KR102265083B1 - 가변강성 필름, 가변강성 유연 디스플레이 및 이의 제조 방법 - Google Patents

가변강성 필름, 가변강성 유연 디스플레이 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

가변강성 필름, 가변강성 유연 디스플레이 및 이의 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 가변강성 필름은 하부 전극, 가변유체 층 및 상부 전극을 포함할 수 있다. 상기 하부 전극 상에 폴리머 층이 형성되고, 상기 폴리머 층에 가변유체 수용부가 패터닝된다. 그 다음, 상기 가변유체 수용부에 가변유체를 수용함으로써 상기 가변강성 층이 형성되며, 상기 가변강성 층 상에 상기 상부 전극이 형성된다.

Description

가변강성 필름, 가변강성 유연 디스플레이 및 이의 제조 방법{VARIABLE STIFFNESS FILM, VARIABLE STIFFNESS FLEXIBLE DISPLAY AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
아래의 설명은 가변강성 필름, 가변강성 유연 디스플레이 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유연 디스플레이(flexible display)는 평판 디스플레이(Flat panel display; FPD) 단계를 넘어서는 기술로서, 종이처럼 얇고 유연한 기판을 통해 손상 없이 휘거나, 구부리거나, 말 수 있는 디스플레이를 말한다. 유연 디스플레이는 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 시대에 대응하는 전략적 기반기술 이다. 유리 대신 플라스틱 소재, 필름 등을 기판으로 사용하는 유연 디스플레이는 시계, 스포츠용품, 전자책 등의 소형 디스플레이를 중심으로 시장이 확대되고 있고, 모바일 단말기, 문서 뷰어, e-페이퍼 등 고성능 유연 디스플레이가 필요한 분야에서도 상용화가 급진전을 이루고 있다.
일 실시예에 따른 가변강성 필름은, 하부 전극, 상기 하부 전극 상에 형성된 가변유체 층 및 상기 가변유체 층 상에 형성된 상부 전극을 포함하는 가변강성 층을 포함하고, 상기 가변유체 층은 가변유체를 수용하는 가변유체 수용부를 포함하고, 상기 하부 전극 및 상기 상부 전극 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 상기 가변유체가 강성을 가지게 되는 것일 수 있다.
상기 가변유체 층은 서로 평행하게 정렬되도록 패터닝되어 가변유체를 수용하는 복수 개의 가변유체 수용부 및 상기 복수 개의 가변유체 수용부를 지지하는 지지 폴리머 패턴을 포함할 수 있다. 상기 가변강성 층은, 제1 가변강성 층, 제2 가변강성 층 및 상기 제1 가변강성 층과 상기 제2 가변강성 층 사이의 폴리머 분리층을 포함하고, 상기 제1 가변강성 층의 가변유체 수용부와 상기 제2 가변강성 층의 가변유체 수용부는 서로 수직 방향으로 형성된 것이고, 상기 제1 가변강성 층 및 제2 가변강성 층은 각각 강성을 가지도록 제어 가능한 것일 수 있다. 상기 하부 전극 및 상부 전극은 상기 복수 개의 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고, 상기 하부 전극, 상기 하부 전극 상의 가변유체 수용부 및 상기 가변유체 수용부 상의 상부 전극 외의 부분은 모두 상기 지지 폴리머일 수 있다.
상기 가변유체는 ER 유체(elector-rheological fluid) 또는 MR 유체(magneto-rheological fluid)를 포함할 수 있다. 상기 하부 전극 및 상기 상부 전극은 각각 독립적으로, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 은 나노와이어(silver nanowire)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 상부 전극, 상기 하부 전극 또는 이 둘 상에 폴리머 층을 더 포함할 수 있다. 상기 가변유체 층의 양측에 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이는, 유연 디스플레이, 및 상기 유연 디스플레이에 접촉하여 형성된 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 가변강성 유연 터치센서는, 유연 디스플레이, 터치센서 및 상기 터치센서에 접촉하여 형성된 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 가변강성 필름의 제조방법은, 하부 전극 상에 폴리머 층을 형성하는 단계, 상기 폴리머 층에 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계, 상기 가변유체 수용부에 가변유체를 수용하여 가변강성 층을 형성하는 단계, 및 상기 가변강성 층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계는, 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 하부 전극은 상기 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고, 상기 폴리머 층을 형성하는 단계는, 상기 하부 전극 상 및 상기 하부 전극 간에 형성하는 것이고, 상기 상부 전극을 형성하는 단계는, 상기 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상부 전극 형성 단계 이후에, 상기 상부 전극에 폴리머 분리층을 형성하는 단계, 상기 폴리머 분리층 상에 제2 하부 전극을 형성하는 단계, 상기 제2 하부 전극 상에 제2 폴리머 층을 형성하는 단계, 상기 제2 폴리머 층에, 상기 복수 개의 가변유체 수용부와 수직 방향으로 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 제2 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계, 상기 제2 가변유체 수용부에 가변유체를 수용하여 제2 가변강성 층을 형성하는 단계 및 상기 제2 가변강성 층 상에 제2 상부 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 하부 전극은 상기 제2 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고, 상기 제2 폴리머 층을 형성하는 단계는, 상기 제2 하부 전극 상 및 상기 제2 하부 전극 간에 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제2 상부 전극을 형성하는 단계는, 상기 제2 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 이용한 화면 조작방법을 나타낸 도면이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이다.
도 2b는 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 사시도다.
도 3b는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 단면도다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이다.
도 4b는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이다.
도 4c는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 4d는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이다.
도 5b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이다.
도 5c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이다.
도 6b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이다.
도 6c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 7a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 사시도이다.
도 7b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 가변유체 층을 나타낸 사시도이다.
도 7c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 가변강성 필름의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 터치센서를 나타낸 사시도이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 터치센서를 나타낸 단면도이다.
도 10a는 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 화면 가독 시의 상태를 나타낸 도면이다.
도 10a는 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 터치 입력 시의 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 시계로 활용한 예를 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 폴리머 층이 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이하에서 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 이용한 화면 조작방법을 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)에서와 같이, 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이는 일반적일 때는 가변강성 유연 디스플레이 전체가 유연성을 가지고 움직일 수 있게 되어 있다. 도 1의 (b)에서와 같이, 가변강성 유연 디스플레이를 원하는 특정 형상으로 변경한다. 그리고, 도 1의 (c)에서와 같이, 가변강성 유연 디스플레이의 내부에 있는 ER 유체(elector-rheological fluid) 또는 MR 유체(magneto-rheological fluid)를 이용하여 디스플레이를 단단하게 만들 수 있다.
일반적으로, ER 유체는 발생되는 전기장(electrical field)의 강도에 따라 역학적 특성이 변하는 유체를 말하며, 기본적으로 비전도성(nonconductive) 용매에 전도성(conductivity)을 갖는 입자들을 분산시킨 콜로이드(colloidal) 용액이다. ER 유체는 전기장 무발생시 랜덤(random) 구조를 갖고 있는 뉴토니안(Newtonian) 유체의 특성을 가지지만, 전기장 발생 시 항복전단응력을 갖는 빙햄(Bingham) 유체로 변하게 된다. ER 유체는 액상이나 고상으로 빨리 변화하는 가역적인 유동성질을 가지고 있고 전기장의 세기로 항복전단응력(yield shear stress)을 연속적으로 변화시킬 수 있다.
또한, MR 유체는 자기장(magnetic field) 발생에 의하여 ER 유체가 가지는 역학적 특성을 가질 수 있으며, 낮은 투자율(permeability)의 용매에 상자성(paramagnetic) 입자를 분산시킨 용액이다.
도 1의 (d)에서와 같이, 강성이 커진 가변강성 유연 디스플레이에 스크린에 포인팅 오브젝트 (예를 들어, 손가락, 스타일러스 펜 등)에 의한 외부의 터치 등을 통해서 입력을 하거나, 또는 화면을 볼 때 특정 형상으로 강성을 유지하게 된다. 도 1의 (e)에서와 같이, ER 유체 또는 MR 유체를 이용하여 다시 전기장 또는 자기장을 없애게 되면 원래의 유연특성을 가지는 디스플레이가 되는 특성을 가지게 된다.
도 2a는 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이고, 도 2b는 일 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 가변강성 필름(200)은, 하부 전극(220), 가변유체 층(230) 및 상부 전극(240)을 포함하는 가변강성 층(200a)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 폴리머 층(210) 상에 형성된 하부 전극(220), 하부 전극(220) 상에 형성된 가변유체 층(230), 가변유체 층(230) 상에 형성된 상부 전극(240), 상부 전극(240) 상에 형성된 상부 폴리머 층(250)를 포함할 수 있다.
가변유체 층(230)은 가변유체를 수용하는 가변유체 수용부(236)를 포함할 수 있다. 가변유체 수용부(236)는 홈의 형태이고, 가변유체가 외부로 흐르지 않도록 가변유체 층(230)의 양측에 밀봉부(232, 234)를 더 포함할 수 있다.
가변유체 수용부(236)에 수용되는 가변유체는 ER 유체(elector-rheological fluid) 또는 MR 유체(magneto-rheological fluid)를 포함할 수 있다.
하부 전극(220) 및 상부 전극(240) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 가변유체가 강성을 가지게 된다. 전기장이 형성되는 경우에는 ER 유체의 점성이 커지게 되고, 자기장이 형성되는 경우에는 MR 유체의 점성이 커지게 되어 강성이 커지게 된다. 다시 하부 전극(220) 및 상부 전극(240) 사이에 전기장 또는 자기장을 제거하게 되면 가변유체의 강성은 본래대로 점성이 작은 가변유체로 돌아오게 된다.
하부 폴리머 층(210) 및 상부 폴리머 층(250)은 각각 독립적으로, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴(polyacryl), 폴리페놀(polyphenol), 폴리에스테르(polyester), 폴리우레탄(polyurethane)과 같은 열경화성 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌(polystyrene)과 같은 열가소성 수지, 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene; BCB), F-첨가 폴리이미드(polyimide), 퍼플로오로싸이클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 플루오르폴리아릴에테르(fluoropolyarylether; FPAE) 및 실록산(siloxane) 계열 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
하부 폴리머 층(210) 및 상부 폴리머 층(250)의 두께는 각각 독립적으로 500 ㎛ 이하인 것일 수 있다.
하부 전극(220) 및 상부 전극(240)은 각각 독립적으로, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), TAO(tin antinomy oxide), TO(tin oxide), ZnO(zinc oxide), 그래핀, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 은 나노와이어(silver nanowire)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 사시도이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이(300)는, 유연 디스플레이(310), 및 하부 전극(330), 가변유체 층(340) 및 상부 전극(350)을 포함하는 가변강성 층(300a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 유연 디스플레이(310) 상에 형성된 하부 폴리머 층(320), 하부 폴리머 층(320) 상에 형성된 하부 전극(330), 하부 전극(330) 상에 형성된 가변유체 층(340), 가변유체 층(340) 상에 형성된 상부 전극(350), 상부 전극(350) 상에 형성된 상부 폴리머 층(360)을 포함할 수 있다.
가변유체 층(340)은 가변유체를 수용하는 가변유체 수용부(346)를 포함할 수 있다. 가변유체 수용부(346)는 홈의 형태이고, 가변유체가 외부로 흐르지 않도록 가변유체 층(340)의 양측에 형성된 밀봉부(342, 344)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이는 도 2a 및 도 2b에 도시된 일 실시예에 따른 가변강성 필름(200)에 추가적으로 유연 디스플레이(310)를 더 포함하여 형성된 것일 수 있다. 도 3a 및 도 3b에는 유연 디스플레이(310)가 하부 폴리머 층(320) 상에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 상부 폴리머 층(350) 상에 형성될 수도 있다.
유연 디스플레이(310)는, 예를 들어, 시계, LCD, OLED, PDP, e-페이퍼일 수 있다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이고, 도 4b는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이고, 도 4c는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(400)은, 하부 전극(420), 가변유체 층(430) 및 상부 전극(440)을 포함하는 가변강성 층(400a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 폴리머 층(410) 상에 형성된 하부 전극(420), 하부 전극(420) 상에 형성된 가변유체 층(430), 가변유체 층(430) 상에 형성된 상부 전극(440), 상부 전극(440) 상에 형성된 상부 폴리머 층(450)을 포함할 수 있다.
가변유체 층(430)은 서로 평행하게 정렬되도록 패터닝되어 가변유체를 수용하는 복수 개의 가변유체 수용부(432) 및 복수 개의 가변유체 수용부(432)를 지지하는 지지 폴리머 패턴(434)을 포함할 수 있다. 가변유체 층(430)의 양측에 형성된 밀봉부(436, 438)를 포함할 수 있지만, 복수 개의 가변유체 수용부(432) 및 지지 폴리머 패턴(434)을 포함하는 경우, 지지 폴리머 패턴(434)의 양측이 밀봉부의 역할을 할 수 있으므로, 별도로 밀봉부를 형성하지 않을 수도 있다.
하부 전극(420) 및 상부 전극(440) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 복수 개의 가변유체 수용부(432)의 가변유체가 강성을 가지게 된다. 전기장이 형성되는 경우에는 ER 유체의 점성이 커지게 되고, 자기장이 형성되는 경우에는 MR 유체의 점성이 커지게 되어 강성이 커지게 된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 가변유체 수용부(432)는 X축 방향으로 배열되어 있으므로, X축 방향으로는 강성이 증가되지만, Y축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 따라서, 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(400)은 X축 방향의 단방향으로만 강성을 가지게 되는 가변강성 필름(400)이 되고, 다시 하부 전극(420) 및 상부 전극(440) 사이에 전기장 또는 자기장을 제거하게 되면 가변유체의 강성은 본래대로 점성이 작은 가변유체로 돌아오게 된다.
도 4d는 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 하부 전극(420) 및 상부 전극(440)은 복수 개의 가변유체 수용부(432)에 대응하는 형태일 수 있다. 하부 전극(420)은 복수 개의 가변유체 수용부(432)에 대응하도록 패터닝된 하부 전극(422) 및 패터닝된 하부 전극(422) 간의 지지 폴리머(424)를 포함할 수 있다. 상부 전극(440)은 복수 개의 가변유체 수용부(432)에 대응하도록 패터닝된 상부 전극(442) 및 패터닝된 상부 전극(442) 간의 지지 폴리머(444)를 포함할 수 있다. 따라서, 패터닝된 하부 전극(422), 하부 전극(420) 상의 가변유체 수용부(432) 및 가변유체 수용부(432) 상의 패터닝된 상부 전극(442) 외의 부분은 모두 상기 지지 폴리머(424, 434, 444)일 수 있다.
도 5a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이고, 도 5b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이고, 도 5c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(500)은, 하부 전극(520), 가변유체 층(530) 및 상부 전극(540)을 포함하는 가변강성 층(500a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 폴리머 층(510) 상에 형성된 하부 전극(520), 하부 전극(520) 상에 형성된 가변유체 층(530), 가변유체 층(530)의 양측에 형성된 밀봉부(536, 538), 가변유체 층(530) 상에 형성된 상부 전극(540), 상부 전극(540) 상에 형성된 상부 폴리머 층(550)를 포함할 수 있고, 가변유체 층(530)은 서로 평행하게 정렬되도록 패터닝되어 가변유체를 수용하는 복수 개의 가변유체 수용부(532) 및 상기 복수 개의 가변유체 수용부를 지지하는 지지 폴리머 패턴(534)을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(500)은, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 가변강성 필름(400)과 달리, 복수 개의 가변유체 수용부(532)는 Y축 방향으로 배열되어 있으므로, Y축 방향으로는 강성이 증가되지만, X축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 따라서, 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(500)은 Y축 방향의 단방향으로만 강성을 가지게 되는 가변강성 필름(500)이 되고, 다시 하부 전극(520) 및 상부 전극(540) 사이에 전기장 또는 자기장을 제거하게 되면 가변유체의 강성은 본래대로 점성이 작은 가변유체로 돌아오게 된다.
도 6a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 사시도이고, 도 6b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름의 가변유체 층을 나타낸 사시도이고, 도 6c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름을 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(600)은, 제1 가변강성 층(600a), 제2 가변강성 층(600b) 및 제1 가변강성 층(600a)과 제2 가변강성 층(600b) 사이의 폴리머 분리층(650)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 하부 폴리머 층(610) 상에 형성된 제1 가변강성 층(600a)의 제1 하부 전극(620), 제1 하부 전극(620) 상에 형성된 제1 가변유체 층(630), 제1 가변유체 층(630)의 양측에 형성된 제1 밀봉부(636, 638), 제1 가변유체 층(630) 상에 형성된 제1 상부 전극(640), 제1 상부 전극(640) 상에 형성된 폴리머 분리층(650), 폴리머 분리층(650) 상에 형성된 제2 가변강성 층(600b)의 제2 하부 전극(660), 제2 하부 전극(660) 상에 형성된 제2 가변유체 층(670), 제2 가변유체 층(670)의 양측에 형성된 제2 밀봉부(676, 678), 제2 가변유체 층(670) 상에 형성된 제2 상부 전극(680) 및 제2 상부 전극(680) 상에 형성된 및 제2 상부 폴리머 층(690)을 포함할 수 있다.
제1 가변강성 층(600a)의 가변유체 층(630)의 가변유체 수용부(632)와 제2 가변강성 층(600b)의 가변유체 층(670)의 가변유체 수용부(672)는 서로 수직 방향으로 형성될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시되 바와 같이, 제1 가변강성 층(600a)의 제1 가변유체 층(630)의 가변유체 수용부(632)가 X축 방향으로 형성되어 있고, 제2 가변강성 층(600b)의 가변유체 층(670)의 가변유체 수용부(672)가 Y축 방향으로 형성될 수 있다.
제1 가변강성 층(600a)의 제1 하부 전극(620) 및 제1 상부 전극(640) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 복수 개의 가변유체 수용부(632)의 가변유체는 X축 방향으로 배열되어 있으므로, X축 방향으로는 강성이 증가되지만, Y축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 또한, 제2 가변강성 층(600b)의 제2 하부 전극(660) 및 제2 상부 전극(680) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 복수 개의 가변유체 수용부(672)의 가변유체는 Y축 방향으로 배열되어 있으므로, Y축 방향으로는 강성이 증가되지만, X축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 따라서, 제1 가변강성 층(600a) 및 제2 가변강성 층(600b)을 동시에 강성을 가지도록 제어할 수도 있지만, 제1 가변강성 층(600a) 및 제2 가변강성 층(600b) 각각에 강성을 가지도록 제어 가능할 수 있다.
도 7a는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 사시도이고, 도 7b는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 가변강성 층을 나타낸 사시도이고, 도 7c는 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이(700)는, 제1 가변강성 층(700a), 제2 가변강성 층(700b)과 제1 가변강성 층(700a)과 제2 가변강성 층(700b) 사이의 폴리머 분리층(750) 및 유연 디스플레이(795)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 하부 폴리머 층(710) 상에 형성된 제1 가변강성 층(700a)의 제1 하부 전극(720), 제1 하부 전극(720) 상에 형성된 제1 가변유체 층(730), 제1 가변유체 층(730)의 양측에 형성된 제1 밀봉부(736, 738), 제1 가변유체 층(730) 상에 형성된 제1 상부 전극(740), 제1 상부 전극(740) 상에 형성된 폴리머 분리층(750), 폴리머 분리층(750) 상에 형성된 제2 가변강성 층(700b)의 제2 하부 전극(760), 제2 하부 전극(760) 상에 형성된 제2 가변유체 층(770), 제2 가변유체 층(770)의 양측에 형성된 제2 밀봉부(776, 778), 제2 가변유체 층(770) 상에 형성된 제2 상부 전극(780), 제2 상부 전극(780) 상에 형성된 제2 상부 폴리머 층(790) 및 유연 디스플레이(795)를 포함할 수 있다.
제1 가변강성 층(700a)의 제1 가변유체 층(730)의 가변유체 수용부(732)와 제2 가변강성 층(700b)의 제2 가변유체 층(770)의 가변유체 수용부(772)는 서로 수직 방향으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(700)은, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 가변강성 필름(600)과 달리, 제1 가변강성 층(700a)의 제1 가변유체 층(730)의 가변유체 수용부(732)가 Y축 방향으로 형성되어 있고, 제2 가변강성 층(700b)의 제2 가변강성 층(700b)의 가변유체 수용부가 X축 방향으로 형성될 수 있다.
제1 가변강성 층(700a)의 제1 하부 전극(720) 및 제1 상부 전극(740) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 복수 개의 가변유체 수용부(732)의 가변유체는 Y축 방향으로 배열되어 있으므로, Y축 방향으로는 강성이 증가되지만, X축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 또한, 제2 가변강성 층(700b)의 제2 하부 전극(760) 및 제2 상부 전극(780) 사이에 전기장 또는 자기장이 형성되는 경우, 두 개의 전극 사이에 있는 복수 개의 가변유체 수용부(772)의 가변유체는 X축 방향으로 배열되어 있으므로, X축 방향으로는 강성이 증가되지만, Y축 방향으로는 강성이 크게 변하지 않게 된다. 따라서, 제1 가변강성 층(700a) 및 제2 가변강성 층(700b)을 동시에 강성을 가지도록 제어할 수도 있지만, 제1 가변강성 층(700a) 및 제2 가변강성 층(700b) 각각에 강성을 가지도록 제어 가능할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 다른 실시예에 따른 가변강성 필름(600)에 추가적으로 유연 디스플레이(795)를 더 포함하여 형성된 것일 수 있다. 도 7a 내지 도 7c에는 유연 디스플레이(795)가 제2 상부폴리머 층(790) 상에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제1 하부폴리머 층(710) 상에 형성될 수도 있다.
유연 디스플레이(795)는, 예를 들어, 시계, LCD, OLED, PDP, e-페이퍼일 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 가변강성 필름의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8을 참조하여, 일 실시예에 따른 가변강성 필름의 제조 방법을 설명하도록 한다.
일 실시예에 따른 가변강성 필름의 제조방법은, 하부 전극 상에 폴리머 층을 형성하는 단계(810), 상기 폴리머 층에 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계(820), 상기 가변유체 수용부에 가변유체를 수용하여 가변강성 층을 형성하는 단계(830) 및 상기 가변강성 층 상에 상부 전극을 형성하는 단계(840)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 하부 전극 상에 폴리머 층을 형성할 수 있다(810).
하부 전극은, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 은 나노와이어(silver nanowire)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
폴리머 층은, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴(polyacryl), 폴리페놀(polyphenol), 폴리에스테르(polyester), 폴리우레탄(polyurethane)과 같은 열경화성 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌(polystyrene)과 같은 열가소성 수지, 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene; BCB), F-첨가 폴리이미드(polyimide), 퍼플로오로싸이클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 플루오르폴리아릴에테르(fluoropolyarylether; FPAE) 및 실록산(siloxane) 계열 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이어서, 폴리머 층에 가변유체 수용부를 패터닝할 수 있다(820).
폴리머 층의 두께는 500 ㎛ 이하인 것일 수 있다.
가변유체 수용부를 패터닝하는 단계는, 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 가변유체 수용부를 패터닝하는 것일 수 있다.
이어서, 가변유체 수용부에 가변유체를 수용하여 가변강성 층을 형성한다(830).
가변유체는 ER 유체(elector-rheological fluid) 또는 MR 유체(magneto-rheological fluid)를 포함하는 것일 수 있다.
이어서, 가변강성 층 상에 상부 전극을 형성할 수 있다(840).
상부 전극은, 하부 전극에 사용되는 물질과 동일한 물질을 사용하거나, 다른 물질을 사용할 수도 있다.
하부 전극은 상기 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고, 폴리머 층을 형성하는 단계는, 하부 전극 상 및 하부 전극 간에 형성하는 것이고, 상부 전극을 형성하는 단계는, 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 것일 수 있다.
추가적으로, 상부 전극 형성 단계 이후에, 상부 전극에 폴리머 분리층을 형성하는 단계, 폴리머 분리층 상에 제2 하부 전극을 형성하는 단계, 제2 하부 전극 상에 제2 폴리머 층을 형성하는 단계, 제2 폴리머 층에, 복수 개의 가변유체 수용부와 수직 방향으로 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 제2 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계, 제2 가변유체 수용부에 가변유체를 수용하여 제2 가변강성 층을 형성하는 단계, 및 제2 가변강성 층 상에 제2 상부 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.제2 하부 전극은 제2 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고, 제2 폴리머 층을 형성하는 단계는, 제2 하부 전극 상 및 제2 하부 전극 간에 형성하는 것이고, 상기 제2 상부 전극을 형성하는 단계는, 제2 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 것일 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 터치센서를 나타낸 사시도이고, 도 9b는 일 실시예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일 실시예에 따른 가변강성 유연 터치센서(900)는, 보호층(910), 터치센서(920), 유연 디스플레이(930), 및 하부 전극(950), 가변유체 층(960) 및 상부 전극(970)을 포함하는 가변강성 층(900a)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 보호층(910) 상에 형성된 터치센서(920), 터치센서(920) 상에 형성된 유연 디스플레이(930), 유연 디스플레이(930) 상에 형성된 하부 폴리머 층(940), 하부 폴리머 층(940) 상에 형성된 하부 전극(950), 하부 전극(950) 상에 형성된 가변유체 층(960), 가변유체 층(960) 상에 형성된 상부 전극(970), 상부 전극(970) 상에 형성된 상부 폴리머 층(980)을 포함할 수 있다.
가변유체 층(960)은 가변유체를 수용하는 가변유체 수용부(966)를 포함할 수 있다. 가변유체 수용부(966)는 홈의 형태이고, 가변유체가 외부로 흐르지 않도록 가변유체 층(960)의 양측에 형성된 밀봉부(962, 964)를 더 포함할 수 있다.
터치센서(920)는 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류 또는 전압값에 변화를 감지하는 감압식(resistive type)과, 교류 전압을 인가한 상태에서 캐패시턴스 커플링(capacitance coupling)을 이용하는 정전용량 방식(capacitive type)일 수 있다.
도 9a 및 도 9b에는 보호층(910) 및 터치센서(920)가 유연 디스플레이(930) 하부에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 상부 폴리머 층(980) 상에 형성될 수도 있다. 또한, 보호층(910)에는 폴리머 층, 터치센서(920)에는 터치센싱 전극 층이 형성될 수 있고, 폴리머 층 및 터치센싱 전극 층은 각각 유연 디스플레이(930) 하부에 형성될 수도 있고, 상부 폴리머 층(980) 상에 형성될 수도 있다.
정전용량 방식의 경우, 유연 디스플레이(930) 하부에 터치센싱 전극층, 폴리머 층, 터치센싱 전극층 및 폴리머 층이 형성될 수 있고, 상부 폴리머 층(980) 상에 터치센싱 전극층, 폴리머 층, 터치센싱 전극층 및 폴리머 층이 형성될 수도 있다.
유연 디스플레이(930)는, 예를 들어, 시계, LCD, OLED, PDP, e-페이퍼일 수 있다.
도 10a는 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 화면 가독 시의 상태를 나타낸 도면이다. LCD, OLED, PDP, e-페이퍼와 같은 가변강성 유연 디스플레이의 스크린을 통해 화면 가독 시에 휘어지지 않게 일방향으로 강성을 유지하여 고정시켜 볼 수 있다.
도 10a는 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이의 터치 입력 시의 상태를 나타낸 도면이다. LCD, OLED, PDP, e-페이퍼와 같은 가변강성 유연 디스플레이의 스크린을 통해 포인팅 오브젝트 (예를 들어, 손가락)에 의한 터치 입력 시에 휘어지지 않게 일방향으로 강성을 유지하여 고정시켜 터치 입력을 수행할 수 있다.
도 11은 일 구현예에 따른 가변강성 유연 디스플레이를 시계로 활용한 예를 나타낸 도면이다. 가변강성 유연 디스플레이를 손목에 착용할 수 있도록 형태를 변경한 후 가변강성 유연 디스플레이의 내부에 있는 ER 유체 또는 MR 유체를 이용하여 디스플레이를 단단하게 강성을 유지하여 시계로 착용할 수 있다. 또한, 시계로 착용하다가 화면을 넓게 보고 싶을 때 평평하게 펼친 후 ER 유체 또는 MR 유체를 이용하여 디스플레이를 단단하게 강성을 유지하여 평평한 상태로 고정할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 이러한 폴리머 층으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200, 400, 500, 600: 가변강성 필름
210, 320, 410, 510: 하부 폴리머 층
220, 330, 420, 520, 950: 하부 전극
230, 340, 430, 530, 960: 가변 유체 층
240, 350, 440, 540, 970: 상부 전극
250, 360, 450, 550: 상부 폴리머 층
300: 가변강성 유연 디스플레이
310, 795, 930: 유연 디스플레이
600a, 700a: 제1 가변강성 층
600b, 700b: 제2 가변강성 층
610, 710: 제1 하부 폴리머 층
620, 720: 제1 하부 전극
630, 730: 제1 가변유체 층
640, 740: 제1 상부 전극
650, 750: 폴리머 분리층
660, 760: 제2 하부 전극
670, 770: 제2 가변유체 층
680, 780: 제2 상부 전극
690, 790: 제2 상부 폴리머 층
900: 가변강성 터치센서

Claims (15)

  1. 제1 가변강성 층;
    제2 가변강성 층; 및
    상기 제1 가변강성 층 및 상기 제2 가변강성 층 사이의 폴리머 분리층;
    을 포함하고,
    상기 제1 가변강성 층은, 제1 하부 전극;
    상기 제1 하부 전극 상에 형성된 제1 가변유체 층; 및
    상기 제1 가변유체 층 상에 형성된 제1 상부 전극;
    을 포함하고,
    상기 제2 가변강성 층은, 제2 하부 전극;
    상기 제2 하부 전극 상에 형성된 제2 가변유체 층; 및
    상기 제2 가변유체 층 상에 형성된 제2 상부 전극;을 포함하고,
    상기 제1 가변유체 층은 제1 가변유체를 각각 수용하는 제1 패턴으로 배열된 복수 개의 제1 가변유체 수용부를 포함하고,
    상기 제2 가변유체 층은 제2 가변유체를 각각 수용하는 상기 제1 패턴과 직교하는 제2 패턴으로 배열된 복수 개의 제2 가변유체 수용부를 포함하고,
    상기 제1 하부 전극 및 상기 제1 상부 전극은 제1 가변유체 수용부에 대응하도록 패터닝되어 배열된 것이고,
    상기 제1 하부 전극 및 상기 제1 상부 전극 사이에 전기장 및 자기장 중 하나가 형성되는 경우, 상기 제1 가변유체의 제1 가변유체가 강성의 변화를 가지게 되고,
    상기 제2 하부 전극 및 상기 제2 상부 전극 사이에 전기장 및 자기장 중 하나가 형성되는 경우, 상기 제2 가변유체의 제2 가변유체가 강성의 변화를 가지게 되는
    가변강성 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가변유체 층은,
    상기 복수 개의 제1 가변유체 수용부를 지지하는 복수 개의 지지 폴리머의 패턴
    을 포함하는
    가변강성 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가변유체 층 및 상기 제2 가변유체 층은 각각 강성을 가지도록 제어 가능한
    가변강성 필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 하부 전극, 상기 제1 하부 전극 상의 제1 가변유체 수용부 및 상기 제1 가변유체 수용부 상의 제1 상부 전극 외의 부분은 모두 상기 지지 폴리머이고,
    상기 제2 하부 전극, 상기 제2 하부 전극 상의 제2 가변유체 수용부 및 상기 제2 가변유체 수용부 상의 제2 상부 전극 외의 부분은 모두 상기 지지 폴리머인 가변강성 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가변유체 및 제2 가변유체는, 각각 ER 유체(elector-rheological fluid) 또는 MR 유체(magneto-rheological fluid)를 포함하는 가변강성 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하부 전극, 상기 제1 상부 전극, 상기 제2 하부 전극 및 상기 제2 상부 전극은 각각 독립적으로, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 그래핀, 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT) 및 은 나노와이어(silver nanowire)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 가변강성 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상부 전극, 상기 제1 하부 전극 또는 이 둘 상에 폴리머 층을 더 포함하고,
    상기 제2 상부 전극, 상기 제2 하부 전극 또는 이 둘 상에 폴리머 층을 더 포함하는 가변강성 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가변유체 층 또는 상기 제2 가변 유체 층의 양측에 밀봉부를 더 포함하는 가변강성 필름.
  9. 유연 디스플레이; 및
    상기 유연 디스플레이에 접촉하여 형성된 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 가변강성 필름;
    을 포함하는 가변강성 유연 디스플레이.
  10. 유연 디스플레이;
    터치센서; 및
    상기 터치센서에 접촉하여 형성된 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 가변강성 필름;
    을 포함하는 가변강성 유연 터치센서.
  11. 제1 하부 전극 상에 폴리머 층을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 층에 제1 패턴으로 배열된 복수 개의 제1 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계;
    상기 복수 개의 제1 가변유체 수용부 각각에 제1 가변유체를 수용하여 제1 가변강성 층을 형성하는 단계;
    상기 제1 가변강성 층 상에 제1 상부 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 상부 전극 상에 폴리머 분리층을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 분리층 상에 제2 하부 전극을 형성하는 단계;
    상기 제2 하부 전극 상에 제2 폴리머 층을 형성하는 단계;
    상기 제2 폴리머 층에, 상기 복수 개의 제1 가변유체 수용부와 직교하는 제2 패턴으로 배열된 복수 개의 제2 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계;
    상기 복수 개의 제2 가변유체 수용부 각각에 제2 가변유체를 수용하여 제2 가변강성 층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 가변강성 층 상에 제2 상부 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 하부 전극 및 상기 상부 전극은 제1 가변유체 수용부에 대응하도록 패터닝되어 배열된 것이고,
    상기 제1 하부 전극 및 상기 제1 상부 전극 사이에 전기장 및 자기장 중 하나가 형성되는 경우, 상기 제1 가변유체의 제1 가변유체가 강성의 변화를 가지게 되고,
    상기 제2 하부 전극 및 상기 제2 상부 전극 사이에 전기장 및 자기장 중 하나가 형성되는 경우, 상기 제2 가변유체의 제2 가변유체가 강성의 변화를 가지게 되는
    가변강성 필름의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계는,
    상기 제1 패턴으로 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 제1 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계는,
    상기 제1 패턴과 직교하는 제2 패턴으로 서로 평행하게 정렬된 복수 개의 제2 가변유체 수용부를 패터닝하는 단계
    를 포함하는 가변강성 필름의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 폴리머 층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 하부 전극 상 및 상기 제1 하부 전극 간에 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 상부 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제1 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 단계
    를 포함하는 가변강성 필름의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 하부 전극은 상기 제2 가변유체 수용부에 대응하는 형태이고,
    상기 제2 폴리머 층을 형성하는 단계는,
    상기 제2 하부 전극 상 및 상기 제2 하부 전극 간에 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 상부 전극을 형성하는 단계는,
    상기 제2 가변유체 수용부에 대응하도록 형성하는 단계
    를 포함하는 가변강성 필름의 제조방법.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD353539S (en) * 1990-07-20 1994-12-20 Norden Pac Development Ab Combined tube and cap
US20140127857A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Carrier Wafers, Methods of Manufacture Thereof, and Packaging Methods
USD763848S1 (en) * 2014-07-08 2016-08-16 Lg Electronics Inc. Tablet computer
USD763849S1 (en) * 2014-07-08 2016-08-16 Lg Electronics Inc. Tablet computer
CN104932787A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 联想(北京)有限公司 一种控制方法及电子设备
CN204808776U (zh) * 2015-07-07 2015-11-25 京东方科技集团股份有限公司 一种柔性显示装置
US10013060B2 (en) * 2015-09-18 2018-07-03 Immersion Corporation Systems and methods for providing haptic effects in response to deformation of a cover for an electronic device
CN106125846B (zh) 2016-07-08 2018-06-26 广东欧珀移动通信有限公司 柔性屏支撑结构、柔性显示屏模组及移动终端
CN107179150A (zh) * 2017-05-23 2017-09-19 福州大学 一种扇面形机器人触觉传感器及其检测方法
WO2019024045A1 (zh) * 2017-08-03 2019-02-07 深圳市柔宇科技有限公司 折叠机构控制方法、折叠机构及终端
US10416772B2 (en) 2017-09-06 2019-09-17 Apple Inc. Electrical haptic output array
US10585482B2 (en) * 2017-09-27 2020-03-10 Apple Inc. Electronic device having a hybrid conductive coating for electrostatic haptics
US10775890B2 (en) 2017-09-27 2020-09-15 Apple Inc. Electronic device having a piezoelectric body for friction haptics
CN109584719A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 京东方科技集团股份有限公司 柔性显示模组及制备方法与弯折方法、电子设备
US10248211B1 (en) 2017-09-28 2019-04-02 Apple Inc. Ground-shifted touch input sensor for capacitively driving an electrostatic plate
USD893475S1 (en) * 2017-10-11 2020-08-18 Samsung Display Co., Ltd. Display device
USD885381S1 (en) * 2017-10-11 2020-05-26 Samsung Display Co., Ltd. Display device
CN207818084U (zh) 2017-11-16 2018-09-04 华为技术有限公司 一种柔性盖板、柔性显示装置以及柔性终端产品
KR102490861B1 (ko) * 2017-12-14 2023-01-19 엘지디스플레이 주식회사 백 플레이트 및 이를 포함하는 폴더블 표시장치
US20190351287A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Gimi Alvin S. Puentevella Personal Stat Tracker (PST) for Volitional Input of a Statistical Event with Incidental Contact Avoidance
CN108831305A (zh) * 2018-06-22 2018-11-16 京东方科技集团股份有限公司 一种盖板及其制备方法、显示面板、显示装置
CN109470386B (zh) * 2018-11-09 2020-11-10 福州大学 一种力/位触觉传感器检测系统及检测方法
US10795415B2 (en) * 2019-01-30 2020-10-06 Motorola Mobility Llc Foldable display with stiff support
CN109885202B (zh) 2019-02-22 2020-12-01 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种触控基板及其驱动方法和显示装置
CN109887418B (zh) * 2019-04-19 2022-04-05 昆山国显光电有限公司 一种柔性显示装置
CN110209302B (zh) * 2019-05-31 2024-02-20 武汉天马微电子有限公司 一种显示面板、显示装置和显示面板的使用方法
CN110706597B (zh) * 2019-10-22 2024-02-06 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板及显示装置
CN111026235A (zh) * 2019-11-22 2020-04-17 维沃移动通信有限公司 一种电子设备及电子设备控制方法
CN111128023B (zh) * 2019-12-23 2022-01-18 华南理工大学 一种韧性可调的柔性基板结构及其制备方法
CN111169104A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 浙江清华柔性电子技术研究院 柔性基底、柔性电子器件、柔性基底刚度调节方法及应用
CN113539076B (zh) * 2020-04-20 2022-12-13 Oppo广东移动通信有限公司 终端设备及其折叠显示屏
WO2022172458A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18 シャープ株式会社 支持システム、支持システムを備える可撓性表示装置
CN113091961A (zh) * 2021-03-18 2021-07-09 武汉大学 可调量程电容式柔性压力传感器及其制备方法
CN113808490B (zh) * 2021-09-23 2023-08-18 京东方科技集团股份有限公司 一种柔性显示装置
CN114464094A (zh) * 2022-02-23 2022-05-10 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 柔性显示装置及电子设备
CN116202044B (zh) * 2023-02-14 2024-02-09 永林电子股份有限公司 一种柔性基板的led灯带

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923057A (en) * 1988-09-20 1990-05-08 Lord Corporation Electrorheological fluid composite structures
US5068018A (en) * 1990-01-10 1991-11-26 Lord Corporation Electrophoretic fluid composite structure
EP0725811A1 (en) * 1993-10-26 1996-08-14 Byelocorp Scientific, Inc. Electrorheological fluid composite structures
JP2004071765A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Sony Corp 電気粘性流体装置及び電子機器
JP2006011646A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Pioneer Electronic Corp 触覚表示装置及び触覚表示機能付タッチパネル装置
KR100877067B1 (ko) * 2006-01-03 2009-01-07 삼성전자주식회사 햅틱 버튼 및 이를 이용한 햅틱 기기
TWI283377B (en) 2006-04-18 2007-07-01 Ind Tech Res Inst Flexible display
US20080018603A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Motorola, Inc. User interface system
KR100851279B1 (ko) * 2006-12-07 2008-08-08 한국전자통신연구원 전기 유변 유체를 이용한 점자 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR101067661B1 (ko) 2009-04-14 2011-09-27 한국과학기술원 이온에 의해 작동되는 전기 활성 폴리머를 이용한 유연 디스플레이 형상변형장치 및 그 방법
KR101097842B1 (ko) 2009-07-15 2011-12-23 한국과학기술원 유연 디스플레이의 형상 고정 장치 및 그 고정방법
FR2955404B1 (fr) * 2010-01-18 2012-01-27 Commissariat Energie Atomique Actionneur fluidique et dispositif d'affichage a actionneurs fluidiques
KR20120015692A (ko) * 2010-08-12 2012-02-22 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
KR101735715B1 (ko) 2010-11-23 2017-05-15 삼성전자주식회사 입력 감지 소자 및 이를 구비한 터치 패널
KR20120055351A (ko) 2010-11-23 2012-05-31 삼성전자주식회사 뉴토니안 유체 특성을 갖는 전기유변유체
KR101245375B1 (ko) 2011-06-08 2013-03-20 주식회사 팬택 능동적 플렉서블 디스플레이, 능동적 플렉서블 디스플레이의 제어 장치 및 방법
KR101903053B1 (ko) * 2012-07-10 2018-11-23 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 디스플레이 장치
US9939900B2 (en) * 2013-04-26 2018-04-10 Immersion Corporation System and method for a haptically-enabled deformable surface
WO2014176528A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Immersion Corporation Passive stiffness and active deformation haptic output devices for flexible displays

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