KR102114318B1 - 플렉시블 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 유연성을 지닌 디스플레이 패널과, 전압 인가에 따라 가역적으로 변형되면서 디스플레이 패널에 경직성을 제공하는 유전탄성체유닛을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

플렉시블 디스플레이 장치 {A flexible display device}

본 발명의 실시예들은 플렉시블 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 플렉시블 디스플레이 장치는 폴리이미드와 같은 가요성 기판에 디스플레이부를 형성하여 유연성을 부가한 장치로서, 휴대 시 그 형태를 변형시켜 부피를 줄일 수 있는 매우 편리한 장점을 가지고 있다.

본 발명의 실시예들은 플렉시블 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 유연성을 지닌 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널에 설치되며, 전압 인가에 따라 가역적으로 변형되면서 상기 디스플레이 패널에 경직성을 제공하는 유전탄성체유닛;을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치를 개시한다.

상기 유전탄성체유닛 다수개가 상기 패널에 소정 간격을 두고 배치되어, 상기 전압 인가 시 상기 유전탄성체유닛의 변형에 따라 상기 간격이 메워지면서 상기 패널에 경직성이 제공될 수 있다.

상기 유전탄성체유닛은 서로 대면하는 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되는 전기활성고분자층을 포함할 수 있다.

상기 제1전극 및 제2전극 사이에 전압이 인가되면 상기 전기활성고분자층이 면방향으로 늘어나면서 변형이 일어날 수 있다.

상기 전기활성고분자층은 PVDF(polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethyl siloxan), PVFT(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) 중 어느 한 재질을 포함할 수 있다.

상기 제1전극과 상기 제2전극은 ITO 재질을 포함할 수 있다.

상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 일 면에 설치될 수 있고, 양면에 설치될 수도 있으며, 또는 상기 패널의 내부에 설치될 수도 있다.

상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 테두리선을 따라 설치될 수 있고, 상기 패널을 가로지르는 횡단선을 따라서도 설치될 수 있으며, 또는 상기 패널의 전체 면에 균일하게 설치될 수도 있다.

상기 유전탄성체유닛의 모양은 다각형 모양을 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치는 휴대 시 유연하게 변형될 수 있고 사용 시에는 빳빳하게 펴질 수 있으므로, 휴대의 편의성 뿐만 아니라 사용 시 사용자가 한 손으로만 지탱해도 왜곡없는 평평한 화상을 볼 수 있게 해준다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 플렉시블 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A부위를 확대한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 플렉시블 디스플레이 장치에 설치된 유전탄성체유닛의 작동 전과 후의 상태를 각각 보인 도면이다.
도 4 내지 도 8c는 도 1에 도시된 플렉시블 디스플레이 장치의 변형 가능한 구조를 예시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

일반적으로 플렉시블 디스플레이 장치는 유연하게 변형시킬 수 있는 특징 때문에 부피를 줄일 수 있어서 휴대가 간편한 것으로 알려져 있다. 그런데, 이러한 휴대 시의 장점이 반대로 사용 시에는 단점이 될 수도 있다.　 즉, 사용 시에는 장치가 평평한 상태로 고정되어 있어야 화면을 보기가 좋은데, 이와 같이 유연하게 변형될 수 있는 특성 때문에 화면이 휘어지기 쉬워서 왜곡없는 반듯한 화면을 감상하기가 어려울 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치는 이러한 문제를 해소하여 휴대의 편의성과 사용의 편의성을 모두 개선할 수 있다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 플렉시블 디스플레이 장치는, 유연성을 지닌 디스플레이 패널(120)과, 이 디스플레이 패널(120)의 일면에 부착된 유전탄성체유닛(110)를 구비하고 있다.

상기 디스플레이 패널(120)은 유연한 가요성 기판 위에 화상을 구현하기 위한 박막트랜지스터와 발광소자 및 그들을 덮어서 보호해주는 봉지층 등이 적층된 구조체인데, 여기서는 이를 디스플레이 패널(120)로 간략히 표시하기로 한다. 이 디스플레이 패널(120)은 단단한 글라스 기판 대신에 유연한 가요성 기판을 사용하기 때문에, 그 유연성의 허용 범위 내에서 자유롭게 휘어질 수 있는 특성을 지니고 있다.

그리고, 상기 유전탄성체유닛(110)는 상기 디스플레이 패널(120)의 일면에 테두리선을 따라 설치되며, 그 구조는 도 3a에 도시된 바와 같이 서로 대면하는 제1,2전극(111)(112) 사이에 전기활성고분자층(113)이 개재된 구조로 이루어져 있다. 이 제1,2전극(111)(112)에 전압이 인가되면 상기 전기활성고분자층(113)이 면방향으로 늘어나게 된다. 이 작동에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 유전탄성체유닛(110)은 일정한 간격(d)을 두고 다수개가 디스플레이 패널(120)의 테두리선을 따라 배치되어 있다. 이 간격(d)이 있기 때문에 디스플레이 패널(120)은 유전탄성체유닛(110)이 가장자리를 둘러싸고 있어도 별다른 간섭을 받지 않고 유연하게 변형될 수 있다. 만일 이 간격(d)이 없다면, 디스플레이 패널(120)이 아무리 유연하다고 해도 그 테두리를 빈틈없이 둘러싸고 있는 유전탄성체유닛(110)이 단단하게 버티기 때문에 유연하게 구부릴 수가 없게 된다. 즉, 경직성(stiffness)이 생기는 것이다. 따라서, 디스플레이 패널(120)을 빳빳하게 펼쳐놓고 싶을 때 이 간격(d)을 없애면 패널(120)이 잘 구부러지지 않게 된다. 상기 유전탄성체유닛(110)은 이 원리를 이용해서 디스플레이 패널(120)의 상태를 유연하게 또는 빳빳하게 조절한다.

도 3a 및 도 3b가 이러한 유전탄성체유닛(110)의 작동을 설명한 것이다.

전술한 바와 같이 각 유전탄성체유닛(110)은 제1,2전극(111)(112) 및 그 사이에 개재된 전기활성고분자층(113)을 구비하고 있다.

먼저 도 3a에 도시된 바와 같이 전류가 흐르지 않아서 상기 제1,2전극(111)(112) 사이에 전압이 걸리지 않은 상태에서는 전기활성고분자층(113)이 팽창하지 않은 초기 상태를 유지하고 있게 된다. 따라서, 각 유전탄성체유닛(110)들 사이의 간격(d)은 그대로 유지되며 디스플레이 패널(120)은 부드럽게 구부러질 수 있다.

그러나, 상기 제1,2전극(111)(112)에 전압이 인가되면, 도 3b에 도시된 바와 같이 전기활성고분자층(113)의 길이가 면방향으로 늘어나게 되며, 이에 따라서 각 유전탄성체유닛(110)들 사이의 간격(d)이 전기활성고분자층(113)에 의해 메워져 사라지게 된다. 그러면, 디스플레이 패널(120)의 테두리를 유전탄성체유닛(110)이 빈틈없이 둘러싸서 단단하게 버티기 때문에 쉽게 구부릴 수가 없게 된다. 따라서, 디스플레이 패널(120)을 빳빳하게 펼쳐놓고 사용할 수 있게 된다.

반대로, 제1,2전극(111)(112)에 인가된 전압이 해제되면 전기활성고분자층(113)은 다시 도 3a의 상태로 복원되며 디스플레이 패널(120)은 다시 유연하게 변형 가능한 상태로 돌아가게 된다.

이와 같이 유전탄성체유닛(110)을 작동시키면서 디스플레이 패널(120)의 상태를 유연하게 구부릴 수 있거나 또는 빳빳하게 펼쳐놓을 수 있는 상태로 조절하는 것이다.

한편, 상기 전기활성고분자층(113)으로 사용될 수 있는 것으로는, PVDF(polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethyl siloxan), PVFT(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) 등이 사용될 수 있으며, 상기 제1,2전극(111)(112)으로는 ITO 재질이 사용될 수 있다. 물론, 어느 재료이든 두 전극 사이에 전압이 인가될 때 면방향으로 늘어나면서 간격(d)을 메울 수 있는 것이면 다 채용이 가능하다.

상기한 바와 같은 플렉시블 디스플레이 장치는 다음과 같이 사용될 수 있다.

먼저, 플렉시블 디스플레이 장치가 비사용 중일 때에는 도 3a에 도시된 바와 같이 유전탄성체유닛(110)에 전압이 인가되지 않으므로 간격(d)이 유지되며, 따라서, 디스플레이 패널(120)을 자유롭게 구부릴 수 있다. 비사용 중에는 디스플레이 패널(120)을 접거나 말아서 휴대하면 된다.

한편, 플렉시블 디스플레이 장치를 사용하고자 할 때에는 유전탄성체유닛(110)의 두 전극(111)(112) 사이에 전압을 인가한다. 그러면, 전기활성고분자층(113)이 면방향으로 늘어나면서 도 3b와 같이 간격(d)이 메워지게 되며, 디스플레이 패널(120)은 쉽게 구부러지지 않는 상태로 변하게 된다. 따라서, 이 상태에서 디스플레이 패널(120)를 가동하면 반듯한 화면을 볼 수 있게 된다.

이후, 사용을 종료하게 되면, 상기 유전탄성체유닛(110)에 인가되던 전압이 해제되면서 플렉시블 디스플레이 장치(100)는 다시 구부릴 수 있는 유연한 상태로 돌아가게 된다.

따라서, 유전탄성체유닛(110)의 구동에 의해 디스플레이 패널(120)의 유연하거나 빳빳한 상태가 제어되므로, 휴대 시에는 패널(120)를 구부려서 보관했다가 사용 시 반듯하게 펴서 볼 수 있게 된다. 그러므로, 이를 사용하면 휴대의 편의성과 사용의 편의성이 모두 개선될 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 유전탄성체유닛(110)이 디스플레이 패널(120)의 한 쪽면에만 설치된 구조를 예시하였는데, 도 4에 도시된 다른 실시예처럼 디스플레이 패널(120)의 양면에 유전탄성체유닛(110)을 설치할 수도 있다. 이렇게 하면, 디스플레이 패널(120)의 양면에 균형있게 경직성을 제공할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 다른 실시예처럼 디스플레이 패널(120)의 내부에 유전탄성체유닛(110)을 설치할 수도 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(120)의 봉지층 안쪽에 설치할 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는 유전탄성체유닛(110)이 디스플레이 패널(120)의 테두리선을 따라서만 설치되어 있는 구조를 예시하였는데, 도 6의 변형예처럼 디스플레이 패널(120)을 가로지르는 횡단선을 따라서도 유전탄성체유닛(110)을 설치할 수 있다.

뿐만 아니라, 도 7에 도시된 또 다른 변형예처럼 디스플레이 패널(120)의 한 쪽 전면에 유전탄성체유닛(110)을 균일하게 배치할 수도 있다. 물론, 모든 경우 각 유전탄성체유닛(110) 사이에는 일정한 간격(d)이 있게 되며, 그 간격(d)은 전압 인가 시에 전기활성고분자층(113)이 면방향으로 늘어나면서 메워지게 된다.

그리고, 전술한 실시예들에서는 유전탄성체유닛(110)의 모양이 사각형인 경우를 예시하였는데, 도 8a와 같은 삼각형(110a)이나, 도 8b와 같은 마름모형(110b), 또는 도 8c와 같은 육각형(110c) 등 다양한 다각형 모양으로 변형시킬 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 플렉시블 디스플레이 장치를 사용하면, 휴대 시에는 패널을 유연하게 변형시켜서 보관했다가, 사용 시에 유전탄성체유닛을 가동하여 반듯하게 펴서 볼 수 있게 되므로, 휴대의 편의성과 사용의 편의성이 모두 개선될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 유전탄성체유닛 111: 제1전극
112: 제2전극 113: 전기활성고분자층
120: 디스플레이 패널

Claims (13)

1. 유연성을 지닌 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널에 설치되며, 전압 인가에 따라 가역적으로 변형되면서 상기 디스플레이 패널에 경직성을 제공하는 유전탄성체유닛;을 포함하고,
   상기 유전탄성체유닛은 서로 대면하는 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1전극과 제2전극 사이에 개재되는 전기활성고분자층을 포함하며,
   상기 유전탄성체유닛 다수개가 상기 패널에 소정 간격을 두고 배치되어, 상기 전압 인가 시 상기 각 유전탄성체유닛의 전기활성고분자층이 평면 방향으로 팽창하면서 인접한 유전탄성체유닛의 전기활성고분자층끼리 접촉함으로써 상기 패널에 경직성이 제공되는 플렉시블 디스플레이 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1전극 및 제2전극 사이에 전압이 인가되면 상기 전기활성고분자층이 면방향으로 늘어나면서 변형이 일어나는 플렉시블 디스플레이 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기활성고분자층은 PVDF(polyvinylidene fluoride), PDMS(polydimethyl siloxan), PVFT(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) 중 어느 한 재질을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1전극과 상기 제2전극은 ITO 재질을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 일 면에 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 양면에 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 내부에 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 테두리선을 따라 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유전탄성체유닛은 상기 패널을 가로지르는 횡단선을 따라서도 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전탄성체유닛은 상기 패널의 전체 면에 균일하게 설치된 플렉시블 디스플레이 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전탄성체유닛의 모양은 다각형 모양을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치.

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