active material in the respective sub-layer can take place independently of the mechanical deformation of the active material of the other sub-layers.
  • the first layer and the second layer can each have a plurality of partial layers that are separate from one another.
  • Each sub-layer can, for example, have the shape of a patch, e.g. a strip, with a length, width and height. The length can be greater than the width. The width can be greater than the height. The height can be equal to the thickness of the partial layer.
  • the patches of the first layer can be arranged parallel to one another. The patches of the first layer can be arranged equidistantly.
  • the patches of the second layer can be arranged parallel to one another. The patches of the second layer can be arranged equidistantly.
  • the patches of the first layer can be arranged parallel to the patches of the second layer.
  • the patches of the first layer can be arranged offset from the patches of the second layer.
  • the patches of the first layer can have the same dimensions as the patches of the second layer.
  • the sub-layers of the first layer and / or the second layer can, for example, be non-mechanically stimulated together, or one or more of the sub-layers can be non-mechanically stimulated independently of the other sub-layers.
  • one or more, e.g. all, partial layers can be stimulated individually (e.g. electrically controlled).
  • a mechanical deformation of the active material in the respective sub-layer can take place independently of the mechanical deformation of the active material of the other sub-layers. In this way, for example, locally different deformations of the at least one layer can be achieved.
  • the flexible display device can be set up as a rollable display device or a foldable display device.
  • the at least one layer can be formed in such a way that, when the active material is in a deformed state, the flexible layer and the at least one layer have a wave shape. As a result of the wave shape, the flexural rigidity of the structure composed of the flexible layer and the at least one layer and thus the flexural rigidity of the flexible display device can be greatly increased.
  • the at least one geometric configuration of the flexible layer can have or be at least one of the following configurations: a planar configuration; a configuration having at least one curved portion; a configuration with at least one angled section.
  • the at least one geometric configuration of the flexible layer can have or be at least one of the following configurations: a rolled-up configuration; a folded configuration.
  • the flexible display device can be set up as: a liquid crystal display device; a plasma display device; a light emitting diode (LED) display device; an organic light emitting diode (OLED) display device; or an electrophoresis display device.
  • a liquid crystal display device a plasma display device; a light emitting diode (LED) display device; an organic light emitting diode (OLED) display device; or an electrophoresis display device.
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • the flexible display device can furthermore have a display layer for displaying an image and a compensation layer arranged between the display layer and the flexible layer for reducing or preventing a mechanical deformation caused by the mechanical deformation of the active material of the at least one layer the display layer.
  • the compensation layer can partially or completely prevent a (e.g., wave-shaped) deformation of the flexible layer caused by the mechanical deformation of the active material from being transferred to the display layer.
  • the compensation layer can absorb the (e.g. wave-shaped) deformation of the flexible layer, but on its opposite side retain its (e.g. planar) shape and thus partially or completely prevent the (e.g. wave-shaped) deformation of the flexible layer transfers to the display layer.
  • the display layer can be flexible.
  • the display layer can, for example, have or consist of a flexible material.
  • the display layer can have or be a film.
  • the flexible layer can be a display layer for displaying an image, or the flexible display device can furthermore have a display layer arranged on or above the flexible layer for displaying an image, the flexible The display device can furthermore have an electronic compensation circuit for compensating for an image error caused by the mechanical deformation of the active material of the at least one layer in an image represented by the display layer.
  • a deformation of the display layer caused by the mechanical deformation of the active material can clearly lead, for example, to the distance between two pixels on the display layer changing compared to the distance in the non-deformed state.
  • Image errors caused by the changed pixel spacings for example distortions or brightness deviations, can be clearly corrected or avoided by means of a suitable changed control of the pixels.
  • the flexible layer can have or consist of a plurality of flexible partial layers arranged one above the other.
  • the flexible layer can have or consist of a layer stack of flexible partial layers.
  • the at least one layer for stabilizing the at least one geometric configuration of the flexible layer (hereinafter also referred to as at least one stabilization layer) can be arranged on at least one of two opposite sides of at least one of the flexible partial layers.
  • a stabilization layer can be arranged on one or both sides of one or more of the partial layers.
  • an electronic device can have a flexible display device according to one or more of the aspects or embodiments described herein, wherein the electronic device is set up, for example, as: a television (eg flat screen television such as LCD, LED, PDP or OLED -TV); a mobile phone (e.g. smartphone); an electronic computing device (e.g. PC, laptop, tablet, notebook, etc.); data glasses ("smart glasses") (e.g. augmented reality glasses or virtual reality glasses); or an e-paper (electronic paper).
  • the electronic device can be, for example, a portable electronic device.
  • the electronic device can be a stationary electronic device.
  • the stabilization described here by means of a change in geometry can, for example, prevent the e-paper from bending (e.g. due to its own weight) when it is held in the hand.
  • bending e.g. due to its own weight
  • the flexible display device can be in the electronic device (e.g. in a mobile phone (e.g. smartphone), in data glasses (e.g. augmented reality glasses or virtual reality glasses) or in an electronic computing device (e.g. notebook, tablet )) be designed, for example, as a roll-out display device that can be rolled out, for example, from a housing of the electronic device.
  • a mobile phone e.g. smartphone
  • data glasses e.g. augmented reality glasses or virtual reality glasses
  • an electronic computing device e.g. notebook, tablet
  • Stabilization by means of a change in geometry, for example, prevents the roll-out display device from bending in the rolled-out state (for example due to its own weight).
  • a method for stabilizing at least one geometrical configuration of a flexible display device comprising: in at least one geometrical configuration of the flexible display device, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer which is connected to at least one of two opposite sides of a flexible layer of the display device is arranged, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material in such a way that a flexural rigidity of the flexible display device is changed.
  • a (e.g., wave-shaped) deformation of the layer structure comprising the flexible layer and the at least one layer can be achieved, as a result of which the flexural rigidity of the structure and thus of the flexible display device can change.
  • the mechanical deformation of the active material can cause an increase in the flexural rigidity of the flexible display device.
  • a change in geometry of the flexible layer and of the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material can increase a flexural rigidity of the flexible display device and thereby stabilize the flexible display device.
  • a rollable projection screen (also referred to as a rollable screen) comprising: a rollable layer; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the rollable layer for stabilizing a rolled-out configuration of the rollable layer, the at least one layer comprising an active material which is mechanically deformable by non-mechanical stimulation; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the rollable projection screen when the non-mechanical stimulation is applied to the active material, can be stabilized due to a change in geometry of the rollable layer and the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material.
  • the rollable projection screen can also have a device for rolling the rollable layer in and out.
  • the rollable layer can comprise or consist of a passive material.
  • the at least one layer when the active material is in the undeformed state, can be rolled up or rolled out together with the rollable layer, for example by means of the device for rolling the rollable layer in and out.
  • the device for rolling the rollable layer in and out can have a roller, the rollable layer being at least indirectly attached to the roller.
  • the device for rolling the rollable layer in and out can also have a motor mechanically coupled to the roller for driving the roller.
  • the device for rolling the rollable layer in and out can also have a controller coupled to the motor for controlling the motor.
  • the device for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material can be set up in such a way that it only applies the non-mechanical stimulation in a sub-area of the at least one layer, the sub-area of the rollable projection screen (more precisely: the rollable components the rollable projection screen) corresponds to the active material.
  • a change e.g.
  • the flexural rigidity of the rollable projection screen (more precisely: a flexural rigidity of the structure of the rollable layer and the structure of the projection screen that has at least one layer) can be generated in the unrolled sub-area of the rollable projection screen, while the flexural rigidity in one not (or not yet) unrolled part of the projection screen may have an unchanged (eg original, eg lower) value.
  • the already unrolled or unrolled part of the projection screen can be stabilized by the at least one layer (stabilization layer), e.g. in a planar configuration, while the not yet unrolled part of the projection screen can be unrolled.
  • the part of the projection screen (already) on the roll can be easily rolled if the active material in this part of the stabilization layer is not (no longer) stimulated , while the part of the projection screen that has not yet been rolled up onto the roll can (still) be stabilized by the stabilization layer.
  • the rollable projection screen can be set up as a reflected-light screen or a transmitted-light screen. According to various embodiments, the rollable projection screen can be set up, for example, for use in a home theater system or a slide projection system.
  • a method for stabilizing a rolled-out configuration of a rollable projection screen comprising: in a rolled-out configuration of the rollable projection screen, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer, which on at least one of two opposite sides of a rollable layer of the rollable projection screen is arranged, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material, such that a flexural rigidity of the rollable projection screen is changed.
  • the mechanical deformation of the active material can cause an increase in the flexural rigidity of the rollable projection screen.
  • a change in geometry of the rollable layer and the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material can increase a flexural rigidity of the rollable projection screen and thereby stabilize the rollable projection screen.
  • the mechanical deformation of the active material can clearly cause a (e.g. wave-shaped) deformation of the rollable layer and the layer structure having at least one layer, whereby a flexural rigidity of the structure and thus of the projection screen can be changed (e.g. increased).
  • non-mechanical stimulation of an active material can be used to change the geometry of a layer arrangement which has a layer containing the active material and a flexible layer (which has a passive material, for example), thereby stabilizing a flexible display device or a rollable display device Projection screen, which contains the layer arrangement, can be achieved.
  • the change in geometry can consist of a transition from a planar to a curved, for example corrugated (e.g. corrugated sheet-metal) structure of the layer arrangement.
  • the display device or the projection wall can be stabilized, in particular transition from an originally less rigid to a more rigid state.
  • the display device can, for example, go from an originally flexible (bendable) state to a rigid state.
  • the stabilization of the display device or the projection wall (in other words, the stabilized state of the display device or Projection screen) for the duration of the application of the non-mechanical stimulation to the active material.
  • the stabilization of the display device or the projection wall can be for a duration of at least one second, for example for a duration of at least one minute, for example for a duration of for at least one hour, for example for a period of at least one day.
  • Embodiments which are described in this application in connection with one or more devices described in this application can also be applied in an analogous manner to one or more methods described in this application, and vice versa.
  • Embodiments that are described in this application in connection with a flexible display device can also be used in an analogous manner on a rollable projection screen, and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a flexible display device according to various embodiments
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a method for stabilizing at least one geometric configuration of a flexible display device according to various embodiments
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a rollable projection screen according to various embodiments
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a method for stabilizing a rolled-out configuration of a rollable projection screen according to various embodiments
  • FIG. 6 shows a schematic illustration to illustrate aspects of various embodiments
  • 7 shows an example to illustrate a stiffening effect used in various embodiments
  • FIG. 8A shows a schematic illustration of a two-dimensional layer structure to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 8B is a schematic illustration of various behaviors of the structure shown in FIG. 8A to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 9 is a schematic illustration of a plate shape, a U-shape and a corrugated plate shape to illustrate aspects of various embodiments
  • 10A shows a schematic illustration of a two-dimensional layer structure to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 10B shows various temperature states and associated configurations of the layer structure shown in FIG. 10A; FIG.
  • 11A and 11B show the dependence of moments of inertia of the layer structures shown in FIGS. 10A and 13A on their flexural state;
  • FIGS. 12A to 12C show schematic representations of various active-passive layer structures to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 13A shows a schematic illustration of a two-dimensional layer structure to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 13B shows various temperature states and associated configurations of the layer structure shown in FIG. 13A;
  • FIG. 14A shows a schematic illustration of a three-dimensional layer structure to illustrate aspects of various embodiments
  • FIG. 14B shows a central cross section of the layer structure shown in FIG. 14A.
  • flexible as used herein can be understood, for example, in such a way that an element, a layer or a device (e.g. the flexible layer or the flexible display device) (or parts thereof) is bendable, pliable, elastic, is movable and / or foldable.
  • rollable can be understood, for example, in such a way that an element, a layer or a device (e.g. the rollable layer or the rollable projection screen) (or parts thereof) is flexible and of a wholly or partially rolled up (or rolled up) configuration (eg rolled up onto a roll) can be converted into a fully or partially unrolled (or rolled out) configuration (eg a planar configuration) by rolling, and / or vice versa.
  • a layer or a device e.g. the rollable layer or the rollable projection screen
  • display device or “display” as used herein can be understood to mean, for example, a device for optical signaling (display) of variable information.
  • projection wall or “picture wall” as used herein can be understood, for example, as a collecting surface (projection surface) set up for projection purposes for viewing a projected image.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a flexible display device 100 according to various embodiments.
  • the flexible display device 100 can have a flexible layer 101.
  • the flexible layer 100 can have a first side 101a and a second side 101b opposite the first side 101a.
  • the flexible layer 100 can comprise or consist of a passive material.
  • a layer 102 can be arranged which for stabilization at least one geometric configuration of the flexible layer 101 is established.
  • the layer 102 can have an active material 102a which is reversibly mechanically deformable by non-mechanical stimulation.
  • the flexible display device 100 can furthermore have a device 103 which is set up for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material 102a.
  • the application of the at least one non-mechanical stimulation is shown schematically in FIG. 1 by the arrow 104.
  • the layer arrangement 101/102 can assume a corrugated plate-like shape when the active material 102a is deformed (not shown in FIG. 1, see, for example, layer structure 501 in FIG. 5 or layer structure 601 in FIG.
  • the layer arrangement 101/102 can assume a simply curved shape (eg U-shape) when the active material 102a is deformed, which also increases the flexural rigidity of the layer arrangement 101/102 and / or achieves a curved state of the display device 100 can be.
  • a simply curved shape eg U-shape
  • the change in shape of the layer arrangement 101/102 can be reversed again, e.g. by omitting the non-mechanical stimulation or by applying a further non-mechanical stimulation which causes an opposite deformation of the active material 102a. Furthermore, the change in shape of the layer arrangement 101/102 can be repeated several times, e.g. as often as desired.
  • the representation of the individual elements 101, 102, 103 of the display device 100 shown in FIG. 1 is schematic and, for example, is not restrictive with regard to the spatial arrangement of the elements 101, 102, 103 relative to one another, apart from the fact that the layer 102 is formed on one or both of the sides 101a and 101b of the layer 101. It should also be noted that the layer 102 does not have to extend over the entire surface of the side 101a and / or the side 101b but, for example, only over a part or a plurality of parts. For example, the layer 102 can have a plurality of separate sub-layers.
  • the device 103 for applying the non-mechanical stimulation for example depending on the type of stimulation (electrical, chemical, thermal, optical, etc.) can have one or more sub-elements and / or can be physically and / or electrically connected to the layer 102 be.
  • the flexible display device 100 can have additional elements, not shown in FIG. 1, which can be in physical and / or electrical contact with one or more of the elements 101, 102, 103.
  • the flexible display device may have one or more additional flexible layers (e.g. one or more functional layers such as a display layer or a display panel).
  • the flexible display device 100 or parts thereof can, in particular, also be configured in accordance with one or more of the embodiments described in this application.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a method 200 for stabilizing at least one geometric configuration of a flexible display device according to various embodiments, for example the display device 100 shown in FIG. 1.
  • the method may, in 202, include: in at least one geometric configuration of the flexible display device, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer which is arranged on at least one of two opposite sides of a flexible layer of the display device , wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material such that a flexural rigidity of the flexible display device is changed.
  • the deformation of the active material can cause a (e.g., wave-like) deformation of the layer structure comprising the flexible layer and the at least one layer, which can lead to a change (e.g. increase) in the flexural rigidity of the structure and thus of the flexible display device.
  • the method 200 or parts thereof can furthermore be configured in accordance with one or more of the embodiments described in this application.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a rollable projection screen 300 according to various embodiments.
  • the projection screen 300 can have a rollable layer 301.
  • the rollable layer 301 can have a first side 301a and a second side 301b opposite the first side 301a.
  • the rollable layer 301 can comprise or consist of a passive material.
  • a layer 302 can be arranged on at least one of the two opposite sides 301a and 301b (in the example shown on the second side 301b, alternatively on the first side 301a or on both sides 301a and 301b), which is used to stabilize a rolled-out configuration of the rollable Layer 301 is established.
  • the layer 302 can have an active material 302a which is mechanically deformable by non-mechanical stimulation.
  • the projection wall 300 can furthermore have a device 303 which is set up for applying at least one non-mechanical stimulation to the active material 302a.
  • the application of the non-mechanical stimulation is shown schematically in FIG. 3 by the arrow 304.
  • the rollable projection screen 300 shown in FIG. 3 by activating the active material 302a in the layer 302, a mechanical deformation (deformation, e.g. expansion) of the active material 302a and, as a result, a (for example corrugated plate-like) deformation of the layer structure 301/302 can be achieved, whereby a flexural rigidity of the layer structure 301/302, and thus the projection screen 300 (more precisely: the rollable components of the projection screen 300) can be increased, which can lead to a stabilization of a rolled-out configuration of the projection screen 300.
  • a mechanical deformation deformation, e.g. expansion
  • a (for example corrugated plate-like) deformation of the layer structure 301/302 can be achieved, whereby a flexural rigidity of the layer structure 301/302, and thus the projection screen 300 (more precisely: the rollable components of the projection screen 300) can be increased, which can lead to a stabilization of a rolled-out configuration of the projection screen 300.
  • the first side 301a of the rollable layer 301 can, but does not necessarily have to be, a side pointing in the direction of a projection device (a projector) and / or a viewer of an image projected onto the projection wall.
  • the projection screen 300 can furthermore have a device for rolling the rollable layer 301 in and out.
  • the device can, for example, as shown in FIG. 3, have a roller 304 onto or from which the rollable layer 301 can be rolled up or unrolled.
  • the roller 305 can be driven, for example, by a motor (not shown).
  • the roller 305, the motor and the device 303 can be accommodated in a housing 306, for example.
  • the roller 305 can be driven manually, for example by means of a crank mechanism.
  • the projection screen 300 is shown in a rolled-out state, in which clearly by means of a stiffening of the layer structure 301/302 caused by a deformation of the active material 302a, the rolled-out part of the projection screen 300 has a stable (e.g. vertical) Has or maintains configuration. In other words, it can be avoided, for example, when the rolled-out part of the projection screen 300 is oriented vertically, for example, from bending under its own weight.
  • the rollable projection screen 300 can have additional elements, not shown in FIG. 3, which can be in physical and / or electrical contact with one or more of the elements 301 to 306.
  • the rollable projection screen 300 can have one or more additional rollable layers in addition to the rollable layer 301 shown in FIG. 3.
  • the one or more additional rollable layers can be arranged, for example, on the first side 301 a of the rollable layer 301.
  • a compensation layer described below can be formed on the rollable layer 301.
  • the compensation layer also serve as a projection surface for the projection wall.
  • an additional rollable layer can be formed on the compensation layer, which can serve as a projection surface. All layers of the rollable projection screen 300 can, for example, be rolled up together onto the roll 305.
  • the projection screen 300 or parts thereof can furthermore be designed in accordance with one or more of the embodiments described in this application.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a method 400 for stabilizing a rolled-out configuration of a rollable projection screen according to various embodiments, for example the projection screen 300 shown in FIG. 3.
  • the method may, in 402, comprise: in a rolled out configuration of the rollable projection screen, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer which is arranged on at least one of two opposite sides of a rollable layer of the rollable projection screen, the non-mechanical Stimulation causes a mechanical deformation of the active material in such a way that a bending stiffness of the rollable projection screen is changed.
  • the deformation of the active material can cause an increase in the flexural rigidity of the rollable projection screen.
  • the flexural rigidity of the projection screen (more precisely: the flexural rigidity of the structure which the rollable layer and the at least one layer has), a stiffening and thus a stabilization of a rolled-out configuration of the rollable projection screen can be clearly achieved.
  • the method 400 or parts thereof can furthermore be configured in accordance with one or more of the embodiments described in this application.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration 500 for illustrating an aspect of various embodiments.
  • FIG. 5 shows a layer structure comprising an active-passive composite 501 (in other words, an active-passive composite structure), which has a layer comprising an active material and a having a layer comprising passive material, a compensation layer 502 arranged on the composite 501 and a functional layer 503 arranged thereon.
  • an active-passive composite structure in other words, an active-passive composite structure
  • the active-passive composite 501 can be, for example, a similar layer arrangement 101/102 shown in FIG. 1 or the layer arrangement 301/302 shown in FIG shown in fig.
  • the composite (composite structure) 501 may have a non-corrugated plate-like shape when the non-mechanical stimulation of the active material is absent, and may assume a corrugated plate-like shape when the non-mechanical stimulation is applied to the active material, as shown in FIG. 5.
  • it has increased flexural rigidity and can therefore serve to stabilize, for example, a geometric configuration of the flexible display device 100 or a rolled-out configuration of the projection wall 300.
  • the functional layer 503 can be arranged over the composite structure 501.
  • the functional layer 503 can be, for example, a display layer for displaying an image.
  • the functional layer 503 can have a multiplicity of pixels, for example.
  • the functional layer 503 can be, for example, a layer serving as a projection surface onto which an image can be projected.
  • the compensation layer 502 can be formed between the composite structure 501 and the functional layer 503.
  • the compensation layer 502 can compensate for the (e.g. corrugated plate-like) deformation of the composite structure 501 (of the composite 501), so that the compensation layer 502 assumes the same (e.g. corrugated plate-like) deformation on its side facing the active-passive composite 501, on its side facing away from the composite 501 However, the side retains a non-deformed (eg non-corrugated plate-like) structure. In this way, for example, even if the active-passive composite 501 has a corrugated sheet shape, the functional layer 503 can have an independent (eg planar) shape.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration 600 for illustrating a further aspect of various embodiments.
  • FIG. 6 shows an active-passive composite 601 in a non-deformed state (above) and in a state that is deformed in the manner of a corrugated plate (below).
  • the active-passive composite 601 can be, for example, the layer arrangement of the layers 101 and 102 shown in FIG. 1, which deforms in the form of a wave plate when the active material 101a of the layer 101 is stimulated, as shown in FIG. 6.
  • the composite (composite structure) 601 may have a non-corrugated plate-like shape when the non-mechanical stimulation of the active material is absent, and may assume a corrugated plate-like shape when the non-mechanical stimulation is applied to the active material, as shown in FIG. 6. In the corrugated plate-like state of the composite structure 601, it has increased flexural rigidity and can therefore serve to stabilize a geometric configuration of the flexible display device 100.
  • the passive layer of the active-passive composite 601 can be a functional layer, in particular a display layer for displaying an image, of a flexible display device (e.g. the Display device 100).
  • the functional layer can, for example, have a large number of pixels.
  • four pixels A, B, C, D of the plurality of pixels are shown by way of example.
  • an electronic compensation circuit can be provided in a flexible display device according to various embodiments to compensate for an image error caused by the mechanical deformation in an image represented by the display layer.
  • the pixels can be controlled in such a way that any deviations in the image display caused by the changed pixel spacings are compensated for. For example, the color and / or brightness values of individual pixels can be adjusted.
  • hydrogels as the active material.
  • active materials such as electroactive polymers, piezoelectric or electrostrictive materials (e.g. piezoceramics or piezopolymers), polymer composites, shape memory materials (e.g. shape memory alloys or shape memory polymers).
  • shape memory materials e.g. shape memory alloys or shape memory polymers
  • the swelling (e.g. swelling) of active materials such as hydrogels combined with passive layers enables the design of shell-forming structures.
  • a shell-like structure offers different properties than a flat structure, e.g. variations in bending stiffness along different directions.
  • a significant increase in flexural rigidity is advantageous for rollable / flexible displays, for example: in their rolled out form, these should be sufficiently stable (stiff) to withstand bending (e.g. sagging) due to their own weight. At the same time, they should be flexible enough to be rolled up.
  • this can be achieved by forming a shell.
  • combined active-passive layer structures e.g. composite structures
  • shells in other words, can assume the shape of at least one shell.
  • hydrogels can be used with isotropic swelling capabilities.
  • Hydrogels can be understood as meaning, for example, polymers in an aqueous environment with the ability to swell (expand) and swell (contract) caused by external stimuli.
  • the combined mechanical behavior can be modeled, for example, using the so-called temperature expansion model (TEM), and numerical results can be obtained using finite element simulations.
  • TEM temperature expansion model
  • the layer structures described here can be used, for example, to provide soft, rollable films that can be stiffened by intrinsic activation.
  • stimulus-active materials eg hydrogels
  • passive layers eg hydrogels
  • active composite structures eg hydrogels
  • Embodiments can take advantage of the isotropic swelling abilities that characterize hydrogels.
  • temperature-sensitive hydrogels such as poly (A / -isopropyl-acrylamide) (PNiPAAm) can be used as active materials.
  • PNiPAAm poly (A / -isopropyl-acrylamide)
  • active-passive composite structures can be used for structures with switchable rigidity in order to stabilize flexible, e.g. rollable, displays.
  • Flexible, e.g. rollable, displays are currently the focus of attention in the area of portable devices.
  • shell formation effects or wave formation effects can be achieved on a macroscopic scale by means of suitable material combinations and geometry combinations in composite structures composed of active and passive materials.
  • a transition from a flat configuration (a layer structure) to a curved configuration (the layer structure) is clearly used in order to achieve stabilization (the layer structure).
  • the curved configuration can have a higher (bending) rigidity than the flat configuration.
  • the curved configuration can be, for example, a relatively simple curved configuration, such as a U-shaped curved configuration, or a curved configuration having a more complex shape, such as a wave-like shape.
  • FIG. 1 An example to illustrate the use of the stiffening effect described above is shown in FIG. 1
  • FIG. 7 shows holding a paper 640 in a hand 630.
  • the paper 640 is held so that it has a deformed shape that resembles a “U” in a cross section (along the short side of the paper 640).
  • the paper 640 with the U-shape has a significantly higher flexural rigidity, so that the paper 640 does not bend when it is held in the hand 630.
  • the rigidity of each individual component plays a central role.
  • the term “rigidity” can be understood as the resistance of a body to elastic deformation caused by a force or a moment.
  • the term “flexural rigidity” can accordingly be understood to mean the resistance of a body to elastic deformation caused by a bending moment.
  • the rigidity of a component depends not only on the elastic properties of the material (for example, the modulus of elasticity and the Poisson's ratio), but also on the geometry of the component. In mechanics, stiffness describes a combined value of material and geometry properties of a structure.
  • the curvature K of the beam is defined by where E is the modulus of elasticity, / is the geometrical moment of inertia and M b is the bending moment load.
  • the bending stiffness K E I therefore contains both a material parameter E and a geometry parameter /. This relationship is crucial, since the same bending behavior can be obtained under the same load with different pairings of the material and geometry parameters.
  • the area moment of inertia / scales with the third power of the fleas and linearly with the width. A slight increase in the number of fleas is therefore very effective in increasing the rigidity of a structure without changing the material. This is used, for example, for profiled steel girders with double-T profiles.
  • the structure 700 represents the cross section of a beam.
  • the upper layer 702 consists of an active material which can carry out isotropic expansion, for example the FHydrogel poly (N-isopropyl-acrylamide). It is firmly connected to a lower passive layer 701.
  • the moduli of elasticity E active , £ passive and the fleas h active , /? Passive of the two layers 701 and 702 are varied according to Table 1 below.
  • the modulus of elasticity E and the height h of the active and passive layers are varied in order to form test cases I to V.
  • the two-dimensional structure is fixed on the left side with a fixed bearing 703 and on the right side with a sliding bearing 704.
  • FIG. 8B shows a comparison of different rigidity combinations between the active layer 702 and the passive layer 701.
  • the fastening of the structures 701/702 is implemented as shown in FIG. 8A.
  • Case III and case V are distinguished by a passive layer 701 that is very soft compared to the active layer 702, ie KP assive «K active . In such structures 701/702 the overall behavior is dominated by the free swelling of the hydrogel of the active layer 702.
  • the difference in the material's modulus of elasticity is high (e.g. when pairing a hydrogel with a metal), this can be compensated for by the ratio of the layer thicknesses (thin metal foil and thick hydrogel) in order to achieve stiffnesses for the active and passive layer of the same order of magnitude. In this way, a combined deformation of the active and passive layer can be observed, although the passive layer has a (eg much) higher modulus of elasticity.
  • Combinations of isotropic hydrogels with anisotropic passive materials can fall into different categories depending on the direction. For example, for fiber-reinforced hydrogel composite materials, the behavior in the direction of the fibers can be dominated by the fibers due to their very high modulus of elasticity (case I). In the perpendicular directions, the cross-section of the fibers is very small compared to the hydrogel matrix (case V). Therefore the behavior in this direction can be dominated by the free swell.
  • the behavior of structures according to Case II can be used to stabilize flexible displays.
  • the actual rigidity (material properties and geometry) of a flexible display can generally depend on the display technology used. If the rigidity conditions are known, a behavior according to case II can be achieved for a wide variety of display technologies.
  • Shells are solid structures with any curvature.
  • the theoretical background for modeling composite shells is relatively extensive.
  • aspects of the modeling of composite shells are briefly discussed using a simple example model. Namely, the bending behavior of BERNOULU beams described by the above equation (1) will be explained.
  • This simple example model already provides basic insights into the change in the stiffness of structures when bending. Quantitative statements can be obtained with advanced modeling techniques.
  • FIG. 9 shows a plate 901 and the same structure in a curved U-shape (lower left) and a corrugated plate shape (lower right).
  • the plate-like structure (top) has a much lower bending stiffness when bending around the x-axis than the bowl-shaped structure (bottom left) or the corrugated sheet structure (bottom right) with the same volume.
  • corrugated sheets e.g. corrugated iron
  • corrugated iron can enable inexpensive and stable roofing. It can be produced in a simple manner by local plastic deformation, e.g. by means of roll forming.
  • a concept for reversibly inducing local swelling and decongesting for the formation of corrugated plate-shaped structures.
  • This can be achieved by using an active-passive composite made of an active material (e.g. a hydrogel) and a passive material.
  • an active material e.g. a hydrogel
  • a passive material e.g. a hydrogel
  • the stiffnesses of both components of the composite are of the same order of magnitude in order to enable the deformation of the combination structure.
  • the Deformation (e.g. bending) of the structure can clearly be seen as a reaction to (mechanical) tensions (stress) occurring inside the material.
  • the deformation (eg bending) of the structure can reduce mechanical stresses in the composite that are caused by the swelling of the active material.
  • TEM temperature expansion model
  • NETEM normalized ETEM
  • ow denotes the actual tension (stress)
  • Ekimn the elasticity tensor, which in the linear elastic case is the two constants of the linear elastic material behavior, i.e. the modulus of elasticity
  • indices k, I, m, ne [x, z] denote the corresponding tensor basis, and the EiNSTEiN sums convention applies (ie, indices that occur twice are added up).
  • example material data is used for the purpose of illustration.
  • the structure has an active layer 1002 (upper layer) and a passive layer 1001 (lower layer).
  • Preparatory two-dimensional (2D) simulations of the beam cross-section show the desired effect, see FIG. 10A.
  • the rectangularly shaped cross section in the x-y plane bends about the z-axis (perpendicular to the image plane) due to swelling of the active material of the active layer 1002 and active-passive interaction similar to case II in FIG. 8B.
  • the rectangular cross-section changes into an inverted U-profile and finally curves to an O-shaped hollow profile, see FIG ° C shows corresponding configurations “A”, “B” and “C” of the two-layer bar structure 1001/1002 of FIG. 10A.
  • the moment of inertia is related to the coordinate system in the center of mass of the original and deformed structures.
  • the change in stiffness as a function of temperature is shown in FIG. 11A (curve 1102). That is to say, curve 1102 in FIG. 11A represents the moment of inertia / xx for a bend about the x-axis for the structure of FIG. 10A.
  • Fig. 11B The results of the moment of inertia / yy are shown in Fig. 11B (curve 1152). That is, curve 1152 in Fig. 11B represents, for the structure of Fig. 10A, the moment of inertia / yy for a bend about the y-axis.
  • 11A and 11B show that the swelling of the simple two-layer structure according to FIG. 10A (U formation) leads to a change in / xx and / yy.
  • FIG. 12A shows a two-layer structure with an active upper layer 1202 and a passive lower layer 1201 in the undeformed state (left) and in the deformed state (right).
  • the additional bend about the x-axis is not desirable in some cases, but in other cases it can be used, for example, to implement a curved display.
  • a compensation layer made of active material can be added, for example, to counteract this bending (it should be noted here that the compensation layer described here differs from that described in connection with FIG. 5 compensation layer 502 described and in particular has a different function).
  • a compensation layer 1203 with the dimensions 33.3 mm c 3.33 mm c 1000 mm was inserted on the underside, see FIGS. 12B and 12C.
  • the compensation layer 1203 extends over the entire length of the beam and therefore exerts a great influence on bending about the x-axis.
  • the influence of bending about the z-axis (which counteracts the U-deformation) is, however, small, since the compensation layer 1203 only extends over a third of the beam width.
  • the active layer does not extend over the entire length of the bar, but is in the form of a patch 1202a, which extends over the entire width but only over 1/3 of the length of the beam (FIG. 12B), or 24 patches 1202b, each of which extends over the entire width but only over 1/50 of the length of the beam (FIG. 12C).
  • the hydrogel patches on the upper side lead to a bend about the z-axis as in FIG. 10A and thus to a U-deformation. In contrast to the compensation layer, its influence on the U-deformation is much higher.
  • the dimensions of the patches are given in Table 2 shown below.
  • Table 2 shows the three test cases “UbeamO”, “Ubeaml” and “Ubeam24” shown in FIGS. 12A to 12C, as well as the corresponding geometry of the respective U-shaped bar structure.
  • the geometry is given as width c height c length, ie k c / y c k.
  • the structure with a compensation layer and a patch leads to a waveform with swelling, see FIG. 12B.
  • 12B shows a structure in which, in addition to the compensation strip 1203 on the lower side of the passive layer 1201, a single hydrogel patch 1202a is inserted on the upper side of the passive layer 1201.
  • FIG. 12C shows a structure in which, in addition to the compensation strip 1203 on the lower side of the passive layer 1201, several hydrogel patches 1202b are inserted on the upper side of the passive layer 1201 so that they extend perpendicular to the compensation strip 1203.
  • the structure shown in Fig. 12C initially begins to bend in the same manner as that in Fig. 12A and returns to a flat waveform during the swelling process. It should be noted that in the structures shown in FIGS. 12A to 12C, the temperatures for the swollen states also differ due to different volumes of the active material.
  • Active corrugated sheets contain multiple layers of hydrogel on either side of the sheet. Therefore, the bending around the x-axis due to the swelling is compensated for and only that remains Shell formation left over.
  • the basic concept is shown in a two-dimensional (2D) simulation, see FIG. 13A.
  • the two hydrogel patches 1302a enclosed in the passive layer 1301 have the dimensions 20 mm c 3.33 mm and the extension of the bar is 100 mm c 10 mm.
  • the two hydrogel patches 1302a enclosed in the passive layer 1301 lead to an S-deformation of the structure.
  • 13B shows corresponding configurations “D”, “E” and “F” of the two-layer structure as results of the 2D simulation for three different temperature states 32 ° C., 32.4 ° C. and 36 ° C.
  • 11A and 11B show that the swelling of the corrugated plate-like structure according to FIG. 13A leads to a change in the moments of inertia / xx and / yy.
  • FIG. 11A The effect of the change in the moment of inertia / xx is shown in FIG. 11A (curve 1104).
  • the change with /xx.max/Zxx.min ⁇ 12 is significantly smaller.
  • this is only due to the much smaller volume of the active material compared to the volume of the passive material.
  • the geometric influence of / yy on the bending stiffness about the y-axis remains almost the same with a maximum change of / yy, min // yy, ma X ⁇ 0.93, see curve 1154 in FIG. 11 B. Due to the non-mirror symmetrical structure the moment of inertia of deviation is not zero, ie / xy 0. Therefore, an oblique bending is to be expected in a beam-like structure with this cross-section.
  • FIG. 14A shows a section through the deformed structure (FIG. 14A right).
  • An S-shape as shown in Fig. 13A can be observed.
  • test results presented here on the structure forming the corrugated plate show that this structure can be more suitable for stabilizing a display than the U-shaped structures shown above. There is no need to compensate for any undesirable bending about the x-axis.
  • the size and positioning of the patches in relation to the passive material can be varied.
  • the swelling capabilities in active-passive structures can be used in a different way than in conventional muscle-like linear actuators or simple benders.
  • the active material e.g. hydrogel
  • the active material itself is not load-bearing, but rather serves to form a shell structure. This indirect actuation leads to a strong increase in flexural rigidity due to a change in geometry.
  • structures can be used which (when the active material swells) form a U-shaped cross section (see e.g. Fig. 10A).
  • structures can be used which (upon swelling of the active material) form an S-shaped cross section (see e.g. Fig. 13A).
  • a U-shape can be achieved if the active material swells (in other words, expands).
  • An S-shaped cross section can be achieved by means of a suitable distribution of the active material. In this case, a bending effect that is undesirable in some cases, which can occur in a simple U-shaped structure and can reduce a stiffening effect, can be avoided or reduced.
  • TEM temperature expansion model
  • a composite structure that assumes a U-shaped structure when the active material swells can also be used, for example, in a flexible display in order to realize a flexible display which can change from a planar state to a curved state, and vice versa.
  • a display can be realized that can switch between a planar and a curved configuration.
  • a change in geometry is used to stiffen (increase the flexural rigidity) and thus stabilize a flexible display device or a causes rollable projection screen.
  • the opposite way is possible, ie a reduction in the flexural rigidity and thus destabilization of a display device or projection wall.
  • a change in the geometry of a layer arrangement which has a layer containing the active material and a flexible layer (which, for example, has a passive material)
  • a change in the geometry of a layer arrangement which has a layer containing the active material and a flexible layer (which, for example, has a passive material)
  • a change in the geometry of a layer arrangement which has a layer containing the active material and a flexible layer (which, for example, has a passive material)
  • a reduction in the flexural rigidity of a flexible display device or a rollable projection screen containing the layer arrangement can be achieved.
  • the change in geometry can consist, for example, in a transition from a curved, for example corrugated (for example corrugated sheet-metal) structure of the layer arrangement to a planar structure of the layer arrangement.
  • the layer arrangement can have a curved (for example corrugated, for example corrugated sheet-like structure) without applied non-mechanical stimulation, and can assume a planar structure by applying the non-mechanical stimulation.
  • the display device or the projection wall can change from an originally more rigid state to a less rigid state.
  • the display device or projection wall can, for example, transition from an originally rigid state to a flexible (bendable) state. In the less rigid state, the display device or projection screen can be rolled up, for example.
  • Example 1 is a flexible display device comprising: a flexible sheet; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the flexible layer for stabilizing at least one geometric configuration of the flexible layer, the at least one layer comprising an active material which is reversibly mechanically deformable by non-mechanical stimulation; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the flexible display device according to example 1 can optionally be set up such that the active material is a material that expands or contracts, for example isotropically expands or contracts, when the at least one non-mechanical stimulation is applied.
  • the flexible display device according to example 1 or 2 can optionally be set up in such a way that a flexural rigidity of the at least one layer is changed, in particular increased, by the mechanical deformation of the active material.
  • the flexible display device can optionally be set up such that a flexural rigidity of the at least one layer when the active material is not deformed is approximately equal to a flexural rigidity of the flexible layer.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the active material has at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a Piezo polymer), a polymer composite material, a shape memory material (for example a shape memory alloy or a shape memory polymer).
  • the flexible display device according to one of examples 1 to 5 can optionally be set up such that the at least one non-mechanical stimulation has electrical stimulation, thermal stimulation, stimulation by light and / or chemical stimulation.
  • the flexible display device according to one of examples 1 to 6 can optionally be set up in such a way that the at least one layer is only arranged on one of the two opposite sides of the flexible layer.
  • the flexible display device can optionally be set up in such a way that the at least one layer has a plurality of partial layers that are separate from one another.
  • the flexible display device according to example 8 can optionally be set up such that the device is set up to apply a first non-mechanical stimulation to a first sublayer of the plurality of sublayers and a second non-mechanical stimulation to a second sublayer of the plurality of sublayers.
  • the flexible display device according to example 9 can optionally be set up in such a way that the first non-mechanical stimulation and the second non-mechanical stimulation differ from one another in at least one property.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the at least one layer has a first layer, which is arranged on one of the two opposite sides of the flexible layer, and a second layer, which is arranged on the other of the two opposite sides of the flexible layer is arranged.
  • the flexible display device according to example 11 can optionally be set up in such a way that the first layer and the second layer each have a plurality of partial layers that are separate from one another.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the device is set up to apply a first non-mechanical stimulation to a first sub-layer of the plurality of sub-layers of the first layer and a second non-mechanical stimulation to a second sub-layer of the plurality of sub-layers of the first layer.
  • the flexible display device according to example 13 can optionally be set up such that the first non-mechanical stimulation and the second non-mechanical stimulation differ from one another in at least one property.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the device is set up to apply a first non-mechanical stimulation to a first sub-layer of the plurality of sub-layers of the second layer and a second non-mechanical stimulation to a second sub-layer of the plurality of sub-layers of the second layer.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the first non-mechanical stimulation applied to the first partial layer of the plurality of partial layers of the second layer and the second non-mechanical stimulation applied to the second partial layer of the plurality of partial layers of the second layer differentiate non-mechanical stimulation from one another in at least one property.
  • the flexible display device according to one of examples 1 to 16 can optionally be set up as a rollable display device or a foldable display device.
  • the flexible display device can optionally be set up in such a way that the at least one layer is designed such that, when the active material is deformed, the flexible layer and the at least one layer have a wave shape.
  • the flexible display device can optionally be set up such that the at least one geometric configuration of the flexible layer has at least one of the following configurations: a planar configuration; a configuration having at least one curved portion; a configuration with at least one angled section.
  • the flexible display device according to one of examples 1 to 19 can optionally be set up such that the at least one geometric configuration of the flexible layer has at least one of the following configurations: a rolled-up configuration; a folded configuration.
  • the flexible display device according to one of examples 1 to 20 can optionally be configured as: a liquid crystal display device; a plasma display device; a light emitting diode (LED) display device; an organic light emitting diode (OLED) display device; or an electrophoresis display device.
  • the flexible display device can optionally be set up such that it furthermore has a display layer for displaying an image and a compensation layer arranged between the display layer and the flexible layer for reducing or preventing a mechanical deformation of the display layer caused by the mechanical deformation of the at least one layer.
  • the flexible display device can optionally be set up in such a way that the flexible layer is a display layer for displaying an image or that the flexible display device furthermore is arranged on or above the flexible layer Display layer for displaying an image, and that the flexible display device furthermore has an electronic compensation circuit for compensating for an image error caused by the mechanical deformation of the at least one layer in an image displayed by the display layer.
  • Example 24 is an electronic device comprising a flexible display device according to any one of Examples 1 to 23, wherein the electronic device is configured as: a television; a mobile phone; an electronic computing device; data glasses; or an e-paper.
  • Example 25 is a method for stabilizing at least one geometric configuration of a flexible display device, the method comprising: in at least one geometric configuration of the flexible display device, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer which is attached to at least one of two opposite sides of a flexible layer of the display device is arranged, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material, such that a flexural rigidity of the flexible display device is changed.
  • the method according to example 25 can optionally be set up in such a way that the mechanical deformation of the active material causes an increase in the flexural rigidity of the flexible display device.
  • Example 27 is a rollable projection screen comprising: a rollable sheet; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the rollable layer for stabilizing a rolled-out configuration of the rollable layer, the at least one layer comprising an active material which is mechanically deformable by non-mechanical stimulation; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the rollable projection screen according to example 27 can optionally be set up in such a way that it also has a device for rolling the rollable layer in and out.
  • Example 29 is a method for stabilizing a rolled-out configuration of a rollable projection screen, the method comprising: in a rolled-out configuration of the rollable projection screen, applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer which is on at least one of two opposite sides of a rollable layer the rollable projection screen is arranged, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material, such that a flexural rigidity of the rollable projection screen is changed.
  • the method according to example 29 can optionally be set up in such a way that the mechanical deformation of the active material causes an increase in the flexural rigidity of the rollable projection screen.
  • Example 31 is a flexible display device comprising: a flexible sheet; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the flexible layer for stabilizing at least one geometric configuration of the flexible layer, the at least one layer having an active material which is reversibly mechanically deformable by non-mechanical stimulation, and a flexural rigidity of the flexible display
  • the device is reduced when the non-mechanical stimulation is applied to the active material due to a change in geometry of the flexible layer and of the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the flexible display device can optionally be set up in such a way that the at least one layer is designed such that, when the active material is not deformed, the flexible layer and the at least one layer have a curved shape, for example a wave shape, exhibit.
  • the flexible display device according to example 31 or example 32 can optionally be set up in such a way that the at least one layer is formed such that, when the active material is deformed, the flexible layer and the at least one layer have a planar shape.
  • the flexible display device according to one of examples 31 to 33 can optionally be set up such that the active material comprises at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a Piezo polymer), a polymer composite material, a shape memory material (for example a shape memory alloy or a shape memory polymer).
  • Example 35 is a method for reducing the flexural rigidity of a flexible display device, the method comprising: applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer of the flexible display device, which is on at least one of two opposite sides of a flexible layer of the flexible Display device is arranged, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material, such that a bending stiffness of the flexible display device is reduced due to a change in geometry of the flexible layer and the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material.
  • the method according to example 35 can optionally be set up such that the mechanical deformation of the active material caused by the non-mechanical stimulation of the active material causes a transition from a curved shape, for example a wave shape, the flexible layer and the at least one layer to a causes the planar shape of the flexible layer and the at least one layer.
  • the method according to one of examples 35 to 36 can optionally be set up such that the active material comprises at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a piezopolymer), a polymer composite, a shape memory material (e.g., a shape memory alloy or a shape memory polymer).
  • a hydrogel an electroactive polymer
  • a piezoelectric or electrostrictive material for example a piezoceramic material or a piezopolymer
  • a polymer composite for example a polymer composite
  • a shape memory material e.g., a shape memory alloy or a shape memory polymer.
  • Example 38 is a rollable projection screen comprising: a rollable sheet; at least one layer arranged on at least one of two opposite sides of the rollable layer to stabilize a rolled-out configuration of the rollable layer, the at least one layer having an active material which is reversibly mechanically deformable by non-mechanical stimulation, and a flexural rigidity of the rollable projection screen when it is put on the non-mechanical stimulation to the active material due to a change in geometry of the rollable layer and of the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material is reduced; and means configured to apply at least one non-mechanical stimulation to the active material.
  • the rollable projection screen according to example 38 can optionally be set up in such a way that the at least one layer is designed such that, when the active material is not deformed, the rollable layer and the at least one layer have a curved shape, for example a wave shape.
  • the rollable projection screen according to example 38 or example 39 can optionally be set up in such a way that the at least one layer is designed such that, when the active material is deformed, the rollable layer and the at least one layer have a planar shape.
  • the rollable projection screen according to one of examples 39 to 40 can optionally be set up in such a way that the active material comprises at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a piezopolymer) , a polymer composite, a shape memory material (e.g., a shape memory alloy or a shape memory polymer).
  • Example 42 is a method for reducing the flexural rigidity of a rollable projection screen, the method comprising: applying at least one non-mechanical stimulation to an active material of at least one layer of the rollable projection screen which is arranged on at least one of two opposite sides of a rollable layer of the rollable projection screen, wherein the non-mechanical stimulation causes a mechanical deformation of the active material in such a way that, due to a change in geometry of the rollable layer and the at least one layer resulting from the mechanical deformation of the active material, a bending stiffness of the rollable projection screen is reduced.
  • the method according to example 42 can optionally be set up such that the mechanical deformation of the active material caused by the non-mechanical stimulation of the active material causes a transition from a curved shape, for example a wave shape, the rollable layer and the at least one layer to a causes the planar shape of the rollable layer and the at least one layer.
  • a curved shape for example a wave shape
  • the method according to one of examples 42 to 43 can optionally be set up such that the active material comprises at least one of the following materials: a hydrogel, an electroactive polymer, a piezoelectric or electrostrictive material (for example a piezoceramic material or a piezopolymer), a polymer composite, a shape memory material (e.g., a shape memory alloy or a shape memory polymer).
  • a hydrogel an electroactive polymer
  • a piezoelectric or electrostrictive material for example a piezoceramic material or a piezopolymer
  • a polymer composite for example a polymer composite
  • a shape memory material e.g., a shape memory alloy or a shape memory polymer.

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Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine flexible Display-Vorrichtung (100) bereitgestellt, aufweisend: eine flexible Schicht (101); mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten (101a, 101b) der flexiblen Schicht (101) angeordnete Schicht (102) zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht (101), wobei die mindestens eine Schicht (102) ein aktives Material (102a) aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist; und eine Einrichtung (103), eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation (104) an das aktive Material (102a).

Description

FLEXIBLE DISPLAY-VORRICHTUNG, VERFAHREN ZUM STABILISIEREN MINDESTENS EINER GEOMETRISCHEN KONFIGURATION EINER FLEXIBLEN DISPLAY-VORRICHTUNG, ROLLBARE PROJEKTIONSWAND, UND VERFAHREN ZUM STABILISIEREN EINER AUSGEROLLTEN KONFIGURATION EINER ROLLBAREN PROJEKTIONSWAND
Beschreibung
Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine flexible Display-Vorrichtung, ein Verfahren zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung, eine rollbare Projektionswand, und ein Verfahren zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand.
Flexible Displays, wie z.B. aufrollbare Displays, sind aufgrund ihrer Geometrie- und Materialeigenschaften herkömmlicherweise nicht in der Lage, im ausgerollten Zustand ihre Form stabil zu halten. Eine ausreichend starke Versteifung würde aber die Aufrollbarkeit beschränken. Ähnliches gilt für rollbare Projektionswände (Bildwände).
In unversteifter Form können herkömmliche flexible Displays nur in der Hand gehalten oder auf einer Fläche abgelegt werden. Versteifungen mit harten Bauteilen verhindern in der Regel, dass ein System vollständig flexibel sein kann.
Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine flexible Display-Vorrichtung und eine rollbare Projektionswand sowie Verfahren zum Stabilisieren derselben, wobei anschaulich eine Geometrieänderung eines aktiven Materials oder durch ein aktives Material und eine daraus resultierende Versteifung ausgenutzt werden zum Stabilisieren der Display-Vorrichtung oder der Projektionswand.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann darin gesehen werden, dass dünne Folien, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von flexiblen Displays verwendet werden, stabilisiert werden können. Durch Integration von aktiven Materialien (manchmal auch als „intelligente Materialien“ (engl.: „smart materials“) bezeichnet), z.B. Hydrogelen, kann eine kombiniert aktiv-passive Struktur geschaffen werden, mit anderen Worten eine Struktur, welche ein aktives Material und ein passives Material aufweist. Unter einem „aktiven Material“ kann ein Material verstanden werden, dass durch nichtmechanische Stimulation („Aktivierung“) reversibel mechanisch deformierbar ist. Unter einem „passiven Material“ wiederum kann beispielsweise ein Material verstanden werden, dass die vorgenannte Fähigkeit nicht besitzt oder bei dem die vorgenannte Fähigkeit zwar vorhanden ist aber nicht genutzt wird. Bei Stimulation (Aktivierung) des aktiven Materials kann sich beispielsweise eine Wellplattenstruktur (engl.: corrugated sheet structure) bilden, welche die Biegesteifigkeit der Struktur verändern, insbesondere erhöhen, kann. Die Änderung der Biegesteifigkeit kann durch Geometrieänderung des aktiven Materials, bzw. einer Schicht oder Struktur, welche das aktive Material aufweist oder daraus besteht, erzielt werden. Die Geometrieänderung kann einstellbar und reversibel sein, womit die Biegesteifigkeit frei eingestellt werden kann. Zum Beispiel kann das Ausmaß der Geometrieänderung von der Stärke der Stimulation und/oder der Dauer der Stimulation abhängen. Unter einem aktiven Material kann daher beispielsweise auch ein Material verstanden werden, das als Sensor und/oder Aktor verwendet werden kann.
Verschiedene Ausführungsformen ermöglichen es, flexible Displays bereitzustellen, die ohne harte Teile zur Stabilisierung auskommen. Dadurch kann ein flexibles Display ermöglicht werden, dass vollständig flexibel ist. Ebenso kann beispielsweise eine rollbare Projektionswand (Bildwand) realisiert werden, die keine zusätzliche Fixierung (z.B. durch eine Metallstange oder einen Metallrahmen) benötigt.
In verschiedenen Aspekten werden eine flexible Display-Vorrichtung, ein Verfahren zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung, eine rollbare Projektionswand und ein Verfahren zum Stabilisieren einer rollbaren Projektionswand gemäß den unabhängigen Patentansprüchen bereitgestellt. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
In verschiedenen Aspekten wird eine flexible Display-Vorrichtung bereitgestellt, aufweisend: eine flexible Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Display-Vorrichtung bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht stabilisiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht ein passives Material aufweisen oder daraus bestehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht ein anorganisches Material aufweisen oder daraus bestehen. Zum Beispiel kann das passive Material ein anorganisches Material sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht ein organisches Material aufweisen oder daraus bestehen. Zum Beispiel kann das passive Material ein organisches Material sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht eine Folie aufweisen oder sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformend kann es sich bei den zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht um eine Oberseite und eine Unterseite der flexiblen Schicht handeln. Die Oberseite und die Unterseite der flexiblen Schicht können beispielsweise parallel zu einer Anzeigefläche der flexiblen Display-Vorrichtung, beispielsweise parallel zu einer Anzeigefläche eines Display-Panels der flexiblen Display-Vorrichtung, sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das aktive Material ein Material sein, das sich bei Anlegen der mindestens einen nichtmechanischen Stimulation ausdehnt oder zusammenzieht. Zum Beispiel kann das aktive Material ein Material sein, das sich bei Anlegen der mindestens einen nichtmechanischen Stimulation isotrop ausdehnt oder zusammenzieht. Ein Beispiel für ein aktives Material, welches sich isotrop ausdehnen oder zusammenziehen kann, ist ein Hydrogel. Alternativ können auch aktive Materialien verwendet werden, die sich anisotrop ausdehnen oder zusammenziehen, oder allgemein eine anisotrope Formänderung bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation vollziehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht so ausgebildet sein, dass eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung durch die mechanische Deformation des aktiven Materials geändert wird. Insbesondere kann die Biegesteifigkeit der Display-Vorrichtung durch die mechanische Deformation des aktiven Materials erhöht werden. Anschaulich kann sich durch die Deformation des aktiven Materials zumindest die Struktur aus flexibler Schicht und der das aktive Material aufweisenden mindestens einen Schicht verformen (z.B. eine U-Form, eine Schalenform, eine Wellplattenform oder eine andere gekrümmte Form annehmen), wodurch eine Änderung (insbesondere Erhöhung) der Biegesteifigkeit der Struktur und damit der Display-Vorrichtung erreicht werden kann.
Zum Beispiel kann das aktive Material durch eine nichtmechanische Stimulation von einem ersten (z.B. nicht deformierten, oder schwach deformierten Zustand) in einen zweiten (z.B. deformierten, oder stärker deformierten) Zustand übergehen, so dass sich die Biegesteifigkeit der Struktur aus flexibler Schicht und der mindestens einen Schicht, welche das aktive Material aufweist, von einem ersten Wert zu einem zweiten Wert ändert (insbesondere erhöht).
Umgekehrt kann das aktive Material von dem zweiten Zustand wieder zurück in den ersten Zustand übergehen (anders ausgedrückt kann sich die Deformation zurückbilden), wenn die (erste) nichtmechanische Stimulation entfällt, oder wenn eine zweite nichtmechanische Stimulation an das aktive Material angelegt wird, welche beispielsweise einen zu der (ersten) nichtmechanischen Stimulation umgekehrten Deformationseffekt verursacht, so dass sich die Biegesteifigkeit der Struktur aus flexibler Schicht und der mindestens einen Schicht wieder zum ersten Wert hin entwickelt (insbesondere erniedrigt). Zum Beispiel kann die (erste) nichtmechanische Stimulation eine Ausdehnung des aktiven Materials bewirken, und das Weglassen der (ersten) nichtmechanischen Stimulation oder das Anlegen der zweiten nichtmechanischen Stimulation kann bewirken, dass sich das aktive Material wieder zusammenzieht. Dieser Vorgang kann beispielsweise mehrfach reversibel durchlaufen werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, zum Beispiel durch unterschiedliche Stärke und/oder Dauer der angelegten nichtmechanischen Stimulation, die Biegesteifigkeit der flexiblen Display- Vorrichtung variabel eingestellt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht so eingerichtet sein, dass eine Biegesteifigkeit der mindestens einen Schicht bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials ungefähr gleich einer Biegesteifigkeit der flexiblen Schicht ist. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht leicht gemeinsam gebogen werden können, z.B. wenn die flexible Display-Vorrichtung gerollt (z.B. ein-, auf- oder ausgerollt) werden soll.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich die Biegesteifigkeit der Struktur aus flexibler Schicht und der mindestens einen Schicht und/oder die Biegesteifigkeit der flexiblen Display- Vorrichtung durch die mechanische Deformation des aktiven Materials um einen Faktor von mindestens 2, beispielsweise mindestens 5, beispielsweise mindestens 10, beispielsweise mindestens 100, beispielsweise mindestens 1000, beispielsweise mindestens 10000 ändern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweisen oder sein: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine nichtmechanische Stimulation eine elektrische Stimulation, eine thermische Stimulation, eine Stimulation durch Licht und/oder eine chemische Stimulation aufweisen oder sein.
Bei einer elektrischen Stimulation kann es sich beispielsweise um ein Anlegen einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms an das aktive Material handeln. In diesem Fall kann die Einrichtung zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eingerichtet sein zum Anlegen der elektrischen Spannung oder des elektrischen Stroms. Beispielsweise kann die Einrichtung eine geeignete elektrische Schaltung aufweisen oder sein. Die elektrische Schaltung kann mit der mindestens einen Schicht elektrisch verbunden sein.
Bei einer thermischen Stimulation kann es sich beispielsweise um ein Heizen oder Kühlen des aktiven Materials handeln. In diesem Fall kann die Einrichtung zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eingerichtet sein zum Heizen oder Kühlen des aktiven Materials. Beispielsweise kann die Einrichtung ein geeignetes Heizelement und/oder Kühlelement aufweisen oder sein. Das Heizelement und/oder Kühlelement kann mit der mindestens einen Schicht gekoppelt sein.
Bei einer Stimulation durch Licht kann es sich beispielsweise um ein Bestrahlen des aktiven Materials mit Licht einer vorbestimmten Wellenlänge oder Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs handeln. In diesem Fall kann die Einrichtung zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eingerichtet sein zum Bestrahlen des aktiven Materials. Beispielsweise kann die Einrichtung eine geeignete Lichtquelle aufweisen oder sein. Der vorbestimmte Wellenlängenbereich kann beispielsweise im UV-Bereich oder im sichtbaren Bereich liegen, z.B. im Falle eines Hydrogels als aktives Material. Alternativ sind aber auch andere Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche möglich.
Bei einer chemischen Stimulation kann es sich beispielsweise um eine Änderung eines pH-Werts oder eine Änderung einer Konzentration zumindest eines Bestandteils des aktiven Materials (z.B. des Hydrogels) handeln. In diesem Fall kann die Einrichtung zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eingerichtet sein zum Ändern des pH-Werts oder Ändern der Konzentration. Beispielsweise kann die Änderung des pH-Werts bzw. der Konzentration einer umgebenden oder beinhaltenden Lösung durch zum Beispiel reversible chemische Reaktionen oder lichtinduzierte chemische Reaktionen oder Oxidationsreaktionen oder elektrochemische Reaktionen realisiert werden. Beispielsweise kann die Änderung des pH-Werts bzw. der Konzentration durch mikrofluidische Zuführung aus einem Reservoir realisiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht nur an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet sein. In diesem Fall kann eine mechanische Deformation des aktiven Materials beispielsweise eine Krümmung der flexiblen Schicht bzw. der Struktur aus flexibler Schicht und mindestens einer Schicht bewirken. Dies kann beispielsweise ermöglichen oder dabei helfen, die flexible Display-Vorrichtung von einem flachen Zustand in einen gekrümmten Zustand zu überführen, und wieder zurück.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten aufweisen. Jede Teilschicht kann beispielsweise die Form eines Flickens (Patch), beispielsweise eines Streifens, mit einer Länge, Breite und Höhe haben. Die Länge kann größer sein als die Breite. Die Breite kann größer sein als die Höhe. Die Höhe kann gleich der Dicke der Teilschicht sein. Die Flicken (Patches) können parallel zueinander angeordnet sein. Die Flicken können alle die gleichen Abmessungen haben. Die Flicken können äquidistant angeordnet sein.
Die Teilschichten (z.B. Flicken (Patches), z.B. Streifen) können beispielsweise gemeinsam nichtmechanisch stimuliert werden, oder eine oder mehrere der Teilschichten können unabhängig von den anderen Teilschichten nichtmechanisch stimuliert werden. Mit anderen Worten können eine oder mehrere, z.B. alle, Teilschichten individuell stimuliert (z.B. elektrisch angesteuert) werden. In diesem Fall kann eine mechanische Deformation des aktiven Materials in der jeweiligen Teilschicht unabhängig von der mechanischen Deformation des aktiven Materials der anderen Teilschichten erfolgen. Damit können beispielsweise lokal unterschiedliche Verformungen der mindestens einen Schicht bzw. der Struktur aus flexibler Schicht und mindestens einer Schicht erzielt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht eine erste Schicht, welche an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Schicht, welche an der anderen der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, aufweisen. Mit anderen Worten kann an der einen der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht eine erste Schicht angeordnet sein, welche ein aktives Material (oder das aktive Material) aufweist, und an der anderen der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht kann eine zweite Schicht angeordnet sein, welche ein aktives Material (oder das aktive Material) aufweist. Die zweite Schicht kann beispielsweise als eine Kompensationsschicht wirken, die einer übermäßigen Verformung (z.B. Krümmung), oder einer Verformung in einer bestimmten Richtung, der flexiblen Schicht, welche durch eine mechanische Deformation des aktiven Materials der ersten Schicht hervorgerufen wird, entgegenwirkt. Beispielsweise kann die zweite Schicht die Verformung der flexiblen Schicht verringern. Anschaulich kann dadurch, dass sowohl die erste Schicht an der einen Seite (z.B. Oberseite oder Unterseite) der flexiblen Schicht als auch die zweite Schicht an der anderen (gegenüberliegenden) Seite der flexiblen Schicht ein aktives Material aufweisen, bei Anlegen einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eine Auswirkung einer mechanischen Deformation des aktiven Materials an der einen Seite (z.B. Oberseite oder Unterseite) der flexiblen Schicht auf die flexible Schicht durch eine entgegengesetzte Auswirkung einer ebensolchen Deformation des aktiven Materials an der anderen Seite der flexiblen Schicht kompensiert werden.
Noch anders ausgedrückt können sich die Auswirkungen der mechanischen Deformationen des aktiven Materials an den beiden Seiten der flexiblen Schicht auf die flexible Schicht zumindest teilweise aufheben, so dass eine übermäßige Verformung der flexiblen Schicht oder eine Verformung in einer bestimmten Richtung reduziert oder verhindert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die erste Schicht eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten und die zweite Schicht mindestens eine Teilschicht aufweisen. Jede Teilschicht kann beispielsweise die Form eines Flickens (Patch), z.B. eines Streifens, mit einer Länge, Breite und Höhe haben. Die Länge kann größer sein als die Breite. Die Breite kann größer sein als die Höhe. Die Höhe kann gleich der Dicke der Teilschicht sein. Die Flicken (Patches) der ersten Schicht können parallel zueinander angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können äquidistant angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können senkrecht zu dem oder den Flicken der zweiten Schicht angeordnet sein. Der oder die Flicken der zweiten Schicht kann/können die Streifen der ersten Schicht überlappen.
Die Teilschichten (z.B. Flicken) der ersten Schicht können beispielsweise gemeinsam nichtmechanisch stimuliert werden, oder eine oder mehrere der Teilschichten können unabhängig von den anderen Teilschichten nichtmechanisch stimuliert werden. Mit anderen Worten können eine oder mehrere, z.B. alle, Teilschichten individuell stimuliert (z.B. elektrisch angesteuert) werden. In diesem Fall kann eine mechanische Deformation des aktiven Materials in der jeweiligen Teilschicht unabhängig von der mechanischen Deformation des aktiven Materials der anderen Teilschichten erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die erste Schicht und die zweite Schicht jeweils eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten aufweisen. Jede Teilschicht kann beispielsweise die Form eines Flickens (Patch), z.B. eines Streifens, mit einer Länge, Breite und Höhe haben. Die Länge kann größer sein als die Breite. Die Breite kann größer sein als die Höhe. Die Höhe kann gleich der Dicke der Teilschicht sein. Die Flicken (Patches) der ersten Schicht können parallel zueinander angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können äquidistant angeordnet sein. Die Flicken der zweiten Schicht können parallel zueinander angeordnet sein. Die Flicken der zweiten Schicht können äquidistant angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können parallel zu den Flicken der zweiten Schicht angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können versetzt zu den Flicken der zweiten Schicht angeordnet sein. Die Flicken der ersten Schicht können die gleichen Abmessungen haben wie die Flicken der zweiten Schicht.
Die Teilschichten der ersten Schicht und/oder der zweiten Schicht können beispielsweise gemeinsam nichtmechanisch stimuliert werden, oder eine oder mehrere der Teilschichten können unabhängig von den anderen Teilschichten nichtmechanisch stimuliert werden. Mit anderen Worten können eine oder mehrere, z.B. alle, Teilschichten individuell stimuliert (z.B. elektrisch angesteuert) werden. In diesem Fall kann eine mechanische Deformation des aktiven Materials in der jeweiligen Teilschicht unabhängig von der mechanischen Deformation des aktiven Materials der anderen Teilschichten erfolgen. Damit können beispielsweise lokal unterschiedliche Verformungen der mindestens einen Schicht erzielt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Display-Vorrichtung als rollbare Display- Vorrichtung oder faltbare Display-Vorrichtung eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht so ausgebildet sein, dass bei deformiertem Zustand des aktiven Materials die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht eine Wellenform aufweisen. Durch die Wellenform kann die Biegesteifigkeit der Struktur aus flexibler Schicht und der mindestens einen Schicht und damit die Biegesteifigkeit der flexiblen Display- Vorrichtung stark erhöht sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweisen oder sein: eine planare Konfiguration; eine Konfiguration mit mindestens einem gekrümmten Abschnitt; eine Konfiguration mit mindestens einem abgewinkelten Abschnitt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweisen oder sein: eine zusammengerollte Konfiguration; eine zusammengefaltete Konfiguration.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Display-Vorrichtung eingerichtet sein als: eine Flüssigkristall-Display-Vorrichtung; eine Plasma-Display-Vorrichtung; eine Leuchtdioden(LED)- Display-Vorrichtung; eine Organische-Leuchtdioden (OLED) - Display-Vorrichtung; oder eine Elektrophorese-Display-Vorrichtung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Display-Vorrichtung ferner eine Display- Schicht zum Darstellen eines Bildes und eine zwischen der Display-Schicht und der flexiblen Schicht angeordnete Kompensationsschicht zum Reduzieren oder Verhindern einer durch die mechanische Deformation des aktiven Materials der mindestens einen Schicht verursachten mechanischen Deformation der Display-Schicht aufweisen. Beispielsweise kann durch die Kompensationsschicht teilweise oder vollständig verhindert werden, dass sich eine durch die mechanische Deformation des aktiven Materials bedingte (z.B. wellenförmige) Verformung der flexiblen Schicht auf die Display-Schicht überträgt. Beispielsweise kann die Kompensationsschicht an ihrer der flexiblen Schicht zugewandten Seite die (z.B. wellenförmige) Verformung der flexiblen Schicht aufnehmen, an ihrer entgegengesetzten Seite aber ihre (beispielsweise planare) Form behalten und damit teilweise oder vollständig verhindern, dass sich die (z.B. wellenförmige) Verformung der flexiblen Schicht auf die Display-Schicht überträgt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Display-Schicht flexibel sein. Die Display-Schicht kann beispielsweise ein flexibles Material aufweisen oder daraus bestehen. Beispielsweise kann die Display-Schicht eine Folie aufweisen oder sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht eine Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes sein, oder die flexible Display-Vorrichtung kann ferner eine auf oder über der flexiblen Schicht angeordnete Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes aufweisen, wobei die flexible Display-Vorrichtung ferner eine elektronische Kompensationsschaltung aufweisen kann zum Kompensieren eines durch die mechanische Deformation des aktiven Materials der mindestens einen Schicht verursachten Bildfehlers in einem durch die Display-Schicht dargestellten Bild. Anschaulich kann eine durch die mechanische Deformation des aktiven Materials bedingte Verformung der Display- Schicht beispielsweise dazu führen, dass sich der Abstand zwischen zwei Pixeln auf der Display- Schicht ändert verglichen mit dem Abstand im nicht verformten Zustand. Durch die veränderten Pixelabstände hervorgerufene Bildfehler, z.B. Verzerrungen oder Helligkeitsabweichungen, können anschaulich mittels einer geeigneten geänderten Ansteuerung der Pixel korrigiert bzw. vermieden werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Schicht mehrere übereinander angeordnete flexible Teilschichten aufweisen oder daraus bestehen. Mit anderen Worten kann die flexible Schicht einen Schichtenstapel aus flexiblen Teilschichten aufweisen oder daraus bestehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht zum Stabilisieren der mindestens einen geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht (im Folgenden auch als mindestens eine Stabilisationsschicht bezeichnet) an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten von mindestens einer der flexiblen Teilschichten angeordnet sein. Mit anderen Worten kann an einer oder beiden Seiten von einer oder mehreren der Teilschichten eine Stabilisationsschicht angeordnet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein elektronisches Gerät eine flexible Display- Vorrichtung gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Aspekte oder Ausführungsformen aufweisen, wobei das elektronische Gerät beispielsweise eingerichtet ist als: ein Fernseher (z.B. Flachbildfernseher wie beispielsweise LCD-, LED-, PDP- oder OLED-Fernseher); ein Mobiltelefon (z.B. Smartphone); eine elektronische Rechenvorrichtung (z.B. PC, Laptop, Tablet, Notebook, etc.); eine Datenbrille („Smart Glasses“) (z.B. eine Augmented-Reality-Brille oder Virtual-Reality-Brille); oder ein E- Paper (elektronisches Papier). Das elektronische Gerät kann beispielsweise ein tragbares elektronisches Gerät sein. Alternativ kann das elektronische Gerät ein stationäres elektronisches Gerät sein. Bei einem E-Paper kann durch die hierin beschriebene Stabilisierung mittels Geometrieänderung beispielsweise verhindert werden, dass sich das E-Paper (z.B. aufgrund seines Eigengewichts) verbiegt, wenn es in der Hand gehalten wird. Ähnliches gilt für andere elektronische Geräte, die die hierin beschriebene flexible Display-Vorrichtung aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Display-Vorrichtung in dem elektronischen Gerät (z.B. in einem Mobiltelefon (z.B. Smartphone), in einer Datenbrille (z.B. Augmented-Reality-Brille oder Virtual-Reality-Brille) oder in einer elektronischen Rechenvorrichtung (z.B. Notebook, Tablet)) beispielsweise als ausrollbare Display-Vorrichtung ausgestaltet sein, die beispielsweise aus einem Gehäuse des elektronischen Geräts ausgerollt werden kann. Dabei kann durch die hierin beschriebene Stabilisierung mittels Geometrieänderung beispielsweise verhindert werden, dass sich die ausrollbare Display-Vorrichtung im ausgerollten Zustand (z.B. aufgrund ihres Eigengewichts) verbiegt.
In verschiedenen Aspekten wird ein Verfahren zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: in mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer flexiblen Schicht der Display-Vorrichtung angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung geändert wird.
Anschaulich kann durch die mechanische Deformation des aktiven Materials eine (z.B. wellenförmige) Verformung der die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht aufweisenden Schichtstruktur erreicht werden, wodurch sich die Biegesteifigkeit der Struktur und damit der flexiblen Display- Vorrichtung ändern kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mechanische Deformation des aktiven Materials eine Erhöhung der Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung verursachen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung erhöht werden und die flexible Display-Vorrichtung dadurch stabilisiert werden.
In verschiedenen Aspekten wird eine rollbare Projektionswand (auch als rollbare Bildwand bezeichnet) bereitgestellt, aufweisend: eine rollbare Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der rollbaren Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation mechanisch deformierbar ist; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rollbare Projektionswand bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht stabilisiert werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rollbare Projektionswand ferner eine Vorrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rollbare Schicht ein passives Material aufweisen oder daraus bestehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mindestens eine Schicht bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials zusammen mit der rollbaren Schicht ein- oder ausgerollt werden, zum Beispiel mittels der Vorrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Einrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht eine Rolle aufweisen, wobei die rollbare Schicht zumindest indirekt an der Rolle befestigt ist.
Die Einrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht kann ferner einen mit der Rolle mechanisch gekoppelten Motor aufweisen zum Antreiben der Rolle. Die Einrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht kann ferner eine mit dem Motor gekoppelte Steuerung zum Steuern des Motors aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Einrichtung zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material so eingerichtet sein, dass sie die nichtmechanische Stimulation nur in einem Teilbereich der mindestens einen Schicht, der einem von der Rolle abgerollten Teilbereich der rollbaren Projektionswand (genauer: der rollbaren Bestandteile der rollbaren Projektionswand) entspricht, an das aktive Material anlegt. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Änderung (z.B. Erhöhung) einer Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand (genauer: einer Biegesteifigkeit der die rollbare Schicht und die mindestens eine Schicht aufweisenden Struktur der Projektionswand) in dem abgerollten Teilbereich der rollbaren Projektionswand erzeugt werden, während die Biegesteifigkeit in einem nicht (oder noch nicht) abgerollten Teilbereich der Projektionswand einen ungeänderten (z.B. ursprünglichen, z.B. niedrigeren) Wert haben kann.
Dies kann beispielsweise bewirken, dass der bereits abgerollte oder ausgerollte Teil der Projektionswand durch die mindestens eine Schicht (Stabilisationsschicht) z.B. in einer planaren Konfiguration stabilisiert werden kann, während der noch nicht abgerollte Teil der Projektionswand abgerollt werden kann. Umgekehrt kann beim Einrollen der rollbaren Schicht (Aufrollen auf die Rolle) zusammen mit der Stabilisationsschicht auf die Rolle der (bereits) auf der Rolle befindliche Teil der Projektionswand leicht gerollt werden, wenn das aktive Material in diesem Teil der Stabilisationsschicht nicht (mehr) stimuliert wird, während der noch nicht auf die Rolle aufgerollte Teil der Projektionswand (noch) durch die Stabilisationsschicht stabilisiert werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rollbare Projektionswand als eine Auflichtbildwand oder eine Durchlichtbildwand eingerichtet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rollbare Projektionswand beispielsweise für die Verwendung in einem Heimkinosystem oder einem Diaprojektionssystem eingerichtet sein.
In verschiedenen Aspekten wird ein Verfahren zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: in einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Projektionswand, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer rollbaren Schicht der rollbaren Projektionswand angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand geändert wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mechanische Deformation des aktiven Materials eine Erhöhung der Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand verursachen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand erhöht werden und die rollbare Projektionswand dadurch stabilisiert werden.
Anschaulich kann die mechanische Deformation des aktiven Materials eine (z.B. wellenförmige) Verformung der die rollbare Schicht und die mindestens eine Schicht aufweisenden Schichtstruktur bewirken, wodurch eine Biegesteifigkeit der Struktur und damit der Projektionswand geändert (z.B. erhöht) werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann durch nichtmechanische Stimulation eines aktiven Materials eine Geometrieänderung einer Schichtanordnung, welche eine das aktive Material aufweisende Schicht und eine flexible Schicht (welche z.B. ein passives Material aufweist) aufweist, erreicht werden, wodurch eine Stabilisierung einer flexiblen Display-Vorrichtung oder einer rollbaren Projektionswand, welche die Schichtanordnung enthält, erreicht werden kann. Die Geometrieänderung kann in einem Übergang von einer ebenen zu einer gekrümmten, beispielsweise gewellten (z.B. wellblechförmigen), Struktur der Schichtanordnung bestehen. Durch die Geometrieänderung der Schichtanordnung kann die Display-Vorrichtung bzw. die Projektionswand stabilisiert werden, insbesondere von einem ursprünglich weniger biegesteifen in einen biegesteiferen Zustand übergehen. Die Display-Vorrichtung kann beispielsweise von einem ursprünglich flexiblen (biegbaren) Zustand in einen starren Zustand übergehen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Stabilisierung der Display-Vorrichtung oder der Projektionswand (mit anderen Worten, der stabilisierte Zustand der Display-Vorrichtung oder Projektionswand) für die Dauer des Anlegens der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material aufrechterhalten werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Stabilisierung der Display-Vorrichtung oder der Projektionswand (mit anderen Worten, der stabilisierte Zustand der Display-Vorrichtung oder Projektionswand) für eine Dauer von mindestens einer Sekunde, z.B. für eine Dauer von mindestens einer Minute, z.B. für eine Dauer von mindestens einer Stunde, z.B. für eine Dauer von mindestens einem Tag, aufrechterhalten werden.
Ausführungsformen, die in dieser Anmeldung im Zusammenhang mit einer oder mehreren in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen beschrieben sind, sind in analoger Weise auch auf eines oder mehrere in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren anwendbar, und umgekehrt. Ausführungsformen, die in dieser Anmeldung im Zusammenhang mit einer flexiblen Display-Vorrichtung beschrieben sind, sind in analoger Weise auch auf eine rollbare Projektionswand anwendbar, und umgekehrt.
Ausführungsformen sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer flexiblen Display-Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer rollbaren Projektionswand gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen; Fig. 7 ein Beispiel zur Veranschaulichung eines in verschiedenen Ausführungsformen ausgenutzten Versteifungseffekts;
Fig. 8A eine schematische Darstellung einer zweidimensionalen Schichtstruktur zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 8B eine schematische Darstellung verschiedener Verhalten der in Fig. 8A gezeigten Struktur zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Plattenform, einer U-Form und einer Wellplattenform zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 10A eine schematische Darstellung einer zweidimensionalen Schichtstruktur zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 10B verschiedene Temperaturzustände und zugehörige Konfigurationen der in Fig. 10A gezeigten Schichtstruktur;
Fig. 11 A und 11 B die Abhängigkeit von Trägheitsmomenten der in Fig. 10A und Fig. 13A gezeigten Schichtstrukturen von deren Biegezustand;
Fig. 12A bis 12C schematische Darstellungen verschiedener Aktiv-passiv-Schichtstrukturen zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 13A eine schematische Darstellung einer zweidimensionalen Schichtstruktur zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 13B verschiedene Temperaturzustände und zugehörige Konfigurationen der in Fig. 13A gezeigten Schichtstruktur;
Fig. 14A eine schematische Darstellung einer dreidimensionalen Schichtstruktur zur Veranschaulichung von Aspekten verschiedener Ausführungsformen;
Fig. 14B einen zentralen Querschnitt der in Fig. 14A gezeigten Schichtstruktur.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist in keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Der Begriff „flexibel“, wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise derart verstanden werden, dass ein Element, eine Schicht oder eine Vorrichtung (z.B. die flexible Schicht oder die flexible Display- Vorrichtung) (oder Teile davon) biegbar, biegsam, elastisch, beweglich und/oder faltbar ist.
Der Begriff „rollbar“, wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise derart verstanden werden, dass ein Element, eine Schicht oder eine Vorrichtung (z.B. die rollbare Schicht oder die rollbare Projektionswand) (oder Teile davon) flexibel ist und von einer ganz oder teilweise aufgerollten (oder eingerollten) Konfiguration (z.B. auf eine Rolle aufgerollt) durch Rollen in eine ganz oder teilweise abgerollte (oder ausgerollte) Konfiguration (z.B. eine planare Konfiguration) überführbar ist, und/oder umgekehrt.
Unter dem Begriff „Display-Vorrichtung“ oder „Display“, wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise eine Vorrichtung zur optischen Signalisierung (Anzeige) von veränderlichen Informationen verstanden werden.
Unter dem Begriff „Projektionswand“ oder „Bildwand“, wie er hierin verwendet wird, kann beispielsweise eine für Projektionszwecke eingerichtete Auffangfläche (Projektionsfläche) zur Betrachtung eines projizierten Bildes verstanden werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer flexiblen Display-Vorrichtung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die flexible Display-Vorrichtung 100 kann eine flexible Schicht 101 aufweisen. Die flexible Schicht 100 kann eine erste Seite 101a und eine der ersten Seite 101a gegenüberliegende zweite Seite 101 b aufweisen. Die flexible Schicht 100 kann ein passives Material aufweisen oder daraus bestehen.
An mindestens einer der beiden gegenüberliegenden Seiten 101a und 101 b (im gezeigten Beispiel an der ersten Seite 101a, alternativ an der zweiten Seite 101b oder an beiden Seiten 101a und 101b) der flexiblen Schicht 101 kann eine Schicht 102 angeordnet sein, welche zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht 101 eingerichtet ist. Die Schicht 102 kann ein aktives Material 102a aufweisen, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist.
Die flexible Display-Vorrichtung 100 kann ferner eine Einrichtung 103 aufweisen, die zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material 102a eingerichtet ist. Das Anlegen der mindestens einen nichtmechanischen Stimulation ist in Fig. 1 schematisch durch den Pfeil 104 dargestellt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten flexiblen Display-Vorrichtung 100 kann anschaulich mittels einer Aktivierung des aktiven Materials 102a in der Schicht 102 eine mechanische Deformation (Verformung, z.B. Ausdehnung) des aktiven Materials 102a und dadurch bedingt eine Verformung der Schichten 101 und 102 erreicht werden (nicht in Fig. 1 gezeigt), was zu einer Stabilisierung einer geometrischen Konfiguration (z.B. einer planaren Konfiguration, einer abgewinkelten Konfiguration, einer gekrümmten Konfiguration, oder einer anderen geometrischen Konfiguration) der Schichtanordnung führen kann. Beispielsweise kann gemäß manchen Ausführungsformen die Schichtanordnung 101/102 bei Deformation des aktiven Materials 102a eine wellplattenartige Form annehmen (nicht in Fig. 1 gezeigt, siehe beispielsweise Schichtstruktur 501 in Fig. 5 oder Schichtstruktur 601 in Fig. 6), wodurch eine Biegesteifigkeit der Schichtanordnung 101/102 erhöht werden kann. Alternativ kann gemäß manchen Ausführungsformen die Schichtanordnung 101/102 bei Deformation des aktiven Materials 102a eine einfach gekrümmte Form (z.B. U-Form) annehmen, wodurch ebenfalls eine Biegesteifigkeit der Schichtanordnung 101/102 erhöht und/oder ein gekrümmter Zustand der Display-Vorrichtung 100 erreicht werden kann.
Da die mechanische Deformation des aktiven Materials 102a reversibel sein kann, kann die Formänderung der Schichtanordnung 101/102 wieder rückgängig gemacht werden, z.B. durch Weglassen der nichtmechanischen Stimulation oder durch Anlegen einer weiteren nichtmechanischen Stimulation, die eine entgegengesetzte Deformation des aktiven Materials 102a bewirkt. Ferner kann die Formänderung der Schichtanordnung 101/102 mehrfach, z.B. beliebig oft, durchlaufen werden.
Es ist anzumerken, dass die in Fig. 1 gezeigte Darstellung der einzelnen Elemente 101, 102, 103 der Display-Vorrichtung 100 schematisch ist und z.B. hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Elemente 101 , 102, 103 relativ zueinander nicht beschränkend ist, abgesehen davon, dass die Schicht 102 an einer oder beiden der Seiten 101a und 101b der Schicht 101 ausgebildet ist. Ferner ist anzumerken, dass die Schicht 102 sich nicht über die gesamte Fläche der Seite 101a und/oder der Seite 101 b erstrecken muss sondern beispielsweise nur über einen Teil oder mehrere Teile. Beispielsweise kann die Schicht 102 mehrere getrennte Teilschichten aufweisen. Ferner kann die Einrichtung 103 zum Anlegen der nichtmechanischen Stimulation, z.B. in Abhängigkeit von der Art der Stimulation (elektrisch, chemisch, thermisch, optisch, etc.) eine oder mehrere Teilelemente aufweisen und/oder kann mit der Schicht 102 physisch und/oder elektrisch verbunden sein.
Ferner kann die flexible Display-Vorrichtung 100 zusätzliche in Fig. 1 nicht gezeigte Elemente aufweisen, die mit einem oder mehreren der Elemente 101 , 102, 103 physisch und/oder elektrisch in Kontakt stehen können. Zum Beispiel kann die flexible Display-Vorrichtung zusätzlich zu der in Fig. 1 gezeigten flexiblen Schicht 101 eine oder mehrere zusätzliche flexible Schichten aufweisen (z.B. eine oder mehrere Funktionsschichten wie beispielsweise eine Display-Schicht oder ein Display-Panel).
Die flexible Display-Vorrichtung 100 oder Teile davon kann bzw. können insbesondere ferner gemäß einer oder mehreren der in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 200 zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen, z.B. der in Fig. 1 gezeigten Display-Vorrichtung 100.
Das Verfahren kann, in 202, aufweisen: in mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer flexiblen Schicht der Display-Vorrichtung angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung geändert wird. Insbesondere kann die Deformation des aktiven Materials eine (z.B. wellenförmige) Verformung der die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht aufweisenden Schichtstruktur bewirken, welche zu einer Änderung (z.B. Erhöhung) der Biegesteifigkeit der Struktur und damit der flexiblen Display-Vorrichtung führen kann.
Durch die Änderung der Biegesteifigkeit kann anschaulich eine Versteifung und damit eine Stabilisierung einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung erreicht werden.
Das Verfahren 200 oder Teile davon kann (können) ferner gemäß einer oder mehreren der in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer rollbaren Projektionswand 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Die Projektionswand 300 kann eine rollbare Schicht 301 aufweisen. Die rollbare Schicht 301 kann eine erste Seite 301a und eine der ersten Seite 301a gegenüberliegende zweite Seite 301 b aufweisen. Die rollbare Schicht 301 kann ein passives Material aufweisen oder daraus bestehen. An mindestens einer der beiden gegenüberliegenden Seiten 301a und 301 b (im gezeigten Beispiel an der zweiten Seite 301b, alternativ an der ersten Seite 301a oder an beiden Seiten 301a und 301b) kann eine Schicht 302 angeordnet sein, welche zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Schicht 301 eingerichtet ist. Die Schicht 302 kann ein aktives Material 302a aufweisen, welches durch nichtmechanische Stimulation mechanisch deformierbar ist.
Die Projektionswand 300 kann ferner eine Einrichtung 303 aufweisen, die zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material 302a eingerichtet ist. Das Anlegen der nichtmechanischen Stimulation ist in Fig. 3 schematisch durch den Pfeil 304 dargestellt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten rollbaren Projektionswand 300 kann anschaulich mittels einer Aktivierung des aktiven Materials 302a in der Schicht 302 eine mechanische Deformation (Verformung, z.B. Ausdehnung) des aktiven Materials 302a und dadurch bedingt eine (beispielsweise wellplattenartige) Verformung der Schichtstruktur 301/302 erreicht werden, wodurch eine Biegesteifigkeit der Schichtstruktur 301/302, und damit der Projektionswand 300 (genauer: der rollbaren Bestandteile der Projektionswand 300) erhöht werden kann, was zu einer Stabilisierung einer ausgerollten Konfiguration der Projektionswand 300 führen kann.
Die erste Seite 301 a der rollbaren Schicht 301 kann, aber nicht notwendigerweise muss, eine in Richtung einer Projektionsvorrichtung (eines Projektors) und/oder eines Betrachters eines auf die Projektionswand projizierten Bildes weisende Seite sein.
In manchen Ausführungsformen kann die Projektionswand 300 ferner eine Vorrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht 301 aufweisen. Die Vorrichtung kann beispielsweise, wie in Fig. 3 gezeigt, eine Rolle 304 aufweisen, auf die bzw. von der die rollbare Schicht 301 aufrollbar bzw. abrollbar ist. Die Rolle 305 kann beispielsweise von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben werden. Die Rolle 305, der Motor und die Einrichtung 303 können beispielsweise in einem Gehäuse 306 untergebracht sein. Alternativ kann die Rolle 305 manuell angetrieben werden, zum Beispiel mittels eines Kurbelmechanismus.
In Fig. 3 ist die Projektionswand 300 in einem ausgerollten Zustand dargestellt, in dem anschaulich mittels einer durch eine Verformung des aktiven Materials 302a verursachten Versteifung der Schichtstruktur 301/302 bewirkt werden kann, dass der ausgerollte Teil der Projektionswand 300 eine stabile (z.B. lotrechte) Konfiguration aufweist bzw. beibehält. Mit anderen Worten kann beispielsweise vermieden werden, dass sich bei z.B. senkrechter Ausrichtung des ausgerollten Teils der Projektionswand 300 dieser unter seinem Eigengewicht verbiegt. Die rollbare Projektionswand 300 kann zusätzliche in Fig. 3 nicht gezeigte Elemente aufweisen, die mit einem oder mehreren der Elemente 301 bis 306 physisch und/oder elektrisch in Kontakt stehen können. Zum Beispiel kann die rollbare Projektionswand 300 zusätzlich zu der in Fig. 3 gezeigten rollbaren Schicht 301 eine oder mehrere zusätzliche rollbare Schichten aufweisen. Die eine oder mehreren zusätzlichen rollbaren Schichten können beispielsweise an der ersten Seite 301 a der rollbaren Schicht 301 angeordnet sein. Beispielsweise kann eine weiter unten beschriebene Kompensationsschicht auf der rollbaren Schicht 301 ausgebildet sein. Die Kompensationsschicht gleichzeitig als Projektionsfläche der Projektionswand dienen. Alternativ kann auf der Kompensationsschicht eine zusätzliche rollbare Schicht ausgebildet sein, die als Projektionsfläche dienen kann. Sämtliche Schichten der rollbaren Projektionswand 300 können beispielsweise zusammen auf die Rolle 305 aufrollbar sein.
Die Projektionswand 300 oder Teile davon kann (können) ferner gemäß einer oder mehreren der der in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand gemäß verschiedenen Ausführungsformen, z.B. der in Fig. 3 gezeigten Projektionswand 300.
Das Verfahren kann, in 402, aufweisen: in einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Projektionswand, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer rollbaren Schicht der rollbaren Projektionswand angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand geändert wird. Insbesondere kann die Deformation des aktiven Materials eine Erhöhung der Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand verursachen.
Durch die Änderung der Biegesteifigkeit der Projektionswand (genauer: der Biegesteifigkeit der Struktur, welche die rollbare Schicht und die mindestens eine Schicht aufweist) kann anschaulich eine Versteifung und damit eine Stabilisierung einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Projektionswand erreicht werden.
Das Verfahren 400 oder Teile davon kann (können) ferner gemäß einer oder mehreren der in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet sein.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung 500 zum Veranschaulichen eines Aspekts verschiedener Ausführungsformen.
Fig. 5 zeigt einen Schichtaufbau, aufweisend ein aktiv-passives Komposit 501 (mit anderen Worten, eine aktiv-passive Verbundstruktur), welches eine ein aktives Material aufweisende Schicht und eine ein passives Material aufweisende Schicht aufweist, eine auf dem Komposit 501 angeordnete Kompensationsschicht 502 und eine darauf angeordnete Funktionsschicht 503.
Bei dem aktiv-passiven Komposit 501 kann es sich beispielsweise um eine ähnliche wie die in Fig. 1 gezeigte Schichtanordnung 101/102 oder die in Fig. 3 gezeigte Schichtanordnung 301/302 handeln, welche sich bei Stimulation des aktiven Materials wellenplattenförmig verformen kann, wie in Fig. 5 gezeigt. Mit anderen Worten kann das Komposit (die Verbundstruktur) 501 bei fehlender nichtmechanischer Stimulation des aktiven Materials eine nicht-wellplattenartige Form haben, und kann bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eine wellplattenartige Form annehmen, wie in Fig. 5 gezeigt. Im wellplattenartig geformten Zustand der Verbundstruktur 501 weist diese eine erhöhte Biegesteifigkeit auf und kann daher zur Stabilisierung beispielsweise einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung 100 oder einer ausgerollten Konfiguration der Projektionswand 300 dienen.
Über der Verbundstruktur 501 kann die Funktionsschicht 503 angeordnet sein. Im Falle einer flexiblen Display-Vorrichtung kann die Funktionsschicht 503 beispielsweise eine Display-Schicht zum Anzeigen eines Bildes sein. Die Funktionsschicht 503 kann in diesem Fall beispielsweise eine Vielzahl von Pixeln aufweisen. Im Falle einer rollbaren Projektionswand kann die Funktionsschicht 503 beispielsweise eine als Projektionsfläche dienende Schicht sein, auf die ein Bild projiziert werden kann.
Um zu verhindern, dass sich die deformierte Struktur (z.B. Wellplattenform) der Verbundstruktur 501 auf die Funktionsschicht 503 überträgt und es dadurch möglicherweise zu einer fehlerhaften Darstellung (z.B. einer Verzerrung oder einer Helligkeitsabweichung) eines durch die Funktionsschicht 503 dargestellten Bildes (im Falle einer als Display-Schicht eingerichteten Funktionsschicht 503) bzw. eines auf die Funktionsschicht 503 projizierten Bildes (im Falle einer als Projektionsfläche eingerichteten Funktionsschicht 503) kommt, kann die Kompensationsschicht 502 zwischen der Verbundstruktur 501 und der Funktionsschicht 503 ausgebildet sein.
Die Kompensationsschicht 502 kann die (z.B. wellplattenartige) Verformung der Verbundstruktur 501 (des Komposits 501) ausgleichen, so dass die Kompensationsschicht 502 an ihrer dem aktiv-passiven Komposit 501 zugewandten Seite die gleiche (z.B. wellplattenartige) Verformung annimmt, an ihrer dem Komposit 501 abgewandten Seite jedoch eine nicht verformte (z.B. nicht-wellplattenartige) Struktur beibehält. Damit kann zum Beispiel, selbst wenn das aktiv-passive Komposit 501 eine Wellplattenform hat, die Funktionsschicht 503 eine davon unabhängige (z.B. planare) Form haben. Mit anderen Worten kann sich das aktiv-passive Komposit 501 bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material verformen, während gleichzeitig die Funktionsschicht 503 ihre Form beibehalten kann, d.h. von der Verformung des Komposits 501 unbeeinflusst bleiben kann. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung 600 zum Veranschaulichen eines weiteren Aspekts verschiedener Ausführungsformen.
Fig. 6 zeigt ein aktiv-passives Komposit 601 in einem nicht deformierten Zustand (oben) und einem wellplattenartig verformten Zustand (unten).
Bei dem aktiv-passiven Komposit 601 kann es sich beispielsweise um die in Fig. 1 gezeigte Schichtanordnung der Schichten 101 und 102 handeln, welche sich bei Stimulation des aktiven Materials 101a der Schicht 101 wellenplattenförmig verformt, wie in Fig. 6 gezeigt. Mit anderen Worten kann das Komposit (die Verbundstruktur) 601 bei fehlender nichtmechanischer Stimulation des aktiven Materials eine nicht-wellplattenartige Form haben, und kann bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material eine wellplattenartige Form annehmen, wie in Fig. 6 gezeigt. Im wellplattenartig geformten Zustand der Verbundstruktur 601 weist diese eine erhöhte Biegesteifigkeit auf und kann daher zur Stabilisierung einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung 100 dienen.
In der in Fig. 6 gezeigten Darstellung 600 kann die passive Schicht des aktiv-passiven Komposits 601 (flexible Schicht 101 in Fig. 1) eine Funktionsschicht, insbesondere eine Display-Schicht zum Anzeigen eines Bildes, einer flexiblen Display-Vorrichtung sein (z.B. der Display-Vorrichtung 100). Die Funktionsschicht kann beispielsweise eine Vielzahl von Pixeln aufweisen. In Fig. 6 sind beispielhaft vier Pixel A, B, C, D der Vielzahl von Pixeln gezeigt. Ferner sind der Abstand d1 zwischen den Pixeln A und B und der Abstand d2 zwischen den Pixeln C und D im nicht-deformierten Zustand des Komposits 601 gezeigt, sowie der Abstand d1‘ zwischen den Pixeln A und B und der Abstand d2‘ zwischen den Pixeln C und D im wellplattenförmig deformierten Zustand des Komposits 601.
Wie aus Fig. 6 zu erkennen, verkürzt sich der Abstand zwischen den Pixeln C und D beim Übergang vom nicht deformierten Zustand zum deformierten Zustand des Komposits 601 (d.h. d2‘ < d2), während der Abstand zwischen den Pixeln A und B ungefähr gleichbleibt (d.h. d1‘ = d1). Dies kann zu einer fehlerhaften Darstellung (z.B. einer Verzerrung oder einer Helligkeitsabweichung) des angezeigten Bildes führen. Um dies zu verhindern, kann in einer flexiblen Display-Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine elektronische Kompensationsschaltung vorgesehen sein zum Kompensieren eines durch die mechanische Deformation verursachten Bildfehlers in einem durch die Display-Schicht dargestellten Bild. Mittels der Schaltung können die Pixel so angesteuert werden, dass eventuelle durch die geänderten Pixelabstände hervorgerufene Abweichungen in der Bilddarstellung kompensiert werden. Zum Beispiel können Färb- und/oder Helligkeitswerte einzelner Pixel angepasst werden.
Im Folgenden werden Aspekte, Merkmale und Eigenschaften von verschiedenen Ausführungsformen unter Einbeziehung theoretischer Überlegungen und Simulationen beschrieben. Die Überlegungen und Simulationen beziehen sich im Wesentlichen auf die Verwendung von Hydrogelen als aktives Material. Die hier beschriebenen, verschiedenen Ausführungsformen zugrundeliegenden Prinzipien können aber in analoger Weise auch auf andere aktive Materialien, wie zum Beispiel elektroaktive Polymere, piezoelektrische oder elektrostriktive Materialien (beispielsweise Piezokeramiken oder Piezopolymere), Polymerverbundwerkstoffe, Formgedächtnis-materialien (beispielsweise Formgedächtnislegierungen oder Formgedächtspolymere), angewandt werden. Insbesondere sind hier beschriebene Ausführungsformen nicht auf die Verwendung von Hydrogelen als aktives Material in den beschriebenen Kompositstrukturen beschränkt, sondern es können auch andere aktive Materialien wie beispielsweise die vorgenannten verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ermöglicht das Anschwellen (z.B. Quellen) von aktiven Materialien wie z.B. Hydrogelen kombiniert mit passiven Schichten das Design von schalenbildenden Strukturen (engl.: Shell — forming structures). Eine schalenartige Struktur bietet andere Eigenschaften als eine flache Struktur, z.B. Variationen der Biegesteifigkeit entlang unterschiedlicher Richtungen. Eine signifikante Zunahme der Biegesteifigkeit ist z.B. vorteilhaft bei rollbaren/flexiblen Displays: in ihrer ausgerollten Form sollen diese ausreichend stabil (steif) sein, um einem Biegen (z.B. Durchbiegen) aufgrund ihres Eigengewichts zu widerstehen. Gleichzeitig sollen sie ausreichend flexibel sein, um aufgerollt werden zu können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dies erreicht werden durch Schalenbildung. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden kombinierte aktiv-passive Schichtstrukturen (z.B. Verbundstrukturen) verwendet, die Schalen bilden, anders ausgedrückt, die Form mindestens einer Schale annehmen können. Als eine beispielhafte Materialklasse können Hydrogele verwendet werden mit isotropen Schwellfähigkeiten.
Unter Hydrogelen können beispielsweise Polymere in wässriger Umgebung mit der Fähigkeit zum durch äußere Stimuli bedingten Anschwellen (Ausdehnen) und Abschwellen (Zusammenziehen) verstanden werden.
Das kombinierte mechanische Verhalten kann zum Beispiel mittels des sogenannten Temperatur- Expansion-Modells (TEM) modelliert werden, und mittels Finite-Elemente-Simulationen können numerische Ergebnisse erhalten werden.
Mittels der hier beschriebenen Schichtstrukturen können beispielsweise weiche rollbare Folien bereitgestellt werden, die durch intrinsische Aktivierung versteift werden können.
<1. Einführung in Flydrogelkompositmembranen und -schalen >
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können stimulus-aktive Materialien (z.B. Hydrogele) mit passiven Schichten kombiniert werden, um aktive Kompositstrukturen zu bilden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die isotropen Schwellfähigkeiten, die Hydrogele charakterisieren, ausgenutzt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können temperaturempfindliche Hydrogele wie beispielsweise poly(A/-lsopropyl-Acrylamid) (PNiPAAm) als aktive Materialien verwendet werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können aktiv-passive Verbundstrukturen für Strukturen mit schaltbarer Steifigkeit verwendet werden, um flexible, z.B. rollbare, Displays zu stabilisieren. Flexible, z.B. rollbare, Displays sind derzeit beispielsweise im Fokus der Aufmerksamkeit im Bereich tragbare Geräte (Devices).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können durch geeignete Materialkombinationen und Geometriekombinationen in Kompositstrukturen aus aktiven und passiven Materialien Schalenbildungseffekte oder Wellenbildungseffekte (anders ausgedrückt, das Ausbilden von schalenförmigen oder wellenförmigen Strukturen) auf makroskopischer Skala erzielt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird anschaulich ein Übergang von einer flachen Konfiguration (einer Schichtstruktur) zu einer gekrümmten Konfiguration (der Schichtstruktur) ausgenutzt, um eine Stabilisierung (der Schichtstruktur) zu erzielen. Die gekrümmte Konfiguration kann eine höhere (Biege-)Steifigkeit aufweisen als die flache Konfiguration. Bei der gekrümmten Konfiguration kann es sich beispielsweise um eine verhältnismäßig einfache gekrümmte Konfiguration, wie beispielsweise eine U- förmig gekrümmte Konfiguration, oder eine gekrümmte Konfiguration mit einer komplexeren Form, beispielsweise einer wellenförmigen Form handeln.
Ein Beispiel zur Veranschaulichung der Ausnutzung des oben beschriebenen Versteifungseffekts ist in Fig. 7 dargestellt.
Fig. 7 zeigt das Halten eines Papiers 640 in einer Hand 630. Das Papier 640 wird so gehalten, dass es eine deformierte Form hat, die in einem Querschnitt (entlang der kurzen Seite des Papiers 640) einem „U“ gleicht. Im Gegensatz zu einem flachen Papier weist das Papier 640 mit der U-Form eine signifikant höhere Biegesteifigkeit auf, so dass sich das Papier 640 beim Halten in der Hand 630 nicht durchbiegt.
Analog zu dem durch die U-Form des in Fig. 7 gezeigten Papiers erzielten Versteifungseffekt wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen der versteifende Effekt einer aktiv-passiven Struktur ausgenutzt, der durch eine mittels nichtmechanischer Stimulation (Aktivierung) des aktiven Materials der aktiv-passiven Struktur verursachte Formänderung und damit verbundene Änderung der Biegesteifigkeit der aktivpassiven Struktur erzielt wird, wodurch z.B. flexible Displays realisiert werden können, die keine harten Bauteile zur Stabilisierung benötigen und damit vollständig flexibel sein können. <1.1 Aktive Hydrogel-Komposite>
Bei der Diskussion kombinierter aktiv-passiver Strukturen spielt die Steifigkeit jeder einzelnen Komponente eine zentrale Rolle. Unter dem Begriff „Steifigkeit“ kann der Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch eine Kraft oder ein Moment verstanden werden. Unter dem Begriff „Biegesteifigkeit“ kann entsprechend der Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch ein Biegemoment verstanden werden. Die Steifigkeit eines Bauteils hängt nicht nur von den elastischen Eigenschaften des Werkstoffs (zum Beispiel dem Elastizitätsmodul und der Querkontraktionszahl) ab, sondern auch von der Geometrie des Bauteils. In der Mechanik beschreibt somit die Steifigkeit einen kombinierten Wert aus Material- und Geometrieeigenschaften einer Struktur.
Bei balkenartigen Strukturen ist die Krümmung K des Balkens definiert durch wobei E der Elastizitätsmodul ist, / das Flächenträgheitsmoment ist und Mb die Biegemomentbelastung ist.
Die Biegesteifigkeit K = E I enthält daher sowohl einen Materialparameter E als auch einen Geometrieparameter /. Dieser Zusammenhang ist entscheidend, da unter identischer Belastung dasselbe Biegeverhalten erhalten werden kann mit unterschiedlichen Paarungen des Material- und des Geometrieparameters. In einfachen Balkenquerschnittsgeometrien skaliert das Flächenträgheitsmoment / mit der dritten Potenz der Flöhe und linear mit der Breite. Eine leichte Zunahme der Flöhe ist daher sehr effektiv zum Erhöhen der Steifigkeit einer Struktur, ohne das Material zu verändern. Dies wird zum Beispiel bei profilierten Stahlträgern mit Doppel-T-Profilen ausgenutzt.
Im Folgenden werden zunächst Vorüberlegungen erläutert anhand einer zweidimensionalen (2D) quadratisch geformten Struktur 700, die aus zwei Schichten besteht, siehe Fig. 8A. FHierbei stellt die Struktur 700 den Querschnitt eines Balkens (engl.: beam) dar. Die obere Schicht 702 besteht aus einem aktiven Material, das eine isotrope Ausdehnung (Expansion) ausführen kann, z.B. dem FHydrogel poly {N- Isopropyl-Acrylamid). Sie ist fest mit einer unteren passiven Schicht 701 verbunden. Es werden nun die Elastizitätsmodule Eaktiv, £passiv und die Flöhen haktiv, /?Passiv der zwei Schichten 701 und 702 gemäß der nachfolgenden Tabelle 1 variiert.
Testfall
Fall I
Fall II
Fall III 100 1
Fall IV 1 0.01
Fall V 1 100 Tabelle 1
Es werden somit für den in Fig. 8A dargestellten Aufbau der Elastizitätsmodul E und die Höhe h der aktiven und passiven Schicht variiert, um die Testfälle I bis V zu bilden. Die zweidimensionale Struktur ist an der linken Seite mit einem festen Lager 703 befestigt und an der rechten Seite mit einem gleitenden Lager 704.
Es ist anzumerken, dass der Absolutwert der Elastizitätsmodule Eaktiv, £passiv und der Höhen haktiv, /?Passiv für das Gesamtverhalten der Struktur keine Rolle spielen. Daher sind nur normalisierte Werte angegeben, die auf den Elastizitätsmodul eines bekannten Materials bezogen sind.
Für die in Tabelle 1 angegebenen Testfälle ist das Verhalten der Struktur in der Fig. 8B dargestellt. Fig. 8B zeigt somit einen Vergleich unterschiedlicher Steifigkeitskombinationen zwischen der aktiven Schicht 702 und der passiven Schicht 701. Die Befestigung der Strukturen 701/702 ist jeweils wie in Fig. 8A gezeigt realisiert.
Falls das Anschwellen des Hydrogels isotrop ist, können drei unterschiedliche Arten von resultierendem Verhalten der Struktur identifiziert werden:
1) Behindertes Schwellen: Im Fall I und Fall IV ist die Steifigkeit der passiven Schicht viel größer als die der aktiven Schicht, d.h. KPassiv » Kaktiv. Daher wird die Gesamtstruktur 701/702 nicht merklich durch das Anschwellen oder Abschwellen des aktiven Materials der Schicht 702 beeinflusst.
2) Freies Schwellen: Der Fall III und der Fall V zeichnen sich durch eine im Vergleich zur aktiven Schicht 702 sehr weiche passive Schicht 701 aus, d.h. KPassiv« Kaktiv. In solchen Strukturen 701/702 wird das Gesamtverhalten dominiert durch das freie Schwellen des Hydrogels der aktiven Schicht 702.
3) Kombinierte Deformation: In dem für verschiedene Ausführungsformen besonders interessanten Fall II hängt das Verhalten der Gesamtstruktur 701/702 von der Materialpaarung ab, d.h. wenn passiv e Kaktiv Bei einer balkenartigen Zweischichtstruktur 701/702 können Kombinationen vom Typ Fall II zu einem Biegeverhalten bei isotropem Anschwellen des Hydrogels der aktiven Schicht 702 führen.
Falls der Unterschied in den Materialelastizitätsmodulen hoch ist (z.B. beim Paaren eines Hydrogels mit einem Metall), kann dies durch das Verhältnis der Schichtdicken (dünne Metallfolie und dickes Hydrogel) kompensiert werden, um Steifigkeiten für aktive und passive Schicht von derselben Größenordnung zu erzielen. Auf diese Weise kann eine kombinierte Deformation von aktiver und passiver Schicht beobachtet werden, obwohl die passive Schicht einen (z.B. viel) höheren Elastizitätsmodul besitzt. Kombinationen von isotropen Hydrogelen mit anisotropen passiven Materialien können in verschiedene Kategorien fallen, abhängig von der Richtung. Zum Beispiel kann für faserverstärkte Hydrogelkompositmaterialien das Verhalten in Faserrichtung durch die Fasern dominiert sein aufgrund deren sehr hohen Elastizitätsmoduls (Fall I). In dazu senkrechten Richtungen ist der Querschnitt der Fasern sehr klein im Vergleich zur Hydrogel-Matrix (Fall V). Daher kann das Verhalten in dieser Richtung durch das freie Schwellen dominiert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verhalten von Strukturen gemäß Fall II zur Stabilisierung von flexiblen Displays ausgenutzt werden. Die tatsächliche Steifigkeit (Materialeigenschaften und Geometrie) eines flexiblen Displays kann im Allgemeinen von der verwendeten Display-Technologie abhängen. Bei Kenntnis der Steifigkeitsverhältnisse kann ein Verhalten gemäß Fall II für unterschiedlichste Display-Technologien erreicht werden.
<1.2 Passive Schalen und Wellplatten>
Schalen sind feste Strukturen mit beliebiger Krümmung. Der theoretische Hintergrund der Modellierung von Kompositschalen ist relativ umfangreich. Im Folgenden sollen Aspekte der Modellierung von Kompositschalen kurz anhand eines einfachen Beispielmodells diskutiert werden. Und zwar wird das Biegeverhalten von BERNOULU-Balken, das durch die obige Gleichung (1) beschrieben ist, erläutert. Dieses einfache Beispielmodell liefert bereits grundlegende Einblicke in die Änderung der Steifigkeit von Strukturen beim Biegen. Quantitative Aussagen können mit fortgeschrittenen Modellierungstechniken erhalten werden.
Fig. 9 zeigt eine Platte 901 und dieselbe Struktur in einer gekrümmten U-Form (links unten) und einer Wellplattenform (rechts unten). Die plattenartige Struktur (oben) hat eine viel niedrigere Biegesteifigkeit bei Biegungen um die x-Achse als die schalenförmige Struktur (links unten) oder die Wellplattenstruktur (rechts unten) mit demselben Volumen.
Das grundlegende Konzept von gewellten Platten (z.B. Wellblech) liegt darin, den geometrischen Versteifungseffekt der Krümmung auch an größeren Deckflächen zu verwenden, siehe Fig. 9. Zum Beispiel kann Wellblech eine kostengünstige und stabile Bedachung ermöglichen. Es kann auf einfache Weise hergestellt werden durch lokale plastische Verformung, z.B. mittels Walzenformens.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann darin gesehen werden, dass ein Konzept bereitgestellt wird, reversibel lokales Anschwellen und Abschwellen zu induzieren zur Bildung von wellplattenförmigen Strukturen. Dies kann erreicht werden durch Verwendung eines aktiv-passiven Komposits aus einem aktiven Material (z.B. einem Hydrogel) und einem passiven Material. Gemäß dem oben erläuterten Fall II ist es von Vorteil, wenn die Steifigkeiten beider Komponenten des Komposits von derselben Größenordnung sind, um die Deformation der Kombinationsstruktur zu ermöglichen. Die Deformation (z.B. Biegung) der Struktur kann anschaulich als Reaktion auf im Inneren des Materials auftretende (mechanische) Spannungen (Stress) angesehen werden. Mit anderen Worten können durch die Deformation (z.B. Biegung) der Struktur mechanische Spannungen im Komposit, die durch das Anschwellen des aktiven Materials hervorgerufen werden, verringert werden.
<2. Modellierung von Kompositschalen unter Verwendung des Temperatur-Expansion-Modells>
Ein Modell für das isotrope Anschwellen von Hydrogelen ist das sogenannte Temperatur-Expansion- Modell (TEM). Es basiert auf der Analogie von isotropem Anschwellen und thermischer Expansion (Ausdehnung). Das Modell wurde zunächst definiert für lineare Elastizität und Geometrie, ist einfach zu implementieren und zeigt hervorragende Übereinstimmung mit experimentellen Daten. Im nächsten Schritt wurde das Modell erweitert im Hinblick auf nichtlineare Geometrie. Das erweiterte TEM (ETEM) erlaubt die Simulation von Hydrogelstrukturen mit großen Deformationen. Eine weitere Erweiterung des Modells ist das sogenannte Normalisierte ETEM (NETEM). Mit der Normalisierungsprozedur können beliebige Stimuli, die zu isotropem Anschwellen führen, berücksichtigt werden, nicht nur Temperatur. Eine weitere Ergänzung des Modells ist die Berücksichtigung von multisensitivem Verhalten, im sogenannten M-NETEM.
Im Folgenden wird die Anwendung des NETEM beschrieben, um Einsichten in die Schalenbildung von Hydrogelkompositen zu gewinnen. Der folgende Satz von Gleichungen beschreibt den kontinuumsmechanischen Hintergrund thermischer Expansion.
Gleichgewichtsgesetze: + fl = 0 °kl = <Tlk
(2)
Kinematik:
Konstitutive Beziehung:
Hierbei bezeichnet ow die tatsächliche Spannung (Stress), Ekimn den Elastizitätstensor, der im linearelastischen Fall die beiden Konstanten des linear elastischen Materialverhaltens, also Elastizitätsmodul
£H und Querkontraktionszahl, enthält, fi die Volumenbelastungen und kl die logarithmische HENCKY- Dehnung (Strain), wobei ßw der linke CAUCHY-GREEN-Deformationstensor ist. Im Falle eines SAINT- VENANT-KiRCHHOFF-artigen linear-elastischen Materialverhaltens gibt der zusätzliche Term in Gleichung (4) die Expansionsdehnung (engl.: expansion strain) an. Er setzt sich zusammen aus dem isotropen Stimulusexpansionskoeffizienten jß(ptimuius) uncj dem Unterschied im Stimulus-Anteil D/rstimuius = (ptimuius — 1) was den Stimuluseinfluss angibt. 5mn bezeichnet das KRONECKER-Delta (d.h., 5mn = 1, für m = n, und 0 sonst). Die Indizes k, I, m, n e [x, z] bezeichnen die entsprechende Tensorbasis, und es gilt die EiNSTEiNsche Summenkonvention (d.h., über doppelt auftretende Indizes wird summiert). Es ist anzumerken, dass im Rahmen der hier dargestellten Erläuterung der Fokus nicht auf spezifischem Materialverhalten liegt. Stattdessen werden beispielhafte Materialdaten verwendet zum Zwecke der Veranschaulichung. Um den Vergleich mit experimentellen Daten zu ermöglichen, wird im Folgenden die Expansionsdehnung in derselben Größenordnung gewählt (« 30%) wie das Anschwellen von PNiPAAm. Daher ist in den nachfolgend dargestellten Simulationsstudien ß = 0.1 gewählt. Eine Stimulusanteiländerung von = 1 (was durch eine Pseudotemperaturänderung von 1 K modelliert wird) führt daher zu 10% Expansionsdehnung.
<3. Ergebnisse für schalenbildende Hydrogelkomposite und aktive Wellplatten >
Im Folgenden werden die Ergebnisse für die Schalenbildung angegeben. Zunächst wird der Fokus auf einfache zweischichtige Strukturen gelegt, die unter Schwellung eine U-Form bilden. Dann wird das Konzept erweitert zu Strukturen, die einfache wellplattenartige Konfigurationen bilden.
Es ist zu beachten, dass der Fokus in den nachfolgend erläuterten Simulationsstudien nur auf dem Anschwellen von Hydrogelen innerhalb der Strukturen liegt, d.h. auf einer positiven Volumenausdehnung. Darüber hinaus werden die Elastizitätsmodule der Materialien entsprechend der obigen Diskussion als £aktiv = passiv gewählt. Daher resultieren alle Steifigkeitsänderungen in den nachfolgend erläuterten Simulationsstudien nur aus Geometrieänderungen.
<3.1 Einfache gekrümmte balkenartige (U-bildende) Struktur
Die untersuchte Struktur ist eine balkenartige Struktur mit einer Breite von k = 100 mm in x-Richtung, einer Flöhe von /y = 10 mm in y-Richtung und einer Länge von k = 1000 mm in z-Richtung und ist in Fig. 10A dargestellt. Die Struktur weist eine aktive Schicht 1002 (obere Schicht) und eine passive Schicht 1001 (untere Schicht) auf.
Vorbereitende zweidimensionale (2D) Simulationen des Balkenquerschnitts zeigen den gewünschten Effekt, siehe Fig. 10A. Der rechteckig geformte Querschnitt in der x-y-Ebene biegt sich um die z-Achse (senkrecht zur Bildebene) aufgrund Anschwellens des aktiven Materials der aktiven Schicht 1002 und aktiv-passiver Wechselwirkung ähnlich wie im Fall II in Fig. 8B. Mit zunehmendem Anschwellen wandelt sich der rechteckige Querschnitt in ein umgekehrtes U-Profil und krümmt sich schließlich zu einem o- förmigen Hohlprofil, siehe Fig. 10B, die in einem Diagramm 1000 für drei verschiedene Temperaturzustände 32°C, 32,4°C und 36°C entsprechende Konfigurationen „A“, „B“ und „C“ der zweischichtigen Balkenstruktur 1001/1002 der Fig. 10A zeigt.
Um die Steifigkeitsänderung zwischen den Konfigurationen zu quantifizieren, wird das Trägheitsmoment bezogen auf das Koordinatensystem im Massenschwerpunkt der ursprünglichen und der deformierten Strukturen berechnet. In Fig. 11 A ist die Steifigkeitsänderung über die Temperatur dargestellt (Kurve 1102). D.h., die Kurve 1102 in Fig. 11 A stellt für die Struktur der Fig. 10A das Trägheitsmoment /xx für eine Biegung um die x-Achse dar.
Der Vollständigkeit halber wird auch der Geometrieeinfluss bei der Biegesteifigkeit um die y-Achse berechnet.
Die Ergebnisse des Trägheitsmoments /yy sind in Fig. 11 B dargestellt (Kurve 1152). D.h., die Kurve 1152 in Fig. 11 B stellt für die Struktur der Fig. 10A das Trägheitsmoment /yy für eine Biegung um die y-Achse dar.
Fig. 11 A und Fig. 11 B zeigen, dass das Anschwellen der einfachen Zweischichtstruktur gemäß Fig. 10A (U-Bildung) zu einer Änderung in /xx und /yy führen.
Das Deviationsmoment, das bei unsymmetrischen Profilen zu einer Schrägbiegung führt, wird berechnet durch
Für den U-förmigen Balkenquerschnitt erhält man eine Erhöhung von /xx und anschließend eine Steifigkeitsänderung auf ein Maximum von /xx.max/ /xx,min ~ 49. Das Trägheitsmoment um die y-Achse nimmt zunächst bis Q ~ 33,2°C zu und danach wieder ab. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich der Querschnitt (i) in x-Richtung verlängert und (ii) um die z-Achse biegt und sich daher in seiner x-Dimension zusammenzieht. Für Q > 33,2°C beginnt der letztgenannte Effekt zu dominieren und /yy nimmt ab und erreicht ein Minimum von /yy,min/ /yy,max ~ 0,55. Die Untersuchungen am 2D-Querschnitt zeigen, dass durch die Bildung einer einfachen gekrümmten U-Struktur eine enorme Veränderung von /xx erreicht werden kann.
Dieser Effekt kann jedoch nicht direkt auf 3D-Strukturen übertragen werden. Aufgrund des isotropen Anschwellens der Hydrogelschicht ergibt sich eine zusätzliche Biegung um die x-Achse. Diese Biegung übersteigt den Krümmungsgewinn (U-Bildung) durch Biegung um die z-Achse bei weitem, siehe Fig. 12A. Fig. 12A zeigt eine Zweischichtstruktur mit aktiver oberer Schicht 1202 und passiver unterer Schicht 1201 im nicht deformierten Zustand (links) und deformierten Zustand (rechts). Die Temperatur des deformierten Zustands beträgt Q = 32,1 °C. Im Anwendungsfall für z.B. ein flexibles Display ist die zusätzliche Biegung um die x-Achse in manchen Fällen nicht erwünscht, kann in anderen Fällen jedoch zum Beispiel zur Realisierung eines gebogenen Displays (Curved Display) verwendet werden.
In Fällen, in denen die zusätzliche Biegung nicht erwünscht ist, kann beispielsweise eine Kompensationsschicht aus aktivem Material (hier: Hydrogel) hinzugefügt werden, die dieser Biegung entgegenwirkt (hier ist anzumerken, dass die hier beschriebene Kompensationsschicht sich von der im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Kompensationsschicht 502 unterscheidet und insbesondere eine andere Funktion hat). In der hier erläuterten Simulation wurde auf der Unterseite eine Kompensationsschicht 1203 mit den Abmessungen 33,3 mm c 3,33 mm c 1000 mm eingefügt, siehe Fig. 12B und Fig. 12C. Die Kompensationsschicht 1203 erstreckt sich über die gesamte Länge des Balkens und übt daher einen hohen Biegeeinfluss um die x-Achse aus. Der Biegeeinfluss um die z-Achse (der der U-Verformung entgegenwirkt) ist jedoch gering, da sich die Kompensationsschicht 1203 nur über ein Drittel der Balkenbreite erstreckt.
In den Beispielen der Fig. 12B und Fig. 12C erstreckt sich die aktive Schicht nicht über die gesamte Länge des Balkens, sondern ist in Form eines Flickens (Patch) 1202a, der sich über die gesamte Breite aber nur über ein 1/3 der Länge des Balkens erstreckt (Fig. 12B), bzw. 24 Flicken (Patches) 1202b, die sich jeweils über die gesamte Breite aber nur über 1/50 der Länge des Balkens erstrecken (Fig. 12C), ausgebildet.
Die Hydrogel-Flicken (Hydrogel-Patches) an der Oberseite führen zu einer Biegung um die z-Achse wie in Fig. 10A und damit zur U-Verformung. Im Gegensatz zur Kompensationsschicht ist ihr Einfluss auf die U-Verformung wesentlich höher. Die Abmessungen der Patches sind in der nachfolgend dargestellten Tabelle 2 angegeben.
Fall Flecken Geometrie [mm] Figur
UbeamO 0 100 x 50 x 1000 12A
Ubeaml 1 100 x 33.3 x 333.3 12B
UbeamN 24 100 x 33.3 x 20 12C
Tabelle 2
In Tabelle 2 sind die drei in Fig. 12A bis 12C dargestellten Testfälle „UbeamO“, „Ubeaml“ und „Ubeam24“ sowie die entsprechende Geometrie der jeweiligen U-bildenden Balkenstruktur angegeben. Die Geometrie ist als Breite c Höhe c Länge, d.h. k c /y c k, angegeben. Der Aufbau mit einer Kompensationsschicht und einem Flicken (Patch) führt zu einer Wellenform unter Schwellung, siehe Fig. 12B. Fig. 12B zeigt eine Struktur, bei der zusätzlich zu dem Kompensationsstreifen 1203 an der Unterseite der passiven Schicht 1201 ein einzelner Hydrogel-Flicken (Patch) 1202a an der Oberseite der passiven Schicht 1201 eingefügt ist. Die Temperatur des geschwollenen Zustands (rechts) beträgt Q = 33°C. Der Wellenbildungseffekt bei Schwellung kann durch die Verwendung mehrerer Flicken aus eingearbeitetem Hydrogel und einer geeigneten Flydrogel-Kompensationsschicht auf der Unterseite gemildert werden, siehe Fig. 12C. Fig. 12C zeigt eine Struktur, bei der zusätzlich zu dem Kompensationsstreifen 1203 an der Unterseite der passiven Schicht 1201 mehrere Hydrogel-Flicken (Patches) 1202b an der Oberseite der passiven Schicht 1201 eingefügt sind, so dass sie sich senkrecht zu dem Kompensationsstreifen 1203 erstrecken. Die Temperatur des geschwollenen Zustands (rechts) beträgt Q = 33°C. Die in Fig. 12C dargestellte Struktur beginnt sich zunächst in der gleichen Weise wie die in Fig. 12A zu biegen und kehrt während des Schwellvorgangs wieder zu einer flachen Wellenform zurück. Es ist zu beachten, dass bei den in Fig. 12A bis 12C gezeigten Strukturen aufgrund unterschiedlicher Volumen des aktiven Materials sich auch die Temperaturen für die geschwollenen Zustände unterscheiden.
Bei den hier dargestellten Untersuchungen ist zu erkennen, dass zur Erzielung eines Systems ohne Biegung in Trägerlängsrichtung (um die x-Achse) die Längskomponente (in z-Richtung) der Schwellung kompensiert werden sollte. Zusätzliche Untersuchungen haben gezeigt, dass dies nicht durch einfaches Einbringen des gleichen Volumens an Hydrogel auf beiden Seiten der neutralen Balkenachse erreicht werden kann, sondern dass die Hydrogelkompensationsschicht (an der Unterseite) kleiner sein sollte. Dieser Effekt kann wahrscheinlich auf den Einfluss der nichtlinearen Geometrie zurückzuführen sein.
Die Untersuchungen mit einem einfachen Balkenaufbau für schalenbildende Strukturen haben gezeigt, dass eine zweischichtige Struktur allein möglicherweise noch nicht ausreichend ist, um einen ausreichenden Versteifungseffekt für flexible Displays zu erreichen. Der Effekt der Biegung um die x- Achse kann beispielsweise durch die Verwendung anisotroper Materialien vermieden werden, die in Längsrichtung einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul aufweisen als in Quer- und Dickenrichtung, d.h. Ez » Ex, Ey. Dann würde sich in der y-z-Ebene ein ähnlicher Fall wie im Fall I in Fig. 8B ergeben und es käme zu keiner Biegung um die x-Achse. Dies würde jedoch auch die Änderung der Biegesteifigkeit in dieser Richtung verringern, da das hohe Ez einen viel stärkeren Einfluss auf die Biegesteifigkeit hat als die Schalenbildung. Durch eine geeignete Material- und Geometrie-Kombination kann dem entgegengewirkt und eine adäquate U-Formung erreicht werden.
<3.2. Aktive Wellplatten >
In aktiven gewellten Platten sind auf beiden Seiten der Platte mehrere Schichten Hydrogel enthalten. Daher wird die Biegung um die x-Achse aufgrund der Schwellung kompensiert, und es bleibt nur die Schalenbildung übrig. Das Grundkonzept wird in einer zweidimensionalen (2D) Simulation dargestellt, siehe Fig. 13A. In dem in Fig. 13A gezeigten Simulationsbeispiel haben die beiden in der passiven Schicht 1301 eingeschlossenen Hydrogel-Flicken 1302a die Abmessungen 20 mm c 3,33 mm und die Ausdehnung des Balkens ist 100 mm c 10 mm. Hier führen die beiden in der passiven Schicht 1301 eingeschlossenen Hydrogel-Flicken 1302a zu einer S-Verformung der Struktur. Fig. 13B zeigt für drei verschiedene Temperaturzustände 32°C, 32,4°C und 36°C entsprechende Konfigurationen „D“, „E“ und „F“ der Zweischichtstruktur als Ergebnisse der 2D-Simulation.
Fig. 11 A und Fig. 11 B zeigen, dass das Anschwellen der wellplattenartigen Struktur gemäß Fig. 13A zu einer Veränderung in den Trägheitsmomenten /xx und /yy führt.
In Fig. 11 A ist die Auswirkung der Änderung des Trägheitsmoments /xx dargestellt (Kurve 1104). Im Vergleich zur U-Formung (Kurve 1102) ist die Änderung mit /xx.max/Zxx.min ~ 12 wesentlich geringer. Dies ist jedoch nur auf das viel kleinere Volumen des aktiven Materials im Vergleich zum Volumen des passiven Materials zurückzuführen. Der Geometrieeinfluss von /yy auf die Biegesteifigkeit um die y-Achse bleibt mit einer maximalen Änderung von /yy,min//yy,maX ~ 0,93 nahezu gleich, siehe Kurve 1154 in Fig. 11 B. Aufgrund des nicht spiegelsymmetrischen Aufbaus ist das Deviationsträgheitsmoment nicht Null, d.h. /xy 0. Daher ist bei einer balkenartigen Struktur mit diesem Querschnitt eine Schrägbiegung zu erwarten.
Im dreidimensionalen Aufbau (rechteckförmige Platte mit Abmessungen /x = 100 mm, /y = 10 mm und /z = 100 mm) ist zu sehen, dass aufgrund der gegenüberliegenden Schichten 1302a keine resultierende Biegung um die x-Achse beobachtet wird, siehe Fig. 14A. Man beobachtet jedoch eine Verwölbung (Bitorsion) an der Vorder- und Rückseite der Verbundplatte. Anschaulich weist die verformte Struktur eine gewellte Schalenform (engl.: corrugated Shell) auf. Daher können, je nach Befestigung, zusätzliche Spannungen in Längsrichtung auftreten. In Fig. 14B ist ein Schnitt durch die verformte Struktur (Fig. 14A rechts) dargestellt. Da er sich aufgrund der Symmetrie in der Mitte der Struktur (d.h., bei z = 50 mm) befindet, hebt sich die Verwölbungsverschiebung an diesem Schnitt auf. Es kann eine S-Form, wie in Fig. 13A dargestellt, beobachtet werden. Der deformierte Zustand in Fig. 14A und Fig. 14B ist bei Q = 34°C, und die x- und y-Abmessungen der Hydrogel-Flicken 1302a in Fig. Fig. 14A und Fig. 14B sind gleich denen in Fig. 13A.
Die hier dargestellten Untersuchungsergebnisse zur wellplattenformenden Struktur zeigen, dass diese Struktur zur Stabilisierung eines Displays geeigneter sein kann als die oben gezeigten U-förmigen Strukturen. Es besteht keine Notwendigkeit, eine unerwünschte Biegung um die x-Achse zu kompensieren. Im Rahmen einer Optimierung von wellplattenformenden Hydrogel-Kompositen können beispielsweise Größe und Positionierung der Patches im Verhältnis zum passiven Material variiert werden.
<4. Abschließende Bemerkungen> Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Schwellfähigkeiten in aktiv-passiven Strukturen auf andere Weise verwendet werden als bei herkömmlichen muskelartigen Linearaktuatoren oder einfachen Biegern. Anders als bei den vorgenannten ist bei den hier beschriebenen aktiv-passiven Strukturen das aktive Material (z.B. Hydrogel) selbst nicht lasttragend, sondern dient dazu, eine Schalenstruktur (engl.: shell-structure) zu bilden. Diese indirekte Betätigung (engl.: actuation) führt zu einer starken Zunahme der Biegesteifigkeit bedingt durch eine Geometrieänderung.
Numerische Simulationen unter Verwendung des Temperatur-Expansion-Modells (TEM) ermöglichen die Quantifizierung dieser Veränderung der Steifigkeit.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Strukturen verwendet werden, die (bei Anschwellen des aktiven Materials) einen U-förmigen Querschnitt bilden (siehe z.B. Fig. 10A). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Strukturen verwendet werden, die (bei Anschwellen des aktiven Materials) einen S-förmigen Querschnitt bilden (siehe z.B. Fig. 13A). Zum Beispiel kann im Falle eines einfachen Zweischichtverbunds eine U-Form erzielt werden, wenn das aktive Material anschwillt (anders ausgedrückt, sich ausdehnt). Mittels einer geeigneten Verteilung des aktiven Materials kann ein S- förmiger Querschnitt erzielt werden. In diesem Fall kann ein in manchen Fällen nicht gewünschter Biegeeffekt, welcher bei einer einfachen U-bildenden Struktur auftreten kann und einen Versteifungseffekt mindern kann, vermieden oder reduziert werden.
Unter Einbeziehung z.B. des Temperatur-Expansion-Modells (TEM) können fortgeschrittene Komposit- Schalen-Theorien entwickelt werden zum Realisieren von beliebig gekrümmten Oberflächen.
Das in dieser Anmeldung beschriebene Konzept der aktiv-passiven Kompositstrukturen kann direkt auf rollbare/flexible Displays angewendet werden: in ihrem nicht-stimulierten Zustand besitzt eine solche Struktur eine sehr niedrige Biegesteifigkeit und kann daher gebogen oder aufgerollt werden. Bei Stimulierung bildet sich z.B. eine gewellte Schichtkonfiguration aus, und das Display ist steif. Daher kann z.B. durch die Integration von versteifenden aktiven Materialschichten bei Vorrichtungen mit flexiblen Displays auf harte Gehäuse verzichtet werden.
Eine Kompositstruktur, die bei Anschwellen des aktiven Materials eine U-förmige Struktur annimmt, kann beispielsweise ebenfalls in einem flexiblen Display genutzt werden, um ein flexibles Display zu realisieren, welches von einem planaren Zustand in einen gekrümmten Zustand übergehen kann, und umgekehrt. Mit anderen Worten kann ein Display realisiert werden, dass zwischen einer planaren und einer gekrümmten Konfiguration wechseln kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird mittels einer Geometrieänderung eine Versteifung (Erhöhung der Biegesteifigkeit) und damit Stabilisierung einer flexiblen Display-Vorrichtung oder einer rollbaren Projektionswand bewirkt. Alternativ oder zusätzlich ist der umgekehrte Weg möglich, d.h. eine Verringerung der Biegesteifigkeit und damit Destabilisierung einer Display-Vorrichtung bzw. Projektionswand. Zum Beispiel kann durch nichtmechanische Stimulation eines aktiven Materials eine Geometrieänderung einer Schichtanordnung, welche eine das aktive Material aufweisende Schicht und eine flexible Schicht (welche z.B. ein passives Material aufweist) aufweist, erreicht werden, derart, dass eine Verringerung der Biegesteifigkeit einer flexiblen Display-Vorrichtung oder einer rollbaren Projektionswand, welche die Schichtanordnung enthält, erreicht werden kann. Die Geometrieänderung kann in diesem Fall beispielsweise in einem Übergang von einer gekrümmten, beispielsweise gewellten (z.B. wellblechförmigen), Struktur der Schichtanordnung zu einer ebenen Struktur der Schichtanordnung bestehen. Mit anderen Worten kann die Schichtanordnung ohne anliegende nicht-mechanische Stimulation eine gekrümmte (z.B. gewellte, z.B. wellblechförmige Struktur) haben, und durch Anlegen der nicht-mechanischen Stimulation eine ebene Struktur annehmen. Durch die Geometrieänderung der Schichtanordnung kann die Display-Vorrichtung bzw. die Projektionswand von einem ursprünglich biegesteiferen Zustand in einen weniger biegesteifen Zustand übergehen. Die Display-Vorrichtung bzw. Projektionswand kann beispielsweise von einem ursprünglich starren Zustand in einen flexiblen (biegbaren) Zustand übergehen. Im weniger biegesteifen Zustand kann die Display-Vorrichtung bzw. Projektionswand beispielsweise aufgerollt werden.
Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, die sich auf das hierin Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist eine flexible Display-Vorrichtung, aufweisend: eine flexible Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material.
In Beispiel 2 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 1 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material ein Material ist, das sich bei Anlegen der mindestens einen nichtmechanischen Stimulation ausdehnt oder zusammenzieht, beispielsweise isotrop ausdehnt oder zusammenzieht.
In Beispiel 3 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 1 oder 2 optional so eingerichtet sein, dass eine Biegesteifigkeit der mindestens einen Schicht durch die mechanische Deformation des aktiven Materials geändert, insbesondere erhöht, wird.
In Beispiel 4 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 3 optional so eingerichtet sein, dass eine Biegesteifigkeit der mindestens einen Schicht bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials ungefähr gleich einer Biegesteifigkeit der flexiblen Schicht ist. In Beispiel 5 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 4 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).
In Beispiel 6 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 5 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine nichtmechanische Stimulation eine elektrische Stimulation, eine thermische Stimulation, eine Stimulation durch Licht und/oder eine chemische Stimulation aufweist.
In Beispiel 7 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht nur an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist.
In Beispiel 8 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 7 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten aufweist.
In Beispiel 9 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 8 optional so eingerichtet sein, dass die Einrichtung eingerichtet ist zum Anlegen einer ersten nichtmechanischen Stimulation an eine erste Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten und einer zweiten nichtmechanischen Stimulation an eine zweite Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten.
In Beispiel 10 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 9 optional so eingerichtet sein, dass sich die erste nichtmechanische Stimulation und die zweite nichtmechanische Stimulation in zumindest einer Eigenschaft voneinander unterscheiden.
In Beispiel 11 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 6 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht eine erste Schicht, welche an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Schicht, welche an der anderen der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, aufweist.
In Beispiel 12 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 11 optional so eingerichtet sein, dass die erste Schicht und die zweite Schicht jeweils eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten aufweisen.
In Beispiel 13 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 12 optional so eingerichtet sein, dass die Einrichtung eingerichtet ist zum Anlegen einer ersten nichtmechanischen Stimulation an eine erste Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der ersten Schicht und einer zweiten nichtmechanischen Stimulation an eine zweite Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der ersten Schicht.
In Beispiel 14 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 13 optional so eingerichtet sein, dass sich die erste nichtmechanische Stimulation und die zweite nichtmechanische Stimulation in zumindest einer Eigenschaft voneinander unterscheiden.
In Beispiel 15 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 12 bis 14 optional so eingerichtet sein, dass die Einrichtung eingerichtet ist zum Anlegen einer ersten nichtmechanischen Stimulation an eine erste Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der zweiten Schicht und einer zweiten nichtmechanischen Stimulation an eine zweite Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der zweiten Schicht.
In Beispiel 16 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 15 optional so eingerichtet sein, dass sich die an die erste Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der zweiten Schicht angelegte erste nichtmechanische Stimulation und die an die zweite Teilschicht der Mehrzahl von Teilschichten der zweiten Schicht angelegte zweite nichtmechanische Stimulation in zumindest einer Eigenschaft voneinander unterscheiden.
In Beispiel 17 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 16 optional als rollbare Display-Vorrichtung oder faltbare Display-Vorrichtung eingerichtet sein.
In Beispiel 18 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 17 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht so ausgebildet ist, dass bei deformiertem Zustand des aktiven Materials die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht eine Wellenform aufweisen.
In Beispiel 19 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 18 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweist: eine planare Konfiguration; eine Konfiguration mit mindestens einem gekrümmten Abschnitt; eine Konfiguration mit mindestens einem abgewinkelten Abschnitt.
In Beispiel 20 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 19 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweist: eine zusammengerollte Konfiguration; eine zusammengefaltete Konfiguration. In Beispiel 21 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 20 optional eingerichtet sein als: eine Flüssigkristall-Display-Vorrichtung; eine Plasma-Display-Vorrichtung; eine Leuchtdioden(LED)-Display-Vorrichtung; eine Organische-Leuchtdioden(OLED)— Display-Vorrichtung; oder eine Elektrophorese-Display-Vorrichtung.
In Beispiel 22 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 21 optional so eingerichtet sein, dass sie ferner aufweist eine Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes und eine zwischen der Display-Schicht und der flexiblen Schicht angeordnete Kompensationsschicht zum Reduzieren oder Verhindern einer durch die mechanische Deformation der mindestens einen Schicht verursachten mechanischen Deformation der Display-Schicht.
In Beispiel 23 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 21 optional so eingerichtet sein, dass die flexible Schicht eine Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes ist oder dass die flexible Display-Vorrichtung ferner eine auf oder über der flexiblen Schicht angeordnete Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes aufweist, und dass die flexible Display-Vorrichtung ferner eine elektronische Kompensationsschaltung aufweist zum Kompensieren eines durch die mechanische Deformation der mindestens einen Schicht verursachten Bildfehlers in einem durch die Display-Schicht dargestellten Bild.
Beispiel 24 ist ein elektronisches Gerät, aufweisend eine flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, wobei das elektronische Gerät eingerichtet ist als: ein Fernseher; ein Mobiltelefon; eine elektronische Rechenvorrichtung; eine Datenbrille; oder ein E-Paper.
Beispiel 25 ist ein Verfahren zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung, das Verfahren aufweisend: in mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer flexiblen Schicht der Display-Vorrichtung angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung geändert wird.
In Beispiel 26 kann das Verfahren gemäß Beispiel 25 optional so eingerichtet sein, das die mechanische Deformation des aktiven Materials eine Erhöhung der Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung verursacht.
Beispiel 27 ist eine rollbare Projektionswand, aufweisend: eine rollbare Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der rollbaren Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation mechanisch deformierbar ist; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material.
In Beispiel 28 kann die rollbare Projektionswand gemäß Beispiel 27 optional so eingerichtet sein, dass sie ferner eine Vorrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht aufweist.
Beispiel 29 ist ein Verfahren zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand, das Verfahren aufweisend: in einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Projektionswand, Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer rollbaren Schicht der rollbaren Projektionswand angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand geändert wird.
In Beispiel 30 kann das Verfahren gemäß Beispiel 29 optional so eingerichtet sein, dass die mechanische Deformation des aktiven Materials eine Erhöhung der Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand verursacht.
Beispiel 31 ist eine flexible Display-Vorrichtung, aufweisend: eine flexible Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist, und eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht verringert wird; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material.
In Beispiel 32 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 31 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht so ausgebildet ist, dass bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht eine gekrümmte Form, beispielsweise eine Wellenform, aufweisen.
In Beispiel 33 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß Beispiel 31 oder Beispiel 32 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht so ausgebildet ist, dass bei deformiertem Zustand des aktiven Materials die flexible Schicht und die mindestens eine Schicht eine planare Form aufweisen. In Beispiel 34 kann die flexible Display-Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 31 bis 33 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).
Beispiel 35 ist ein Verfahren zum Verringern der Biegesteifigkeit einer flexiblen Display-Vorrichtung, das Verfahren aufweisend: Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht der flexiblen Display-Vorrichtung, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer flexiblen Schicht der flexiblen Display-Vorrichtung angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung verringert wird.
In Beispiel 36 kann das Verfahren gemäß Beispiel 35 optional so eingerichtet sein, dass die durch die nichtmechanische Stimulation des aktiven Materials verursachte mechanische Deformation des aktiven Materials einen Übergang von einer gekrümmten Form, beispielsweise einer Wellenform, der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht zu einer planaren Form der flexiblen Schicht und der mindestens einen Schicht bewirkt.
In Beispiel 37 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 35 bis 36 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).
Beispiel 38 ist eine rollbare Projektionswand, aufweisend: eine rollbare Schicht; mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten der rollbaren Schicht angeordnete Schicht zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Schicht, wobei die mindestens eine Schicht ein aktives Material aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist, und eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht verringert wird; und eine Einrichtung, eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material. In Beispiel 39 kann die rollbare Projektionswand gemäß Beispiel 38 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht so ausgebildet ist, dass bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials die rollbare Schicht und die mindestens eine Schicht eine gekrümmte Form, beispielsweise eine Wellenform, aufweisen.
In Beispiel 40 kann die rollbare Projektionswand gemäß Beispiel 38 oder Beispiel 39 optional so eingerichtet sein, dass die mindestens eine Schicht so ausgebildet ist, dass bei deformiertem Zustand des aktiven Materials die rollbare Schicht und die mindestens eine Schicht eine planare Form aufweisen.
In Beispiel 41 kann die rollbare Projektionswand gemäß einem der Beispiele 39 bis 40 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).
Beispiel 42 ist ein Verfahren zum Verringern der Biegesteifigkeit einer rollbaren Projektionswand, das Verfahren aufweisend: Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation an ein aktives Material mindestens einer Schicht der rollbaren Projektionswand, welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten einer rollbaren Schicht der rollbaren Projektionswand angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials verursacht, derart, dass aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand verringert wird.
In Beispiel 43 kann das Verfahren gemäß Beispiel 42 optional so eingerichtet sein, dass die durch die nichtmechanische Stimulation des aktiven Materials verursachte mechanische Deformation des aktiven Materials einen Übergang von einer gekrümmten Form, beispielsweise einer Wellenform, der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht zu einer planaren Form der rollbaren Schicht und der mindestens einen Schicht bewirkt.
In Beispiel 44 kann das Verfahren gemäß einem der Beispiele 42 bis 43 optional so eingerichtet sein, dass das aktive Material mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (beispielsweise ein Piezokeramikmaterial oder ein Piezopolymer), ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial (beispielsweise eine Formgedächtnislegierung oder ein Formgedächtnispolymer).

Claims

Patentansprüche
1. Flexible Display-Vorrichtung (100), aufweisend: eine flexible Schicht (101); mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten (101a, 101 b) der flexiblen Schicht (101) angeordnete Schicht (102) zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Schicht (101), wobei die mindestens eine Schicht (102) ein aktives Material (102a) aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation reversibel mechanisch deformierbar ist, und die flexible Display-Vorrichtung (100) bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material (102a) aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials (102a) resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht (101) und der mindestens einen Schicht (102) stabilisiert wird; und eine Einrichtung (103), eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation (104) an das aktive Material (102a).
2. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei das aktive Material (102a) ein Material ist, das sich bei Anlegen der mindestens einen nichtmechanischen Stimulation (104) ausdehnt oder zusammenzieht.
3. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Schicht (102) so ausgebildet ist, dass eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung (100) durch die mechanische Deformation des aktiven Materials (102a) geändert wird.
4. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Schicht (102) so eingerichtet ist, dass eine Biegesteifigkeit der mindestens einen Schicht (102) bei nicht deformiertem Zustand des aktiven Materials (102a) ungefähr gleich einer Biegesteifigkeit der flexiblen Schicht (101) ist.
5. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das aktive Material (102a) mindestens eines der folgenden Materialien aufweist: ein Hydrogel, ein elektroaktives Polymer, ein piezoelektrisches oder elektrostriktives Material, ein Polymerverbundwerkstoff, ein Formgedächtnismaterial.
6. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine nichtmechanische Stimulation eine elektrische Stimulation, eine thermische Stimulation, eine Stimulation durch Licht und/oder eine chemische Stimulation aufweist.
7. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Schicht (102) nur an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten (101 a, 101 b) der flexiblen Schicht (101) angeordnet ist.
8. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Schicht (102) eine erste Schicht, welche an einer der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, und eine zweite Schicht, welche an der anderen der zwei gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Schicht angeordnet ist, aufweist.
9. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 8, wobei die erste Schicht und die zweite Schicht jeweils eine Mehrzahl von voneinander getrennten Teilschichten aufweisen.
10. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, eingerichtet als rollbare Display-Vorrichtung oder faltbare Display-Vorrichtung.
11. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die mindestens eine Schicht (102) so ausgebildet ist, dass bei deformiertem Zustand des aktiven Materials (102a) die flexible Schicht (101) und die mindestens eine Schicht (102) eine Wellenform aufweisen.
12. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht (101) mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweist: eine planare Konfiguration; eine Konfiguration mit mindestens einem gekrümmten Abschnitt; eine Konfiguration mit mindestens einem abgewinkelten Abschnitt.
13. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die mindestens eine geometrische Konfiguration der flexiblen Schicht (101) mindestens eine der folgenden Konfigurationen aufweist: eine zusammengerollte Konfiguration; eine zusammengefaltete Konfiguration.
14. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, eingerichtet als: eine Flüssigkristall-Display-Vorrichtung; eine Plasma-Display-Vorrichtung; eine Leuchtdioden(LED)-Display-Vorrichtung; eine Organische-Leuchtdioden (OLED) - Display-Vorrichtung; oder eine Elektrophorese-Display-Vorrichtung.
15. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner aufweisend eine Display-Schicht (503) zum Darstellen eines Bildes und eine zwischen der Display-Schicht (503) und der flexiblen Schicht (101) angeordnete Kompensationsschicht (502) zum Reduzieren oder Verhindern einer durch die mechanische Deformation des aktiven Materials (102a) der mindestens einen Schicht (102) verursachten mechanischen Deformation der Display-Schicht (503).
16. Flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die flexible Schicht (101) eine Display-Schicht zum Darstellen eines Bildes ist oder wobei die flexible Display- Vorrichtung (100) ferner eine auf oder über der flexiblen Schicht (101) angeordnete Display- Schicht zum Darstellen eines Bildes aufweist, und wobei die flexible Display-Vorrichtung (100) ferner eine elektronische Kompensationsschaltung aufweist zum Kompensieren eines durch die mechanische Deformation des aktiven Materials (102a) der mindestens einen Schicht (102) verursachten Bildfehlers in einem durch die Display-Schicht dargestellten Bild.
17. Elektronisches Gerät, aufweisend eine flexible Display-Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das elektronische Gerät eingerichtet ist als: ein Fernseher; ein Mobiltelefon; eine elektronische Rechenvorrichtung; eine Datenbrille; oder ein E-Paper.
18. Verfahren (200) zum Stabilisieren mindestens einer geometrischen Konfiguration einer flexiblen Display-Vorrichtung (100), das Verfahren aufweisend: in mindestens einer geometrischen Konfiguration der flexiblen Display-Vorrichtung (100), Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation (104) an ein aktives Material (102a) mindestens einer Schicht (102), welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten (101 a, 101b) einer flexiblen Schicht (101) der flexiblen Display-Vorrichtung (100) angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation eine mechanische Deformation des aktiven Materials (102a) verursacht, derart, dass aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials (102a) resultierenden Geometrieänderung der flexiblen Schicht (101) und der mindestens einen Schicht (102) eine Biegesteifigkeit der flexiblen Display-Vorrichtung (100) erhöht wird und die flexible Display-Vorrichtung (100) dadurch stabilisiert wird.
19. Rollbare Projektionswand (300), aufweisend: eine rollbare Schicht (301); mindestens eine an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten (301a, 301 b) der rollbaren Schicht (301) angeordnete Schicht (302) zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Schicht (301), wobei die mindestens eine Schicht (302) ein aktives Material (302a) aufweist, welches durch nichtmechanische Stimulation mechanisch deformierbar ist und die rollbare Projektionswand (300) bei Anlegen der nichtmechanischen Stimulation an das aktive Material (302a) aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials (302a) resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht (301) und der mindestens einen Schicht (302) stabilisiert wird; und eine Einrichtung (303), eingerichtet zum Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation (304) an das aktive Material (302a).
20. Rollbare Projektionswand (300) gemäß Anspruch 19, ferner aufweisend eine Vorrichtung zum Ein- und Ausrollen der rollbaren Schicht (301).
21. Verfahren (400) zum Stabilisieren einer ausgerollten Konfiguration einer rollbaren Projektionswand (300), das Verfahren aufweisend: in einer ausgerollten Konfiguration der rollbaren Projektionswand (300), Anlegen mindestens einer nichtmechanischen Stimulation (304) an ein aktives Material (302a) mindestens einer Schicht (302), welche an mindestens einer von zwei gegenüberliegenden Seiten (301a, 301 b) einer rollbaren Schicht (301) der rollbaren Projektionswand (300) angeordnet ist, wobei die nichtmechanische Stimulation (304) eine mechanische Deformation des aktiven Materials (302a) verursacht, derart, dass aufgrund einer aus der mechanischen Deformation des aktiven Materials (302a) resultierenden Geometrieänderung der rollbaren Schicht (301) und der mindestens einen Schicht (301) eine Biegesteifigkeit der rollbaren Projektionswand (300) erhöht wird und die rollbare Projektionswand (300) dadurch stabilisiert wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114296310B (zh) * 2022-03-08 2022-06-24 深圳市光科全息技术有限公司 柔性幕布及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997009841A2 (en) 1995-09-02 1997-03-13 New Transducers Limited Greetings or the like card
US7392876B2 (en) * 2004-06-09 2008-07-01 General Motors Corporation Hood assembly utilizing active materials based mechanisms
DE102004032223A1 (de) 2004-07-02 2006-01-19 Siemens Ag Audiovisuelle Anordnung
US8953327B1 (en) * 2011-05-26 2015-02-10 iBlaidZ, Inc. Self-winding membrane device
EP3175440B1 (de) 2014-07-30 2023-03-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Anzeige mit formverändernder trägerplatte
EP3041059B1 (de) 2014-12-31 2019-09-11 LG Display Co., Ltd. Vielschichtaktuator und anzeigevorrichtung die diesen beinhaltet
DE102016119906B4 (de) * 2016-10-19 2025-12-31 Pictiva Displays International Limited Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung
EP3540796A1 (de) * 2018-03-15 2019-09-18 Koninklijke Philips N.V. Aktorvorrichtung auf basis eines elektroaktiven materials
CN110580859A (zh) * 2019-10-14 2019-12-17 刘燕庭 可卷曲显示屏的支撑基板、可卷曲显示装置及电子设备

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