JP6734344B2 - カーブドディスプレイ及びこれを用いた電子装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に関し、より詳しくは、放熱及び剛性を共に確保できるカーブド表示装置及びこれを用いた電子装置に関する。

様々な情報を画面として具現する映像ディスプレイは情報通信時代の核心技術であり、薄膜化、軽量化、高性能化の方向に発展している。そこで、陰極線管（ＣＲＴ）の短所とされる重さ及び体積を軽減できる平板ディスプレイとして、自発光が可能なため光源ユニットを省略し得る有機発光ディスプレイなどが脚光を浴びている。

有機発光ディスプレイは複数の画素がマトリクス状に配列されて画像を表示する。ここで、各画素は、発光素子と、当該発光素子を独立して駆動する複数のトランジスタからなる画素駆動回路とを具備する。

一方、最近では、様々なアプリケーションの観点で、ポケットや小さいパウチに入れた状態で携帯しやすく、携帯時にさらに大きい画面で映像の表示が可能なフレキシブルディスプレイ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、或いは大型ディスプレイにおいては、没入感を向上させるように画面が中央から外周に向けて一定の曲率を有するカーブドディスプレイ（Ｃｕｒｖｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）に対する要求が増大している。

フレキシブルディスプレイやカーブドディスプレイは、それらの軟性又は曲率を与えるために装置的にスリム化しなければならないが、その場合、駆動回路や表示モジュールから発生した熱に対する解決策が不在又は不足しており、装置の曲げのために要求される小さい剛性によって信頼性が低下するという問題点があった。

図１は、一般的なカーブド表示装置において曲率適用時に発生するスリップ現象を示す図である。

図１に示すように、一般的なカーブド表示装置においては、表示パネル１０とこれを支持するボトムカバー２０とを同一サイズにして積層構造で配置する。

物理的な力を加えて表示パネル１０を内側に曲げる内側カーブ（Ｉｎｎｅｒ Ｃｕｒｖｅ）の場合、相対的に小さい半径で曲がる表示パネル１０が、相対的に大きい半径で曲がるボトムカバー２０との変形差によって端部でボトムカバー２０からずれて外側に突出する現象が発生する。

同様に、物理的な力を加えて表示パネル１０を外側に曲げる外側カーブ（Ｏｕｔｅｒ Ｃｕｒｖｅ）の場合、相対的に小さい半径で曲がるボトムカバー２０が、相対的に大きい半径で曲がる表示パネル１０と変形差によって端部で表示パネル１０からずれて突出する現象が発生する。

このような現象はカーブド動作時に視聴者にとって縁の異物感として感じられ、これを解決しようとする努力が望まれている。

本発明は、上述した問題点を解決するために案出されたものであり、ボトムカバー構造を変更して放熱及び剛性を共に確保することができるカーブド表示装置及びこれを用いた電子装置に関する。

上述した技術的課題を達成するための本発明のカーブド表示装置及びこれを用いた電子装置は、ボトムカバーを複数層構成とし、それに特定のパターン処理を行うことによって、放熱及び剛性の両方を確保することができる。

本発明の一実施例に係るカーブド表示装置は、複数個の同一厚さの均一部をマトリクス状に有し、前記均一部の間に複数個のスリットを含むパターン部を有するプレート状の第１層、及び前記第１層上に前記均一部にのみ接した複数個の放熱用金属をグループとして同一層に有する第２層を含むボトムカバーと、及び前記ボトムカバーの第２層上に設けられた表示パネルと、を備える。
好適には、スリットの長さはスリットの位置に応じて変化する。放熱用金属部位に近いスリットは、水平線又は垂直線の中心のスリットよりも短い長さを有する。

また、前記表示パネルと前記第２層との間に周縁に沿って接着パッドをさらに具備することができる。

そして、前記表示パネルの一側部に印刷回路基板が接続され、前記印刷回路基板は前記表示パネルとボトムカバーとの間に配置されてもよい。

前記印刷回路基板は前記表示パネルの一側部に軟性フィルムをさらに備えて接続されてもよい。

前記第１層は、前記放熱用金属及び前記表示パネルに比べて高い剛性を有するステンレス鋼からなってもよい。

前記放熱用金属は前記均一部とクラッド結合されてもよい。

上述したカーブドディスプレイは前記表示パネルの上面が露出されるように前記表示パネル及びボトムカバーを収納するシステムカバーを備えて電子装置として用いられてもよい。

本発明のカーブド表示装置及び電子装置は、次のような効果がある。

装置的にスリム化してより近づき合った表示パネルとボトムカバーとを含むカーブド表示装置において、ボトムカバーを２層以上の構成にしてクラッド接合したのちエッチングして放熱層及びパターン部を定義し、放熱及び剛性維持を同時に図ることができる。

すなわち、表示パネルと対面して複数個のマトリクス状にパターン化された放熱層を具備し、前記放熱層とクラッド接合するステンレス鋼成分の剛性層を具備し、放熱層が位置していない間の領域にスリットを有するパターン部を具備することによって、内側カーブ及び外側カーブをとわず、いずれも曲げ方向に沿ってスリットのスプリング作用によって他の領域の変化やスリップなしで安定したカーブド動作が可能である。

一般的なカーブド表示装置において曲率適用時に発生するスリップ現象を示す図である。 本発明のカーブド表示装置を示す斜視図である。 図２のボトムカバー上に設けられる接着層及び印刷回路基板の構成を示す平面図である。 図３のＩ〜Ｉ’線に沿う断面図である。 ボトムカバーを示す平面図である。 本発明のボトムカバー内の第１層のパターン部の正常状態を示す写真である。 本発明のボトムカバー内の第１層のパターン部の伸張状態を示す写真である。 本発明のボトムカバー内の第１層のパターン部の収縮状態を示す写真である。 本発明のカーブド表示装置が内側変形を有する場合を示す断面図である。 本発明のカーブド表示装置が外側変形を有する場合を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例を説明する。明細書全体を通じて同一の参照番号は実質的に同一の構成要素を意味する。以下の説明において、本発明に関連した公知技術或いは構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にし得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明で使われる構成要素名は、明細書作成の容易さを考慮して選択されたものであり、実製品の部品名と異なることもある。

そして、素子又は層が他の素子又は層の”上（ｏｎ）”又は”上部（ｏｎ）”にあると表現した場合、他の素子又は層の真上にある場合の他、それらの中間に更に他の素子又は層を介在した場合も含む。一方、素子又は層が他の素子又は層に”接する”と表現した場合、それらの中間に更に他の素子又は層を介在しないことを表す。

図中の各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために示すものであり、本発明が構成の大きさ及び厚さに限定されるわけではない。

以下、本発明に係る好適な実施例を、図面を参照して説明する。

以下に説明する実施例のディスプレイは、ディスプレイの中央から外周に向けて内側或いは外側に一定の曲率で曲がるカーブドディスプレイ（Ｃｕｒｖｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）に関する。しかし、これに限定されず、ボトムカバーを具備し、曲率を有するいかなるディスプレイにも適用することができる。

図２は、本発明のカーブド表示装置を示す斜視図であり、図３は、図２のボトムカバー上に設けられる接着層及び印刷回路基板の構成を示す平面図であり、図４は、図３のＩ〜Ｉ’線に沿う断面図である。また、図５は、ボトムカバーを示す平面図である。

図２〜図５に示すように、本発明に係るカーブド表示装置（Ｃｕｒｖｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、複数個の同一厚さの均一部（ＣＵ）をマトリクス状に有し、前記均一部（ＣＵ）同士の間に複数個のスリット２０５，２０７を含むパターン部（ＣＳ：ＣＳａ，ＣＳｂ）を有するプレート（ｐｌａｔｅ）状の第１層２１０、及び前記第１層２１０上に前記均一部（ＣＵ）にのみ接した複数個の放熱用金属をグループとして同一層に有する第２層２２０を含むボトムカバー２００と、前記ボトムカバー２００の第２層２２０上に設けられた表示パネル１００と、を含む。

前記第１層２１０はステンレス鋼のように剛性の高い材質からなってボトムカバー２００全体の剛性を維持し、前記表示パネル１００を安定的に支持する役割を担う。

また、前記第２層２２０は、アルミニウム又はグラファイトのような金属からなり、対面している表示パネル１００或いは印刷回路基板１４０から出る熱を速やかに放熱させる役割を担う。

本発明のカーブド表示装置は、前記第１層２１０と第２層２２０が単純に材質によって上述した剛性と放熱機能を有する他、これら両層をクラッド接合した後に選択的エッチングして、ブロック化した第２層２２０、及びスリット２０５，２０７を有するパターン部ＣＳを具備することによって、ボトムカバー２００がカーブド表示装置の内側変形及び外側変形に応じて柔軟に動作できるだけでなく、強い熱による熱膨張を吸収する機能もすることができる。

例えば、前記第１層２１０は、上述した剛性が増大する他にも、スリット２０５，２０７を有するパターン部ＣＳを具備することによって、カーブド動作に応じてスリット２０５，２０７が収縮及び伸張をし、他の領域が変形することなく装置の柔軟性を確保することができる。また、前記第１層２１０は、前記放熱金属成分の第２層２２０とクラッド金属（ｃｌａｄ ｍｅｔａｌ）が結合して、放熱によって伝達された熱を一部吸収し、熱膨張による変化を一部防ぐ機能も果たす。

そして、前記第１層２１０は、前記放熱用金属及び前記表示パネル１００に比べて高い剛性を有するステンレス鋼で構成され、装置全体の剛性を維持することができる。

そして、前記第２層２００は、放熱金属自体による放熱効果を有する一方、パターン化して島状に設けられるため、前記パターン部ＣＳの可変動作を助けることができる。

一方、前記表示パネル１００と前記第２層２２０との間に周縁に沿って接着パッド２５０をさらに具備し、これをよって表示パネル１００とボトムカバー２００との位置固定がなされる。ここで、接着パッド２５０は、表示パネル１００のアクティブ領域の外周に配置することができる。

前記接着パッド２５０はアクリルレジン、エポキシレジン、又はこれら両成分からなって表示パネル１００と接着パッド２５０とを付着固定させ、一種の緩衝性を有し、カーブド動作時又は組立時の衝撃を緩和する役割を担うことができる。

一方、前記表示パネル１００は、カーブド動作時に柔軟性をもって共に曲がるものであり、一定の柔軟性及びスリム化を確保している。したがって、前記表示パネル１００は、光源を別途に有しない自発光素子のパネル、例えば、有機発光表示パネル或いは電気泳動表示パネルであってもよい。例えば、表示パネル１００が有機発光表示パネルからなるとき、基本構成として、基板と、複数個のサブ画素を駆動する薄膜トランジスタアレイと、各サブ画素の薄膜トランジスタに接続された有機発光素子と、少なくとも有機発光素子を外気に対して保護する封止部とを含むことができる。表示パネル１００は、基板から封止部に至る全厚さを１ｍｍ以下にすることができ、ボトムカバー２００と周縁で接している接着パッド２５０を除く領域では、表示パネル１００とボトムカバー２００との間にエアーギャップを有することができる。

そして、駆動のために前記表示パネル１００の一側部に、軟性フィルム１２０を介在して印刷回路基板１４０が連結され、前記印刷回路基板１４０は前記表示パネル１００の背面にベンディングされて入り、前記表示パネル１００とボトムカバー２００との間に配置される。この場合、前記印刷回路基板１４０が位置する領域では接着パッド２５０を省くことができ、前記印刷回路基板１４０のベンティングされて前記ボトムカバー２００と対面する領域は放熱テープ（図示せず）で接着することができる。

図４の４００は、フレーム又はシステムカバーと呼ばれるものであり、カーブド表示装置の曲率を調節することができる。また、同図の形状のように函形状であってもよく、或いは、場合によってバー（ｂａｒ）形状であってもよい。

そして、本発明の電子装置は、上述したカーブド表示装置をシステムカバー４００に収納した形態で具備することができる。

そして、前記ボトムカバー２００は次のような方式で製造される。

まず、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅ Ｓｔｅｅｌ）を主成分とする第１層と、アルミニウム（Ａｌ）、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）などの放熱用金属の第２層を順に形成して積層した後、積層した２層金属上に高い圧力を加えた状態で圧延工程によって急速結合させて、一体型のクラッド金属（ｃｌａｄ ｍｅｔａｌ）結合を形成する。このようなクラッド金属結合により、単一の第１層或いは第２層が有する単独の放熱性及び剛性よりも大きい放熱性及び剛性を得ることができる。

続いて、前記第２層を選択的に除去して第２層２２０を複数個のマトリクス状に残す。ここで、残された第２層２２０は表示パネル１００或いは印刷回路基板１４０と直接対面し、それら表示パネル１００或いは印刷回路基板１４０から出る熱を吸収して速やかに放出させる放熱層として働くことができる。そのために、放熱用金属として熱伝導率の高い金属材料を使用する。このような第２層２２０は、複数個の放熱金属が離隔してそれぞれ複数個の行と複数個の列に分けて配置される一種のマトリクス状になる。そして、第２層２２０が形成されていない部位のステンレス鋼成分の第１層は、横と縦が交差して一定幅の十字状に露出される。
好適には、水平線と垂直線の交差部分におけるスリットは、水平線又は垂直線内のスリットよりも大きく与えられる。さらには、交差部分におけるスリットは、円形又は楕円形の形状を有する。

そして、前記第１層の露出された部位は部分的に第１層の厚さ分だけ除去されることによって、パターン部ＣＳとして作用する。ここで、前記パターン部ＣＳは、 格子構造(十字状 )に 露出された 第１層に選択的に第１層の厚さ分を除去するエッチング工程を行って複数個のスリット２０５，２０７を形成して定義する。この過程によってスリット２０５，２０７が位置する部分では前記ボトムカバー２００は第１層も第２層も設けられず、貫通する形状となる。

このように、本発明のボトムカバー２００のステンレス鋼及び放熱用金属の２層型構成により、表示パネル１００と対面する側に、放熱機能を有するパターン化された第２層２２０を具備し、下側は第２層２２０とクラッド結合を維持した平坦部（ＣＵ）を有し、第２層２２０が位置していない部位は複数個のスリット２０５，２０７を含むパターン部ＣＳを有するプレート状の第１層２１０とすることによって、フレーム或いはシステムカバー４００によって装置がカーブする時、カーブされた経路に応じて装置の伸張及び収縮がなされる。スリット２０５，２０７を含む部位は、カーブド動作によるストレスが加えられる時、一種のスプリング効果を有し、ブロック化した第２層２２０の放熱金属や第１層２１０の平坦部（ＣＵ）が変化することなくカーブド動作に応じて伸張及び収縮する。

前記第１層２１０をステンレス鋼で構成する理由は、薄い厚さであるが、柔軟性と共に十分な剛性を維持できるためである。このステンレス鋼は、表示パネル１００に設けられた金属を含む構成又は接している第２層２２０の放熱用金属に比べてモジュラス（Ｍｏｄｕｌｕｓ）が大きい材質である。一般的にモジュラスは強度で評価され、値が小さいほど弾性が大きく、値が大きいほど弾性が小さくて元の状態を維持しようとする性質が大きい。数値的にヤングの係数（Ｙｏｕｎｇ’ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）を用いて測定することができる。

そして、第２層２２０をなす放熱用金属としてはアルミニウム及びグラファイトを提示することができるが、熱伝導率が高い材質の成分であって、安定したエッチング特性を有する成分であればいずれも可能である。可能なかぎり、２層構成となっている部分において剛性及び放熱性の両方が得られるようにするためには、前記第２層２２０と第１層２１０は互いにクラッド金属結合ができる金属とすることが好ましい。

一方、本発明のボトムカバー２００を形成時に、２層のクラッド金属結合の金属積層構造を形成した後、エッチングによって第２層２２０のマトリクスを構成及び第１層２１０のパターン部ＣＳを形成した理由は、次のとおりである。

ステンレス鋼などのＳＵＳ上に、島状の放熱金属を直接積層することは難しく、両面接着テープを用いて付着しなければならないが、この場合、複数個の放熱金属を付着する工程作業が要求され、また、構造的にもＳＵＳと放熱金属との間の接着層の介在により、放熱経路において接着テープを経由しなければならず、放熱効果が低下する。また、接着層を表示パネル１００のアクティブ領域の下面に配置するので、カーブド動作が反復されながら接着層の変形が発生した時、この変形が表示パネル１００から観測されることがある。本発明のボトムカバー２００はこのような問題点を解決するために、まず、２層以上のクラッド金属結合を形成した後、エッチング工程によってマトリクス状の離隔された放熱金属の第２層２２０と第２層２２０との間の領域にパターン部ＣＳを有するプレート状の第１層２１０を形成する。この場合、接着層が第１及び第２層２２０，２１０の間の層間に配置されない。

前記第1層の一部は露出されて水平線と垂直線を有する格子構造で形成され、前記水平線と垂直線の交差部分にはスリットが形成される。

前記第１層２１０に設けられるパターン部ＣＳは、平面図に示すように、十字状に交わるパターン部ＣＳの第１幅に対して中央から縁部に向けて幅を別にしてもよく、同一にしてもよい。また、その個数も、カーブド表示装置で適用しようとする曲率に応じて変更可能である。パターン部ＣＳに設けられたスリットの個数が多いほど、カーブドディスプレイの曲率が大きくなるほど伸張及び圧縮効果がある。

一方、本発明のカーブド表示装置が内側変形（表示パネル１００が内側に曲がる場合）と外側変形（表示パネル１００が外側に曲がる場合）について説明する。

図６Ａ〜図６Ｃはそれぞれ、本発明のボトムカバー２００の第１層２１０のパターン部の正常状態と収縮及び伸張状態を示した写真である。

図６Ａに示すように、ストレスが加えられていない表示パネル１００が平坦な状態ではボトムカバー２００側の第１層２１０のパターン部も正常状態を維持し、表示パネルが図６Ｂに示すように、外側に曲がる変形がある場合（Ｏｕｔｅｒ Ｃｕｒｖｅ）、表示パネル１００の背面側に位置するボトムカバー２００のパターン部ＣＳは収縮作用する。逆に、図６Ｃに示すように、表示パネルが内側に曲がる変形がある場合（Ｉｎｎｅｒ Ｃｕｒｖｅ）、表示パネル１００の背面側に位置するボトムカバー２００のパターン部ＣＳは膨脹作用する。

図７Ａ及び図７Ｂは、本発明のカーブド表示装置が内側変形を有する場合と外側変形を有する場合を示す断面図である。

図７Ａに示すように、カーブド表示装置が内側変形を有するとき、ボトムカバー２００の第１層２１０の場合、パターン部（図１〜図４のＣＳ）は上部及び下部において異なる曲率を有する。すなわち、パターン部ＣＳの上部よりも下部が描く曲率が大きいため、パターン部ＣＳのスリット２０５は、内側変形に応じて、上部よりも下部がさらに広まる伸張効果が起き、これによって、他の領域の変更や層間のスリップ現象無しで安定したカーブド動作が可能になる。

図７Ｂに示すように、カーブド表示装置が外側変形を有するとき、ボトムカバー２００の第１層２１０の場合、パターン部（図１乃至図４のＣＳ）は上部及び下部において異なる曲率を有する。すなわち、パターン部ＣＳの下部が描く曲率が上部のそれより小さいため、パターン部ＣＳのスリット２０５は、外側変形に応じて、下部が上部に比べてより縮まる収縮効果が起き、これによって、他の領域の変更や層間のスリップ現象無しで安定したカーブド動作が可能になる。

以上、本発明の技術的思想を例示するために具体的な実施例を図面を参照して説明したが、本発明は、上記のような具体的な実施例及びそれと同じ構成及び作用効果に限定されず、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形例を実施することができる。したがって、それらの変形例も本発明の範囲に属するものとして見なすべきであり、本発明の真の技術的保護範囲は、後述する特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

１００ 表示パネル
２００ ボトムカバー
２１０ 第１層
２２０ 第２層
ＣＵ 平坦部
ＣＳ パターン部

Claims (11)

1. 複数個の同一厚さの均一部をマトリクス状に有し、前記均一部の間に複数個のスリットを含むパターン部を有するプレート状の第１層、及び前記第１層上に前記均一部にのみ接した複数個の放熱用金属を有する第２層を含むボトムカバーと、
   前記ボトムカバーの第２層上に設けられた表示パネルと、
   を備えるカーブドディスプレイ。
2. 前記表示パネルと前記第２層との間に周縁に沿った接着パッドをさらに備える、請求項１に記載のカーブドディスプレイ。
3. 前記表示パネルの一側部に印刷回路基板が接続され、前記印刷回路基板は前記表示パネルとボトムカバーとの間に配置されている、請求項１又は２に記載のカーブドディスプレイ。
4. 前記印刷回路基板が接続された軟性フィルムを前記表示パネルの一側部にさらに備える、請求項３に記載のカーブドディスプレイ。
5. 前記第１層が前記放熱用金属及び前記表示パネルに比べて高い剛性を有するステンレス鋼を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイ。
6. 前記放熱用金属が前記均一部とクラッド結合されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイ。
7. 前記パターン部は格子構造である、請求項１から６のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイ。
8. 前記パターン部内におけるスリットの長さは、中央から縁部に向けて短くなる、請求項１から７のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイ。
9. 前記第１層の前記パターン部は、水平線と垂直線を有する格子構造で前記第２層から露出され、前記水平線と前記垂直線との交差部分に第１スリットが形成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイ。
10. 前記第１層の前記パターン部は、前記水平線と前記垂直線との交差部分で区切られた各ブロックにおいて、前記第１スリットよりも小さい第２のスリットを複数含む、請求項９に記載のカーブドディスプレイ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のカーブドディスプレイと、
    前記表示パネルの上面が露出されるように前記表示パネル及びボトムカバーを収納しているシステムカバーと、
    を備える電子装置。