JP6310706B2 - フレキシブルディスプレイ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、フレキシブルディスプレイ装置に関する。
一般的に、フレキシブルディスプレイ装置は、ポリイミドのような可撓性基板にディスプレイ部を形成して、柔軟性を付加した装置であって、携帯時にその形態を変形させて、大きさを変化させる非常に便利な長所を有している。
ところで、これまでは、このようなディスプレイの変形を正確に制御できる手段がなかった。そのため、ユーザがディスプレイを大体のところで曲げたり開いたりするだけであって、携帯するために大きさを変化させる時にも、正確な形状に変形させることが容易ではなく、逆に画面を見るためにディスプレイを平らに開く時にも、正確なフラット形に変形させることが困難であった。
したがって、このような不便を解消するためには、ディスプレイの変形状態を正確に制御できる新たな構造のフレキシブルディスプレイ装置が要求されている。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ディスプレイの変形状態を正確に制御でき、ディスプレイを変形させるための駆動に必要な電力消耗も減らせるように改善されたフレキシブルディスプレイ装置を提供することである。
上記課題を達成するために、本発明によれば、柔軟性のあるディスプレイ本体と、前記ディスプレイ本体を変形駆動させるアクチュエータと、前記ディスプレイ本体が変形する前の初期形状を維持する初期形状設定基板と、を備えるフレキシブルディスプレイ装置が提供される。
また、前記アクチュエータは、互いに対向する第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在する電気活性高分子層と、を備えるものであってもよい。
また、前記第1電極と第2電極との間に電圧が印加されたときに、前記電気活性高分子層が伸張しながら変形が起きるものであってもよい。
また、前記電気活性高分子層は、PVDF(Polyvinylidene Fluoride)、PDMS(Polydimethyl Siloxan)、PVFT(Polyvinylidene Fluoride−co−Trifluoroethylene)のうちのいずれか一つの材料を含むものであってもよい。
また、前記第1電極及び前記第2電極は、ITO(Indium Tin Oxide)を含むものであってもよい。
また、前記アクチュエータは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記電気活性高分子層が介在した一つの基本ユニットからなるものとしてもよい。
また、前記アクチュエータは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記電気活性高分子層が介在した基本ユニットが多段に積層された複層形態を成すものとしてもよい。
また、前記初期形状設定基板は、前記ディスプレイ本体の初期形状を折り畳み状態で維持させ、前記アクチュエータの駆動によって、前記ディスプレイ本体がフラット状態に広げられるものであってもよい。
また、前記初期形状設定基板は、マグネシウム、アルミニウム、鉛のうちいずれか一つを含む合金材料からなるものであってもよい。
また、前記ディスプレイ本体に、前記初期形状設定基板の一面が付着され、当該初期形状設定基板の他面に、前記アクチュエータが付着されるものであってもよい。
また、前記ディスプレイ本体に、前記アクチュエータの一面が付着され、当該アクチュエータの他面に、前記初期形状設定基板が付着されるものであってもよい。
以上説明したように本発明によれば、ディスプレイの変形状態を正確に制御でき、ディスプレイの変形駆動に必要な電力消耗も減らすことができるので、利便性を改善すると同時に、装置の低消費電力化も実現できる。
本発明の一実施形態によるフレキシブルディスプレイ装置を示す図である。 図1に示されたフレキシブルディスプレイ装置の駆動前の初期状態を示す図である。 図1に示されたフレキシブルディスプレイ装置の駆動過程を示す図である。 図1に示されたフレキシブルディスプレイ装置のうち、アクチュエータの構造を示す図である。 図4Aに示されたアクチュエータの駆動前の状態を示す図である。 図4Aに示されたアクチュエータの駆動後の状態を示す図である。 図1に示されたフレキシブルディスプレイ装置の変形例を示す図である。 図1に示されたフレキシブルディスプレイ装置の変形例を示す図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態によるフレキシブルディスプレイ装置100を示した図面である。図1に示したように、本実施形態のフレキシブルディスプレイ装置100は、柔軟性のあるディスプレイ本体130と、このディスプレイ本体130の一面に付着された初期形状設定基板120と、その初期形状設定基板120の他面に付着されたアクチュエータ110と、を備えている。101は、接着層を表す。
ディスプレイ本体130は、柔軟な可撓性基板上に画像を具現するための薄膜トランジスタと、発光素子と、それらを覆って保護する封止層とが積層された構造体であるが、ここでは、これをディスプレイ本体130と簡略に称する。このディスプレイ本体130は、硬いガラス基板の代わりに、柔軟な可撓性基板が使用されるため、その柔軟性の許容範囲内で自由に曲げられる特性を有している。
初期形状設定基板120は、弾性係数が比較的低いマグネシウム、アルミニウム、鉛などの合金を鋳型で鋳造して形成したものであって、フレキシブルディスプレイ装置100の初期状態を、図2のような折り畳み状態になるように維持させる機能を有する。すなわち、初期形状設定基板120は、鋳造により、図2のようなU字形の折り畳み状態に作られ、この状態で逆方向に外力が加えられない限り、その状態をそのまま維持する。したがって、初期形状設定基板120と結合されたディスプレイ本体130も、非使用時には、折り畳み状態を維持している。
アクチュエータ110は、初期形状設定基板120に接着層101を介して付着されている。アクチュエータ110は、図4Aに示したように、互いに対向する第1電極111と第2電極112との間に、電気活性高分子層113が介在した構造を有している。アクチュエータ110は、第1電極111と第2電極112との間に電圧が印加されることによって、電気活性高分子層113が伸張しながら、ベンディング力が作用する原理により駆動される。
図4B及び図4Cは、アクチュエータ110の駆動原理を概略的に説明するための図である。図4Bに示したように、電流が流れない時には、電気活性高分子層113が初期の厚さ及び長さを維持している。この状態で、前記第1電極111と第2電極112との間に電圧が印加されると、図4Cに示したように、電気活性高分子層113の長さが長くなる。この時、アクチュエータ110の一側面は、初期形状設定基板120に付着されて拘束されているので、反対側面の長さが相対的により長くなりながら、ベンディング力が作用する。逆に、第1電極111と第2電極112との間に印加された電圧が解除されると、電気活性高分子層113は、再び図4Bの状態に復元され、ベンディング力が作用する前の状態に戻る。本実施形態では、フレキシブルディスプレイ装置100は、初期形状設定基板120によって初期状態がU字形に折り畳まれた状態であるので、図4Bのように、アクチュエータ110に電圧が印加される前の状態でフレキシブルディスプレイ装置100は折り畳み状態になり、図4Cのように、アクチュエータ110に電圧が印加された状態でフレキシブルディスプレイ装置100はフラット状態になる。
図3は、このようなアクチュエータ110のベンディング力の作用による駆動状態を示した図である。フレキシブルディスプレイ装置100は、アクチュエータ110が駆動されると、初期形状設定基板120によってU字形に折り畳まれた状態から、ベンディング力が作用しながら、フラット状態に広がる。
このような駆動原理によって、アクチュエータ110が駆動されると、このアクチュエータ110と結合されたディスプレイ本体130も付随して広がる。逆に、アクチュエータ110に印加される電圧が解除されると、ディスプレイ本体130は、初期形状設定基板120によって規定されている本来のU字形の折り畳み状態に戻る。
電気活性高分子層113としては、PVDF(Polyvinylidene Fluoride)、PDMS(Polydimethyl Siloxan)、PVFT(Polyvinylidene Fluoride−co−Trifluoroethylene)を使用することができる。前記第1電極111,第2電極112としては、柔軟性のあるITO(Indium Tin Oxide)を使用することができる。もちろん、電気活性高分子層113、前記第1電極111、第2電極112は、二つの電極の間に電圧が印加された時に、伸長しながらベンディングを誘導するものであれば、他の材料であってもよい。
以上のように構成されるフレキシブルディスプレイ装置100は、次のように使用することができる。まず、フレキシブルディスプレイ装置100の非使用時には、図2に示したように、初期形状設定基板120によって折り畳み状態を維持する。この状態では、アクチュエータ110に電圧が印加されないので、電力が消耗されることもなく、この状態で、装置100を携帯または保管すれば良い。折り畳み状態では、フレキシブルディスプレイ装置100の長さが半分に減るため、携帯及び保管が非常に便利になる。そして、この状態では、上述したように、アクチュエータ110に電圧が印加されないため(図4B状態)、携帯及び保管中に電力が浪費される問題もなくなる。
一方、フレキシブルディスプレイ装置100を使用する時には、アクチュエータ110の第1電極111及び第2電極112の間に電圧を印加する。これにより、電気活性高分子層113が伸張しながら(図4Cの状態)、図3のように、フレキシブルディスプレイ装置100が開き始め、最終的には、図1のようなフラット状態に変わる。したがって、この状態で、ディスプレイ本体130を駆動すれば、真直ぐに広がった画面を見ることができる。
次いで、フレキシブルディスプレイ装置100の使用を終了した時には、アクチュエータ110に印加された電圧が解除されるにつれて、フレキシブルディスプレイ装置100は、初期形状設定基板120によって規定されている折り畳み状態に戻る。
したがって、アクチュエータ110の駆動によって、折り畳み状態及びフラット状態が制御されるので、携帯時及び保管時においてフレキシブルディスプレイ装置100を曲げた状態とする一方、使用時に真直ぐに広げて見る操作が、正確で簡便になる。したがって、本実施形態のフレキシブルディスプレイ装置100は、携帯時の利便性及び使用時の利便性がいずれも改善される。
また、非使用状態である折り畳み状態では、アクチュエータ110により電力を消耗することなく、使用中にのみ電力が消耗されるので、電力が浪費されることもなくなる。
また、説明した実施形態では、アクチュエータ110の構造が第1電極111と第2電極112との間に電気活性高分子層113が介在した一つの単位ユニットで構成されていることを例示した。ただし、図5に示した変形例のように、複数の電極211,213,215,217の間にそれぞれ電気活性高分子層212,214,216が介在した多段構造、すなわち、一対の電極と電気活性高分子層とから成る単位ユニットを複数備えて多段に積層されたアクチュエータ210としてもよい。このように、アクチュエータ210が多段に構成されれば、ベンディング力が強くなる。
また、説明した実施形態のフレキシブルディスプレイ装置100では、初期形状設定基板120の一面にディスプレイ本体130が付着され、他面にアクチュエータ110が付着された構造を例示した。ただし、図6に示した変形例のように、アクチュエータ320の一面にディスプレイ本体330が付着され、他面に初期形状設定基板310が付着されたフレキシブルディスプレイ装置300としてもよい。もちろん、この場合は、アクチュエータ320の両面が、ディスプレイ本体330及び初期形状設定基板310にそれぞれ結合されて拘束されているため、ベンディング力が弱くなるが、その両面に対する結合力に差を与えれば、適切なベンディング力を実現することができる。
以上説明したフレキシブルディスプレイ装置100,300は、携帯時に、本体を電力消耗のない折り畳み状態で保管し、使用時にのみアクチュエータを駆動して、真直ぐに広げて見ることができる。したがって、電力消耗を最小化しながら、携帯時の利便性及び使用時の利便性をいずれも改善することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、ディスプレイ装置関連の技術分野に好適に適用可能である。
100,300 フレキシブルディスプレイ装置
101 接着層
110,320 アクチュエータ
120,310 初期形状設定基板
130,330 ディスプレイ本体

Claims (11)

  1. 柔軟性のあるディスプレイ本体と、
    前記ディスプレイ本体を変形駆動させるアクチュエータと、
    前記ディスプレイ本体が変形する前の初期形状を維持する初期形状設定基板と、
    を備え、
    前記アクチュエータ及び前記初期形状設定基板は、いずれもシート状であり、前記ディスプレイ本体の裏側の面に重ね合わされて、前記ディスプレイ本体とともに積層シートをなし、
    前記初期形状設定基板は、鋳造により、断面U字形の折り畳み状態に形成され、外力が加えられない限り、この折り畳み状態を維持するものであり、
    前記アクチュエータが駆動されると、前記アクチュエータのベンディング力により前記初期形状設定基板が押し広げられて、前記積層シートがフラット状態に広がり、前記アクチュエータに印加される電圧が解除されると、前記初期形状設定基板による復元作用によって、前記積層シートが元の断面U字形の折り畳み状態に戻るフレキシブルディスプレイ装置。
  2. 前記アクチュエータは、互いに対向する第1電極及び第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介在する電気活性高分子層と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  3. 前記第1電極と第2電極との間に電圧が印加されたときに、前記電気活性高分子層が伸張しながら変形が起きることを特徴とする請求項2に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  4. 前記電気活性高分子層は、PVDF(Polyvinylidene Fluoride)、PDMS(Polydimethyl Siloxan)、PVFT(Polyvinylidene Fluoride−co−Trifluoroethylene)のうちのいずれか一つの材料を含むことを特徴とする請求項2又は3に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  5. 前記第1電極及び前記第2電極は、ITO(Indium Tin Oxide)を含むことを特徴とする請求項2又は3に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  6. 前記アクチュエータは、前記第1電極と前記第2電極との間に前記電気活性高分子層が介在した一つの基本ユニットからなることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  7. 前記アクチュエータは、前記第1電極と前記第2電極との電極の間に前記電気活性高分子層が介在した基本ユニットが多段に積層された複層形態を成すことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  8. 前記初期形状設定基板は、マグネシウム、アルミニウム、鉛のうちいずれか一つを含む合金材料からなることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置
  9. 前記の断面U字形の折り畳み状態では、前記初期形状設定基板が内側に位置することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  10. 前記ディスプレイ本体に、前記初期形状設定基板の一面が取り付けられ、当該初期形状設定基板の他面に、前記アクチュエータが取り付けられることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
  11. 前記ディスプレイ本体に、前記アクチュエータの一面が取り付けられ、当該アクチュエータの他面に、前記初期形状設定基板が取り付けられることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のフレキシブルディスプレイ装置。
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